JPWO2009116497A1 - 基地局装置及び通信制御方法 - Google Patents

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Abstract

ユーザ装置と共有チャネルを用いて通信を行う基地局装置は、セル内の混雑度を推定する混雑度推定手段;ユーザ装置または基地局装置が送信するデータの優先度または最低速度の目標値を前記セル内の混雑度に基づいて変更する優先度変更手段;及び前記変更されたデータの優先度または最低速度の目標値に基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択する選択手段;を有する。

Description

本発明は、移動通信システムに関し、特に基地局装置及び通信制御方法に関する。
W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)やHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)の後継となる通信方式、すなわちLTE(Long Term Evolution)が、W−CDMAの標準化団体3GPP(3rd Generation Partnership Project)により検討され、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multipexing Access)、上りリンクについてはSC−FDMA(Single−Carrier Frequency Division Multiple Access)が検討されている(例えば、非特許文献1及び2参照)。
OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式であり、サブキャリアを周波数上に、一部重なりあいながらも互いに干渉することなく密に並べることで、高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。
SC−FDMAは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。SC−FDMAでは、送信電力の変動が小さくなる特徴を持つことから、端末の低消費電力化及び広いカバレッジを実現できる。
上述したLTEは、下りリンク及び上りリンクにおいて共有チャネルを用いた通信システムである。
例えば、下りリンクにおいては、基地局装置は、サブフレーム毎(1ms毎)に、上記共有チャネルを用いて通信を行うユーザ装置を選別し、選別したユーザ装置に対して、上記共有チャネルを送信する。尚、基地局装置は、上記共有チャネルに加えて、下りリンクの制御チャネルを送信し、当該サブフレームにおいて上記ユーザ装置に対して共有チャネルを送信したことを通知する。
例えば、上りリンクにおいては、基地局装置は、サブフレーム毎(1ms毎)に、上記共有チャネルを用いて通信を行うユーザ装置を選別し、選別したユーザ装置に対して、下りリンクの制御チャネルを用いて、所定のサブフレームにおいて、上記共有チャネルを用いて通信を行うことを指示し、ユーザ装置は、上記下りリンクの制御チャネルに基づいて、上記共有チャネルを送信する。基地局装置は、ユーザ装置から送信された上記共有チャネルを受信し、復号を行う。
ここで、上述したような、共有チャネルを用いて通信を行うユーザ装置を選別する処理は、スケジューリング処理と呼ばれる。
上述したスケジューリング処理のアルゴリズムとしては、一般に、Round RobinやProportional Fairnessが知られている。
Round Robinは、セル内のユーザ装置に対して、共有チャネルの無線リソースを順番に割り当てるアルゴリズムである。
以下に、Proportional Fairnessに関して説明を行う。Proportional Fairnessにおいては、例えば、それぞれのユーザ装置に対して、以下の係数C(n:ユーザ装置のIndex)を計算し、係数が最も大きいユーザ装置に対して、共有チャネルのための無線リソースを割り当てるといった処理が行われる:
Figure 2009116497
ここで、Qは、下りリンクの場合には、例えば、当該ユーザ装置から報告される下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)から算出されてもよく、また、上りリンクの場合には、例えば、当該ユーザ装置から送信されるリファレンス信号の無線品質、例えば、SIR(Signal−to−Interference Ratio)から算出されてもよい。
また、一般に、移動通信システムにおいては、優先度の高いデータと優先度の低いデータが存在する。例えば、制御信号であるDCCH(Dedicated Control Channel)、すなわち、C−planeのデータは優先度が高く、ベストエフォート型のサービスが適用されるDTCH(Dedicated Traffic Channel)は、優先度が低い。あるいは、料金の高い契約を行っているユーザのデータは優先度が高く、料金の低い契約を行っているユーザのデータは優先度が低い。あるいは、VoIPやStreamingなど、遅延要求の高いデータは優先度が高く、ベストエフォート型のパケットデータは優先度が低い。このような優先度を考慮して、上述したスケジューリング処理を行うために、例えば、上述した係数Cは、以下のように定義されてもよい:
Figure 2009116497
このように、スケジューリングに用いる係数Cに優先度の項Aを導入することにより、優先度を考慮したスケジューリングを行うことが可能となる。
3GPP TR 25.814 (V7.0.0), "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA," June 2006 3GPP TS 36.300 (V8.2.0), "E-UTRA and E-UTRAN Overall description," September 2007
上述したような優先度を考慮したスケジューリング処理は、優先度を考慮しすぎると、優先度の低いユーザ装置に対して、共有チャネルのための無線リソースが全く割り当てられなくなるため、そのユーザ装置の通信品質を著しく劣化させる恐れがある。逆に、優先度をあまり考慮せずにスケジューリング処理を行うと、優先度の高いユーザ装置に対して、共有チャネルのための無線リソースを適切に割り当てることができなくなり、優先度の高いユーザ装置の通信品質を劣化させる恐れがある。
すなわち、上述した優先度を考慮したスケジューリング処理を行う場合には、上述したAの値を適切に設定する必要があると考えられる。
ところで、移動通信システムは、有限のリソース(周波数や電力)を用いて通信を行うシステムであり、その通信容量には上限が存在する。よって、上記移動通信システム内において通信を行うユーザ数(ユーザ装置の数)が増加した場合に、すでに行われている通信の品質が劣化する、あるいは、新規に通信を開始することができないといった問題が発生する。このような状態を一般に、輻輳状態と呼ぶ。
この輻輳状態においては、無線リソースが逼迫している状況であるため、上述した優先度を考慮したスケジューリング処理を、より厳密に行う必要があると言える。一方、輻輳状態ではない場合には、上記無線リソースに余裕が存在すると考えられるため、優先度を考慮したスケジューリング処理の厳密性を緩和してもよいと考えられる。
このような混雑度を考慮せずにAの値を設定した場合、優先度の低いユーザ装置または優先度の高いユーザ装置の通信品質を劣化させる可能性があるという問題が存在する。例えば、輻輳状態である場合を考慮してAの値を設定した場合、輻輳状態ではない場合に、優先度の低いユーザ装置に対して割り当てられる無線リソースが不当に小さくなるという問題が発生する。一方、輻輳状態でない場合を考慮してAの値を設定した場合、輻輳状態である場合に、優先度の高いユーザ装置に対して、適切に優遇することができない、すなわち、必要なだけの無線リソースを割り当てることができないという問題が発生する。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、その目的は、下りリンク及び上りリンクの無線リソースを割り当てるときに、混雑度に応じたスケジューリング処理を行うことのできる基地局装置及び通信制御方法を提供することにある。
本発明の前記の目的を解決するために、本発明の基地局装置は、
ユーザ装置と共有チャネルを用いて通信を行う基地局装置であって:
セル内の混雑度を推定する混雑度推定手段;
ユーザ装置または基地局装置が送信するデータの優先度または最低速度の目標値を前記セル内の混雑度に基づいて変更する優先度/目標値変更手段;及び
前記変更されたデータの優先度または最低速度の目標値に基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択する選択手段;
を有することを特徴の1つとする。
また、本発明の通信制御方法は、
ユーザ装置と共有チャネルを用いて通信を行う基地局装置における通信制御方法であって:
セル内の混雑度を推定するステップ;
ユーザ装置または基地局装置が送信するデータの優先度または最低速度の目標値を前記セル内の混雑度に基づいて変更するステップ;及び
前記変更されたデータの優先度または最低速度の目標値に基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択するステップ;
を有することを特徴の1つとする。
本発明の実施例によれば、混雑度に応じたスケジューリング処理を行うことのできる基地局装置及び通信制御方法を提供することが可能になる。
本発明の一実施例に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係る13個の判定式を示す説明図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置のベースバンド信号処理部を示す部分ブロック図である。 論理チャネルと優先度クラスの関係を例示する図である。 本発明に係る伝送速度の平均化のための平均化区間を示す説明図である。 本発明の一実施例に係る通信制御方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る下りリンクの通信制御方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る上りリンクの通信制御方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る基地局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置を示す部分ブロック図である。
符号の説明
50 セル
100、100、100、100 移動局(ユーザ装置)
200 基地局装置
202 送受信アンテナ
204 アンプ部
206 送受信部
208 ベースバンド処理部
210 呼処理部
212 伝送路インターフェース
2081 レイヤー1処理部
2082 MAC処理部
2083 RLC/PDCP処理部
2084 混雑度推定部
252 レイヤー1処理部
254 ユーザ装置状態管理部
256 混雑度推定部
258 優先度設定部
260 スケジューリング係数計算部
262 UE選択部
264 周波数リソース管理部
268 TFR選択部
270(270、270、・・・、270) HARQ制御部
272 RLC/PDCP処理部
2721n,k RLC Buf
280 UE Buffer推定部
2801n,k UE Buf
300 アクセスゲートウェイ装置
400 コアネットワーク
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
本発明の実施例に係る基地局装置が適用される無線通信システムについて、図1を参照して説明する。
無線通信システム1000は、例えばEvolved UTRA and UTRAN(別名:Long Term Evolution,或いは,Super 3G)が適用されるシステムであり、基地局装置(eNB: eNode B)200と複数の移動局(ユーザ装置(UE: User Equipment)とも呼ばれる)100(100、100、100、・・・100、nはn>0の整数)とを備える。基地局装置200は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置300と接続され、アクセスゲートウェイ装置300は、コアネットワーク400と接続される。ここで、移動局100はセル50において基地局装置200とEvolved UTRA and UTRANにより通信を行う。アクセスゲートウェイ装置は、MME/SGW(Mobility Management Entity/Serving Gateway)と呼ばれてもよい。
以下、移動局100(100、100、100、・・・100)については、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限り移動局100として説明を進める。
無線通信システム1000は、無線アクセス方式として、下りリンクについてはOFDMA(周波数分割多元接続)、上りリンクについてはSC−FDMA(シングルキャリア−周波数分割多元接続)が適用される。上述したように、OFDMAは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域(サブキャリア)に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式である。SC−FDMAは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。
ここで、Evolved UTRA and UTRANにおける通信チャネルについて説明する。
下りリンクについては、各移動局100で共有して使用される物理下りリンク共有チャネル(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)と、LTE用の下り制御チャネル(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)とが用いられる。下りリンクでは、LTE用の下り制御チャネルにより、物理下りリンク共有チャネルにマッピングされるユーザの情報やトランスポートフォーマットの情報、物理上りリンク共有チャネルにマッピングされるユーザの情報やトランスポートフォーマットの情報、物理上りリンク共有チャネルの送達確認情報などが通知され、物理下りリンク共有チャネルによりユーザデータが伝送される。尚、前記物理上りリンク共有チャネルの送達確認情報は、前記LTE用の下り制御チャネルではなく、物理HARQインディケータチャネル(PHICH)により伝送されてもよい。尚、上述したユーザデータとは、例えば、ウェブブラウジング、ファイル転送(FTP)、音声パケット(VoIP)等によるIPパケットや、無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)の処理のための制御信号などである。前記ユーザデータは、物理チャネルとしては物理下りリンク共有チャネルに、トランスポートチャネルとしては下りリンクの共有チャネルDL−SCHにマッピングされる。
上りリンクについては、各移動局100で共有して使用される物理上りリンク共有チャネル(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel)と、LTE用の上り制御チャネルとが用いられる。尚、上り制御チャネルには、物理上りリンク共有チャネルと時間多重されるチャネルと、周波数多重されるチャネルの2種類がある。前記周波数多重されるチャネルは、物理上りリンク制御チャネル(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)と呼ばれてもよい。また、前記時間多重されるチャネルは、具体的には、LTE用の上り制御チャネルにマッピングされる制御信号、例えば、後述するCQIやHARQ ACK informationが、前記PUSCHに多重されることにより、移動局100から基地局装置200に伝送されてもよい。
上りリンクでは、LTE用の上り制御チャネルにより、下りリンクにおける共有物理チャネルのスケジューリング、適応変復調・符号化(AMCS: Adaptive Modulation and Coding Scheme)に用いるための下りリンクの品質情報(CQI: Channel Quality Indicator)及び下りリンクの共有物理チャネルの送達確認情報(HARQ ACK information)が伝送される。また、物理上りリンク共有チャネルによりユーザデータが伝送される。尚、上述したユーザデータとは、例えば、ウェブブラウジング、ファイル転送(FTP)、音声パケット(VoIP)等によるIPパケットや、無線リソース制御(RRC:Radio Resource Control)の処理のための制御信号などである。前記ユーザデータは、物理チャネルとしては物理上りリンク共有チャネルに、トランスポートチャネルとしては上りリンクの共有チャネルUL−SCHにマッピングされる。
<混雑度の推定処理>
まず、基地局装置200においてセル内の混雑度を推定する実施例について、図2を参照して説明する。
本実施例に係る基地局装置200は、送受信アンテナ202と、アンプ部204と、送受信部206と、ベースバンド信号処理部208と、呼処理部210と、伝送路インターフェース212とを備える。
下りリンクにより基地局装置200から移動局100に送信されるパケットデータは、基地局装置200の上位に位置する上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置300から伝送路インターフェース212を介してベースバンド信号処理部208に入力される。
ベースバンド信号処理部208では、PDCPレイヤの送信処理や、パケットデータの分割・結合、RLC(radio link control)再送制御の送信処理などのRLCレイヤの送信処理、MAC再送制御、例えばHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)処理等が行われて、送受信部206に転送される。
送受信部206では、ベースバンド信号処理部208から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部204で増幅されて送受信アンテナ202より送信される。
一方、上りリンクにより移動局100から基地局装置200に送信されるデータについては、送受信アンテナ202で受信された無線周波数信号がアンプ部204で増幅され、送受信部206で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部208に入力される。
ベースバンド信号処理部208では、入力されたベースバンド信号に対して、FFT処理、IDFT処理、誤り訂正復号、MAC再送制御等の受信処理、RLCレイヤの受信処理、PDCPレイヤの受信処理等がなされ、伝送路インターフェース212を介してアクセスゲートウェイ装置300に転送される。
また、ベースバンド信号処理部208は、後述するように、セル50内の混雑度を推定する。例えば、ベースバンド信号処理部208は、以下のようなパラメータのうち少なくとも1つを算出する:
(1)下りリンクの送信バッファの中にPDSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数(以下、第1の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数
(2)上りリンクの送信バッファの中にPUSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数(以下、第2の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数
(3)共有チャネルであるPDSCHやPUSCHによる通信の頻度が高い移動局の数(以下、第3の移動局数と呼ぶ)
(4)共有チャネルであるPDSCHやPUSCHによる通信の頻度が低い移動局の数(以下、第4の移動局数と呼ぶ)
(5)セル内で接続状態にある移動局(すなわち、LTE Activeである移動局)の数(以下、第5の移動局数と呼ぶ)
(6)LTE Activeである移動局の内で、下りリンクの伝送速度が所定の伝送速度を満たしていない移動局の数(以下、第6の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数
(7)LTE Activeである移動局の内で、上りリンクの伝送速度が所定の伝送速度を満たしていない移動局の数(以下、第7の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数
(8)下りリンクにおけるデータの滞留時間が所定の閾値よりも大きい移動局の数(以下、第8の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数(下りリンクにおけるデータの平均遅延が許容遅延よりも大きい移動局の数または論理チャネルの数)
(9)上りリンクにおけるデータの滞留時間が所定の閾値よりも大きい移動局の数(以下、第9の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数(上りリンクにおけるデータの平均遅延が許容遅延よりも大きい移動局の数または論理チャネルの数)
(10)下りリンクにおける遅延によるデータの廃棄が生じた移動局の数(以下、第10の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数
(11)上りリンクにおける遅延によるデータの廃棄が生じた移動局の数(以下、第11の移動局数と呼ぶ)または論理チャネルの数
ベースバンド信号処理部208は、自基地局装置の処理負荷として、自基地局装置のCentral Processing Unit(CPU)の使用率や、メモリの使用率、バッファの使用率等を取得する。ここでバッファとは、例えば、PDCPレイヤにおけるデータのためのバッファでもよく、RLCレイヤにおけるデータのためのバッファでもよく、MACレイヤにおけるデータのためのバッファでもよい。あるいは、前記バッファとは、前記PDCPレイヤにおけるデータのためのバッファと、RLCレイヤにおけるデータのためのバッファと、MACレイヤにおけるデータのためのバッファとを合わせたものであってもよい。また、上記自基地局装置の処理負荷、すなわち、自基地局装置のCentral Processing Unit(CPU)の使用率や、メモリの使用率、バッファの使用率等は、複数のキャリアを合計した値を取得してもよく、あるいは、キャリア毎に取得してもよい。また、基地局装置200が複数のセクタを有する場合に、上記自基地局装置の処理負荷は、セクタ毎に取得されてもよい。
さらに、ベースバンド信号処理部208は、コアネットワーク400内のノードやアクセスゲートウェイ装置300等の他のノードの処理負荷を取得してもよい。ここで、処理負荷とは例えば、CPU使用率やメモリ使用率である。
そして、ベースバンド信号処理部208は、上記第1の移動局数〜第11の移動局数、上記自基地局装置の処理負荷、上記他ノードの処理負荷の少なくとも1つに基づいて、セル50内の混雑度を推定する。推定された混雑度は、後述するように、データの優先度を変更するために使用される。
例えば、ベースバンド信号処理部208は、第1の閾値TH1〜第11の閾値TH11を定義し、第1の移動局数〜第11の移動局数と、第1の閾値TH1〜第11の閾値TH11との関係により、混雑度を推定してもよい。さらに、第12の閾値TH11及び第13の閾値TH13を定義し、基地局装置内の処理負荷及び他ノードの処理負荷と、第12の閾値TH12及び第13の閾値TH13との関係により、混雑度を推定してもよい。
例えば、図3に示す13個の判定式の少なくとも1つが真である場合に、ベースバンド信号処理部208は、セルが混雑していると判定し、図3に示す13個の判定式の全てが偽である場合に、セルが混雑していると判定してもよい。
あるいは、図3に示す13個の判定式の全てが真である場合に、セルが混雑していないと判定し、図3に示す13個の判定式の少なくとも1つが偽である場合に、セルが混雑していると判定してもよい。
また、上述した例では、図3に示す13個の判定式を全て用いているが、上記13個の判定式の内の一部を用いて、同様の判定を行ってもよい。
また、上述した例では、各判定式において、1つの閾値を用いた混雑度の判定を行っているため、算出される混雑度は2段階(混雑している場合及び混雑していない場合)である。しかしながら、2つ以上の閾値を用いることにより、3段階以上の混雑度を算出してもよい。
また、セル内の混雑度を、サービス種別毎、あるいは、契約種別毎、あるいは、端末種別毎、無線ベアラ(Radio Bearer)毎、論理チャネル毎、優先度クラス毎に行ってもよい。この場合、サービス種別毎、あるいは、契約種別毎、あるいは、端末種別毎に、あるいは、Radio Bearer毎、あるいは、論理チャネル毎、優先度クラス毎に上記第1の移動局数〜第11の移動局数を算出し、また、サービス種別毎、あるいは、契約種別毎、あるいは、端末種別毎に、あるいは、論理チャネル毎、あるいは、Radio Bearer毎、優先度クラス毎に上記第1の閾値TH1〜第11の閾値TH11を定義して、上述したような判定を行う。
例えば、サービス種別は、下りパケットを伝送するサービスの種別を示すものであり、例えば、VoIPサービスや音声サービスやストリーミングサービスやFTP(File Transfer Protocol)サービス等を含む。
また、契約種別は、ユーザ装置のユーザが加入している契約の種別を示すものであり、例えば、Low Class契約やHigh Class契約、定額課金契約や従量課金契約等を含む。
また、端末種別は、下りリンクの信号の送り先であるユーザ装置の性能をクラス分けするものであり、ユーザ装置の識別情報に基づくクラスや、受信可能な変調方式やビット数等の端末能力等を含む。
論理チャネル種別とは、Dedicated Control Channel (DCCH)やDedicated Traffic Channel(DTCH)といった論理チャネルの種別である。前記DCCH、DTCHの中に、さらに複数の論理チャネルが定義されてもよい。
Radio Bearerとは、データを伝送するベアラを意味し、伝送する論理チャネルに対して1対1で定義される。結果として、論理チャネルとほぼ同義である。
優先度クラスとは、下りリンク及び上りリンクのデータの送信に関わる優先度をクラス分けするためのクラスであり、例えば、第1の優先度クラスのデータは、第2の優先度クラスのデータよりも優先的に送信される。前記優先度クラスは、前記Logical Channelに括り付けられ、Logical Channel Priorityと呼ばれてもよい。あるいは、前記優先度は、Priority Classと定義されてもよい。
なお、第1の移動局数〜第11の移動局数、自基地局装置内の処理負荷及び他ノードの処理負荷として、瞬時値を用いてもよいし、所定の平均化区間で平均した値を用いてもよい。
呼処理部210は、通信チャネルの設定や解放等の呼処理や、無線基地局200の状態管理や、無線リソースの管理を行う。
次に、ベースバンド信号処理部208の構成について、図4を参照して説明する。
ベースバンド信号処理部208は、レイヤー1処理部2081と、MAC(Medium Access Control)処理部2082と、RLC/PDCP処理部2083と、混雑度推定部2084とを備える。
ベースバンド信号処理部208におけるレイヤー1処理部2081とMAC処理部2082とRLC/PDCP処理部2083と混雑度推定部2084と呼処理部210は、互いに接続されている。
レイヤー1処理部2081では、下りリンクで送信されるデータのチャネル符号化やIFFT処理、上りリンクで送信されるデータのチャネル復号化やIDFT処理、FFT処理などが行われる。
MAC処理部2082は、下りデータのMAC再送制御、例えばHARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)の送信処理や、スケジューリング、伝送フォーマットの選択等を行う。また、MAC処理部2082は、上りデータのMAC再送制御の受信処理等を行う。
また、MAC処理部2082は、移動局100から報告される、移動局100の中の上りリンクの送信バッファ状態を示す情報を取得し、上記移動局100の中の上りリンクの送信バッファ状態を、混雑度推定部2084に報告する。ここで、上記移動局100から報告される、移動局100の中の上りリンクの送信バッファ状態を示す情報とは、例えば、Buffer Status Reportと呼ばれ、その情報要素として、移動局100の中の上りリンクの送信バッファ内のバッファ滞留量の絶対値、あるいは、所定の値からの相対値を含む。そして、上記MAC処理部2082から混雑度推定部2084に報告される、移動局100の中の上りリンクの送信バッファ状態は、上記移動局100の中の上りリンクの送信バッファ内のバッファ滞留量の絶対値、あるいは、所定の値からの相対値のことである。
また、例えば、上記Buffer Status Reportは、2つ以上の、優先度付けがなされたグループ毎のバッファ滞留量の絶対値、あるいは、所定の値からの相対値を含んでもよい。あるいは、上記Buffer Status Reportは、1つ以上の優先度付けがなされたグループ毎のバッファ滞留量の絶対値、あるいは、所定の値からの相対値と、全てのデータに関するバッファ滞留量の絶対値、あるいは、所定の値からの相対値とを含んでもよい。また、上記Buffer Status Reportは、例えば、MACレイヤにおける制御情報として、移動局100から基地局装置200に報告される。前記MACレイヤにおける制御情報は、MAC control elementと呼ばれてもよい。
また、MAC処理部2082は、移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるMACレイヤの伝送速度を測定し、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるMACレイヤの伝送速度を混雑度推定部2084に通知する。
尚、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるMACレイヤの伝送速度は、測定タイミングにおける瞬時値でもよいし、測定タイミングより以前の、所定の平均化区間で平均した値でもよい。また、その平均の方法は、単純な算術平均でもよいし、忘却係数を用いた平均でもよい。さらには、所定のサンプリング周期でサンプリングした瞬時値としてもよいし、上記サンプリングした瞬時値を平均化した値としてもよい。
より具体的には、上記MACレイヤの伝送速度として、所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値を測定し、かつ、上記平均値または合計値を以下の式を用いてフィルタリングを行った後の値(Fn)を測定してもよい。
式:Fn=(1-a)Fn-1+aMn
Fn: アップデートされたフィルタリング後の値
Fn-1: 古いフィルタリング後の値
a: フィルタリング係数
Mn: 所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値
尚、aの値として、例えば、1/2(k/2) (k = 0, 1, 2, …, )といった値を設定することができる。また、上記所定の時間間隔は100ms以外の値でもよく、200msであったり、80msであったり、様々な値を設定することができる。
一般に、移動局100と基地局装置200との通信には、複数の論理チャネルが用いられる。また、上記複数の論理チャネルには、優先度クラスが定義される。図5に、論理チャネルと優先度クラスの関係の一例を示す。図においては、下りリンクにおいて、M個の論理チャネルとL個の優先度クラスが設定されている。尚、上りリンクにおいても同様の設定を行うことができる。尚、上記優先度クラスは、論理チャネルプライオリティ(Logical Channel Priority)と呼ばれてもよい。
ここで、MAC処理部2082は、移動局100のMACレイヤにおける伝送速度を測定する代わりに、移動局100との通信に用いられる論理チャネルのMACレイヤにおける伝送速度、あるいは、移動局100との通信に用いられる論理チャネルのMACレイヤにおける伝送速度を、同一の優先度クラスを持つ論理チャネル内で平均、あるいは、合計した値を測定してもよい。そして、上記論理チャネルの伝送速度、あるいは、論理チャネルの伝送速度を、同一の優先度クラスを持つ論理チャネル内で平均、あるいは、合計した値を混雑度推定部2084に通知する。上記値は、上りリンクと下りリンクの両方において測定される。
また、MAC処理部2082は、移動局100がDRX状態にあるか否かを管理し、上記移動局100がDRX状態にあるか否かの情報を、混雑度推定部2084に通知する。尚、DRX状態とは、間欠受信を行っている状態である。上記間欠受信は、移動局100と基地局装置との間に接続が確立されているが、送受信を行うべきデータが存在しない場合に、移動局100の消費電力を低減することを目的として行われる。よって、DRX状態にある移動局は、共有チャネルによる通信の頻度が低い移動局とみなしてもよい。あるいは、DRX状態にない移動局は、共有チャネルによる通信の頻度が高い移動局とみなしてもよい。
また、MAC処理部2082は、RLC/PDCP処理部2083より、上位局から基地局装置200に送られてきた下りリンクのパケットデータの到来時刻を受け取る。そして、MAC処理部2082は、移動局100に関する下りリンクのパケットデータの滞留時間を測定する。ここで、下りリンクのパケットデータの滞留時間とは、例えば、基地局装置200におけるデータの滞留時間のことであり、より具体的には、前記下りリンクのパケットデータの到来時刻から、基地局装置200が移動局100に対して、下りリンクの共有チャネルを用いて、前記下りリンクのパケットデータを送信した時刻までの時間のことを指す。あるいは、実際に移動局100が前記パケットデータを正しく受信したことを確認するまでの時間を測定するために、下りリンクのパケットデータの滞留時間の定義を、前記下りリンクのパケットデータの到来時刻から、基地局装置200が移動局100に対して、下りリンクの共有チャネルを用いて、前記下りリンクのパケットデータを送信し、該当する送達確認情報としてACKを受信した時刻までの時間としてもよい。尚、上記送達確認情報は、MACレイヤであってもよいし、RLCレイヤであってもよい。あるいは、上記送達確認情報は、PDCPレイヤであってもよい。尚、MAC処理部2082は、下りリンクのパケットデータの滞留時間として、各パケットデータに関する滞留時間を平均した値を算出してもよい。そして、MAC処理部2082は、移動局100に関する、前記下りリンクのパケットデータの滞留時間を、混雑度推定部2084に通知する。
また、MAC処理部2082は、移動局100における上りリンクのパケットデータの滞留時間を測定する。ここで、移動局100における上りリンクのパケットデータの滞留時間とは、移動局100におけるデータの滞留時間のことである。MAC処理部2082は、移動局100内のバッファの状態を正確に把握することは困難であるため、データの滞留時間を、例えば、移動局100からBuffer Status Reportを受信した時刻から、実際に移動局100に対して、UL Scheduling Grantにより、上りリンクの共有チャネルの送信を指示した時刻までの時間と定義してもよい。あるいは、実際に基地局装置200が前記パケットデータを正しく受信したことを確認するまでの時間を測定するために、上りリンクのパケットデータの滞留時間の定義を、前記移動局100からBuffer Status Reportを受信した時刻から、基地局装置200が移動局100に対して、UL Scheduling Grantにより上りリンクの共有チャネルの送信を指示し、前記上りリンクの共有チャネルを正しく受信した時刻までの時間としてもよい。尚、MAC処理部2082は、上りリンクのパケットデータの滞留時間として、各パケットデータに関する滞留時間を平均した値を算出してもよい。そして、MAC処理部2082は、移動局100における前記上りリンクのパケットデータの滞留時間を、混雑度推定部2084に通知する。
RLC/PDCP処理部2083では、下りリンクのパケットデータに関する、PDCPレイヤの処理や、分割・結合、RLC再送制御の送信処理等のRLCレイヤの送信処理が行われる。また、RLC/PDCP処理部2083では、上りリンクのデータに関する、PDCPレイヤの分割・結合、RLC再送制御の受信処理等のRLCレイヤの受信処理が行われる。
また、RLC/PDCP処理部2083は、移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるRLCレイヤの伝送速度を測定し、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるRLCレイヤの伝送速度を混雑度推定部2084に通知する。
尚、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるRLCレイヤの伝送速度は、測定タイミングにおける瞬時値でもよいし、測定タイミングより以前の、所定の平均化区間で平均した値でもよい。また、その平均の方法は、単純な算術平均でもよいし、忘却係数を用いた平均でもよい。さらには、所定のサンプリング周期でサンプリングした瞬時値としてもよいし、上記サンプリングした瞬時値を平均化した値としてもよい。
より具体的には、上記RLCレイヤの伝送速度として、所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値を測定し、かつ、上記平均値または合計値を以下の式を用いてフィルタリングを行った後の値(Fn)を測定してもよい。
式:Fn=(1-a)Fn-1+aMn
Fn: アップデートされたフィルタリング後の値
Fn-1: 古いフィルタリング後の値
a: フィルタリング係数
Mn: 所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値
尚、aの値として、例えば、1/2(k/2) (k = 0, 1, 2, …, )といった値を設定することができる。また、上記所定の時間間隔は100ms以外の値でもよく、200msであったり、80msであったり、様々な値を設定することができる。
ここで、RLC/PDCP処理部2083は、移動局100のRLCレイヤにおける伝送速度を測定する代わりに、移動局100との通信に用いられる論理チャネルのRLCレイヤにおける伝送速度、あるいは、移動局100との通信に用いられる論理チャネルのRLCレイヤにおける伝送速度を、同一の優先度クラスを持つ論理チャネル内で平均、あるいは、合計した値を測定してもよい。そして、上記論理チャネルの伝送速度、あるいは、論理チャネルの伝送速度を、同一の優先度クラスを持つ論理チャネル内で平均、あるいは、合計した値を混雑度推定部2084に通知する。上記値は、上りリンクと下りリンクの両方において測定される。
さらに、RLC/PDCP処理部2083は、移動局100に関する下りリンクのRLCレイヤの送信バッファ状態を、混雑度推定部2084に通知する。ここで、上記移動局100に関する下りリンクのRLCレイヤの送信バッファ状態とは、RLCレイヤでのパケットデータのバッファ滞留量やバッファ滞留時間のことである。
ここで、RLC/PDCP処理部2083は、移動局100に関する下りリンクのRLCレイヤの送信バッファ状態を通知する際に、移動局100との通信に用いられる論理チャネル毎のRLCレイヤの送信バッファ状態を通知してもよい。
さらに、RLC/PDCP処理部2083は、移動局100に関する、上位局から基地局装置200に送られてきた下りリンクのパケットデータの到来時刻を監視し、その各パケットデータの到来時刻をMAC処理部2082に通知する。
ところで、RLC/PDCP処理部2083は、RLCレイヤの送信バッファにおいて所定の許容遅延を超えて滞留している下りリンクのパケットデータを破棄する機能を持っていてもよい。この場合、RLC/PDCP処理部2083は、RLCレイヤの送信バッファにおいて所定の許容遅延を超えて滞留している下りリンクのパケットデータを破棄するとともに、その破棄したパケットデータの送信先である移動局の情報を、混雑度推定部2084に通知してもよい。
尚、上述した例において、RLC/PDCP処理部2083は、RLCレイヤの伝送速度や、送信バッファ状態、パケットデータの破棄を測定し、その測定結果を混雑度推定部2084に通知する処理を行っているが、それに加えて、PDCPレイヤの処理を行ってもよい。
例えば、RLC/PDCP処理部2083は、移動局100に関する、または、移動局100との通信に用いられる論理チャネルに関する、RLCレイヤの伝送速度に加えて、PDCPレイヤの伝送速度を測定し、その伝送速度を混雑度推定部2084に通知してもよい。
あるいは、RLC/PDCP処理部2083は、移動局100または移動局100との通信に用いられる論理チャネルに関する、下りリンクのRLCレイヤの送信バッファ状態に加えて、下りリンクのPDCPレイヤの送信バッファの状態を、混雑度推定部2084に通知してもよい。
あるいは、RLC/PDCP処理部2083は、RLCレイヤの送信バッファにおいて所定の許容遅延を超えて滞留している下りリンクのパケットデータを破棄する代わりに、PDCPレイヤの送信バッファにおいて所定の許容遅延を超えて滞留している下りリンクのパケットデータを破棄してもよい。この場合、RLC/PDCP処理部2083は、PDCPレイヤの送信バッファにおいて所定の許容遅延を超えて滞留している下りリンクのパケットデータを破棄するとともに、その破棄したパケットデータの送信先である移動局の情報を、混雑度推定部2084に通知してもよい。あるいは、RLC/PDCP処理部2083は、PDCPレイヤまたはRLCレイヤの送信バッファにおいて所定の許容遅延を超えて滞留している下りリンクのパケットデータを破棄するとともに、その破棄したパケットデータの送信先である移動局の情報を、混雑度推定部2084に通知してもよい。
また、RLC/PDCP処理部2083は、上りリンクのPDCPレイヤのシーケンス番号を監視し、前記シーケンス番号に不連続が生じた場合に、そのシーケンス番号の不連続を混雑度推定部2084に通知してもよい。
混雑度推定部2084は、MAC処理部2082より、上記移動局100の中の上りリンクの送信バッファ状態と、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるMACレイヤの伝送速度と、上記移動局100がDRX状態にあるか否かの情報とを受け取り、RLC/PDCP処理部2083より、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるRLCレイヤの伝送速度またはPDCPレイヤの伝送速度と、上記移動局100に関する下りリンクのRLCレイヤまたはPDCPレイヤの送信バッファ状態とを受け取る。
また、混雑度推定部2084は、MAC処理部2082より、移動局100に関する下りリンク及び上りリンクのパケットデータの滞留時間を受け取る。さらに、混雑度推定部2084は、RLC/PDCP処理部2083より、RLCレイヤまたはPDCPレイヤの送信バッファにおいて破棄されたパケットデータの送信先である移動局の情報を受け取る。
混雑度推定部2084は、上記移動局100の中の上りリンクの送信バッファ状態と、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるMACレイヤの伝送速度と、上記移動局100がDRX状態にあるか否かの情報と、上記移動局100に関する下りリンクおよび上りリンクにおけるRLCレイヤまたはPDCPレイヤの伝送速度と、上記移動局100に関する下りリンクのRLCレイヤまたはPDCPレイヤの送信バッファ状態とに基づき、第1の移動局数〜第7の移動局数を算出する。また、混雑度推定部2084は、移動局100に関する下りリンク及び上りリンクのパケットデータの滞留時間に基づき、第8の移動局数及び第9の移動局数を算出する。さらに、混雑度推定部2084は、RLCレイヤまたはPDCPレイヤの送信バッファにおいて破棄されたパケットデータの送信先である移動局の情報に基づき、第10の移動局数及び第11の移動局数を算出する。
例えば、混雑度推定部2084は、第1の移動局数である、下りリンクの送信バッファの中に、PDSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数として、上記移動局100に関する下りリンクのRLCレイヤまたはPDCPレイヤの送信バッファ状態に基づき、そのRLCレイヤまたはPDCPレイヤにおけるバッファ滞留量が所定の閾値以上である移動局の数を算出してもよい。ここで、上記閾値は、例えば、0KByteでもよいし、10KByteのような0以外の値でもよい。また、上記バッファ滞留量は、測定タイミングにおける瞬時値でもよいし、測定タイミングより以前の、所定の平均化区間で平均した値でもよい。また、その平均の方法は、単純な算術平均でもよいし、忘却係数を用いた平均でもよい。さらには、所定のサンプリング周期でサンプリングした瞬時値としてもよいし、上記サンプリングした瞬時値を平均化した値としてもよい。
より具体的には、上記バッファ滞留量として、所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値を測定し、かつ、上記平均値または合計値を以下の式を用いてフィルタリングを行った後の値(Fn)を測定してもよい。
式:Fn=(1-a)Fn-1+aMn
Fn: アップデートされたフィルタリング後の値
Fn-1: 古いフィルタリング後の値
a: フィルタリング係数
Mn: 所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値
尚、aの値として、例えば、1/2(k/2) (k = 0, 1, 2, …, )といった値を設定することができる。また、上記所定の時間間隔は100ms以外の値でもよく、200msであったり、80msであったり、様々な値を設定することができる。
あるいは、混雑度推定部2084は、第1の移動局数である、下りリンクの送信バッファの中に、PDSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数として、上記移動局100に関する下りリンクのRLCレイヤまたはPDCPレイヤの送信バッファ状態に基づき、そのRLCレイヤまたはPDCPレイヤにおけるバッファ滞留時間が所定の閾値以上である移動局の数を算出してもよい。ここで、上記閾値は、例えば、0msでもよいし、10msのような0以外の値でもよい。また、上記バッファ滞留時間は、測定タイミングにおける瞬時値でもよいし、測定タイミングより以前の、所定の平均化区間で平均した値でもよい。また、その平均の方法は、単純な算術平均でもよいし、忘却係数を用いた平均でもよい。さらには、所定のサンプリング周期でサンプリングした瞬時値としてもよいし、上記サンプリングした瞬時値を平均化した値としてもよい。
より具体的には、上記バッファ滞留時間として、所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値を測定し、かつ、上記平均値または合計値を以下の式を用いてフィルタリングを行った後の値(Fn)を測定してもよい。
式:Fn=(1-a)Fn-1+aMn
Fn: アップデートされたフィルタリング後の値
Fn-1: 古いフィルタリング後の値
a: フィルタリング係数
Mn: 所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値
尚、aの値として、例えば、1/2(k/2) (k = 0, 1, 2, …, )といった値を設定することができる。また、上記所定の時間間隔は100ms以外の値でもよく、200msであったり、80msであったり、様々な値を設定することができる。
また、上述した平均化のための平均化区間や忘却係数、閾値等は、パラメータとして設定することができる。
ここで、混雑度推定部2084は、下りリンクの送信バッファの中に、PDSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数を、RLCレイヤにおけるバッファ滞留量とMACレイヤにおけるバッファ滞留量の和に基づいて算出してもよい。あるいは、混雑度推定部2084は、下りリンクの送信バッファの中に、PDSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数を、PDCPレイヤにおけるバッファ滞留量とRLCレイヤにおけるバッファ滞留量とMACレイヤにおけるバッファ滞留量の和に基づいて算出してもよい。ここで、MACレイヤにおけるバッファ滞留量とは、例えば、MACレイヤにおけるHARQの再送待ちのデータのことである。
また、上記第1の移動局数である、下りリンクの送信バッファの中に、PDSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数として、MAC処理部2082のスケジューリング処理におけるユーザ選択の対象となった移動局の数を算出してもよい。
ここで、前記スケジューリング処理におけるユーザ選択の対象となった移動局とは、例えば、以下の条件を全て満たす移動局である:
(条件1)PDSCHにより送信すべきデータが存在する
(条件2)下りリンクの共有チャネルを送信するタイムフレームまたは前記共有チャネルに対する送達確認情報を受信するタイムフレームが、当該移動局における異なる周波数のセルの測定を行う時間間隔と重なっていない
(条件3)間欠受信のスリープ状態にない
(条件4)RLCレイヤの送信ウィンドウがStall状態になっていない
但し、上記条件1〜4を満たしたとしても、ハンドオーバより当該セル50に遷移してきた直後の移動局に関しては、ハンドオーバ元の基地局装置からのデータ転送が完了し、かつ、PDCPレイヤのStatus Reportを受信するまでは、スケジューリングにおけるユーザ選択の対象となった移動局とみなさないという処理を行ってもよい。
あるいは、上記条件1を満たすか否かの判断において、当該移動局に異なる基地局装置へのハンドオーバを指示する、あるいは、している場合には、制御信号(DCCH)のみを送信すべきデータとみなし、それ以外の信号、例えば、ユーザデータ(DTCH)を送信すべきデータとみなさないという処理を行ってもよい。
あるいは、上記条件1を満たすか否かの判断において、当該移動局の上りリンクの同期が確立されていない場合には、制御信号(DCCH)またはMACレイヤの制御情報のみを送信すべきデータとみなし、それ以外の信号、例えば、ユーザデータ(DTCH)を送信すべきデータとみなさないという処理を行ってもよい。
また、混雑度推定部2084は、上記第1の移動局数を、論理チャネル毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、論理チャネルの数を算出することになる。
あるいは、混雑度推定部2084は、上記第1の移動局数を、優先度クラス毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、各優先度クラスに属する論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、各優先度クラスに属する論理チャネルの数を算出することになる。
例えば、混雑度推定部2084は、第2の移動局数である、上りリンクの送信バッファの中に、PUSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数として、上記移動局100の中の上りリンクの送信バッファ状態に基づき、その上りリンクの送信バッファ内のバッファ滞留量の絶対値が所定の閾値以上である移動局の数を算出してもよい。ここで、上記閾値は、例えば、0KByteでもよいし、10KByteのような0以外の値でもよい。また、上記バッファ滞留量は、測定タイミングにおける瞬時値でもよいし、測定タイミングより以前の、所定の平均化区間で平均した値でもよい。また、その平均の方法は、単純な算術平均でもよいし、忘却係数を用いた平均でもよい。さらには、所定のサンプリング周期でサンプリングした瞬時値としてもよいし、上記サンプリングした瞬時値を平均化した値としてもよい。
より具体的には、上記バッファ滞留量として、所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値を測定し、かつ、上記平均値または合計値を以下の式を用いてフィルタリングを行った後の値(Fn)を測定してもよい。
式:Fn=(1-a)Fn-1+aMn
Fn: アップデートされたフィルタリング後の値
Fn-1: 古いフィルタリング後の値
a: フィルタリング係数
Mn: 所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値
尚、aの値として、例えば、1/2(k/2) (k = 0, 1, 2, …, )といった値を設定することができる。また、上記所定の時間間隔は100ms以外の値でもよく、200msであったり、80msであったり、様々な値を設定することができる。
また、上述した平均化のための平均化区間や忘却係数、閾値等は、パラメータとして設定することができる。
また、上記バッファ滞留量は、移動局より間欠的に報告される値であるため、報告タイミングと当該タイミングとの間で、当該移動局によりPUSCHの送信が行われた場合、その値は実際の値と異なることになる。よって、混雑度推定部2084は、上記バッファ滞留量を、移動局から報告された値と、上記報告タイミングと当該タイミングとの間に受信した、当該移動局からのPUSCHのデータ量に基づいて算出してもよい。
また、上記第2の移動局数である、上りリンクの送信バッファの中に、PUSCHにより送信すべきデータが存在する移動局の数として、MAC処理部2082のスケジューリング処理におけるユーザ選択の対象となった移動局の数を算出してもよい。
ここで、前記スケジューリング処理におけるユーザ選択の対象となった移動局とは、例えば、以下の条件の全てを満たす移動局である:
(条件1)「PUSCHにより送信すべきデータが存在する(当該移動局からのScheduling RequestまたはBuffer Status Reportにより、移動局内のバッファ内に送信すべきデータが存在することが通知されている)」
(条件2)下りリンクの制御チャネル(UL Scheduling Grant)を送信するタイムフレームまたは上りリンクの共有チャネルを受信するタイムフレームまたは前記上りリンクの共有チャネルに対する送達確認情報を送信するタイムフレームが、当該移動局における異なる周波数のセルの測定を行う時間間隔と重なっていない
(条件3)間欠受信状態にない
(条件4)上りリンクの同期が確立されている
(条件5)基地局間のハンドオーバを指示していない
また、混雑度推定部2084は、上記第2の移動局数を、論理チャネル毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、論理チャネルの数を算出することになる。あるいは、混雑度推定部2084は、上記第2の移動局数を、優先度クラス毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、各優先度クラスに属する論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、各優先度クラスに属する論理チャネルの数を算出することになる。
上りリンクまたは下りリンクの送信バッファに送信すべきデータがある移動局は、無線リソースを消費して通信を行っていると考えられるため、その数を測定することにより、無線リソースの消費量にリンクした移動局の数を測定することが可能となる。
例えば、混雑度推定部2084は、第3の移動局数である、共有チャネルであるPDSCHやPUSCHによる通信の頻度が高い移動局の数として、移動局100がDRX状態にあるか否かの情報に基づき、LTE activeであって、DRX状態にない移動局の数を算出してもよい。
DRX状態にない移動局は、無線リソースを消費して通信を行っていると考えられるため、その数を測定することにより、無線リソースの消費量にリンクした移動局の数を測定することが可能となる。
例えば、混雑度推定部2084は、第4の移動局数である、共有チャネルであるPDSCHやPUSCHによる通信の頻度が低い移動局の数として、移動局100がDRX状態にあるか否かの情報に基づき、LTE activeであり、かつ、DRX状態にある移動局の数を算出してもよい。
DRX状態にある移動局は、消費する無線リソースの量は小さいと考えられるが、その数を算出することにより、より精度良く無線リソースの消費量を推定することが可能となる。
例えば、混雑度推定部2084は、LTE Activeである移動局の数を、第5の移動局数とする。LTE Activeである移動局の数は、基地局装置200とコネクションを確立している移動局の数であり、基地局はその数を容易に知ることができると考えられる。
例えば、混雑度推定部2084は、第6の移動局数または第7の移動局数である、LTE Activeである移動局の内で、所定の伝送速度を満たしていない移動局の数を、移動局100の上りリンクまたは下りリンクに関する、PDCPレイヤまたはRLCレイヤまたはMACレイヤにおける伝送速度に基づき、算出してもよい。例えば、上りリンクまたは下りリンクに関するRLCレイヤの伝送速度が、64kbps以下の移動局の数を、第6の移動局数または第7の移動局数である、LTE Activeである移動局の内で、所定の伝送速度を満たしていない移動局の数としてもよい。
ここで、上記移動局100の上りリンクまたは下りリンクに関する、PDCPレイヤまたはRLCレイヤまたはMACレイヤにおける伝送速度は、平均化を行うための平均化区間を、上りリンクまたは下りリンクの送信バッファ内に送信すべきデータが存在した時間としてもよい。例えば、図6に示すように、測定区間が500msで、かつ、上記測定区間の中の300msの間だけ送信バッファ内に送信すべきデータが存在したとすると、上記伝送速度は、上記300msの中で平均を行うことにより算出される。また、残りの区間においては、伝送速度の平均は行われない。
あるいは、上記移動局100の上りリンクまたは下りリンクに関する、PDCPレイヤまたはRLCレイヤまたはMACレイヤにおける伝送速度は、上りリンクまたは下りリンクの送信バッファ内に送信すべきデータが存在する/しないに係らず、測定区間の全ての時間としてもよい。
また、混雑度推定部2084は、上記第6の移動局数または第7の移動局数を、論理チャネル毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、論理チャネルに対して行われる。また、上記伝送速度は、該当する論理チャネルに対する伝送速度となる。すなわち、混雑度推定部2084は、所定の伝送速度を満たしていない論理チャネルの数を算出することになる。
あるいは、混雑度推定部2084は、上記第6の移動局数または第7の移動局数を、優先度クラス毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、各優先度クラスに属する論理チャネルに対して行われる。また、上記伝送速度は、該当する優先度クラスに属する論理チャネルに対する伝送速度の平均値または合計値となる。すなわち、混雑度推定部2084は、各優先度クラスに属する、所定の伝送速度を満たしていない論理チャネルの数を算出することになる。
例えば、混雑度推定部2084は、第8の移動局数または第9の移動局数である、データの平均遅延が許容遅延を上回った移動局の数を、移動局100に関する下りリンク及び上りリンクのパケットデータの滞留時間に基づき、算出してもよい。例えば、上記パケットデータの滞留時間の閾値を200msと定義し、移動局100に関する下りリンク及び上りリンクのパケットデータの滞留時間が、200ms以上の移動局の数を、第8の移動局数または第9の移動局数である、データの平均遅延が許容遅延を上回った移動局の数としてもよい。
例えば、前記データの平均遅延の算出方法の一例を以下に示す。まず、1つのパケットのバッファ滞留時間を、「RLCレイヤのパケットがRLCレイヤのバッファに格納された時点から、バッファ内から削除された時点までの時間」と定義する。ここで、バッファ内から削除されるという事象は、送達確認情報を受信することによる前記パケットの破棄やタイマーによる破棄など、全てのケースを含んでもよい。そして、前記1つのパケットのバッファ滞留時間を、所定の平均化区間のバッファ内の全てのパケットに関して平均化することにより、前記データの平均遅延を算出してもよい。ここで、前記パケットとは、例えば、RLC SDUである。また、上述した処理は、RLCレイヤのパケットに関して行っているが、PDCPレイヤのパケットで行ってもよい。
また、混雑度推定部2084は、上記第8の移動局数または第9の移動局数を、論理チャネル毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、平均遅延が許容遅延を上回った論理チャネルの数を算出することになる。
あるいは、混雑度推定部2084は、上記第8の移動局数または第9の移動局数を、優先度クラス毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、各優先度クラスに属する論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、各優先度クラスに属する、平均遅延が許容遅延を上回った論理チャネルの数を算出することになる。
例えば、混雑度推定部2084は、第10の移動局数である、遅延によるデータの廃棄が発生した移動局の数を、RLCレイヤの送信バッファにおいて破棄されたパケットデータの送信先である移動局の情報に基づき、算出してもよい。例えば、所定の監視区間において、RLCレイヤの送信バッファにおいてパケットデータが破棄されたことのある移動局の数を測定し、その移動局の数を第10の移動局数としてもよい。
あるいは、混雑度推定部2084は、所定の監視区間において、RLCレイヤの送信バッファにおいてパケットデータが破棄された回数が所定の閾値以上である移動局の数を測定し、その移動局の数を第10の移動局数としてもよい。
あるいは、混雑度推定部2084は、所定の監視区間において、RLCレイヤの送信バッファにおいてパケットデータが破棄されたデータ量が所定の閾値以上である移動局の数を測定し、その移動局の数を第10の移動局数としてもよい。
あるいは、混雑度推定部2084は、所定の監視区間において、RLCレイヤの送信バッファにおいてパケットデータが破棄されたデータ量の全体のデータ量に対する割合が所定の閾値以上である移動局の数を測定し、その移動局の数を第10の移動局数としてもよい。
尚、RLC/PDCP処理部2083より、RLCレイヤの送信バッファにおいて破棄されたパケットデータの送信先である移動局ではなく、PDCPレイヤの送信バッファにおいて破棄されたパケットデータの送信先である移動局の情報を受信した場合には、混雑度推定部2084は、第10の移動局数である、遅延によるデータの廃棄が発生した移動局の数を、PDCPレイヤの送信バッファにおいて破棄されたパケットデータの送信先である移動局の情報に基づき、算出してもよい。例えば、所定の監視区間において、PDCPレイヤの送信バッファにおいてパケットデータが破棄されたことのある移動局の数を測定し、その移動局の数を第10の移動局数としてもよい。
あるいは、混雑度推定部2084は、第10の移動局数である、遅延によるデータの廃棄が発生した移動局の数を、PDCPレイヤまたはRLCレイヤの送信バッファにおいて破棄されたパケットデータの送信先である移動局の情報に基づき、算出してもよい。例えば、所定の監視区間において、PDCPレイヤまたはRLCレイヤの送信バッファにおいてパケットデータが破棄されたことのある移動局の数を測定し、その移動局の数を第10の移動局数としてもよい。
また、混雑度推定部2084は、上記第10の移動局数を、論理チャネル毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、遅延によるデータの廃棄が発生した論理チャネルの数を算出することになる。
あるいは、混雑度推定部2084は、上記第10の移動局数を、優先度クラス毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、各優先度クラスに属する論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、遅延によるデータの廃棄が発生した論理チャネルの数を算出することになる。
尚、上述した例では、下りリンクにおける、第10の移動局数である、遅延によるデータの廃棄が発生した移動局の数を算出する場合を示した。しかしながら、上りリンクに関しても同様に第11の移動局数である、遅延によるデータの廃棄が発生した移動局の数を算出してもよい。
例えば、混雑度推定部2084は、RLC/PDCP処理部2083より、上りリンクのPDCPレイヤのシーケンス番号の不連続に関する情報を受信し、前記上りリンクのPDCPレイヤのシーケンス番号の不連続に基づいて、上りリンクにおける遅延によるデータの廃棄が発生した移動局の数を算出してもよい。すなわち、混雑度推定部2084は、前記シーケンス番号の不連続が、移動局における遅延によるデータの廃棄により発生したと推定し、そのシーケンス番号の不連続に基づいて、遅延によるデータの廃棄が発生した移動局の数を算出する。
より具体的には、混雑度推定部2084は、所定の監視区間において、上りリンクのPDCPレイヤのシーケンス番号の不連続が所定の閾値以上である移動局の数を測定し、その移動局の数を第11の移動局数としてもよい。
あるいは、混雑度推定部2084は、所定の監視区間において、上りリンクのPDCPレイヤのシーケンス番号の不連続から推定される、破棄されたデータ量が所定の閾値以上である移動局の数を測定し、その移動局の数を第11の移動局数としてもよい。
あるいは、混雑度推定部2084は、所定の監視区間において、上りリンクのPDCPレイヤのシーケンス番号の不連続から推定される、破棄されたデータ量の全体のデータ量に対する割合が所定の閾値以上である移動局の数を測定し、その移動局の数を第11の移動局数としてもよい。
また、混雑度推定部2084は、上記上りリンクにおける第11の移動局数を、論理チャネル毎に算出してもよい。この場合、上述した移動局の数の算出は、論理チャネルに対して行われる。すなわち、混雑度推定部2084は、遅延によるデータの廃棄が発生した論理チャネルの数を算出することになる。
上述した、第1の移動局数〜第11の移動局数は、TTI(あるいは、「サブフレーム(Sub−frame)」とも呼ぶ)毎の値を算出してもよいし、所定の時間間隔でサンプリングした値を算出してもよい。また、TTI毎の値を所定の平均化区間で平均化した値を算出してもよいし、所定の時間間隔でサンプリングした値を、所定の平均化区間で平均化した値を算出してもよい。また、上記平均化区間や上記サンプリングの周期は、パラメータとして設定可能な構成としてもよい。
より具体的には、上記第1の移動局数〜第11の移動局数として、所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値を測定し、かつ、上記平均値または合計値を以下の式を用いてフィルタリングを行った後の値(Fn)を測定してもよい。
式:Fn=(1-a)Fn-1+aMn
Fn: アップデートされたフィルタリング後の値
Fn-1: 古いフィルタリング後の値
a: フィルタリング係数
Mn: 所定の時間間隔、例えば、100ms間の平均値または合計値
尚、aの値として、例えば、1/2(k/2) (k = 0, 1, 2, …, )といった値を設定することができる。また、上記所定の時間間隔は100ms以外の値でもよく、200msであったり、80msであったり、様々な値を設定することができる。
<混雑度に応じたスケジューリング処理>
次に、推定された混雑度に応じてスケジューリング処理を行う手順について説明する。
本発明の一実施例では、推定された混雑度に応じて、データの優先度を変更する。すなわち、基地局装置200がスケジューリングを行うために、それぞれのユーザ装置に対して、以下の係数C(n:ユーザ装置のIndex)を計算し、係数が最も大きいユーザ装置に対して、共有チャネルのための無線リソースを割り当てる:
Figure 2009116497
ここで、Qは、下りリンクの場合には、例えば、当該ユーザ装置から報告される下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)から算出されてもよく、また、上りリンクの場合には、例えば、当該ユーザ装置から送信されるリファレンス信号の無線品質、例えば、SIR(Signal−to−Interference Ratio)から算出されてもよい。あるいは、上りリンクにおけるQは、リファレンス信号の無線品質と、リファレンス信号と上りリンクの共有チャネルとの間の電力オフセットとに基づいて算出されてもよい。この場合、前記リファレンス信号の無線品質と、リファレンス信号と上りリンクの共有チャネルとの間の電力オフセットとにより、上りリンクの共有チャネルの無線品質の推定値が算出されることに等しい。
また、
Figure 2009116497
は、当該ユーザ装置に関する平均伝送速度である。前記平均伝送速度は、例えば、送信バッファ内に送信すべきデータが存在する時間を分母として、算出されてもよい。あるいは、前記平均伝送速度は、送信バッファ内に送信すべきデータが存在する時間としない時間の両方を分母として、算出されてもよい。
尚、
Figure 2009116497
の値として、該ユーザ装置に関する平均伝送速度ではなく、Qの平均値が用いられてもよい。
また、Aprioritynは、優先度を示す指標であり、この指標は、上述のように算出された混雑度に応じて変更される。
例えば、混雑していない場合(flagcongestion=0の場合)、低優先度のデータに対して、Apriorityn(0)=Alow(0)=1に設定され、高優先度のデータに対して、Apriorityn(0)=Ahigh(0)=1に設定される。すなわち、混雑していない場合には、無線リソースに余裕が存在すると考えられるため、低優先度のデータと高優先度のデータとを同じ優先度でスケジューリングを行う。一方、混雑している場合(flagcongestion=1の場合)、低優先度のデータに対して、Apriorityn(1)=Alow(1)=1に設定され、高優先度のデータに対して、Apriorityn(1)=Ahigh(1)=10に設定される。すなわち、混雑している場合には、無線リソースが逼迫している状態であると考えられるため、低優先度のデータと高優先度のデータとを明確に区別してスケジューリングを行う。
別の例として、混雑していない場合(flagcongestion=0の場合)、低優先度のデータに対して、Apriorityn(0)=Alow(0)=1に設定され、高優先度のデータに対して、Apriorityn(0)=Ahigh(0)=2に設定されてもよい。すなわち、混雑していない場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に緩やかな優先度の差を設定してスケジューリングを行う。一方、混雑している場合(flagcongestion=1の場合)、低優先度のデータに対して、Apriorityn(1)=Alow(1)=1に設定され、高優先度のデータに対して、Apriorityn(1)=Ahigh(1)=10に設定されてもよい。すなわち、混雑している場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に厳密な優先度の差を設定してスケジューリングを行う。
上述のAprioritynの値は、本発明の実施例を説明する一例であり、混雑度が大きいほど、高優先度のデータに対するAprioritynの値が大きくなる値であれば、如何なる値が用いられてもよい。また、上述した例では混雑度を2段階(混雑している場合及び混雑していない場合)で示しているが、混雑度が3段階以上の場合についても同様のスケジューリングを行うことができる。更に、上述した例では優先度を2段階(低優先度及び高優先度)で示しているが、優先度が3段階以上の場合についても同様のスケジューリングを行うことができる。
あるいは、推定された混雑度に応じたスケジューリング処理に関して、以下の係数C(n:ユーザ装置のIndex)を計算し、係数が最も大きいユーザ装置に対して、共有チャネルのための無線リソースを割り当てるという処理を行ってもよい:
Figure 2009116497
ここで、Q及び
Figure 2009116497
及びflagcongestionの説明は、上記と同様であるため、省略する。Rtarget,priority,n(flagcongestion)は、目標とすべき伝送速度であり、例えば、優先度に基づいて設定される。以下にRtarget,priority,n(flagcongestion)の効果を示す。例えば、Rtarget,priority,n (flagcongestion)の値として、64kbpsが設定された場合、
Figure 2009116497
の値が64kbpsより大きい値から、64kbpsに近づいた場合、Cの分母の値が0に近づき、結果として、Cの値が増大する。すなわち、当該ユーザ装置に対して無線リソースが割り当てられやすくなる。一方、Rtarget,priority,n(flagcongestion)の値として、640kbpsが設定された場合、
Figure 2009116497
の値が640kbpsより大きい値から、640kbpsに近づいた場合、Cの分母の値が0に近づき、結果として、Cの値が増大する。すなわち、当該ユーザ装置に対して無線リソースが割り当てられやすくなる。この場合、前者の例では、その平均伝送速度が64kbpsに近づくまで、当該ユーザ装置に対して無線リソースが割り当てられやすくならなかったのに対して、後者の例では、平均伝送速度が640kbpsに近づいた時点で、当該ユーザ装置に対して無線リソースが割り当てられやすくなる。すなわち、前者の場合に比べて、後者の場合の方が優先されていることになる。よって、Rtarget,priority,n(flagcongestion)も、上述した係数APrioritynと同様に、優先度を示す指標と言える。APrioritynと比べると、Rtarget,priority,n(flagcongestion)は、上述したように、目標となる最低の伝送速度に近づいた場合に、割り当てられやすくなるといった振る舞いを示す点が異なる。
例えば、混雑していない場合(flagcongestion=0の場合)、低優先度のデータに対して、Rtarget,priority,n(0)=Rtarget,low,n(0)=64kbpsに設定され、高優先度のデータに対して、Rtarget,priority,n (0)=Rtarget, high,n(0)=64kbpsに設定される。すなわち、混雑していない場合には、無線リソースに余裕が存在すると考えられるため、低優先度のデータと高優先度のデータとを同じ優先度でスケジューリングを行う。一方、混雑している場合(flagcongestion=1の場合)、低優先度のデータに対して、Rtarget,priority,n(1)=Rtarget,low,n(1)=0kbpsに設定され、高優先度のデータに対して、Rtarget,priority,n(1)=Rtarget,high,n(1)=100kbpsに設定される。すなわち、混雑している場合には、無線リソースが逼迫している状態であると考えられるため、低優先度のデータと高優先度のデータとを明確に区別してスケジューリングを行う。
別の例として、混雑していない場合(flagcongestion=0の場合)、低優先度のデータに対して、Rtarget,priority,n(0)=Rtarget,low,n(0)=64kbpsに設定され、高優先度のデータに対して、Rtarget,priority,n(0)=Rtarget,high,n(0)=128kbpsに設定されてもよい。すなわち、混雑していない場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に緩やかな優先度の差を設定してスケジューリングを行う。一方、混雑している場合(flagcongestion=1の場合)、低優先度のデータに対して、Rtarget,priority,n(0)=Rtarget,low,n(0)=0kbpsに設定され、高優先度のデータに対して、Rtarget(0)=Rtarget,high(0)=384kbpsに設定されてもよい。すなわち、混雑している場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に厳密な優先度の差を設定してスケジューリングを行う。
上述のRtarget,priorityの値は、本発明の実施例を説明する一例であり、混雑度が大きいほど、高優先度のデータに対するRtarget,priorityの値が大きくなる値であれば、如何なる値が用いられてもよい。また、上述した例では混雑度を2段階(混雑している場合及び混雑していない場合)で示しているが、混雑度が3段階以上の場合についても同様のスケジューリングを行うことができる。更に、上述した例では優先度を2段階(低優先度及び高優先度)で示しているが、優先度が3段階以上の場合についても同様のスケジューリングを行うことができる。
あるいは、推定された混雑度に応じたスケジューリング処理に関して、以下の係数C(n:ユーザ装置のIndex)を計算し、係数が最も大きいユーザ装置に対して、共有チャネルのための無線リソースを割り当てるという処理を行ってもよい:
Figure 2009116497
尚、上述したCの計算は、ユーザ装置毎に行われてもよいし、ユーザ装置の論理チャネル毎に行われてもよい。論理チャネル毎に行われる場合には、論理チャネル毎に、Q
Figure 2009116497
の算出が行われ、また、AprioritynやRtarget,prioritynも、論理チャネル毎に設定される。
図7は、本発明の一実施例に係る通信制御方法を示すフローチャートである。
基地局装置200は、無線品質情報Qを取得する(ステップS101)。上記のように、Qは、下りリンクの場合には、例えば、当該ユーザ装置から報告される下りリンクの無線品質情報(CQI:Channel Quality Indicator)から算出されてもよく、また、上りリンクの場合には、例えば、当該ユーザ装置から送信されるリファレンス信号の無線品質、例えば、SIR(Signal−to−Interference Ratio)から算出されてもよい。あるいは、上りリンクの場合には、リファレンス信号の無線品質と、リファレンス信号と上りリンクの共有チャネルとの間の電力オフセットとに基づいて算出されてもよい。次に、基地局装置200は、平均伝送速度を取得する(ステップS103)。更に、基地局装置200は、図2〜図6を参照して説明したように、セル内の混雑度を取得する(ステップS105)。基地局装置200が取得した混雑度と閾値とを比較して混雑していないと判断すると(ステップS107:No)、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に緩やかな優先度の差が設定される(ステップS109)。あるいは、低優先度のデータと高優先度のデータとに同じ優先度が設定される。基地局装置200が取得した混雑度と閾値とを比較して混雑していると判断すると(ステップS107:Yes)、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に厳密な優先度の差が設定される(ステップS111)。次に、基地局装置200は、設定された優先度を用いてスケジューリング係数を計算する(ステップS113)。スケジューリング係数Cは、上記の数3で計算することができ、この係数Cは、ユーザ装置に無線リソースを割り当てるために用いられる。
図7の通信制御方法を下りリンクのスケジューリングに適用したときのフローチャートを図8に示す。
基地局装置200は、LTE アクティブ(LTE active)状態、例えばRRC(Radio Resource Control)接続状態にある全てのUEに対して以下の処理を実行する。
n=1、Nscheduling=0に設定される(ステップS201)。ここで、nはユーザ装置100のインデックスであり、n=1,・・・,N(N>0の整数)である。
次に、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)エンティティステータスの更新(Renewal of HARQ Entity Status)が行われる(ステップS203)。ここでは、当該UEの、下りリンク共有チャネルに対する送達確認情報としてACKを受信したプロセスを解放する。また、最大再送回数に達したプロセスも解放し、プロセス内のユーザデータを廃棄する。
ステップS205〜S215において、図7のステップS101〜S111と同じ処理が行われる。図8は下りリンクのスケジューリングを示しているため、無線品質情報は、ユーザ装置から報告される下りリンクの無線品質情報(CQI)から算出される(ステップS205)。
次に、バッファ状態のチェック(Buffer Status Check)が行われる(ステップS217)。当該UEの有する論理チャネルに関して、当該Sub−frameにおいて送信可能なデータが存在するか否かを判定する。すなわち、基地局装置200は、当該UEの各論理チャネルに関して、データバッファ内に、送信可能なデータが存在するか否かを判定する。全ての論理チャネルに関して、送信可能なデータが存在しない場合にはNGを返し、少なくとも1つの論理チャネルに関して、送信可能なデータが存在する場合にはOKを返す。ここで、送信可能なデータとは、新規に送信可能なデータまたは再送可能なデータのことである。
Buffer Status Checkの結果がNGの場合(ステップS217:NG)、当該UEをスケジューリングの対象から除外する。Buffer Status Checkの結果がOKの場合(ステップS217:OK)、Scheduling Coefficient Calculationの処理に進む(ステップS219)。
ステップS219では、以下の評価式を用いてスケジューリング係数を算出する。
Figure 2009116497
次に、スケジューリング係数の計算が行われたUE数を示すNSchedulingを1だけ増加させ(ステップS221)、UEインデックスを示すnを1だけ増加させる(ステップS223)。
次に、nがNScheduling以下であるか否か判定する(ステップS225)。nがNScheduling以下であると判定した場合(ステップS225:YES)、ステップS203に戻る。
一方、nがNSchedulingよりも大きいと判定した場合(ステップS225:NO)、ステップS227において、ユーザ装置の選択(UE Selection)が行われる。すなわち、当該Sub−frameにおいてDynamic schedulingによる無線リソースの割り当てが行われるUEを選択する。具体的には、ステップS219において算出されたスケジューリング係数の大きい順から、Dynamic schedulingによる無線リソースの割り当てが行われるUEを選択する。すなわち、Dynamic schedulingが適用される下りリンクの共有チャネルの送信先となるUEを選択する。
図7の通信制御方法を上りリンクのスケジューリングに適用したときのフローチャートを図9に示す。
基地局装置200は、LTEアクティブ(LTE active)状態(RRC connected状態)にある全てのUEに対して以下の処理を実行する。
まず、n=1、NScheduling=0に設定される(ステップS301)。ここで、nはユーザ装置100のインデックスであり、n=1,・・・,N(N>0の整数)である。
次に、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)エンティティステータスの更新(Renewal of HARQ Entity Status)が行われる(ステップS303)。ここでは、当該UEに関する、UL−SCHのCRC check結果がOKであったプロセスを解放する。また、最大再送回数に達したプロセスを解放し、プロセス内のユーザデータを廃棄する。ここで、最大再送回数とは、UE毎に個別に設定される値とする。
ステップS305〜S315において、図7のステップS101〜S111と同じ処理が行われる。図9は上りリンクのスケジューリングを示しているため、無線品質情報は、当該ユーザ装置から送信されるリファレンス信号の無線品質、例えば、SIR(Signal−to−Interference Ratio)から算出される(ステップS305)。
次に、バッファ状態のチェック(Buffer Status Check)が行われる(ステップS317)。すなわち、UEが送信すべきデータを持たない場合に、上りリンク共有チャネルを当該UEに割り当てない。具体的には、当該UEの有する論理チャネルグループ(論理チャネルグループ#1、論理チャネルグループ#2、論理チャネルグループ#3、論理チャネルグループ#4)に関して、当該Sub−frameにおいて送信可能なデータが存在するか否かを判定する。全ての論理チャネルグループに関して送信可能なデータが存在しない場合にはNGを返し、送信可能なデータが存在する論理チャネルグループが1つでもが存在する場合にはOKを返す。ここで、送信可能なデータとは、新規に送信可能なデータのことである。
Buffer Status Checkの結果がNGの場合(ステップS317:NG)、当該UEを初回送信のためのスケジューリングの対象から除外する。尚、初回送信のためのスケジューリングの対象から除外するとは、後述するステップS319におけるスケジューリング係数の計算を行わないことに相当し、結果として、初回送信のためのスケジューリングが行われないということを意味する。
Buffer Status Checkの結果がOKの場合(ステップS317:OK)、スケジューリング係数の計算(Scheduling Coefficient Calculation)の処理に進む(ステップS319)。
ステップS319では、以下の評価式を用いてスケジューリング係数を算出する。
Figure 2009116497
次に、スケジューリング係数の計算が行われたUE数を示すNSchedulingを1だけ増加させ(ステップS321)、UEインデックスを示すnを1だけ増加させる(ステップS323)。
次に、nがNScheduling以下であるか否かを判定する(ステップS325)。nがNScheduling以下である場合(ステップS325:YES)、ステップS303に戻る。
一方、nがNSchedulingよりも大きい場合(ステップS325:NO)、ステップS327において、UEの選択(UE Selection)が行われる。当該Sub−frameにおいてDynamic schedulingによる無線リソースの割り当てが行われるUEを選択する。具体的には、ステップS319において算出されたスケジューリング係数の大きい順から、Dynamic schedulingによる無線リソースの割り当てが行われるUEを選択する。すなわち、Dynamic schedulingが適用される上りリンクの共有チャネルの送信先となるUEを選択する。
<基地局装置の構成図>
次に、本発明の一実施例に係る下りリンクのスケジューリングを行う基地局装置200について、図10を参照して説明する。
本実施例に係る基地局装置200は、レイヤー1処理部252と、ユーザ装置状態管理部254と、混雑度推定部256と、優先度設定部258と、スケジューリング係数計算部260と、UE選択部262と、周波数リソース管理部264と、TFR(トランスポートフォーマット・リソースブロック)選択部268と、HARQ制御部270(270、270、・・・、270)と、RLC/PDCP処理部272とを備える。HARQ制御部270は、UE#1、#2、…、UE#nに関するHARQ制御部2701、HARQ制御部270、…、HARQ制御部270から構成される。RLC/PDCP処理部272は、UE#1の論理チャネル#1、UE #1の論理チャネル2、…、UE #1の論理チャネル#k、UE #2の論理チャネル#1、…、UE #nの論理チャネル#kに関するRLC Buf27211,1、RLC Buf27211,2、RLC Buf27211,k、RLC Buf27212,1、…、RLC Buf2721n,kから構成される。
なお、図10の周波数リソース管理部264は、図3の呼処理部210に対応する。また、図10のユーザ装置状態管理部254、優先度設定部258、スケジューリング係数計算部260、UE選択部262、TFR選択部268およびHARQ制御部270は、図4のMAC処理部2082に対応する。また、図10のRLC/PDPC処理部272は、図4のRLC/PDCP処理部2083に対応する。
尚、図10においては、UE #nのHARQ制御部を、UE毎に備えているが、UE毎に備える必要はなく、全UEに関して1つのHARQ制御部を備えていてもよいし、複数のUEに関して1つのHARQ制御部を備えていてもよい。RLC Buffn,kに関しても、1UEに対して1つのRLC Bufとし、論理チャネル毎にRLC Bufを備えなくてもよいし、あるいは、全UEに関して1つのRLC Bufを備えていてもよい。
レイヤー1処理部252は、レイヤー1に関する処理を行う。具体的には、レイヤー1処理部252では、下りリンクで送信される共有チャネルのチャネル符号化やIFFT処理、上りリンクで送信される共有チャネルのFFT処理やIDFT処理、チャネル復号化等の受信処理などが行われる。
また、レイヤー1処理部252は、下りリンクの共有チャネルのための制御情報であるDownlink Scheduling Informationや、上りリンクの共有チャネルのための制御情報であるUL Schedulin Grantの送信処理を行う。
また、レイヤー1処理部252は、上りリンクで送信される制御情報、すなわち、Channel Quality Indicator(CQI)や下りリンクの共有チャネルに関する送達確認情報の受信処理を行う。上記CQIや送達確認情報は、ユーザ装置状態管理部254に送信される。
また、レイヤー1処理部252は、上りリンクで送信されるサウンディング用のリファレンス信号や上記CQIの信号に基づき、上りリンクの同期状態を判定し、上記判定結果をユーザ装置状態管理部254に通知する。
また、レイヤー1処理部252は、上りリンクで送信されるサウンディング用のリファレンス信号や上記CQIの信号に基づき、上りリンクの受信タイミングを推定してもよい。
尚、レイヤー1処理部252は無線インタフェースに接続されている。より具体的には、下りリンクに関しては、レイヤー1処理部252で生成されたベースバンド信号が無線周波数帯に変換され、その後、アンプにおいて増幅され、アンテナを介して、UEに信号が送信される。一方、上りリンクに関しては、アンテナで受信された無線周波数信号がアンプで増幅された後に、周波数変換されてベースバンド信号として、レイヤー1処理部252に入力される。
ユーザ装置状態管理部254は、各UEの状態管理を行う。例えば、ユーザ装置状態管理部254は、HARQ Entityの状態の管理や、UEのMobilityの管理及び制御や、DRX状態の管理、上り同期状態の管理、パーシステントスケジューリングを適用するか否かの管理、MAC Control Blockの送信の有無の管理、下りリンク送信状態の管理、バッファ状態の管理を行い、かつ、図8のステップS219でスケジューリング係数の計算を行うための各メトリックの算出、及び、スケジューリング係数を計算するべきか否かの判定を行う。すなわち、ユーザ装置状態管理部254は、図8におけるステップS203〜S217の処理を行う。
混雑度推定部256は、図2〜図6を参照して説明したように、セル内の混雑度を推定する。
優先度設定部258は、混雑度推定部256で推定された混雑度に応じて下りリンクのデータの優先度を設定する。具体的には、混雑していない場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に緩やかな優先度の差を設定し、混雑している場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に厳密な優先度の差を設定する。
スケジューリング係数計算部260は、図8におけるステップS219〜S227の処理を行う。具体的には、スケジューリング係数計算部260は、当該Sub−frameにおいて各ユーザ装置のスケジューリング係数を計算する(数6参照)。そして、UE選択部262は、前記スケジューリング係数に基づき、ダイナミックスケジューリングによる無線リソースの割り当てが行われるユーザ装置を選択する。UE選択部262は、ダイナミックスケジューリングによる無線リソースの割り当てが行われるUEの数をTFR選択部268に入力する。
TFR選択部268は、Dynamic schedulingが適用されるDL−SCHに関する送信フォーマットの決定と無線リソースの割り当てを行う。TFR選択部268で決定されたDynamic schedulingが適用されるDL−SCHに関する送信フォーマットや無線リソースに関する情報は、レイヤー1処理部252に送られ、レイヤー1処理部252において、DL Scheduling Informationの送信処理や、下りリンクの共有チャネルの送信処理に用いられる。
周波数リソース管理部264は、TFR選択部268と接続され、周波数リソースの管理を行う。より具体的には、Dynamic Schedulingが適用される下りリンクの共有チャネルに利用可能な残りの周波数リソースを監視し、TFR選択部268における処理に必要な情報をTFR選択部268に提供する。
HARQ制御部270は、各UEのHARQの制御を行う。
RLC/PDCP処理部272は、各UEのRLCレイヤ及びPDCPレイヤの制御を行う。さらに、RLC/PDCP処理部272は、UE#nの論理チャネル#kに関するRLC Buffer、すなわち、RLC Buf2721n,kを備え、下りリンクにおいて送信すべきRLCレイヤのデータのバッファリングを行う。
尚、RLC Buf2721n,kは、上述した例では、RLCレイヤのデータのバッファリングを行っているが、代わりに、RLCレイヤとPDCPレイヤのデータのバッファリングを行ってもよい。
すなわち、当該Sub−frameにおいて下りリンクの共有チャネルにより送信されるデータは、RLC/PDCP処理部272において、そのバッファRLC Buf2721n,kより切り出され、HARQ制御部270においてHARQの処理が行われ、UE選択部262、TFR選択部268を介して、レイヤー1処理部252に送られ、レイヤー1処理部252において、符号化やIFFT等の送信処理が行われる。
次に、本実施例に係る上りリンクのスケジューリングを行う基地局装置200について、図11を参照して説明する。
本実施例に係る基地局装置200は、レイヤー1処理部252と、ユーザ装置状態管理部254と、混雑度推定部256と、優先度設定部258と、スケジューリング係数計算部260と、UE選択部262と、周波数リソース管理部264と、TFR選択部268と、UE Buffer推定部280とから構成される。UE Buffer推定部280は、UE#1の論理チャネルグループ#1、UE #1の論理チャネルグループ2、…、UE #1の論理チャネルグループ#k、UE #2の論理チャネルグループ#1、…、UE #nの論理チャネルグループ#kに関するUE Buf28011,1、UE Buf28011,2、UE Buf28011,k、UE Buf28012,1、…、UE Buf2801n,kから構成される。尚、UE_Bufn,kは、実際にデータのバッファリングを行うのではなく、UEから報告されるBuffer Status Reportに基づいて、UEのバッファ内に滞留しているデータ量を推定する。
なお、図11の周波数リソース管理部264は、図3の呼処理部210に対応する。また、図11のユーザ装置状態管理部254、優先度設定部258、スケジューリング係数計算部260、UE選択部262およびTFR選択部268は、図4のMAC処理部2082に対応する。また、図11のUE Buffer推定部280は、図4の混雑度推定部256に対応する。
尚、図11においては、UE #nの論理チャネルグループ#kのUE_Bufn,kを、UE毎及び論理チャネル毎に備えているが、UE毎または論理チャネル毎に備える必要はなく、全UEに関して1つのUE_Buf推定部を備えていてもよいし、複数のUEに関して1つのUE_Buf推定部を備えていてもよい。あるいは、1UEに対して1つのUE Buf推定部を備え、論理チャネル毎にUE Buf推定部を備えなくてもよい。
レイヤー1処理部252は、レイヤー1に関する処理を行う。具体的には、レイヤー1処理部252では、下りリンクで送信される共有チャネルのチャネル符号化やIFFT処理、上りリンクで送信される共有チャネルのFFT処理やIDFT処理、チャネル復号化等の受信処理などが行われる。
また、レイヤー1処理部252は、下りリンクの共有チャネルのための制御情報であるDownlink Scheduling Informationや、上りリンクの共有チャネルのための制御情報であるUL Schedulin Grantの送信処理を行う。
また、レイヤー1処理部252は、上りリンクで送信される制御情報、すなわち、Channel Quality Indicator(CQI)や下りリンクの共有チャネルに関する送達確認情報の受信処理を行う。上記CQIや送達確認情報は、ユーザ装置状態管理部254に送信される。
また、レイヤー1処理部252は、上りリンクで送信されるサウンディング用のリファレンス信号や上記CQIの信号に基づき、上りリンクの同期状態を判定し、上記判定結果をユーザ装置状態管理部254に通知する。また、レイヤー1処理部252は、上りリンクで送信されるサウンディング用のリファレンス信号のSIRを測定し、その測定結果をユーザ装置状態管理部254に通知する。上記サウンディング用のリファレンス信号のSIRは、例えば、図9のステップS319の処理に使用される。
また、レイヤー1処理部252は、上りリンクで送信されるサウンディング用のリファレンス信号や上記CQIの信号に基づき、上りリンクの受信タイミングを推定してもよい。
尚、レイヤー1処理部252は無線インタフェースに接続されている。より具体的には、下りリンクに関しては、レイヤー1処理部252で生成されたベースバンド信号が無線周波数帯に変換され、その後、アンプにおいて増幅され、アンテナを介して、UEに信号が送信される。一方、上りリンクに関しては、アンテナで受信された無線周波数信号がアンプで増幅された後に、周波数変換されてベースバンド信号として、レイヤー1処理部252に入力される。
ユーザ状態管理部254は、各UEの状態管理を行う。例えば、ユーザ状態管理部254は、上りリンクにおけるHARQ Entityの状態の管理や、UEのMobilityの管理及び制御や、DRX状態の管理、上り同期状態の管理、パーシステントスケジューリングを適用するか否かの管理、MAC Control Blockの送信の有無の管理、伝送状態の管理、UE内のバッファ状態の推定を行い、かつ、図9のステップS319でスケジューリング係数の計算を行うための各メトリックの算出、及び、スケジューリング係数を計算するべきか否かの判定を行う。すなわち、ユーザ状態管理部254は、図9におけるステップS303〜S317の処理を行う。
混雑度推定部256は、図2〜図6を参照して説明したように、セル内の混雑度を推定する。
優先度設定部258は、混雑度推定部256で推定された混雑度に応じて上りリンクのデータの優先度を設定する。具体的には、混雑していない場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に緩やかな優先度の差を設定し、混雑している場合には、低優先度のデータと高優先度のデータとの間に厳密な優先度の差を設定する。
スケジューリング係数計算部260は、図9におけるステップS319〜S327の処理を行う。具体的には、スケジューリング係数計算部260は、当該Sub−frameにおいて各ユーザ装置のスケジューリング係数を計算する(数10参照)。そして、UE選択部262は、前記スケジューリング係数に基づき、ダイナミックスケジューリングによる無線リソースの割り当てが行われるユーザ装置を選択する。UE選択部262は、ダイナミックスケジューリングによる無線リソースの割り当てが行われるUEの数をTFR選択部268に入力する。
TFR選択部268は、Dynamic schedulingが適用されるUL−SCHに関する送信フォーマットの決定と無線リソースの割り当て、ULの送信電力制御等を行う。TFR選択部268で決定されたDynamic schedulingが適用されるUL−SCHに関する送信フォーマットや無線リソースに関する情報は、レイヤー1処理部252に送られ、レイヤー1処理部252において、UL Scheduling Grantの送信処理や、上りリンクの共有チャネルの受信処理に用いられる。
周波数リソース管理部264は、TFR選択部268と接続され、周波数リソースの管理を行う。より具体的には、Dynamic Schedulingが適用される上りリンクの共有チャネルに利用可能な残りの周波数リソースを監視し、TFR選択部268における処理に必要な情報をTFR選択部268に提供する。
UE_Buffer推定部280は、UEから報告されるBuffer Status Reportに基づき、UE内の各論理チャネルグループのバッファ状態、すなわち、バッファの滞留量を推定する。
尚、上述した実施例においては、Evolved UTRA and UTRAN(別名:Long Term Evolution,或いは,Super 3G)が適用されるシステムにおける例を記載したが、本発明に係る基地局装置及び通信制御方法は、共有チャネルを用いて通信を行う全てのシステムにおいて適用することが可能である。
また、上述した実施例においては、論理チャネルの数を算出しているが、代わりに、複数の論理チャネルをグループ化し(以下、論理チャネルグループと呼ぶ)、論理チャネルグループの数を算出してもよい。
以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアでまたはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
本国際出願は2008年3月19日に出願した日本国特許出願2008−071637号に基づく優先権を主張するものであり、2008−071637号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims (6)

  1. ユーザ装置と共有チャネルを用いて通信を行う基地局装置であって:
    セル内の混雑度を推定する混雑度推定手段;
    ユーザ装置または基地局装置が送信するデータの優先度または最低速度の目標値を前記セル内の混雑度に基づいて変更する優先度/目標値変更手段;及び
    前記変更されたデータの優先度または最低速度の目標値に基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択する選択手段;
    を有する基地局装置。
  2. 前記選択手段は、ユーザ装置から報告される無線品質情報と、ユーザ装置に対する平均伝送速度とのうち少なくとも1つに更に基づいて、下りリンクの無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択する、請求項1に記載の基地局装置。
  3. 前記選択手段は、ユーザ装置から送信されるリファレンス信号の無線品質と、ユーザ装置に対する平均伝送速度とのうち少なくとも1つに更に基づいて、上りリンクの無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択する、請求項1に記載の基地局装置。
  4. 前記混雑度推定手段は、
    前記セル内の混雑度を、
    下りリンクの送信バッファの中に送信すべきデータが存在するユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    上りリンクの送信バッファの中に送信すべきデータが存在するユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    共有チャネルによる通信の頻度が高いユーザ装置の数;
    共有チャネルによる通信の頻度が低いユーザ装置の数;
    セル内で接続状態にあるユーザ装置の数;
    下りリンクの伝送速度が所定の閾値よりも小さいユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    上りリンクの伝送速度が所定の閾値よりも小さいユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    下りリンクにおけるデータの滞留時間が所定の閾値よりも大きいユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    上りリンクにおけるデータの滞留時間が所定の閾値よりも大きいユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    下りリンクにおける遅延によるデータの廃棄が生じたユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    上りリンクにおける遅延によるデータの廃棄が生じたユーザ装置の数または前記ユーザ装置の論理チャネルの数;
    基地局装置内の処理負荷;及び
    他ノードの処理負荷;
    の少なくとも1つに基づいて、推定する請求項1に記載の基地局装置。
  5. 前記伝送速度は、送信バッファの中に送信すべきデータが存在する時間における伝送速度である請求項4に記載の基地局装置。
  6. ユーザ装置と共有チャネルを用いて通信を行う基地局装置における通信制御方法であって:
    セル内の混雑度を推定するステップ;
    ユーザ装置または基地局装置が送信するデータの優先度または最低速度の目標値を前記セル内の混雑度に基づいて変更するステップ;及び
    前記変更されたデータの優先度または最低速度の目標値に基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択するステップ;
    を有する通信制御方法。
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