WO2010100828A1 - 無線通信システムにおける通信装置およびリソース再割当方法 - Google Patents

無線通信システムにおける通信装置およびリソース再割当方法 Download PDF

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resource
radio resource
retransmissions
radio
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石井直人
信清貴宏
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日本電気株式会社
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation

Definitions

  • the present invention relates to a radio communication system, and more particularly to a resource reallocation method and a communication apparatus using the same.
  • the system band allocated to the base station is divided into small frequency bands called resource blocks, and resource blocks are scheduled. It is a unit of allocation.
  • Dynamic scheduling DS (Dynamic Scheduling) is adopted as scheduling for applications where the data generation cycle is not constant, such as Web page browsing and file transfer.
  • radio resources resource block, transmission cycle, transmission power, etc.
  • radio resource used for each transmission can be changed according to the channel quality on the receiving side, but which radio resource is used for each transmission. It is necessary to notify whether or not using a control channel different from the data channel.
  • Reservation-type scheduling is a scheduling method that reserves radio resources for initial transmission packets for subsequent packets by utilizing the fact that the data generation period such as VoIP is constant.
  • Persistent scheduling PS reserves radio resources for the initial transmission packet, so that notification using the control channel is not necessary. Therefore, radio resources allocated to the control channel can be reduced, and frequency use efficiency can be improved.
  • the transmission side reserves resources, it allocates by referring to the average channel quality of the system band, determines the coding rate of the frequency band and error correction code, and starts from the resource blocks that are not yet reserved. It is generally considered to be assigned to
  • the initial transmission packet is transmitted at a constant period in accordance with the data generation period, and therefore, the temporal variation for each resource block used for transmission is sufficiently considered. Absent. It is assumed that the average channel quality of the system band will be reported because the channel quality in the downlink is reported to the terminal as an average value for each resource block, and the uplink resources are used extra. Yes.
  • the frequency of retransmission increases and the delay time increases.
  • the time until the completion of reception for each packet changes. As a result, the time until the packet is normally received varies on the receiving side even though the transmitting side transmits the packet at a constant period.
  • Patent Document 1 is a method in which the combination of the data modulation scheme and channel coding indicated by MCS is temporarily changed according to the number of retransmissions, and the time change until packet reception is completed on the receiving side. Cannot be suppressed sufficiently.
  • an object of the present invention is to provide a resource reallocation method and a communication apparatus using the same that can suppress fluctuations in reception delay time in reservation type scheduling.
  • a resource reassignment method in a radio communication system that reserves radio resources and periodically communicates with other communication devices, and measures the number of retransmissions of packets transmitted to the communication devices using reserved radio resources.
  • the radio resource used for the transmission is reassigned according to the number of retransmissions.
  • a communication apparatus is a communication apparatus in a radio communication system that reserves radio resources and periodically communicates with other communication apparatuses, and transmits to the other communication apparatuses using the reserved radio resources.
  • a retransmission number measuring unit that measures the number of retransmissions of the received packet, and a resource reallocation unit that performs reallocation of a radio resource used for the transmission according to the number of retransmissions.
  • a radio communication system is a radio communication system having at least one base station and at least one mobile terminal that perform radio communication by reserving radio resources, wherein the base station uses a reserved radio station.
  • Retransmission count measuring means for measuring the number of retransmissions of a packet transmitted to each mobile terminal using resources, and resource reassignment means for executing reallocation of radio resources used for the transmission according to the retransmission count It is characterized by that.
  • a computer program according to the present invention is a computer program for causing a program control processor to function as a communication device in a wireless communication system that reserves wireless resources and periodically communicates with other communication devices. Realizing the program control processor with a function of measuring the number of retransmissions of a packet transmitted to a communication device using a resource and a function of executing reallocation of radio resources used for the transmission according to the number of retransmissions It is characterized by.
  • a wireless communication unit 101 is a block in which a transmission unit, a reception unit, a channel control unit, and the like of a general wireless communication system are combined, and is a hybrid ARQ (Automatic Repeat reQuest). It has a resending function such as.
  • the reservation type scheduler 102 has a function of allocating radio resources to reservation type traffic packets.
  • the retransmission number management unit 103 manages the number of retransmissions for each packet transmitted by the wireless communication unit 101.
  • the resource reallocation unit 104 reallocates reserved resource blocks according to the number of retransmissions.
  • the resource management unit 105 has a function of managing the reservation status of resource blocks, which are radio band allocation units.
  • the control unit 106 controls the operation of the entire communication apparatus. Here, resource reallocation control will be described.
  • the control unit 106 causes the reservation type scheduler 102 to reserve a resource block (step S201). Specifically, the reservation type scheduler 102 confirms the resource reservation status of the resource management unit 105, reserves a resource block of a certain period, updates the reservation status of the resource management unit 105, and controls the allocation result of the resource block Notification to the unit 106. Since the resource block reservation method for the first packet is well known, the details of the reservation operation are omitted.
  • the control unit 106 determines whether there is a packet to be transmitted (step S202). If there is a packet to be transmitted (step S202: YES), the wireless communication is performed using the resource block reserved by the reservation type scheduler 102. The transmission packet is transmitted by the unit 101. At that time, the retransmission number management unit 103 counts the number of retransmissions when the transmission packet is retransmitted according to the control of the control unit 106 (step S203). That is, the retransmission number management unit 103 manages the number of retransmissions of a packet transmitted for each reserved resource block.
  • the control unit 106 and the resource reallocation unit 104 execute resource block reallocation control according to the number of retransmissions. Specifically, it is determined whether or not the number of retransmissions is equal to or greater than a predetermined threshold (step S204). If the number of retransmissions is smaller than the predetermined threshold (step S204: YES), resource block reassignment is not performed. Then, the process returns to step S202 for checking whether there is a packet to be transmitted next. If the number of retransmissions is equal to or greater than the predetermined threshold (step S204: NO), the resource reallocation unit 104 reallocates resource blocks used in the communication, that is, changes the frequency band and / or changes the transmission timing. (Step S205).
  • the resource reallocation unit 104 determines the resource block to be used as another available resource block (unreserved or exchangeable resource block, as described later).
  • the reservation status of the resource management unit 105 is updated. If there is a packet to be transmitted next under the control of the control unit 106 (step S202: YES), the wireless communication unit 101 performs packet transmission of the communication using the reassigned resource block (step S202). S203). The above processes S202 to S205 are repeated as long as there is transmission data in the reserved resource block.
  • control unit 106 updates the reservation status of the resource management unit 105 so as to release the reserved resource block (step S206).
  • the resource reallocation function by the reservation type scheduler 102, the retransmission count management unit 103, the resource reallocation unit 104, the resource management unit 105, and the control unit 106 as described above executes a computer program on a program control processor such as a CPU. It can also be realized in the same way.
  • the number of retransmissions is measured for each resource block reserved and allocated, and resource block reallocation is executed according to the number of retransmissions.
  • resource block reallocation is executed according to the number of retransmissions.
  • the resource block to be used is changed to another available resource block (resource reassignment).
  • Second Embodiment In the mobile communication system shown in FIG. 3, in order not to complicate the description, a plurality of mobile terminals 20.1 to 20.4 are located in the cell of the base station 10, and the base station 10 It is assumed that the network device 30 is connected. Hereinafter, the configuration of the base station 10 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the base station 10 in addition to the wireless communication unit 301 that performs wireless communication with the mobile terminal, the base station 10 includes a reservation type scheduler 302, a retransmission count management unit 303, a resource reallocation unit 304, a resource management unit 305, A control unit 306, and further, a reception processing unit 307 for processing an uplink signal received from each mobile terminal, and transmitting transfer data of the uplink signal to a higher-level network device (base station control device), A communication unit 308 that receives data from the host network device is included.
  • each function of the reservation type scheduler 302, the retransmission count management unit 303, the resource reallocation unit 304, the resource management unit 305, the control unit 306, and the reception processing unit 307 corresponds to a computer program corresponding to each on a program control processor such as a CPU. It can also be realized by executing. Further, here, the parts related to the resource reallocation control according to the present invention are mainly shown, and the other components are omitted. Hereinafter, a downlink will be described as an example of the wireless communication system.
  • the horizontal axis represents the time direction indicated by the frame number, and the number of frames 20 is the packet transmission cycle.
  • the vertical axis represents the frequency indicated by the resource block number.
  • the system band allocated to the base station 10 is divided into small frequency bands called resource blocks, and the resource blocks are scheduling allocation units.
  • the resource management unit 305 manages the reservation status of resource blocks as shown in FIG. Note that the resource block is logical and may be different from the frequency used for transmission. This is because the logical resource block to be managed and the physical resource block used for transmission need only correspond one to one.
  • FIG. 5 illustrates a case where the number of resource blocks is 10 and the number of transmission frames is 20 in each transmission frame, but the present invention is not limited to this.
  • the reservation type scheduler 302 determines whether there is an unallocated resource block with reference to the resource reservation status shown in FIG. 5 when a packet that has not been reserved arrives. Make a reservation according to the number of resource blocks that are not reserved. Once a reservation is made, a packet for the same communication that arrives after that can be transmitted using the reserved resource block and the transmission frame.
  • First Embodiment Resource reallocation reallocates an unreserved resource in the same frame as the current resource for communication in which the number of retransmissions reaches a predetermined number.
  • the communication has a high possibility of shortening the reception delay without changing the transmission timing.
  • the resource block number 1-2 is reserved for the communication A
  • the resource block number 3 is the resource block number 4-5 for the communication B.
  • resource block number 6-10 is not reserved.
  • the number shown in each resource block indicates the number of packet retransmissions in the resource block, and the predetermined threshold for the number of retransmissions is 2.
  • the control unit 306 since the number of retransmissions is 2 or more of the predetermined threshold value in the resource block number 4-5 currently used by the communication C, the control unit 306 notifies the resource reallocation unit 304 of the communication The reassignment of the resource block used in C is instructed.
  • the resource reallocation unit 304 determines whether there is an unreserved resource block that can be allocated to the communication C within the same frame while referring to the resource reservation status managed by the resource management unit 305. If there are as many unreserved resource blocks as the resource blocks currently used by communication C, these unreserved resource blocks are newly allocated to communication C. In the example shown in FIG. 6, the unreserved resource block number 6-7 is newly assigned to the communication C and notified to the resource management unit 305. As a result, the resource management unit 305 updates the resource block number 6-7 to be reserved by communication C, and releases the previous resource block number 4-5 to be unreserved. Note that although the communication C uses two resource blocks here, this is an example, and the same applies even if the number of resource blocks is one or three or more.
  • Second Embodiment In the resource reallocation according to the second embodiment of the present invention, if there are a plurality of communications in which the number of retransmissions reaches a predetermined number and the amount of resources currently used is the same, they are exchanged To reallocate resources. By exchanging resources with other communications in this way, resources can be reassigned even when there are no unreserved resource blocks. Furthermore, if resources are exchanged within the same frame, these communications have a high possibility of shortening the reception delay without changing the transmission timing.
  • the resource block number 1-2 is reserved for the communication A
  • the resource block number 3 is the resource block number 4-5 for the communication B.
  • resource block numbers 9-10 are reserved for communication D
  • resource block numbers 6-8 are not reserved.
  • the number shown in each resource block indicates the number of packet retransmissions in the resource block, and the predetermined threshold value for the number of retransmissions is 2.
  • control unit 306 has the resource block number 4-5 currently used by the communication C, the number of retransmissions is two or more of a predetermined threshold, and the resource block number 9- 10, the number of retransmissions is equal to or more than a predetermined threshold value, so the resource reallocation unit 304 is instructed to reallocate resource blocks used in communication C and communication D.
  • the resource reallocation unit 304 refers to the resource reservation status managed by the resource management unit 305, and the communication C and communication D pointed out as the reallocation targets belong to the same frame number k, and the same resource If it is found that the number of blocks is used, a resource block number 4-5 of communication C is newly assigned to communication D, a resource block number 9-10 of communication D is newly assigned to communication C, The resource management unit 305 is notified. As a result, the resource management unit 305 updates the resource block number 9-10 to be reserved by communication C and the resource block number 4-5 to be reserved by communication D.
  • an unreserved resource in a frame different from the current resource is allocated to a communication whose number of retransmissions reaches a predetermined number.
  • Another transmission frame indicates a transmission frame after the current transmission frame. That is, in this embodiment, the transmission timing is delayed until a transmission frame after the current transmission frame.
  • resource block number 1-5 is reserved, of which resource block number 4-5 is reserved for communication C, and resource block number 6- Assume that 10 is unreserved. Further, in another transmission frame (frame number j), it is assumed that resource block number 1-5 has been reserved and resource block number 6-10 has not been reserved.
  • the number shown in each resource block indicates the number of packet retransmissions in the resource block, and the predetermined threshold value for the number of retransmissions is 2.
  • the control unit 306 since the number of retransmissions is 2 or more of the predetermined threshold value in the resource block number 4-5 currently used by the communication C, the control unit 306 notifies the resource reallocation unit 304 of the communication The reassignment of the resource block used in C is instructed.
  • the resource reallocation unit 304 refers to the resource reservation status managed by the resource management unit 305, and determines whether there is an unreserved resource block that can be allocated to the communication C in another frame located behind in time. judge. If there are the same number of unreserved resource blocks as the resource blocks currently used by communication C in transmission frame j, these unreserved resource blocks are newly allocated to communication C. In the example shown in FIG. 8, the unreserved resource block number 6-7 of the transmission frame j is newly allocated to the communication C and notified to the resource management unit 305.
  • the resource management unit 305 updates the resource block number 6-7 of the transmission frame j to be reserved by the communication C, and releases the resource block number 4-5 of the original transmission frame k to be unreserved.
  • the communication C uses two resource blocks here, this is an example, and the same applies even if the number of resource blocks is one or three or more.
  • Fourth Embodiment Resource reallocation performs reallocation of unreserved resources that are larger than the resource amount at the time of reservation for communication in which the number of retransmissions reaches a predetermined number.
  • the resource amount after the reallocation may be changed by changing the modulation scheme and the coding rate of the error correction code, and the amount of information to be transmitted can be made the same as that before the reallocation. For example, when the modulation scheme is not changed, if the coding rate of the error correction code is halved, it can be reassigned to twice the resource amount without changing the transmission information amount. In this way, when a larger resource amount is allocated, there is an effect that reception errors in communication with poor communication quality can be greatly improved.
  • resource block number 1-5 has been reserved, of which resource block number 4-5 is reserved for communication C, and resource block number 6- Assume that 10 is unreserved.
  • the number shown in each resource block indicates the number of packet retransmissions in the resource block, and the predetermined threshold value for the number of retransmissions is 2.
  • the control unit 306 since the number of retransmissions is 2 or more of the predetermined threshold value in the resource block number 4-5 currently used by the communication C, the control unit 306 notifies the resource reallocation unit 304 of the communication The reassignment of the resource block used in C is instructed.
  • the resource reallocation unit 304 determines whether there is an unreserved resource block that can be allocated to the communication C within the same frame while referring to the resource reservation status managed by the resource management unit 305. If there are more unreserved resource blocks than the resource block currently used by communication C, these unreserved resource blocks are newly allocated to communication C. In the example shown in FIG. 9, the unreserved resource block number 6-9 is newly assigned to the communication C and notified to the resource management unit 305. As a result, the resource management unit 305 updates the resource block number 6-9 to be reserved by communication C, and releases the previous resource block number 4-5 to be unreserved.
  • the number of resource blocks after reassignment can be kept the same as that before reassignment by changing the modulation scheme and the coding rate of the error correction code. For example, when the modulation scheme is not changed, if the coding rate of the error correction code is halved, as shown in FIG. 9, two resource blocks can be reassigned to four resource blocks. .
  • reassignment is performed in the same transmission frame in FIG. 9, reassignment may be performed in the same manner in another transmission frame as in the third embodiment described above. Since the number of resource blocks used for transmission increases, reception errors in communications with poor communication quality can be greatly improved.
  • the present invention is not only applied to the LTE system, but can also be applied to a radio communication system using a frequency division multiplexing (FDMA).
  • FDMA frequency division multiplexing
  • the present invention can be applied to a wireless communication system, for example, a wireless communication system using LTE or FDMA.

Abstract

　予約型スケジューリングにおける受信遅延時間の変動を抑制することができるリソース再割当方法およびそれを用いた通信装置を提供する。無線リソースを予約して周期的に通信装置間の通信を行なう無線通信システムにおいて、予約された無線リソース（ステップＳ２０１）を用いて通信装置へ送信したパケットの再送回数を測定し（ステップＳ２０３）、再送回数に応じて当該送信に使用する無線リソースの再割当を実行する（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）。

Description

無線通信システムにおける通信装置およびリソース再割当方法
　本発明は無線通信システムに係り、特にリソース再割当方法およびそれを用いた通信装置に関する。
　現在３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において標準化が進められているＬＴＥ（Long Term Evolution）システムにおいて、基地局に割り当てられているシステム帯域はリソースブロックとよばれる小さな周波数帯域に分割され、リソースブロックがスケジューリングの割り当て単位とされている。
　Ｗｅｂページ閲覧やファイル転送などデータ発生周期が一定ではないアプリケーションに対するスケジューリングとしては動的スケジューリングＤＳ（Dynamic Scheduling）が採用される。動的スケジューリングＤＳでは、受信側での通信路品質に応じて送信毎に用いる無線リソース（リソースブロック、送信周期、送信電力など）を変更することができるが、送信毎にどの無線リソースを使っているかをデータチャネルとは別の制御チャネルを用いて通知する必要がある。
　これに対して、周期的にデータが発生するＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)のようなトラヒックに対するスケジューリング方式としては、パーシステント・スケジューリングＰＳ（Persistent Scheduling）と呼ばれる予約型スケジューリング方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。予約型スケジューリングは、ＶｏＩＰなどデータの発生周期が一定であることを利用し、初送のパケットに対する無線リソースをその後のパケットに対して予約しておくスケジューリング方式である。
　パーシステント・スケジューリングＰＳは、初送のパケットに対する無線リソースを予約するので、制御チャネルを用いた通知が不要となる。したがって、制御チャネルに割り当てる無線リソースを削減でき、周波数の利用効率を向上させることができる。また、送信側がリソースを予約する場合には、システム帯域の平均的な通信路品質を参照して割り当て、周波数帯域や誤り訂正符号の符号化率を決定し、まだ予約されていないリソースブロックから順番に割り当てていくことが一般に考えられる。
　なお、送信スループットを向上させる方法としては、再送回数が所定値より多くなると当該ユーザ装置に使用されているＭＣＳ(Modulation and channel Coding Scheme)番号を減少させる技術が開示されている（特許文献１の第８ページ段落００３６参照）。
特開２００８－１９３４３９号公報
3GPP TS36.300 V8.5.0(2008-05), 3GPP E-UTRA and E-UTRAN Overall description, P.62-63
　しかしながら、パーシステント・スケジューリングＰＳのような予約型スケジューリングでは、初送のパケットをデータ発生周期に合わせて一定周期で送信するので、送信に使われるリソースブロック毎の時間的な変動が十分考慮されていない。下り回線における通信路品質をリソースブロック単位の平均値として端末に報告させることも上り回線のリソースを余分に使うことになるため、システム帯域の平均的な通信路品質を報告することが想定されている。
　このために、フェージングや隣接セルからの干渉により受信品質が劣化している場合には再送頻度が高くなり遅延時間が増大する。また、通信路品質の時間変動により再送回数が変化すると、パケット毎の受信完了までの時間が変化することになる。これにより、送信側ではパケットを一定周期で送信しているにもかかわらず、受信側ではパケットが正常受信されるまでの時間が変動する。
　さらに、特許文献１に開示されている方法は、ＭＣＳで示されるデータ変調方式およびチャネル符号化の組合せを再送回数により一時的に変更するものであり、受信側でのパケット受信完了までの時間変化を十分に抑制できない。
　そこで、本発明の目的は、予約型スケジューリングにおける受信遅延時間の変動を抑制することができるリソース再割当方法およびそれを用いた通信装置を提供することにある。
　無線リソースを予約して周期的に他の通信装置との通信を行なう無線通信システムにおけるリソース再割当方法であって、予約された無線リソースを用いて通信装置へ送信したパケットの再送回数を測定し、前記再送回数に応じて当該送信に使用する無線リソースの再割当を実行する、ことを特徴とする。
　本発明による通信装置は、無線リソースを予約して周期的に他の通信装置との通信を行なう無線通信システムにおける通信装置であって、予約された無線リソースを用いて前記他の通信装置へ送信したパケットの再送回数を測定する再送回数測定手段と、前記再送回数に応じて当該送信に使用する無線リソースの再割当を実行するリソース再割当手段と、を有することを特徴とする。
　本発明による無線通信システムは、無線リソースを予約して周期的に通信を行なう少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動端末とを有する無線通信システムであって、前記基地局は、予約された無線リソースを用いて各移動端末へ送信したパケットの再送回数を測定する再送回数測定手段と、前記再送回数に応じて当該送信に使用する無線リソースの再割当を実行するリソース再割当手段と、を有することを特徴とする。
　本発明によるコンピュータプログラムは、無線リソースを予約して周期的に他の通信装置との通信を行なう無線通信システムにおける通信装置としてプログラム制御プロセッサを機能させるためのコンピュータプログラムであって、予約された無線リソースを用いて通信装置へ送信したパケットの再送回数を測定する機能と、前記再送回数に応じて当該送信に使用する無線リソースの再割当を実行する機能と、を前記プログラム制御プロセッサに実現することを特徴とする。
　本発明によれば予約型スケジューリングにおける受信遅延時間の変動を抑制することができる。
本発明の第１実施形態による通信装置におけるリソース再割当に関係する構成を概略的に示すブロック図である。 本実施形態による通信装置におけるリソース再割当方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による通信装置を適用した基地局と複数の移動局とからなる移動通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による通信装置を適用した基地局の構成の一例を示す概略的ブロック図である。 第２実施形態における予約型スケジューリングで用いられるリソースブロックの予約状況を示すリソース構成図である。 本発明の第１実施例によるリソース再割当方法を説明するための模式的なフレームリソース構成図である。 本発明の第２実施例によるリソース再割当方法を説明するための模式的なフレームリソース構成図である。 本発明の第３実施例によるリソース再割当方法を説明するための模式的なフレームリソース構成図である。 本発明の第４実施例によるリソース再割当方法を説明するための模式的なフレームリソース構成図である。
　１．第１実施形態
　１．１）構成
　図１において、無線通信部１０１は、一般的な無線通信システムの送信部、受信部およびチャネル制御部などをまとめたブロックであり、ハイブリッドＡＲＱ(Automatic Repeat reQuest)などの再送機能などを有するものとする。
　予約型スケジューラ１０２は、予約型トラフィックのパケットに無線リソースを割り当てる機能を有する。再送回数管理部１０３は無線通信部１０１が送信したパケット毎の再送回数を管理する。リソース再割当部１０４は、再送回数に応じて、予約されたリソースブロックの再割り当てを行う。リソース管理部１０５は、無線帯域の割り当て単位であるリソースブロックの予約状況を管理する機能を有する。制御部１０６は通信装置全体の動作を制御するが、ここではリソース再割当制御について説明する。
　１．２）動作
　図２に示すように、制御部１０６はＶｏＩＰのような定期的に発生するパケットが到着すると、予約型スケジューラ１０２によりリソースブロックの予約を実行させる（ステップＳ２０１）。具体的には、予約型スケジューラ１０２は、リソース管理部１０５のリソース予約状況を確認して一定周期のリソースブロックを予約し、リソース管理部１０５の予約状況を更新し、リソースブロックの割当結果を制御部１０６へ通知する。なお、最初のパケットのリソースブロック予約方法は周知であるから予約動作の詳細については省略する。
　制御部１０６は、送信すべきパケットがあるかどうかを判定し（ステップＳ２０２）、送信すべきパケットがあれば（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、予約型スケジューラ１０２により予約されたリソースブロックを用いて無線通信部１０１により当該送信パケットを送信する。その際、再送回数管理部１０３は、制御部１０６の制御に従って、当該送信パケットが再送された場合の再送回数をカウントする（ステップＳ２０３）。すなわち、再送回数管理部１０３は予約されたリソースブロックごとに送信したパケットの再送回数を管理する。
　制御部１０６およびリソース再割当部１０４は再送回数に応じてリソースブロックの再割当制御を実行する。具体的には、再送回数が所定しきい値以上であるか否かを判定し（ステップＳ２０４）、所定しきい値より少ない場合には（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、リソースブロックの再割当は行わず、次に送信すべきパケットの有無をチェックするステップＳ２０２へ戻る。再送回数が所定しきい値以上であれば（ステップＳ２０４：ＮＯ）、リソース再割当部１０４は当該通信で使用するリソースブロックの再割り当て、すなわち周波数帯域の変更および／または送信タイミングの変更を実行する（ステップＳ２０５）。リソース再割当部１０４は、リソース管理部１０５で管理しているリソースブロックの予約状況に基づいて、後述するように、使用するリソースブロックを他の利用可能なリソースブロック（未予約あるいは交換可能なリソースブロック）へ割り当て、リソース管理部１０５の予約状況を更新する。そして、制御部１０６の制御の下で、次に送信すべきパケットがあれば（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、無線通信部１０１は、再割当されたリソースブロックで当該通信のパケット送信を実行する（ステップＳ２０３）。以上の処理Ｓ２０２～Ｓ２０５は、当該予約されたリソースブロックでの送信データがある限り繰り返される。
　送信すべきパケットが存在しない場合には（ステップＳ２０２：ＮＯ）、制御部１０６は当該予約されたリソースブロックを開放するようにリソース管理部１０５の予約状況を更新する（ステップＳ２０６）。
　なお、上述したような予約型スケジューラ１０２、再送回数管理部１０３、リソース再割当部１０４、リソース管理部１０５および制御部１０６によるリソース再割当機能は、コンピュータプログラムをＣＰＵ等のプログラム制御プロセッサ上で実行することにより同様に実現することもできる。
　１．３）効果
　上述したように、本実施形態によれば、予約して割り当てたリソースブロック毎に再送回数を測定し、その再送回数に応じてリソースブロックの再割当を実行する。好ましくは、再送が頻繁に発生する場合（再送回数が所定回数以上になった場合）に、使用するリソースブロックを他の利用可能なリソースブロックへ変更する（リソース再割当）。このリソース再割当動作により、予約型スケジューリング方式におけるパケットの遅延時間の短縮および変動の抑制が可能となり、さらに再送回数が少なくなることで予約できる無線リソースが増え、無線リソースの利用効率が向上するという効果もある。
　２．第２実施形態
　図３に示す移動通信システムでは、説明を複雑にしないために、基地局１０のセル内に複数の移動端末２０．１～２０．４が位置しており、基地局１０は上位のネットワーク装置３０に接続されているものとする。以下、基地局１０の構成について図４および図５を参照しながら説明する。
　図４に示すように、基地局１０は、移動端末との無線通信を行う無線通信部３０１の他に、予約型スケジューラ３０２、再送回数管理部３０３、リソース再割当部３０４、リソース管理部３０５および制御部３０６を有し、さらに、それぞれの移動端末から受信した上り信号を処理するための受信処理部３０７、それら上り信号のうちの転送データを上位ネットワーク装置（基地局制御装置）へ送信し、上位ネットワーク装置からのデータを受信する通信部３０８を有する。
　なお、予約型スケジューラ３０２、再送回数管理部３０３、リソース再割当部３０４、リソース管理部３０５、制御部３０６および受信処理部３０７の各機能は、ＣＰＵ等のプログラム制御プロセッサ上でそれぞれ対応するコンピュータプログラムを実行することで実現することもできる。また、ここでは本発明によるリソース再割当制御に関連する部分を主に図示しており、その他の構成部分は省略されている。以下、無線通信システムとして、下りリンクを例に取って説明する。
　図５に示すリソース構成図では、横軸がフレーム番号により示された時間方向を表し、フレーム数２０がパケットの送信周期であるとする。また縦軸はリソースブロック番号で示された周波数を表す。基地局１０に割り当てられているシステム帯域はリソースブロックとよばれる小さな周波数帯域に分割され、リソースブロックがスケジューリングの割り当て単位である。
　パーシステント・スケジューリングＰＳにおいて、リソース管理部３０５は、図５に示すようにリソースブロックの予約状況を管理する。なお、リソースブロックは論理的なものであり、送信する際に用いられる周波数とは異なってもよい。管理する論理的なリソースブロックと送信に用いる物理的なリソースブロックとが一対一に対応すればよいためである。また、図５は各送信フレームでリソースブロックの数が１０、送信フレーム数が２０の場合を例示しているが、これに限定されるものではない。
　上述したように、パーシステント・スケジューリングＰＳにおいて、予約型スケジューラ３０２は、予約を行なっていないパケットが到着した場合、図５に示すリソース予約状況を参照して未割り当てのリソースブロックがあるかどうかを判断し、予約されていないリソースブロック数に応じて予約を行なう。一度、予約を行なってしまえば、その後に到着する同一の通信に対するパケットについては予約したリソースブロックと送信フレームを用いて送信することができる。
　以下、図４に示す基地局１０におけるリソース再割当制御の実施例を詳細に説明する。ただし、説明の便宜上、図５に示すリソース構成における１つあるいは２つのフレームに着目して説明する。
　３．第１実施例
　本発明の第１実施例によるリソース再割当は、再送回数が所定回数に達した通信に対して、現在のリソースと同一フレーム内の未予約リソースを再割り当てする。このように同一フレーム内の未予約リソースを新たに割り当てられることで、当該通信は送信タイミングを変更することなく受信遅延の短縮の可能性が高くなる。
　図６に示すように、同一の送信フレーム（フレーム番号ｋ）において、リソースブロック番号１－２が通信Ａに対して予約され、リソースブロック番号３が通信Ｂに対して、リソースブロック番号４－５が通信Ｃに対してそれぞれ予約され、リソースブロック番号６－１０が未予約であるものとする。また、各リソースブロック内に示す数字は、当該リソースブロックでのパケット再送回数を示し、再送回数の所定しきい値は２であるとする。
　この場合、制御部３０６は、通信Ｃが現在使用しているリソースブロック番号４－５で再送回数が所定しきい値の２回以上となっているので、リソース再割当部３０４に対して当該通信Ｃで使用するリソースブロックの再割り当てを指示する。
　リソース再割当部３０４は、リソース管理部３０５で管理されているリソース予約状況を参照しながら、同一フレーム内で通信Ｃへ割当可能な未予約のリソースブロックの有無を判定する。通信Ｃが現在使用しているリソースブロックと同じ数の未予約リソースブロックがあれば、それらの未予約リソースブロックを通信Ｃに対して新たに割り当てる。図６に示す例では、未予約リソースブロック番号６－７を通信Ｃに対して新たに割り当て、リソース管理部３０５へ通知する。これによって、リソース管理部３０５は、リソースブロック番号６－７を通信Ｃにより予約済みに、以前のリソースブロック番号４－５を開放して未予約にそれぞれ更新する。なお、ここでは通信Ｃが２つのリソースブロックを使用しているとしたが、これは一例であり、リソースブロックの数は１つあるいは３つ以上であっても同様である。
　４．第２実施例
　本発明の第２実施例によるリソース再割当は、再送回数が所定回数に達した複数の通信があり、それぞれの現在使用しているリソース量が同一であれば、それらを交換することでリソースの再割当を実行する。このように他の通信との間でリソース交換することで、未予約リソースブロックがない場合でも、リソースの再割当が可能となる。さらに、同一フレーム内でリソース交換をすれば、これら通信は送信タイミングを変更することなく受信遅延の短縮の可能性が高くなる。
　図７に示すように、１つの送信フレーム（フレーム番号ｋ）において、リソースブロック番号１－２が通信Ａに対して予約され、リソースブロック番号３が通信Ｂに対して、リソースブロック番号４－５が通信Ｃに対して、リソースブロック番号９－１０が通信Ｄに対してそれぞれ予約され、リソースブロック番号６－８が未予約であるものとする。また、上述した第１実施例と同様に、各リソースブロック内に示す数字は、当該リソースブロックでのパケット再送回数を示し、再送回数の所定しきい値は２であるとする。
　この場合、制御部３０６は、通信Ｃが現在使用しているリソースブロック番号４－５で再送回数が所定しきい値の２回以上であり、通信Ｄが現在使用しているリソースブロック番号９－１０で再送回数が所定しきい値の２回以上であるから、リソース再割当部３０４に対して通信Ｃおよび通信Ｄで使用するリソースブロックの再割り当てを指示する。
　リソース再割当部３０４は、リソース管理部３０５で管理されているリソース予約状況を参照しながら、再割当対象として指摘された通信Ｃおよび通信Ｄが同一のフレーム番号ｋに属し、かつ、同一のリソースブロック数を使用していることが分かると、通信Ｃのリソースブロック番号４－５を通信Ｄに対して新たに割り当て、通信Ｄのリソースブロック番号９－１０を通信Ｃに対して新たに割り当て、リソース管理部３０５へ通知する。これによって、リソース管理部３０５は、リソースブロック番号９－１０を通信Ｃにより予約済みに、リソースブロック番号４－５を通信Ｄにより予約済みに、それぞれ更新する。
　なお、ここでは２つの通信ＣおよびＤを例示したが、同時に３つ以上の通信間でも、全ての通信で異なるリソースブロックが再割り当てされるように交換することで、同様にリソース交換による再割当が可能である。
　５．第３実施例
　本発明の第３実施例によるリソース再割当は、再送回数が所定回数に達した通信に対して、現在のリソースとは別のフレーム内の未予約リソースを割り当てる。なお、別の送信フレームとは、現在の送信フレームよりも後の送信フレームを指す。つまり、本実施例においては、現在の送信フレームより後の送信フレームまで送信タイミングを遅延させることになる。
　このように別のフレーム内の未予約リソースを新たに割り当てられることで、同一フレーム内に未予約リソースブロックがない場合でもリソースの再割当が可能となる。さらに当該通信の送信タイミングが変更されるので受信遅延の短縮の可能性がさらに高くなる。したがって、同一の送信フレームでリソース再割当を行っても再送回数が減らない場合に、別のフレームへ割り当てることで再送回数を減少させる効果が期待できる。
　図８に示すように、ある送信フレーム（フレーム番号ｋ）において、リソースブロック番号１－５が予約済みであり、そのうちリソースブロック番号４－５が通信Ｃに対して予約され、リソースブロック番号６－１０が未予約であるものとする。また、別の送信フレーム（フレーム番号ｊ）において、リソースブロック番号１－５が予約済みであり、リソースブロック番号６－１０が未予約であるものとする。また、第１実施例と同様に、各リソースブロック内に示す数字は、当該リソースブロックでのパケット再送回数を示し、再送回数の所定しきい値は２であるとする。
　この場合、制御部３０６は、通信Ｃが現在使用しているリソースブロック番号４－５で再送回数が所定しきい値の２回以上となっているので、リソース再割当部３０４に対して当該通信Ｃで使用するリソースブロックの再割り当てを指示する。
　リソース再割当部３０４は、リソース管理部３０５で管理されているリソース予約状況を参照しながら、時間的に後ろに位置する別のフレーム内で通信Ｃへ割当可能な未予約のリソースブロックの有無を判定する。送信フレームｊに通信Ｃが現在使用しているリソースブロックと同じ数の未予約リソースブロックがあれば、それらの未予約リソースブロックを通信Ｃに対して新たに割り当てる。図８に示す例では、送信フレームｊの未予約リソースブロック番号６－７を通信Ｃに対して新たに割り当て、リソース管理部３０５へ通知する。これによって、リソース管理部３０５は、送信フレームｊのリソースブロック番号６－７を通信Ｃにより予約済みに、もとの送信フレームｋのリソースブロック番号４－５を開放して未予約にそれぞれ更新する。なお、ここでは通信Ｃが２つのリソースブロックを使用しているとしたが、これは一例であり、リソースブロックの数は１つあるいは３つ以上であっても同様である。
　６．第４実施例
　本発明の第４実施例によるリソース再割当は、再送回数が所定回数に達した通信に対して、予約時のリソース量より多い未予約リソースの再割り当てを行なう。再割り当て後のリソース量は、変調方式や誤り訂正符号の符号化率を変更すればよく、再割り当て前と送信する情報量を同じにすることができる。例えば、変調方式を変えない場合は、誤り訂正符号の符号化率を半分にすれば、送信情報量を変えずに２倍のリソース量に再割り当てすることができる。このようにより大きいリソース量に割り当てされる場合には、通信品質が悪い通信における受信誤りを大幅に改善できる効果がある。
　図９に示すように、ある送信フレーム（フレーム番号ｋ）において、リソースブロック番号１－５が予約済みであり、そのうちリソースブロック番号４－５が通信Ｃに対して予約され、リソースブロック番号６－１０が未予約であるものとする。また、第１実施例と同様に、各リソースブロック内に示す数字は、当該リソースブロックでのパケット再送回数を示し、再送回数の所定しきい値は２であるとする。
　この場合、制御部３０６は、通信Ｃが現在使用しているリソースブロック番号４－５で再送回数が所定しきい値の２回以上となっているので、リソース再割当部３０４に対して当該通信Ｃで使用するリソースブロックの再割り当てを指示する。
　リソース再割当部３０４は、リソース管理部３０５で管理されているリソース予約状況を参照しながら、同一フレーム内で通信Ｃへ割当可能な未予約のリソースブロックの有無を判定する。通信Ｃが現在使用しているリソースブロックより多い数の未予約リソースブロックがあれば、それらの未予約リソースブロックを通信Ｃに対して新たに割り当てる。図９に示す例では、未予約リソースブロック番号６－９を通信Ｃに対して新たに割り当て、リソース管理部３０５へ通知する。これによって、リソース管理部３０５は、リソースブロック番号６－９を通信Ｃにより予約済みに、以前のリソースブロック番号４－５を開放して未予約にそれぞれ更新する。
　再割り当て後のリソースブロック数は、変調方式や誤り訂正符号の符号化率を変更することにより、送信する情報量を再割り当て前と同一に維持できる。例えば、変調方式を変えない場合は、誤り訂正符号の符号化率を半分にすれば、図９に例示するように、２つのリソースブロックから２倍の４つのリソースブロックに再割り当てすることができる。
　なお、図９では同一送信フレーム内で再割り当てを行なったが、上述した第３実施例と同様に別の送信フレームで同様に再割り当てしてもよい。送信に使用するリソースブロック数が増加するので、通信品質が悪い通信における受信誤りを大幅に改善することができる。
　７．その他
　上述した実施例では再割り当てを行なう場合、リソースブロック番号が小さいものから適用しているが、これに限定されるものではなく、任意のリソースブロック番号に対して適用できる。また、上述した第２実施形態および各実施例では、下りリンクを例にとって説明したが、上りリンクにおいても適用できる。
　また、本発明は、ＬＴＥシステムにのみ適用されるものではなく、周波数分割多重方式(ＦＤＭＡ:Frequency Division Multiple Access)を用いる無線通信システムにも適用できる。
　本発明は無線通信システムに適用可能であり、たとえばＬＴＥやＦＤＭＡを用いる無線通信システムに利用可能である。
１０　基地局
２０　移動端末
３０　上位ネットワーク装置
１０１　無線通信部
１０２　予約型スケジューラ
１０３　再送回数管理部
１０４　リソース再割当部
１０５　リソース管理部
１０６　制御部
３０１　無線通信部
３０２　予約型スケジューラ
３０３　再送回数管理部
３０４　リソース再割当部
３０５　リソース管理部
３０６　制御部
３０７　受信処理部
３０８　通信部

Claims (25)

  1. 無線リソースを予約して周期的に通信装置間の通信を行なう無線通信システムにおけるリソース再割当方法であって、
    　予約された無線リソースを用いて通信装置へ送信したパケットの再送回数を測定し、
    　前記再送回数に応じて当該通信に使用する無線リソースの再割当を実行する、
    　ことを特徴とするリソース再割当方法。
  2. 前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを送信タイミングおよび／または周波数が異なる別の無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項１に記載のリソース再割当方法。
  3. 前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを同一送信タイミングの別の無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項２に記載のリソース再割当方法。
  4. 前記同一送信タイミングの別の無線リソースは、未予約の無線リソースであることを特徴とする請求項３に記載のリソース再割当方法。
  5. 前記同一送信タイミングの別の無線リソースは、別の通信により予約されている無線リソースであり、当該別の通信も再送回数が前記所定回数以上である場合には、当該通信と当該別の通信との間でそれぞれの無線リソースを交換することを特徴とする請求項３に記載のリソース再割当方法。
  6. 前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを別の送信タイミングの無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項２に記載のリソース再割当方法。
  7. 前記別の送信タイミングの無線リソースは、未予約の無線リソースであることを特徴とする請求項６に記載のリソース再割当方法。
  8. 前記別の送信タイミングの無線リソースは、別の通信により予約されている無線リソースであり、当該別の通信も再送回数が前記所定回数以上である場合には、当該通信と当該別の通信との間でそれぞれの無線リソースを交換することを特徴とする請求項６に記載のリソース再割当方法。
  9. 前記通信に使用する無線リソースと前記別の無線リソースとは、同一のリソース量であることを特徴とする請求項１－８のいずれか１項に記載のリソース再割当方法。
  10. 前記通信に使用する無線リソースと前記別の無線リソースとは、異なるリソース量であることを特徴とする請求項１－８のいずれか１項に記載のリソース再割当方法。
  11. 無線リソースを予約して周期的に他の通信装置との通信を行なう無線通信システムにおける通信装置であって、
    　予約された無線リソースを用いて前記他の通信装置へ送信したパケットの再送回数を測定する再送回数測定手段と、
    　前記再送回数に応じて当該通信に使用する無線リソースの再割当を実行するリソース再割当手段と、
    　を有することを特徴とする通信装置。
  12. 前記リソース再割当手段は、前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを送信タイミングおよび／または周波数が異なる別の無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
  13. 前記リソース再割当手段は、前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを同一送信タイミングの別の無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
  14. 前記同一送信タイミングの別の無線リソースは、未予約の無線リソースであることを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  15. 前記同一送信タイミングの別の無線リソースは、別の通信により予約されている無線リソースであり、当該別の通信も再送回数が前記所定回数以上である場合には、当該通信と当該別の通信との間でそれぞれの無線リソースを交換することを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
  16. 前記リソース再割当手段は、前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを別の送信タイミングの無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
  17. 前記別の送信タイミングの無線リソースは、未予約の無線リソースであることを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
  18. 前記別の送信タイミングの無線リソースは、別の通信により予約されている無線リソースであり、当該別の通信も再送回数が前記所定回数以上である場合には、当該通信と当該別の通信との間でそれぞれの無線リソースを交換することを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
  19. 前記通信に使用する無線リソースと前記別の無線リソースとは、同一のリソース量であることを特徴とする請求項１１－１８のいずれか１項に記載の通信装置。
  20. 前記通信に使用する無線リソースと前記別の無線リソースとは、異なるリソース量であることを特徴とする請求項１１－１８のいずれか１項に記載の通信装置。
  21. 請求項１１－２０のいずれか１項に記載の通信装置を備えた、前記無線通信システムの基地局。
  22. 無線リソースを予約して周期的に通信を行なう少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動端末とを有する無線通信システムであって、
    　前記基地局は、
    　予約された無線リソースを用いて各移動端末へ送信したパケットの再送回数を測定する再送回数測定手段と、
    　前記再送回数に応じて当該通信に使用する無線リソースの再割当を実行するリソース再割当手段と、
    　を有することを特徴とする無線通信システム。
  23. 前記リソース再割当手段は、前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを送信タイミングおよび／または周波数が異なる別の無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信システム。
  24. 無線リソースを予約して周期的に他の通信装置との通信を行なう無線通信システムにおける通信装置としてプログラム制御プロセッサを機能させるためのコンピュータプログラムであって、
    　予約された無線リソースを用いて通信装置へ送信したパケットの再送回数を測定する機能と、
    　前記再送回数に応じて当該通信に使用する無線リソースの再割当を実行する機能と、
    　を前記プログラム制御プロセッサに実現することを特徴とするコンピュータプログラム。
  25. 前記再送回数が所定回数以上になると、当該通信に使用する無線リソースを送信タイミングおよび／または周波数が異なる別の無線リソースに再割り当てすることを特徴とする請求項２４に記載のコンピュータプログラム。
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