WO2013051577A1 - 基地局及び通信制御方法 - Google Patents

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WO2013051577A1
WO2013051577A1 PCT/JP2012/075552 JP2012075552W WO2013051577A1 WO 2013051577 A1 WO2013051577 A1 WO 2013051577A1 JP 2012075552 W JP2012075552 W JP 2012075552W WO 2013051577 A1 WO2013051577 A1 WO 2013051577A1
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mobile station
buffer
transmitted
base station
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徹 内野
アニール ウメシュ
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a base station including a layer 2 buffer, which is a second layer level buffer for temporarily storing data transmitted to a mobile station, and a communication control method.
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • a layer 2 buffer that temporarily stores data (IP packets) transmitted to the mobile station (UE)
  • UE mobile station
  • a layer 2 buffer is provided in the base station (eNB).
  • the data stored in the layer 2 buffer is transmitted to the mobile station, and is discarded after confirming that the mobile station has received the data normally by ACK in the RLC layer.
  • the layer 2 buffer is shared by a plurality of mobile stations located in the cell formed by the base station.
  • the mobile station also has a common layer 2 buffer for one or more radio access bearers that temporarily store downlink (DL) data transmitted from the base station and uplink (UL) data transmitted to the base station. Is provided.
  • the conventional layer 2 buffer control method described above has the following problems. That is, when the uplink and downlink quality between the base station and the mobile station is good, the effective communication speed increases, so that a large amount of data reaches the mobile station in a short time (or a large amount of uplink transmission). Data is retained), and an overflow of the layer 2 buffer included in the mobile station is likely to occur.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and a base station and a communication that can reliably prevent overflow of a layer 2 buffer provided in a mobile station even when uplink and downlink quality is good
  • the purpose is to provide a control method.
  • a first feature of the present invention is a base including a layer 2 buffer (layer 2 buffer 101) which is a second layer level buffer for temporarily storing downlink data transmitted to mobile stations (mobile stations 200A and 200B).
  • a scheduling processor (scheduling processor 107) that schedules data stored in the layer 2 buffer to radio resources in the downlink direction, and the mobile station, the downlink data and the base station (base station 100)
  • a buffer retention amount estimation unit (UE buffer retention amount estimation unit 105) that estimates a retention data amount that accumulates in a mobile station buffer (layer 2 buffer 210) that temporarily stores uplink data
  • the buffer retention amount estimation unit Is downlink data that has been transmitted to the mobile station but has not received a delivery confirmation, and the base station transmits to the mobile station Based on the sum of the uplink data estimated that the mobile station has transmitted to the base station after confirming the delivery of the uplink data, the scheduling processing unit estimates the buffer retention amount. And stopping scheduling of at least one of downlink data transmitted to the mobile station and uplink data transmitted from the mobile station when the
  • a communication control method using a communication device including a layer 2 buffer that is a second layer level buffer for temporarily storing data transmitted to a mobile station.
  • Scheduling data stored in the radio resources in the downlink direction estimating the amount of data retained in the mobile station buffer provided in the mobile station and temporarily storing downlink data and uplink data;
  • the step of estimating the amount of staying data the transmission of downlink data that has been transmitted to the mobile station but has not received a delivery confirmation and the uplink data transmitted by the base station to the mobile station Based on the sum of the uplink data estimated to be transmitted from the mobile station to the base station after confirmation,
  • the scheduling step the downlink data transmitted to the mobile station and the uplink transmitted from the mobile station when the amount of retained data estimated by the buffer retention amount estimation unit exceeds a predetermined threshold
  • the gist is to stop scheduling of at least one of the link data.
  • FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a radio communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block configuration diagram of the base station 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of transmission window control and Tx Window Stalling by the base station 100 and the mobile station 200A according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which data is stored in the layer 2 buffer 210 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a scheduling operation flow by the base station 100 for data transmitted / received to / from the mobile station 200A according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a radio communication system according to the present embodiment.
  • the radio communication system according to the present embodiment employs a Long Term Evolution (LTE) scheme, and includes a core network 50, a base station 100 (eNB), and mobile stations 200A and 200B (UE). Including.
  • LTE Long Term Evolution
  • eNB base station 100
  • UE mobile stations 200A and 200B
  • the base station 100 is connected to the core network 50.
  • Base station 100 forms cell C1 and performs radio communication with mobile stations 200A and 200B according to the LTE scheme.
  • the base station 100 includes a layer 2 buffer 101 that temporarily stores downlink data to be transmitted to a mobile station (and a mobile station 200B, hereinafter the same).
  • the mobile station 200A includes a layer 2 buffer 210 that temporarily stores downlink data transmitted from the base station 100 and uplink data transmitted from the mobile station 200A to the base station 100.
  • the layer 2 buffer 210 includes a mobile station buffer.
  • FIG. 2 is a functional block configuration diagram of the base station 100.
  • the base station 100 includes a layer 2 buffer 101, a UE buffer retention amount estimation unit 105, a scheduling processing unit 107, and a radio communication unit 109.
  • the layer 2 buffer 101 temporarily stores data transmitted to the mobile stations 200A and 200B via the base station 100.
  • the layer 2 buffer 101 is a second layer level buffer shared by a plurality of mobile stations.
  • the layer 2 buffer 101 temporarily stores RLC / PDCP SDU (Service Data Unit).
  • the layer 2 buffer 101 (RLC / PDCP buffer) is shared by a plurality of mobile stations (users) and radio access bearers.
  • the layer 2 buffer 101 is prepared for each cell formed by the base station 100.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 estimates the amount of retention data retained in the layer 2 buffer 210 provided in the mobile station 200A. Specifically, the UE buffer retention amount estimation unit 105 transmits the downlink data that has been transmitted to the mobile station 200A but has not received the acknowledgment (ACK), and the uplink transmitted by the base station 100 to the mobile station 200A. Based on the sum of uplink data estimated to be transmitted from the mobile station 200A to the base station 100 after confirmation of data delivery, the amount of staying data is estimated.
  • ACK acknowledgment
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 estimates the retention data amount (Estimated_UE_L2_buffered_data) of the layer 2 buffer 210 based on the addition value of the following data. Note that the mobile station (user) of the downlink data stored (remaining) in the layer 2 buffer 101 is confirmed by the TEID (Tunnel Endpoint Identifier) that is the delivery destination identifier assigned to the SDU. This is possible (see 3GPP TS29.060).
  • -Downlink data in which base station 100 has already been transmitted to mobile station 200A and RLC ACK from mobile station 200A has not been confirmed.
  • -Uplink data (UL data) assumed to have been transmitted by mobile station 200A since the last time base station 100 transmitted
  • RLC ACK UE buffer retention amount estimation section 105 considers that there is no new data for all logical channels set as mobile station 200A when ⁇ Estimated_UE_L2_buffered_data ⁇ size of layer 2 buffer 210 (Total L2 buffer size) ⁇ is satisfied. When such an operation causes an overflow of the layer 2 buffer 210 or when it is predicted that an overflow will occur, new scheduling of at least one of downlink data and uplink data for the mobile station 200A is stopped.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 Based on the average size of downlink PDUs transmitted via radio access bearers to which RLC-AM (Acknowledged Mode) is applied and the number of transmitted PDUs, the UE buffer retention amount estimation unit 105 Estimate the amount of data. Similarly, the UE buffer retention amount estimation unit 105 is based on the average size of uplink PDUs transmitted from a mobile station via a radio access bearer to which RLC-AM is applied, and the number of received PDUs. Estimate the amount of uplink data.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 transmits the bearer to which RLC-AM is applied among the downlink data that has been transmitted by the base station 100 and has not been able to confirm the RLC ACK from the mobile station 200A.
  • the downlink data transmitted is calculated using the following formula.
  • Size DL_PDU_average is the average DL RLC PDU size, and is based on the average value of all transmitted DL RLC PDU sizes and the average RLC PDU size in DL RLC PDUs in which RLC ACK from mobile station 200A has not been confirmed. Can be sought.
  • N DL_PDU is the number of DL RLC PDUs in which RLC ACK from mobile station 200A has not been confirmed.
  • uplink data transmitted via a bearer to which RLC-AM is applied among uplink data assumed to be transmitted by the mobile station 200A after the last time when the base station 100 transmitted RLC ACK is transmitted is calculated using the following mathematical formula.
  • Size UL_PDU_average is the average UL RLC PDU size, the average value of all UL RLC PDU sizes received by the base station 100, and the mobile station 200A after the base station 100 finally transmits the RLC ACK. Can be obtained from the average RLC PDU size of UL RLC PDUs assumed to be transmitted.
  • N UL_PDU is the number of UL RLC PDUs that are assumed to have been transmitted by the mobile station 200A since the last time the base station 100 transmitted RLC ACK.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 calculates the downlink data amount (additional downlink data amount) transmitted via the radio access bearer to which RLC-UM (Unacknowledged Mode) is applied, using the above-described equation. You may add to the downlink data amount transmitted via the radio
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 estimates the retention data amount in the uplink using the following mathematical formula.
  • UL retention data amount Size UL_PDU_average x (VR (H)-Last_ACKed)
  • Last_ACKed is the SN of the RLC PDU that last reported the ACK.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 can update Last_ACKed as follows.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 can update Size UL_PDU_total (received uplink data amount) as follows.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 relates to the uplink data amount (additional uplink data amount), for example, voice packet) received from the mobile station 200A via the radio access bearer to which RLC-UM is applied. Since the status report (delivery confirmation) from the receiving side in the RLC layer is not transmitted, it is assumed that the predetermined data amount is always staying, and the staying data amount is estimated.
  • the UE buffer retention amount estimation unit 105 uniformly retains the next data amount in the layer 2 buffer 210 of each mobile station (UE) for all radio access bearers to which RLC-UM is applied. Is considered.
  • UM_transmit_buffer_size the total data size (UM_transmit_buffer_size) of the RLC-PDU being transmitted in the UE.
  • UM_transmit_buffer_size is obtained by the product of the number of voice packets that can be transmitted in parallel by each mobile station and the voice packet size.
  • UM_reordering_buffer_size the total data size (UM_reordering_buffer_size) of RLC-PDUs waiting for order control in each mobile station.
  • UM_reordering_buffer_size is obtained by the product of the number of voice packets and the voice packet size that each mobile station is supposed to receive in parallel.
  • the scheduling processing unit 107 schedules downlink data stored in the layer 2 buffer 101 to radio resources in the downlink direction. Specifically, the scheduling processing unit 107 is transmitted to the mobile station 200A when the amount of staying data staying in the layer 2 buffer 210 of the mobile station 200A estimated by the UE buffer staying amount estimation unit 105 exceeds a predetermined threshold. Stop downlink data scheduling. In addition, the scheduling processing unit 107 can also stop scheduling of uplink data transmitted from the mobile station 200A when the amount of staying data exceeds a predetermined threshold.
  • the scheduling processing unit 107 schedules the downlink data or the uplink data to a radio resource. be able to.
  • the scheduling processing unit 107 when the downlink data or uplink data to be scheduled for scheduling is retransmission data in the RLC layer, the scheduling processing unit 107 similarly schedules the downlink data or the uplink data to radio resources. To do. That is, the scheduling processing unit 107 does not have to stop scheduling to radio resources for retransmission by hybrid ARQ or retransmission data in the RLC layer.
  • the wireless communication unit 109 performs wireless communication with the mobile station 200A according to the LTE system.
  • the radio communication unit 109 transmits the downlink data (PDU) output from the layer 2 buffer 101 to the mobile station 200A using the radio resource specified by the scheduling processing unit 107. .
  • the radio communication unit 109 receives the radio signal transmitted from the mobile station 200A, and outputs uplink data (PDU) by executing demodulation and decoding processing.
  • PDU uplink data
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of transmission window control and Tx Window Stalling by the base station 100 and the mobile station 200A.
  • the mobile station 200A on the receiving side transmits a Status report to the base station 100 to retransmit a PDU whose ACK has not been confirmed, or to receive a duplicate received PDU.
  • Slide Tx Window 310 sequentially while discarding.
  • Rx Window 320 is sequentially slid in response to reception of the PDU.
  • the base station 100 transmits a new PDU to the mobile station 200A. Will not be possible and throughput will be reduced. In order to avoid Tx Window Stalling, it is necessary to feed back Status report to the base station 100 at an appropriate frequency.
  • the RLC layer of the base station 100 manages Tx Window 310, and when Tx Window Stalling occurs, scheduling of new downlink data via the radio access bearer is stopped.
  • FIG. 4 is a diagram showing how data is stored in the layer 2 buffer 210.
  • the capacity of the layer 2 buffer 210 is finite, and when an overflow occurs, data (PDU) that arrives after the overflow occurs is discarded.
  • the data stored in the layer 2 buffer 210 are the following two types.
  • FIG. 5 shows a scheduling operation flow by the base station 100 for data transmitted and received with the mobile station 200A.
  • base station 100 is assumed to perform processing associated with transmission of downlink data or reception of uplink data (S10) and stay in layer 2 buffer 210 of mobile station 200A (UE).
  • the amount of data to be stored (the amount of retained data) is calculated (S20).
  • the base station 100 estimates whether or not an overflow of the layer 2 buffer 210 occurs based on the calculated amount of staying data (S30). Specifically, the base station 100 determines whether or not Tx Window Stalling (referred to as L2 buffer based Tx Window Stalling) associated with the estimation that an overflow of the layer 2 buffer 210 has occurred.
  • Tx Window Stalling referred to as L2 buffer based Tx Window Stalling
  • the base station 100 stops the allocation of new uplink data (S40). In addition, when L2 buffer based Tx Window Stalling occurs, the base station 100 also stops transmitting new downlink data (S60).
  • the base station 100 determines whether normal Tx Window Stalling (referred to as Window based Tx Window Stalling) has occurred (S50).
  • Window based TxlingWindow Stalling is a state in which Tx Window 310 cannot be updated (see FIG. 3) because the base station 100 cannot receive the Status report from the mobile station 200A.
  • the base station 100 stops transmitting new downlink data (S60).
  • the determination of L2 buffer based Tx window Stalling (S30) and the determination of window based Tx window Stalling (S50) may be mixed.
  • the base station 100 the downlink data that has been transmitted to the mobile station 200A but has not received the delivery confirmation, and the delivery confirmation of the uplink data that the base station 100 has transmitted to the mobile station 200A
  • the amount of staying data is estimated based on the sum of uplink data estimated to be transmitted to base station 100 later by mobile station 200A. Further, when the estimated amount of staying data exceeds a predetermined threshold, the base station 100 stops scheduling of downlink data transmitted to the mobile station 200A and uplink data transmitted from the mobile station 200A.
  • the downlink data amount and the uplink data amount are estimated based on the data transmitted via the radio access bearer to which RLC-AM is applied, but the radio access to which RLC-UM is applied Data transmitted via the bearer can be added to the downlink data amount and the uplink data amount. For this reason, the amount of staying data in the layer 2 buffer 210 can be estimated more accurately.
  • downlink data or uplink data subject to scheduling stop is retransmission data according to hybrid ARQ
  • downlink data or uplink data subject to scheduling stop is RLC.
  • the downlink data or the uplink data is scheduled to the radio resource, that is, excluded from the scheduling stop target. For this reason, since data that is greatly affected by the stoppage of scheduling is transmitted promptly, a decrease in throughput can be effectively suppressed.
  • the characteristics of the present invention it is possible to provide a base station and a communication control method that can reliably prevent overflow of a layer 2 buffer provided in a mobile station even when downlink quality is good.
  • Core network 100 Base station 101 ... Layer 2 buffer 105 ... UE buffer retention amount estimation unit 107 ... Scheduling processing unit 109 ... Radio communication unit 200A, 200B ... Mobile station 210 ... Layer 2 buffer 310 ... Tx Window 320 ... Rx Window C1 ... cell

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Abstract

下り無線リンクの品質が良好の場合でも移動局が備えるレイヤ２バッファのオーバーフローを確実に防止し得る基地局及び通信制御方法を提供する。基地局100は、移動局200Aに送信済みであるが送達確認を受信していない下りリンクデータ、及び基地局100が移動局200Aに送信した上りリンクデータの送達確認後に移動局200Aが基地局100に送信したと推定される上りリンクデータの和に基づいて、移動局200Aに備えられ、下りリンクデータ及び上りリンクデータを一時的に蓄える移動局バッファ滞留データ量を推定する。基地局100は、推定した滞留データ量が所定の閾値を超える場合、移動局200Aに送信される下りリンクデータ及び移動局から送信される上りリンクデータの少なくとも何れかのスケジューリングを停止する。

Description

基地局及び通信制御方法
　本発明は、移動局に送信されるデータを一時的に蓄える第２層レベルのバッファであるレイヤ２バッファを備える基地局及び通信制御方法に関する。
　3rd Generation Partnership Project（3GPP）において標準化されているLong Term Evolution（LTE）では、移動局（UE）に送信されるデータ（IPパケット）を一時的に蓄えるレイヤ２レベル（RLC/PDCP）のバッファ（以下、レイヤ２バッファ）が基地局（eNB）に設けられている。レイヤ２バッファに蓄えられたデータは、移動局に送信され、移動局が当該データを正常に受信したことをRLCレイヤにおけるACKにより確認した後、破棄される。
　レイヤ２バッファは、基地局が形成するセルに在圏する複数の移動局で共有される。また、移動局にも、基地局から送信された下りリンク（DL）データ及び基地局に送信する上りリンク（UL）データを一時的に蓄える1つまたは複数の無線アクセスベアラで共通のレイヤ２バッファが設けられている。
3GPP TS 36.300 V10.3.0, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 10)、２０１１年３月
　しかしながら、上述した従来のレイヤ２バッファの制御方法には、次のような問題があった。すなわち、基地局と移動局との上りリンク及び下りリンクの品質が良好の場合には、実効的な通信速度が上昇するため、短時間に大量のデータが移動局に到達（或いは大量の上り送信データが滞留）し、移動局が備えるレイヤ２バッファのオーバーフローが発生し易くなる。
　そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上りリンク及び下りリンクの品質が良好の場合でも移動局が備えるレイヤ２バッファのオーバーフローを確実に防止し得る基地局及び通信制御方法の提供を目的とする。
　本発明の第１の特徴は、移動局（移動局200A, 200B）に送信される下りリンクデータを一時的に蓄える第２層レベルのバッファであるレイヤ２バッファ（レイヤ２バッファ101）を備える基地局（基地局100）であって、前記レイヤ２バッファに蓄えられたデータを下り方向における無線リソースにスケジューリングするスケジューリング処理部（スケジューリング処理部107）と、前記移動局に備えられ、下りリンクデータ及び上りリンクデータを一時的に蓄える移動局バッファ（レイヤ２バッファ210）に滞留する滞留データ量を推定するバッファ滞留量推定部（UEバッファ滞留量推定部105）とを備え、前記バッファ滞留量推定部は、前記移動局に送信済みであるが送達確認を受信していない下りリンクデータ、及び前記基地局が前記移動局に送信した上りリンクデータの送達確認後に前記移動局が前記基地局に送信したと推定される上りリンクデータの和に基づいて、前記滞留データ量を推定し、前記スケジューリング処理部は、前記バッファ滞留量推定部によって推定された前記滞留データ量が所定の閾値を超える場合、前記移動局に送信される下りリンクデータ及び前記移動局から送信される上りリンクデータの少なくとも何れかのスケジューリングを停止することを要旨とする。
　本発明の第２の特徴は、移動局に送信されるデータを一時的に蓄える第２層レベルのバッファであるレイヤ２バッファを備える通信装置を用いた通信制御方法であって、　前記レイヤ２バッファに蓄えられたデータを下り方向における無線リソースにスケジューリングするステップと、前記移動局に備えられ、下りリンクデータ及び上りリンクデータを一時的に蓄える移動局バッファに滞留する滞留データ量を推定するステップとを有し、前記滞留データ量を推定するステップでは、前記移動局に送信済みであるが送達確認を受信していない下りリンクデータ、及び前記基地局が前記移動局に送信した上りリンクデータの送達確認後に前記移動局が前記基地局に送信したと推定される上りリンクデータの和に基づいて、前記滞留データ量を推定し、前記スケジューリングするステップでは、前記バッファ滞留量推定部によって推定された前記滞留データ量が所定の閾値を超える場合、前記移動局に送信される下りリンクデータ及び前記移動局から送信される上りリンクデータの少なくとも何れかのスケジューリングを停止することを要旨とする。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る基地局100の機能ブロック構成図である。 図３は、本発明の実施形態に係る基地局100と移動局200Aとによる送信ウィンドウ制御及びTx Window Stallingの説明図である。 図４は、本発明の実施形態に係るレイヤ２バッファ210にデータが格納される様子を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る移動局200Aと送受信されるデータの基地局100によるスケジューリング動作フローを示す図である。
　次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
　したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　（１）無線通信システムの全体概略構成
　図１は、本実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、Long Term Evolution（LTE）方式を採用しており、コアネットワーク50、基地局100（eNB）及び移動局200A, 200B（UE）を含む。
　基地局100は、コアネットワーク50に接続されている。基地局100は、セルC1を形成し、移動局200A及び200BとLTE方式に従った無線通信を実行する。特に、本実施形態では、基地局100は、移動局（及び移動局200B、以下同）に送信される下りリンクデータを一時的に蓄えるレイヤ２バッファ101を備える。
　また、移動局200Aは、基地局100から送信された下りリンクデータ、及び移動局200Aから基地局100に送信される上りリンクデータを一時的に蓄えるレイヤ２バッファ210を備える。本実施形態において、レイヤ２バッファ210は、移動局バッファを備える。
　（２）無線通信システムの機能ブロック構成
　次に、本実施形態に係る無線通信システムの機能ブロック構成について説明する。具体的には、基地局100の機能ブロック構成について説明する。図２は、基地局100の機能ブロック構成図である。
　図２に示すように、基地局100は、レイヤ２バッファ101、UEバッファ滞留量推定部105、スケジューリング処理部107及び無線通信部109を備える。
　レイヤ２バッファ101は、基地局100を介して移動局200A, 200Bに送信されるデータを一時的に蓄える。レイヤ２バッファ101は、複数の移動局で共有される第２層レベルのバッファである。
　具体的には、レイヤ２バッファ101は、RLC/PDCP SDU（Service Data Unit）を一時的に蓄える。レイヤ２バッファ101（RLC/PDCPバッファ）は、複数の移動局（ユーザ）及び無線アクセスベアラによって共有される。レイヤ２バッファ101は、基地局100が形成するセル毎に用意される。
　UEバッファ滞留量推定部105は、移動局200Aに備えられるレイヤ２バッファ210に滞留する滞留データ量を推定する。具体的には、UEバッファ滞留量推定部105は、移動局200Aに送信済みであるが送達確認（ACK）を受信していない下りリンクデータ、及び基地局100が移動局200Aに送信した上りリンクデータの送達確認後に移動局200Aが基地局100に送信したと推定される上りリンクデータの和に基づいて、滞留データ量を推定する。
　以下、UEバッファ滞留量推定部105によるレイヤ２バッファ210の滞留データ量の推定方法について、さらに詳細に説明する。UEバッファ滞留量推定部105は、以下のデータの加算値に基づいて、レイヤ２バッファ210の滞留データ量（Estimated_UE_L2_buffered_data）を推定する。なお、レイヤ２バッファ101内に蓄えられている（滞留している）下りリンクデータの移動局（ユーザ）の識別は、SDUに付与されている送達先識別子であるTEID（Tunnel Endpoint Identifier）を確認することによって可能である（3GPP TS29.060参照）。
　　・基地局100が移動局200Aに送信済み、かつ移動局200AからのRLC ACKを確認できていない下りリンクデータ（DLデータ）
　　・最後に基地局100がRLC ACKを送信した時点以降、移動局200Aが送信したと想定される上りリンクデータ（ULデータ）
　UEバッファ滞留量推定部105は、｛Estimated_UE_L2_buffered_data≧レイヤ２バッファ210のサイズ（Total L2 buffer size）｝を満たす場合、移動局200Aと設定される全論理チャネルに関して新規データがないと見なす。このような動作によって、レイヤ２バッファ210のオーバーフローが発生した、またはオーバーフローが発生すると予測される場合、移動局200Aに対する下りリンクデータ及び上りリンクデータの少なくとも何れかの新規のスケジューリングが停止される。
　UEバッファ滞留量推定部105は、RLC-AM（Acknowledged Mode）が適用される無線アクセスベアラを介して送信された下り方向のPDUの平均サイズと、送信したPDUの数とに基づいて、下りリンクデータ量を推定する。同様に、UEバッファ滞留量推定部105は、RLC-AMが適用される無線アクセスベアラを介して移動局から送信された上り方向のPDUの平均サイズと、受信したPDUの数とに基づいて、上りリンクデータ量を推定する。
　具体的には、UEバッファ滞留量推定部105は、基地局100が送信済み、かつ移動局200AからのRLC ACKを確認できていない下りリンクデータのうち、RLC-AMが適用されるベアラを介して送信される下りリンクデータを、次の数式を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、SizeDL_PDU_averageは、平均のDL RLC PDUサイズであり、送信した全てのDL RLC PDUサイズの平均値、及び移動局200AからのRLC ACKを確認できていないDL RLC PDUにおける平均RLC PDUサイズから求めることができる。NDL_PDUは、移動局200AからのRLC ACKを確認できていないDL RLC PDUの数である。
　また、最後に基地局100がRLC ACKを送信した時点以降、移動局200Aが送信したと想定される上りリンクデータのうち、RLC-AMが適用されるベアラを介して送信される上りリンクデータを、次の数式を用いて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、SizeUL_PDU_averageは、平均のUL RLC PDUサイズであり、基地局100が受信した全てのUL RLC PDUサイズの平均値、及び最後に基地局100がRLC ACKを送信した時点以降、移動局200Aが送信したと想定されるUL RLC PDUの平均RLC PDUサイズから求めることができる。NUL_PDUは、最後に基地局100がRLC ACKを送信した時点以降、移動局200Aが送信したと想定されるUL RLC PDUの数である。
　また、UEバッファ滞留量推定部105は、RLC-UM（Unacknowledged Mode）が適用される無線アクセスベアラを介して送信された下りリンクデータ量（追加下りリンクデータ量）を、上述した数式により算出したRLC-AMが適用される無線アクセスベアラを介して送信される下りリンクデータ量に加算してもよい。同様に、UEバッファ滞留量推定部105は、RLC-UMが適用される無線アクセスベアラを介して移動局200Aから受信した上りリンクデータ量（追加上りリンクデータ量）を上述した数式により算出したRLC-AMが適用される無線アクセスベアラを介して受信した上りリンクデータ量に加算してもよい。
　なお、移動局200AのRLC-AMが適用される無線アクセスベアラを介して受信した上りリンクデータ量を推定する場合、UEバッファ滞留量推定部105は、ある時点で移動局200Aが実際にどれくらいの上りリンクデータを送信しているのか（どれくらいの上りリンクデータが移動局200AにおいてACK確認待ちとなっているか）を正確に把握することはできない。そこで、UEバッファ滞留量推定部105は、推定する時点において基地局100が受信済みであるRLC PDUのシーケンスナンバー（SN）から推定する。RLCレイヤの受信側では、受信状況を状態変数にて管理しているため、UEバッファ滞留量推定部105Ｊは、当該状態変数のうち、所定の変数を用いて、移動局200Aが送信済み（ACK確認待ち）の上りリンクデータ量を推定する。
　具体的には、UEバッファ滞留量推定部105は、以下の数式により、上りリンクにおける滞留データ量を推定する。
　　UL滞留データ量＝SizeUL_PDU_average×（VR(H)－Last_ACKed）
　ここで、Last_ACKedは、最後にACKを報告したRLC PDUのSNである。VR(H)は、受信したRLC PDUのSNのうち、最大値に+1を加算したものである。また、NUL_PDU=VR(H)－Last_Ackedと表すことができるため、SizeUL_PDU_averageは、次の数式によって求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　また、UEバッファ滞留量推定部105は、Last_ACKedを、以下ように更新することできる。
　　・無線アクセスベアラの確立時：０（零）に設定
　　・Status report送信時
　　　・・Status reportにNACKが含まれない場合：報告したACK_SNに設定
　　　・・Status reportにNACKが含まれる場合：最初のNACK_SNに設定
　ここで、Status reportにおいて受信できていないRLC PDUのSNをNACK_SNとして報告する場合には、古い（値が小さい）SNから設定することが好ましい。
　また、UEバッファ滞留量推定部105は、SizeUL_PDU_total（受信した上りリンクデータ量）を、以下のように更新することができる。
　　・無線アクセスベアラの確立時：０（零）に設定
　　・UL AMD PDUの受信時：
　　　SizeUL_PDU_total＝SizeUL_PDU_total＋（受信したAMD PDUのサイズ）
　　・Last_Acked更新時：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、UEバッファ滞留量推定部105は、RLC-UMが適用される無線アクセスベアラを介して移動局200Aから受信した上りリンクデータ量（追加上りリンクデータ量）、例えば、音声パケット）に関しては、RLCレイヤにおける受信側からのStatus report（送達確認）が送信されないため、所定のデータ量が常に滞留していると見なして、滞留データ量を推定する。
　例えば、UEバッファ滞留量推定部105は、RLC-UMが適用される全ての無線アクセスベアラに対して、次のデータ量が一律に各移動局（UE）のレイヤ２バッファ210に滞留していると見なす。
　第１に、UEにおいて送信中のRLC-PDUの総データサイズ（UM_transmit_buffer_size）である。UM_transmit_buffer_sizeは、各移動局が並行して送信することのできる音声パケット数と音声パケットサイズとの積によって求められる。第２に、各移動局において順序制御待ちのRLC-PDUの総データサイズ（UM_reordering_buffer_size）である。UM_reordering_buffer_sizeは、各移動局が並行して受信すると想定される音声パケット数と音声パケットサイズとの積によって求められる。
　スケジューリング処理部107は、レイヤ２バッファ101に蓄えられた下りリンクデータを下り方向における無線リソースにスケジューリングする。具体的には、スケジューリング処理部107は、UEバッファ滞留量推定部105によって推定された移動局200Aのレイヤ２バッファ210に滞留する滞留データ量が所定の閾値を超える場合、移動局200Aに送信される下りリンクデータのスケジューリングを停止する。また、スケジューリング処理部107は、当該滞留データ量が所定の閾値を超える場合、移動局200Aから送信される上りリンクデータのスケジューリングを停止することもできる。
　また、スケジューリング処理部107は、スケジューリングの停止の対象となる下りリンクデータまたは上りリンクデータが、ハイブリッドARQに従った再送データである場合、当該下りリンクデータまたは当該上りリンクデータを無線リソースにスケジューリングすることができる。
　或いは、スケジューリング処理部107は、スケジューリングの停止の対象となる下りリンクデータまたは上りリンクデータが、RLCレイヤにおける再送データである場合、同様に、当該下りリンクデータまたは当該上りリンクデータを無線リソースにスケジューリングする。つまり、スケジューリング処理部107は、ハブリッドARQによる再送、またはRLCレイヤにおける再送データに関しては、無線リソースへのスケジューリングを停止しなくてもよい。
　無線通信部109は、移動局200AとLTE方式に従った無線通信を実行する。特に、本実施形態では、無線通信部109は、レイヤ２バッファ101から出力された下りリンクデータ（PDU）を、スケジューリング処理部107によって指定された無線リソースを用いて移動局200Aに向けて送信する。
　また、無線通信部109は、移動局200Aから送信された無線信号を受信し、復調やデコードの処理を実行することによって、上りリンクデータ（PDU）を出力する。
　（３）無線通信システムの動作
　次に、本実施形態に係る無線通信システムの動作について説明する。具体的には、移動局200Aと送受信されるデータの基地局100によるスケジューリング動作について説明する。
　（３．１）送信ウィンドウ制御
　まず、本実施形態において前提となる送信側（例えば、基地局100）と受信側（例えば、移動局200A）とにおける送信ウィンドウ制御及びTx Window Stallingについて説明する。
　図３は、基地局100と移動局200Aとによる送信ウィンドウ制御及びTx Window Stallingの説明図である。図３に示すように、本実施形態では、受信側の移動局200Aが基地局100にStatus reportを送信することによって、ACKが確認されていないPDUを再送したり、重複して受信したPDUを破棄したりしながら、順次Tx Window 310をスライドさせる。同様に、Rx Window 320もPDUの受信に応じて順次スライドされる。
　ここで、図３に示すように、移動局200AからのStatus reportが基地局100で受信できず、Tx Window 310を更新できないと、基地局100は、移動局200Aに新規のPDUを送信することができなくなり、スループットが低下する。Tx Window Stallingを回避するためには、Status reportを適正な頻度で基地局100にフィードバックする必要がある。
　基地局100のRLCレイヤは、Tx Window 310を管理し、Tx Window Stallingが発生した場合には、当該無線アクセスベアラを介した新たな下りリンクデータのスケジューリングを停止している。
　本実施形態では、移動局200Aのレイヤ２バッファ210（RLC/PDCPバッファ）のオーバーフローが発生した際に、Tx Window Stallingが発生していると見なし、下りリンクデータ及び上りリンクデータの新規スケジューリングを停止する。なお、上りリンクデータの新規スケジューリングは、必ずしも停止しなくても構わない。
　ここで、図４は、レイヤ２バッファ210にデータが格納される様子を示す図である。図４に示すように、レイヤ２バッファ210の容量は有限であり、オーバーフローが発生すると、オーバーフローが発生した以降に到来したデータ（PDU）は破棄される。レイヤ２バッファ210に蓄えられるデータは、次の２種類である。
　　・順序制御（reordering）待ちの下りリンクデータ（DLデータ）
　　・基地局100からのRLC ACKを確認していない上りリンクデータ（ULデータ）
　特に、平均のトランスポートブロックサイズ（1TTIで送信するビット数）が大きい場合に、このようなオーバーフローが発生し易い。
　本実施形態に係る基地局100は、上述したようにレイヤ２バッファ210に滞留する滞留データ量を推定し、滞留データ量が所定の閾値を超える場合、Tx Window Stallingが発生していると見なし、下りリンクデータ及び上りリンクデータの新規スケジューリングを停止する。
　（３．２）基地局100の動作フロー
　図５は、移動局200Aと送受信されるデータの基地局100によるスケジューリング動作フローを示す。
　図５に示すように、基地局100は、下りリンクデータの送信、または上りリンクデータの受信に伴う処理を実行（S10）し、移動局200A（UE）のレイヤ２バッファ210に滞留すると推定されるデータ量（滞留データ量）を算出する（S20）。
　次いで、基地局100は、算出した滞留データ量に基づいて、レイヤ２バッファ210のオーバーフローが発生するか否かを推定する（S30）。具体的には、基地局100は、レイヤ２バッファ210のオーバーフローが発生すると推定されたことに伴うTx Window Stalling（L2 buffer based Tx Window Stallingという）が発生したか否かを判定する。
　L2 buffer based Tx Window Stallingが発生した場合、基地局100は、新規の上りリンクデータの割り当てを停止する（S40）。また、L2 buffer based Tx Window Stallingが発生した場合、基地局100は、新規の下りリンクデータの送信も停止する（S60）。
　一方、L2 buffer based Tx Window Stallingが発生していない場合、基地局100は、通常のTx Window Stalling（Window based Tx Window Stallingという）が発生したか否かを判定する（S50）。なお、Window based Tx Window Stallingとは、上述したように、移動局200AからのStatus reportを基地局100で受信できないため、Tx Window 310が更新できない状態（図３参照）である。Window based Tx Window Stallingが発生した場合、基地局100は、新規の下りリンクデータの送信を停止する（S60）。
　なお、図５に示したフローにおいて、L2 buffer based Tx Window Stallingの判定（S30）と、Window based Tx Window Stallingの判定（S50）とは、前後してもよい。
　（４）作用・効果
　基地局100によれば、移動局200Aに送信済みであるが送達確認を受信していない下りリンクデータ、及び基地局100が移動局200Aに送信した上りリンクデータの送達確認後に移動局200Aが基地局100に送信したと推定される上りリンクデータの和に基づいて滞留データ量を推定する。さらに、推定した滞留データ量が所定の閾値を超える場合、基地局100は、移動局200Aに送信される下りリンクデータ及び移動局200Aから送信される上りリンクデータのスケジューリングを停止する。
　このため、移動局200Aのレイヤ２バッファ210のオーバーフローが発生すると予測される場合でも、当該下りリンクデータ及び当該上りリンクデータのスケジューリングが停止されるため、レイヤ２バッファ210のオーバーフローを確実に防止し得る。特に、基地局100と移動局200Aとの上りリンク及び下りリンクの品質が良好の場合において、実効的な通信速度の上昇によって短時間に大量のデータが移動局200Aに到達するような場合でも、レイヤ２バッファ210のオーバーフローを確実に防止し得る。
　本実施形態では、RLC-AMが適用される無線アクセスベアラを介して送信されたデータに基づいて下りリンクデータ量及び上りリンクデータ量を推定しているが、RLC-UMが適用される無線アクセスベアラを介して送信されたデータを当該下りリンクデータ量及び当該上りリンクデータ量に加算することもできる。このため、より正確にレイヤ２バッファ210における滞留データ量を推定できる。
　本実施形態では、スケジューリングの停止の対象となる下りリンクデータまたは上りリンクデータが、ハイブリッドARQに従った再送データである場合、或いはスケジューリングの停止の対象となる下りリンクデータまたは上りリンクデータが、RLCレイヤにおける再送データである場合、当該下りリンクデータまたは当該上りリンクデータを無線リソースにスケジューリングする、つまり、スケジューリングの停止の対象から除外される。このため、スケジューリングの停止による影響が大きいデータは速やかに送信されるため、スループットの低下などを効果的に抑制し得る。
　（５）その他の実施形態
　上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
　例えば、上述した実施形態では、既存のTx Window Stalling発生時におけるデータのスケジューリング停止の機能を活用することによって、レイヤ２バッファ210のオーバーフローが発生すると推定された場合に、下りリンクデータまたは上りリンクデータの割り当てや送信を停止していたが、必ずしもこのようなTx Window Stalling発生時におけるデータのスケジューリング停止の機能を活用する必要はなく、別個独立の機能として、データのスケジューリング停止を実行するようにしてもよい。
　このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
　なお、日本国特許出願第２０１１－２２２０３４号（２０１１年１０月６日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
　本発明の特徴によれば、下りリンクの品質が良好の場合でも移動局が備えるレイヤ２バッファのオーバーフローを確実に防止し得る基地局及び通信制御方法を提供することができる。
　50…コアネットワーク
　100…基地局
　101…レイヤ２バッファ
　105…UEバッファ滞留量推定部
　107…スケジューリング処理部
　109…無線通信部
　200A, 200B…移動局
　210…レイヤ２バッファ
　310…Tx Window 
　320…Rx Window 
　C1…セル

Claims (5)

  1. 　移動局に送信される下りリンクデータを一時的に蓄える第２層レベルのバッファであるレイヤ２バッファを備える基地局であって、
    　前記レイヤ２バッファに蓄えられたデータを下り方向における無線リソースにスケジューリングするスケジューリング処理部と、
    　前記移動局に備えられ、下りリンクデータ及び上りリンクデータを一時的に蓄える移動局バッファに滞留する滞留データ量を推定するバッファ滞留量推定部と
    を備え、
    　前記バッファ滞留量推定部は、前記移動局に送信済みであるが送達確認を受信していない下りリンクデータ、及び前記基地局が前記移動局に送信した上りリンクデータの送達確認後に前記移動局が前記基地局に送信したと推定される上りリンクデータの和に基づいて、前記滞留データ量を推定し、
    　前記スケジューリング処理部は、前記バッファ滞留量推定部によって推定された前記滞留データ量が所定の閾値を超える場合、前記移動局に送信される下りリンクデータ及び前記移動局から送信される上りリンクデータの少なくとも何れかのスケジューリングを停止する基地局。
  2. 　前記バッファ滞留量推定部は、
    　RLC-AMが適用される無線アクセスベアラを介して送信された下り方向のPDUの平均サイズと、送信したPDUの数とに基づいて、下りリンクデータ量を推定し、
    　RLC-AMが適用される無線アクセスベアラを介して移動局から送信された上り方向のPDUの平均サイズと、受信したPDUの数とに基づいて、上りリンクデータ量を推定する請求項１に記載の基地局。
  3. 　前記バッファ滞留量推定部は、
    　RLC-UMが適用される無線アクセスベアラを介して送信された追加下りリンクデータ量を前記下りリンクデータ量に加算し、
    　RLC-UMが適用される無線アクセスベアラを介して受信した追加上りリンクデータ量を前記上りリンクデータ量に加算する請求項２に記載の基地局。
  4. 　前記スケジューリング処理部は、スケジューリングの停止の対象となる下りリンクデータまたは上りリンクデータが、ハイブリッドARQに従った再送データである場合、或いはスケジューリングの停止の対象となる下りリンクデータまたは上りリンクデータが、RLCレイヤにおける再送データである場合、前記下りリンクデータまたは前記上りリンクデータを無線リソースにスケジューリングする請求項１に記載の基地局。
  5. 　移動局に送信されるデータを一時的に蓄える第２層レベルのバッファであるレイヤ２バッファを備える通信装置を用いた通信制御方法であって、
    　前記レイヤ２バッファに蓄えられたデータを下り方向における無線リソースにスケジューリングするステップと、
    　前記移動局に備えられ、下りリンクデータ及び上りリンクデータを一時的に蓄える移動局バッファに滞留する滞留データ量を推定するステップと
    を有し、
    　前記滞留データ量を推定するステップでは、前記移動局に送信済みであるが送達確認を受信していない下りリンクデータ、及び前記基地局が前記移動局に送信した上りリンクデータの送達確認後に前記移動局が前記基地局に送信したと推定される上りリンクデータの和に基づいて、前記滞留データ量を推定し、
    　前記スケジューリングするステップでは、前記バッファ滞留量推定部によって推定された前記滞留データ量が所定の閾値を超える場合、前記移動局に送信される下りリンクデータ及び前記移動局から送信される上りリンクデータの少なくとも何れかのスケジューリングを停止する通信制御方法。
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