無線リソース割当装置、基地局、および無線リソース割当方法
【課題】無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することを図る。
【解決手段】割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出部１２と、割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出部１３と、割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当部１４と、を備える。
【解決手段】割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出部１２と、割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出部１３と、割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当部１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線リソース割当装置、基地局、および無線リソース割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速かつ広帯域の無線伝送を実現する次世代の移動通信方式として、例えば３ＧＰＰ(Third Generation Partnership Project)の標準規格の一つである「ＬＴＥ（Long Term Evolution）」が知られている。ＬＴＥでは、下りリンク（基地局から端末局方向のリンク）の多元接続方式として直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）方式を、上りリンク（端末局から基地局方向のリンク）の多元接続方式としてシングルキャリア周波数分割多元接続（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access：ＳＣ−ＦＤＭＡ）方式を用いる。
【０００３】
ＬＴＥにおいて、周波数リソースは、リソースブロック（Resource block：ＲＢ）と呼ばれる単位に分割されて、端末局に割り当てられる。ＲＢは、端末局に無線リソースを割り当てるときの最小単位である。端末局は、１つ又は連続する複数のＲＢを用いてパケットを送信する。基地局に設けられた無線リソース割当装置は、１ｍｓの時間長を有するサブフレーム（Subframe）毎に、端末局に対してどのＲＢを割り当てるのかを決定する無線パケットスケジューリング（周波数スケジューリング）を行う。なお、他の無線通信規格（WiMAX、LTE-Advanced、IEEE802.16m等）でも同様の周波数スケジューリングを行う。
【０００４】
従来の無線パケットスケジューリング技術として、例えば非特許文献１に記載される技術が知られている。非特許文献１に記載の無線パケットスケジューリング技術では、端末局の間のＲＢ割当の公平性を確保しながらヒューリスティックに周波数スケジューリングを行う。具体的には、式（１）に従って、ｉ番サブフレームでｂ番ＲＢを割り当てる端末局（ｋ）を決定する。
【０００５】
【数１】
【０００６】
但し、ｒｋ’，ｂ（ｉ）は、ｉ番サブフレームでｂ番ＲＢを端末局（ｋ’）に場合に期待できる当該ＲＢでの瞬時スループットである。Ｒｋ’（ｉ）は、「ｉ−１」番サブフレームまでの通信によって得られている端末局（ｋ’）の平均スループットである。式（１）のargmax関数の引数となっている式は、一般的にプロポーショナルフェアネスメトリックと呼ばれる。
【０００７】
また、特許文献１に記載の無線パケットスケジューリング技術では、非特許文献１のようにＲＢを端末局にシーケンシャルに割り当てていく過程で、割当対象となった端末局に関して所定のＲＢ追加終了条件（例えば一定の周波数効率）に合致したら、当該端末局に対するＲＢの割当を終了している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−０２９７６８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Pokhariyal, T. E. Kolding and P. E. Mogensen, “Performance of downlink frequency domain packet scheduling for the UTRAN Long Term Evolution,” IEEE PIMRC, 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述した従来の無線パケットスケジューリング技術では、以下に示すような課題がある。
【００１１】
非特許文献１に記載される無線パケットスケジューリング技術では、チャネル品質の異なる複数のＲＢを一端末局に割り当てることが起こりえる。ここで、ＬＴＥでは、複数のＲＢが一端末局に割り当てられた場合に当該複数のＲＢを全て使用してパケットを送信しなければならないので、チャネル品質の異なる複数のＲＢが割り当てられた端末局では、決められた符号化率で誤り訂正符号化が施された一パケットを、同一の変調方式を用いて当該複数のＲＢを全て使用して送信しなければならない。しかし、当該端末局にとっては、チャネル品質のよいＲＢだけを割り当ててもらって変調指数の高い変調方式を用いた方が、伝送効率がよいかもしれない。
【００１２】
特許文献１に記載の無線パケットスケジューリング技術では、端末局数が少ない場合や、チャネルの周波数特性がフラットに近い場合など、端末局間のダイバーシチゲインが得られにくい条件下では、一端末局の周波数効率の条件だけで当該端末局に対するＲＢの割当を終了すると、結果的に無線通信システムの周波数帯域全体のＲＢ使用率が低下する恐れがある。
【００１３】
図８は、ＬＴＥにおける、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme；変調方式と符号化率）毎の、通信に用いるＲＢ数に対する周波数効率の関係の例を表すグラフ図である。図８から分かるように、同一のＭＣＳであっても、通信に用いるＲＢ数によって周波数効率にバラつきが生じている。したがって、ある端末局に対して、ＲＢを割り当てる数を増やしていく過程においてある周波数効率の条件下である個数のＲＢを割り当てると決定しても、更にＲＢを追加で割り当てることによって周波数効率が更によくなることが起こりえる。
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することができる無線リソース割当装置、基地局、および無線リソース割当方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線リソース割当装置は、周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当装置であって、割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出部と、割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出部と、割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当部と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記割当候補の無線リソースは、当該端末局の割当優先度が最大となっている無線リソースであることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記割当候補の無線リソースは、当該端末局のチャネル品質が最大となっている無線リソースであることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たして送信可能なデータ量であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たすＭＣＳで送信可能なデータ量であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当毎に、送信データ量目標値を再計算することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当開始時点にのみ、送信データ量目標値を計算することを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る基地局は、前述のいずれかの無線リソース割当装置を備え、端末局に対する無線リソース割当を行うことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る無線リソース割当方法は、周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当方法であって、割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出ステップと、割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出ステップと、割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】図１に示す無線リソース割当装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例７に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。
【図７】本発明の実施例７に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
【図８】ＬＴＥにおけるＭＣＳ毎の通信に用いるＲＢ数に対する周波数効率の関係の例を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図１において、基地局１は、無線リソース割当装置１０を備える。端末局２は、基地局１に無線接続して通信を行う。基地局１は、複数の端末局２と無線接続して通信を行うことができる。基地局１と端末局２とは通信規格としてＬＴＥを用いている。無線リソース割当装置１０は、サブフレーム毎に、端末局２に対してどのＲＢを割り当てるのかを決定する。
【００２７】
図２は、図１に示す無線リソース割当装置１０の構成を示すブロック図である。図２において、無線リソース割当装置１０は、入力情報取得部１１と割当優先度算出部１２と送信データ量目標値算出部１３と無線リソース割当部１４と割当結果出力部１５を有する。
【００２８】
入力情報取得部１１は入力情報を取得する。入力情報としては、基地局１に無線接続している全端末局２について、ＲＢ毎の無線品質情報（基地局１と端末局２間のチャネル品質情報）、送信待ちのデータ量、ＱｏＳ（Quality of Service）要求（端末局が要求する、伝送レートや許容遅延量）、などである。これらの入力情報については、一般的な基地局１は常に最新の情報を保持している。入力情報取得部１１は、基地局１が保持している最新の入力情報を取得する。
【００２９】
割当優先度算出部１２は、入力情報取得部１１が取得した入力情報に基づいて、割当候補の全ＲＢ及び割当候補の全端末局２を対象にして、一ＲＢと一端末局２の組（割当候補組）毎に、ＲＢ割当対象のサブフレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する。
【００３０】
割当優先度は、例えば、端末局２間の無線リソース割当の公平性を表す指標（プロポーショナルフェアネスメトリック）、送信データの送信期限までの残り時間を表す指標（許容遅延メトリック）、ある程度の通信速度を保証するための指標（保証伝送速度メトリック）、又は、チャネル品質を表す指標などを用いて、算出される。
【００３１】
なお、本実施形態では一ＲＢを無線リソースの割当最小単位として割当優先度を算出するが、複数のＲＢを無線リソースの割当最小単位として割当優先度を算出するようにしてもよい。
【００３２】
送信データ量目標値算出部１３は、割当候補の端末局２毎に、ＲＢ割当対象のサブフレームにおいて当該端末局２が送信するデータ量の目標値（送信データ量目標値）を算出する。送信データ量目標値の算出方法については後述する。
【００３３】
無線リソース割当部１４は、割当候補組のうち割当優先度が高い割当候補組から順番に、ＲＢ割当対象のサブフレームにおける割当を行う。無線リソース割当部１４は、送信データ量目標値を用いて、割当候補の端末局２に対するＲＢの割当を終了するか否かを判定する。
【００３４】
割当結果出力部１５は、ＲＢ割当対象のサブフレームにおいて無線リソース割当部１４が割り当てたＲＢ及び端末局２の情報を出力する。
【００３５】
次に、図３を参照して、図２に示す無線リソース割当装置１０の全体的な動作の流れを説明する。図３は、本実施形態に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。図３のフローチャートは、一サブフレーム分の無線リソース割当処理を示している。
【００３６】
図３において、Ｇは、初期状態では、割当候補の全ＲＢの各識別子（index）からなる集合である。Ｕは、初期状態では、割当候補の全端末局２の各識別子（index）からなる集合である。Ｇ（ｕ）は、識別子がｕである端末局２に割り当てたＲＢの識別子の集合である。Ｇ（ｕ）の初期状態は空集合（φ）である。以下、識別子がｕである端末局２を端末局ｕと称し、識別子がｇであるＲＢをＲＢ＿ｇと称する。Ｐ（ｕ，ｇ）は、端末局ｕとＲＢ＿ｇの割当候補組についての割当優先度である。
【００３７】
（ステップＳ１）
割当優先度算出部１２は、入力情報取得部１１が取得した入力情報に基づいて、集合Ｕに属する全ての端末局ｕと、集合Ｇに属する全てのＲＢ＿ｇとを対象にして、全ての各割当候補組についての各割当優先度Ｐ（ｕ，ｇ）を計算する。
【００３８】
（ステップＳ２）
無線リソース割当部１４は、集合Ｕに属する端末局ｕと集合Ｇに属するＲＢ＿ｇの中から、割当優先度Ｐ（ｕ，ｇ）が最大である端末局ｕとＲＢ＿ｇを選択する。
【００３９】
（ステップＳ３）
無線リソース割当部１４は、ステップＳ２で選択した割当候補組（端末局ｕ，ＲＢ＿ｇ）について、ＲＢ追加終了判定処理を行う。ＲＢ追加終了判定処理については後述する。
【００４０】
（ステップＳ４）
無線リソース割当部１４は、ステップＳ３の判定結果が、端末局ｕに対するＲＢ追加終了であるときはステップＳ５に進み、一方、端末局ｕに対するＲＢ追加終了でないときはステップＳ６に進む。
【００４１】
（ステップＳ５）
無線リソース割当部１４は、集合Ｕから端末局ｕの識別子（ｕ）を削除する。これにより、当該サブフレームにおいて、端末局ｕには、これ以上のＲＢの追加割当は行われない。
【００４２】
（ステップＳ６）
無線リソース割当部１４は、集合Ｇ（ｕ）に対して、ＲＢ＿ｇの識別子（ｇ）を追加する。そして、無線リソース割当部１４は、集合ＧからＲＢ＿ｇの識別子（ｇ）を削除する。
【００４３】
（ステップＳ７）
無線リソース割当部１４は、集合Ｕが空集合（φ）である、又は、集合Ｇが空集合（φ）である、場合には、図３の処理（当該サブフレームの無線リソース割当処理）を終了する。そうでない場合には、ステップＳ２に戻る。
【００４４】
次に、本実施形態に係る、送信データ量目標値の算出方法およびＲＢ追加終了判定処理について、実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００４５】
送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００４６】
実施例１では、端末局ｕに対して、既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇに加えて、未割当のＲＢ＿ｇ’のうち、端末局ｕとの割当優先度Ｐ（ｕ，ｇ’）が他の端末局ｕ’との割当優先度Ｐ（ｕ’，ｇ’）以上であるＲＢ＿ｇ’を割り当てた場合に、所定の誤り率で送信可能なパケットサイズを送信データ量目標値（ＴＢＳ２）としている。
【００４７】
図４は、実施例１に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
（ステップＳ１０１）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ０）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ１）を算出する。
【００４８】
（ステップＳ１０２）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）以上である場合にステップＳ１０３に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）未満である場合にステップＳ１０６に進む。
【００４９】
（ステップＳ１０３）
無線リソース割当部１４は、送信データ量目標値（ＴＢＳ２）を算出する。
【００５０】
（ステップＳ１０４）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）以上である場合にステップＳ１０５に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）未満である場合にステップＳ１０６に進む。
【００５１】
（ステップＳ１０５）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加終了とする。
【００５２】
（ステップＳ１０６）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加継続とする。
【００５３】
実施例１では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００５４】
なお、上述した実施例１では、「所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ」を用いたが、「所定の無線通信品質を達成する無線通信条件で送信可能なパケットサイズ」を用いるものであってもよい。無線通信条件としては、例えばＭＣＳである。無線通信品質としては、例えば誤り率である。
【実施例２】
【００５５】
実施例２は実施例１の変形例である。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ１で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００５６】
ＭＣＳ１は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いて所定の誤り率を達成するＭＣＳである。
【００５７】
図５は、実施例２に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
（ステップＳ２０１）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ０）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ１）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに、パケットサイズ（ＴＢＳ１）のパケットを所定の誤り率で送信するために必要なＭＣＳ（ＭＣＳ１）を算出する。これ以降のステップＳ２０２からＳ２０６は、実施例１の図４のステップＳ１０２からＳ１０６と同様である。
【００５８】
実施例２も実施例１と同様に、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【実施例３】
【００５９】
実施例３は実施例１の変形例である。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｃ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００６０】
Ｃ（ｕ，ｇ’）は、端末局ｕとＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。Ｃ（ｕ’，ｇ’）は、端末局ｕ’とＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。チャネル品質としては、例えばＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を利用できる。
【００６１】
実施例３に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例１に係る図４と同じである。
【００６２】
実施例３では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕのチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００６３】
又、割当優先度ではなく、端末局ｕのチャネル品質によって無線リソース割当処理を終了するか継続するかを判定するので、より周波数効率の向上に特化することができる。
【実施例４】
【００６４】
実施例４は実施例２の変形例である。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ１で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｃ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００６５】
Ｃ（ｕ，ｇ’）は、端末局ｕとＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。Ｃ（ｕ’，ｇ’）は、端末局ｕ’とＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。チャネル品質としては、例えばＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を利用できる。
【００６６】
実施例４に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例２に係る図５と同じである。
【００６７】
実施例４も実施例３と同様に、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕのチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００６８】
又、割当優先度ではなく、端末局ｕのチャネル品質によって無線リソース割当処理を終了するか継続するかを判定するので、より周波数効率の向上に特化することができる。
【実施例５】
【００６９】
実施例５は、実施例１と実施例３の組合せである。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’）且つＣ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００７０】
実施例５に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例１に係る図４と同じである。
【００７１】
実施例５では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度およびチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【実施例６】
【００７２】
実施例６は、実施例２と実施例４の組合せである。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ１で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’）且つＣ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００７３】
実施例６に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例２に係る図５と同じである。
【００７４】
実施例６も実施例５と同様に、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度およびチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【実施例７】
【００７５】
図６は、実施例７に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。図６のフローチャートは、一サブフレーム分の無線リソース割当処理を示している。図６において、図３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付している。
【００７６】
実施例７では、無線リソース割当処理の中で一度だけ送信データ量目標値（ＴＢＳ２）を算出する（図６のステップＳ３００）。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ２で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）からなる。
【００７７】
ＭＣＳ２は、端末局ｕの平均的なチャネル品質に相当するＭＣＳである。ＭＣＳ２としては、例えば、端末局ｕの「Wideband CQI」、端末局ｕが上記ＲＢ識別子群のＲＢを用いたときの平均的なＭＣＳ、又は、それらのＭＣＳに対してオフセットを与えた値を利用可能である。
【００７８】
図７は、実施例７に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
（ステップＳ３０１）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ０）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ１）を算出する。
【００７９】
（ステップＳ３０２）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）以上である場合にステップＳ３０３に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）未満である場合にステップＳ３０５に進む。
【００８０】
（ステップＳ３０３）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）以上である場合にステップＳ３０４に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）未満である場合にステップＳ３０５に進む。
【００８１】
（ステップＳ３０４）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加終了とする。
【００８２】
（ステップＳ３０５）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加継続とする。
【００８３】
実施例７では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００８４】
又、実施例７では、無線リソース割当処理の開始段階（ステップＳ３００）において、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢを端末局ｕに割り当てたときの送信可能なパケットサイズを、端末局ｕの平均的なチャネル品質に基づいて算出し、この算出値を送信データ量目標値（ＴＢＳ２）としている。これにより、無線リソース割当処理の演算量を削減し、且つ、少なくとも平均的なチャネル品質で達成できるスループットまでは、ＲＢを割り当てることができる。この結果として、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００８５】
上述した実施形態によれば、端末局ｕに対して割当優先度に従ってＲＢを割り当てていく過程において、端末局ｕに既に割当済みのＲＢと割当候補のＲＢとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、端末局ｕに既に割当済みのＲＢによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、端末局ｕに対するＲＢの追加割当を終了する。言い換えれば、端末局ｕに対して既に割当済みのＲＢに加えて次の割当候補であるＲＢを割り当てたことによって、送信可能なデータ量が増加しない場合であっても、送信可能なデータ量が送信データ量目標値に達していなければ、端末局ｕに対するＲＢ割当を継続する。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１…基地局、２…端末局、１０…無線リソース割当装置、１１…入力情報取得部、１２…割当優先度算出部、１３…送信データ量目標値算出部、１４…無線リソース割当部、１５…割当結果出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線リソース割当装置、基地局、および無線リソース割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速かつ広帯域の無線伝送を実現する次世代の移動通信方式として、例えば３ＧＰＰ(Third Generation Partnership Project)の標準規格の一つである「ＬＴＥ（Long Term Evolution）」が知られている。ＬＴＥでは、下りリンク（基地局から端末局方向のリンク）の多元接続方式として直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）方式を、上りリンク（端末局から基地局方向のリンク）の多元接続方式としてシングルキャリア周波数分割多元接続（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access：ＳＣ−ＦＤＭＡ）方式を用いる。
【０００３】
ＬＴＥにおいて、周波数リソースは、リソースブロック（Resource block：ＲＢ）と呼ばれる単位に分割されて、端末局に割り当てられる。ＲＢは、端末局に無線リソースを割り当てるときの最小単位である。端末局は、１つ又は連続する複数のＲＢを用いてパケットを送信する。基地局に設けられた無線リソース割当装置は、１ｍｓの時間長を有するサブフレーム（Subframe）毎に、端末局に対してどのＲＢを割り当てるのかを決定する無線パケットスケジューリング（周波数スケジューリング）を行う。なお、他の無線通信規格（WiMAX、LTE-Advanced、IEEE802.16m等）でも同様の周波数スケジューリングを行う。
【０００４】
従来の無線パケットスケジューリング技術として、例えば非特許文献１に記載される技術が知られている。非特許文献１に記載の無線パケットスケジューリング技術では、端末局の間のＲＢ割当の公平性を確保しながらヒューリスティックに周波数スケジューリングを行う。具体的には、式（１）に従って、ｉ番サブフレームでｂ番ＲＢを割り当てる端末局（ｋ）を決定する。
【０００５】
【数１】
【０００６】
但し、ｒｋ’，ｂ（ｉ）は、ｉ番サブフレームでｂ番ＲＢを端末局（ｋ’）に場合に期待できる当該ＲＢでの瞬時スループットである。Ｒｋ’（ｉ）は、「ｉ−１」番サブフレームまでの通信によって得られている端末局（ｋ’）の平均スループットである。式（１）のargmax関数の引数となっている式は、一般的にプロポーショナルフェアネスメトリックと呼ばれる。
【０００７】
また、特許文献１に記載の無線パケットスケジューリング技術では、非特許文献１のようにＲＢを端末局にシーケンシャルに割り当てていく過程で、割当対象となった端末局に関して所定のＲＢ追加終了条件（例えば一定の周波数効率）に合致したら、当該端末局に対するＲＢの割当を終了している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−０２９７６８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Pokhariyal, T. E. Kolding and P. E. Mogensen, “Performance of downlink frequency domain packet scheduling for the UTRAN Long Term Evolution,” IEEE PIMRC, 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述した従来の無線パケットスケジューリング技術では、以下に示すような課題がある。
【００１１】
非特許文献１に記載される無線パケットスケジューリング技術では、チャネル品質の異なる複数のＲＢを一端末局に割り当てることが起こりえる。ここで、ＬＴＥでは、複数のＲＢが一端末局に割り当てられた場合に当該複数のＲＢを全て使用してパケットを送信しなければならないので、チャネル品質の異なる複数のＲＢが割り当てられた端末局では、決められた符号化率で誤り訂正符号化が施された一パケットを、同一の変調方式を用いて当該複数のＲＢを全て使用して送信しなければならない。しかし、当該端末局にとっては、チャネル品質のよいＲＢだけを割り当ててもらって変調指数の高い変調方式を用いた方が、伝送効率がよいかもしれない。
【００１２】
特許文献１に記載の無線パケットスケジューリング技術では、端末局数が少ない場合や、チャネルの周波数特性がフラットに近い場合など、端末局間のダイバーシチゲインが得られにくい条件下では、一端末局の周波数効率の条件だけで当該端末局に対するＲＢの割当を終了すると、結果的に無線通信システムの周波数帯域全体のＲＢ使用率が低下する恐れがある。
【００１３】
図８は、ＬＴＥにおける、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme；変調方式と符号化率）毎の、通信に用いるＲＢ数に対する周波数効率の関係の例を表すグラフ図である。図８から分かるように、同一のＭＣＳであっても、通信に用いるＲＢ数によって周波数効率にバラつきが生じている。したがって、ある端末局に対して、ＲＢを割り当てる数を増やしていく過程においてある周波数効率の条件下である個数のＲＢを割り当てると決定しても、更にＲＢを追加で割り当てることによって周波数効率が更によくなることが起こりえる。
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することができる無線リソース割当装置、基地局、および無線リソース割当方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線リソース割当装置は、周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当装置であって、割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出部と、割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出部と、割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当部と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記割当候補の無線リソースは、当該端末局の割当優先度が最大となっている無線リソースであることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記割当候補の無線リソースは、当該端末局のチャネル品質が最大となっている無線リソースであることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たして送信可能なデータ量であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たすＭＣＳで送信可能なデータ量であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当毎に、送信データ量目標値を再計算することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る無線リソース割当装置において、前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当開始時点にのみ、送信データ量目標値を計算することを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る基地局は、前述のいずれかの無線リソース割当装置を備え、端末局に対する無線リソース割当を行うことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る無線リソース割当方法は、周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当方法であって、割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出ステップと、割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出ステップと、割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。
【図２】図１に示す無線リソース割当装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例７に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。
【図７】本発明の実施例７に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
【図８】ＬＴＥにおけるＭＣＳ毎の通信に用いるＲＢ数に対する周波数効率の関係の例を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図１において、基地局１は、無線リソース割当装置１０を備える。端末局２は、基地局１に無線接続して通信を行う。基地局１は、複数の端末局２と無線接続して通信を行うことができる。基地局１と端末局２とは通信規格としてＬＴＥを用いている。無線リソース割当装置１０は、サブフレーム毎に、端末局２に対してどのＲＢを割り当てるのかを決定する。
【００２７】
図２は、図１に示す無線リソース割当装置１０の構成を示すブロック図である。図２において、無線リソース割当装置１０は、入力情報取得部１１と割当優先度算出部１２と送信データ量目標値算出部１３と無線リソース割当部１４と割当結果出力部１５を有する。
【００２８】
入力情報取得部１１は入力情報を取得する。入力情報としては、基地局１に無線接続している全端末局２について、ＲＢ毎の無線品質情報（基地局１と端末局２間のチャネル品質情報）、送信待ちのデータ量、ＱｏＳ（Quality of Service）要求（端末局が要求する、伝送レートや許容遅延量）、などである。これらの入力情報については、一般的な基地局１は常に最新の情報を保持している。入力情報取得部１１は、基地局１が保持している最新の入力情報を取得する。
【００２９】
割当優先度算出部１２は、入力情報取得部１１が取得した入力情報に基づいて、割当候補の全ＲＢ及び割当候補の全端末局２を対象にして、一ＲＢと一端末局２の組（割当候補組）毎に、ＲＢ割当対象のサブフレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する。
【００３０】
割当優先度は、例えば、端末局２間の無線リソース割当の公平性を表す指標（プロポーショナルフェアネスメトリック）、送信データの送信期限までの残り時間を表す指標（許容遅延メトリック）、ある程度の通信速度を保証するための指標（保証伝送速度メトリック）、又は、チャネル品質を表す指標などを用いて、算出される。
【００３１】
なお、本実施形態では一ＲＢを無線リソースの割当最小単位として割当優先度を算出するが、複数のＲＢを無線リソースの割当最小単位として割当優先度を算出するようにしてもよい。
【００３２】
送信データ量目標値算出部１３は、割当候補の端末局２毎に、ＲＢ割当対象のサブフレームにおいて当該端末局２が送信するデータ量の目標値（送信データ量目標値）を算出する。送信データ量目標値の算出方法については後述する。
【００３３】
無線リソース割当部１４は、割当候補組のうち割当優先度が高い割当候補組から順番に、ＲＢ割当対象のサブフレームにおける割当を行う。無線リソース割当部１４は、送信データ量目標値を用いて、割当候補の端末局２に対するＲＢの割当を終了するか否かを判定する。
【００３４】
割当結果出力部１５は、ＲＢ割当対象のサブフレームにおいて無線リソース割当部１４が割り当てたＲＢ及び端末局２の情報を出力する。
【００３５】
次に、図３を参照して、図２に示す無線リソース割当装置１０の全体的な動作の流れを説明する。図３は、本実施形態に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。図３のフローチャートは、一サブフレーム分の無線リソース割当処理を示している。
【００３６】
図３において、Ｇは、初期状態では、割当候補の全ＲＢの各識別子（index）からなる集合である。Ｕは、初期状態では、割当候補の全端末局２の各識別子（index）からなる集合である。Ｇ（ｕ）は、識別子がｕである端末局２に割り当てたＲＢの識別子の集合である。Ｇ（ｕ）の初期状態は空集合（φ）である。以下、識別子がｕである端末局２を端末局ｕと称し、識別子がｇであるＲＢをＲＢ＿ｇと称する。Ｐ（ｕ，ｇ）は、端末局ｕとＲＢ＿ｇの割当候補組についての割当優先度である。
【００３７】
（ステップＳ１）
割当優先度算出部１２は、入力情報取得部１１が取得した入力情報に基づいて、集合Ｕに属する全ての端末局ｕと、集合Ｇに属する全てのＲＢ＿ｇとを対象にして、全ての各割当候補組についての各割当優先度Ｐ（ｕ，ｇ）を計算する。
【００３８】
（ステップＳ２）
無線リソース割当部１４は、集合Ｕに属する端末局ｕと集合Ｇに属するＲＢ＿ｇの中から、割当優先度Ｐ（ｕ，ｇ）が最大である端末局ｕとＲＢ＿ｇを選択する。
【００３９】
（ステップＳ３）
無線リソース割当部１４は、ステップＳ２で選択した割当候補組（端末局ｕ，ＲＢ＿ｇ）について、ＲＢ追加終了判定処理を行う。ＲＢ追加終了判定処理については後述する。
【００４０】
（ステップＳ４）
無線リソース割当部１４は、ステップＳ３の判定結果が、端末局ｕに対するＲＢ追加終了であるときはステップＳ５に進み、一方、端末局ｕに対するＲＢ追加終了でないときはステップＳ６に進む。
【００４１】
（ステップＳ５）
無線リソース割当部１４は、集合Ｕから端末局ｕの識別子（ｕ）を削除する。これにより、当該サブフレームにおいて、端末局ｕには、これ以上のＲＢの追加割当は行われない。
【００４２】
（ステップＳ６）
無線リソース割当部１４は、集合Ｇ（ｕ）に対して、ＲＢ＿ｇの識別子（ｇ）を追加する。そして、無線リソース割当部１４は、集合ＧからＲＢ＿ｇの識別子（ｇ）を削除する。
【００４３】
（ステップＳ７）
無線リソース割当部１４は、集合Ｕが空集合（φ）である、又は、集合Ｇが空集合（φ）である、場合には、図３の処理（当該サブフレームの無線リソース割当処理）を終了する。そうでない場合には、ステップＳ２に戻る。
【００４４】
次に、本実施形態に係る、送信データ量目標値の算出方法およびＲＢ追加終了判定処理について、実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００４５】
送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００４６】
実施例１では、端末局ｕに対して、既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇに加えて、未割当のＲＢ＿ｇ’のうち、端末局ｕとの割当優先度Ｐ（ｕ，ｇ’）が他の端末局ｕ’との割当優先度Ｐ（ｕ’，ｇ’）以上であるＲＢ＿ｇ’を割り当てた場合に、所定の誤り率で送信可能なパケットサイズを送信データ量目標値（ＴＢＳ２）としている。
【００４７】
図４は、実施例１に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
（ステップＳ１０１）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ０）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ１）を算出する。
【００４８】
（ステップＳ１０２）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）以上である場合にステップＳ１０３に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）未満である場合にステップＳ１０６に進む。
【００４９】
（ステップＳ１０３）
無線リソース割当部１４は、送信データ量目標値（ＴＢＳ２）を算出する。
【００５０】
（ステップＳ１０４）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）以上である場合にステップＳ１０５に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）未満である場合にステップＳ１０６に進む。
【００５１】
（ステップＳ１０５）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加終了とする。
【００５２】
（ステップＳ１０６）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加継続とする。
【００５３】
実施例１では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００５４】
なお、上述した実施例１では、「所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ」を用いたが、「所定の無線通信品質を達成する無線通信条件で送信可能なパケットサイズ」を用いるものであってもよい。無線通信条件としては、例えばＭＣＳである。無線通信品質としては、例えば誤り率である。
【実施例２】
【００５５】
実施例２は実施例１の変形例である。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ１で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００５６】
ＭＣＳ１は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いて所定の誤り率を達成するＭＣＳである。
【００５７】
図５は、実施例２に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
（ステップＳ２０１）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ０）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ１）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに、パケットサイズ（ＴＢＳ１）のパケットを所定の誤り率で送信するために必要なＭＣＳ（ＭＣＳ１）を算出する。これ以降のステップＳ２０２からＳ２０６は、実施例１の図４のステップＳ１０２からＳ１０６と同様である。
【００５８】
実施例２も実施例１と同様に、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【実施例３】
【００５９】
実施例３は実施例１の変形例である。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｃ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００６０】
Ｃ（ｕ，ｇ’）は、端末局ｕとＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。Ｃ（ｕ’，ｇ’）は、端末局ｕ’とＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。チャネル品質としては、例えばＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を利用できる。
【００６１】
実施例３に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例１に係る図４と同じである。
【００６２】
実施例３では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕのチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００６３】
又、割当優先度ではなく、端末局ｕのチャネル品質によって無線リソース割当処理を終了するか継続するかを判定するので、より周波数効率の向上に特化することができる。
【実施例４】
【００６４】
実施例４は実施例２の変形例である。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ１で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｃ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００６５】
Ｃ（ｕ，ｇ’）は、端末局ｕとＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。Ｃ（ｕ’，ｇ’）は、端末局ｕ’とＲＢ＿ｇ’の組における、端末局ｕのチャネル品質である。チャネル品質としては、例えばＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise power Ratio）を利用できる。
【００６６】
実施例４に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例２に係る図５と同じである。
【００６７】
実施例４も実施例３と同様に、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕのチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００６８】
又、割当優先度ではなく、端末局ｕのチャネル品質によって無線リソース割当処理を終了するか継続するかを判定するので、より周波数効率の向上に特化することができる。
【実施例５】
【００６９】
実施例５は、実施例１と実施例３の組合せである。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’）且つＣ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００７０】
実施例５に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例１に係る図４と同じである。
【００７１】
実施例５では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度およびチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【実施例６】
【００７２】
実施例６は、実施例２と実施例４の組合せである。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ１で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、集合Ｇ（ｕ）と識別子（ｇ）と識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’）且つＣ（ｕ，ｇ’）≧Ｃ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）とからなる。
【００７３】
実施例６に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートは、実施例２に係る図５と同じである。
【００７４】
実施例６も実施例５と同様に、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度およびチャネル品質が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【実施例７】
【００７５】
図６は、実施例７に係る無線リソース割当処理のフローチャートである。図６のフローチャートは、一サブフレーム分の無線リソース割当処理を示している。図６において、図３の各ステップに対応する部分には同一の符号を付している。
【００７６】
実施例７では、無線リソース割当処理の中で一度だけ送信データ量目標値（ＴＢＳ２）を算出する（図６のステップＳ３００）。送信データ量目標値（ＴＢＳ２）は、端末局ｕが以下で定義されるＲＢ識別子群のＲＢを用いたときにＭＣＳ２で送信可能なパケットサイズである。このＲＢ識別子群は、識別子（｛ｇ’｜ｇ’∈Ｇ，Ｐ（ｕ，ｇ’）≧Ｐ（ｕ’，ｇ’） ｆｏｒ ∀ｕ’∈Ｕ｝）からなる。
【００７７】
ＭＣＳ２は、端末局ｕの平均的なチャネル品質に相当するＭＣＳである。ＭＣＳ２としては、例えば、端末局ｕの「Wideband CQI」、端末局ｕが上記ＲＢ識別子群のＲＢを用いたときの平均的なＭＣＳ、又は、それらのＭＣＳに対してオフセットを与えた値を利用可能である。
【００７８】
図７は、実施例７に係るＲＢ追加終了判定処理のフローチャートである。
（ステップＳ３０１）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ０）を算出する。さらに、無線リソース割当部１４は、端末局ｕが既に割当済みのＧ（ｕ）に属するＲＢおよび今回の割当候補のＲＢ＿ｇを用いたときに所定の誤り率で送信可能なパケットサイズ（ＴＢＳ１）を算出する。
【００７９】
（ステップＳ３０２）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）以上である場合にステップＳ３０３に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）がパケットサイズ（ＴＢＳ１）未満である場合にステップＳ３０５に進む。
【００８０】
（ステップＳ３０３）
無線リソース割当部１４は、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）以上である場合にステップＳ３０４に進み、一方、パケットサイズ（ＴＢＳ０）が送信データ量目標値（ＴＢＳ２）未満である場合にステップＳ３０５に進む。
【００８１】
（ステップＳ３０４）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加終了とする。
【００８２】
（ステップＳ３０５）
無線リソース割当部１４は、端末局ｕに対するＲＢ追加継続とする。
【００８３】
実施例７では、端末局ｕにＲＢを割り当てていく過程において、割当優先度に従ってＲＢ＿ｇを割り当てた結果として周波数効率が低下したとしても、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢについては無線リソース割当処理を継続するようにしている。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００８４】
又、実施例７では、無線リソース割当処理の開始段階（ステップＳ３００）において、端末局ｕの割当優先度が最大となっている割当候補のＲＢを端末局ｕに割り当てたときの送信可能なパケットサイズを、端末局ｕの平均的なチャネル品質に基づいて算出し、この算出値を送信データ量目標値（ＴＢＳ２）としている。これにより、無線リソース割当処理の演算量を削減し、且つ、少なくとも平均的なチャネル品質で達成できるスループットまでは、ＲＢを割り当てることができる。この結果として、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００８５】
上述した実施形態によれば、端末局ｕに対して割当優先度に従ってＲＢを割り当てていく過程において、端末局ｕに既に割当済みのＲＢと割当候補のＲＢとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、端末局ｕに既に割当済みのＲＢによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、端末局ｕに対するＲＢの追加割当を終了する。言い換えれば、端末局ｕに対して既に割当済みのＲＢに加えて次の割当候補であるＲＢを割り当てたことによって、送信可能なデータ量が増加しない場合であっても、送信可能なデータ量が送信データ量目標値に達していなければ、端末局ｕに対するＲＢ割当を継続する。これにより、更なる周波数効率の向上を期待することができ、無線通信システム全体の周波数効率の向上に寄与することが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００８７】
１…基地局、２…端末局、１０…無線リソース割当装置、１１…入力情報取得部、１２…割当優先度算出部、１３…送信データ量目標値算出部、１４…無線リソース割当部、１５…割当結果出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当装置であって、
割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出部と、
割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出部と、
割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当部と、
を備えたことを特徴とする無線リソース割当装置。
【請求項２】
前記割当候補の無線リソースは、当該端末局の割当優先度が最大となっている無線リソースであることを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当装置。
【請求項３】
前記割当候補の無線リソースは、当該端末局のチャネル品質が最大となっている無線リソースであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線リソース割当装置。
【請求項４】
前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たして送信可能なデータ量であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項５】
前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たすＭＣＳで送信可能なデータ量であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項６】
前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当毎に、送信データ量目標値を再計算することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項７】
前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当開始時点にのみ、送信データ量目標値を計算することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置を備え、端末局に対する無線リソース割当を行うことを特徴とする基地局。
【請求項９】
周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当方法であって、
割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出ステップと、
割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出ステップと、
割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当ステップと、
を含むことを特徴とする無線リソース割当方法。
【請求項１】
周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当装置であって、
割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出部と、
割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出部と、
割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当部と、
を備えたことを特徴とする無線リソース割当装置。
【請求項２】
前記割当候補の無線リソースは、当該端末局の割当優先度が最大となっている無線リソースであることを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当装置。
【請求項３】
前記割当候補の無線リソースは、当該端末局のチャネル品質が最大となっている無線リソースであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線リソース割当装置。
【請求項４】
前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たして送信可能なデータ量であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項５】
前記送信データ量目標値は、所定の通信品質を満たすＭＣＳで送信可能なデータ量であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項６】
前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当毎に、送信データ量目標値を再計算することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項７】
前記送信データ量目標値算出部は、端末局に対する無線リソースの割当開始時点にのみ、送信データ量目標値を計算することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の無線リソース割当装置を備え、端末局に対する無線リソース割当を行うことを特徴とする基地局。
【請求項９】
周波数分割多元接続方式において無線フレーム毎に端末局に対して無線リソースを割り当てる無線リソース割当方法であって、
割当単位の無線リソースと割当候補の端末局の組毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該組の割当を優先する度合いを示す割当優先度を算出する割当優先度算出ステップと、
割当候補の端末局毎に、割当対象の無線フレームにおいて当該端末局が送信するデータ量の目標値である送信データ量目標値を算出する送信データ量目標値算出ステップと、
割当候補の端末局に対して割当優先度に従って無線リソースを割り当てていく過程において、当該端末局に既に割当済みの無線リソースと割当候補の無線リソースとによって送信可能なデータ量が増加せず、且つ、当該端末局に既に割当済みの無線リソースによって送信可能なデータ量が送信データ量目標値以上であるときに、当該端末局に対する無線リソースの追加割当を終了する無線リソース割当ステップと、
を含むことを特徴とする無線リソース割当方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０６０７６（Ｐ２０１３−１０６０７６Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６５８０（Ｐ２０１１−２４６５８０）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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