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JP4833316B2 - 無線基地局 - Google Patents

無線基地局 Download PDF

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JP4833316B2 JP2009110009A JP2009110009A JP4833316B2 JP 4833316 B2 JP4833316 B2 JP 4833316B2 JP 2009110009 A JP2009110009 A JP 2009110009A JP 2009110009 A JP2009110009 A JP 2009110009A JP 4833316 B2 JP4833316 B2 JP 4833316B2
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Description

本発明は、無線基地局に関する。
3GPPにおいて、「EUL(Enhanced Uplink)」或いは「HSUPA(High-Speed Uplink Packet Access)」と呼ばれる高速上り通信が規定されている。
EULでは、移動局UEが、無線基地局NodeBに対して、高速上り通信用データチャネル(E-DPDCH:E-DCH Dedicated Physical Data Channel)を介して、データ信号(MAC-e PDU)を送信するように構成されている。
具体的には、EULでは、無線基地局NodeBが、各時間スロット(TTI:Transmission Time Interval)におけるスケジューリング対象の移動局UEを決定し、かかるスケジューリング対象の移動局UEに対して、スケジューリング許可情報(AG:Absolute Grant、RG:Relative Grant)を送信するように構成されている。
そして、各TTIにおけるスケジューリング対象の移動局UEは、E-DPDCHを介して、無線基地局NodeBから受信したスケジューリング許可情報(AG)に対応するサイズ(TBS:Transport Block Size)のMAC-e PDUを送信するように構成されている。
ここで、各TTIにおけるスケジューリング対象の移動局UEは、かかるAGに対応する「E-DPDCHと一般上り通信用制御チャネル(DPCCH:Dedicated Physical Control Channel)との送信電力比(或いは、送信振幅比)」に基づいて決定された送信電力(送信振幅)によって、E-DPDCHを介してMAC-e PDUを送信するように構成されている。
また、「Time and Rate」方式のEULでは、1つの移動局UEのみが、各スケジューリング割り当て区間におけるスケジューリング対象の移動局UEとなるように構成されている。
また、「Time and Rate」方式のEULでは、無線基地局NodeBは、スケジューリング対象の移動局UEを切り替える際に、現在のスケジューリング対象の移動局UEに対して、「Zero Grant(第1スケジューリング許可情報)」を送信することによって、E-DPDCHを介したMAC-e PDUの送信を停止させることができるように構成されている。
特開2006-60789号公報
しかしながら、「Time and Rate」方式のEULでは、無線基地局NodeBは、現在のスケジューリング対象の移動局UEのバッファが空になった場合であっても、その旨を示す「TEBS(Total E-DCH Buffer Status)」を受信するまで、スケジューリング対象の移動局UEを切り替えることができず、全ての移動局UEがMAC-e PDUを送信していない期間が発生してしまい、システムの利用効率が低下してしまうという問題点があった。
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、1つの移動局UEのみが各スケジューリング割り当て区間におけるスケジューリング対象の移動局UEとなるように構成されている高速上り通信において、効率的にスケジューリング対象の移動局UEを切り替えることができる無線基地局を提供することを目的とする。
本発明の第1の特徴は、無線基地局であって、スケジューリング対象の移動局によって通知された該移動局のバッファ内の残留データ量に基づいて、該移動局のバッファが空になる時刻を予測するように構成されている予測部と、前記移動局に対して、予測された前記時刻に基づいて、高速上り通信用データチャネルを介したデータ信号の送信を停止するように指示する第1スケジューリング許可情報を送信するように構成されている送信部とを具備することを要旨とする。
以上説明したように、本発明によれば、1つの移動局UEのみが各スケジューリング割り当て区間におけるスケジューリング対象の移動局UEとなるように構成されている高速上り通信において、効率的にスケジューリング対象の移動局UEを切り替えることができる無線基地局を提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。 本発明の第1の実施形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの構成)
図1及び図2を参照して、本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの構成について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る移動通信システムは、無線基地局BTSと移動局UEとの間で、「Time and Rate」方式のEULを提供することができるように構成されている。
すなわち、本実施形態に係る移動通信システムでは、無線基地局BTSと移動局UEとの間で、下りチャネルとして、絶対的許可チャネル(E-AGCH:E-DCH Absolute Grant Channel)や相対的許可チャネル(E-RGCH:E-DCH Relative Grant Channel)等が設定可能であり、上りチャネルとして、高速上り通信用データチャネル(E-DPDCH:E-DCH Dedicated Physical Data Channel)や高速上り通信用制御チャネル(E-DPCCH:E-DCH Dedicated Physical Control Channel)や通常上り通信用制御チャネル(DPCCH:Dedicated Physical Control Channel)等が設定可能である。
また、本実施形態に係る移動通信システムでは、無線基地局BTSは、フェムトセル用無線基地局(ホームセル用無線基地局)であってもよい。
図2に示すように、無線基地局BTSは、HARQ処理部11と、TEBS受信部12と、予測部13と、スケジューリング部14と、E-AGCH送信部15と、インナーループ送信電力制御部16と、アウターループ送信電力制御部17とを具備している。
HARQ処理部11は、移動局UEによってHARQ方式の再送制御を用いてE-DPDCHを介して送信された1つ又は複数の固定サイズのMAC-d PDU(パケット)を含むMAC-e PDU(データ信号)を受信するように構成されている。
具体的には、HARQ処理部11は、各HARQプロセスにおいてMAC-e PDUの受信に成功した場合、移動局UEに対してACKを返送し、各HARQプロセスにおいてMAC-e PDUの受信に失敗した場合、移動局UEに対してNACKを返送するように構成されている。
インナーループ送信電力制御部16は、目標SIR(目標受信品質)に基づいて、移動局UEによるMAC-e PDUの送信電力を制御するように構成されている。
例えば、インナーループ送信電力制御部11は、移動局UEによってE-DPDCHを介して送信されたMAC-e PDUの受信SIRを測定し、かかる受信SIRが目標SIRに近づくように、移動局UEにおける当該MAC-e PDUの送信電力を増減させるためのTPCコマンドを、移動局UEに対して送信するように構成されている。
アウターループ送信電力制御部13は、所定の再送回数Ntにおける目標誤り率BLERに基づいて、目標SIRを制御するように構成されている。例えば、アウターループ送信電力制御部13は、再送回数0(すなわち、初送時)における目標誤り率BLERに基づいて、目標SIRを制御するように構成されていてもよい。
TEBS受信部12は、スケジューリング対象の移動局UEによって通知された移動局UEのバッファ内の残留データ量を示すTEBSを受信するように構成されている。
ここで、TEBSは、各移動局によって、スケジューリング情報(SI:Scheduling Information)内の情報要素として通知されるように構成されている。
また、スケジューリング情報は、E-DPDCHを介して送信されるMAC-e PDUに多重されて送信されるように構成されていてもよい。さらに、スケジューリング情報は、定期的に送信されるように構成されていてもよい。
予測部13は、TEBS受信部12によって受信されたTEBSに基づいて、移動局UEのバッファが空になる時刻を予測するように構成されている。
スケジューリング部14は、各スケジューリング割り当て区間におけるスケジューリング対象の移動局UEを決定し、決定されたスケジューリング対象の移動局UEに対して送信すべきスケジューリング許可情報を決定するように構成されている。
また、スケジューリング部14は、予測部13によって予測されたスケジューリング対象の移動局UEのバッファが空になる時刻に基づいて、スケジューリング対象の移動局UEを切り替えるように決定することができる。
すなわち、スケジューリング部14は、予測部13によって予測されたスケジューリング対象の移動局UEのバッファが空になる時刻に基づいて、かかる移動局UEに対して、E-DPDCH(高速上り通信用データチャネル)を介したMAC-e PDU(データ信号)の送信を停止するように指示する「Zero Grant(第1スケジューリング許可情報)」を送信すべきであると決定する。
E-AGCH送信部15は、スケジューリング部14によって決定されたスケジューリング対象の移動局UEに対して、E-AGCHを介して、スケジューリング部14によって決定されたスケジューリング許可情報(AG、或いは、「Zero Grant」)を送信するように構成されている。
例えば、予測部13は、移動局UEのバッファ内の残留データ量を「L」とし、「Zero Grant」が無線基地局BTSから送信されてから移動局UEにおいて反映されるまでのTTI数を「T」とし、TTI毎に送信されるMAC-e PDUに含まれるMAC-d PDU(パケット)の数を「N」とし、MAC-d PDUのサイズを「S」とし、後述する目標BLER(目標誤り率)を「BLER」とすると、
Figure 0004833316
が成立すると判断した時刻から「T」以内の時刻に、移動局UEのバッファが空になると予測し、E-AGCH送信部15は、移動局UEに対して、「Zero Grant」を送信するように構成されていてもよい。
ここで、予測部13は、「T」の間に移動局UEから送信可能なデータ量が「L」以上であると判断した場合には、かかる時刻から「T」以内の時刻に、移動局UEのバッファが空になると予測するように構成されている。
すなわち、予測部13は、(式A)「L≦TPUT×T」が成立すると判断した場合に、かかる時刻から「T」以内の時刻に、移動局UEのバッファが空になると予測するように構成されている。
ここで、「TPUT」は、所定の再送回数以降の再送によって受信に成功したMAC-e PDUを考慮した移動局UEにおけるMAC-d PDUの送信速度、すなわち、無線基地局BTSにおけるMAC-d PDUの受信速度(スループット)である。
なお、再送回数nにおける誤り率P(n)について、
Figure 0004833316
が成立する場合、
Figure 0004833316
によって、無線基地局BTSにおけるMAC-d PDUの受信速度TPUT(スループット)が算出されるように構成されている。
ここで、「TPUTinit」は、移動局UEにおけるMAC-d PDUの初送速度である。
以下、このように、無線基地局BTSにおけるMAC-d PDUの受信速度TPUT(スループット)を算出することができる理由について説明する。
例えば、「Nt=0」及び「BLER=0.3」と設定されている場合に、移動局UEによって10TTIに10個のMAC-d PDUが送信された場合(すなわち、MAC-e PDU毎のMAC-d PDU数が1であり、「TPUTinit=1×S」である場合)、無線基地局BTSは、初送された10個のMAC-e PDUのうち、7個のMAC-e PDUの受信に成功してACKを返送し、3個のMAC-e PDUの受信に失敗してNACKを返送する。
次に、無線基地局BTSは、1回目の再送が行われた3個のMAC-e PDU全ての受信に成功してACKを返送する。
ここで、無線基地局BTSは、Nt回目(例えば、0回目)に再送されたMAC-e PDUの受信に失敗した場合、かかるMAC-e PDUが(Nt+1)回目(例えば、1回目)に再送された場合に、これらのMAC-e PDU全ての受信に成功するものとする。
かかる場合、無線基地局BTSは、「(ACKを返送したMAC-e PDUの数)×(MAC-e PDUに含まれるMAC-d PDUの数)×(MAC-d PDUのサイズ)/(送信されたMAC-e PDUの総数)」によって、無線基地局BTSにおけるMAC-d PDUの受信速度TPUT(=10×S/13)を算出することができる。
したがって、無線基地局BTSは、「TPUTinit/(Nt+BLER+1)(=1×S/(0+0.3+1)=10×S/13)」によって、無線基地局BTSにおけるMAC-d PDUの受信速度TPUTを算出することができる。
したがって、(式A)及び(式B)に基づいて、(式1)が導き出される。ここで、「Nt=0」であるものとする。
また、E-AGCH送信部15は、スケジューリング対象の移動局UEとの間の無線リンクの同期が外れ、高速上り通信が終了した場合に、かかる移動局UEに対して、「Zero Grant」を送信するように構成されていてもよい。
また、E-AGCH送信部15は、所定タイマが満了した場合に、かかる移動局UEに対して、「Zero Grant」を送信するように構成されていてもよい。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの動作)
図3及び図4を参照して、本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの動作、特に、発明の第1の実施形態に係る無線基地局BTSの動作について説明する。
図3に示すように、時刻tにおいて、現在のスケジューリング対象の移動局UEが、かかる移動局UEのサービングセルを管理している無線基地局BTSに対して、TEBSを含むスケジューリング情報をMAC-e PDUに多重して送信し、時刻tにおいて、無線基地局BTSが、かかるスケジューリング情報が多重されたMAC-e PDUを受信する。
ここで、図4に示すように、無線基地局BTSは、ステップS101において、受信したMAC-e PDUに多重されているスケジューリング情報内に含まれるTEBSを取得すると、ステップS102において、
Figure 0004833316
が成立するか否かについて判定する。
ここで、「L」は、移動局UEのバッファ内の残留データ量であり、「N」は、MAC-e PDUに含まれるMAC-d PDUの数であり、「S」は、MAC-d PDUのサイズであり、「BLER」は、MAC-e PDUの目標BLER(目標誤り率)である。
また、「T」は、図3に示すように、「Zero Grant」が無線基地局BTSから送信される時刻tと、「Zero Grant」が移動局UEにおいて反映される時刻t(すなわち、移動局UEにおいてE-DPDCHを介したMAC-e PDUの送信を停止する時刻t)との間の期間である。
上述の(式1)が成立すると判断された場合、無線基地局BTSは、時刻tと時刻tとの間の時刻で、移動局UEのバッファが空になると判断し、ステップS103において、かかる移動局UEに対して、「Zero Grant」を送信する。
一方、上述の(式1)が成立しないと判断された場合、無線基地局BTSは、時刻tと時刻tとの間の時刻では、移動局UEのバッファが空にならないと判断し、かかる移動局UEに対して、「Zero Grant」を送信しない。ここで、無線基地局BTSは、かかる移動局UEに対して、E-AGCHを介してAG送信してもよいし、E-RGCHを介して、RG(Relative Grant)を送信してもよい。
(本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムの作用・効果)
本発明の第1の実施形態に係る移動通信システムによれば、「Time and Rate」方式のEULにおいて、無線基地局NodeBが、現在のスケジューリング対象の移動局UEのバッファが空になった旨を示す「TEBS」を受信する前に、移動局UEのバッファが空になる時刻を予測して、「Zero Grant」を送信することができるため、効率的にスケジューリング対象の移動局UEを切り替えることができる。
以上に述べた本実施形態の特徴は、以下のように表現されていてもよい。
本実施形態の第1の特徴は、無線基地局BTSであって、スケジューリング対象の移動局UEによって通知された移動局UEのバッファ内の残留データ量を示すTEBSに基づいて、移動局UEのバッファが空になる時刻を予測するように構成されている予測部13と、移動局UEに対して、予測された時刻に基づいて、E-DPDCH(高速上り通信用データチャネル)を介したMAC-e PDU(データ信号)の送信を停止するように指示する「Zero Grant(第1スケジューリング許可情報)」を送信するように構成されているE-AGCH送信部15とを具備することを要旨とする。
本実施形態の第1の特徴において、予測部13は、移動局UEのバッファ内の残留データ量を「L」とし、「Zero Grant」が無線基地局BTSから送信されてから移動局UEにおいて反映されるまでの期間を「T」とし、MAC-e PDUに含まれるMAC-d PDU(パケット)の数を「N」とし、MAC-d PDUのサイズを「S」とし、MAC-e PDUの目標誤り率を「BLER」とすると、
Figure 0004833316
が成立すると判断した時刻から「T」以内の時刻に、移動局UEのバッファが空になると予測し、E-AGCH送信部15は、移動局UEに対して、「Zero Grant」を送信するように構成されていてもよい。
なお、上述の無線基地局BTS及び移動局UEの動作は、ハードウェアによって実施されてもよいし、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。
ソフトウェアモジュールは、RAM(Random Access Memory)や、フラッシュメモリや、ROM(Read Only Memory)や、EPROM(Erasable Programmable ROM)や、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM)や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、CD-ROMといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。
かかる記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体に情報を読み書きできるように、当該プロセッサに接続されている。また、かかる記憶媒体は、プロセッサに集積されていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ASIC内に設けられていてもよい。かかるASICは、無線基地局BTS及び移動局UE内に設けられていてもよい。また、かかる記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリートコンポーネントとして無線基地局BTS及び移動局UE内に設けられていてもよい。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
BTS…無線基地局
11…HARQ処理部
12…TEBS受信部
13…予測部
14…スケジューリング部
15…E-AGCH送信部
16…インナーループ送信電力制御部
17…アウターループ送信電力制御部
UE…移動局

Claims (2)

  1. スケジューリング対象の移動局によって通知された該移動局のバッファ内の残留データ量に基づいて、該移動局のバッファが空になる時刻を予測するように構成されている予測部と、
    前記移動局に対して、予測された前記時刻に基づいて、高速上り通信用データチャネルを介したデータ信号の送信を停止するように指示する第1スケジューリング許可情報を送信するように構成されている送信部とを具備することを特徴とする無線基地局。
  2. 前記予測部は、前記移動局のバッファ内の残留データ量を「L」とし、前記第1スケジューリング許可情報が前記無線基地局から送信されてから該移動局において反映されるまでの期間を「T」とし、前記データ信号に含まれるパケットの数を「N」とし、該パケットのサイズを「S」とし、該データ信号の目標誤り率を「BLER」とすると、
    Figure 0004833316
    が成立すると判断した時刻から「T」以内の時刻に、該移動局のバッファが空になると予測し、前記送信部は、該移動局に対して、前記第1スケジューリング許可情報を送信するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
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