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JP5106516B2 - 無線基地局及び移動通信方法 - Google Patents

無線基地局及び移動通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線基地局及び移動通信方法に関する。
LTE(Long Term Evolution)方式の移動通信システムにおける理論的なピークレートは、非特許文献1に記載されている「TBS(Transport Block Size)テーブル」によって決定される。
3GPP TS36.213
しかしながら、上述の移動通信システムでは、上りリンクにおいて、システム帯域幅の両端に、PUCCH(Physical Uplink Control Channel、物理上り制御チャネル)用のRB(Resource Block)が確保されており、また、任意の6RBが、PRACH(Physical Random Access Channel)用のリソースとして確保されているため、ピークレートが減少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、上りリンクにおけるピークレートの減少を可及的に回避することができる無線基地局及び移動通信方法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、配下のセルにおける移動局に対して、上り制御信号を送信するための物理上り制御チャネル用のリソース、上りデータ信号を送信するための物理上り共有チャネル用のリソース、及び、物理ランダムアクセスチャネル用のリソースを割り当てるように構成されているスケジューリング部を具備し、前記スケジューリング部は、セル内の移動局の数が1である場合には、前記物理上り制御チャネル用のリソース及び前記物理ランダムアクセスチャネル用のリソースの少なくとも1つを、前記物理上り共有チャネル用のリソースとして用いるように構成されていることを要旨とする。
本発明の第2の特徴は、移動通信方法であって、無線基地局が、配下のセルにおける移動局に対して、上り制御信号を送信するための物理上り制御チャネル用のリソース、上りデータ信号を送信するための物理上り共有チャネル用のリソース、及び、物理ランダムアクセスチャネル用のリソースを割り当てる工程を有し、 前記工程において、前記無線基地局は、セル内の移動局UEの数が1である場合には、前記物理上り制御チャネル用のリソース及び前記物理ランダムアクセスチャネル用のリソースの少なくとも1つを、前記物理上り共有チャネル用のリソースとして用い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、上りリンクにおけるピークレートの減少を可及的に回避することができる無線基地局及び移動通信方法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の実施形態に係る移動通信システムの上りリンクにおけるチャネル構成図である。 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乃至図3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。
本実施形態に係る移動通信システムは、LTE方式の移動通信システムであって、図1に示すように、無線基地局eNBと、移動局UEとを具備している。
本実施形態に係る移動通信システムでは、無線基地局eNBは、下りリンクにおいて、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)を介して、スケジューリング信号等を含む下り制御信号を送信するように構成されている。
また、移動局UEは、PUCCHを介して、上り制御信号を送信し、PUSCH(Physical Uplink Shared Channel、物理上り共有チャネル)を介して、上りデータ信号を送信し、PRACHを介して、ランダムアクセス手順用信号(例えば、RACHプリアンブル等)を送信し、DMRS(DeModuration Reference Signal、復調用参照信号)を送信し、チャネル品質の測定に用いられるSRS(Sounding Reference Signal、サウンディング参照信号)を送信するように構成されている。
図2に示すように、セルごとに、任意の6RB(1.08MHz)が、PRACH用のリソースとして確保されるように構成されている。
また、PUCCH用のリソースは、システム帯域幅の両端に、サブフレーム内の周波数ホッピングを適用して確保されるように構成されている。
また、SRS用のリソースは、サブフレームの最終シンボルに確保されるように構成されている。
なお、LTE方式の移動通信システムでは、無線フレームの時間長は、10msであり、サブフレームの時間長は、1msであり、スロットの時間長は、0.5msである。また、1RBの周波数帯域幅は、180kHzである。
図3に示すように、無線基地局eNBは、RRCコネクション管理部11と、スケジューリング部12と、PDCCH送信部13とを具備している。
RRCコネクション管理部11は、各セルにおいてRRCコネクションを確立している移動局UEの数を管理するように構成されている。
スケジューリング部12は、配下のセルにおける移動局UEに対するスケジューリング処理を行うように構成されている。
ここで、スケジューリング部12は、セル内の移動局UEの数が1である場合に、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースの少なくとも1つを、PUSCH用のリソースとして用いるように構成されていてもよい。
なお、上述したセル内の移動局UEの数が1である場合に、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースの少なくとも1つを、PUSCH用のリソースとして用いるという処理は、サブフレーム(スケジューリング処理の単位期間。すなわち、サブフレーム毎にスケジューリング処理が行われる。)毎に行われてもよいし、或いは、所定のタイムフレーム毎に行われてもよい。かかる所定のタイムフレーム毎とは、例えば、100ms毎や1s毎であってもよい。
また、移動局UEの数は、例えば、RRCコネクションを確立している移動局UEの数(RRC connected UEの数)であってもよいし、Non DRXである移動局UEの数であってもよいし、バッファ(Buffer)内にデータ(Data)が存在する移動局UEの数であってもよいし、スケジューリングの計算の対象になった移動局UEの数であってもよいし、実際に共有チャネルが割り当てられると決定した移動局UEの数であってもよい。
或いは、上述した移動局UEの数の2つ以上に関して、その数が1であるか否かが考慮されてもよい。
なお、スケジューリングの計算の対象になった移動局UEとは、当該サブフレームにおいて共有チャネルの割り当てが行われる可能性のある移動局UEのことを指し、実際に共有チャネルの割り当てが行われた移動局UEと、実際には共有チャネルの割り当てが行われなかった移動局UEの両方を含んでよい。
以下では、移動局UEの数が、RRCコネクションを確立している移動局UEの数であるものとして説明を行う。
すなわち、スケジューリング部12は、セル内のRRCコネクションを確立している移動局UEの数が複数である場合に、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースの双方を、PUSCH用のリソースとして用いないように構成されていてもよい。
例えば、スケジューリング部12は、セル内のRRCコネクションを確立している移動局UEの数が1である場合に、固定的に確保したPUCCH用のリソース(すなわち、RB)を、PUSCH用のリソースとして用いるように構成されていてもよい。
かかる場合、スケジューリング部12は、セル内のRRCコネクションを確立している移動局UEの数が1である場合にも、固定的に確保したPRACH用のリソース(すなわち、RB)は、PUSCH用のリソースとしては用いないように構成されていてもよい。
ここで、かかるセルにおいて、PUCCHを介して上り制御信号を送信する移動局UEは、RRCコネクションを確立している1つの移動局UEのみであるため、上述のように、固定的に確保したPUCCH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして用いたとしても、他の移動局UEによって送信される上り制御信号と当該移動局UEによって送信される上りデータ信号とが衝突することは無い。
かかる場合、PUCCH用のリソースをPUSCH用のリソースとして用いるタイミングが、当該PUCCHを介して移動局UEが下りデータ信号に対する送達確認信号(ACK/NACK)を送信するタイミングであった場合、移動局UEは、かかる送達確認信号(ACK/NACK)を、PUSCHを介して送信するように構成されている。
或いは、スケジューリング部12は、セル内のRRCコネクションを確立している移動局UEの数が1つである場合に、固定的に確保したPUCCH用のリソース(すなわち、RB)に加えて、固定的に確保したPRACH用のリソース(すなわち、RB)を、PUSCH用のリソースとして用いるように構成されていてもよい。
アイドル(IDLE)状態の移動局UEは、発信を行う場合に、PRACHを介してランダムアクセス手順用信号を送信するように構成されているため、PRACHを介して送信されるランダムアクセス手順用信号とPUSCHを介して送信される上りデータ信号とは衝突する可能性がある。
ただし、PRACHを介して送信されるランダムアクセス手順用信号の電力密度は、PUSCHを介して送信される上り制御信号の電力密度よりも、かなり小さいため、両者が衝突した場合であっても、PUSCHを介して送信される上りデータ信号の劣化の影響は小さいと想定される。
一方、PRACHを介して送信されるランダムアクセス手順用信号が、無線基地局eNBにおいて検出されなかった場合には、移動局UEは、PowerRampingStepというステップ幅分だけ、送信電力を上げて、次のPRACH用の送信タイミングで、PRACHを介してランダムアクセス手順用信号を送信するように構成されている。
このように、PowerRampingStepというステップ幅分だけランダムアクセス手順用信号の送信電力が増加されると、ランダムアクセス手順用信号とPUSCHを介して送信される上りデータ信号とが衝突した場合であっても、無線基地局eNBにおいて、ランダムアクセス手順用信号が検出される確率が高くなるが、逆に、PUSCHを介して送信される上りデータ信号が正しく復号される確率が低くなり、上りリンクにおけるレートが低くなってしまうという問題点が発生する。
かかる問題点を回避するため、スケジューリング部12は、所定周期Xごとに、時間方向に連続する所定数YのPRACH用のリソースについては、PUSCH用のリソースとして用いないように構成されていてもよい。
すなわち、スケジューリング部12は、所定周期Xごとに、連続Y回のPRACH用の送信タイミングにおいて、PRACH用のリソースをPUSCH用のリソースとして用いないように構成されていてもよい。
例えば、スケジューリング部12は、10msごとに1回、連続1〜2回のPRACH用の送信タイミングにおいて、PRACH用のリソースをPUSCH用のリソースとして用いないように構成されていてもよい。
なお、スケジューリング部12は、当該セルにおけるPUCCH用のリソースの実際の使用量に基づいて、或いは、当該セルにおいてRRCコネクションを確立している移動局UEの数に基づいて、PUCCH用のリソースの量(例えば、RBの数)について決定するように構成されていてもよい。
かかる場合、無線基地局eNBは、決定したPUCCH用のリソースの量(例えば、RBの数)について、報知情報を用いて、かかるセルに存在する移動局UEに対して通知するように構成されている。
また、かかる場合、スケジューリング部12は、PUCCH用のリソースを効率的に利用するために、移動局UEごとに個別に割り当てたPUCCH用のリソースを割り当て直す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4及び図5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について、具体的には、本発明の第1の実施形態に係る無線基地局eNBの動作について説明する。
図4に示すように、無線基地局eNBは、ステップS11において、対象のサブフレームにおいて、セル内の「RRC connected UE数」が2以上であるか否かについて、すなわち、当該セルにおいてRRCコネクションを確立している移動局UEの数が1つであるか否かについて判定する。
「YES」の場合、本動作は、ステップS12に進み、「NO」の場合、本動作は、ステップS13に進む。
無線基地局eNBは、ステップS12において、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てすることができないと判断し、ステップS14において、PUSCH用のリソース(すなわち、RB)の割り当てを実行する。
無線基地局eNBは、ステップS13において、PUCCH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てすることができると判断し、ステップS14において、PUSCH用のリソース(すなわち、RB)の割り当てを実行する。
図5に示すように、無線基地局eNBは、ステップS101において、「k=0」、「n=0」とし、ステップS102において、対象のサブフレームにおいて、当該セルにおける「RRC connected UE数」が2以上であるか否かについて、すなわち、当該セルにおいてRRCコネクションを確立している移動局UEの数が1つであるか否かについて判定する。
「YES」の場合、本動作は、ステップS103に進み、「NO」の場合、本動作は、ステップS104に進む。
無線基地局eNBは、ステップS103において、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てすることができないと判断し、ステップS113において、PUSCH用のリソース(すなわち、RB)の割り当てを実行する。
ステップS104において、無線基地局eNBは、対象のサブフレームが、PRACH用の送信タイミングであるか否かについて判定する。
「YES」の場合、本動作は、ステップS106に進み、「NO」の場合、本動作は、ステップS105に進む。
無線基地局eNBは、ステップS105において、PUCCH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てすることができると判断し、ステップS113において、PUSCH用のリソース(すなわち、RB)の割り当てを実行する。
無線基地局eNBは、ステップS106において、「k」を「1」だけ増加させ、ステップS107において、「k>X」が成立するか否かについて判定する。ここで、「X」は、上述した所定周期である。
「YES」の場合、本動作は、ステップS108に進み、「NO」の場合、本動作は、ステップS112に進む。
無線基地局eNBは、ステップS108において、「n」を「1」だけ増加させ、ステップS109において、「n>Y」が成立するか否かについて判定する。ここで、「Y」は、上述した所定数である。
「YES」の場合、本動作は、ステップS111に進み、「NO」の場合、本動作は、ステップS110に進む。
無線基地局eNBは、ステップS110において、PUCCH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てすることができると判断し、PRACH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てすることができないと判断し、ステップS113において、PUSCH用のリソース(すなわち、RB)の割り当てを実行する。
無線基地局eNBは、ステップS111において、「k=1」、「n=0」とし、ステップS112において、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てすることができると判断し、ステップS113において、PUSCH用のリソース(すなわち、RB)の割り当てを実行する。
(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、セル内のRRCコネクションを確立している移動局UEの数が1である場合、すなわち、閑散時には、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースを、PUSCH用のリソースとして割り当てることによって、上述のピークレートの減少を最小限に抑えることができる。
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eNBであって、配下のセルにおける移動局UEに対して、PUCCH(上り制御信号を送信するための物理上り制御チャネル)用のリソース、PUSCH(上りデータ信号を送信するための物理上り共有チャネル)用のリソース、及び、PRACH(物理ランダムアクセスチャネル)用のリソースを割り当てるように構成されているスケジューリング部12を具備し、スケジューリング部12は、セル内の移動局UEの数が1である場合に、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースの少なくとも1つを、PUSCH用のリソースとして用いるように構成されていることを要旨とする。
本実施形態の第1の特徴において、上述の移動局UEの数は、例えば、セル内のRRCコネクションを確立している移動局UEの数(RRC connected UEの数)であってもよいし、Non DRXである移動局UEの数であってもよいし、バッファ内にデータが存在する移動局UEの数であってもよいし、スケジューリングの計算の対象になった移動局UEの数であってもよいし、実際に共有チャネルが割り当てられると決定した移動局UEの数であってもよい。
なお、スケジューリングの計算の対象になった移動局UEとは、当該サブフレームにおいて共有チャネルの割り当てが行われる可能性のある移動局UEのことを指し、実際に共有チャネルの割り当てが行われた移動局UEと、実際には共有チャネルの割り当てが行われなかった移動局UEの両方を含んでよい。
本実施形態の第1の特徴において、スケジューリング部12は、PRACH用のリソースについては、PUSCH用のリソースとして用いないように構成されていてもよい。
例えば、スケジューリング部12は、所定周期ごとに、時間方向に連続する所定数のPRACH用のリソースについては、PUSCH用のリソースとして用いないように構成されていてもよい。
本実施形態の第2の特徴は、移動通信方法であって、無線基地局eNBが、配下のセルにおける移動局UEに対して、PUCCH用のリソース、PUSCH用のリソース、及び、PRACH用のリソースを割り当てる工程を有し、かかる工程において、無線基地局eNBは、セル内の移動局UEの数が1である場合には、PUCCH用のリソース及びPRACH用のリソースの少なくとも1つを、PUSCH用のリソースとして用いることを要旨とする。
本実施形態の第2の特徴において、上述の移動局UEの数は、例えば、セル内のRRCコネクションを確立している移動局UEの数(RRC connected UEの数)であってもよいし、Non DRXである移動局UEの数であってもよいし、バッファ内にデータが存在する移動局UEの数であってもよいし、スケジューリングの計算の対象になった移動局UEの数であってもよいし、実際に共有チャネルが割り当てられると決定した移動局UEの数であってもよい。
なお、スケジューリングの計算の対象になった移動局UEとは、当該サブフレームにおいて共有チャネルの割り当てが行われる可能性のある移動局UEのことを指し、実際に共有チャネルの割り当てが行われた移動局UEと、実際には共有チャネルの割り当てが行われなかった移動局UEの両方を含んでよい。
本実施形態の第2の特徴において、PUCCH用のリソースが、PUSCH用のリソースとして用いられている場合には、RRCコネクションを確立している1つの移動局UEは、PUSCH用のリソースを用いて、下りデータ信号に対する送達確認信号を送信してもよい。
本実施形態の第2の特徴において、上述の工程において、無線基地局eNBは、PRACH用のリソースについては、PUSCH用のリソースとして用いなくてもよい。
例えば、上述の工程において、無線基地局eNBは、所定周期ごとに、時間方向に連続する所定数のPRACH用のリソースについては、PUSCH用のリソースとして用いなくてもよい。
本実施形態の第3の特徴は、移動局UEであって、PUCCH用のリソースが、PUSCH用のリソースとして用いられている場合には、RRCコネクションを確立している唯一の移動局である場合には、PUSCH用のリソース用のリソースを用いて、下りデータ信号に対する送達確認信号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eNB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eNB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eNB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。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。
eNB…無線基地局
11…RRCコネクション管理部
12…スケジューリング部
13…PDCCH送信部

Claims (6)

  1. 配下のセルにおける移動局に対して、上り制御信号を送信するための物理上り制御チャネル用のリソース、上りデータ信号を送信するための物理上り共有チャネル用のリソース、及び、物理ランダムアクセスチャネル用のリソースを割り当てるように構成されているスケジューリング部を具備し、
    前記スケジューリング部は、セル内の移動局の数が1である場合に、前記物理上り制御チャネル用のリソース及び前記物理ランダムアクセスチャネル用のリソースの少なくとも1つを、前記物理上り共有チャネル用のリソースとして用いるように構成されていることを特徴とする無線基地局。
  2. 前記移動局の数は、RRCコネクションを確立している移動局UEの数、Non DRXである移動局の数、バッファ内にデータが存在する移動局の数、スケジューリングの計算の対象になった移動局の数、実際に共有チャネルが割り当てられると決定した移動局の数の少なくとも1つであることを特徴とする請求項1に記載の無線基地局。
  3. 前記スケジューリング部は、前記物理ランダムアクセスチャネル用のリソースについては、前記物理上り共有チャネル用のリソースとして用いない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。
  4. 無線基地局が、配下のセルにおける移動局に対して、上り制御信号を送信するための物理上り制御チャネル用のリソース、上りデータ信号を送信するための物理上り共有チャネル用のリソース、及び、物理ランダムアクセスチャネル用のリソースを割り当てる工程を有し、
    前記工程において、前記無線基地局は、セル内の移動局の数が1である場合に、前記物理上り制御チャネル用のリソース及び前記物理ランダムアクセスチャネル用のリソースの少なくとも1つを、前記物理上り共有チャネル用のリソースとして用いることを特徴とする移動通信方法。
  5. 前記移動局UEの数は、RRCコネクションを確立している移動局UEの数、Non DRXである移動局の数、バッファ内にデータが存在する移動局の数、スケジューリングの計算の対象になった移動局の数、実際に共有チャネルが割り当てられると決定した移動局の数の少なくとも1つであることを特徴とする請求項4に記載の移動通信方法。
  6. 前記工程において、前記無線基地局は、前記物理ランダムアクセスチャネル用のリソースについては、前記物理上り共有チャネル用のリソースとして用いないことを特徴とする請求項4に記載の移動通信方法。
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