JP6213577B2 - 無線基地局、無線通信システム、ノード、制御方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線基地局、無線通信システム、ノード、制御方法、及び、プログラムに関する。

無線通信ネットワークにおいて、無線基地局は、所定のネットワークを介して接続されたノードから受信したデータを、周波数や時間などの無線リソースに載せて無線端末（ＵＥ）へ送信する。データを無線リソースに載せる際には、無線基地局に備えられたスケジューラが、スケジューリングと呼ばれる処理を行う。なお、「ＵＥ」とは、「Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ」の略である。

無線基地局における無線リソースのスケジューリング方法の代表例として、ＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓ）法やＭａｘ−ＣＩＲ（Ｍａｘ−Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）法が知られている。

ＰＦ法の特徴は、ユーザ毎に又は無線ベアラ毎にスループットの平均値及び瞬時値の比率を算出し、瞬時のスループットが良くても過去のスループットと比較してかなり優れていなければ無線リソースを割り当てない、という点である（たとえば特許文献１）。
また、ＭＡＸ−ＣＩＲ法の特徴は、最も受信信号電力と雑音及び干渉電力の比が大きいユーザから無線リソースを割り当てる、という点である（たとえば特許文献２）。

特開２００８−２８３４９１号公報 特開２００９−１７１５３５号公報 国際公開第２０１２／１４７２０６号

既存のスケジューリング方法のうち代表的手法であるＰＦ法やＭａｘ−ＣＩＲ法は、ユーザ毎のその時々の無線環境に依存するため、無線基地局から割り当てられる無線帯域に変動が生じる。そのため、ユーザに安定した無線帯域を割り当てることができなかった。

本発明は上記課題を鑑みて発明されたものであり、所定のユーザへ安定した無線帯域を優先的に割り当てることが可能な無線基地局を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、無線端末と無線通信を行う無線基地局であって、前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を、前記無線端末の識別情報と紐付けて保持する保持手段と、前記無線端末に対し、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、無線端末と、前記無線端末と無線通信を行う無線基地局と、前記無線基地局とネットワークを介して接続されるノードを有する通信システムであって、前記ノードは、前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域を前記無線基地局から受信し、前記過去に割り当てた無線帯域に基づいて前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を算出し、算出した保証無線帯域を前記無線基地局へ通知し、前記無線基地局は、前記ノードから受信した前記保証無線帯域を、前記無線端末の識別情報と紐付けて保持し、前記無線端末に対して、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域を割り当てる制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は、無線端末と無線通信を行う無線基地局とネットワークを介して接続されるノードであって、前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域を前記無線基地局から受信し、前記過去に割り当てた無線帯域に基づいて前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を算出し、算出した保証無線帯域を前記無線基地局へ通知することを特徴とする。

また、本発明は、無線端末と無線通信を行う無線基地局の制御方法であって、前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域までは、前記無線端末に優先的に無線帯域を割り当てる制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は、無線端末と無線通信を行う無線基地局の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域までは、前記無線端末に優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う無線基地局の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明では、所定のユーザへ安定した無線帯域を優先的に割り当てることが可能な無線基地局を提供することができる。

第１の実施形態による無線基地局の構成を示した図である。 第１の実施形態に係る保持テーブルの一例を示した図である。 第１の実施形態によるフローチャートを示した図である。 第２の実施形態による無線基地局の構成を示した図である。 第２の実施形態によるフローチャートを示した図である。 第２の実施形態による保証無線帯域の算出例を示す表である。 第３の実施形態に係る保持テーブルの一例を示した図である。 第３の実施形態によるフローチャートを示した図である。 第４の実施形態に係る保持テーブルの一例を示した図である。 第４の実施形態によるフローチャートを示した図である。 第５の実施形態おける無線通信ネットワークの構成を示した図である。 第５の実施形態によるノードの構成を示した図である。 第５の実施形態によるフローチャートを示した図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による無線基地局１０の構成の一例を示した図である。同図において無線基地局１０は、保持手段としての保持部１１、制御手段としての制御部１２を有する。なお、無線基地局１０は、図示しないＵＥと無線通信をすることが可能である。また、無線基地局１０は、図示しないコアネットワークとも通信可能に接続されている。

図１では、無線基地局１０に含まれる機能ブロックのうち、特に本実施形態に関連する構成要素のみを示している。すなわち、無線基地局１０は、図示していないが、無線基地局１０を無線基地局として機能させるための機能ブロックを含んでいる。

無線基地局１０の保持部１１は、無線基地局１０が過去にＵＥに割り当てた無線帯域に基づいて算出された無線帯域である保証無線帯域の値を、ＵＥの識別情報に紐付けて保持する（図２）。

ここで、無線帯域とは、無線区間における単位時間当たりのデータの伝送量をいう。無線区間におけるデータの伝送は、一般的に無線リソースにデータを載せて送信することにより行われる。無線リソースとは、無線通信システムがＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式の場合におけるリソースブロック、サブフレーム、リソースエレメント、等である。リソースブロックとは、周波数方向における無線リソースの割り当ての最小単位である。また、サブフレームとは、時間方向における無線リソースの割り当ての最小単位である。また、リソースエレメントとは、リソースブロックを構成する要素であり個別に変調される基本単位である。

また、ＵＥに割り当てた無線帯域とは、所定の間隔ごとに割り当てた無線帯域をいう。そして所定の間隔とは、例えば、所定の時間間隔や、ＵＥが無線通信を開始してから所定のデータ通信を終えるまでの間隔などである。

そして、過去にＵＥに割り当てた無線帯域とは、無線基地局１０が行う、ＵＥへの無線帯域の割り当ての時よりも過去に割り当てた無線帯域であって、１又は２以上の所定の間隔ごとの無線帯域をいう。

保証無線帯域の算出は、種々の方法で行われ得る。例えば、無線基地局１０が直前にＵＥに割り当てた無線帯域がそのまま保証無線帯域とされてもよい。また、ＵＥに過去に割り当てた無線帯域のうち、過去数回分の平均値が保証無線帯域として算出されてもよい。

なお、割り当てられる無線帯域は、所定の間隔の間、常に一定の値を取るとは限らない。

そのため、ユーザに安定したサービスを提供する観点からすれば、所定の間隔において割り当てた無線帯域のピークレートに基づいて算出されることが望ましいがこれに限られない。例えば、無線区間の無線リソースの無駄な消費を抑制する観点から、所定の間隔において割り当てた無線帯域の平均値に基づいて算出されてもよい。

また、本実施形態においては、ＵＥに割り当てた無線帯域に基づいて算出された保証無線帯域を使用しているが、実際にＵＥが使用した無線帯域に基づいて算出された保証無線帯域を使用してもよい。

なお、保証無線帯域の算出は図４に示されるように別途無線基地局１０内に算出部１３を設け、該算出部で行っても良い。もしくはネットワークで接続された他のノード（サーバ）が算出した保証無線帯域を、無線基地局１０が受け取って保持する構成としても良い。

無線基地局１０の制御部１２は、ＵＥに無線帯域の割り当てを行う。無線通信方式がＬＴＥの場合であれば、無線基地局内のスケジューラが、どのリソースブロックにどのＵＥのデータをどれだけ割り当てるのかを決める処理（スケジューリング）を行う。

制御部１２は、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、保持部１１が保持する保証無線帯域の値と紐づいたＵＥに、当該保証無線帯域まで無線帯域の割り当てを保証する。なお、無線帯域は、無線リソースの割り当て量だけでなく、変調方式等によっても変動する。よって、無線基地局は、無線区間の無線環境や変調方式を考慮して、保証無線帯域までは優先的な無線帯域の割り当てを保証できるよう、無線リソースの割り当て量を調整しつつスケジューリングを行うことが望ましい。例えば、変調方式が６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｉｏｔｎ）から１６ＱＡＭになった場合は、１シンボル当たりに伝送するビット数が３分の２に減少するので、無線リソースの割り当て量を１．５倍にするとよい。

ここで、ＵＥへの無線帯域の割り当ての保証とは、ＵＥに対し、当該保証無線帯域までは優先的に割り当てることを言い、実際に割り当てた無線帯域が当該保証無線帯域に達するか否かは問題としていない。また、無線基地局がＵＥに余裕を持って無線帯域を割り当てることが可能である場合には、当該保証無線帯域以上に無線帯域をＵＥに割り当てるという状況を妨げるものでもない。

なお、ＵＥの識別情報とは、ＵＥを識別する情報であり、例えばＩＭＥＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）である。

図３は、第１の実施形態による無線基地局１０の動作の一例を示したフローチャートである。以下、図３を参照しながら、無線基地局１０の動作を説明する。

無線基地局１０は、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、無線基地局１０が過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出された無線帯域を、ＵＥへの優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域として、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に該保証無線帯域まで無線帯域の割り当てを保証する（ステップＳ１０１）。

Ｓ１０１の動作の具体例としては、無線基地局１０の制御部１２が、過去の所定の間隔内にＵＥに割り当てた無線帯域を、ＵＥの識別情報と共に保持部１１に通知する。保持部１１は通知された無線帯域に基づいて保証無線帯域を算出する。そして、保持部１１は、算出した保証無線帯域と通知されたＵＥの識別情報を紐付けて保持する。

制御部１２は、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、無線帯域を割り当てるＵＥの識別情報に紐づく保証無線帯域を保持部１１から取得する。そして、制御部１２はＵＥへの無線帯域の割り当ての際に、取得した保証無線帯域までは、優先的に無線帯域を割り当てられるよう、無線リソースの割り当て量を調整しつつスケジューリングを行う。

保証無線帯域の算出は前述の通り、種々の方法で行なわれ得る。

なお、無線基地局１０から過去に無線帯域が割り当てられたことが無いＵＥに無線帯域を割り当てる場合は、保証無線帯域を算出するための無線帯域が存在しない。よって、その場合は、無線帯域を保証しなくとも良いし、予め決定された無線帯域を保証無線帯域として保持してもよい。

また、Ｓ１０１の動作の具体例では保証無線帯域の算出を保持部１１で行うと説明したが、前述の通り、別途無線基地局１０内に設けられた算出部で行う動作としても良い。もしくは、ネットワークで接続された他のノード（サーバ）が算出した保証無線帯域を、無線基地局１０が受け取って保持するという動作を設けても良い。また、過去の所定の間隔内にＵＥに割り当てた無線帯域の情報は、上述のように制御部１２が管理しても良いが、保持部１１が管理してもよい。また、算出をネットワークで接続された他のノード（サーバ）で行う場合は、過去の所定の間隔内にＵＥに割り当てた無線帯域の情報を当該他のノードで管理し、当該他のノード内の算出を行う構成部に通知するようにしても良い。

なお、保証無線帯域の算出、及び、過去の所定の間隔内にＵＥに割り当てた無線帯域の情報の管理を、ネットワークで接続された他のノード（サーバ）が行う実施形態の詳細は、第５の実施形態にて説明する。

第１の実施形態では、無線基地局１０の保持部１１が、過去にＵＥに割り当てた無線帯域に基づいて算出された保証無線帯域を保持している。そして、制御部１２がＵＥに無線帯域を割り当てる際に、当該保証無線帯域までは優先的に無線帯域の割り当てを可能としている。そのため無線基地局１０は、無線区間の無線環境に影響を受けることなく、ＵＥに所定の無線帯域の割り当てを保証することができる。その結果、無線基地局１０は、所定のユーザに対し、安定的にサービスを提供することができる。

また、制御部１２が割り当てを保証する無線帯域である保証無線帯域は、過去にＵＥに割り当てた無線帯域に基づいて算出される。そのため、ＵＥがどの程度無線帯域を使用するか推測することができる。その結果、無線区間の無線リソースの無駄な消費を抑制することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、無線基地局１０の保持部１１が、第１の実施形態における保証無線帯域を、ＵＥに過去に割り当てた無線帯域と、過去に無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて算出する。

図４は、第２の実施形態による無線基地局の構成の一例を示した図である。

図４において、第２の実施形態の無線基地局の構成は、図１に示した第１の実施形態に対し、さらに算出手段としての算出部１３を備える。 無線基地局１０の算出部１３は、ＵＥへの優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を算出する。ただし、算出は制御部１２が行っても良いし、他の無線基地局の構成部が行っても良いし、無線基地局とネットワークで接続された他のノード（サーバ）が行っても良いことは第１の実施の形態と同様である。

なお、割り当てられる無線帯域は、所定の間隔の間、常に一定の値を取るとは限らない。

そのため、ユーザに安定したサービスを提供する観点からすれば、所定の間隔における割り当てた無線帯域のピークレートに基づいて算出することが望ましいが、これに限られない。例えば、無線区間の無線リソースの無駄な消費を抑制する観点から、所定の間隔における割り当てた無線帯域の平均値に基づいて算出してもよい。

また、本実施形態においては、ＵＥに割り当てた無線帯域に基づいて、保証無線帯域を算出したが、実際にＵＥが使用した無線帯域に基づいて、保証無線帯域を算出してもよい。

図５は、第２の実施形態による無線基地局１０の動作の一例を示したフローチャートである。以下、図５を参照しながら、無線基地局１０の動作を説明する。

無線基地局１０の保持部１１は、無線基地局１０が過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出した、ＵＥへの優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を、算出部１３から取得し、ＵＥの識別情報に紐付けて保持する（ステップＳ２０１）。

なお、保証無線帯域の算出の具体例は、Ｓ２０３で述べる。

制御部１２は、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、保持部１１が保持する保証無線帯域と紐づいたＵＥに、当該保証無線帯域まで無線帯域の割り当てを保証する。（ステップＳ２０２）。

より具体的には、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、制御部１２は、無線帯域を割り当てるＵＥの識別情報に紐づく保証無線帯域を保持部１１から取得する。そして、制御部１２はＵＥへの無線帯域の割り当ての際に、取得した保証無線帯域までは、優先的に無線帯域を割り当てられるよう、無線リソースの割り当て量を調整しつつスケジューリングを行う。

算出部１３は、ＵＥへの優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を、無線基地局１０が過去に割り当てた無線帯域と、過去に無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて算出する（ステップＳ２０３）。

以下にＳ２０３における動作の具体例を示す。

無線基地局１０がある特定のＵＥ_ｍ（ｍ＝１，２，３・・・）にｎ回目（ｎ＝１，２，３・・・）に割り当てる無線帯域をＸ_ｍ、ｎ、ｎ回目に無線帯域を割り当てる際に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域をＹ_ｍ、ｎとする。

すると、無線基地局１０がある特定のＵＥ_ｍ（ｍ＝１，２，３・・・）にｎ−１回目に割り当てた無線帯域はＸ_{ｍ、ｎ−１}、ｎ−１回目に無線帯域を割り当てる際に優先的な割り当てが可能であった無線帯域である保証無線帯域をＹ_{ｍ、ｎ−１}となる。

例えば、無線基地局１０がＵＥ_１に３回目に割り当てた無線帯域はＸ_1、3である。また、Ｘ_1、3を割り当てた際に保証された無線帯域である保証無線帯域はＹ_1、3となる。

なお、第１の実施形態と同様に、ＵＥ_ｍに割り当てる無線帯域Ｘ_ｍ、ｎとは、所定の間隔ごとに割り当てる無線帯域をいう。そして所定の間隔とは、例えば、所定の時間間隔や、ＵＥ_ｍが無線通信を開始してから所定のデータ通信を終えるまでの間隔などである。

つまり、過去にＵＥ_ｍに割り当てた無線帯域とは、無線基地局１０が行う、ＵＥ_ｍへの無線帯域の割り当ての時（ｎ回目）よりも過去に割り当てた無線帯域であって、１又は２以上の所定の間隔ごとの無線帯域をいう。例えば、無線基地局１０がＵＥ_１に４回目に無線帯域を割り当てた時よりも過去に割り当てた無線帯域とは、Ｘ_１、３、Ｘ_１、２、及びＸ_１、１の少なくとも１つ以上のことを指す。

次に、第２の実施形態における保証無線帯域の算出方法の一例を説明する。保持部１１は、例えば以下の式に基づき、ｎ回目にＵＥ_ｍに無線帯域を割り当てる際の保証無線帯域Ｙ_ｍ、ｎを算出する。

ここで、αは忘却係数を表す。なお、１回目にＵＥ_ｍに無線帯域を割り当てる際は、無線帯域を保証しなくともよいし（ベストエフォート）、所定の初期値を設定してその値を保証無線帯域Ｙ_ｍ、１としてもよい。

例えば、ＵＥ_ｍが４回の無線通信を行い、各回でそれぞれＸ_１、１＝１０Ｍｂｐｓ, Ｘ_１、２＝５Ｍｂｐｓ, Ｘ_１、３＝８Ｍｂｐｓ, Ｘ_１、４＝１５Ｍｂｐｓの無線帯域が割り当てられた場合、忘却係数αが０．９９とすると、各回におけるＹ_ｍ、ｎの値は、図６のようになる。

なお、第２の実施形態では、ＵＥに無線帯域の割り当てを保証した（Ｓ２０２）後に、保証無線帯域を算出（Ｓ２０３）としたが、Ｓ２０３の動作は、保証無線帯域を保持する（Ｓ２０１）の前であってもよい。なぜなら、無線基地局１０はＵＥに無線帯域を割り当てるたびに、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の動作を繰り返すためである。

また、過去１回の保証無線帯域を用いて保証無線帯域を算出するとして説明したが、k個の忘却係数を用いて、以下の式のように算出しても良く、本実施の形態の本質は保証無線帯域を、忘却係数を用いて算出するところにある。

第２の実施形態では、無線基地局１０の保持部１１が、第１の実施形態における保証無線帯域を、ＵＥに過去に割り当てた無線帯域と、過去に無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて算出している。そのため、ＵＥがどの程度無線帯域を使用するかより柔軟に推測することができる。その結果、無線区間の無線リソースの無駄な消費を抑制することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態における無線基地局は、さらにＵＥの無線基地局へのアクセス回数をＵＥの識別情報に紐付けて保持し、該アクセス回数に応じて、優先的に無線帯域の割り当てを保証するＵＥの優先順位を決定する。

第３の実施形態による無線基地局１０の構成は、第２の実施形態の無線基地局と同様の構成であるが、第１の実施形態の無線基地局を用いてもよい。その場合、保証無線帯域の算出は、保持部１１にて行うか、ネットワークで接続された他のノード（サーバ）が行い、無線基地局１０が受け取って保持する構成などが考えられる。

無線基地局１０の保持部１１は、第１、第２の実施形態において保持した保証無線帯域に加えて、さらに、ＵＥの無線基地局１０へのアクセス回数をＵＥの識別情報に紐付けて保持する。保持部１１は、該アクセス回数に応じて、優先的に無線帯域の割り当てを保証するＵＥの優先順位を決定する。（図７）。

ここで、無線基地局１０へのアクセス回数とは、例えば、ＵＥと無線基地局１０との間で、ＲＲＣ（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）コネクションが確立された回数であるが、これに限られない。

制御部１２は、保持部１１が決定した優先順位に基づき、所定のＵＥにのみ優先的に無線帯域の割り当ての保証を行う。

なお、優先的に無線帯域の割り当てを保証するＵＥの優先順位の決定は、保持部１１で行うと説明したが、無線基地局１０内に決定部をさらに設け、決定部が行う態様としてもよい。もしくは、ネットワークで接続された他のノード（サーバ）が決定したＵＥの優先順位を、無線基地局１０が受け取って保持する構成としても良い。

図８は、第３の実施形態による無線基地局１０の動作の一例を示したフローチャートである。以下、図８を参照しながら、無線基地局１０の動作を説明する。

無線基地局１０の保持部１１は、保証無線帯域に加えて、さらにＵＥの無線基地局１０へのアクセス回数をＵＥの識別情報に紐付けて保持し、該アクセス回数に応じて、優先的に無線帯域を割り当てるＵＥの優先順位を決定する（ステップＳ３０１）。

具体的には、保持部１１は、ＵＥが無線基地局１０へのアクセスした際に、該ＵＥの識別情報が保持部１１内に備えられたリスト（図７）に保存されているかどうか判断する。保存されていない場合は、該リストにＵＥの識別情報を新たに追加し、ＵＥの識別情報に紐づくアクセス回数の欄に＋１を加算する。保存されていた場合は、ＵＥの識別情報に紐づくアクセス回数の欄に＋１を加算する。

なお、該リストにＵＥの識別情報を新たに追加する場合、該ＵＥに紐づく保証無線帯域の欄には０Ｍｂｐｓ（ベストエフォート）、若しくは、所定の初期値を設定する。

そして保持部１１は、例えばアクセス回数の多い順に優先的に無線帯域を割り当てるＵＥの優先順位を決定する。

なお、無線区間の無線リソースは有限であるため全てのＵＥに対し無線帯域の割り当てを保証するのは困難である。よって、ＵＥの優先順位には所定の閾値を設け、特定のＵＥにのみ無線帯域の割り当てを保証することが望ましい。所定の閾値は、固定値でもよいし、例えば無線区間の無線リソースの使用状況に応じて変動させてもよい。無線リソースの使用状況に基づき所定の閾値を変動させることにより、無線リソースが不足する状況を抑制することができる。

そして、無線基地局１０の制御部１２は、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、前記決定された優先順位に応じて、所定のＵＥに、当該保証無線帯域まで無線帯域の割り当てを保証する。（ステップＳ３０２）。

そして算出部１３は、ＵＥの保証無線帯域を、無線基地局１０が過去に割り当てた無線帯域と、過去に無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて算出する（ステップＳ３０３）。

なお、保証無線帯域の算出方法については、第１、第２の実施形態の記載と同様なので、ここでは説明を省略する。

また、第３の実施形態では、ＵＥに無線帯域の割り当てを保証した（Ｓ３０２）後に、保証無線帯域を算出（Ｓ３０３）としたが、Ｓ３０３の動作は、Ｓ３０１の前であってもよい。無線基地局１０はＵＥに無線帯域を割り当てるたびに、Ｓ３０１〜Ｓ３０３の動作を繰り返すためである。Ｓ３０３の動作を、Ｓ３０１の前に行う場合は、図７に示す保持テーブルの保証無線帯域を保持する欄の代わりに、又は加えて、過去に割り当てた無線帯域と過去の保証無線帯域を保持する欄を設けると良い。なぜなら、前述の通り、保証無線帯域の算出には、過去に割り当てた無線帯域と過去の保証無線帯域が必要なためである。

第３の実施形態では、無線基地局１０の保持部１１は、算出した保証無線帯域に加えて、ＵＥの無線基地局へのアクセス回数をＵＥの識別情報に紐付けて保持し、該アクセス回数に応じて、優先的に無線帯域を割り当てるＵＥの優先順位を決定している。そして制御部１２は、決定された優先順位に応じて、所定のＵＥに無線帯域の割り当ての保証を行っている。そのため、所定のＵＥに優先的な取扱いをすることができる。

なお、第３の実施形態では、アクセス回数に応じてＵＥの優先順位を決定したが、算出した保証無線帯域に応じてＵＥの優先順位を決定してもよいし、アクセス回数及び保証無線帯域の両方に応じて優先順位を決定してもよい。例えば、アクセス回数が多く、且つ算出した保証無線帯域が少ない順にＵＥの優先順位を決定すれば、よく利用するユーザに優先的な取扱いをすることができ、且つ特定ユーザによる無線リソースの占有を防ぐことができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態における無線基地局は、保証無線帯域及びアクセス回数を所定の時間帯ごとに保持し、この所定の時間帯ごとに、優先的に無線帯域の割り当てを保証するＵＥの優先順位を異ならせる。

第４の実施形態による無線基地局１０の構成は、第２の実施形態の無線基地局と同様の構成であるが、第１の実施形態の無線基地局を用いてもよい。その場合、保証無線帯域の算出は、保持部１１にて行うか、ネットワークで接続された他のノード（サーバ）が行い、無線基地局１０が受け取って保持する構成が考えられる。

無線基地局１０の保持部１１は、所定の時間帯ごとにＵＥの識別情報、該ＵＥに優先的な無線帯域の割り当てを行う保証無線帯域、及び該ＵＥの無線基地局１０へのアクセス回数を保持する。例えば、図９のような１時間ごとにＵＥの情報を集計したテーブルを複数備えてもよい。

制御部１２は、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、保持部１１に保存されたアクセス回数に基づくＵＥの優先順位及びＵＥに優先的な無線帯域の割り当てを保証する保証無線帯域を、無線帯域を割り当てる時刻に対応する時間帯のテーブルから取得する。そして、取得した情報に基づき、所定のＵＥに優先的な無線帯域の割り当てを保証する。

図１０は、第４の実施形態による無線基地局１０の動作の一例を示したフローチャートである。以下、図１０を参照しながら、無線基地局１０の動作を説明する。

無線基地局１０の保持部１１は、ＵＥが無線基地局にアクセスしてきた際に、アクセスした時刻が属する所定の時間帯に対応するテーブルを検索する（ステップＳ４０１）。

続いて、検索したテーブル内の、ＵＥの識別情報に紐づくアクセス回数が保持された欄に、ＵＥの無線基地局１０へのアクセス回数を加算する（ステップＳ４０２）。そして、保持部１１は、該アクセス回数に応じて、当該所定の時間帯に優先的に無線帯域を割り当てるＵＥの優先順位を決定する（ステップＳ４０３）。

なお、当該所定の時間帯におけるＳ４０２、Ｓ４０３の具体的な動作は、第３の実施形態におけるステップＳ３０１と同様なので、ここでは説明を省略する。

制御部１２は、ＵＥに無線帯域を割り当てる際に、該ＵＥが無線基地局へアクセスした時刻の属する時間帯に対応するテーブルにおいて決定された優先順位に応じて、所定のＵＥに、当該保証無線帯域まで無線帯域の割り当てを保証する。（ステップＳ４０４）。

そして算出部１３は、ＵＥの保証無線帯域を、無線基地局１０が過去に割り当てた無線帯域と、過去に無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて算出する（ステップＳ４０５）。

なお、保証無線帯域の算出方法については、第１、第２の実施形態の記載と同様なので、ここでは説明を省略する。

また、第３の実施形態と同様に、ＵＥの優先順位には所定の閾値を設け、特定のＵＥにのみ無線帯域の割り当てを保証することが望ましい。所定の閾値は、固定値でもよいし、例えば無線区間の無線リソースの使用状況に応じて変動させてもよい。無線リソースの使用状況に基づき所定の閾値を変動させることにより、無線リソースが不足する状況を抑制することができる。

第４の実施形態では、保証無線帯域及びアクセス回数を所定の時間帯ごとに保持し、該所定の時間帯ごとに、優先的に無線帯域の割り当てを保証するＵＥの優先順位を異ならせている。そのため、所定の時間帯によって、異なるＵＥに優先的に無線帯域の割り当てを保証することができる。このことは例えば、特定の時間帯に特定のユーザが良く利用するエリア、例えば通勤・通学経路を自セルに含む無線基地局とユーザがＵＥを介して無線通信を行う場合に、特に有効的である。

（第５の実施形態）
第１の実施形態から第４の実施形態では、無線基地局内の構成部が、ＵＥに優先的な割り当てを保証する無線帯域である保証無線帯域を算出し、算出した保証無線帯域までは、ＵＥに優先的に無線帯域の割り当て可能となるように制御する実施形態を説明した。第５の実施形態では、当該保証無線帯域の算出を無線基地局とネットワークを介して接続された他のノード（サーバ）が行う。

本実施形態における無線通信ネットワークの構成を図１１に示す。無線基地局１０は、ＵＥ２０と無線通信可能に接続される。また、無線基地局１０は、所定のノード４０とも所定のネットワーク３０を介して通信可能に接続される。ノード４０とは、例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の無線通信ネットワークであれば、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｏｌｌｅｒ）であってもよい。また、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式であれば、ネットワーク３０をＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｒｅ）、ノード４０をＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｉｙ）や、ＳＡＥ−ＧＷ（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｇａｔｅｗａｙ）としてもよい。なお、ノード４０及びネットワーク３０はこれらの記載に限定されるものではない。例えば、ノード４０を、コアネットワーク内に設けられる他の装置としてもよい。また図１１を、コアネットワークなどの記載を省略した図とすれば、ネットワーク３０をＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網とし、ノード４０をＩＰ網内に備えられたサーバとしてもよい。

図１２は、第５の実施形態によるノード４０の構成の一例を示した図である。

図１２では、ノード４０に含まれる機能ブロックのうち、特に本実施形態に関連する構成要素のみを示している。すなわち、ノード４０は、図示していないが、ノード４０をコアネットワーク内に備えられたＭＭＥや、ＩＰ網内に備えられたサーバなどとして機能させるための機能ブロックを含んでいる。

ノード４０の算出部４１は、無線基地局１０からＵＥ２０への優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を算出する。

なお、保証無線帯域の算出は、種々の方法で行われ得るが、第１の実施形態、第２の実施形態で説明したので、ここでは省略する。

図１３は、第５の実施形態によるノード４０の動作の一例を示したフローチャートである。以下、図１３を参照しながら、ノード４０の動作を説明する。

ノード４０の算出部４１は、無線基地局１０から、ＵＥ２０に実際に割り当てた無線帯域を、ネットワーク３０を介して受信し、当該無線帯域に基づいて保証無線帯域を算出し、当該保証無線帯域を無線基地局１０へ通知する（ステップＳ５０１）。

Ｓ５０１の詳細例を説明する。ノード４０は、無線基地局１０からＵＥ２０への無線帯域の割り当てが終了した後に無線基地局１０から所定のプロトコルを用いて送信された、当該無線帯域の情報を受信する。この際、第３、第４の実施形態における無線基地局１０の保持部１１内に備えられた保持テーブルをノード内に設けて、当該無線帯域を当該ＵＥ２０の識別情報と紐付けて保持してもよい。そして算出部４１は、受信した無線帯域と、無線基地局１０が当該無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて、ＵＥ２０への優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を算出する。ノード４０は、算出した保証無線帯域を当該ＵＥ２０の識別情報と併せて無線基地局１０へ通知する。

その後、無線基地局１０は、例えば第１の実施形態のように、無線基地局内に備えらえた制御部が、通知された保証無線帯域までは、当該ＵＥ２０に優先的に無線帯域の割り当てを保証する。

なお、無線基地局１０からＵＥ２０へ割り当てた無線帯域を、ノード４０が無線基地局１０から受信するタイミングは、ＵＥ２０への無線帯域の割り当てが終了した後であれば、直後でもよいし、次に無線基地局１０がＵＥ２０へ無線帯域を割り当てる際でもよい。

後者の場合は、ＵＥ２０へ無線帯域を割り当てる際に、ノード４０から無線基地局１０へ保証無線帯域を通知するよう、無線基地局１０がノード４０へ要求すればよい。

また、本実施形態では、無線基地局１０とネットワーク３０を介して接続されたノード４０が無線帯域の情報の管理及び保証無線帯域の算出を行ったが、既存の無線基地局１０に、本実施形態の算出部４１を備える態様としてもよい。

本実施形態では、無線基地局外のノードが無線帯域の情報の管理及び保証無線帯域の算出を行い、無線基地局へ通知した。そのため、既存の無線基地局の設備を更新することなく、本発明を適用することができる。

また、上記の無線基地局は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の無線基地局の制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。
非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）を含む。また、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ − Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗを含む。また、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ））、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。
また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

また、上述した各実施の形態は、適宜組み合わせて実施されることが可能である。また、本発明は、上述した各実施の形態に限定されず、様々な態様で実施されることが可能である。

なお、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
無線端末と無線通信を行う無線基地局であって、
前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を、前記無線端末の識別情報と紐付けて保持する保持手段と、
前記無線端末に対し、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う制御手段と、を有する無線基地局。
（付記２）
前記保持手段は、前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域と、前記過去に無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を保持する、付記１記載の無線基地局。
（付記３）
前記保証無線帯域を算出する算出手段をさらに有する、付記１または２に記載の無線基地局。
（付記４）
前記保持手段は、前記無線端末の前記無線基地局へのアクセス回数を、前記無線端末の識別情報にさらに紐づけて保持し、
前記アクセス回数に応じて、前記優先的に無線帯域を割り当てる前記無線端末の優先順位を決定し、
前記制御手段は、前記優先順位に基づき、所定の無線端末に対し、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域の割り当てを可能とする付記１から３のいずれかに記載の無線基地局。
（付記５）
前記保持手段は、所定の時間帯ごとに前記無線端末の前記無線基地局へのアクセス回数を保持し、前記所定の時間帯に応じて、前記無線端末の優先順位を異ならせる付記４記載の無線基地局。
（付記６）
前記保持手段は、前記保証無線帯域の値に応じて、前記優先的に無線帯域を割り当てる前記無線端末の優先順位を決定し、
前記制御手段は、前記優先順位に基づき、所定の無線端末に対し、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域の割り当てを可能とする付記１から３のいずれかに記載の無線基地局。
（付記７）
前記保持手段は、所定の時間帯ごとに前記保証無線帯域を保持し、前記所定の時間帯に応じて、前記無線端末の優先順位を異ならせる付記６記載の無線基地局。
（付記８）
前記保持手段は、前記無線基地局の前記無線端末への無線帯域の割り当て状況に応じて、前記無線端末の優先順位を決定する付記３から７のいずれか一項に記載に記載の無線基地局。
（付記９）
無線端末と、前記無線端末と無線通信を行う無線基地局と、前記無線基地局とネットワークを介して接続されるノードを有する通信システムであって、
前記ノードは、
前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域を前記無線基地局から受信し、前記過去に割り当てた無線帯域に基づいて前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を算出し、算出した保証無線帯域を前記無線基地局へ通知し、
前記無線基地局は、
前記ノードから受信した前記保証無線帯域を、前記無線端末の識別情報と紐付けて保持し、前記無線端末に対して、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う
通信システム。
（付記１０）
無線端末と無線通信を行う無線基地局とネットワークを介して接続されるノードであって、
前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域を前記無線基地局から受信し、
前記過去に割り当てた無線帯域に基づいて前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を算出し、
算出した保証無線帯域を前記無線基地局へ通知するノード。
（付記１１）
無線端末と無線通信を行う無線基地局の制御方法であって、
前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域までは、前記無線端末に優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う無線基地局の制御方法。
（付記１２）
無線端末と無線通信を行う無線基地局とネットワークを介して接続されるノードの制御方法であって、
前記無線基地局の前記無線端末への優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を、前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域基づいて算出し、前記無線基地局へ通知する、ノードの制御方法。
（付記１３）
無線端末と無線通信を行う無線基地局の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域までは、前記無線端末に優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う無線基地局の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
（付記１４）
無線端末と無線通信を行う無線基地局とネットワークを介して接続されるノードの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記無線基地局の前記無線端末への優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を、前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた無線帯域基づいて算出し、前記無線基地局へ通知する、ノードの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１３年１２月９日に出願された日本出願特願２０１３−２５３８３１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０ 無線基地局
１１ 保持部
１２ 制御部
１３ 算出部
２０ ＵＥ
３０ ネットワーク
４０ ノード
４１ 算出部

Claims (10)

1. 無線基地局が無線端末に過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域であり、前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域が大きくなるほど大きくなる保証無線帯域を、前記無線端末の識別情報と紐付けて保持する保持手段と、
   前記無線端末に対し、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う制御手段と、を有する無線基地局。
2. 前記保持手段は、前記無線端末に前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域と、前記過去に無線帯域を割り当てた際に優先的に割り当て可能であった保証無線帯域とから、所定の忘却係数を用いて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域である保証無線帯域を保持する、請求項１記載の無線基地局。
3. 前記保証無線帯域を算出する算出手段をさらに有する、請求項１または２に記載の無線基地局。
4. 前記保持手段は、前記無線端末の前記無線基地局へのアクセス回数を、前記無線端末の識別情報にさらに紐づけて保持し、
   前記アクセス回数に応じて、前記優先的に無線帯域を割り当てる前記無線端末の優先順位を決定し、
   前記制御手段は、前記優先順位に基づき、所定の無線端末に対し、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域の割り当てを可能とする請求項１から３のいずれかに記載の無線基地局。
5. 前記保持手段は、所定の時間帯ごとに前記無線端末の前記無線基地局へのアクセス回数を保持し、前記所定の時間帯に応じて、前記無線端末の優先順位を異ならせる請求項４記載の無線基地局。
6. 前記保持手段は、前記無線基地局の前記無線端末への無線帯域の割り当て状況に応じて、前記無線端末の優先順位を決定する請求項４または５に記載に記載の無線基地局。
7. 無線端末と、前記無線端末と無線通信を行う無線基地局と、前記無線基地局とネットワークを介して接続されるノードと、を有し、
   前記ノードは、
   前記無線基地局が前記無線端末に過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域を前記無線基地局から受信し、前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域に基づいて前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域であり、前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域が大きくなるほど大きくなる保証無線帯域を算出し、算出した保証無線帯域を前記無線基地局へ通知し、
   前記無線基地局は、
   前記ノードから受信した前記保証無線帯域を、前記無線端末の識別情報と紐付けて保持し、前記無線端末に対して、前記保証無線帯域までは優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う
   通信システム。
8. 無線基地局が無線端末に過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域を前記無線基地局から受信し、
   前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域に基づいて前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域であり、前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域が大きくなるほど大きくなる保証無線帯域を算出し、
   算出した保証無線帯域を前記無線基地局へ通知するノード。
9. 無線基地局が無線端末に過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域であり、前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域が大きくなるほど大きくなる保証無線帯域までは、前記無線端末に優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う無線基地局の制御方法。
10. コンピュータに
    無線基地局が無線端末に過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域に基づいて算出された、前記無線端末に優先的な割り当てが可能な無線帯域であり、前記過去に割り当てた所定の間隔ごとの無線帯域が大きくなるほど大きくなる保証無線帯域までは、前記無線端末に優先的に無線帯域を割り当てる制御を行う無線基地局の制御を実行させるためのプログラム。

Images