JP6403163B2 - Wireless communication system, resource control method thereof, and base station apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、様々な仕様のセルを用いた無線通信アクセスサービスを提供する事業者が、無線通信アクセスサービスを利用する端末に対して各セルのリソースを制御する技術に関する。 The present invention relates to a technology in which a provider that provides a wireless communication access service using cells of various specifications controls resources of each cell for a terminal that uses the wireless communication access service.
スマートフォン等の無線通信を利用する端末の普及により、無線通信のデータトラフィックが増大しており、無線通信システムにおける通信速度の向上、無線通信容量の拡大が求められている。 With the spread of terminals using wireless communication such as smartphones, data traffic of wireless communication is increasing, and improvement of communication speed and expansion of wireless communication capacity in a wireless communication system are required.
従来から、異なる複数の周波数帯を同時に組み合わせて使用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現する無線通信技術として、非特許文献１（３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００）に記載のＬＴＥ（Long Term Evolution）におけるキャリアアグリゲーション（Carrier Aggregation）やデュアルコネクティビティ（Dual Connectivity）が示されている。キャリアアグリゲーションについては、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において規定されており、既に実用化されている。 Conventionally, LTE (described in 3GPP TS36.300) described in Non-Patent Document 1 (3GPP TS36.300) has been proposed as a wireless communication technology that improves communication speed and expands wireless communication capacity by simultaneously using a plurality of different frequency bands. Long term evolution (Carrier Aggregation) and Dual Connectivity (Dual Connectivity) are shown. Carrier aggregation is defined in 3GPP (3rd Generation Partnership Project) and has already been put into practical use.
キャリアアグリゲーションで組み合わせて使用する周波数ブロックのことをＣＣ（Component Carrier）と呼び、ＣＣにはＰＣＣ（Primary Component Carrier）とＳＣＣ（Secondary Component Carrier）がある。基地局から端末への接続パラメータの報知、モビリティ測定の制御、端末から基地局へのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔ、端末へのハンドオーバ指示等の無線リソースの制御を行うＲＲＣ（Radio Resource Control）プロトコルは、ＰＣＣを提供するＰＣｅｌｌ（Primary Cell）を用いて行われ、他の一つ以上のＳＣＣの端末に提供するＳＣｅｌｌ（Secondary Cell）の追加に関する手順が実施される（非特許文献２）。ＳＣｅｌｌの追加、削除については、端末の品質測定情報の報告に基づき基地局が決定する。端末へのセルのリソース割り当てについては、複数の端末から通知される無線受信品質を示すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を基に、ＲＢ（Resource Block）単位で各端末に割り当てる。 A frequency block used in combination in carrier aggregation is called CC (Component Carrier), and CC includes PCC (Primary Component Carrier) and SCC (Secondary Component Carrier). RRC (Radio Resource Control) protocol for controlling radio resources such as reporting of connection parameters from the base station to the terminal, control of mobility measurement, measurement report from the terminal to the base station, and handover instruction to the terminal provides PCC This procedure is performed using a PCell (Primary Cell), and a procedure for adding an SCell (Secondary Cell) to be provided to one or more other SCC terminals is performed (Non-Patent Document 2). The addition or deletion of the SCell is determined by the base station based on the report of the quality measurement information of the terminal. Cell allocation to terminals is allocated to each terminal in units of RB (Resource Block) based on CQI (Channel Quality Indicator) indicating radio reception quality notified from a plurality of terminals.
非特許文献１（Ａｎｎｅｘ Ｊ）には、複数のセルによるキャリアアグリゲーションの構成シナリオが示されている。基地局は複数のセル（ＰＣｅｌｌと複数のＳＣｅｌｌを提供することが可能であるが、多くの通信トラフィックがあって混雑が予想されるエリアには、光ファイバなどを使って基地局から離れた場所に設置した基地局アンテナ装置であるＲＲＨ（Remote Radio Head）を用いてセルを提供する構成方法もある。 Non-Patent Document 1 (Annex J) shows a carrier aggregation configuration scenario using a plurality of cells. The base station can provide multiple cells (PCell and multiple SCells, but in areas where there is a lot of communication traffic and congestion is expected, use a place away from the base station using optical fiber etc. There is also a configuration method in which a cell is provided using an RRH (Remote Radio Head) which is a base station antenna device installed in the network.
３つ以上のセルを用いてキャリアアグリゲーションを実現する際の構成の一例を図１８に示す。セル１は無線の受信可能サービス範囲（カバレッジ）が広範囲（マクロ）の無線アクセスを端末に提供するＰＣｅｌｌである。
FIG. 18 shows an example of a configuration for realizing carrier aggregation using three or more cells. The
セル２、セル３、セル４は、それぞれ異なるカバレッジの無線アクセスを端末に提供するＳＣｅｌｌであり、カバレッジの相対的な違いにより、カバレッジが広い順にマクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルと呼ぶ。カバレッジが比較的狭いセルをスモールセルと呼ぶこともある。キャリアアグリゲーションでは、１つの基地局が提供する複数のセルを同時に組み合わせて端末が使用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現する。一方、デュアルコネクティビティでは、複数の基地局が提供する複数のセルを同時に組み合わせて端末が使用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現する。図１８では、端末Ｃはセル１、セル３、セル４のカバレッジ内にいて、それらのセルを同時に組み合わせて使用することができる。
特許文献１には、キャリアアグリゲーション導入時に、スモールセルにおけるトラフィックの偏りを分散させるため、端末のスモールセルの選択、変更を、各セルの混雑状況と通信品質に基づいて実施することが示されている。
各セルの無線の周波数帯については、現在３．５ＧＨｚ帯以下の比較的低い周波数帯が使われており、通信事業者は免許が必要な周波数帯を主に用いて無線通信サービスを提供されているが、非特許文献３などが示すように５ＧＨｚ帯等の免許不要の周波数帯（Unlicensed Spectrum）と免許が必要な周波数帯と組み合わせて利用するＬＡＡ（Licensed Assisted Access）が３ＧＰＰにおいて検討されている。キャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティの技術を用いて、免許が必要な周波数帯だけでなく、免許不要の周波数帯を組み合わせて利用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現することが示されている。
As for the radio frequency band of each cell, a relatively low frequency band of 3.5 GHz or less is currently used, and communication carriers are provided with radio communication services mainly using frequency bands that require a license. However, as shown in Non-Patent
非特許文献４などでは、３０〜３００ＧＨｚのミリ波と呼ばれる高い周波数帯についても利用が検討されている。ミリ波の周波数帯はカバレッジは狭いが、特定の場所で数Ｇｂｐｓ以上の高速な通信サービスを提供することが可能となる。ミリ波等の高周波数帯のフェムトセルを組み合わせて利用することにより、通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現することが示されている。 In Non-Patent Document 4 and the like, utilization is also considered for a high frequency band called a millimeter wave of 30 to 300 GHz. Although the millimeter-wave frequency band has a narrow coverage, it is possible to provide a high-speed communication service of several Gbps or more at a specific location. It has been shown that by using a combination of femtocells in high frequency bands such as millimeter waves, communication speed can be improved and wireless communication capacity can be increased.
以上に示す技術を用いて、周波数帯、免許の要否、通信速度、カバレッジ、共用する端末数などの特徴が異なるセルを同時に組み合わせて、あるいは単独で使用することにより、無線通信システムにおける通信速度の向上、無線通信容量の拡大を実現することができる。 Using the technologies described above, the communication speed in a wireless communication system can be achieved by combining cells with different characteristics such as frequency band, necessity of license, communication speed, coverage, number of shared terminals, etc. at the same time or using them alone. Improvement of the wireless communication capacity can be realized.
複数のセルをキャリアアグリゲーションやデュアルコネクティビティにより利用可能な端末は、複数のセルのうち一つが混雑している且つ最高速度が低速である場合であっても他のセルが混雑していない且つ最高速度が高速である場合には高速通信を行うことができる。しかし、混雑している且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末は高速通信を行うことができない。例えば、図１８を用いて説明すると、セル１が混雑している且つ最高速度が低速である場合でも他のセル３やセル４が混雑していない且つ最高速度が高速なセルである場合、端末Ｂや端末Ｃは高速通信を行うことができるが、セル１しか利用できないエリアにいる端末Ａは低速な通信になってしまう課題がある。一般的に、マクロセルのように比較的広い範囲のカバレッジを提供するセルは共用する端末数が多く、低い無線周波数帯を用いて無線通信サービスを提供しているため通信速度が低くなることがある。一方、フェムトセルのように比較的狭い範囲のカバレッジを提供するセルは、屋内などで無線アクセスサービスを提供することが多く、共用する端末数が少なく、高い無線周波数帯を使って提供しているため通信速度が高くなることがある。
A terminal that can use multiple cells by carrier aggregation or dual connectivity is one in which multiple cells are congested and the maximum speed is low, but other cells are not congested and the maximum speed Can be communicated at high speed. However, a terminal that is busy and can only use a cell whose maximum speed is low cannot perform high-speed communication. For example, referring to FIG. 18, if the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、混雑しており且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末装置であっても、通信速度を改善することができる無線通信システム及びそのリソース制御方法、並びに、基地局装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the communication speed even in a terminal device that can use only cells that are congested and whose maximum speed is low. A wireless communication system, a resource control method thereof, and a base station apparatus are provided.
上記目的を達成するために、本願発明は、１つ以上のセルを形成・管理する基地局装置と、基地局装置に収容される端末装置とを備えた無線通信システムにおいて、前記基地局装置又は複数の基地局装置を集約管理する無線ネットワーク制御装置は、各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、前記端末装置は、各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するセルリソース制御手段を備え、前記リソース判断手段は、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を前記セルリソース制御手段に送信し、前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信した各セルの仕様情報に基づいて各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信し、前記リソース判断手段は、前記セルリソース制御手段から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を前記セルリソース制御手段に送信し、前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信したリソース割当情報に基づき通信制御を実施することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a base station apparatus that forms and manages one or more cells and a terminal apparatus accommodated in the base station apparatus. A radio network controller that centrally manages a plurality of base station apparatuses includes a storage unit that stores specification information of each cell and congestion status information of each cell, and a resource determination unit that determines a resource of each cell to be allocated to a terminal device The terminal device includes a cell resource control unit that generates a resource request for each cell and transmits the resource request to the resource determination unit, and the resource determination unit includes specification information of each cell stored in the storage unit Is transmitted to the cell resource control means, and the cell resource control means transmits the resource of each cell based on the specification information of each cell received from the resource determination means. A request is generated and transmitted to the resource determination means, and the resource determination means is based on the resource request of each cell received from the cell resource control means and the congestion status information of each cell stored in the storage means. The resource of the cell to be allocated to the device is determined, and the determined resource allocation information is transmitted to the cell resource control means, and the cell resource control means performs communication control based on the resource allocation information received from the resource determination means It is characterized by doing.
本発明によれば、セルの混雑状況及び端末装置からのセルリソース要求情報に基づいて基地局装置が各端末装置に割り当てるセルリソースが決定されるので、セルリソースの利用効率を最適化することができる。これにより、混雑しており且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末装置であっても、通信速度を改善することができる。 According to the present invention, since the cell resource allocated to each terminal device by the base station device is determined based on the congestion status of the cell and the cell resource request information from the terminal device, the utilization efficiency of the cell resource can be optimized. it can. Thereby, even if it is a terminal device which can use only the cell which is crowded and the maximum speed is low, the communication speed can be improved.
本発明の一実施の形態に係るシステムについて無線通信システムについて図面を参照して説明する。図１は無線通信システムの全体構成図である。 A radio communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wireless communication system.
本発明に係る無線通信システムは、図１に示すように、ＥＰＣなどのパケットコアネットワーク１００と、パケットコアネットワーク１００に収容された複数の基地局２００と、基地局２００に収容される移動局である端末３００とを備えており、パケットコアネットワーク１００はＰＤＮ（Packet Data Network）などの外部のＩＰサービスネットワーク９００と接続している。
As shown in FIG. 1, the wireless communication system according to the present invention includes a
基地局２００は、ＬＴＥのｅＮＢだけでなく、複数の無線基地局を集約管理する無線ネットワーク制御装置であってもよい。少なくとも１つ以上の基地局２００は、受信可能サービス範囲が異なる複数のセルを形成・管理するとともに、複数のセルを用いたキャリアアグリゲーションを移動局である端末に提供可能である。
The
本発明では、図１に示すように、基地局２００は、（１）各セルの仕様情報を管理する機能、（２）各セルの混雑状況を管理する機能、（３）端末３００からのセルリソース要求に対して割り当てを実施する機能、（４）セルリソースの割当を混雑状況の変化により更新する機能を有する。一方、端末３００は、（１）端末のセルリソース要求情報表を管理する機能、（２）セルリソースの要求／更新要求を実施する機能を有する。
In the present invention, as shown in FIG. 1, the
本発明の概要は以下のとおりである。すなわち、基地局２００が端末３００に対して提供する各セルの仕様情報を送信する。端末３００は基地局２００から受信する各セルの仕様情報から各セルのリソース要求を生成し、基地局２００に送信する。基地局２００は端末３００から受信するセルリソース要求情報とセルの混雑状況情報から各セルリソースの割当を判断、実施し、セルリソース割当結果情報を端末３００に送信する。端末３００は基地局２００から受信するセルリソース割当結果情報に基づき、端末３００上の各アプリケーションの通信制御を実施する。以下、本発明の詳細について説明する。
The outline of the present invention is as follows. That is, the
本発明を実施する際の基地局の機能ブロックを図２に示す。図２に示すように、基地局２００は、複数のセルを構築するためのセルＸ無線送信部２１１及びセルＸ無線受信部２１２と、セルリソース割当判断部２２０と、セル仕様情報記憶部２３１と、セルリソース混雑状況記憶部２３２と、端末セルリソース要求情報記憶部２３３と、セルリソース割当情報記憶部２３４とを備えている。
FIG. 2 shows functional blocks of the base station when implementing the present invention. As illustrated in FIG. 2, the
セルＸ無線送信部２１１は、セルＸの無線信号を送信する回路を持ち、端末３００に無線信号を送信する。セルＸ無線受信部２１２は、セルＸの無線信号を受信する回路を持ち、端末３００から無線信号を受信する。セルＸ無線送信部２１１およびセルＸ無線受信部２１２は、同一の場所に実装されていることもあるが、前述のＲＲＨによりそれぞれ遠隔に実装することもある。
The cell X
セルリソース割当判断部２２０は、セル仕様情報記憶部２３１と連携し、端末３００に提供するセルの仕様情報を通知するメッセージを生成し、セルリソース混雑状況記憶部２３２と連携し、端末３００からのセルリソース要求に対して端末３００へのセルリソース割当を判断・実施する。
The cell resource
また、セルリソース割当判断部２２０は、端末３００からのセルリソース要求の情報を端末セルリソース要求情報記憶部２３３に記憶させ、セルリソース状況が混雑状態から緩和した際に、端末３００からのセルリソース要求の情報を参照し、各端末３００へのセルリソース割当の判断・実施を再度行う。
In addition, the cell resource
また、セルリソース割当判断部２２０は、各端末３００へのセルリソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部２３４に記憶させ、セルリソース状況が混雑状態になった際に、セルリソース割当結果情報を参照し、各端末３００へのセルリソースの判断・実施を再度行う。
Also, the cell resource
セル仕様情報記憶部２３１は、基地局２００の配下に形成される各提供セルの仕様情報を保持するものであり、このセル仕様情報は後述するように基地局２００から端末３００に送信される。セル仕様情報記憶部２３１で管理されるセル仕様情報の一例を図３に示す。図３（ａ）は詳細版の一例、図３（ｂ）は簡易版の一例である。
The cell specification
セル仕様情報のうちセル識別子は、例えば非特許文献に示されるＰｈｙｓｉｃａｌＣｅｌｌＩＤであり、端末３００が同時に利用するセルを選択する際にセルを識別できるものとする。最大通信速度は、各セル識別子に対応するセルの通信速度を示すものであるが、直接通信速度を示すものでなくても、絶対無線周波数チャネル番号（Absolute radio-frequency channel number）など最大通信速度を推定可能な無線周波数帯を示す情報を代わりに用いてもよい。カバレッジは、無線の受信可能サービス範囲を示し、マクロセル、マイクロセル、ピコセルなどの受信可能サービス範囲の違いをおおよそ示す識別子であってもよいし、受信可能サービス範囲を半径［ｍ］や直径［ｍ］や面積［ｍ２］を表す値であってもよいし、セルの電力［Ｗ］やＭＣＬ（Minimum Coupling Loss: 最小結合損失）［ｄＢ］など間接的に受信サービス範囲を示す値であってもよい。価格は、端末が各セルを利用する際に利用者が支払わなければならない通信量あたりの価格［円／ｂｙｔｅ］や各セルの相対的な価格の違いを示す識別子（安値、中値、高値）などを示す。なお、価格の高値、中値、安値については、通信事業者が従量課金制ではなく通信量制限値を設定してサービス提供している場合には、通信量制限値の閾値が低閾値、中閾値、高閾値に相当すると考えてもよい。また、通信量制限値は、端末が各セルを利用する際に通信事業者が設定している閾値であり、本閾値を超えると通信速度が低下するなどの通信制限が行われる。 The cell identifier in the cell specification information is, for example, PhysicalCellID shown in non-patent literature, and can be identified when the terminal 300 selects a cell to be used simultaneously. The maximum communication speed indicates the communication speed of the cell corresponding to each cell identifier. Even if it does not indicate the direct communication speed, the maximum communication speed such as an absolute radio frequency channel number (Absolute radio-frequency channel number) can be used. Alternatively, information indicating a radio frequency band that can be estimated may be used. The coverage indicates a wireless receivable service range, and may be an identifier that roughly indicates a difference in a receivable service range such as a macro cell, a micro cell, or a pico cell, and the receivable service range may be a radius [m] or a diameter [m. ] Or an area [m 2 ] value, or a value indicating the reception service range indirectly such as cell power [W] or MCL (Minimum Coupling Loss) [dB]. Also good. The price is an identifier (low price, medium price, high price) that indicates the price per unit of communication [yen / byte] that the user must pay when using each cell, and the relative price difference of each cell. Etc. Note that for high, medium, and low prices, the threshold for the traffic limit value is set to the low threshold, medium, and lower if the service provider provides the service by setting the traffic limit value instead of pay-per-use. It may be considered that it corresponds to a threshold and a high threshold. The communication amount limit value is a threshold set by a communication carrier when the terminal uses each cell, and communication limit such as a decrease in communication speed is performed when the threshold is exceeded.
セルリソース混雑状況記憶部２３２は、基地局２００の配下に形成される各提供セルのリソース混雑状況を記憶するものである。セルリソース混雑状況記憶部２３２で管理されるセルリソース混雑状況情報の一例を図４に示す。セルリソース混雑状況情報は、セルを利用している端末数、各端末３００に割り当てているリソース量などから算出できる値であり、各セルのリソース混雑状況を示す値である。
The cell resource congestion
端末セルリソース要求情報記憶部２３３は、端末セルリソース要求情報を保持するものであり、各端末３００から過去にどのような要求があったかを示すために保持されている。端末セルリソース要求情報記憶部２３３で管理される端末セルリソース要求情報の一例を図５に示す。
The terminal cell resource request
端末セルリソース要求情報は、端末３００を識別する識別子と、端末３００が各セルリソースをどの程度要求するのかを表す値とを含み、各端末３００が各セルのリソースをどの程度要求したのかを管理できる。どの程度要求するかを表す値は、通信速度、リソースブロック数、通信帯域使用率、リソースブロック使用率等である他、これらの値を大まかに対応付けた別の値であってもよい。図５の具体例は、通信速度に対応付けた４段階の値（０は０Ｍｂｐｓ、１は０〜１Ｍｂｐｓ、２は１〜１００Ｍｂｐｓ、３は１００Ｍｂｐｓ以上）で管理している例である。 The terminal cell resource request information includes an identifier for identifying the terminal 300 and a value indicating how much the terminal 300 requests each cell resource, and manages how much each terminal 300 requests each cell resource. it can. The value indicating how much is requested is not only the communication speed, the number of resource blocks, the communication band usage rate, the resource block usage rate, etc., but may also be another value that roughly associates these values. The specific example of FIG. 5 is an example in which management is performed with four-level values associated with the communication speed (0 is 0 Mbps, 1 is 0 to 1 Mbps, 2 is 1 to 100 Mbps, and 3 is 100 Mbps or more).
セルリソース割当情報記憶部２３４は、端末３００に実際割り当てたリソース量、及び／又は、リソース要求に対して満額割り当てたか否かを示すセルリソース割当情報を保持するものである。セルリソース割当情報記憶部２３４で管理するセルリソース割当情報の一例を図６に示す。
The cell resource allocation
セルリソース割当情報は、端末３００を識別する識別子と、基地局２００が端末３００に各セルリソースをどの程度割り当てているのかを示す値とを含む。どの程度割り当てたかを表す値は、通信速度、リソースブロック数、通信帯域使用率、リソースブロック使用率等である他、これらの値を大まかに対応付けた別の値であってもよい。図６の具体例は、通信速度に対応付けた４段階の値（０は０Ｍｂｐｓ、１は０〜１Ｍｂｐｓ、２は１〜１００Ｍｂｐｓ、３は１００Ｍｂｐｓ以上）で管理している例である。また、図６の例では、セルリソース割当情報は、リソース要求に対して満額割り当てたか否かを示すフラグを含む。なお、図６の例に示すように、各セルについてセルリソース割当情報を集計することにより、セルリソース混雑状況を算出することもできる。
The cell resource allocation information includes an identifier for identifying the terminal 300 and a value indicating how much each cell resource is allocated to the terminal 300 by the
次に、本発明を実施する際の端末３００の機能ブロックを図７に示す。端末３００は、図７に示すように、無線送信部３１１と、無線受信部３１２と、セルリソース制御部３２０と、端末アプリケーション制御部３３０と、端末セルリソース要求記憶部３４１と、セルリソース割当情報記憶部３４２とを備えている。端末３００は、キャリアアグリゲーション、デュアルコネクティビティに対応しており、カバレッジの異なる複数のセルを使った同時通信が可能である。
Next, FIG. 7 shows functional blocks of the terminal 300 when implementing the present invention. As illustrated in FIG. 7, the terminal 300 includes a
無線送信部３１１は無線信号を送信する回路を持ち、基地局２００に無線信号を送信する。無線受信部３１２は無線信号を受信する回路を持ち、基地局２００からの無線信号を受信する。
The
セルリソース制御部３２０は、端末セルリソース要求記憶部３４１で記憶される端末セルリソース要求情報に従って、基地局２００に対してセルリソース要求を行うメッセージを作成し、無線送信部３１１に基地局２００へのセルリソース要求のメッセージ送信を指示する。セルリソース制御部３２０は、無線受信部３１２で受信する基地局２００のセルリソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部３４２に記憶するとともに、端末アプリケーション制御部３３０にセルリソースの割当が行われたことを通知する。
The cell
アプリケーション制御部３３０は、端末３００上のアプリケーションの要求に基づき、端末セルリソース要求記憶部３４１にセルリソース要求情報を記憶させる。例えば、端末３００のセルリソースの要求情報は、「通信の緊急性を要しないアプリケーションについて、マクロセルよりもフェムトセルのリソースを多く使う」といった各セルの重みに関する情報である。アプリケーション制御部３３０は、セルリソース割当結果記憶部３４１の情報を参照し、アプリケーションが通信に利用する通信量を制御することができる。
The
端末セルリソース要求情報記憶部３４１は、通信速度、カバレッジ、価格などが異なるセルの仕様に対して、端末３００がどの程度のリソース要求をするのかを示す端末セルリソース要求情報を保持する。図８及び図９に端末セルリソース要求情報の一例を示す。
The terminal cell resource request
図８（ａ）に示す例では、端末セルリソース要求情報は、端末におけるアプリケーション毎に当該アプリケーションの通信で希望するセル特性を管理するものであり、通信速度、カバレッジ、価格などが異なるセル仕様毎に、どの程度のリソース要求をするかの情報を保持している。なお、端末セルリソース要求情報の値は、端末３００で利用するアプリケーション毎に管理されるものであり、当該アプリケーションにより追加、削除、変更が行われる。図８（ｂ）に示す例では、端末セルリソース要求情報は、端末３００が利用する各アプリケーションのセルリソース要求情報の最大のセルリソース要求情報の値を管理する。なお、図９にように簡易的な具体例も考えられる。
In the example shown in FIG. 8A, the terminal cell resource request information is for managing cell characteristics desired for communication of the application for each application in the terminal, and for each cell specification having different communication speed, coverage, price, and the like. In addition, information on how much resource request is made is held. Note that the value of the terminal cell resource request information is managed for each application used in the terminal 300, and is added, deleted, or changed by the application. In the example illustrated in FIG. 8B, the terminal cell resource request information manages the value of the maximum cell resource request information of the cell resource request information of each application used by the
次に、本実施の形態に係る無線通信システムの動作について説明する。まず、セルの仕様情報に基づきセルリソース要求を行う際の動作について図１０のシーケンス図を参照して説明する。 Next, the operation of the radio communication system according to the present embodiment will be described. First, the operation when making a cell resource request based on the cell specification information will be described with reference to the sequence diagram of FIG.
図１０に示すように、基地局２００から端末３００に対して、提供セルの仕様情報通知メッセージを送信する（ステップＳ１）。提供セルの仕様情報通知メッセージは、ＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎなどのメッセージを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。また、送信の契機は基地局２００から提供可能なＰＣｅｌｌ、ＳＣｅｌｌに関する情報を報知する際に同時に送信してもよいし、別の契機でもよい。
As shown in FIG. 10, the specification information notification message of the provided cell is transmitted from the
端末３００は、基地局から提供セルの仕様情報を受信すると、提供セルに関する各セルの要求リソース情報を作成し（ステップＳ２）、端末セルリソース要求メッセージを基地局２００に送信する（ステップＳ３）。図１１に提供セルに関する各セルの要求リソース情報作成処理フロー例を示す。図１１の例では、端末３００は、受信した提供セルの仕様情報と端末セルリソース要求情報記憶部３４１に記憶されている端末セルリソース要求情報に基づき、端末セルリソース要求メッセージを作成する。
Upon receiving the specification information of the provided cell from the base station, the terminal 300 creates request resource information of each cell related to the provided cell (step S2), and transmits a terminal cell resource request message to the base station 200 (step S3). FIG. 11 shows an example of a flow of request resource information creation processing for each cell related to the provided cell. In the example of FIG. 11, the terminal 300 creates a terminal cell resource request message based on the received specification information of the provided cell and the terminal cell resource request information stored in the terminal cell resource request
次に、基地局２００は端末３００から端末セルリソース要求メッセージを受信すると、図１２に示す処理フローチャート例に基づき、端末３００へのセルリソース割当を決定する（ステップＳ４）。図１２の例では、基地局２００は、端末から受信した端末セルリソース要求メッセージを端末セルリソース要求情報記憶部２３３に保存するとともに、端末セルリソース要求メッセージとセルリソース混雑状況記憶部２３２に記憶されているセルリソース混雑状況に基づき、リソース混雑状況が閾値以下の場合には要求通りのリソースを割り当て、リソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部２３４に保存する。一方、リソース混雑状況が閾値より大きい場合には、要求未満のリソースを割り当て、リソース割当結果をセルリソース割当情報記憶部２３４に保存する。このとき、要求未満フラグを立てて保存する。なお、図１０では、一部混雑しているセルがあり、端末の要求リソース
未満のリソースを割り当てている場合を例示している。
Next, when the
次に、基地局２００は、図１０に示すように、リソース割当結果としてセルリソース割当メッセージを端末３００に送信する（ステップＳ５）。セルリソース割当メッセージは、ＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 10,
端末３００は、基地局２００からセルリソース割当メッセージを受信すると、セルリソース割当情報をセルリソース割当情報記憶部３４２に保存し、アプリケーション制御部３３０に受信を通知し、各アプリケーションでの通信を制御する（ステップＳ６）。また、端末３００は基地局２００からセルリソース割当メッセージの受信を完了したことを示すメッセージを送信してもよい（ステップＳ７）。セルリソース割当メッセージの受信を完了したことを示すメッセージは、ＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｍｐｌｅｔｅメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。
When receiving the cell resource allocation message from the
次に、端末３００においてセルリソース割当情報のセルに関する端末セルリソース要求情報に変更があった場合の動作について図１３のシーケンス図を参照して説明する。
Next, the operation when the terminal cell resource request information related to the cell of the cell resource allocation information is changed in
端末３００は、セルリソース割当情報のセルに関する端末セルリソース要求情報に変更があった場合、図１４に示す端末の処理フローチャート例に基づき、端末セルリソース更新要求メッセージを作成し（ステップＳ２１）、端末セルリソース更新要求メッセージを基地局２００に送信する（ステップＳ２２）。図１４の例では、端末アプリケーションによる各セルのリソース要求の更新要求があった場合、端末セルリソース要求情報記憶部３４１を参照して、管理情報に変更があったか否かを確認する。そして、管理情報に変更があった場合に、端末セルリソース要求情報記憶部３４１に記憶されている端末セルリソース要求情報に基づき、端末セルリソース更新要求メッセージを作成する。なお、端末セルリソース更新要求メッセージは、ＲＲＣのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｐｏｒｔメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。
When there is a change in the terminal cell resource request information related to the cell of the cell resource allocation information, the terminal 300 creates a terminal cell resource update request message based on the terminal processing flowchart example shown in FIG. 14 (step S21). A cell resource update request message is transmitted to the base station 200 (step S22). In the example of FIG. 14, when there is a resource request update request for each cell by the terminal application, the terminal cell resource request
次に、基地局２００は端末セルリソース更新要求メッセージを受信すると、前述した図１２に示す基地局２００のフローチャート例に基づき、端末３００へのセルリソース割当を決定し（ステップＳ２３）、セルリソース割当更新メッセージを端末に送信する（ステップＳ２４）。セルリソース割当更新メッセージはＲＲＣのＲＲＣＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＲｅｃｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎメッセージなどを用いてもよいし、別のメッセージ、プロトコルを用いてもよい。以降の処理は、前述したセルの仕様情報に基づくセルリソース要求時と同様である（ステップＳ２５〜Ｓ２６）
次に、基地局２００において混雑していたセルの状況が改善し、端末３００の要求リソース通りのリソースを割り当てる場合の動作について図１５のシーケンス図を参照して説明する。
Next, when receiving the terminal cell resource update request message, the
Next, an operation when the situation of a cell that has been congested in
端末３００では、セルリソース割当情報記憶部３４２に保存されたセルリース割当情報に基づき、アプリケーション制御部３３０が各アプリケーションでの通信を制御している（ステップＳ３１）。ここで、基地局２００において混雑していたセルの状況が改善すると、基地局２００は、図１６の処理フロー例により混雑状況変化に伴う処理を実施する（ステップＳ３２）。図１６の例では、基地局２００はセルリソースの混雑状況変化を監視し、セルリソースの混雑状況が新たに閾値を超えた場合には、閾値を超えたセルについて各端末のリソース割当を現在のリソース割当未満に変更する。一方、セルリソースの混雑状況が新たに閾値以下になる場合には、リソース要求未満フラグが立っている端末のセルのリソース割当を、現在のリソース割当以上、且つ端末のリソース要求以下に変更する。基地局２００は、上記処理に係るリソース割当結果情報送信を端末３００に送信する（ステップＳ３３）。以降の処理は、前述したセルの仕様情報に基づくセルリソース要求時と同様である（ステップＳ３４〜Ｓ３５）。
In
以上詳述したように、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、セルの混雑状況や端末３００におけるセルリソース要求情報に基づいて基地局２００が各端末３００に割り当てるセルリソースが決定され、端末３００は当該決定に基づき通信制御が実施されるので、セルリソースの利用効率を最適化することができる。これにより、混雑しており且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末３００であっても、通信速度を改善することができる。
As described above in detail, according to the radio communication system according to the present embodiment, the cell resources to be allocated to each terminal 300 by the
すなわち、混雑している且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末であっても、他の混雑していない且つ最高速度が高速であるセルを利用できる他の端末が、混雑している且つ最高速度が低速であるセルのリソースを少なく利用することにより、混雑している且つ最高速度が低速であるセルしか利用できない端末の通信速度を改善することができる。このような効果は、端末が混雑しやすい且つ最高速度が低速なセルのリソースを減らしても端末のアプリケーションの通信状況からユーザの体感品質上問題がない場合に、基地局に対して該当のセルのリソースを減らすことを示す要求を送り、基地局が端末への該当のセルのリソースを減らすことにより、他の端末へのリソースを増強させることにより実現する。 That is, even if the terminal is only available in a cell that is congested and the maximum speed is low, other terminals that are able to use other cells that are not congested and that have a high maximum speed are congested and By using less resources of the cell whose maximum speed is low, it is possible to improve the communication speed of a terminal that can only use a cell that is congested and whose maximum speed is low. Such an effect can be achieved by reducing the resource of a cell whose terminal is likely to be congested and having a low maximum speed when there is no problem in the user's experience quality due to the communication status of the application of the terminal. This is realized by sending a request indicating that the resource is reduced and reducing the resource of the corresponding cell to the terminal to increase the resource to the other terminal.
図１７を参照して本発明の効果について説明する。ここではマクロセルであるＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌがスモールセルであるＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１をカバレッジで包含し、ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１がアンライセンスバンドのフェムトセル又はミリ波スモールセルであるＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２をカバレッジで包含しているものとする。またＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌの通信速度は最大１５０Ｍｂｐｓであり通信コストは高値である。ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１の通信速度は最大６００Ｍｂｐｓであり通信コストは中値である。ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２の通信速度は最大２Ｇｂｐｓであり通信コストは安値である。
The effect of the present invention will be described with reference to FIG. Here, Primary Cell that is a macro cell includes
また、ユーザＡの端末は、キャリアアグリケーションに対応しておらずＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌのみ利用可能であるか、又は、キャリアアグリゲーションに対応しているがＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌのみ利用可能なエリアにある。ユーザＢの端末は、キャリアアグリケーションに対応しているがＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２の通信形式は対応していないか、又は、ＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２の通信形式には対応しているがＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌが利用不可のエリアにある。ユーザＣ及びＤの端末は、キャリアアグリケーションに対応しておりＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃１及び＃２の双方の通信形式に対応しており、双方が利用可能なエリアにあって利用可能である。
Further, the terminal of user A does not support carrier aggregation and can use only the Primary Cell, or is in an area that supports carrier aggregation but can use only the Primary Cell. User B's terminal supports carrier aggregation but does not support
このような通信環境下で、従来各ユーザの端末は、図１７左下グラフに示すような通信容量が得られていた。 Under such a communication environment, the communication capacity as shown in the lower left graph of FIG.
ここで、ユーザＢ及びＣは通信コストを抑えたいとする。ユーザＤは通信コストを抑えるよりも通信速度を優先したいものとする。このような場合、本発明では、ユーザＢ，Ｃの端末においてマクロセルであるＰｒｉｍａｒｙＣｅｌｌのリソース利用を控えるよう端末リソース要求情報を設定し、ユーザＤの端末においてはＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｅｌｌ＃２のリソース利用を優先するよう端末リソース要求情報を設定する。これにより、図１７右下グラフに示すように、ユーザＢ，Ｃの端末ではマクロセルの利用がなくなるので、結果的にマクロセルのリソースに余裕ができ、マクロセルしか利用できないユーザＡのスループットが向上可能となる。更に、最大スループットを使いたいユーザＤのスループットも向上可能となる。
Here, it is assumed that the users B and C want to reduce the communication cost. The user D wants to give priority to the communication speed rather than to suppress the communication cost. In such a case, in the present invention, terminal resource request information is set so as to refrain from using resources of the primary cell which is a macro cell in the terminals of the users B and C, and priority is given to using resources of the
以上本発明の一実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施の形態で用いられているプロトコル等は一例であり、他のプロトコルであっても本発明を実施できる。また、セルの混雑状況を示すパラメータ及びその値、セルリソース要求で用いられるパラメータ及びその値、セルリソースの割当判断で用いられるパラメータ及びその値などは本発明を実施する一例にすぎず、他のパラメータ等であっても本発明を実施できる。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this. The protocols and the like used in the above embodiment are examples, and the present invention can be implemented even with other protocols. In addition, parameters and values indicating the congestion status of cells, parameters and values used in cell resource requests, parameters and values used in cell resource allocation determination are only examples for carrying out the present invention. The present invention can be implemented even with parameters.
１００…パケットコアネットワーク
２００…基地局
２２０…セルリソース割当判断部
３００…端末
３２０…セルリソース制御部
３３０…端末アプリケーション制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基地局装置又は複数の基地局装置を集約管理する無線ネットワーク制御装置は、各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、
前記端末装置は、各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するセルリソース制御手段を備え、
前記リソース判断手段は、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を前記セルリソース制御手段に送信し、
前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信した各セルの仕様情報に基づいて各セルのリソース要求を生成してリソース判断手段に送信し、
前記リソース判断手段は、前記セルリソース制御手段から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を前記セルリソース制御手段に送信し、
前記セルリソース制御手段は、前記リソース判断手段から受信したリソース割当情報に基づき通信制御を実施する
ことを特徴とする無線通信システム。 In a radio communication system including a base station apparatus that forms and manages one or more cells, and a terminal apparatus accommodated in the base station apparatus,
The radio network controller for centrally managing the base station apparatus or the plurality of base station apparatuses determines storage means for storing specification information of each cell and congestion status information of each cell, and resources of each cell to be allocated to the terminal apparatus Resource judging means to
The terminal device includes a cell resource control unit that generates a resource request for each cell and transmits the resource request to the resource determination unit.
The resource determination means transmits the specification information of each cell stored in the storage means to the cell resource control means,
The cell resource control unit generates a resource request for each cell based on the specification information of each cell received from the resource determination unit, and transmits the resource request to the resource determination unit.
The resource determining means determines and determines the resource of the cell to be allocated to the terminal device based on the resource request of each cell received from the cell resource control means and the congestion status information of each cell stored in the storage means Sending resource allocation information to the cell resource control means;
The wireless communication system, wherein the cell resource control means performs communication control based on resource allocation information received from the resource determination means.
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。 When the cell congestion status is less than or equal to a predetermined threshold, the resource determination means determines the cell resource to be allocated to the terminal device as requested by the resource, and when the cell congestion status exceeds the threshold The radio communication system according to claim 1, wherein the resource of the cell to be allocated to the terminal device is determined to be equal to or less than the resource request.
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
The resource determination means monitors a change in the congestion status of the cell, and updates the resource allocation to each terminal device for the cell when the congestion status of the cell changes and the magnitude relationship with the threshold value changes. The wireless communication system according to claim 2 .
前記基地局装置又は複数の基地局装置を集約管理する無線ネットワーク制御装置は、各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、
前記端末装置は、各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するセルリソース制御手段を備え、
前記リソース判断手段が、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を前記セルリソース制御手段に送信するステップと、
前記セルリソース制御手段が、前記リソース判断手段から受信した各セルの仕様情報に基づいて各セルのリソース要求を生成して前記リソース判断手段に送信するステップと、
前記リソース判断手段が、前記セルリソース制御手段から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を前記セルリソース制御手段に送信するステップと、
前記セルリソース制御手段が、前記リソース判断手段から受信したリソース割当情報に基づき通信制御を実施するステップとを含む
ことを特徴とする無線通信システムのリソース制御方法。 A method for controlling resource of a cell allocated to a terminal device in a wireless communication system including a base station device that forms and manages one or more cells and a terminal device accommodated in the base station device,
The radio network controller for centrally managing the base station apparatus or the plurality of base station apparatuses determines storage means for storing specification information of each cell and congestion status information of each cell, and resources of each cell to be allocated to the terminal apparatus Resource judging means to
The terminal device includes a cell resource control unit that generates a resource request for each cell and transmits the resource request to the resource determination unit.
The resource determining means transmitting specification information of each cell stored in the storage means to the cell resource control means;
The cell resource control unit generates a resource request for each cell based on the specification information of each cell received from the resource determination unit and transmits the resource request to the resource determination unit;
The resource determining means determines and determines the resource of the cell to be allocated to the terminal device based on the resource request of each cell received from the cell resource control means and the congestion status information of each cell stored in the storage means Transmitting resource allocation information to the cell resource control means;
The cell resource control means includes a step of performing communication control based on the resource allocation information received from the resource determination means.
各セルの仕様情報と各セルの混雑状況情報とを記憶する記憶手段と、基地局装置に収容される端末装置に割り当てる各セルのリソースを判断するリソース判断手段とを備え、
前記リソース判断手段は、前記記憶手段に記憶されている各セルの仕様情報を端末装置に送信し、端末装置から受信した各セルのリソース要求と前記記憶手段に記憶されている各セルの混雑状況情報に基づき端末装置に割り当てる当該セルのリソースを決定し、決定したリソース割当の情報を端末装置に送信する
ことを特徴とする基地局装置。 A base station apparatus that forms and manages one or more cells,
Storage means for storing specification information of each cell and congestion status information of each cell, and resource determination means for determining resources of each cell to be allocated to a terminal apparatus accommodated in the base station apparatus,
The resource determining means transmits the specification information of each cell stored in the storage means to the terminal device, and the resource request of each cell received from the terminal device and the congestion status of each cell stored in the storage means A base station apparatus, comprising: determining a resource of a cell to be allocated to a terminal apparatus based on information; and transmitting the determined resource allocation information to the terminal apparatus.
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