WO2020166177A1 - 基地局システム、無線ユニット及び無線通信装置 - Google Patents

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WO2020166177A1
WO2020166177A1 PCT/JP2019/047056 JP2019047056W WO2020166177A1 WO 2020166177 A1 WO2020166177 A1 WO 2020166177A1 JP 2019047056 W JP2019047056 W JP 2019047056W WO 2020166177 A1 WO2020166177 A1 WO 2020166177A1
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WO
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unit
base station
units
station system
wireless
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Application number
PCT/JP2019/047056
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English (en)
French (fr)
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優 塚本
忍 難波
晴久 平山
寺部　滋郎
隼斗 福田
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Kddi株式会社
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0032—Distributed allocation, i.e. involving a plurality of allocating devices, each making partial allocation
    • H04L5/0035—Resource allocation in a cooperative multipoint environment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
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    • H04L5/0003—Two-dimensional division
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    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
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    • H04W72/00—Local resource management
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H04W88/085—Access point devices with remote components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling

Definitions

  • the present invention relates to a base station system, a wireless unit and a wireless communication device to which network slicing is applied.
  • the service type is large capacity (eMBB: enhanced Mobile BroadBand), ultra-low latency (URLLC: Ultra-Reliable and Low Latency Communications), and multi-connection (mMTC: massive Machine Type Communications). It is roughly divided into three, and each service request is different. Network slicing is being considered in order to provide services with different requirements economically and flexibly.
  • eMBB enhanced Mobile BroadBand
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • mMTC massive Machine Type Communications
  • an LTE (Long Term Evolution) base station is usually composed of an RRH (Remote Radio Head) and a BBU (Baseband Unit), and the base station functions are arranged separately for the RRH and BBU. .. Specifically, among the functions of the base station (RF, PHY, MAC, RLC, PDCP in order from the lower layer), RF is arranged in RRH and functions other than RF are arranged in BBU. In recent years, in 3GPP, redefinition of base station functions to be arranged in RRH and BBU has been discussed (redefinition of function division).
  • inter-base station cooperation inter-cell cooperation
  • the amount of delay given to an application the utilization efficiency of a network, etc. differ depending on the option of function division and the location of BBU.
  • DU Distributionted Unit
  • CU Central Unit
  • Non-Patent Documents 1 and 2 propose a RAN slicing architecture capable of selecting a virtual network (slice) in which an appropriate function division option and BBU are arranged according to a service.
  • a CU (BBU) to which an appropriate function division option is applied is started up as a virtual machine on a server arranged at an appropriate location, and each CU is associated with a corresponding DU ( RRH).
  • a single DU is connected to each of the plurality of CUs for providing the slice.
  • a radio unit including the functions of lower layers such as RF and PHY among the functions of the base station.
  • it is necessary to prepare a radio unit for each slice and it is not possible to provide a plurality of slices (services) in a cell formed by a single radio unit. Therefore, it is difficult to immediately respond to the addition or change of the service, and the increase in the number of slices increases the cost of installing the wireless unit.
  • the present invention has been made in view of the above problems. It is an object of the present invention to provide a technique capable of providing a plurality of slices (services) by using a single wireless unit in a base station system to which network slicing is applied.
  • a base station system has at least a radio resource scheduling function of the functions of a base station, and a plurality of first units each corresponding to one or more slices, and , A different one of the plurality of first units is connected between the core network and a different first unit, and a function of a higher layer of the functions of the base station, which is higher than a function of the one first unit.
  • a plurality of second units, and one radio unit having at least a radio wave transmission/reception function of the functions of the base station and arranged at an antenna site, wherein the radio unit includes the plurality of first units.
  • a plurality of slices connected to a unit and provided through the plurality of first units are provided in the same cell formed by the wireless unit.
  • a base station system includes one first unit having at least a radio resource scheduling function among base station functions, and a plurality of units each corresponding to one or more slices.
  • the second unit which is connected between the first unit and the core network and has a higher layer function of the functions of the base station than the function of the first unit.
  • a wireless unit that has at least an electric wave transmission/reception function of the functions of the base station and is arranged at an antenna site, the wireless unit being connected to the first unit,
  • a plurality of slices provided via one unit, the plurality of slices corresponding to the plurality of second units, are provided in the same cell formed by the wireless unit. To do.
  • a radio unit has at least a radio resource scheduling function of the functions of a base station, and a plurality of first units each corresponding to one or more slices, and It is connected between a different one first unit of the plurality of first units and the core network, and has a higher layer function than the function of the one first unit among the functions of the base station.
  • a radio unit arranged at an antenna site which constitutes a part of a base station system including a plurality of second units, and has at least a radio wave transmission/reception function of the functions of the base station, The unit is connected to the plurality of first units, and the plurality of slices provided through the plurality of first units are provided in the same cell formed by the wireless unit.
  • a radio unit includes a first unit having at least a radio resource scheduling function among base station functions, and a plurality of first units each corresponding to one or more slices.
  • the plurality of second units which are two units, are connected between the first unit and the core network, and have a higher-layer function of the functions of the base station than the functions of the first unit.
  • a radio unit arranged at an antenna site which constitutes a part of a base station system including: and has at least a radio wave transmission/reception function of the functions of the base station, A plurality of slices connected to a unit and provided through the first unit, to which the plurality of second units correspond, in the same cell formed by the wireless unit. It is provided.
  • the figure which shows the example of the option of the function division of a base station The figure which shows the functional structural example of CU, DU, and RU in a base station system.
  • the figure which shows the structural example of a base station system (comparative example).
  • the figure which shows the structural example of a base station system (1st Embodiment).
  • the figure which shows the structural example of a base station system (2nd Embodiment).
  • the figure which shows the hardware structural example of a wireless communication apparatus The figure which shows the structural example of a base station system (4th Embodiment).
  • wireless resource to each slice (4th Embodiment).
  • the sequence diagram of uplink communication (4th Embodiment).
  • the sequence diagram of downlink communication (4th Embodiment).
  • a base station (base station system) generally has a plurality of functions from a lower layer function to an upper layer function, and these functions are arranged by being divided into DU and CU.
  • DU corresponds to RRH in LTE
  • CU corresponds to BBU in LTE.
  • FIG. 1 is a diagram showing options for division of base station functions defined in 3GPP, in which the functions (RF,..., PDCP) of each layer of the base station are divided into DU and CU and arranged. The division points at this time are shown as options 1 to 8.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration in which a plurality of functions of different layers of the base station shown in FIG. 1 are divided into CU, DU, and RU.
  • a radio unit (RU: Radio Unit) having functions such as RF and PHY is newly provided.
  • the base station (base station system) of FIG. 2 includes a CU 10, a DU 20, and an RU 30, the CU 10 is connected to a core network (5GC, EPC, etc.), and the DU 20 is connected between the CU 10 and the RU 30. ..
  • the DU 20 is an example of a first unit having at least a radio resource scheduling function of the functions of the base station.
  • the CU 10 is an example of a second unit having a higher layer function than the function of the connected DU 20 (first unit) among the functions of the base station.
  • the RU 30 is an example of a wireless unit having at least a radio wave transmission/reception function (RF) of the functions of the base station.
  • RF radio wave transmission/reception function
  • the DU 20 has not only the High MAC function corresponding to the scheduling function but also the RLC and Low MAC functions, and the CU 10 is a higher layer function than the function of the DU 20. It has SDAP/RRC and PDCP functions.
  • the RU 30 has not only an RF function corresponding to a radio wave transmission/reception function but also a PHY function. Note that only some of the PHY functions may be installed in the RU 30, and the remaining PHY functions may be installed in the DU 20.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a base station system in which slices 1 to 3 corresponding to mMTC, URLLC, and eMBB as service types are generated, and a comparative example with respect to the configuration (FIG. 4) of this embodiment described later Is shown.
  • the CU and DU are controlled and managed by an NFV/SDN-based RAN controller, and each slice is generated by the RAN controller.
  • the base station system is composed of CUs and DUs corresponding to the slices 1 to 3, and RUs connected to the DUs and arranged at the antenna sites.
  • CU and DU are arranged in different places for each slice.
  • inter-cell cooperation the performance of inter-base station cooperation (inter-cell cooperation)
  • the DU is placed at the antenna site, and the CU is placed at the data center farther from the antenna site than the local containment station (local office).
  • a CU CU-UP
  • the delay constraint relating to the processing of the base station function between the DU and the CU is relaxed, so that long-distance transmission is possible. Therefore, it is possible to arrange the CU at a data center that is far from the antenna site. Since the data center has abundant computing resources and the statistical multiple effect can be obtained by aggregating a large number of DUs, it is possible to efficiently accommodate the mMTC service.
  • DU is placed at the antenna site and CU is placed at the local containment station.
  • URLLC slice it is suitable to place many functions of the base station at the antenna sites (DU and RU) in order to provide a service requiring low delay.
  • CU and 5GCUPF 5G Core User Plane Function
  • MEC Multi-Access Edge Computing
  • CU and DU are arranged in the local accommodation station.
  • eMBB slice a large capacity is required and it is assumed that the user will move.
  • the DU having the radio resource scheduling function as the local accommodation station so that the inter-base station cooperation (inter-cell cooperation) becomes possible. It is expected that service quality will be maintained by coordinating cells even at cell boundaries where radio quality deteriorates.
  • the base station system of the present embodiment connects a plurality of DUs and CUs to a single RU without providing an RU for each slice (that is, shares a RU for a plurality of DUs and CUs). It is characterized by having a configuration. This enables a single RU to accommodate multiple services (slices).
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the base station system according to the present embodiment.
  • the RAN controller 40 that controls the function of the RAN is provided in the core network or the RAN (radio access network).
  • the RAN controller 40 sets (generates) slices corresponding to service requirements for the plurality of CUs 10 (10a, 10b, 10c) and the plurality of DUs 20 (20a, 20b, 20c) on the RAN.
  • slices 1 to 3 corresponding to the service requirements of mMTC, URLLC, and eMBB are generated.
  • a 5G network configuration is assumed as an example.
  • a 5GC CPF (5G Core Control Plane Function) 60 is a control processing function group of the 5G core network.
  • the 5GC UPF 50 (50a, 50b, 50c) is a data processing function group of the 5G core network, and is provided for each slice.
  • the 5GC UPF 50a corresponds to the slice 1
  • the 5GC UPF 50b corresponds to the slice 2
  • the 5GC UPF 50c corresponds to the slice 3.
  • the base station system is composed of multiple CUs 10 (10a, 10b, 10c), multiple DUs 20 (20a, 20b, 20c), and one RU 30.
  • the CU 10a and the DU 20a correspond to the slice 1
  • the CU 10b and the DU 20b correspond to the slice 2
  • the CU 10c and the DU 20c correspond to the slice 3.
  • the plurality of CUs 10 correspond to different slices, and the same applies to the plurality of DUs 20 corresponding to the plurality of CUs 10.
  • each of the plurality of CUs 10 may correspond to one or more slices, and some corresponding slices may be common to different CUs 10.
  • each of the plurality of DUs 20 may correspond to one or more slices, and corresponding slices of some of the different DUs 20 may be common.
  • the DU 20 has at least a radio resource scheduling function (for example, a High MAC function) among the functions of the base station.
  • a radio resource scheduling function for example, a High MAC function
  • Each of the DUs 20 is arranged at the antenna site site or between (the local accommodation station of) the antenna site and the core network.
  • Each of the CUs 10 is arranged between a different one of the DUs 20 and the core network, and among the functions of the base station, the functions of a higher layer than the functions of the one connected DU (for example, SDAP/RRC and PDCP functions).
  • the CUs 10a, 10b, 10c are respectively connected to different DUs 20a, 20b, 20c.
  • a single RU 30 has at least a radio wave transmission/reception function (for example, RF function) of the functions of the base station.
  • the RU 30 is arranged at the antenna site and is connected to the plurality of DUs 20. Thereby, the plurality of slices 1 to 3 provided via the plurality of DUs 20 are provided in the same cell formed by the RU.
  • the arrangement of the corresponding CU 10 and DU 20 differs depending on the slice (service).
  • slice 1 mMTC slice
  • the CU 10a is located at the data center between the local containment station and the core network
  • the DU 20a is located at the antenna site. This is because, as described above, the computing resources of the data center can be efficiently used by the statistical multiplexing effect.
  • CU 10b is located at the local containment station and DU 20b is located at the antenna site.
  • MEC can be introduced and low delay is realized.
  • the CU 10b is connected to an Edge App (Edge Application Server) 70, which is an edge server arranged at an edge site and having an application for providing a low-delay service.
  • the edge site where the EdgeApp 70 is placed may be the local accommodation station where the CU 10b is placed.
  • both CU 10c and DU 20c are located in the local accommodation station.
  • the DU 20c can be connected to the plurality of RUs 30 arranged at different antenna sites.
  • the DU 20c is connected to a plurality of RUs 30 that respectively form different cells, and a process for inter-cell coordination (for example, CoMP (Coordinated Multi-Point Transmission/reception)) between the connected RUs. I do. In this way, by enabling inter-cell cooperation, it is possible to improve wireless communication quality.
  • CoMP Coordinatd Multi-Point Transmission/reception
  • the schedulers included in the DUs 20a, 20b, and 20c perform scheduling for allocating radio resources to radio terminals that access the corresponding slices in the cell formed by the RU 30.
  • the radio resource used by the RU 30 is distributed to the scheduler of each DU 20 in advance by the RAN controller 40.
  • the scheduler of each DU 20 uses the radio resources distributed from the RAN controller 40 to perform scheduling for radio terminals that access the corresponding slice.
  • Each radio terminal in the cell formed by the RU 30 can receive the service by accessing the slice to be accessed among the slices 1 to 3 using the assigned radio resource.
  • the CU 10 and the DU 20 have a hardware configuration as shown in FIG. 8 as an example.
  • the CU 10 (DU 20) has a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, an external storage device 104 such as an HDD, and a communication device 105.
  • the CPU 101 executes a program, which is stored in any of the ROM 102, the RAM 103, and the external storage device 104, and realizes the above-described functions of the CU 10 (DU 20 ).
  • the CPU 101 may be replaced by one or more processors such as an ASIC (application specific integrated circuit), an FPGA (field programmable gate array), a DSP (digital signal processor).
  • the communication device 105 under the control of the CPU 101, is a communication interface for communicating with external devices such as nodes (5GC CPF 60 and 5GC UPF 50) in the core network, the RAN controller 40, and the connected DU 20 (CU 10). Is.
  • the CU 10 (DU 20) may have a plurality of communication devices 105 each having a different connection destination.
  • the CU 10 (DU 20) may include dedicated hardware for executing the above-described functions, or a part of the CU 10 (DU 20) may be executed by the hardware and a computer that operates a program may execute the other parts. .. Further, all the functions may be executed by the computer and the program.
  • the RU 30 may have a hardware configuration as shown in FIG.
  • the RU 30 has, as the communication device 105, a communication interface for communication with each DU 20 and a wireless communication interface for wireless communication with a wireless terminal.
  • the base station system of this embodiment is composed of a plurality of CUs 10, a plurality of DUs 20 and a single RU 30.
  • the plurality of DUs 20 have at least a radio resource scheduling function of the functions of the base station, and each corresponds to one or more slices.
  • Each of the plurality of CUs 10 is connected between a different one of the plurality of DUs 20 and the core network, and has a higher layer function of the functions of the base station than the function of the one DU. ..
  • the RU 30 has at least a radio wave transmission/reception function of the functions of the base station, and is arranged at the antenna site.
  • the RU 30 is connected to the plurality of DUs 20, and the plurality of slices provided via the plurality of DUs 20 are provided in the same cell formed by the RU 30.
  • a plurality of DUs 20 and CUs 10 are connected to a single RU 30 (single cell).
  • a base station system may be configured with a plurality of CUs, a single DU 20, and a single RU 30.
  • the DU 20 is configured to have at least the radio resource scheduling function among the functions of the base station.
  • Each of the plurality of CUs 10 corresponds to one or more slices, is connected between the DU 20 and the core network, and has a higher-layer function of the functions of the base station than the functions of the DU 20.
  • Composed The single RU 30 is configured to have at least a radio wave transmission/reception function of the functions of the base station, and is arranged at the antenna site.
  • the RU 30 is connected to the DU 20, and a plurality of slices provided via the DU 20 and corresponding to the plurality of CUs 10 are provided in the same cell formed by the RU 30.
  • the scheduler included in the DU 20 performs scheduling for allocating radio resources to radio terminals that access each of the plurality of slices in the cell formed by the RU 30.
  • the radio resource used by the RU 30 is allocated to each of the plurality of slices in advance by the RAN controller 40.
  • the scheduler of the DU 20 uses the radio resources distributed from the RAN controller 40 for the slices accessed by the radio terminals in the cell and performs scheduling for the radio terminals.
  • Each radio terminal in the cell formed by the RU 30 can receive the service by accessing the slice to be accessed among the slices 1 to 3 using the assigned radio resource.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the base station system according to the present embodiment.
  • the antenna site is provided with the wireless communication device 100 including the RU 30 and one or more DUs of the plurality of DUs 20.
  • the wireless communication device 100 can be realized by the configuration shown in FIG. 8, for example.
  • the wireless communication device 100 has a single communication port communicatively connected to the CU 10 and the DU 20 outside the device. On the line (fronthaul link) between the communication port and the external CU 10 and DU 20, intermediate data of the CU 10 and DU 20 is encapsulated in an Ethernet (registered trademark) frame and transmitted.
  • Ethernet registered trademark
  • the wireless communication device 100 includes a transfer control unit 110 (110a, 110b) that controls transfer of data between CU-DU and between DU-RU.
  • the transfer control unit 110 performs data transfer control so that the data related to the corresponding slice (slice 3) is transferred between the RU 30 and the DU 20 (DU 20c) outside the wireless communication device 100.
  • the transfer control unit 110 further performs a corresponding slice (slice 1, between the one or more DUs 20 (20a, 20b) in the wireless communication device 100 and the CU 10 (10a, 10b) outside the wireless communication device 100). Transfer control is performed so that the data related to 2) is transferred.
  • the data related to each slice is appropriately transferred between CU and DU and between DU and RU by the transfer control as described above. This enables each CU 10 and DU 20 to execute the processing of the corresponding slice.
  • the transfer control unit 110 (110 a, 110 b) is in the upper or lower layer. Performs broadcast transmission of intermediate data to the function.
  • the CU 10 or DU 20 extracts only the data to be processed by its own function from the received intermediate data and processes it.
  • the transfer control unit 110b receives downlink data transmitted from the CUs 10a, 10b and the DU 20c outside the wireless communication device 100, and broadcasts each received downlink data to the RU 30 and the DUs 20a, 20b in the device. ..
  • each of the RU 30 and the DUs 20a and 20b performs processing on downlink data having a format corresponding to the function of the unit among the received downlink data.
  • the transfer control unit 110a also broadcasts the uplink data transmitted from the RU 30 to the DUs 20a and 20b in the device and the CUs 10a, 10b and DU20c outside the wireless communication device 100. Also, the transfer control unit 110b broadcasts the uplink data transmitted from the DUs 20a and 20b in the device to the CUs 10a and 10b and the DU 20c outside the wireless communication device 100.
  • the DUs 20a and 20b in the device and the external CUs 10a, 10b and DU 20 respectively perform processing on the uplink data having a format corresponding to the function of the unit among the received uplink data.
  • the transfer control unit 110 uses, for example, broadcast transmission so that the uplink or downlink data associated with each slice is reliably transferred to the CU 10 or DU 20 of the corresponding slice. Control transfer.
  • various services can be accommodated in a single RU 30, and a plurality of slices can be accommodated in a single cell. Further, it becomes possible to quickly and flexibly deal with the addition or change of the service using the RAN controller 40.
  • the transfer control unit 110 (110a, 110b) is higher or lower. Broadcasts intermediate data to layer functions. This is because it is not possible to identify which slice the data to be transferred corresponds to. That is, since the unit of the transfer destination of the data cannot be determined, the broadcast transmission is performed to the possible unit. Therefore, unnecessary data transfer may occur between units (functions).
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the base station system according to the present embodiment.
  • the transfer control unit 110 in the wireless communication device 100 of the second embodiment is configured as the classifier 115 (115a, 115b).
  • the classifier 115 determines the transfer destination of the data using the slice identifier, and transfers the data to the determined transfer destination. That is, the classifier 115 classifies the transfer target data for each slice and controls the transfer.
  • the classifier 115 uses, as a slice identifier indicating each slice, NSSAI (Network Slice Selection Assistance Information) defined as a slice identifier used in the core network.
  • NSSAI Network Slice Selection Assistance Information
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an example of a process in which the classifier 115 acquires an NSSAI.
  • the RAN controller 40 associates the CU 10 and the DU 20 with the NSSAI when generating the slices 1 to 3 (generating the CU 10 and performing the network setting of the CU 10 and the DU 20) (S301). Further, the RAN controller 40 notifies the wireless communication device 100 (classifier 115) of the correspondence information between the CU 10 and the DU 20 and the NSSAI as the NSSAI information (S302).
  • the classifier 115 Based on the notification from the RAN controller 40, the classifier 115 associates and saves each of the DUs 20a and 20b in the wireless communication device 100 and the NSSAI (S303). In this way, the classifier 115 acquires, from the RAN controller 40, information about NSSAI indicating slices corresponding to each CU 10 and each DU 20, and based on the acquired information, each DU 20a, 20b in the device and the NSSAI. Save by associating with.
  • the wireless terminal 200 in the cell of the RU 30 activates a specific application
  • the wireless terminal 200 transmits an NSSAI request including NSSAI by an RRC message (S304).
  • the RRC function 150 of the CU (CU-CP) of the control plane in the RAN notifies the core network of the NSSAI, and the core network selects the UPF using the notified NSSAI.
  • the RRC function 150 notifies the classifier 115 of the NSSAI and the terminal information of the wireless terminal 200 (S305).
  • the classifier 115 is capable of communicating with the wireless communication device 100 a notification including the NSSAI transmitted from the wireless terminal 200 when the wireless terminal 200 accesses any slice (node device of the control plane ( It is received from the functional unit (RRC function 150) of the CU. Thereby, the classifier 115 associates and holds the information of the wireless terminal 200 that wirelessly connects to the RU 30 to access the slice and the NSSAI of the access destination slice.
  • the classifier 115 uses the information acquired as described above to control data transfer as follows.
  • the classifier 115b receives the downlink data transmitted from the CUs 10a, 10b and the DU 20c outside the wireless communication device 100, and transmits the source address of each received downlink data (source address of the Ethernet frame). ) To determine NSSAI. Further, the classifier 115b transfers the downlink data to the unit corresponding to the determined NSSAI among the RU 30 and the DUs 20a and 20b in the device.
  • the classifier 115a determines the NSSAI based on the scheduling information (UL grant) related to the uplink data transmitted from the RU 30. Further, the classifier 115a transfers the uplink data transmitted from the RU 30 to any of the DUs 20a and 20b in the device and/or the DU 20c outside, which corresponds to the determined NSSAI. Further, the classifier 115b transfers the uplink data transmitted from the DUs 20a and 20b in the device to the external CU 10 (CU 10a or CU 10b) corresponding to the determined NSSAI.
  • the uplink data (intermediate data) transmitted to the outside of the wireless communication device 100 is encapsulated in an Ethernet frame and transmitted.
  • the classifier 115 for classifying the transfer target data for each slice (that is, determining the transfer destination of the data) in the wireless communication device 100 is introduced. This makes it possible to reduce unnecessary data transfer that may occur between units (between functions). As a result, it becomes possible to improve the utilization efficiency of the computing resources of the CU 10 and the DU 20 and the transmission band of the fronthaul line.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the base station system according to the present embodiment.
  • the DUs 20a, 20b, and 20c include schedulers 21a, 21b, and 21c, respectively, which perform scheduling for assigning wireless resources to wireless terminals.
  • the schedulers 21a and 21b corresponding to the slices 1 and 2 are arranged at the antenna site, and the scheduler 21c corresponding to the slice 3 is accommodated in the local accommodation station. In this way, the schedulers 21a, 21b and the scheduler 21c have different placement locations.
  • the wireless communication device 100 of the present embodiment includes a wireless resource hypervisor (WRH) 120 arranged between the lower layer RU 30 and the upper layer DU 20 in addition to the DUs 20a, 20b and RU30.
  • the WRH 120 (resource control unit) uses the radio resources used in the corresponding slices according to the allocation ratio notified from the RAN controller 40 to the plurality of schedulers 21 (21a, 21b, 21c) corresponding to the slices 1 to 3. It has a function of allocating the resource block (RB). Further, as will be described later, the WRH 120 also has a function of transmitting the scheduling information received from each scheduler 21 to the function of the lower layer (RU 30) at an appropriate timing.
  • RB resource block
  • radio resource allocation rate to each slice is set for each slice by the RAN controller 40, and is notified from the RAN controller 40 to the WRH 120.
  • 10%, 20%, and 70% are set as the distribution rates for the slices 1 to 3, respectively.
  • the WRH 120 randomly assigns, for each update interval i, an RB within a period corresponding to the update interval to each slice according to the notified allocation ratio (S1). Note that the WRH 120 may allocate the RB to each slice according to some specific algorithm.
  • the update interval i can be predetermined according to the number of slices set for the plurality of CUs 10 and the plurality of DUs 20.
  • each scheduler 21 performs scheduling for the wireless terminal accessing the corresponding slice using the RB assigned by the WRH 120 (S2). That is, each scheduler 21 allocates the RB allocated from the WRH 120 to the wireless terminal that accesses the corresponding slice.
  • the WRH 120 randomly allocates RBs within the period corresponding to the next update interval i to each slice according to the notified allocation rate (S3). Further, each scheduler 21 performs scheduling using the RB assigned from the WRH 120 for the wireless terminal accessing the corresponding slice (S4). By repeating such processing, isolation in scheduling of radio resources in the base station system to which network slicing is applied is realized.
  • the WRH120 receives the scheduling information from each scheduler 21 and then sets the scheduling information to the RU 30 at the transfer timing that arrives at predetermined time intervals. Transfer to.
  • 11 and 12 are sequence diagrams showing an example of a sequence of uplink communication and downlink communication in the base station system according to this embodiment.
  • the WRH 120 executes similar transfer control as transfer control of scheduling information in uplink communication and downlink communication.
  • the RAN controller 40 sets an RB allocation rate for each slice based on the slice design policy, and notifies the WRH 120 of the set allocation rate (S601, S701).
  • the WRH 120 allocates the RBs within the period corresponding to the update interval i to each scheduler 21 according to the notified allocation rate, and notifies each scheduler 21 of information indicating the allocation result (S602, S702).
  • each scheduler 21 performs scheduling using the RB allocated from the WRH 120 based on a predetermined scheduling algorithm (Round Robin, Proportional Fairness, Max C/I, etc.).
  • a predetermined scheduling algorithm Raund Robin, Proportional Fairness, Max C/I, etc.
  • Each scheduler 21 notifies the WRH 120 of scheduling information indicating the result of scheduling (S603, S703).
  • the arrival time of the scheduling information from the scheduler 21c arranged in the local accommodation station may be delayed with respect to the arrival time of the scheduling information from the schedulers 21a and 21b in the wireless communication device 100.
  • the arrival of the scheduling information from the scheduler 21c is not in time for the transmission timing of the UL grant or the DL grant in a certain transmission time interval (TTI) after the arrival of the scheduling information from the schedulers 21a and 21b. Therefore, the WRH 120 collectively transfers the scheduling information from the scheduler 21c to the RU 30 together with the scheduling information subsequently received from the schedulers 21a and 21b in the next TTI.
  • TTI transmission time interval
  • the WRH 120 receives the UL grant or the slice for the slice 3 in the next TTI.
  • the transfer of scheduling information is controlled so that the DL grant is transmitted.
  • the RU 30 transmits the UL grant or DL grant of the slices 1 to 3 to the wireless terminal 200 according to the scheduling information from the schedulers 21a, 21b, 21c.
  • the WRH 120 transfers the scheduling information to the RU 30 at a transfer timing that arrives at a predetermined time interval (TTI). That is, the WRH 120 buffers the scheduling information until the next transfer timing that arrives at a predetermined time interval (TTI) after receiving the scheduling information from each scheduler 21.
  • TTI time interval
  • the scheduler 21c may transmit reservation information for reserving the RB used in the corresponding slice 3 to the WRH 120 together with the scheduling information. Yes (S604, S704).
  • the WRH 120 receives the reservation information from any of the plurality of schedulers 21, the WRH 120 allocates RBs to the plurality of schedulers according to the reservation information. Specifically, the WRH 120 allocates, among the RBs to be allocated, the RB indicated by the reservation information to the scheduler 21c that is the transmission source of the reservation information, and allocates the remaining RBs according to the allocation ratio notified from the RAN controller 40. Assigned to the schedulers 21a, 21b, and 21c. The WRH 120 notifies each scheduler 21 of information indicating the allocation result (S605, S705).
  • the WRH 120 allocates RBs to the plurality of schedulers 21 at the timing of each update interval i determined according to the number of slices, and also at the timing of reservation of the RBs, the plurality of schedulers 21 RBs to RBs.
  • the above-mentioned RB reservation is not only for the reservation of the RB used for CoMP, but also for the reservation of the RB allocated to the wireless terminal (for example, IoT device) using the limited RB. May also be performed. This makes it possible to simplify the receiver of the IoT device and contribute to power saving of the IoT device.
  • isolation between slices in scheduling of radio resources can be realized in a base station system to which network slicing is applied. Furthermore, even if the location of the scheduler 21 is different for each slice, it is possible to allocate radio resources to radio terminals at appropriate timing.
  • the wireless communication device can be realized by a computer program that causes a computer to function as a wireless communication device.
  • the computer program is stored in a computer-readable storage medium and can be distributed, or can be distributed via a network.

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Abstract

複数のＤＵは、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している。複数のＣＵは、それぞれが、複数のＤＵのうちの異なる１つのＤＵとコアネットワークとの間に接続され、基地局の機能のうち、当該１つのＤＵが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する。無線ユニット（ＲＵ）は、基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、アンテナサイトに配置される。ＲＵは、複数のＤＵと接続され、当該複数のＤＵを介して提供される複数のスライスが、ＲＵによって形成される同一のセル内で提供される。

Description

基地局システム、無線ユニット及び無線通信装置
　本発明は、ネットワークスライシングを適用した基地局システム、無線ユニット及び無線通信装置に関するものである。
　第５世代（５Ｇ）移動通信システムでは、サービスタイプが大容量（ｅＭＢＢ：enhanced Mobile BroadBand）、超低遅延（ＵＲＬＬＣ：Ultra-Reliable and Low Latency Communications）、及び多接続（ｍＭＴＣ：massive Machine Type Communications）の三つに大別されており、それぞれのサービス要求が異なる。このように要件が異なるサービスを経済的かつ柔軟に提供するために、ネットワークスライシングが検討されている。
　また、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の基地局は、通常、ＲＲＨ（Remote Radio Head）とＢＢＵ（Baseband Unit）とで構成されており、ＲＲＨ及びＢＢＵにそれぞれ基地局機能が分割して配置されている。具体的には、基地局の機能（下位レイヤから順にＲＦ，ＰＨＹ，ＭＡＣ，ＲＬＣ，ＰＤＣＰ）のうち、ＲＲＨにＲＦが配置され、ＢＢＵにＲＦ以外の機能が配置されている。近年、３ＧＰＰでは、ＲＲＨ及びＢＢＵに配置する基地局機能の再定義が議論されている（機能分割の再定義）。一般的には、機能分割のオプション及びＢＢＵの配置場所に依存して、基地局間連携（セル間協調）の性能、アプリケーションに与える遅延量、及びネットワークの利用効率等が異なることが知られている。なお、３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ１５として初版仕様が策定された５Ｇでは、下位レイヤの機能が配置されたノードをＤＵ（Distributed Unit）、その他上位レイヤの機能が配置されたノードをＣＵ（Central Unit）と呼ぶ。
　非特許文献１及び２では、サービスに応じて適切な機能分割オプション及びＢＢＵの配置がなされた仮想ネットワーク（スライス）を選択可能なＲＡＮスライシングアーキテクチャが提案されている。このＲＡＮスライシングアーキテクチャによれば、サービスごとに、適切な機能分割オプションが適用されたＣＵ（ＢＢＵ）を適切な場所に配置されたサーバ上に仮想マシンとして立ち上げて、各ＣＵを対応するＤＵ（ＲＲＨ）に接続することができる。
(株)KDDI総合研究所,"「5G」×仮想化基地局のスライシング技術を開発",[online], 平成30年5月21日, [平成31年2月12日検索], インターネット＜URL: https://www.kddi-research.jp/newsrelease/2018/052101.html＞ 塚本, 難波, 西村,"5Gの多様なサービスに応じた基地局機能分割と配置を有するRANスライシングアーキテクチャ", 信学技報, Vol. 118, No. 208, CS2018-53, pp.69-74, 2018年9月．
　上述の従来技術では、複数のサービスに対応して複数のスライスを生成する場合、当該スライスを提供するための複数のＣＵのそれぞれに対して単一のＤＵが接続される。これは、基地局の機能のうちＲＦ及びＰＨＹ等の下位レイヤの機能を含む無線ユニットを、スライスごとに用意する必要があることを意味する。このように、スライスごとに無線ユニットを用意する必要があり、単一の無線ユニットにより形成されるセル内で複数のスライス（サービス）を提供することができない。したがって、サービスの追加又は変更に対して即座に対応することが難しく、また、スライス数が増加すると無線ユニットの設置に伴うコストが増加する問題がある。
　本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、ネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、単一の無線ユニットを用いて複数のスライス（サービス）を提供可能にする技術を提供することを目的としている。
　本発明の一態様の係る基地局システムは、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットと、それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、アンテナサイトに配置される１つの無線ユニットと、を備え、前記無線ユニットは、前記複数の第１ユニットと接続され、前記複数の第１ユニットを介して提供される複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供されることを特徴とする。
　本発明の他の一態様に係る基地局システムは、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有する１つの第１ユニットと、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する、前記複数の第２ユニットと、前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、アンテナサイトに配置される１つの無線ユニットと、を備え、前記無線ユニットは、前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供されることを特徴とする。
　本発明の一態様の係る無線ユニットは、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットと、それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、前記無線ユニットは前記複数の第１ユニットと接続され、前記複数の第１ユニットを介して提供される複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供されることを特徴とする。
　本発明の他の一態様の係る無線ユニットは、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有する１つの第１ユニットと、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する、前記複数の第２ユニットと、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、前記無線ユニットは前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供されることを特徴とする。
　本発明によれば、ネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、単一の無線ユニットを用いて複数のスライス（サービス）を提供することが可能になる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ又は同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
基地局の機能分割のオプションの例を示す図。 基地局システムにおけるＣＵ、ＤＵ及びＲＵの機能構成例を示す図。 基地局システムの構成例を示す図（比較例）。 基地局システムの構成例を示す図（第１実施形態）。 基地局システムの構成例を示す図（第２実施形態）。 基地局システムの構成例を示す図（第３実施形態）。 ＮＳＳＡＩの取得処理の例を示すシーケンス図（第３実施形態）。 無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。 基地局システムの構成例を示す図（第４実施形態）。 各スライスへの無線リソースの割り当ての例を示す図（第４実施形態）。 アップリンク通信のシーケンス図（第４実施形態）。 ダウンリンク通信のシーケンス図（第４実施形態）。
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
　［第１実施形態］
　第１実施形態では、基地局（基地局システム）を構成する無線ユニット（ＲＵ）をスライスごとに設けずに、単一の無線ユニットにより複数のスライス（サービス）を提供可能にする基地局の構成例について説明する。
　＜基地局の機能分割＞
　基地局（基地局システム）は、一般に、下位レイヤの機能から上位レイヤの機能まで複数の機能を有し、これらの機能はＤＵ及びＣＵに分割して配置される。上述のように、ＤＵはＬＴＥにおけるＲＲＨに相当し、ＣＵはＬＴＥにおけるＢＢＵに相当する。図１は、３ＧＰＰにおいて規定されている基地局機能の分割のオプションを示す図であり、基地局の各レイヤの機能（ＲＦ，...，ＰＤＣＰ）をＤＵとＣＵとに分割して配置する際の分割点が、オプション１～８として示されている。基地局の機能をＤＵとＣＵに分割して配置する機能分割により、基地局の上位レイヤの一部の機能がＣＵに配置され、残りの機能がＤＵに配置される。
　図２は、図１に示される、基地局のそれぞれ異なるレイヤの複数の機能を、ＣＵ、ＤＵ及びＲＵに分割した構成の一例を示す図である。図２に示すように、本実施形態では、ＣＵ及びＤＵに加えて、ＲＦ及びＰＨＹ等の機能を有する無線ユニット（ＲＵ：Radio Unit）を新たに設ける。図２の基地局（基地局システム）は、ＣＵ１０、ＤＵ２０、及びＲＵ３０で構成され、ＣＵ１０は、コアネットワーク（５ＧＣ、ＥＰＣ等）に接続され、ＤＵ２０は、ＣＵ１０とＲＵ３０との間に接続される。
　ＤＵ２０は、基地局の機能のうちの、無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有する第１ユニットの一例である。ＣＵ１０は、基地局の機能のうち、接続されたＤＵ２０（第１ユニット）が有する機能よりも上位レイヤの機能を有する第２ユニットの一例である。また、ＲＵ３０は、基地局の機能のうちの、電波の送受信機能（ＲＦ）を少なくとも有する無線ユニットの一例である。
　図２の構成例では、ＤＵ２０は、スケジューリング機能に相当するＨｉｇｈ ＭＡＣの機能だけでなく、ＲＬＣ及びＬｏｗ ＭＡＣの機能も有しており、ＣＵ１０は、ＤＵ２０が有する機能より上位レイヤの機能である、ＳＤＡＰ／ＲＲＣ及びＰＤＣＰの機能を有している。また、ＲＵ３０は、電波の送受信機能に相当するＲＦの機能だけでなく、ＰＨＹの機能も有している。なお、ＰＨＹの一部の機能のみをＲＵ３０に実装し、ＰＨＹの残りの機能をＤＵ２０に実装してもよい。
　以下では、図２に示される機能構成を一例として用いて、本実施形態に係る基地局システムの構成及び動作について具体的に説明する。
　＜比較例＞
　図３は、サービスタイプとしてｍＭＴＣ、ＵＲＬＬＣ及びｅＭＢＢに対応するスライス１～３が生成された、基地局システムの構成例を示す図であり、後述する本実施形態の構成（図４）に対する比較例を示している。なお、ＣＵ及びＤＵは、ＮＦＶ／ＳＤＮベースのＲＡＮコントローラによって制御及び管理がなされ、各スライスは、ＲＡＮコントローラによって生成される。
　図３の構成において、基地局システムは、スライス１～３のそれぞれに対応するＣＵ及びＤＵと、各ＤＵに接続され、かつ、アンテナサイトに配置されたＲＵとで構成されている。ＣＵ及びＤＵは、スライスごとに、配置される場所が異なっている。ＣＵ及びＤＵの配置に依存して、基地局間連携（セル間協調）の性能、アプリケーションに与える遅延量、及びネットワークの利用効率等が異なる。このため、図３の構成では、スライス（サービス）ごとに適したＣＵ及びＤＵの配置がなされている。
　図３のスライス１（ｍＭＴＣスライス）では、アンテナサイトにＤＵが配置され、アンテナサイトからの距離が地方収容局（ローカルオフィス）よりも遠いデータセンタにＣＵが配置されている。ｍＭＴＣスライスでは、データサイズが小さく、遅延制約が緩いＩｏＴサービスを仮定した場合、ＣＵ（ＣＵ－ＵＰ）をデータセンタに配置することが適している。図２に示されるようにＤＵ及びＣＵに機能が分割された場合、ＤＵ－ＣＵ間の基地局機能の処理に関わる遅延制約が緩和されるため長距離の伝送が可能である。このため、アンテナサイトから距離のあるデータセンタにＣＵを配置可能である。データセンタは、コンピューティングリソースが潤沢で、かつ、多数のＤＵを集約することによって統計多重効果が得られるため、効率的にｍＭＴＣサービスを収容することが可能である。
　図３のスライス２（ＵＲＬＬＣスライス）では、アンテナサイトにＤＵが配置され、地方収容局にＣＵが配置されている。ＵＲＬＬＣスライスでは、低遅延が要求されるサービスを提供するために、基地局の多くの機能をアンテナサイト（ＤＵ及びＲＵ）に配置することが適している。また、図３に示されるように、ＣＵ及び５ＧＣ ＵＰＦ（5G Core User Plane Function）を地方収容局に配置することで、ＭＥＣ（Multi-Access Edge Computing）を導入することが可能となり、それにより低遅延化を実現できる。
　図３のスライス３（ｅＭＢＢスライス）では、地方収容局にＣＵ及びＤＵが配置されている。ｅＭＢＢスライスでは、大容量が要求され、かつ、ユーザが移動することが想定される。この場合、基地局間連携（セル間協調）が可能になるよう、無線リソースのスケジューリング機能を有するＤＵを地方収容局することが適している。無線品質が劣化するセル境界においてもセル間協調によりサービス品質を維持することが期待できる。
　このような比較例の構成では、スライスごとに個別のＲＵ（無線ユニット）をアンテナサイトに配置する必要があり、単一のＲＵにより形成されるセル内で複数のスライス（サービス）を提供することができない。このため、スライスの数だけＲＵを用意する必要があり、スライス数の増加に伴ってＲＵの設置に伴うコストも増加する。
　＜基地局システムの構成＞
　本実施形態の基地局システムは、スライスごとにＲＵを設けずに、複数のＤＵ及びＣＵを単一のＲＵに対して接続する（即ち、複数のＤＵ及びＣＵに対してＲＵを共通化する）構成を有することを特徴としている。これにより、単一のＲＵで複数のサービス（スライス）を収容可能にする。
　図４は、本実施形態に係る基地局システムの構成例を示す図である。本実施形態では、コアネットワーク又はＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）に、ＲＡＮの機能を制御するＲＡＮコントローラ４０が設けられる。ＲＡＮコントローラ４０は、ＲＡＮ上の複数のＣＵ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）及び複数のＤＵ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）に対して、サービス要件に対応したスライスを設定（生成）する。図４の例では、図３の比較例と同様に、ｍＭＴＣ、ＵＲＬＬＣ、及びｅＭＢＢのサービス要件に対応したスライス１～３が生成されている。
　本実施形態では、一例として５Ｇのネットワーク構成を想定している。図４において、５ＧＣ ＣＰＦ（5G Core Control Plane Function）６０は、５Ｇコアネットワークの制御処理機能群である。５ＧＣ ＵＰＦ５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）は、５Ｇコアネットワークのデータ処理機能群であり、スライスごとに設けられる。５ＧＣ ＵＰＦ５０ａはスライス１に、５ＧＣ ＵＰＦ５０ｂはスライス２に、５ＧＣ ＵＰＦ５０ｃはスライス３に対応している。
　基地局システムは、複数のＣＵ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）、複数のＤＵ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）、及び１つのＲＵ３０で構成される。ＣＵ１０ａ及びＤＵ２０ａはスライス１に、ＣＵ１０ｂ及びＤＵ２０ｂはスライス２に、ＣＵ１０ｃ及びＤＵ２０ｃはスライス３に対応している。このように、複数のＣＵ１０は、それぞれ異なるスライスに対応しており、当該複数のＣＵ１０に対応する複数のＤＵ２０も同様である。なお、複数のＣＵ１０は、それぞれ１つ以上のスライスに対応していてもよく、異なるＣＵ１０間で、対応する一部のスライスが共通していてもよい。また、複数のＤＵ２０は、それぞれ１つ以上のスライスに対応していてもよく、異なるＤＵ２０間で、対応する一部のスライスが共通していてもよい。
　ＤＵ２０は、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能（例えば、Ｈｉｇｈ ＭＡＣの機能）を少なくとも有する。ＤＵ２０は、それぞれ、アンテナサイトサイトに配置されるか、又はアンテナサイトとコアネットワークとの間（の地方収容局）に配置される。
　ＣＵ１０は、それぞれが、ＤＵ２０のうちの異なる１つのＤＵとコアネットワークとの間に配置され、基地局の機能のうち、接続された当該１つのＤＵが有する機能よりも上位レイヤの機能（例えば、ＳＤＡＰ／ＲＲＣ及びＰＤＣＰの機能）を有する。図４の例では、ＣＵ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞれ、異なる１つのＤＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと接続される。
　単一のＲＵ３０は、基地局の機能のうちの電波の送受信機能（例えば、ＲＦの機能）を少なくとも有する。ＲＵ３０は、アンテナサイトに配置され、複数のＤＵ２０と接続される。これにより、複数のＤＵ２０を介して提供される複数のスライス１～３が、当該ＲＵによって形成される同一のセル内で提供される。
　本実施形態では、上述の比較例で説明したように、スライス（サービス）に応じて、対応するＣＵ１０及びＤＵ２０の配置が異なっている。スライス１（ｍＭＴＣスライス）については、ＣＵ１０ａは、地方収容局とコアネットワークとの間のデータセンタに配置され、ＤＵ２０ａは、アンテナサイトに配置される。これは、上述のように、統計多重効果によりデータセンタのコンピューティングリソースを効率的に利用可能にするためである。
　スライス２（ＵＲＬＬＣスライス）については、ＣＵ１０ｂは、地方収容局に配置され、ＤＵ２０ｂは、アンテナサイトに配置される。これにより、ＭＥＣを導入可能にし、低遅延化が実現される。本実施形態では、ＣＵ１０ｂは、エッジサイトに配置された、低遅延サービスを提供するためのアプリケーションを有するエッジサーバであるＥｄｇｅ Ａｐｐ（Edge Application Server）７０と接続されている。なお、Ｅｄｇｅ Ａｐｐ７０が配置されるエッジサイトは、ＣＵ１０ｂが配置される地方収容局であってもよい。
　スライス３（ｅＭＢＢスライス）については、ＣＵ１０ｃ及びＤＵ２０ｃのいずれも、地方収容局に配置される。これにより、ＤＵ２０ｃを、それぞれ異なるアンテナサイトに配置される複数のＲＵ３０と接続可能にしている。本実施形態では、ＤＵ２０ｃは、それぞれ異なるセルを形成する複数のＲＵ３０と接続されており、接続されたＲＵ間のセル間協調（例えば、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point Transmission/reception））のための処理を行う。このように、セル間協調を可能にすることで、無線通信品質を向上させることが可能である。
　本実施形態において、ＤＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃがそれぞれ有するスケジューラは、ＲＵ３０によって形成されるセル内において、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行う。ＲＵ３０が使用する無線リソースは、ＲＡＮコントローラ４０によって事前に各ＤＵ２０のスケジューラに配分される。各ＤＵ２０のスケジューラは、ＲＡＮコントローラ４０から配分された無線リソースを用いて、対応するスライスにアクセスする無線端末に対するスケジューリングを行う。ＲＵ３０によって形成されるセル内の各無線端末は、割り当てられた無線リソースを用いて、スライス１～３のうちのアクセス対象のスライスにアクセスすることで、サービスの提供を受けることが可能である。
　＜ＣＵ、ＤＵ及びＲＵの構成＞
　ＣＵ１０及びＤＵ２０は、一例として、図８に示されるようなハードウェア構成を有する。具体的には、ＣＵ１０（ＤＵ２０）は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ等の外部記憶デバイス１０４、及び通信デバイス１０５を有する。
　ＣＵ１０（ＤＵ２０）では、例えばＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及び外部記憶デバイス１０４のいずれかに格納された、ＣＵ１０（ＤＵ２０）の上述の各機能を実現するプログラムがＣＰＵ１０１によって実行される。なお、ＣＰＵ１０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等の１つ以上のプロセッサによって置き換えられてもよい。
　通信デバイス１０５は、ＣＰＵ１０１により制御下で、コアネットワーク内のノード（５ＧＣ ＣＰＦ６０及び５ＧＣ ＵＰＦ５０）、ＲＡＮコントローラ４０、及び接続されたＤＵ２０（ＣＵ１０）等の、外部装置との通信を行うための通信インタフェースである。ＣＵ１０（ＤＵ２０）は、それぞれ接続先が異なる複数の通信デバイス１０５を有していてもよい。
　なお、ＣＵ１０（ＤＵ２０）は、上述の各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。
　また、ＲＵ３０も図８に示されるようなハードウェア構成を有しうる。なお、ＲＵ３０は、通信デバイス１０５として、各ＤＵ２０との通信のための通信インタフェースの他に、無線端末との無線通信のための無線通信インタフェースも備えている。
　以上説明したように、本実施形態の基地局システムは、複数のＣＵ１０、複数のＤＵ２０及び単一のＲＵ３０で構成される。複数のＤＵ２０は、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している。複数のＣＵ１０は、それぞれが、複数のＤＵ２０のうちの異なる１つのＤＵとコアネットワークとの間に接続され、基地局の機能のうち、当該１つのＤＵが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する。ＲＵ３０は、基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、アンテナサイトに配置される。ＲＵ３０は、複数のＤＵ２０と接続され、当該複数のＤＵ２０を介して提供される複数のスライスが、ＲＵ３０によって形成される同一のセル内で提供される。
　このように、本実施形態では、単一のＲＵ３０（単一のセル）に対して複数のＤＵ２０及びＣＵ１０を接続する。これにより、同一セル内で複数のスライス（サービス）を提供することが可能になる。したがって、ＲＡＮコントローラ４０を用いたサービスの追加又は変更に対して迅速かつ柔軟に対応することが可能になるとともに、スライス数の増加によりＲＵの設置に伴うコストが増加することを避けることが可能になる。また、スライスごとに、サービス要件に適したＤＵを用いることが可能になる。
　＜変形例＞
　上述の第１実施形態は種々の変更が可能である。例えば、複数のＣＵと単一のＤＵ２０と単一のＲＵ３０とで基地局システムを構成してもよい。その場合、ＤＵ２０は、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有するように構成される。複数のＣＵ１０は、それぞれが１つ以上のスライスに対応しており、ＤＵ２０とコアネットワークとの間に接続され、基地局の機能のうち、ＤＵ２０が有する機能よりも上位レイヤの機能を有するように構成される。単一のＲＵ３０は、基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有するように構成され、アンテナサイトに配置される。ＲＵ３０はＤＵ２０と接続され、ＤＵ２０を介して提供される複数のスライスであって複数のＣＵ１０が対応している複数のスライスが、ＲＵ３０によって形成される同一のセル内で提供される。
　この場合、ＤＵ２０が有するスケジューラは、ＲＵ３０によって形成されるセル内において、複数のスライスのそれぞれにアクセスする無線端末に対して無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行う。ＲＵ３０が使用する無線リソースは、ＲＡＮコントローラ４０によって事前に複数のスライスのそれぞれに対して配分される。ＤＵ２０のスケジューラは、セル内の無線端末がアクセスするスライスに対してＲＡＮコントローラ４０から配分された無線リソースを用いて、当該無線端末に対するスケジューリングを行う。ＲＵ３０によって形成されるセル内の各無線端末は、割り当てられた無線リソースを用いて、スライス１～３のうちのアクセス対象のスライスにアクセスすることで、サービスの提供を受けることが可能である。
　このように、上述の変形例によっても、ＲＵ３０によって形成される同一セル内で複数のスライス（サービス）を提供することが可能になり、上述の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
　［第２実施形態］
　第２実施形態では、第１実施形態で説明した基地局システムにおける各スライスに関連するデータの転送制御の具体例について説明する。なお、以下では第１実施形態と共通する部分については説明を省略している。
　図５は、本実施形態に係る基地局システムの構成例を示す図である。本実施形態では、アンテナサイトに、ＲＵ３０と、複数のＤＵ２０のうちの１つ以上のＤＵとを含む無線通信装置１００が設けられる。無線通信装置１００は、例えば図８に示される構成により実現されうる。無線通信装置１００は、当該装置の外部のＣＵ１０及びＤＵ２０と通信可能に接続される単一の通信ポートを備えている。当該通信ポートと外部のＣＵ１０及びＤＵ２０との間の回線（フロントホールリンク）では、ＣＵ１０及びＤＵ２０の中間データが、イーサネット（登録商標）フレームにカプセリングされて伝送される。
　図５に示されるように、無線通信装置１００は、ＣＵ－ＤＵ間及びＤＵ－ＲＵ間のデータの転送制御を行う転送制御部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）を備える。転送制御部１１０は、ＲＵ３０と無線通信装置１００の外部のＤＵ２０（ＤＵ２０ｃ）との間で、対応するスライス（スライス３）に関連するデータが転送されるように、データの転送制御を行う。転送制御部１１０は、更に、無線通信装置１００内の１つ以上のＤＵ２０（２０ａ，２０ｂ）と無線通信装置１００の外部のＣＵ１０（１０ａ，１０ｂ）との間で、対応するスライス（スライス１，２）に関連するデータが転送されるように転送制御を行う。
　本実施形態では、上述のような転送制御により、各スライスに関連するデータをＣＵ－ＤＵ間及びＤＵ－ＲＵ間で適切に転送する。これにより、各ＣＵ１０及びＤＵ２０が、対応するスライスの処理を実行することを可能にしている。
　次に、転送制御部１１０による具体的な転送制御の例について説明する。本実施形態では、ＤＵ２０とＲＵ３０との間の基地局機能の分割点、及びＣＵ１０とＤＵ２０との間の基地局機能の分割点において、転送制御部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）が、上位又は下位レイヤの機能に中間データのブロードキャスト送信を行う。ＣＵ１０又はＤＵ２０は、受信した中間データのうち、自らの機能により処理すべきデータのみを抽出して処理を行う。
　例えば、転送制御部１１０ｂは、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータを、ＲＵ３０及び装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂにブロードキャストする。一方、ＲＵ３０及びＤＵ２０ａ，２０ｂは、それぞれ、受信したダウンリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するダウンリンクデータに対して処理を行う。
　また、転送制御部１１０ａは、ＲＵ３０から送信されるアップリンクデータを、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂと、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃへブロードキャストする。また、転送制御部１１０ｂは、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂから送信されるアップリンクデータを、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃへブロードキャストする。一方、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂと外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０は、それぞれ、受信したアップリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するアップリンクデータに対して処理を行う。
　以上説明したように、本実施形態では、転送制御部１１０が、各スライスに関連するアップリンク又はダウンリンクデータが対応するスライスのＣＵ１０又はＤＵ２０に確実に転送されるように、例えばブロードキャスト送信を用いて転送制御を行う。本実施形態によれば、第１実施形態と同様、様々なサービスを単一のＲＵ３０に収容することが可能になり、単一セル内に複数のスライスを収容することが可能になる。また、ＲＡＮコントローラ４０を用いたサービスの追加又は変更に対して迅速かつ柔軟に対応することが可能になる。
　［第３実施形態］
　第３実施形態では、第２実施形態の変形例として、各スライスを示すスライス識別子を利用して、ＣＵ－ＤＵ間及びＤＵ－ＲＵ間のデータの転送制御を実現する例について説明する。なお、以下では第１及び第２実施形態と共通する部分については説明を省略している。
　第２実施形態では、ＤＵ２０とＲＵ３０との間の基地局機能の分割点、及びＣＵ１０とＤＵ２０との間の基地局機能の分割点において、転送制御部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）が、上位又は下位レイヤの機能に中間データのブロードキャスト送信を行っている。これは、転送対象のデータがいずれのスライスに対応するデータであるのかを識別することができないためである。即ち、データの転送先のユニットを判定することができないため、可能性のあるユニットに対してブロードキャスト送信を行っている。このため、ユニット間（機能間）で不要なデータ転送が生じることになりうる。
　そこで、本実施形態では、スライス識別子を利用してデータの転送先を判定して転送制御を行うことで、ユニット間（機能間）で不要なデータ転送が生じることを防止する。それにより、各ユニット（機能）において効率的なデータ処理が行われることを実現する。
　図６は、本実施形態に係る基地局システムの構成例を示す図である。本実施形態では、第２実施形態の無線通信装置１００内の転送制御部１１０（図５）を、分類器１１５（１１５ａ，１１５ｂ）として構成する。分類器１１５は、スライス識別子を用いてデータの転送先を判定し、判定した転送先へ当該データを転送する。即ち、分類器１１５は、転送対象のデータをスライスごとに分類して転送制御を行う。分類器１１５は、各スライスを示すスライス識別子として、コアネットワークで用いられるスライス識別子として規定されているＮＳＳＡＩ（Network Slice Selection Assistance Information）を使用する。
　図７は、分類器１１５がＮＳＳＡＩを取得する処理の例を示すシーケンス図である。まず、ＲＡＮコントローラ４０は、スライス１～３を生成する（ＣＵ１０を生成し、ＣＵ１０とＤＵ２０のネットワーク設定を行う）際に、ＣＵ１０及びＤＵ２０とＮＳＳＡＩとを関連付ける（Ｓ３０１）。更に、ＲＡＮコントローラ４０は、ＣＵ１０及びＤＵ２０とＮＳＳＡＩとの対応情報を、ＮＳＳＡＩ情報として無線通信装置１００（分類器１１５）へ通知する（Ｓ３０２）。
　分類器１１５は、ＲＡＮコントローラ４０からの通知に基づいて、無線通信装置１００内のＤＵ２０ａ，２０ｂのそれぞれとＮＳＳＡＩとを関連付けて保存する（Ｓ３０３）。このようにして、分類器１１５は、ＲＡＮコントローラ４０から、各ＣＵ１０及び各ＤＵ２０に対応するスライスを示すＮＳＳＡＩに関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂのそれぞれとＮＳＳＡＩとを関連付けて保存する。
　その後、ＲＵ３０のセル内の無線端末２００が、特定のアプリケーションを起動すると、ＮＳＳＡＩを含むＮＳＳＡＩリクエストをＲＲＣメッセージで送信する（Ｓ３０４）。これにより、ＲＡＮ内の制御プレーンのＣＵ（ＣＵ－ＣＰ）が有するＲＲＣ機能１５０により、ＮＳＳＡＩがコアネットワークに通知され、コアネットワークでは、通知されたＮＳＳＡＩを用いてＵＰＦの選択が行われる。ＲＲＣ機能１５０は、ＮＳＳＡＩ及び無線端末２００の端末情報を、分類器１１５へ通知する（Ｓ３０５）。
　このようにして、分類器１１５は、無線端末２００がいずれかのスライスにアクセスする際に当該無線端末から送信されるＮＳＳＡＩを含む通知を、無線通信装置１００と通信可能な制御プレーンのノード装置（ＣＵ）が有する機能部（ＲＲＣ機能１５０）から受信する。これにより、分類器１１５は、ＲＵ３０に無線接続してスライスにアクセスする無線端末２００の情報と、アクセス先のスライスのＮＳＳＡＩとを関連付けて保持する。
　分類器１１５は、上述のようにして取得した情報を用いて、以下のようにデータの転送制御を行う。ダウンリンクについては、分類器１１５ｂは、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータの送信元アドレス（イーサネットフレームの送信元アドレス）からＮＳＳＡＩを判定する。更に、分類器１１５ｂは、当該ダウンリンクデータを、ＲＵ３０及び装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂのうちで、判定したＮＳＳＡＩに対応するユニットへ転送する。
　アップリンクについては、分類器１１５ａは、ＲＵ３０から送信されるアップリンクデータに関連するスケジューリング情報（ＵＬグラント）に基づいて、ＮＳＳＡＩを判定する。更に、分類器１１５ａは、ＲＵ３０から送信されるアップリンクデータを、判定したＮＳＳＡＩに対応する、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂ及び又は外部のＤＵ２０ｃのいずれかへ転送する。また、分類器１１５ｂは、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂから送信されるアップリンクデータを、判定したＮＳＳＡＩに対応する、外部のＣＵ１０（ＣＵ１０ａ又はＣＵ１０ｂ）へ転送する。なお、無線通信装置１００の外部へ送信されるアップリンクデータ（中間データ）は、イーサネットフレームにカプセリングされて伝送される。
　以上説明したように、本実施形態では、無線通信装置１００内でスライスごとに転送対象のデータを分類する（即ち、データの転送先を判定する）ための分類器１１５を導入する。これにより、ユニット間（機能間）で生じうる不要なデータ転送を削減することが可能になる。その結果、ＣＵ１０及びＤＵ２０のコンピューティングリソース及びフロントホール回線の伝送帯域の利用効率を向上させることが可能になる。
　［第４実施形態］
　ネットワークスライシングが適用された場合の無線リソースのスケジューリングでは、スライスが互いに影響し合わないようにするアイソレーションだけでなく、スケジューラが異なる場所に配置されることに対応したスケジューリングを実現する必要がある。そこで、第４実施形態では、上述の各実施形態に係るネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、配置場所がそれぞれ異なる複数のＤＵ２０のスケジューリング機能によるスケジューリングを実現する例について説明する。なお、以下では第１乃至第３実施形態と共通する部分については説明を省略している。
　図９は、本実施形態に係る基地局システムの構成例を示す図である。ＤＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、それぞれ、無線リソースを無線端末に割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを含んでいる。図９に示されるように、スライス１，２に対応するスケジューラ２１ａ，２１ｂはアンテナサイトに配置されており、スライス３に対応するスケジューラ２１ｃは地方収容局に収容されている。このように、スケジューラ２１ａ，２１ｂとスケジューラ２１ｃとで配置場所が異なっている。
　本実施形態の無線通信装置１００は、ＤＵ２０ａ，２０ｂ及びＲＵ３０に加えて、下位レイヤのＲＵ３０と上位レイヤのＤＵ２０との間に配置された無線リソースハイパーバイザ（ＷＲＨ：Wireless Resource Hypervisor）１２０を備える。ＷＲＨ１２０（リソース制御部）は、スライス１～３に対応する複数のスケジューラ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）に対して、ＲＡＮコントローラ４０から通知される配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロック（ＲＢ）を割り当てる機能を有する。また、後述するように、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１から受信したスケジューリング情報を、適切なタイミングに下位レイヤの機能（ＲＵ３０）に送信する機能も有する。
　ここで、図１０を参照して、ＷＲＨ１２０による各スライス（各スケジューラ２１）への無線リソースの割り当ての例について説明する。各スライスへの無線リソースの配分率は、ＲＡＮコントローラ４０によって各スライスに対して設定され、ＲＡＮコントローラ４０からＷＲＨ１２０へ通知される。図１０の例では、スライス１～３に対する配分率として、１０％、２０％及び７０％がそれぞれ設定されている。
　ＷＲＨ１２０は、更新間隔ｉごとに、当該更新間隔に対応する期間内のＲＢを、通知された配分率に従って、各スライスに対してランダムに割り当てる（Ｓ１）。なお、ＷＲＨ１２０は、何らかの特定のアルゴリズムに従って、各スライスにＲＢの割り当てを行ってもよい。この更新間隔ｉは、複数のＣＵ１０及び複数のＤＵ２０に対して設定されるスライス数に応じて予め定められうる。
　次に各スケジューラ２１は、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して、ＷＲＨ１２０から割り当てられたＲＢを用いてスケジューリングを行う（Ｓ２）。即ち、各スケジューラ２１は、ＷＲＨ１２０から割り当てられているＲＢを、対応するスライスにアクセスする無線端末に割り当てる。
　その後、ＷＲＨ１２０は、次の更新間隔ｉに対応する期間内のＲＢを、通知された配分率に従って、各スライスに対してランダムに割り当てる（Ｓ３）。また、各スケジューラ２１は、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して、ＷＲＨ１２０から割り当てられたＲＢを用いてスケジューリングを行う（Ｓ４）。このような処理が繰り返されることで、ネットワークスライシングが適用された基地局システム内の無線リソースのスケジューリングにおけるアイソレーションが実現される。
　このように、ＷＲＨ１２０を使用することで、無線リソースのスケジューリングにおけるアイソレーションを実現できる。その一方で、各スライスに対応するスケジューラ２１の配置場所が異なることに起因して、スケジューリングを示すスケジューリング情報の、各スケジューラ２１からＲＵ３０への到達に時間差が生じうる。本実施形態では、このようなスケジューリング情報の到達時間差に対処すべく、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、ＲＵ３０へ転送する。
　図１１及び図１２は、本実施形態に係る基地局システムにおける、アップリンク通信及びダウンリンク通信のシーケンスの例を示すシーケンス図である。ＷＲＨ１２０は、アップリンク通信及びダウンリンク通信において、スケジューリング情報の転送制御として同様の転送制御を実行する。
　まず、ＲＡＮコントローラ４０は、スライスの設計ポリシーに基づいて、各スライスに対するＲＢの配分率を設定し、設定した配分率をＷＲＨ１２０へ通知する（Ｓ６０１，Ｓ７０１）。ＷＲＨ１２０は、通知された配分率に従って、更新間隔ｉに対応する期間内のＲＢを、各スケジューラ２１に対して割り当て、その割り当て結果を示す情報を各スケジューラ２１へ通知する（Ｓ６０２，Ｓ７０２）。
　その後、ＲＵ３０によって形成されるセル内の無線端末２００又はコアネットワークから各スケジューラ２１に対して、アップリンク又はダウンリンクのスケジューリングリクエストが同時に送信された場合を想定する。この場合に、各スケジューラ２１は、所定のスケジューリングアルゴリズム（Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓ、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ等）に基づいて、ＷＲＨ１２０から割り当てられているＲＢを用いたスケジューリングを行う。各スケジューラ２１は、スケジューリングの結果を示すスケジューリング情報を、ＷＲＨ１２０へ通知する（Ｓ６０３，Ｓ７０３）。
　このとき、無線通信装置１００内のスケジューラ２１ａ，２１ｂからのスケジューリング情報の到達時間に対して、地方収容局に配置されたスケジューラ２１ｃからのスケジューリング情報の到達時間に遅延が生じうる。本例では、スケジューラ２１ａ，２１ｂからのスケジューリング情報の到達後の、ある送信時間間隔（ＴＴＩ）におけるＵＬグラント又はＤＬグラントの送信タイミングに、スケジューラ２１ｃからのスケジューリング情報の到達が間に合わない。このため、ＷＲＨ１２０は、スケジューラ２１ｃからのスケジューリング情報については、次のＴＴＩにおいて、スケジューラ２１ａ，２１ｂからその後に受信されるスケジューリング情報とともに、まとめてＲＵ３０へ転送する。即ち、ＷＲＨ１２０は、スケジューラ２１ｃからのスライス３のスケジューリング情報が、他のスライスについてのＵＬグラント又はＤＬグラントの送信と同一のＴＴＩに間に合わない場合には、次のＴＴＩにおいてスライス３についてのＵＬグラント又はＤＬグラントが送信されるように、スケジューリング情報の転送制御を行う。その結果、ＲＵ３０は、次のＴＴＩにおいて、スケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃからのスケジューリング情報に従って、スライス１～３のＵＬグラント又はＤＬグラントを無線端末２００へ送信する。
　このように、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔（ＴＴＩ）ごとに到来する転送タイミングに、ＲＵ３０へ転送する。即ち、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、所定の時間間隔（ＴＴＩ）で到来する次の転送タイミングまで、当該スケジューリング情報をバッファリングする。
　また、例えばスライス３においてＣｏＭＰ等のセル間協調が行われている場合、スケジューラ２１ｃから、対応するスライス３で使用するＲＢを予約するための予約情報が、スケジューリング情報とともにＷＲＨ１２０へ送信される場合がある（Ｓ６０４，Ｓ７０４）。この場合、ＷＲＨ１２０は、複数のスケジューラ２１のいずれかから予約情報を受信すると、当該予約情報に従って、当該複数のスケジューラに対するＲＢの割り当てを行う。具体的には、ＷＲＨ１２０は、割り当て対象のＲＢのうち、予約情報が示すＲＢを、当該予約情報の送信元のスケジューラ２１ｃに割り当て、残りのＲＢを、ＲＡＮコントローラ４０から通知された配分率に従って複数のスケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃに割り当てる。ＷＲＨ１２０は、その割り当て結果を示す情報を各スケジューラ２１へ通知する（Ｓ６０５，Ｓ７０５）。
　このように、ＷＲＨ１２０は、スライス数に応じて定められた更新間隔ｉごとのタイミングに、複数のスケジューラ２１へのＲＢの割り当てを行うとともに、ＲＢの予約が発生したタイミングにも、複数のスケジューラ２１へのＲＢの割り当てを行う。なお、上述のＲＢの予約は、ＣｏＭＰのために使用されるＲＢの予約のためだけでなく、例えば、限定されたＲＢを使用する無線端末（例えば、ＩｏＴデバイス）に割り当てるＲＢの予約のためにも行われてもよい。これにより、ＩｏＴデバイスの受信機を単純化することが可能になり、ＩｏＴデバイスの省電力化に貢献できる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、ネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、無線リソースのスケジューリングにおけるスライス間のアイソレーションを実現できる。更に、スライスごとにスケジューラ２１の配置場所が異なっていても、適切なタイミングに無線端末に対して無線リソースの割り当てを行うことが可能になる。
　［その他の実施形態］
　上述の実施形態に係る無線通信装置は、コンピュータを無線通信装置として機能させるためのコンピュータプログラムにより実現することができる。当該コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて配布が可能なもの、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１９年２月１５日提出の日本国特許出願特願２０１９－０２５０１３を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (36)

  1. 　基地局システムであって、
    　基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットと、
    　それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、
    　前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、アンテナサイトに配置される１つの無線ユニットと、を備え、
    　前記無線ユニットは、前記複数の第１ユニットと接続され、前記複数の第１ユニットを介して提供される複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供される
    　ことを特徴とする基地局システム。
  2. 　前記複数の第１ユニットは、それぞれ、前記アンテナサイトに配置されるか、又は、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間に配置される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の基地局システム。
  3. 　前記複数の第２ユニットは、それぞれ、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置されるか、又は、前記地方収容局と前記コアネットワークとの間のデータセンタに配置される
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局システム。
  4. 　前記複数の第１ユニットのそれぞれが有するスケジューラは、前記無線ユニットによって形成される前記セル内において、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行う
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局システム。
  5. 　前記複数の第１ユニットに対して無線リソースを配分する、ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）コントローラを更に備え、
    　前記スケジューラは、前記ＲＡＮコントローラから配分された無線リソースを用いて、前記対応するスライスにアクセスする無線端末に対する前記スケジューリングを行う
    　ことを特徴とする請求項４に記載の基地局システム。
  6. 　前記ＲＡＮコントローラは、前記複数の第１ユニット及び前記複数の第２ユニットに対して、サービス要件に対応したスライスを設定する
    　ことを特徴とする請求項５に記載の基地局システム。
  7. 　前記複数の第１ユニットのうちの特定の第１ユニットは、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置され、
    　前記特定の第１ユニットは、それぞれ異なるセルを形成する複数の無線ユニットと接続されており、接続された前記複数の無線ユニットの間のセル間協調のための処理を行う
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基地局システム。
  8. 　前記複数の第２ユニットのうち、前記特定の第１ユニットに関連する第２ユニットは、前記地方収容局に配置される
    　ことを特徴とする請求項７に記載の基地局システム。
  9. 　前記複数の第２ユニットのうちの特定の第２ユニットは、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置され、
    　前記複数の第１ユニットのうち、前記特定の第２のユニットに関連する第１ユニットは、前記アンテナサイトに配置され、
    　前記特定の第２ユニットは、エッジサイトに配置された、低遅延サービスを提供するためのアプリケーションを有するエッジサーバと接続される
    　ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の基地局システム。
  10. 　前記基地局システムは、前記無線ユニット、及び前記複数の第１ユニットのうちの１つ以上の第１ユニットを含む無線通信装置を備え、
    　前記無線通信装置は、前記無線ユニットと前記無線通信装置の外部の第１ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送され、前記１つ以上の第１ユニットと前記無線通信装置の外部の第２ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送されるように転送制御を行う転送制御部を備える
    　ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の基地局システム。
  11. 　前記転送制御部は、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータを、前記無線ユニット及び前記１つ以上の第１ユニットにブロードキャストし、
    　前記無線ユニット及び前記１つ以上の第１ユニットは、それぞれ、受信したダウンリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するダウンリンクデータに対して処理を行う
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の基地局システム。
  12. 　前記転送制御部は、前記無線ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記１つ以上の第１ユニットと、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットへブロードキャストし、前記１つ以上の第１ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットへブロードキャストし、
    　前記１つ以上の第１ユニット並びに前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットは、それぞれ、受信したアップリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するアップリンクデータに対して処理を行う
    　ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の基地局システム。
  13. 　前記転送制御部は、ＲＡＮコントローラから、各第１ユニット及び各第２ユニットに対応するスライスを示すスライス識別子に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記１つ以上の第１ユニットのそれぞれと前記スライス識別子とを関連付けて保存し、
    　前記転送制御部は、前記スライス識別子を用いてデータの転送先を判定し、判定した転送先へ当該データを転送する
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の基地局システム。
  14. 　前記転送制御部は、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータの送信元アドレスから前記スライス識別子を判定し、当該ダウンリンクデータを、前記無線ユニット及び前記１つ以上の第１ユニットのうちで、前記判定したスライス識別子に対応するユニットへ転送する
    　ことを特徴とする請求項１３に記載の基地局システム。
  15. 　前記転送制御部は、前記無線ユニットに無線接続してスライスにアクセスする無線端末の情報と、アクセス先のスライスの前記スライス識別子とを関連付けて保持しており、
    　前記転送制御部は、
    　　前記無線ユニットから送信されるアップリンクデータに関連するスケジューリング情報に基づいて、前記スライス識別子を判定し、
    　　前記無線ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記判定したスライス識別子に対応する、前記１つ以上の第１ユニット及び前記無線通信装置の外部の第１ユニットのいずれかへ転送し、
    　　前記１つ以上の第１ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記判定したスライス識別子に対応する、前記無線通信装置の外部の第２ユニットへ転送する
    　ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の基地局システム。
  16. 　前記転送制御部は、前記無線端末がいずれかのスライスにアクセスする際に前記無線端末から送信される前記スライス識別子を含む通知を、前記無線通信装置と通信可能な制御プレーンのノード装置が有する機能部から受信する
    　ことを特徴とする請求項１５に記載の基地局システム。
  17. 　前記ＲＡＮコントローラは、前記複数の第１ユニット及び前記複数の第２ユニットに対してスライスの設定を行う際に、各第１ユニット及び各第２ユニットと前記スライス識別子との対応情報を、前記無線通信装置に通知する
    　ことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の基地局システム。
  18. 　前記スライス識別子は、ＮＳＳＡＩ（Network Slice Selection Assistance Information）である
    　ことを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の基地局システム。
  19. 　前記無線通信装置は、前記無線通信装置の外部の第１ユニット及び第２ユニットと通信可能に接続される単一の通信ポートを更に備え、
    　前記転送制御部は、前記通信ポートを介して、前記無線通信装置の外部の第１ユニット及び第２ユニットのそれぞれとの間でデータの転送を行う
    　ことを特徴とする請求項１０から１８のいずれか１項に記載の基地局システム。
  20. 　それぞれ異なる第１ユニットに含まれる、無線リソースを無線端末に割り当てるためのスケジューリングを行う複数のスケジューラに対して、ＲＡＮコントローラから通知される配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロックを割り当てる、前記アンテナサイトに配置されるリソース制御部を更に備え、
    　前記複数の第１ユニットは、前記アンテナサイトに配置されるか、又は、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間に配置され、
    　前記リソース制御部は、各スケジューラから前記スケジューリングを示すスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、前記無線ユニットへ転送する
    　ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の基地局システム。
  21. 　前記複数のスケジューラのそれぞれは、アップリンク又はダウンリンクのスケジューリングリクエストに応じて、前記リソース制御部から割り当てられているリソースブロックを用いて前記スケジューリングを行い、前記スケジューリング情報を前記リソース制御部へ送信する
    　ことを特徴とする請求項２０に記載の基地局システム。
  22. 　前記リソース制御部は、各スケジューラから前記スケジューリング情報を受信した後、前記所定の時間間隔で到来する次の転送タイミングまで、当該スケジューリング情報をバッファリングする
    　ことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の基地局システム。
  23. 　前記リソース制御部は、更新間隔ごとに、当該更新間隔に対応する期間内の前記複数のスケジューラに対するリソースブロックの割り当てを行う
    　ことを特徴とする請求項２０から２２のいずれか１項に記載の基地局システム。
  24. 　前記更新間隔は、前記複数の第１ユニット及び前記複数の第２ユニットに対して設定されるスライス数に応じて予め定められる
    　ことを特徴とする請求項２３に記載の基地局システム。
  25. 　前記配分率は、ＲＡＮコントローラによって各スライスに対して設定され、前記ＲＡＮコントローラから前記リソース制御部へ通知される
    　ことを特徴とする請求項２０から２４のいずれか１項に記載の基地局システム。
  26. 　前記複数の第１ユニットのそれぞれは、ＤＵ（Distributed unit）であり、
    　前記複数の第２ユニットのそれぞれは、ＣＵ（Central unit）である
    　ことを特徴とする請求項１から２５のいずれか１項に記載の基地局システム。
  27. 　基地局システムであって、
    　基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有する１つの第１ユニットと、
    　それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する、前記複数の第２ユニットと、
    　前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、アンテナサイトに配置される１つの無線ユニットと、を備え、
    　前記無線ユニットは、前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供される
    　ことを特徴とする基地局システム。
  28. 　前記第１ユニットは、前記アンテナサイトに配置されるか、又は、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間に配置される
    　ことを特徴とする請求項２７に記載の基地局システム。
  29. 　前記複数の第２ユニットは、それぞれ、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置されるか、又は、前記地方収容局と前記コアネットワークとの間のデータセンタに配置される
    　ことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の基地局システム。
  30. 　前記第１ユニットが有するスケジューラは、前記無線ユニットによって形成される前記セル内において、前記複数のスライスのそれぞれにアクセスする無線端末に対して無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行う
    　ことを特徴とする請求項２７から２９のいずれか１項に記載の基地局システム。
  31. 　前記複数のスライスのそれぞれに対して無線リソースを配分するＲＡＮコントローラを更に備え、
    　前記スケジューラは、無線端末がアクセスするスライスに対して前記ＲＡＮコントローラから配分された無線リソースを用いて、当該無線端末に対する前記スケジューリングを行う
    　ことを特徴とする請求項３０に記載の基地局システム。
  32. 　前記ＲＡＮコントローラは、前記第１ユニット及び前記複数の第２ユニットに対して、サービス要件に対応したスライスを設定する
    　ことを特徴とする請求項５に記載の基地局システム。
  33. 　基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットと、それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、
    　前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、
    　前記無線ユニットは前記複数の第１ユニットと接続され、前記複数の第１ユニットを介して提供される複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供される
    　ことを特徴とする無線ユニット。
  34. 　基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能を少なくとも有する１つの第１ユニットと、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する、前記複数の第２ユニットと、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、
    　前記基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、
    　前記無線ユニットは前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供される
    　ことを特徴とする無線ユニット。
  35. 　アンテナサイトに配置される無線通信装置であって、
    　請求項３３に記載の無線ユニットと、
    　前記複数の第１ユニットのうちの１つ以上の第１ユニットと、
    　を備えることを特徴とする無線通信装置。
  36. 　前記無線ユニットと前記無線通信装置の外部の第１ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送され、前記１つ以上の第１ユニットと前記無線通信装置の外部の第２ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送されるように転送制御を行う転送制御部を更に備える
    　ことを特徴とする請求項３５に記載の無線通信装置。
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