JP6366545B2 - トラフィック制御装置、リソース割り当て方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動体通信システムにおけるネットワークリソースの利用率向上を実現するための技術に関するものである。特に、本発明は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ方式が採用されている移動体通信ネットワークにおいて、複数コンポーネントキャリア（ＣＣ：Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｃａｒｒｉｅｒ）を束ねるキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）が導入されている場合のネットワークリソースの利用率向上を実現するための技術に関するものである。

従来からヘテロジニアスネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ；ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれるシステム構成がある。ヘテロジニアスネットワークは、マクロセルの中でトラフィック密度が高い場所にスポット的にスモールセルを設けて、マクロセル基地局とスモールセル基地局が干渉制御等で連携し、サービスエリアの広域性を保ちながら場所に応じてチャネル容量を拡大することを目的としたシステム構成である。

従来のヘテロジニアスネットワークでは、スモールセルにはマクロセルと独立した基地局を設け、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ユーザ装置）がスモールセルを利用する場合はスモールセル基地局にハンドオーバーして当該スモールセル基地局だけにアクセスする方法（マクロセルの接続は切る）が想定されていた。

一方、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおける高度化Ｃ−ＲＡＮアーキテクチャでは、ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄのＣＡの機能により、マクロセルとして１つのＣＣで広域的なアクセスを提供しておきながら、スモールセルのエリア内においてはマクロセルとは別のＣＣを提供し、マクロセルのＣＣとスモールセルのＣＣとのＣＡにより広帯域化を実現する方法がとられる。スモールセル基地局はＣＰＲＩ等インタフェースによる張り出し接続でマクロセル基地局に接続され、マクロセル基地局が１つの仮想的な基地局としてベースバンド処理を担当する。

これにより、マクロセル内ではマクロセルのＣＣが常に接続可能状態であり、スモールセルを利用する場合には当該スモールセルのＣＣを追加（アドオン）してＣＡするだけでよく、またスモールセルを利用しなくなった場合には当該スモールセルのＣＣを削除してＣＡを解消するだけでよく、切り替えに際してＳ１ハンドオーバーやＸ２ハンドオーバーのような、ハンドオーバー時に一時的に切断状態となり、更にコアネットワークに負荷がかかるような方法に拠らなくてもよくなる。

スモールセルのＣＣをマクロセルのＣＣに追加してＣＡを行う上記のような方式において、例えば、スモールセルのエリアに入った全てのＵＥに対してスモールセルのＣＣのネットワークリソースを多く割り当ててしまうと、マクロセルのＣＣのネットワークリソースに十分な空きがあるにも関わらず、スモールセルにおけるＣＣのネットワークリソースが逼迫してしまい、全体としてネットワークリソースの利用率が低下する可能性がある。

ここで、非特許文献１には、ＣＣにおける各ユーザの平均データレートを見て、データレートがユーザ間で平準化するようにＣＣにネットワークリソースを割り当てるスケジューリング方法が示されている。しかし、非特許文献１の技術では、上記のようにネットワークリソースの利用率が低下する問題について考慮されていない。

L.Liu 、"Component carrier management for carrier aggregation in LTE-Advanced system"、Proc. IEEE VTC 2011-Spring. May 2011.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、複数のＣＣを束ねて通信を行うＣＡが導入されている移動体通信システムにおいて、ユーザ装置に対してどのＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てるかを適切に決定することでネットワークリソースの利用率を向上させることを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態によれば、第１のコンポーネントキャリア及び第２のコンポーネントキャリアを含む複数のコンポーネントキャリアを束ねて使用するキャリアアグリゲーションをサポートする移動体通信システムにおいて、ユーザ装置に対するネットワークリソースの割り当てを行うトラフィック制御装置であって、
前記ユーザ装置のトラフィック量と移動速度を取得する取得手段と、
前記トラフィック量と前記移動速度に基づいて、前記ユーザ装置に対して、前記第１のコンポーネントキャリアのネットワークリソースと前記第２のコンポーネントキャリアのネットワークリソースのうちのいずれを優先的に割り当てるかを決定する決定手段と、
前記決定手段により決定されたコンポーネントキャリアのネットワークリソースを前記ユーザ装置に優先的に割り当てる割り当て手段と
を備えるトラフィック制御装置が提供される。

また、本発明の実施の形態によれば、第１のコンポーネントキャリア及び第２のコンポーネントキャリアを含む複数のコンポーネントキャリアを束ねて使用するキャリアアグリゲーションをサポートする移動体通信システムにおいて、ユーザ装置に対するネットワークリソースの割り当てを行うトラフィック制御装置が実行するリソース割り当て方法であって、
前記ユーザ装置のトラフィック量と移動速度を取得する取得ステップと、
前記トラフィック量と前記移動速度に基づいて、前記ユーザ装置に対して、前記第１のコンポーネントキャリアのネットワークリソースと前記第２のコンポーネントキャリアのネットワークリソースのうちのいずれを優先的に割り当てるかを決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定されたコンポーネントキャリアのネットワークリソースを前記ユーザ装置に優先的に割り当てる割り当てステップと
を備えるリソース割り当て方法が提供される。

本発明の実施の形態によれば、複数のＣＣを束ねて通信を行うＣＡが導入されている移動体通信システムにおいて、ユーザ装置に対してどのＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てるかを適切に決定することでネットワークリソースの利用率を向上させることを可能とする技術が提供される。また、ＵＥのサービス品質向上に貢献する。

本発明の第１の実施の形態におけるシステム構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトラフィック制御装置１００の構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＵＥ管理テーブル１０３の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトラフィック制御装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるシステム構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。例えば、本実施の形態で説明するシステムは、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ方式の移動体通信システムであるが、本発明は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ方式以外の移動体通信システムにも適用可能である。

なお、以下の説明において、ＣＣは、下りトラフィックを運ぶ下りＣＣであってもよいし、上りトラフィックを運ぶ上りＣＣであってもよい。本実施の形態で説明する処理は、上りについても、下りについても同様に適用可能である。

（第１の実施の形態）
＜システム構成例＞
図１に、本発明の第１の実施の形態に係るシステム構成を示す。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るシステムは、マクロセル基地局２００、スモールセル基地局２０１、２０２、２０３を有する。更に、トラフィック制御装置１００が備えられる。本実施の形態において、トラフィック制御装置１００はマクロセル基地局２００内の装置（機能部）であることを想定している。なお、トラフィック制御装置１００はマクロセル基地局２００の外部に備えられることとしてもよい。

本発明の第１の実施の形態において、マクロセル基地局２００のトラフィック制御装置１００以外の部分は、無線信号の送受信機能（無線周波数への変換機能、アンテナ等）を有し、トラフィック制御装置１００は、無線信号の送受信機能以外の基地局の機能（スケジューリング等を含む）を有することを想定しているが、これは例に過ぎず、例えば、トラフィック制御装置１００が基地局全体の機能を有してもよい。

図１に示すように、マクロセル基地局２００がマクロセル１０を形成し、スモールセル基地局２０１、２０２、２０３がそれぞれスモールセル１１、１２、１３を形成する。

このように、１つのマクロセル１０内に複数のスモールセル１１〜１３が配備されている。各スモールセル基地局（２０１、２０２、２０３）は張り出し回線等でマクロセル基地局２００に接続されており、マクロセル基地局２００のトラフィック制御装置１００で一括してベースバンド処理を行う。よって、マクロセル１０内に在圏するＵＥのトラフィック等の状況は、マクロセル基地局２００のトラフィック制御装置１００で一元的に管理可能である。

マクロセル基地局２００は、マクロセル１０のＣＣと、スモールセル１１、１２、１３の各ＣＣとを用いてＣＡを行う機能を有している。なお、マクロセルをＰＣｅｌｌ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｅｌｌ）と称し、スモールセルをＳＣｅｌｌ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｅｌｌ）と称してもよい。また、マクロセルのＣＣをＰＣＣ（ＰＣＣ；Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｃａｒｒｉｅｒ）と称し、スモールセルのＣＣをＳＣＣ（ＳＣＣ；Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｃａｒｒｉｅｒ）と称してもよい。以下では、このＰＣＣ、ＳＣＣを用いる。

本発明の第１の実施の形態において、各スモールセル（１１、１２、１３）はトラフィック密度が高い場所にスポット的に配置され、ＳＣＣは、その場所専用でそこに在圏するＵＥのトラフィックを運ぶ役割を有する。一方、ＰＣＣはマクロセル１０に在圏する全てのＵＥが共通に使用できる。

＜動作概要＞
以下、図１に示すシステムにおける機能・動作の概要を説明する。なお、以下の説明において、「スモールセル」については、図１における３つの「スモールセル」のうちのどの「スモールセル」でもよいので、参照符号を付していない。

本発明の第１の実施の形態におけるマクロセル基地局２００におけるトラフィック制御装置１００は、ＵＥの要求トラフィック（発生したデータ）を、マクロセル１０のＰＣＣのネットワークリソース、スモールセルのＳＣＣのネットワークリソース、あるいはその両方に割り当てて運ぶように制御を実行する。例えば、下りのトラフィックの場合であれば、マクロセル基地局２００（トラフィック制御装置１００）において上位ノードから受信したデータがバッファに格納され、宛先のＵＥに送信する必要が生じた際に、スケジューリングを行って、下りのトラフィックのネットワークリソースをＰＤＣＣＨでＵＥに通知することで割り当てを行う。また、上りのトラフィックの場合であれば、ＵＥにおいて上りデータが発生し、バッファに格納された際に、ＵＥは例えばＢＳＲ（残留バッファ量）をマクロセル基地局２００（トラフィック制御装置１００）に送信し、マクロセル基地局２００（トラフィック制御装置１００）は、スケジューリングを行って、上りネットワークリソースをＰＤＣＣＨでＵＥに通知する。

前述したように、スモールセルはトラフィック密度が高い場所にスポット的に配置され、その場所専用でそこに在圏するＵＥのトラフィックを運ぶ役割を有するが、ＳＣＣのネットワークリソースは有限であるから、本実施の形態では、ＳＣＣのネットワークリソース割り当ての優先度の高いトラフィックからＳＣＣのネットワークリソースを割り当てることとしている。

例えば、電車やバスに乗っている移動速度の高いユーザのＵＥはスモールセルの在圏時間が短く、かつ、移動中のため他の品質劣化要因の影響を受け易い。従って、ＳＣＣのネットワークリソースの割り当てに関して、当該スモールセル内で静止状態にある高トラフィック要求のＵＥよりも相対的に割り当ての優先順位は低い。つまり、スモールセル内で静止状態にいる高トラフィック要求のＵＥに対して優先的にＳＣＣのネットワークリソースを割り当てる。

一方、移動速度の高い広域的に移動するユーザのＵＥに対してはマクロセル１０のＰＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てる。

ここで、移動速度の低いユーザが、スモールセルに在圏してＳＣＣのネットワークリソースが割り当てられているにも関わらず、ＰＣＣのネットワークリソースも割り当て続けられ、かつ無制御の場合、移動速度の高いユーザに割り当てるべきＰＣＣネットワークリソースが不足する可能性がある。逆に、当該スモールセルの通信可能エリアに移動してくるＵＥの通信要求をＳＣＣに無制限に受け入れた場合、当該スモールセルの混雑によるスループットの低下の問題も発生する。本来スモールセルはスポット的展開が主流であり、高速移動性よりも静止状態の品質が優先されるべきであると考えられる。よって、上述したように、ＳＣＣのネットワークリソースに関してはその場に居続けてあまり移動をしないＵＥに優先的に割り当てられることとしている。

ユーザの行動はＵＥ毎に多種多様である。バスや電車等の乗り物に乗りながら利用しているユーザは、乗り物の移動に伴ってハンドオーバーを繰り返していくことになる。一方で、オフィスや飲食店などで静止して利用しているユーザもある。

主にＵプレーンのベアラで運ばれるユーザトラフィックは、ＶｏＬＴＥ、ソーシャルネットワークへのアクセス、動画等の視聴、ゲームなど多様である。ＶｏＬＴＥであれば特定のベアラを用いるため、ネットワーク側で識別可能であるが、オーバーザトップ（ＯＴＴ）を利用しているユーザではベアラだけ見ていても利用サービスが判断できない。

そこで、本発明の第１の実施の形態では、トラフィック制御装置１００がＵＥ毎のトラフィック及び移動速度を監視することで、ＣＣのネットワークリソースの割り当て制御を行うこととしている。

以下、本実施の形態に係るトラフィック制御装置１００の構成と動作についてより詳細に説明する。

＜トラフィック制御装置１００の構成＞
図２に、本実施の形態におけるトラフィック制御装置１００の構成例を示す。図２に示すように、トラフィック制御装置１００は、ＵＥ登録部１０１、ＵＥ監視制御部１０２、ＵＥ管理テーブル１０３、ＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４を有する。なお、図２は、トラフィック制御装置１００の構成のうち、本発明の第１の実施の形態に特に関連する構成のみを示すものである。

ＵＥ登録部１０１は、ＵＥのマクロセル１０への在圏開始／在圏終了を監視し、マクロセル１０に在圏したＵＥを管理対象として当該ＵＥの情報をＵＥ管理テーブル１０３に登録（格納）する。

図３に、ＵＥ管理テーブル１０３の例を示す。図３に示すように、ＵＥ管理テーブル１０３は、管理番号、ＵＥ識別子、在圏開始時刻、在圏終了時刻を保持している。

ＵＥ監視制御部１０２は、管理対象のＵＥ毎に、平均要求トラフィック、平均移動速度、在圏ＳＣＣ識別子等を取得し、ＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４に格納する。ＵＥ毎の平均要求トラフィックの量、平均移動速度の取得及び格納は、例えば一定時間間隔で実施する。また、在圏ＳＣＣ識別子については、ＳＣＣへの在圏／離脱（ＳＣＣの追加／削除）に応じて更新される。なお、本実施の形態におけるＰＣＣ／ＳＣＣへの在圏／離脱は、ＰＣｅｌｌ／ＳＣｅｌｌへの在圏／離脱と言い換えてもよい。

図４に、本発明の第１の実施の形態におけるＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４の例を示す。図４に示す例は、１つのＵＥ（ＵＥ識別子：０９０１１１１０００１）についてのテーブルの例を示している。図４に示すように、ＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４は、情報取得を行った時刻、平均要求トラフィック、平均移動速度、在圏ＳＣＣ識別子を保持する。

下り方向に着目した場合（下りＣＣのネットワークリソースの割り当て制御を行う場合）、平均要求トラフィックは、例えば、前の情報取得時刻と現在の情報取得時刻との間（或いは、所定時間前から現在までの間）において、当該ＵＥが受信したデータ量の単位時間あたりの平均とすることができる。ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥが受信したデータ量を、マクロセル基地局２００が当該ＵＥに送信したデータ量として取得することが可能である。マクロセル基地局２００が当該ＵＥに送信したデータとは、マクロセル１０においてＵＥに送信されたデータ、及び、スモールセル（ＣＡを行う場合）においてＵＥに送信されたデータを含む。また、下りの平均要求トラフィックを、当該ＵＥに対する直近の下りに割り当てられたネットワークリソースの量から算出することとしてもよい。

上り方向に着目した場合（上りＣＣのネットワークリソースの割り当て制御を行う場合）、平均要求トラフィックは、例えば、前の情報取得時刻と現在の情報取得時刻との間（或いは、所定時間前から現在までの間）において、当該ＵＥが送信したデータ量の単位時間あたりの平均とすることができる。ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥが送信したデータ量を、マクロセル基地局２００が当該ＵＥから受信したデータ量として取得することが可能である。マクロセル基地局２００が当該ＵＥから受信したデータとは、マクロセル１０でＵＥから送信されたデータ、及び、スモールセル（ＣＡを行う場合）でＵＥから送信されたデータを含む。また、上りの平均要求トラフィックを、当該ＵＥに対する直近の上りに割り当てられたネットワークリソースの量から算出することとしてもよい。あるいは、ＢＳＲから算出することとしてもよい。

ＵＥ監視制御部１０２は、例えば、各ＵＥの位置情報を所定時間間隔で取得し、当該位置情報に基づき、各ＵＥの移動速度を所定時間間隔で算出することができる。ＵＥの位置情報の取得方法は特定の方法に限らないが、例えば、ＵＥがＧＰＳで位置情報を取得し、当該位置情報を定期的に受信することが考えられる。また、上記のようにして位置情報から移動速度を取得することの他、各ＵＥがセンサー等により移動速度を測定し、各ＵＥから移動速度を受信してもよい。

また、ＵＥ監視制御部１０２は、各ＵＥについて、ＳＣＣが追加された場合、当該ＳＣＣの識別子を取得でき、当該ＳＣＣの識別子が在圏ＳＣＣ識別子としてＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４に格納される。ＳＣＣが追加されたか否かの判断に関しては、例えば、ＵＥ監視制御部１０２がＵＥに対するＳＣＣ追加シグナリング（ＲＲＣシグナリング）を行う機能を持ち、当該追加シグナリングを実行したことでＳＣＣの追加を識別できる。

ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４に格納される情報に基づいて、ＳＣＣの追加判定、及び、ＰＣＣ／ＳＣＣのネットワークリソースの割り当て制御を行う。この制御内容については、以下の動作説明のところで述べる。

本発明の第１の実施の形態に係るトラフィック制御装置１００は、例えば、コンピュータ（あるいはコンピュータの構成を含む基地局）に、本発明の第１の実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、トラフィック制御装置１００が有する機能は、当該コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。

＜トラフィック制御装置１００の動作＞
以下、本発明の第１の実施の形態におけるトラフィック制御装置１００の動作を、図５のフローチャートの手順に沿って説明する。以下で説明する動作は、ある１つのＵＥに対するトラフィック制御装置１００の動作である。トラフィック制御装置１００は、以下で説明する動作を、マクロセル１０に在圏するＵＥ毎に行っている。

ステップＳ１０１において、ＵＥがマクロセル１０のエリアに入ると、トラフィック制御装置１００は、ＵＥから送信される接続要求信号等を受信することで当該ＵＥがマクロセル１０に在圏したことを検知し、ＵＥ登録部１０１が、当該ＵＥを管理対象と判断し、当該ＵＥの情報（識別子、在圏開始時刻）をＵＥ管理テーブル１０３（図３）に格納する。

ステップＳ１０２において、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥの要求トラフィックの量を監視し、また位置情報／センサー情報等から得られる情報を基に当該ＵＥの移動速度を推定し、ＵＥの平均要求トラフィック及び平均移動速度をＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４（図４）に格納する。前述したように、平均要求トラフィック及び平均移動速度は定期的に取得され、格納される。

ＵＥは順次移動し、スモールセルのエリアに入る場合がある。ステップＳ１０３において、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥがスモールセルのエリアに入ったかどうかを判定する。この判定は、例えばＵＥの位置情報に基づき行うことができる。また、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥから受信する測定報告（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔ）の中に、スモールセルのＳＣＣの受信強度（又は受信品質）が含まれ、かつ、当該受信強度が所定値以上であることを検知した場合に、当該ＵＥは当該スモールセルのエリアに入ったと判定してもよい。

ステップＳ１０３での判定がＹｅｓの場合（スモールセルのエリアに入った場合）、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、ＵＥ監視制御部１０２は、当該ＵＥに対して、スモールセルのＳＣＣを追加して、ＰＣＣ＋ＳＣＣのＣＡを実行させるかどうかの判定を行う。ここでは、例えば、トラヒック・移動速度を考慮せずに、ＳＣＣの品質が予め定めた閾値よりも良ければＣＡを実行させると判定することとしてよい。

もしくは、現在のＵＥのトラヒック・移動速度を加味してＣＡの実行可否を判定することとしてもよい。この場合、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４（図４）を参照し、例えば、現時点での平均移動速度が閾値Ａ以下であり、かつ、平均要求トラフィックが閾値Ｂ以上である場合に、ＳＣＣを追加してＣＡを実行させると判定する。もしくは、平均移動速度が閾値Ａ以下、又は、平均要求トラフィックが閾値Ｂ以上である場合に、ＳＣＣを追加してＣＡを実行させると判定してもよい。なお、これらの判定条件は一例に過ぎず、他の判定条件を用いて判定を行うこととしてもよい。

ステップＳ１０４での判定結果がＮｏの場合（ＣＡを行わない場合）、ステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０４での判定結果がＹｅｓの場合（ＣＡを行う場合）、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥに対してＳＣＣを追加する設定を行い、更に、ＳＣＣをアクティベートする。この時点で、ＵＥはＰＣＣとＳＣＣを用いたＣＡを実行することが可能となる。ただし、実際のデータ通信は、マクロセル基地局２００（本例では、トラフィック制御装置１００のＵＥ監視制御部１０２）により、ＣＣ毎に、ＵＥに対するネットワークリソースの割り当て（スケジューリング）がなされることにより行われる。

本発明の第１の実施の形態では、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４（図４）を参照し、ネットワークリソースの割り当て時点における平均要求トラフィックと平均移動速度に基づいて、ＰＣＣのネットワークリソースを割り当てるか、ＳＣＣのネットワークリソースを割り当てるかを判断し、ネットワークリソースの割り当てを実行する。このような判断は、スケジューリングのタイミングの都度行われる。

例えば、ＵＥ監視制御部１０２は、該当ＵＥに関して、平均要求トラフィックが高く（例：閾値Ｃ以上）、かつ、移動速度が０に近い（例：閾値Ｄ以下）ことを検知した場合、当該ＵＥは静止状態で高トラフィック要求を出していると判断し、ＳＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てる。これにより、該当ＵＥに対するスループット向上が図れるとともに、高速移動をするＵＥ用にＰＣＣのネットワークリソースのリザーブ効果が得られる。つまり、全体のネットワークリソースの利用率が向上する。

ＳＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てるとは、例えば、１０回のスケジューリングのうちの８回のスケジューリングにおいてＳＣＣのネットワークリソースを割り当て、残りの２回はＰＣＣのネットワークリソースを割り当てるといったことである。また、このような回数でなく、もしくは回数に加えて、割り当てるネットワークリソース量を異ならせてもよい。例えば、ＰＣＣのネットワークリソースとＳＣＣのネットワークリソースを同程度の頻度で割り当てることとするが、ＳＣＣのネットワークリソースを１００バイト分割り当てるのに対して、ＰＣＣのネットワークリソースを２０バイト分しか割り当てないといった制御が可能である。

例えば、ＵＥ監視制御部１０２が、該当ＵＥに関して、移動速度が高い（例：閾値Ｅ以上）ことを検知した場合、当該ＵＥは高速移動中であると判断し、ＰＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当て、ＳＣＣのネットワークリソースは補助的に使用する。

ＰＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てるとは、例えば、１０回のスケジューリングのうちの８回のスケジューリングにおいてＰＣＣのネットワークリソースを割り当て、残りの２回はＳＣＣのネットワークリソースを割り当てるといったことである。また、このような回数でなく、もしくは回数に加えて、割り当てるネットワークリソース量を異ならせてもよい。例えば、ＰＣＣのネットワークリソースとＳＣＣのネットワークリソースを同程度の頻度で割り当てることとするが、ＰＣＣのネットワークリソースを１００バイト分割り当てるのに対して、ＳＣＣのネットワークリソースを２０バイト分しか割り当てないといった制御が可能である。

これによりＳＣＣのネットワークリソースのリザーブ効果が得られ、当該スモールセルユーザにより良いアクセスを提供可能となる。つまり、全体のネットワークリソースの利用率が向上する。

なお、移動速度が高い（例：閾値Ｅ以上）場合でも、平均要求トラフィックが非常に高い（例：閾値Ｆ以上）ことを検知した場合、ＵＥ監視制御部１０２は、ＳＣＣのネットワークリソースの割り当てを優先させることとしてもよい。

ステップＳ１０５のＣＡ実行・ネットワークリソース選択を行う中で、ステップＳ１０２からの処理は継続して行われ、例えば、ＳＣＣの品質が低下した等、ＣＡ実行条件を満たさなくなると、ＳＣＣは削除される。

図５のステップＳ１０３における判定結果がＮｏの場合（ＵＥがスモールセルのエリア外の場合）、ステップＳ１０６に進み、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥがマクロセル１０のエリアの外に出たかどうかを判定する。この判定は、例えば、ＵＥから受信するＰＣＣの信号の受信強度により行うことができる。

ステップＳ１０６での判定結果がＮｏの場合（マクロセル１０のエリア内の場合）、ステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０６での判定結果がＹｅｓの場合（マクロセル１０のエリア外の場合）、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、ＵＥとマクロセル１０との接続は切断され、ＵＥ登録部１０１は、ＵＥ管理テーブル１０３に当該マクロセル１０の在圏終了時刻を記録し、当該ＵＥを管理対象から外す。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態と本発明の第２の実施の形態とでトラフィック制御装置１００の構成及び機能は同じである。本発明の第２の実施の形態では、スモールセルが階層構造になっている点が本発明の第１の実施の形態と異なる。

図６に、本発明の第２の実施の形態におけるシステム構成例を示す。図６に示すように、本発明の第２の実施の形態では、スモールセルが２階層になっている。すなわち、マクロセル２０内に中規模のスモールセル（中規模）２１が形成され、更に、スモールセル２１内に小規模のスモールセル（小規模）２２、２３が形成されている。マクロセル２０はマクロセル基地局２００により形成され、スモールセル（中規模）２１はスモールセル（中規模）基地局２０１により形成され、スモールセル（小規模）２２、２３はそれぞれスモールセル（小規模）基地局２０２、２０３により形成される。

トラフィック制御装置１００の動作は本発明の第１の実施の形態における動作と基本的に同様であるが、本発明の第２の実施の形態では、ＳＣＣとして、スモールセル（中規模）のＳＣＣ（以下、ＳＣＣ１とする）と、スモールセル（小規模）のＳＣＣ（以下、ＳＣＣ２とする）との間でも優先度を考慮した割り当て制御を行うことが可能になっている。

すなわち、ＵＥがマクロセル２０に在圏すると、ＵＥ登録部１０１は、ＵＥの情報登録（図３）を行い、ＵＥ監視制御部１０２がトラフィックと移動速度等の監視を開始し、平均要求トラフィックと平均移動速度、及び、在圏ＳＣＣ識別子がＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４に格納される。

図７に、本発明の第２の実施の形態におけるＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル１０４の例を示す。図７に示すように、本発明の第２の実施の形態では、ＳＣＣ１とＳＣＣ２についての在圏ＳＣＣ識別子の情報が格納される。

ＵＥが、スモールセル（中規模）２１に入ると、スモールセル（小規模）に入る前まで、ＵＥ監視制御部１０２は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＣＣとＳＣＣの場合と同様にして、ＰＣＣとＳＣＣ１とのＣＡの実行可否判定、及び、ＰＣＣとＳＣＣ１間で割り当てるネットワークリソースの選択を行うことができる。

ＵＥがスモールセル（小規模）のエリアに入り、ＰＣＣ＋ＳＣＣ１＋ＳＣＣ２のＣＡが実行される場合には、例えば、ＵＥ監視制御部１０２は、ＵＥの移動速度が０であることを検知すると、ＳＣＣ２のネットワークリソースを他のＣＣよりも優先的に割り当てる。また、例えば、ＵＥの移動速度が歩いている程度（例：閾値Ｇ＜移動速度＜閾値Ｈ）であることを検知すると、ＳＣＣ１のネットワークリソースを他のＣＣよりも優先的に割り当てる。また、例えば、ＵＥの移動速度が高速（例：閾値Ｉ以上）であることを検知すると、ＰＣＣのネットワークリソースを他のＣＣよりも優先的に割り当てる。なお、要求トラフィックが非常に高い場合（例：閾値Ｊ以上）には、移動速度が大きい場合でも、ＳＣＣ１のネットワークリソースとＳＣＣ２のネットワークリソースの割り当て優先度を上げることとしてもよい。また、移動速度が小さい場合でも、要求トラフィックが小さい場合は、ＰＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てることとしてもよい。

このように、スモールセルを階層構造にすることで、要求トラフィックと移動速度に応じて、よりきめ細かくＣＣの割り当て制御を行うことができ、それぞれのネットワークリソースの有効活用を図れる。また、上記の例のような制御をすることにより、リザーブ効果も働き、それぞれスモールセル内でのＵＥの移動速度に適したネットワークリソースを、有効に割り当てることができる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態によれば、ＣＡをサポートするネットワークにおいて、ＵＥ毎の要求トラフィックと移動速度に応じてどのＣＣのネットワークリソースを割り当てるかを適切に決定でき、ネットワークリソースの利用率向上を実現することができる。また、ＵＥのサービス品質向上に貢献する。

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

１０、２０ マクロセル
１１、１２、１３ スモールセル
２１ スモールセル（中規模）
２２、２３ スモールセル（小規模）
１００ トラフィック制御装置
１０１ ＵＥ登録部
１０２ ＵＥ監視制御部
１０３ ＵＥ管理テーブル
１０４ ＵＥトラフィック・移動速度管理テーブル
２００ マクロセル基地局
２０１、２０２、２０３ スモールセル基地局
ＵＥ ユーザ装置

Claims (7)

1. 第１のコンポーネントキャリア及び第２のコンポーネントキャリアを含む複数のコンポーネントキャリアを束ねて使用するキャリアアグリゲーションをサポートする移動体通信システムにおいて、ユーザ装置に対するネットワークリソースの割り当てを行うトラフィック制御装置であって、
   前記ユーザ装置のトラフィック量と移動速度を取得する取得手段と、
   前記トラフィック量と前記移動速度に基づいて、前記ユーザ装置に対して、前記第１のコンポーネントキャリアのネットワークリソースと前記第２のコンポーネントキャリアのネットワークリソースのうちのいずれを優先的に割り当てるかを決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定されたコンポーネントキャリアのネットワークリソースを前記ユーザ装置に優先的に割り当てる割り当て手段と
   を備えるトラフィック制御装置。
2. 前記第１のコンポーネントキャリアがＰＣＣであり、前記第２のコンポーネントキャリアがＳＣＣである場合において、
   前記決定手段は、前記トラフィック量が高く、前記移動速度が低い場合に、前記ＳＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てると決定する
   請求項１に記載のトラフィック制御装置。
3. 前記第１のコンポーネントキャリアがＰＣＣであり、前記第２のコンポーネントキャリアがＳＣＣである場合において、
   前記決定手段は、前記移動速度が大きい場合に、前記ＰＣＣのネットワークリソースを優先的に割り当てると決定する
   請求項１又は２に記載のトラフィック制御装置。
4. 前記第１のコンポーネントキャリアがＰＣＣであり、前記第２のコンポーネントキャリアがＳＣＣである場合において、
   前記決定手段は、前記ユーザ装置が前記ＳＣＣのセルのエリアに入ったときに、前記ＳＣＣと前記ＰＣＣによるキャリアアグリゲーションを前記ユーザ装置に設定するか否かを前記トラフィック量と前記移動速度に基づいて決定する
   請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のトラフィック制御装置。
5. 前記第１のコンポーネントキャリアがＰＣＣであり、前記第２のコンポーネントキャリアがＳＣＣであり、当該ＳＣＣのセルのエリア内に、別のＳＣＣのセルが形成される場合において、
   前記決定手段は、前記トラフィック量と前記移動速度に基づいて、前記ユーザ装置に対して、前記ＰＣＣのネットワークリソース、前記ＳＣＣのネットワークリソース、及び前記別のＳＣＣのネットワークリソースのうちのいずれを優先的に割り当てるかを決定する
   請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載のトラフィック制御装置。
6. 第１のコンポーネントキャリア及び第２のコンポーネントキャリアを含む複数のコンポーネントキャリアを束ねて使用するキャリアアグリゲーションをサポートする移動体通信システムにおいて、ユーザ装置に対するネットワークリソースの割り当てを行うトラフィック制御装置が実行するリソース割り当て方法であって、
   前記ユーザ装置のトラフィック量と移動速度を取得する取得ステップと、
   前記トラフィック量と前記移動速度に基づいて、前記ユーザ装置に対して、前記第１のコンポーネントキャリアのネットワークリソースと前記第２のコンポーネントキャリアのネットワークリソースのうちのいずれを優先的に割り当てるかを決定する決定ステップと、
   前記決定ステップにより決定されたコンポーネントキャリアのネットワークリソースを前記ユーザ装置に優先的に割り当てる割り当てステップと
   を備えるリソース割り当て方法。
7. コンピュータを、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載のトラフィック制御装置における各手段として機能させるためのプログラム。

Images