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WO2011096315A1 - 無線基地局、制御プロセッサ、プログラム及び無線リソース割当制御方法 - Google Patents

無線基地局、制御プロセッサ、プログラム及び無線リソース割当制御方法 Download PDF

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Publication number
WO2011096315A1
WO2011096315A1 PCT/JP2011/051535 JP2011051535W WO2011096315A1 WO 2011096315 A1 WO2011096315 A1 WO 2011096315A1 JP 2011051535 W JP2011051535 W JP 2011051535W WO 2011096315 A1 WO2011096315 A1 WO 2011096315A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radio resource
mobile communication
radio
base station
communication device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/051535
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光宏 窪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to CN201180008796XA priority Critical patent/CN102763471A/zh
Priority to US13/577,564 priority patent/US9125080B2/en
Priority to KR1020127022232A priority patent/KR101473543B1/ko
Priority to JP2011552743A priority patent/JP5472658B2/ja
Publication of WO2011096315A1 publication Critical patent/WO2011096315A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
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    • H04W28/10—Flow control between communication endpoints
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
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    • H04W28/0205—Traffic management, e.g. flow control or congestion control at the air interface
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0268—Traffic management, e.g. flow control or congestion control using specific QoS parameters for wireless networks, e.g. QoS class identifier [QCI] or guaranteed bit rate [GBR]
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/52—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on load

Definitions

  • the present invention relates to a radio base station, a control processor, a program, and a radio resource allocation control method, and more particularly to a radio base station, a control processor, a program, and a radio resource allocation control method when backhaul line congestion occurs.
  • the communication speed is improved as compared with the third generation mobile communication.
  • the improvement in communication speed is realized by widening the radio band used between the mobile communication device and the radio base station. Therefore, it is necessary to increase the line speed or line capacity of the backhaul line that connects the radio base station and the higher level network including MME (Mobility Management Element), S-GW (Serving Gate Way), and the like.
  • MME Mobility Management Element
  • S-GW Serving Gate Way
  • the amount of data transmitted from the mobile communication device to the radio base station may be the amount of data that can be transmitted on the backhaul line. May exceed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-197605 (hereinafter referred to as Patent Document 1) describes a technique for efficiently transmitting control traffic and bearer traffic on a backhaul line. In general, resources on the backhaul line are sufficiently allocated to control traffic that requires high reliability. This reduces the bandwidth available for transmitting bearer traffic. Therefore, Patent Document 1 discloses a communication method that monitors control traffic transmitted on a backhaul line and allocates an appropriate amount of resources to control traffic transmitted on the backhaul line. Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
  • Patent Document 2 discloses a resource allocation method for allocation to channel quality information transmitted from a mobile station to a base station.
  • the amount of data transmitted from the mobile station to the base station is large, resources allocated to the channel quality information are reduced. Further, when the amount of data transmitted from the mobile station to the base station is small, the resources allocated to the channel quality information are increased. Accordingly, when the amount of data other than control information is large, resources allocated to channel quality information corresponding to control information can be reduced, so that a large amount of data can be transmitted.
  • Patent Document 3 discloses a new call admission control method from a radio terminal in a radio base station.
  • the radio base station rejects acceptance of a new call if the throughput of an existing call in which a priority level equal to or lower than the priority level set for a new call is less than a threshold. This prevents a reduction in the throughput of existing calls with low priority.
  • the radio base station cannot adjust the amount of data received from the mobile station, such as audio data and video data. Therefore, when the wireless base station receives data that exceeds the amount that can be transmitted to the backhaul line, flow control is performed in the wireless base station to limit the amount of data transmitted to the backhaul line. However, the radio base station cannot transmit all received data to the backhaul line. For this reason, a problem that data stays in the radio base station occurs.
  • a new call is accepted if the throughput of an existing call is equal to or greater than a threshold value. For this reason, when congestion occurs in the backhaul line, there is a problem that data is further accumulated in the radio base station.
  • the present invention has been made to solve such problems, and a radio base station, a control processor, and a program for preventing data retention and an increase in the call loss rate occurring in the radio base station due to a congestion state of a backhaul line It is another object of the present invention to provide a radio resource allocation control method.
  • the radio base station includes: a radio resource allocation determination unit that determines whether radio resources can be allocated to the first mobile communication device; and the radio resource allocation determination unit executes radio resource allocation.
  • a radio resource control unit that allocates radio resources to the determined first mobile communication device, and a control that outputs data received from the first mobile communication device to a backhaul line that relays to the upper network
  • a backhaul line control unit configured to perform backhaul line congestion, and when the backhaul line is congested, the radio resource control unit determines a radio resource amount to be allocated to the first mobile communication device to a congestion of the backhaul line.
  • the radio resource allocation determination unit reduces the amount of radio resources allocated before the occurrence, and the radio resource allocation determination unit Depending on whether or not the data received from the mobile station satisfies a predetermined service quality, the radio resource for the second mobile communication device to which a new radio resource should be allocated after occurrence of congestion on the backhaul line is determined. This determines whether or not assignment is possible.
  • the control processor according to the second aspect of the present invention provides a backhaul line through which the radio base station outputs the data for relaying data transmitted from the mobile communication device to the radio base station to an upper network. When congestion occurs, a new radio resource should be allocated after the occurrence of congestion on the backhaul line depending on whether the data received by the radio base station satisfies a predetermined quality of service.
  • the program according to the third aspect of the present invention is congested on a backhaul line from which the radio base station outputs the data in order to relay data transmitted from the mobile communication device to the radio base station to an upper network. If the data received by the radio base station satisfies a predetermined quality of service, a radio resource to be newly allocated after the occurrence of congestion on the backhaul line is generated. The computer is caused to execute a step of determining whether the radio resource can be allocated to the communication device.
  • the radio resource allocation control method according to the fourth aspect of the present invention includes a step of detecting congestion of the backhaul line when data transmitted from the mobile communication device is output to the backhaul line relaying to the upper network.
  • Radio resources allocated to the mobile communication when the backhaul line is congested and the data transmitted from the mobile communication device satisfy a predetermined service quality Determining whether or not radio resources can be allocated to mobile communication devices to which radio resources are to be newly allocated after congestion of the backhaul line has occurred.
  • a radio base station a control processor, a program, and a radio resource allocation control method that prevent data retention and an increase in the call loss rate occurring in the radio base station due to congestion of the backhaul line.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a radio base station according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining resource block allocation according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a data table in which the QCI according to the first embodiment is associated with the number of bearers that do not satisfy the service quality.
  • FIG. 4 is a network configuration diagram of the LTE system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram of a frame in LTE according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sequence related to resource block allocation according to the first exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a process flow diagram of the radio base station according to the first embodiment.
  • the radio base station 10 includes a radio resource allocation determination unit 11, a radio resource control unit 12, and a backhaul line control unit 13.
  • the backhaul line control unit 13 is connected to a backhaul line 14 that relays data received from the mobile communication device to the upper network.
  • the radio base station 10 communicates with the mobile communication device 20 using a radio communication line.
  • the upper network includes an MME that performs mobility control, an S-GW that processes audio data, video data, and the like.
  • the mobile communication device 20 includes a mobile phone terminal or a PDA (Personal Digital Assistant) terminal.
  • the radio resource allocation determination unit 11 determines whether radio resources can be allocated to the mobile communication device 20. For example, when a radio resource allocation request is made from the mobile communication device 20, the radio resource allocation determination unit 11 determines the radio resource allocation to the mobile communication device 20 according to the radio resource allocation status for other mobile communication devices. Decide whether to assign.
  • the pre-processing before the mobile communication device 20 makes a radio resource allocation request will be described.
  • the mobile communication device 20 receives a broadcast channel (BCH) when the power is turned on or when moving from an area covered by another radio base station to an area covered by the radio base station 10, etc. Information necessary for communication between the wireless base station 10 and the mobile communication device 20 is acquired.
  • BCH broadcast channel
  • the mobile communication device 20 After receiving the BCH, the mobile communication device 20 transmits a random access channel (RACH) to the radio base station 10 to establish synchronization between the radio base station 10 and the mobile communication device 20.
  • RACH random access channel
  • the mobile communication device 20 can transmit data at the timing scheduled from the radio base station 10.
  • the mobile communication device 20 requests the radio base station 10 to allocate radio resources. For example, the mobile communication device 20 makes a radio resource allocation request when starting a voice call or transmitting packet data.
  • the radio resource allocation determining unit 11 accepting a radio resource allocation request has the same meaning as accepting a call.
  • the radio base station 10 establishes synchronization with a plurality of mobile communication devices, and assigns radio resources to these mobile communication devices. Therefore, when a radio resource allocation request is made from the mobile communication device 20, if the amount of radio resources allocated to other mobile communication devices is less than a predetermined amount, the mobile communication device Radio resources are allocated to 20. When the amount of radio resources allocated to other mobile communication devices exceeds a predetermined amount, radio resources are not allocated to the mobile communication device 20. A state in which communication cannot be performed because radio resources cannot be allocated in this way is called call loss. When the radio resource allocation determination unit 11 determines the radio resource allocation to the mobile communication device 20, the radio resource control unit 12 executes radio resource allocation.
  • Radio resources are allocated to data (hereinafter referred to as uplink data) transmitted from the mobile communication device 20 to the radio base station 10.
  • the assigned radio resource is a resource block (RB) including time information indicating transmission timing and frequency information indicating transmission frequency.
  • the radio resource control unit 12 outputs the radio resource information allocated to each mobile communication device to the radio resource allocation determination unit 11.
  • the radio resource information is information that identifies the assigned RB. Further, the radio resource information may include information regarding the number of allocated RBs.
  • the backhaul line control unit 13 performs control to output data received from the mobile communication device 20 to the backhaul line 14. For example, when the backhaul line 14 is congested, the backhaul line control unit 13 performs flow control and adjusts the amount of data output to the backhaul line 14.
  • the backhaul line control unit 13 when congestion occurs in the backhaul line 14, the backhaul line control unit 13 notifies the radio resource allocation determination unit 11 of the occurrence of congestion. Further, the backhaul line control unit 13 notifies the radio resource control unit 12 of radio resource allocation suppression. Next, the operation of the backhaul line control unit 13 when congestion occurs in the backhaul line 14 will be described.
  • the radio resource control unit 12 When notified of radio resource allocation suppression, the radio resource control unit 12 reduces radio resources allocated to a plurality of mobile communication devices. As a result, the amount of data received from a plurality of mobile communication devices can be reduced, so that the retention of data in the radio base station 10 caused by congestion of the backhaul line 14 can be eliminated.
  • the radio resource control unit 12 when the radio resource control unit 12 is notified of the radio resource allocation suppression, the radio resource control unit 12 is in a state in which the radio resource allocation suppression is notified to the mobile communication device that has established synchronization with the radio base station 10. May be notified.
  • the mobile communication device that has received the notification can reduce the amount of data to be transmitted, thereby reducing the amount of data received by the radio base station 10 and also reducing the amount of radio resources allocated.
  • the radio resource allocation determination unit 11 is notified of the occurrence of congestion on the backhaul line 14, the occurrence of congestion occurs depending on whether the data received from the mobile communication device satisfies a predetermined service quality. After being notified, it is determined whether or not radio resources can be allocated to mobile communication devices to which radio resources should be newly allocated.
  • the quality of service is defined for each communication line (bearer) set between each mobile communication device and the radio base station 10.
  • a plurality of bearers may be set in one mobile communication device.
  • the defined service quality differs for each QCI (service class).
  • Each QCI has a priority.
  • the service quality is, for example, a bit rate of data received from the mobile communication device, a delay, or the like.
  • the delay of data received from the mobile communication device indicates the time from when data is generated in the mobile communication device until the radio base station 10 receives the data.
  • the radio resource allocation determination unit 11 uses at least one of the bit rate and the delay in order to determine whether or not radio resources can be allocated will be described.
  • the radio resource control unit 12 suppresses radio resource allocation.
  • the amount of data that can be transmitted by the mobile communication device is reduced.
  • the bit rate of data transmitted from the mobile communication device to the radio base station 10 is reduced.
  • the radio resource control unit 12 suppresses assignment of radio resources, data to be transmitted stays in the mobile communication device. This causes a delay in data transmitted from the mobile communication device to the radio base station 10. Therefore, the bit rate and delay of data are parameters that may vary when congestion occurs in the backhaul line 14. Therefore, by using these parameters, it is possible to determine whether or not radio resources can be allocated in consideration of the state after congestion occurs in the backhaul line 14.
  • the radio resource allocation determination unit 11 acquires, from the radio resource control unit 12, information associated with the number of bearers that do not satisfy a predetermined service quality for each QCI.
  • the radio resource allocation determination unit 11 may acquire, from the radio resource control unit 12, information associated with the number of mobile communication devices that do not satisfy a predetermined service quality for each QCI.
  • the radio resource allocation determination unit 11 performs a service in a bearer in which a QCI equal to or higher in priority than the QCI requested from the mobile communication device is set. Check if the quality is met. If the number of bearers that do not satisfy the service quality is equal to or less than the threshold A, the radio resource allocation determination unit 11 permits radio resource allocation to the mobile communication device that has made the radio resource allocation request.
  • the backhaul line control unit 13 includes a buffer for outputting data to the backhaul line 14 for each QCI. The backhaul line control unit 13 determines that the backhaul line 14 is congested when the total amount of data stored in each buffer exceeds the threshold value B.
  • the backhaul line control unit 13 may detect the congestion by notifying the congestion of the backhaul line 14 from a device (not shown) that monitors the congestion of the backhaul line 14.
  • the backhaul line control unit 13 determines that the congestion has been eliminated when the total amount of data stored in each buffer falls below the threshold value D.
  • a congestion state is detected based on the amount of data stored in a buffer corresponding to any QCI, it is determined that the congestion has been eliminated when the amount of data stored in the buffer falls below the threshold E. Also good.
  • the backhaul line control unit 13 determines that the congestion has been eliminated, the backhaul line control unit 13 notifies the radio resource allocation determination unit 11 of the congestion cancellation, and notifies the radio resource control unit 12 of the cancellation of radio resource allocation suppression. .
  • radio resource allocation suppression control according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described using FIG.
  • the radio resource control unit 12 decreases the number of RBs allocated to the mobile communication device 20. By reducing the number of assigned RBs, the amount of uplink data that can be transmitted by the mobile communication device 20 is reduced. Therefore, the data staying in the radio base station 10 can be suppressed.
  • the radio resource control unit 12 gradually decreases the number of RBs allocated to the mobile communication device.
  • the vertical axis in FIG. 2 indicates the number of RBs assigned by the radio resource control unit 12 to the mobile communication device, and the horizontal axis indicates time.
  • the radio resource control unit 12 decreases the number of RBs allocated to the mobile communication device by b every time T. Further, a lower limit value c is provided for the number of RBs allocated to the mobile communication device, and control is performed so that the number of allocated RBs does not fall below c.
  • the radio resource control unit 12 may reduce the amount of data permitted to be transmitted to the mobile communication device 20 instead of the number of RBs to be allocated. In this case, the vertical axis in FIG.
  • the radio resource control unit 12 may reduce the number of RBs allocated fairly to a plurality of mobile communication devices to which radio resources are allocated. For example, if the number of mobile communication devices to which radio resources are allocated is N, the radio resource control unit 12 reduces the number of RBs of b / N for each mobile communication device every time T. Assign RB.
  • the radio resource control unit 12 may adjust the number of RBs to be reduced based on the QCI set in the data transmitted from each mobile communication device. For example, the radio resource control unit 12 greatly reduces the number of RBs assigned to the mobile communication device transmitting data with a low QCI, and the number of RBs assigned to the mobile communication device transmitting data with a high QCI. The decrease in the number may be reduced.
  • the radio resource control unit 12 outputs information of the data table in FIG. 3 in which the number of bearers that do not satisfy the service quality is associated with each QCI to the radio resource allocation determination unit 11.
  • QCI1 has the highest priority, and the priority decreases as QCI2 and QCI3.
  • the radio resource allocation determination unit 11 acquires information illustrated in FIG. 3 from the radio resource control unit 12. Here, processing when the radio resource allocation determination unit 11 is notified of the congestion state from the backhaul line control unit 13 and further receives a radio resource allocation request will be described. An example of requesting radio resource allocation for data for which QCI5 is set from the mobile communication apparatus when threshold A for determining whether to permit radio resource allocation is set to “3” will be described.
  • the radio resource allocation determination unit 11 rejects radio resource allocation to the mobile communication device that makes the radio resource allocation request. To do.
  • the threshold A is set to “5”
  • the number of bearers that do not satisfy the service quality does not exceed the value of the threshold A. Therefore, the radio resource allocation determination unit 11 allocates radio resources. Can be allowed.
  • the radio base station 10 and the MME 30 are connected by an S1-MME link.
  • the radio base station 10 and the S-GW 40 are connected by an SI-U link.
  • the radio base stations 10 are connected by an X2 link.
  • the SI-MME link, SI-U link, and X2 link are each called a backhaul line.
  • the radio section between the radio base station 10 and the mobile communication device 20 is connected by a UU link.
  • One radio frame is composed of 20 slots.
  • One slot is composed of 7 symbols, and a normal CP (Cyclic Prefix) is added to each symbol.
  • subcarriers are arranged at intervals of 15 kHz or 7.5 kHz.
  • RB which is a unit for allocating radio resources to mobile communication devices, is an area determined by the time for one slot and the frequency band for 12 subcarriers.
  • the RB allocation processing according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the processing shown in FIG. 6 is based on the premise that the mobile communication device 20 makes a radio resource allocation request and the radio resource allocation determination unit 11 permits radio resource allocation.
  • the mobile communication device 20 transmits a Buffer Status Report in order to receive radio resource assignment from the radio base station 10 (S11).
  • the radio resource control unit 12 allocates RBs to the mobile communication device 20 in order to transmit a Buffer Status Report. Yes. Therefore, the mobile communication device 20 can transmit Buffer Status Report before RB for uplink data is allocated.
  • the buffer status report notifies the accumulation state of data in the transmission buffer of the mobile communication device 20.
  • the radio resource control unit 12 performs RB allocation to the mobile communication device 20 by scheduling based on the information of the Buffer Status Report (S12).
  • the radio resource control unit 12 allocates a large number of RBs when a large amount of data is accumulated in the transmission buffer of the mobile communication device 20, and decreases the allocated RBs when the accumulated data is small.
  • the radio resource control unit 12 obtains the radio resource allocation suppression notification from the backhaul line control unit 13, the radio resource control unit 12 decreases the number of RBs to be allocated than usual.
  • the radio base station 10 notifies the mobile communication device 20 of the determined RB using Scheduling Grant (S13).
  • the mobile communication device 20 maps the data to the allocated RB and transmits it to the radio base station 10 (S14).
  • the RB allocation processing is performed even when the radio resource allocation determination unit 11 determines allocation of radio resources to a mobile communication apparatus to which radio resources are to be newly allocated after the backhaul line 14 is congested. , Performed in the same way.
  • the radio resources to be allocated may be controlled as follows.
  • the radio resource control unit 12 may assign the RB decreased from the existing mobile communication device to the mobile communication device to which a new radio resource is to be assigned after the notification of the radio resource assignment suppression. Thereby, since the amount of radio resources of mobile communication devices to which radio resources have already been allocated does not vary, it is possible to prevent a decrease in service quality of these mobile communication devices.
  • wireless resource control part 12 may allocate a part of radio
  • a radio resource allocation control method in the radio base station according to the first embodiment of the present invention will be described using FIG. First, the backhaul line control unit 13 detects congestion of the backhaul line 14 (S21).
  • the backhaul line control unit 13 outputs a radio resource allocation suppression notification signal to the radio resource control unit 12 and outputs a congestion detection notification signal to the radio resource allocation determination unit 11.
  • the radio resource control unit 12 that has acquired the radio resource allocation suppression notification signal decreases the radio resources allocated to the mobile communication device (S22).
  • the radio resource allocation determination unit 11 determines whether a new radio resource allocation request has been made (S23). If there is no new radio resource allocation request, the process ends. When there is a new radio resource allocation request, the radio resource allocation determination unit 11 determines whether or not the data received from the mobile communication device satisfies the service quality condition (S24).
  • the radio resource allocation determination unit 11 determines to execute radio resource allocation in response to a new radio resource allocation request (S25). When it is determined in step S24 that the service quality condition is not satisfied, the radio resource allocation determination unit 11 determines radio resource allocation rejection in response to a new radio resource allocation request (S26).
  • the backhaul line congestion can be detected by providing the backhaul line control unit. Therefore, when the congestion of the backhaul line is detected, the radio resource control unit can reduce the amount of radio resources allocated for transmitting uplink data of the mobile communication device. Thereby, the untransmitted data staying in the radio base station can be reduced.
  • the radio base station determines that the radio resource control unit uses fewer radio resources by reducing the radio resources to be allocated. To do. Therefore, the radio base station permits radio resource allocation in response to a new radio resource allocation request. As a result, untransmitted data further remains in the radio base station. In addition, if it is detected that congestion has occurred on the backhaul line and if uniform radio resource allocation is rejected, the call loss rate increases even when the service quality of data transmitted from the mobile communication device is maintained. End up.
  • radio resource allocation determining unit radio resource allocation can be determined for each QCI based on the number of bearers whose service quality is not satisfied.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
  • the present invention has been described as a hardware configuration, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also realize arbitrary processing by causing a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program.
  • the computer program can be provided by being recorded on a recording medium, or can be provided by being transmitted via the Internet or another communication medium.
  • the storage medium includes, for example, a flexible disk, hard disk, magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, DVD, ROM cartridge, RAM memory cartridge with battery backup, flash memory cartridge, and nonvolatile RAM cartridge.
  • the communication medium includes a wired communication medium such as a telephone line, a wireless communication medium such as a microwave line, and the like. A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
  • a radio resource allocation determining unit that determines whether radio resources can be allocated to a first mobile communication device, and the first mobile communication device for which execution of radio resource allocation is determined by the radio resource allocation determining unit
  • a radio resource control unit that allocates radio resources
  • a backhaul line control unit that performs control to output data received from the first mobile communication device to a backhaul line that relays the data to an upper network
  • the radio resource control unit reduces the radio resource amount allocated to the first mobile communication device from the radio resource amount allocated before the congestion occurs
  • the radio resource allocation determining unit is configured to receive data received from the first mobile communication device as a predetermined service.
  • the radio base station determines the allocation availability of the radio resources to the second mobile communication device to newly assign a radio resource after congestion of the backhaul.
  • wireless resource allocation determination part satisfy
  • wireless resource allocation determination part satisfy
  • the said quality of service is set for every some said 1st mobile communication apparatus, and the said radio
  • the radio base station according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein the radio resource amount allocated to the communication apparatus is reduced.
  • wireless resource control part sets radio
  • the radio base station according to any one of appendices 1 to 3, which is decreased.
  • the radio resource control unit After the backhaul line congestion has occurred in the second mobile communication device, for which the radio resource allocation has been determined by the radio resource allocation determination unit, the radio resource control unit, The radio base station according to any one of appendices 1 to 5, wherein radio resources reduced from one mobile communication device are allocated.
  • the radio resource control unit After the backhaul circuit is congested, the radio resource control unit sends a part of radio resources allocated to the first mobile communication device to the second mobile communication device.
  • the radio base station according to any one of appendices 1 to 5 to be allocated.
  • the radio base station according to item.
  • the radio base station according to supplementary note 8 wherein the radio resource control unit measures at least one of a bit rate and a delay of the data.

Landscapes

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

　本発明にかかる無線基地局１０は、移動通信装置に対する無線リソースの割り当て可否を決定する無線リソース割当決定部１１と、無線リソースの割り当ての実行が決定された移動通信装置に対して無線リソースの割り当てを行う無線リソース制御部１２と、移動通信装置から受信したデータを上位ネットワークへ中継するバックホール回線１４へ出力する制御を行うバックホール回線制御部１３とを備える。輻輳が発生した場合、無線リソース制御部１２は、割り当てる無線リソース量を減少させ、無線リソース割当決定部１１は、受信したデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、移動通信装置に対する無線リソースの割り当て可否を決定する。

Description

無線基地局、制御プロセッサ、プログラム及び無線リソース割当制御方法
　本発明は無線基地局、制御プロセッサ、プログラム及び無線リソース割当制御方法に関し、特にバックホール回線の輻輳発生時における無線基地局、制御プロセッサ、プログラム及び無線リソース割当制御方法に関する。
　次世代移動体通信であるＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、第３世代移動体通信と比較して通信速度が向上する。通信速度の向上は、移動通信装置と無線基地局との間に用いられる無線帯域が広帯域化することにより、実現される。従って、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｅｌｅｍｅｎｔ）や、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ　Ｇａｔｅ　Ｗａｙ）等を含む上位ネットワークと無線基地局とを接続するバックホール回線の回線速度もしくは回線容量を増強する必要がある。しかし、通信事業者のネットワーク設計に基づいて構築されたネットワーク又はバックホール回線品質によっては、移動通信装置から無線基地局に対して送信されるデータ量が、バックホール回線において伝送可能なデータ量を上回ることがある。このような場合、無線基地局は、フロー制御を実施し、バックホール回線へ伝送するデータ量を制限する。
　特開２００６−１９７６０５号公報（以下特許文献１と記す）には、バックホール回線において、制御トラヒックとベアラトラヒックを効率的に伝送する技術が記載されている。一般的に、バックホール回線におけるリソースは、高信頼性を必要とする制御トラヒックに十分に割り当てられる。そのため、ベアラトラヒックを伝送するために利用可能な帯域幅が減少する。そこで、特許文献１には、バックホール回線において伝送されている制御トラヒックをモニタし、適切な量のリソースを、バックホール回線に伝送される制御トラヒックに割り当てる通信方法が開示されている。
　特開２００７−３３６４８８号公報（以下特許文献２と記す）には、移動局から基地局に対して送信するチャネル品質情報に割り当てるリソースの割り当て方法が開示されている。移動局から基地局に対して送信するデータ量が多い場合は、チャネル品質情報に割り当てられるリソースを少なくする。また、移動局から基地局に対して送信するデータ量が少ない場合は、チャネル品質情報に割り当てられるリソースを多くする。これにより、制御情報以外のデータ量が多い時に、制御情報に対応するチャネル品質情報に割り当てられるリソースを減少させることができるため、多くのデータを送信することができる。
　特開２００９−１１１４９８号公報（以下特許文献３と記す）には、無線基地局における、無線端末からの新規呼の受付制御方法が開示されている。無線基地局は、新規呼に設定された優先順位以下の優先順位が設定された既存呼のスループットが閾値未満であれば、新規呼の受付を拒否する。これにより、優先順位の低い既存呼のスループットが減少することを防止する。
　特許文献１及び２に記載された通信方法においては、無線基地局は、移動局から受信するデータ、例えば音声データや、映像データ等のデータ量を調整することができない。そのため、無線基地局が、バックホール回線へ伝送することができる量を超えたデータを受信した場合に、無線基地局内においてフロー制御を実施し、バックホール回線へ伝送するデータ量を制限する。しかし、無線基地局は、受信したすべてのデータをバックホール回線へ伝送することができない。そのため、無線基地局内にデータが滞留する問題が発生する。また、特許文献３においては、既存呼のスループットが閾値以上であれば、新規呼を受け付ける。そのため、バックホール回線において輻輳が発生している場合、無線基地局内には、さらにデータが滞留する問題が発生する。しかし、新規呼を受け付けたために、さらにデータが滞留する問題を回避するために、バックホール回線において輻輳が発生している場合に新規呼の受付を拒否すると、呼損率が上昇するという問題が発生する。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、バックホール回線の輻輳状態により無線基地局内に発生するデータの滞留及び呼損率の上昇を防止する無線基地局、制御プロセッサ、プログラム及び無線リソース割当制御方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様にかかる無線基地局は、第１の移動通信装置に対する無線リソースの割り当て可否を決定する無線リソース割当決定部と、前記無線リソース割当決定部において無線リソースの割り当ての実行が決定された前記第１の移動通信装置に対して、無線リソースの割り当てを行う無線リソース制御部と、前記第１の移動通信装置から受信したデータを上位ネットワークへ中継するバックホール回線へ出力する制御を行うバックホール回線制御部と、を備え、前記バックホール回線に輻輳が発生した場合、前記無線リソース制御部は、前記第１の移動通信装置に対して割り当てる無線リソース量をバックホール回線の輻輳発生前に割り当てていた無線リソース量より減少させ、前記無線リソース割当決定部は、前記第１の移動通信装置から受信したデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき第２の移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するものである。
　本発明の第２の態様にかかる制御プロセッサは、移動通信装置から無線基地局に対して送信されたデータを、上位ネットワークへ中継するために前記無線基地局が前記データを出力するバックホール回線に輻輳が発生した場合に、前記無線基地局によって受信されたデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するものである。
　本発明の第３の態様にかかるプログラムは、移動通信装置から無線基地局に対して送信されたデータを、上位ネットワークへ中継するために前記無線基地局が前記データを出力するバックホール回線に輻輳が発生した場合に、前記無線基地局によって受信されたデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するステップをコンピュータに実行させるものである。
　本発明の第４の態様にかかる無線リソース割り当て制御方法は、移動通信装置から送信されるデータが上位ネットワークへ中継するバックホール回線へ出力される際に、前記バックホール回線の輻輳を検出するステップと、前記バックホール回線の輻輳が発生した場合に、前記移動通信に割り当てられる無線リソース量を減少させるステップと、前記移動通信装置から送信されるデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳が発生した後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するステップと、を備えるものである。
　本発明により、バックホール回線の輻輳状態により無線基地局内に発生するデータの滞留及び呼損率の上昇を防止する無線基地局、制御プロセッサ、プログラム及び無線リソース割当制御方法を提供することができる。
　図１は実施の形態１にかかる無線基地局の構成図である。
　図２は実施の形態１にかかるリソースブロックの割り当てを説明する図である。
　図３は実施の形態１にかかるＱＣＩとサービス品質を満たしていないベアラ数とを関連付けたデータテーブルである。
　図４は実施の形態１にかかるＬＴＥシステムのネットワーク構成図である。
　図５は実施の形態１にかかるＬＴＥにおけるフレームの図である。
　図６は実施の形態１にかかるリソースブロックの割り当てに関するシーケンスである。
　図７は実施の形態１にかかる無線基地局の処理フロー図である。
　（実施の形態１）
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる無線基地局の構成例について説明する。無線基地局１０は、無線リソース割当決定部１１と、無線リソース制御部１２と、バックホール回線制御部１３とを備えている。バックホール回線制御部１３は、移動通信装置から受信したデータを上位ネットワークへ中継するバックホール回線１４に接続されている。また、無線基地局１０は、無線通信回線を用いて移動通信装置２０と通信を行う。無線基地局１０において、上位ネットワークとは、モビリティ制御を行うＭＭＥ、音声データ、映像データ等を処理するＳ−ＧＷ等が含まれる。移動通信装置２０は、携帯電話端末又はＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）端末等を含む。
　無線リソース割当決定部１１は、移動通信装置２０に対する無線リソースの割り当て可否を決定する。例えば、無線リソース割当決定部１１は、移動通信装置２０から無線リソースの割り当て要求がなされると、他の移動通信装置に対する無線リソースの割り当て状況に応じて、移動通信装置２０に対して無線リソースの割り当て可否を決定する。
　ここで、移動通信装置２０が無線リソース割当要求を行う前の事前処理について、説明する。移動通信装置２０は、電源投入時又は他の無線基地局がカバーするエリアから、無線基地局１０がカバーするエリアに移動した時等に、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）を受信し、システムの帯域幅等の無線基地局１０と移動通信装置２０との間において通信をするのに必要な情報を取得する。移動通信装置２０は、ＢＣＨを受信後、ランダクアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を無線基地局１０へ送信し、無線基地局１０と移動通信装置２０との間における同期を確立する。無線基地局１０と移動通信装置２０との間において同期を確立することにより、移動通信装置２０は、無線基地局１０からスケジューリングされたタイミングにおいて、データを送信することができる。
　移動通信装置２０は、無線基地局１０と同期がとれている状態において、送信するデータが発生した場合、無線基地局１０に対して無線リソースの割り当て要求を行う。例えば、移動通信装置２０は、音声通話を開始する際又はパケットデータの送信を行う際等に、無線リソースの割り当て要求を行う。無線リソース割当決定部１１が、無線リソースの割当要求を受け付けることは、呼を受け付けるということと同等の意味を有する。
　無線基地局１０は、複数の移動通信装置と同期を確立しており、それらの移動通信装置に対して無線リソースの割り当てを行っている。そのため、移動通信装置２０から無線リソースの割当要求がなされた場合に、他の移動通信装置に対して割り当てている無線リソースの量が予め定められた量を下回っている場合には、移動通信装置２０に対して無線リソースの割り当てを行う。他の移動通信装置に対して割り当てている無線リソースの量が予め定められた量を超えている場合には、移動通信装置２０に対して無線リソースの割り当てを行わない。このように無線リソースを割り当てられないことにより、通信を行うことができない状態を、呼損と呼ぶ。
　無線リソース制御部１２は、無線リソース割当決定部１１において、移動通信装置２０に対する無線リソースの割り当てが決定されると、無線リソースの割り当てを実行する。無線リソースは、移動通信装置２０から無線基地局１０に対して送信されるデータ（以下、上りデータ、とする）に対して割り当てられる。割り当てられる無線リソースは、送信するタイミングを示す時間情報と、送信する周波数を示す周波数情報とを含むリソースブロック（ＲＢ）である。無線リソース制御部１２は、それぞれの移動通信装置に対して割り当てている無線リソース情報を無線リソース割当決定部１１へ出力する。無線リソース情報は、割り当てているＲＢを特定する情報である。また、無線リソース情報には、割り当てているＲＢの数に関する情報が含まれてもよい。
　バックホール回線制御部１３は、移動通信装置２０から受信したデータを、バックホール回線１４へ出力する制御を行う。例えば、バックホール回線制御部１３は、バックホール回線１４に輻輳が発生した場合に、フロー制御を行いバックホール回線１４へ出力するデータ量の調節を行う。また、バックホール回線制御部１３は、バックホール回線１４に輻輳が発生すると、無線リソース割当決定部１１に対して、輻輳発生を通知する。さらに、バックホール回線制御部１３は、無線リソース制御部１２に対して、無線リソース割当抑制を通知する。
　次に、バックホール回線１４に輻輳が発生した場合におけるバックホール回線制御部１３の動作について説明する。無線リソース制御部１２は、無線リソース割当抑制が通知されると、複数の移動通信装置に対して割り当てている無線リソースを減少させる。これにより、複数の移動通信装置から受信するデータ量を減少させることができるため、バックホール回線１４の輻輳により生じる無線基地局１０内におけるデータの滞留を解消することができる。
　また、無線リソース制御部１２は、無線リソース割当抑制が通知されると、無線基地局１０と同期を確立している移動通信装置に対して、無線リソース割当抑制が通知されている状態であることを通知してもよい。通知を受けた移動通信装置が、送信するデータ量を削減することにより、無線基地局１０が受信するデータ量を削減することができるとともに、無線リソースの割り当て量も減少させることができる。
　無線リソース割当決定部１１は、バックホール回線１４の輻輳発生が通知されると、移動通信装置から受信したデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、輻輳発生が通知された以後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する無線リソースの割当可否を決定する。サービス品質は、それぞれの移動通信装置と無線基地局１０との間に設定されている通信回線（ベアラ）毎に規定さている。１つの移動通信装置には、複数のベアラが設定されてもよい。規定されているサービス品質は、ＱＣＩ（サービスクラス）毎に異なる。各ＱＣＩは、優先度を持つ。サービス品質は、例えば、移動通信装置から受信したデータのビットレートや、遅延等である。移動通信装置から受信したデータの遅延とは、移動通信装置においてデータが発生してから、無線基地局１０がデータを受信するまでの時間を示す。
　ここで、無線リソース割当決定部１１が、無線リソースの割当可否を決定するために、ビットレート及び遅延の少なくとも一方を用いる理由について説明する。バックホール回線１４に、輻輳が発生した場合、無線リソース制御部１２は、無線リソースの割り当てを抑制する。そのため、移動通信装置が送信することができるデータ量が、減少する。これにより、移動通信装置から無線基地局１０に対して送信されるデータのビットレートが減少することとなる。また、無線リソース制御部１２が無線リソースの割り当てを抑制することにより、移動通信装置内に送信すべきデータが滞留することになる。これにより、移動通信装置から無線基地局１０に対して送信されるデータに遅延が発生する。よって、データのビットレート及び遅延は、バックホール回線１４に輻輳が発生した場合に変動する可能性があるパラメータである。そのため、これらのパラメータを用いることにより、バックホール回線１４に輻輳が発生した後の状態を考慮した無線リソースの割当可否を決定することができる。
　無線リソース割当決定部１１は、ＱＣＩ毎に、予め定められているサービス品質を満たしていないベアラ数が対応付けられた情報を無線リソース制御部１２から取得する。もしくは、無線リソース割当決定部１１は、ＱＣＩ毎に、予め定められているサービス品質を満たしていない移動通信装置の数が対応付けられた情報を無線リソース制御部１２から取得してもよい。無線リソース割当決定部１１は、輻輳発生を通知された後に、無線リソース割当要求がなされた場合、移動通信装置から要求されるＱＣＩと同等もしくは優先度の高いＱＣＩが設定されているベアラにおいて、サービス品質が満たされているかどうかを確認する。サービス品質を満たしていないベアラ数が閾値Ａ以下又は未満であれば、無線リソース割当決定部１１は、無線リソース割当要求を行った移動通信装置に対する無線リソース割り当てを許可する。サービス品質を満たしていないベアラ数が閾値Ａ以上又はＡより多い場合、移動通信装置に対する無線リソース割り当てを拒否する。これにより、無線基地局１０において、一定のサービス品質が満たされている場合には、無線リソースを割り当てることができるため、呼損率の上昇を抑制することができる。
　次に、バックホール回線制御部１３におけるバックホール回線１４の輻輳検出制御について説明する。バックホール回線制御部１３は、ＱＣＩ毎にバックホール回線１４へデータを出力するためのバッファを備えている。バックホール回線制御部１３は、それぞれのバッファに蓄積されるデータ量の合計が閾値Ｂを超えると、バックホール回線１４が輻輳していると判定する。もしくは、いずれかのＱＣＩに対応するバッファに蓄積されるデータ量が閾値Ｃを超えると、バックホール回線１４が輻輳していると判定してもよい。また、バックホール回線制御部１３は、バックホール回線１４の輻輳を監視している装置（図示せず）から、バックホール回線１４の輻輳を通知されることにより、輻輳を検出してもよい。
　ここで、バックホール回線制御部１３は、それぞれのバッファに蓄積されるデータ量の合計が、閾値Ｄを下回ると輻輳が解消されたと判断する。もしくは、いずれかのＱＣＩに対応するバッファに蓄積されているデータ量に基づいて輻輳状態を検出した場合、そのバッファに蓄積されているデータ量が閾値Ｅを下回ると輻輳が解消されたと判断してもよい。
　バックホール回線制御部１３は、輻輳が解消されたと判断すると、無線リソース割当決定部１１に対して、輻輳解消の通知を行い、無線リソース制御部１２に対して、無線リソース割当抑制解除を通知する。
　続いて、図２を用いて本発明の実施の形態１にかかる、無線リソース割当抑制制御について、説明する。無線リソース制御部１２は、無線リソース割当抑制を通知されると、移動通信装置２０に割り当てるＲＢ数を減少させる。割り当てるＲＢ数を減少させることにより、移動通信装置２０が送信することができる上りデータ量は減少する。そのため、無線基地局１０に滞留するデータを抑制することができる。ここで、無線リソース制御部１２は、移動通信装置に割り当てるＲＢ数を段階的に減少させる。図２の縦軸は、無線リソース制御部１２が移動通信装置に割り当てるＲＢ数を示し、横軸は、時間を示す。図２に示されるように、無線リソース制御部１２は、時間Ｔ毎に、移動通信装置に割り当てるＲＢ数をｂ個減少させる。また、移動通信装置に割り当てるＲＢ数について、下限値ｃを設け、割り当てるＲＢ数がｃ個を下回らないように制御する。ここで、無線リソース制御部１２は、割り当てるＲＢ数の代わりに移動通信装置２０に送信を許可するデータ量を減少させてもよい。その場合、図２の縦軸は、無線リソース制御部１２が移動通信装置に送信を許可するデータ量を示し、横軸は、時間を示すことになる。
　このように、移動通信装置に割り当てるＲＢ数を段階的に減少させることにより、移動通信装置と無線基地局１０間において通信されているデータの急激なサービス品質の低下を防止することができる。また、下限値を設けることにより、移動通信装置は継続して上りデータを送信することができる。
　ここで、無線リソース制御部１２は、無線リソースを割り当てている複数の移動通信装置に対して、公平に割り当てるＲＢ数を減少させてもよい。例えば、無線リソースを割り当てている移動通信装置の数をＮ台とすると、無線リソース制御部１２は、時間Ｔ毎にそれぞれの移動通信装置に対して、ｂ／Ｎ個のＲＢ数を減少させてＲＢを割り当てる。これにより、特定の移動通信装置から送信されるデータ量が急激に減少することによる特定の移動通信装置におけるサービス品質の低下を防止することができる。
　もしくは、無線リソース制御部１２は、それぞれの移動通信装置から送信されるデータに設定されているＱＣＩに基づいて、減少させるＲＢの数を調整してもよい。たとえば、無線リソース制御部１２は、ＱＣＩの低いデータを送信している移動通信装置に対して割り当てるＲＢ数を多く減少させ、ＱＣＩの高いデータを送信している移動通信装置に対して割り当てるＲＢ数の減少を、少なくしてもよい。これにより、高いサービス品質を要求している移動通信装置に対するＲＢ数の減少を最小限に抑えることができるため、ＱＣＩの高いデータを送信している移動通信装置におけるサービス品質の低下を最小限に留める事ができる。
　続いて、図３を用いて本発明の実施の形態１にかかるＱＣＩとサービス品質を満たしていないベアラ数とを関連付けたデータテーブルについて説明する。無線リソース制御部１２は、無線リソース割当決定部１１に対して、それぞれのＱＣＩ毎に、サービス品質を満たしていないベアラ数を対応付けた図３のデータテーブルの情報を出力する。図３のデータテーブルは、ＱＣＩ１が最も優先度が高く、ＱＣＩ２、ＱＣＩ３となるにつれて、優先度が低くなる。ＱＣＩ１~３が設定されているベアラの中で、サービス品質を満たしていないベアラ数は０である。また、ＱＣＩ４が設定されているベアラの中において、サービス品質を満たしていないベアラ数は１である。その他のＱＣＩに対応付けら得ているベアラ数は、図３に示されている通りである。
　無線リソース割当決定部１１は、無線リソース制御部１２から図３に示されている情報を取得する。ここで、無線リソース割当決定部１１がバックホール回線制御部１３から輻輳状態が通知され、さらに無線リソース割当要求を受け付けた場合の処理について説明する。
　無線リソースの割り当て許可を判断する閾値Ａが「３」と設定されている場合に、移動通信装置からＱＣＩ５が設定されたデータに対する無線リソースの割り当てを要求する例について説明する。この場合、ＱＣＩ１乃至５の優先度において、サービス品質を満たしていないベアラ数は、「４」である。この場合、サービス品質を満たしていないベアラ数が、閾値Ａの値を超えているため、無線リソース割当決定部１１は、無線リソース割当要求を行う移動通信装置に対して、無線リソースの割り当てを拒否する。ここで、閾値Ａが「５」と設定されている場合には、サービス品質を満たしていないベアラ数が閾値Ａの値を超えていないため、無線リソース割当決定部１１は、無線リソースの割り当てを許可することができる。
　続いて、図４を用いて本発明の実施の形態１にかかるＬＴＥネットワークの構成例について説明する。ＬＴＥネットワークは、無線基地局１０と、ＭＭＥ３０と、Ｓ−ＧＷ４０と、から構成される。無線基地局１０とＭＭＥ３０とは、Ｓ１−ＭＭＥリンクにより接続されている。無線基地局１０とＳ−ＧＷ４０とは、ＳＩ−Ｕリンクにより接続されている。無線基地局１０間は、Ｘ２リンクにより接続されている。ＳＩ−ＭＭＥリンク、ＳＩ−Ｕリンク及びＸ２リンクは、それぞれバックホール回線と呼ばれる。また、無線基地局１０と移動通信装置２０との間の無線区間はＵＵリンクにより接続されている。
　続いて、図５を用いて本発明の実施の形態１にかかるＬＴＥ−ＦＤＤのフレーム構成について説明する。フレーム構成について説明するにあたり、最小のＴｉｍｅ　ｕｎｉｔを、Ｔ＿ｓ＝１／（１５０００×２０４８）ｓｅｃｏｎｄと定義する。さらに１無線フレームＴ＿ｆは、Ｔ＿ｆ＝３０７２００×Ｔ＿ｓ＝１０ｍｓと定義する。さらに、無線フレームを構成するスロットＴ＿ｓｌｏｔを、Ｔ＿ｓｌｏｔ＝１５３６０×Ｔ＿ｓ＝０．５ｍｓと定義する。１無線フレームは、２０スロットから構成される。１スロットは、７シンボルから構成され、１シンボル毎に、Ｎｏｒｍａｌ　ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｐｒｅｆｉｘ）が付加される。また、周波数方向には、１５ｋＨｚもしくは７．５ｋＨｚ間隔にサブキャリアが並べられている。ここで、移動通信装置に対して無線リソースを割り当てる単位であるＲＢは、１スロット分の時間及び１２サブキャリア分の周波数帯域により定まる領域である。
　続いて、図６を用いて本発明の実施の形態１にかかるＲＢの割り当て処理について説明する。なお、図６に示す処理は、移動通信装置２０が無線リソース割当要求を行い、無線リソース割当決定部１１により、無線リソースの割り当て許可が行われている状態を前提とする。はじめに、移動通信装置２０は、無線基地局１０から無線リソースの割り当てを受けるために、Ｂｕｆｆｅｒ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｒｅｐｏｒｔを送信する（Ｓ１１）。無線基地局１０は、無線リソース割当決定部１１により無線リソースの割り当てを許可されると、無線リソース制御部１２は、移動通信装置２０に対して、Ｂｕｆｆｅｒ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｒｅｐｏｒｔを送信するためにＲＢを割り当てている。そのため、移動通信装置２０は、上りデータ用のＲＢが割り当てられる前に、Ｂｕｆｆｅｒ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｒｅｐｏｒｔを送信することができる。Ｂｕｆｆｅｒ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｒｅｐｏｒｔにより、移動通信装置２０の送信用バッファにおけるデータの蓄積状態が通知される。
　次に、無線リソース制御部１２は、Ｂｕｆｆｅｒ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｒｅｐｏｒｔの情報に基づいて、スケジューリングをすることにより、移動通信装置２０に対してＲＢの割り当てを行う（Ｓ１２）。無線リソース制御部１２は、移動通信装置２０の送信用バッファに多くのデータが蓄積されている場合は、ＲＢを多く割当、蓄積されているデータが少ない場合は、割り当てるＲＢを減少させる。また、無線リソース制御部１２は、バックホール回線制御部１３より、無線リソース割当抑制通知を取得している場合は、通常よりも割り当てるＲＢ数を減少させる。
　次に、無線基地局１０は、Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ　Ｇｒａｎｔを用いて、決定したＲＢを移動通信装置２０へ通知する（Ｓ１３）。
　移動通信装置２０は、割り当てられたＲＢにデータをマッピングして、無線基地局１０へ送信する（Ｓ１４）。
　上記ＲＢの割り当て処理は、バックホール回線１４に輻輳が発生した後、無線リソース割当決定部１１が、新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対して、無線リソースの割り当てを決定した場合にも、同様に実行される。なお、この場合において、割り当てる無線リソースを以下のように制御してもよい。
　無線リソース制御部１２は、無線リソース割当抑制が通知された後に、既存の移動通信装置から減少させたＲＢを、新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対して割り当ててもよい。これにより、すでに無線リソースを割り当てられている移動通信装置の無線リソース量は変動しないため、これらの移動通信装置のサービス品質の低下を防止することができる。
　もしくは、無線リソース制御部１２は、既存の移動通信装置に割り当てられている無線リソースの一部を、新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対して割り当ててもよい。つまり、無線リソースの一部とは、バックホール回線１４に輻輳が発生し、ＲＢの割り当てが減少された後に、既存の移動通信装置に割り当てられている無線リソースの一部である。これにより、無線基地局１０に入力されるデータ量が増加することを防止することができるため、無線基地局１０内に滞留するデータが増加することを防止することができる。
　続いて、図７を用いて本発明の実施の形態１にかかる無線基地局における無線リソース割当制御方法について説明する。
　はじめに、バックホール回線制御部１３は、バックホール回線１４の輻輳を検出する（Ｓ２１）。次に、バックホール回線制御部１３は、無線リソース制御部１２に対して無線リソース割当抑制通知信号を出力し、無線リソース割当決定部１１に対して輻輳検出通知信号を出力する。無線リソース割当抑制通知信号を取得した無線リソース制御部１２は、移動通信装置に割り当てている無線リソースを減少させる（Ｓ２２）。次に、無線リソース割当決定部１１は、輻輳検出信号を取得後、新たに無線リソース割当要求がなされているか否かを判定する（Ｓ２３）。新たな無線リソース割当要求がない場合、処理を終了する。
　新たな無線リソース割当要求がある場合、無線リソース割当決定部１１は、移動通信装置から受信したデータが、サービス品質条件を満たすか否かを判定する（Ｓ２４）。無線リソース割当決定部１１は、ステップＳ２４において、サービス品質条件を満たしていると判定した場合、新たな無線リソース割当要求に対して、無線リソースの割当実行を決定する（Ｓ２５）。無線リソース割当決定部１１は、ステップＳ２４において、サービス品質条件を満たしていないと判定した場合、新たな無線リソース割当要求に対して、無線リソース割当拒否を決定する（Ｓ２６）。
　以上説明したように、本発明の実施の形態にかかる無線基地局において、バックホール回線制御部を設けることにより、バックホール回線の輻輳を検出することができる。そのため、バックホール回線の輻輳を検出した場合に、無線リソース制御部は、移動通信装置の上りデータを送信するために割り当てられる無線リソースの量を減少させることができる。これにより、無線基地局内に滞留する未送信データを減少させることができる。
　また、本発明の実施の形態にかかる無線リソース割当決定部を用いない場合、無線基地局は、無線リソース制御部が、割り当てる無線リソースを減少させることにより、使用されている無線リソースが少ないと判断する。そのため、無線基地局は、新たな無線リソース割当要求に対して、無線リソースの割り当てを許可してしまう。これにより、無線基地局内にさらに未送信データが滞留することになる。また、バックホール回線に輻輳が発生したことを検出した場合に、一律無線リソース割り当てを拒否すると、移動通信装置から送信されるデータのサービス品質が維持されている場合においても、呼損率が上昇してしまう。
　本発明の実施の形態にかかる無線リソース割当決定部を用いることにより、ＱＣＩ毎に、サービス品質が満たされていないベアラ数に基づいて、無線リソースの割り当てを決定することができる。そのため、無線リソースを割り当てることにより、優先度の高いＱＣＩが設定されるデータのサービス品質を低下させず、さらに呼損率の上昇も抑制することができる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
　また、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。
　上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）第１の移動通信装置に対する無線リソースの割り当て可否を決定する無線リソース割当決定部と、前記無線リソース割当決定部において無線リソースの割り当ての実行が決定された前記第１の移動通信装置に対して、無線リソースの割り当てを行う無線リソース制御部と、前記第１の移動通信装置から受信したデータを上位ネットワークへ中継するバックホール回線へ出力する制御を行うバックホール回線制御部と、を備え、前記バックホール回線に輻輳が発生した場合、前記無線リソース制御部は、前記第１の移動通信装置に対して割り当てる無線リソース量を輻輳発生前に割り当てていた無線リソース量より減少させ、前記無線リソース割当決定部は、前記第１の移動通信装置から受信したデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき第２の移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定する無線基地局。
　（付記２）前記無線リソース割当決定部は、前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している前記第１の移動通信装置の数及び前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している通信回線の数のうち少なくとも一方に基づいて、前記第２の移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定する付記１に記載の無線基地局。
　（付記３）前記無線リソース割当決定部は、前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している前記第１の移動通信装置の数及び前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している通信回線の数のうち少なくとも一方が、予め定められている数を下回っている場合、前記第２の移動通信装置に対して前記無線リソースの割り当てを行う付記２記載の無線基地局。
　（付記４）複数の前記第１の移動通信装置毎に前記サービス品質が設定され、前記無線リソース制御部は、予め定められているサービス品質を下回るサービス品質が設定されている前記第１の移動通信装置に割り当てられている無線リソース量を減少させる付記１乃至３のいずれか１項に記載の無線基地局。
　（付記５）前記無線リソース制御部は、前記無線リソースを割り当てているそれぞれの前記第１の移動通信装置から、前記第１の移動通信装置に設定されているサービス品質に応じて無線リソース量を減少させる、付記１乃至３のいずれか１項に記載の無線基地局。
　（付記６）前記無線リソース制御部は、前記無線リソース割当決定部によって無線リソースの割り当てが決定された前記第２の移動通信装置に対して、前記バックホール回線の輻輳が発生した後に、前記第１の移動通信装置から減少させた無線リソースを割り当てる付記１乃至５のいずれか１項に記載の無線基地局。
　（付記７）前記無線リソース制御部は、前記バックホール回線の輻輳が発生した後に、前記第１の移動通信装置に割り当てられている無線リソースの一部を前記第２の移動通信装置に対して割り当てる付記１乃至５のいずれか１項に記載の無線基地局。
　（付記８）前記無線リソース制御部は、複数の前記移動通信装置から受信したデータのサービス品質を測定し、測定した結果を前記無線リソース割当決定部へ出力する、付記１乃至７のいずれか１項に記載の無線基地局。
　（付記９）前記無線リソース制御部は、前記データのビットレート及び遅延のうち少なくとも一方を測定する付記８記載の無線基地局。
　（付記１０）前記無線リソース制御部は、前記無線リソースの割り当てを、段階的に減少させる付記１乃至９のいずれか１項に記載の無線基地局。
　（付記１１）前記無線リソース制御部は、前記割り当てる無線リソース量が、予め定められた値を下回らないように前記無線リソース量を減少させる付記１０記載の無線基地局。
　（付記１２）移動通信装置から無線基地局に対して送信されたデータを、上位ネットワークへ中継するために前記無線基地局が前記データを出力するバックホール回線に輻輳が発生した場合に、前記無線基地局によって受信されたデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定する制御プロセッサ。
　（付記１３）移動通信装置から無線基地局に対して送信されたデータを、上位ネットワークへ中継するために前記無線基地局が前記データを出力するバックホール回線に輻輳が発生した場合に、前記無線基地局によって受信されたデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するステップをコンピュータに実行させるプログラム。
　（付記１４）移動通信装置から送信されるデータが上位ネットワークへ中継するバックホール回線へ出力される際に、前記バックホール回線の輻輳を検出するステップと、前記バックホール回線の輻輳が発生した場合に、前記移動通信に割り当てられる無線リソース量を減少させるステップと、前記移動通信装置から送信されるデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳が発生した後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するステップと、を備える無線リソース割当制御方法。
　この出願は、２０１０年２月８日に出願された日本出願特願第２０１０−０２５４４７号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込むものである。

Claims (14)

  1. 第１の移動通信装置に対する無線リソースの割り当て可否を決定する無線リソース割当決定部と、
    　前記無線リソース割当決定部において無線リソースの割り当ての実行が決定された前記第１の移動通信装置に対して、無線リソースの割り当てを行う無線リソース制御部と、
    　前記第１の移動通信装置から受信したデータを上位ネットワークへ中継するバックホール回線へ出力する制御を行うバックホール回線制御部と、を備え、
    　前記バックホール回線に輻輳が発生した場合、
    　前記無線リソース制御部は、前記第１の移動通信装置に対して割り当てる無線リソース量を輻輳発生前に割り当てていた無線リソース量より減少させ、
    　前記無線リソース割当決定部は、前記第１の移動通信装置から受信したデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき第２の移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定する無線基地局。
  2. 前記無線リソース割当決定部は、
    　前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している前記第１の移動通信装置の数及び前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している通信回線の数のうち少なくとも一方に基づいて、前記第２の移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定する請求項１に記載の無線基地局。
  3. 前記無線リソース割当決定部は、
    　前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している前記第１の移動通信装置の数及び前記予め定められているサービス品質を満たしていないデータを送信している通信回線の数のうち少なくとも一方が、予め定められている数を下回っている場合、前記第２の移動通信装置に対して前記無線リソースの割り当てを行う請求項２記載の無線基地局。
  4. 複数の前記第１の移動通信装置毎に前記サービス品質が設定され、
    　前記無線リソース制御部は、予め定められているサービス品質を下回るサービス品質が設定されている前記第１の移動通信装置に割り当てられている無線リソース量を減少させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線基地局。
  5. 前記無線リソース制御部は、前記無線リソースを割り当てているそれぞれの前記第１の移動通信装置から、前記第１の移動通信装置に設定されているサービス品質に応じて無線リソース量を減少させる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線基地局。
  6. 前記無線リソース制御部は、
    　前記無線リソース割当決定部によって無線リソースの割り当てが決定された前記第２の移動通信装置に対して、前記バックホール回線の輻輳が発生した後に、前記第１の移動通信装置から減少させた無線リソースを割り当てる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線基地局。
  7. 前記無線リソース制御部は、
    　前記バックホール回線の輻輳が発生した後に、前記第１の移動通信装置に割り当てられている無線リソースの一部を前記第２の移動通信装置に対して割り当てる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線基地局。
  8. 前記無線リソース制御部は、複数の前記移動通信装置から受信したデータのサービス品質を測定し、測定した結果を前記無線リソース割当決定部へ出力する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線基地局。
  9. 前記無線リソース制御部は、前記データのビットレート及び遅延のうち少なくとも一方を測定する請求項８記載の無線基地局。
  10. 前記無線リソース制御部は、前記無線リソースの割り当てを、段階的に減少させる請求項１乃至９のいずれか１項に記載の無線基地局。
  11. 前記無線リソース制御部は、前記割り当てる無線リソース量が、予め定められた値を下回らないように前記無線リソース量を減少させる請求項１０記載の無線基地局。
  12. 移動通信装置から無線基地局に対して送信されたデータを、上位ネットワークへ中継するために前記無線基地局が前記データを出力するバックホール回線に輻輳が発生した場合に、前記無線基地局によって受信されたデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定する制御プロセッサ。
  13. 移動通信装置から無線基地局に対して送信されたデータを、上位ネットワークへ中継するために前記無線基地局が前記データを出力するバックホール回線に輻輳が発生した場合に、前記無線基地局によって受信されたデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳発生後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するステップをコンピュータに実行させるプログラム。
  14. 移動通信装置から送信されるデータが上位ネットワークへ中継するバックホール回線へ出力される際に、前記バックホール回線の輻輳を検出するステップと、前記バックホール回線の輻輳が発生した場合に、前記移動通信に割り当てられる無線リソース量を減少させるステップと、前記移動通信装置から送信されるデータが、予め定められているサービス品質を満たしているか否かに応じて、前記バックホール回線の輻輳が発生した後に新たに無線リソースを割り当てるべき移動通信装置に対する前記無線リソースの割り当て可否を決定するステップと、を備える無線リソース割当制御方法。
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