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技術 通信装置、及び無線リソース割当方法

出願人 富士通株式会社
発明者 江崎孝斗
出願日 2016年7月7日 (3年3ヶ月経過) 出願番号 2016-135073
公開日 2018年1月11日 (1年9ヶ月経過) 公開番号 2018-007171
状態 未査定
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード タイミング区間 受信処理タイミング 使用タイミング 帯域通過フィルタ処理 C言語 割り当てタイミング 技術的内容 最小ビット数
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月11日)のものです。
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図面 (17)

課題

効率的な運用が可能な通信装置、及び無線リソース割当方法を提供すること。動的に調整可能な通信装置、及び無線リソース割当方法を提供すること。

解決手段

第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内の第1の無線リソース割当てる第1のスケジューラと、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる第2のスケジューラとを備えた通信装置において、前記第2の周波数帯域内に前記第1の周波数帯域を配置し、前記第1のスケジューラは、前記第1の無線リソース割当てを前記第2のスケジューラへ通知し、前記第2のスケジューラは、前記第1の無線リソースの割当てがない場合、前記第1の周波数帯域を前記第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てる。

概要

背景

近年、IoT(Internet of Things)が注目されつつある。IoTは、例えば、様々な物がインターネットに接続され、情報交換によって相互に制御する仕組みである。ここでいう「物」とは、例えば、IP(Internet Protocol)アドレスを持つスマートフォンIPアドレスを持つセンサで検知可能な商品、IPアドレスを持つ機器に格納されたコンテンツなどがある。IoTの例としては、例えば、各家庭において電力計で測定された電力量を、電力計の無線通信機能を利用してサーバなどに送信するスマートメータがある。IoTによって、例えば、大量の情報が円滑に流通することで、国民生活における生産性効率性が向上し、新しい社会ステムが実現され得るものと考えられている。

3GPP(Third Generation Partnership Project)では、IoT向けの無線通信規格の一つとして、NB(Narrow Band)−IoTと呼ばれる新しい規格を策定している。

3GPPでは、NB−IoTに関して、“Stand−alone operation”と、“Guard band operation”、及び“In carrier operation”の3つの運用形態について議論している。

“Stand−alone operation”は、例えば、NB−IoTキャリアを単独のキャリアとして運用する形態である。また、“Guard band operation”は、例えば、NB−IoTキャリアをLTE(Long Term Evolution)キャリアの両端に存在するガードバンド上で運用する形態である。さらに、“In carrier operation”は、例えば、NB−IoTキャリアをLTEキャリアと同一周波数帯域内で運用する形態である。

“Stand−alone operation”と“Guard band operation”は、例えば、NB−IoTキャリアを既存のLTEキャリアとは独立した帯域で運用する形態となっている。そのため、例えば、LTEキャリアよりも狭帯域であるNB−IoTキャリアを独立した帯域で使用するのは投資コストに見合わない場合もある。

このような無線通信に関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、M2M(Machine to Machine)信号をOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)に直接重畳して、M2M信号を含むOFDMA信号を送信する方法に関する技術がある。

この技術によれば、M2M信号を、OFDMAベースワイヤレス無線アクセスネットワーク上で効率的に伝送するための方法を提供できる、とされる。

概要

効率的な運用が可能な通信装置、及び無線リソース割当方法を提供すること。動的に調整可能な通信装置、及び無線リソース割当方法を提供すること。第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内の第1の無線リソース割当てる第1のスケジューラと、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる第2のスケジューラとを備えた通信装置において、前記第2の周波数帯域内に前記第1の周波数帯域を配置し、前記第1のスケジューラは、前記第1の無線リソース割当てを前記第2のスケジューラへ通知し、前記第2のスケジューラは、前記第1の無線リソースの割当てがない場合、前記第1の周波数帯域を前記第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てる。

目的

そこで、一開示は、効率的な運用が可能な通信装置、及び無線リソース割当方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内の第1の無線リソース割当てる第1のスケジューラと、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる第2のスケジューラとを備えた通信装置において、前記第2の周波数帯域内に前記第1の周波数帯域を配置し、前記第1のスケジューラは、前記第1の無線リソース割当てを前記第2のスケジューラへ通知し、前記第2のスケジューラは、前記第1の無線リソースの割当てがない場合、前記第1の周波数帯域を前記第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てることを特徴とする通信装置。

請求項2

前記第1のスケジューラは、前記第1の無線リソースを一定周期毎で割当て、且つ、その割当てを前記第2のスケジューラへ通知することを特徴とする請求項1記載の通信装置。

請求項3

前記第1の無線リソースの割当てとは、一定周波数毎の割当量とすることを特徴とする請求項2記載の通信装置。

請求項4

前記第2のスケジューラは、前記第1の無線リソースの割当てに基づいて、前記第2の周波数帯域のうち、前記第1の周波数帯域以外の周波数帯域における第2の無線リソースを、前記第2の無線通信方式を利用する端末装置へ割当てることを特徴とする請求項1記載の通信装置。

請求項5

第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内の第1の無線リソースを割当てる第1のスケジューラと、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる第2のスケジューラとを備えた通信装置における無線リソース割当方法であって、前記第1及び第2のスケジューラにより、前記第2の周波数帯域内に前記第1の周波数帯域を配置し、前記第1のスケジューラにより、前記第1の無線リソース割当てを前記第2のスケジューラへ通知し、前記第2のスケジューラにより、前記第1の無線リソースの割当てがない場合、前記第1の周波数帯域を前記第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てることを特徴とする無線リソース割当方法。

技術分野

0001

本発明は、通信装置、及び無線リソース割当方法に関する。

背景技術

0002

近年、IoT(Internet of Things)が注目されつつある。IoTは、例えば、様々な物がインターネットに接続され、情報交換によって相互に制御する仕組みである。ここでいう「物」とは、例えば、IP(Internet Protocol)アドレスを持つスマートフォンIPアドレスを持つセンサで検知可能な商品、IPアドレスを持つ機器に格納されたコンテンツなどがある。IoTの例としては、例えば、各家庭において電力計で測定された電力量を、電力計の無線通信機能を利用してサーバなどに送信するスマートメータがある。IoTによって、例えば、大量の情報が円滑に流通することで、国民生活における生産性効率性が向上し、新しい社会ステムが実現され得るものと考えられている。

0003

3GPP(Third Generation Partnership Project)では、IoT向けの無線通信規格の一つとして、NB(Narrow Band)−IoTと呼ばれる新しい規格を策定している。

0004

3GPPでは、NB−IoTに関して、“Stand−alone operation”と、“Guard band operation”、及び“In carrier operation”の3つの運用形態について議論している。

0005

“Stand−alone operation”は、例えば、NB−IoTキャリアを単独のキャリアとして運用する形態である。また、“Guard band operation”は、例えば、NB−IoTキャリアをLTE(Long Term Evolution)キャリアの両端に存在するガードバンド上で運用する形態である。さらに、“In carrier operation”は、例えば、NB−IoTキャリアをLTEキャリアと同一周波数帯域内で運用する形態である。

0006

“Stand−alone operation”と“Guard band operation”は、例えば、NB−IoTキャリアを既存のLTEキャリアとは独立した帯域で運用する形態となっている。そのため、例えば、LTEキャリアよりも狭帯域であるNB−IoTキャリアを独立した帯域で使用するのは投資コストに見合わない場合もある。

0007

このような無線通信に関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、M2M(Machine to Machine)信号をOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)に直接重畳して、M2M信号を含むOFDMA信号を送信する方法に関する技術がある。

0008

この技術によれば、M2M信号を、OFDMAベースワイヤレス無線アクセスネットワーク上で効率的に伝送するための方法を提供できる、とされる。

0009

特表2013−502124号公報

先行技術

0010

RP-151545, “NB-LTEfor Low Complexity Radio Access Network for Cellular Internet of Things”, Alcatel-Lucent at el., 3GPP RAN#69, Sep.2015

発明が解決しようとする課題

0011

しかし、M2M信号を含むOFDMA信号を送信する技術は、例えば、NB−IoTについては何ら議論されておらず、NB−IoTキャリアをどのように運用するのかなどについては何ら開示も示唆もなされていない。

0012

そこで、一開示は、効率的な運用が可能な通信装置、及び無線リソース割当方法を提供することにある。

0013

また、一開示は、動的に調整可能な通信装置、及び無線リソース割当方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0014

一開示は、第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内の第1の無線リソース割当てる第1のスケジューラと、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる第2のスケジューラとを備えた通信装置において、前記第2の周波数帯域内に前記第1の周波数帯域を配置し、前記第1のスケジューラは、前記第1の無線リソース割当てを前記第2のスケジューラへ通知し、前記第2のスケジューラは、前記第1の無線リソースの割当てがない場合、前記第1の周波数帯域を前記第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てる。

発明の効果

0015

一開示によれば、効率的な運用が可能な通信装置、スケジューリング装置、及び無線通信システムを提供することができる。また、一開示によれば、動的に調整可能な通信装置、スケジューリング装置、及び無線通信システムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0016

図1は無線通信システムの構成例を表す図である。
図2は無線通信システムの構成例を表す図である。
図3広帯域と狭帯域の例を表す図である。
図4基地局の構成例を表す図である。
図5は狭帯域端末の構成例を表す図である。
図6広帯域端末の構成例を表す図である。
図7スケジューリングの例を表す図である。
図8は動作例を表すフローチャートである。
図9(A)から図9(D)はスケジューリングの例を表す図である。
図10は動作例を表すフローチャートである。
図11は動作例を表すフローチャートである。
図12(A)から図12(G)は受信動作の例を表す図である。
図13は基地局の構成例を表す図である。
図14は基地局のハードウェア構成例を表す図である。
図15は基地局のハードウェア構成例を表す図である。
図16は端末のハードウェア構成例を表す図である。

実施例

0017

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の実施例は開示の技術を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

0018

また、本明細書に記載された用語や技術的内容は、3GPPなど通信に関する規格として仕様書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。

0019

[第1の実施の形態]
図1は第1の実施の形態における通信装置100の構成例を表す図である。通信装置100は、第1及び第2のスケジューラ150,130を備える。

0020

第1のスケジューラ150は、第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内で第1の無線リソースを割当てる。一方、第2のスケジューラ130は、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる。第1の周波数帯域と第2の周波数帯域の関係は、第2の周波数帯域内に第1の周波数帯域が配置される。

0021

第1のスケジューラ150は、第1の無線リソースの割当てを第2のスケジューラ130へ通知する。第2のスケジューラ130は、第1の無線リソースの割当てがない場合、第1の周波数帯域を第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てる。

0022

このように、第2のスケジューラ130では、第1の無線リソースの割当てがない場合、第1の周波数帯域を第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てるため、無線リソースの割当てを動的に調整することが可能となる。従って、システム全体として、無線リソースについて効率的な運用を行うことも可能となる。

0023

他方、第2のスケジューラ130は、第1の無線リソースの割当てを通知された場合、第2の周波数帯域のうち、第1の周波数帯域以外の周波数帯域における第2の無線リソースを、第2の無線通信方式を利用する端末装置へ割当てる。

0024

[第2の実施の形態]
次に第2の実施の形態について説明する。

0025

<無線通信システムの構成例>
図2は本第2の実施の形態における無線通信システム10の構成例を表している。無線通信システム10は、無線基地局装置(又は無線基地局。以下「基地局」と称する場合がある)100、狭帯域端末200−1、広帯域端末200−2を備える。

0026

なお、基地局100は、例えば、第1の実施の形態の通信装置100に対応する。

0027

基地局100は、例えば、自局サービス提供可能範囲(又はセル範囲)に在圏する狭帯域端末200−1と広帯域端末200−2に対して、通話サービスやWeb閲覧サービスなど、種々のサービスを提供する通信装置又は無線通信装置である。また、基地局100は、例えば、狭帯域端末200−1や広帯域端末200−2に対して無線リソースの割当など、スケジューリングを行う。基地局100は、例えば、スケジューラを備えるスケジューリング装置でもある。基地局100と各端末200−1,200−2はスケジューリング結果に従って無線通信を行う。

0028

基地局100は、BBU(Base Band Unit:ベースバンド部)110とRRH(Remote Radio Head:無線部)160、及びアンテナ165を備える。例えば、BBU110を基地局と称する場合もある。BBU110とRRH160は、例えば、数km程度など、物理的に離れた位置に設置され、光ファイバケーブルなどで接続されてもよい。なお、BBU110とRRH160が一体型となっている基地局であってもよい。

0029

本第2の実施の形態における基地局100は、例えば、LTEによる無線通信方式と、NB−IoTによる無線通信方式の2つの無線通信方式を利用することが可能である。

0030

図3は、2つの無線通信方式で用いる周波数帯域の例を表している。LTE無線通信方式では、所定周波数帯域幅の周波数帯域が利用可能となっている。一方、NB−IoT無線通信方式では、LTEの無線周波数帯域に含まれる一部の周波数帯域が利用可能となっている。このように、NB−IoT用のキャリアとしては、“In carrier operation”による運用形態が用いられる。以下では、例えば、LTE無線通信方式で利用可能な周波数帯域を広帯域(又はLTE用帯域)、NB−IoT無線通信方式で利用可能な周波数帯域を狭帯域(又はNB−IoT用帯域)とそれぞれ称する場合がある。

0031

図2戻り、基地局100は、LTE無線通信方式により広帯域の周波数帯域を利用して、広帯域端末200−2と無線通信が可能である。また、基地局100は、NB−IoT無線通信方式により狭帯域の周波数帯域を利用して、狭帯域端末200−1と無線通信が可能である。

0032

狭帯域端末200−1と広帯域端末200−2は、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォンタブレット端末パーソナルコンピュータゲーム装置などの無線端末装置又は無線通信装置である。なお、狭帯域端末200−1は、例えば、スマートメータなどIoTとして利用可能な無線通信機能を有する機器であってもよい。

0033

狭帯域端末200−1は、例えば、NB−IoT無線通信方式により、狭帯域の周波数帯域を利用して、基地局100と無線通信を行うことが可能である。NB−IoT無線通信方式では、例えば、狭帯域端末200−1はDRXを利用して、一定周期毎に基地局100と無線通信を行う。この際、狭帯域端末200−1は、事前に設定されたDRX設定に従って無線通信を行う。狭帯域端末200−1は、例えば、DRX設定のうちどの無線リソースを利用して無線通信を行うのかスケジューリングを行っている。従って、狭帯域端末200−1は、例えば、DRXスケジューラを備えるスケジューリング装置でもある。

0034

一方、広帯域端末200−2は、例えば、基地局100においてスケジューリングにより割り当てられた無線リソースを利用して、LTE無線通信方式を用いて基地局100と無線通信を行う。

0035

狭帯域端末200−1と広帯域端末200−2も、基地局100を介して種々のサービスの提供を受けることができる。

0036

なお、図2の例では、無線通信システム10において、基地局100と狭帯域端末200−1、広帯域端末200−2はいずれも1台の例を示しているが、各々複数台配置されてもよい。

0037

以降では、基地局100と狭帯域端末200−1、及び広帯域端末200−2の各構成例について説明する。

0038

<基地局の構成例>
図4は基地局100の構成例を表す図である。基地局100は、BBU110とRRH160、及びアンテナ165を備える。

0039

BBU110は、回線終端部111、LTEDL L2(Downlink Layer 2)処理部112、LTE UL(Uplink) L2処理部113、LTE L1(Layer 1)処理部120、LTE無線スケジューラ130を備える。また、BBU110は、NB−IoTDL L2処理部132、NB−IoT UL L2処理部133、NB−IoT L1処理部140、及びNB−IoT無線スケジューラ150を備える。

0040

また、LTEL1処理部120は、LTE L1符号化処理部121、LTE L1変調処理部122、帯域IFFT(Inverse Fast Fourier Transfer:逆高速フーリエ変換)及びCP(Cyclic Prefix:サイクリックプレフィックス)付与部123、帯域FFT(Fast Fourier Transfer:高速フーリエ変換)部124、LTE L1復調処理部125、及びLTE L1復号処理部126を備える。

0041

さらに、NB−IoTL1処理部140は、NB−IoT L1符号化処理部141、NB−IoT L1変調処理部142、帯域通過フィルタ処理部144、NB−IoT L1復調処理部145、NB−IoT L1復号処理部146を備える。

0042

さらに、RRH160は、DAC(Digital to Analogue Converter)161、送信発信器162、受信発信器163、及びADC(Analogue to Digital Converter)164を備える。

0043

なお、第1の実施の形態における第1のスケジューラ150は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150に対応する。また、第1の実施の形態にける第2のスケジューラ130は、例えば、LTE無線スケジューラ130に対応する。

0044

回線終端部111は、コアネットワーク300との接続を終端する。例えば、回線終端部111は、コアネットワーク300から送信されたパケットデータを受信し、受信したパケットデータから送信データなどを抽出し、抽出した送信データをLTEDL L2処理部112又はNB−IoTDL L2処理部132へ出力する。この場合、回線終端部111は、パケットデータに含まれるTEID(Tunnel Endpoint Identifier)に基づいてLTE DL L2処理部112又はNB−IoT DL L2処理部132へ送信データを振り分けるようにしてもよい。

0045

また、例えば、回線終端部111は、LTEUL L2処理部113又はNB−IoTUL L2処理部133から出力された送信データなどをパケットデータへ変換し、変換後のパケットデータをコアネットワーク300へ送信する。

0046

LTEDL L2処理部112は、例えば、回線終端部111から出力された送信データをバッファに格納し、バッファに格納した送信データのサイズをLTE無線スケジューラ130へ通知する。また、LTE DL L2処理部112は、例えば、LTE無線スケジューラ130から出力されたスケジューリング情報受け取り、当該スケジューリング情報に従って送信データをLTE L1符号化処理部121へ出力する。当該バッファは、例えば、LTE L1処理部120にあってもよい。

0047

LTEL1符号化処理部121は、例えば、LTE無線スケジューラ130から出力されたスケジューリング情報に従って、LTE DL L2処理部112から出力された送信データに対して誤り訂正符号化処理(以下、「符号化処理」と称する場合がある)を施す。LTE L1符号化処理部121は、符号化処理後の送信データ(以下、「符号化データ」と称する場合がある)をLTE L1変調処理部122へ出力する。

0048

LTEL1変調処理部122は、例えば、LTE無線スケジューラ130から出力されたスケジューリング情報に従って、LTE L1符号化処理部121から出力された符号化データに対して変調処理を施す。LTE L1変調処理部122は、例えば、変調処理後の送信データを変調信号として帯域IFFT及びCP付与部(以下、「帯域IFFT部」と称する場合がある)123へ出力する。

0049

帯域IFFT部及びCP付与部(以下、「帯域IFFT部」と称する場合がある)123は、例えば、LTEL1変調処理部122から出力された変調信号と、NB−IoTL1変調処理部142から出力された変調信号に対して、周波数領域で多重化し、多重化後の変調信号に対して、IFFT処理とCP付与処理を施す。帯域IFFT部123は、CP付与処理などが施された変調信号をベースバンド信号としてRRH160へ出力する。

0050

DAC161は、帯域IFFT部123から出力されたデジタル形式のベースバンド信号を、アナログ形式のベースバンド信号へ変換する。送信発信器162は、DAC161から出力されたアナログ形式のベースバンド信号に対して無線周波数帯域の無線信号へ変換し、変換後の無線信号をアンテナ165へ出力する。この場合、送信発信器162は、例えば、狭帯域端末200−1に対しては狭帯域、広帯域端末200−2に対して広帯域の周波数を有する無線信号となるように周波数変換を行う。

0051

アンテナ165は、送信発信器162から出力された無線信号を狭帯域端末200−1又は広帯域端末200−2へ送信する。また、アンテナ165は、狭帯域端末200−1又は広帯域端末200−2から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を受信発信器163へ出力する。

0052

受信発信器163は、周波数帯域の無線信号をベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換し、変換後のベースバンド信号をADC164へ出力する。ADC164は、受信発信器163から出力されたアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式のベースバンド信号へ変換する。この場合、受信発信器163は、例えば、狭帯域の周波数帯域を利用して、狭帯域端末200−1から送信された無線信号を受信し、広帯域の周波数帯域を利用して、広帯域端末200−2から送信された無線信号を受信してもよい。

0053

帯域FFT部124は、例えば、ADC164から出力されたベースバンド信号を受信し、受信したベースバンド信号に対して帯域FFT処理を施す。帯域FFT処理により、例えば、図3に示す広帯域のベースバンド信号が生成される。帯域FFT部124は、例えば、広帯域のベースバンド信号をLTEL1復調処理部125へ出力する。

0054

LTEL1復調処理部125は、例えば、LTE無線スケジューラ130から受け取ったスケジューリング情報に従って、帯域FFT部124から出力された広帯域のベースバンド信号に対して復調処理を施す。LTE L1復調処理部125は、復調後のデータ(以下、「復調データ」と称する場合がある)をLTE L1復号処理部126へ出力する。

0055

LTEL1復号処理部126は、例えば、LTE無線スケジューラ130から受け取ったスケジューリング情報に従って、LTE L1復調処理部125から出力された復調データに対して誤り訂正復号化処理(以下、「復号化処理」と称する場合がある)を施す。LTE L1復号処理部126は、復号化後のデータ(以下、「復号データ」と称する場合がある)をLTE UL L2処理部113へ出力する。

0056

LTEUL L2処理部113は、例えば、LTE L1復号処理部126から出力された復号データをバッファに格納し、バッファに格納した復号データが送信可能となった時点で、受信データとして回線終端部111へ出力する。当該バッファは、例えば、BBU110内にあればよい。

0057

LTE無線スケジューラ130は、例えば、LTE無線通信方式を利用して、広帯域端末200−2と無線通信を行う場合のスケジューリングを実行する。例えば、LTE無線スケジューラ130は、広帯域端末200−2に対して、無線リソース(例えば時間リソース周波数リソース)を割り当てたり、誤り訂正符号化における符号化率変調方式などを決定したりする。基地局100と広帯域端末200−2は、スケジューリングにより割り当てられた無線リソースや、スケジューリングにより決定された符号化率、変調方式などを利用して無線通信を行う。このような割当や決定を、例えば、スケジューリングと称する場合がある。その際、LTE無線スケジューラ130は、NB−IoT無線スケジューラ150において狭帯域端末200−1に割り当てた無線リソースの割当量を含むスケジューリング情報を受け取る。LTE無線スケジューラ130は、当該割当量に基づいて、広帯域端末200−2に対してスケジューリングを行ってもよい。詳細は動作例で説明する。

0058

NB−IoTDL L2処理部132は、例えば、回線終端部111から出力された送信データをバッファに格納し、バッファに格納した送信データのサイズをNB−IoT無線スケジューラ150へ通知する。また、NB−IoT DL L2処理部132は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150から出力されたスケジューリング情報を受け取り、当該スケジューリング情報に従って送信データをNB−IoT L1符号化処理部141へ出力する。当該バッファは、例えば、NB−IoT L1処理部140内にあってもよい。

0059

NB−IoTL1符号化処理部141は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150から出力されたスケジューリング情報に従って、NB−IoT DL L2処理部132から出力された送信データに対して符号化処理を施す。NB−IoT L1符号化処理部141は、符号化データをNB−IoT L1変調処理部142へ出力する。

0060

NB−IoTL1変調処理部142は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150から出力されたスケジューリング情報に従って、NB−IoT L1符号化処理部141から出力された符号化データに対して変調処理を施す。NB−IoT L1変調処理部142は、例えば、変調処理後の送信データを帯域IFFT部123へ出力する。

0061

帯域通過フィルタ処理部144は、例えば、ADC164から出力されたベースバンド信号に対して、周波数変換処理や帯域通過フィルタ処理などを施す。帯域通過フィルタ処理などにより、例えば、図3に示す狭帯域の周波数帯域を有するベースバンド信号を抽出することができる。帯域通過フィルタ処理部144は、例えば、狭帯域のベースバンド信号をNB−IoTL1復調処理部145へ出力する。

0062

NB−IoTL1復調処理部145は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150から受け取ったスケジューリング情報に従って、帯域通過フィルタ処理部144から出力された狭帯域ベースバンド信号に対して復調処理を施す。NB−IoT L1復調処理部145は、復調後の復調データをNB−IoT L1復号処理部146へ出力する。

0063

NB−IoTL1復号処理部146は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150から受け取ったスケジューリング情報に従って、NB−IoT L1復調処理部145から出力された復調データに対して復号化処理を施す。NB−IoT L1復号処理部146は、復号化後の復号データをNB−IoT UL L2処理部133へ出力する。

0064

NB−IoTUL L2処理部133は、例えば、NB−IoT L1復号処理部146から出力された復号データをバッファに格納し、バッファに格納した復号データが送信可能となった時点で、受信データとして回線終端部111へ出力する。当該バッファは、例えば、BBU110内にあればよい。

0065

NB−IoT無線スケジューラ150は、例えば、NB−IoTの無線通信方式を利用して、狭帯域端末200−1と無線通信を行う場合のスケジューリングを実行する。例えば、NB−IoT無線スケジューラ150は、狭帯域端末200−1に対して、無線リソースを割り当てたり、送信するデータサイズを決定したり、誤り訂正符号化における符号化率、変調方式などを決定したりする。基地局100と狭帯域端末200−1は、スケジューリングにより割り当てられた無線リソースや、スケジューリングにより決定された符号化率、変調方式などを利用して、無線通信を行う。その際、NB−IoT無線スケジューラ150は、狭帯域端末200−1に割り当てた無線リソースの割当量を含むスケジューリング情報をLTE無線スケジューラ130へ通知する。また、NB−IoT無線スケジューラ150は、例えば、スケジューリング情報を含む制御信号を生成し、狭帯域端末200−1へ向けて送信する。NB−IoT用の無線リソースのスケジューリング例は後述する。

0066

<無線端末装置の構成例>
図5は狭帯域端末200−1の構成例を表す図である。狭帯域端末200−1は、制御部211−1、回線制御部230−1、ベースバンド処理部210−1、RF部260−1、及びアンテナ265−1を備える。

0067

ベースバンド処理部210−1は、NB−IoTL1符号化処理部221−1、NB−IoT L1変調処理部222−1、帯域IFFT部223−1、帯域通過フィルタ処理部224−1、NB−IoT L1復調処理部225−1、NB−IoT L1復号処理部226−1を備える。

0068

また、RF部260−1は、DAC261−1、送信発信器262−1、受信発信器263−1、ADC264−1を備える。

0069

制御部211−1は、狭帯域端末200−1を制御する処理ブロックである。例えば、制御部211−1は、メモリなどから送信データを読み出してNB−IoTL1符号化処理部221−1へ出力する。

0070

NB−IoTL1符号化処理部221−1は、例えば、回線制御部230−1から受け取ったスケジューリング情報に従って、制御部211−1から出力された送信データなどに対して符号化処理を施す。

0071

NB−IoTL1変調処理部222−1は、例えば、回線制御部230−1から受け取ったスケジューリング情報に従って、NB−IoT L1符号化処理部221−1から出力された符号化データに対して変調処理を施す。

0072

帯域IFFT部223−1は、NB−IoTL1変調処理部222−1から出力された変調データに対して、FFT処理とCP処理などを施して、ベースバンド信号へ変換する。

0073

DAC261−1は、帯域IFFT部223−1から出力されたデジタル形式のベースバンド信号をアナログ形式のデジタル信号へ変換する。送信発信器262−1は、DAC261−1から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯域の無線信号へ変換し、変換後の無線信号をアンテナ265−1へ出力する。

0074

アンテナ265−1は、送信発信器262−1から受け取った無線信号を基地局100へ送信する。また、アンテナ265−1は、基地局100から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を受信発信器263−1へ出力する。

0075

受信発信器263−1は、無線信号をベースバンド帯域のベースバンド信号へ変換する。ADC264−1は、受信発信器263−1から出力されたアナログ形式のベースバンド信号をデジタル形式のベースバンド信号へ変換する。

0076

帯域通過フィルタ処理部224−1は、ADC264−1から出力されたベースバンド信号に対して帯域FFT処理などを施し、例えば、狭帯域のベースバンド信号を抽出する。

0077

NB−IoTL1復調処理部225−1は、例えば、回線制御部230−1から受け取ったスケジューリング情報に従って、帯域通過フィルタ処理部224−1から出力されたベースバンド信号に対して復調処理を施す。

0078

NB−IoTL1復号処理部226−1は、例えば、回線制御部230−1から受け取ったスケジューリング情報に従って、NB−IoT L1復調処理部225−1から出力された復調データに対して符号化処理を施し、データを抽出する。NB−IoT L1復号処理部226−1は、抽出したデータを制御部211−1へ出力する。

0079

回線制御部230−1は、例えば、基地局100から送信された制御信号を、NB−IoTL1復号処理部226−1から受け取り、受け取った制御信号からスケジューリング情報を抽出する。回線制御部230−1は、スケジューリング情報に基づいて各部を制御する。

0080

図6は、広帯域端末200−2の構成例である。広帯域端末200−2は、制御部211−2、回線制御部230−2、ベースバンド処理部210−2、RF部260−2、及びアンテナ265−2を備える。

0081

なお、LTEL1符号化処理部221−2、LTE L1変調処理部222−2、帯域IFFT部223−2で実行される機能や処理は、例えば、基地局100におけるLTE L1符号化処理部121、LTE L1変調処理部122、帯域IFFT部123と夫々同一である。

0082

また、帯域FFT部224−2、LTEL1復調処理部225−2、及びLTE L1復号処理部226−2で実行される処理や機能は、例えば、基地局100における帯域FFT部124、LTE L1復調処理部125、及びLTE L1復号処理部126と夫々同一である。

0083

ベースバンド処理部210−2における各処理ブロックについても、回線制御部230−2によるスケジューリング情報に従って、各々処理が行われる。

0084

さらに、RF部260−1に含まれる各ブロックにおける処理や機能も、基地局100のRRH160と同様である。この場合、広帯域端末200−2におけるRF部260−2では、広帯域の無線信号などに対して処理を行うことになる。

0085

<NB−IoT無線通信方式における無線リソースのスケジューリング例>
次に、NB−IoT無線通信方式における無線リソースのスケジューリング例について説明する。図7はスケジューリング例、とくに時間リソースの使用タイミングの例を表している。

0086

図7に示すように、例えば、一定周期毎に連続したタイミング区間がNB−IoT用の無線リソースとして割り当てられている。

0087

あるユーザ(又は狭帯域端末200−1。以下、「ユーザ」と称する場合がある。)が受信可能な連続したタイミング区間を、例えば、DRX(Discontinuous Reception) on duration、又はon durationと称する場合がある。また、DRX on durationの長さを、例えば、DRX on duration長又はon duration長と称する場合がある。

0088

DRX on durationは、例えば、(絶対的な)基準タイミングからオフセット量経過後に開始される。このオフセット量のことを、例えば、DRX周期オフセットと称する場合がある。

0089

また、DRX on durationは一定周期毎に設定可能となっている。この一定周期のことを、例えば、DRX周期と称する場合がある。

0090

例えば、ユーザ毎に、DRX周期、DRX周期オフセット、及びDRX on duration(の長さ)が設定可能である。図7の例では、ユーザA,B,Cに対して、DRC周期、DRX周期オフセット、及びDRX on durationが共通となっており、ユーザD,E,Fに対しても共通となっている。ユーザA,B,CとユーザD,E,Fは、DRX周期オフセットが異なり、それ以外は両者で共通となっている。

0091

DRXは、例えば、ユーザが下り方向の無線信号を受信するタイミングを予め限定することで、ユーザの受信処理に伴う電力消費を抑制することが可能となる。DRXは、例えば、間欠送信間欠受信などと称される場合もある。

0092

例えば、基地局100では、ユーザ毎にDRX on durationのタイミングで受信可能となるように、NB−IoTDL L2処理部132がバッファに格納したデータを読み出して出力すればよい。

0093

なお、DRX周期をDRX on duration長で分割した時間区間のことを、例えば、狭帯域スケジューリング区間と称する場合がある。

0094

<動作例>
次に、基地局100における動作例について説明する。動作例は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150において狭帯域端末200−1に割り当てる無線リソースの割当量を算出する処理がある。また、動作例として、例えば、算出した割当量に基づいてLTE無線スケジューラ130において広帯域端末200−2に無線リソースを割当てる処理がある。さらに、割当に従った狭帯域端末200−1における受信処理もある。以下、順番に説明する。

0095

<1.NB−IoT無線通信方式における無線リソースの割当量算出処理>
図8はNB−IoT無線通信方式における無線リソースの割当量を算出する処理の例を表すフローチャートである。このような算出処理は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150で行われる。ここでは、割当量として、例えば、TTI(Transmission Time Interval)数を例にして説明する。TTIは、例えば、データなどの送信時間間隔(又は送信時間単位)であり、LTEにおいては1msec(=1サブフレーム)となっている。

0096

図9(A)から図9(D)はスケジューリングの例を表している。この中で、図9(A)はNB−IoT使用可能タイミングの例を表している。

0097

NB−IoT使用可能タイミングは、図9(A)において四角の枠で表されており、例えば、1つの枠は1つのTTIを表している。NB−IoTにおいて使用可能なTTIは、例えば、LTEにおけるTTIの整数倍であってもよい。NB−IoTにおける1TTIは、例えば、1msecやそれよりも短い時間間隔でもよい。図9(B)から図9(D)においても、例えば、1つの枠は1TTIを表している。

0098

なお、NB−IoTのTTIは、図9(A)に示すように、狭帯域スケジューリング区間において、非連続な区間であってもよいし、連続した区間となっていてもよい。また、当該TTIは、狭帯域スケジューリング区間の全部の区間であってもよいし、一部の区間であってもよい。

0099

図8に示す算出処理においては、例えば、狭帯域スケジューリング区間において、当該区間において基地局100配下の全ユーザに対して全データを基地局100から送信するのにかかるTTI数が算出される。図8により算出されるTTI数を、例えば、所要TTI数と称する場合がある。所要TTI数は、例えば、以下の式により算出可能である。

0100

ここで、式(1)の左式NTTI[t]と記載すると、NTTI[t]は、狭帯域スケジューリング区間tにおける所要TTI数を表している。また、uはユーザID(Identification:識別情報)、Duはユーザuの送信データサイズをそれぞれ表す。さらに、式(1)の右式の分母を、dTTIと記載すると、dTTIは1TTI当たりに送信可能な最大データサイズを表している。式(1)では、例えば、狭帯域スケジューリング区間tにおいてNB−IoT無線通信方式で無線通信を行う基地局100配下の全ての狭帯域端末200−1へ、狭帯域端末200−1宛の全てのデータを送信するときにかかるTTI数(又は時間)を算出している。

0101

図8に示すフローチャートは、例えば、最終的には式(1)において所要TTI数NTTI[t]を算出する処理を表している。

0102

なお、式(1)に示す所要TTI数の算出するにあたり、以下を仮定する。例えば、DRX周期とDRX on durationは全ユーザで共通とする。また、各ユーザに設定可能なDRX周期オフセットはDRX on durationの整数倍とする。さらに、基地局100は、狭帯域端末200−1と無線通信を行う場合、1TTIあたり1ユーザに対してデータを送信可能とする。このような仮定により、例えば、基地局100は各ユーザに対して狭帯域スケジューリング区間を1つ割り当てることが可能となる。

0103

図8に示すように、NB−IoT無線スケジューラ150は、処理を開始すると(S10)、報告対象の狭帯域スケジューリング区間分のループを実行する(S11)。例えば、NB−IoT無線スケジューラ150は、狭帯域スケジューリング区間のインデックスtについて、「0」から「T−1」まで以下を繰り返す。ここで、Tは、例えば、狭帯域スケジューリング区間数を表している。

0104

次に、NB−IoT無線スケジューラ150は、狭帯域スケジューリング区間tにおける所要TTI数を初期化する(S12)。

0105

次に、NB−IoT無線スケジューラ150は、狭帯域スケジューリング区間tの狭帯域ユーザ(又は狭帯域端末200−1)について、当該ユーザ数分のループを実行する(S13)。例えば、NB−IoT無線スケジューラ150は、ユーザuについて、「0」から「U(t)−1」まで以下の処理を繰り返す。ここで、U(t)は、例えば、狭帯域スケジューリング区間tにおいて処理対象となるユーザ数、或いは当該区間tにおいて基地局100とNB−IoTによる無線通信を行うユーザ数を表している。

0106

次に、基地局100は、各ユーザの所要TTI数を以下の式を用いて算出する(S14)。

0107

式(2)において、NTTI[t]は所要TTI数、D[t][u]は、狭帯域スケジューリング区間tにおけるユーザuの送信データサイズ、dは1TTIあたりの送信可能データサイズをそれぞれ表している。また、Ceilは、例えば、C言語などで使用可能な関数であって、引数に指定した値に対して引き上げを計算してその結果を返す関数である。式(1)と式(2)は同一の内容を示しており、例えば、式(1)を具体的に実現するにあたり、式(2)を用いて計算することが可能である、ことを表している。

0108

具体的には、式(2)(又は式(1))においては、狭帯域スケジューリング期間tにおいて、あるユーザuに着目する。そして、当該ユーザu宛の送信データのサイズに対して、1TTIで送信可能なデータサイズを除算することで、当該ユーザu宛の送信データを送信するのにかかるTTI数が算出される。

0109

例えば、NB−IoT無線スケジューラ150は、メモリなどに記憶された式(1)又は式(2)を読み出して、値を代入して計算することで、各ユーザの所要TTI数を計算する。

0110

そして、NB−IoT無線スケジューラ150は、ユーザuに1加算して、次のユーザに対して上述の処理を繰り返し、更に、当該狭帯域スケジューリング区間t内の全ユーザに対してS14の処理を繰り返す(S15)。例えば、NB−IoT無線スケジューラ150は当該狭帯域スケジューリング区間t内の全ユーザに対して所要TTI数を算出することで、当該狭帯域スケジューリング区間t内の全ユーザに対して全データを送信するのにかかるTTI数を算出することができる。

0111

NB−IoT無線スケジューラ150は、狭帯域スケジューリング区間t内の全ユーザに対して所要TTI数を計算すると、データ発生の予測を加味したTTI数を計算する(S16)。

0112

例えば、NB−IoT無線スケジューラ150では、コアネットワーク300から受信した狭帯域端末200−1宛の送信データであってバッファに格納された送信データをスケジューリング対象としている。NB−IoT用の無線リソースの決定処理の周期が十分長いとき、当該無線リソースを決定したタイミングと、無線リソースの割り当てを実施するタイミングの差が第1の閾値以上大きくなり、その間にコアネットワーク300から送信データを更に受信する可能性も第2の閾値よりも高くなる。このため、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150では、所要TTI数を算出する際に、ある程度事前にデータの発生を予測して、予測した予測値を所要TTI数に加味(又は加算)する。NB−IoT無線スケジューラ150は、例えば、以下の式を用いて、データの発生を予測した所要TTI数を算出する。

0113

式(3)において、||U||は集合Uの要素数、f(n)はユーザ数n∈Nの関数、τ(t)は現在時刻から狭帯域スケジューリング区間tまでの時間、g(τ)は時間τの関数をそれぞれ表している。

0114

ユーザ数nの関数f(n)と、時間τの関数g(τ)としては、例えば、引数n、τに対してそれぞれ常に正であり、いずれも単調増加となる関数が選択される。これは、例えば、ユーザ数が多ければ多いほど、また、現在時刻から狭帯域スケジューリング区間tまでの時間が長ければ長いほど、基地局100はコアネットワーク300から送信データを受信する可能性が高くなるからである。

0115

図8では、式(3)に代えて、以下の式が用いられる。

0116

式(4)において、NTTI[t]はデータの発生を予測した所要TTI数、NTTI.maxは狭帯域スケジューリング区間tの最大TTI数をそれぞれ表している。式(4)では、ある狭帯域スケジューリング区間tにおいて、データの発生を予測した所要TTI数が最大TTI数以下となるように、当該所要TTI数が算出される。

0117

次に、基地局100は、狭帯域スケジューリング区間tをインクリメントして、次の区間の狭帯域スケジューリング区間(t+1)に対して上述した処理を繰り返す(S17)。

0118

基地局100は、狭帯域スケジューリング区間tについて「0」から「T−1」まで上述した処理を繰り返す(S11からS17のループ)と、一連の処理を終了する(S18)。

0119

図9(D)は、NB−IoT無線スケジューラ150で算出された所要TTI数の通知タイミングの例を表している。

0120

図9(D)の例では、NB−IoT無線スケジューラ150は、狭帯域スケジューリング区間#1において、TTI数として「3」を算出した例を表している。この場合、NB−IoT無線通信方式においても、例えば、同期信号報知情報、RACH(Random Access Channel)応答など、データの送信前後で送受信される信号などがある。このような信号などの送受信は、例えば、事前に決定されたタイミングで行われる。NB−IoT無線スケジューラ150は、例えば、このように事前に決定されたタイミングを、自動的にTTI数にカウントするようにしている。図9(B)において「NB−IoT必須タイミング」とあるのは、このように事前に決定されたタイミングの例を表している。NB−IoT無線スケジューラ150は、このタイミングを含む所要TTI数を算出してもよい(例えば図8のS14)。

0121

従って、図9(D)の例でTTI数「3」の場合、狭帯域スケジューリング区間#1においては、ユーザのデータ送信に対する使用するTTI数(以下、「使用TTI数」と称する場合がある)として「2」が割り当てられる。

0122

この場合、図9(B)や図9(C)に示すように、TTI#2とTTI#3が、ユーザに対する割当タイミングとなっている。例えば、TTI#5とTTI#6、或いはTTI#3とTTI#5など、任意のTTIを割当てタイミングとしてもよい。

0123

図9(D)に示すように、次の狭帯域スケジューリング区間#2においては、TTI数として「2」となっており、使用TTI数は「1」となり、TT1#2が割り当てタイミングとなっている。また、更に次に狭帯域スケジューリング区間#3においては、所要TTI数は「1」であり、使用TTI数は「0」となる。

0124

なお、NB−IoT無線スケジューラ150は、例えば、所要TTI数をLTE無線スケジューラ130と狭帯域端末200−1の双方に通知してもよいし、一方だけに通知してもよい。或いは、NB−IoT無線スケジューラ150は、例えば、使用TTI数をLTE無線スケジューラ130と狭帯域端末200−1の双方に通知してもよいし、一方だけに通知してもよい。

0125

<2.広帯域端末に対する無線リソース割当処理
次に、LTE無線スケジューラ130における広帯域端末200−2に対する無線リソースの割当処理について説明する。

0126

図10は、当該割当処理の例を表すフローチャートである。LTE無線スケジューラ130は、上述したように、NB−IoT用の無線リソースの割当量として、例えば、所要TTI数が通知される。LTE無線スケジューラ130は、例えば、所要TTI数に基づいて、NB−IoT用として割り当てられた無線リソースを回避して、LTE用の無線リソースの割当を行う。図10はそのような無線リソースの割当例を表している。図10に示す処理は、例えば、LTE無線スケジューラ130で行われる。

0127

LTE無線スケジューラ130は、処理を開始すると(S30)、周波数リソースfについて、「0」から「F−1」まで以下の処理を繰り返す(S31)。

0128

次に、LTE無線スケジューラ130は、周波数リソースfが、通知されたNB−IoT使用帯域に含まれるか否かを判別する(S32)。例えば、LTE無線スケジューラ130は、所要TTI数の通知を受けて、NB−IoT用の狭帯域(例えば図3)が使用されると認識し、当該狭帯域を避けて広帯域の無線リソースを、広帯域端末200−2に割り当てるようにする。他方、例えば、LTE無線スケジューラ130は、所要TTI数の通知を受けなかったとき、NB−IoTによる無線通信が行われないと認識して、NB−IoT用の狭帯域を含む周波数帯域の無線リソースを、広帯域端末200−2に割り当てる。

0129

すなわち、図10に示すように、LTE無線スケジューラ130は、周波数リソースfに対して所要TTI数の通知を受けたとき(S32でTrue)、当該周波数リソースfを広帯域端末200−2に割り当てることなく、周波数リソースfをインクリメントする(S37)。

0130

一方、LTE無線スケジューラ130は、周波数リソースfについて所要TTI数の通知を受けていないとき、周波数リソースfを広帯域端末200−2へ割り当てる処理を行う(S33〜S36)。

0131

具体的には、LTE無線スケジューラ130は、周波数リソースfで最もメトリックを大きくする広帯域端末200−2を探索し、該当する広帯域端末200−2に対して周波数リソースfを割当てる(S33)。次に、LTE無線スケジューラ130は、該当する広帯域端末200−2に対して、割り当てた周波数リソースfを考慮した送信データサイズを算出する(S34)。そして、LTE無線スケジューラ130は、算出したデータサイズが該当する広帯域端末200−2に対して送信する送信データを格納する滞留バッファサイズ以上か否かを判別する(S35)。LTE無線スケジューラ130は、データサイズが滞留バッファサイズ以上のとき(S35でTrue)、該当する広帯域端末200−2をスケジューリング対象から除外し(S36)。S37へ移行する。一方、LTE無線スケジューラ130は、データサイズが滞留バッファサイズより小さいとき(S35でFalse)、該当する広帯域端末200−2に対する割り当てを維持して、S37へ移行する。

0132

LTE無線スケジューラ130は、対象となる全周波数リソースfについて上述した処理を行うと(S31からS37のループ)、一連の処理を終了する(S38)。

0133

上述した例では、例えば、LTE無線スケジューラ130は、所要TTI数の通知の有無で無線リソースの割当を行う例について説明した。例えば、LTE無線スケジューラ130は、所要TTI数の数値を利用して無線リソースの割当を行うようにしてもよい。図11はそのような場合の広帯域端末200−2に対する無線リソースの割当例を表すフローチャートである。

0134

図11の例では、LTE無線スケジューラ130は、狭帯域スケジューリング区間先頭からのTTI数が、通知された所要TTI数以下か否かを判別する(S32−1)。例えば、狭帯域スケジューリング区間に含まれるTTI数が所要TTI数よりも大きいときは、NB−IoT無線スケジューラ150では所要TTI数に基づいて無線リソースを割当てることができない。

0135

従って、LTE無線スケジューラ130は、該当する狭帯域スケジューリング区間先頭からのTTI数が所要TTI数以下ではないとき(S32−1でFalse)、狭帯域を含む周波数帯域を、広帯域端末200−2に割り当てるようにする(S40)。

0136

一方、LTE無線スケジューラ130は、該当する狭帯域スケジューリング区間先頭からのTTI数が所要TTI数以下のとき(S32−1でTrue)、周波数リソースfが、所要TTI数に基づくNB−IoT使用帯域に含まれるか否かを判別する(S32−2)。

0137

LTE無線スケジューラ130は、上述した例と同様に、周波数リソースfがNB−IoT使用帯域に含まれるとき(S32−2でTrue)、当該周波数リソースfをNB−IoT用の狭帯域として広帯域端末200−2に対して割当を行うことなく、S37へ移行する。一方、LTE無線スケジューラ130は、周波数リソースfがNB−IoT使用帯域に含まれないとき(S32−2でFalse)、当該周波数リソースfを広帯域端末200−2に対して割り当てる処理を行う(S40)。なお、S40は、図10のS33からS36までの処理に対応する。

0138

このように、LTE無線スケジューラ130では、所要TTI数の通知を受けて、NB−IoT用の狭帯域を避けて無線リソースの割当を行ったり、所要TTI数の通知を受けないときは狭帯域を含む周波数リソースの割当を行ったりすることが可能である。従って、LTE無線スケジューラ130では、所要TTI数に基づいて、動的に無線リソースを調整することが可能である。よって、LTE無線スケジューラ130では、LTE方式の無線通信に関して効率的な運用を行うことが可能となる。

0139

<3.狭帯域端末の受信動作>
次に、狭帯域端末200−1において所要TTI数を受信した場合の動作例について説明する。

0140

図12(A)から図12(G)は動作例を表すフローチャートである。図12(A)から図12(G)についても、例えば、1つの枠は1TTIを表している。図12(A)から図12(D)に示すように、所要TTI数として「3」が通知された場合の例を表している。

0141

所要TTI数が基地局100から狭帯域端末200−1へ通知されるまでの処理は、例えば、以下となる。すなわち、基地局100のNB−IoT無線スケジューラ150は、所要TTI数を含む制御信号を生成して、生成した制御信号をNB−IoT L1符号化処理部141へ出力する。制御信号は、NB−IoT L1符号化処理部141で符号化処理が施され、NB−IoT L1変調処理部142で変調処理が施された後、無線信号に変換されて、狭帯域端末200−1へ送信される。所要TTI数は、例えば、狭帯域スケジューリング区間の先頭のタイミングで送信される。狭帯域端末200−1においては、周波数変換などによって無線信号をベースバンド信号へ変換し、NB−IoT L1復調処理部225−1で復調処理、NB−IoT L1復号処理部226−1で復号化処理などを施して、制御信号を抽出する。抽出された制御信号は回線制御部230−1へ出力される。回線制御部230−1は、事前に設定されたDRX設定に従って、DRX on durationで下り信号を監視し、DRX on durationとなった先頭のTTIにおいて制御信号の受信を試みて、受信した制御信号から所要TTI数を抽出することが可能となる。

0142

図12(E)から図12(G)に示すように、狭帯域端末200−1では、所要TTI数に基づいて、DRX on durationのタイミング中、当該狭帯域端末200−1に割り当てられたタイミングにおいて受信処理を行う(例えば図12(F)のON)。そして、狭帯域端末200−1では、割り当てられなかったタイミングについては受信処理を停止する(例えば、図12(F)のOFF)。

0143

これにより、例えば、狭帯域端末200−1では、DRX on durationのタイミング中すべてについて受信処理を行わなくてもよいため、すべてについて受信処理を行う場合と比較して、消費電力の削減を図ることができる。よって、無線通信システム10においては、狭帯域端末200−1に対して、動的に受信処理タイミングを調整したり、電力の調整を行ったりすることも可能となる。よって、無線通信システム10全体として効率的な運用が可能となる。

0144

[第3の実施の形態]
上述した第2の実施の形態において、所要TTI数の算出(例えば図8のS14)において、1TTI=1ユーザであることを仮定して説明した。例えば、1TTI=複数ユーザであってもよい。その場合の所要TTI数の算出式は、例えば、以下となる。

0145

TTI内のユーザの多重についてとくに制限がない場合は上記式(5)により所要TTI数の推定が可能となる。式(5)において、

0146

は、1TTI当たりに基地局100から送信する場合の最小のビット数を表している。ユーザに対して、基地局100は式(6)で示すビット数以下のデータを送信することができないため、パディングなどによって、データを式(6)で示すビット数分埋めて送信することになる。

0147

なお、式(5)は、例えば、式(1)や式(2)と同様に、基地局100内のメモリに格納されており、NB−IoT無線スケジューラ150が処理の際に適宜読み出して計算することで、所要TTI数を算出するようにしてもよい。

0148

[第4の実施の形態]
上述した第2の実施の形態において、データ発生を予測して所要TTI数が算出される例(例えば、図8のS16)について説明した。この場合、例えば、式(3)の左辺右辺の第1式は整数となるため、式(2)の第2式についても整数となることが考えられる。関数f()、g()について整数化した場合の所要TTI数の算出式は、例えば、以下となる。

0149

式(7)についても、基地局100内のメモリに格納されており、NB−IoT無線スケジューラ150が処理の際に適宜読み出して計算することで、所要TTI数を算出するようにしてもよい。

0150

[第5の実施の形態]
第2の実施の形態においては、1つの基地局100内に、LTE無線通信方式とNB−IoT無線通信方式の2つ方式が含まれる場合の例について説明した(例えば図4)。例えば、LTE無線通信方式を行う基地局と、NB−IoT無線通信方式を行う基地局が別々の基地局となっていてもよい。

0151

図13はかかる場合の2つの基地局100−1,100−2の構成例を表す図である。基地局100−1は、LTE無線通信方式を行う基地局、基地局100−2はNB−IoT無線通信方式を行う基地局となっている。2つの基地局100−1,100−2は、例えば、X2インタフェースなどで接続されており、情報などを交換することが可能となっている。従って、NB−IoT無線スケジューラ150で算出した所要TTI数は、回線終端部111−2からX2インタフェースと回線終端部111−1を介して、LTE無線スケジューラ130へ送信可能となっている。

0152

図13の例では、基地局100−2において、更に、帯域IFFT部143を備える。帯域IFFT部143は、NB−IoTL1変調処理部142から出力された変調信号に対して帯域IFFT処理とCP付与処理を施して、ベースバンド信号へ変換し、変換後のベースバンド信号をDAC161−2へ送信する。

0153

なお、2つの基地局100−1,100−2では、LTE無線スケジューラ130とNB−IoT無線スケジューラ150においてスケジューリングを行っていることから、いずれの基地局100−1,100−2もスケジューリング装置として機能する。

0154

例えば、基地局100−1は、第1の実施の形態におけるスケジューリング装置400、又は第1のスケジューリング装置410に対応する。また、基地局100−2は、例えば、第1の実施の形態における通信装置100に対応する。さらに、NB−IoT無線スケジューラ150は、例えば、第1の実施の形態におけるスケジューラ150に対応する。なお、図2に示す狭帯域端末200−1は、例えば、第1の実施の形態におけるスケジューリング装置400又は第2のスケジューリング装置420に対応する。

0155

[その他の実施の形態]
次にその他の実施の形態について説明する。図14は基地局100のハードウェア構成例を表す図である。BBU110は、4つのCPU(Central Processing Unit)170,172,174,176と、4つのメモリ171,173,175,177と、2つのDSP(Digital Signal Processor)178,179を備える。

0156

CPU170,172,174,176は、例えば、メモリ171,173,175に記憶されたプログラムをそれぞれ読み出して実行することで、第2の実施の形態で説明した、回線終端部111、LTEDL L2処理部112、LTE UL L2処理部113の機能を実行できる。また、CPU170,172,174,176は、例えば、このようなプログラムを実行することで、第2の実施の形態で説明した、NB−IoTDL L2処理部132、NB−IoT UL L2処理部133、LTE無線スケジューラ130、NB−IoT無線スケジューラ150の機能を実行することが可能である。CPU170は、例えば、回線終端部111に対応する。また、CPU172は、例えば、LTE DL L2処理部112とLTE UL L2処理部113、NB−IoT DL L2処理部132、及びNB−IoT UL L2処理部133に対応する。さらに、CPU174は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150に対応する。さらに、CPU176は、例えば、LTE無線スケジューラ130に対応する。

0157

また、DSP178は、例えば、CPU172の制御によりNB−IoTベースバンド処理部としての処理又は機能を実行できる。DSP178は、例えば、第2の実施の形態におけるNB−IoT L1処理部140に対応する。

0158

さらに、DSP179は、例えば、CPU172の制御によりLTEベースバンド処理部としての処理又は機能を実行できる。DSP179は、例えば、第2の実施の形態におけるLTE L1処理部120に対応する。

0159

図15は、LTE無線通信方式の基地局100−1とNB−IoT無線通信方式の基地局100−2が別々の基地局の場合のハードウェア構成例を表している。

0160

基地局100−1においては、CPU170−1,172−1,176はメモリ171−1,173−1,177に記憶されたプログラムをそれぞれ読み出して実行することで、第5の実施の形態で説明した、回線終端部111−1、LTEDL L2処理部112、LTE UL L2処理部113の機能を実行することが可能である。CPU170−1は、例えば、回線終端部111−1に対応する。CPU172−1は、例えば、LTE DL L2処理部112とLTE UL L2処理部113に対応する。CPU176は、例えば、LTE無線スケジューラ130に対応する。また、DSP179は、例えば、LTE L1処理部120に対応する。

0161

また、基地局100−2においては、CPU170−2,172−2,174はメモリ171−2,173−2,175に記憶されたプログラムをそれぞれ読み出して実行することで、第5の実施の形態で説明した回線終端部111−2、NB−IoTDL L2処理部132、NB−IoT UL L2処理部133、NB−IoT無線スケジューラ150の機能を実行することが可能である。CPU170−2は、例えば、回線終端部111−2に対応する。CPU172−2は、例えば、NB−IoT DL L2処理部132とNB−IoT UL L2処理部133に対応する。CPU174は、例えば、NB−IoT無線スケジューラ150に対応する。また、DSP178は、例えば、NB−IoT L1処理部140に対応する。

0162

図16は、狭帯域端末200−1と広帯域端末200−2のハードウェア構成例を表している。いずれも同一構成のため、端末(又は無線端末装置。以下、「端末」と称する場合がある。)200として説明する。端末200は、さらに、CPU270、メモリ271、DSP275を備える。CPU270は、例えば、メモリ271に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、第2の実施の形態で説明した制御部211−1,211−2と回線制御部230−1,230−2の機能を実行できる。CPU270は、例えば、制御部211−1,211−2と回線制御部230−1,230−2に対応する。また、DSP275は、例えば、第2の実施の形態で説明したベースバンド処理部210−1,210−2に対応する。

0163

なお、上述したCPU170,172,174,176,170−1,170−2,270については、例えば、CPUに代えて、DSPやMPU(Micro Processing Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのコントローラや制御部などが用いられてもよい。上述したDSP178、179,275についても、例えば、DSPに代えて、CPUやFPGA、LSI(Large Scale Integration)などのコントローラや制御部などが用いられてもよい。

0164

以上まとめると付記のようになる。

0165

(付記1)
第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内の第1の無線リソースを割当てる第1のスケジューラと、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる第2のスケジューラとを備えた通信装置において、
前記第2の周波数帯域内に前記第1の周波数帯域を配置し、
前記第1のスケジューラは、前記第1の無線リソース割当てを前記第2のスケジューラへ通知し、
前記第2のスケジューラは、前記第1の無線リソースの割当てがない場合、前記第1の周波数帯域を前記第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てることを特徴とする通信装置。

0166

(付記2)
前記第1のスケジューラは、前記第1の無線リソースを一定周期毎で割当て、且つ、その割当てを前記第2のスケジューラへ通知することを特徴とする付記1記載の通信装置。

0167

(付記3)
前記第1の無線リソースの割当てとは、一定周波数毎の割当量とすることを特徴とする付記2記載の通信装置。

0168

(付記4)
前記第2のスケジューラは、前記第1の無線リソースの割当てに基づいて、前記第2の周波数帯域のうち、前記第1の周波数帯域以外の周波数帯域における第2の無線リソースを、前記第2の無線通信方式を利用する端末装置へ割当てることを特徴とする付記1記載の通信装置。

0169

(付記5)
前記割当量は、TTI(Transmission Time Interval)数で表されることを特徴とする付記3記載の通信装置。

0170

(付記6)
更に、メモリを備え、
前記スケジューラは、前記メモリから読み出した、

0171

(ただし、UuはユーザID、Duはユーザuのデータサイズ、U(t)は区間tで受信を行うユーザの集合、

0172

は1TTI当たり送信可能な送信データサイズを表す)
を用いて、前記TTI数を算出することを特徴とする付記5記載の通信装置。

0173

(付記7)
更に、メモリを備え、
前記スケジューラは、前記メモリから読み出した、

0174

(UuはユーザID、Duはユーザuのデータサイズ、U(t)は区間tで受信を行うユーザの集合、

0175

は1TTI当たり送信可能な送信データサイズ、

0176

は1TTI当たりに送信する場合の最小ビット数をそれぞれ表す)
を用いて、前記TTI数を算出することを特徴とする付記5記載の通信装置。

0177

(付記8)
前記スケジューラは、前記第1の無線リソースの割当量を決定後、前記割当量で前記第1の無線リソースを割当てるまでの時間において、前記第2のスケジューリング装置宛のデータを受信することを予測した予測値を、前記第1の無線リソースの割当量に加算することを特徴とする付記3記載の通信装置。

0178

(付記9)
更に、メモリを備え、
前記スケジューラは、前記メモリから読み出した、

0179

(ただし、

0180

は前記第1の無線リソースの割当量、f(n)はユーザ数n∈Nの関数、||U||は集合Uの要素数、U(t)は区間tで受信を行うユーザの集合、g(τ)は時間τの関数、τ(t)は現在時刻から区間tまでの時間をそれぞれ表す)
を用いて、前記第1の無線リソースの割当量を算出することを特徴とする付記8記載の通信装置。

0181

(付記10)
第1の無線通信方式で利用する第1の周波数帯域内の第1の無線リソースを割当てる第1のスケジューラと、第2の無線通信方式で利用する第2の周波数帯域での第2の無線リソースを割当てる第2のスケジューラとを備えた通信装置における無線リソース割当方法であって、
前記第1及び第2のスケジューラにより、前記第2の周波数帯域内に前記第1の周波数帯域を配置し、
前記第1のスケジューラにより、前記第1の無線リソース割当てを前記第2のスケジューラへ通知し、
前記第2のスケジューラにより、前記第1の無線リソースの割当てがない場合、前記第1の周波数帯域を前記第2の無線通信方式で利用する第2の無線リソースとして割当てる
ことを特徴とする無線リソース割当方法。

0182

10:無線通信システム
100(100−1,100−2):無線基地局装置(基地局)
110:BBU 111:回線終端部
112:LTEDL L2処理部 113:LTE UL L2処理部
120:LTE L1処理部 130:LTE無線スケジューラ
140:NB−IoTL1処理部 150:NB−IoT無線スケジューラ
160:RRH
170(170−1,170−2),172(172−1,172−2),174,176:CPU
200−1:狭帯域端末200−2:広帯域端末
211−1,211−2:制御部 230−1,230−2:回線制御部
270:CPU

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