(57)【要約】【課題】ネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、異なる場所に配置された複数のスケジューラからのスケジューリング情報に基づく各スライスへの無線リソースの割り当てのタイミングを制御する。【解決手段】ＷＲＨ１２０は、アンテナサイトに配置され、それぞれ異なるＤＵ２０に含まれる複数のスケジューラ２１に対して、ＲＡＮコントローラ４０から通知された配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロックを割り当てる。ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、ＲＵ３０へ転送する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局システムであって、
基地局の機能のうち、無線端末に無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットであって、アンテナサイトに配置されるか、又は、前記アンテナサイトとコアネットワークとの間に配置される、前記複数の第１ユニットと、
それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットと前記コアネットワークとの間に配置され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、
電波の送受信機能を少なくとも有し、前記アンテナサイトに配置される１つの無線ユニットと、
それぞれ異なる第１ユニットに含まれる複数のスケジューラに対して、ＲＡＮコントローラから通知される配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロックを割り当てる、前記アンテナサイトに配置されるリソース制御部と、を備え、
前記リソース制御部は、各スケジューラから前記スケジューリングを示すスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、前記無線ユニットへ転送する
ことを特徴とする基地局システム。
【請求項２】
前記複数のスケジューラのそれぞれは、アップリンク又はダウンリンクのスケジューリングリクエストに応じて、前記リソース制御部から割り当てられているリソースブロックを用いて前記スケジューリングを行い、前記スケジューリング情報を前記リソース制御部へ送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の基地局システム。
【請求項３】
前記リソース制御部は、各スケジューラから前記スケジューリング情報を受信した後、前記所定の時間間隔で到来する次の転送タイミングまで、当該スケジューリング情報をバッファリングする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局システム。
【請求項４】
前記所定の時間間隔は、前記リソース制御部による、前記複数のスケジューラに対するリソースブロックの割り当ての更新間隔に等しく、
前記更新間隔は、前記複数の第１ユニット及び前記複数の第２ユニットに対して設定されるスライス数に応じて予め定められる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局システム。
【請求項５】
前記リソース制御部は、前記更新間隔ごとに、当該更新間隔に対応する期間内の前記複数のスケジューラに対するリソースブロックの割り当てを行う
ことを特徴とする請求項４に記載の基地局システム。
【請求項６】
前記配分率は、前記ＲＡＮコントローラによって各スライスに対して設定され、前記ＲＡＮコントローラから前記リソース制御部へ通知される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の基地局システム。
【請求項７】
前記複数のスケジューラのそれぞれは、対応するスライスで使用するリソースブロックを予約するための予約情報を、前記リソース制御部へ送信可能であり、
前記リソース制御部は、前記複数のスケジューラのいずれかから前記予約情報を受信すると、当該予約情報に従って、前記複数のスケジューラに対するリソースブロックの割り当てを行う
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基地局システム。
【請求項８】
前記リソース制御部は、割り当て対象のリソースブロックのうち、前記予約情報が示すリソースブロックを、当該予約情報の送信元のスケジューラに割り当て、残りのリソースブロックを、前記配分率に従って前記複数のスケジューラに割り当てる
ことを特徴とする請求項７に記載の基地局システム。
【請求項９】
前記複数のスケジューラのそれぞれは、セル間連携のために使用されるリソースブロックを、前記リソース制御部に対して予約する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の基地局システム。
【請求項１０】
前記複数のスケジューラのそれぞれは、限定されたリソースブロックを使用する無線端末に割り当てるリソースブロックを、前記リソース制御部に対して予約する
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の基地局システム。
【請求項１１】
前記リソース制御部は、前記複数のスケジューラより下位のレイヤの機能部として前記アンテナサイトに配置される
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の基地局システム。
【請求項１２】
前記無線ユニットは、前記複数の第１ユニットと接続され、前記複数の第１ユニットを介して提供される複数のスライスが、前記無線ユニットによって形成される同一のセル内で提供される
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の基地局システム。
【請求項１３】
前記複数の第１ユニットのそれぞれは、ＤＵ（Distributed unit）であり、
前記複数の第２ユニットのそれぞれは、ＣＵ（Central unit）であり、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の基地局システム。
【請求項１４】
基地局の機能のうち、無線端末に無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットと、それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットとコアネットワークとの間に配置され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、電波の送受信機能を少なくとも有する１つの無線ユニットと、を備える基地局システムにおける、アンテナサイトに配置される無線通信装置であって、
前記複数の第１ユニットのうちの１つ以上の第１ユニットと、
前記無線ユニットと、
それぞれ異なる第１ユニットに含まれる複数のスケジューラに対して、ＲＡＮコントローラから通知された配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロックを割り当てるリソース制御部と、を備え、
前記リソース制御部は、各スケジューラから前記スケジューリングを示すスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、前記無線ユニットへ転送する
ことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークスライシングを適用した基地局システム及び無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第５世代（５Ｇ）移動通信システムでは、サービスタイプが大容量（ｅＭＢＢ：enhanced Mobile BroadBand）、超低遅延（ＵＲＬＬＣ：Ultra-Reliable and Low Latency Communications）、及び多接続（ｍＭＴＣ：massive Machine Type Communications）の三つに大別されており、それぞれのサービス要求が異なる。このように要件が異なるサービスを経済的かつ柔軟に提供するために、ネットワークスライシングが検討されている。
【０００３】
また、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の基地局は、通常、ＲＲＨ（Remote Radio Head）とＢＢＵ（Baseband Unit）とで構成されており、ＲＲＨ及びＢＢＵにそれぞれ基地局機能が分割して配置されている。具体的には、基地局の機能（下位レイヤから順にＲＦ，ＰＨＹ，ＭＡＣ，ＲＬＣ，ＰＤＣＰ）のうち、ＲＲＨにＲＦが配置され、ＢＢＵにＲＦ以外の機能が配置されている。近年、３ＧＰＰでは、ＲＲＨ及びＢＢＵに配置する基地局機能の再定義が議論されている（機能分割の再定義）。一般的には、機能分割のオプション及びＢＢＵの配置場所に依存して、基地局間連携（セル間協調）の性能、アプリケーションに与える遅延量、及びネットワークの利用効率等が異なることが知られている。なお、３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ１５として初版仕様が策定された５Ｇでは、下位レイヤの機能が配置されたノードをＤＵ（Distributed Unit）、その他上位レイヤの機能が配置されたノードをＣＵ（Central Unit）と呼ぶ。
【０００４】
非特許文献１及び２では、サービスに応じて適切な機能分割オプション及びＢＢＵの配置がなされた仮想ネットワーク（スライス）を選択可能なＲＡＮスライシングアーキテクチャが提案されている。このＲＡＮスライシングアーキテクチャによれば、サービスごとに、適切な機能分割オプションが適用されたＣＵ（ＢＢＵ）を適切な場所に配置されたサーバ上に仮想マシンとして立ち上げて、各ＣＵを対応するＤＵ（ＲＲＨ）に接続することができる。また、特許文献１には、ネットワークスライシングが適用されたＲＡＮにおいて、スライス間のアイソレーションを実現するために、複数のスライスにそれぞれ対応する複数のスケジューラを備える基地局に、無線リソースハイパーバイザを設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９６８０９５８号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】(株)KDDI総合研究所,“「5G」×仮想化基地局のスライシング技術を開発”,[online], 平成30年5月21日, [平成31年2月12日検索], インターネット＜URL: https://www.kddi-research.jp/newsrelease/2018/052101.html＞
【非特許文献２】塚本, 難波, 西村,“5Gの多様なサービスに応じた基地局機能分割と配置を有するRANスライシングアーキテクチャ”, 信学技報, Vol. 118, No. 208, CS2018-53, pp.69-74, 2018年9月．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来技術のように、ネットワークスライシングが適用され、かつ、基地局機能が複数のユニットに分割された基地局システムでは、複数のスライスにそれぞれ対応する複数のスケジューラが、それぞれ異なる場所に配置されうる。例えば、スライス１用のスケジューラがアンテナサイトに配置される一方、スライス２用のスケジューラが、アンテナサイトから離れた地方収容局（ローカルオフィス）に配置されることがありうる。このような場合、各スケジューラから送信されるスケジューリング情報の到達時間の遅延を考慮して、無線リソースの割り当てを行うタイミングを適切に制御する必要がある。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、ネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、異なる場所に配置された複数のスケジューラからのスケジューリング情報に基づく各スライスへの無線リソースの割り当てのタイミングを制御する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の係る基地局システムは、基地局の機能のうち、無線端末に無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットであって、アンテナサイトに配置されるか、又は、前記アンテナサイトとコアネットワークとの間に配置される、前記複数の第１ユニットと、それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットと前記コアネットワークとの間に配置され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、電波の送受信機能を少なくとも有し、前記アンテナサイトに配置される１つの無線ユニットと、それぞれ異なる第１ユニットに含まれる複数のスケジューラに対して、ＲＡＮコントローラから通知される配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロックを割り当てる、前記アンテナサイトに配置されるリソース制御部と、を備え、前記リソース制御部は、各スケジューラから前記スケジューリングを示すスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、前記無線ユニットへ転送することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様の係る無線通信装置は、基地局の機能のうち、無線端末に無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している複数の第１ユニットと、それぞれが、前記複数の第１ユニットのうちの異なる１つの第１ユニットとコアネットワークとの間に配置され、前記基地局の機能のうち、当該１つの第１ユニットが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する複数の第２ユニットと、電波の送受信機能を少なくとも有する１つの無線ユニットと、を備える基地局システムにおける、アンテナサイトに配置される無線通信装置であって、前記複数の第１ユニットのうちの１つ以上の第１ユニットと、前記無線ユニットと、それぞれ異なる第１ユニットに含まれる複数のスケジューラに対して、ＲＡＮコントローラから通知される配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロックを割り当てるリソース制御部と、を備え、前記リソース制御部は、各スケジューラから前記スケジューリングを示すスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、前記無線ユニットへ転送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、異なる場所に配置された複数のスケジューラからのスケジューリング情報に基づく各スライスへの無線リソースの割り当てのタイミングを制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】基地局の機能分割のオプションの例を示す図。
【図２】基地局システムにおけるＣＵ、ＤＵ及びＲＵの機能構成例を示す図。
【図３】基地局システムの基本的な構成例を示す図。
【図４】基地局システムの構成例を示す図。
【図５】各スライスへの無線リソースの割り当ての例を示す図。
【図６】アップリンク通信のシーケンス図。
【図７】ダウンリンク通信のシーケンス図。
【図８】各スライスへの無線リソースの割り当ての例を示す図。
【図９】各スライスへの無線リソースの割り当ての例を示す図。
【図１０】無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１４】
＜基地局の機能分割＞
基地局（基地局システム）は、一般に、下位レイヤの機能から上位レイヤの機能まで複数の機能を有し、これらの機能はＤＵ及びＣＵに分割して配置される。上述のように、ＤＵはＬＴＥにおけるＲＲＨに相当し、ＣＵはＬＴＥにおけるＢＢＵに相当する。図１は、３ＧＰＰにおいて規定されている基地局機能の分割のオプションを示す図であり、基地局の各レイヤの機能（ＲＦ，...，ＰＤＣＰ）をＤＵとＣＵとに分割して配置する際の分割点が、オプション１〜８として示されている。基地局の機能をＤＵとＣＵに分割して配置する機能分割により、基地局の上位レイヤの一部の機能がＣＵに配置され、残りの機能がＤＵに配置される。
【００１５】
図２は、図１に示される、基地局のそれぞれ異なるレイヤの複数の機能を、ＣＵ、ＤＵ及びＲＵに分割した構成の一例を示す図である。図２に示すように、本実施形態では、ＣＵ及びＤＵに加えて、ＲＦ及びＰＨＹ等の機能を有する無線ユニット（ＲＵ：Radio Unit）を新たに設ける。図２の基地局（基地局システム）は、ＣＵ１０、ＤＵ２０、及びＲＵ３０で構成され、ＣＵ１０は、コアネットワーク（５ＧＣ、ＥＰＣ等）に接続され、ＤＵ２０は、ＣＵ１０とＲＵ３０との間に接続される。
【００１６】
ＤＵ２０は、基地局の機能のうちの、無線端末に無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューリング機能を少なくとも有する第１ユニットの一例である。ＣＵ１０は、基地局の機能のうち、接続されたＤＵ２０（第１ユニット）が有する機能よりも上位レイヤの機能を有する第２ユニットの一例である。また、ＲＵ３０は、基地局の機能のうちの、電波の送受信機能（ＲＦ）を少なくとも有する無線ユニットの一例である。
【００１７】
図２の構成例では、ＤＵ２０は、スケジューリング機能に相当するＨｉｇｈ ＭＡＣの機能だけでなく、ＲＬＣ及びＬｏｗ ＭＡＣの機能も有しており、ＣＵ１０は、ＤＵ２０が有する機能より上位レイヤの機能である、ＳＤＡＰ／ＲＲＣ及びＰＤＣＰの機能を有している。また、ＲＵ３０は、電波の送受信機能に相当するＲＦの機能だけでなく、ＰＨＹの機能も有している。なお、ＰＨＹの一部の機能のみをＲＵ３０に実装し、ＰＨＹの残りの機能をＤＵ２０に実装してもよい。
【００１８】
以下では、図２に示される機能構成を一例として用いて、本実施形態に係る基地局システムの構成及び動作について具体的に説明する。
【００１９】
＜基地局システムの構成＞
図３は、サービスタイプとしてｍＭＴＣ、ＵＲＬＬＣ及びｅＭＢＢに対応するスライス１〜３が生成された、基地局システムの基本的な構成例を示す図である。なお、ＣＵ１０及びＤＵ２０は、ＮＦＶ／ＳＤＮベースのＲＡＮコントローラ４０によって制御及び管理がなされ、各スライスは、ＲＡＮコントローラ４０によって生成される。
【００２０】
基地局システムは、複数のＣＵ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）、複数のＤＵ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）、及び１つのＲＵ３０で構成される。ＣＵ１０ａ及びＤＵ２０ａはスライス１に、ＣＵ１０ｂ及びＤＵ２０ｂはスライス２に、ＣＵ１０ｃ及びＤＵ２０ｃはスライス３に対応している。このように、複数のＣＵ１０は、それぞれ異なるスライスに対応しており、当該複数のＣＵ１０に対応する複数のＤＵ２０も同様である。なお、複数のＣＵ１０は、それぞれ１つ以上のスライスに対応していてもよく、異なるＣＵ１０間で、対応する一部のスライスが共通していてもよい。また、複数のＤＵ２０は、それぞれ１つ以上のスライスに対応していてもよく、異なるＤＵ２０間で、対応する一部のスライスが共通していてもよい。
【００２１】
ＤＵ２０は、基地局の機能のうちの無線リソースのスケジューリング機能（例えば、Ｈｉｇｈ ＭＡＣの機能）を少なくとも有する。ＤＵ２０は、それぞれ、アンテナサイトサイトに配置されるか、又はアンテナサイトとコアネットワークとの間（の地方収容局）に配置される。
【００２２】
ＣＵ１０は、それぞれが、ＤＵ２０のうちの異なる１つのＤＵとコアネットワークとの間に配置され、基地局の機能のうち、接続された当該１つのＤＵが有する機能よりも上位レイヤの機能（例えば、ＳＤＡＰ／ＲＲＣ及びＰＤＣＰの機能）を有する。図３の例では、ＣＵ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞれ、異なる１つのＤＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと接続される。
【００２３】
単一のＲＵ３０は、基地局の機能のうちの電波の送受信機能（例えば、ＲＦの機能）を少なくとも有する。ＲＵ３０は、アンテナサイトに配置され、複数のＤＵ２０と接続される。これにより、複数のＤＵ２０を介して提供される複数のスライス１〜３が、当該ＲＵによって形成される同一のセル内で提供される。
【００２４】
このように、本実施形態の基地局システムは、スライス１〜３のそれぞれに対応するＣＵ１０及びＤＵ２０と、複数のＤＵ２０と接続され、かつ、アンテナサイトに配置された単一のＲＵ３０とで構成されている。即ち、基地局システムは、スライスごとにＲＵを設けずに、複数のＤＵ及びＣＵを単一のＲＵに対して接続する（即ち、複数のＤＵ及びＣＵに対してＲＵを共通化する）構成を有している。これにより、単一のＲＵで複数のサービス（スライス）を収容可能にしている。
【００２５】
本実施形態では、コアネットワーク又はＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）に、ＲＡＮの機能を制御するＲＡＮコントローラ４０が設けられる。ＲＡＮコントローラ４０は、ＲＡＮ上の複数のＣＵ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）及び複数のＤＵ２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）に対して、サービス要件に対応したスライス１〜３を設定（生成）する。
【００２６】
本実施形態では、一例として５Ｇのネットワーク構成を想定している。図３において、５ＧＣ ＣＰＦ（5G Core Control Plane Function）６０は、５Ｇコアネットワークの制御処理機能群である。５ＧＣ ＵＰＦ（5G Core User Plane Function）５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）は、５Ｇコアネットワークのデータ処理機能群であり、スライスごとに設けられる。５ＧＣ ＵＰＦ５０ａはスライス１に、５ＧＣ ＵＰＦ５０ｂはスライス２に、５ＧＣ ＵＰＦ５０ｃはスライス３に対応している。
【００２７】
図３の構成例では、スライス（サービス）に応じて、対応するＣＵ１０及びＤＵ２０の配置が異なっている。ＣＵ１０及びＤＵ２０の配置に依存して、基地局間連携（セル間協調）の性能、アプリケーションに与える遅延量、及びネットワークの利用効率等が異なる。このため、図３の構成では、スライス（サービス）ごとに適したＣＵ１０及びＤＵ２０の配置がなされている。
【００２８】
スライス１（ｍＭＴＣスライス）については、ＣＵ１０ａは、地方収容局とコアネットワークとの間のデータセンタに配置され、ＤＵ２０ａは、アンテナサイトに配置される。これは、統計多重効果によりデータセンタのコンピューティングリソースを効率的に利用可能にするためである。
【００２９】
スライス２（ＵＲＬＬＣスライス）については、ＣＵ１０ｂは、地方収容局に配置され、ＤＵ２０ｂは、アンテナサイトに配置される。これにより、ＭＥＣ（Multi-Access Edge Computing）を導入可能にし、低遅延化が実現される。本実施形態では、ＣＵ１０ｂは、エッジサイトに配置された、低遅延サービスを提供するためのアプリケーションを有するエッジサーバであるＥｄｇｅ Ａｐｐ（Edge Application Server）７０と接続されている。なお、Ｅｄｇｅ Ａｐｐ７０が配置されるエッジサイトは、ＣＵ１０ｂが配置される地方収容局であってもよい。
【００３０】
スライス３（ｅＭＢＢスライス）については、ＣＵ１０ｃ及びＤＵ２０ｂのいずれも、地方収容局に配置される。これにより、ＤＵ２０ｂを、それぞれ異なるアンテナサイトに配置される複数のＲＵ３０と接続可能にしている。本実施形態では、ＤＵ２０ｂは、それぞれ異なるセルを形成する複数のＲＵ３０と接続されており、接続されたＲＵ間のセル間協調（例えば、ＣｏＭＰ（Coordinated Multi-Point Transmission/reception））のための処理を行う。このように、セル間協調を可能にすることで、無線通信品質を向上させることが可能である。
【００３１】
図４は、本実施形態に係る基地局システムのより具体的な構成例を示す図である。ＤＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、それぞれ、無線リソースを無線端末に割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを含んでいる。図４に示されるように、スライス１，２に対応するスケジューラ２１ａ，２１ｂはアンテナサイトに配置されており、スライス３に対応するスケジューラ２１ｃは地方収容局に収容されている。このように、スケジューラ２１ａ，２１ｂとスケジューラ２１ｃとで配置場所が異なっている。
【００３２】
ここで、ネットワークスライシングが適用された場合の無線リソースのスケジューリングでは、スライスが互いに影響し合わないようにするアイソレーションだけでなく、上述のように、スケジューラが異なる場所に配置されることに対応したスケジューリングを実現する必要がある。本実施形態では、図３及び図４に示されるようにネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、異なる場所に配置された複数のスケジューラからのスケジューリング情報に基づく各スライスへの無線リソースの割り当てのタイミングを制御する例について説明する。
【００３３】
本実施形態では、アンテナサイトに、ＲＵ３０と、複数のＤＵ２０のうちの１つ以上のＤＵとを含む無線通信装置１００が設けられる。無線通信装置１００は、例えば、後述する図１０に示される構成により実現されうる。無線通信装置１００は、当該装置の外部のＣＵ１０及びＤＵ２０と通信可能に接続される単一の通信ポートを備えている。当該通信ポートと外部のＣＵ１０及びＤＵ２０との間の回線（フロントホールリンク）では、ＣＵ１０及びＤＵ２０の中間データが、イーサネット（登録商標）フレームにカプセリングされて伝送される。
【００３４】
無線通信装置１００は、ＤＵ２０ａ，２０ｂ及びＲＵ３０に加えて、下位レイヤのＲＵ３０と上位レイヤのＤＵ２０との間に配置された無線リソースハイパーバイザ（ＷＲＨ：Wireless Resource Hypervisor）１２０を備える。ＷＲＨ１２０（リソース制御部）は、スライス１〜３に対応する複数のスケジューラ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）に対して、ＲＡＮコントローラ４０から通知された配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのリソースブロック（ＲＢ）を割り当てる機能を有する。また、後述するように、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１から受信したスケジューリング情報を、適切なタイミングに下位レイヤの機能（ＲＵ３０）に送信する機能も有する。
【００３５】
＜各スライスへの無線リソースの割り当て＞
次に図５を参照して、ＷＲＨ１２０による各スライス（各スケジューラ２１）への無線リソースの割り当ての例について説明する。各スライスへの無線リソースの配分率は、ＲＡＮコントローラ４０によって各スライスに対して設定され、ＲＡＮコントローラ４０からＷＲＨ１２０へ通知される。図５の例では、スライス１〜３に対する配分率として、１０％、２０％及び７０％がそれぞれ設定されている。
【００３６】
ＷＲＨ１２０は、更新間隔ｉごとに、当該更新間隔に対応する期間内のＲＢを、通知された配分率に従って、各スライスに対してランダムに割り当てる（Ｓ１）。なお、ＷＲＨ１２０は、何らかの特定のアルゴリズムに従って、各スライスにＲＢの割り当てを行ってもよい。この更新間隔ｉは、複数のＣＵ１０及び複数のＤＵ２０に対して設定されるスライス数に応じて予め定められうる。
【００３７】
次に各スケジューラ２１は、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して、ＷＲＨ１２０から割り当てられたＲＢを用いてスケジューリングを行う（Ｓ２）。即ち、各スケジューラ２１は、ＷＲＨ１２０から割り当てられているＲＢを、対応するスライスにアクセスする無線端末に割り当てる。
【００３８】
その後、ＷＲＨ１２０は、次の更新間隔ｉに対応する期間内のＲＢを、通知された配分率に従って、各スライスに対してランダムに割り当てる（Ｓ３）。また、各スケジューラ２１は、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して、ＷＲＨ１２０から割り当てられたＲＢを用いてスケジューリングを行う（Ｓ４）。このような処理が繰り返されることで、ネットワークスライシングが適用された基地局システム内の無線リソースのスケジューリングにおけるアイソレーションが実現される。
【００３９】
このように、ＷＲＨ１２０を使用することで、無線リソースのスケジューリングにおけるアイソレーションを実現できる。その一方で、各スライスに対応するスケジューラ２１の配置場所が異なることに起因して、スケジューリングを示すスケジューリング情報の、各スケジューラ２１からＲＵ３０への到達に時間差が生じうる。本実施形態では、このようなスケジューリング情報の到達時間差に対処すべく、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、ＲＵ３０へ転送する。
【００４０】
＜通信シーケンス＞
図６及び図７は、本実施形態に係る基地局システムにおける、アップリンク通信及びダウンリンク通信のシーケンスの例を示すシーケンス図である。ＷＲＨ１２０は、アップリンク通信及びダウンリンク通信において、スケジューリング情報の転送制御として同様の転送制御を実行する。
【００４１】
まず、ＲＡＮコントローラ４０は、スライスの設計ポリシーに基づいて、各スライスに対するＲＢの配分率を設定し、設定した配分率をＷＲＨ１２０へ通知する（Ｓ６０１，Ｓ７０１）。ＷＲＨ１２０は、通知された配分率に従って、更新間隔ｉに対応する期間内のＲＢを、各スケジューラ２１に対して割り当て、その割り当て結果を示す情報を各スケジューラ２１へ通知する（Ｓ６０２，Ｓ７０２）。
【００４２】
その後、ＲＵ３０によって形成されるセル内の無線端末２００又はコアネットワークから各スケジューラ２１に対して、アップリンク又はダウンリンクのスケジューリングリクエストが同時に送信された場合を想定する。この場合に、各スケジューラ２１は、所定のスケジューリングアルゴリズム（Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓ、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ等）に基づいて、ＷＲＨ１２０から割り当てられているＲＢを用いたスケジューリングを行う。各スケジューラ２１は、スケジューリングの結果を示すスケジューリング情報を、ＷＲＨ１２０へ通知する（Ｓ６０３，Ｓ７０３）。
【００４３】
このとき、無線通信装置１００内のスケジューラ２１ａ，２１ｂからのスケジューリング情報の到達時間に対して、地方収容局に配置されたスケジューラ２１ｃからのスケジューリング情報の到達時間に遅延が生じる。本例では、スケジューラ２１ａ，２１ｂからのスケジューリング情報の到達後の、ある送信時間間隔（ＴＴＩ）におけるＵＬグラント又はＤＬグラントの送信タイミングに、スケジューラ２１ｃからのスケジューリング情報の到達が間に合わない。このため、ＷＲＨ１２０は、スケジューラ２１ｃからのスケジューリング情報については、次のＴＴＩにおいて、スケジューラ２１ａ，２１ｂからその後に受信されるスケジューリング情報とともに、まとめてＲＵ３０へ転送する。即ち、ＷＲＨ１２０は、スケジューラ２１ｃからのスライス３のスケジューリング情報が、他のスライスについてのＵＬグラント又はＤＬグラントの送信と同一のＴＴＩに間に合わない場合には、次のＴＴＩにおいてスライス３についてのＵＬグラント又はＤＬグラントが送信されるように、スケジューリング情報の転送制御を行う。その結果、ＲＵ３０は、次のＴＴＩにおいて、スケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃからのスケジューリング情報に従って、スライス１〜３のＵＬグラント又はＤＬグラントを無線端末２００へ送信する。
【００４４】
このように、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔（ＴＴＩ）ごとに到来する転送タイミングに、ＲＵ３０へ転送する。即ち、ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、所定の時間間隔（ＴＴＩ）で到来する次の転送タイミングまで、当該スケジューリング情報をバッファリングする。
【００４５】
また、例えばスライス３においてＣｏＭＰ等のセル間協調が行われている場合、スケジューラ２１ｃから、対応するスライス３で使用するＲＢを予約するための予約情報が、スケジューリング情報とともにＷＲＨ１２０へ送信される場合がある（Ｓ６０４，Ｓ７０４）。この場合、ＷＲＨ１２０は、複数のスケジューラ２１のいずれかから予約情報を受信すると、当該予約情報に従って、当該複数のスケジューラに対するＲＢの割り当てを行う。具体的には、ＷＲＨ１２０は、割り当て対象のＲＢのうち、予約情報が示すＲＢを、当該予約情報の送信元のスケジューラ２１ｃに割り当て、残りのＲＢを、ＲＡＮコントローラ４０から通知された配分率に従って複数のスケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃに割り当てる。ＷＲＨ１２０は、その割り当て結果を示す情報を各スケジューラ２１へ通知する（Ｓ６０５，Ｓ７０５）。
【００４６】
このように、ＷＲＨ１２０は、スライス数に応じて定められた更新間隔ｉごとのタイミングに、複数のスケジューラ２１へのＲＢの割り当てを行うとともに、ＲＢの予約が発生したタイミングにも、複数のスケジューラ２１へのＲＢの割り当てを行う。なお、上述のＲＢの予約は、ＣｏＭＰのために使用されるＲＢの予約のためだけでなく、例えば、限定されたＲＢを使用する無線端末（例えば、ＩｏＴデバイス）に割り当てるＲＢの予約のためにも行われてもよい。これにより、ＩｏＴデバイスの受信機を単純化することが可能になり、ＩｏＴデバイスの省電力化に貢献できる。
【００４７】
＜予約情報に基づく無線リソースの割り当て＞
次に図８及び図９を参照して、ＷＲＨ１２０による、予約情報に基づく各スライス（各スケジューラ２１）への無線リソースの割り当ての例について説明する。図８及び図９の例では、セル１のスライス１〜３に対する配分率として、１０％、２０％及び７０％がそれぞれ設定されており、セル２のスライス１〜３に対する配分率として、１５％、２５％及び６０％がそれぞれ設定されている。
【００４８】
セル１及びセル２のそれぞれのＷＲＨ１２０は、図５の例と同様、更新間隔ｉごとに、当該更新間隔に対応する期間内のＲＢを、通知された配分率に従って、各スライスに対してランダムに割り当てる（Ｓ１１）。その後、各セルにおいて、各スケジューラ２１は、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して、ＷＲＨ１２０から割り当てられたＲＢを用いてスケジューリングを行う（Ｓ１２）。
【００４９】
その後、各セルのＷＲＨ１２０は、次の更新間隔ｉに対応する期間内のＲＢを、通知された配分率に従って、各スライスに対してランダムに割り当てる（Ｓ１３）。ただし、本例では、セル１及びセル２のそれぞれにおいて、スケジューラ２１ｃからＷＲＨ１２０に対して、スライス３に対していくつかのＲＢの予約が行われている。このため、各セルのＷＲＨ１２０は、割り当て対象のＲＢのうち、予約情報が示すＲＢを、当該予約情報の送信元のスケジューラ２１ｃに割り当て、残りのＲＢを、ＲＡＮコントローラ４０から通知された配分率に従って複数のスケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃに割り当てている。
【００５０】
次に、各セルにおいて、各スケジューラ２１は、Ｓ１２と同様、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して、ＷＲＨ１２０から割り当てられたＲＢを用いてスケジューリングを行う（Ｓ１４）。このような処理が繰り返されることで、ネットワークスライシングが適用された基地局システム内の無線リソースのスケジューリングにおけるアイソレーションが実現されるとともに、予約情報に基づく各スライスへの無線リソースの割り当てが実現される。これにより、上述のように、ＣｏＭＰのために使用されるＲＢの予約が可能になる。あるいは、限定されたＲＢを使用する無線端末（例えば、ＩｏＴデバイス）に割り当てるＲＢの予約が可能になる。
【００５１】
＜ＣＵ、ＤＵ、ＲＵ及び無線通信装置の構成＞
ＣＵ１０及びＤＵ２０は、一例として、図１０に示されるようなハードウェア構成を有する。具体的には、ＣＵ１０（ＤＵ２０）は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ等の外部記憶デバイス１０４、及び通信デバイス１０５を有する。
【００５２】
ＣＵ１０（ＤＵ２０）では、例えばＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及び外部記憶デバイス１０４のいずれかに格納された、ＣＵ１０（ＤＵ２０）の上述の各機能を実現するプログラムがＣＰＵ１０１によって実行される。なお、ＣＰＵ１０１は、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等の１つ以上のプロセッサによって置き換えられてもよい。
【００５３】
通信デバイス１０５は、ＣＰＵ１０１により制御下で、コアネットワーク内のノード（５ＧＣ ＣＰＦ６０及び５ＧＣ ＵＰＦ５０）、ＲＡＮコントローラ４０、及び接続されたＤＵ２０（ＣＵ１０）等の、外部装置との通信を行うための通信インタフェースである。ＣＵ１０（ＤＵ２０）は、それぞれ接続先が異なる複数の通信デバイス１０５を有していてもよい。
【００５４】
なお、ＣＵ１０（ＤＵ２０）は、上述の各機能を実行する専用のハードウェアを備えてもよいし、一部をハードウェアで実行し、プログラムを動作させるコンピュータでその他の部分を実行してもよい。また、全機能がコンピュータとプログラムにより実行されてもよい。
【００５５】
また、ＲＵ３０も図１０に示されるようなハードウェア構成を有しうる。なお、ＲＵ３０は、通信デバイス１０５として、各ＤＵ２０との通信のための通信インタフェースの他に、無線端末との無線通信のための無線通信インタフェースも備えている。
【００５６】
また、図４に示されるように、ＤＵ２０ａ，２０ｂ、ＷＲＨ１２０及びＲＵ３０を無線通信装置１００として構成する場合、無線通信装置１００を、図１０に示されるハードウェア構成により実現することが可能である。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態の基地局システムは、複数のＣＵ１０、複数のＤＵ２０、単一のＲＵ３０及びＷＲＨ１２０（リソース制御部）で構成される。複数のＤＵ２０は、基地局の機能のうち、無線端末に無線リソースを割り当てるためのスケジューリングを行うスケジューリング機能を少なくとも有し、それぞれが１つ以上のスライスに対応している。複数のＤＵ２０は、アンテナサイトに配置されるか、又は、アンテナサイトとコアネットワークとの間に配置される。複数のＣＵ１０は、それぞれが、複数のＤＵ２０のうちの異なる１つのＤＵとコアネットワークとの間に配置され、基地局の機能のうち、当該１つのＤＵが有する機能よりも上位レイヤの機能を有する。ＲＵ３０は、基地局の機能のうちの電波の送受信機能を少なくとも有し、アンテナサイトに配置される。ＷＲＨ１２０は、アンテナサイトに配置され、それぞれ異なるＤＵ２０に含まれる複数のスケジューラ２１に対して、ＲＡＮコントローラ４０から通知された配分率に従って、対応するスライスで使用される無線リソースのＲＢを割り当てる。ＷＲＨ１２０は、各スケジューラ２１からスケジューリング情報を受信した後、当該スケジューリング情報を、所定の時間間隔ごとに到来する転送タイミングに、ＲＵ３０へ転送する。
【００５８】
本実施形態によれば、ネットワークスライシングが適用された基地局システムにおいて、無線リソースのスケジューリングにおけるスライス間のアイソレーションを実現できる。更に、スライスごとにスケジューラ２１の配置場所が異なっていても、適切なタイミングに無線端末に対して無線リソースの割り当てを行うことが可能になる。
【００５９】
また、スライスごとにセル間で共通の無線リソース（ＲＢ）を予約することを可能にし、予約情報に従って複数のスケジューラ２１に対するＲＢの割り当てを行うことにより、ＣｏＭＰ等のセル間連携により無線通信品質を向上させることが可能になる。あるいは、ＲＢの予約を利用して、限定したＲＢをＩｏＴデバイス等の無線端末に使用させることで、ＩｏＴデバイスの受信機を単純化することが可能になり、ＩｏＴデバイスの省電力化を図ることが可能になる。
【００６０】
［その他の実施形態］
上述の実施形態に係る無線通信装置は、コンピュータを無線通信装置として機能させるためのコンピュータプログラムにより実現することができる。当該コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて配布が可能なもの、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。
【符号の説明】
【００６１】
１０：ＣＵ、２０：ＤＵ、３０：ＲＵ、４０：ＲＡＮコントローラ、５０：５ＧＣ ＵＰＦ、６０：５ＧＣ ＣＰＦ、７０：エッジアプリケーション、１００：無線通信装置、１０１：ＣＰＵ、１０２：ＲＯＭ、１０３：ＲＡＭ、１０４：外部記憶デバイス、１０５：通信デバイス、１２０：ＷＲＨ、２１：スケジューラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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