(57)【要約】      （修正有）【課題】無線バックホールシステムの動的資源割当方法を提供する。【解決手段】バックホールコントローラ６０は、バックホール中継端末３０からの初期端末メッセージを基本基地局２０から伝達されＳ１１２、核心網１０に伝達するＳ１１４。さらに、バックホールコントローラは、核心網と基本基地局の間で、バックホール中継端末に対する認証手続きを中継しＳ１１６、バックホール中継端末に対する無線ベアラ設定手続きを中継しＳ１２４、バックホール中継端末に対する接続手続きを中継する。さらに、バックホールコントローラは、基本基地局との間で、バックホール中継端末のサービス状況を動的に反映して行われた動的資源割当アルゴリズムにより、バックホール中継端末に、固定データ伝送を保証するベアラを追加設定する手続きを行う。【選択図】図３ａ
2019029916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信核心網と連結されたマクロ基地局である基本基地局と無線で連結され、バックホール基地局である移動通信基地局、又はWiFi APとは有線で連結され、基本基地局とバックホール基地局の間で、使用者端末のデータを伝達するバックホール中継端末と、核心網と基本基地局の間でバックホール中継端末を制御するバックホールコントローラとを含む無線バックホールシステムからなり、
バックホールコントローラが、RRC連結設定過程で、バックホール中継端末からの初期端末メッセージを基本基地局から伝達されて、核心網に伝達する(a)ステップと、
バックホールコントローラが、核心網と基本基地局の間で、バックホール中継端末に対する認証手続きを中継する(b)ステップと、
バックホールコントローラが、核心網と基本基地局の間で、バックホール中継端末に対する無線ベアラー設定手続きを中継する(c)ステップと、
バックホールコントローラが、核心網と基本基地局の間で、バックホール中継端末に対する接続手続きを中継する(d)ステップと、
バックホールコントローラが、基本基地局との間で、バックホール中継端末のサービス状況を動的に反映して行われた自体の動的資源割当アルゴリズムにより、バックホール中継端末に、固定データ伝送を保証するベアラーを追加設定する手続きを行う(e)ステップとを含むことを特徴とする無線バックホールシステムの動的資源割当方法。
【請求項２】
前記(a)ステップは、
バックホール中継端末の電源がオンになる場合、バックホール中継端末が、自分が接続するMMEのコード(MMEC)に、バックホールコントローラのMMEコードを設定する(a1)ステップと、
バックホール中継端末が核心網にデータを伝送するために、基本基地局に、RRC連結要請(RRC Connection Request)メッセージを伝送する(a2)ステップと、
基本基地局が、バックホール中継端末にデータ伝送のための無線ベアラー活性化のために、RRC連結設定(RRC Connection Setup)メッセージを伝送する(a3)ステップと、
バックホール中継端末が、無線ベアラー活性化が完了したことを報知するために、バックホールコントローラのMMEコードが含まれたRRC連結設定済み(RRC Connection Setup Complete)メッセージを、基本基地局に伝送する(a4)ステップと、
基本基地局が、バックホールコントローラのMMEコードを確認した後に、RRC連結設定済み(RRC Connection Setup Complete)メッセージにより受信したデータを、バックホールコントローラに初期端末メッセージ(Initial UE Message)として伝送する(a5)ステップとを経て行われることを特徴とする請求項１に記載の無線バックホールシステムの動的資源割当方法。
【請求項３】
前記(c)ステップは、
核心網が、初期コンテキスト設定要請(Initial Context Setup Request)メッセージを、バックホールコントローラを介して基本基地局に伝送して、バックホール中継端末の基本ベアラー(default bearer)に対する無線リンク資源の割当を要請する(c1)ステップと、
基本基地局が、バックホール中継端末に対する無線資源割当を行う(c2)ステップと、
基本基地局が、前記(c2)ステップで割当られた内容に基づき、バックホール中継端末との間で、無線ベアラー再構成手続き(RRC Reconfiguration Procedure for DRB Setup)を行う(c3)ステップと、
基本基地局が無線ベアラー設定を完了した後、バックホールコントローラを介して、核心網に初期コンテキスト設定応答(Initial Context Setup Response)メッセージを伝送する(c4)ステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の無線バックホールシステムの動的資源割当方法。
【請求項４】
前記(d)ステップは、
バックホールコントローラが、バックホール中継端末に固定データ伝送を保証するベアラーを追加設定するために、QoS情報を含むE-RAB設定要請(E-RAB Setup Request)メッセージを、基本基地局に伝送する(d1)ステップを含み、
前記(d1)ステップに応じて、基本基地局が、前記QoS情報を満たす無線資源を、バックホール中継端末用に割当した後、このように割当られた内容に基づき、バックホール中継端末３０との間で、無線ベアラー設定手続き(RRC Reconfiguration procedure for DRB Setup)を行い、無線ベアラー設定を完了した後、基本基地局が、バックホールコントローラに、E-RAB設定応答(E-RAB Setup Response)メッセージを伝送することを特徴とする請求項３に記載の無線バックホールシステムの動的資源割当方法。
【請求項５】
前記QoS情報は、GBR(Granted Bit Rate)及びMBR(Maximum Bit Rate)であることを特徴とする請求項４に記載の無線バックホールシステムの動的資源割当方法。
【請求項６】
前記(d)ステップにおいて、前記動的資源割当アルゴリズムは、バックホール中継端末のサービス時間帯、バックホール中継端末の位置、基本基地局がサービス中の基本使用者端末と、バックホール中継端末がサービス中のバックホール使用者端末との数及びデータ伝送率に基づいて行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線バックホールシステムの動的資源割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線バックホールシステムの動的資源割当方法に関し、特に、LTE又はLTE-A無線伝送技術を用いる無線バックホールシステムにおいて、基本基地局に連結された使用者端末、及びバックホール中継端末に連結された使用者端末の可変的なトラフィック状態を考えて、バックホール中継端末に対する資源を動的に割当するようにした無線バックホールシステムの動的資源割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、フェムトセル(Femto cell)基地局(以下、単に‘フェムト基地局'という)とは、家庭や事務室などの屋内に設置されたブロードバンド網を介して、移動通信コアネットワークに接続する超小型移動通信基地局である。このようなフェムト基地局は、室内のカバレージを拡大し、通話品質を向上させ、様々な有無線融合サービスを効率よく提供するという様々なメリットを有する。
【０００３】
3GPP LTE(Long Term Evolution)又はLTE-A(LTE Advanced)(以下、LTE及びLTE-Aを総称して、‘LTE'という)では、eNB(evolved NodeB)、及びhome eNB(home evolved NodeB、HeNB)という基地局を定義している。このうち、eNBは、一般のマクロセル(macro cell)を担当するマクロ基地局であり、home eNBは、フェムトセルを担当するフェムト基地局である。すなわち、3GPPでは、従来のマクロ基地局とは別に、特定の使用者だけが接続可能なフェムト基地局が設置される環境を考えている。ここで、フェムト基地局は、使用者又は事業者によって、カバレージの増大、容量の増大、又はその他の差別化したサービスの提供などを目的に、設置することができる。フェムト基地局のサービスカバレージは、最小数メーターから最大マクロサービスカバレージ程度まで考える。
【０００４】
一方、無線通信システムにおいて、基地局と核心網(core network)を有線で連結すると、有線設置費が求められるだけでなく、基地局が追加に設置される度に、追加費用がかかる。これを解決するために、基地局と核心網の間に、無線バックホール(backhaul)中継機を設置して、基地局が追加設置されても、その設置費用を最小化することができる。
【０００５】
以下、LTE核心網に有線で連結され、バックホール中継端末に無線で連結される基地局、通常のマクロ基地局を‘基本基地局'とし、バックホール中継端末に有線で連結される基地局、通常のフェムト基地局や、WiFi AP(Access Point)を、‘バックホール基地局'とする。
【０００６】
図１は、従来の無線バックホールシステムの資源割当方法を説明するためのシーケンス図である。図１に示しているように、従来の無線、例えばLTE無線バックホールシステムの資源割当方法によると、バックホール中継端末３０のパワーがオン(Ｓ１０)になると、即時バックホール中継端末３０は、LTE網に位置登録手続きを開始する。すなわち、バックホール中継端末３０は、LTE核心網であるMME(Mobility Management Entity)１０にデータを伝送するために、RRC(Radio Resource Control)連結要請(RRC Connection Request)メッセージを、基本基地局２０に伝送(Ｓ１２)する。基本基地局２０は、バックホール中継端末３０にデータ伝送のための無線ベアラー(Radio Bearer;RB)の活性化のために、RRC連結設定(RRC Connection Setup)メッセージを伝送(Ｓ１４)する。バックホール中継端末３０は、無線ベアラーの活性化が完了したことを報知するために、基本基地局２０に、RRC連結設定済み(RRC Connection Setup Complete)メッセージを伝送(Ｓ１６)するが、バックホール中継端末３０が未だMME１０に登録されていないので、RRC連結設定済みメッセージには、登録MME(Registered MME)に関する情報が含まれない。
【０００７】
ついで、基本基地局２０は、RRC連結設定済みメッセージにより受信したデータを、MME１０に、初期端末メッセージ(Initial UE Message)として伝送(Ｓ１８)するが、RRC連結設定済みメッセージに登録MME情報が含まれていないので、転送するMMEは、ランダムに選択される。以後、MME１０は、バックホール中継端末３０に対する端末認証手続き(UE Authentication procedure)を行う(Ｓ２０)。
【０００８】
ついで、MME１０は、初期コンテキスト設定要請(Initial Context Setup Request)メッセージを、基本基地局２０に伝送(Ｓ２２)して、バックホール中継端末３０の基本ベアラー(default bearer)に対する無線リンク資源の割当を要請し、該当メッセージを受信した基本基地局２０は、バックホール中継端末３０に対する無線資源割当(radio resource allocation)を行う(Ｓ２４)。ついで、基本基地局２０は、このように割当られた内容に基づき、バックホール中継端末３０との間で、無線ベアラー再構成手続き(RRC Reconfiguration Procedure for DRB Setup)を行う(Ｓ２６)。このように、無線ベアラー設定を完了した後、基本基地局２０は、MME１０に、初期コンテキスト設定応答(Initial Context Setup Response)メッセージを伝送(Ｓ２８)する。
【０００９】
ついで、バックホール中継端末３０は、設定の無線ベアラーを介して、MME１０に端末接続手続き(UE Attach Procedure)を行い(Ｓ３０)、このような端末接続手続きにより、MME１０は、バックホール中継端末３０がLTE網に有効な端末であることを確認する。
【００１０】
ついで、MME１０は、バックホール中継端末３０に、固定データの伝送を保証するベアラーを更に設定する必要があると判断(Ｓ３２)する場合、該当するQoS情報、例えばGBR(Granted Bit Rate)を含むE-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)設定要請(E-RAB Setup Request)メッセージを、基本基地局２０に伝送(Ｓ３４)する。該当メッセージを受信した基本基地局２０は、受信したQoS情報を満たす無線資源を、バックホール中継端末用に割当する(Ｓ３６)。
【００１１】
基本基地局２０は、このように割当られた内容に基づき、バックホール中継端末３０との間で、無線ベアラー再構成手続き(RRC Reconfiguration Procedure for DRB)を行う(Ｓ３８)。このように、無線ベアラー設定を完了した後、基本基地局２０は、MME１０に、E-RAB設定応答(E-RAB Setup Response)メッセージを伝送する。以後、基本基地局２０とバックホール中継端末３０は、活性化したベアラーによりデータを受け渡し、この過程で、基本基地局２０は、E-RAB活性化手続きにより設定されたQoS情報、例えばGBRを満たすようにスケジューリングを行なう。
【００１２】
最後に、バックホール中継端末３０は、活性化したベアラーを用いて、自分と有線で連結されたバックホール基地局、例えば2G/3G基地局、4G(LTE)基地局、又はWiFi AP(Access Point)を介してサービスを受けている移動通信端末やWiFi機器で発生したデータを、基本基地局２０に伝送するか、基本基地局２０から受信したデータを、サービスを受けている移動通信端末、又はWiFi機器に伝達する機能を行う(Ｓ４２)。
【００１３】
従来の無線バックホールシステムの資源割当方法によると、従来のLTE網又は基本基地局に装備を追加するか、従来の装備を修正しなくても、バックホール網を構成することができる。また、バックホール中継端末に対する資源を別に予約せず、固定値を使うので、システムソフトウェアの具現が容易である。
【００１４】
一方、バックホール中継端末に対する余分の資源を予約しない場合、バックホール中継端末を介してデータを受け渡す使用者端末に対するサービス品質の劣化が生じ、これに対して、バックホール中継端末に対して強制的に多くの資源を予約する場合、バックホール中継端末を介してデータを受け渡す使用者端末のサービス品質は向上するが、基本基地局に連結された使用者端末に対するサービス品質の劣化が発生するという不都合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報10-2014-0077327号(発明の名称:無線バックホールシステムにおいて、バックホール端末と基地局の間の資源割当方法)
【特許文献２】大韓民国登録特許公報10-1610069号(発明の名称:無線バックホールシステムの動的資源割当方法)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、LTE又はLTE-A無線伝送技術を用いる無線バックホールシステムにおいて、基本基地局に連結された使用者端末、及びバックホール中継端末に連結された使用者端末の可変的なトラフィック状態を考えて、バックホール中継端末に対する資源を動的に割当できるようにした無線バックホールシステムの動的資源割当方法を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明の他の目的は、前述した動的資源割当方法を動作させるために、バックホール中継端末を、バックホールコントローラに強制的に接続するための無線バックホールシステムの動的資源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】
【００１８】
前記目的を達成するための本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法は、移動通信核心網と連結されたマクロ基地局である基本基地局と無線で連結され、バックホール基地局である移動通信基地局、又はWiFi APとは有線で連結され、基本基地局とバックホール基地局の間で、使用者端末のデータを伝達するバックホール中継端末と、核心網と基本基地局の間でバックホール中継端末を制御するバックホールコントローラとを含む無線バックホールシステムからなり、バックホールコントローラが、RRC連結設定過程で、バックホール中継端末からの初期端末メッセージを基本基地局から伝達されて、核心網に伝達する(a)ステップと、バックホールコントローラが、核心網と基本基地局の間で、バックホール中継端末に対する認証手続きを中継する(b)ステップと、バックホールコントローラが、核心網と基本基地局の間で、バックホール中継端末に対する無線ベアラー設定手続きを中継する(c)ステップと、バックホールコントローラが、核心網と基本基地局の間で、バックホール中継端末に対する接続手続きを中継する(d)ステップと、バックホールコントローラが、基本基地局との間で、バックホール中継端末のサービス状況を動的に反映して行われた自体の動的資源割当アルゴリズムにより、バックホール中継端末に、固定データ伝送を保証するベアラーを追加設定する手続きを行う(e)ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
前記(a)ステップは、バックホール中継端末の電源がオンになる場合、バックホール中継端末が、自分が接続するMMEのコード(MMEC)に、バックホールコントローラのMMEコードを設定する(a1)ステップと、バックホール中継端末が核心網にデータを伝送するために、基本基地局に、RRC連結要請(RRC Connection Request)メッセージを伝送する(a2)ステップと、基本基地局が、バックホール中継端末にデータ伝送のための無線ベアラー活性化のために、RRC連結設定(RRC Connection Setup)メッセージを伝送する(a3)ステップと、バックホール中継端末が、無線ベアラー活性化が完了したことを報知するために、バックホールコントローラのMMEコードが含まれたRRC連結設定済み(RRC Connection Setup Complete)メッセージを、基本基地局に伝送する(a4)ステップと、基本基地局が、バックホールコントローラのMMEコードを確認した後に、RRC連結設定済み(RRC Connection Setup Complete)メッセージにより受信したデータを、バックホールコントローラに初期端末メッセージ(Initial UE Message)として伝送する(a5)ステップとを経て行われる。
【００２０】
前記(c)ステップは、核心網が、初期コンテキスト設定要請(Initial Context Setup Request)メッセージを、バックホールコントローラを介して基本基地局に伝送して、バックホール中継端末の基本ベアラー(default bearer)に対する無線リンク資源の割当を要請する(c1)ステップと、基本基地局が、バックホール中継端末に対する無線資源割当を行う(c2)ステップと、基本基地局が、前記(c2)ステップで割当られた内容に基づき、バックホール中継端末との間で、無線ベアラー再構成手続き(RRC Reconfiguration Procedure for DRB Setup)を行う(c3)ステップと、基本基地局が無線ベアラー設定を完了した後、バックホールコントローラを介して、核心網に初期コンテキスト設定応答(Initial Context Setup Response)メッセージを伝送する(c4)ステップとを含む。
【００２１】
前記(d)ステップは、バックホールコントローラが、バックホール中継端末に固定データ伝送を保証するベアラーを追加設定するために、QoS情報を含むE-RAB設定要請(E-RAB Setup Request)メッセージを、基本基地局に伝送する(d1)ステップを含み、前記(d1)ステップに応じて、基本基地局が、前記QoS情報を満たす無線資源を、バックホール中継端末用に割当した後、このように割当られた内容に基づき、バックホール中継端末３０との間で、無線ベアラー設定手続き(RRC Reconfiguration procedure for DRB Setup)を行い、無線ベアラー設定を完了した後、基本基地局が、バックホールコントローラに、E-RAB設定応答(E-RAB Setup Response)メッセージを伝送する。
【００２２】
前記QoS情報は、GBR(Granted Bit Rate)及びMBR(Maximum Bit Rate)である。
【００２３】
前記(d)ステップにおいて、前記動的資源割当アルゴリズムは、バックホール中継端末のサービス時間帯、バックホール中継端末の位置、基本基地局がサービス中の基本使用者端末と、バックホール中継端末がサービス中のバックホール使用者端末との数及びデータ伝送率に基づいて行われる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法によると、基本基地局内の使用者端末、及びバックホール中継端末を介してサービスを受ける使用者端末の可変的なトラフィック状態に基づいて、効率的に資源を割当することができ、これにより、複数の使用者端末のサービス要求事項を満たすだけでなく、資源使用の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、従来の無線バックホールシステムの資源割当方法を説明するためのシーケンス図である。
【図２】図２は、本発明の方法が適用される無線バックホールシステムのネットワーク構成図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法の全般的な動作を説明するためのシーケンス図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法の全般的な動作を説明するためのシーケンス図である。
【図４】図４は、本発明の無線バックホールシステムにおいて、動的資源割当アルゴリズムを説明するためのシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、添付の図面を参照して、本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法の好適な実施例について、詳述する。
【００２７】
図２は、本発明の方法が適用される無線バックホールシステムのネットワーク構成図である。図２に示しているように、本発明の方法が適用される無線、例えば、LTE無線バックホールシステムのネットワーク構成によると、LTEバックホール中継端末３０は、自分と有線で連結され、移動通信端末８２、８４やWiFi機器８６(以下、これらを総称して、‘バックホール使用者端末'８０という)に無線通信サービスを提供する基地局、例えば、2G/3G基地局７２や4G(LTE)基地局７４、又はWiFi AP(Access Point)７６(以下、これらを総称して、‘バックホール基地局'７０という)と基本基地局２０の間で、無線リンクデータ交換サービスを提供する。
【００２８】
基本基地局２０は、バックホール中継端末３０及び使用者端末(以下、これを‘基本使用者端末'という)９０に無線で連結され、LTE核心網(MME & GW;以下、単に‘MME'１０という)に有線で連結されて、これらの間でデータ交換サービスを提供する。バックホールコントローラ６０は、MME１０及び基本基地局２０に連結されて、バックホール中継端末３０に対する効率的な無線資源を管理する機能が行われる。
【００２９】
図３は、本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法の全般的な動作を説明するためのシーケンス図である。図３に示しているように、本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法によると、バックホール中継端末３０のパワーがオン(Ｓ１００)になると、バックホール中継端末３０は、自分が接続するMMEのコード(MMEC)で、バックホールコントローラ６０のMMEコード(MMEC)を設定(Ｓ１０２)した後に、即時LTE網に位置登録手続きを開始する。すなわち、バックホール中継端末３０は、MME１０にデータを伝送するために、基本基地局２０に、RRC連結要請(RRC Connection Request)メッセージを伝送(Ｓ１０４)する。基本基地局２０は、バックホール中継端末３０にデータ伝送のための無線ベアラー活性化のために、RRC連結設定(RRC Connection Setup)メッセージを伝送(Ｓ１０６)する。これに応じて、バックホール中継端末３０は、無線ベアラー活性化が完了したことを報知するために、基本基地局２０に、RRC連結設定済み(RRC Connection Setup Complete)メッセージを伝送(Ｓ１０８)し、この過程で、バックホールコントローラ６０にアクセスするために、事前(Ｓ１０２)に設定されたMMECを強制的に、該当メッセージの登録MME(Registered MME)に設定する。
【００３０】
ついで、基本基地局２０は、RRC連結設定済み(RRC Connection Setup Complete)メッセージにより受信したデータを、バックホールコントローラ６０に、初期端末メッセージ(Initial UE Message)として伝送(Ｓ１１２)し、このメッセージの伝送は、RRC連結設定済み(RRC connection Setup Complete)メッセージの登録MME情報、すなわち、バックホールコントローラ６０のMMEC確認により行われる。バックホールコントローラ６０は、再度、このような初期端末メッセージ(Initial UE Message)を、MME１０に伝達(Ｓ１１４)する。
【００３１】
ついで、MME１０は、位置登録のために、バックホール中継端末３０に対する端末認証手続き(UE Authentication procedure)を行う(Ｓ１１６)。このようにして、認証手続きが完了すると、バックホールコントローラ６０は、認証過程で発生し、MME１０から受信したデータを基本基地局２０に伝送し、基本基地局２０から受信したデータを、MME１０に伝達する。
【００３２】
ついで、MME１０は、初期コンテキスト設定要請(Initial Context Setup Request)メッセージを、バックホールコントローラ６０を経由(Ｓ１１８)して、基本基地局２０に伝送(Ｓ１２０)することで、バックホール中継端末３０の基本ベアラー(default bearer)に対する無線リンク資源の割当を要請し、該当メッセージを受信した基本基地局２０は、バックホール中継端末３０に対する無線資源割当(radio resource allocation)を行う(Ｓ１２２)。ついで、基本基地局２０は、このように割当られた内容に基づき、バックホール中継端末３０との間で、無線ベアラー再構成手続き(RRC Reconfiguration Procedure for DRB Setup)を行う(Ｓ１２４)。このように、無線ベアラー設定を完了した後、基本基地局２０は、バックホールコントローラ６０を経由(Ｓ１２６)して、MME１０に、初期コンテキスト設定応答(Initial Context Setup Response)メッセージを伝送(Ｓ１２８)する。
【００３３】
ついで、バックホール中継端末３０は、設定の無線ベアラーを介して、MME１０に端末接続手続き(UE Attach Procedure)を行い(Ｓ１３０)、このような端末接続手続きにより、MME１０は、バックホール中継端末３０が、LTE網に有効な端末であることを確認する。バックホールコントローラ６０は、端末接続(UE Attach)過程で発生し、MME１０から受信したデータを、基本基地局２０に伝送し、基本基地局２０から受信したデータを、MME１０に伝達する。
【００３４】
以後、バックホールコントローラ６０は、バックホール中継端末３０に、固定データ伝送を保証するベアラーを更に設定(Ｓ１３２)するために、QoS情報、例えば、GBR及びMBR(Maximum Bit Rate)を含むE-RAB設定要請(E-RAB Setup Request)メッセージを基本基地局２０に伝送し、GBR設定のための具体的な内容は、後述する。一方、該当メッセージを受信した基本基地局２０は、受信したQoS情報を満たし、すなわち、GBR及びMBR分の無線資源をバックホール中継端末用に割当(Ｓ１３６)した後、このように割当られた内容に基づき、バックホール中継端末３０との間で、無線ベアラー設定手続き(RRC Reconfiguration procedure for DRB Setup)を行う(Ｓ１３８)。このように、無線ベアラー設定を完了した後、基本基地局２０は、バックホールコントローラ６０に、E-RAB設定応答(E-RAB Setup Response)メッセージを伝送(Ｓ１４０)する。
【００３５】
以後、基本基地局２０とバックホール中継端末３０は、活性化したベアラーを介してデータを受け渡すが、このため、基本基地局２０は、E-RAB活性化手続きにより設定されたQoS情報、例えば、GBRを満たすように、スケジューリングを行なう。一方、バックホール中継端末３０は、活性化したベアラーを用いて、自分と連結されたバックホール基地局７０を介してサービスを受けているバックホール使用者端末８０で発生したデータを、基本基地局２０に伝送するか、基本基地局２０から受信したデータを、サービスを受けているバックホール使用者端末８０に伝達する機能を行う(Ｓ１４２)。
【００３６】
ついで、後述するように、予約された資源に対する変更が必要である場合、バックホールコントローラ６０は、バックホール基地局３０に既に割当られた無線リンク(E-RAB)に対する変更手続き(Additional RB change procedure)を行い(Ｓ１６０-Ｓ１６８)、この過程は、前記ステップＳ１３２〜Ｓ１４０で説明した初期設定と同様に行われる。そして、このような無線リンクに対する変更手続きは、バックホール中継端末３０を経由するトラフィック状態を監視した結果によって、繰返し行われる。
【００３７】
図４は、本発明の無線バックホールシステムにおいて、動的資源割当アルゴリズムを説明するためのシーケンス図である。図４に示しているように、本発明の無線バックホールシステムにおいて、バックホール中継端末に対する動的資源割当方法は、時間、バックホール中継端末の位置、及び基本基地局２０がサービス中の基本使用者端末９０と、バックホール中継端末３０がサービス中のバックホール使用者端末８０との数及びデータ伝送率などに基づき、動作する。
【００３８】
まず、時間に基づくアルゴリズムは、特定の時間帯別に、バックホール中継端末３０に割当られる資源の量を異にする方法であって、例えば、バックホール網を外郭公団地域に構成する場合、勤務時間中には、バックホール中継端末３０に割当られる資源の量を大きく保持することに対して、勤務時間の終了後には、小さく保持する方式で具現することができる。このため、バックホールコントローラ６０は、システムタイマー及び時間帯別ルックアップテーブルを備えて、時間に基づくバックホール中継端末３０に対する資源割当を異にすることができるが、この過程で、時間に基づく加重値が適用されることもできる。
【００３９】
下記式１及び２は、本発明の無線バックホールシステムにおいて、時間に基づく動的資源割当アルゴリズムを示している。
【００４０】
【数１】
2019029916.tif 000003
【００４１】
【数２】
2019029916.tif 000004
【００４２】
前記の数式１及び２において、‘GRB_tot'は、基本基地局２０の全体の無線リンク資源量を示し、‘GRB_tot_gue'は、基本基地局２０の全体の無線リンクのうち、基本基地局２０の基本使用者端末９０に割当られる全体の無線リンク資源量を示す。
【００４３】
‘GRB_tot_bue'は、基本基地局２０の全体の無線リンクのうち、バックホール中継端末３０に割当られる全体の無線リンク資源量を示し、‘Ratio_t_gue'と‘Ratio_t_bue'は、特定の時間に、基本基地局２０の基本使用者端末９０と、バックホール中継端末３０のバックホール使用者端末８０とに各々割当られた無線リンク資源の割合を示し、その和は、１である。
【００４４】
ついで、位置に基づくアルゴリズムは、基本基地局２０の特定の位置別に、バックホール中継端末３０に割当られる資源の量を異にする方法であって、バックホール中継端末３０の位置は、位置登録(Location Based Service)手続きで得られるか、バックホール中継端末３０が連結された基本基地局２０のセルID(Cell ID)情報により、判断することができる。このため、バックホールコントローラ６０は、端末の位置別にルックアップデータを備えて、位置に基づくバックホール中継端末３０に対する資源割当を異にすることができるが、この過程において、位置に基づく加重値が適用されることもできる。
【００４５】
下記式３及び４は、本発明の無線バックホールシステムにおいて、位置に基づく動的資源割当アルゴリズムを示している。
【００４６】
【数３】
2019029916.tif 000005
【００４７】
【数４】
2019029916.tif 000006
【００４８】
前記の式３及び４において、‘Ratio_l_gue'と‘Ratio_l_bue'は、特定の位置で基本基地局２０の基本使用者端末９０と、バックホール中継端末３０のバックホール使用者端末８０とに各々割当られた無線リンク資源の割合であり、その和は、１である。
【００４９】
ついで、端末の数に基づくアルゴリズムは、基本基地局２０がサービス中の基本使用者端末９０と、バックホール中継端末３０がサービス中のバックホール使用者端末８０との数に基づいて、バックホール中継端末３０に割当られる資源の量を異にする方法である。このために、バックホールコントローラ６０は、基本基地局２０内の基本使用者端末９０の数を監視して、基本基地局２０がサービス中の基本使用者端末９０と、バックホール中継端末３０がサービス中のバックホール使用者端末９０との数の割合を計算した後に、その結果を基に、バックホール中継端末３０に対する資源割当を異にすることができるが、この過程で、端末数に基づく加重値が適用されることもできる。
【００５０】
下記式５〜８は、本発明のLTE無線バックホールシステムにおいて、端末数に基づく動的資源割当アルゴリズムを示している。
【００５１】
【数５】
2019029916.tif 000007
【００５２】
【数６】
2019029916.tif 000008
【００５３】
【数７】
2019029916.tif 000009
【００５４】
【数８】
2019029916.tif 000010
【００５５】
前記の式５〜８において、‘UE_tot_n_benb'は、基本基地局２０がサービス中の基本使用者端末の数を示し、‘UE_tot_n_bue'は、バックホール中継端末３０がサービス中のバックホール使用者端末数を示す。
【００５６】
最後に、データ伝送率に基づくアルゴリズムは、基本基地局２０がサービス中の基本使用者端末９０の全体の伝送率と、バックホール中継端末３０がサービス中のバックホール使用者端末９０の伝送率とに基づいて、バックホール中継端末３０に割当られる資源の量を異にする方法である。このために、バックホールコントローラ６０は、基本基地局２０とバックホール中継端末３０内の使用者端末の伝送率を監視して、両者間の比率を計算し、その結果を基に、バックホール中継端末３０に対する資源割当を異にすることができるが、この過程で、端末データ率に基づく加重値が適用されることもできる。
【００５７】
下記式９〜１２は、本発明のLTE無線バックホールシステムにおいて、データ率に基づく動的資源割当アルゴリズムを示している。
【００５８】
【数９】
2019029916.tif 000011
【００５９】
【数１０】
2019029916.tif 000012
【００６０】
【数１１】
2019029916.tif 000013
【００６１】
【数１２】
2019029916.tif 000014
【００６２】
前記の数式９〜１２において、‘UE_tot_r_benb'は、基本基地局２０がサービス中の基本使用者端末の伝送率の和を示し、‘UE_tot_r_bue'は、バックホール中継端末３０がサービス中のバックホール使用者端末の伝送率の和を示す。
【００６３】
以上、添付の図面を参照して、本発明の無線バックホールシステムの動的資源割当方法の好適な実施例について詳述したが、これは、例示に過ぎず、本発明の技術的思想の範疇内で様々な変形と変更が可能である。そこで、本発明の権利範囲は、以下の特許請求の範囲の記載によって定められるべきである。
【符号の説明】
【００６４】
１０:LTE核心網
２０:基本基地局
３０:バックホール中継端末
６０:バックホールコントローラ
７０:バックホール基地局
８０:バックホール使用者端末
９０:基本使用者端末
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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