特許 7015262 基地局システム、無線ユニット及び無線通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-25

(45)【発行日】2022-02-02

(54)【発明の名称】基地局システム、無線ユニット及び無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/38 20150101AFI20220126BHJP

   H04W 88/08 20090101ALI20220126BHJP

【ＦＩ】

H04B1/38

H04W88/08

【請求項の数】 36

(21)【出願番号】P 2019025013

(22)【出願日】2019-02-15

(65)【公開番号】P2020136787

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2020-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(74)【代理人】

【識別番号】100131886

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 隆志

(74)【代理人】

【識別番号】100170667

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 浩次

(74)【代理人】

【識別番号】100166660

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 晴人

(72)【発明者】

【氏名】塚本 優

(72)【発明者】

【氏名】難波 忍

(72)【発明者】

【氏名】平山 晴久

(72)【発明者】

【氏名】寺部 滋郎

(72)【発明者】

【氏名】福田 隼斗

【審査官】佐藤 敬介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２００１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２４８７８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３６８１０９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／３８

Ｈ０４Ｗ ８８／０８

(57)【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の無線リソースの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接続され、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、
前記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１つの無線ユニットと、を備え、
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
ことを特徴とする基地局システム。

【請求項2】

前記複数の第１ユニットは、それぞれ、前記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前記コアネットワークとの間に配置される
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】

前記複数の第２ユニットは、それぞれ、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置されるか、又は、前記地方収容局と前記コアネットワークとの間のデータセンタに配置される
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】

前記複数の第１ユニットのそれぞれが有するスケジューラは、前記無線ユニットによって形成される前記セル内において、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して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
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】

前記複数の第１ユニットに対して無線リソースを配分する、ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）コントローラを更に備え、
前記スケジューラは、前記ＲＡＮコントローラから配分された無線リソースを用いて、前記対応するスライスにアクセスする無線端末に対する前記スケジューリングを行う
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ＲＡＮコントローラは、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、サービス要件に対応したスライスを設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の基地局システム。

【請求項7】

前記複数の第１ユニットのうちの特定の第１ユニットは、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置され、
前記特定の第１ユニットは、それぞれ異なるセルを形成する複数の無線ユニットと接続されており、接続された前記複数の無線ユニットの間のセル間協調のための処理を行う
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】

前記複数の第２ユニットのうち、前記特定の第１ユニットに関連する第２ユニットは、前記地方収容局に配置される
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】

前記複数の第２ユニットのうちの特定の第２ユニットは、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置され、
前記複数の第１ユニットのうち、前記特定の第２のユニットに関連する第１ユニットは、前記アンテナサイトに配置され、
前記特定の第２ユニットは、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と接続される
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項10】

前記基地局システムは、前記無線ユニット、及び前記複数の第１ユニットのうちの１つ以上の第１ユニットを含む無線通信装置を備え、
前記無線通信装置は、前記無線ユニットと前記無線通信装置の外部の第１ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送され、前記１つ以上の第１ユニットと前記無線通信装置の外部の第２ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送されるように転送制御を行う転送制御部を備える
ことを特徴とする請求項１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】

前記転送制御部は、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータを、前記無線ユニット及び前記１つ以上の第１ユニットにブロードキャストし、
前記無線ユニット及び前記１つ以上の第１ユニットは、それぞれ、受信したダウンリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するダウンリンクデータに対して処理を行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の基地局システム。

【請求項12】

前記転送制御部は、前記無線ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記１つ以上の第１ユニットと、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットへブロードキャストし、前記１つ以上の第１ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットへブロードキャストし、
前記１つ以上の第１ユニット並びに前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットは、それぞれ、受信したアップリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するアップリンクデータに対して処理を行う
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の基地局システム。

【請求項13】

前記転送制御部は、ＲＡＮコントローラから、各第１ユニット及び各第２ユニットに対応するスライスを示すスライス識別子に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記１つ以上の第１ユニットのそれぞれと前記スライス識別子とを関連付けて保存し、
前記転送制御部は、前記スライス識別子を用いてデータの転送先を判定し、判定した転送先へ当該データを転送する
ことを特徴とする請求項１０に記載の基地局システム。

【請求項14】

前記転送制御部は、前記無線通信装置の外部の第１及び第２ユニットから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータの送信元アドレスから前記スライス識別子を判定し、当該ダウンリンクデータを、前記無線ユニット及び前記１つ以上の第１ユニットのうちで、前記判定したスライス識別子に対応するユニットへ転送する
ことを特徴とする請求項１３に記載の基地局システム。

【請求項15】

前記転送制御部は、前記無線ユニットに無線接続してスライスにアクセスする無線端末の情報と、アクセス先のスライスの前記スライス識別子とを関連付けて保持しており、
前記転送制御部は、
前記無線ユニットから送信されるアップリンクデータに関連するスケジューリング情報に基づいて、前記スライス識別子を判定し、
前記無線ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記判定したスライス識別子に対応する、前記１つ以上の第１ユニット及び前記無線通信装置の外部の第１ユニットのいずれかへ転送し、
前記１つ以上の第１ユニットから送信されるアップリンクデータを、前記判定したスライス識別子に対応する、前記無線通信装置の外部の第２ユニットへ転送する
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の基地局システム。

【請求項16】

前記転送制御部は、前記無線端末がいずれかのスライスにアクセスする際に前記無線端末から送信される前記スライス識別子を含む通知を、前記無線通信装置と通信可能な制御プレーンのノード装置が有する機能部から受信する
ことを特徴とする請求項１５に記載の基地局システム。

【請求項17】

前記ＲＡＮコントローラは、前記複数の第１ユニット及び前記複数の第２ユニットに対してスライスの設定を行う際に、各第１ユニット及び各第２ユニットと前記スライス識別子との対応情報を、前記無線通信装置に通知する
ことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項18】

前記スライス識別子は、ＮＳＳＡＩ（Network Slice Selection Assistance Information）である
ことを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項19】

前記無線通信装置は、前記無線通信装置の外部の第１ユニット及び第２ユニットと通信可能に接続される単一の通信ポートを更に備え、
前記転送制御部は、前記通信ポートを介して、前記無線通信装置の外部の第１ユニット及び第２ユニットのそれぞれとの間でデータの転送を行う
ことを特徴とする請求項１０から１８のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項20】

それぞれ異なる第１ユニットに含まれる、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を更に備え、
前記複数の第１ユニットは、前記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前記コアネットワークとの間に配置され、
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
ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項21】

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２０に記載の基地局システム。

【請求項22】

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２０又は２１に記載の基地局システム。

【請求項23】

前記リソース制御部は、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２０から２２のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項24】

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２３に記載の基地局システム。

【請求項25】

前記配分率は、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２０から２４のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項26】

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）である
ことを特徴とする請求項１から２５のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項27】

基地局システムであって、
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を少なくとも有する１つの第１ユニットと、
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２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第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、前記複数の第２ユニットと、
前記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１つの無線ユニットと、を備え、
前記無線ユニットは、前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、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
ことを特徴とする基地局システム。

【請求項28】

前記第１ユニットは、前記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前記コアネットワークとの間に配置される
ことを特徴とする請求項２７に記載の基地局システム。

【請求項29】

前記複数の第２ユニットは、それぞれ、前記アンテナサイトと前記コアネットワークとの間の地方収容局に配置されるか、又は、前記地方収容局と前記コアネットワークとの間のデータセンタに配置される
ことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の基地局システム。

【請求項30】

前記第１ユニットが有するスケジューラは、前記無線ユニットによって形成される前記セル内において、前記複数のスライスのそれぞれにアクセスする無線端末に対して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
ことを特徴とする請求項２７から２９のいずれか１項に記載の基地局システム。

【請求項31】

前記複数のスライスのそれぞれに対して無線リソースを配分するＲＡＮコントローラを更に備え、
前記スケジューラは、無線端末がアクセスするスライスに対して前記ＲＡＮコントローラから配分された無線リソースを用いて、当該無線端末に対する前記スケジューリングを行う
ことを特徴とする請求項３０に記載の基地局システム。

【請求項32】

前記ＲＡＮコントローラは、前記第１ユニット及び前記複数の第２ユニットに対して、サービス要件に対応したスライスを設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の基地局システム。

【請求項33】

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接続され、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、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、
前記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、
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
ことを特徴とする無線ユニット。

【請求項34】

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を少なくとも有する１つの第１ユニットと、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２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第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、前記複数の第２ユニットと、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、
前記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、
前記無線ユニットは前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、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
ことを特徴とする無線ユニット。

【請求項35】

アンテナサイトに配置される無線通信装置であって、
請求項３３に記載の無線ユニットと、
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、
を備えることを特徴とする無線通信装置。

【請求項36】

前記無線ユニットと前記無線通信装置の外部の第１ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送され、前記１つ以上の第１ユニットと前記無線通信装置の外部の第２ユニットとの間で、対応するスライスに関連するデータが転送されるように転送制御を行う転送制御部を更に備える
ことを特徴とする請求項３５に記載の無線通信装置。

【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、無線ユニット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。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】(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＞

【文献】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】

【0006】

上述の従来技術では、複数のサービスに対応して複数のスライスを生成する場合、当該スライスを提供するための複数のＣＵのそれぞれに対して単一のＤＵが接続される。これは、基地局の機能のうちＲＦ及びＰＨＹ等の下位レイヤの機能を含む無線ユニットを、スライスごとに用意する必要があることを意味する。このように、スライスごとに無線ユニットを用意する必要があり、単一の無線ユニットにより形成されるセル内で複数のスライス（サービス）を提供することができない。したがって、サービスの追加又は変更に対して即座に対応することが難しく、また、スライス数が増加すると無線ユニットの設置に伴うコストが増加する問題がある。

【0007】

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、単一の無線ユニットを用いて複数のスライス（サービス）を提供可能に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】

【0008】

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の無線リソースの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、前記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１つの無線ユニットと、を備え、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。

【0009】

本発明の他の一態様に係る基地局システムは、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を少なくとも有する１つの第１ユニットと、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２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第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、前記複数の第２ユニットと、前記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１つの無線ユニットと、を備え、前記無線ユニットは、前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、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。

【0010】

本発明の一態様の係る無線ユニットは、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、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、前記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、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。

【0011】

本発明の他の一態様の係る無線ユニットは、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を少なくとも有する１つの第１ユニットと、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２ユニットであって、前記第１ユニットとコアネットワークとの間に接続され、前記基地局の機能のうち、前記第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、前記複数の第２ユニットと、を備える基地局システムの一部を構成する、アンテナサイトに配置される無線ユニットであって、前記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、前記無線ユニットは前記第１ユニットと接続され、前記第１ユニットを介して提供される複数のスライスであって前記複数の第２ユニットが対応している前記複数のスライスが、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。

【発明の効果】

【0012】

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、単一の無線ユニットを用いて複数のスライス（サービス）を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【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】基地局システムの構成例を示す図（比較例）。

【図4】基地局システムの構成例を示す図（第１実施形態）。

【図5】基地局システムの構成例を示す図（第２実施形態）。

【図6】基地局システムの構成例を示す図（第３実施形態）。

【図7】ＮＳＳＡＩの取得処理の例を示すシーケンス図（第３実施形態）。

【図8】無線通信装置のハードウェア構成例を示す図。

【図9】基地局システムの構成例を示す図（第４実施形態）。

【図10】各スライスへの無線リソースの割り当ての例を示す図（第４実施形態）。

【図11】アップリンク通信のシーケンス図（第４実施形態）。

【図12】ダウンリンク通信のシーケンス図（第４実施形態）。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

［第１実施形態］
第１実施形態では、基地局（基地局システム）を構成する無線ユニット（ＲＵ）をスライスごとに設けずに、単一の無線ユニットにより複数のスライス（サービス）を提供可能にする基地局の構成例について説明する。

【0016】

＜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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

＜比較例＞
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、基地局システムの構成例を示す図であり、後述する本実施形態の構成（図４）に対する比較例を示している。なお、ＣＵ及びＤＵは、ＮＦＶ／ＳＤＮベースのＲＡＮコントローラによって制御及び管理がなされ、各スライスは、ＲＡＮコントローラによって生成される。

【0022】

図３の構成において、基地局システムは、スライス１～３のそれぞれに対応するＣＵ及びＤＵと、各ＤＵに接続され、かつ、アンテナサイトに配置されたＲＵとで構成されている。ＣＵ及びＤＵは、スライスごとに、配置される場所が異なっている。ＣＵ及びＤＵ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ＣＵ及びＤＵの配置がなされている。

【0023】

図３のスライス１（ｍＭＴＣスライス）では、アンテナサイトにＤＵが配置され、アンテナサイトからの距離が地方収容局（ローカルオフィス）よりも遠いデータセンタにＣＵが配置されている。ｍＭＴＣスライスでは、データサイズが小さく、遅延制約が緩いＩｏＴサービスを仮定した場合、ＣＵ（ＣＵ－ＵＰ）をデータセンタに配置することが適している。図２に示されるようにＤＵ及びＣＵに機能が分割された場合、ＤＵ－ＣＵ間の基地局機能の処理に関わる遅延制約が緩和されるため長距離の伝送が可能である。このため、アンテナサイトから距離のあるデータセンタにＣＵを配置可能である。データセンタは、コンピューティングリソースが潤沢で、かつ、多数のＤＵを集約することによって統計多重効果が得られるため、効率的にｍＭＴＣサービスを収容することが可能である。

【0024】

図３のスライス２（ＵＲＬＬＣスライス）では、アンテナサイトにＤＵが配置され、地方収容局にＣＵが配置されている。ＵＲＬＬＣスライスでは、低遅延が要求されるサービスを提供するために、基地局の多くの機能をアンテナサイト（ＤＵ及びＲＵ）に配置することが適している。また、図３に示されるように、ＣＵ及び５ＧＣ ＵＰＦ（5G Core User Plane Function）を地方収容局に配置することで、ＭＥＣ（Multi-Access Edge Computing）を導入することが可能となり、それにより低遅延化を実現できる。

【0025】

図３のスライス３（ｅＭＢＢスライス）では、地方収容局にＣＵ及びＤＵが配置されている。ｅＭＢＢスライスでは、大容量が要求され、かつ、ユーザが移動することが想定される。この場合、基地局間連携（セル間協調）が可能になるよう、無線リソースのスケジューリング機能を有するＤＵを地方収容局することが適している。無線品質が劣化するセル境界においてもセル間協調によりサービス品質を維持することが期待できる。

【0026】

このような比較例の構成では、スライスごとに個別のＲＵ（無線ユニット）をアンテナサイトに配置する必要があり、単一のＲＵにより形成されるセル内で複数のスライス（サービス）を提供することができない。このため、スライスの数だけＲＵを用意する必要があり、スライス数の増加に伴ってＲＵの設置に伴うコストも増加する。

【0027】

＜基地局システムの構成＞
本実施形態の基地局システムは、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）構成を有することを特徴としている。これにより、単一のＲＵで複数のサービス（スライス）を収容可能にする。

【0028】

図４は、本実施形態に係る基地局システムの構成例を示す図である。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を設定（生成）する。図４の例では、図３の比較例と同様に、ｍＭＴＣ、ＵＲＬＬＣ、及びｅＭＢＢのサービス要件に対応したスライス１～３が生成されている。

【0029】

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４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 ＵＰＦ５０（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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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４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。

【0033】

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。

【0034】

本実施形態では、上述の比較例で説明したように、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。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、上述のように、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。

【0035】

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。

【0036】

スライス３（ｅＭＢＢスライス）については、ＣＵ１０ｃ及びＤＵ２０ｃのいずれも、地方収容局に配置される。これにより、ＤＵ２０ｃ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、ＤＵ２０ｃ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。

【0037】

本実施形態において、ＤＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃがそれぞれ有するスケジューラは、ＲＵ３０によって形成されるセル内において、対応するスライスにアクセスする無線端末に対して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。ＲＵ３０が使用する無線リソースは、ＲＡＮコントローラ４０によって事前に各ＤＵ２０のスケジューラに配分される。各ＤＵ２０のスケジューラは、ＲＡＮコントローラ４０から配分された無線リソースを用いて、対応するスライスにアクセスする無線端末に対するスケジューリングを行う。ＲＵ３０によって形成されるセル内の各無線端末は、割り当てられた無線リソースを用いて、スライス１～３のうちのアクセス対象のスライスにアクセスすることで、サービスの提供を受けることが可能である。

【0038】

＜ＣＵ、ＤＵ及びＲＵの構成＞
ＣＵ１０及びＤＵ２０は、一例として、図８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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

また、ＲＵ３０も図８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。

【0043】

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及び単一のＲＵ３０で構成される。複数の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接続され、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。ＲＵ３０は、複数のＤＵ２０と接続され、当該複数のＤＵ２０を介して提供される複数のスライスが、ＲＵ３０によって形成される同一のセル内で提供される。

【0044】

このように、本実施形態では、単一のＲＵ３０（単一のセル）に対して複数のＤＵ２０及びＣＵ１０を接続する。これにより、同一セル内で複数のスライス（サービス）を提供することが可能になる。したがって、ＲＡＮコントローラ４０を用いたサービスの追加又は変更に対して迅速かつ柔軟に対応することが可能になるとともに、スライス数の増加によりＲＵの設置に伴うコストが増加することを避けることが可能になる。また、スライスごとに、サービス要件に適したＤＵを用いることが可能になる。

【0045】

＜変形例＞
上述の第１実施形態は種々の変更が可能である。例えば、複数のＣＵと単一のＤＵ２０と単一のＲＵ３０とで基地局システムを構成してもよい。その場合、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を少なくとも有するように構成される。複数のＣＵ１０は、それぞれが１つ以上のスライスに対応しており、ＤＵ２０とコアネットワークとの間に接続され、基地局の機能のうち、ＤＵ２０が有する機能よりも上位レイヤの機能を有するように構成される。単一の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するように構成され、アンテナサイトに配置される。ＲＵ３０はＤＵ２０と接続され、ＤＵ２０を介して提供される複数のスライスであって複数のＣＵ１０が対応している複数のスライスが、ＲＵ３０によって形成される同一のセル内で提供される。

【0046】

この場合、ＤＵ２０が有するスケジューラは、ＲＵ３０によって形成されるセル内において、複数のスライスのそれぞれにアクセスする無線端末に対して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。ＲＵ３０が使用する無線リソースは、ＲＡＮコントローラ４０によって事前に複数のスライスのそれぞれに対して配分される。ＤＵ２０のスケジューラは、セル内の無線端末がアクセスするスライスに対してＲＡＮコントローラ４０から配分された無線リソースを用いて、当該無線端末に対するスケジューリングを行う。ＲＵ３０によって形成されるセル内の各無線端末は、割り当てられた無線リソースを用いて、スライス１～３のうちのアクセス対象のスライスにアクセスすることで、サービスの提供を受けることが可能である。

【0047】

このように、上述の変形例によっても、ＲＵ３０によって形成される同一セル内で複数のスライス（サービス）を提供することが可能になり、上述の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

【0048】

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態で説明した基地局システムにおける各スライスに関連するデータの転送制御の具体例について説明する。なお、以下では第１実施形態と共通する部分については説明を省略している。

【0049】

図５は、本実施形態に係る基地局システムの構成例を示す図である。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、例えば図８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。

【0050】

図５に示されるように、無線通信装置１００は、ＣＵ－ＤＵ間及びＤＵ－ＲＵ間のデータの転送制御を行う転送制御部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）を備える。転送制御部１１０は、ＲＵ３０と無線通信装置１００の外部のＤＵ２０（ＤＵ２０ｃ）との間で、対応するスライス（スライス３）に関連するデータが転送されるように、データの転送制御を行う。転送制御部１１０は、更に、無線通信装置１００内の１つ以上のＤＵ２０（２０ａ，２０ｂ）と無線通信装置１００の外部のＣＵ１０（１０ａ，１０ｂ）との間で、対応するスライス（スライス１，２）に関連するデータが転送されるように転送制御を行う。

【0051】

本実施形態では、上述のような転送制御により、各スライスに関連するデータをＣＵ－ＤＵ間及びＤＵ－ＲＵ間で適切に転送する。これにより、各ＣＵ１０及びＤＵ２０が、対応するスライスの処理を実行することを可能にしている。

【0052】

次に、転送制御部１１０による具体的な転送制御の例について説明する。本実施形態では、ＤＵ２０とＲＵ３０との間の基地局機能の分割点、及びＣＵ１０とＤＵ２０との間の基地局機能の分割点において、転送制御部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）が、上位又は下位レイヤの機能に中間データのブロードキャスト送信を行う。ＣＵ１０又はＤＵ２０は、受信した中間データのうち、自らの機能により処理すべきデータのみを抽出して処理を行う。

【0053】

例えば、転送制御部１１０ｂは、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータを、ＲＵ３０及び装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂにブロードキャストする。一方、ＲＵ３０及びＤＵ２０ａ，２０ｂは、それぞれ、受信したダウンリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するダウンリンクデータに対して処理を行う。

【0054】

また、転送制御部１１０ａは、ＲＵ３０から送信されるアップリンクデータを、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂと、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃへブロードキャストする。また、転送制御部１１０ｂは、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂから送信されるアップリンクデータを、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃへブロードキャストする。一方、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂと外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０は、それぞれ、受信したアップリンクデータのうち、当該ユニットが有する機能に対応するフォーマットを有するアップリンクデータに対して処理を行う。

【0055】

以上説明したように、本実施形態では、転送制御部１１０が、各スライスに関連するアップリンク又はダウンリンクデータが対応するスライスのＣＵ１０又はＤＵ２０に確実に転送されるように、例えばブロードキャスト送信を用いて転送制御を行う。本実施形態によれば、第１実施形態と同様、様々なサービスを単一のＲＵ３０に収容することが可能になり、単一セル内に複数のスライスを収容することが可能になる。また、ＲＡＮコントローラ４０を用いたサービスの追加又は変更に対して迅速かつ柔軟に対応することが可能になる。

【0056】

［第３実施形態］
第３実施形態では、第２実施形態の変形例として、各スライスを示すスライス識別子を利用して、ＣＵ－ＤＵ間及びＤＵ－ＲＵ間のデータの転送制御を実現する例について説明する。なお、以下では第１及び第２実施形態と共通する部分については説明を省略している。

【0057】

第２実施形態では、ＤＵ２０とＲＵ３０との間の基地局機能の分割点、及びＣＵ１０とＤＵ２０との間の基地局機能の分割点において、転送制御部１１０（１１０ａ，１１０ｂ）が、上位又は下位レイヤの機能に中間データのブロードキャスト送信を行っている。これは、転送対象のデータがいずれのスライスに対応するデータであるのかを識別することができないためである。即ち、データの転送先のユニットを判定することができないため、可能性のあるユニットに対してブロードキャスト送信を行っている。このため、ユニット間（機能間）で不要なデータ転送が生じることになりうる。

【0058】

そこで、本実施形態では、スライス識別子を利用してデータの転送先を判定して転送制御を行うことで、ユニット間（機能間）で不要なデータ転送が生じることを防止する。それにより、各ユニット（機能）において効率的なデータ処理が行われることを実現する。

【0059】

図６は、本実施形態に係る基地局システムの構成例を示す図である。本実施形態では、第２実施形態の無線通信装置１００内の転送制御部１１０（図５）を、分類器１１５（１１５ａ，１１５ｂ）として構成する。分類器１１５は、スライス識別子を用いてデータの転送先を判定し、判定した転送先へ当該データを転送する。即ち、分類器１１５は、転送対象のデータをスライスごとに分類して転送制御を行う。分類器１１５は、各スライスを示すスライス識別子として、コアネットワークで用いられるスライス識別子として規定されているＮＳＳＡＩ（Network Slice Selection Assistance Information）を使用する。

【0060】

図７は、分類器１１５がＮＳＳＡＩを取得する処理の例を示すシーケンス図である。まず、ＲＡＮコントローラ４０は、スライス１～３を生成する（ＣＵ１０を生成し、ＣＵ１０とＤＵ２０のネットワーク設定を行う）際に、ＣＵ１０及びＤＵ２０とＮＳＳＡＩとを関連付ける（Ｓ３０１）。更に、ＲＡＮコントローラ４０は、ＣＵ１０及びＤＵ２０とＮＳＳＡＩとの対応情報を、ＮＳＳＡＩ情報として無線通信装置１００（分類器１１５）へ通知する（Ｓ３０２）。

【0061】

分類器１１５は、ＲＡＮコントローラ４０からの通知に基づいて、無線通信装置１００内のＤＵ２０ａ，２０ｂのそれぞれとＮＳＳＡＩとを関連付けて保存する（Ｓ３０３）。このようにして、分類器１１５は、ＲＡＮコントローラ４０から、各ＣＵ１０及び各ＤＵ２０に対応するスライスを示すＮＳＳＡＩに関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂのそれぞれとＮＳＳＡＩとを関連付けて保存する。

【0062】

その後、ＲＵ３０のセル内の無線端末２００が、特定のアプリケーションを起動すると、ＮＳＳＡＩを含むＮＳＳＡＩリクエストをＲＲＣメッセージで送信する（Ｓ３０４）。これにより、ＲＡＮ内の制御プレーンのＣＵ（ＣＵ－ＣＰ）が有するＲＲＣ機能１５０により、ＮＳＳＡＩがコアネットワークに通知され、コアネットワークでは、通知されたＮＳＳＡＩを用いてＵＰＦの選択が行われる。ＲＲＣ機能１５０は、ＮＳＳＡＩ及び無線端末２００の端末情報を、分類器１１５へ通知する（Ｓ３０５）。

【0063】

このようにして、分類器１１５は、無線端末２００がいずれかのスライスにアクセスする際に当該無線端末から送信されるＮＳＳＡＩを含む通知を、無線通信装置１００と通信可能な制御プレーンのノード装置（ＣＵ）が有する機能部（ＲＲＣ機能１５０）から受信する。これにより、分類器１１５は、ＲＵ３０に無線接続してスライスにアクセスする無線端末２００の情報と、アクセス先のスライスのＮＳＳＡＩとを関連付けて保持する。

【0064】

分類器１１５は、上述のようにして取得した情報を用いて、以下のようにデータの転送制御を行う。ダウンリンクについては、分類器１１５ｂは、無線通信装置１００の外部のＣＵ１０ａ，１０ｂ及びＤＵ２０ｃから送信されたダウンリンクデータを受信し、受信した各ダウンリンクデータの送信元アドレス（イーサネットフレームの送信元アドレス）からＮＳＳＡＩを判定する。更に、分類器１１５ｂは、当該ダウンリンクデータを、ＲＵ３０及び装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂのうちで、判定したＮＳＳＡＩに対応するユニットへ転送する。

【0065】

アップリンクについては、分類器１１５ａは、ＲＵ３０から送信されるアップリンクデータに関連するスケジューリング情報（ＵＬグラント）に基づいて、ＮＳＳＡＩを判定する。更に、分類器１１５ａは、ＲＵ３０から送信されるアップリンクデータを、判定したＮＳＳＡＩに対応する、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂ及び又は外部のＤＵ２０ｃのいずれかへ転送する。また、分類器１１５ｂは、装置内のＤＵ２０ａ，２０ｂから送信されるアップリンクデータを、判定したＮＳＳＡＩに対応する、外部のＣＵ１０（ＣＵ１０ａ又はＣＵ１０ｂ）へ転送する。なお、無線通信装置１００の外部へ送信されるアップリンクデータ（中間データ）は、イーサネットフレームにカプセリングされて伝送される。

【0066】

以上説明したように、本実施形態では、無線通信装置１００内でスライスごとに転送対象のデータを分類する（即ち、データの転送先を判定する）ための分類器１１５を導入する。これにより、ユニット間（機能間）で生じうる不要なデータ転送を削減することが可能になる。その結果、ＣＵ１０及びＤＵ２０のコンピューティングリソース及びフロントホール回線の伝送帯域の利用効率を向上させることが可能になる。

【0067】

［第４実施形態］
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、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。そこで、第４実施形態では、上述の各実施形態に係る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、配置場所がそれぞれ異なる複数のＤＵ２０のスケジューリング機能によるスケジューリングを実現する例について説明する。なお、以下では第１乃至第３実施形態と共通する部分については説明を省略している。

【0068】

図９は、本実施形態に係る基地局システムの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９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。

【0069】

本実施形態の無線通信装置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（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。

【0070】

ここで、図１０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１０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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

図１１及び図１２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。

【0076】

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）。

【0077】

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）。

【0078】

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うる。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。

【0079】

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。

【0080】

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）。

【0081】

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。

【0082】

以上説明したように、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。

【0083】

［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】

【0084】

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、１１０：転送制御部、１１５：分類器、１２０：ＷＲＨ、２１：スケジューラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】