特許 7546093 制御装置、制御方法及びプログラム

(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】2024-08-28

(45)【発行日】2024-09-05

(54)【発明の名称】制御装置、制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/04 20090101AFI20240829BHJP

   H04W 28/084 20230101ALI20240829BHJP

   H04W 72/0457 20230101ALI20240829BHJP

   H04W 88/08 20090101ALI20240829BHJP

【ＦＩ】

H04W16/04

H04W28/084

H04W72/0457

H04W88/08

【請求項の数】 27

(21)【出願番号】P 2023046887

(22)【出願日】2023-03-23

(62)【分割の表示】P 2019138894の分割

【原出願日】2019-07-29

(65)【公開番号】P2023068145

(43)【公開日】2023-05-16

【審査請求日】2023-03-23

(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】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平山 晴久

(72)【発明者】

【氏名】塚本 優

(72)【発明者】

【氏名】難波 忍

(72)【発明者】

【氏名】福田 隼斗

(72)【発明者】

【氏名】寺部 滋郎

【審査官】田畑 利幸

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１２３９６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００６４０３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００８５４９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０８２５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】Samsung，"Slicing: Requirements for RAN"，3GPP TSG-RAN WG2 NR_AH_2017_01 R2-1700380，[online]，2017年01月06日，pages 1-4，[retrieved on 2023-02-02], <URL: https://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG2_RL2/TSGR2_AHs/2017_01_NR/Docs/R2-1700380.zip>

【文献】塚本 優，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，電子情報通信学会技術研究報告，日本，一般社団法人電子情報通信学会，Vol.118,No.208，pp.69-74，CS2018-40-CS2018-55,通信方式

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

Ｈ０４Ｌ １２／５０－１２／６６

Ｈ０４Ｌ ４５／００－４９／９０５７

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１，４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスライスのそれぞれに対して、スライスごとのスケジューリングに用いられる無線リソースを割り当てる制御装置であって、
前記複数のスライスのそれぞれに対して無線リソースの仮割り当て量を予め決定する決定手段と、
各スライスに対して定められたサービス品質の目標値に基づいて、前記仮割り当て量を上限として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割り当てる第１割当手段と、
前記複数のスライスのうち、前記目標値が満たされることなく前記第１割当手段により割り当てられた無線リソースの量が前記上限に達した１つ以上のスライスに対して、前記目標値が満たされたスライスに対して割り当てられなかった余剰の無線リソースを配分する第２割当手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。

【請求項2】

前記目標値は、各スライスのＳＬＡ（サービスレベルアグリーメント）で定められていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記第１割当手段は、前記複数のスライスのそれぞれについて、予測通信容量が当該スライスに対して定められた前記目標値を満たすまで、前記仮割り当て量を上限として当該スライスに対して無線リソースを割り当てる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記予測通信容量は、スライスごとに、当該スライスに割り当てられる無線リソースの量と当該スライスについての通信品質とに基づいて求められる
ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記決定手段は、予め定められた配分率に従って、前記複数のスライスに対する前記仮割り当て量を決定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項6】

前記第１割当手段は、スライスごとに、当該スライスに割り当てる無線リソースの量を増加させる間に、当該スライスに割り当てた無線リソースの量が前記上限である前記仮割り当て量に達するか、又は、前記予測通信容量が前記目標値に達すると、当該スライスに対する無線リソースの割り当てを停止し、
前記余剰の無線リソースは、前記複数のスライスに対する前記仮割り当て量の総量から、前記第１割当手段により前記複数のスライスに対して割り当てられた無線リソースの総量を差し引いた量の無線リソースである
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の制御装置。

【請求項7】

前記第２割当手段は、前記１つ以上のスライスについて前記目標値に対する前記予測通信容量の満足度が最大化されるように、前記１つ以上のスライスに対して前記余剰の無線リソースを配分する
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。

【請求項8】

前記１つ以上のスライスにそれぞれ対応するコスト関数であって、対応するスライスについての前記目標値に対する前記予測通信容量の割合が所定値に近いほど出力値が小さくなるコスト関数を用いて、評価関数が定義され、
前記第２割当手段は、前記評価関数の出力値を最小化するように、前記１つ以上のスライスに対して前記余剰の無線リソースを配分する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の制御装置。

【請求項9】

前記１つ以上のスライスのそれぞれに対応する前記コスト関数に対して前記目標値に応じた重み付けが行われ、
前記評価関数は、前記１つ以上のスライスにそれぞれ対応する前記重み付けが行われたコスト関数の総和として定義される
ことを特徴とする請求項８に記載の制御装置。

【請求項10】

前記第２割当手段は、前記１つ以上のスライスのうち、予め設定された優先度が高いスライスから順に、各スライスに対して、前記予測通信容量が前記目標値を満たすように前記余剰の無線リソースから無線リソースを割り当てる
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。

【請求項11】

前記第２割当手段は、前記優先度が高いスライスから順に、前記余剰の無線リソースが無くなるまで、各スライスに対して前記余剰の無線リソースからの無線リソースの割り当てを行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。

【請求項12】

前記複数のスライスのそれぞれについての通信品質が高いほど前記優先度が高くなるように、前記複数のスライスに対する前記優先度を設定する設定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御装置。

【請求項13】

前記複数のスライスのそれぞれについての許容遅延が小さいほど前記優先度が高くなるように、前記複数のスライスに対する前記優先度を設定する設定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御装置。

【請求項14】

前記複数のスライスのそれぞれについての、過去の複数の所定期間における単位無線リソースあたりの予測通信容量の平均値に対する、直前の前記所定期間における単位無線リソースあたりの予測通信容量の比率が大きいほど、前記優先度が高くなるように、前記複数のスライスに対する前記優先度を設定する設定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御装置。

【請求項15】

前記複数のスライスのそれぞれについて、前記目標値に対する、前記第１割当手段による割当終了時の前記予測通信容量の比率が小さいほど、前記優先度が高くなるように、前記複数のスライスに対する前記優先度を設定する設定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御装置。

【請求項16】

前記第２割当手段は、前記１つ以上のスライスに対してそれぞれ定められた重みに応じて、前記１つ以上のスライスに対して前記余剰の無線リソースを配分する
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。

【請求項17】

前記複数のスライスのそれぞれについて、過去の複数の所定期間における単位無線リソースあたりの予測通信容量の平均値に対する、直前の前記所定期間における前記単位無線リソースあたりの予測通信容量の比率を、当該スライスに対する前記重みとして設定する設定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の制御装置。

【請求項18】

前記複数のスライスのそれぞれについて、前記目標値に対する、前記第１割当手段による割当終了時の前記予測通信容量の比率の逆数を、当該スライスに対する前記重みとして設定する設定手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１６に記載の制御装置。

【請求項19】

前記第２割当手段は、前記１つ以上のスライスのそれぞれに対して、予め定められた配分率に従って前記余剰の無線リソースの仮割り当てを行い、かつ、前記予測通信容量が前記目標値を満たすまで、当該仮割り当てが行われた無線リソースの量を上限として当該スライスに対して無線リソースを割り当てる処理を、前記余剰の無線リソースが無くなるまで繰り返す
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。

【請求項20】

前記決定手段は、前記第１割当手段による割り当てに使用可能な無線リソースの総量を、予め定められた配分率に従って各スライスに配分するように、各スライスの仮割り当て量を決定する
ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項21】

前記予め定められた配分率は、前記複数のスライスのそれぞれに対する前記目標値の比として定められる
ことを特徴とする請求項５、１９及び２０のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項22】

前記第１割当手段は、対応するスライスを使用する無線端末ごとのＳＩＮＲ（信号対干渉及び雑音比）を前記通信品質として使用して、前記予測通信容量を求める
ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。

【請求項23】

前記目標値は、各スライスのＳＬＡ（サービスレベルアグリーメント）で定められたスループットに対応する目標値である
ことを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項24】

前記第１及び第２割当手段は、前記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に対して無線リソースの割り当てを行い、
前記複数のスケジューラのそれぞれは、１つの無線ユニットによって形成される同一のセル内で、所定期間ごとに、前記第１及び第２割当手段により割り当てられた無線リソースを用いて、対応するスライスを使用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２３のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項25】

前記複数のスケジューラは、１つまたは複数のＤＵ（Distributed unit）に配置され、
前記無線ユニット及び前記１つまたは複数のＤＵは、基地局システムを構成し、
前記無線ユニットは、前記基地局システムのアンテナサイトに配置され、
前記制御装置は、前記基地局システムと通信可能に接続される
ことを特徴とする請求項２４に記載の制御装置。

【請求項26】

複数のスライスのそれぞれに対して、スライスごとのスケジューリングに用いられる無線リソースを割り当てる制御装置によって実行される制御方法であって、
前記複数のスライスのそれぞれに対して無線リソースの仮割り当て量を予め決定する決定工程と、
各スライスに対して定められたサービス品質の目標値に基づいて、前記仮割り当て量を上限として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割り当てる第１割当工程と、
前記複数のスライスのうち、前記目標値が満たされることなく前記第１割当工程で割り当てられた無線リソースの量が前記上限に達した１つ以上のスライスに対して、前記目標値が満たされたスライスに対して割り当てられなかった余剰の無線リソースを配分する第２割当工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。

【請求項27】

制御装置が備えるコンピュータに、請求項２６に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。

【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のための制御装置及び制御方法、並びに当該制御装置用のプログラム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、３ＧＰＰ(登録商標) Ｒｅｌｅａｓｅ１５として初版仕様が策定された５Ｇでは、ＤＵ（Distributed Unit）と称される論理ノードとＣＵ（Central Unit）と称される論理ノードとで基地局を構成し、ＤＵとＣＵとの間で基地局の機能分割を行うことが採用されている。ＤＵには、基地局機能（下位レイヤから順にＲＦ（Radio Frequency layer），ＰＨＹ（Physical layer），ＭＡＣ（Media Access Control layer），ＲＬＣ（Radio Link Control layer），ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol layer））のうち、下位レイヤの機能が配置され、ＣＵには、その他の上位レイヤの機能が配置される。また、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）を設けることもできる。

【0004】

このようにＤＵ及びＣＵに機能分割が行われた基地局システムに対して上述のネットワークスライシングが適用された場合、各スライス内の無線端末に対する無線リソースのスケジューリングを行うスケジューラが、スライスごとに対応するＤＵに配置される。１つのＲＵを複数のＤＵが共有する構成では、複数のスケジューラは、同じ基地局エリア内で共通の無線リソースを用いてスケジューリングを行うことになるため、スライス間で無線リソースのアイソレーションを実現する必要がある。また、スライスごとのスケジューリングに用いられる無線リソースを各スライス（各スケジューラ）に対して割り当てる際に、各スライスのＳＬＡ（サービスレベルアグリーメント）の満足度を高める（各スライスが提供するサービス品質を高める）ことが求められる。

【0005】

非特許文献１では、ネットワークスライシングを適用した場合に、スライス間のアイソレーションを確保するように、予め定められた配分率に基づいて、スケジューリング用の無線リソースを各スライスに配分する技術が提案されている。また、非特許文献２では、ネットワークスライシングを適用した場合に、各スライスのＳＬＡの満足度を高めるように、スケジューリング用の無線リソースを各スライスに配分する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【文献】A. Ksentini and N. Nikaein "Toward Enforcing Network Slicing on RAN:Flexibility and Resources Abstraction," IEEE Communications Magazine, Jun. 2017, vol. 55, issue 6, pp. 102-108.

【文献】B. Khodapanah, A. Awada, I. Viering, D. Oehmann, Meryem Simsek, and G. P. Fettweis, "Fulfillment of Service Level Agreements via Slice-Aware Radio Resource Management in 5G Networks," 2018 IEEE 87th Vehicular Technology Conference (VTC Spring), pp. 1-6, Jun. 2018.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上述の従来技術では、アイソレーションを確保しながらＳＬＡの満足度を高めるように、スケジューリング用の無線リソースを各スライスに配分する（割り当てる）ことはできていない。例えば、非特許文献２では、複数のスライスのＳＬＡの満足度を一律に高めようとして、無線環境が悪い無線端末が存在するスライスに対して無線リソースを割り当てすぎることで、他のスライスに対して割り当てるべき無線リソースが不足する状況が生じうる。この場合、スライス間のアイソレーションが確保できなくなる。

【0008】

また、ＤＵ及びＣＵに機能分割が行われた基地局システムに対してネットワークスライシングが適用された場合、それぞれ異なるスライスに対応する複数のスケジューラが、それぞれ異なる場所（サイト）に配置される可能性がある。しかし、上述の従来技術は、複数のスケジューラがそれぞれ異なる場所に配置されることを想定しておらず、そのような場合には適用できない。

【0009】

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、スライス間のアイソレーションを確保しながら、各スライスが提供するサービス品質を高めるように、各スライスに無線リソースの配分を行う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】

【0010】

本発明の一態様の係る制御装置は、複数のスライスのそれぞれに対して、スライスごとのスケジューリングに用いられる無線リソースを割り当てる制御装置であって、前記複数のスライスのそれぞれに対して無線リソースの仮割り当て量を予め決定する決定手段と、各スライスに対して定められたサービス品質の目標値に基づいて、前記仮割り当て量を上限として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割り当てる第１割当手段と、前記複数のスライスのうち、前記目標値が満たされることなく前記第１割当手段により割り当てられた無線リソースの量が前記上限に達した１つ以上のスライスに対して、前記目標値が満たされたスライスに対して割り当てられなかった余剰の無線リソースを配分する第２割当手段と、を備え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、スライス間でアイソレーションを確保しながら、各スライスが提供するサービス品質を高めるように、各スライスに無線リソースの配分を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】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2】基地局システムの基本的な構成例を示す図。

【図3】基地局システムの構成例を示す図。

【図4】ＲＡＮコントローラのハードウェア構成例を示すブロック図。

【図5】ＲＡＮコントローラの機能構成例を示すブロック図。

【図6】複数のスライスへの無線リソースの割り当てのタイミングの例を示す図。

【図7】予測スループットを求めるためのＡＭＣ（Adaptive Modulation and Coding）マッピングテーブルの例を示す図。

【図8】第１及び第２割当処理による無線リソースの割り当て結果の例を示す図。

【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】

［第１実施形態］
＜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（ＲＦ，...，ＰＤＣＰ）を有し、これらの機能はＤＵ及びＣＵに分割して配置される。

【0015】

図１は、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１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ＲＵを設ける。図１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（5G Core）、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）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。ＣＵ１０は、基地局の機能のうち、接続されたＤＵ２０が有する機能よりも上位レイヤの機能を有する。また、ＲＵ３０は、基地局の機能のうちの、電波の送受信機能に相当するＲＦの機能を少なくとも有する。

【0017】

図１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（Service Data Adaptation Protocol layer）／ＲＲＣ（Radio Resource Control layer）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１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、並びに当該基地局システムの制御について具体的に説明する。

【0019】

＜基地局システムの構成＞
図２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、ＲＡＮ（無線アクセスネットワーク）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で構成されている。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、アンテナサイトに配置されるか、又はアンテナサイトとデータセンタとの間（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２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ＲＵ３０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に、ＲＡＮの機能を制御する制御装置であるＲＡＮコントローラ４０が設けられる。ＲＡＮコントローラ４０は、ＲＡＮ上の基地局システムと通信可能に接続される。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。なお、本実施形態においてＲＡＮコントローラ４０は、複数のスライスのそれぞれに対して、スライスごとのスケジューリングに用いられる無線リソースを割り当てる制御装置の一例として機能する。

【0026】

図２の構成例では、一例として５Ｇのネットワーク構成を想定しており、５ＧＣ ＣＰＦ（5GC 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２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２の構成例では、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、コアネットワークが配置されている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。図２の構成例では、ＤＵ２０ｃが、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３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３の構成例では、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、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】

スケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃがそれぞれ含まれるＤＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、上述のように、共通のＲＵ３０に接続されている。スケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、共通のＲＵ３０によって形成される同一のセル内で使用可能な共通の無線リソースを用いて、対応するスライスを使用する無線端末に対してスケジューリングを行う。各スケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃによるスケジューリングに用いられる無線リソースは、予めＲＡＮコントローラ４０から割り当てられる。

【0033】

＜装置構成＞
ＲＡＮコントローラ４０は、一例として、図４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、ＲＡＮコントローラ４０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。

【0034】

ＲＡＮコントローラ４０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、ＲＡＮコントローラ４０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。

【0035】

通信デバイス１０５は、ＣＰＵ１０１により制御下で、制御対象のＣＵ１０及びＤＵ２０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。ＲＡＮコントローラ４０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。

【0036】

なお、ＲＡＮコントローラ４０は、後述する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。

【0037】

また、ＣＵ１０、ＤＵ２０及びＲＵ３０も、図４に示されるようなハードウェア構成を有していてもよい。ただし、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。

【0038】

図５は、ＲＡＮコントローラ４０の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態のＲＡＮコントローラ４０は、仮割当決定部５１、第１割当処理部５２、第２割当処理部５３、及び割当通知部５４を有する。本実施形態では、ＣＰＵ１０１による制御プログラムの実行により、ＣＰＵ１０１上でこれらの機能部が実現されるが、各機能部を実現する専用のハードウェアが設けられてもよい。なお、図５には、ＲＡＮコントローラ４０が有する機能のうち、各スケジューラ２１に対する無線リソースの割り当て（複数のスライスのそれぞれに対する、スライスごとのスケジューリングに用いられる無線リソースの割り当て）に関連する機能部のみが示されており、それ以外の機能に関連する機能部は省略されている。

【0039】

仮割当決定部５１は、各スライスでスケジューリングに使用される無線リソースについてのスライス間のアイソレーションのために、複数のスライスのそれぞれに対する無線リソースの仮割り当てを行う。具体的には、仮割当決定部５１は、予め定められた配分率に従って、複数のスライスのそれぞれに対する無線リソースの仮割り当て（仮割り当て量）Ｒ_tmpを決定する。仮割当決定部５１は、決定した仮割り当てＲ_tmpを、第１割当処理部５２へ出力する。

【0040】

第１割当処理部５２は、仮割り当てＲ_tmpを上限として、複数のスライスに対して無線リソースの割り当てを行う第１割当処理を行う。第１割当処理部５２は、複数のスライスに対して決定した無線リソースの割り当てＲ_isoを、第２割当処理部５３へ出力する。

【0041】

第２割当処理部５３は、第１割当処理部５２による割り当てに使用可能な全無線リソースのうち、第１割当処理部５２により割り当てられなかった余剰の無線リソースを、１つ以上のスライスに対して配分（再配分）する第２割当処理を行う。第２割当処理部５３は、複数のスライスに対して決定した無線リソースの割り当てＲを、最終的な割り当てとして出力する。

【0042】

割当通知部５４は、第２割当処理部５３によって決定された割り当てＲに基づいて、各スライスに対応するスケジューラ２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）に対して、スケジューリングに使用可能な無線リソースの割り当てを示す通知を送信する。これにより、複数のスライスに対する無線リソースの割り当てが完了する。

【0043】

＜各スライスへの無線リソースの割り当てタイミング＞
本実施形態では、ＲＡＮコントローラ４０は、所定の時間間隔ごとに、各スケジューラ２１（各スライス）に対する無線リソースの割り当て（配分）を行う。図６は、各スケジューラに対する無線リソースの割り当てのタイミングの例を示す図である。

【0044】

ここで、本実施形態のような基地局システムのアーキテクチャでは、スケジューラが異なる場所（サイト）に配置されうる。図２及び図３の構成例では、スケジューラ２１ｃは、スケジューラ２１ａ，２１ｂとは異なる場所に配置されている。異なるスライスに対応する複数のスケジューラが異なる場所に配置されている場合、一般にスケジューリングの最小時間単位であるＴＴＩ（送信時間間隔）ごとに、各スケジューラ（各スライス）に対する無線リソースの割り当てを更新することは難しい。

【0045】

このため、図６に示されるように、ＲＡＮコントローラ４０は、ＴＴＩより長い（例えば、１００ＴＴＩの）時間間隔ΔＴごとに、各スケジューラに対する無線リソースの割り当て（割り当ての更新）を行う。その際、ＲＡＮコントローラ４０は、過去の１つ以上の所定期間（時間間隔ΔＴ）において得られた入力パラメータに基づいて、次の所定期間（時間間隔ΔＴ）における、複数スライスに対する無線リソースの割り当て（配分）を行う。なお、入力パラメータの一例は、各スライスのＳＬＡ（サービスレベルアグリーメント）で定められたスループットに対応する目標値（目標スループット）、及び各スライスを使用する無線端末ごとのＳＩＮＲ（信号対干渉及び雑音比）である。また、各スライスにおける平均トラヒック要求も、入力パラメータの一例である。

【0046】

＜第１割当処理＞
上述のように、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、スライス間のアイソレーションを実現する必要がある。具体的には、スケジューラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃが、互いに異なる無線リソースを用いて、対応するスライスを使用する無線端末に対するスケジューリングを行う必要がある。本実施形態のＲＡＮコントローラ４０は、仮割当決定部５１及び第１割当処理部５２により、このようなアイソレーションを確保するように、各スケジューラ２１（各スライス）に対する無線リソースの割り当てを行う。以下では、ＲＡＮコントローラ４０によって複数のＣＵ１０及び複数のＤＵ２０に対して設定されるスライスの数をＬとする。

【0047】

仮割当決定部５１は、予め定められた配分率に従って、複数の（Ｌ個の）スライスのそれぞれに対する無線リソースの仮割り当て量Ｒ_tmpを決定する。Ｒ_tmpは以下のように表される。

ｒ_tmp,sは、第１割当処理部５２による割り当てに使用可能な無線リソースの総量を基準とした、スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）に対する無線リソースの配分率を表す。各スライスに対する配分率は、例えば、複数のスライスのそれぞれに対する、ＳＬＡで定められた目標スループット（後述する予測スループットの目標値）Ｔ_tgt,sの比として予め定められる。この場合、スライスに対して定められた目標スループットが高いほど、より大きな配分率が当該スライスに対して定められ、目標スループットが低いほど、より小さな配分率が当該スライスに対して定められる。

【0048】

本実施形態では、仮割当決定部５１は、第１割当処理部５２による割り当てに使用可能な無線リソースの総量を、予め定められた配分率に従って各スライスに配分するように、各スライスの仮割り当て量Ｒ_tmpを決定する。

【0049】

第１割当処理部５２は、仮割り当てＲ_tmpを上限として、複数の（Ｌ個の）スライスのそれぞれに対して無線リソースの割り当てを行うことで、無線リソースの割り当てＲ_isoを決定する。Ｒ_isoは以下のように表される。

ｒ_iso,sは、第１割当処理部５２による割り当てに使用可能な無線リソースの総量を基準とした、スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）に対する、第１割当処理における無線リソースの配分率を表す。

【0050】

具体的には、第１割当処理部５２は、スライスごとに、当該スライスに割り当てる無線リソースの量ｒ_iso,sを０から徐々に増加させながら、予測通信容量（予測スループット）を求める。予測スループットは、スライスごとに、当該スライスに割り当てられる無線リソースの量と当該スライスについての通信品質とに基づいて求められる。スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）の予測スループットＴ_sは以下のように求められる。

【0051】

まず、スライスｓを使用するユーザのうち、ユーザｉへの無線リソースの配分ｒⁱ _iso,sは、ラウンドロビンを用いると次式により表される。

ここで、Ｎ_sは、スライスｓ内のユーザ数を表す。予測スループットＴ_sは、シャノンの定理に基づいて、次式により求められる。

ここで、ｎは、第１割当処理部５２による割り当てに使用可能な物理リソースブロック（ＰＲＢ）の総数、Ｂは、１ＰＲＢ（単位無線リソース）当たりの周波数帯域幅［Ｈｚ］、γⁱ _sは、スライスｓ内のユーザｉのＳＩＮＲを表す。なお、上式で用いたシャノンの定理は通信路限界を求めるものであるので、実際には、図７に示されるようなテーブルを用いて、単位周波数当たりのビットレートが求められる。

【0052】

このように、本実施形態の第１割当処理部５２は、スライスｓについての通信品質として、当該スライスを使用する無線端末ごとのＳＩＮＲγⁱ _sを使用して、予測スループットＴ_sを求める。

【0053】

第１割当処理部５２は、各スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）に割り当てる無線リソースの量ｒ_iso,sを０から増加させていき、上述のように求められる予測スループットＴ_sが、当該スライスに対して定められた目標値（目標スループットＴ_tgt,s）を満たしている（Ｔ_s≧Ｔ_tgt,s）か否かを判定する。

【0054】

第１割当処理部５２は、スライスｓに割り当てる無線リソースの量を増加させる間に、予測スループットＴ_sが、目標スループットＴ_tgt,sに達すると、当該スライスに対する無線リソースの割り当てを停止する。また、第１割当処理部５２は、予測スループットＴ_sが目標スループットＴ_tgt,sに達することなく、スライスｓに割り当てた無線リソースの量ｒ_iso,sが、上限である仮割り当て量ｒ_tmp,sに達した場合にも、当該スライスに対する無線リソースの割り当てを停止する。

【0055】

図８（Ａ）は、第１割当処理部５２による無線リソースの割り当て結果の例を示す図である。なお、スライス数Ｌ＝４の場合を例として示している。図８（Ａ）の例では、スライス１及び３については、各スライスに割り当てる無線リソースのｒ_iso,sが上限に達する前に、予測スループットＴ_sが目標スループットＴ_tgt,sに達している（即ち、ＳＬＡが満たされている）。この場合、上限である仮割り当て量ｒ_tmp,sまで無線リソースの割り当てが行われずに、余剰の無線リソース（ｒ_tmp,s－ｒ_iso,s）が生じている。この余剰の無線リソースは、第２割当処理部５３による第２割当処理に使用されることで、他のスライスについてのＳＬＡの満足度を高めるために他のスライスに対して配分（再配分）される。

【0056】

一方、図８（Ａ）の例では、スライス２及び４については、予測スループットＴ_sが目標スループットＴ_tgt,sに達することなく、各スライスに割り当てる無線リソースのｒ_iso,sが、上限である仮割り当て量ｒ_tmp,sに達している（即ち、ｒ_iso,s＝ｒ_tmp,s）。この場合、目標スループットが満たされることなく割り当ての上限に達したスライス２及び４に対して、スライス１及び３についての余剰の無線リソースが、第２割当処理部５３による第２割当処理により更に割り当てられる。

【0057】

このように、第１割当処理部５２は、スライスごとに、当該スライスに割り当てられる無線リソースの量と当該スライスについての通信品質（ＳＩＮＲ）とに基づいて求まる予測通信容量（予測スループットＴ_s）が、当該スライスに対して定められた目標値（目標スループットＴ_tgt,s）を満たすまで、仮割り当て量ｒ_tmp,sを上限として当該スライスに対して無線リソースを割り当てる。これにより、第１割当処理部５２は、仮割り当てＲ_tmpに基づく無線リソースの割り当てＲ_isoを決定し、第２割当処理部５３へ出力する。

【0058】

＜第２割当処理＞
第２割当処理部５３は、第１割当処理部５２による割り当てに使用可能な全無線リソースのうち、第１割当処理部５２により割り当てられなかった余剰の無線リソースを、ＳＬＡを満たすために無線リソースが不足している１つ以上のスライスに対して配分（再配分）する第２割当処理を行う。

【0059】

本実施形態では、第２割当処理部５３は、複数の（Ｌ個の）スライスのうち、目標値（目標スループットＴ_tgt,s）が満たされることなく第１割当処理部５２により割り当てられた無線リソースの量が、上限である仮割り当て量ｒ_tmp,sに達した１つ以上のスライス（図８の例では、スライス２及び４）に対して、目標値が満たされたスライス（図８の例では、スライス１及び３）に対して割り当てられなかった余剰の無線リソースを配分する。

【0060】

具体的には、第２割当処理部５３は、まず、次式のように、第１割当処理部５２により割り当てられなかった無線リソースをリソースプールＰに追加する。

なお、第１割当処理部５２による第１割当処理において、各スライスに割り当てる無線リソースｒ_iso,sが、仮割り当て量ｒ_tmp,sに達したスライス（図８の例では、スライス１及び３）については、ｒ_iso,s＝ｒ_tmp,sであるため、リソースプールＰに加えられる無線リソースの量は０となる。

【0061】

ここで、リソースプールＰに含まれる無線リソースを再配分するための、複数の（Ｌ個の）スライスのそれぞれに対する無線リソースの配分率Ｒ'を、次式により定義する。

ｒ'_sは、第１割当処理部５２による割り当てに使用可能な無線リソースの総量を基準とした、スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）に対する、第２割当処理における無線リソースの配分率を表す。

【0062】

第２割当処理部５３は、第１割当処理において目標スループットＴ_tgt,sが満たされなかった１つ以上のスライスについて、目標スループットＴ_tgt,sに対する予測スループットの満足度（即ち、ＳＬＡの満足度）が最大化されるように、当該１つ以上のスライスに対して余剰の無線リソース（リソースプールＰに含まれる無線リソース）を配分する。

【0063】

具体的には、第２割当処理部５３は、最適化問題を解くことにより、次式のように評価関数Φ(Ｒ')を最小化するＲ'を求める。

ただし、以下を条件とする。

【0064】

上述の評価関数Φ(Ｒ')は、スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）に対応するコスト関数Φ_s(Ｒ')を用いて、次式により定義される。

ここで、ｗ_sは、スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）に対して適用される重み、Φ_s(Ｒ')は、次式により定義される、各スライスに対応するコスト関数を表す。

このコスト関数は、対応するスライスｓについての目標スループットＴ_tgt,sに対する予測スループットＡ_s(Ｒ')の割合が所定値（例えば、１）に近いほど出力値が小さくなる。

【0065】

上述の評価関数Φ(Ｒ')において各スライスに対応するコスト関数Φ_s(Ｒ')に対して適用される重みｗ_sは、例えば、ＳＬＡで定められた目標スループットＴ_tgt,sに応じて定められる。評価関数Φ(Ｒ')は、重みｗ_sに応じて重み付けが行われたコスト関数Φ_s(Ｒ')の総和として定義されている。コスト関数Φ_s(Ｒ')に対する、このような重みｗ_sに応じた重み付けにより、第２割当処理の無線リソースに割り当てにおいて、ＳＬＡの満足度の観点でスライス間で公平性を確保することが可能になる。

【0066】

上述の評価関数Φ(Ｒ')に含まれるコスト関数Φ_s(Ｒ')を定義する、スライスｓの予測スループットは、次式により求められる。

この予測スループットＡ_s(Ｒ')は、第１割当処理において求められる予測スループットＴ_sと同様、図７に示されるようなテーブルを用いて求められる。上式におけるｒ_sは、次式のように、スライスｓに対する最終的なリソース割り当てを表す。

【0067】

ここで、第１割当処理の完了段階で、スライスｓについて、ＳＬＡで定められた目標スループットＴ_tgt,sが満たされている場合（Ｔ_s≧Ｔ_tgt,s）、即ち、ＳＬＡが満たされている場合、スライスｓに対して最終的に割り当てられる無線リソースの量ｒ_sは、第１割当処理で割り当てられた量ｒ_iso,sとなる（ｒ_s＝ｒ_iso,s）。一方、第１割当処理の完了段階で、スライスｓについて、ＳＬＡで定められた目標スループットＴ_tgt,sが満たされていない場合（Ｔ_s＜Ｔ_tgt,s）、即ち、ＳＬＡが満たされていない場合、ｒ_sは、第１割当処理で割り当てられた量ｒ_tmp,sに、第２割当処理で割り当てられる量ｒ'_sを加えた量となる（ｒ_s＝ｒ_tmp,s＋ｒ'_s）。

【0068】

第２割当処理部５３は、上述の評価関数Φ(Ｒ')の出力値を最小化するように、第１割当処理において目標スループットＴ_tgt,sが満たされなかった１つ以上のスライスに対して、リソースプールＰに含まれる無線リソースを再配分する。即ち、第２割当処理部５３は、評価関数Φ(Ｒ')の出力値を最小化するようにＲ'を決定する。これにより、各スライスｓ（ｓ＝１，２，...，Ｌ）に対する最終的なリソース割り当てｒ_sが決定される。

【0069】

第２割当処理部５３は、次式で表される、複数の（Ｌ個の）スライスに対する無線リソースの割り当てＲを最終的な割り当てとして決定し、割当通知部５４へ出力する。

【0070】

図８（Ｂ）は、第２割当処理部５３による無線リソースの割り当て結果の例を示す図である。図８（Ｂ）の例では、図８（Ａ）に示される、スライス１及び３についての余剰の無線リソースが、上述の第２割当処理によりスライス２及び４に対して再配分されている。即ち、第１割当処理によりＳＬＡが満たされているスライス１及び３についての余剰の無線リソースが、残りのスライス２及び４についてのＳＬＡの満足度を高めるように、当該スライス２及び４に再配分されている。

【0071】

以上説明したように、本実施形態のＲＡＮコントローラ４０は、予め定められた配分率に従って、複数のスライスのそれぞれに対して無線リソースの仮割り当て量を決定する。ＲＡＮコントローラ４０は、スライスごとに、当該スライスについて求まる予測通信容量が、当該スライスに対して定められた目標値を満たすまで、仮割り当て量を上限として無線リソースを当該スライスに割り当てる。更に、ＲＡＮコントローラ４０は、目標値が満たされることなく、割り当てられた無線リソースの量が上限に達した１つ以上のスライスに対して、目標値が満たされたスライスに対して割り当てられなかった余剰の無線リソースを配分する。

【0072】

本実施形態によれば、ＲＡＮコントローラ４０は、第１割当処理において、スライスごとに決定した仮割り当て量を上限として、各スライスに対して無線リソースを割り当てる。これにより、各スライスに割り当てる無線リソースを増加させる際、仮割り当て量の範囲内では、ＳＬＡが満たされるまで（目標スループットＴ_sが満たされるまで）スライス間で独立した無線リソースの割り当てが行われる。ＲＡＮコントローラ４０は、ＳＬＡを満たしたスライスに対して無線リソースの割り当てを停止し、その余剰の無線リソースを、ＳＬＡを満たしていないスライスに対して第２割当処理で更に割り当てる。このようにして、スライス間でアイソレーションを確保しながら、第２割当処理により、各スライスが提供するサービス品質を高める（即ち、ＳＬＡの満足度を高める）ように、各スライスに無線リソースの配分を行うことが可能になる。

【0073】

［第２実施形態］
第２実施形態では、第２割当処理部５３による第２割当処理として、複数のスライスに対して予め設定された優先度に基づいて余剰の無線リソースの割り当て（再配分）を行う例について説明する。以下では、第１実施形態と異なる部分について説明する。

【0074】

本実施形態では、第２割当処理部５３による第２割当処理が第１実施形態と異なる。第２割当処理部５３は、第１割当処理において目標スループット（予測通信容量の目標値）が満たされなかった１つ以上のスライスのうち、予め設定された優先度が高いスライスから順に、各スライスに対して、余剰の無線リソースから無線リソースを割り当てる。その際、第２割当処理部５３は、各スライス（スライスｓ）の予測スループットＡ_s(Ｒ')を求め、当該予測スループットが目標スループットＴ_tgt,sを満たすまで、余剰の無線リソース（リソースプールＰ）から無線リソースを割り当てる。

【0075】

より具体的には、第２割当処理部５３は、対象となるスライスのうち、優先度が高い順に、余剰の無線リソースが無くなるまで、対象となる各スライスに対して当該余剰の無線リソースからの無線リソースの割り当てを行う。例えば、図８（Ａ）の例では、第１実施形態と同様、スライス２及び４を対象として、第２割当処理が行われる。ここで、スライス４よりスライス２の方が、予め設定された優先度が高い場合には、スライス２に対する余剰の無線リソースの割り当ての完了後に、スライス４に対する余剰の無線リソースの割り当てが行われる。このような無線リソースの割り当て（再配分）が、余剰の無線リソースが無くなるまで行われる。

【0076】

このように、優先度に基づく第２割当処理によれば、第１実施形態の効果に加えて、優先度が高いスライスがＳＬＡを満たす可能性をより高めながら、各スライスに無線リソースの配分を行うことが可能になる。

【0077】

上述した各スライスに対して予め設定される優先度については、以下で説明するように、種々の設定が可能である。

【0078】

●ＳＩＮＲ（通信品質）に基づく優先度設定
第２割当処理部５３は、複数のスライスのそれぞれについての通信品質が高いほど優先度が高くなるように、当該複数のスライスに対する優先度を設定しうる。この場合、例えば、直前の所定期間（時間間隔ΔＴ）における平均ＳＩＮＲ（即ち、対象スライス内の全ユーザの全ＰＲＢに対するＳＩＮＲの平均値）が、優先度の設定用の通信品質として用いられる。このような優先度設定に基づいて第２割当処理を行うことにより、周波数利用効率をより高めることが可能になる。

【0079】

●許容遅延に基づく優先度設定
第２割当処理部５３は、複数のスライスのそれぞれについての許容遅延が小さいほど優先度が高くなるように、当該複数のスライスに対する優先度を設定しうる。このような優先度設定に基づいて第２割当処理を行うことにより、例えば、ＵＲＬＬＣに対応するスライスのような許容遅延の小さいスライスのために必要になるキューを、より短くすることが可能になる。

【0080】

●ＰＦ（Proportional Fairness）方式による優先度設定
第２割当処理部５３は、ＰＦ方式を用いて、複数のスライスに対する優先度を設定しうる。この場合、第２割当処理部５３は、複数のスライスのそれぞれについての、過去の複数の所定期間（ΔＴ）における単位無線リソース（１ＰＲＢ）あたりの予測スループット（予測通信容量）の平均値に対する、直前の所定期間（ΔＴ）における単位無線リソースあたりの予測スループットの比率が大きいほど、優先度が高くなるように、複数のスライスに対する優先度を設定する。

【0081】

このような優先度設定に基づいて第２割当処理を行うことにより、通信品質とスライス間の公平性とを考慮して、第２割当処理において余剰の無線リソースの割り当てを行うことが可能になる。その結果、ＳＩＮＲが低い無線端末が存在するスライスに対しても、余剰の無線リソースの割り当て機会を与えることが可能になる。

【0082】

●ＳＬＡの達成率に基づく優先度設定
第２割当処理部５３は、目標スループット（予測通信容量の目標値）に対する、第１割当処理部５２による割当終了時の予測スループットの比率（即ち、ＳＬＡの達成度）が小さいほど、優先度が高くなるように、複数のスライスに対する優先度を設定しうる。このような優先度設定に基づいて第２割当処理を行うことにより、ＳＬＡの達成度の観点で、余剰の無線リソースの割り当てについてスライス間で公平性を高めることが可能になる。

【0083】

［第３実施形態］
第３実施形態では、第２割当処理部５３による第２割当処理として、複数のスライスに対してそれぞれ定められた重みに応じて余剰の無線リソースの割り当て（再配分）を行う例について説明する。以下では、第１及び第２実施形態と異なる部分について説明する。

【0084】

本実施形態では、第２割当処理部５３による第２割当処理が第１及び第２実施形態と異なる。第２割当処理部５３は、複数のスライスに対する重みをパラメータとして予め設定しておき、各スライスの重みの比率に応じて、第２割当処理において余剰の無線リソース（リソースプール）から無線リソースの配分を行う。具体的には、第２割当処理部５３は、第１割当処理において目標スループット（予測通信容量の目標値）が満たされなかった１つ以上のスライスに対してそれぞれ定められた重みに応じて、当該１つ以上のスライスに対して余剰の無線リソースを配分する。

【0085】

このように、重みに基づく第２割当処理によれば、第１割当処理において目標スループットが満たされなかった１つ以上のスライスに対して、余剰の無線リソースを重みに応じて満遍なく配分することが可能になる。これにより、第２実施形態と異なり、優先度が高いスライスに対する割り当てによりリソースプールＰ内の無線リソースが無くなった場合に優先度が低いスライスに対して余剰の無線リソースは割り当てられない状況が生じることを避けることが可能になる。

【0086】

上述した各スライスに対して予め設定される重みについては、以下で説明するように、種々の設定が可能である。

【0087】

●ＰＦ方式による重み設定
第２割当処理部５３は、ＰＦ方式を用いて、複数のスライスに対する重みを設定しうる。この場合、第２割当処理部５３は、複数のスライスのそれぞれについて、過去の複数の所定期間（ΔＴ）における単位無線リソース（１ＰＲＢ）あたりの予測スループット（予測通信容量）の平均値に対する、直前の所定期間（ΔＴ）における単位無線リソースあたりの予測スループットの比率を、当該スライスに対する重みとして設定する。

【0088】

このような重み設定に基づいて第２割当処理を行うことにより、通信品質とスライス間の公平性とを考慮して、第２割当処理において余剰の無線リソースの割り当て（配分）を行うことが可能になる。その結果、ＳＩＮＲが低い無線端末が存在するスライスに対しても、余剰の無線リソースの割り当て機会を与えることが可能になる。

【0089】

●ＳＬＡの達成率に基づく重み設定
第２割当処理部５３は、複数のスライスのそれぞれについて、目標スループット（予測通信容量の目標値）に対する、第１割当処理部５２による割当終了時の予測スループットの比率（即ち、ＳＬＡの達成度）の逆数を、当該スライスに対する重みとして設定する。
このような重み設定に基づいて第２割当処理を行うことにより、ＳＬＡの達成度の観点で、余剰の無線リソースの割り当てについてスライス間で公平性を高めることが可能になる。

【0090】

［第４実施形態］
第４実施形態では、第２割当処理部５３による第２割当処理として、第１割当処理において行われた無線リソースの仮割り当て及び仮割り当てに基づく無線リソースに割り当てを、余剰の無線リソースが無くなるまで繰り返し行う例について説明する。以下では、第１乃至第３実施形態と異なる部分について説明する。

【0091】

本実施形態では、第２割当処理部５３は、第１割当処理において目標スループットが満たされなかった１つ以上のスライスに対して、仮割当決定部５１によって決定された仮割り当てＲ_tmpに基づいて、リソースプールＰに含まれる無線リソースの割り当てを繰り返す。

【0092】

具体的には、第２割当処理部５３は、まず、当該１つ以上のスライスのそれぞれに対して、予め定められた配分率（Ｒ_tmp）に従って余剰の無線リソース（リソースプールＰ）の仮割り当てを行う。更に、第２割当処理部５３は、各スライスに対して、予測スループットが目標スループットを満たすまで、当該仮割り当てが行われた無線リソースの量を上限として当該スライスに対して無線リソースを割り当てる。第２割当処理部５３は、第１割当処理と同様の、仮割り当て量を上限とした割り当てが完了すると、その時点での余剰のリソースで再びリソースプールＰを構成する。第２割当処理部５３は、上述の仮割り当てと、リソースプールＰに含まれる無線リソースの割り当てとを、余剰の無線リソースが無くなるまで繰り返す。

【0093】

本実施形態によれば、余剰の無線リソースが無くなるまで、仮割り当てＲ_tmpに基づいてリソースプールＰに含まれる無線リソースの配分が繰り返されることで、スライス間で無線リソースの配分の公平性を高めることが可能になる。

【0094】

［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】

【0095】

１０：ＣＵ、２０：ＤＵ、２１：スケジューラ、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、１０１：ＣＰＵ、１０２：ＲＯＭ、１０３：ＲＡＭ、１０４：外部記憶デバイス、１０５：通信デバイス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】