ソフトウェアの革新 - LTE及びTD-LTEにおけるSmart Schedulerの進化

ノキアでは以前から周波数選択スケジューリングの重要性を訴えてきました。このテクノロジーは、隣接セルによる干渉の影響を最小限に抑えるリソースブロックを選択し、セルエッジのユーザに割り当てるものです。さらにノキアは、Smart Schedulerの最新の商用ソフトウェアリリースにおいて、Interference Shapingと呼ばれる技術を導入。干渉を回避するだけではなく、周波数選択スケジューリングを拡張することで、より能動的な干渉制御を可能としました。


ノキアが2014年3月に発表したSmart Schedulerに関する記事では、LTE加入者数は全世界で2億人に上り、その大半がスマートフォンユーザであると示されていました。その後、LTE及びTD-LTEの加入者数はほぼ3倍に増加し、スマートフォンユーザと共にIoT(モノのインターネット)での利用が広く注目されるようになりました。また、インターネットに接続するユーザやデバイスが増えるに従い周波数帯域が慢性的に不足するようになり、周波数利用効率やセルエッジでのパフォーマンスへの要件がさらに重要性を増しています。まさに今、Smart Schedulerを更新するのにふさわしいタイミングであると言えます。これによりLTE(FDD及びTDDモード)のeNodeBに組み込まれているソフトウェアで、無線セルのユーザに周波数リソースをミリ秒単位で効率的に割り当てることが可能となります。

eNodeB間での調整 をシンプルに維持

LTEによるデータ転送速度は受信電力が上がると向上し、反面でノイズや干渉があると低下してしまいます。特にLTEでは、隣接セルも同じ周波数帯域を使用する(周波数リユース1)ため、干渉の有無は大きなポイントとなります。

ノキアでは2010年の時点から、既に周波数選択スケジューリングの重要性を訴えてきました。周波数選択スケジューリングとは、同周波数帯の隣接セルによる干渉の影響を最小限に抑えるリソースブロックを選択し、セルエッジのユーザに指定するテクノロジーです。このアルゴリズムはeNodeB内で自律的に機能するため、X2インターフェース経由で周辺のeNodeBと情報を交換する必要はありません。これにより、シンプルなネットワークを維持すると同時に、X2インターフェース上での遅延の影響を受けることなく、周波数選択スケジューリングを実施することが可能となります。

3GPP Release 12における検討項目の中にも、eNodeB間の調整によるセルエッジでのパフォーマンス及びシステムキャパシティのさらなる強化に関する評価があります。この調査の結果、eNodeBや他のネットワーク機器間で調整情報を交換する際の遅延と達成可能な機能向上の間には、強い依存関係があることが認められました。そこで3GPPでは、当初協調スケジューリングを目的に導入を検討していた新たなネットワークエレメントに対するインターフェースを定義しないことを決定しました。

自律的な協調スケジューリング - フィールド試験で実証済み

シンプルなネットワークを維持するという観点から、3GPPの判断は適切であったと言えます。それでは、eNodeB間のセルエッジにいるユーザ向けに信号対干渉比をさらに向上させるためには、どのような方法があるでしょうか。

最新の商用ソフトウェアリリースにおいて、ノキアはSmart SchedulerにInterference Shapingと呼ばれる技術を導入しました。これは干渉をただ回避するだけではなく、周波数選択スケジューリングを拡張することで、より能動的に干渉を制御し周辺のeNodeBへの影響を低減するものです。

アジアのある先進的な都市で実施されたHetNet環境のフィールド試験では、セルの中心でのスループットが6%向上。さらにセルエッジでは28%向上することが実証されました。この際、Flexi Multiradio基地局とFlexi Zone基地局が共存する中で、Interference ShapingはeNodeB間のX2インターフェース上で情報を交換することなく自律的に機能していました。つまり、バックホールリンクが理想的でない環境においても、同様のスループット向上が実現可能であることが証明されたことになります。

ホワイトペーパー - 情報を更新

2010年に発表されたSmart Schedulerに関するホワイトペーパーは、2014年3月の更新の後、このたび再度更新されました。スケジューリングフレームワークに関する3GPPの最新の決定内容と、Smart Scheduler機能に関するフィールド試験結果が掲載されています。

関連項目: 「Making LTE work simply better in the real world」(2014年3月)