10. スケジューリング (Scheduling)

この章では、NG-RAN (主にgNB) がUEに対してダウンリンク（DL）およびアップリンク（UL）の無線リソースをどのように割り当てるか、すなわちスケジューリングの基本的な仕組みについて説明します。

10.1 基本的なスケジューラ操作 (Basic Scheduler Operation)

MACレイヤのスケジューラは、無線リソースを効率的に利用するために、動的なリソース割り当てを行います。その基本動作は以下の要素に基づきます。

• スケジューラ動作:
  • UEのバッファ状態（送信すべきデータ量）と、各UEおよび関連する無線ベアラのQoS要件を考慮して、UE間でリソースを割り当てます。
  • gNBでの測定やUEからの報告によって特定された無線状態を考慮してリソースを割り当てることがあります。
  • リソース割り当ては、時間領域と周波数領域のPRB (Physical Resource Blocks) で構成されます。
• スケジューラ決定のシグナリング:
  • UEは、スケジューリングチャネル（通常はPDCCH）を受信することで、自身に割り当てられたリソースを特定します。
• スケジューラ操作をサポートする測定:
  • ULバッファ状態報告 (BSR): QoSを意識したパケットスケジューリングをサポートするために、UE内の論理チャネルキューにバッファされているデータ量を測定します。
  • パワーヘッドルーム報告 (PHR): UEの最大送信電力と推定送信電力の差を測定し、電力効率の良いパケットスケジューリングをサポートします。

10.2 ダウンリンクスケジューリング (Downlink Scheduling)

ダウンリンクでは、gNBがUEに対して動的にリソースを割り当てます。

• 動的割り当て: gNBはPDCCH上のDCI (Downlink Control Information) を使用して、C-RNTIで特定されるUEにPDSCHリソースを動的に割り当てます。UEは自身のDRX状態やセルDTX状態（設定されている場合）に応じてPDCCHを監視します。CA設定時も同じC-RNTIが全サービングセルに適用されます。
• Pre-emption (送信中断): gNBはあるUEへの進行中のPDSCH送信を、別のUEへの低遅延要求通信のために中断（プリエンプト）することがあります。UEはINT-RNTIでPDCCHを監視し、中断指示を受信すると、指示されたリソース要素上の情報は有効でないと見なします。
• Semi-Persistent Scheduling (SPS):
  • gNBはUEに対して初期HARQ送信のためのDLリソースを半永続的に割り当てることができます。
  • 周期性はRRCで設定されます。
  • PDCCH (CS-RNTI宛) でSPS割り当てをアクティベートまたはディアクティベートします。
  • アクティベートされると、RRCで設定された周期に従って暗黙的にリソースが再利用されます。
  • 再送信はPDCCHで明示的にスケジュールされます。
  • 動的割り当てとSPS割り当てが時間的に重複した場合、動的割り当てが優先されます。
  • UEはサービングセル内のBWPあたり最大8つのアクティブなDL SPS設定を持つことができます。複数設定されている場合、ネットワークがどのアクティブ化/非アクティブ化を指示するか決定します。

10.3 アップリンクスケジューリング (Uplink Scheduling)

アップリンクでも、gNBがUEに対して動的にリソースを割り当てます。

• 動的割り当て: gNBはPDCCH上のDCI（ULグラント）を使用して、C-RNTIで特定されるUEにPUSCHリソースを動的に割り当てます。UEはPDCCHを監視してULグラントを探します。CA設定時も同じC-RNTIが適用されます。
• 送信キャンセル: gNBはあるUEのPUSCH送信、PUSCH繰り返し送信、またはSRS送信を、別のUEへの低遅延要求通信のためにキャンセルすることがあります。UEはCI-RNTIでPDCCHを監視し、キャンセル指示を受信した場合、該当する送信をキャンセルします。
• Configured Grant (CG):
  • gNBはUEに対して初期HARQ送信および再送信のためのULリソースを設定できます。
  • **Type 1:** RRCが直接ULグラント（周期性を含む）を提供します。
  • **Type 2:** RRCが周期性を定義し、PDCCH (CS-RNTI宛) でアクティベートまたはディアクティベートします。アクティベートされると周期的に暗黙的にリソースが再利用されます。
  • 動的グラントとConfigured Grantが重複した場合、UEが拡張されたUE内リソース優先順位付けで設定されていない限り、動的グラントが優先されます。設定されている場合、UEはデータを持つ論理チャネルの優先度に基づいて送信を優先します。
  • HARQ再送信は、PDCCHで明示的に割り当てられるか、再送タイマーの設定によって行われます。
  • UEはサービングセル内のBWPあたり最大12のアクティブなUL Configured Grant設定を持つことができます。複数設定されている場合、ネットワークがどのアクティブ化/非アクティブ化を指示するか決定します（Type 2の場合）。
  • SUL設定時、ネットワークはSUL上のアクティブなCGと他方のUL設定上のアクティブなCGが時間的に重複しないようにします。
  • 動的グラントとCGの両方で、TBの繰り返し送信（1スロット内または連続する利用可能スロット間）が可能です。繰り返し回数は動的に指示されることもあります。

10.4 スケジューラ操作をサポートする測定 (Measurements to Support Scheduler Operation)

スケジューラが効率的に動作するために、以下の測定と報告が重要です。

• UL Buffer Status Reports (BSR): QoSを考慮したスケジューリングのため、UE内の論理チャネルグループ(LCG) ごとのバッファ量を報告します。短いフォーマット（1 LCG）、柔軟な長いフォーマット（最大8 LCG）、およびIABノード用の拡張フォーマット（最大256 LCG）があります。MACシグナリングで送信され、BSRトリガー時にSR (Scheduling Request) が送信されることもあります。IABではPre-emptive BSR（期待データ量報告）も可能です。
• Power Headroom Reports (PHR): 電力制御を考慮したスケジューリングのため、UEの送信電力ヘッドルームを報告します。Type 1 (PUSCH)、Type 2 (PUSCH+PUCCH、EN-DC用)、Type 3 (SRS専用SCell用) があります。FR2でのMPE規制遵守のための電力削減量(P-MPR)を含むこともあります。MACシグナリングで送信されます。

10.5 レート制御 (Rate Control)

10.5.1 ダウンリンク (Downlink)

gNBは、GBRフローに対してはGFBRを保証しMFBRを超えないように、非GBRフローに対してはUE-AMBRを超えないようにレートを制御します。GBRフローにMDBVが設定されている場合、それも超えないようにします。また、UE-Slice-MBRがサポートされている場合は、それも超えないようにします。

10.5.2 アップリンク (Uplink)

UEはULレート制御機能を持ち、論理チャネル間のULリソース共有を管理します。RRCは各論理チャネルに優先度、PBR (Prioritised Bit Rate)、BSD (Bucket Size Duration) を設定します。マッピング制限も設定可能です。

ULレート制御機能は、以下の順序で論理チャネルにサービスを提供します:

1. 関連する全ての論理チャネルを優先度の高い順に、それぞれのPBRまで。
2. 関連する全ての論理チャネルを優先度の高い順に、割り当てられた残りのリソースで。

同じ優先度の論理チャネルは均等に扱われます。

10.6 アクティベーション/ディアクティベーションメカニズム (Activation/Deactivation Mechanism)

CA設定時のUEバッテリー消費を抑えるため、SCellのアクティベーション/ディアクティベーションがサポートされます。

• ディアクティベートされたSCell: UEは対応するPDCCHやPDSCHを受信する必要がなく、UL送信も行わず、CQI測定も不要です。
• アクティベートされたSCell: UEはPDSCH/PDCCHを受信し、CQI測定を実行することが期待されます。
• PUCCH SCell: PUCCHが設定されたSCellがディアクティベートされる間、そのSCellをPUCCH SCellとして参照する他のSCellはアクティベートされません。また、PUCCH SCellが変更・削除される前に、それを参照するSCellはディアクティベートされます。
• 再設定時の状態: 追加されたSCellは初期的にディアクティベート状態。変更されずに残るSCellは状態を維持。
• ハンドオーバー/再開時: SCellは初期的にディアクティベート状態。
• BWP (Bandwidth Part) アクティベーション/ディアクティベーション: 省電力のため、アクティブなサービングセル内で一度にアクティブにできるのは通常1 DL BWP と 1 UL BWP (または1 DL/ULペア) のみです。ディアクティベートされたBWPではPDCCH監視やPUCCH/PRACH/UL-SCH送信を行いません。
• Dormant BWP: SCellの省電力のため、Dormant BWPを設定可能。アクティブな場合でもPDCCH監視やUL送信を停止しますが、CSI測定などは継続します。DCIでDormant状態への遷移/復帰を制御します。
• 高速SCellアクティベーション: MAC CEでSCell(群)のアクティベーションと、トラッキング用Aperiodic CSI-RSのトリガーを同時に行えます。
• 未知SCellアクティベーション遅延削減: RRC Measurement Reportで高速な未知SCellアクティベーションのための測定報告が可能です。

10.7 E-UTRA-NR セルリソース協調 (E-UTRA-NR Cell Resource Coordination)

NRセルがE-UTRAセルと重複または隣接するスペクトラムを使用する場合、ネットワークシグナリングによりMACレベルでのTDM/FDMリソース協調が可能です。gNBとng-eNBの両方がXnインターフェースを介して協調手順をトリガーできます。

10.8 クロスキャリアスケジューリング (Cross Carrier Scheduling)

CIF (Carrier Indicator Field) を用いたクロスキャリアスケジューリングにより、あるサービングセルのPDCCHが別のサービングセルのリソースをスケジュールできますが、以下の制限があります。

• SpCell (PCell/PSCell) は、SCellからのクロスキャリアスケジューリングが設定されていない限り、自身のPDCCHでのみスケジュールされます。
• SCellからSpCellへのクロスキャリアスケジューリングが設定されている場合:
  • そのSCell上のPDCCHはSpCellのPDSCH/PUSCHをスケジュールできます。
  • SpCell上のPDCCHはSpCellのPDSCH/PUSCHをスケジュールできますが、他のセルはスケジュールできません。
  • SpCellへのクロスキャリアスケジューリング用に設定できるSCellは1つだけです。
• SCellにPDCCHが設定されている場合、そのセルのPDSCH/PUSCHは常にそのSCellのPDCCHでスケジュールされます。
• SCellにPDCCHが設定されていない場合、そのセルのPDSCH/PUSCHは常に別のサービングセルのPDCCHでスケジュールされます。
• スケジューリングPDCCHとスケジュールされるPDSCH/PUSCHは同じまたは異なるNumerologyを使用できます。

10.9 IAB リソース設定 (IAB Resource Configuration)

IAB-node (IAB-DUとIAB-MT) では、半二重制約（送受信の衝突）を考慮したリソース設定が必要です。

• リソース設定はF1APで受信され、各シンボルに hard, soft, unavailable の属性を割り当てます。
• **hard:** 送受信可能。
• **soft:** 親ノードからの明示的な利用可能指示(DCI format 2_5) またはIAB-nodeによる暗黙的な判断に基づいて条件付きでスケジュール可能。
• **unavailable:** スケジュール不可（特別な場合を除く）。
• リソース設定は隣接IAB-node/IAB-donor間で共有され、干渉管理などに利用されます。
• IAB-MTとIAB-DU間の動作遷移のためのガードシンボルが設定可能です。
• 拡張多重化能力を持つIAB-nodeは、推奨ビーム、Tx PSD範囲、Tx電力調整要求、UL送信タイミングモードなどの情報をMAC CEで親ノードに提供できます。逆も同様です。

10.10 IDCのための自律的拒否 (Autonomous Denial for IDC)

ネットワークは、デバイス内共存 (IDC) 干渉を管理するため、CGごとの長期的な拒否レートをRRCシグナリングで設定できます。設定されると、UEは自律的にNR UL送信を拒否（Denial）できます。設定されない場合、UEはIDCのための自律的拒否を行いません。

10.11 単一DCIによるマルチセルスケジューリング (Multi-cell scheduling by a single DCI)

単一のDCIで、サービングセルのPDCCHが1つ以上のサービングセルのPDSCH/PUSCHをスケジュールできますが、以下の制限があります。

• あるセルセットのPDSCH/PUSCHをスケジュールするサービングセルのPDCCHが設定されている場合、そのセルセット内のセルのPUSCH/PDSCHは常にそのPDCCHでスケジュールされます。
• SpCellがマルチセルスケジューリング用に設定されている場合、そのSpCellのPDSCH/PUSCHはSCellのPDCCHではスケジュールできません。
• SCellがマルチセルスケジューリング用に設定されている場合、SpCellはそのセルセットに含まれません。
• スケジューリングPDCCHとスケジュールされるPDSCH/PUSCHは同じまたは異なるNumerologyを使用できます。
• 同一PDCCHで共スケジュールされるPDSCHは同じNumerologyを使用します。
• 同一PDCCHで共スケジュールされるPUSCHは同じNumerologyを使用します。