(57)【要約】フレームの時間間隔にてデータパケットを送信し、かつ適応変調・符号化を適用する無線通信システムにおいて、複数のデータフローを複数の共有チャネルにスケジューリングする方法を説明する。この方法は、データフローと共有チャネルとのすべての組合せの少なくとも一部について、仮想リンクアダプテーションパラメータを、各共有チャネルからの状態情報に基づいて、かつ、各データフローのサービス品質要件に基づいて、求めるステップと、データフローと共有チャネルとのこれらの組合せの潜在的なデータレートを、仮想リンクアダプテーションパラメータに基づいて計算するステップと、データフローと共有チャネルとのこれらの組合せの優先度値を、潜在的なデータレートに基づいて計算するステップと、共有チャネルの少なくとも一部について、１つのフレームの時間間隔中にこれらの共有チャネルのそれぞれにおいてデータを送信するデータフローを、計算された優先度値に基づいて選択するステップと、を含んでいる。
2009506600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの時間間隔にてデータパケットを送信し、かつ適応変調・符号化を適用する無線通信システムにおいて、複数のデータフローを複数の共有チャネルにスケジューリングする方法であって、
ａ）データフローと共有チャネルとのすべての組合せの少なくとも一部について、仮想リンクアダプテーションパラメータを、前記各共有チャネルからの状態情報に基づいて、かつ、前記各データフローのサービス品質要件に基づいて、求めるステップと、
ｂ）データフローと共有チャネルとの前記組合せの潜在的なデータレートを、前記仮想リンクアダプテーションパラメータに基づいて計算するステップと、
ｃ）データフローと共有チャネルとの前記組合せの優先度値を、前記潜在的なデータレートに基づいて、式、
【数１】
2009506600.tif 000035
を使用して計算するステップであって、
ｓが共有チャネルを表しており、ｋがデータフローを表しており、ｔｎが特定のフレームを表しており、
Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおける共有チャネルｓにおけるデータフローｋの前記計算される優先度値であり、
Ｄｋが、データフローｋのサービス品質要件に依存する値であり、
Ｓｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおけるフローｋの重みであり、
Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）が、データフローｋの現在のバッファ状態を反映するメトリックであり、
Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）が、共有チャネルｓにおけるデータフローｋの、ステップｂ）において計算された現在の潜在的なデータレートを反映するメトリックである、ステップと、
ｄ）前記共有チャネルの少なくとも一部について、１つのフレームの前記時間間隔中に前記共有チャネルの前記一部のそれぞれにおいてデータを送信するデータフローを、前記優先度値に基づいて選択するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項２】
ステップｄ）が、１つのフレームの前記時間間隔中に前記共有チャネルにおいてデータを送信するデータフローとして、最も高い優先度値を有するデータフローを選択する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記重みＳｋ（ｔｎ）が、
ｉ）前記各データフローが提供されるユーザのサブスクリプションのタイプ、
ｉｉ）前記データフローがユーザデータを搬送するのかシグナリング情報を搬送するのか、
ｉｉｉ）前記各データフローに関連付けられる必要な平均データレート、
のうちの少なくとも１つに依存する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記重みＳｋ（ｔｎ）が、制限的なサービス品質要件の場合にフローのトラフィック負荷が増すにつれて大きくなる、もしくは、非制限的なサービス品質要件の場合にフローのトラフィック負荷が増すにつれて小さくなる、またはその両方である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
データフローｋのサービス品質要件に依存する前記値が、式、
【数２】
2009506600.tif 000036
を使用して計算され、
Ｔｋがフローｋの遅延しきい値を表しており、εｋがフローｋの、前記遅延しきい値を超える最大確率を表しており、
δが０であるかまたは０より大きい任意の実数である、
請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
共有チャネルｓにおけるデータフローｋの現在の潜在的なデータレートを反映する前記メトリックが、式、
【数３】
2009506600.tif 000037
を使用して計算され、
ＤＲＣｓ，ｋ（ｔｎ）が、適応変調・符号化の現在の設定に従ったときの、時刻ｔｎにおいてフローｋに対してサブチャネルｓにおいて潜在的に達成可能な瞬間的なデータレートを表しており、
Ｒｋ（ｔｎ）が、フローｋの潜在的な平均データレートを表しており、
αおよびβが０より大きい実数定数である、
請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
共有チャネルｓにおけるデータフローｋの現在の潜在的なデータレートを反映する前記メトリックが、式、
【数４】
2009506600.tif 000038
を使用して計算され、
ＳＩＲｓ，ｋ（ｔｎ）が、共有チャネルｓにおけるデータフローｋの信号対干渉／雑音比であり、
ａｖｒｇＳＩＲｋ（ｔｎ）が、共有チャネルｓの平均の信号対干渉／雑音比、または複数／すべての共有チャネルにわたる平均の信号対干渉／雑音比のいずれかである、
請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
データフローｋの現在のバッファ状態を反映する前記メトリックが、式、
【数５】
2009506600.tif 000039
を使用して計算され、
ｊがデータフローのバッファ内のパケットのインデックスであり、ｊ＝１が、次にスケジューリングされるパケットを示しており、
ｆｊ，ｋが、ｊに関する単調減少関数
【数６】
2009506600.tif 000040
であり、
ｂｊ，ｋがパケットｊのサイズであり、
Ｊｓ，ｋが、
ｉ）適応変調・符号化の現在の設定に従ったときの、時刻ｔｎにおいてフローｋに対してサブチャネルｓにおいて潜在的に達成可能な瞬間的なデータレートに従って、共有チャネルｓにおいて時刻ｔｎに送信できるフローｋのパケット数、に等しいかそれより小さい値、または、
ｉｉ）フローｋのバッファ内の総パケット数、
のいずれかであり、
Ｂｋが
【数７】
2009506600.tif 000041
として定義され、
ｇｊ，ｋ（ｔｎ）がフローｋにおけるパケットｊの待機時間である、
請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
【数８】
2009506600.tif 000042
【数９】
2009506600.tif 000043
【数１０】
2009506600.tif 000044
【数１１】
2009506600.tif 000045
であり、
パラメータの設定が、
δ＝γ＝１，…，６
α＝β＝１，…，６
である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
【数１２】
2009506600.tif 000046
【数１３】
2009506600.tif 000047
【数１４】
2009506600.tif 000048
【数１５】
2009506600.tif 000049
であり、
パラメータの設定が、
δ＝γ＝１，…，６
α＝１，…，６
β＝１
である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
【数１６】
2009506600.tif 000050
【数１７】
2009506600.tif 000051
【数１８】
2009506600.tif 000052
【数１９】
2009506600.tif 000053
であり、
パラメータの設定が、
δ＝γ＝１，…，６
α＝１，…，６
β＝１
である、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
【数２０】
2009506600.tif 000054
である、請求項９から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
【数２１】
2009506600.tif 000055
である、請求項９から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
命令を格納しているコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令が無線通信システムの基地局または移動局のプロセッサにおいて実行されたとき、それに起因して、前記プロセッサが、請求項１から１３のいずれかに記載の方法を実行する、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１５】
フレームの時間間隔にてデータパケットを送信し、かつ適応変調・符号化を適用する無線通信システムの送信装置であって、
データフローと共有チャネルとのすべての組合せの少なくとも一部について、仮想リンクアダプテーションパラメータを、前記各共有チャネルからの状態情報に基づいて、かつ、前記各データフローのサービス品質要件に基づいて、求めるように構成されている仮想リンクアダプテーション手段と、
データフローと共有チャネルとの前記組合せの潜在的なデータレートを、前記仮想リンクアダプテーションパラメータに基づいて計算する手段と、
スケジューラと、を備えており、
前記スケジューラは、
ｉ）データフローと共有チャネルとの前記組合せの優先度値を、前記潜在的なデータレートに基づいて、式、
【数２２】
2009506600.tif 000056
を使用して計算するステップであって、
ｓが共有チャネルを表しており、ｋがデータフローを表しており、ｔｎが特定のフレームを表しており、
Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおける共有チャネルｓにおけるデータフローｋの前記計算される優先度値であり、
Ｄｋが、データフローｋのサービス品質要件に依存する値であり、
Ｓｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおけるフローｋの重みであり、
Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）が、データフローｋの現在のバッファ状態を反映するメトリックであり、
Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）が、共有チャネルｓにおけるデータフローｋの、ステップｂ）において計算された現在の潜在的なデータレートを反映するメトリックである、ステップと、
ｉｉ）前記共有チャネルの少なくとも一部について、１つのフレームの前記時間間隔中に前記共有チャネルにおいてデータを送信するデータフローを、前記優先度値に基づいて選択するステップと、
を実行するように構成されている、送信装置。
【請求項１６】
前記スケジューラが、１つのフレームの前記時間間隔中に前記共有チャネルにおいてデータを送信するデータフローとして、最も高い優先度値を有するデータフローを選択するように、さらに構成されている、請求項１５に記載の送信装置。
【請求項１７】
無線通信システムの基地局であって、請求項１５または１６に記載の送信装置を備えている、基地局。
【請求項１８】
無線通信システムの移動局であって、請求項１５または１６に記載の送信装置を備えている、移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの送信器と少なくとも１つの受信器との間でのデータの通信に関する。本発明は、特に、移動通信システムや衛星通信におけるように、時間変動チャネルもしくは周波数変動チャネル、またはその両方（time-variant and/or frequency-variant channel）を通じてデータが送信される通信システムに適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
以下の説明では、ダウンリンク送信を中心に説明するが、一般性を失うことなく、アップリンク送信にも有効である。
【０００３】
ダイナミックチャネル割り当て（ＤＣＡ）
ダイナミックチャネル割り当て（ＤＣＡ）方式を採用する無線通信システムにおいては、無線インタフェースリソースのうちの少なくとも一部が複数の異なるユーザ（移動局）に動的に割り当てられる。Ｒ．ｖａｎ  Ｎｅｅ、Ｒ．Ｐｒａｓａｄの「OFDM for Wireless Multimedia Communications」（Artech House, ISBN 0 89006 530 6、２０００年、ｐ．２１３〜２２８）と、Ｈ．Ｒｏｈｌｉｎｇ、Ｒ．Ｇｒｕｎｈｅｉｄの「Performance of an OFDM-TDMA mobile communication system」（Proc. IEEE Vehicular Technology Conf. (VTC’96)、ジョージア州アトランタ、ｐ．１５８９〜１５９３、１９９６年）を参照されたい。これらの動的に割り当てられるリソースは、通常では共有物理チャネル（Shared Physical Channel）によって定義され、共有物理チャネルは、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムにおける１つまたは複数の一連の符号、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムにおける１つまたは複数の一連のサブキャリア（サブチャネル）、あるいは、直交周波数符号分割多元接続（ＯＦＣＤＭＡ）または複数搬送波符号分割多元接続（ＭＣ  ＣＤＭＡ）システムにおけるこれらの組合せに相当する。
【０００４】
本明細書の説明においては、サブチャネルは、少なくとも１つのサブキャリアを含んでいるものとし、サブチャネルに属すサブキャリアは、互いに隣接するように選択する、または、送信帯域幅上に分散させることができる。サブチャネルあたりのサブキャリアの数は、サブチャネルによって異なっていることができる、もしくは動的に構成する、またはその両方とすることができる。
【０００５】
図１および図２は、それぞれ、単一の共有物理チャネルおよび複数の共有物理チャネルを有するシステムにおけるＤＣＡ方式を示しており、ＰＨＹフレームは、いわゆるスケジューラ（ＰＨＹ／ＭＡＣスケジューラ）がＤＣＡを実行するうえでの単位である。
【０００６】
複数共有チャネルのシステムは、１つの共有チャネルが複数のサブチャネル（リソース）から成る単一共有チャネルのシステムとみなすこともできることに留意されたい。この場合、複数のユーザ（移動局）を同じ共有チャネルに一度に割り当てることはできるが、異なるサブチャネルに一度に割り当てることはできない。
【０００７】
図１は、４つの移動局Ｕ１，．．．，Ｕ４のデータが１つの共有物理チャネル１０２を通じて送信される構造を示している。矢印１０１は時間軸を表している。ボックス１０３〜１０８はＰＨＹフレームを表しており、この場合、説明上の例として、フレーム１０６は第１の移動局のデータを搬送し、フレーム１０３は第２の移動局のデータを搬送し、フレーム１０４および１０８は第３の移動局のデータを搬送し、フレーム１０５および１０７は第４の移動局のデータを搬送する。この例においては、周波数分割または符号分割デュプレックスシステムを示してあり、図示した共有物理チャネル用に１つのリソース／サブチャネル（すなわち周波数帯または符号）が継続的に利用可能である。アップリンクＰＨＹチャネルとダウンリンクＰＨＹチャネルとが１つの周波数または符号を共有するＴＤＤの場合、反対方向へのチャネル送信時に対応して、１つのチャネルのフレームの間またはフレーム内にギャップが存在する。この場合についても、以下のすべての説明は同様に適用可能である。
【０００８】
図２は、４つの移動局に指定されているデータを、Ｎ個の共有物理チャネル２０２〜２０５によって送信する場合を示している。矢印２０１は時間軸を表している。列２３０〜２３５は、すべてのチャネルの時間単位としてのＰＨＹフレームを表している。ボックス２０６〜２２９は、ＰＨＹチャネルおよびＰＨＹフレームによって定義されるデータ単位を表している。例えば、ボックス２０６〜２１１の中のデータはＰＨＹチャネル１を通じて送信され、ボックス２０６，２１２，２１８，２２４の中のデータはフレーム２３０において送信される。提示した例においては、データユニット２０８，２１２，２２０，２２１，２２３，２２５，２２７は第１の移動局Ｕ１のデータを搬送し、２０６，２０７，２１５，２１７，２２６，２２８は第２の移動局Ｕ２のデータを搬送し、２０９，２１０，２２４，２２９は第３の移動局Ｕ３のデータを搬送し、２１１，２１３，２１４，２１６，２１８，２１９，２２２は第４の移動局Ｕ４のデータを搬送する。
【０００９】
第三世代ＣＤＭＡ移動通信システムにおいては、３ＧＰＰ（ＵＭＴＳ）規格のＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス：High Speed Downlink Packet Access）（3GPP, Technical Specification 25.308; High Speed Downlink Packet Access (HSDPA); Overall description; Stage 2, v. 5.3.0、２００２年１２月）と、３ＧＰＰ２  ＣＤＭＡ  ２０００規格のＨＤＲ（High Data Rate)(ＱＵＡＬＣＯＭＭ社の「1xEV: 1x Evolution IS-856 TIA/EIA Standard - Airlink Overview」（http://www.qualcomm.comから入手可能））によって、パケットベースのＤＣＡが導入されている。
【００１０】
リンクアダプテーション（ＬＡ）手法
ＤＣＡの恩恵を利用するため、通常では、適応変調・符号化（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）やハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Hybrid Automatic Repeat reQuest）などのリンクアダプテーション（ＬＡ）手法と組み合わせる。
【００１１】
適応変調・符号化（ＡＭＣ）
適応変調・符号化（ＡＭＣ）を採用する場合、スケジューリング対象のユーザのＰＨＹフレームにおけるデータレートが、ＭＣＳ（変調・符号化方式：Modulation and Coding Scheme）を変更することにより、各リンクの瞬間的なチャネル品質に応じて動的に適合化される。当然ながら、この方式では、各受信器へのリンクのチャネル品質を送信器側で推定することが要求される。ＡＭＣの詳細については、上に引用したＨ．Ｒｏｈｌｉｎｇ、Ｒ．Ｇｒｕｎｈｅｉｄの論文、上に引用した３ＧＰＰ  ＴＳ２５．３０８仕様書、Ａ．Ｂｕｒｒの「Modulation and Coding for Wireless Communications」（Pearson Education, Prentice Hall, ISBN 0 201 39857 5、２００１年ｐ．２５５〜２６７）、Ｃ．Ｙ．Ｗｏｎｇ、Ｒ．Ｓ．Ｃｈｅｎｇ、Ｋ．Ｂ．Ｌｅｔａｉｅｆ、Ｒ．Ｄ．Ｍｕｒｃｈの「Multiuser OFDM with Adaptive Subcarrier, Bit, and Power Allocation」（IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 17、Ｎｏ．１０、１９９９年１０月）を参照されたい。
【００１２】
ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）
ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）方式は、ＭＣＳレベルの選択に起因するＰＨＹフレームの誤り率（例えば、チャネル品質の間違った推定による誤り率、特定のチャネル品質に対して選択されるＭＣＳレベルに固有な誤り率）に対処する目的で、次の層（またはサービス／アプリケーション）に供給されるデータ／パケットの損失率（再送信後に残るＰＨＹフレーム誤り率）を制御するために使用される。上に引用したＨ．Ｒｏｈｌｉｎｇ、Ｒ．Ｇｒｕｎｈｅｉｄの論文、Ｓ．Ｋａｌｌｅｌの「Analysis of a type II hybrid ARQ scheme with code combining」（IEEE Transactions on Communications, Vol.38, No. 8、１９９０年８月）、Ｓ．Ｌｉｎ、Ｄ．Ｊ．Ｃｏｓｔｅｌｌｏ  Ｊｒ．の「Error Control Coding: Fundamentals and Applications」（Prentice-Hall、１９８３年、ｐ．４５８〜４９７）、Ｓ．Ｌｉｎ、Ｄ．Ｊ．Ｃｏｓｔｅｌｌｏ、Ｍ．Ｊ．Ｍｉｌｌｅｒの「Automatic repeat request error control schemes」（IEEE Commun. Mag., vol. 22, No.12、ｐ．５〜１７、１９８４年１２月）を参照されたい。
【００１３】
スケジューラ
ＤＣＡおよびＬＡ（ＡＭＣもしくはＨＡＲＱ、またはその両方）を利用するシステムにおいては、どのリソースをどの移動局に割り当てるかを、ＭＡＣ／ＰＨＹスケジューラというエンティティが決定する。一般に使用されている方法では、集中型スケジューリングを使用し、この場合、スケジューラは送信器（ダウンリンクの場合には基地局）に配置される。
【００１４】
スケジューラの一般的な目的は、ユーザ間の公平性を達成する、システムのスループットを最大にする、スケジューリング対象の移動局に提供されるアプリケーション／フローのサービス品質（ＱｏＳ）要件（例：遅延、データレート、損失率、ジッタ）を満たす、のうちの少なくとも１つである。
【００１５】
プロポーショナルフェア（ＰＦ：Proportional Fair）スケジューラ
プロポーショナルフェアスケジューラ（例えば、Ｊ．Ｍ．Ｈｏｌｚｍａｎの「Asymptotic analysis of proportional fair algorithm」（Proc. IEEE PIMRC 2001、カリフォルニア州サンディエゴ、ｐ．Ｆ３３〜Ｆ３７、２００１年１０月）を参照）は、定義されているタイムウインドウ内での各ユーザに送信される平均データレートを維持し、複数の異なるユーザに提供される平均的なチャネル条件に対する瞬間的なチャネル条件の比（または平均データレートに対する瞬間的な可能なデータレートの比）を調べ、比が最大であるユーザを選択する。このスケジューラでは、ラウンドロビンスケジューリングと比較してシステムのスループットが高まる一方で、割り当てられるリソースに関する長期的な公平性が維持される。従来のプロポーショナルフェア（ＰＦ）スケジューラの実施形態は以下のように機能する。
【００１６】
・  各スケジューリング時刻ｔｎにおける特定の共有物理チャネル（例：図１によるＰＨＹフレーム）について、各移動局ｍの優先度関数Ｐｍ（ｔｎ）を次のように計算する。
【数１】
2009506600.tif 000003
この式において、ｔｎは時間インデックス（ｎ番目のＰＨＹフレーム／時間スロット）を表し、ＤＲＣｍ（ｔｎ）は、ＡＭＣに従ったときの時刻ｔｎにおける移動局ｍの潜在的に達成可能なデータレートを表しており（一般的には、移動局からのＳＩＲフィードバックか、基地局における、リンクの既知／推定ＳＩＲ値のいずれかを使用して計算される）、Ｒｍ（ｔｎ）は、時刻ｔｎまでの（通常はタイムウインドウ化される）その移動局に提供される平均レートを表している。
【００１７】
・  現在のフレームにおいて、優先度Ｐｍ（ｔｎ）が最大である移動局ｍ＊をスケジューリングする。
【数２】
2009506600.tif 000004
【００１８】
ＰＦスケジューラはピーク方式（riding-on-peak）スケジューラとも呼ばれ、なぜなら、移動局の瞬間的なチャネル条件がピークである場合に優先的に移動局をスケジューリングするためである。一般的な想定として、システム内のすべての移動局はチャネル統計値が類似しているものとする。ＰＦスケジューラは、長期ベースで公平性を維持するが、短期ベースでは不公平なことがある。
【００１９】
係数αおよびβを導入することによって、ＰＦスケジューラを一般化することができる。これにより、公平性とシステムのスループットパフォーマンスとの間の妥協点を調整することができる。この場合、スケジューリングする移動局ｍ＊の選択は、以下のように行われる。
【数３】
2009506600.tif 000005
この式において、αおよびβは一般に負でない。
【００２０】
αおよびβの以下の組合せは特殊な場合を表している。
・  α＝１∧β＝１：従来のＰＦスケジューラ（式１および式２を参照）
・  α＝１∧β＝０：最大レート（ＭＲ）スケジューラ。最大レートを達成できる移動局をスケジューリングする
・  α＝０∧β＝１：移動局に供給されるデータレートに関して公平なスケジューラ（無線インタフェースリソースに関しては公平ではない）
【００２１】
（一般化された）ＰＦスケジューラでは、ＱｏＳ要件が考慮されない。
【００２２】
次のセクションでは、ＰＨＹチャネル状態とＱｏＳ要件とを考慮するスケジューリング方法について説明する。
【００２３】
Ｍ−ＬＷＤＦおよび「指数規則」のスケジューラ
Ｍ−ＬＷＤＦ（Modified-Largest Weighted Delay First）（Ｍ．Ａｎｄｒｅｗｓらの「Providing quality of service over a shared wireless link」（IEEE Commun. Mag.、ｐ．１５０〜１５４、２００１年２月）を参照）と、「指数規則」（Ｓａｎｊａｙ  Ｓｈａｋｋｏｔｔａｉ、Ａｌｅｘａｎｄｅｒ  Ｌ．Ｓｔｏｌｙａｒの「Scheduling Algorithms for a Mixture of Real-Time and Non-Real Time Data in HDR」（Technical Report, University of Illinoisat Urbana-Champaign, BellLaboratories, Lucent Technologies）を参照）は、ＱｏＳを効率的にサポートすると同時に、ＨＤＲのための無線インタフェースを効率的に利用するスケジューリング方法であり、この場合、一度に１人のユーザのみがデータを受信するものと想定し、すなわち、単一の共有物理チャネル１０２を想定する。
【００２４】
図３は、Ｍ−ＬＷＤＦおよび「指数規則」のスケジューラのブロック図を示している。物理層／メディアアクセス制御（ＭＡＣ）層スケジューラ３００におけるユニット３０１は、ＡＭＣユニット３０５における適応変調・符号化を採用している共有物理チャネル１０２を通じて送信するパケットとして、ユーザｍ＝１，．．．，Ｍに対応するキュー３０２，．．．，３０４のパケットを選択する。ユニット３０６は、項Ｗｍ（ｔｎ）、またはＷｍ（ｔｎ）に依存する指数規則項を計算する。これらの項はキューの状態を反映している。ユニット３０７は、ユーザｍの潜在的なデータレートＤＲＣｍ（ｔｎ）と、平均データレートＲｍ（ｔｎ）とを計算する。これらの値は、Ｍ人のユーザの実際のチャネル状態ＳＩＲｍ（ｔｎ）を反映している。ユニット３０１は、各フレームｔｎにおける各ユーザｍの優先度関数を、Ｗｍ（ｔｎ）または指数規則項と、Ｒｍ（ｔｎ）との両方とに基づいて計算し、優先度関数値が最大であるキューのＨＯＬパケット（行頭（Head-Of-Line）：キュー内の次のパケットであり、一般には遅延が最大であるパケット）を、送信する次のパケットとしてスケジューリングする。
【００２５】
Ｍ−ＬＷＤＦを採用しているシステム内のユーザ（移動局）がＭ人である場合、スケジューリングの各瞬間ｔｎにおいて、次のように、優先度関数が最大であるユーザｍ＊を送信対象として選択する。
【数４】
2009506600.tif 000006
【数５】
2009506600.tif 000007
上式において、ＤＲＣｍ（ｔｎ）は、時刻ｔｎにおけるユーザｍの利用可能なデータレートを表しており（ＰＦスケジューラの場合の式１〜式３と同じ）、Ｗｍ（ｔｎ）は、ユーザｍに提供されるフローのＨＯＬパケットの遅延を表している。フローによっては、ＨＯＬパケットの遅延Ｗｍ（ｔｎ）を、送信バッファ内のパケットキュー長を表すパラメータＱｍ（ｔｎ）に置き換えることができる（上に引用したＭ．Ａｎｄｒｅｗｓらの論文を参照）。
【００２６】
式４から理解できるように、優先度関数は、ユーザの現在のチャネル状態（潜在的なデータレートＤＲＣｍ（ｔｎ）に反映される）と、パケットキューの現在の遅延／バッファ状態と、値γｍとに依存する。このように、Ｍ−ＬＷＤＦスケジューラでは、ＰＨＹの条件とＱｏＳ要件とを考慮する。
【００２７】
上に引用したＭ．Ａｎｄｒｅｗｓらの論文によると、Ｍ−ＬＷＤＦの好ましい実施形態（ソリューション）では、
【数６】
2009506600.tif 000008
である。この式において、Ｒｍ（ｔｎ）はユーザｍの平均データレートであり、Ｔｍはユーザｍの遅延しきい値、δｍは遅延しきい値を超える最大確率（静的ＱｏＳ要件）を表しており、すなわち、これらはＱｏＳ要件（Ｗｍはパケット遅延を表す）
【数７】
2009506600.tif 000009
を表している。従って、式４は次のようになる。
【数８】
2009506600.tif 000010
Ｍ−ＬＷＤＦスケジューラについてのさらなる詳細（例えばトークンバケットアルゴリズムとの可能な組合せなど）は、上に引用したＭ．Ａｎｄｒｅｗｓらの論文に記載されている。Ｍ−ＬＷＤＦスケジューラについては、欧州特許出願公開第１１３０８７２号明細書にさらに記載されている。
【００２８】
「指数規則」スケジューラの場合、単にＨＯＬパケット遅延Ｗｍ（ｔｎ）が指数項に置き換わるように式４を修正する（上に引用したＳｈａｋｋｏｔｔａｉ、Ｓｔｏｌｙａｒの論文を参照）。従って、優先度関数は次のようになる。
【数９】
2009506600.tif 000011
この式において、
【数１０】
2009506600.tif 000012
である。
また、この式において、γｍおよびｐｍは一連の正の定数である。
【００２９】
「指数規則」スケジューラをさらに修正したバージョンは、Ｋａｐｓｅｏｋ  Ｃｈａｎｇ、Ｙｏｕｎｇｎａｍ  Ｈａｎの「QoS-based adaptive scheduling for a mixed service in HDR system」（PIMRC 2002, vol. 4、ｐ．１９１４〜１９１８、２００２年９月）に記載されている。
【００３０】
なお、上述したＭ−ＬＷＤＦベースのスケジューラにおいては、ＰＨＹ依存項（ＤＲＣｍ（ｔｎ）およびＲｍ（ｔｎ））とＱｏＳ項（Ｍ−ＬＷＤＦの場合にはＷｍ（ｔｎ））は互いに依存せず、独立して計算することができる。
【００３１】
通信システムにおけるトラフィックは増しており、サービス品質の需要も高まっているため、高い無線インタフェース効率を提供し、必要なＱｏＳをより良好に満たす改良されたスケジューリングアルゴリズムの強い要求が存在している。さらには、複数の共有チャネル構成をサポートするスケジューリングアルゴリズムの要求が存在している。
【発明の開示】
【００３２】
本発明の目的は、上述した要求に応えることである。この目的は、請求項１による方法と、請求項１４によるコンピュータ可読記憶媒体と、請求項１５による送信装置と、請求項１７による基地局と、請求項１８による移動局とによって達成される。有利な実施形態は従属請求項の主題である。
【００３３】
本発明は、Ｍ−ＬＷＤＦおよび「指数規則」のパケットスケジューラの優先度関数よりも改良された新しい優先度関数を定義する。
【００３４】
開示する優先度関数は、以下の特徴、
■  チャネル依存型のスケジューリングをすること
■  フローとユーザを個別に扱うこと
■  （Ｍ−ＬＷＤＦおよび「指数規則」の場合のＨＯＬパケットのみならず）フローごとの送信すべき複数の保留中パケット（pending packet）の遅延を考慮すること
■  公平性、スループット、ＱｏＳ要件の達成、およびフロー特性を最適化し得ること
■  複数のフローを同時に処理し得ること
を提供する。
【００３５】
１つの態様においては、本発明は、フレームの時間間隔にてデータパケットを送信し、かつ適応変調・符号化を適用する無線通信システムにおいて、複数のデータフローを複数の共有チャネルにスケジューリングする方法を提供する。この方法は、データフローと共有チャネルとのすべての組合せの少なくとも一部について、仮想リンクアダプテーションパラメータを、各共有チャネルからの状態情報に基づいて、かつ、各データフローのサービス品質要件に基づいて、求めるステップと、データフローと共有チャネルとの組合せの潜在的なデータレートを、仮想リンクアダプテーションパラメータに基づいて計算するステップと、データフローと共有チャネルとの組合せの優先度値を、潜在的なデータレートに基づいて、
【数１１】
2009506600.tif 000013
を使用して計算するステップであって、ｓが共有チャネルを表しており、ｋがデータフローを表しており、ｔｎが特定のフレームを表しており、Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおける共有チャネルｓにおけるデータフローｋの計算される優先度値であり、Ｄｋが、データフローｋのサービス品質要件に依存する値であり、Ｓｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおけるフローｋの重みであり、Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）が、データフローｋの現在のバッファ状態を反映するメトリックであり、Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）が、共有チャネルｓにおけるデータフローｋの現在の潜在的なデータレートを反映するメトリックである、ステップと、を含んでいる。この方法は、共有チャネルの少なくとも一部について、１つのフレームの時間間隔中に共有チャネルの一部のそれぞれにおいてデータを送信するデータフローを、優先度値に基づいて選択するステップ、をさらに含んでいる。
【００３６】
本発明の別の態様においては、コンピュータ可読記憶媒体が命令を格納しており、命令が無線通信システムの基地局のプロセッサにおいて実行されたときに、それに起因して、プロセッサが、上述した方法を実行する。
【００３７】
本発明のさらなる態様は、フレームの時間間隔にてデータパケットを送信し、かつ適応変調・符号化を適用する無線通信システムの基地局を提供する。この基地局は、データフローと共有チャネルとのすべての組合せの少なくとも一部について、仮想リンクアダプテーションパラメータを、各共有チャネルからの状態情報に基づいて、かつ、各データフローのサービス品質要件に基づいて、求めるように構成されている仮想リンクアダプテーション手段と、データフローと共有チャネルとの組合せの潜在的なデータレートを、仮想リンクアダプテーションパラメータに基づいて計算する手段と、データフローと共有チャネルとの組合せの優先度値を、潜在的なデータレートに基づいて、
【数１２】
2009506600.tif 000014
を使用して計算するように構成されているスケジューラであって、ｓが共有チャネルを表しており、ｋがデータフローを表しており、ｔｎが特定のフレームを表しており、Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおける共有チャネルｓにおけるデータフローｋの計算された優先度値であり、Ｄｋが、データフローｋのサービス品質要件に依存する値であり、Ｓｋ（ｔｎ）が、フレームｔｎにおけるフローｋの重みであり、Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）が、データフローｋの現在のバッファ状態を反映するメトリックであり、Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）が、共有チャネルｓにおけるデータフローｋの現在の潜在的なデータレートを反映するメトリックである、スケジューラと、を備えている。スケジューラは、共有チャネルの少なくとも一部について、１つのフレームの時間間隔中に共有チャネルにおいてデータを送信するデータフローを、優先度値に基づいて選択するように、さらに構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
添付の図面は、本発明の原理を説明する目的で、本明細書に組み込まれておりその一部を形成している。これらの図面は、本発明を構築および使用する方法の図解および説明した例に本発明を制限するようには解釈されないものとする。さらなる特徴および利点は、添付の図面に図解してある、本発明の以下のさらに具体的な説明から明らかになるであろう。
【００３９】
以下では、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。同様の要素および構造は、同様の参照数字によって表してある。
【００４０】
図４は、欧州特許出願第０４０１３４９５．９号および第０４０１３４９４．２号と、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１３７７６およびＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１３７７７に定義されている、本発明において使用できる単純化されたスケジューラアーキテクチャを示している。
【００４１】
図４の例においては、フロー（キュー）４０１〜４０５のそれぞれは、１つだけのＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリのパケットのみを含んでいる。これにより、仮想リンクアダプテーションユニット４０６および優先度計算ユニット４０７からパケット関連情報へのアクセスが単純なものとなり、単純なＦＩＦＯ（「先入れ先出し」）バッファ機能が達成され、なぜなら、サブチャネル（共有物理チャネル）スケジューラ４０８は、選択されるＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリのキューに最初に入れられたパケット（行頭「ＨＯＬ」パケット）を必ず最初に取り出すことができるためである。
【００４２】
前述したように、この種類のシステムはＡＲＱ機能も実施している。すなわち、いくつかのパケットを再送信する必要があり得る。これらのパケットは、開示するコンセプトとは個別に扱うことができ、または単純に、送信されていないデータと同じように扱うことができる。この場合、ＡＲＱプロトコルの影響も含まれ、例えば、送信キュー内のいくつかのパケットについては、ＡＲＱフィードバックを待機しているため、スケジューリングにおいて利用可能でないことがある。ＡＲＱは開示するコンセプトの目的ではないため、以下ではＡＲＱの機能／影響については省略する。
【００４３】
仮想リンクアダプテーションユニット４０６は、スケジューリングメトリックのための基礎情報として、サービスカテゴリと物理チャネルの組合せの少なくともいくつかについて、潜在的なデータレートに関する情報を計算する。これらの値の計算は、サブチャネルの状態に関する情報（例：信号対雑音比、送信損失）（矢印４０９）と、フローのバッファ状態（矢印４１０）とに基づく。特定の物理データレートにおいて完全なフレームを埋めるだけの十分なデータがバッファに存在しない場合、サブチャネルから得ることのできる潜在的なデータレートの上限をバッファ状態によって設定することができる。サブチャネルに関する状態情報またはチャネル品質情報は、データの受信者（すなわちユーザ１および２の移動局）から受け取ることができ、または、送信器側がチャネル推定によって測定することができる。サブチャネルとＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリの組合せのそれぞれについて、達成可能なデータレートが計算され、これは有利である。
【００４４】
達成可能なデータレートは、送信パラメータ（例えば、前方誤り訂正の符号化レートおよび方式、変調方式、電力制御、ＨＡＲＱ方式、冗長性バージョンの選択）に依存するため、データレートを計算するための入力としてこれらの値を想定する必要がある。従って、仮想リンクアダプテーションユニット４０６は、これらの想定も行い、本文書では、この処理をその推測的な特性から「仮想リンクアダプテーション」と呼ぶ。関連する情報のすべてを優先度値計算ユニット４０７に渡すことができる（矢印４１１）。
【００４５】
サブチャネルスケジューラ４０８は、スケジューリングメトリックのための基礎情報として、サブチャネル２０２〜２０５とＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリとの組合せのそれぞれの優先度情報を、優先度値計算ユニット４０７から受け取る。この優先度の計算は、そのサービスカテゴリに属す、バッファ内のデータを配信するうえでの期限（due time）から、実際の時間（「存続時間」（“time to live”））を減じた差異に基づくことができる。あるいは、この優先度の計算は、望ましい送信データレートと近い過去における実際の送信レートとの比に基づくことができる。優先度の計算が、１つのＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリの中でデータパケットによって異なりうる特性に基づく場合、カテゴリ内のバッファリングされているすべてのパケットの最悪の値を求めて、優先度値の計算に使用することができる。
【００４６】
優先度値は、仮想リンクアダプテーションユニット４０６からの入力にも依存させることができる。すべてのＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリについて、同じアルゴリズムを使用して優先度値を計算することができる。あるいは、各ＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリにおいて最も重要であるパラメータに応じて、ＱｏＳクラスまたはサービスカテゴリごとに異なるアルゴリズムを使用して計算することができる。そのようなパラメータとしては、必要なデータレートまたは実際のデータレート、必要なパケット誤り率または実際のパケット誤り率、必要なパケット遅延または実際のパケット遅延が挙げられる。別の代替形態としては、ＱｏＳクラスの固定優先度またはサービスカテゴリの固定優先度を表す固定値、あるいはユーザ依存値を表す固定値を、優先度値として使用する、または優先度値を計算するための係数として使用することができる。
【００４７】
スケジューラは、優先度計算ユニット４０７から入力される情報に基づいて、好ましくは各フレームについて、サブチャネル４１２〜４１５のそれぞれのスケジューリングメトリックを計算する。スケジューラは、このスケジューリングメトリックに基づいて、処理するデータフローを選択し、選択したデータフロー（キュー）からのデータを共有サブチャネルにマッピングする。共有チャネルのコンセプトに従うと、任意のフロー（図４におけるキュー４０１〜４０５）からのデータを、任意の共有ＰＨＹチャネル４１２〜４１５にマッピングすることができる。しかしながら、１つのＰＨＹフレームの中では、１つのサービスカテゴリからのデータを必ず１つのサブチャネルにマッピングすることが好ましい。これにより、サブチャネルスケジューラ４０８から受け取るデータブロックの符号化および変調を実行するＡＭＣユニット４１６〜４１９において、ＱｏＳ要件に従ったリンクアダプテーションを行うことができる。
【００４８】
サブチャネルスケジューラ４０８は、マッピングの決定に基づいて、物理データブロックにまとめるパケットを指定されたデータフローから集め、スケジューリングしたデータブロックをＡＭＣユニット４１６〜４１９に渡す。ＡＭＣユニット４１６〜４１９は、適切に処理するための送信パラメータ情報をさらに受け取る。このことはさまざまな方法で達成できるが、いずれの場合にも、共有物理チャネルそれぞれの実際のデータレートと、スケジューリングを決定するための基礎情報として仮想リンクアダプテーションによって計算されたデータレートとが整合する。
【００４９】
図５は、スケジューリングの各瞬間に実行されるスケジューラのアルゴリズムの単純化されたフローチャートを示している。
【００５０】
最初に、Ｓ５５０１において、「仮想リンクアダプテーション」ブロックが、スケジューリングする次の無線フレームについて、各サブチャネル４１２〜４１５における各フロー４０１〜４０５の潜在的なデータレートを計算する。フローの数Ｋは、ユーザの数Ｍとは異なっていてもよく、なぜなら、ユーザが一度にいくつかのフローを持つ、あるいは非アクティブである（フローを持たない）ことがあるためである。一般的には、Ｎ個の共有チャネル（例：ＯＦＤＭＡにおけるサブチャネル）が定義されている場合、「仮想リンクアダプテーション」ブロック４０６はＭ×Ｎ個のチャネル状態を受け取る。これらＭ×Ｎ個のチャネル状態をＫ×Ｎ個の潜在的なデータレートにマッピングし、この場合、ユーザ依存のチャネル状態からフロー依存のデータレートへのマッピング機能を、各フローのＱｏＳ要件に依存させることができる。
【００５１】
次に、Ｓ５５０２において、Ｋ×Ｎ個の優先度値を、「仮想リンクアダプテーション」ブロックからの入力と、フローのＱｏＳ要件とに基づいて計算する。
【００５２】
Ｓ５５０３において、共有チャネル（サブチャネル）スケジューラが、フローとサブチャネルの組合せのうち、現時点で優先度関数の値が最大である組合せを選択する。Ｓ５５０４において、選択したサブチャネルｓ＊を「予約済み」とマークし、このサブチャネルにはさらに割り当てることができない。さらに、割り当てられたフローのスケジューリング済みパケットをフローバッファから削除する（あるいはこれらのパケットを「スケジューリング済み」とマークすることができる）。
【００５３】
送信するデータが存在し（Ｓ５５０５）、割り当てることのできるサブチャネルが残っている（Ｓ５５０６）場合、Ｓ５５０７において、いま割り当てたフローの残りの（またはすべての）サブチャネルの優先度値を更新し、なぜなら、スケジューリング済みのパケットを削除することにより、潜在的なデータレートもしくは優先度値、またはその両方が変化しうるためである。
【００５４】
Ｓ５５０３の新しいインスタンスにおいて、フローとサブチャネルの次の組合せのうち、この時点で優先度関数の値が最大である組合せを選択するステップから割り当てを続行する。以降も同様である。
【００５５】
すべてのサブチャネルが割り当てられ、または送信するデータがなくなったとき、Ｓ５５０８において、ＡＭＣユニットが、割り当てられたサブチャネルについて、各フローのデータの変調および符号化を実行する。なお、このステップは、フローとサブチャネルの組合せを割り当てるたびに実行することもできる。
【００５６】
以下では、本スケジューリング方法の良好なパフォーマンスにとって不可欠な優先度関数の計算について説明する。
【００５７】
優先度関数の定義
１人のユーザに、ＱｏＳ要件の異なるいくつかのフローを一度に提供できる（１つのフローは、ＱｏＳ要件が類似するかまたは同じである複数の異なるアプリケーションからのデータを含んでいる）ものと想定し、提案するスケジューラは、優先度関数Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）を使用する。Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）は、サブチャネル（共有チャネル）インデックスとフローインデックスｋとに依存し、以下のように定義される。
【数１３】
2009506600.tif 000015
この式において、ｋは、いずれかのユーザｍに属すｋ番目のフローを表しており、ｓはサブチャネル（共有チャネル）インデックスを表している。
【００５８】
上の式は、以下のＱｏＳ、フロー、トラフィック負荷に関する項をさらに含んでいる。
Ｄｋ：フローｋのＱｏＳ要件を反映する静的メトリックを表している
Ｓｋ（ｔｎ）：フローｋの重みを表している
Ｇｋ（ｔｎ）：フローｋの現在のバッファ状態を反映するメトリックを表している
Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）：チャネル状態に依存する項であり、サブチャネルｓにおけるフローｋの現在の潜在的な（「仮想」）データレートを反映するメトリックを表している
【００５９】
図４および図５に示し、以下のセクションで説明するように、Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）の計算は、Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）を計算する前に実行する必要がある。
【００６０】
上の係数の定義について以下に説明する。
【００６１】
ＱｏＳ要件項Ｄｋ
Ｄｋは、以下の規則に従って定義することができる。
■  下式（Ｍ−ＬＷＤＦおよび「指数規則」のスケジューラを参照）。Ｔｋは、フローｋの遅延しきい値を表しており、εｋは、フローｋの、遅延しきい値を超える最大確率を表している。δは０以上の任意の実数である
【数１４】
2009506600.tif 000016
■  下式。Ｔｋはフローｋの遅延しきい値を表している。δは０以上の任意の実数である
【数１５】
2009506600.tif 000017
■  Ｄｋは無視することができ、すなわち、すべてのｋに対してＤｋ＝定数とすることができる
【００６２】
フロー重み項Ｓｋ（ｔｎ）
Ｓｋ（ｔｎ）は、以下の規則に従って定義することができる。
■  時間に依存しない値Ｓｋに単純化することができる。Ｓｋは特定のフローの重みを表す
■  Ｓｋ（ｔｎ）はトラフィック負荷に依存させることができ、例えば、制限的なＱｏＳ要件の場合にフローのトラフィック負荷が増すにつれてＳｋ（ｔｎ）を大きくする、もしくは、非制限的なＱｏＳ要件の場合にフローのトラフィック負荷が増すにつれてＳｋ（ｔｎ）を小さくする、またはその両方とすることができる
■  Ｓｋ（ｔｎ）は、フローが提供されるユーザのサブスクリプションのタイプに依存させることができる。例えば、いくつかのフロー／ユーザを、より高いサービス料金の支払いに基づいて優先させることができる
■  Ｓｋ（ｔｎ）を使用して、データとシグナリング情報とを区別することができる。すなわち、シグナリング情報が共有物理チャネルを通じて送られる場合に、Ｓｋ（ｔｎ）を使用して、シグナリングとデータの重みを制御することができる
■  Ｓｋ（ｔｎ）を使用して、フローによって要求される平均データレートに比例するメトリックを反映させることができる
■  Ｓｋ（ｔｎ）は無視することができ、すなわち、すべてのｔｎ，ｋに対してＳｋ（ｔｎ）＝定数
【００６３】
チャネル項Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）
Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）は、次の式に従って定義される。
【数１６】
2009506600.tif 000018
この式において、ＤＲＣｓ，ｋ（ｔｎ）は、ＡＭＣに従ったときの、時刻ｔｎにおいてフローｋに対してサブチャネルｓにおいて潜在的に達成可能な瞬間的なデータレートを表している（サブチャネルにマッピングするビットまたはパケットの数をこのデータレートから容易に計算することができる）。Ｒｋ（ｔｎ）は、フローｋの潜在的な（「仮想」）平均データレート（通常、いくつかのフレームにまたがってタイムウインドウ化されており、例えば、瞬間的な「仮想」データレートＤＲＣｓ，ｋ（ｔｎ）の移動平均または加重移動平均）を表しており、これは、プロポーショナルフェアスケジューラの場合の定義（Ｒｍ（ｔｎ）が実際の提供されるデータレートを表す）とは対照的である。
【００６４】
Ｒｋ（ｔｎ）は、サブチャネルｓの潜在的な（「仮想」）平均データレートを表す、または、複数／すべてのサブチャネルにわたり平均化される潜在的な（「仮想」）平均データレートを表すことができる。
【００６５】
ＤＲＣｓ，ｋ（ｔｎ）は、通常、既知、または推定される、またはシグナリングされるユーザチャネル状態から、探索テーブルを使用し、送信に利用可能なデータ量（送信バッファ状態）を考慮して求められる。なお、ＤＲＣｓ，ｋ（ｔｎ）は、同じユーザに属すフローごとに異なっていることができ、なぜなら、例えば達成可能なデータレートは、フローのＱｏＳ要件に応じて異なる値に設定される特定の誤り率に対して定義されるためであり、または、ＤＲＣｓ，ｋ（ｔｎ）は送信バッファ内の利用可能なデータによって制限されるためである。
【００６６】
あるいは、Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）を、次のようにチャネル状態（例：信号対干渉／雑音比（ＳＩＲ））によって直接的に定義することができる。
【数１７】
2009506600.tif 000019
この式において、平均化関数ａｖｒｇＳＩＲｋ（ｔｎ）は、式１０におけるＲｋ（ｔｎ）に類似して定義されており、すなわち、ａｖｒｇＳＩＲｋ（ｔｎ）は、サブチャネルｓの平均ＳＩＲを表す、またはすべてのサブチャネルにわたる平均データレートＳＩＲを表すことができる。
【００６７】
ＳＩＲｓ，ｋ（ｔｎ）の値が、フローｋの送信バッファ内の利用可能なパケットよりも多くのパケットを送信できる（より高いデータレート）ものである場合、送信バッファ内のパケットキューのサイズに従って実際に達成することのできるデータレートを表すＳＩＲが反映されるように、実際のＳＩＲｓ，ｋ（ｔｎ）値を小さくすることができる。
【００６８】
なお、Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）が式１１によって定義される場合、サブチャネルにマッピングされるビットまたはパケットの数も計算する必要がない（次セクションを参照）。
【００６９】
フローのバッファ状態項Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）
Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）は、次式に従って定義される。
【数１８】
2009506600.tif 000020
この式において、ｊ＝１は、行頭（ＨＯＬ）パケットを示しており、ｇｊ，ｋ（ｔｎ）は、フローｋの保留中のパケットｊの遅延／バッファ状態を反映しており、ｆｊ，ｋおよびｂｊ，ｋはパケットｊの重みを反映している。Ｂｋは、Ｊｓ，ｋパケットの総データサイズ（例：ビット単位）を反映するメトリックを表している。
【００７０】
ｆｊ，ｋは、ＨＯＬポジションに近いパケットの重みを増大させるための、ｊに関する単調減少関数である。
【数１９】
2009506600.tif 000021
【００７１】
この式を単純にする場合、ｆｊ，ｋを無視する、すなわちｆｊ，ｋ＝定数とすることができる。
【００７２】
ｂｊ，ｋは、パケットｊのサイズを反映する（例：ビット単位）。式を単純にする場合、またはパケットサイズが等しい場合、ｂｊ，ｋを定数とすることができる。
【００７３】
Ｂｋは、Ｊｓ，ｋパケットの総サイズを反映しており、すなわち、
【数２０】
2009506600.tif 000022
である。
【００７４】
ｇｊ，ｋ（ｔｎ）は次のように定義することができる。
■  下式。Ｗｊ，ｋ（ｔｎ）は、フローｋのパケットｊの待機時間を表している（Ｍ−ＬＷＤＦスケジューラを参照）
【数２１】
2009506600.tif 000023
または、
■  下式（「指数規則」スケジューラを参照）
【数２２】
2009506600.tif 000024
このとき
【数２３】
2009506600.tif 000025
【００７５】
Ｊｓ，ｋは次のように定義することができる。
■  下式。Ｎｓ，ｋは、式１０におけるＣｓ，ｋ（ｔｎ）の場合に与えられる瞬間的な「仮想」データレートＤＲＣｓ，ｋ（ｔｎ）に従ったときに時刻ｔｎにサブチャネルｓにおいて送信できるフローｋのパケット数を表している
【数２４】
2009506600.tif 000026
■  例えば複雑性の理由から、下式。
【数２５】
2009506600.tif 000027
■  Ｊｓ，ｋはフローｋのバッファ内の総パケット数
なお、特殊な場合として、パケットは１つのみのビットで構成することができる。
【００７６】
スケジューラの選択手順
先行技術と比較すると、開示するスケジューラは、ユーザ＊ｍを選択するのではなく、次の規則に従ってフローｋ＊をサブチャネルｓ＊に割り当てる（図５も参照）。
【数２６】
2009506600.tif 000028
なお、図５におけるフローチャートによると、複数の共有チャネル（複数のサブチャネル）の場合、フローとサブチャネルとのいくつかの組合せを選択する。次の選択のため、最後に割り当てられたフローの優先度関数Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）を更新する必要がある。１つの共有チャネルの場合には、選択を一度だけ実行する。
【００７７】
上に示したように、優先度関数Ｐｓ，ｋ（ｔｎ）は、係数Ｄｋ、Ｓｋ（ｔｎ）、Ｇｓ，ｋ（ｔｎ）、およびＣｓ，ｋ（ｔｎ）によって定義される。以下ではこれらの係数のいくつかの好ましい設定を示す。
【００７８】
第１の好ましい設定
【数２７】
2009506600.tif 000029
【数２８】
2009506600.tif 000030
【数２９】
2009506600.tif 000031
【数３０】
2009506600.tif 000032
パラメータの設定は以下のとおりである。
δ＝γ＝１，…，６
α＝β＝１，…，６
【００７９】
第２の好ましい設定
この設定においては、係数は第１の好ましい設定と同様に定義するが、式１１に定義されているチャネル項Ｃｓ，ｋ（ｔｎ）に対してＳＩＲ低減機能を使用する。
【００８０】
第３の好ましい設定
この設定においては、係数は第１の好ましい設定と同様に定義するが、チャネル項Ｃ（ｓ，）ｋ（ｔｎ）を次のようにデータレートに基づいて定義する。
【数３１】
2009506600.tif 000033
【００８１】
第４〜第７の好ましい設定
これらの設定においては、係数の定義は、
【数３２】
2009506600.tif 000034
を除いて、第１〜第３の好ましい設定と同じである。
【００８２】
開示したスケジューラのアルゴリズムは、キューサイズを制御する、すなわちキューサイズを安定化する目的で、レート制御方式（例：リーキー／トークンバケット）と組み合わせることができる。
【００８３】
さらに、共有物理チャネルにおけるパディングを避けるため、データフローパケットを分割する（segment）ことができる。
【００８４】
図６は、上述した方法を使用することのできる基地局１３００の構造を示している。この基地局はプロセッサ１３０１を備えており、このプロセッサは、データを処理し、プロトコル機能を実行し、基地局のコンポーネントを制御するように構成されている。このプロセッサは、１つ以上のプログラマブルなマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラと、データおよび命令を格納するためのメモリとを備えていることができる。本発明による本方法をプロセッサに実行させる命令は、不揮発性の半導体メモリ１３０６（例：読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）、フラッシュメモリ）に格納することができる。さらに、この命令は、プロセッサ１３０１の不揮発性メモリ１３０６に適切な読取り器１３０８を使用してダウンロードできるように、別のコンピュータ可読媒体１３０７（例：磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク）に格納することができる。プロセッサ１３０１は、ハードウェアロジック（固定またはフィールドプログラマブル）も備えていることができる。説明した方法およびその一部は、そのようなハードウェアロジックにおいて実行することもできる。ハードウェアおよびソフトウェアを組み合わせたさらなる実施形態も可能である。
【００８５】
さらに、基地局１３００は、移動局への無線接続を確立するための送信器１３０２および受信器１３０３と、無線ネットワークのコアネットワーク１３０５に直接的または他のデバイス（図示していない）を介して自身が接続するためのネットワークインタフェース１３０４とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】１つの共有物理チャネルに４つの移動局（Ｕ１〜Ｕ４）を多重化するＤＣＡの例を示している。
【図２】複数（Ｎ）の平行な共有物理チャネルに４つの移動局（Ｕ１〜Ｕ４）を多重化するＤＣＡの例を示している。
【図３】Ｍ−ＬＷＤＦおよび「指数規則」のスケジューラの概略図を示している。
【図４】説明する方法を実施することのできるスケジューラの概略図を示している。
【図５】説明するスケジューリングアルゴリズムのフローチャートを示している。
【図６】本発明を適用することのできる基地局の例示的な構造を示している。
【図１】
2009506600.tif 000057
【図２】
2009506600.tif 000058
【図３】
2009506600.tif 000059
【図４】
2009506600.tif 000060
【図５】
2009506600.tif 000061
【図６】
2009506600.tif 000062
【国際調査報告】
2009506600.tif 000063
2009506600.tif 000064
2009506600.tif 000065