(57)【要約】    【課題】      付加回路の増加を抑えつつ、処理負荷を分散させることで、消費電力及び回路規模を削減すること。    【解決手段】  ＨＳ−ＤＳＣＨ受信部７００は、Reordering用バッファ７１０、ＨＡＲＱ部７０１の処理負荷を検出する負荷予測部７０３、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２の処理負荷を検出する負荷検出部７０６を備え、負荷分散部７０５は、検出された処理負荷に基づいて、パケット用バッファ１１０からＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２へのデータ転送を遅らせ、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２にかかる負荷を分散する制御を行う。  【選択図】      図６
2006340169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットデータ並べ替え用バッファと、
前記バッファの前段に設けられ、処理結果を該バッファに出力する第１処理手段と、
前記バッファから出力されたデータを処理する第２処理手段と、
前記第１処理手段及び／又は前記第２処理手段の処理負荷を検出する負荷検出手段と、
検出された前記処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、前記バッファから前記第２処理手段へのデータ転送を遅らせ、前記第２処理手段にかかる負荷を分散する負荷分散手段と
を備えることを特徴とするパケット通信装置。
【請求項２】
前記負荷分散手段は、検出された前記処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、前記バッファから前記第２処理手段へのデータ転送を遅らせ、かつ、該許容処理負荷以下のレートで転送することを特徴とする請求項１記載のパケット通信装置。
【請求項３】
パケットデータ並べ替え用バッファと、
前記バッファの前段に設けられ、処理結果を該バッファに出力する第１処理手段と、
前記バッファから出力されたデータを処理する第２処理手段と、
前記第１処理手段及び／又は前記第２処理手段の処理負荷を検出する負荷検出手段と、
検出された前記処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、前記バッファから前記第２処理手段へ転送されるデータを間引き、前記第２処理手段にかかる負荷を分散する負荷分散手段と
を備えることを特徴とするパケット通信装置。
【請求項４】
前記負荷分散手段は、サービスの品質を示すＱｏＳ情報を用いて前記負荷分散を行うか否かを決めることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパケット通信装置。
【請求項５】
前記負荷検出手段は、前記バッファから前記第２処理手段にデータを転送したデータレートから処理負荷を検出することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のパケット通信装置。
【請求項６】
第１処理を行って処理結果をパケットデータ並べ替え用バッファに出力するステップと、
前記バッファから出力されたデータを処理するステップと、
前記第１処理及び／又は前記第２処理における処理負荷を検出するステップと、
検出された前記処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、前記バッファから出力されるデータ転送を遅らせる制御を行うステップと
を有することを特徴とするパケット通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）等の特にプロトコルスタックの下位レイヤにおいて、順序制御などのためにバッファが準備されるパケット通信装置及びパケット通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信システムの分野において、個別物理チャネル（ＤＰＣＨ：Dedicated Physical Channel）を用いて通信端末装置に伝送を行う通信方式以外に、高速大容量な下りチャネルを複数の通信端末装置が共有し、下り回線で高速パケット伝送を行うＨＳＤＰＡと呼ばれる通信方式が規格化されている。
【０００３】
無線通信は、伝搬状況がきわめて不安定であり、通信路容量は、時々刻々と大幅に変動する。ＨＳＤＰＡは、これを利用し、通信状況が良好なときに多値変調・低符号化率を用いて高速伝送を行うことで、ピークのスループット（Throughput）を向上させる技術である。
【０００４】
このようなＨＳＤＰＡシステムにおいて、基地局装置はＣＱＩ（Channel Quality Indicator：適応変調要求）と呼ばれる通信端末装置において復調可能なパケットデータの変調方式及び符号化率を示す信号を通信端末装置から送信してもらう。ＣＱＩを受信した基地局装置は、各通信端末装置から送られてきたＣＱＩを用いてスケジューリングを行うと共に最適な変調方式及び符号化率等を選択する。そして、基地局装置は、選択した変調方式及び符号化率等を用いて送信データを変調及び符号化し、スケジューリング結果に基づいて各通信端末装置へデータを送信するものである。これにより、電波伝搬環境に応じて伝送レートを適応的に変えるため、ＨＳＤＰＡはＤＰＣＨと比較して、大容量のデータを基地局装置から通信端末装置へ送信することができる。
【０００５】
また、このＨＳＤＰＡシステムにおいて、通信端末装置は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel(uplink) for HS-DSCH）に、ＨＳ−ＰＤＳＣＨ（High Speed Physical Downlink Shared Channel）と呼ばれる下りパケットを受信できたか否かを示すＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号やＣＱＩ信号を乗せて送信する（例えば、非特許文献１）。この方法では、ＨＳ−ＤＰＣＣＨはＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）やＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）とコード多重して送信される。
【０００６】
図１０は、ＨＳＤＰＡを適用する場合のユーザプレーンのプロトコル構成を示す図である。同図においては、移動局装置、基地局装置、及び基地局装置を統括する制御局装置に実装されるプロトコルが示されている。
【０００７】
図１０に示すプロトコルのうち、ＲＬＣ（Radio Link Control）は、非特許文献２に記載された選択再送型の再送制御プロトコルであり、移動局装置及び制御局装置に実装される。ＭＡＣ−ｈｓ（Medium Access Control used for high speed）は、下りデータ転送のスケジューリングやＨＡＲＱ（Hybrid-Automatic Repeat reQuest）による再送制御などの処理を行うプロトコルであり、移動局装置及び基地局装置に実装される。また、ＨＳ−ＤＳＣＨ  ＦＰ（High Speed-Downlink Shared Channel Frame Protocol）は、基地局装置と制御局装置との間のフロー制御を行うプロトコルであり、基地局装置及び制御局装置に実装される。移動局端末装置と基地局装置間は、無線区間（Ｕｕ）、基地局装置と無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）間は、有線区間（Ｉｕｂ／Ｉｕｒ）により送受信する。
【０００８】
図１１は、ＨＳＤＰＡのＭＡＣ−ｈｓ部の構成を示す図、図１２は、ＭＡＣ−ｈｓ部のより詳細な構成を示す図である。
【０００９】
基地局装置（以下、基地局と記載する）から送信された信号は、基地局及び移動局端末装置（以下、移動端末と記載する）間のインターフェイスである無線区間（Ｕｕ）を通じて、移動端末に伝送される。ＰＨＹ部では、無線受信、復調などの処理を行い、ＭＡＣ−ｈｓ部にデータを渡す。ＭＡＣ−ｈｓ部では、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）処理や、到着パケットを順序通りに並べるReordering処理が行われる。更にＭＡＣ−ｄ部でパケットを再構成し、その上位レイヤであるＲＬＣに渡され、さらにＲＲＣへと渡される。つまり、移動端末におけるＭＡＣ−ｈｓ部においては、パケットの再送などにより、到着する順序が入れ替わっても大丈夫なように、バッファを設け、並べ換える処理が必須となっている。
【００１０】
ここで、順序通りに到着したパケットについては、通常即刻上位レイヤであるＭＡＣ−ｄ部，ＲＬＣに渡される（TS 25.321）。ＭＡＣ−ｈｓ部から上位へ渡されるデータのサイズは可変である。一つのパケットのサイズは仕様上では０〜２７９５２であり、２ｍｓ毎に変化する。また、常にパケットが送られてくるわけではないので、いわゆるバースト的に変化することになる。
【００１１】
また、パケットが順序通りに到着しなかった場合は、Reordering用バッファに滞留され、順序が揃うまで待つ。図１２において、ＨＳＤＰＡのReordering queue distributionでは、Reordering用バッファに到着パケットを一時的に保存する。最大の待ち時間は、ＴＳＮ（Transmission Sequence Number）が一巡する間、もしくはタイマが満了するまでと規定されている（TS 25.321）。この並べ換えにより順序通りになったり、待ち時間の最大を超えた場合は、Reordering用バッファに滞留していた複数のパケットを、まとめて上位レイヤに渡す。図９の例では、図９（ａ）に示すようにPacket＃１が未到着であり、図９（ｂ）に示すようにPacket＃１が到着すると、上位レイヤ（ここでは、ＲＬＣ）にPacket＃７〜Packet＃１をまとめて一気に転送する。上位レイヤ（ＲＬＣ）から見れば、並べ換え中はパケットが来ず、並べ換え完了後に一気に多量のパケットが送られて来ることになり、順序通りにパケットが到着した場合に比べて、更にバースト的になる。
【００１２】
また、バースト的な負荷を分散・平均化するためには、例えば特許文献１パケットのフロー制御が一般的に用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】「3GPP, TS 25.213 V5.3.0 4.2.1」
【非特許文献２】「3GPP, TS 25.306 V5.5.0 5.1」
【特許文献１】特開２００２−１７１５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、このような従来のパケット通信装置にあっては、処理すべきデータ量が大きく変動するため、ピークのデータ量を処理するためには、高速処理が必要になる。例えば、ＭＡＣ−ｄ部やＲＬＣにおいてバースト的に負荷が変化すると、遅延無く処理する場合、ピークのデータ処理量が増加し、高い処理能力が必要となるため回路規模及び消費電力が増大するという問題がある。
【００１４】
逆に、処理量をもともと低めに設定している場合、パケットロスが発生し、スループットが低下してしまう。
【００１５】
また、特許文献１に記載の装置のようにパケットフロー制御を行う装置では、新たにフロー制御用のバッファが必要になり、回路規模が増大するという問題がある。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、付加回路の増加を抑えつつ、処理負荷を分散させることで、消費電力及び回路規模を削減することができるパケット通信装置及びパケット通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のパケット通信装置は、パケットデータ並べ替え用バッファと、前記バッファの前段に設けられ、処理結果を該バッファに出力する第１処理手段と、前記バッファから出力されたデータを処理する第２処理手段と、前記第１処理手段及び／又は前記第２処理手段の処理負荷を検出する負荷検出手段と、検出された前記処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、前記バッファから前記第２処理手段へのデータ転送を遅らせ、前記第２処理手段にかかる負荷を分散する負荷分散手段とを備える構成を採る。
【００１８】
本発明のパケット通信装置は、パケットデータ並べ替え用バッファと、前記バッファの前段に設けられ、処理結果を該バッファに出力する第１処理手段と、前記バッファから出力されたデータを処理する第２処理手段と、前記第１処理手段及び／又は前記第２処理手段の処理負荷を検出する負荷検出手段と、検出された前記処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、前記バッファから前記第２処理手段へ転送されるデータを間引き、前記第２処理手段にかかる負荷を分散する負荷分散手段とを備える構成を採る。
【００１９】
本発明のパケット通信方法は、第１処理を行って処理結果をパケットデータ並べ替え用バッファに出力するステップと、前記バッファから出力されたデータを処理するステップと、前記第１処理及び／又は前記第２処理における処理負荷を検出するステップと、検出された前記処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、前記バッファから出力されるデータ転送を遅らせる制御を行うステップとを有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＣＰＵのピーク処理能力を小さくすることができ、回路規模及び消費電力を削減することができる。既設のReordering用バッファを用いることで、新たな付加的な回路が不要で低コストで実施が容易という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（原理説明）
本発明の基本的な考え方について説明する。
【００２３】
無線通信は、伝搬状況がきわめて不安定であり、通信路容量は、時々刻々と大幅に変動する。ＨＳＤＰＡは、これを利用し、通信状況が良好なときに多値変調・低符号化率を用いて高速伝送を行うことで、ピークのスループットを向上させる技術である。しかし、レイヤ２以上にとってみると、処理すべきデータ量が大きく変動するため、ピークのデータ量を処理するためには、高速処理が必要になる。
【００２４】
本発明者は、ＨＳＤＰＡシステムの適応変調により、ピークの処理量と平均の処理量が乖離することに着目し、またパケット並べ替えのためにバッファが必須であることから、この既存のバッファを積極的に利用することで、上位の処理の負荷を時間的に分散させることを見出した。これにより、回路規模を増大させることなく、システムへの影響も無しに、レイヤ２の所要処理量を削減しつつ、スループットを増大させることができる。
【００２５】
図１乃至図４は、本発明のパケット通信装置の基本構成を示す図である。
【００２６】
図１において、パケット通信装置１００は、パケット用バッファ１１０、バッファ前段の第１処理部１１１、バッファ後段の第２処理部１１２、第１処理部１１１の処理負荷を検出する負荷予測部１２１、検出された処理負荷に応じてパケット用バッファ１１０の負荷を分散する負荷分散部１２２を備えて構成される。
【００２７】
パケット用バッファ１１０は、パケットを順序通りに並べるReordering処理用のバッファであり、既存のメモリである。
【００２８】
負荷予測部１２１は、これまでに転送したデータレートから負荷を判断する。
【００２９】
負荷分散部１２２は、許容処理負荷を超えた場合に、転送を遅らせる。より好ましくは、負荷分散部１２２は、許容処理負荷を超えた場合に、転送を遅らせ、かつ許容処理負荷以下の（一定）レートで転送する。
【００３０】
この構成によれば、既存のバッファ１１０を流用することで、回路規模を増大することなく、処理負荷を分散させ、消費電力・回路規模を削減することができる。また、パケットロスを減らすことで、スループットを向上させることができる。また、後段の処理からのフィードバック情報が不要になり、より消費電力・回路規模を削減することができる。
【００３１】
図２において、パケット通信装置２００は、パケット用バッファ１１０、バッファ前段の第１処理部１１１、バッファ後段の第２処理部１１２、第２処理部１１２の処理負荷を検出する負荷検出部１３１、検出された処理負荷に応じてパケット用バッファ１１０の負荷を分散する負荷分散部１３２を備えて構成される。
【００３２】
この構成によれば、図１のパケット通信装置１００と同様に、既存のバッファ１１０を流用することで、回路規模を増大することなく、処理負荷を分散させ、消費電力・回路規模を削減することができる。また、パケットロスを減らすことで、スループットを向上させることができる。
【００３３】
また、パケット通信装置２００は、負荷検出部１３１が、バッファ後段の第２処理部１１２より通知された負荷状況から負荷を判断するので、より正確な処理負荷検出に基づいて負荷分散を行うことができる。すなわち、後段処理が、複数のタスク処理を行っている場合であっても、データ処理以外のその他の処理を含む処理負荷を考慮できるため、より精度良く負荷分散を行うことができ、より消費電力・回路規模を削減することができる。
【００３４】
図３において、パケット通信装置３００は、パケット用バッファ１１０、バッファ前段の第１処理部１１１、バッファ後段の第２処理部１１２、第１処理部１１１の処理負荷を検出する負荷予測部１２１、第２処理部１１２の処理負荷を検出する負荷検出部１３１、検出された処理負荷に応じてパケット用バッファ１１０の負荷を分散する負荷分散部１４２を備えて構成される。
【００３５】
この構成によれば、図１のパケット通信装置１００及び図２のパケット通信装置２００の双方の装置の効果を得ることができる。
【００３６】
図４において、パケット通信装置４００は、図３の負荷分散部１４２に代えて、伝搬環境、制御情報などを判断するＱｏＳ判断部１５１と、ＱｏＳ判断部１５１からの出力及び検出された処理負荷に応じてパケット用バッファ１１０の負荷を分散する負荷分散部１５２とを備える。ＱｏＳ判断部１５１による伝搬環境は、例えばサービスのＱｏＳ（Quality of Service）に関する情報を用いる。負荷分散部１５２は、伝搬環境、制御情報などから、今後の受信レートを推定し、可能な場合のみ負荷分散を行う。
【００３７】
この構成によれば、サービスによって負荷分散を精度良く制御できるため、より消費電力・回路規模を削減しつつ、サービス品質を向上させることができる。
【００３８】
また、上記各負荷分散部１２２，１３２，１４２，１５２が、許容処理負荷を超えた場合に、パケットを間引く構成であってもよい。このように構成すれば、パケットを廃棄もしくは下位レイヤで再送することで、遅延を最小限に食い止めることができ、より消費電力・回路規模を削減しつつ、サービス品質を向上させることができる。
【００３９】
（実施の形態）
図５は、上記基本的な考え方に基づく本発明の実施の形態に係るパケット通信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、パケット通信装置が移動局装置である場合の例である。
【００４０】
図５において、移動局装置５００は、アンテナ５０１、無線受信部５０２、ＭＡＣ部５０３、ＲＬＣ処理部５０４、及びＲＲＣ部５０５を備えて構成される。
【００４１】
また、移動局装置５００と無線通信を行う基地局装置には、ＭＡＣ−ｈｓ部６００が実装される。ＭＡＣ−ｈｓ部６００は、ＨＡＲＱ処理を行うＨＡＲＱ部６０１、及びスケジューリングなどの処理を行うReordering部６０２を備える。移動局装置５００のＲＬＣ部５０４は、基地局装置のＭＡＣ−ｈｓ部６００との間のフロー制御を行う。
【００４２】
無線受信部５０２は、無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を行う。
【００４３】
ＭＡＣ部５０３は、受信したデータに対して、無線レイヤ２のＭＡＣプロトコルに従って個別チャネルのＭＡＣ処理を行ってＲＬＣ部５０４へ出力する。
【００４４】
ＲＬＣ部５０４は、ＭＡＣ部５０３から入力したＭＡＣ処理後のデータに対して、無線レイヤ２の再送プロトコルに従って再送制御を行う。そして、ＲＬＣ部５０４は、再送制御結果をＲＲＣ部５０５へ出力する。
【００４５】
ＲＲＣ部５０５は、ＲＬＣ部５０４から入力した再送制御結果に対して、無線リソース制御を行う。
【００４６】
図６は、上記移動局装置５００のＨＳ−ＤＳＣＨ受信部を示す図であり、図５のＭＡＣ部５０３及びＲＬＣ処理部５０４におけるReordering処理の詳細を示している。また、図４のパケット通信装置４００をＨＳ−ＤＳＣＨ受信部に適用した場合の具体例である。
【００４７】
図６において、移動局装置５００のＨＳ−ＤＳＣＨ受信部７００は、Reordering用バッファ７１０、バッファ前段の第１処理部であるＨＡＲＱ部７０１、バッファ後段の第２処理部であるＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２、ＨＡＲＱ部７０１の処理負荷を検出する負荷予測部７０３、伝搬環境，制御情報などを判断するＱｏＳ判断部７０４、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２の処理負荷を検出する負荷検出部７０６、負荷予測部７０３及び負荷検出部７０６により検出された処理負荷及びＱｏＳ判断部７０４からの出力に応じてReordering用バッファ７１０の負荷を分散する負荷分散部７０５とを備えて構成される。
【００４８】
以下、上述のように構成されたパケット通信装置の動作について説明する。
【００４９】
ＨＡＲＱ部７０１では、受信したＨＳ−ＰＤＳＣＨ（High Speed Physical Downlink Shared Channle）のデータを蓄積し、ＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）を行う。ＨＡＲＱ部７０１でＣＲＣがＯＫとなったパケットは、Reordering用バッファ７１０に転送され、Reordering Queueによってパケットの順序が揃えられる。順序通りになったパケットは、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２などの上位レイヤの処理部に送られ、処理される。
【００５０】
負荷検出部７０６は、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２の処理負荷を検出し、負荷分散部７０５に通知する。また、負荷予測部７０３は、ＨＳ−ＳＣＣＨ（High Speed Shared Control Channel）のデコード結果から制御情報（自局宛パケットの有無、パケットサイズなど）を抽出し、負荷分散部７０５に通知する。一方、ＱｏＳ判断部７０４は、ＣＲＣ＝ＯＫとなったパケットから、ＱｏＳ（Quality of Service）に関する情報を抽出し、負荷分散部７０５に通知する。
【００５１】
負荷分散部７０５では、負荷予測部７０３、ＱｏＳ判断部７０４、及び負荷検出部７０６から通知された各情報を基に、Reordering用バッファ７１０から上位レイヤ処理部であるＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２へのパケット転送を制御する。具体的には、検出された処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、パケット用バッファ１１０からＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２へのデータ転送を遅らせ、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２にかかる負荷を分散する制御を行う。また、負荷検出部７０６からＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２に過大な処理負荷がかかっていることが通知され、負荷予測部７０３から次にパケットが到着しない場合、かつ、ＱｏＳ判断部７０４から即時性が不要なサービスである旨が通知された場合に、たとえ順序通りにパケットが到着していた場合でも、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２へのパケット転送を一時的に遅延させる。これにより、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２での処理負荷が軽減される。
【００５２】
ここで、次にパケットが到着し、パケットサイズも大きければ、ＨＡＲＱ部７０１において、ＣＲＣ＝ＮＧとし、基地局側へ報告するようにしてもよい。このように構成すれば、短い時間間で再送となり、無駄に遅延させることを防ぐことができる。
【００５３】
また、サービスのＱｏＳが即時性を必要とする場合は、パケット転送を遅らせたり、パケットを廃棄（ＣＲＣ＝ＮＧ）する処理を行わないようにしてもよい。
【００５４】
なお、Reordering用バッファ７１０の空きメモリ量を考慮するようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、負荷検出を後段の上位レイヤ処理部からの情報を用いて行ったが、ＨＡＲＱ部７０１からReordering Queueにこれまでに転送されたパケット量から上位レイヤ処理部の負荷量を推測するようにしてもよい。
【００５６】
以上述べた負荷分散動作をフローを用いてより詳細に説明する。
【００５７】
図７は、ＨＳ−ＤＳＣＨ受信部７００の動作を示すフロー図である。図中、Ｓはフローの各ステップを示す。
【００５８】
まず、ステップＳ１で負荷予測部７０３及び負荷検出部７０６から通知された各情報を基に、予測された負荷が所定値より小さいか否かを判別する。予測された負荷が小さいときは、本負荷分散処理が実行できると判断してステップＳ２で許容遅延が所定値より小さいサービスであるか否かを判別する。許容遅延が所定値より小さいサービスでないときは、即時性が要求されていないと判断し、ステップＳ３でＣＰＵの負荷が所定値より小さいか否かを判別し、ＣＰＵの負荷が小さいときはステップＳ４でデータを上位レイヤ処理部（ここでは、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２）へ転送して本フローを終了する。
【００５９】
一方、上記ステップＳ１で予測された負荷が所定値より大きいとき、上記ステップＳ２で即時性が要求されているとき、あるいは上記ステップＳ３でＣＰＵの負荷が所定置より大きいときはステップＳ５でReordering用バッファ７１０に余裕があるか否かを判別し、Reordering用バッファ７１０に余裕がない場合はステップＳ４に進み、ステップＳ４でデータをＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２へ転送して本フローを終了する。Reordering用バッファ７１０に余裕がある場合はステップＳ６でデータをＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２へ転送せずに本フローを終了する。
【００６０】
上述したように、許容処理負荷を超え、かつ、今後の負荷推定結果から、可能な場合のみ転送を遅らせる負荷分散処理を行っているので、回路規模を抑えつつ、精度良く負荷分散することができる。
【００６１】
図８は、フロー制御の概念を説明する図である。図中の矩形は、２ｍｓ単位で受信されるパケットを示し、その大きさはデータ量（Ｂｉｔ量）を表している。図８（ａ）に示すように、受信パケット量は、適応制御などにより時間的に大きく変動する。時間的に変動する受信パケット量をリアルタイムで処理するためには、図８（ｂ）破線に示すような高い処理能力が必要となる。一例を挙げると、図８（ｂ）のPerformance of processingは、例えば１４．４Ｍｂｐｓの処理能力である。しかし、ピーク処理能力の大きいＣＰＵを用いることは、回路規模や消費電力の増大、ひいてはコストアップにつながるためできるだけ避けたいのが実情である。本実施の形態では、Reordering処理用にあらかじめ備えられていた既存のReordering用バッファ７１０を、本負荷分散機能用に流用し、ＣＰＵでのＬ２処理を時間的に平均化させることで、ピークの処理量を削減する。図８（ｃ）は、後段の処理負荷に応じて、後段へ転送するレートを制御する例を示している。図８（ｂ）において、まとめて来たパケットデータは、図８（ｃ）に示すように時間軸方向にのばされ時間的に平均化される。これは、検出された処理負荷を基に、データが許容処理負荷を超えた場合に、転送を遅らせ、かつ許容処理負荷以下の（一定）レートで転送する負荷分散部７０５により実現される。
【００６２】
図８（ｃ）に示す分散機能が実現されることで、ＣＰＵでのデータ処理が平均化され、ピーク処理能力の小さいＣＰＵを用いることが可能になる。図８（ｄ）は、ＣＰＵが平均程度の処理能力で済むことを示している。一例を挙げると、図８（ｄ）のPerformance of processingは、例えば３Ｍｂｐｓの処理能力であり、図８（ｂ）のPerformance of processingの約１／４の処理能力となる。
【００６３】
図９は、Reordering用バッファ７１０を用いたReordering Queueを説明する図である。
【００６４】
図９（ａ）に示すように、Reordering用バッファ７１０には、到着順にパケットPacket＃７〜Packet＃２が一時的に保持される。Packet＃１は未到着である。なお、最大の待ち時間は、ＴＳＮが一巡する間、もしくはタイマが満了するまでと規定されている（TS 25.321）。
【００６５】
Reordering用バッファ７１０を用いたReordering処理によりパケットが元の順序通りになったり、待ち時間の最大を超えた場合は、Reordering用バッファ７１０に滞留していた複数のパケットがまとめて上位レイヤであるＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２に転送される。ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２から見れば、Reordering処理中はパケットが来ず、Reordering処理完了後に一気に多量のパケットが送られて来ることになる。また、データを受け取るＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２側から見ると、前記図８（ａ）に示すように、受信パケット量が、適応制御などにより時間的に大きく変動することとなる。
【００６６】
ところで、Reordering用バッファ７１０に滞留するパケットPacket＃１〜Packet＃７の中身を見ると、図９（ｃ）に示すようにパケット毎にデータ量は一定ではない。この例ではPacket＃３，Packet＃５などはPacket＃１，Packet＃６，Packet＃７に対してデータ量が小さい。本実施の形態では、前記図８（ｃ）に示すように負荷分散機能によって後段に転送されるデータが時間的に平均化され、処理能力の小さいＣＰＵを用いることを可能にするものであるが、これをデータ量の観点からみると図９（ｄ）破線に示すように、処理能力が削減されたPerformance of processingによってパケットPacket＃１〜Packet＃７がReordering用バッファ７１０上で隙間なくまとめられ、上位レイヤに送出されるイメージとなる。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、ＨＳ−ＤＳＣＨ受信部７００は、Reordering用バッファ７１０、ＨＡＲＱ部７０１の処理負荷を検出する負荷予測部７０３、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２の処理負荷を検出する負荷検出部７０６を備え、負荷分散部７０５は、検出された処理負荷に基づいて、パケット用バッファ１１０からＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２へのデータ転送を遅らせ、ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２にかかる負荷を分散する制御を行うので、上位レイヤ処理を時間的に平均化させることで、ＣＰＵのピーク処理能力を小さくすることができ、回路規模及び消費電力を削減することができる。
【００６８】
また、既存のReordering用バッファを流用しているので、新たに付加的な回路が不要であり回路規模の増大を招くことがない。また、既存のReordering用バッファを用いているので、構成要素の変更は最小限で済むため実施が容易で、かつ低コストで実現できる効果がある。
【００６９】
また、ＣＰＵのピーク処理能力は小さくしているものの、必要な処理量は確保されているためパケットロスを発生を減らすことができ、スループット向上を図ることができる。
【００７０】
上記効果に加えて、本実施の形態では、さらに以下のような効果を得ることができる。
【００７１】
すなわち、検出された処理負荷が許容処理負荷を超えたとき、データ転送を遅らせるだけでは遅延時間が大きくなることがある。本実施の形態では、検出された処理負荷が許容処理負荷を超えたとき、データ転送を遅らせるとともに、許容処理負荷以下の一定レートで転送するので、処理負荷を一定に保ちつつ遅延時間を減らすことができる。
【００７２】
また、伝搬環境、制御情報、サービスのＱｏＳ情報などから、今後の受信レートを推定し、遅延が可能な場合のみ負荷分散を行うので、サービスによって遅延が許されないものについては転送を遅らせないなど、上位レイヤ（ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２）に影響がないように遅延を制御することが可能になる。
【００７３】
また、検出された処理負荷が所定の許容処理負荷を超えたとき、転送されるデータを間引くようにしているので、上位レイヤ（ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部７０２）で再送すると遅延が大きいがこれを回避することができ、遅延を最小限に食い止めることができる。ここで、データを間引く態様には、データの廃棄若しくは下位レイヤ（ＨＡＲＱ部７０１）での再送を含む。
【００７４】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【００７５】
また、上記実施の形態では、移動局装置、通信端末装置及びパケット通信装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、移動端末、無線通信装置、適応受信方法、ＣＰＵのピーク処理量削減方法等でもよいことは勿論である。
【００７６】
また、ＣＰＵを例に採り説明したが、ハードウェア、ＤＳＰなどでもよい。
【００７７】
また、上記パケット通信装置を構成する各回路部の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。
【００７８】
また、以上説明したパケット通信方法は、この通信方法を機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係るパケット通信装置及びパケット通信方法は、システム全体のスループット低下を抑制する効果を有し、特に無線回線を介してパケットを高速に通信するＨＳＤＰＡ方式を適用した無線通信システムにおいて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明のパケット通信装置の基本構成を示す図
【図２】本発明のパケット通信装置の基本構成を示す図
【図３】本発明のパケット通信装置の基本構成を示す図
【図４】本発明のパケット通信装置の基本構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態に係るパケット通信装置の構成を示すブロック図
【図６】上記実施の形態に係るパケット通信装置のＨＳ−ＤＳＣＨ受信部を示す図
【図７】上記実施の形態に係るパケット通信装置のＨＳ−ＤＳＣＨ受信部の動作を示すフロー図
【図８】上記実施の形態に係るパケット通信装置のフロー制御の概念を説明する図
【図９】上記実施の形態に係るパケット通信装置のReordering用バッファのReordering Queueを説明する図
【図１０】ＨＳＤＰＡを適用する場合のユーザプレーンのプロトコル構成を示す図
【図１１】ＨＳＤＰＡのＭＡＣ−ｈｓ部の構成を示す図
【図１２】ＭＡＣ−ｈｓ部の構成を示す図
【符号の説明】
【００８１】
１００，２００，３００，４００  パケット通信装置
１１０  パケット用バッファ
１１１  第１処理部
１１２  第２処理部
１２１，７０３  負荷予測部
１２２，１３２，１４２，１５２，７０５  負荷分散部
１３１，７０６  負荷検出部
１５１，７０４  ＱｏＳ判断部
５００  移動局装置
５０１  アンテナ
５０２  無線受信部
５０３  ＭＡＣ部
５０４  ＲＬＣ処理部
５０５  ＲＲＣ部
６００  ＭＡＣ−ｈｓ部
６０１，７０１  ＨＡＲＱ部
６０２  Reordering部
７００  ＨＳ−ＤＳＣＨ受信部
７０２  ＭＡＣ−ｄ／ＲＬＣ部
７１０  Reordering用バッファ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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