(57)【要約】【課題】無線リソースを有効利用しつつ、通信端末でのネットワーク向けデータの送信遅延を低減することが可能な技術を提供する。【解決手段】基地局１では、無線通信部１０が、通信端末から通知される、当該通信端末のバッファ内の送信待ちのネットワーク向けデータのデータ量である送信待ちデータ量を受信する。生成スループット推定部１６は、通信端末がバッファ内に送信待ちとして新たに記憶するネットワーク向けデータの単位時間あたりのデータ量である送信データ生成スループットを推定する。無線リソース割り当て部１２は、無線リソースの割り当てタイミングごとに、送信待ちデータ量及び送信データ生成スループットに基づいて、ネットワーク向けデータの送信用の無線リソースを当該通信端末に割り当てる。【選択図】図２
2011244105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末と通信を行い、当該通信端末からのネットワーク向けデータをネットワークに送信する基地局であって、
前記通信端末から通知される、当該通信端末のバッファ内の送信待ちのネットワーク向けデータのデータ量である送信待ちデータ量を受信する受信部と、
前記通信端末が前記バッファ内に送信待ちとして新たに記憶するネットワーク向けデータの単位時間あたりのデータ量である送信データ生成スループットを推定する推定部と、
無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記送信待ちデータ量と、前記送信データ生成スループットとに基づいて、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる割り当て部と、
前記割り当て部において前記通信端末に割り当てられる無線リソースを通知するための通知信号を前記通信端末に送信する送信部と
を備える、基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局であって、
前記割り当て部が、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる際に使用する前記送信待ちデータ量の平均値を算出する平均値算出部をさらに備え、
前記割り当て部は、無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記平均値にも基づいて、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる、基地局。
【請求項３】
請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の基地局であって、
前記推定部は、無線リソースの割り当てタイミングごとに、新たな前記送信データ生成スループットを推定する、基地局。
【請求項４】
請求項３に記載の基地局であって、
前記推定部は、無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記通信端末がある期間に送信するネットワーク向けデータのデータ量と、当該ある期間に送信するネットワーク向けデータの送信前と送信後における前記送信待ちデータ量とに基づいて、前記送信データ生成スループットを推定する、基地局。
【請求項５】
請求項４に記載の基地局であって、
前記推定部は、前記ある期間に送信するネットワーク向けデータの送信前と送信後における前記送信待ちデータ量として、無線リソースの割り当てタイミングの直前に前記通信端末から通知される前記送信待ちデータ量と、当該送信待ちデータ量よりも一つ前に前記通信端末から通知される前記送信待ちデータ量とを使用する、基地局。
【請求項６】
通信端末と通信を行い、当該通信端末からのネットワーク向けデータをネットワークに送信する基地局において、当該通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる方法であって、
（ａ）前記通信端末から通知される、当該通信端末のバッファ内の送信待ちのネットワーク向けデータのデータ量である送信待ちデータ量を受信する工程と、
（ｂ）前記通信端末が前記バッファ内に送信待ちとして新たに記憶するネットワーク向けデータの単位時間あたりのデータ量である送信データ生成スループットを推定する工程と、
（ｃ）無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記送信待ちデータ量と、前記送信データ生成スループットとに基づいて、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる工程と
を備える、無線リソースの割り当て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信端末と通信を行う基地局及び基地局での通信端末に対する無線リソースの割り当て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２にも記載されているように、通信端末と通信を行う基地局に関して、従来から様々な技術が提供されている。また非特許文献１には、次世代ＰＨＳ（Personal Handyphone System）についての規格が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４４４８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２３５７８２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System(Next Generation PHS) ARIB STANDARD”、ARIB STD-T95 Version1.3、平成２２年１２月１６日、社団法人電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通信端末と通信を行う基地局は、通信端末から送信されるネットワーク向けデータをネットワークに送信する。ネットワークに送信されたデータは、当該ネットワークに接続されたサーバ装置に入力されたり、他の基地局を通じて通信端末に入力されたりする。
【０００６】
一般的に、基地局では、通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソース（以後、「上り無線リソース」と呼ぶ）を、所定時間ごとに、通信対象の各通信端末に割り当てている。そして、基地局は、通信端末に割り当てた上り無線リソースを当該通信端末に通知する。通信端末は、基地局から通知された上り無線リソースを用いてネットワーク向けデータを当該基地局に送信する。
【０００７】
基地局が、無線リソースの割り当てタイミング（以後、単に「割り当てタイミング」と呼ぶ）になった際に、通信端末のバッファ内の送信待ちのネットワーク向けデータを送信できるだけの上り無線リソースを当該通信端末に割り当てると、次の割り当てタイミングまでに当該通信端末においてバッファ内に送信待ちとして新たに記憶されるネットワーク向けデータを当該通信端末は送信することができなくなる。その結果、通信端末でのデータ送信の遅延が大きくなる。特にネットワークと基地局とがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）を用いて通信を行う場合には、通信端末でのデータ送信の遅延が大きくなって当該通信端末のバッファ内にネットワーク向けデータが滞留すると、基地局を介した、ネットワークと通信端末との間の通信に関する通信スループットが低下する。
【０００８】
このような問題を解決するために、割り当てタイミングになると、通信端末での送信待ちのネットワーク向けデータのデータ量よりも多めのデータ量、例えば２．５倍のデータ量を当該通信端末が送信できるだけの上り無線リソースを当該通信端末に割り当てる方法が考えられる。これにより、次の割り当てタイミングまでにバッファ内に送信待ちとして新たに記憶されるネットワーク向けデータについても通信端末は送信することが可能となり、通信端末でのデータ送信の遅延を低減することができる。
【０００９】
しかしながら、この場合には、通信端末に対して必要以上の上り無線リソースが割り当てられる可能性が高くなり、無線リソースの有効利用が図れない。基地局において、ある通信端末に関して必要以上に上り無線リソースが確保されると、他の通信端末の上り無線リソースが確保できなくなる。また、隣接する複数の基地局において互いに異なる上り無線リソースを使用するような場合においては、ある基地局において必要以上の上り無線リソースが確保されると、それに隣接する他の基地局が使用できる上り無線リソースが減少することになり、当該他の基地局の通信スループットが低下する。
【００１０】
また、基地局において、ある割り当てタイミングにおいて必要以上の上り無線リソースが確保された場合には、次の割り当てタイミングでは通信端末での送信待ちのネットワーク向けデータが零となる。したがって、その割り当てタイミングでは、通信端末に対して上り無線リソースが割り当てられず、それ以降に生成されるネットワーク向けデータは通信端末のバッファ内で滞留することになる。その後、次の割り当てタイミングになると、その時点では通信端末では送信待ちのネットワーク向けデータが存在することから、通信端末に対して上り無線リソースが割り当てられるようになる。そして、さらに次の割り当てタイミングになると、その時点では通信端末での送信待ちのネットワーク向けデータが零となり、通信端末に対して上り無線リソースが割り当てられず、その後に生成されるネットワーク向けデータは通信端末内で滞留することになる。
【００１１】
このように、基地局が必要以上の上り無線リソースを確保する場合には、通信端末に対する上り無線リソースの割り当て量が大きく変動することがある。このような場合においては、あるタイミングにおいて、基地局が他の基地局では未使用であると判断した上り無線リソースを通信端末に割り当て、その後に当該通信端末が割り当てられた上り無線リソースを使用してデータを送信しようとした際には、その上り無線リソースが実は他の基地局で使用されているという状況が生じやすくなる。その結果、基地局において受信信号の干渉が生じる可能性が高くなる。
【００１２】
また、基地局において、通信端末に上り無線リソースを割り当てた後に、当該通信端末において生成されるネットワーク向けデータが大きく増加した場合には、割り当てタイミングにおいて、当該通信端末での送信待ちのネットワーク向けデータのデータ量よりも多めのデータ量を送信できるような上り無線リソースを確保したとしても、当該通信端末は次の割り当てタイミングまでに生成するネットワーク向けデータをすべて送信できないことがある。したがって、多めの上り無線リソースを確保した場合であっても、通信端末においてデータ送信の遅延が生じることがある。
【００１３】
そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、無線リソースを有効利用しつつ、通信端末でのネットワーク向けデータの送信遅延を低減することが可能な技術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】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、通信端末と通信を行い、当該通信端末からのネットワーク向けデータをネットワークに送信する基地局であって、前記通信端末から通知される、当該通信端末のバッファ内の送信待ちのネットワーク向けデータのデータ量である送信待ちデータ量を受信する受信部と、前記通信端末が前記バッファ内に送信待ちとして新たに記憶するネットワーク向けデータの単位時間あたりのデータ量である送信データ生成スループットを推定する推定部と、無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記送信待ちデータ量と、前記送信データ生成スループットとに基づいて、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる割り当て部と、前記割り当て部において前記通信端末に割り当てられる無線リソースを通知するための通知信号を前記通信端末に送信する送信部とを備える。
【００１５】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記割り当て部が、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる際に使用する前記送信待ちデータ量の平均値を算出する平均値算出部がさらに設けられ、前記割り当て部は、無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記平均値にも基づいて、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる。
【００１６】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記推定部は、無線リソースの割り当てタイミングごとに、新たな前記送信データ生成スループットを推定する。
【００１７】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記推定部は、無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記通信端末がある期間に送信するネットワーク向けデータのデータ量と、当該ある期間に送信するネットワーク向けデータの送信前と送信後における前記送信待ちデータ量とに基づいて、前記送信データ生成スループットを推定する。
【００１８】
また、本発明に係る基地局の一態様では、前記推定部は、前記ある期間に送信するネットワーク向けデータの送信前と送信後における前記送信待ちデータ量として、無線リソースの割り当てタイミングの直前に前記通信端末から通知される前記送信待ちデータ量と、当該送信待ちデータ量よりも一つ前に前記通信端末から通知される前記送信待ちデータ量とを使用する。
【００１９】
また、本発明に係る無線リソースの割り当て方法は、通信端末と通信を行い、当該通信端末からのネットワーク向けデータをネットワークに送信する基地局において、当該通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる方法であって、（ａ）前記通信端末から通知される、当該通信端末のバッファ内の送信待ちのネットワーク向けデータのデータ量である送信待ちデータ量を受信する工程と、（ｂ）前記通信端末が前記バッファ内に送信待ちとして新たに記憶するネットワーク向けデータの単位時間あたりのデータ量である送信データ生成スループットを推定する工程と、（ｃ）無線リソースの割り当てタイミングごとに、前記送信待ちデータ量と、前記送信データ生成スループットとに基づいて、前記通信端末がネットワーク向けデータの送信に使用する無線リソースを当該通信端末に割り当てる工程とを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、無線リソースを有効利用しつつ、通信端末でのネットワーク向けデータの送信遅延を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る基地局を含む無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信端末の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る基地局の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る基地局の動作を示すグラフである。
【図８】比較対象基地局の動作を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態に係る基地局の変形例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明の実施の形態に係る基地局１を含む無線通信システム１００の構成を示す図である。無線通信システム１００は、例えば次世代ＰＨＳである。無線通信システム１００では、基地局１が、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式（Time Division Multiple Access/Time Division Duplexing）で複数の通信端末２と無線通信を行う。このＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式では、１つのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームが、４つのスロットで構成された上りフレームと、４つのスロットで構成された下りフレームとで構成されている。
【００２３】
また、無線通信システム１００では、多元接続方式としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式も採用されている。ＯＦＤＭＡ方式では、互いに直交する複数のサブキャリアが合成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号が使用される。基地局１は、時間軸と周波数軸とからなる２次元で特定される無線リソースを複数の通信端末２のそれぞれに個別に割り当てることによって、当該複数の通信端末２と同時に通信することが可能となっている。
【００２４】
基地局１は、光ファイバ等でネットワーク３と有線接続されている。基地局１は、通信端末２から受信するデータをネットワーク３に送信する。ネットワーク３に送信されたデータは、当該ネットワーク３に接続されたサーバ装置（図示せず）や他の基地局１に入力される。また基地局１は、ネットワーク３から受信するデータを通信端末２に送信する。
【００２５】
図２は基地局１の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、基地局１は、無線通信部１０と、当該無線通信部１０を制御する無線制御部１１と、無線リソース割り当て部１２と、有線通信部１３と、当該有線通信部１３を制御する有線制御部１４と、データを一時的に記憶するバッファ１５と、生成スループット推定部１６とを備えている。
【００２６】
無線通信部１０は、アンテナ１０ａが受信する通信端末２からのＯＦＤＭ信号に対して、増幅処理及びダウンコンバート等を行って、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成して無線制御部１１に出力する。また、無線通信部１０は、無線制御部１１で生成される、ベースバンドの送信用のＯＦＤＭ信号に対して、アップコンバート及び増幅処理などを行い、搬送帯域のＯＦＤＭ信号を生成してアンテナ１０ａに入力する。これにより、アンテナ１０ａからはＯＦＤＭ信号が無線送信される。
【００２７】
無線制御部１１は、無線通信部１０から出力されるＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理等を行って、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータを取得する。そして、無線制御部１１は、取得したデータのうち、ネットワーク３向けのデータをバッファ１５に記憶する。また、無線制御部１１は、通信端末２に向けたベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成して無線通信部１０に出力する。
【００２８】
無線リソース割り当て部１２は、通信対象の各通信端末２に対して、当該通信端末２に基地局１がデータを送信する際に使用する無線リソース（以後、「下り無線リソース」と呼ぶ）を割り当てる。これにより、各通信端末２について、下り通信に使用される周波数帯域（サブキャリア）及び時間帯（スロット）が決定される。無線制御部１１は、無線リソース割り当て部１２での下り無線リソースの割り当て結果に基づいて、送信用のＯＦＤＭ信号を生成するとともに、無線通信部１０を制御してＯＦＤＭ信号の無線送信タイミングを制御する。これにより、無線通信部１０は、各通信端末２に対して、当該通信端末２に割り当てられた下り無線リソースを用いてデータを送信する。
【００２９】
また、無線リソース割り当て部１２は、通信対象の各通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てる。これにより、各通信端末２について、上り通信に使用される周波数帯域（サブキャリア）及び時間帯（スロット）が決定される。無線制御部１１は、無線リソース割り当て部１２において通信端末２に対して上り無線リソースが割り当てられると、当該上り無線リソースを当該通信端末２に通知するためのリソース通知信号を生成する。そして、無線制御部１１は、生成したリソース通知信号を含む、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成して、これを無線通信部１０に入力する。これにより、各通信端末２には、当該通信端末２に基地局１で割り当てられた上り無線リソースが通知される。各通信端末２は、基地局１から通知された上り無線リソースを用いて、ネットワーク３向けのデータを基地局１に送信する。以後、通信端末２の送信データと言えば、特に断らない限り、ネットワーク３向けのデータを意味する。
【００３０】
有線通信部１３は、例えばＴＣＰを使用してネットワーク３と通信を行う。有線通信部１３は、ネットワークから受信したデータを有線制御部１４に出力するとともに、有線制御部１４からのデータをネットワーク３に送信する。
【００３１】
有線制御部１４は、有線通信部１３が受信したデータのうち、通信端末２向けのデータをバッファ１５に記憶する。無線制御部１１は、バッファ１５内の通信端末２向けのデータを読み出し、当該データを含む送信用のＯＦＤＭ信号を生成する。また、有線制御部１４は、バッファ１５内に記憶されている、ネットワーク３向けのデータを読み出して有線通信部１３に出力する。バッファ１５は、通信端末２への送信待ちのデータと、ネットワーク３への送信待ちのデータを記憶する。
【００３２】
生成スループット推定部１６は、通信対象の各通信端末２について、通信端末２がバッファ内に送信待ちとして新たに記憶する送信データの単位時間あたりのデータ量を推定し、これを送信データ生成スループットとする。この送信データ生成スループットは、無線リソース割り当て部１２が通信端末２に対して無線リソースを割り当てる際に使用される。送信データ生成スループットの推定方法については後で詳細に説明する。
【００３３】
図３は通信端末２の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、通信端末２は、無線通信部２０と、制御部２１と、ネットワーク３への送信待ちのデータを記憶する送信バッファ２２と、ネットワーク３からのデータを一時的に記憶する受信バッファ２３と、送信待ちデータ量算出部２４と、外部インタフェース部２５とを備えている。
【００３４】
無線通信部２０は、アンテナ２０ａが受信する、基地局１からのＯＦＤＭ信号に対して、増幅処理及びダウンコンバート等を行って、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成して制御部２１に出力する。また、無線通信部２０は、制御部２１で生成される、ベースバンドの送信用のＯＦＤＭ信号に対して、アップコンバート及び増幅処理などを行い、搬送帯域のＯＦＤＭ信号を生成してアンテナ２０ａに入力する。これにより、アンテナ２０ａからはＯＦＤＭ信号が無線送信される。
【００３５】
制御部２１は、通信端末２全体の動作を統括的に管理する。制御部２１は、無線通信部２０から出力されるＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ処理等を行って、当該ＯＦＤＭ信号に含まれるデータを取得する。このデータには、上述のリソース通知信号が含まれる。制御部２１は、取得したデータのうち、ネットワーク３からのデータを受信バッファ２３に記憶する。制御部２１は、受信バッファ２３からデータを読み出して各種処理を行う。
【００３６】
また、制御部２１は、ネットワーク３向けデータを生成し、当該データが通信端末２から送信されるまで当該データを送信バッファ２２に一時的に記憶させる。制御部２１は、無線通信部２０が受信したリソース通知信号から、通信端末２に割り当てられている上り無線リソースを特定する。制御部２１は、送信バッファ２２内の送信待ちのネットワーク３向けデータを読み出して、当該データを含むベースバンドのＯＦＤＭ信号を、通信端末２に割り当てられている上り無線リソースに基づいて生成する。そして、制御部２１は、通信端末２に割り当てられている上り無線リソースに基づいて無線通信部２０を制御することによって、無線通信部２０のＯＦＤＭ信号の無線送信タイミングを制御する。これにより、無線通信部２０は、基地局１に対して、当該基地局１から通知された上り無線リソースを用いてネットワーク３向けデータを送信する。以後、通信端末２での送信待ちのネットワーク３向けデータを単に「送信待ちデータ」と呼ぶことがある。
【００３７】
送信待ちデータ量算出部２４は、送信バッファ２２内の送信待ちデータを読み出して、当該送信待ちデータのデータ量（以後、「送信待ちデータ量」と呼ぶ）を算出する。制御部２１は、送信待ちデータ量算出部２４で求められた送信待ちデータ量を通知するための送信待ちデータ量通知信号を生成する。この送信待ちデータ量通知信号は、制御部２１において基地局１に向けたＯＦＤＭ信号に含められ、無線通信部２０から基地局１に送信される。これにより、通信端末２から、当該通信端末２での送信待ちデータ量が基地局１に通知される。
【００３８】
次世代ＰＨＳである本無線通信システム１００では、ＲＣＨ（Request Channel）と呼ばれるチャネルにおいて、送信待ちデータ量通知信号が通信端末２から基地局１に送信される。またＲＣＨでは、通信端末２の送信電力にどの程度余裕があるかを示す信号（以後、「送信電力余裕通知信号」と呼ぶ）が送信される。したがって、通信端末２がＲＣＨを使用して送信する信号（以後、「ＲＣＨ信号」と呼ぶ）には、送信待ちデータ量通知信号と送信電力余裕通知信号との２種類存在する。
【００３９】
外部インタフェース部２５は、制御部２１による制御によって、通信端末２の外部における、基地局１以外の装置、例えばパーソナルコンピュータと通信を行う。
【００４０】
次に基地局１と通信端末２との間で使用されるＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の構成について説明する。図４はＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の構成を示す図である。図４に示されるように、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００は、横軸及び縦軸に時間及び周波数をそれぞれ示す時間−周波数平面上で特定される。つまり、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００は、時間及び周波数の両方で特定される。１つのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００は、通信端末２が基地局１に信号を送信するための上りフレーム２００ｕと、基地局１から通信端末２へ信号を送信するための下りフレーム２００ｄとで構成されている。上りフレーム２００ｕ及び下りフレーム２００ｄのそれぞれは、時間方向に４つのスロットＳＬ、周波数方向に複数のサブチャネルＳＣＨを含んでいる。本実施の形態では、上りフレーム２００ｕ及び下りフレーム２００ｄのそれぞれは、周波数方向に例えば９個のサブチャネルＳＣＨを含んでいるものとする。
【００４１】
ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００では、１つのスロットＳＬの時間幅は６２５μｓに設定されている。したがって、上りフレーム２００ｕ及び下りフレーム２００ｄのそれぞれの時間長は２．５ｍｓとなり、１つのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の時間長は５ｍｓとなる。また、１つのサブチャネルＳＣＨの帯域幅は９００ｋＨｚであって、１つのサブチャネルＳＣＨは２４本のサブキャリアで構成されている。
【００４２】
１つのスロットＳＬと１つのサブチャネルＳＣＨとで、１つのＰＲＵ（Physical Resourse Unit）２１０が構成されている。基地局１と通信端末２との通信はこのＰＲＵ２１０単位で行われる。例えば、基地局１では、通信端末２に対する無線リソースの割り当てはＰＲＵ２１０単位で行われ、通信端末２にデータを送信する際に使用する変調方式はＰＲＵ２１０ごとに決定される。上りフレーム２００ｕ及び下りフレーム２００ｄのそれぞれには、時間方向に沿って４つのＰＲＵ２１０が並び、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００全体では、時間方向に沿って８つのＰＲＵ２１０が並んでいる。またＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００では、周波数方向には、サブチャネルの数と同数の９個のＰＲＵ２１０が並んでいる。なお、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００を単に「フレーム」と呼ぶことがある。
【００４３】
次世代ＰＨＳである本無線通信システム１００では、同一の通信端末２に対して、上りフレーム２００ｕ及び下りフレーム２００ｄにおいて同じ場所のＰＲＵ２１０が無線リソースとして割り当てられる。したがって、通信端末２に割り当てる上り無線リソースが決定されると、必然的に当該通信端末２に割り当てる下り無線リソースが決定する。
【００４４】
また、本実施の形態では、通信端末２は、１フレームごとにＲＣＨ信号を送信する。具体的には、通信端末２は、各フレームの上りフレーム２００ｕにおいて、ネットワーク３向けデータ（ユーザデータ）の送信が完了した後にＲＣＨ信号を送信する。通信端末２がＲＣＨ信号として送信待ちデータ量通知信号を送信する際には、送信待ちデータ量算出部２４は、上りフレーム２００ｕにおいて、ネットワーク３向けデータの送信が完了すると、送信バッファ２２内の送信待ちデータを読み出し、その時点での送信待ちデータ量を算出する。そして、制御部２１は、この送信待ちデータ量を通知するための送信待ちデータ量通知信号を生成する。ＲＣＨ信号は、数フレームに１回だけ送信電力余裕通知信号となり、その他のフレームでは送信待ちデータ量通知信号となる。本実施の形態に係るＲＣＨ信号は、一例として、５フレームに１回だけ送信電力余裕通知信号となるものとする。
【００４５】
次に、基地局１での通信端末２に対する無線リソースの割り当て方法について詳細に説明する。本実施の形態では、例えば、１００ｍｓごとに、言い換えれば２０フレームごとに、各通信端末２に対して無線リソースが割り当てられる。つまり、基地局１では、１００ｍｓごとに、割り当てタイミングが発生する。無線リソース割り当て部１２は、通信対象の各通信端末２について、割り当てタイミングごとに、通信端末２での送信待ちデータ量と、当該通信端末２に関する送信データ生成スループットとに基づいて、当該通信端末２に対して、上りフレーム２００ｕ中の少なくとも一つのＰＲＵ２１０を上り無線リソースとして割り当てる。そして、無線リソース割り当て部１２は、通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てると、上り無線リソースとしての上りフレーム２００ｕ中のＰＲＵ２１０と同じ位置にある下りフレーム２００ｄ中のＰＲＵ２１０を、下り無線リソースとして当該通信端末２に対して割り当てる。
【００４６】
このように、送信データ生成スループット、つまり通信端末２が送信バッファ２２内に送信待ちとして新たに記憶する送信データの単位時間あたりのデータ量を考慮して、当該通信端末２に上り無線リソースを割り当てることによって、必要以上の無線リソースが確保されることを防止することができる。本実施の形態では、割り当てタイミングは、例えば、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の先頭、つまり上りフレーム２００ｕの先頭で発生する。
【００４７】
図５は、基地局１における、ある通信端末２に対する上り無線リソースの割り当て動作を示すフローチャートである。基地局１では、図５に示される処理が各通信端末２について行われる。以後、説明対象の通信端末２を「対象通信端末２」と呼ぶ。
【００４８】
図５に示されるように、ステップｓ１において、割り当てタイミングが発生するフレームよりも３つ前のフレームになると、ステップｓ２において、無線制御部１１は、対象通信端末２から送信されてくるＲＣＨ信号を記憶する。図６はステップｓ１での処理を説明するための図である。
【００４９】
図６に示されるように、無線制御部１１は、割り当てタイミングが発生するフレームの３つ前のフレーム（以後、「第３事前フレーム」と呼ぶ）の上りフレーム２００ｕにおいて、無線通信部１０が受信する、対象通信端末２からのＲＣＨ信号（以後、「第３ＲＣＨ信号」と呼ぶ）を記憶する。
【００５０】
次に、無線制御部１１は、割り当てタイミングが発生するフレームの２つ前のフレーム（以後、「第２事前フレーム」と呼ぶ）の上りフレーム２００ｕにおいて、無線通信部１０が受信する、対象通信端末２からのＲＣＨ信号（以後、「第２ＲＣＨ信号」と呼ぶ）を記憶する。また生成スループット推定部１６は、第２事前フレームにおいて、無線通信部１０で受信される、対象通信端末２からのネットワーク３向けデータのデータ量を算出し、このデータ量を、第２事前フレームでの送信スループットとする。以後、この送信スループットを「第２送信スループット」と呼ぶ。
【００５１】
次に、無線制御部１１は、割り当てタイミングが発生するフレームの１つ前のフレーム（以後、「第１事前フレーム」と呼ぶ）の上りフレーム２００ｕにおいて、無線通信部１０が受信する、対象通信端末２からのＲＣＨ信号（以後、「第１ＲＣＨ信号」と呼ぶ）を記憶する。また生成スループット推定部１６は、第１事前フレームにおいて、無線通信部１０で受信される、対象通信端末２からのネットワーク３向けデータのデータ量を算出し、このデータ量を、第１事前フレームでの送信スループットとする。以後、この送信スループットを「第１送信スループット」と呼ぶ。
【００５２】
上述のように、本実施の形態では、ＲＣＨ信号は５フレームに１回だけ送信電力余裕通知信号となることから、無線制御部１１が記憶する第１〜第３ＲＣＨ信号については、すべてが送信待ちデータ量通知信号となるか、あるいは２つだけが送信待ちデータ量通知信号となる。無線制御部１１が記憶する第１〜第３ＲＣＨ信号は、生成スループット推定部１６及び無線リソース割り当て部１２に入力される。
【００５３】
次にステップｓ３において、生成スループット推定部１６は、第１〜第３ＲＣＨ信号及び第２及び第３送信スループットに基づいて、対象通信端末２についての送信データ生成スループットを推定する。以下に、送信データ生成スループットの推定方法について詳細に説明する。
【００５４】
第１及び第２ＲＣＨ信号が送信待ちデータ量通知信号である場合には、生成スループット推定部１６は、以下の式（１）を用いて、送信データ生成スループットＳ１を推定する。
【００５５】
Ｓ１＝β１−（α２−α１）  ・・・（１）
ここで、α１は、第１ＲＣＨ信号に係る送信待ちデータ量通知信号によって通知される送信待ちデータ量を示し、α２は、第２ＲＣＨ信号に係る送信待ちデータ量通知信号によって通知される送信待ちデータ量を示し、β１は、第１送信スループットを示している。
【００５６】
上述の説明から理解できるように、α２は、第２事前フレームにおいて対象通信端末２が送信データを送信した後の送信待ちデータ量を示している。また、α１は、第１事前フレームにおいて対象通信端末２が送信データを送信した後の送信待ちデータ量を示している。そして、β１は、第１事前フレームにおいて対象通信端末２が送信した送信データのデータ量を示している。したがって、α１及びα２は、第１事前フレームにおいて対象通信端末２が送信する送信データの送信前と送信後における送信待ちデータ量をそれぞれ示している。よって、対象通信端末２において、第２事前フレームでの送信待ちデータ量が算出されてから、第１事前フレームでの送信待ちデータ量が算出されるまでの１フレーム分の期間に送信バッファ２２内に送信待ちとして新たに記憶される送信データのデータ量をγとすると、α２からα１を差し引いて得られる値は、β１からγを差し引いた値と一致する。つまり、１フレーム分の期間での送信待ちデータ量の減少量（“α２−α１”）は、その期間に送信した送信データのデータ量（β１）から、その期間に新たに生成された送信データのデータ量（γ）を差し引いた値となる。よって、式（１）のように示される、本実施の形態に係る送信データ生成スループットＳ１は、１フレーム分の時間あたりにおいて対象通信端末２が送信バッファ２２内に送信待ちとして新たに記憶する送信データのデータ量を示している。
【００５７】
例えば、第１事前フレームでの対象通信端末２の送信データのデータ量（β１）を２０Ｋｂｙｔｅとし、第２事前フレームでの対象通信端末２の送信データの送信後の送信待ちデータ量（α２）を２０Ｋｂｙｔｅとし、第１事前フレームでの対象通信端末２の送信データの送信後の送信待ちデータ量（α１）を１０Ｋｂｙｔｅとすると、送信データ生成スループットＳ１は１０Ｋｂｙｔｅとなる。
【００５８】
また、第１ＲＣＨ信号が送信待ちデータ量通知信号でない場合には、生成スループット推定部１６は、以下の式（２）を用いて、送信データ生成スループットＳ１を推定する。
【００５９】
Ｓ１＝β２−（α３−α２）  ・・・（２）
ここで、α３は、第３ＲＣＨ信号に係る送信待ちデータ量通知信号によって通知される送信待ちデータ量を示し、β２は、第２送信スループットを示している。
【００６０】
また、第２ＲＣＨ信号が送信待ちデータ量通知信号でない場合には、生成スループット推定部１６は、以下の式（３）を用いて、送信データ生成スループットＳ１を推定する。
【００６１】
Ｓ１＝（（β１＋β２）−（α３−α１））／２  ・・・（３）
式（３）における（β１＋β２）は、第１及び第２事前フレームの２フレーム分の期間において対象通信端末２が送信した送信データのデータ量を示している。また式（３）の（α３−α１）は、第３事前フレームにおいて対象通信端末２が送信データを送信した後の送信待ちデータ量から、第１事前フレームにおいて対象通信端末２が送信データを送信した後の送信待ちデータ量を差し引いた値を示している。つまり、（α３−α１）は、２フレーム分の期間での送信待ちデータ量の減少量を示している。したがって、（（β１＋β２）−（α３−α１））は、２フレーム分の時間あたりにおいて対象通信端末２が送信バッファ２２内に送信待ちとして新たに記憶する送信データのデータ量を示している。よって、式（３）のように、（（β１＋β２）−（α３−α１））を１／２倍することによって、本実施の形態に係る送信データ生成スループットＳ１を推定することができる。
【００６２】
次にステップｓ４において、無線リソース割り当て部１２は、生成スループット推定部１６で推定された送信データ生成スループットを用いて、割り当てタイミングの発生間隔、つまり２０フレーム分の間に、対象通信端末２が新たに生成する送信データ、つまり対象通信端末２が送信バッファ２２内に新たに記憶する送信データのデータ量の予測値（以後、「予測送信データ生成量」と呼ぶ）を算出する。
【００６３】
上述のように、本実施の形態では、生成スループット推定部１６で求められた送信データ生成スループットは、対象通信端末２がバッファ２２内に新たに記憶する送信データの１フレーム分の時間あたりのデータ量であることから、無線リソース割り当て部１２は、生成スループット推定部１６で求められた送信データ生成スループットの２０倍のデータ量を予測送信データ生成量とする。
【００６４】
次にステップｓ５において、無線リソース割り当て部１２は、割り込みタイミングの直前に対象通信端末２から通知される送信待ちデータ量と、予測送信データ生成量とを足し合わせる。これにより得られたデータ量は、割り当てタイミング後の２０フレームの間において、対象通信端末２が送信する必要があるであろう、ネットワーク３向けデータのデータ量となる。このデータ量を、以後「予測必要送信データ量」と呼ぶ。
【００６５】
なお、第１ＲＣＨ信号が送信待ちデータ量通知信号である場合には、第１ＲＣＨ信号に係る送信待ちデータ量通知信号によって通知される送信待ちデータ量が、割り込みタイミングの直前に対象通信端末２から通知される送信待ちデータ量となる。また、第１ＲＣＨ信号が送信待ちデータ量通知信号でない場合には、第２ＲＣＨ信号に係る送信待ちデータ量通知信号よって通知される送信待ちデータ量が、割り込みタイミングの直前に対象通信端末２から通知される送信待ちデータ量となる。
【００６６】
このように、対象通信端末２についての予測必要送信データ量は、対象通信端末２での送信待ちデータ量と、２０フレームの間で対象通信端末２において新たに発生するであろう送信データのデータ量とを足し合わせたものとなっている。上述のように、送信待ちデータ量の２．５倍のデータ量を予測必要送信データ量とした場合には、予測必要送信データ量が、対象通信端末２が実際に送信する必要があるデータ量と大きく相違する可能性が高くなるが、本実施の形態のように、送信待ちデータ量に対して予測送信データ生成量を足し合わせて得られるデータ量を予測必要送信データ量とすることによって、予測必要送信データ量を、対象通信端末２が実際に送信する必要があるデータ量に近づけることができる。
【００６７】
ステップｓ５の後に、ステップｓ６において割り込みタイミングが発生すると、ステップｓ７において、無線リソース割り当て部１２は、変数Ｘの値を零とする。ここで、以下の説明から理解できるように、本実施の形態では、対象通信端末２に対してＰＲＵ２１０を１つ１つ割り当てている。そして、１つのＰＲＵ２１０を対象通信端末２に割り当てるたびに、それまでに割り当てたＰＲＵ２１０で対象通信端末２が送信可能なデータ量が、予測必要送信データ量を超えるかを判定している。変数Ｘは、この判定を行うために用いられている。
【００６８】
ステップｓ７の後、ステップｓ８において、無線リソース割り当て部１２は、変数Ｘがステップｓ５で求めた予測必要送信データ量よりも大きいか否かを判定する。ステップｓ８において、変数Ｘが予測必要送信データ量以下であると判定されると、ステップｓ９において、無線リソース割り当て部１２は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の上りフレーム２００ｕにおいて、干渉波の信号レベルが所定のしきい値よりも低いＰＲＵ２１０（周波数帯域及び時間帯）を１つ特定する。なお、上りフレーム２００ｕを構成する３２（＝４×９）個のＰＲＵ２１０のそれぞれについての干渉波の信号レベルは、無線制御部１１によって求められる。無線制御部１１は、無線通信部１０で受信される既知信号に基づいて、各ＰＲＵ２１０での干渉波の信号レベルを求める。
【００６９】
無線リソース割り当て部１２は、上りフレーム２００ｕにおいて干渉波の信号レベルが低い１つのＰＲＵ２１０を特定すると、ステップｓ９において、割り当てタイミングが発生したフレームよりも２つ後のフレームから２１個後のフレームまでの合計２０個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００において、特定した１つのＰＲＵ２１０と同じ位置に存在する２０個のＰＲＵ２１０を、上り無線リソースとして対象通信端末２に割り当てる。
【００７０】
次にステップｓ１０において、無線リソース割り当て部１２は、ステップｓ９で割り当てたＰＲＵ２１０に対応する変調方式を確認する。具体的には、無線リソース割り当て部１２は、対象通信端末２に割り当てたＰＲＵ２１０のサブチャネルに適用される、対象通信端末２での変調方式を確認する。通信端末２が使用する変調方式は無線制御部１１で決定される。無線制御部１１は、無線通信部１０で受信される既知信号に基づいて受信ＳＩＮＲを求める。そして、無線制御部１１は、求めた受信ＳＩＮＲに基づいて、上りフレーム２００ｕにおける各ＰＲＵ２１０のサブチャネルに適用する変調方式を決定する。無線制御部１１において通信端末２が使用する変調方式が決定されると、決定された変調方式は無線通信部１０から当該通信端末２に通知される。
【００７１】
次にステップｓ１１において、無線リソース割り当て部１２は、対象通信端末２に割り当てた２０個のＰＲＵ２１０で送信可能なデータ量を変数Ｘに加算する。なお、１つのＰＲＵ２１０に対してＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調方式が対応付けられている場合には、当該１つのＰＲＵ２１０を用いて２００ビット程度のユーザデータを送信することができる。また、１つのＰＲＵ２１０に対して２５６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）変調方式が対応付けられている場合には、当該１つのＰＲＵ２１０を用いて２８００ビット程度のユーザデータを送信することができる。
【００７２】
ステップｓ１１が実行されると、無線リソース割り当て部１２は、再度ステップｓ８を実行して、変数Ｘが予測必要送信データ量よりも大きいか否かを判定する。ステップｓ８において、変数Ｘが予測必要送信データ量以下であると判定されると、ステップｓ９〜ｓ１１が再度実行されて、新たに割り当てられた２０個のＰＲＵ２１０で送信可能なデータ量が変数Ｘに加算される。その後、再度ステップｓ８が実行される。
【００７３】
一方で、ステップｓ８において、変数Ｘが予測必要送信データ量よりも大きいと判定されると、つまり、予測必要送信データ量の送信データを対象通信端末２が送信することができるだけの数のＰＲＵ２１０が対象通信端末２に割り当てられると、基地局１では対象通信端末２に対する上り無線リソースの割り当てが終了する。
【００７４】
その後、無線制御部１１は、対象通信端末２に対して、無線リソース割り当て部１２で割り当てられたＰＲＵ２１０（上り無線リソース）を通知するためのリソース通知信号を生成する。このリソース通知信号は、送信用のＯＦＤＭ信号に含められて、割り当てタイミングが発生したフレームの下りフレーム２００ｄにおいて対象通信端末２に送信される。対象通信端末２は、基地局１からリソース通知信号を受け取ると、割り当てタイミングが発生したフレームの２つ後のフレーム以降において、リソース通知信号で通知されるＰＲＵ２１０を用いて基地局１に対してネットワーク３向けデータを送信する。
【００７５】
その後、ステップｓ１において、次の割り当てタイミングが発生するフレームの３つ前のフレームになると、基地局１では再度ステップｓ２が実行される。以後、基地局１は同様の動作を行う。
【００７６】
なお、上述のステップｓ７〜ｓ１１の方法以外の方法で、予測必要送信データ量の送信データを通信端末２が送信することができるだけの数のＰＲＵ２１０を当該通信端末２に割り当ててもよい。
【００７７】
以上のように、本実施の形態に係る基地局１では、通信端末２でのネットワーク３向けデータの送信待ちデータ量だけではなく、通信端末２が新たに生成するネットワーク３向けデータのデータ量に基づいて、通信端末２に対して上り無線リソースが割り当てられているため、通信端末２に対して適切な量の無線リソースを割り当てることができる。よって、通信端末２に無駄に無線リソースが割り当てられることを抑制でき、無線リソースを有効利用することができる。さらに、通信端末２でのネットワーク３向けデータの送信遅延を低減することができる。
【００７８】
図７，８は本願発明の効果、特に通信端末２での送信データの送信遅延を低減することができるという効果を説明するための図である。図７は本実施の形態に係る基地局１の動作を示すグラフである。図８は、本実施の形態の基地局１と比較される基地局（以後、「比較対象基地局」と呼ぶ）の動作を示すグラフである。比較対象基地局では、割り当てタイミングが発生すると、送信待ちデータ量の２．５倍のデータ量を送信するために必要な数のＰＲＵ２１０が通信端末２に割り当てられる。
【００７９】
図７，８において、グラフ３００は、対象通信端末２において１フレームの間に送信バッファ２２内に新たに記憶される送信データのデータ量の時間変化、つまり送信データ生成スループットの時間変化を示している。グラフ３０１は、１フレームの間に対象通信端末２が送信する送信データのデータ量の時間変化、つまり送信スループットの時間変化を示している。グラフ３０２は、対象通信端末２での送信データに関する送信の遅延量の時間変化を示している。
【００８０】
図８に示されるように、単純に送信待ちデータ量の２．５倍のデータ量を送信できるだけのＰＲＵ２１０を対象通信端末２に割り当てる場合には、グラフ３０２に示されるように、対象通信端末２では、送信データが送信バッファ２２内に滞留する時間が長くなり、データ送信の遅延が大きくなる。
【００８１】
これに対して、本実施の形態に係る基地局１においては、送信データ生成スループットにも基づいて対象通信端末２に対してＰＲＵ２１０を割り当てていることから、図７のグラフ３０２に示されるように、対象通信端末２でのデータ送信の遅延が非常に小さくなっている。
【００８２】
また、比較対象基地局のように、単純に送信待ちデータ量の数倍のデータ量を送信できるだけのＰＲＵ２１０を対象通信端末２に割り当てる場合には、対象通信端末２での送信データ生成スループットの時間変化の態様によっては、対象通信端末２に対して必要以上の数のＰＲＵ２１０が割り当てられることがあり、無線リソースを有効利用することができない。さらに、対象通信端末２に対して必要以上の数のＰＲＵ２１０が割り当てられると、対象通信端末２に対するＰＲＵ２１０の割り当て数が大きく変動する。各基地局１においてＰＲＵ２１０の割り当て数が大きく変動する場合においては、ある基地局１にとっては、その周辺の他の基地局１で使用されるＰＲＵ２１０が大きく変化することになる。したがって、基地局１が、他の基地局１での割り当てタイミングの前において当該他の基地局１では未使用であると判断したＰＲＵ２１０を、その割り当てタイミングの後に通信端末２に上り無線リソースとして割り当て、当該通信端末２が割り当てられたＰＲＵ２１０を使用して送信しようとする際は、実はそのＰＲＵ２１０が当該他の基地局１が通信する通信端末２で使用されているという状況が生じやすくなる。その結果、基地局１において受信信号の干渉が生じる可能性が高くなる。
【００８３】
これに対して、本実施の形態に係る基地局１においては、送信データ生成スループットにも基づいて対象通信端末２に対してＰＲＵ２１０を割り当てていることから、対象通信端末２に対して無駄に割り当てられるＰＲＵ２１０の数を少なくすることができ、ＰＲＵ２１０の割り当て数の変動を抑えることができる。よって、無線リソースを有効利用することができるとともに、基地局１において受信信号の干渉が生じる可能性を低減することができる。
【００８４】
なお、送信データ生成スループットは一定ではないことから、本実施の形態のように、割り当てタイミングごとに送信データ生成スループットを求めることが望ましい。このとき、出来るだけ最新の送信データ生成スループットを用いて通信端末２に無線リソースを割り当てるために、本実施の形態のように、割り当てタイミングの直前に通信端末２から通知される送信待ちデータ量と、当該送信待ちデータ量よりも一つ前に通信端末２から通知される送信待ちデータ量とを使用して、送信データ生成スループットを算出することが望ましい。
【００８５】
また、予測必要送信データ量は、あくまでも予測値であるため、無線通信システム１００を実際に運用してみて、通信端末２に対して無駄に割り当てられたＰＲＵ２１０の数や通信端末２でのデータ送信の遅延が予想以上に低減されていない場合には、割り当てタイミングごとに予測必要送信データ量を調整しても良い。このとき、予測必要送信データ量に直接調整用パラメータを乗算することによって予測必要送信データ量を調整しても良いし、予測必要送信データ量を求める際に使用する送信待ちデータ量及び予測送信データ生成量の少なくとも一方に調整用パラメータを乗算することによって予測必要送信データ量を調整しても良い。また、予測送信データ生成量に調整用パラメータを乗算する代わりに、予測送信データ生成量を求める際に使用する送信データ生成スループット及び送信待ちデータ量の少なくとも一方に調整用パラメータを乗算して、予測送信データ生成量を調整しても良い。また、送信データ生成スループットに調整用パラメータを乗算する代わりに、送信データ生成スループットを求める際に使用する送信待ちデータ量及び送信スループットの少なくとも一方に調整用パラメータを乗算して、送信データ生成スループットを調整しても良い。
【００８６】
また、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の上りフレーム２００ｕにおいて、すべてのＰＲＵ２１０に同じ変調方式が対応付けられるような場合には、以下の式（４）を使用して、対象通信端末２に割り当てるＰＲＵ２１０の数ＰＮ（以後、「割り当てＰＲＵ数ＰＮ」と呼ぶ）を簡単に求めることができる。
【００８７】
ＰＮ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／ＭＩ  ・・・（４）
ここで、Ｄ１は対象通信端末２での送信待ちデータ量を示し、Ｄ２は予測送信データ生成量を示している。したがって、（Ｄ１＋Ｄ２）は予測必要送信データ量を示すことになる。またＭＩは、１つのＰＲＵ２１０で送信可能なデータ量を示している。
【００８８】
無線リソース割り当て部１２は、割り当てタイミングが発生すると、式（４）を用いて割り当てＰＲＵ数ＰＮを求めて、対象の２０個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００において、求めた割り当てＰＲＵ数ＰＮだけのＰＲＵ２１０を対象通信端末２に割り当てる。このとき、上述のステップｓ９のように、干渉波の信号レベルがしきい値よりも低いＰＲＵ２１０を割り当てることが望ましい。このような場合であっても、無線リソースを有効利用しつつ、通信端末２での送信データの送信遅延を低減することができる。
【００８９】
また、無線通信システム１００を実際に運用してみて、無駄に割り当てられたＰＲＵ２１０の数やデータ送信の遅延が予想以上に低減されていない場合には、式（４）において、（Ｄ１＋Ｄ２）に対して調整用パラメータを乗算して割り当てＰＲＵ数ＰＮを調整しても良いし、Ｄ１及びＤ２の少なくとも一方に調整用パラメータを乗算して割り当てＰＲＵ数ＰＮを調整しても良い。
【００９０】
＜変形例＞
上述のようにして通信端末２に対して無線リソースを割り当てる場合であっても、通信端末２では、送信データ生成スループットの時間変化の態様によっては、上りフレーム２００ｕでのデータ送信後において送信バッファ２２に送信待ちの送信データが残りがちになることがある。具体的には、送信データ生成スループットが増加し続ける場合には、送信バッファ２２内に送信待ちの送信データが残りがちになって通信端末２ではデータ送信の遅延が生じやすくなる。
【００９１】
そこで、本変形例においては、通信端末２での送信待ちデータ量の平均値にも基づいて当該通信端末２に対して上り無線リソースを割り当てる。図９は本変形例に係る基地局１の構成を示すブロック図である。本変形例に係る基地局１のブロック構成は、図２に係る基地局１のブロック構成において、平均値算出部１７をさらに設けたものである。
【００９２】
平均値算出部１７は、上述のステップｓ５が実行される前において、ステップｓ６で発生する割り当てタイミングと、当該割り当てタイミングよりも前の割り当てタイミングとで構成される複数の割り当てタイミングのそれぞれの直前に対象通信端末２から通知される送信待ちデータ量の平均値を算出する。この平均値を「平均送信待ちデータ量」と呼ぶ。割り当てタイミングの直前に通信端末２から通知される送信待ちデータ量は、当該通信端末２に上り無線リソースを割り当てる際に使用されることから、平均送信待ちデータ量は、複数の割り当てタイミングにおいて通信端末２に上り無線リソースを割り当てる際に使用する送信待ちデータ量の平均値と言える。
【００９３】
無線リソース割り当て部１２は、ステップｓ５において、ステップｓ６で発生する割り込みタイミングの直前に対象通信端末２から通知される送信待ちデータ量と、予測送信データ生成量と、平均値算出部１７で求められた平均送信待ちデータ量とを足し合わせて、それによって得られるデータ量を予測必要送信データ量とする。そして、無線リソース割り当て部１２は、この予測必要送信データ量を用いて、上述と同様にして通信端末２に対してＰＲＵ２１０を割り当てる。
【００９４】
このように、平均送信待ちデータ量にも基づいて通信端末２に対して無線リソースを割り当てることによって、通信端末２でのデータの送信遅延をさらに低減することができる。
【００９５】
なお、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の上りフレーム２００ｕにおいて、すべてのＰＲＵ２１０に同じ変調方式が対応付けられるような場合には、以下の式（５）を使用して割り当てＰＲＵ数ＰＮを求めても良い。
【００９６】
ＰＮ＝（Ｄ０＋Ｄ１＋Ｄ２）／ＭＩ  ・・・（５）
ここで、式（５）のＤ０は、平均送信待ちデータ量を示している。したがって、（Ｄ０＋Ｄ１＋Ｄ２）は、本変形例に係る予測必要送信データ量を示す。
【００９７】
無線リソース割り当て部１２は、割り当てタイミングが発生すると、式（５）を用いて割り当てＰＲＵ数ＰＮを求めて、対象の２０個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００において、求めた割り当てＰＲＵ数ＰＮだけのＰＲＵ２１０を対象通信端末２に割り当てる。
【００９８】
また、本変形例においても、予測必要送信データ量を調整しても良い。この場合には、平均送信待ちデータ量に調整用パラメータを乗算して予測必要送信データ量を調整しても良い。
【００９９】
以上の実施の形態及びその変形例の説明においては、基地局１と通信端末２との間の多元接続方式として、ＴＤＭＡ方式及びＯＦＤＭＡ方式が使用されていたが、他の多元接続方式、例えばＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式やＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式が使用される場合であっても、同様にして通信端末２に上り無線リソースを割り当てることによって、無線リソースを有効利用しつつ、通信端末２での送信データの送信遅延を低減することができる。また、本願発明は、次世代ＰＨＳ以外の他の通信システム、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）やＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）にも当然に適用することができる。
【０１００】
また、上記の実施の形態及びその変形例では、５ｍｓや１００ｍｓなどの具体的数値を挙げて本願発明について説明したが、もちろん他の数値を用いても良く、本願発明は上記の数値を使用する場合には限定されない。
【符号の説明】
【０１０１】
１  基地局
２  通信端末
３  ネットワーク
１０  無線通信部
１２  無線リソース割り当て部
１６  生成スループット推定部
１７  平均値算出部
２２  送信バッファ
【図１】
2011244105.tif 000003
【図２】
2011244105.tif 000004
【図３】
2011244105.tif 000005
【図４】
2011244105.tif 000006
【図５】
2011244105.tif 000007
【図６】
2011244105.tif 000008
【図７】
2011244105.tif 000009
【図８】
2011244105.tif 000010
【図９】
2011244105.tif 000011