(57)【要約】【課題】同一レベルの受信信号品質を報告しているユーザの中で、無線リソースの割り当てに相応しいユーザを的確に選択できるようにすること。【解決手段】無線基地局は、１以上のユーザ装置から報告された受信信号品質に基づいて、１以上のユーザ装置に対する無線リソースの割当を計画するスケジューラと、スケジューリング情報を含む信号を１以上のユーザ装置に送信する手段とを有する。スケジューラは、受信信号品質を示すレベルの各々に、ユーザ装置毎に過去の受信成功率を対応付ける成功率テーブルと、受信信号品質の各レベルに関連付けられた所定の伝送レート、及び受信成功率に基づいて、実効的な伝送レートを求める手段と、実効的な伝送レートから、無線リソースの割当内容を示すスケジューリング情報を作成する手段とを有する。【選択図】図２
2008011420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動無線通信システムで使用される無線基地局であって、
１以上のユーザ装置から報告された受信信号品質に基づいて、１以上のユーザ装置に対する無線リソースの割当を計画するスケジューラと、
スケジューリング情報を含む信号を１以上のユーザ装置に送信する手段と、
を有し、前記スケジューラは、
受信信号品質を示すレベルの各々に、ユーザ装置毎に過去の受信成功率を対応付ける成功率テーブルと、
受信信号品質の各レベルに関連付けられた所定の伝送レート、及び前記受信成功率に基づいて、実効的な伝送レートを求める手段と、
前記実効的な伝送レートから、無線リソースの割当内容を示すスケジューリング情報を作成する手段と、
を有することを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
請求項１に記載の無線基地局装置において、過去のチャネル変動に基づいて将来の受信信号品質を予測する予測手段を有し、前記１以上のユーザ装置から報告された受信信号品質として、予測された受信信号品質が使用されるようにした無線基地局装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線基地局装置において、瞬時の実効的な伝送レートが最大のユーザ装置に対して、無線リソースが割り当てられるようにした無線基地局装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線基地局装置において、瞬時の実効的な伝送レートと平均化された実効的な伝送レートとの比率に基づいて、無線リソースが割り当てられるようにした無線基地局装置。
【請求項５】
請求項１に記載の無線基地局装置において、各ユーザ装置から報告される瞬時の受信信号品質及び受信成功率を用いて、前記成功率テーブルの内容が更新されるようにした無線基地局装置。
【請求項６】
請求項１記載の無線基地局装置において、１以上のユーザ装置に割り当てられる無線リソースが、タイムスロット、キャリア周波数、拡散コード及び送信電力の１以上で表現されるようにした無線基地局。
【請求項７】
移動通信システムを構成する無線基地局でスケジューリングを行うための方法であって、
１以上のユーザ装置から報告された受信信号品質に基づいて、１以上のユーザ装置に対する無線リソースの割当を計画するスケジューリングステップと、
スケジューリング情報を含む信号を１以上のユーザ装置に送信するステップと、
を有し、前記無線基地局では、ユーザ装置での受信信号品質を示すレベルの各々に、ユーザ装置毎に過去の受信成功率を対応付ける成功率テーブルが保持され、前記スケジューリングステップは、
受信信号品質の各レベルに関連付けられた所定の伝送レート、及び前記受信成功率に基づいて、実効的な伝送レートを求めるステップと、
前記実効的な伝送レートから、無線リソースの割当内容を示すスケジューリング情報を作成するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、過去のチャネル変動に基づいて将来の受信信号品質が予測され、前記１以上のユーザ装置から報告された受信信号品質として、予測された受信信号品質が使用されるようにした方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、瞬時の実効的な伝送レートが最大のユーザ装置に対して、無線リソースが割り当てられるようにした方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法において、瞬時の実効的な伝送レートと平均化された実効的な伝送レートとの比率に基づいて、無線リソースが割り当てられるようにした方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法において、各ユーザ装置から報告される瞬時の受信信号品質及び受信成功率を用いて、前記成功率テーブルの内容が更新されるようにした方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法において、１以上のユーザ装置に割り当てられる無線リソースが、タイムスロット、キャリア周波数、拡散コード及び送信電力の１以上で表現されるようにした方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信の技術分野に関連し、特に移動通信システムでスケジューリングを行ための方法及び無線基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
IMT-2000(International  Mobile  Telecommunications-2000)に代表されるような第３世代の通信方式では、下りリンクで５ＭＨｚの周波数帯域を用いて、２Ｍｂｐｓ以上の情報伝送レートが実現されている。IMT-2000では、シングルキャリア方式の広帯域の符号分割多重アクセス(W-CDMA:  Wideband-CDMA)方式が採用されている。更に、高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA:  High  Speed  Downlink  Packet  Access）は、適応変復調及び符号化（AMC:  Adaptive  Modulation  and  channel  Coding）方式、ＭＡＣレイヤでのパケットの自動再送（ARQ:  Automatic  Repeat  Request）方式、高速パケットスケジューリング等を採用することで、伝送レートの更なる高速化や高品質化を図っている。ＡＭＣについては、例えば非特許文献１に記載されている。また、ＡＲＱについては、例えば非特許文献２に記載されている。これらの伝送を効率よく実現するためには、基地局とアクティブなユーザ装置（典型的には移動局であるが、固定局でもよい）との伝送路状況（チャネル状態）を監視し、監視結果に基づいて、パケットを実際に送信してよいユーザを決定する必要がある。例えば非特許文献３では最も受信特性が良いユーザに対して優先権を与えることによりセクタ内におけるスループットを最大にする方式（MAX  CIR法）が提案されている。しかしながら、この方式では、優良なチャネル状態の一部の特定のユーザしか通信できず、ユーザによってはほとんど通信できない不公平な状況も生じかねない。このような不公平を低減するために非特許文献４では過去の伝送レートの平均（伝送レートは伝搬路状況によって決まる）と瞬時の伝送レートとの比率が算出され、その比率が大きいユーザにリソースを割り当てる方式が提案されている。
【非特許文献１】T．Ue，S．Sampei，N．Morinaga  and  K．Hamaguchi，“Symbol  Rate  and  Modulation  Level-Controlled  Adaptive  Modulation/TDMA/TDD  System  for  High-Bit-Rate  Wireless  Data  Transmission”，IEEE  Trans．VT，pp．1134-1147，vol．47，No．4，Nov．1998
【非特許文献２】S．Lin，Costello，Jr．and  M．Miller，“Automatic-Repeat-Request  Error  Control  Schemes”，IEEE  Communication  Magazine，vol．12，No．12，pp．5-17，Dec．1984
【非特許文献３】P． Bender， P． Black， M． Grob， R． Padovani， N． Sindhushayana， and A． Viterbi， “CDMA/HDR: A Bandwidth-Efficient High-Speed Wireless Data Services for Nomadic Users，” IEEE Communication Magazine，vol． 38， no．7 ， pp．70-77， July 2000
【非特許文献４】J． Jalali， R． Padovani， R． Pankaj， “Data Throughput of CDMA-HDR a High Efficiency-High Data Rate Personal Communication Wireless System，” Proc． of IEEE VTC2000-Spring， pp．1854-1858， Tokyo， May 2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記の技術には問題がある。基地局は各ユーザ装置からフィードバックされた受信信号品質に基づいてスケジューリングを行う。各ユーザ装置で測定される下りパイロットチャネルの受信信号電力対干渉プラス雑音電力比(SINR：Signal-to-Interference and Noise power Ratio)の数値範囲は、所定数の区域に区分けされ、区域の個数は受信信号品質の良否を表す分解能に対応する。各ユーザ装置で受信SINRが測定され、その受信SINRの属する区域が受信信号品質のレベルを表す。このレベルはチャネル品質インジケータ(CQI: Channel Quality Indicator)と呼ばれてもよい。ユーザ装置から報告されるCQIの各々には、所定の伝送レートが対応付けられる。具体的に言えば、CQIの各々にMCS(Modulation and channel Coding Scheme)番号が対応付けられている。MCS番号は、データ変調方式及びチャネル符号化率の組み合わせを特定する。
【０００４】
図１はCQIレベル及びMCS番号の対応関係を例示する図表である。図示の例ではCQIレベル及びMCS番号の順に、理論的に実現可能な相対的な伝送レートが増えるように対応関係が決められている。
【０００５】
基地局がスケジューリングを行う場合に、各ユーザ装置の報告するCQIが各自のチャネル状態を正確に表すならば、最も適切なユーザに無線リソースを割り当てることでシステム全体のスループットの向上を期待することができる。チャネル状態を正確に表すためには、CQIを多数のレベルで緻密に表現すればよいが、そうすると、制御ビット数が増えることに起因して、多くのリソースが必要になる。これは、より多くのリソースをデータチャネルに割り当てる観点からは不利である。その結果、システムによっては、各ユーザ装置が基地局に報告するCQIレベル数は少なく維持されるかもしれない。
【０００６】
CQIレベル数又はMCS番号数が少ないと、受信SINRは異なるが同一のCQIレベルを報告するユーザが多くなることが予想される。例えばユーザ装置UE1の受信SINRはユーザ装置UE2の受信SINRより幾分良好であったが、ユーザ装置UE1,UE2は同一のCQIレベルを基地局に報告していたとする。より良いチャネル状態のユーザにリソースを割り当てる観点からは、UE１に無線リソースが割り当てられるべきである。しかしながら基地局ではCQIをリソース割り当ての判断基準にするので、UE1,UE2に優劣を付けることができない。単なる公平性を図る観点からラウンドロビン法のようなユーザ選択法が使用されたりすると、UE1が選択されるとは限らず、UE2が選択されることもあり得る。後者の場合、前者ほどスループットの向上を期待することはできない。
【０００７】
このように従来のCQIベースの伝送レートに直結したスケジューリングでは、通信環境によっては、最適なユーザの選択が行われないことが懸念される。
【０００８】
本発明の課題は、同一レベルの受信信号品質を報告しているユーザの中で、無線リソースの割り当てに相応しいユーザを的確に選択できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明で使用される無線基地局は、１以上のユーザ装置から報告された受信信号品質に基づいて、１以上のユーザ装置に対する無線リソースの割当を計画するスケジューラと、スケジューリング情報を含む信号を１以上のユーザ装置に送信する手段とを有する。前記スケジューラは、受信信号品質を示すレベルの各々に、ユーザ装置毎に過去の受信成功率を対応付ける成功率テーブルと、受信信号品質の各レベルに関連付けられた所定の伝送レート、及び前記受信成功率に基づいて、実効的な伝送レートを求める手段と、前記実効的な伝送レートから、無線リソースの割当内容を示すスケジューリング情報を作成する手段とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、同一レベルの受信信号品質を報告しているユーザの中で、無線リソースの割り当てに相応しいユーザを的確に選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一形態では無線基地局はスケジューリングの際に成功率テーブルを参照する。成功率テーブルは、受信信号品質を示すレベルの各々に、ユーザ装置毎に過去の受信成功率を対応付ける。受信信号品質の各レベルに関連付けられた所定の伝送レートに、受信成功率を乗算することで、実効的な伝送レートが算出される。この実効的な伝送レートに基づいてスケジューリングが行われる。複数のユーザ装置が同一レベルの受信信号品質を報告していたとしても、実効伝送レートの相違に基づいて基地局はそれらのユーザ装置のチャネル状態の良否を適切に区別することができる。受信成功率は、ユーザ装置から基地局に再送制御用に別途報告されている送達確認情報(ACK/NACK)から基地局で導出することができる。従って本発明による成功率テーブルを作成する際に、制御チャネルの情報量や制御ビット数を増やさなくてよい。
【００１２】
本発明の一形態では、上記の無線基地局装置に、過去のチャネル変動に基づいて将来の受信信号品質を予測する予測手段が備えられてもよい。この場合、１以上のユーザ装置から報告された受信信号品質として、予測された受信信号品質が使用される。これは、より正確なチャネル状態情報に基づいたスケジューリングを行う観点から好ましい。
【００１３】
スケジューリング法には適切な如何なる手法が使用されてもよく、例えば、システム全体のスループットを向上させる観点からは、瞬時の実効的な伝送レートが最大のユーザ装置に無線リソースが割り当てられてもよい。或いはシステム全体のスループットに配慮しつつ、比較的チャネル状態の良好でないユーザ装置のユーザスループットにも配慮する観点からは、瞬時の実効的な伝送レートと平均化された実効的な伝送レートとの比率に基づいて、無線リソースが割り当てられてもよい。
【００１４】
無線リソースの割り当てに通信の実情をより強く反映する観点からは、各ユーザ装置から報告される瞬時の受信信号品質及び受信成功率を用いて、成功率テーブルの内容が更新されることが望ましい。
本発明の一形態による無線リソース割当法では、スケジューリングのメトリックにパケット誤り率（もしくは受信成功確率）が考慮され、これにより無線チャネル状況をより正確に反映したユーザの選択が可能となり、各ユーザに対する公平性に配慮しつつ、ユーザのスループットおよびシステムのスループットを改善することができる。本発明の無線リソース割り当て法では、瞬時の伝送レートを成功率（誤り率）を考慮して予測された伝送レートに置き換えるだけで実現でき、このことは本発明を既存のシステムに導入する等の観点から有利である。
【００１５】
以下、本発明のいくつかの実施例が説明されるが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、適切ならば２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。
【実施例１】
【００１６】
図２は本発明の一実施例による無線基地局装置を示し、この無線基地局はユーザ装置でのパケットの受信成功確率を考慮した実効的な伝送レートに基づいて、各ユーザ装置に対する無線リソースの割り当てを計画する（スケジューリングを行う）。図２には基地局に備わる様々な機能要素の内、本発明の実施例に特に関連する要素（スケジューリングに関連する要素）が描かれている。パケット受信部２１、スケジューラ２２及びパケット送信部２３が描かれている。スケジューラ２２には、成功率テーブル作成部２５、成功率テーブル保持部２６、実効伝送レート測定部２７及び無線リソース割当部２８を含む。
【００１７】
パケット受信部２１は、その無線基地局装置が管理するセルに在圏するユーザ装置から、受信信号品質に関するパケットを受信する。下りパイロットチャネルがユーザ装置で受信され、受信SINRが測定され、その測定値がどのCQIレベルに属するかを調べることで受信信号品質が得られる。受信SINRは例えば数十段階のような多数のレベル数で測定されるが、CQIレベル数は例えば５段階のように比較的少数に制限される。下りパイロットチャネルの受信信号品質は、一定の報告頻度でユーザ装置から基地局に報告されている。受信SINRだけでなく、受信電力、受信SIR、SNR等のようなチャネル状態の良否を表す適切な他の如何なる指標が使用されてもよい。
【００１８】
スケジューラ２２は、各ユーザ装置から報告されたCQIレベルに応じて無線リソースの割り当てを計画し、スケジューリング情報の内容を決定する。
【００１９】
パケット送信部２３は、制御チャネル、データチャネル、パイロットチャネル等の様々なチャネルで無線パケットを構成し、ユーザ装置に無線送信する。スケジューリング情報は制御チャネルで伝送される。
【００２０】
スケジューラ２２に含まれる成功率テーブル作成部２５は、各ユーザ装置での受信成功率を示す成功率テーブルを作成する。パケット誤り率とパケット成功率との和は１になるという恒等式に基づいて、成功率はパケット誤り率（PER: Packet Error Rate）から導出されてもよい。成功率テーブル作成部２２は成功率テーブルを構成するためのテーブル情報を後段の成功率テーブル保持部２６に与える。
【００２１】
図３は成功率テーブル保持部で保持される成功率テーブルの一例を示す図である。成功率テーブルは、ユーザ装置の各々について、CQIレベル毎にパケットの受信成功率を示す。例えば第１のユーザ装置UE1がCQIレベル１を報告する場合、ユーザ装置UE1での受信成功率は０．８である（誤り率は、０．２＝１−０．８である）。第２のユーザ装置UE2がCQIレベル１を報告する場合、のユーザ装置UE2の受信成功率は０．４である。従って同じCQIレベル１がUE1,UE2から報告されていたとしても、UE1のチャネル状態はUE2のチャネル状態より良好であることが分かる。このように成功率テーブルは、各ユーザ装置の報告するCQIレベルが、受信成功率とどのような関係になっているかをCQIレベル毎に示す。受信成功率の良否はチャネル状態の良否に関連している。従ってこの受信成功率を考慮することで、無線基地局装置は同一のCQIレベルを報告するユーザ装置のチャネル状態を更に区別することができる。
【００２２】
図２の実効伝送レート測定部２７は、各ユーザ装置から報告された受信信号品質（CQI）と、そのCQIに対応する各ユーザ装置の受信成功率とに基づいて、実効伝送レートを導出する。上述したように受信信号品質（CQI）とMCS番号との間には図１に示されるような一定の対応関係が設定されている。この所定の対応関係から導出されたMCSによる伝送レート（例えば、MCS2なら2Mbps、MCS3なら３Mbps等）を、説明の便宜上「理論的伝送レート」と呼ぶことにする。ユーザ装置が報告した受信信号品質（CQI）と所定の対応関係にあるMCS番号が導出され、そのMCS番号から理論的伝送レートが導出される。この理論的伝送レートに受信成功率が乗算されることで、実効伝送レートが算出される。例えば、ユーザ装置UE1,UE2,UE3の報告したCQIレベルが３であった場合、各々の理論的伝送レートは3Mbps（MCS3）であるが、実効伝送レートは3×0.6=1.8Mbps、3×0.3=0.9Mbps及び3×0.1=0.3Mbpsとなり、ユーザ装置毎に異なる。
【００２３】
無線リソース割当部２８は実効伝送レートに基づいて、無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択する。ユーザの選択には、マキシマムCIR法(Maximum CIR)法、プロポーショナルフェアネス（Proportional fairness）法等の既存の適切な如何なるスケジューリングアルゴリズムが使用されてもよい。こうして無線リソースの割当内容を示すスケジューリング情報が決定され、出力される。
【００２４】
図４は図２の成功率テーブル生成部２５の詳細な機能ブロック図を示す。成功率テーブル生成部２５は、瞬時受信品質情報受信部４１、送達確認情報受信部４２、成功率算出部４３及び通知部４４を有する。
【００２５】
瞬時受信品質情報受信部４１は、図２のパケット受信部２１で受信された受信信号品質を受信する。この受信信号品質は、各ユーザ装置から所定の報告頻度で報告される瞬時的な受信信号品質（瞬時CQI）である。
【００２６】
送達確認情報受信部４２は、各ユーザ装置から通知される送達確認情報を示す。下りデータチャネルを受信したユーザ装置は、下りデータチャネルのパケットに対する誤り検出を実行し、パケットを適切に受信できたか否かを基地局に報告する。適切に受信できていなかった場合は、再送が要求される。送達確認情報は一般的には肯定応答（ACK）及び否定応答（NACK）で表現されるが、受信の成否を示す他の何らかの信号が使用されてもよい。
【００２７】
成功率算出部４３は、瞬時CQI及び送達確認情報ACK/NACKに基づいてユーザ毎に且つCQIレベル毎にパケット受信成功率（パケット受信誤り率）を導出する。
【００２８】
図５はパケット受信成功率の導出方法を説明するための図である。例えば、第1のユーザ装置UE1から報告された瞬時CQI及び送達確認情報ACK/NACKはCQIレベル毎に整理される。図示の例では、ユーザ装置UE1はCQIレベル１と共に送達確認情報を過去５回にわたって報告しており、４回はACKを返しているが、１回はNACKを返している。図示の簡明化を図るため、○はACKを表し、×はNACKを表す。従って、UE1のCQIレベル１についてのパケット受信成功率は、４／５＝０．８となる。同様にUE1のCQIレベル2,3,…についてパケット受信成功率が測定され、図３の左から第2列のようなパケット成功率が算出される。他のユーザ装置UE2,UE3についても同様な測定が実行され、CQIレベル毎に受信成功率が導出され、成功率テーブルに反映される。簡明化を図るため、全ユーザ装置が５回の送達確認情報に基づいて受信成功率が導出されるように図示されているが、受信成功率を導出するための送達確認情報の数（平均化の範囲）は同じでもよいし異なっていてもよい。瞬時CQIの報告頻度と送達確認情報ACK/NACKの報告頻度は一般的には同じでないが、それらの伝送タイミングには一定の関係があるので、データパケットの送達確認情報ACK/NACKとそのデータパケットに関連する瞬時CQIを関連付けることは困難ではない。
【００２９】
図４の通知部４４は成功率算出部４３で用意されたユーザ装置毎のCQIレベル毎のパケット受信成功率に関する情報を、テーブル情報として出力する。図２の成功率テーブル保持部２６はこのテーブル情報に基づいて図3に示されるようなテーブルを用意し、パケット受信成功率に関する情報を実効伝送レート測定部２７に与える。成功率テーブルの内容は固定的に維持されてもよいし、何らかの統計処理に基づいて定期的に又は不定期的に更新されてもよい。
【００３０】
図６は図２の無線リソース割当部２８の詳細なブロック図を示す。実効伝送レート受信部６１、並替部６２、ユーザ選択部６３及び通知部６４を有する。
【００３１】
実効伝送レート受信部６１は、実効伝送レート測定部２７で測定された各ユーザ装置についての実効伝送レートを受信する。
【００３２】
並替部６２は、実効伝送レートの優劣に応じてユーザ装置の順序を並べ換える。一例として実効伝送レートの大きい順にユーザ装置の順位が決定される。同一レベルのCQIを報告しているユーザ装置が複数存在したとしても、それらの実効伝送レートを考慮することで、チャネル状態の良否に応じてユーザ装置を区別することができる。
【００３３】
ユーザ選択部６３は、実効伝送レートの観点から並べ替えられたユーザ装置の順序に従って、最良の実効伝送レートに対応するユーザ装置を選択する。
【００３４】
通知部６４は選択又は決定された内容をパケット送信部２３に通知する。
【００３５】
このように本実施例では実効伝送レートに基づいてマキシマムCIR法によりスケジューリングが行われる。
【００３６】
図７は本発明の一実施例による動作例のフローチャートを示す。このフローは無線基地局装置でのスケジューリングの際に使用される。ステップS11ではまず、無線基地局装置は各ユーザ装置からの受信品質情報（CQI）を受信する。受信品質情報には、受信信号電力、受信信号電力対干渉および雑音電力比（SINR：Signal-to-Interference and Noise power Ratio）などが用いられてもよい。
【００３７】
ステップＳ１２では、各ユーザ装置からの受信品質情報(CQI)とあらかじめ保持している受信品質に対する受信成功確率のテーブルを用いて、各ユーザ装置に対する実効的な伝送レートを測定する。上述したように実効伝送レートは理論的伝送レートに受信成功率を乗算することで得られる。
【００３８】
ステップＳ１３では、実効的な伝送レートに基づいて、無線リソースの割り当てを行うユーザが選択される。無線リソースの割り当てを行うためのスケジューリング法には、マキシマム（Maximum CIR）法、プロポーショナルフェアネス（Proportional fairness）法などの既存の様々なスケジューリングアルゴリズムが適用可能である。本実施例ではマキシマムCIRが使用され、後述の第２実施例ではプロポーショナルフェアネスが使用される。
【００３９】
ステップＳ１４では、選択されたユーザに対してパケットの送信が行われる。このように、受信成功確率を考慮した実効的な伝送レートに基づいて無線リソースの割り当てを行うユーザを選択することにより、選択したユーザの送信時のパケット誤りの確率を小さくすることができ、ユーザスループットの増大、およびシステムスループットの増大を図ることができる。
【００４０】
図８は図７で説明された手法で無線リソースの割り当てが行われる様子を示す。図８は基地局で測定される実効伝送レートの時間変化を示す。第１、第２及び第３のユーザ装置UE1,UE2,UE3は皆同じCQIを基地局に報告しているが、受信成功率を考慮した実効伝送レートは図示されるようにユーザ装置毎に異なるものになったとする。サブフレーム又は時間スロット１ではUE2の実効伝送レートが最良なので、UE2が選択され、第2乃至第4サブフレームではUE1の実効伝送レートが最良なのでUE1が選択され、サブフレーム5,6ではUE2の実効伝送レートが最良なので、UE2が選択されている。各サブフレームにおいて、瞬時の実効的な伝送レートの最も大きいユーザに対して、無線リソースの割り当てが行われるため、受信品質が良好なユーザに対して頻繁に割り当てが行われ、受信品質の良好なユーザのユーザスループットおよびシステムのスループットの増進を図ることができる。
【実施例２】
【００４１】
第１実施例ではマキシマムCIR法が使用され、この手法はシステム全体のスループットを向上させる観点から特に好ましい。しかしながら、受信品質が良好でなく実効的な伝送レートの小さいユーザに対しては無線リソースの割り当てはほとんど行われず、そのようなユーザにとってのスループットは減少し、ユーザ間の公平性の観点からは必ずしも有利ではない。以下に説明されるように本発明の第２実施例では、このような事情に鑑み、スケジューリングにプロポーショナルフェアネス法が使用される。
【００４２】
図９は本発明の第２実施例で使用される無線リソース割当部を示す。この無線リソース割当部は図６の無線リソース割当部の代わりに使用されてよい。図９には、図６で説明済みの要素に加えて、優良度計算部９１、並替部９２及びユーザ選択部９３が描かれている。
【００４３】
優良度計算部９１は、ユーザ装置毎に算出された実効伝送レートに基づいて各ユーザ装置の優良度を算出する。優良度は、瞬時の実効伝送レートと過去の平均的な実効伝送レートとの比率で決定される。
【００４４】
並替部９２は優良度の良否の観点からユーザ装置の順序が並べ替えられる。
【００４５】
ユーザ選択部９３は図６のユーザ選択部６３と同様に、無線リソースを割り当てるユーザ装置を選択するが、本実施例では優良度が最も良いユーザ装置が選択される。
【００４６】
無線リソース割当部は、実効伝送レート測定部から、各ユーザの無線パケットの受信成功確率（または、パケット誤り率）を考慮して測定した瞬時の実効伝送レートを受信する。そして、各ユーザの平均実効伝送レートを測定し、各ユーザの瞬時の実効伝送レートと平均実効伝送レートの比を計算する。そして、各ユーザの瞬時の実効伝送レートと平均実効伝送レートの比を大きい順に並べ替え、最も瞬時の実効伝送レートと平均実効伝送レートの比の大きいユーザを選択する。そして、選択したユーザ情報をパケット送信部に送信する。
【００４７】
図１０は無線リソースの割り当てが行われる様子を示し、基地局で測定される実効伝送レートの時間変化を示す。第１、第２及び第３のユーザ装置UE1,UE2,UE3は皆同じCQIを基地局に報告しているが、受信成功率を考慮した実効伝送レートは図示されるようにユーザ装置毎に異なるものになったとする。実線の瞬時実効伝送レートの時間変化は図８に示されたものと同じである。図中の破線は実効伝送レートの平均値を示す。本実施例では、この平均値はスケジューリング対象のサブフレームより以前の１以上のサブフレームにおける瞬時実効伝送レートの時間平均値である。
【００４８】
本実施例では瞬時実効伝送レートと平均実効伝送レートとの比率（優良度）がユーザ装置毎に比較され、その比較結果に応じて無線リソースの割り当てを受けるユーザ装置が決定される。或るユーザ装置の実効伝送レートが他のユーザ装置より劣っていたとしても、或るユーザ装置にとって過去の値より良い実効伝送レートが期待できるときは、そのユーザ装置に対する無線リソースの割り当ての可能性が大きくなる。例えば図８，図１０に示される例では、第３のユーザ装置UE3は第１，第２のユーザ装置の実効伝送レートより常に劣っているので、第１実施例の手法では無線リソースは決して割り当てられない。しかしながら本実施例では優良度が算出され、その良否でユーザ装置が決定されるので、第２及び第３サブフレームで第３のユーザ装置UE3に無線リソースが割り当てられている。これにより第３のユーザ装置に対するスループットだけが悪化してしまうことを或る低度緩和できる一方、そのサブフレームは第３のユーザ装置にとって比較的良いチャネル状態なので、システム全体のスループットの向上も或る低度は期待できる。したがって、各ユーザに対して送信割り当て機会の公平性を保ちつつ、瞬時の実効伝送レートが比較的大きい場合に割り当てを行うことで、各ユーザのユーザスループットに加えてシステムのスループットも増やすことができる。
【実施例３】
【００４９】
図１１は本発明の第３実施例による無線基地局装置を示す。図２で説明済みの要素に加えて、受信品質予測部１１１が備わっている。受信品質予測部１１１は、これまでの過去のチャネル変動に基づいて将来的なチャネル状態（下りパケット送信の際のチャネル状態）を予測し、予測されたチャネル状態に対応するCQIを出力する。予測には、線形近似、高次関数による近似などの既存のあらゆる予測方法を用いることができる。このように、予測されたチャネル状態での下りパケット送信の結果、ユーザ装置で得られる受信品質に基づいて、実効的な伝送レートが計算される。これにより、さらに正確なチャネル状態情報に基づいたスケジューリングを行うことが可能となり、ユーザスループット及びシステムのスループットの増大を期待することができる。
【実施例４】
【００５０】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに、本発明による無線リソース割当法が使用された場合のスループット特性のシミュレーション結果が示される。シミュレーションではCQIレベル又はMCSレベルが４段階用意され、HSDPAによる下りスケジューリングが仮定されている。セル内には１０台のユーザ装置が在圏し、ユーザID1のユーザ装置は基地局に最も近く、ユーザID１０のユーザ装置は基地局から最も遠く、ユーザID2乃至ID９のユーザ装置はその間に位置するものとする。従ってユーザID１０のユーザ装置はセル端に近い。
【００５１】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示されるシミュレーションでは、スケジューリングアルゴリズムとしてプロポーショナルフェアネス法、オポチューニスティック(Opportunistic)法及びワイヤレスアダプタブルフェアネス(Wireless Adaptable Fairness)法がそれぞれ使用されている。図示されているように、何れもユーザID1からID10に向かうにつれて（セル中心からセル端に向かうにつれて）、スループットは減少傾向を示す。何れのアルゴリズムの場合も、パケット受信成功率を考慮しない場合よりも考慮した方が（本発明の方が）高いスループットを達成できることが分かる。
【００５２】
以上、本発明のいくつかの実施例が説明されてきたが、各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、適切ならば２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。上記の実施例は本発明の一例に過ぎず、説明された内容に基づいて修正、変更、付加及び削除等の様々な工夫がなされてもよい。例えば時間方向のスケジューリングだけでなく、周波数方向のスケジューリングが行われてもよい。この場合、周波数リソースブロック毎にCQIやACK/NACK等が基地局に報告され、周波数リソースブロック毎に受信成功率を算出し、説明済みの手法が適用されてもよい。或いは個々のユーザ装置に関して全周波数リソースブロックにわたる受信成功率の平均値が算出され、その平均値を用いて実効伝送レートが導出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】CQIレベル及びMCS番号の対応関係を例示する図表である。
【図２】本発明の第１実施例による無線基地局を示す図である。
【図３】成功率テーブルの一例を示す図である。
【図４】成功率テーブル作成部の機能ブロック図を示す。
【図５】パケット受信成功率の導出方法を説明するための図である。
【図６】図２の無線リソース割当部の詳細なブロック図を示す。
【図７】本発明の一実施例による動作例のフローチャートを示す。
【図８】マキシマムCIR法を用いたときの無線リソース割り当ての一例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施例で使用される無線リソース割当部を示す図である。
【図１０】プロポーショナルフェアネス法を用いたときの無線リソース割り当ての一例を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施例による無線基地局装置を示す。
【図１２Ａ】本発明による無線リソース割当法が使用された場合のスループット特性のシミュレーション結果を示す図（Proportional Fairness）である。
【図１２Ｂ】本発明による無線リソース割当法が使用された場合のスループット特性のシミュレーション結果を示す図（Opportunistic Algorithm）である。
【図１２Ｃ】本発明による無線リソース割当法が使用された場合のスループット特性のシミュレーション結果を示す図（Wireless Adaptable Fairness）である。
【符号の説明】
【００５４】
２１  パケット受信部
２２  スケジューラ
２３  パケット送信部
２５  成功率テーブル作成部
２６  成功率テーブル保持部
２７  実効伝送レート測定部
２８  無線リソース割当部
４１  瞬時受信品質情報受信部
４２  送達確認情報受信部
４３  成功率算出部
４４  通知部
６１  実効伝送レート受信部
６２  並替部
６３  ユーザ選択部
６４  通知部
９１  優良度計算部
９２  並替部
９３  ユーザ選択部
【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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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