(57)【要約】【課題】伝送されるべき各パケットに要求されているサービス品質ＱｏＳに応じて、各パケットを無線伝送する際の無線パラメータを適応的に設定する。【解決手段】ＱｏＳ情報識別部４１は、伝送されるべきパケットを入力し、ＱｏＳ情報に基づいて、そのパケットのＱｏＳ種別の識別を行い、得られたＱｏＳ種別を要求ＱｏＳ情報として適応無線パラメータ制御部４７に対して出力する。適応無線パラメータ制御部４７は、ＱｏＳ情報識別部４１から受け取る要求ＱｏＳ情報、受信側から通知される受信側での観測ＱｏＳ情報、及び伝送路情報に基づいて適応的に再送パラメータ、符号化方式及び変調方式を決定する。送信順序制御部４３は、その決定された再送パラメータに基づいてパケットに対する再送制御を行い、データ符号化器４４は、その決定された符号化方式に基づいてパケットを符号化し、データ変調器４５は、その決定された変調方式に基づいてパケットを変調する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動パケット通信において、通信品質ＱｏＳの要求が異なる伝送されるべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定することを特徴とする適応無線パラメータ制御方法。
【請求項２】
前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項３】
前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータが可変設定されることを特徴とする請求項２に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項４】
前記再送パラメータは、再送アルゴリズム及び最大再送回数のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項５】
前記伝送されるべきパケットが遅延を許容できるパケットか否かに基づいて前記最大再送回数が可変設定されることを特徴とする請求項４に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項６】
前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式が可変設定されることを特徴とする請求項２に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項７】
前記誤り訂正符号化方式は、符号化方法及び符号化率のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項８】
前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式が可変設定されることを特徴とする請求項２に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項９】
前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを特徴とする請求項１に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項１０】
前記伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳに係る情報は、当該パケット内に重畳されていることを特徴とする請求項９に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項１１】
前記伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳが複数のパケットに対して共通の場合には、通信品質ＱｏＳに係る情報は、当該複数のパケットに付帯されていることを特徴とする請求項９に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項１２】
前記通信品質ＱｏＳ及び伝送路情報に応じた無線パラメータの組を設定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の適応無線パラメータ制御方法。
【請求項１３】
移動パケット通信において、通信品質ＱｏＳの要求が異なる伝送されるべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部を備えることを特徴とするＱｏＳ制御装置。
【請求項１４】
前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１３に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項１５】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータを可変設定する再送パラメータ制御部を有することを特徴とする請求項１４に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項１６】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部を有することを特徴とする請求項１４に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項１７】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部を有することを特徴とする請求項１４に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項１８】
前記再送パラメータ制御部により設定された前記再送パラメータを入力して、当該再送パラメータに基づいて前記伝送されるべきパケットに対して再送制御を行う送信順序制御部を更に有することを特徴とする請求項１５に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項１９】
前記符号化方式制御部により設定された前記誤り訂正符号化方式を入力して、当該誤り訂正符号化方式に基づいて前記伝送されるべきパケットに対して符号化を行う符号化器を更に有することを特徴とする請求項１６に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項２０】
前記変調方式制御部により設定された前記変調方式を入力して、当該変調方式に基づいて前記伝送されるべきパケットに対して変調処理を行う変調器を更に有することを特徴とする請求項１７に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項２１】
前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを特徴とする請求項１３に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項２２】
前記伝送されるべきパケットを入力し、当該パケットに要求される通信品質ＱｏＳを識別し、前記適応無線パラメータ制御部に供給するＱｏＳ情報識別部を更に有することを特徴とする請求項２１に記載のＱｏＳ制御装置。
【請求項２３】
移動端末と無線通信を行う基地局であって、
前記移動端末とパケット通信を行うに際し、通信品質ＱｏＳの要求が異なる伝送すべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２４】
前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
【請求項２５】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータを可変設定する再送パラメータ制御部を有することを特徴とする請求項２４に記載の基地局。
【請求項２６】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部を有することを特徴とする請求項２４に記載の基地局。
【請求項２７】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部を有することを特徴とする請求項２４に記載の基地局。
【請求項２８】
前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
【請求項２９】
基地局と、その基地局と無線通信を行う移動端末と、を備えた無線通信システムであって、
前記基地局は、前記移動端末とパケット通信を行うに際し、通信品質ＱｏＳの要求が異なる、伝送すべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項３０】
前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２９に記載の無線通信システム。
【請求項３１】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータを可変設定する再送パラメータ制御部を有することを特徴とする請求項３０に記載の無線通信システム。
【請求項３２】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部を有することを特徴とする請求項３０に記載の無線通信システム。
【請求項３３】
前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部を有することを特徴とする請求項３０に記載の無線通信システム。
【請求項３４】
前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを特徴とする請求項２９に記載の無線通信システム。
【請求項３５】
前記基地局は、前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを、前記移動端末から定期的に受信することを特徴とする請求項３４に記載の無線通信システム。
【請求項３６】
前記基地局は、前記移動端末に要求することにより、前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを、前記移動端末から受信することを特徴とする請求項３４に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応無線パラメータ制御方法、ＱｏＳ制御装置、基地局及び無線通信システムに関し、特に、伝送されるべき各パケットに要求されているサービス品質(Quality of Service ：ＱｏＳ)に応じて、各パケットを無線伝送する際の無線パラメータを適応的に設定する適応無線パラメータ制御方法、ＱｏＳ制御装置、基地局及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代移動通信システム(International Mobile Telecommunication-2000:IMT-2000)においては、「移動環境」、「歩行環境」及び「準静止環境」のそれぞれに応じた最大情報伝送速度の要求条件は、 144kbps、 384kbps及び 2Ｍbpsであり、音声サービスに加えて本格的マルチメディア移動通信の実現が可能となっている。しかしながら、近年のインターネットの急速な普及、情報の多元化及び大容量化、更には次世代インターネットの発展等を考慮すると、移動通信において 2Ｍbps を越える情報伝送速度を実現する無線アクセス方式の開発は急務である。
【０００３】
このような背景から、文献「ＣＤＭＡ／ＨＤＲ：A Bandwidth-Efficient High-Speed Wireless Data Services for Nomadic Users (P.bender, P.Black, M.Grob, R.Padovani, N.Sindhushayana, and A.Viterbi：IEEE Communication Magazine, vol.38, no.7, pp70-77, July 2000)」において、IS-95 の無線インタフェースを基にして最大情報伝送速度 2.4Ｍbps の高速パケット伝送を実現する方式が提案されている。また、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)においても、Ｗ−ＣＤＭＡ無線インタフェースを拡張した最大情報伝送速度 8.5Ｍbps 程度の高速パケット伝送の実現について検討が行われている。
【０００４】
上述のような高速パケット伝送においては、文献「Symbol Rate and Modulation Level-Controlled Adaptive Modulation/TDMA/TDD System for High-Bit-Rate Wireless Data Transmission (T.Ue, S.Sampei, and N.Morinaga：IEEE Transaction. VT, pp1134-1147, vol.47, no.4, Nov. 1998) 」に提案されている適応無線リンク制御（リンクアダプテーション）に基づく適応変復調・誤り訂正（チャネル符号化）や、「Automatic-Repeat-Request Error Control Schemes (S.Lin, D.Costello, Jr., and M.Miller：IEEE Communication Magazine, vol.12, no.12, pp5-17, Dec. 1984)」に提案されている自動再送要求(Automatic Repeat reQuest :ＡＲＱ)というような技術の適用が検討されている。
【０００５】
リンクアダプテーションに基づく適応変復調・誤り訂正とは、高速データ伝送を効率的に行うために、各ユーザの伝搬環境に応じて、データ変調多値数、拡散率(Spreading Factor ：ＳＦ) 、マルチコード数、更には誤り訂正の符号化率を切り替えるという方式である。ここで、例えば、データ変調については、伝搬環境が良好になるに従って、現在のＷ−ＣＤＭＡで採用されているＱＰＳＫ変調から、より高効率の多値変調、すなわち 8PSK 、16QAM 、64QAM に順次切り替えることで、システムの最大スループットを増大させることができるというものである。具体的に、SF＝４、マルチコード数を３、誤り訂正符号化率を１／２としたときに、データ変調方式として64QAM を用いれば、チップレートが3.84Ｍcps のＷ−ＣＤＭＡ無線インタフェースを用いて、 8.5Ｍbps の超高速データ伝送が可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような広帯域無線アクセスにおいては、伝送速度、伝送遅延、許容残留誤り率などのサービス品質(Quality of Service ：ＱｏＳ)に対する要求条件の多様化が予想される。
【０００７】
例えば、音声や映像のような実時間伝送を要求されるトラヒックでは、伝送遅延及び遅延揺らぎの増加は品質の大幅な劣化を生じさせるため、通信品質を満たす範囲でパケット内のビット誤りを許容して誤りを含むパケットの廃棄を行わず、送信端から受信端までの伝送遅延時間をＱｏＳに応じた要求条件の範囲内に抑える必要がある。
【０００８】
一方、ファイル転送やＷＷＷ(World Wide Web)ブラウジングのような非実時間型トラヒックでは、実時間型トラヒックと比較して伝送遅延に対する要求は低いものの、高スループットかつ信頼性の高い伝送（基本的にはエラーフリー）が要求される。
【０００９】
また、パケット伝送方式において自動再送要求ARQ は、高信頼性伝送のためには有効な技術であるが、実時間型トラヒックにおいては伝送遅延及び遅延揺らぎの増加の原因となる。
【００１０】
更に、誤り訂正能力の高いチャネル符号化を行うことにより受信品質が向上する反面、フレーム効率の低下によりスループットが低下する。
【００１１】
従って、このような多様なトラヒック種別の混在するパケット伝送方式においてマルチメディアサービスを効率よく提供するためには、無線区間の誤り制御(ＱｏＳ制御) 技術の効率的な適用がより重要となる。すなわち、無線区間における自動再送要求や誤り訂正符号化(FEC：Forward Error Correction)を用いた誤り保護というような技術による誤り制御(ＱｏＳ制御)を行うに際しては、トラヒック種別毎に異なる基準を適用する必要がある。
【００１２】
しかしながら、従来のリンクアダプテーション技術では、無線リンク状態（伝搬路の状況）のみに適応した最適変調方式及び誤り訂正符号化法というような無線パラメータを選択するのみであり、トラヒックの特性、特に遅延に対する要求に基づくＱｏＳが考慮されることはなかった。
【００１３】
以上の観点から、ＱｏＳ要求条件に応じて適応的に替える誤り変調方式の利点・欠点のトレードオフを考慮して、変調方式、誤り訂正符号化方式、及び自動再送要求の再送回数上限というような無線パラメータを選択することが非常に有益であることが判る。また、かかる無線パラメータを選択する上で、それぞれの適した選択の組み合わせも、ＱｏＳ要求条件に応じて様々であろうことが推測される。
【００１４】
本発明は、上述のような事情から為されたものであり、本発明の目的は、トラヒックの種別に応じて要求されるＱｏＳが異なることを鑑み、パケット伝送において、要求されるＱｏＳに応じてトラヒック種別毎に適応的に異なる無線パラメータを設定する適応無線パラメータ制御方法、ＱｏＳ制御装置、基地局及び無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、移動パケット通信において、通信品質ＱｏＳの要求が異なる伝送されるべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御方法を要旨とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを要旨とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータが可変設定されることを要旨とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記再送パラメータは、再送アルゴリズム及び最大再送回数のうちの少なくとも１つを含むことを要旨とする。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項４に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記伝送されるべきパケットが遅延を許容できるパケットか否かに基づいて前記最大再送回数が可変設定されることを要旨とする。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項２に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式が可変設定されることを要旨とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記誤り訂正符号化方式は、符号化方法及び符号化率のうちの少なくとも１つを含むことを要旨とする。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項２に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式が可変設定されることを要旨とする。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項１に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを要旨とする。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳに係る情報は、当該パケット内に重畳されていることを要旨とする。
【００２５】
請求項１１の発明は、請求項９に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳが複数のパケットに対して共通の場合には、通信品質ＱｏＳに係る情報は、当該複数のパケットに付帯されていることを要旨とする。
【００２６】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１に記載の適応無線パラメータ制御方法において、前記通信品質ＱｏＳ及び伝送路情報に応じた無線パラメータの組を設定することを要旨とする。
【００２７】
請求項１３の発明は、移動パケット通信において、通信品質ＱｏＳの要求が異なる伝送されるべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部を備えるＱｏＳ制御装置を要旨とする。
【００２８】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載のＱｏＳ制御装置において、前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを要旨とする。
【００２９】
請求項１５の発明は、請求項１４に記載のＱｏＳ制御装置において、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータを可変設定する再送パラメータ制御部を有することを要旨とする。
【００３０】
請求項１６の発明は、請求項１４に記載のＱｏＳ制御装置において、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部を有することを要旨とする。
【００３１】
請求項１７の発明は、請求項１４に記載のＱｏＳ制御装置において、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部を有することを要旨とする。
【００３２】
請求項１８の発明は、請求項１５に記載のＱｏＳ制御装置において、前記再送パラメータ制御部により設定された前記再送パラメータを入力して、当該再送パラメータに基づいて前記伝送されるべきパケットに対して再送制御を行う送信順序制御部を更に有することを要旨とする。
【００３３】
請求項１９の発明は、請求項１６に記載のＱｏＳ制御装置において、前記符号化方式制御部により設定された前記誤り訂正符号化方式を入力して、当該誤り訂正符号化方式に基づいて前記伝送されるべきパケットに対して符号化を行う符号化器を更に有することを要旨とする。
【００３４】
請求項２０の発明は、請求項１７に記載のＱｏＳ制御装置において、前記変調方式制御部により設定された前記変調方式を入力して、当該変調方式に基づいて前記伝送されるべきパケットに対して変調処理を行う変調器を更に有することを要旨とする。
【００３５】
請求項２１の発明は、請求項１３に記載のＱｏＳ制御装置において、前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを要旨とする。
【００３６】
請求項２２の発明は、請求項２１に記載のＱｏＳ制御装置において、前記伝送されるべきパケットを入力し、当該パケットに要求される通信品質ＱｏＳを識別し、前記適応無線パラメータ制御部に供給するＱｏＳ情報識別部を更に有することを要旨とする。
【００３７】
請求項２３の発明は、移動端末と無線通信を行う基地局であって、前記移動端末とパケット通信を行うに際し、通信品質ＱｏＳの要求が異なる伝送すべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部を備える基地局を要旨とする。
【００３８】
請求項２４の発明は、請求項２３に記載の基地局において、前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを要旨とする。
【００３９】
請求項２５の発明は、請求項２４に記載の基地局において、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータを可変設定する再送パラメータ制御部を有することを要旨とする。
【００４０】
請求項２６の発明は、請求項２４に記載の基地局において、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部を有することを要旨とする。
【００４１】
請求項２７の発明は、請求項２４に記載の基地局において、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部を有することを要旨とする。
【００４２】
請求項２８の発明は、請求項２３に記載の基地局において、前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを要旨とする。
【００４３】
請求項２９の発明は、基地局と、その基地局と無線通信を行う移動端末と、を備えた無線通信システムであって、前記基地局は、前記移動端末とパケット通信を行うに際し、通信品質ＱｏＳの要求が異なる、伝送すべきパケット毎に、その通信品質ＱｏＳに応じた無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部を備える無線通信システムを要旨とする。
【００４４】
請求項３０の発明は、請求項２９に記載の無線通信システムにおいて、前記無線パラメータの組は、再送パラメータ、誤り訂正符号化方式及び変調方式のうちの少なくとも１つを含むことを要旨とする。
【００４５】
請求項３１の発明は、請求項３０に記載の無線通信システムにおいて、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記再送パラメータを可変設定する再送パラメータ制御部を有することを要旨とする。
【００４６】
請求項３２の発明は、請求項３０に記載の無線通信システムにおいて、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部を有することを要旨とする。
【００４７】
請求項３３の発明は、請求項３０に記載の無線通信システムにおいて、前記適応無線パラメータ制御部は、前記通信品質ＱｏＳに応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部を有することを要旨とする。
【００４８】
請求項３４の発明は、請求項２９に記載の無線通信システムにおいて、前記通信品質ＱｏＳは、伝送されるべきパケットに要求される通信品質ＱｏＳ及び前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを含むことを要旨とする。
【００４９】
請求項３５の発明は、請求項３４に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局は、前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを、前記移動端末から定期的に受信することを要旨とする。
【００５０】
請求項３６の発明は、請求項３４に記載の無線通信システムにおいて、前記基地局は、前記移動端末に要求することにより、前記移動端末との実際の伝送において観測された通信品質ＱｏＳを、前記移動端末から受信することを要旨とする。
【発明の効果】
【００５１】
以上説明したように本発明の適応無線パラメータ制御方法、ＱｏＳ制御装置、基地局及び無線通信システムによれば、トラヒックの種別に応じて要求されるＱｏＳが異なることを鑑み、パケット伝送において、要求されるＱｏＳに応じてトラヒック種別毎に適応的に異なる無線パラメータを設定しているので、マルチメディア通信における多様なＱｏＳ要求に対する通信品質制御を効率的に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、図面に基づいて、本発明における適応無線パラメータ制御方法、ＱｏＳ制御装置、基地局及び無線通信システムの実施形態について詳細に説明する。
【００５３】
図１は、本発明における無線通信システムにおける一実施形態の構成を示す図である。同図において、無線通信システム１は、基地局２と、基地局２と無線通信を行う移動端末３とで構成される。また、基地局２は、ＱｏＳ制御装置４を有している。
【００５４】
図２は、本発明におけるＱｏＳ制御装置の一実施形態の構成を示す図である。同図において、ＱｏＳ制御装置４は、ＱｏＳ情報識別部４１と、送信バッファ４２と、送信順序制御部４３と、データ符号化器４４と、データ変調器４５と、送信部４６と、適応無線パラメータ制御部４７とで構成される。尚、送信バッファ４２、送信順序制御部４３、データ符号化器４４、及びデータ変調器４５は、それぞれ、一対の実時間型トラヒック送信バッファ４２a及び非実時間型トラヒック送信バッファ４２ｂ、一対の実時間型トラヒック送信順序制御部４３ａ及び非実時間型トラヒック送信順序制御部４３ｂ、一対の実時間型トラヒックデータ符号化器４４ａ及び非実時間型トラヒックデータ符号化器４４ｂ、並びに一対の実時間型トラヒックデータ変調器４５ａ及び非実時間型トラヒックデータ変調器４５ｂで構成されている。
【００５５】
次に、図に示されたＱｏＳ制御装置の動作を説明する。
【００５６】
ＱｏＳ情報識別部４１は、伝送されるべきパケットを入力し、許容伝送遅延、所要伝送レートなどのＱｏＳ情報に基づいて、そのパケットのＱｏＳ種別の識別を行い、得られたＱｏＳ種別を要求ＱｏＳ情報として適応無線パラメータ制御部４７に対して出力する。尚、ここで、ＱｏＳ情報には、許容伝送遅延、所要伝送レートの他に、許容誤り率、データ廃棄の可否、伝送されるパケットの優先度及び重要性等が含まれる。これらのＱｏＳ情報は、パケット毎に異なる場合には、伝送されるべき個々のパケット内に重畳されており、また複数のパケットに共通の場合にはその複数のパケットに付帯されていればよい。複数のパケットに共通の場合にも個々のパケットに共通のＱｏＳ情報が重畳されていても構わない。
【００５７】
適応無線パラメータ制御部４７は、ＱｏＳ情報識別部４１から受け取る要求ＱｏＳ情報、受信側（本実施形態においては移動端末３）から通知される受信側での観測ＱｏＳ情報、及び伝送路情報に基づいて適応的に無線パラメータを決定する。本実施形態においては、再送パラメータ、符号化方式及び変調方式を無線パラメータの組としている。また、更に詳細に、再送パラメータとしてはＡＲＱ方式及び最大再送回数がある。符号化方式としては誤り訂正符号化法及び符号化率がある。
【００５８】
また、伝送路情報としては、瞬時の受信品質、平均の受信品質、過去の受信品質変動から送信タイミングにおいて予測される移動端末３の瞬時の受信品質、及び遅延プロファイル等の情報が考えられる。更に、ここで、受信品質には、信号対干渉雑音比(Signal-to-Interference Ratio ：SIR)、搬送波対干渉雑音比(Carrier-to-Interference Ratio：CIR)、希望波受信電力等、数値で表現できる全ての指標が含まれる。
【００５９】
本実施形態における適応無線パラメータ制御部４７は、無線パラメータの組を決定するに際し、大まかに、伝送されるべき伝送トラヒックが実時間型トラヒックか非実時間型トラヒックであるかを判定し、実時間型トラヒックである場合には、決定した無線パラメータの組を、実時間型トラヒック送信順序制御部４３ａ、実時間型トラヒックデータ符号化器４４ａ及び実時間型トラヒックデータ変調器４５ａへ送り、一方、非実時間型トラヒックである場合には、決定した無線パラメータの組を、非実時間型トラヒック送信順序制御部４３ｂ、非実時間型トラヒックデータ符号化器４４ｂ及び非実時間型トラヒックデータ変調器４５ｂへ送る。
【００６０】
実時間型トラヒックの場合、実時間型トラヒック送信順序制御部４３ａは、伝送されるべきパケットを実時間型トラヒック送信バッファ４２aに格納しつつ適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる再送パラメータに基づいて再送制御を行い、実時間型トラヒックデータ符号化器４４ａは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる符号化方式に基づいて伝送されるべきパケットを符号化し、実時間型トラヒックデータ変調器４５ａは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる変調方式に基づいて伝送されるべきパケットを変調する。一方、非実時間型トラヒックの場合、非実時間型トラヒック送信順序制御部４３ｂは、伝送されるべきパケットを非実時間型トラヒック送信バッファ４２ｂに格納しつつ適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる再送パラメータに基づいて再送制御を行い、非実時間型トラヒックデータ符号化器４４ｂは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる符号化方式に基づいて伝送されるべきパケットを符号化し、非実時間型トラヒックデータ変調器４５ｂは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる変調方式に基づいて伝送されるべきパケットを変調する。
【００６１】
再送制御され、符号化され、変調された伝送されるべきパケットは、送信部４６を介して送信される。また、適応無線パラメータ制御部４７において決定された無線パラメータ自体も受信側、すなわち移動端末３に通知される。
【００６２】
尚、以上では、送信バッファ４２、送信順序制御部４３、データ符号化器４４、データ変調器４５について、それぞれ実時間型トラヒック用と非実時間型トラヒック用の一対があるように説明したが、物理的には勿論このように分かれている必要はなく、論理的にも適応無線パラメータ制御部４７がかかる２つの場合に分けて判断する必要はなく他の判断基準も考えられる。但し、図５を参照して後述するように、適応無線パラメータ制御部４７においては、先ず、伝送されるべきパケットが、遅延を許容できるパケットか否かを判断することが大きな判断基準であることが一般的で好適であるため、ＱｏＳ制御装置４の構成においてもこのように分けて説明した。
【００６３】
以上のようにかかる実施形態によれば、ＱｏＳに応じて適応的に各種無線パラメータを決定しているので、トラヒックの種別に応じて要求の異なるＱｏＳを満たしつつかかるトラヒック伝送を効率的に行うことができる。
【００６４】
尚、受信側、すなわち移動端末３から観測ＱｏＳ情報を受け取る態様としては、移動端末３が定期的に送信する態様や、基地局２からの送信要求に応じて移動端末３が送信するという態様が考えられる。いずれにしても、移動端末３からのパケット内の所定の場所にその情報が格納されてくる。
【００６５】
図３は、本発明におけるＱｏＳ制御装置の他の実施形態の構成を示す図である。
【００６６】
ＱｏＳ制御装置４ａの構成要素は、ＱｏＳ制御装置４のそれと同じである。また、ＱｏＳ制御装置４ａにおける適応無線パラメータ制御部４７における無線パラメータの決定方法も、ＱｏＳ制御装置４のそれと基本的には同じである。図２のＱｏＳ制御装置４と異なるのは、伝送されるべきパケットに対する符号化等の順序である。
【００６７】
具体的には、実時間型トラヒックの場合、実時間型トラヒックデータ符号化器４４ａは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる符号化方式に基づいて伝送されるべきパケットを符号化し、次に実時間型トラヒック送信順序制御部４３ａは、伝送されるべきパケットを実時間型トラヒック送信バッファ４２aに格納しつつ適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる再送パラメータに基づいて再送制御を行い、そして実時間型トラヒックデータ変調器４５ａは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる変調方式に基づいて伝送されるべきパケットを変調する。また、非実時間型トラヒックの場合、非実時間型トラヒックデータ符号化器４４ｂは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる符号化方式に基づいて伝送されるべきパケットを符号化し、次に非実時間型トラヒック送信順序制御部４３ｂは、伝送されるべきパケットを非実時間型トラヒック送信バッファ４２ｂに格納しつつ適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる再送パラメータに基づいて再送制御を行い、そして非実時間型トラヒックデータ変調器４５ｂは、適応無線パラメータ制御部４７から送られてくる変調方式に基づいて伝送されるべきパケットを変調する。
【００６８】
図４は、ＱｏＳ制御装置４及びＱｏＳ制御装置４ａにおける適応無線パラメータ制御部４７の詳細構成を示す図である。同図において、適応無線パラメータ制御部４７は、再送パラメータ制御部４７１、符号化方式制御部４７２、変調方式制御部４７３及び無線パラメータセット割り当て規則４７４で構成される。ここで、無線パラメータセット割り当て規則４７４には、要求ＱｏＳ情報、観測ＱｏＳ情報及び伝送路情報に応じて如何なるパラメータセットを割り当てるかという規則がデータベースとして格納されている。
【００６９】
次に、適応無線パラメータ制御部４７の動作を説明する。前述のように、適応無線パラメータ制御部４７には、要求ＱｏＳ情報、観測ＱｏＳ情報及び伝送路情報が入力される。入力された要求ＱｏＳ情報、観測ＱｏＳ情報及び伝送路情報は、再送パラメータ制御部４７１、符号化方式制御部４７２及び変調方式制御部４７３の全てに入力される。
【００７０】
再送パラメータ制御部４７１は、無線パラメータセット割り当て規則４７４を参照しつつ、要求ＱｏＳ情報、観測ＱｏＳ情報及び伝送路情報応じて再送パラメータを決定する。ここで、再送パラメータには、前述のように、再送アルゴリズム（ＡＲＱ方式）及び最大再送回数が含まれる。但し、それらの一方のみでもかまわない。また、この実施形態ではそれら２つを想定しているが、再送パラメータとしては他の情報も考えられ得る。
【００７１】
符号化方式制御部４７２は、無線パラメータセット割り当て規則４７４を参照しつつ、要求ＱｏＳ情報、観測ＱｏＳ情報及び伝送路情報応じて符号化方式を決定する。ここで、符号化方式には、前述のように、誤り生成符号化法及び符号化率が含まれる。但し、それらの一方のみでもかまわない。また、この実施形態ではそれら２つを想定しているが、符号化方式としては他の情報も考えられ得る。
【００７２】
変調方式制御部４７３は、無線パラメータセット割り当て規則４７４を参照しつつ、要求ＱｏＳ情報、観測ＱｏＳ情報及び伝送路情報応じて変調方式を決定する。ここで、変調方式としては、具体的には、BPSK, QPSK, 8PSK, 16QAM, 64QAMが想定されるが、これらのみに限定されるわけではない。
【００７３】
再送パラメータ制御部４７１により決定された再送パラメータ、符号化方式制御部４７２により決定された符号化方式、及び変調方式制御部４７３により決定された変調方式は、前述のように、それぞれ送信順序制御部４３、データ符号化器４４及びデータ変調器４５に送られる。
【００７４】
図５は、本発明における適応無線パラメータ制御方法の一実施形態の手順を説明するためのフローチャートである。図２乃至図４を併せて参照しつつその手順を説明する。
【００７５】
図２に示したＱｏＳ情報識別部４１は、伝送されるべきパケットについてのＱｏＳ情報を基に、そのパケットが遅延を許容できるか否かを判定してそのＱｏＳクラスを決定する（ステップＳ１）。
【００７６】
ＱｏＳ情報識別部４１の判断の結果、遅延が許容できるパケットであるとの要求ＱｏＳ情報が適応無線パラメータ制御部４７に送られた場合、適応無線パラメータ制御部４７内の再送パラメータ制御部４７１は、無線パラメータセット割り当て規則４７４に含まれる再送回数上限割り当て規則４７４ａに基づいて、再送回数上限を、遅延が許容できないパケットと比較して、大きな値、例えばＭ０と設定する（ステップＳ２）。また、遅延が許容できるパケットの場合、符号化方式制御部４７２及び変調方式制御部４７３は、再送パラメータ制御部４７１により決定された再送回数上限Ｍ０に対応した符号化方式及び変調方式をそれぞれ選択する（ステップＳ３）。
【００７７】
一方、ＱｏＳ情報識別部４１の判断の結果、遅延が許容できないパケットであるとの要求ＱｏＳ情報が適応無線パラメータ制御部４７に送られた場合、適応無線パラメータ制御部４７内の再送パラメータ制御部４７１は、無線パラメータセット割り当て規則４７４に含まれる再送回数上限割り当て規則４７４ａに基づいて、再送回数上限を、遅延が許容できるパケットと比較して、小さな値、例えばＭ１と設定する（ステップＳ４）。また、遅延が許容できないパケットの場合、符号化方式制御部４７２は、再送パラメータ制御部４７１により決定された再送回数上限Ｍ１及び観測ＱｏＳ情報が反映された、無線パラメータセット割り当て規則４７４内の符号化方式割り当て規則４７４ｂに基づいて、符号化方式を例えばＣ１と設定する（ステップＳ５）。具体的には、遅延が許容できないパケットの場合には、誤り耐性のより高い符号化法及び符号化率が選択される。更に、遅延が許容できないパケットの場合、変調方式制御部４７３は、符号化方式制御部４７２により決定された符号化方式Ｃ１及び伝送路情報が反映された、無線パラメータセット割り当て規則４７４内の変調方式割り当て規則４７４ｃに基づいて、変調方式を例えばＱ１と設定する（ステップＳ６）。このようにして、遅延が許容できないパケットの場合、無線パラメータＭ１，Ｃ１，Ｑ１が決定される（ステップＳ７）。
【００７８】
尚、上述の説明においては、送信側として基地局２を想定しており、基地局２がＱｏＳ制御装置４を備えている構成となっているが、その場合に限らず、移動端末３が送信側となる場合でも適用できる。その場合には、移動端末３が本発明におけるＱｏＳ制御装置４を有することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明における無線通信システムの一実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明におけるＱｏＳ制御装置の一実施形態の構成を示す図である。
【図３】本発明におけるＱｏＳ制御装置の他の実施形態の構成を示す図である。
【図４】ＱｏＳ制御装置における適応無線パラメータ制御部の詳細構成を示す図である。
【図５】本発明における適応無線パラメータ制御方法の一実施形態の手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１  無線通信システム
２  基地局
３  移動端末
４，４ａ  ＱｏＳ制御装置
４１  ＱｏＳ情報識別部
４２ａ，４２ｂ  送信バッファ
４３ａ，４３ｂ  送信順序制御部
４４ａ，４４ｂ  データ符号化器
４５ａ，４５ｂ  データ変調器
４６  送信部
４７  適応無線パラメータ制御部
４７１  再送パラメータ制御部
４７２  符号化方式制御部
４７３  変調方式制御部
４７４  無線パラメータセット割り当て規則
４７４ａ  再送回数上限割り当て規則
４７４ｂ  符号化方式割り当て規則
４７４ｃ  変調方式割り当て規則
【図１】
2008295070.tif 000003
【図２】
2008295070.tif 000004
【図３】
2008295070.tif 000005
【図４】
2008295070.tif 000006
【図５】
2008295070.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動パケット通信において、要求ＱｏＳ情報が異なる伝送されるべきパケット毎に、該要求ＱｏＳ情報に応じて、最大再送回数と誤り訂正符号化方式と変調方式とを含む無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御方法であって、
前記要求ＱｏＳ情報に基づいて、前記伝送されるべきパケットが遅延を許容できるパケットであるか否かについて判定する工程と、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できるパケットであると判定された場合、該伝送されるべきパケットに対して、第１の最大再送回数と、該第１の最大再送回数に対応する誤り訂正符号化方式及び変調方式とを設定する工程と、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できないパケットであると判定された場合、該伝送されるべきパケットに対して、前記第１の最大再送回数よりも小さい値を有する第２の最大再送回数と、該第２の最大再送回数及び観測ＱｏＳ情報に基づいて決定される誤り訂正符号化方式及び変調方式とを設定する工程とを有することを特徴とする適応無線パラメータ制御方法
【請求項２】
移動パケット通信において、要求ＱｏＳ情報が異なる伝送されるべきパケット毎に、該要求ＱｏＳ情報に応じて、最大再送回数と誤り訂正符号化方式と変調方式とを含む無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部と、
前記要求ＱｏＳ情報に基づいて、前記伝送されるべきパケットが遅延を許容できるパケットであるか否かについて判定するＱｏＳ情報識別部とを具備し、
前記適応無線パラメータ制御部は、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記最大再送回数を可変設定する再送パラメータ制御部と、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部と、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部とを有し、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できるパケットであると判定された場合、前記再送パラメータ制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、第１の最大再送回数を設定し、前記符号化方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第１の最大再送回数に対応する誤り訂正符号化方式を設定し、前記変調方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第１の最大再送回数に対応する変調方式を設定し、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できないパケットであると判定された場合、前記再送パラメータ制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、前記第１の最大再送回数よりも小さい値を有する第２の最大再送回数を設定し、前記符号化方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第２の最大再送回数及び観測ＱｏＳ情報に基づいて決定されるに対応する誤り訂正符号化方式を設定し、前記変調方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第２の最大再送回数及び観測ＱｏＳ情報に基づいて決定されるに対応する変調方式を設定することを特徴とするＱｏＳ制御装置。
【請求項３】
移動端末と無線通信を行う基地局であって、
移動パケット通信において、要求ＱｏＳ情報が異なる伝送されるべきパケット毎に、該要求ＱｏＳ情報に応じて、最大再送回数と誤り訂正符号化方式と変調方式とを含む無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部と、
前記要求ＱｏＳ情報に基づいて、前記伝送されるべきパケットが遅延を許容できるパケットであるか否かについて判定するＱｏＳ情報識別部とを具備し、
前記適応無線パラメータ制御部は、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記最大再送回数を可変設定する再送パラメータ制御部と、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部と、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部とを有し、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できるパケットであると判定された場合、前記再送パラメータ制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、第１の最大再送回数を設定し、前記符号化方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第１の最大再送回数に対応する誤り訂正符号化方式を設定し、前記変調方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第１の最大再送回数に対応する変調方式を設定し、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できないパケットであると判定された場合、前記再送パラメータ制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、前記第１の最大再送回数よりも小さい値を有する第２の最大再送回数を設定し、前記符号化方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第２の最大再送回数及び観測ＱｏＳ情報に基づいて決定されるに対応する誤り訂正符号化方式を設定し、前記変調方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第２の最大再送回数及び観測ＱｏＳ情報に基づいて決定されるに対応する変調方式を設定することを特徴とする基地局。
【請求項４】
基地局と、該基地局と無線通信を行う移動端末とを備えた無線通信システムであって、
前記基地局は、
前記移動端末とパケット通信を行うに際し、要求ＱｏＳ情報が異なる伝送されるべきパケット毎に、該要求ＱｏＳ情報に応じて、最大再送回数と誤り訂正符号化方式と変調方式とを含む無線パラメータの組を設定する適応無線パラメータ制御部と、
前記要求ＱｏＳ情報に基づいて、前記伝送されるべきパケットが遅延を許容できるパケットであるか否かについて判定するＱｏＳ情報識別部とを具備し、
前記適応無線パラメータ制御部は、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記最大再送回数を可変設定する再送パラメータ制御部と、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記誤り訂正符号化方式を可変設定する符号化方式制御部と、前記要求ＱｏＳ情報に応じて前記変調方式を可変設定する変調方式制御部とを有し、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できるパケットであると判定された場合、前記再送パラメータ制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、第１の最大再送回数を設定し、前記符号化方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第１の最大再送回数に対応する誤り訂正符号化方式を設定し、前記変調方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第１の最大再送回数に対応する変調方式を設定し、
前記伝送されるべきパケットが、遅延が許容できないパケットであると判定された場合、前記再送パラメータ制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、前記第１の最大再送回数よりも小さい値を有する第２の最大再送回数を設定し、前記符号化方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第２の最大再送回数及び観測ＱｏＳ情報に基づいて決定されるに対応する誤り訂正符号化方式を設定し、前記変調方式制御部は、該伝送されるべきパケットに対して、該第２の最大再送回数及び観測ＱｏＳ情報に基づいて決定されるに対応する変調方式を設定することを特徴とする無線通信システム。