(57)【要約】【課題】パケット制御におけるスケジューリングの処理演算量および処理時間を低減し、通信システムのスループットを増大させること。【解決手段】プライオリティ・キュー１１１は、送信パケットを格納した格納時刻等をタイマ１１２に通知する。タイマ１１２は、各パケットデータの残余時間を算出し、スケジューラ１１３に出力する。スケジューラ１１３は、復調部１０７から移動局の受信品質を取得し、パケットごとに優先度（＝受信品質×１／残余時間）を算出し、優先度が最大であるパケットの格納されているキューを選択する。さらに、優先度に従って、変調方式、符号化率等の送信条件を決定し、ＨＡＲＱ部１１６、変調部１０３等の各回路を制御する。スイッチ１１４は、プライオリティ・キュー１１１の出力を切り替える。【選択図】　　　図１
2004147275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局が移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算ステップ、を有し、
前記演算ステップによって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行うことを特徴とするパケット送信スケジューリング方法。
【請求項２】
基地局と移動局間の回線品質を検出する検出ステップと、
検出された回線品質および前記基地局が前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算ステップと、を有し、
前記演算ステップによって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行うことを特徴とするパケット送信スケジューリング方法。
【請求項３】
前記演算ステップは、
前記残り時間が少ないほど演算される優先度を増加させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項４】
前記演算ステップは、
前記残り時間が０に近いほど演算される優先度を指数関数的に増加させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項５】
前記演算ステップは、
検出された回線品質を前記残り時間で除した比を使用して前記優先度を演算する、
ことを特徴とする請求項２記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項６】
前記演算ステップは、
前記演算ステップにおいて使用された比にさらに前記移動局の過去のスループットの逆数を乗じた値を使用して前記優先度を演算する、
ことを特徴とする請求項５記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項７】
前記演算ステップは、
前記移動局が前記基地局に対し要求するスループットが前記パケットの種類に応じて異なる場合、前記移動局の過去のスループットの逆数に対し前記パケットの種類に応じて重み付けする、
ことを特徴とする請求項６記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項８】
前記演算ステップは、
前記残り時間に対し重み付けする、
ことを特徴とする請求項７記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項９】
前記演算ステップは、
前記残り時間の代わりとして前記パケットがバッファに格納された時点からの経過時間を使用する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項１０】
前記演算ステップは、
前記残り時間の代わりとして、前記パケットの再送回数または前記移動局に前記パケットを送信する際に許容される最大再送回数に対する残り再送回数を使用する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のパケット送信スケジューリング方法。
【請求項１１】
移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算手段、を有し、
前記演算手段によって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行う、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項１２】
自局と移動局間の回線品質を取得する取得手段と、
取得された回線品質および前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算手段と、を有し、
前記演算手段によって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行う、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項１３】
前記演算手段は、
前記残り時間が少ないほど演算される優先度を増加させる、
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の基地局装置。
【請求項１４】
前記演算手段は、
前記残り時間が０に近いほど演算される優先度を指数関数的に増加させる、
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の基地局装置。
【請求項１５】
前記演算手段は、
取得された回線品質を前記残り時間で除した比を使用して前記優先度を演算する、
ことを特徴とする請求項１２記載の基地局装置。
【請求項１６】
前記演算手段は、
前記演算手段において使用された比にさらに前記移動局の過去のスループットの逆数を乗じた値を使用して前記優先度を演算する、
ことを特徴とする請求項１５記載の基地局装置。
【請求項１７】
前記演算手段は、
前記移動局が要求するスループットが前記パケットの種類に応じて異なる場合、前記移動局の過去のスループットの逆数に対し前記パケットの種類に応じて重み付けする、
ことを特徴とする請求項１６記載の基地局装置。
【請求項１８】
前記演算手段は、
前記残り時間に対し重み付けする、
ことを特徴とする請求項１７記載の基地局装置。
【請求項１９】
前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間は、自局の上位局より通知されることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の基地局装置。
【請求項２０】
前記演算手段は、
前記残り時間の代わりとして前記パケットがバッファに格納された時点からの経過時間を使用する、
ことを特徴とする請求項１１から請求項１９のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項２１】
前記演算手段は、
前記残り時間の代わりとして、前記パケットの再送回数または前記移動局に前記パケットを送信する際に許容される最大再送回数に対する残り再送回数を使用する、
ことを特徴とする請求項１１から請求項１９のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項２２】
基地局と移動局間の回線品質を検出する検出ステップと、
検出された回線品質および前記基地局が前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算ステップと、を有し、
前記演算ステップによって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングをコンピュータに実行させることを特徴とするパケット送信スケジューリング・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムのパケット制御におけるスケジューリング方法、および、このスケジューリング方法によりパケット制御を行う無線基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、より高速なＩＭＴ−２０００のパケット伝送方式として、下りのピーク伝送速度の高速化、低伝送遅延、高スループット化等を目的としたＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　Ｐａｃｋｅｔ　Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれる方式が検討されている。
【０００３】
この高速パケット無線通信システムでは、音声、動画、データ伝送等、様々なアプリケーションによるサービスが予想されるため、その多様なＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）要求を考慮したパケットの制御技術が必須となる。ＱｏＳ要求値としては、上位レイヤから要求されるエラーレイト、許容遅延時間、伝送レート、揺らぎ、パケット廃棄率等がある。
【０００４】
上記の制御技術として代表的なものに、パケットスケジューリング技術がある。スケジューリングとは、どの通信端末に現在下りチャネルを割り当てるかを決定する技術であり、単一もしくは複数の送信バッファ内のパケットに対し、送信の際の優先順序を決定する制御を行う。このスケジューリングは無線通信システムのスループットに大きな影響を与えるため、種々の工夫がなされている。
【０００５】
現在、スケジューリング技術として、代表的なものに　Ｍａｘｉｍｕｍ　ＣＩＲ方式（以下、Ｍａｘ　Ｃ／Ｉ方式と呼ぶ）、Ｒｏｕｎｄ　Ｒｏｂｉｎ方式（以下、ＲＲ方式と呼ぶ）、および　Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　Ｆａｉｒｎｅｓｓ方式（以下、ＰＦ方式と呼ぶ）の３種類がある。
【０００６】
Ｍａｘ　Ｃ／Ｉ方式は、無線リンク品質が良いＭＴ（移動局）ほど優先して送信機会を割り当てる。ＲＲ方式は、全てのＭＴに対し均等に送信機会を割り当てる。ＰＦ方式は、（瞬時無線リンク品質）／（平均無線リンク品質）等をメトリックとして使用し、メトリックが大きいＭＴほど優先して送信機会を割り当てる。
【０００７】
従来、スケジューリングによりパケット制御を行う無線基地局装置として、電子情報通信学会の信学技報　ＭｏＭｕＣ２００２−３　（２００２−０５）に記載されているものがある（非特許文献１参照）。図９は、この無線基地局装置のスケジューリング方法を示す図である。
【０００８】
この無線基地局は、ＭＴ毎にパケットを一時的に保持するキューを有する。ＭＴがＱｏＳ保証サービスとベスト・エフォート（ＢＥ）サービスを同時に利用する場合は、サービスクラス毎にキューを有する。ここでＢＥサービスは、遅延時間の保証をしないサービスを示している。また、サービスクラスとは、保証するＱｏＳの段階を示している。
【０００９】
無線基地局は、入力されたパケットからＭＴとサービスクラスを識別し、該当するキューにパケットを挿入する。提供ＱｏＳレベルが要求レベルに対して余裕がないＭＴのキューはＱｏＳクリティカルグループに、ＱｏＳレベルを十分に満たしている場合はＱｏＳノンクリティカルグループに属する。また、ＱｏＳを要求しないＭＴのキューはＢＥグループに分類される。
【００１０】
まず、ＱｏＳクリティカルグループのキューに対しては、最優先で送信機会を割り当てる。このため、ＱｏＳクリティカルグループと、それ以外のグループの選択はＰＲＲ（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ　Ｒｏｕｎｄ　Ｒｏｂｉｎ）方式で行う。すなわち、ＱｏＳクリティカルグループのキューに送信待ちパケットがあれば、他のグループに属するキューのサービスに割り込んでも、必ず優先して送信機会を割り当てる。
【００１１】
ＱｏＳクリティカルグループの中では、現在のＱｏＳ保証実現具合などに応じて送信機会を分配する。ＱｏＳノンクリティカルグループとＢＥグループの選択は、ＱｏＳ保証サービスとＢＥサービスに対する余剰帯域分配方針に基づき、重み付けをした上でＷＲＲ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ　Ｒｏｕｎｄ　Ｒｏｂｉｎ）方式によりスケジューリングを行う。
【００１２】
ＱｏＳノンクリティカルグループ内のパケットキューに対しては、既にＱｏＳ保証はされているので、できるだけシステム容量を増加させるため、Ｍａｘ　Ｃ／Ｉ方式でスケジューリングする。
【００１３】
ＢＥグループ内のパケットキューに対しては、ＭＴとの間の無線リンク品質に応じて重み付けを行い、ＰＦ方式によってスケジューリングする。
【００１４】
【非特許文献１】
信学技報　ＭｏＭｕＣ２００２−３　（２００２−０５）、電子情報通信学会
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置においては、パケットのサービスクラスに応じて、Ｍａｘ　Ｃ／Ｉ方式、ＲＲ方式、およびＰＦ方式を使い分けるため、パケット制御におけるスケジューリングのアルゴリズムが複雑となり、処理演算量および処理時間が増大化するという問題がある。このとき、移動局側の受信品質を通知されてから基地局がデータを送信するまでの時間が長くなるため、その間に移動局が移動することによる伝搬路環境の変化も無視できなくなる。その結果、伝搬路環境を充分に考慮した通信を行うことができないため、通信システムのスループットが低下する原因ともなる。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、パケット制御におけるスケジューリングの処理演算量および処理時間を低減することができ、通信システムのスループットを増大させることができるパケット送信スケジューリング方法および基地局装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、基地局が移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算ステップ、を有し、前記演算ステップによって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行うようにした。ここで、パケットの種類とは、例えば、サービスクラスのことである。
【００１８】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、基地局と移動局間の回線品質を検出する検出ステップと、検出された回線品質および前記基地局が前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算ステップと、を有し、前記演算ステップによって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行うようにした。
【００１９】
これらの方法によれば、パケット制御におけるスケジューリングにおいて、パケットの種類にかかわらず、統一的に優先度を決定するので、スケジューリングの処理演算量および処理時間を低減することができ、通信システムのスループットを増大させることができる。
【００２０】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、前記残り時間が少ないほど演算される優先度を増加させるようにした。
【００２１】
この方法によれば、ＱｏＳに対する保証をより遵守することができる。
【００２２】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、前記残り時間が０に近いほど演算される優先度を指数関数的に高く増加させるようにした。
【００２３】
この方法によれば、移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間（許容遅延時間）に対する残り時間がほとんどないパケットに対し、通常よりも著しく高い優先度を割り当てることができ、ＱｏＳ保証をより一段と遵守することができる。
【００２４】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、検出された回線品質を前記残り時間で除した比を使用して前記優先度を演算するようにした。
【００２５】
この方法によれば、少ない処理量で、ＱｏＳに対する保証を遵守することができる。
【００２６】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、前記演算ステップにおいて使用された比にさらに前記移動局の過去のスループットの逆数を乗じた値を使用して前記優先度を演算するようにした。
【００２７】
この方法によれば、過去のスループットが小さいＵＥに優先して割り当てるため、よりスループットの公平性を保つことができる。
【００２８】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、前記移動局が前記基地局に対し要求するスループットが前記パケットの種類に応じて異なる場合、前記移動局の過去のスループットの逆数に対し前記パケットの種類に応じて重み付けするようにした。
【００２９】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、前記残り時間に対し重み付けするようにした。
【００３０】
これらの方法によれば、パケットの種類およびトラフィック状況などに応じて、許容遅延時間およびスループットに対する優先度を容易に変更することができる。
【００３１】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、前記残り時間の代わりとして前記パケットがバッファに格納された時点からの経過時間を使用するようにした。
【００３２】
この方法によれば、パケットがバッファに格納された時点から実際に送信されるまでの間の経過時間（キューにおけるパケットの滞留時間）を使用することにより、上記の残り時間を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００３３】
本発明のパケット送信スケジューリング方法は、前記演算ステップは、前記残り時間の代わりとして、前記パケットの再送回数または前記移動局に前記パケットを送信する際に許容される最大再送回数に対する残り再送回数を使用するようにした。
【００３４】
この方法によれば、パケットの再送回数に基づいて、または移動局にパケットを送信する際に許容される最大再送回数に対する実際の残り再送回数に基づいて、パケットを送信する際の優先度を算出するので、再送回数が最大再送回数を越えることにより将来廃棄されてしまうおそれの高いパケットの優先度を高めるようなパケット送信スケジューリングを行うことができる。
【００３５】
本発明の基地局装置は、移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算手段、を有し、前記演算手段によって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行う構成を採る。
【００３６】
本発明の基地局装置は、自局と移動局間の回線品質を取得する取得手段と、取得された回線品質および前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算手段と、を有し、前記演算手段によって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングを行う構成を採る。
【００３７】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、前記残り時間が少ないほど演算される優先度を増加させる構成を採る。
【００３８】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、前記残り時間が０に近いほど演算される優先度を指数関数的に高く増加させる構成を採る。
【００３９】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、取得された回線品質を前記残り時間で除した比を使用して前記優先度を演算する構成を採る。
【００４０】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、前記演算手段において使用された比にさらに前記移動局の過去のスループットの逆数を乗じた値を使用して前記優先度を演算する構成を採る。
【００４１】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、前記移動局が要求するスループットが前記パケットの種類に応じて異なる場合、前記移動局の過去のスループットの逆数に対し前記パケットの種類に応じて重み付けする構成を採る。
【００４２】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、前記残り時間に対し重み付けする構成をとる。
【００４３】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間は、自局の上位局より通知される構成を採る。
【００４４】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、前記残り時間の代わりとして前記パケットがバッファに格納された時点からの経過時間を使用する構成を採る。
【００４５】
本発明の基地局装置は、上記の構成において、前記演算手段は、前記残り時間の代わりとして、前記パケットの再送回数または前記移動局に前記パケットを送信する際に許容される最大再送回数に対する残り再送回数を使用する構成を採る。
【００４６】
これらの構成によれば、パケット制御におけるスケジューリングにおいて、パケットの種類にかかわらず、基地局と移動局間の回線品質および基地局が移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間の両者を用いて統一的に優先度を決定するので、スケジューリングの処理演算量および処理時間を低減することができ、通信システムのスループットを増大させることができる。
【００４７】
本発明のパケット送信スケジューリング・プログラムは、基地局と移動局間の回線品質を検出する検出ステップと、検出された回線品質および前記基地局が前記移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間に基づいて、前記パケットの種類にかかわらず前記パケットを送信する際の優先度を演算する演算ステップと、を有し、前記演算ステップによって演算された優先度を用いて前記パケットのパケット送信スケジューリングをコンピュータに実行させるようにした。
【００４８】
このプログラムによれば、パケット制御におけるスケジューリングにおいて、パケットの種類にかかわらず、基地局と移動局間の回線品質および基地局が移動局にパケットを送信する際に許容される遅延時間に対する残り時間の両者を用いて統一的に優先度を決定するので、スケジューリングの処理演算量および処理時間を低減することができ、通信システムのスループットを増大させることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、ＱｏＳを考慮するデータについてもＢＥのデータについても、規定送出時間に対する残り時間の逆数を用いて得られた優先度により重み付けすることにより、統一的に優先順位を決定し、かつ、パケット制御におけるスケジューリングを簡易なアルゴリズムにより実現することである。
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、ＨＳＤＰＡ方式を採用している通信システムを例にとって説明するが、本発明のスケジューリング方法および無線基地局装置は、他の通信システムにも適用可能である。
【００５１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。ここでは、無線基地局装置が、上位局（ＲＮＣ）１０１から送信データを渡され、スケジューリングを行い、移動局（ＵＥ）１０６と通信を行う場合を例にとって説明する。図面中の点線のうち、Ｉｕｂは、上位局と基地局間のインターフェースを、Ｕｕは、基地局と移動局間のインターフェースを表している。
【００５２】
図１に示す無線基地局装置は、ＭＡＣ−ｈｓ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ）部１０２、変調部１０３、無線送受信部１０４、アンテナ１０５、および復調部１０７を有する。そして、ＭＡＣ−ｈｓ部１０２は、プライオリティ・キュー（優先度付きキュー）１１１、タイマ１１２、スケジューラ１１３、スイッチ１１４、ＴＢ（トランスポート・ブロック）作成部１１５、およびＨＡＲＱ部１１６を有する。ここで、プライオリティ・キュー１１１は、この無線基地局装置が収容できる移動局の数に相当する分の回路を有している。
【００５３】
ＭＡＣ−ｈｓ部１０２において、プライオリティ・キュー１１１は、移動局（ＵＥ）１０６へ送信するパケットデータをＲＮＣ１０１からＩｕｂを介し受け取る。そして、この送信パケットデータを、各送信データのプライオリティ・クラス（サービスクラス）毎に対応して設けられている複数のキューに格納する。このプライオリティ・クラスは、送信データと同時にＲＮＣ１０１から通知される。上記の複数のキューは、それぞれパケット送出時に許容できる遅延時間（許容遅延時間）に対応した規定時間ＴＬが規定されている。そして、プライオリティ・キュー１１１は、パケットを格納した格納時刻ｔＳ、格納したキューのプライオリティ・クラス、および格納したキューの規定時間ＴＬをパケットごとにタイマ１１２に通知する。
【００５４】
タイマ１１２は、各パケットデータにそれぞれ対応するタイマを有し、パケットデータがプライオリティ・キュー１１１の中で滞留可能な残り時間（残余時間）をスケジューラ１１３に出力する。なお、パケットデータをグルーピングして、グループ毎にタイマを有するようにしても良い。タイマの初期値としては、パケットが格納されているキューの規定時間がセットされ、時間経過と共に上記の残余時間がデクリメントされる。格納時刻ｔＳおよび現在時刻ｔＰから、パケットが格納されてから経過した時間（ｔＰ−ｔＳ）を求め、これを
ｔＲ＝ＴＬ−（ｔＰ−ｔＳ）
のように、規定時間ＴＬから減ずることにより、残余時間ｔＲを算出しても良い。
【００５５】
なお、プライオリティ・クラスがＢＥの場合は、規定時間ＴＬをデクリメントせず、残余時間を一定とする。このとき、規定時間として、既に他のキューに規定されている全ての規定時間のうち、最大の値を示すもの以下の値を自動的に設定する。なお、パケットの許容遅延時間を直接セットしてもよい。
【００５６】
スケジューラ１１３は、タイマ１１２から出力された残余時間、および、移動局が受信した信号の受信品質を用いて、
優先度　＝　受信品質　×　１／残余時間
の式に従ってパケットごとに優先度を算出し、優先度が最大であるパケットの格納されているキューを選択し、スイッチ１１４に出力する。移動局が受信した信号の受信品質は、移動局から通知され、復調部１０７によって復調された受信データから得る。また、残余時間は、キューに格納された時刻の最も古いパケットに対応する値を用いる。
【００５７】
上記の式を用いることにより、受信品質の良い移動局ほど優先度を高く設定するので、通信システムの伝送効率を向上させることができ、また、残余時間の少ないパケットほど優先度を高く設定するので、ＱｏＳを保証することができ、さらに、残余時間の逆数を用いているので、残余時間が０に近付くと優先度が著しく高く設定されることとなり、許容遅延時間を守ることができる。
【００５８】
そして、スケジューラ１１３はさらに、求められた優先度に従って、変調方式、符号化率等の送信条件を決定し、制御信号Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、およびＣ１５を用いて、ＴＢ作成部１１５、ＨＡＲＱ部１１６、変調部１０３、および無線送受信部１０４をそれぞれ制御する。このスケジューラ１１３の内部構成については後に詳述する。
【００５９】
スイッチ１１４は、プライオリティ・キュー１１１の各キューに対応して複数存在する出力端子から、スケジューラ１１３によって選択されたキューに対応する出力端子を選択し、プライオリティ・キュー１１１から出力されるパケットを切り替える。
【００６０】
ＴＢ作成部１１５は、スイッチ１１４を介し、プライオリティ・キュー１１１から出力されたパケットから、スケジューラ１１３より出力された制御信号Ｃ１１によって指定されたＴＢサイズに従って、複数パケットを一まとまりにして伝送する際の単位であるＴＢを作成し、ＨＡＲＱ部１１６に出力する。
【００６１】
ＨＡＲＱ部１１６は、ＴＢ作成部１１５から出力されたＴＢ（送信データ）を、制御信号Ｃ１２に従って、符号化および再送制御しながら、変調部１０３に出力する。ＮＡＣＫ信号を受け取って再送待ちとなった場合、ＨＡＲＱ内のバッファに再送待ちのパケットを一時保存し、ＡＣＫ信号が返ってきた際にこのパケットの再送を最優先し、すぐに送信する。また、ＨＡＲＱプロセスにおいて、送信可能な全てのパケットが送信待ちの状態にある場合は、上記の優先度演算以降の処理を停止する。
【００６２】
変調部１０３は、ＨＡＲＱ部１１６から出力された送信データに対し、制御信号Ｃ１３によって指定された変調方式で変調処理を行い、また、制御信号Ｃ１４によって指定された符号数で符号化処理を行い、無線送受信部１０４に出力する。
【００６３】
無線送受信部１０４は、変調部１０３から出力された変調後の送信データにアップコンバート等の所定の無線送信処理を施し、アンテナ１０５を介して、送信する。また、アンテナ１０５を介し受信した信号にダウンコンバート等の所定の無線受信処理を施し、復調部１０７に出力する。
【００６４】
復調部１０７は、無線送受信部１０４から出力された受信データに対し、復調処理を施し、受信データを得る。また、移動局側の受信品質を受信データから抽出し、スケジューラ１１３に出力する。
【００６５】
図２は、スケジューラ１１３の内部構成の一例を示すブロック図である。スケジューラ１１３は、受信品質検出部１２１、優先度演算部１２２、キュー選択部１２３、および送信制御部１２４を有する。
【００６６】
受信品質検出部１２１は、復調部１０７において復調された受信データから抽出された移動局側の回線品質情報であるＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）から受信品質を検出する。ＣＱＩは、通信中の基地局に対して移動局が受信可能な伝送レート等を通知する情報であり、移動局における受信品質に基づいて決定されている。ここで、基地局側で用いる受信品質は推定したＣＩＲ等でも良いし、また、３０段階のＣＱＩ値を直接使用しても良い。
【００６７】
回線品質情報としては、移動局で測定された共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ　Ｐｉｌｏｔ　Ｃｈａｎｎｅｌ）のＣＩＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｒａｔｉｏ）に基づいたＣＱＩの他に、送信電力制御されている、Ａ−ＤＰＣＨ（Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ）の送信電力などを用いることができる。送信電力を用いることができるのは、移動局側の受信品質が悪い場合には、基地局側の送信電力も移動局側の要求に従って増大するからである。
【００６８】
優先度演算部１２２は、タイマ１１２から残余時間、受信品質検出部１２１から受信品質を通知される。そこで、既述の式
優先度　＝　受信品質　×　１／残余時間
に従って、パケットごとに優先度を算出し、キュー選択部１２３に出力する。
【００６９】
キュー選択部１２３は、通知されたパケットごとの優先度から最大の優先度を持つパケットを選択し、そのパケットの格納されているキューをスイッチ１１４および送信制御部１２４に通知する。
【００７０】
送信制御部１２４は、受信品質検出部１２１から受信品質、復調部１０７からＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、キュー選択部１２３から選択キューが通知される。そして、キュー選択部１２３で選択されたキューに基づいて送信条件、すなわち、ＴＢサイズ、ＨＡＲＱ再送制御、変調方式、および送信電力を決定し、ＴＢ作成部１１５にＴＢ制御信号Ｃ１１、ＨＡＲＱ部１１６に再送制御信号Ｃ１２、変調部１０３に変調制御信号Ｃ１３および符号化制御信号Ｃ１４、無線送受信部１０４に送信電力制御信号Ｃ１５をそれぞれ送り、各回路を制御する。
【００７１】
図３は、上記の無線基地局装置が使用するスケジューリング方法の手順をまとめたフロー図である。
【００７２】
上記の無線基地局装置は、ＲＮＣ１０１より送信パケットを受理し（ＳＴ１０１０）、プライオリティ・キュー１１１に格納する（ＳＴ１０２０）。そして、同時にタイマ１１２の初期値をセットし（ＳＴ１０３０）、残余時間の算出、すなわち、計時を開始する（ＳＴ１０４０）。一方、ＵＥ１０６から送信された信号をアンテナ１０５で受信し（ＳＴ１０５０）、無線送受信部１０４において無線受信処理を施す（ＳＴ１０６０）。次に、復調部１０７において受信データを復調し（ＳＴ１０７０）、このデータの中から移動局側の受信品質に関する情報を検出する（ＳＴ１０８０）。
【００７３】
残余時間および受信品質を取得し終わった後、スケジューラ１１３内は、送信パケットの優先度を演算し（ＳＴ１０９０）、実際に送信するパケットを決定した後、この送信パケットに対する送信条件を決定する（ＳＴ１１００）。そして、この送信条件に基づいて無線基地局装置は送信パケットを移動局に送信する（ＳＴ１１１０）。
【００７４】
図４は、プライオリティ・キュー１１１の構成およびタイマ１１２とスケジューラ１１３から計算されるプライオリティの概要を説明するための概念図である。ここでは、プライオリティ・キュー１１１が、ＵＥ＃１に対応するプライオリティ・キュー１１１−１、および、ＵＥ＃２に対応するプライオリティ・キュー１１１−２から構成される場合を例にとって説明するが、プライオリティ・キュー１１１の構成はこれに限定されず、２以上の移動局の処理を行うことが可能である。また、キューの数も５個に限定されない。
【００７５】
プライオリティ・キュー１１１において、リアルタイム性が厳しく要求されるサービスからＢＥ型のサービスまで、プライオリティ・クラス＃１〜＃５が用意され、各プライオリティ・クラスに対応する５つのキュー＃１〜＃５が存在する。各キューには、許容遅延時間に基づいて規定時間ＴＬが規定される。リアルタイム性の強いサービスほど規定時間ＴＬは短く設定されるのに対し、ＢＥ型サービス（プライオリティ・クラス５）に近付くほど、規定時間ＴＬは長く設定される。
【００７６】
ＵＥ＃ｉのキュー＃ｊに格納されているパケットのうち、最も古く格納されたパケットの残余時間をｔｉｊ、すなわち、ＵＥ＃１のキュー＃１〜＃５ならば残余時間はｔ１１〜ｔ１５、ＵＥ＃２のキュー＃１〜＃５ならば残余時間はｔ２１〜ｔ２５とすると、ＵＥ＃ｉのキュー＃ｊに格納されているパケットの優先度Ｐｉｊは、残余時間をｔｉｊ、受信品質をＣＩＲ＃ｉとして、
Ｐｉｊ＝ＣＩＲ＃ｉ　×　１／ｔｉｊ
で表される。ここで、受信品質として、ＵＥごとに算出されたＣＩＲを用いる場合を例にとった。
【００７７】
スケジューラ１１３は、プライオリティ・キュー１１１の各キューに対し、この優先度Ｐｉｊを算出し、最大の優先度を有すキューを選択する。なお、送信されなかったパケットの残余時間は、次のＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｔｉｍｉｎｇ　Ｉｎｔｅｒｖａｌ）においてもリセットされない。
【００７８】
以上の構成において、スケジューラ１１３は、いずれのプライオリティ・クラスに属するパケットに対しても、単一の方法により、パケット送信時の優先度を決定する。具体的には、優先度演算部１２２は、受信品質検出部１２１によって検出された各移動局の受信品質に基づいて、受信品質の良い移動局ほど送信パケットの優先度を高め、また、タイマ１１２によって求まった残余時間の少ないパケットほど優先度を高め、さらに、残余時間が０に近いパケットほど更に優先度を高めることにより、各パケットの優先度を決定する。
【００７９】
このように、本実施の形態によれば、パケット制御におけるスケジューリングの処理演算量および処理時間を低減することができ、通信システムのスループットを増大させることができる。
【００８０】
なお、ここでは、上位局（ＲＮＣ）から送信データが送られてくる場合を例にとって説明したが、インターネットのような非階層構造をとるネットワークの場合は、ルータから送信データが送られてくる。
【００８１】
また、ここでは、規定時間ＴＬがプライオリティ・キュー１１１において設定されている場合を例にとって説明したが、上位局からこの規定時間に相当する情報がシグナリングされ、スケジューラ１１３はこの情報を用いて優先度を算出しても良い。
【００８２】
さらに、ＨＡＲＱプロセスにおいて、ＮＡＣＫ信号を受け取って再送待ちとなった場合、ＨＡＲＱ内のバッファに再送待ちのパケットを一時保存し、ＡＣＫ信号が返ってきた際にすぐに再送する場合を例にとって説明したが、再送待ちの場合に再度優先度演算から実行し、パケットを再送しても良い。この場合は、再送待ちのパケットのタイマ値も他のパケットのタイマ値と同様に残余時間の計測は継続し、他のパケットも含めた優先度の比較を行う。ただし、再送待ちのパケットが選択されたとしても、依然再送待ち状態である場合は、送信処理に移行しない。このとき、スケジューラ１１３は、同一キューの次に格納されているパケットデータの優先度を計算する。
【００８３】
また、優先度を計算する式において、残余時間の代わりに同様の概念を示すパラメータとして、ＨＡＲＱプロセスにおける再送回数等を使用することができる。これについては、実施の形態４で詳述する。
【００８４】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る無線基地局装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、この無線基地局装置は、図１に示した無線基地局装置と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８５】
本実施の形態の特徴は、スループット算出部２０１をさらに有し、スケジューラ１１３ａが移動局の実績のスループットをも考慮して優先度を決定することである。
【００８６】
スループット算出部２０１は、復調部１０７の出力を監視して、移動局が基地局に対しデータを送信する際の実績のスループットを算出し、スケジューラ１１３ａに出力する。この実績のスループットとしては、所定期間における平均値を用いても良いし、同様の概念を示す別のパラメータであっても良い。
【００８７】
スケジューラ１１３ａは、タイマ１１２から出力された残余時間、復調部１０７から出力された移動局側の受信品質、およびスループット算出部２０１から出力された実績スループットを用いて、
優先度　＝　受信品質　×　１／残余時間　×　１／実績スループット
の式に従ってパケットごとに優先度を算出する。
【００８８】
また、スケジューラ１１３ａは、実施の形態１と同様に送信制御も行う。実施の形態１と異なる点は、ＴＢ制御信号Ｃ１１がスループット算出部２０１にも送られ、この制御信号により通知されたＴＢサイズを用いて、スループット算出部２０１がスループットの算出を行うことである。
【００８９】
図６は、スケジューラ１１３ａの内部構成の一例を示すブロック図である。スループット算出部２０１から出力された実績スループットは、優先度演算部１２２ａに入力され、実施の形態１と同様に優先度が演算される。ただし、受信品質は、ＵＥごとに算出されたもの、スループットは、キューごとに算出されたものを用いる。
【００９０】
以上の構成において、スケジューラ１１３ａ内の優先度演算部１２２ａは、上記の式に基づいて優先度を計算するため、実施の形態１の効果に加え、さらにＰＦ方式と同様の効果をも期待することができる。なぜなら、上記の式の（受信品質　×　１／実績スループット）の部分は、ＰＦ方式におけるメトリックと同じだからである。
【００９１】
このように、本実施の形態によれば、パケット制御におけるスケジューリングの処理演算量および処理時間を低減することができ、通信システムのスループットを増大させることができると共に、回線品質を考慮しつつ、スループットの公平性も考慮して送信機会を割り当てるというＰＦ方式と同様の効果を奏すことができる。
【００９２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る無線基地局装置は、図５に示した無線基地局装置と同様の基本的構成を有している。そのため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９３】
本実施の形態の特徴は、スケジューラ１１３ｂの内部にさらにメモリ３０１を有することである。図７は、スケジューラ１１３ｂの内部構成の一例を示すブロック図である。
【００９４】
スケジューラ１１３ｂにおいて、メモリ３０１は、記憶されている係数αおよびβを優先度演算部１２２ｂに出力する。αおよびβの値については後述する。
【００９５】
優先度演算部１２２ｂは、タイマ１１２から出力された残余時間、復調部１０７から出力された移動局側の受信品質、スループット算出部２０１から出力された実績スループット、およびメモリ３０１から出力された係数α、βを用いて、
優先度　＝　受信品質　×（α　×　１／残余時間）×（β　×　１／実績スループット）
の式に従ってパケットごとに優先度を算出する。
【００９６】
ここで、αおよびβは、上記の式において残余時間および実績スループットに重み付けすることを目的とした係数である。例えば、移動局が基地局に対し要求するスループットがパケットの種類（サービス）によって異なる場合、βにはパケットの種類に応じた値を設定することにより、パケットの種類に応じて優先度にあらかじめ重み付けをすることができる。また、例えば、移動局が要求するスループットは場合によっては満たさなくても良いが、規定時間だけは必ず守りたいという条件を考えたとき、βに比べαに大きい値を設定することにより、優先度の計算において残余時間の寄与が大きくなり、結果として規定時間を重視した優先度を算出したことになる。
【００９７】
このように、本実施の形態によれば、残余時間および実績スループットに重み付けをして優先度の演算をするため、重み付けの比率を考慮して妥当な値に設定することにより、状況に応じた適切な優先度演算をすることができる。
【００９８】
なお、ここでは、規定時間がプライオリティ・クラスに応じて異なる値が設定されている場合を例にとって説明したが、上記の式によれば、規定時間を全て同一の値に設定し、代わりに、プライオリティ・クラスに応じて上記のβに異なる値を設定することもできる。
【００９９】
また、上記α及びβの重み係数は、上位装置からシグナリングにより設定してもよい。また、トラフィック状況などによって、基地局により時間的に変化させてもよい。
【０１００】
さらに、実施の形態１から実施の形態３を通じ、上記の残り時間の代わりに、キューにおけるパケットの滞留時間、すなわち、パケットがバッファに格納された時点から実際に送信されるまでの間の経過時間をパラメータとして選ぶことも可能である。かかる場合、大小関係が逆転するので、優先度を求める式は実施の形態１であれば
優先度　＝　受信品質　×　滞留時間
のようにする。他の実施の形態においても同様である。原理としては、規定時間がほぼ同じに設定されているキュー間では、残り時間に基づいて優先度を決定しても、上記の滞留時間に基づいて優先度を決定してもスケジューリングの結果はほとんど変わらない。また、規定時間が異なって設定されているキュー間においても、例えば、実施の形態３で示したように各パラメータに規定時間に応じた重み付けを施すことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る無線基地局装置は、図１に示した無線基地局装置と同様の基本的構成を有している。そのため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施の形態の特徴は、スケジューラ１１３ｃ内の優先度演算部１２２ｃが、受信品質および送信パケットの再送回数に基づいて優先度を演算することである。換言すると、実施の形態１において使用した残余時間の代わりに、本実施の形態ではパケットの再送回数を用いる。
【０１０３】
図８は、スケジューラ１１３ｃの内部構成の一例を示すブロック図である。
【０１０４】
スケジューラ１１３ｃにおいて、送信制御部１２４ｃは送信パケットの再送制御を行いつつ、送信パケットの再送回数を計数する。そして、この送信パケットごとに求められた再送回数を優先度演算部１２２ｃに出力する。
【０１０５】
優先度演算部１２２ｃは、送信制御部１２４ｃから出力された再送回数、および受信品質検出部１２１から出力された受信品質を用いて、
優先度　＝　受信品質　×　再送回数
の式に従ってパケットごとに優先度を算出する。
【０１０６】
以上の構成において、ＲＮＣ１０１から基地局に送られてきたパケットは、プライオリティ・クラスごとに設けられた別々のキューに格納される。各キューには、パケット送出時に許容できる遅延時間（許容遅延時間）に対応した規定時間ＴＬ、すなわち、パケットがキューの中で停留可能な最長時間が設定されている。そして、プライオリティ・キュー１１１は、パケットがこの規定時間ＴＬを経過しても送出されない場合、このパケットを廃棄する。これは、例えば、送信データがリアルタイム性の強いデータであった場合、所定時間経過後にデータが受信側に到着しても、全く意味のないデータとなってしまうことがあるためである。一方、送信制御部１２４ｃは、ＨＡＲＱ部１１６に制御信号Ｃ１２を出力することにより、パケットの再送制御を行っている。この制御の中で、送信制御部１２４ｃは、パケットの再送回数も計数しており、予め設定された規定再送回数、すなわち、再送が許される最大再送回数を越えた再送パケットは廃棄される。この規定再送回数も、上記の規定時間と同様に、送信データの時間管理をしていると言うことができる。
【０１０７】
ところで、実施の形態１で使用された残余時間とは、パケットがキューに格納されてから一定時間経過した時点での規定時間ＴＬに対する残り時間である。この残余時間に対応するパラメータを上記の規定再送回数の場合にあてはめて考えてみると、パケットがキューに格納されてから一定時間経過した時点でのパケットの再送回数を規定再送回数（最大再送回数）から減じた値がこれに相当する。すなわち、規定再送回数に対する残り再送回数が、残余時間と同様の概念を表したパラメータであると言うことができる。このとき、優先度の式は、
優先度　＝　受信品質　×　１／残り再送回数
のように、実施の形態１で示した式とほぼ同様な式となる。これにより、残り再送回数の少なくなったパケットを優先して送信することができる。
【０１０８】
また、上記の残り再送回数の代わりに、単に再送回数をパラメータとして選ぶこともできる。かかる場合、大小関係が逆転するので、優先度を求める式は
優先度　＝　受信品質　×　再送回数
のようにする。これにより、再送回数の多くなったパケットを優先して送信することができる。本実施の形態においては、この再送回数を用いる場合の具体例を示した。しかし、上記の規定再送回数に対する残り再送回数を用いても良い。
【０１０９】
このように、本実施の形態によれば、パケットの再送回数および受信品質に基づいて優先度の演算をするため、再送回数の多くなったパケットを優先して送信することができる。
【０１１０】
また、再送回数は、残余時間と同様のパラメータではあるが、全く同一ではない。よって、本実施の形態を他の実施の形態と組み合わせることもできる。例えば、実施の形態１と組み合わせる場合、優先度を求める式は、
優先度　＝　受信品質　×　１／残余時間　×　再送回数
のようになる。他の実施の形態と組み合わせる場合も同様である。これにより、より直接的に、規定時間および規定再送回数の双方を満たすようなパケット送信スケジューリングを実現することができる。
【０１１１】
また、以上において、優先度を求める式を乗算で示してあるが、これに限定されず、例えば加算としてもよい。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パケット制御におけるスケジューリングの処理演算量および処理時間を低減することができ、通信システムのスループットを増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るスケジューラの内部構成の一例を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るスケジューリング方法の手順を示すフロー図
【図４】本発明の実施の形態１に係るプライオリティ・キューの構成およびタイマとスケジューラから計算されるプライオリティの概要を説明するための概念図
【図５】本発明の実施の形態２に係る無線基地局装置の構成の一例を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係るスケジューラの内部構成の一例を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３に係るスケジューラの内部構成の一例を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態４に係るスケジューラの内部構成の一例を示すブロック図
【図９】従来の無線基地局装置のスケジューリング方法を示す図
【符号の説明】
１０１　上位局（ＲＮＣ）
１０６　移動局（ＵＥ）
１１１　プライオリティ・キュー
１１２　タイマ
１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ　スケジューラ
１１４　スイッチ
１２１　受信品質検出部
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ　優先度演算部
１２３　キュー選択部
１２４、１２４ｃ　送信制御部
２０１　スループット算出部
３０１　メモリ
【図１】
2004147275.tif 000003
【図２】
2004147275.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004147275.tif 000006
【図５】
2004147275.tif 000007
【図６】
2004147275.tif 000008
【図７】
2004147275.tif 000009
【図８】
2004147275.tif 000010
【図９】
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