(57)【要約】【課題】複数の通信端末に向けて送信する各データを共有チャネルに割り当てるための送信パケットスケジューリング装置に関し、フロー数に応じたフェアスケジューリングによるデータ伝送を保証しながら、データ伝送量の総和量を増大させる。【解決手段】共有チャネルの領域を第１及び第２の領域に分け、第１の領域では、ステップ１−５〜ステップ１−８により、ラウンドロビンにより各通信端末にフロー数に応じたデータ量の伝送を保証する送信データを割り当て、共通チャネルの第２の領域では、ステップ１−１０、ステップ１−１１により、最良の受信品質のフローの送信データを割り当てる。第２の領域では、キューイングされているデータが全て無くなるまで、最も受信品質の高いフローを割り当て、最も効率の良い送信パラメータ（多値数の多い変調、符号化率の大きい符号）のデータが送信されるので、データ伝送量の総和を最大にすることができる。【選択図】　　　図１
2004072379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末で共有される共有チャネルに、各端末への連続した一まとまりの送信データ（以下、「フロー」という。）を割り当てる送信パケットスケジューリング装置において、
各フローのデータを割り当てる共有チャネルのフレームとして、２つの領域に分割された割り当て領域を有し、
前記２つの領域の一方の領域に、フロー数に応じて各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を公平に割り当てる手段と、
前記２つの領域の他方の領域に、フローの受信品質に基づいて選択したフローのデータを割り当てる手段と、
を備えたことを特徴とする送信パケットスケジューリング装置。
【請求項２】
複数の通信端末で共有される共有チャネルに、各端末への連続した一まとまりの送信データ（以下、「フロー」という。）を割り当てる送信パケットスケジューリング装置において、
各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を前記共有チャネルに公平に割り当てる手段と、該公平に割り当てる順番を、各フローの受信品質に基づいて並べる手段と、を備えたことを特徴とする送信パケットスケジューリング装置。
【請求項３】
複数の通信端末で共有される共有チャネルに、各端末への連続した一まとまりの送信データ（以下、「フロー」という。）を割り当てる送信パケットスケジューリング装置において、
各フローのデータを前記共有チャネルに順番に割り当てる手段と、各フローのキュー長を、該フローの受信品質に基づいてかつ各フローに少なくとも保証されたデータ量が割り当てられるキュー長に制御する手段と、を備えたことを特徴とする送信パケットスケジューリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信パケットスケジューリング装置に関し、特に、インターネット等を通してデータの通信を行う無線通信システムであって、データの通信を行うチャネルを同じ無線ゾーン内に在圏する複数の通信端末間で共有し、かつ、基地局より送信される信号の受信品質に応じてデータレートを変更する無線通信システムにおいて、ネットワーク側から複数の通信端末に向けて送信する各データを共有チャネルに割り当てるための送信パケットスケジューリング装置に関する。
【０００２】
図１５に送信パケットスケジューリング装置の機能ブロックを示す。同図において、フロー＃１，＃２，＃３，・・・，＃ｎは、ネットワーク側から到来し、通信端末に転送される連続した一まとまりのデータである。なお、１又は複数のフローが１つの通信端末宛てに送信され、各フロー＃１〜＃ｎのデータは、それぞれに対応する各キュー＃１〜＃ｎに順番に格納（キューイング）される。
【０００３】
スケジューラ１５−１は、以下に説明するスケジュール手順により各キュー＃１〜＃ｎのデータを選択して送信機１５−２に出力する。送信機１５−２はスケジューラ１５−１から入力されるデータを、複数の通信端末間で共有されるチャネル（以下、「共有チャネル」という。）で、それぞれの通信端末に応じた送信パラメータ（変調方法、誤り訂正符号の符号化率、送信電力等）に従って送信する。
【０００４】
この送信パラメータとしては、通信端末の受信品質が良好な場合には、より多値のシンボルを用いる変調方法（ＱＰＳＫ→１６ＱＡＭ→６４ＱＡＭ）を、また、より符号化率の大きい符号化方法を採用して、効率良く高速にデータを送信する。受信機１５−３は、各フローの送信先の通信端末から送信データの受信応答と、各通信端末の受信状態に応じた共有チャネルの送信パラメータの要求値を受信し、それらの情報をスケジューラ１５−１に出力する。
【０００５】
【従来の技術】
図１６及び図１７に送信パケットスケジューリング装置における従来のスケジュール手順を示す。図１６は、最良受信品質のフローを選択する従来のスケジュール手順を示し、このスケジュール手順は、各通信端末が共有チャネルで受信するフローの中から最も受信品質の良好なフローを選択し、該フローに優先的にデータを割り当てて送信する手順であり、最も効率良くデータを送信することができ、該無線ゾーン内におけるデータ伝送量の総和を最大にすることができる。
【０００６】
以下、図１６を参照してこのスケジュール手順を詳述する。なお、フローデータを送信する最小単位をフレームと定義し、フローデータのスケジューリングはフレーム毎に行うものとする。図１６のステップ１６−１において、スケジューラ１５−１は、受信機１５−３で受信した通信端末からの再送要求が有るかどうかをチェックする。再送要求が有る場合には、該再送要求データを次のフレームで送信するために、該再送要求データの抽出を行い（ステップ１６−２）、ステップ１６−３に進む。再送要求が無い場合はステップ１６−４に進む。
【０００７】
ステップ１６−３において、共有チャネルで送信することのできるデータ量を算出し、再送要求のデータのほかにデータを送信することができるか空きが送信フレームに有るかどうかを判定する。送信フレーム内にほかのデータを送るための空きが無い場合は、抽出した再送要求データを送信機１５−２に出力する（ステップ１６−８）。送信フレームに空きが有る場合はステップ１６−４に進む。
【０００８】
ステップ１６−４において、キュー＃１からキュー＃ｎの何れかにデータがキューイングされているかを判定する。キューイングされているデータが無い場合は、ステップ１６−８に進み、ステップ１６−８では抽出されたデータが有る場合は、該データを送信機１５−２に出力し、抽出されたデータが無い場合は送信データが無いことを送信機１５−２に通知する。
【０００９】
ステップ１６−４の判定においてキューイングデータが有る合は、ステップ１６−５に進む。ステップ１６−５では、受信機１５−３から予め受信した各通信端末の受信品質情報を基に、キューイングされているフローの中から最良の受信品質のフローを選択する。
【００１０】
ステップ１６−６において、キューイングされているデータ量が共有チャネルで送信することのできるデータ量より多いかどうかを判定する。キューイングされているデータ量が共有チャネルで送信することのできるデータ量より多い場合は、ステップ１６−７に進み、送信フレームの空き領域分のデータを抽出し、ステップ１６−８に進み、抽出したデータを送信する。
【００１１】
キューイングされているデータ量が共有チャネルで送信することのできるデータ量より少ない場合は、ステップ１６−９に進み、ステップ１６−９ではキューイングされている全データを抽出し、ステップ１６−４に戻り、ステップ１６−５，１６−６を繰り返す。
【００１２】
このスケジュール手順では、受信品質が最良なフローのデータが送信されてキューから全データが消失するか、或いは該フローのデータを受信する通信端末が移動して受信品質が他より劣化しない限り、該フローが共有チャネルを占有し続ける。
【００１３】
図１７のスケジュール手順は、ラウンドロビンと呼ばれる従来の有線のネットワークで用いられているスケジューリング手順の１つであり、各フロー＃１〜＃ｎにはそれぞれ他のフローの入力レートに無関係に公平にサービスレートを与えるフェアスケジューリングの手順である。
【００１４】
なお、サービスレートとは、全ての入力フローに十分なバックログ（積滞データ：そのフローのキュー内で現在待ち合わせ中又はゲートウェイがサービス中のデータ）が存在する場合に、そのフローに割り当てられる出力レートであり、そのフローに保証する最低の出力レートになる。
【００１５】
図１７のスケジュール手順においても、送信データの割り当てはフレーム毎に行う。図１６のスケジューリング手順との違いは、図１６のスケジューリング手順ではステップ１６−４でキューイングデータの有無を判定し、ステップ１６−５で受信品質の最良のフローを選択したのに対し、図１７のスケジューリング手順では、ステップ１７−４，１７−５，１７−６において、順番に各フローからキューイングデータを抽出する点が異なる。
【００１６】
図１７のステップ１７−４では、フロー＃１から順番にフローを選択するため、フロー番号のカウンタｋをインクリメントする。ステップ１７−５においてフロー＃ｋのキュー＃ｋにデータがキューイングされているかを判定する。データがキューイングされていない場合は、次のフローを選択するためステップ１７−４に戻る。フロー＃ｋにデータがキューイングされている場合は、ステップ１７−６においてフロー＃ｋを選択し、ステップ１７−７に進む。
【００１７】
ステップ１７−７において、キューイングされているデータから、１つのフローに割り当てられた共有チャネルの領域で送信することのできるデータ量（ｙビット）のデータを抽出する。次のステップ１７−８において、共有チャネルに空き領域が有るか判定し、空き領域が有る場合はステップ１７−４に戻る。共有チャネルに空き領域が無い場合はステップ１７−９に進む。
【００１８】
ステップ１７−９では、抽出されたデータが有る場合は該データを送信機１５−２に送出し、抽出されたデータが無い場合は送信データが無いことを送信機１５−２に通知する。このスケジュール手順を用いた場合、順番に各フローが選択され、各フローのデータが送信される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
図１６に示す最も受信品質の良いフローにデータを割り当てるスケジュール手順では、受信品質の良い通信端末に送信されるデータの割り当て率が高く、その送信時間が長い場合には、受信品質の悪い通信端末（多くの場合、基地局から離れた位置に所在する通信端末）に共有チャネル割り当ての順番が回って来ないため、受信品質の悪い通信端末はデータを全く受信することができないという問題を生じる。
【００２０】
一方、図１７のラウンドロビンによる手順を用いた場合は、通信端末の受信状況に無関係に各フローを選択し、受信品質の悪い通信端末に対しても均等にデータを送信するため、データ伝送の効率が低下し、当該無線ゾーン内のデータ伝送量の総和が少なくなってしまうという問題を生じる。
【００２１】
本発明は、第１には、各通信端末にフロー数に応じたフェアスケジューリングによるデータ量の伝送を保証しながら、無線ゾーン内のデータ伝送量の総和量を増大させ、第２には、通信端末の移動に伴う受信品質の変化の特性に応じて共有チャネルを割り当てるスケジューリングを行い、無線ゾーン内のデータ伝送量の総和の増大を図ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の送信パケットスケジューリング装置は、（１）複数の通信端末で共有される共有チャネルに、各端末への連続した一まとまりの送信データ（以下、「フロー」という。）を割り当てる送信パケットスケジューリング装置において、各フローのデータを割り当てる共有チャネルのフレームとして、２つの領域に分割された割り当て領域を有し、前記２つの領域の一方の領域に、フロー数に応じて各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を公平に割り当てる手段と、前記２つの領域の他方の領域に、フローの受信品質に基づいて選択したフローのデータを割り当てる手段と、を備えたものである。
【００２３】
また、（２）各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を前記共有チャネルに公平に割り当てる手段と、該公平に割り当てる順番を、各フローの受信品質に基づいて並べる手段と、を備えたものである。
【００２４】
また、（３）各フローのデータを前記共有チャネルに順番に割り当てる手段と、各フローのキュー長を、該フローの受信品質に基づいてかつ各フローに少なくとも保証されたデータ量が割り当てられるキュー長に制御する手段と、を備えたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態は、共有チャネルの領域を２つに分け、該２つの領域を使って、各通信端末にフロー数に応じたデータ量の伝送を保証すると共に、無線ゾーン内のデータ伝送量の総和を大きくするもので、この実施形態は更に以下の２つの形態に分けられる。
【００２６】
第１（ｉ）の実施形態：２つの領域に分けた共有チャネルの１つの領域を、データフロー数に応じてラウンドロビンにより各フローの送信データを割り当て、もう１つの領域を最も受信品質の良いフローからデータが無くなるまで割り当てる実施形態。
【００２７】
第１（ｉｉ）の実施形態：２つの領域に分けた共有チャネルの１つの領域は、データフロー数に応じてラウンドロビンにより各フローの送信データを割り当て、もう１つの領域は各フローにその受信品質に応じて送信データを割り当てる実施形態。
【００２８】
上記第１（ｉ）及び第１（ｉｉ）の実施形態は、２つに分割した領域の一方にラウンドロビンによる各フローのデータを割り当てるため、各フローは順番に選択され、その結果、各通信端末はどこにいてもデータフロー数に応じた公平なデータ量の伝送が保証される。
【００２９】
また、上記第１（ｉ）の実施形態では、２つに分けたもう一方の領域に、キューイングされているデータが全て無くなるまで最も受信品質の高いフローを割り当てて送信するため、最も効率の良い送信パラメータ（多値数の多い変調、符号化率の大きい符号）を用いた単位時間当たりの伝送量の最も多いデータが送信されるので、無線ゾーン内のデータ伝送量の総和を最大にすることができる。
【００３０】
上記第１実施形態の（ｉｉ）では、２つに分けたもう一方の領域に、各フローの送信データを受信品質に応じて割り当て、受信品質の良いフローにはより多くの送信データを割り当てるので、上記（ｉ）の実施形態に比べると無線ゾーン内のデータ伝送量の総和は減少するが、品質に応じて割り当てる領域が、最も品質の良いフローに占有されることなく、受信品質の劣化の程度が僅かなフローにも送信データが割り当てられ、通信端末へのデータ伝送量の割り当ての公平性を高めながらデータ伝送量の総和を増加させることができる。
【００３１】
図１に上記第１（ｉ）の実施形態のスケジュール手順を示し、図２に共有チャネルフレームの構成例を示し、図３に上記第１（ｉｉ）の実施形態のスケジュール手順を示し、図４及び図５に上記第１（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リスト作成手順を示し、図６に上記第１（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リストの構成例を示す。
【００３２】
以下、第１（ｉ）及び第１（ｉｉ）の実施形態について図を参照して説明する。この実施形態の共有チャネルフレームは、図２に示す構成例のように、１つのフレームを時間的に２分割し、ｍ本のフレームが並列に並べられている場合、Ｆ（１，１），Ｆ（１，２），Ｆ（２，１），Ｆ（２，２），・・・，Ｆ（ｍ，１），Ｆ（ｍ，２）から成る２×ｍ個のデータ格納領域を設ける。各フローの送信データの割り当てはフレーム毎に行われ、２×ｍ個のそれぞれの領域にフローの１つの送信データブロックが格納される。
【００３３】
第１（ｉ）の実施形態では、図１のスケジュール手順において、まず、フロー総数ｎを取得する（ステップ１−１）。次にフロー総数ｎから該フロー数に応じて１つのフローに保証データレートを算出する（ステップ１−２）。例えば、１フレームの半分を各フローに最低保証する領域として割り当て、１フレームが１０ｍｓ、２４００シンボルで構成され、最も品質が悪い場合の送信パラメータが符号化率１／３のＱＰＳＫであるとした場合、１つの領域のデータ割り当てビット数は、
２４００（シンボル）×２（ビット）÷３（符号化率）÷２（分割数）＝８００ビットであり、
データレートは、８００（ビット数）×ｍ（共通フレーム数）÷ｎ（フロー数）÷１０（ｍｓ）となる。
【００３４】
次に最も優先度が高い再送要求データが有るかを判定し（ステップ１−３）、再送要求データが有る場合は、該再送要求データを抽出する（ステップ１−４）。抽出する再送要求データのデータ数は、各フローに対して上記所定のデータレートを保証するため、最大で、品質が良いフローに割り当てるために設けたフレーム領域分のデータ数である。
【００３５】
ステップ１−５〜ステップ１−７はラウンドロビンによる割り当て手順で、フロー番号ｋを順番にインクリメントし（ステップ１−５）、フロー番号ｋのフローを選択し（ステップ１−６）、選択したフローの受信品質情報から１つの領域で送信し得るデータビット数ｙを計算し、該ビット数ｙのデータを抽出する（ステップ１−７）。
【００３６】
次にステップ１−８において、データレートを保証するために割り当てた領域に空きが有るかを判定し、該領域に空きが有る場合は、ステップ１−５〜ステップ１−８を繰り返す。該領域に空きが無い場合は、ステップ１−９以降の、受信品質が良いフローのために設けた領域のデータ抽出を行う手順に進む。
【００３７】
まず、ステップ１−９において、品質が良いフローのために設けた領域に空きが有るかを判定する。これは、ステップ１−３とステップ１−４において、品質が良いフローのために設けた領域に再送要求データを割り当てるので、この領域に空きが有るか確認するためである。
【００３８】
この領域に空きが無い場合はステップ１−１２に進む。この領域に空きが有る場合は最良品質のフローを選択し（ステップ１−１０）、空き領域分のデータを抽出し（ステップ１−１１）、ステップ１−１２へ進む。ステップ１−１２では、抽出されたデータを送信機に送出する。なお、１フレームにおいてフロー数に応じた割り当て領域は、フロー数や受信品質の分布等によって変化させる構成とすることもできる。
【００３９】
図３は上記の第１（ｉｉ）の実施形態によるスケジュール手順を示す。同図において、ステップ３−９までの手順は、第１（ｉ）の実施形態のスケジュール手順と同様である。次のステップ３−１０において送信フレーム内の空き領域の数を算出する。
【００４０】
ステップ３−１１においてフロー選択リストを参照する。フロー選択リストは図６に示す例のように送信待ちのフロー番号を順番に並べたリストで、ステップ３−１１においてフロー選択リストの上位のフローから選択すればよいようにリストの更新が行われる。フロー選択リストの更新については後述する。
【００４１】
図３のステップ３−１１においてフロー選択リストを参照し、該リストの上位から空き領域分のフローデータを抽出する（ステップ３−１２）。選択したフローとそのデータ量を、フロー選択リストの更新のために該リスト更新部へ通知する（ステップ３−１３）。そして、抽出したフローデータを送信機に送出する（ステップ３−１４）。
【００４２】
フロー選択リストの更新手順を図４及び図５に示す。同図に示すように、フロー選択リスト更新手順は、フローの追加（ステップ４−１）、フローの削除（ステップ４−４）、品質情報の通知（ステップ４−６）、スケジューラ１５−１よりデータを送信したフローとデータ量の通知（図５のステップ５−２０）が有ったかどうかの検出を行う。
【００４３】
ステップ４−１によりフローの追加有りを検出した場合は、追加フローの品質情報が有るか判定する（ステップ４−２）。ステップ４−２において品質情報が無い場合は、次送信領域の最後尾に領域を追加し（ステップ４−３）、上記のステップ４−１，４−４，４−６，５−２０の通知の検出を行う。ステップ４−２において品質情報有りを検出した場合は、ステップ４−８に進み、該フローの変調方法、符号化率、品質の良いフローにより多くのデータを送信させるための係数を算出する。
【００４４】
更に、ステップ４−９において送信データ量を算出し、ステップ４−１０において次送信領域に品質の良いフローから上位に並ぶよう、各フローの次送信領域の記述位置算出を行い、ステップ４−１１において次送信領域にフロー番号を記述し、前述のステップ４−１，４−４，４−６，５−２０の通知有無の検出を行うステップに戻る。
【００４５】
ステップ４−４において、フロー削除の通知有りを検出した場合は、フロー選択リストから該フローを削除する（ステップ４−５）。ステップ４−６において、品質情報の通知有りを検出した場合は、ステップ４−７において新規の品質情報か判定する。新規の品質情報の場合は、ステップ４−８〜４−１１の処理を行う。ステップ４−７の判定において新規の品質情報でなかった場合は、以前の品質値からの変更が有るか判定する（ステップ４−１２）。ステップ４−１２の判定において変更が無い場合は、前述のステップ４−１，４−４，４−６，５−２０の通知有無の検出を行うステップに戻る。
【００４６】
ステップ４−１２の判定において品質値に変更が有る場合は、ステップ４−８，４−９と同様の処理を行う（ステップ４−１３，４−１４）。次にそのフローが送信中かどうかを判定する（ステップ４−１５）。ステップ４−１５の判定において送信中である場合は、ステップ４−１０と同様に次送信領域の記述位置算出を行い（ステップ４−１６）、送信終了を待って次送信領域に記述する（ステップ４−１７）。
【００４７】
ステップ４−１５の判定において送信中でなかった場合は、送信待ち領域にフローが有るときは送信待ち領域の記述位置を算出し、送信待ち領域にフローが無い場合は次送信領域の記述位置を算出する（ステップ４−１８）。そして、それぞれ、送信待ち領域又は次送信領域にフロー番号を記述する（ステップ４−１９）。
【００４８】
前述のステップ４−６の判定において品質情報の通知無しの場合は、図５のステップ５−２０において、スケジューラ１５−１から送信データのフローとデータ量の通知が有ったかを判定し、該通知が有った場合は、フローのデータが全て送信されたか判定する（ステップ５−２１）。ステップ５−２１において全てのデータを送信したと判定されたフローは、送信待ち領域から削除を行い（ステップ５−２２）、ステップ５−２３，５−２４，５−２４において、図４のステップ４−９，４−１０，４−１１同様の処理を行う。
【００４９】
そして、ステップ５−２６において、送信待ち領域のフローが全て送信されたか判定を行う。ステップ５−２６において全てのフローが送信されたと判定された場合は、次送信領域を送信待ち領域に変更し（ステップ５−２７）、次送信領域を作成する（ステップ５−２８）。
【００５０】
ステップ５−２６において全てのフローが送信されていないと判定された場合は、前述のステップ４−１，４−４，４−６，５−２０の通知有無の検出に戻る。ステップ５−２１においてフローのデータ全てが送信されてないと判定された場合は、全てのデータが送信されていないフローを送信中とし（ステップ５−２９）、前述のステップ４−１，４−４，４−６，５−２０の通知有無の検出に戻る。
【００５１】
図６はフロー選択リストの構成例を示し、フロー選択リストは送信待ち領域と次送信領域とを有し、それらの領域に選択される順にフロー番号を格納する。同図の（ａ）は初期状態を示し、フロー番号を格納する全ての領域は送信待ち領域である。
【００５２】
同図の（ｂ）は初期状態から１フレーム分経過した状態で、フローａ１　，ａ２　が全て送信され、フローａ３　の一部のデータが送信中であり、フローａ１　，ａ２　が送信待ち領域から削除され、それらのフローのキューに次のデータが有り、次送信領域にフローａ１　’，ａ２　’として追加され、更に、新規のフローａ３　’が追加された状態である。
【００５３】
同図の（ｃ）は、同図（ｄ）の１フレーム前の状態であり、同図（ｄ）は同図（ｃ）の状態からスケジューラ１５−１がフロー選択リストの上位よりフローデータを選択したため、送信待ち領域のフローａｎ　、次送信領域のフローａｋ１’、ａｋ２’が選択され送信されている状態を示す。
【００５４】
同図（ｃ）の送信待ち領域のフローａｎ　は、同図（ｄ）の状態で送信済みとなり、なおキューにデータ有るため次送信領域にフローａ１　”として格納され、また、同図（ｃ）の次送信領域のフローａｋ１’は、同図（ｄ）の状態で送信済みとなり、なおキューにデータ有るため次送信領域にフローａ２　”として格納された状態を示している。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、通信端末の移動等に伴う受信品質の変化の特性に応じて、共有チャネルへの送信データ割り当てのスケジューリングを行い、無線ゾーン内におけるデータ伝送量の総和の増大を図る。この実施形態は更に以下の２つの形態に分けられる。
【００５６】
第２（ｉ）の実施形態：ラウンドロビンによるフロー選択の順番を、現在の受信品質の良いものから順に並べ替える実施形態。
第２（ｉｉ）の実施形態：ラウンドロビンによるフロー選択の順番を、現在の受信品質の劣化速度が速いものから順に並べ替える実施形態。
【００５７】
上記第２（ｉ）の実施形態は、ラウンドロビンの順番を受信品質の良いものから順に割り当てることにより、スケジューリング処理の実行時間帯において、常に、無線ゾーン内で最も効率の良い送信パラメータのフローの送信データから順に選択して送信するため、ランダムにフローを選択する場合に比べて、無線ゾーン内におけるデータ伝送量の総和を増大させることができる。
【００５８】
また、上記第２（ｉｉ）の実施形態では、受信品質の劣化速度の速いフローは、通信端末が遠方へ移動中である可能性が高く、時間の経過に従って効率の悪い送信パラメータが使用される可能性が高くなることが推測されるため、ラウンドロビンの順番を早めることにより、効率の良い送信パラメータであるうちに送信を終えるようにし、無線ゾーン内におけるデータ伝送量の総和を増大させる。
【００５９】
なお、通信端末の移動に伴い、受信品質が劣化する通信端末も有れば、受信品質が改善される通信端末も有り、受信品質が改善される通信端末に対しては、時間の経過に従って効率の良い送信パラメータを使用して送信する可能性が高くなるので、ランダムにフローを選択する場合に比べて、無線ゾーン内におけるデータの伝送量の総和を増加させることができる。
【００６０】
図７は上記第２（ｉ）の実施形態のスケジュール手順を示し、図８及び図９は上記第２（ｉ）の実施形態におけるフロー選択リストのリスト作成手順を示し、図１０及び図１１は上記第２（ｉｉ）の実施形態におけるフロー選択リストのリスト作成手順を示している。以下これらの図を参照して第２の実施形態について説明する。
【００６１】
図７に示す第２（ｉ）の実施形態のスケジュール手順は、ラウンドロビンの手法を使用するため図１７に示した手順と同様のステップを含むものとなる。図１７に示した従来のラウンドロビンの手順と、図７に示す本発明による第２（ｉ）の実施形態のスケジュール手順との違いは、図１７ではステップ１７−５，１７−６により順番にインクリメントしたフロー番号ｋのフローを選択するのに対して、図７ではステップ７−５，７−７によりフローリストのｋ番のフローを選択する構成としている点で異なる。
【００６２】
即ち、図１７のステップ１７−５によるフロー番号ｋのキューデータ有無の判定、ステップ１７−６によるフロー番号順のフロー選択に代えて、図７の手順では、ラウンドロビンによる選択順を、フロー選択リストに従って受信品質の良いものから順番に選択するようにし、ステップ７−５においてフロー選択リストのｋ番目を参照してフローデータの選択を行っている点と、ステップ７−７においてフロー選択リストの作成を行うため、フロー選択リストへフローデータの選択を行ったことを通知する点で構成を異にする。
【００６３】
図８及び図９に示すように、第２（ｉ）の実施形態のフロー選択リスト作成手順は、フローの追加（ステップ８−１）、フローの削除（ステップ８−４）、品質情報の通知（ステップ８−７）、スケジューラ１５−１よりデータを送信したフローの通知（ステップ９−１５）が有るかの検出を行う。
【００６４】
ステップ８−１においてフローの追加を検出した場合は、追加フローの品質情報が有るかを判定する（ステップ８−２）。ステップ８−２の判定において品質情報が無い場合は、次送信領域の最後尾に領域を追加し（ステップ８−３）、ステップ８−１，８−４，８−７，９−１５の通知の検出を行う。
【００６５】
ステップ８−２において品質情報の通知有りを検出した場合は、ステップ８−９に進み、フロー選択リストに格納されているフローのリスト総数をインクリメントする。更に、ステップ８−１０において次送信領域に品質の良いフローから順に並ぶよう次送信領域の記述位置算出を行い、ステップ８−１１において次送信領域にフロー番号を記述し、ステップ８−１，８−４，８−７，９−１５の通知の検出を行う。
【００６６】
ステップ８−４においてフロー削除の通知有りを検出した場合は、リスト総数ｎをデクリメントし（ステップ８−５）、リストから該フロー番号を削除する（ステップ８−６）。ステップ８−７において、品質情報の通知有りを検出した場合は、ステップ８−８において新規の情報か判定する。新規情報の場合は、上述のステップ８−９，８−１０，８−１１の処理を行う。ステップ８−８の判定において新規の情報でなかった場合は、以前の品質値に変更が有るかを判定する（ステップ８−１２）。
【００６７】
ステップ８−１２において以前の品質値に変更が無い場合は、ステップ８−１，８−４，８−７，９−１５の通知の検出に戻る。ステップ８−１２において変更有りを検出した場合は、変更の有ったフローのリスト番号とステップ９−１５で通知されるリスト番号ｋとを比較し、該リスト番号がｋ＋１以上の場合は、ｋ＋１以上のフロー番号のなかで、送信待ち領域の記述位置を算出し、ｋ以下の場合は、次送信領域の記述位置を算出する（ステップ８−１３）。そして、それぞれ、送信待ち領域、次送信領域に記述する（ステップ８−１４）。
【００６８】
ステップ９−１５において、スケジューラ１５−１より送信したフローデータのリスト番号ｋの通知を検出した場合は、ステップ９−１６において、該フローの次送信領域の記述位置を算出し、記述を行う（ステップ９−１７）。次にｋ≧ｎかを判定し（ステップ９−１８）、ｋ≧ｎの場合は、送信待ち領域を削除し、次送信領域を送信待ち領域に変更し（ステップ９−１９）、新たな次送信領域を作成する（ステップ９−２０）。ステップ９−１８において、ｋ≧ｎ以外の場合は、ステップ８−１，８−４，８−７，９−１５の通知の検出に戻る。
【００６９】
図１０及び図１１は、第２（ｉｉ）の実施形態のリスト作成手順を示す。スケジューラ１５−１の動作手順は図７と同様である。第２（ｉ）の実施形態では品質の良い順にフローを並べたのに対し、第２（ｉｉ）の実施形態では、品質劣化の速い順にフローを並べるため、図８の手順と比較すると、ステップ１０−１０において、新規のフローに対しては品質変化量を０として記述位置を求める点、ステップ１０−１３において、前回の品質と比較して品質変化量（Ｑ＝今回の受信品質−前回の受信品質）を求める点、ステップ１０−１４，１１−１７において品質劣化量が小さい順に記述位置を求める点が異なる。
【００７０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本発明の第３の実施形態は、アクティブキューマネジメントを行う機能ブロックに受信品質の情報を与え、受信品質に応じたキュー長制御により、フロー数の応じたデータ量の伝送を各通信端末に保証しながら、受信品質に応じた共有チャネル割り当てを行い、無線ゾーン内のデータの総和量を大きくするもので、更に以下の２つの形態（ｉ），（ｉｉ）に分けられる。
【００７１】
第３（ｉ）の実施形態は、スケジューラではラウンドロビンによるフローの割り当てを行い、アクティブキューマネジメントにおいて、受信品質に応じ、受信品質の良いフローに対してはキュー長を長くし、受信品質の悪いフローに対してはキュー長を短くする。
【００７２】
受信品質の悪いフローには効率の悪い送信パラメータが使用され、送信時間が長くなるため、受信品質の悪いフローのキュー長を短くし、１フレーム内で多数のフローの送信データが多重されるようにキュー長を調整することにより、品質の良いフローに送信の順番が回ってくる周期が短くなり、無線ゾーン内におけるデータ伝送量の総和を増加させることができる。また、品質の悪いフローでも、アクティブキューマネジメントで調整されたキュー長のデータの送信が保証される。
【００７３】
第３（ｉｉ）の実施形態は、スケジューラでは最良品質のフローを選択してフローの割り当てを行い、アクティブキューマネジメントでは各フローにデータ送信が保証されるようにキュー長を制御する。つまり、スケジューラは、品質の高いフローに対して、キューに空きが無くなるまで送信することにより、キュー内のデータに対して、無線ゾーン内におけるデータ伝送量の総和を最大にするよう送信する。
【００７４】
一方、アクティブキューマネジメントでは、品質の良いフローのキューのデータ送信に空き時間が生じるようにキュー長を設定することにより、品質の低いフローに対しても送信データが割り当てられるようにし、品質の低いフローのデータ送信を可能にする。
【００７５】
図１２は、第３の実施形態におけるキューマネジャーの説明図である。同図の（ａ）に示すように、キューマネジャー１２−１にはキュー１２−２からキュー長が入力され、そのキュー長を制御するため、キュー長に合わせてデータの廃棄確率をキュー１２−２に与える。図１２の（ｂ）にはキュー長制御の例を示し、キュー長ｌ１　までは廃棄はせず、キュー長がｌ１　より大きくｌ２　以下の場合は廃棄確率ｐ１、キュー長がｌ２　より大きくｗ以下の場合は廃棄確率ｐ２、キュー長がｗの場合、更に入力されるパケットは全て破棄とする制御例を示している。
【００７６】
図１３は第３の実施形態におけるキュー長制御の手順を示す。ステップ１３−１においてフローの追加通知が有るかを判定をする。追加通知が有った場合は、追加フローのデータをキューイングするためバッファ領域を確保し（ステップ１３−２）、追加フローの品質情報が有るかを判定する（ステップ１３−３）。
【００７７】
ステップ１３−３において品質情報が無かった場合は、ステップ１３−１に戻る。ステップ１３−３において品質情報有りを検出した場合は、品質情報から変調方法、符号化率、品質の良いフローにより多くのデータを送信させるための係数を算出する（ステップ１３−８）。
【００７８】
品質の良いフローにより多くのデータを送信させるための係数は、第３（ｉ）の実施形態の場合は、図１４の表１に示すキュー長ｌ１　の品質分の欄のａ１１〜ａ１６の値、第３（ｉｉ）の実施形態の場合は、図１４の表２のキュー長ｌ１　の欄のａ２１〜ａ２６の値で、品質の良いフローにどの程度データを割り当てるかを決めるために使われる。
【００７９】
一例として、第３（ｉ）の実施形態の場合は図１４の表１に示す値に、第３（ｉｉ）の実施形態の場合は図１４の表２に示す値に、キュー長ｌ１　，ｌ２　，ｗ、廃棄率ｐ１，ｐ２を算出する（ステップ１３−９）。ステップ１３−９の算出後は、ステップ１３−１に戻る。ステップ１３−１においてフローの追加の通知が無かった場合は、フローの削除の通知が有るか判定する（ステップ１３−４）。
【００８０】
ステップ１３−４においてフロー削除の通知有りを検出した場合は、フローのデータをキューイングするためのバッファ領域を解放する（ステップ１３−５）。ステップ１３−４において、フローの削除通知が無かった場合は、品質情報の通知が有ったかを判定する（ステップ１３−６）。
【００８１】
ステップ１３−６において品質情報の通知有りを検出した場合は、新規情報かを判定する（ステップ１３−７）。ステップ１３−７において新規情報が有ったことを検出した場合は、ステップ１３−８，１３−９，１３−１と進む。新規情報でなかった場合は、以前の品質値と比較して変更が有るかを判定する（ステップ１３−１０）。
【００８２】
ステップ１３−１０において品質値に変更が有ることを検出した場合は、前述のステップ１３−８，１３−９と同様の処理を行うステップ１３−１１，１３−１２の処理を行い、ステップ１３−１に戻る。ステップ１３−１０において品質値に変更が無かった場合は、ステップ１３−１に戻る。
【００８３】
第３（ｉ）の実施形態によるキュー長制御は、図１２（ａ）に示すキューマネジャー１２−１を使用し、図１２（ｂ）に示すようにキュー長制御を行い、図１３の制御手順を実行する一方、スケジューラは、図１７に示す従来のラウンドロビンのスケジュール手順を実行する。
【００８４】
破棄されることなくキューイングされるデータのキュー長ｌ１　を、図１４の表１のように各フローに保証されたデータ長と品質に応じた量の和とすることにより、スケジューラ１５−１により順番が割り当てられた時に、送信するデータ量を品質に応じた量にすることができる。
【００８５】
なお、図１４の表１において、ａ１１〜ａ１６は品質の良いフローにより多くのデータを与えるための係数で、ｌ２　，ｗは、次の順番の時にキュー長ｌ１　の長さに比例したキュー長のデータがキューイングされるようｌ１　の長さに或る係数を掛けた長さにし、ｐ１，ｐ２は、品質の良いデータのキュー長が長くなるよう品質の良いフローに対しては小さな値となるの廃棄確率である。
【００８６】
第３（ｉｉ）の実施形態においては、キュー長制御を行うため同様に図１２（ａ）に示すキューマネジャー１２−１を使用し、図１２（ｂ）に示すキュー長制御を行い、図１３の制御手順を実行する一方、スケジューラ１５−１は、図１６に示す従来の最良受信品質フロー選択スケジュール手順を実行する。
【００８７】
破棄されることなくキューイングされるキュー長ｌ１　を、図１４の表２のように制御し、全てのフローに対して、図２に示す共有チャネルの１つの送信領域を満たすデータ量にする。なお、表２において、廃棄確率ｐ１，ｐ２を各品質で等しい値とし、また、係数ａ２１，ａ２２，…，ａ２６を等しくする。
【００８８】
スケジューラ１５−１はキューにデータが有る限り、品質の良いフローを選択するが、キュー長が小さいためキューがすぐに空になり、品質の悪いフローのデータの送信割り当て時間を発生させることができ、また、品質の良いフローはキューにデータが貯まり次第、選択されるのでデータ伝送量を多くすることができる。
【００８９】
（付記１）　複数の通信端末で共有される共有チャネルに、各端末への連続した一まとまりの送信データ（以下、「フロー」という。）を割り当てる送信パケットスケジューリング装置において、
各フローのデータを割り当てる共有チャネルのフレームとして、２つの領域に分割された割り当て領域を有し、
前記２つの領域の一方の領域に、フロー数に応じて各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を公平に割り当てる手段と、
前記２つの領域の他方の領域に、フローの受信品質に基づいて選択したフローのデータを割り当てる手段と、
を備えたことを特徴とする送信パケットスケジューリング装置。
（付記２）　前記２つの領域の他方の領域に、各フローの中から最も受信品質の良いフローのデータを割り当てる手段を備えたことを特徴とする付記１に記載の送信パケットスケジューリング装置。
（付記３）　前記２つの領域の他方の領域に、各フローの受信品質に応じて、各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を割り当てる手段を備えたことを特徴とする付記１に記載の送信パケットスケジューリング装置。
（付記４）　複数の通信端末で共有される共有チャネルに、各端末への連続した一まとまりの送信データ（以下、「フロー」という。）を割り当てる送信パケットスケジューリング装置において、
各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を前記共有チャネルに公平に割り当てる手段と、該公平に割り当てる順番を、各フローの受信品質に基づいて並べる手段と、を備えたことを特徴とする送信パケットスケジューリング装置。
（付記５）　前記該公平に割り当てる順番を、受信品質の良いフローのデータから順に並べる手段を備えたことを特徴とする付記４に記載の送信パケットスケジューリング装置。
（付記６）　前記公平に割り当てる順番を、受信品質の劣化が速いフローのデータから順に並べる手段を備えたことを特徴とする付記４に記載の送信パケットスケジューリング装置。
（付記７）　複数の通信端末で共有される共有チャネルに、各端末への連続した一まとまりの送信データ（以下、「フロー」という。）を割り当てる送信パケットスケジューリング装置において、
各フローのデータを前記共有チャネルに順番に割り当てる手段と、各フローのキュー長を、該フローの受信品質に基づいてかつ各フローに少なくとも保証されたデータ量が割り当てられるキュー長に制御する手段と、を備えたことを特徴とする送信パケットスケジューリング装置。
（付記８）　各フローのデータの送信時間、データ伝送量又は送信回数を前記共有チャネルに公平に割り当てる手段と、受信品質の良いフローのキュー長がより長いキュー長となるようにキュー長を制御する手段と、を備えたことを特徴とする付記７に記載の送信パケットスケジューリング装置。
（付記９）　各フローのデータを前記共有チャネルに、フローの受信品質の順に従って割り当てる手段と、受信品質の悪いフローにも少なくとも保証されデータ量が割り当てられるように、各フローのキュー長を制御する手段と、を備えたことを特徴とする付記７に記載の送信パケットスケジューリング装置。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、共有チャネルの領域を２つに分け、一方の領域を使って、各通信端末にフロー数の応じた公平なデータ量の伝送を保証すると共に、もう一方の領域に受信品質の良いフローを割り当てることにより、無線ゾーン内のデータ伝送量の総和を大きくすることができる。
【００９１】
また、通信端末の移動等に伴う受信品質の変化の特性に応じて、受信品質の良い状態のときのフローに共有チャネルを割り当てるスケジューリングを行うことにより、無線ゾーン内におけるデータ伝送量の総和を増大させることができる。
【００９２】
また、受信品質に応じて各フローのキュー長を制御することにより、フロー数の応じた公平なデータ量の伝送を各フローに保証しながら、受信品質のより良いフローに共有チャネルを割り当て、共有チャネルの無線ゾーン内のデータ伝送量の総和量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１（ｉ）の実施形態のスケジュール手順を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の共有チャネルフレームの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１（ｉｉ）の実施形態のスケジュール手順を示す図である。
【図４】本発明の第１（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リスト作成手順を示す図である。
【図５】本発明の第１（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リスト作成手順を示す図である。
【図６】本発明の第１（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リストの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第２（ｉ）の実施形態のスケジュール手順を示す図である。
【図８】本発明の第２（ｉ）の実施形態のフロー選択リストのリスト作成手順を示す図である。
【図９】本発明の第２（ｉ）の実施形態のフロー選択リストのリスト作成手順を示す図である。
【図１０】本発明の第２（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リストのリスト作成手順を示す図である。
【図１１】本発明の第２（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リストのリスト作成手順を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態におけるキューマネジャーの説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態のキュー長制御の手順を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態のキュー長の例を示す図である。
【図１５】送信パケットスケジューリング装置の機能ブロックを示す図である。
【図１６】最良受信品質のフローを選択する従来のスケジュール手順を示す図である。
【図１７】ラウンドロビンによりフローを選択する従来のスケジュール手順を示す図である。
【符号の説明】
１−１〜１−１２　第１（ｉ）の実施形態のスケジュール手順のステップ
Ｆ（１，１）〜Ｆ（ｍ，２）　共通チャネルフレームのデータ格納領域
３−１〜３−１４　第１（ｉｉ）の実施形態のスケジュール手順のステップ
４−１〜４−１９，５−２０〜５−２９　第１（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リスト作成手順のステップ
７−１〜７−９　第２（ｉ）の実施形態のスケジュール手順のステップ
８−１〜８−１４，９−１５〜９−２０　第２（ｉ）の実施形態のフロー選択リスト作成手順のステップ
１０−１〜１０−１５，１１−１６〜１１−２１　第２（ｉｉ）の実施形態のフロー選択リスト作成手順のステップ
１２−１　キューマネージャ
１２−２　キュー
１３−１〜１３−１２　第３の実施形態のキュー長制御の手順のステップ
１５−１　スケジューラ
１５−２　送信機
１５−３　受信機
１６−１〜１６−９　最良受信品質のフローを選択するスケジュール手順のステップ
１７−１〜１７−９　ラウンドロビンによりフローを選択するスケジュール手順のステップ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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