(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多元接続（OFDMA）方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御装置であり、
OFDMAシンボル及びサブキャリアの各リソースから構成される前記無線フレームにおいて、OFDMAシンボル又はサブキャリアのいずれか一方のリソースの使用量を一定にし、もう一方のリソースの使用量を可変にし、使用量一定の方のリソースの固定量と使用量可変の方のリソースの可変単位量から成るリソース割り当て単位を用いるリソース割り当て手段を備え、
前記リソース割り当て手段は、同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットからデータ系列を構成し、該データ系列に対して前記リソース割り当て単位を割り当てていくものであって、QoSの要求があるユーザのパケットから前記データ系列を構成し、前記データ系列に割り当てたリソース割り当て単位にリソースの空きがある場合には、該空きリソースをQoSの要求がないユーザのパケットに割り当てることを特徴とする無線フレーム制御装置。
【請求項２】
前記リソース割り当て手段は、
前記QoSの要求がないユーザのパケットに対して、前記リソースの空きがあるリソース割り当て単位で用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率への変更を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項３】
直交周波数分割多元接続（OFDMA）方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御装置であり、
OFDMAシンボル及びサブキャリアの各リソースから構成される前記無線フレームにおいて、OFDMAシンボル又はサブキャリアのいずれか一方のリソースの使用量を一定にし、もう一方のリソースの使用量を可変にし、使用量一定の方のリソースの固定量と使用量可変の方のリソースの可変単位量から成るリソース割り当て単位を用いるリソース割り当て手段を備え、
前記リソース割り当て手段は、同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットからデータ系列を構成し、該データ系列に対して前記リソース割り当て単位を割り当てていくものであって、QoSの要求があるユーザのパケットから前記データ系列を構成し、前記無線フレーム中にリソース割り当て単位の余りがある場合には、該余りのリソース割り当て単位をQoSの要求がないユーザのパケットに割り当てることを特徴とする無線フレーム制御装置。
【請求項４】
前記リソース割り当て手段は、
QoSの要求がないユーザのパケットから同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットのデータ系列を構成し、該データ系列に対して前記余りのリソース割り当て単位を割り当てていくことを特徴とする請求項３に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項５】
前記リソース割り当て手段は、
前記余りのリソース割り当て単位の割り当てにおいてリソースの過不足がある場合には、リソースが不足している前記データ系列中のパケットをリソースの空きがあるリソース割り当て単位に移し変えることを特徴とする請求項４に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項６】
前記リソース割り当て手段は、
前記移し変えたパケットに対して、該移し変え先のリソース割り当て単位で用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率への変更を行うことを特徴とする請求項５に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項７】
前記リソース割り当て手段は、
ユーザが要求するQoSの同一順位のパケットから前記データ系列を構成し、該QoSの順位が高いデータ系列から順番にリソース割り当て単位の割り当てを行うことを特徴とする請求項１から６のいずれかの項に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項８】
ユーザが要求するQoSに基づいて前記変調方式と誤り訂正符号化率の組み合わせが決定されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかの項に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかの項に記載の無線フレーム制御装置を備えたことを特徴とする直交周波数分割多元接続（OFDMA）方式の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：OFDMA）方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御装置および無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の無線アクセス方式として、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）の標準規格「IEEE802.16」が高速・広帯域伝送を実現するものとして知られている（例えば、非特許文献１参照）。IEEE802.16規格では、伝送方式の一つとして直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：OFDMA）方式が採用されている。OFDMA方式は、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアから構成される広帯域信号を用いて通信を行うマルチキャリア伝送方式の一つであり、ユーザ（端末局）毎に異なるサブキャリアを使用することで、一基地局と複数ユーザとの多元接続を実現する。
【０００３】
同様のマルチキャリア伝送方式としては、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：OFDM）方式が知られているが、OFDM方式では広帯域の周波数帯を一ユーザで全て占有するのに対し、OFDMA方式では、一般的にユーザによって環境のよい周波数が異なることから、ユーザ毎に環境の良いサブキャリアを選択して通信するようにしている。
【０００４】
また、IEEE802.16規格では、QoS（Quality of Service）制御の機構が規定されている。QoS制御では、ある特定の通信のための周波数帯域や時間スロットなどの無線リソースを予約し、通信速度やパケット到着までの遅延量、あるいはパケット到着のジッタなどを保証することを行う。なお、IEEE802.16規格では、それら通信品質を図る尺度を保証するための制御機構については規定されているが、そのQoS制御方法については規定されていない。
【０００５】
図７は、OFDMA方式の下りリンク（基地局から端末局方向のリンク）の無線フレーム（以下、「下りリンクフレーム」と称する）１００の従来の構成例を示す図である。この図７の下りリンクフレーム１００はIEEE802.16規格に準拠している。図７において、下りリンクフレーム１００は、複数のOFDMAシンボル（OFDMA symbol）と複数のサブキャリア（Logical subchannel）から構成される。OFDMAシンボルは、下りリンクフレーム期間（Downlink subframe duration）に時間方向に多重されている。また、一OFDMAシンボル当たりサブキャリア数分の周波数多重が可能になっている。OFDMA方式では、各ユーザ宛のパケットをどのOFDMAシンボルのどのサブキャリアに配置するかを示す配置情報を下りリンクフレーム１００毎に決定する。基地局の送信機は、その配置情報に従って、下りリンクのパケット送信に使用する無線リソースを決定する。また、各端末局の受信機は、その配置情報に従って、下りリンクフレームから自局宛のパケットを受信する。
【０００６】
図７に示されるように下りリンクフレーム１００には、“Preamble”と“FCH”と“DL-MAP”と“DL burst”とが配置される。“Preamble”は既知信号を格納する部分である。“FCH”は制御チャネル信号を格納する部分である。“DL-MAP”は配置情報を格納する部分である。“DL burst”はパケットを格納する部分である。“Preamble”、“FCH”及び“DL-MAP”については、その配置場所が固定されている。“DL burst”については、IEEE802.16規格で規定される制限内で、任意に個数及び配置場所を決めることができる。図７の例では、下りリンク用の“burst”、つまり“DL burst”が６個設けられている。その設け方はIEEE802.16規格に準拠している。
【０００７】
IEEE802.16規格では、下りリンクフレーム１００におけるOFDMAシンボル及びサブキャリアの割り当ての仕方、つまり“DL burst”の設け方を規定している。その規定によれば、図７に示されるフレーム構成のように、一つの“burst”は時間方向（OFDMAシンボル方向）及び周波数方向（サブキャリア方向）に長方形のリソースを確保し、そのリソースの中にデータを割り当てなければならない。その“burst”については次のように規定されている。
（１）“burst”とはパケットが連なったデータ系列で、一つの“burst”内は同じ変調方式と同じ誤り訂正符号化率が適用されて送信される。
（２）一つの“burst”内では異なるユーザ宛のパケットが混在してもよい。
（３）“burst”の最大数には制限がある。
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004, “Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems,” 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、IEEE802.16規格では、OFDMA方式の下りリンクフレームにおいて、各ユーザ宛のパケットをどのOFDMAシンボルのどのサブキャリアに配置するかを決定する際に種々の制限がある。このため、従来、下りリンクフレームの構成には複雑な制御が必要であった。さらには、各ユーザが要求するQoSに基づいたパケット配置を下りリンクフレーム上で達成することは容易ではなかった。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、OFDMA方式の下りリンクにおいて、IEEE802.16規格に準拠する無線フレームを容易に構成することのできる無線フレーム制御装置および無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線フレーム制御装置は、直交周波数分割多元接続（OFDMA）方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御装置であり、OFDMAシンボル及びサブキャリアの各リソースから構成される前記無線フレームにおいて、OFDMAシンボル又はサブキャリアのいずれか一方のリソースの使用量を一定にし、もう一方のリソースの使用量を可変にし、使用量一定の方のリソースの固定量と使用量可変の方のリソースの可変単位量から成るリソース割り当て単位を用いるリソース割り当て手段を備え、前記リソース割り当て手段は、同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットからデータ系列を構成し、該データ系列に対して前記リソース割り当て単位を割り当てていくものであって、QoSの要求があるユーザのパケットから前記データ系列を構成し、前記データ系列に割り当てたリソース割り当て単位にリソースの空きがある場合には、該空きリソースをQoSの要求がないユーザのパケットに割り当てることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記リソース割り当て手段は、前記QoSの要求がないユーザのパケットに対して、前記リソースの空きがあるリソース割り当て単位で用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率への変更を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る無線フレーム制御装置は、直交周波数分割多元接続（OFDMA）方式の無線フレームを制御する無線フレーム制御装置であり、OFDMAシンボル及びサブキャリアの各リソースから構成される前記無線フレームにおいて、OFDMAシンボル又はサブキャリアのいずれか一方のリソースの使用量を一定にし、もう一方のリソースの使用量を可変にし、使用量一定の方のリソースの固定量と使用量可変の方のリソースの可変単位量から成るリソース割り当て単位を用いるリソース割り当て手段を備え、前記リソース割り当て手段は、同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットからデータ系列を構成し、該データ系列に対して前記リソース割り当て単位を割り当てていくものであって、QoSの要求があるユーザのパケットから前記データ系列を構成し、前記無線フレーム中にリソース割り当て単位の余りがある場合には、該余りのリソース割り当て単位をQoSの要求がないユーザのパケットに割り当てることを特徴とする無線フレーム制御装置。
【００１６】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記リソース割り当て手段は、QoSの要求がないユーザのパケットから同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットのデータ系列を構成し、該データ系列に対して前記余りのリソース割り当て単位を割り当てていくことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記リソース割り当て手段は、前記余りのリソース割り当て単位の割り当てにおいてリソースの過不足がある場合には、リソースが不足している前記データ系列中のパケットをリソースの空きがあるリソース割り当て単位に移し変えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記リソース割り当て手段は、前記移し変えたパケットに対して、該移し変え先のリソース割り当て単位で用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率への変更を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記リソース割り当て手段は、ユーザが要求するQoSの同一順位のパケットから前記データ系列を構成し、該QoSの順位が高いデータ系列から順番にリソース割り当て単位の割り当てを行うことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、ユーザが要求するQoSに基づいて前記変調方式と誤り訂正符号化率の組み合わせが決定されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る無線通信装置は、前述の無線フレーム制御装置を備えたことを特徴とする直交周波数分割多元接続（OFDMA）方式の無線通信装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、OFDMA方式の下りリンクにおいて、IEEE802.16規格に準拠する無線フレームを容易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線フレーム制御装置１の構成を示すブロック図である。図１の無線フレーム制御装置１は、OFDMA方式の無線フレームを制御する。無線フレーム制御装置１は、例えばOFDMA方式の無線通信装置（基地局装置等）に備えられる。
【００２５】
以下、本実施形態では、IEEE802.16規格に適用し、図１の無線フレーム制御装置１がIEEE802.16規格に準拠のOFDMA方式の下りリンクの無線フレーム（下りリンクフレーム）を制御する場合を説明する。
【００２６】
図７に示される下りリンクフレーム１００において、“Preamble”、“FCH”及び“DL-MAP”の各配置は固定されている。“DL burst”の配置は、IEEE802.16規格で規定される制限内で、任意に個数及び配置場所を決めることができる。無線フレーム制御装置１は、その“DL burst”部分の制御を行う。
【００２７】
図１において、無線フレーム制御装置１は、リソース割り当て部２とリソース情報保持部３を有する。リソース割り当て部２は、各ユーザ宛に送信されるパケットの情報（送信パケット情報）に基づき、各ユーザ宛のパケットをどのOFDMAシンボルのどのサブキャリアに配置するかを示す配置情報を下りリンクフレーム１００毎に決定する。リソース情報保持部３は、下りリンクフレーム１００を構成するOFDMAシンボル及びサブキャリアのリソースの情報を保持している。
【００２８】
図２は、送信パケット情報の例である。図２において、各送信パケットは送信順序のランク付けがなされている。送信パケット情報は、送信ブロック（Block=#1、#2、#3、・・・）毎に、CID（connection identifier）と、バイト数と、送信期限（Deadline）と、変調方式及び誤り訂正符号化率のパラメタセット（PHY_MODE）とを有する。
【００２９】
送信ブロックはパケットを送信するときの送信単位である。一パケットのデータ量が送信単位のデータ量よりも多い場合には、当該パケットは複数の送信ブロックに分割される。IEEE802.16規格の下りリンクでは、パケットは「MAC（medium access control layer） SDU（service data unit）」と呼ばれるデータ単位で基地局の送信バッファに到着する。基地局は、MAC SDU単位のパケットをそのまま「MAC PDU（protocol data unit）」に構成して送信するか、若しくはARQ（automatic repeat request）の適用を行う場合にはMAC SDUの１データ単位をさらに「ARQ BLOCK SIZE」と呼ばれるより小さいサイズのデータ単位「ARQ BLOCK」に分割してMAC PDUを構成し送信する。
【００３０】
また、IEEE802.16規格の下りリンクでは、ユーザが行う通信毎にその識別子（CID）が付与される。そのCIDを送信パケット情報に含める。また、パケットは可変長であるので、送信パケットのバイト数を送信ブロック毎のバイト数として送信パケット情報に含める。このとき、MAC PDUのヘッダーなどの付加情報のバイト数も含める。送信期限「Deadline」は、当該パケットをあと何フレーム以内に送信しなければならないかを示す。変調方式及び誤り訂正符号化率のパラメタセット（PHY_MODE）は、当該パケットの送信に用いる変調方式及び誤り訂正符号化率の組み合わせを示す。従って、同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットには、同じパラメタセット（PHY_MODE）が付与される。
【００３１】
図２において、例えば、送信ブロック「Block=#1」はCID「#0」のパケットの送信ブロックであり、その送信ブロックのバイト数は１００バイト、その送信期限「Deadline=1」は１フレーム以内であり、その送信に用いられる変調方式及び誤り訂正符号化率は「PHY_MODE=A」の組み合わせである。
【００３２】
図２に示されるように、送信パケット情報は、送信期限の早い順に並べる。
【００３３】
なお、送信期限は、当該CIDに対応するユーザが要求するQoS（例えば、最大許容遅延量や最低伝送レートなど）に基づいて決定される。また、パケットの送信に用いる変調方式と誤り訂正符号化率の組み合わせについても、同様に、ユーザが要求するQoSに基づいて決定される。
【００３４】
なお、ARQの適用を行う場合、同一のMAC SDUから生成されたARQ BLOCKであっても、フラグメンテイション（fragmentation）の適用により異なるMAC PDUに格納することも可能であるため、MAC SDUをARQ BLOCKに分割する場合には、ARQ BLOCK毎に、バイト数と送信期限を管理することが好ましい。
【００３５】
次に、図３〜図５を参照して、図１に示すリソース割り当て部２の動作を説明する。図３、図４は、図１に示すリソース割り当て部２の処理を説明するための図である。図５は、本実施形態に係る下りリンクフレーム１００の構成例を示す図である。
【００３６】
先ず、図３を参照して、リソース割り当て部２の動作を説明する。
図３において、リソース割り当て部２は、送信パケット情報に基づき、同じ変調方式且つ同じ誤り訂正符号化率を用いて送信されるパケットからデータ系列を構成する。図３の例では、「PHY_MODE=A」の５つの送信ブロック「Block=#1、#3、#4、#5、#8」から第１データ系列を構成し、「PHY_MODE=B」の３つの送信ブロック「Block=#2、#6、#7」から第２データ系列を構成する。
【００３７】
次いで、リソース割り当て部２は、各データ系列に対して、下りリンクフレーム１００を構成するOFDMAシンボル及びサブキャリアのリソースの割り当てを行う。この割り当てにおいては、OFDMAシンボル又はサブキャリアのいずれか一方のリソースの使用量を一定にし、もう一方のリソースの使用量を可変にし、使用量一定の方のリソースの固定量と使用量可変の方のリソースの可変単位量から成るリソース割り当て単位を用いる。このリソース割り当て単位のことを“bucket”と称する。サブキャリアの使用量を一定にした場合には、“bucket”は、サブキャリアの一定の使用量である固定量と、OFDMAシンボルの最小単位の使用量である可変単位量とから構成される。一方、OFDMAシンボルの使用量を一定にした場合には、“bucket”は、OFDMAシンボルの一定の使用量である固定量と、サブキャリアの最小単位の使用量である可変単位量とから構成される。
【００３８】
なお、使用量一定の方のリソースの固定量としては、最大リソース量（OFDMAシンボルの最大個数、サブキャリアの最大個数）としてもよく、或いは、最大リソース量の一部分としてもよい。
【００３９】
図３に示されるように、各データ系列には、そのデータ量に応じた数の“bucket”１１０が割り当てられる。このとき、同じ“bucket”１１０がCIDの異なる送信ブロックに対して割り当てられてもよい。図３の例では、「PHY_MODE=A」の第１データ系列、「PHY_MODE=B」の第２データ系列のそれぞれに２つの“bucket”１１０が割り当てられている。この例では、「PHY_MODE=A」の第１データ系列は、丁度、“bucket”１１０の２つ分のデータ量であるので、リソースの過不足は発生していない。このため、第１データ系列に割り当てた２つの“bucket”１１０によって１つの“burst”つまり“DL burst”を構成する。一方、「PHY_MODE=B」の第２データ系列は、“bucket”１１０の１つ分よりも多いが２つ分よりも少ないデータ量であるので、リソースの残余が発生する。このため、第２データ系列に割り当てた２つの“bucket”１１０からは、それぞれ別の２つの“burst”つまり２つの“DL burst”を構成する。
【００４０】
次に、図４のフローチャートを参照して、リソース割り当て部２の動作をさらに詳細に説明する。図４には、図３に示されるリソース割り当て処理のフローチャートが示されている。
図４において、ステップＳ１では、変数ｉ、ｊを０に初期化する。ステップＳ２では、変数ｉが送信バッファ内のパケット数未満であるか判断する。送信バッファ内のパケット数は、送信パケット情報に含まれる送信ブロック数、つまり送信パケット情報中の項数に対応する。ステップＳ２の判断の結果、変数ｉが送信バッファ内のパケット数以上ならば、既に全送信パケットに対するリソース割り当て処理が終了しているので、図４の処理を終了する。一方、変数ｉが送信バッファ内のパケット数未満ならば、ステップＳ３に進む。
【００４１】
ステップＳ３では、変数ｉに１を加える。
ステップＳ４では、送信パケット情報中の項番がｉ番目のパケットの要求する「PHY_MODE」用に既に割り当てられている“bucket”にリソースの空きがあり、且つ、該“bucket”の空きリソースでｉ番目のパケットに足りるかを判断する。例えば、図３の項番１のパケット「Block=#1」は１００バイトのデータ量を有するが、そのパケットが要求する「PHY_MODE=A」用に割り当てられている“bucket”に、１００バイト分のリソースの空きがあるかを判断する。
【００４２】
ステップＳ４の判断の結果、ｉ番目のパケットに割り当て可能な“bucket”があれば（ステップＳ４、ＹＥＳ）、ステップＳ５で、その割り当て可能な“bucket”の空きリソースをｉ番目のパケットに割り当てる。その後、ステップＳ２に戻る。
【００４３】
一方、ステップＳ４の判断の結果、ｉ番目のパケットに割り当て可能な“bucket”がなければ（ステップＳ４、ＮＯ）、ステップＳ６で、変数ｊが“bucket”の割り当て可能な最大数（最大bucket数）未満であるか判断する。この結果、変数ｊが最大bucket数未満ならば、ステップＳ７に進む。変数ｊが最大bucket数以上ならば、ステップＳ２に戻る。なお、変数ｊが最大bucket数以上となった場合には、“bucket”の割り当て数が既に制限に達しているので、新規の“bucket”は用意できず、既に割り当て済みの“bucket”の空きリソースの割り当てのみを行うことになる。
【００４４】
ステップＳ７では、変数ｊに１を加える。
ステップＳ８では、新たに割り当てる“bucket”を用意し、ｉ番目のパケットの要求する「PHY_MODE」用に既に割り当てられている“bucket”にリソースの空きがある場合には当該“bucket”の空きリソースに連続して新規の“bucket”のリソースをｉ番目のパケットに割り当てる。もし、既に割り当てられている“bucket”にリソースの空きがない場合には新規の“bucket”のリソースを最初からｉ番目のパケットに割り当てる。その後、ステップＳ２に戻る。
【００４５】
この図４のリソース割り当て処理の結果、同じ「PHY_MODE」用に割り当てられた“bucket”のうち、“bucket”中の全リソースが使用される複数の“bucket”については連結して１つの“burst”つまり“DL burst”を構成する。
【００４６】
図５には、本実施形態に係るリソース割り当て処理による下りリンクフレーム１００の構成例が示されている。この図５の例では、サブキャリア（サブチャネル）の使用量を一定にしている。従って図５において“bucket”１１０は、サブキャリアの一定の使用量である固定量と、OFDMAシンボルの最小単位の使用量である可変単位量とから構成されている。
【００４７】
図５に示されるように、同じ「PHY_MODE」用に割り当てられた“bucket”のうち、“bucket”中の全リソースが使用される複数の“bucket”については連結して１つの“burst”つまり“DL burst”を構成している。
【００４８】
上述したように本実施形態によれば、OFDMA方式の下りリンクにおいて、IEEE802.16規格に準拠する無線フレームを容易に構成することができる。
【００４９】
次に、本実施形態を応用した各実施例を説明する。
【実施例１】
【００５０】
実施例１では、リソース割り当て部２は、“bucket”の割り当てにおいてリソースの過不足がある場合には、リソースが不足しているデータ系列中のパケットをリソースの空きがある“bucket”に移し変える処理を行う。つまり、既に割り当て済みの“bucket”に関し、空きのリソースを融通しあう。これにより、“bucket”中のリソースの使用効率を高める。なお、融通しあう双方の“bucket”が同じ「PHY_MODE」用であればよいが、異なる「PHY_MODE」用である場合には、リソース割り当て部２は、移し変えたパケットに対して、該移し変え先の“bucket”で用いられる「PHY_MODE」への変更を行う。
【実施例２】
【００５１】
実施例２では、QoSの要求があるユーザのパケットに対して優先的にリソースを割り当てる。送信パケット情報は、QoSの要求があるユーザのパケットと、QoSの要求がないユーザのパケットとで、別々に生成される。リソース割り当て部２は、QoSの要求があるユーザのパケットからデータ系列を構成し、該データ系列に対して、図３、図４のリソース割り当て処理を行う。次いで、リソース割り当て部２は、そのデータ系列に割り当てた“bucket”にリソースの空きがある場合には、該空きリソースをQoSの要求がないユーザのパケットに割り当てる処理を行う。これにより、“bucket”中のリソースのの使用効率を高める。なお、リソースの空きがある“bucket”で用いられる「PHY_MODE」と、QoSの要求がないユーザのパケットの「PHY_MODE」とが同じであればよいが、「PHY_MODE」が異なる場合には、リソース割り当て部２は、QoSの要求がないユーザのパケットに対して、該割り当て先の“bucket”で用いられる「PHY_MODE」への変更を行う。
【実施例３】
【００５２】
実施例３では、実施例２と同様にQoSの要求があるユーザのパケットに対して優先的にリソースを割り当てる。送信パケット情報は、QoSの要求があるユーザのパケットと、QoSの要求がないユーザのパケットとで、別々に生成される。リソース割り当て部２は、QoSの要求があるユーザのパケットからデータ系列を構成し、該データ系列に対して、図３、図４のリソース割り当て処理を行う。次いで、リソース割り当て部２は、下りリンクフレーム中に“bucket”の余りがある場合には、該余りの“bucket”をQoSの要求がないユーザのパケットに割り当てる処理を行う。これにより、下りリンクフレーム中の“bucket”の使用効率を高める。そのQoSの要求がないユーザのパケットへのリソース割り当て処理は、図３、図４のリソース割り当て処理と同様である。つまり、QoSの要求がないユーザのパケットから同じ「PHY_MODE」を用いて送信されるパケットのデータ系列を構成し、該データ系列に対して余りの“bucket”を割り当てていく。
【００５３】
なお、余りの“bucket”の割り当てにおいてリソースの過不足がある場合には、実施例１と同様に、リソースが不足しているデータ系列中のパケットをリソースの空きがある“bucket”に移し変える処理を行い、既に割り当て済みの“bucket”に関して空きのリソースを融通しあう。これにより、“bucket”の使用効率を高める。なお、融通しあう双方の“bucket”が同じ「PHY_MODE」用であればよいが、異なる「PHY_MODE」用である場合には、リソース割り当て部２は、移し変えたパケットに対して、該移し変え先の“bucket”で用いられる「PHY_MODE」への変更を行う。
【００５４】
なお、上述の実施例２、３において、QoSの要求がないユーザのパケットのうち、どのパケットをリソース割り当て対象とするかの選択基準としては、例えば、ラウンドロビン法、プロポーショナルフェアネス（Proportional Fairness）法、最大CINR法などを採用することができる。
【実施例４】
【００５５】
実施例４では、ユーザが要求するQoSのレベル別に、高いQoSレベルから順にリソースの割り当てを行う。送信パケット情報は、ユーザが要求するQoSのレベル別にそれぞれ生成される。このとき、QoSの要求がないユーザのパケットについては、最低のQoSレベルとして送信パケット情報を生成すればよい。図６には、実施例４に係る制御フローが示されている。
【００５６】
図６において、リソース割り当て部２は、先ず最高のQoSレベルを処理対象にして（ステップＳ２１）、図３、図４のリソース割り当て処理を実行する（ステップＳ２２）。次いで、まだリソースの余りがあるか判断し（ステップＳ２３）、リソースの余りがない場合には図６の処理を終了する。一方、まだリソースの余りがある場合には、全てのQoSレベルに対してリソース割り当て処理を行ったか判断する（ステップＳ２４）。
【００５７】
その結果、全てのQoSレベルに対する処理が終了したならば図６の処理を終了する。一方、未処理のQoSレベルがある場合には、処理対象のQoSレベルを１つ下げて（ステップＳ２５）、ステップＳ２２で図３、図４のリソース割り当て処理を実行する。
【００５８】
これにより、ユーザが要求するQoSのレベルに応じたより詳細なリソース割り当てを行うことができる。なお、IEEE802.16規格では、QoSレベルとして、音声対応リアルタイムサービス（unsolicited grant service:UGS）、動画対応リアルタイムサービス（real-time polling service:rtPS）、非リアルタイムサービス（non-real-time polling service:nrtPS）の３つが規定されている。これら３つのQoSレベルでは、例えば最大許容遅延量の小さい順の、UGS、rtPS、nrtPSの順で、リソースの割り当てを行うことが考えられる。
【００５９】
なお、QoSの要求がないユーザのパケットについては、上記実施例２又は３を適用するようにしてもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本発明は、IEEE802.16規格に準拠しないOFDMA方式の無線通信装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線フレーム制御装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る送信パケット情報の例である。
【図３】図１に示すリソース割り当て部２の処理を説明するための説明図である。
【図４】図１に示すリソース割り当て部２の処理フロー図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る下りリンクフレーム１００の構成例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る制御フロー図である。
【図７】OFDMA方式の下りリンクフレーム１００の従来の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…無線フレーム制御装置、２…リソース割り当て部、３…リソース情報保持部、１００…OFDMA方式の下りリンクフレーム、１１０…“bucket”（リソース割り当て単位）
【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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