(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下り回線の変調方式および符号化率を下り回線品質に応じて適応的に切り替えて移動局装置と無線通信をする無線基地局装置であって、
前記変調方式および符号化率毎に設定されている基準品質と前記下り回線品質との差分（下り回線品質−基準品質）に基づいて、前記移動局装置への送信候補の信号の優先度を、前記変調方式および符号化率毎にスループットが高いほど前記優先度が高く、前記差分が負のときは前記差分の絶対値が小さいほど前記優先度が高く、前記差分が正のときは、スループットが高くなる前記変調方式および符号化率ほど前記優先度が高く、かつ前記スループットが同一の前記変調方式および符号化率の中では前記差分によらず前記優先度が一定となるように算出する優先度計算部と、
前記優先度計算部で算出された前記優先度に従って、前記移動局装置への送信候補の信号に送信機会を割り当てるスケジューリング判定部と、を有する無線基地局装置。
【請求項２】
前記移動局装置から通知された前記下り回線品質を、前記送信候補の信号の再送回数が増えるほど大きくなる補正量を加算して補正し、前記優先度計算部に与える受信品質補正部を更に有する、請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記移動局装置から通知された前記下り回線品質の変動量が増加するほど大きくなるように前記基準品質を補正する基準品質補正部を更に有する、請求項１または２に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記基準品質は、送信候補の信号のサービス品質毎に設定される、請求項１から３のいずれか１項に記載の無線基地局装置。
【請求項５】
下り回線の変調方式および符号化率を下り回線品質に応じて適応的に切り替えて移動局装置と無線通信をする無線基地局装置におけるスケジューリング方法であって、
前記変調方式および符号化率毎に設定されている基準品質と前記下り回線品質との差分（下り回線品質−基準品質）に基づいて、前記移動局装置への送信候補の信号の優先度を、前記変調方式および符号化率毎にスループットが高いほど前記優先度が高く、前記差分が負のときは前記差分の絶対値が小さいほど前記優先度が高く、前記差分が正のときは、スループットが高くなる前記変調方式および符号化率ほど前記優先度が高く、かつ前記スループットが同一の前記変調方式および符号化率の中では前記差分によらず前記優先度が一定となるように算出し、
算出された前記優先度に従って、前記移動局装置への送信候補の信号に送信機会を割り当てる、スケジューリング方法。
【請求項６】
前記移動局装置から通知された前記下り回線品質を、前記送信候補の信号の再送回数が増えるほど大きくなる補正量を加算して補正して前記優先度の算出に用いる、請求項５に記載のスケジューリング方法。
【請求項７】
前記移動局装置から通知された前記下り回線品質の変動量が増加するほど大きくなるように前記基準品質を補正して前記優先度の算出に用いる、請求項５または６に記載のスケジューリング方法。
【請求項８】
前記基準品質は、送信候補の信号のサービス品質毎に設定される、請求項５から７のいずれか１項に記載のスケジューリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線基地局装置およびその下りデータの送信機会の割り当てを調整するためのスケジューリング方法に関し、特に、適応的に変調方式や符号化率を制御する移動通信システムにおける無線基地局装置およびそのスケジューリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の移動通信では、大容量のデータ通信の需要が高まっている。例えば、第３世代移動通信の標準化団体である３ＧＰＰ（ｔｈｅ  ３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）では、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれる高速下りパケット伝送方式が規定されている。
【０００３】
ＨＳＤＰＡにおいては、基地局は、複数の移動局に対して下り共有チャネルを用いてデータ伝送を行う。基地局は、移動局から上り個別チャネルでフィードバックされる品質情報に基づいて、どの移動局に対して送信するデータに送信機会を割り当てるかを制御する。この制御はスケジューリングと呼ばれている。
【０００４】
スケジューリングの代表的なアルゴリズムとして、Ｍａｘ  Ｃ／Ｉ（ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ）法やＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒｎｅｓｓ）法が知られている。
【０００５】
Ｍａｘ  Ｃ／Ｉ法は、最も受信品質の良い移動局に送信機会を割り当てる方法である。この方法によれば、再送の発生が低減されるので、スループットを最大にすることができる。
【０００６】
しかし、一般に基地局からの距離が近い移動局ほど受信品質が良いため、Ｍａｘ  Ｃ／Ｉ法では、基地局近傍の移動局に送信機会が集中して割り当てられる傾向となる。その結果、基地局によるカバレッジが狭くなるという問題があった。
【０００７】
一方ＰＦ法は、受信品質の平均値に対する受信品質の瞬時値の比が最大となる移動局に送信機会を割り当てる方法である。この方法によれば、受信品質が悪い環境にいる移動局に対しても公平に送信機会が与えられる。
【０００８】
また、Ｍａｘ  Ｃ／Ｉ法とＰＦ法を組み合わせることで、スループットと公平性の両立を図ることも検討されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、平均受信品質（Ｑａｖｇ）と所定の閾値（Ｑｗ）を比較し、Ｑａｖｇ＞Ｑｗであれば瞬時受信品質（Ｑｉｎｓｔ）を、Ｑａｖｇ≦ＱｗであればＱｉｎｓｔ×Ｑｗ／Ｑａｖｇを指標として送信機会の割り当て制御を行う方法が提案されている。
【０００９】
この特許文献１に提案されている方法は、瞬時品質に基づいて送信機会を割り当てるＭａｘ  Ｃ／Ｉ法をベースにしているが、平均受信品質Ｑａｖｇが閾値Ｑｗ以下のときに、瞬時受信品質ＱｉｎｓｔにＱｗ／Ｑａｖｇを乗算することでオフセットを与える。これにより、低品質環境にいる移動局に対する送信機会の割り当ての可能性を高めている。
【００１０】
また、高速パケット伝送を実現する他の技術として、適応変調・符号化（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ）と、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）がある。
【００１１】
ＡＭＣは、回線品質に応じてデータ伝送の変調方式および符号化率（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）を適応的に切り替える技術である。
【００１２】
一般に変調方式の多値数や符号化率が大きいほど、伝送できる情報量は多いが、誤り耐性が弱いという性質がある。したがって、回線品質が良ければ、変調方式の多値数や符号化率が大きいＭＣＳを用いた方がスループットは高まる。一方、回線品質が悪ければ、変調方式の多値数や符号化率が小さくても誤り耐性の強いＭＣＳを用いた方が再送回数を低減でき、結果的にスループットが高くなる。
【００１３】
ＡＭＣによれば、回線品質に応じて最大スループットを実現するＭＣＳを適応的に選択することにより、効率的なデータ伝送を行うことができる。
【００１４】
一方、ＨＡＲＱは、受信側が正常に信号を受信できなかったとき送信側に信号を再送するように要求する自動再送要求（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）と誤り訂正復号とを組み合わせた技術である。
【００１５】
下り伝送における受信側である移動局は、受信データの復号処理の結果がＯＫ（復号成功）であれば基地局にＡＣＫを送信する。一方、受信データの復号処理の結果がＮＧ（復号失敗）であれば基地局にＮＡＣＫを送信する。基地局は、移動局からＮＡＣＫを受信すると、送信済みのデータを再び移動局に送信する。
【００１６】
再送データを受信した移動局は、その再送データだけでなく、復号ＮＧとなった過去のデータをも復号に用いる。ＣＣ（Ｃｈａｓｅ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）という方法では、復号ＮＧのデータと再送データとを合成して復号を行うことにより合成利得を得ている。また、ＩＲ（Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）という方法では、再送回数に応じて冗長ビットパターンを変えて送信することにより、受信側では符号化利得が得られる。
【特許文献１】特開２００５−８６２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したように、特許文献１に開示されているようなスケジューリング方法では、受信品質の良くない環境にいる移動局への送信機会の割り当てを増やすことで公平性の向上を図っている。しかし、受信品質の良くない環境にいる移動局への送信機会の割り当てを増やせば再送回数が増えることになるので、その結果としてリソースの利用効率が低下し、スループットが低下する場合があった。
【００１８】
また、ＡＭＣが適用されているシステムでは、受信品質に応じてＭＣＳが変化してしまうので、瞬時受信品質が良いからといって必ずしもその移動局へデータが正常に送達する可能性が高いとは言えない。データが正常に送達されず再送が発生すれば、上述したのと同様に、リソースの利用効率が低下し、スループットが低下する。
【００１９】
本発明の目的は、下りデータの伝送にリソースを効率的に割り当てることのできる無線基地局装置およびそれに用いるスケジューリング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の無線基地局装置は、
下り回線の変調方式および符号化率を下り回線品質に応じて適応的に切り替えて移動局装置と無線通信をする無線基地局装置であって、
前記変調方式および符号化率毎に設定されている基準品質と前記下り回線品質とに基づいて、前記移動局装置への送信候補の信号の優先度を算出する優先度計算部と、
前記優先度計算部で算出された前記優先度に従って、前記移動局装置への送信候補の信号に送信機会を割り当てるスケジューリング判定部と、を有している。
【００２１】
本発明によれば、変調方式および符号化率毎に送信候補の優先度を計算することで、変調方式および符号化率の違いを考慮して、送達可能性を高い精度で優先度に反映させることができる。また、その優先度に基づいて送信機会を割り当てることで、無駄に再送を発生させず、リソースを効率的に利用することができる。
【００２２】
また、前記優先度計算部は、前記変調方式および符号化率毎に設定されている基準品質と前記下り回線品質との差分に対して、前記変調方式および符号化率毎に設定されている関係式を用いて優先度を算出することにしてもよい。
【００２３】
また、前記移動局装置から通知された前記下り回線品質を前記送信候補の信号の再送回数に応じて補正し、前記優先度計算部に与える受信品質補正部を更に有することにしてもよい。
【００２４】
これによれば、優先度の算出に用いる下り受信品質の値を再送回数に応じて補正することで、再送による利得の向上で高まる送達可能性を高い精度で優先度に反映させ、リソースの利用効率を向上させることができる。
【００２５】
また、前記移動局装置から通知された前記下り回線品質の変動量に応じて前記基準品質を補正する基準品質補正部を更に有することにしてもよい。
【００２６】
これによれば、優先度の算出に用いる基準品質の値を受信品質の変動量に応じて補正することで、受信品質の変動に伴って低下する送達可能性を高い精度で優先度に反映させ、リソースの利用効率を向上させることができる。
【００２７】
また、前記基準品質は、送信候補の信号のサービス品質毎に設定されることにしてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、無線基地局装置から移動局装置への下り回線の通信において無駄に再送を発生させず、リソースを効率的に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、本実施形態の無線基地局装置は、下りパケット管理部１、下り信号送信部２、上り信号受信部３、ＨＡＲＱ制御部４、ＡＭＣ制御部５、およびスケジューリング制御部６を有している。
【００３１】
下りパケット管理部１は、ネットワーク側から入力されたパケットを保管し、送信候補情報をスケジューリング制御部６へ送る。送信候補情報は、送信候補としてスケジューリングの対象となるパケットに関する情報であり、スケジューリングに用いられる。
【００３２】
また、下りパケット管理部１は、スケジューリング制御部６からスケジューリング結果を受けると、そのスケジューリング結果に従って送信対象のパケットを下り信号送信部２へ送る。
【００３３】
また、下りパケット管理部１は、ＨＡＲＱ制御部４から再送要否の判定結果を受けると、保管しておいたパケットの中で、判定結果において再送が不要とされたパケットを廃棄する。
【００３４】
下り信号送信部２は、スケジューリング制御部６からスケジューリング結果を受けると、そのスケジューリング結果に含まれているＭＣＳ情報に基づいて、下りパケット管理部１からのパケットに符号化および変調の処理を行って下りデータチャネルを生成する。さらに、下り信号送信部２は、下りデータチャネルの宛先となる移動局に下りデータチャネルのＭＣＳの情報を通知するための下り制御チャネルと、移動局が受信タイミングの検出や受信品質の測定に用いる下りパイロットチャネルを生成する。そして、下り信号送信部２は、下りデータチャネル、下り制御チャネル、および下りパイロットチャネルを無線信号で送信する。
【００３５】
上り信号受信部３は、移動局からの無線信号を受信し、既知のパイロット系列との相関演算により受信タイミングを検出する。さらに、上り信号受信部３は、検出した受信タイミングを基に、上り制御チャネルの復調および復号の処理を行うことにより、移動局から通知された下り受信品質、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を取得する。そして、上り信号受信部３は、取得した下り受信品質およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を、ＨＡＲＱ制御部４、ＡＭＣ制御部５、およびスケジューリング制御部６へ通知する。
【００３６】
ＨＡＲＱ制御部４は、上り信号受信部３からのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報と、スケジューリング制御部６からの送信情報とに基づき、送信したパケットを再送するか否か判定し、再送要否の判定結果を下りパケット管理部１へ通知する。
【００３７】
ＡＭＣ制御部５は、上り信号受信部３から受けた下り受信品質と、予め設定されている閾値とから、データ伝送に用いるＭＣＳを判定し、判定結果をスケジューリング制御部６へ通知する。
【００３８】
スケジューリング制御部６は、上り信号受信部３からの下り受信品質と、ＡＭＣ制御部５からのＭＣＳの判定結果と、下りパケット管理部１からの送信候補情報とを用いてスケジューリングを行い、スケジューリング結果を下りパケット管理部１、下り信号送信部２、およびＨＡＲＱ制御部４へ通知する。
【００３９】
図２は、下りパケット管理部１の詳細な構成を示すブロック図である。図中、“■（黒四角形）”は送信済みで応答待ちのパケットを示し、“□（白抜き四角形）”は送信待ちのパケットを示している。図２を参照すると、下りパケット管理部１は、選別部１１、複数のパケット保管部１２1〜１２n、および選択部１３を有している。
【００４０】
選別部１１は、ネットワーク側から入力されたパケットのヘッダ情報から、そのパケットの送信先（ＭＳ−ＩＤ）、および要求されるサービス品質（ＱｏＳ）を取得し、パケット保管部１２1〜１２nのうち、取得したＭＳ−ＩＤに該当する箇所へパケットを送る。
【００４１】
パケット保管部１２1〜１２nは、対向する移動局毎に設けられており、選別部１１から受けたパケットを格納する。
【００４２】
伝送されるパケットには、例えば音声や映像のようにある程度の誤りは許容するが遅延に対する要求が厳しい実時間型トラヒックと、ファイル転送やＷＷＷブラウジングのようにある程度の遅延は許容するが誤りに対する要求が厳しい非実時間型トラヒックのような種別が存在し、それぞれ要求されるサービス品質（ＱｏＳ）が異なる。このようにＱｏＳによって許容される遅延時間と許容されるデータ誤り率が異なる。
【００４３】
パケット保管部１２1〜１２nは、ＱｏＳ毎にバッファを備えており、ＱｏＳ毎にパケットを保管する。本実施形態においては、２種類のＱｏＳ（ＱｏＳ＝１，２とする）が存在するものとし、各パケット保管部に２つのバッファが設けられている。各バッファ内には、すでに送信済みで移動局からのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答待ちのパケット（図中の“■”）と、送信待ちのパケット（図中の“□”）が存在する。
【００４４】
送信済み（応答待ち）のパケットは、図１のＨＡＲＱ制御部４から通知される再送要否の判定結果に応じて処理される。再送判定結果が“再送要”であれば該当パケットは同一バッファの送信待ちパケットの先頭へ移動され、“再送不要”であれば該当パケットは廃棄される。各バッファの送信待ちパケットの先頭が送信候補としてスケジューリングの対象となる。これら送信候補の情報が図１のスケジューリング制御部６へ通知される。送信候補情報には、対象となるパケットの有無、到着時刻、ＭＳ−ＩＤ、ＱｏＳ、さらに再送パケットに関しては再送回数および初回送信時のＭＣＳが含まれる。
【００４５】
選択部１３は、図１のスケジューリング制御部６によるスケジューリング結果に基づいて、パケット保管部１２1〜１２nのバッファから送信対象のパケットを取得し、下り信号送信部２へ送る。
【００４６】
図３は、ＨＡＲＱ制御部４の詳細な構成を示すブロック図である。図３を参照すると、ＨＡＲＱ制御部４は、再送判定部２１、送信情報保管部２２、および許容遅延判定部２３を有している。
【００４７】
再送判定部２１は、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）だけ前に送信したパケットのＭＳ−ＩＤを送信情報保管部２２より取得し、図１の上り信号受信部３から入力されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報のうち該当する移動局からの情報に基づいてＲＴＴ前に送信したパケットを再送するか否かを判定する。そして、再送判定部２１は、再送要否の判定結果を下りパケット管理部１へ送る。
【００４８】
ここでＲＴＴとは、基地局が下り信号を送信した後、移動局からのＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答を受信するまでの遅延時間である。ＡＣＫは移動局が下り信号を誤り無く復号できたことを示し、ＮＡＣＫは誤りが有ったことを示す。したがって、ＡＣＫであれば該当する送信済みパケットをもはや保管しておく必要がない。これに対して、ＮＡＣＫであれば該当する送信済みパケットを再送すべきだが、遅延時間には許容される限度があるので、許容遅延判定部２３にて許容遅延を超過していれば、該当する送信済みパケットを再送せずに廃棄する。再送判定部２１は、「ＡＣＫ」または「ＮＡＣＫかつ許容遅延超過」であれば“再送不要”と判定し、「ＮＡＣＫかつ許容遅延以内」であれば“再送要”と判定する。
【００４９】
送信情報保管部２２は、スケジューリング制御部６からのスケジューリング結果によって送信機会を与えられたパケットのＭＳ−ＩＤ、ＱｏＳ、到着時刻、再送回数といった情報を取得し、再送判定部２１において再送判定が行われるＲＴＴ後まで保管する。そして、送信情報保管部２２は、ＲＴＴ前の送信パケットのＭＳ−ＩＤを再送判定部２１へ通知し、ＱｏＳ、到着時刻、再送回数を許容遅延判定部２３へ通知する。
【００５０】
許容遅延判定部２３は、送信情報保管部２２からの送信情報（ＱｏＳ、到着時刻、再送回数）に基づいて再送判定対象パケットの遅延時間が許容範囲内か否かを判定する。その際、許容遅延判定部２３は、対象パケットの到着時刻と現在の時刻の差分により遅延時間を算出し、ＱｏＳに対して予め定められている許容遅延と比較する。そして、許容遅延判定部２３は、許容遅延超過か許容遅延以内かを再送判定部２１へ通知する。またこのとき、再送回数がＱｏＳに対して予め定められている最大再送回数に達していれば、許容遅延判定部２３は、許容遅延以内であっても許容遅延超過とみなす。
【００５１】
図４は、ＡＭＣ制御部５の詳細な構成を示すブロック図である。図４を参照すると、ＡＭＣ制御部５は、複数のＭＣＳ判定部３１1〜３１nを有している。また、判定部３１1〜３１nの各々は比較部３２および閾値／ＭＣＳ設定部３３を有している。
【００５２】
ＭＣＳ判定部３１1〜３１nは、対向する移動局毎に設けられており、図１の上り信号受信部３からの下り受信品質のうち、対応する移動局での受信品質情報と、予め与えられている閾値とを用いてＭＣＳを判定し、ＭＣＳの判定結果をスケジューリング制御部６へ通知する。
【００５３】
比較部３２は、図１の上り信号受信部３から入力される下り受信品質と、閾値／ＭＣＳ設定部３３からの（ｍ−１）個の閾値Ｔｈ＿０，１、Ｔｈ＿１，２、・・・、Ｔｈ＿ｍ−２，ｍ−１とを比較して、受信品質と閾値の大小関係を求める。ここで、ｍは２以上の整数であり、閾値は互いにＴｈ＿０，１≦Ｔｈ＿１，２≦・・・≦Ｔｈ＿ｍ−２，ｍ−１の関係にあるものとする。
【００５４】
閾値で区切られたｍ個の領域に対してｍ個のＭＣＳ（０）〜ＭＣＳ（ｍ−１）が割り当てられている。ここで、ＭＣＳの番号が大きいほど最大スループットが大きくなるような変調方式と符号化率の組み合わせが設定されている。
【００５５】
比較部３２は、受信品質をｑとして、データ伝送に用いるＭＣＳを判定し、ｑ＜Ｔｈ＿０，１であればＭＣＳ（０）、Ｔｈ＿０，１≦ｑ＜Ｔｈ＿１，２であればＭＣＳ（１）、・・・・、Ｔｈ＿ｍ−３，ｍ−２≦ｑ＜Ｔｈ＿ｍ−２，ｍ−１であればＭＣＳ（ｍ−２）、ｑ≧Ｔｈ＿ｍ−２，ｍ−１であればＭＣＳ（ｍ−１）を用いることを決める。そして、比較部３２は、ＭＣＳ判定結果をスケジューリング制御部６へ通知する。
【００５６】
閾値／ＭＣＳ設定部３３は、上述の閾値Ｔｈ＿０，１、Ｔｈ＿１，２、・・・、Ｔｈ＿ｍ−２，ｍ−１およびＭＣＳ（０）〜ＭＣＳ（ｍ−１）を予め保管しており、それらの閾値およびＭＣＳを比較部３２へ通知する。
【００５７】
なお、閾値およびＭＣＳの内容は必ずしも全ての移動局に対して同一である必要は無い。例えば、高速伝送に対応していない移動局に対しては、多値数の低い変調方式のみをＭＣＳに割り当てるような設定も可能である。
【００５８】
図５は、スケジューリング制御部６の詳細な構成を示すブロック図である。図５を参照すると、スケジューリング制御部６は、複数のスケジューリング処理部４１1〜４１nおよびスケジューリング判定部４６を有している。
【００５９】
また、スケジューリング処理部４１1〜４１nの各々は、受信品質補正部４２、品質変動計算部４３、基準品質補正部４４、および優先度計算部４５1〜４５2を有している。
【００６０】
スケジューリング処理部４１1〜４１nは、対向する移動局毎に設けられており、下りパケット管理部１からの送信候補情報と、上り信号受信部３からの下り受信品質と、ＡＭＣ制御部５からのＭＣＳ判定結果とを用いて、各移動局への送信候補に対する優先度を計算し、スケジューリング判定部４６へ通知する。
【００６１】
受信品質補正部４２は、下りパケット管理部１からの送信候補情報により、送信候補パケットが再送か否かをＱｏＳ毎に認識し、再送か否かに対応した処理を行う。
【００６２】
再送でなければ、受信品質補正部４２は、上り信号受信部３からの下り受信品質と、ＡＭＣ制御部５からのＭＣＳ判定結果を補正せず、そのまま優先度計算部４５1または４５2へ通知する。
【００６３】
再送であれば、受信品質補正部４２は、送信候補情報に含まれている再送回数に基づいて、上り信号受信部３からの下り受信品質を補正して優先度計算部４５1または４５2へ通知する。本実施形態の移動局は、再送信号を受信したとき、再送信号だけでなく、正常な復号ができなかった前回までの受信信号をも復号に用いることで利得を向上させる。そのため、再送の場合、移動局で正常に復号される可能性は、無線回線の実際の受信品質よりも良い品質で伝送されたのと同等になる。そこで、受信品質補正部４２は、再送の場合、受信品質に対して利得の向上を考慮した補正を行う。再送回数に応じて受信品質をどの程度補正すればよいかは、移動局に適用されている復号のアルゴリズムから定めることができる。
【００６４】
また、再送の場合は、移動局で合成を行う都合上、その信号の初回送信時と同一のＭＣＳで再送する必要がある。そのため、受信品質補正部４２は、ＡＭＣ制御部５からのＭＣＳ判定結果ではなく、下りパケット管理部１からの送信候補情報に含まれている初回送信時のＭＣＳを優先度計算部４５1または４５2へ通知する。
【００６５】
品質変動計算部４３は、上り信号受信部３から通知された過去の一定期間の下り受信品質を記憶しており、一定期間における分散を計算する。そして、品質変動計算部４３は、得られた下り受信品質の分散を受信品質の変動量として基準品質補正部４４へ通知する。
【００６６】
基準品質補正部４４は、品質変動計算部４３から通知された受信品質の変動量に応じて、ＭＣＳおよびＱｏＳ毎に設定されている基準品質を補正し、優先度計算部４５1〜４５2へ通知する。基準品質は、送信候補の優先度を算出する際に用いられる下り受信品質に関する基準値であり、ＭＣＳ毎およびＱｏＳ毎に値が設定されている。
【００６７】
優先度計算部４５1〜４５2は各ＱｏＳに対応しており、受信品質補正部４２から通知された補正された受信品質（補正後受信品質）およびＭＣＳと、基準品質補正部４４から通知された補正された基準品質（補正後基準品質）のうち受信品質補正部４２から通知されたＭＣＳに対応する補正後基準品質とを用いて送信候補の優先度を算出し、スケジューリング判定部４６へ通知する。
【００６８】
優先度の算出は、補正後受信品質と補正後基準品質の差分を所定の関係式に適用することで行われる。受信品質と基準品質を補正することで送達可能性を適切に反映した優先度の算出が可能となる。関係式の具体例は後述する。
【００６９】
スケジューリング判定部４６は、スケジューリング処理部４１1〜４１nから通知された、移動局毎およびＱｏＳ毎の送信候補パケットの優先度を比較し、優先度が最大の送信候補パケットに送信機会を割り当てる。優先度が最大の送信候補が複数あれば、スケジューリング判定部４６は、許容遅延までの残時間が最も少ない送信候補に送信機会を割り当てる。優先度が最大で許容遅延までの残時間が最も少ない送信候補が複数あれば、スケジューリング判定部４６は、前回送信機会が割り当てられてからの経過時間が最も長い送信候補に送信機会を割り当てる。
【００７０】
そして、スケジューリング判定部４６は、スケジューリング判定結果と送信機会を割り当てられた送信候補パケットに関する情報とを下りパケット管理部１、下り信号送信部２、およびＨＡＲＱ制御部４へ通知する。
【００７１】
次に、本実施形態による無線基地局装置の動作について説明する。
【００７２】
図６は、図５に示したスケジューリング処理部４１における、ある１つのＭＳ−ＩＤおよびＱｏＳの送信候補パケットの優先度を計算する処理を示すフローチャートである。図６を参照すると、スケジューリング処理部４１は、まず、送信候補パケットの有無を調べる（ステップＳ１）。
【００７３】
送信候補パケットが無ければ、スケジューリング処理部４１は処理を終了する。送信候補パケットが有れば、スケジューリング処理部４１は、その送信候補パケットが再送か否かを調べる（ステップＳ２）。
【００７４】
再送で無ければ、スケジューリング処理部４１は、ＡＭＣ制御部５によるＭＣＳ判定結果を以降の処理に適用する（ステップＳ３）。再送であれば、スケジューリング処理部４１は、そのパケットの初回送信のときに用いたＭＣＳを以降の処理に適用する（ステップＳ４）。再送の場合は、さらに、スケジューリング処理部４１は、再送回数に応じて受信品質を補正する（ステップＳ５）。ここでは品質の一例としてＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を使用するものとする。
【００７５】
ステップＳ３またはステップＳ５の処理の後、スケジューリング処理部４１は、受信ＳＩＲの過去の一定期間の分散を計算する（ステップＳ６）。この分散の値が受信ＳＩＲの変動量である。続いて、スケジューリング処理部４１は、変動量に応じて送信候補パケットのＭＣＳおよびＱｏＳに対応する基準ＳＩＲを補正する（ステップＳ７）。
【００７６】
そして、補正後の受信ＳＩＲと補正後の基準ＳＩＲの差分を求め（ステップＳ８）、その差分を所定の関係式（優先度関数）に入力することにより優先度を計算する（ステップＳ９）。
【００７７】
図７は、図６におけるステップＳ８の処理を説明するための図である。ステップＳ８の処理は、補正後の受信ＳＩＲと補正後の基準ＳＩＲの差分を求め、優先度を計算するための参照値（優先度関数への入力値）とする処理である。
【００７８】
図７には、３種類のＭＣＳ（ＭＣＳ（０）〜（２））のＳＩＲに対するスループットの特性が例示されている。このようなスループット特性は、例えば、各ＭＣＳの静特性あるいは特定の伝搬路モデルにおける特性をシミュレーションすることによって予め求めておくことができる。
【００７９】
この場合、ＳＩＲ＜Ｔｈ＿０，１の領域ではＭＣＳ（０）、Ｔｈ＿０，１≦ＳＩＲ＜Ｔｈ＿１，２の領域ではＭＣＳ（１）、ＳＩＲ≧Ｔｈ＿１，２の領域ではＭＣＳ（２）が最もスループットが高くなる。そのため、ＡＭＣ制御によって、受信ＳＩＲ＜Ｔｈ＿０，１である移動局１（ＭＳ−ＩＤ＝１）にはＭＣＳ（０）が選択され、Ｔｈ＿０，１≦受信ＳＩＲ＜Ｔｈ＿１，２である移動局２（ＭＳ−ＩＤ＝２）にはＭＣＳ（１）が選択され、受信ＳＩＲ≧Ｔｈ＿１，２である移動局３（ＭＳ−ＩＤ＝３）にはＭＣＳ（２）が選択される。
【００８０】
優先度計算に用いる基準ＳＩＲはＭＣＳ毎に、さらにＱｏＳ毎に設定される。例えば、実時間型トラヒックを想定したＱｏＳ＝１はある程度の誤りを許容するので、各ＭＣＳの最大スループットの９０％を達成することのできるＳＩＲを基準ＳＩＲとして初期設定する。非実時間型トラヒックを想定したＱｏＳ＝２は誤りを許容しないので、各ＭＣＳの最大スループットの１００％を達成することのできるＳＩＲを基準ＳＩＲとして初期設定する。
【００８１】
ここで、移動局１（ＭＳ−ＩＤ＝１）宛にＱｏＳ＝１の新規の送信候補パケットが存在する場合、移動局１にはＭＣＳ（０）が選択されているため、図７に示したように、ＭＣＳ（０）かつＱｏＳ＝１の基準ＳＩＲを参照し、“（移動局１の受信ＳＩＲ）−（ＭＣＳ（０）かつＱｏＳ＝１の基準ＳＩＲ）”を計算し、その結果を優先度関数への入力とする。
【００８２】
同様に、移動局２（ＭＳ−ＩＤ＝２）宛にＱｏＳ＝２の新規の送信候補パケットが存在する場合、移動局２に対してはＭＣＳ（１）かつＱｏＳ＝２の基準ＳＩＲを参照し、“（移動局２の受信ＳＩＲ）−（ＭＣＳ（１）かつＱｏＳ＝２の基準ＳＩＲ）”を計算し、その結果を優先度関数への入力とする。
【００８３】
さらに、移動局３（ＭＳ−ＩＤ＝３）宛にＱｏＳ＝２の新規の送信候補パケットが存在する場合、移動局３に対してはＭＣＳ（２）かつＱｏＳ＝２の基準ＳＩＲを参照し、“（移動局３の受信ＳＩＲ）−（ＭＣＳ（２）かつＱｏＳ＝２の基準ＳＩＲ）”を計算し、その結果を優先度関数への入力とする。
【００８４】
図８は、図６におけるステップＳ９の処理で用いる優先度関数（関係式）を説明するための図である。ステップＳ９の処理は、優先度関数を用いて優先度を計算する処理である。
【００８５】
“入力された（受信ＳＩＲ−基準ＳＩＲ）＜０”であれば、優先度関数は“受信ＳＩＲに対するスループット／基準ＳＩＲ（初期設定値）に対するスループット”である。この優先度関数は、スループット特性を用いた関数であり、受信ＳＩＲを変数としている。
【００８６】
基準ＳＩＲがＭＣＳ毎およびＱｏＳ毎に存在するため、優先度関数もＭＣＳ毎およびＱｏＳ毎に存在することになる。“入力された（受信ＳＩＲ−基準ＳＩＲ）＜０”という条件下では、受信ＳＩＲの大小に応じて送達可能性が大小となるので、図８に示したように、送達可能性に応じた優先度が設定されている。
【００８７】
一方、“入力（受信ＳＩＲ−基準ＳＩＲ）≧０”であれば、同一ＭＣＳであれば入力によらず優先度は同一となる。具体的には、ＭＣＳ（ｋ）に対する優先度は１＋ｋ・ｔとなる（ｋは非負の整数、ｔは非負の実数）。
【００８８】
“入力（受信ＳＩＲ−基準ＳＩＲ）≧０”という基準を満たしていれば、それ以上受信ＳＩＲが大きくても送達可能性は変わらないため、同一ＭＣＳ内では同一の優先度としている。また、“入力（受信ＳＩＲ−基準ＳＩＲ）≧０”という条件下では、そのＭＣＳに対して伝搬環境が良好で送達可能性が十分に高いと考えられる、そのため、よりスループットの高いＭＣＳに対して、より高い優先度が設定されている。
【００８９】
図９は、図６におけるステップＳ５の処理について説明するための図である。ステップＳ５の処理は受信ＳＩＲを補正する処理である。図９Ａは、補正前の受信ＳＩＲと補正後の受信ＳＩＲの関係を示す図である。受信ＳＩＲの補正量がΔｒとして示されている。図９Ｂは、再送回数に対する受信ＳＩＲの補正量Δｒの関係の一例を示すグラフである。グラフを見ると、再送回数が増える程、補正量Δｒが大きくなっている。
【００９０】
再送がされた場合、再送信号を受信した移動局は、再送信号だけでなく過去の受信信号をも復号に用いる。そのため合成利得または符号化利得が得られ、再送時点でのＳＩＲよりも良好な受信特性を得ることができる。よって、優先度計算の際に、再送による利得の向上に相当する分だけ受信ＳＩＲを補正することにより、送達可能性を優先度に反映させる精度を高めることができる。その結果、リソースを効率よく利用し、高いスループットを維持することができる。
【００９１】
図１０は、図６におけるステップＳ６、Ｓ７の処理を説明するための図である。ステップＳ６、Ｓ７の処理は、基準ＳＩＲを補正する処理である。図１０Ａは、補正前の基準ＳＩＲと補正後の基準ＳＩＲの関係を示す図である。基準ＳＩＲの補正量がΔｓとして示されている。
【００９２】
図１０Ｂは、受信ＳＩＲ変動量に対する基準ＳＩＲの補正量Δｓの関係の一例を示すグラフである。グラフを見ると、受信ＳＩＲ変動量が増加する程、基準ＳＩＲが大きくなっている。
【００９３】
ここでは補正量の扱い易さや処理の容易さから基準ＳＩＲを段階的に大きくした例が示されている。受信ＳＩＲ変動量が０〜ａ１の範囲では補正量Δｓは０である。受信ＳＩＲ変動量がａ１〜ａ２の範囲では補正量Δｓはｂ１である。受信ＳＩＲ変動量がａ２より大きい範囲では補正量Δｓはｂ２である。
【００９４】
移動局の移動速度が大きい程、伝搬環境の変動が激しくなり、受信特性が劣化するため、送達可能性が下がる。
【００９５】
そこで、受信ＳＩＲの過去一定期間の分散を受信ＳＩＲの変動量とし、その受信ＳＩＲの変動量が大きい程、伝搬環境が大きく変動していると推定する。そのため、受信ＳＩＲの変動量に応じて基準ＳＩＲを補正する。具体的には、受信ＳＩＲの変動量が大きくなるに従って、基準ＳＩＲを高ＳＩＲ方向へシフトするように補正する。この補正により、伝搬環境の変動が大きいほど同一ＳＩＲにおける優先度が小さくなる傾向となり、送達可能性を優先度に反映させる精度を高めることができる。その結果、リソースを効率よく利用し、高いスループットを維持することができる。
【００９６】
図１１は、図５に示したスケジューリング判定部４６におけるスケジューリング判定処理の動作を示すフローチャートである。
【００９７】
図６に示したステップＳ１〜Ｓ９の処理を全てのＭＳ−ＩＤ、ＱｏＳの送信候補パケットに対して行った後、スケジューリング判定部４６は、それらの送信候補のうち優先度が最高となるものを検索する（ステップＳ１１）。スケジューリング判定部４６は、続いて、優先度が最高の送信候補パケットが１つだけか複数存在するかを調べる（ステップＳ１２）。
【００９８】
優先度が最高の送信候補パケットが１つだけであれば、スケジューリング判定部４６は、その送信候補パケットに送信機会を割り当てる（ステップＳ１３）。
【００９９】
最高優先度の送信候補パケットが複数存在した場合、スケジューリング判定部４６は、それらのうち許容遅延までの残時間が最も短いものを検索する（ステップＳ１４）。続いて、スケジューリング判定部４６は、許容遅延までの残時間が最も短い送信候補パケットが１つだけか複数存在するかを調べる（ステップＳ１５）。
【０１００】
許容遅延までの残時間が最も短い送信候補パケットが１つだけであれば、スケジューリング判定部４６は、その送信候補パケットに送信機会を割り当てる（ステップＳ１６）。許容遅延までの残時間が最も短い送信候補パケットが複数存在した場合、スケジューリング判定部４６は、それらのうち前回送信機会を割り当ててからの経過時間が最大のＭＳ−ＩＤ、ＱｏＳの送信候補パケットに送信機会を割り当てる（ステップＳ１７）。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＭＣＳ毎およびＱｏＳ毎に送信候補の優先度を計算することで、ＭＣＳおよびＱｏＳの違いを考慮して、送達可能性を高い精度で優先度に反映させることができる。また、その優先度に基づいて送信機会を割り当てることで、無駄に再送を発生させず、リソースを効率的に利用することができる。
【０１０２】
また、優先度の算出に用いる受信品質の値を再送回数に応じて補正することで、再送による利得の向上で高まる送達可能性を高い精度で優先度に反映させ、リソースの利用効率を向上させることができる。
【０１０３】
また、優先度の算出に用いる基準品質の値を受信品質の変動量に応じて補正することで、受信品質の変動に伴って低下する送達可能性を高い精度で優先度に反映させ、リソースの利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の一実施形態による無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】下りパケット管理部１の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】ＨＡＲＱ制御部４の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】ＡＭＣ制御部５の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】スケジューリング制御部６の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示したスケジューリング処理部４１における、ある１つのＭＳ−ＩＤおよびＱｏＳの送信候補パケットの優先度を計算する処理を示すフローチャートである。
【図７】図６におけるステップＳ８の処理を説明するための図である。
【図８】図６におけるステップＳ９の処理で用いる優先度関数を説明するための図である。
【図９Ａ】補正前の受信ＳＩＲと補正後の受信ＳＩＲの関係を示す図である。
【図９Ｂ】再送回数に対する受信ＳＩＲの補正量Δｒの関係の一例を示すグラフである。
【図１０Ａ】補正前の基準ＳＩＲと補正後の基準ＳＩＲの関係を示す図である。
【図１０Ｂ】受信ＳＩＲ変動量に対する基準ＳＩＲの補正量Δｓの関係の一例を示すグラフである。
【図１１】図５に示したスケジューリング判定部４６におけるスケジューリング判定処理の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
１    下りパケット管理部
２    下り信号送信部
３    上り信号受信部
４    ＨＡＲＱ制御部
５    ＡＭＣ制御部
６    スケジューリング制御部
１１    選別部
１２1〜１２n    パケット保管部
１３    選択部
２１    再送判定部
２２    送信情報保管部
２３    許容遅延判定部
３１1〜３１n    ＭＣＳ判定部
３２    比較部
３３    閾値／ＭＣＳ設定部
４１1〜４１n    スケジューリング処理部
４２    受信品質補正部
４３    品質変動計算部
４４    基準品質補正部
４５1〜４５2    優先度計算部
４６    スケジューリング判定部
Ｓ１〜Ｓ１７    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】
0004760547.tif 000008
【図８】
0004760547.tif 000009
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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