(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブルから該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択手段にて選択されたスケジューリングに基づき行うスケジューリング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、を具備する無線基地局。
【請求項２】
前記スケジューリング処理手段が定量保証型パケットと相対保証型パケットとを交互に送信するスケジューリングを行う場合に、前記無線リソース割り当て手段は、定量保証型パケットと相対保証型パケットとの無線リソースを割り当てた後に一定量の空きリソースを確保するように努め、前記一定量の空きリソースが確保できない場合は新規パケットへの無線リソース割り当てを行わない請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記スケジューリング処理手段が一定量の空きリソースを挟んで定量保証型パケットと相対保証型パケットとをまとめて送信するスケジューリングを行う場合に、前記無線リソース割り当て手段は、定量保証型パケットと相対保証型パケットとで無線リソースを予め分類して割り当てる請求項１に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記スケジューリング処理手段及び前記無線リソース割り当て手段は、まず、定量保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行い、空きリソースが存在するときに相対保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行う請求項１に記載の無線基地局。
【請求項５】
前記スケジューリング処理手段は、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットについて優先付けを行い、前記スケジューリング処理手段及び前記無線リソース割り当て手段は、まず、定量保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行い、空きリソースが存在するときに相対保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行い、その後空きリソースが存在するときは再度定量保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行う請求項１に記載の無線基地局。
【請求項６】
定量保証型パケット用と相対保証型パケット用とに通常使用している通常使用バッファに対して予備バッファを具備し、前記スケジューリング処理手段は、新規の定量保証型パケットが到着したときは、前記通常使用バッファから相対保証型パケットを前記予備バッファに移し替えてできた空きバッファに前記新規の定量保証型パケットを格納し、前記無線リソース割り当て手段は、前記通常使用バッファに格納された新規の定量保証型パケットに無線リソース割り当てを行う請求項１に記載の無線基地局。
【請求項７】
前記スケジューリング処理手段及び前記無線リソース割り当て手段は、無線リソースまたはバッファを、前記バッファに対して予備バッファを備える場合はその予備バッファを、前記比率判断手段にて判断された要求ユーザ数の比率に応じて定量保証型パケットと相
対保証型パケットとを分配して使用する請求項１に記載の無線基地局。
【請求項８】
複数の移動局とパケットを送受信する無線基地局を制御する制御装置であって、前記パケットを通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとに分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブルから該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択手段にて選択されたスケジューリングに基づき行うスケジューリング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、を具備する制御装置。
【請求項９】
通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断工程と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断工程と、前記比率判断工程にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断工程にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルから、該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択工程にて選択されたスケジューリングに基づき行う送信順序制御工程と、前記送信順序制御工程にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て工程と、を具備する無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチメディアサービスを実現する無線基地局、制御装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信システムにおけるマルチメディアサービスの実現が要求されてきているので、今後は、アプリケーション毎に異なるサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ、以下「ＱｏＳ」という）を意識した制御が必要不可欠と考えられる。このＱｏＳで規定されるトラヒック特性やネットワークに対する要求条件等は、アプリケーションの種類によって異なる。そのため、移動局が利用するアプリケーション毎のＱｏＳに対する要求を満足させるために、ＱｏＳを意識したネットワークの構築、制御技術が必須と考えられる。
【０００３】
また、今後のネットワーク形態は、送信側と受信側との間に介在する全ての経路上のプロトコルがＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に統一化されると考えられる。そのため、従来では独自のネットワークを構築していた無線通信システムも、今後はＩＰをベースにしたものに変換されていく可能性が高い。ＩＰを用いたシステムでは、パケット通信を基本としている。
【０００４】
以上のことから、無線通信システムにおいても、パケット通信におけるＱｏＳに関する制御を取り入れていく必要がある。このとき、無線通信システムでは、伝搬路環境の変動や他の信号による干渉等の影響を受け、移動局における受信品質が絶えず変化する。そのため、有線の通信システムとは異なる特別の配慮が必要となる。このような背景を受けて無線通信システムにおけるＱｏＳに関する様々な制御技術が提案されている。同時に、ＱｏＳを要求しない移動局のために、移動局間の公平性を考慮して送信順序を決定するスケジューリングを行う方法等も提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、無線通信システム内に様々なサービスレベルの移動局が混在する場合に、パケットの送信を適切に制御する目的で、パケットを、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと要求値を持たない相対保証型パケットとに分類し、分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケット毎にパケットの送信順序を制御する。そして、定量保証型パケットの要求値を満足させるように無線リソースを割り当てる方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１４０６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１が開示する技術では、セル内の個々のユーザの無線状況を考慮したスケジューリングが行えるのみで、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングはできない。
【０００７】
また、特許文献１が開示する技術では、定量保証レート内パケット→相対保証レート内パケット→定量保証レート外パケットの順で無線リソース割り当てを行っているので、相対保証レート内パケットを伝送しているときに、新規のユーザから定量保証レートのパケットを受けても無線リソースがこの新規ユーザにはすぐに割り当てられない。そのため、定量保証型パケット通信を要望するユーザに適切に対応することができない。
【０００８】
さらに、特許文献１が開示する技術では、バッファに定量保証型パケットと相対保証型パケットが存在していて空きがないときに、新規ユーザから定量保証型パケットが送られてきた場合には当該新規定量保証型パケットが破棄されてしまい、結果として、新規の定量保証よりも相対保証が優先されてしまうことになる。つまり、定量保証型ユーザをできるだけ増やしたいときに、無線リソース、バッファ割り当てが最適に制御できない。
【０００９】
本発明の目的は、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングを行うことができる無線基地局、制御装置及び無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る無線基地局は、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブルから該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択手段にて選択されたスケジューリングに基づき行うスケジューリング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段とを具備する構成を採る。
【００１１】
本発明に係る制御装置は、複数の移動局とパケットを送受信する無線基地局を制御する制御装置であって、前記パケットを通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとに分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブルから該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択手段にて選択されたスケジューリングに基づき行うスケジューリング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、を具備する構成を採る。
【００１２】
本発明に係る無線通信方法は、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断工程と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断工程と、前記比率判断工程にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断工程にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブ
ルから、該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択工程にて選択されたスケジューリングに基づき行う送信順序制御工程と、前記送信順序制御工程にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て工程と、を具備する方法を採る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングを行うことができる無線基地局、制御装置及び無線通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信システムは、無線基地局１０１と、無線基地局１０１のセルにおいて無線接続される複数の移動局１０２と、無線基地局１０１が有線接続されるコアネットワーク１０３及び公衆ネットワーク１０４とを備えている。
【００１６】
無線基地局１０１は、アンテナ１１１と、送信部１１２と、受信部１１３と、受付制御部１１４と、無線リソース割り当て処理部１１５と、スケジューリング処理部１１６と、パケット分類部１１７と、バッファ１１８と、スケジューリング決定部１１９とを備える。
【００１７】
スケジューリング決定部１１９は、情報処理部１２１と、セル内環境判断部１２２と、要求比率判断部１２３と、スケジューリングパターン選択部１２４と、スケジューリングテーブル１２５とを備えている。スケジューリングテーブル１２５は、各種のスケジューリングパターンが予め設定されている。この設定は、設計段階において設定してもよいし、無線基地局１０１から無線通信により入手してもよい。
【００１８】
送信部１１２は、アンテナ１１１を介してセル内の移動局にパケットを送信する。送信部１１２は、コアネットワーク１０３から移動局宛てのパケットが無線基地局１０１に到着すると、該当する移動局にパケットが到着したことを通知する。送信部１１２は、無線リソース割り当て処理部１１５から入力される無線リソースを割り当てられたパケットを該当する移動局に送信する。
【００１９】
受信部１１３は、アンテナ１１１を介してセル内の移動局からのパケットを受信する。セル内の移動局は、無線基地局１０１から自移動局宛のパケットが到着したことの通知を受けると、通信品質に関する情報やパケットの送信順序を決定する際に無線基地局１０１が利用するスケジューリング情報等の制御情報を無線基地局１０１に送信する。受信部１１３は、移動局１０２から受信した制御情報をスケジューリング処理部１１６やパケット分類部１１７に与える。受信部１１３は、移動局１０２から新規の接続要求を受信すると、その受信した接続要求を受付制御部１１４に与える。受付制御部１１４は、応答を作成して送信部１１２に与え、移動局１０２に送信させる。
【００２０】
バッファ１１８は、移動局に送信するパケットを保持する複数の送信バッファで構成される。ここでは、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットを保持する１番からｎ番までの定量保証型用の送信バッファと、通信品質に関する要求値を持たない相対保証型パケットを保持するｎ＋１番〜Ｎ番までの相対保証型用の送信バッファとで構成されるとする。
【００２１】
パケット分類部１１７は、コアネットワーク１０３から移動局宛のパケットが無線基地局１０１に到着すると、その到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し、それをバッファ１１８の該当する送信バッファに保持させ、また、スケジューリング処理部１１６と要求比率判断部１２３とに与える。
【００２２】
スケジューリング処理部１１６は、スケジューリングパターン選択部１２４が選択したスケジューリングパターンを用いて、バッファ１１８に保持されている分類後のパケットについて、パケット分類部１１７が分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケット毎に送信順序を制御する。このとき、スケジューリング処理部１１６は、無線リソース割り当て処理部１１５から通知を受ける残無線リソース量に基づいて、無線リソースが残っている場合に次のパケットについてのスケジューリングを行う。
【００２３】
無線リソース割り当て処理部１１５は、スケジューリング処理部１１６が制御したパケットの送信順序に従って、そのパケットに無線リソースを割り当てる。また、無線リソース割り当て処理部１１５は、バッファ１１８からパケットを取り出して、無線リソースを割り当てる。無線リソース割り当て処理部１１５は、無線リソースを使い切ってしまった場合には、無線リソースが残っていないことをスケジューリング処理部１１６に通知する。そして、無線リソース割り当て処理部１１５は、無線リソースを割り当てたパケットを送信部１１２に与える。なお、無線リソース割り当て処理部１１５は、無線リソースとして、例えば、周波数帯域、送信電力、タイムスロット等を割り当てる。
【００２４】
一方、スケジューリング決定部１１９では、情報処理部１２１が、インターネットなどの公衆ネットワーク１０４から外部状況（例えば災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況など）を入手して把握し、その把握した外部状況をセル内環境判断部１２２に与える。
【００２５】
セル内環境判断部１２２は、情報処理部１２１からの情報に基づきセル内の外部環境がどのレベルにあるかを判断し、それをスケジューリングパターン選択部１２４に与える。判断内容としては、例えば、“災害状報の有無とそのレベル”“交通障害の有無とそのレベル”“通信障害の有無とそのレベル”“その他の障害の有無とそのレベル”である。
【００２６】
要求比率判断部１２３は、パケット分類部１１７が分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケットのパケット量の比率と要求パケット総量とを判断し、それをスケジューリングパターン選択部１２４に与える。
【００２７】
スケジューリングパターン選択部１２４は、要求比率判断部１２３から入力する定量保証型パケット及び相対保証型パケットの比率及び要求パケット総量と、セル内環境判断部１２２から入力するセル内の外部環境とに基づき、スケジューリングテーブル１２５に設定してある複数のスケジューリングパターン（スケジューリングパターン１〜スケジューリングパターンＮ）のうちどれを使用するかを判断し、選択したスケジューリングパターンをスケジューリング処理部１１６に与える。
【００２８】
以上は、無線基地局１０１からセル内の移動局にパケットを送信する下り回線系での各要素の動作概要である。この明細書ではこの下り回線系での動作を取り上げて説明する。しかし、受信部１１３は、移動局から受信したパケットをパケット分類部１１７に与え、また、移動局から受信したパケットをコアネットワーク１０３に送出することからも理解できるように、セル内の移動局から無線基地局１０１にパケットを送信する上り回線系においても、同様の動作が行われることは言うまでもない。
【００２９】
次に、図１〜図３を参照して、以上のように構成される無線基地局１０１の動作について説明する。図２は、図１に示す無線基地局１０１がコアネットワーク１０３から到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャートである。図３は、図１に示す無線基地局１０１がコアネットワーク１０３から到着した定量保証型パケットを優先してセル内に送信する場合の動作を説明するフローチャートである。
【００３０】
図２において、コアネットワーク１０３から無線基地局１０１に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類する（ステップＳ２０１）。次いで、分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットの到着パケット比率及びパケット要求量を算出する（ステップＳ２０２）。比率算出処理（ステップＳ２０２）と並行して、分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ１１８に挿入する（ステップＳ２０３）。
【００３１】
また、到着パケットの分類処理（ステップＳ２０１）と並行して、セル内の状況把握を行う（ステップＳ２０４）。そして、把握したセル内状況と到着パケットの種類及び比率とに基づき到着パケット（分類した定量保証型パケット、相対保証型パケット）に対する最適なスケジューリングパターンをスケジューリングテーブル１２５から選択する（ステップＳ２０５）。次いで、選択したスケジューリングパターンに基づいて到着パケットのスケジューリングを行い（ステップＳ２０６）、当該パケット（図２では相対保証型パケットを示す）への無線リソース割り当てを行う（ステップＳ２０７）。その後、残無線リソースの有無を確認し（ステップＳ２０８）、残無線リソースが有れば（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に戻って再度パケットのスケジュ-リングを行い、残無線リソースが無ければ（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、処理を終了する。
【００３２】
次に、定量保証型パケットを優先する場合について説明する。この場合には、図３に示すように、図２に示したステップＳ２０６〜ステップＳ２０８の処理に代わって、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の処理が行われる。
【００３３】
図３において、選択したスケジューリングパターン（ステップＳ２０５）に基づき、まず、定量保証型パケットのスケジューリングを行い（ステップＳ３０１）、定量保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う（ステップＳ３０２）。そして、残無線リソースの有無を確認し（ステップＳ３０３）、残無線リソースが無ければ（ステップＳ３０３：Ｎｏ）そのまま処理を終了するが、残無線リソースが有れば（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、次に相対保証型パケットのスケジューリング（ステップＳ３０４）を行い、その相対保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う（ステップＳ３０５）。そして、再度、残無線リソースの有無を確認し（ステップＳ３０６）、残無線リソースが無ければ（ステップＳ３０６：Ｎｏ）処理を終了するが、残無線リソースが有れば（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１に戻って再度定量保証型パケットのスケジューリングを行う。
【００３４】
このように、本実施の形態１によれば、どのようなスケジューリングを行うかが指定されているスケジューリングテーブルを有し、外部情報（災害状況、交通状況、気象情報、イベント情報など）と要求パケット比率とを元に使用するスケジューリング方法を時間的に動的に変化させることができるので、セル内におけるその時その時の状況に応じて最適なスケジューリングを行うことができ、また定量保証型パケットの優先制御も外部情報に応じて適切に行うことができる。
【００３５】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、図４では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００３６】
図４に示すように、本実施の形態２に係る無線通信システムは、図１（実施の形態１）に示した無線基地局１０１を、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：無線ネットワークコントローラ）４０１と無線基地局４０２とに分け、双方をコアネットワーク１０３に並列に接続し、また公衆ネットワーク１０４は、コアネットワーク１０３に接続されている。
【００３７】
ＲＮＣ４０１は、図１（実施の形態１）に示したスケジューリング決定部１１９を備えている。また、無線基地局４０２は、図１（実施の形態１）に示したアンテナ１１１と、送信部１１２と、受信部１１３と、受付制御部１１４と、無線リソース割り当て処理部１
１５と、スケジューリング処理部１１６と、パケット分類部１１７と、バッファ１１８とを備えている。
【００３８】
このように構成しても、実施の形態１にて説明した動作（図２、図３）が同様に行われるので、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３９】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、図５では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００４０】
図５に示すように、本実施の形態３に係る無線通信システムは、無線基地局５０１と、無線基地局５０１のセルにおいて無線接続される複数の移動局１０２と、無線基地局５０１が有線接続されるコアネットワーク１０３とを備えている。
【００４１】
無線基地局５０１は、図１（実施の形態１）に示した無線基地局１０１におけるスケジューリング決定部１１９に代えて、スケジューリング決定部５１０が設けられている。スケジューリング決定部５１０は、図１（実施の形態１）に示したスケジューリング決定部１１９において、情報処理部１２１、セル内環境判断部１２２及び要求比率判断部１２３に代えて、タイマー部５１１、データベース部５１２、要求比率判断部５１３及び比較検討部５１４が設けられている。
【００４２】
要求比率判断部５１３は、図１（実施の形態１）に示した要求比率判断部１２３と同様に、パケット分類部１１７が分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケットのパケット量の比率とパケット要求量とを判断する。判断結果は、タイマー部５１１とデータベース部５１２と比較検討部５１４とに出力される。
【００４３】
タイマー部５１１は、要求比率判断部５１３が判断した時点の時刻を計時し、それをデータベース部５１２と比較検討部５１４とに出力する。
【００４４】
データベース部５１２は、要求比率判断部５１３が判断した比率及びパケット要求量とを保存するとともに、タイマー部５１１にて把握した時刻を用いて、比率及びパケット要求量の週平均値や月平均値などの平均値を生成して保存する。
【００４５】
比較検討部５１４は、データベース部５１２が保存する過去の履歴と、タイマー部５１１が計時したパケット到着時点での要求比率判断部５１３が判断したパケット要求量及び到着したパケットにおける定量保証型パケットと相対保証型パケットの要求比率とを比較して変化状況を把握し、それをスケジューリングパターン選択部１２４に与える。比較検討部５１４では、パケットが増す方向への一定時間以内に、一定値以上変化があった場合には、何かイベントなり災害なりが発生したと判断するようになっている。
【００４６】
次に、図５と図６を参照して、以上のように構成される無線基地局５０１の動作について説明する。図６は、図５に示す無線基地局５０１がコアネットワークから到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャートである。
【００４７】
図６において、コアネットワーク１０３から無線基地局５０１に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットに分類する（ステップＳ２０１）。次いで、分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットの到着パケット比率及び要求量を算出し、データベース部５１２に保存する（ステップＳ６０１）。比率算出保存処理（ステップＳ
６０１）と並行して、定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ１１８に挿入する（ステップＳ２０３）。
【００４８】
また、到着パケットの分類処理（ステップＳ２０１）と並行して、現時刻の把握（ステップＳ６０２）を行う。そして、現時刻での到着パケット数、種類とデータ履歴との比較を行い、一定値以上の変化有無などを判断する（ステップＳ６０３）。その判断結果と到着パケット数、種類とデータ履歴とに基づき到着パケット（分類した定量保証型パケット、相対保証型パケット）に対する最適なスケジューリングパターンをスケジューリングテーブル１２５から選択する（ステップＳ２０５）。
【００４９】
次いで、選択したスケジューリングパターンに基づいて到着パケットのスケジューリングを行い（ステップＳ２０６）、当該パケット（図６では定量保証型パケットを示す）への無線リソース割り当てを行う（ステップＳ２０７）。その後、残無線リソースの有無を確認し（ステップＳ２０８）、残無線リソースが有れば（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６に戻り再度パケットのスケジュ-リングを行い、残無線リソースが無ければ（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、処理を終了する。
【００５０】
なお、図５に示す無線基地局５０１は、コアネットワークから到着した定量保証型パケットを優先してセル内に送信する場合の動作も、図３に示した手順（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６）と同様の手順で実施することができる。
【００５１】
このように、本実施の形態３によれば、移動局と無線基地局との同期有無とは無関係に時刻と要求定量保証型パケットと要求相対保証型パケットとの比率、要求パケット総量を把握しておき、また、週平均、月平均値などを保持しておき、それと現時刻での要求定量保証型パケットと要求相対保証型パケットとの比率、要求パケット総量とを比較し、パケットが増す方向への一定時間以内に、一定値以上変化があった場合には、何かイベントなり災害なりが発生したと判断してスケジューリング方法を変えることができる。
【００５２】
具体例としては、定量保証型パケットでもストリーミングや動画などの定量保証型パケットは受け付けないが、音声通話の定量保証型パケットは受け付けるなど状況に応じたスケジューリングを行うことができる。これによって、セル内におけるその時その時の状況に応じて最適なスケジューリングを行うことができる。
【００５３】
（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、図７では、図５（実施の形態３）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。
【００５４】
図７に示すように、本実施の形態４に係る無線通信システムは、図５（実施の形態３）に示した無線基地局５０１を、ＲＮＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：無線ネットワークコントローラ）７０１と無線基地局７０２とに分け、無線基地局７０２はＲＮＣ７０１を介してコアネットワーク１０３に接続される構成となっている。
【００５５】
ＲＮＣ７０１は、図５（実施の形態３）に示したスケジューリング決定部５１０を備えている。また、無線基地局７０２は、図４（実施の形態２）に示した無線基地局４０２と同様に、アンテナ１１１と、送信部１１２と、受信部１１３と、受付制御部１１４と、無線リソース割り当て処理部１１５と、スケジューリング処理部１１６と、パケット分類部１１７と、バッファ１１８とを備えている。
【００５６】
このように構成しても、実施の形態３にて説明した動作（図６）が同様に行われるので実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００５７】
ここで、以上説明した各実施の形態における無線基地局が備えるスケジューリング処理部１１６及び無線リソース割り当て制御部１１５の動作について、それを実施の形態と把握して以下に説明する。それらは、スケジューリングテーブル１２５におけるスケジューリングパターンの内容に対応するものである。
【００５８】
（実施の形態５）
図８〜図１２は、本発明の実施の形態５に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明する図である。図８と図９は、従来例である特許文献１に開示される無線リソース割り当て方法を説明する図である。図１０と図１１は、本発明の実施の形態５に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図である。図１２は、本発明の実施の形態５に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャートである。
【００５９】
特許文献１に開示される無線リソース割り当て方法では、コアネットワーク１０３から到着した定量保証型パケットＮ（Ｎ＝１以上の自然数）、相対保証型パケットＮが同時にパケット分類部１１７に到着した場合、図８に示すように、全リソース８０１において、定量保証型パケットと相対保証型パケットに交互に無線リソースが割り当てられ、若干の空きリソース８０２が残る。そして、定量保証型パケットと相対保証型パケットとで無線リソースを使いきってしまう場合は、例えば図９に示すように、空きリソース８０２が無くなる。
【００６０】
これに対して、本実施の形態５では、図１０に示すように、定量保証型パケットと相対保証型パケットにリソースを割り当てた後に、空きリソース１００１の他に、予め設定した量の空きリソース１００２を確保することとする。これを確保できない場合は、新規の定量保証型パケット、相対保証型パケットには無線リソースは割り当てないこととする。
【００６１】
また、本実施の形態５では、図１１に示すように、予め設定した量の空きリソース１１０１を確保し、それを挟んで両側に存在する無線リソースを、定量保証型パケット用１１０２と相対保証型パケット用１１０３とに予め分類しておく。
【００６２】
このようにすれば、定量保証型パケットを優先した上で、緊急通報などの優先度の高い定量保証型パケットにも無線リソースを確保することができる。以下、図１２を参照して説明する。
【００６３】
図１２において、コアネットワーク１０３から無線基地局に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し（ステップＳ１２０１）、その分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケットをそれぞれバッファ１１８に挿入する（ステップＳ１２０２）。そして、まず、定量保証型パケットのスケジューリングを行い（ステップＳ１２０３）、定量保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う（ステップＳ１２０４）。
【００６４】
そして、予め決めてある空きリソースの確保が可能であるか否かを調べる（ステップＳ１２０５）。空きリソースの確保が不可能であれば（ステップＳ１２０５：Ｎｏ）、ステップＳ１２０３に戻り、再度、定量保証型パケットのスケジューリングを行う。空きリソースの確保が可能であれば（ステップＳ１２０５：Ｙｅｓ）、その空きリソースを確保し確保後の残無線リソースの有無を確認する（ステップＳ１２０６）。残無線リソースが無ければ（ステップＳ１２０６：Ｎｏ）、そのまま処理を終了するが、残無線リソースが有
れば（ステップＳ１２０６：Ｙｅｓ）、次に相対保証型パケットのスケジュ-リング（ステップＳ１２０７）と無線リソース割り当て（ステップＳ１２０８）とを行う。
【００６５】
そして、さらに残無線リソースの有無を調べる（ステップＳ１２０９）。残無線リソースが有れば（ステップＳ１２０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０３に戻り、定量保証型パケットのスケジューリングを行う。残無線リソースが無ければ（ステップＳ１２０９：Ｎｏ）処理を終了する。
【００６６】
この実施の形態５によれば、緊急通報などの優先度の高い定量保証型パケットの要求が発生したときに備えて、定量保証型の無線リソースをその時点で受け付けている要求量（必要量）＋α分だけ確保するので、定量保証型パケットの中でも優先度の高いパケットに対して確実に無線リソースを確保することができる。
【００６７】
（実施の形態６）
図１３は、本発明の実施の形態６に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャートである。本実施の形態６では、新規の定量保証型パケット要求ユーザに適切に対応する方法が示されている。
【００６８】
図１３において、コアネットワーク１０３から無線基地局に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し（ステップＳ１３０１）、その分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ１１８に挿入する（ステップＳ１３０２）。そして、定量保証型パケットのスケジューリングを行い（ステップＳ１３０３）、定量保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う（ステップＳ１３０４）。
【００６９】
その後、予め決めてある空きリソースの確保が可能であるか否かを調べる（ステップＳ１３０５）。空きリソースの確保が不可能であれば（ステップＳ１３０５：Ｎｏ）、ステップＳ１３０３に戻り、再度、定量保証型パケットのスケジューリングを行う。空きリソースの確保が可能であれば（ステップＳ１３０５：Ｙｅｓ）、空きリソースを確保して確保後の残無線リソースの有無を確認する（ステップＳ１３０６）。残無線リソースが無ければ（ステップＳ１３０６：Ｎｏ）、処理を終了するが、残無線リソースが有れば（ステップＳ１３０６：Ｙｅｓ）、相対保証型パケットのスケジューリング（ステップＳ１３０７）と無線リソース割り当て（ステップＳ１３０８）とを行う。
【００７０】
そして、さらに残無線リソースの有無を調べる（ステップＳ１３０９）。残無線リソースが有れば（ステップＳ１３０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０１に戻り、新規ユーザのパケットを受け付けてパケットの分類など一連の動作を行う。残無線リソースが無ければ（ステップＳ１３０９：Ｎｏ）、処理を終了する。なお、空きリソースの確保処理（ステップＳ１３０５）は、本質的な処理ではなく、必要に応じて採用するとよい。
【００７１】
特許文献１に開示される無線リソース割り当て方法では、定量保証レート内パケット→相対保証レート内パケット→定量保証レート外パケットの順で無線リソース割り当てを行っているので、ユーザ数を増やすことできなかった。
【００７２】
これに対して、本実施の形態６では、以上のように、無線リソースに余裕があるときには、新規の定量保証型パケット要求ユーザに割り当てることができる。したがって、音声通話に優先的に無線リソースを割り当てることができ、音声通話が可能なユーザ数を増加することができる。
【００７３】
（実施の形態７）
図１４〜図１６は、本発明の実施の形態７に係る無線基地局でのスケジューリング処理
及び無線リソース割り当て制御を説明する図である。図１４と図１５は、本発明の実施の形態７に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図である。図１６は、本発明の実施の形態７に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャートである。
【００７４】
図１４と図１５は、コアネットワーク１０３から１１個の定量保証型パケットが連続して送られてきた場合のバッファ１１８の格納状態（割り当て状態）を示している。ここで、定量保証型パケット１と定量保証型パケット２は音声通話パケットであり、定量保証型パケット３は音声通話以外の例えばストリーミングパケットであり、定量保証型パケット４〜定量保証型パケット１１は音声通話パケットであるとする。
【００７５】
この場合、単にパケットの到着順序のみを考慮して無線リソースの割り当てを行うとすると、コアネットワーク１０３から送られてきたパケットを到着順にバッファ１１８に格納することになるので、図１４に示すように、バッファ１１８には、僅かの空きバッファ１４０１を残して定量保証型パケット１〜定量保証型パケット９までが順に格納される。つまり、先着９人のユーザに無線リソースを割り当てることになり、音声通話を希望する２人のユーザには無線リソースを割り当てることができない。
【００７６】
これでは災害発生時など音声通話が必要になる外部状況に対応できない。そこで、定量保証型パケットに関しても優先順位付けを行い、音声通話を希望するユーザの人数が増やせるようにする。上記の例で言えば、定量保証型パケット１〜２、４〜１１を定量保証型パケット３よりも優先する。その結果、図１５に示すように、バッファ１１８には、僅かの空きバッファ１５０１を残して定量保証型パケット１〜２、４〜１１までを順に格納することができ、音声通話を希望する１０人のユーザ全員に無線リソースを割り当てることができる。以下、図１６を参照して説明する。
【００７７】
図１６において、コアネットワーク１０３から無線基地局に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し（ステップＳ１６０１）、その分類された定量保証型パケットについて優先順位付けを行う（ステップＳ１６０２）。その後、分類された定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ１１８に挿入する（ステップＳ１６０３）。そして、定量保証型パケットのスケジューリングを行い（ステップＳ１６０４）、定量保証型パケットへのリソース割り当てを行う（ステップＳ１６０５）。
【００７８】
次いで、残無線リソースの有無を確認する（Ｓ１６０６）。残無線リソースが無ければ（ステップＳ１６０６：Ｎｏ）そのまま処理を終了するが、残無線リソースが有れば（ステップＳ１６０６：Ｙｅｓ）、相対保証型パケットのスケジューリング（ステップＳ１６０７）と無線リソース割り当て（ステップＳ１６０８）とを行う。
【００７９】
その後、さらに残無線リソースの有無を確認する（ステップＳ１６０９）。残無線リソースが有れば（ステップＳ１６０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６０２に戻り、再度、定量保証型パケットの優先順位を行う。残無線リソースが無ければ（ステップＳ１６０９：Ｎｏ）処理を終了する。
【００８０】
この実施の形態７によれば、定量保証型パケットに関しても、音声通話か動画かストリーミングかの内容によって重み付けを行った無線リソース割り当てを行うことができるので、音声通話に優先的に無線リソースを割り当てることができる。したがって、音声通話が可能なユーザ数を増加することができ、災害発生時など音声通話が必要になる外部状況に適切に対応することができるようになる。
【００８１】
（実施の形態８）
図１７〜図１９は、本発明の実施の形態８に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明する図である。本実施の形態８では、新規の定量保証型パケットをバッファ１１８に格納して無線リソースを割り当てる方法について説明する。
【００８２】
図１７に示すように、バッファ１１８として、通常使用しているバッファ１７０１に対する予備バッファ１７０２を用意する。通常使用バッファ１７０１は、定量保証型パケット１７０３用のバッファと相対保証型パケット１７０４用のバッファとに分かれている。
【００８３】
コアネットワーク１０３から新規の定量保証型パケットが到着した場合、図１８に示すように、通常使用バッファ１７０１から相対保証型パケット１７０４を一旦予備バッファ１７０２に移し替え、通常使用バッファ１７０１内に空きバッファ１８０１を形成する。
【００８４】
そして、図１９に示すように、通常使用バッファ１７０１内に形成した空きバッファ１８０１に、コアネットワーク１０３から到着した新規の定量保証型パケット１９０１を格納する。したがって、空きバッファ１８０１は、新規の定量保証型パケット１９０１分を引いた残りの空きバッファ１９０２となる。
【００８５】
この実施の形態８によれば、通常使用バッファに対する予備バッファを用意しておき、新規の定量保証型パケットが到着したとき、通常使用しているバッファ内に存在している相対保証型パケットを予備バッファに一時的に移動させて、空いている無線リソースに新規に受け付けしたユーザの定量保証型パケットを割り当てるようにしたので、１１０番などの緊急通報時に対応できるようになる。これによって、定量保証型パケットの中でも優先度の高いパケットに対して確実にリソースを確保することができる。
【００８６】
（実施の形態９）
図２０は、本発明の実施の形態９に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図である。本実施の形態９では、図２０に示すように、要求比率判断部１２３，５１３が判断した比率に基づいて、無線リソースまたはバッファ１１８または通常使用バッファ１７０１または予備バッファ１７０２を、定量保証型パケット２００１用と相対保証型パケット２００２用とに配分するようにしている。
【００８７】
なお、この場合、バッファ１１８または通常使用バッファ１７０１または予備バッファ１７０２では、オーバーフローした場合には、それ以上のパケット受付を行わないことにしている。
【００８８】
この実施の形態９によれば、無線リソースまたはバッファまたは予備バッファの管理が容易になる。特に、定量保証型パケット及び相対保証型パケットが無線基地局に集中して無線リソースをオーバーした場合は、定量保証型パケット及び相対保証型パケットに対して平等に通信機会を割り当てることが可能となる。
【００８９】
本明細書は、２００５年２月１６日出願の特願２００５−０３９２６１に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係る無線基地局、制御装置及び無線通信システムは、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングを行い、定量保証型パケット通信を要望する新規ユーザに適切に対応できるようにし、定量保証型ユーザをできるだけ増やしたいときに、無線リソース、バッファ割り当てを最適に制御するの
に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図
【図２】図１に示す無線基地局がコアネットワークから到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャート
【図３】図１に示す無線基地局がコアネットワークから到着した定量保証型パケットを優先してセル内に送信する場合の動作を説明するフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３に係る無線通信システムの構成を示すブロック図
【図６】図５に示す無線基地局がコアネットワークから到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャート
【図７】本発明の実施の形態４に係る無線通信システムの構成を示すブロック図
【図８】従来の無線リソース割り当て方法（その１）を説明する図
【図９】従来の無線リソース割り当て方法（その２）を説明する図
【図１０】本発明の実施の形態５に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法（その１）を説明する図
【図１１】本発明の実施の形態５に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法（その２）を説明する図
【図１２】本発明の実施の形態５に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャート
【図１３】本発明の実施の形態６に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態７に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法（その１）を説明する図
【図１５】本発明の実施の形態７に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法（その２）を説明する図
【図１６】本発明の実施の形態７に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャート
【図１７】本発明の実施の形態８に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法（その１）を説明する図
【図１８】本発明の実施の形態８に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法（その２）を説明する図
【図１９】本発明の実施の形態８に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法（その３）を説明する図
【図２０】本発明の実施の形態９に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図
【図１】
0004732434.tif 000002
【図２】
0004732434.tif 000003
【図３】
0004732434.tif 000004
【図４】
0004732434.tif 000005
【図５】
0004732434.tif 000006
【図６】
0004732434.tif 000007
【図７】
0004732434.tif 000008
【図８】
0004732434.tif 000009
【図９】
0004732434.tif 000010
【図１０】
0004732434.tif 000011
【図１１】
0004732434.tif 000012
【図１２】
0004732434.tif 000013
【図１３】
0004732434.tif 000014
【図１４】
0004732434.tif 000015
【図１５】
0004732434.tif 000016
【図１６】
0004732434.tif 000017
【図１７】
0004732434.tif 000018
【図１８】
0004732434.tif 000019
【図１９】
0004732434.tif 000020
【図２０】
0004732434.tif 000021