(57)【要約】【課題】  移動局毎の品質保証を達成し、送信機会を公平に与えながら、高いスループットを得ることが可能な無線基地局を提供する。【解決手段】  移動局選択部１３１はデータフロー制御部１０から一定周期で、送信するデータのある移動局が通知されると、サービス品質を満足しない移動局を複数選択する。移動局選択部１３１で選択された移動局はＰＦスケジューラ１３２に入力され、その中から送信機会を割り当てる移動局が決定される。移動局通知部１３３はＰＦスケジューラ１３２で決定した移動局に送信機会を割り当てる。移動局通知部１３３は送信機会の割り当てが完了したら、送信機会を割り当てられた移動局をデータフロー制御部１０に通知する。【選択図】      図２                                                  
2005101783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムであって、
前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する決定手段とを前記無線基地局に有することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記決定手段は、前記メトリックが最大である移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記選択手段は、前記経過時間の長い順番に移動局を複数選択することを特徴とする請求項３記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記選択手段は、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項３記載の移動通信システム。
【請求項６】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を測定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動通信システム。
【請求項７】
前記選択手段は、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項６記載の移動通信システム。
【請求項８】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の移動通信システム。
【請求項９】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の移動通信システム。
【請求項１０】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムであって、
前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第１の決定手段と、前記選択手段で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２の決定手段とを前記無線基地局に有することを特徴とする移動通信システム。
【請求項１１】
前記第２の決定手段は、前記無線回線品質が最良の移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項１０記載の移動通信システム。
【請求項１２】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の移動通信システム。
【請求項１３】
前記選択手段は、前記経過時間の長い順番に複数の移動局を選択することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の移動通信システム。
【請求項１４】
前記選択手段は、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の移動通信システム。
【請求項１５】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を求めることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の移動通信システム。
【請求項１６】
前記選択手段は、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項１５記載の移動通信システム。
【請求項１７】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか記載の移動通信システム。
【請求項１８】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか記載の移動通信システム。
【請求項１９】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局であって、
前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する決定手段とを有することを特徴とする無線基地局。
【請求項２０】
前記決定手段は、前記メトリックが最大である移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項１９記載の無線基地局。
【請求項２１】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項１９また請求項２０記載の無線基地局。
【請求項２２】
前記選択手段は、前記経過時間の長い順番に移動局を複数選択することを特徴とする請求項２１記載の無線基地局。
【請求項２３】
前記選択手段は、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項２１記載の無線基地局。
【請求項２４】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を測定することを特徴とする請求項１９または請求項２０記載の無線基地局。
【請求項２５】
前記選択手段は、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項２４記載の無線基地局。
【請求項２６】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項１９から請求項２５のいずれか記載の無線基地局。
【請求項２７】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項１９ら請求項２５のいずれか記載の無線基地局。
【請求項２８】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局であって、
前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第１の決定手段と、前記選択手段で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２の決定手段とを有することを特徴とする無線基地局。
【請求項２９】
前記第２の決定手段は、前記無線回線品質が最良の移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項２８記載の無線基地局。
【請求項３０】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項２８または請求項２９記載の無線基地局。
【請求項３１】
前記選択手段は、前記経過時間の長い順番に複数の移動局を選択することを特徴とする請求項２８または請求項２９記載の無線基地局。
【請求項３２】
前記選択手段は、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項２８または請求項２９記載の無線基地局。
【請求項３３】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を求めることを特徴とする請求項２８または請求項２９記載の無線基地局。
【請求項３４】
前記選択手段は、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項３３記載の無線基地局。
【請求項３５】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項２８から請求項３４のいずれか記載の無線基地局。
【請求項３６】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項２８から請求項３４のいずれか記載の無線基地局。
【請求項３７】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング装置であって、
前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する決定手段とを有することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項３８】
前記決定手段は、前記メトリックが最大である移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項３７記載のスケジューリング装置。
【請求項３９】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項３７また請求項３８記載のスケジューリング装置。
【請求項４０】
前記選択手段は、前記経過時間の長い順番に移動局を複数選択することを特徴とする請求項３９記載のスケジューリング装置。
【請求項４１】
前記選択手段は、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項３９記載のスケジューリング装置。
【請求項４２】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を測定することを特徴とする請求項３７または請求項３８記載のスケジューリング装置。
【請求項４３】
前記選択手段は、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項４２記載のスケジューリング装置。
【請求項４４】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項３７から請求項４３のいずれか記載のスケジューリング装置。
【請求項４５】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項３７から請求項４３のいずれか記載のスケジューリング装置。
【請求項４６】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング装置であって、
前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第１の決定手段と、前記選択手段で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２の決定手段とを有することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項４７】
前記第２の決定手段は、前記無線回線品質が最良の移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項４６記載のスケジューリング装置。
【請求項４８】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項４６または請求項４７記載のスケジューリング装置。
【請求項４９】
前記選択手段は、前記経過時間の長い順番に複数の移動局を選択することを特徴とする請求項４６または請求項４７記載のスケジューリング装置。
【請求項５０】
前記選択手段は、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項４６または請求項４７記載のスケジューリング装置。
【請求項５１】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を求めることを特徴とする請求項４６または請求項４７記載のスケジューリング装置。
【請求項５２】
前記選択手段は、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項５１記載のスケジューリング装置。
【請求項５３】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項４６から請求項５２のいずれか記載のスケジューリング装置。
【請求項５４】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項４６から請求項５２のいずれか記載のスケジューリング装置。
【請求項５５】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法であって、前記無線基地局側に、前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する第１のステップと、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２のステップとを有することを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項５６】
前記第２のステップは、前記メトリックが最大である移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項５５記載のスケジューリング方法。
【請求項５７】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項５５また請求項５６記載のスケジューリング方法。
【請求項５８】
前記第１のステップは、前記経過時間の長い順番に移動局を複数選択することを特徴とする請求項５７記載のスケジューリング方法。
【請求項５９】
前記第１のステップは、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項５７記載のスケジューリング方法。
【請求項６０】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を測定することを特徴とする請求項５５または請求項５６記載のスケジューリング方法。
【請求項６１】
前記第１のステップは、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項６０記載のスケジューリング方法。
【請求項６２】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項５５から請求項６１のいずれか記載のスケジューリング方法。
【請求項６３】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算されることを特徴とする請求項５５から請求項６１のいずれか記載のスケジューリング方法。
【請求項６４】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法であって、前記無線基地局側に、前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する第１のステップと、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２のステップと、前記第１のステップで前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第３のステップとを有することを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項６５】
前記第３のステップは、前記無線回線品質が最良の移動局に前記送信機会を割り当てることを特徴とする請求項６４記載のスケジューリング方法。
【請求項６６】
前記パケットの送信状況として、直前に送信したパケットの送信時刻からの現在時刻までの経過時間を用いることを特徴とする請求項６４または請求項６５記載のスケジューリング方法。
【請求項６７】
前記第１のステップは、前記経過時間の長い順番に複数の移動局を選択することを特徴とする請求項６４または請求項６５記載のスケジューリング方法。
【請求項６８】
前記第１のステップは、前記経過時間が所定の時間よりも長い移動局を複数選択することを特徴とする請求項６４または請求項６５記載のスケジューリング方法。
【請求項６９】
前記パケットの送信状況として、測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比を求めることを特徴とする請求項６４または請求項６５記載のスケジューリング方法。
【請求項７０】
前記第１のステップは、前記測定した伝送レートと移動局毎に決められている目標伝送レートとの比が所定の値以下である移動局を選択することを特徴とする請求項６９記載の移動通信システム。
【請求項７１】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質から求められる平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項６４から請求項７０のいずれか記載のスケジューリング方法。
【請求項７２】
前記メトリックは、瞬時無線回線品質と複数回過去の瞬時無線回線品質を平均して求めた平均無線回線品質との差分に対する前記平均無線回線品質との比で計算することを特徴とする請求項６４から請求項７０のいずれか記載のスケジューリング方法。
【請求項７３】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法のプログラムであって、前記無線基地局のコンピュータに、前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する処理と、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する処理とを実行させるためのプログラム。
【請求項７４】
上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法のプログラムであって、前記無線基地局のコンピュータに、前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する第１の処理と、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２の処理と、前記第１の処理で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第３の処理とを実行するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動通信システム、無線基地局、スケジューリング装置及びそれに用いるスケジューリング方法並びにそのプログラムに関し、特にパケット通信を行う移動通信システムにおける無線基地局のパケットスケジューリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信システムにおいては、インタネット閲覧や画像（静止画像や動画像）を含む電子メール等のデータ通信の増加に伴い、データ通信の需要が高まっている。第三世代移動通信方式であるＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）でも、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｇｒａｍ）において、高速下りパケット通信を実現するＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）の標準化が行われている。
【０００３】
ＨＳＤＰＡでは下り共用チャネルにおいて高速パケット通信を実現しているが、無線基地局は複数の移動局に対して下りの無線回線品質に応じて送信機会を割り当てることで、ユーザ多重効果によるスループットの改善を図っている。送信機会の割り当て方法はスケジューリングと呼ばれ、代表的なものとして次のようなものが知られている。
【０００４】
Ｍａｘ．Ｃ／Ｉ［Ｍａｘｉｍｕｍ  ＣＩＲ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）］方式（例えば、非特許文献１参照）は、パケット送信待ちの移動局に対して無線回線品質の最も良好な移動局にスロットを割り当てる方式であり、スループット特性を非常に大きくすることが可能である。しかしながら、セルの境界等の無線回線品質のあまり良くない移動局には送信機会を割り当てる頻度が低くなるという問題がある。
【０００５】
ＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒｎｅｓｓ）方式（例えば、非特許文献２参照）は、パケット送信待ちの移動局に対して送信機会を公平にすることを目的としたスケジューリング方式である。このＰＦ方式では、例えば、移動局の「瞬時無線回線品質／平均無線回線品質」をメトリックとして求め、メトリックの大きい移動局に対して送信機会を割り当てている。
【０００６】
したがって、このＰＦ方式では、平均無線回線品質に対する相対的な品質を指標とするため、平均無線回線品質が低い移動局にも送信機会を割り当てることが可能となる。
【０００７】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＲ２５．８４８  Ｖ．４．０．０（２００１−０３），“Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ａｓｐｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ”
【非特許文献２】Ａ．Ｊａｌａｌｉ  ｅｔ．ａｌ，“Ｄａｔａ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  ｏｆ  ＣＤＭＡ−ＨＤＲ  ａ  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ−Ｈｉｇｈ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ”，ＩＥＥＥ  ５１ｓｔ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（２０００）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のスケジューリング方式では、スループットの向上を図るために、送信機会を割り当てる時に移動局の無線回線品質を考慮しているが、サービス毎の品質保証は考慮されていない。
【０００９】
将来の通信サービスを考慮すると、サービス毎の品質保証が必要な場合には、サービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を満足することができなくなる恐れがある。例えば、ＰＦ方式においては、品質保証するために、設定されている伝送レートと測定した伝送レートとの比をメトリックとすれば、サービス品質を満足させることが可能である。
【００１０】
しかしながら、この場合には、送信機会を割り当てる条件に無線回線品質が考慮されていないので、無線回線品質が悪い場合でも送信機会を割り当てることになり、スループットが低くなる。したがって、従来のスケジューリング方式では、サービス品質の保証とスループットの向上とを同時に満足することが困難である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、移動局毎の品質保証を達成し、送信機会を公平に与えながら、高いスループットを得ることができる移動通信システム、無線基地局、スケジューリング装置及びそれに用いるスケジューリング方法並びにそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による移動通信システムは、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムであって、
前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する決定手段とを前記無線基地局に備えている。
【００１３】
本発明による他の移動通信システムは、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムであって、
前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第１の決定手段と、前記選択手段で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２の決定手段とを前記無線基地局に備えている。
【００１４】
本発明による無線基地局は、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局であって、
前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する決定手段とを備えている。
【００１５】
本発明による他の無線基地局は、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局であって、
前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第１の決定手段と、前記選択手段で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２の決定手段とを備えている。
【００１６】
本発明によるスケジューリング装置は、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング装置であって、
前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する決定手段とを備えている。
【００１７】
本発明による他のスケジューリング装置は、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング装置であって、
前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第１の決定手段と、前記選択手段で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２の決定手段とを備えている。
【００１８】
本発明によるスケジューリング方法は、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法であって、前記無線基地局側に、前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する第１のステップと、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２のステップとを備えている。
【００１９】
本発明による他のスケジューリング方法は、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法であって、前記無線基地局側に、前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する第１のステップと、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第２のステップと、前記第１のステップで前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する第３のステップとを
【００２０】
本発明によるスケジューリング方法のプログラムは、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法のプログラムであって、前記無線基地局のコンピュータに、前記パケットの送信状況に基づいて複数の移動局を選択する処理と、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する処理とを実行させている。
【００２１】
本発明による他のスケジューリング方法のプログラムは、上り個別チャネルを用いて無線回線品質情報を通知する複数の移動局と、前記複数の移動局との通信を行いかつ下り共用チャネルを用いて前記複数の移動局へパケットを送信する無線基地局とを含む移動通信システムにおいて前記パケットのスケジューリングを行うスケジューリング方法のプログラムであって、前記無線基地局のコンピュータに、前記パケットの送信状況が予め設定された所定の条件を満足する複数の移動局を選択する処理と、その選択された複数の移動局の中から前記無線回線品質情報に基づいたメトリックに応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する処理と、前記選択手段で前記移動局が選択されない場合に前記無線回線品質に応じて送信機会を割り当てる移動局を決定する処理とを実行させている。
【００２２】
すなわち、本発明のスケジューリング方法は、上り個別チャネルを使って無線回線品質情報を通知する複数の移動局との通信を行い、下り共用チャネルを使って複数の移動局へパケットを送信する無線基地局におけるパケットスケジューリング方法において、サービス品質に基づいて移動局を複数選択し、選択した移動局の中からＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒｎｅｓｓ）方式によって送信機会を割り当てる移動局を決定している。
【００２３】
また、本発明のスケジューリング方法では、上り個別チャネルを使って無線回線品質情報を通知する複数の移動局との通信を行い、下り共用チャネルを使って複数の移動局へパケットを送信する無線基地局におけるパケットスケジューリング方法において、サービス品質に基づいて移動局を複数選択し、選択した移動局の中からＰＦ方式によって送信機会を割り当てる移動局を決定し、サービス品質に基づいて移動局が選択できない場合に、Ｍａｘ．Ｃ／Ｉ［Ｍａｘｉｍｕｍ  ＣＩＲ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）］方式によって送信機会を割り当てる移動局を決定している。
【００２４】
本発明のスケジューリング方法では、サービス品質に基づいて複数の移動局を選択するので、サービス品質の低い移動局ほど優先的に送信機会が割り当てられる確率が高くなる。
【００２５】
また、本発明のスケジューリング方法では、選択された複数の移動局に対して無線回線品質から計算されるメトリックから送信機会を割り当てる移動局を決定するので、瞬時無線回線品質が良好な移動局のみに送信機会を割り当てることを回避することが可能となる。
【００２６】
つまり、本発明のスケジューリング方法では、サービス品質が低く、無線回線品質の良好な移動局ほど送信機会が割り当てられる確率が高くなるので、サービス品質の向上とスループットの向上とが期待される。
【００２７】
さらに、本発明のスケジューリング方法では、ＰＦ方式によって移動局を選択しているので、送信機会の割り当ての公平性をも維持することが可能となる。その際、本発明のスケジューリング方法では、通信を行っているすべての移動局のサービス品質が所定の品質を満足している場合に、瞬時無線回線品質が最もよい移動局に送信機会を割り当てるので、ＰＦ方式のみを適用する場合に比べてスループットの改善が期待される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、移動局毎の品質保証を達成し、送信機会を公平に与えながら、高いスループットを得ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による移動通信システムは無線回線制御局１と、無線基地局２−１，２−２と、移動局３−１〜３−４とから構成されている。
【００３０】
無線回線制御局１は複数の無線基地局２−１，２−２に接続されており、無線基地局２−１，２−２各々は複数の移動局３−１〜３−４と無線リンクによって接続されている。
【００３１】
図２は図１の無線基地局２−１，２−２の構成を示すブロック図である。図２においては無線基地局２−１，２−２（以下、無線基地局２−１，２−２をまとめて無線基地局２と表記する）に対して、図１に示すように、それぞれ２つの移動局３−１〜３−４が接続されている場合の構成例を示している。
【００３２】
無線基地局２はデータフロー制御部１０と、上り信号解析部１１−１，１１−２と、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ）制御部１２と、スケジューラ１３と、データ送信部１４と、記録媒体１５とから構成されている。
【００３３】
上り信号解析部１１−１，１１−２は移動局３−１〜３−４毎に用意されており、受信状態通知部１１ａ−１，１１ａ−２（受信状態通知部１１ａ−２は図示せず）と、回線品質通知部１１ｂ−１，１１ｂ−２（回線品質通知部１１ｂ−２は図示せず）とから構成されている。
【００３４】
スケジューラ１３は移動局選択部１３１と、ＰＦ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｆａｉｒｎｅｓｓ）スケジューラ１３２と、移動局通知部１３３とから構成されている。
【００３５】
データフロー制御部１０は無線回線制御局１と、ＨＡＲＱ制御部１２と、スケジューラ１３と、データ送信部１４とにそれぞれ接続されている。上り信号解析部１１−１，１１−２において、受信状態通知部１１ａ−１，１１ａ−２はＨＡＲＱ制御部１２に接続されており、回線品質通知部１１ｂ−１，１１ｂ−２はスケジューラ１３内のＰＦスケジューラ１３２に接続されている。
【００３６】
記録媒体１５はスケジューラ１３に接続されているが、スケジューラ１３で実行するプログラム（コンピュータで実行可能なプログラム）のみならず、データフロー制御部１０、上り信号解析部１１−１，１１−２、ＨＡＲＱ制御部１２、データ送信部１４各々で実行されるプログラムをも格納している。
【００３７】
上り信号を受信した無線基地局２は移動局３−１〜３−４毎に用意してある上り信号解析部１１−１，１１−２によって上り信号を解析する。上り信号には受信状態と回線品質とが含まれるので、受信状態通知部１１ａ−１，１１ａ−２と回線品質通知部１１ｂ−１，１１ｂ−２とからＨＡＲＱ制御部１２及びスケジューラ１３にそれぞれ解析結果が通知される。
【００３８】
ＨＡＲＱ制御部１２は受信状態通知部１１ａ−１，１１ａ−２の解析結果に基づいて再送が必要であるかどうかを判断し、その判断結果をデータフロー制御部１０に通知する。
【００３９】
データフロー制御部１０は無線回線制御局１からデータを受信すると、そのデータを未送信バッファ（図示せず）に保管し、移動局通知部１３３からの指示によってデータをデータ送信部１４に送付する。
【００４０】
データフロー制御部１０は未送信バッファのデータを送信する場合、未送信バッファから送信済バッファ（図示せず）にデータを移す。データフロー制御部１０は送信済バッファのデータを送信する場合（再送の場合）、送信済バッファからデータを送付した後、データをそのまま保管する。
【００４１】
データ送信部１４はデータフロー制御部１０からのデータに対して誤り訂正符号化を行い、そのデータの変調を行って対応する移動局３−１〜３−４に送信する。
【００４２】
また、データフロー制御部１０はＨＡＲＱ制御部１２から再送が不要であるとの通知を受けた場合、送信済バッファに保管しているデータを廃棄する。データフロー制御部１０はＨＡＲＱ制御部１２から再送が必要であるとの通知を受取ると、データをそのまま送信済バッファに保管する。
【００４３】
図３は図２のスケジューラ１３の動作を示すフローチャートである。これら図２及び図３を参照してスケジューラ１３の動作について説明する。尚、図３に示す処理はスケジューラ１３が記録媒体１５のプログラムを実行することで実現される。
【００４４】
移動局選択部１３１はデータフロー制御部１０から一定周期（パケット送信周期）で、送信するデータのある移動局が通知されると（図３ステップＳ１）、サービス品質を満足しない移動局を複数選択する（図３ステップＳ２）。移動局選択部１３１で選択された移動局はＰＦスケジューラ１３２に入力され、その中から送信機会を割り当てる移動局が決定される（図３ステップＳ３）。
【００４５】
ここで、サービス品質とは目標品質の達成の具合を表す。例えば、現在までに送信したパケットから求められる測定伝送レートＲｍｅａｓｕｒｅとサービス毎に予め設定されている目標伝送レートＲｔａｒｇｅｔとの比Ａ（Ａ＝Ｒｍｅａｓｕｒｅ／Ｒｔａｒｇｅｔ）を求める。サービス品質を満足するか、満足しないかを判定する場合には、条件としてＡ＜１．０と設定すれば、現時点で達成しているかどうかを判断することができる。
【００４６】
また、他の例としては、移動局３−１〜３−４毎に同一のパケットコールのパケットのうち、直前に送信した時刻から現時刻までの経過時間Ｔを計算し、経過時間Ｔの長い順に順位付けを行い、上位から複数選択する方法がある。あるいは、別の例としては、経過時間Ｔを閾値Ｔ１と比較し、閾値Ｔ１を超過している移動局を複数選択する方法もある。
【００４７】
移動局通知部１３３はＰＦスケジューラ１３２で決定した移動局に送信機会を割り当てる。ＰＦスケジューラ１３２は無線回線品質から計算されるメトリックとして、瞬時無線回線品質と過去複数の瞬時無線回線品質とから求められる平均無線回線品質との比を用いることができる。また、メトリックとしては、瞬時無線回線品質と平均無線回線品質との差分を平均無線回線品質で正規化した値を用いても良い。いずれのメトリックも、瞬時無線回線品質の平均無線回線品質に対する相対的な回線品質を計算することになるので、送信機会の割り当てを公平に行うことができる。
【００４８】
移動局通知部１３３は移動局が決定された後、移動局選択部１３１で選択されかつ送信機会が割り当てられていない移動局に対して、無線リソースに余裕があり（図３ステップＳ４）、送信データを持つ移動局が存在すれば（図３ステップＳ５）、無線リソースがなくなるか、移動局が０になるまで送信機会の割り当てを繰り返す。移動局通知部１３３は上記の送信機会の割り当てが完了したら、送信機会が割り当てられた移動局をデータフロー制御部１０に通知する（図３ステップＳ６）。
【００４９】
このように、本実施例では、サービス品質に基づいて選んだ複数の移動局の中から送信機会を割り当てる移動局を決定するので、サービス品質を満足していない移動局の中でも無線回線品質の良好な移動局に送信機会を割り当てることができる。
【００５０】
また、送信機会の割り当ては瞬時無線回線ではなく、無線回線品質から計算されるメトリックに基づくＰＦ方式を用いているので、公平な割り当てを実現することができる。よって、本実施例では、移動局３−１〜３−４毎の品質保証を達成し、送信機会を公平に与えながら、高いスループットを得ることができる。
【００５１】
図４は本発明の他の実施例による無線基地局の構成を示すブロック図である。図４において、本発明の他の実施例による無線基地局はスケジューラ１３にＭａｘ．  Ｃ／Ｉ［Ｍａｘｉｍｕｍ  ＣＩＲ（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）］スケジューラ１３を追加した以外は図２に示す本発明の一実施例による無線基地局２と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、図示していないが、本発明の他の実施例による移動通信システムの構成は図１に示す本発明の一実施例による移動通信システムと同様の構成となっている。
【００５２】
データフロー制御部１０は無線回線制御局１と、ＨＡＲＱ制御部１２と、スケジューラ１３と、データ送信部１４とにそれぞれ接続されている。上り信号解析部１１−，１１−２において、受信状態通知部１１ａ−１，１１ａ−２はＨＡＲＱ制御部１２に接続されており、回線品質通知部１１ｂ−１，１１ｂ−２はスケジューラ１３内のＰＦスケジューラ１３２及びＭａｘ．Ｃ／Ｉスケジューラ１３４に接続されている。
【００５３】
上り信号を受信した無線基地局２は移動局３−１〜３−４毎に用意してある上り信号解析部１１−１，１１−２によって上り信号を解析する。上り信号には受信状態と回線品質とが含まれるので、受信状態通知部１１ａ−１，１１ａ−２と回線品質通知部１１ｂ−１，１１ｂ−２とからＨＡＲＱ制御部１２及びスケジューラ１３にそれぞれ解析結果が通知される。
【００５４】
ＨＡＲＱ制御部１２は受信状態通知部１１ａ−１，１１ａ−２の解析結果に基づいて再送が必要であるかどうかを判断し、その判断結果をデータフロー制御部１０に通知する。
【００５５】
データフロー制御部１０は無線回線制御局１からデータを受信して未送信バッファ（図示せず）に保管し、移動局通知部１３３からの指示によってデータをデータ送信部１４に送付する。
【００５６】
データフロー制御部１０は未送信バッファのデータを送信する場合、未送信バッファから送信済バッファ（図示せず）にデータを移す。データフロー制御部１０は送信済バッファのデータを送信する場合（再送の場合）、送信済バッファからデータ送付した後、データをそのまま保管する。データ送信部１４は誤り訂正符号化を行い変調して移動局にデータを送信する。
【００５７】
また、データフロー制御部１０はＨＡＲＱ制御部１２から再送が不要であるとの通知を受けた場合、送信済バッファに保管しているデータを廃棄する。データフロー制御部１０はＨＡＲＱ制御部１２から再送が必要であるとの通知を受取ると、データをそのまま送信済バッファに保管する。
【００５８】
図５及び図６は図４のスケジューラ１３の動作を示すフローチャートである。これら図４〜図６を参照してスケジューラ１３の動作について説明する。尚、図５及び図６に示す処理はスケジューラ１３が記録媒体１５のプログラムを実行することで実現される。
【００５９】
移動局選択部１３１はデータフロー制御部１０から一定周期（パケット送信周期）で、送信するデータのある移動局が通知されると（図５ステップＳ１１）、サービス品質を測定し（図５ステップＳ１２）、サービス品質を満足しない移動局が存在するかどうかを判断する（図５ステップＳ１３）。
【００６０】
移動局選択部１３１はサービス品質を満足しない移動局が存在すれば、それらの中から複数の移動局を選択する。ＰＦスケジューラ１３２はそれらの移動局の中から送信機会を割り当てる移動局を決定する（図５ステップＳ１４）。
【００６１】
移動局選択部１３１で選択する移動局が存在しない場合（サービス品質を満足しない移動局が存在しない場合）、Ｍａｘ．Ｃ／Ｉスケジューラ１３４は送信機会を割り当てる移動局を決定する（図６ステップＳ１９）。ここで、サービス品質については、上述した本発明の一実施例と同様であるので、その説明は省略する。また、ＰＦスケジューラ１３２あるいはＭａｘ．Ｃ／Ｉスケジューラ１３４が複数の移動局に送信機会の割り当てる場合には同じ動作を行う。
【００６２】
スケジューラ１３は移動局が決定された後、移動局選択部１３１で選択されかつ送信機会が割り当てられていない移動局に対して、無線リソースに余裕があり（図５ステップＳ１５，図６ステップＳ２０）、送信機会を割り当てるべき移動局が存在すれば（図５ステップＳ１６，図６ステップＳ２１）、無線リソースがなくなるか、移動局が０になるまで、上記の送信機会の割り当てを繰り返す。
【００６３】
また、スケジューラ１３はサービス品質を満足しない移動局が存在しない場合（図５ステップＳ１３）、あるいはＰＦスケジューラ１３２に選択されたすべての移動局に送信機会を割り当てた後に無線リソースに余裕があれば（図５ステップＳ１５〜Ｓ１７）、Ｍａｘ．Ｃ／Ｉスケジューラ１３４によって移動局に送信機会の割り当てを行う（図６ステップＳ１９）。送信機会の割り当てが完了したら、移動局通知部１３３は送信機会が割り当てられた移動局をデータフロー制御部１０に通知する（図５ステップＳ１８）。
【００６４】
このように、本実施例では、サービス品質がすべての移動局において満足している場合、Ｍａｘ．Ｃ／Ｉ方式で送信機会を割り当てているので、スループットの向上が期待される。したがって、本実施例では、移動局毎の目標品質を達成し、送信機会を公平に与えながら、高いスループットが得られるパケットのスケジューラ１３を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施例による移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のスケジューラの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施例による無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】図４のスケジューラの動作を示すフローチャートである。
【図６】図４のスケジューラの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１  無線回線制御局
２，２−１，２−２  無線基地局
３−１〜３−４  移動局
１０  データフロー制御部
１１−１，１１−２  上り信号解析部
１１ａ−１  受信状態通知部
１１ｂ−１  回線品質通知部
１２  ＨＡＲＱ制御部
１３  スケジューラ
１４  データ送信部
１３１  移動局選択部
１３２  ＰＦスケジューラ
１３３  移動局通知部
１３４  Ｍａｘ．Ｃ／Ｉスケジューラ
【図１】
2005101783.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005101783.tif 000005
【図４】
2005101783.tif 000006
【図５】
2005101783.tif 000007
【図６】
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