(57)【要約】    【課題】      スケジューリングに要する時間が短く、パケット送信用リソースが無駄にならないように各送信先に効率的に配分し、パケット通信システムにおけるスループットを向上させることができるパケット送信スケジューリング装置、その方法および無線基地局装置を提供すること。    【解決手段】  送信先選択部２０３は、ソート部２０２から入力されてくる優先度が高い順に並べ替えられた全ての送信先候補の優先度について、予め設定された幾つかの閾値と比較することによって、送信先候補群の中から設定条件に見合う送信先を適宜選択する。  【選択図】      図１
2005045561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信先候補毎の優先度を算出する優先度算出手段と、
算出された複数の前記優先度に基づいて、前記優先度が閾値未満である前記送信先候補を除き、前記送信先候補群の中から送信先を選択する選択手段と、
選択された前記送信先毎にパケット送信用リソースを割り当てる割当手段と、を具備することを特徴とするパケット送信スケジューリング装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記送信先候補群における前記優先度の最大値に対する前記送信先候補毎の前記優先度の比に基づいて設定された前記閾値を用いて、前記送信先候補群の中から前記送信先を選択することを特徴とする請求項１記載のパケット送信スケジューリング装置。
【請求項３】
前記選択手段は、前記送信先候補群の中から前記送信先を前記優先度の高い順に上限数以下で選択することを特徴とする請求項１記載のパケット送信スケジューリング装置。
【請求項４】
前記割当手段は、選択された前記送信先毎の前記優先度に基づいて、前記パケット送信用リソースを比例配分する請求項１記載のパケット送信スケジューリング装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記送信先候補群における前記優先度の最大値が基準値を超える場合には、前記送信先候補群の中から前記優先度が最大の前記送信先のみを選択することを特徴とする請求項１記載のパケット送信スケジューリング装置。
【請求項６】
前記選択手段は、送信待ちデータ量、データ送信待ち時間、サービスクラスによるデータの優先度情報、パケットの送達確認情報、パケット送信用リソース情報、過去のスループット情報、受信側通信装置の受信能力情報及び伝搬路情報からなる群より選ばれる少なくとも一つの情報に基づいて前記送信先候補毎の前記優先度を算出することを特徴とする請求項１記載のパケット送信スケジューリング装置。
【請求項７】
前記選択手段は、一つの送信タイミングにおいて使用可能な全体のリソース量に応じて、前記閾値を調整することを特徴とする請求項１に記載のパケット送信スケジューリング装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のパケット送信スケジューリング装置を具備することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項９】
複数の送信先候補毎の優先度を算出する優先度算出ステップと、
算出された複数の前記優先度に基づいて、前記優先度が閾値未満である前記送信先候補を除き、前記送信先候補群の中から送信先を選択する選択ステップと、
選択された前記送信先毎にパケット送信用リソースを割り当てる割当ステップと、を具備することを特徴とするパケット送信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、パケット通信システムを構成する無線基地局装置、パケットの送信制御を行うスケジューリング装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、より高速なＩＭＴ−２０００のパケット伝送方式として、下りのピーク伝送速度の高速化、高スループット化等を目的としたＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）と呼ばれる方式が検討されている。
【０００３】
この高速パケット通信システムでは、音声、動画及びデータ伝送等、様々なアプリケーションによるサービスが予想されるため、その多様なＱｏＳ(Quality of Service)要求を考慮したパケットの制御技術が必須となる。ＱｏＳ要求値としては、上位レイヤから要求されるエラーレイト、許容遅延時間、伝送レート、揺らぎ及びパケット廃棄率等がある。
【０００４】
上記の制御技術として代表的なものに、パケット送信のスケジューリングがある。スケジューリングは、どの送信先に下りチャネルのリソースをどの程度割り当てるかを決定する技術であり、単一若しくは複数の送信バッファ内における送信待ちパケットについて、送信の際の優先順序を決定する等の制御を行う。また、スケジューリングは、パケット通信システムにおけるスループットに大きな影響を与えるため、種々の工夫がなされている。
【０００５】
現在、スケジューリングとして、代表的なものに Maximum CIR方式（以下、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式と呼ぶ）、Round Robin方式（以下、ＲＲ方式と呼ぶ）及びProportional Fairness方式（以下、ＰＦ方式と呼ぶ）の３種類がある。Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式では、無線リンク品質の良い移動局（ＭＴ）ほど優先して送信機会が割り当てられる。ＲＲ方式では、全てのＭＴに対し均等に送信機会が割り当てられる。ＰＦ方式では、（瞬時無線リンク品質）／（平均無線リンク品質）等をメトリックとして使用し、メトリックの大きいＭＴほど優先して送信機会が割り当てられる。
【０００６】
スケジューリングによりパケットの送信制御を行う無線基地局装置について、非特許文献１が知られている。図６に、この無線基地局装置のスケジューリング方法の概要を示す。
【０００７】
この無線基地局装置は、送信先であるＭＴ毎にパケットを一時的に保持するキューを有する。ＭＴがＱｏＳ保証サービスとベスト・エフォート（ＢＥ）サービスを同時に利用する場合は、サービスクラス毎にキューを有する。ここでＢＥサービスは、遅延時間の保証をしないサービスを示している。また、サービスクラスとは、保証するＱｏＳの段階を示している。
【０００８】
無線基地局装置は、入力されたパケットからＭＴとサービスクラスを識別し、該当するキューにパケットを挿入する。提供ＱｏＳレベルが要求レベルに対して余裕がないＭＴのキューはＱｏＳクリティカルグループに、ＱｏＳレベルを十分に満たしている場合はＱｏＳノンクリティカルグループに属する。また、ＱｏＳを要求しないＭＴのキューはＢＥグループに分類される。
【０００９】
ＱｏＳクリティカルグループのキューに対しては、最優先で送信機会が割り当てられる。このため、ＱｏＳクリティカルグループと、それ以外のグループの選択はＰＲＲ（Priority Round Robin）方式で行う。即ち、ＱｏＳクリティカルグループのキューに送信待ちパケットがあれば、他のグループに属するキューのサービスに割り込んでも、必ず優先して送信機会が割り当てられる。
【００１０】
ＱｏＳクリティカルグループの中では、現在のＱｏＳ保証実現具合などに応じて送信機会が分配される。ＱｏＳノンクリティカルグループ又はＢＥグループの選択は、ＱｏＳ保証サービスとＢＥサービスとに対する余剰帯域分配方針に基づき、重み付けをした上でＷＲＲ(Weighted Round Robin)方式によるスケジューリングによって決定される。
【００１１】
ＱｏＳノンクリティカルグループ内のパケットキューについては、既にＱｏＳ保証はされているので、できるだけシステム容量を増加させるため、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式でスケジューリングが行われる。
【００１２】
ＢＥグループ内のパケットキューについては、ＭＴとの間の無線リンク品質に応じて重み付けを行い、ＰＦ方式によってスケジューリングが行われる。
【００１３】
図７は、このような無線基地局装置に具備されるパケット送信スケジューリング装置（以下、「スケジューラ」という）１０の構成を示すブロック図である。スケジューラ１０は、優先度算出部１１、ソート部１２、ユーザ選択部１３、変調符号化制御部１４、リソース管理部１５及びリソース割当部１６を具備する。
【００１４】
優先度算出部１１は、図示しないメモリ部に蓄積されたデータ量やその滞留時間等のメモリ情報、各送信先についての優先度情報、並びに各送信先から送信されてくるＡＣＫ(ACKnowledge)信号、ＮＡＣＫ信号及びＣＱＩ(Channel Quality Indicator)信号等に基づいて全ての送信先についての優先度をそれぞれ算出する。
【００１５】
ソート部１２は、優先度算出部１１から入力されてくる送信先毎の優先度に基づいて、優先度の高い順に送信先を並べ替える。
【００１６】
ユーザ選択部１３は、ソート部１２において並べ替えられた送信先について、その優先度の高い方から順に一つずつ選択し、選択された送信先についての情報を変調符号化制御部１４、リソース割当部１６及び図示しないデータ結合部にそれぞれ入力する。
【００１７】
リソース管理部１５は、パケット通信用のリソース量をリソース情報として受け取り、一つの送信タイミングにおいて使用可能なリソース量をリソース割当部１６に通知する。また、リソース管理部１５は、リソース割当部１６によって各送信先にリソースが割り当てられたときに、次に優先度の高い送信先についての情報を出力するようにユーザ選択部１３に入力する。また、リソース管理部１５は、リソース割当部１６によって割り当てられたリソースを勘案して、一つの送信タイミングにおいて使用可能なリソースをリソース割当部１６に通知する。
【００１８】
リソース割当部１６は、ユーザ選択部１３により選択された各送信先についてコード（符号）や電力等のリソースを割り当て、割り当てられたリソースについてリソース管理部１５及び変調符号化制御部１４に報告する。なお、リソース割当部１６には、優先度算出部１１に入力されるメモリ情報が並行して入力され、図示しないメモリ部に蓄積された各送信先のデータが各送信先に割り当てられたリソースで変調可能か逐一検査される。
【００１９】
変調符号化制御部１４は、優先度算出部１１に入力される各送信先についてのＡＣＫ信号、ＮＡＣＫ信号乃至ＣＱＩ信号が並列に入力され、リソース割当部１６により各送信先に割り当てられたリソースの範囲内で使用可能な符号化率及び変調方式等を決定し、この決定に基づく指示を図示しない変調符号化部に入力する。
【００２０】
従って、従来のスケジューラ１０では、先ずユーザ選択部１３で選択された優先度の最も高い送信先に対してリソース割当部１６でリソースが割り当てられ、この割り当てられたリソースについての情報がリソース割当部１６からリソース管理部１５及び変調符号化制御部１４に入力される。
【００２１】
続いて、リソース管理部１５では、一つの送信タイミングにおいて使用可能な全リソースから既に割り当てられたリソースが減じられ、残りのリソースについてリソース割当部１６に通知がなされる。この通知と伴にリソース管理部１５からユーザ選択部１３に対して２番目に優先度の高い送信先についての情報を出力するように指示がなされる。
【００２２】
続いて、ユーザ選択部１３では、２番目に優先度の高い送信先についての情報が優先度の最も高い送信先のときと同じように変調符号化制御部１４、リソース割当部１６及びデータ結合部にそれぞれ入力される。そして、変調符号化制御部１４では、ユーザ選択部１３及びリソース割当部１６からの入力がある毎に、各送信先について符号化率等が設定される。このように、従来のスケジューラ１０では、各送信先について逐次リソースが割り当てられ、かつ、その符号化率等が設定される。
【非特許文献１】小野真裕、他３名，「ALL-IPモバイル網アーキテクチャの提案(3)−基地局におけるＱｏＳ保証パケットスケジューラの検討−」，信学技報，社団法人  電子情報通信学会，２００２年５月，ＭｏＭｕＣ２００２−３，ｐ．１３−１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、従来のスケジューラ１０においては、パケット送信についてのサービスクラスに応じてＭａｘ Ｃ／Ｉ方式、ＲＲ方式又はＰＦ方式が使い分けられ、さらに各サービスクラスでは、各送信先に対してその優先度に応じて順次リソースが割り当られた後に符号化率等が設定される。そのため、従来のスケジューラ１０においては、パケットの送信制御におけるスケジューリングのアルゴリズムが複雑となり、特に一つの送信タイミングにおいて複数のＭＴにパケットを送信する場合、処理演算量および処理時間が増大化するという問題がある。またこのとき、送信先となるＭＴの受信品質を通知されてから無線基地局装置がパケットを送信するまでに要する時間が長くなるため、その間にＭＴが移動することによる伝搬路環境の変化も無視できなくなる。このことは、伝搬路環境を充分に考慮した通信を行うことができなくなることを意味し、パケット通信システムにおけるスループットが低下する原因ともなる。つまり、従来のスケジューラ１０では、古いＣＱＩ信号を使用するため、送信先の選択や符号化率等の設定がタイムリーに行えなくなることから、パケット送信に失敗したり、リソースを有効に使えなくなったりして、パケット通信システムにおけるスループットが低下する問題がある。
【００２４】
これらの問題を回避するために、複数の送信先候補の中から前もって送信先を選択しておき、一つの送信タイミングにおいて使用可能なリソースを予め配分する方式が考えられる。しかし、この方式では、使用可能なリソース量に関わらず送信先の数が一定であるため、比較的優先度の低い送信先にもリソースが割り当てられてしまい、優先度の高いユーザに割り当てられるリソースが減少することになる。
【００２５】
そこで、優先度の高い送信先に割り当てられるリソースが減少しないように、リソースの配分を優先度に応じて変動させる方式が考えられる。ところが、この方式では、複数の送信先の優先度に差がある場合、優先度の低い送信先にはリソースが殆ど割り当てられないため、そのような送信先では圏外(Out of Range)となってパケットを受信できなくなり（割り当てられたリソースが少なすぎて符号化率や変調方式をどのように調整しても受信できない）、この受信できない分のリソースが無駄になる問題がある。
【００２６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、処理演算量を軽減してスケジューリングに要する時間を短縮し、割り当てられたリソースが受信できないほど少ない送信先にはリソースを割り当てないようにしてリソースを効率的に配分し、パケット通信システムにおけるスループットを向上させることができるパケット送信スケジューリング装置、その方法および無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明に係るパケット送信スケジューリング装置は、複数の送信先候補毎の優先度を算出する優先度算出手段と、算出された複数の前記優先度に基づいて、前記優先度が閾値未満である前記送信先候補を除き、前記送信先候補群の中から送信先を選択する選択手段と、選択された前記送信先毎にパケット送信用リソースを割り当てる割当手段と、を具備する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、優先度に応じて比例配分されるリソースが送信先において受信できないほど少ない場合には、そのような送信先候補に割り当てられるはずのリソースを選択手段によって優先度の高い他の送信先に振り替えることができるため、パケット通信システムにおいて受信できない無駄なリソースを減らすことができ、結果としてそのスループットを改善することができる。
【００２９】
本発明に係るパケット送信スケジューリング装置は、前記発明において、前記選択手段は、前記送信先候補群における前記優先度の最大値に対する前記送信先候補毎の前記優先度の比に基づいて設定された前記閾値を用いて、前記送信先候補群の中から前記送信先を選択する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、優先度の最大値の大きさに関わりなく一定の比率で送信先を選択することができるため、選択される送信先の過大や過小を抑えて、一つの送信タイミングにおいて使用可能なリソースを各送信先に適当に配分することができる。
【００３１】
本発明に係るパケット送信スケジューリング装置は、前記発明において、前記選択手段は、前記送信先候補群の中から前記送信先を前記優先度の高い順に上限数以下で選択する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、一つの送信タイミングにおける送信先の上限数が設定されるため、限られた使用可能リソースの中でも、送信先でパケットが受信されるために最低限必要なリソースが確保されやすいことから、パケット通信システムにおいて無駄になるリソースを削減して、そのスループットを改善することができる。
【００３３】
本発明に係るパケット送信スケジューリング装置は、前記発明において、前記割当手段は、選択された前記送信先毎の前記優先度に基づいて、前記パケット送信用リソースを比例配分する構成を採る。
【００３４】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、送信先の優先度に応じて一つの送信タイミングにおいて使用可能なリソースが比例配分されるため、複数の送信先にバランスよくパケットを送信することができる。
【００３５】
本発明に係るパケット送信スケジューリング装置は、前記発明において、前記選択手段は、前記送信先候補群における前記優先度の最大値が基準値を超える場合には、前記送信先候補群の中から前記優先度が最大の前記送信先のみを選択する構成を採る。
【００３６】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、基準値と比較することによってパケット送信についての緊急度が極めて高いと考えられる送信先を特定できるため、その送信先に対して一つの送信タイミングにおいて使用可能な全てのリソースを割り当てることによってパケット通信システム全体の適応性を高めることができる。
【００３７】
本発明に係るパケット送信スケジューリング装置は、前記発明において、前記選択手段は、送信待ちデータ量、データ送信待ち時間、サービスクラスによるデータの優先度情報、パケットの送達確認情報、パケット送信用リソース情報、過去のスループット情報、受信側通信装置の受信能力情報及び伝搬路情報からなる群より選ばれる少なくとも一つの情報に基づいて前記送信先候補毎の前記優先度を算出する構成を採る。
【００３８】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、各送信先候補の優先度に送信待ちデータ量等の情報が反映されるため、各送信先に割り当てられるリソースの過不足を抑制することによってパケット通信システムにおけるサービスの品質を保つことができる。
【００３９】
本発明に係るパケット送信スケジューリング装置は、前記発明において、前記選択手段は、一つの送信タイミングにおいて使用可能な全体のリソース量に応じて、前記閾値を調整する構成を採る。
【００４０】
この構成によれば、前記発明による効果に加えて、各送信先に割り当てられるリソースが少なくなりすぎて受信できなくなる無駄なリソースを削減することができ、その結果パケット通信システムのスループットを効果的に改善することができる。
【００４１】
本発明に係る無線基地局装置は、前記パケット送信スケジューリング装置を具備する構成を採る。
【００４２】
この構成によれば、優先度に応じて比例配分されるリソースが送信先において受信できないほど少ない場合には、そのような送信先候補に割り当てられるはずのリソースを選択手段によって優先度の高い他の送信先に振り替えることができるため、パケット通信システムにおいて受信できない無駄なリソースを削減し、結果としてそのスループットを改善することができる。
【００４３】
本発明に係るパケット送信スケジューリング方法は、複数の送信先候補毎の優先度を算出する優先度算出ステップと、算出された複数の前記優先度に基づいて、前記優先度が閾値未満である前記送信先候補を除き、前記送信先候補群の中から送信先を選択する選択ステップと、選択された前記送信先毎にパケット送信用リソースを割り当てる割当ステップと、を具備するようにした。
【００４４】
この方法によれば、優先度に応じて比例配分されるリソースが送信先において受信できないほど少ない場合には、そのような送信先候補に割り当てられるはずのリソースを選択ステップにおいて優先度の高い他の送信先に振り替えることができるため、パケット通信システムにおいて受信できない無駄なリソースを削減し、結果としてそのスループットを改善することができる。
【発明の効果】
【００４５】
以上説明したように、本発明によれば、優先度に応じて比例配分されるリソースが送信先において受信できないほど少ない場合には、そのような送信先候補に割り当てられるはずのリソースを選択手段によって優先度の高い他の送信先に振り替えることができるため、パケット通信システムにおいて情報を伝達できない無駄なリソースを削減することができ、結果としてそのスループットを改善することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、パケット送信スケジューリング装置において、送信先候補群の中から送信先が選択される際に、一つの送信タイミングにおける送信先が全て選択された後に各送信先に対してリソースが割り当てられるため、リソースの割り当てについての信号処理の負荷を軽減することができ、各送信先に所定の比率でリソースを割り当てるために要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の骨子は、複数の送信先候補それぞれについてパケット送信に関する優先度を算出し、算出された優先度に応じて一つの送信タイミングにおいて使用可能なパケット送信用リソース（以下、単に「リソース」と称する場合がある）を複数の送信先候補の中から選択された送信先に一括して比例配分するときに、各送信先候補の優先度に応じてリソースを比例配分したならばパケットが受信できなくなるほど優先度の低い送信先に対してはリソースが割り当てられないように閾値を設定することによって、優先度が閾値未満の送信先に割り当てられるはずのリソースを優先度が閾値以上の送信先に振り替えて効率的に利用することである。
【００４８】
以下、本発明に係る一実施の形態について、適宜図を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態では、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を用いたＨＳＤＰＡ方式による無線基地局装置及びこの無線基地局装置を用いたパケット送信スケジューリング方法を例に説明するが、本発明に係るパケット送信スケジューリング装置、その方法及び無線基地局装置は、他の通信方式にも適用可能である。
【００４９】
図１は、本実施の形態に係る無線基地局装置１００の構成を示すブロック図である。
【００５０】
無線基地局装置１００は、メモリ部１０１、データ結合部１０２、変調符号化部１０３、送信部１０４、アンテナ共用器１０５、スケジューラ１０６、受信部１０７、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ・ＣＱＩ抽出部１０８及びアンテナ素子１０９を具備する。
【００５１】
メモリ部１０１は、図示しない上位局装置から入力されてくる各送信先候補宛のデータを所定期間保持する。また、メモリ部１０１は、メモリの使用状況例えば空き容量についての情報をスケジューラ１０６に入力する。
【００５２】
データ結合部１０２は、実際に送信するデータをスケジューラ１０６からの指示に従ってメモリ部１０１から取り出し、取り出されたデータに結合等の処理を施すことによってパケット化する。なお、データ結合部１０２では、各送信先に対してパケットが個別に生成される。生成された各送信先に対するパケットは、後述する送信部１０４において一時保持され、保持された複数のパケットが符号分割多重等の公知の技術により多重される。そして、一つの送信タイミングにおいて、この多重されたパケットが各送信先に対して後述するアンテナ素子１０９から同時に送信される。
【００５３】
変調符号化部１０３は、データ結合部１０２から入力されてくる各送信先宛のパケットに対して、スケジューラ１０６から指示される条件で符号化及び変調等の各処理を施す。
【００５４】
送信部１０４は、変調符号化部１０３から入力されてくる各送信先宛のパケットに対して、拡散、周波数変換及び増幅等の公知の送信用信号処理を施す。
【００５５】
アンテナ共用器１０５は、送信部１０４から入力されてくるパケットをアンテナ素子１０９に出力し、一方アンテナ素子１０９から入力されてくる受信信号を受信部１０７に入力する。
【００５６】
スケジューラ１０６は、上位局装置から入力されてくる各送信先宛のデータについての優先度情報と、メモリ部１０１から入力されてくるメモリ情報と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ・ＣＱＩ抽出部１０８から入力されてくる各送信先候補のＡＣＫ信号、ＮＡＣＫ信号乃至ＣＱＩ信号と、に基づいて、各送信先についてパケットサイズ(Transport Block Size)、その符号化率及びその変調方式などを決定し、その決定をデータ結合部１０２及び変調符号化部１０３にそれぞれ通知することによって所定の条件で処理が行なわれるように指示する。
【００５７】
受信部１０７は、アンテナ共用器１０５から入力されてくる受信信号に増幅、周波数変換、逆拡散及び復調等の公知の受信用信号処理を施す。
【００５８】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ・ＣＱＩ抽出部１０８は、受信部１０７から入力されてくる受信信号の中から無線基地局装置１００が送信したパケットに対するＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号と、送信先候補における受信品質を示すＣＱＩ信号と、を抽出し、抽出されたこれらの信号をスケジューラ１０６に入力する。
【００５９】
アンテナ素子１０９は、アンテナ共用器１０５から入力されてくるパケットを無線送信し、また各送信先候補から送信されてくる無線信号を受信して、この受信信号をアンテナ共用器１０５に入力する。
【００６０】
図２は、スケジューラ１０６の構成を示すブロック図である。スケジューラ１０６は、優先度算出部２０１、ソート部２０２、送信先選択部２０３、変調符号化制御部２０４、リソース管理部２０５及びリソース割当部２０６を具備する。
【００６１】
優先度算出部２０１は、メモリ部１０１に保持されたデータ量やその滞留時間等のメモリ情報、各送信先候補についての優先度情報、並びに送信先候補から送信されてくるＡＣＫ信号、ＮＡＣＫ信号乃至ＣＱＩ信号等に基づいて全ての送信先候補についての優先度をそれぞれ算出する。
【００６２】
ソート部２０２は、優先度算出部２０１から入力されてくる送信先候補毎の優先度に基づいて、優先度の高い順に送信先候補を並べ替える。
【００６３】
送信先選択部２０３は、ソート部２０２から入力されてくる優先度が高い順に並べ替えられた送信先候補毎の優先度について、予め設定された幾つかの閾値と比較することによって、送信先候補群の中から設定条件に見合う送信先を適宜選択する。なお、送信先選択部２０３が送信先候補群の中から適当な送信先を選択する具体的な動作については後述する。そして、送信先選択部２０３は、選択された送信先についての情報を変調符号化制御部２０４、リソース割当部２０６及びデータ結合部１０２にそれぞれ入力する。
【００６４】
リソース管理部２０５は、図示しない上位局装置から高速パケット通信用のリソース量をリソース情報として受け取り、一つの送信タイミングにおいて使用可能なリソースをリソース割当部２０６に通知する。
【００６５】
リソース割当部２０６は、送信先選択部２０３により選択された複数の送信先に対して、その優先度に応じてリソース管理部２０５から通知されるリソース即ちコード（符号）や電力等を比例配分して、割り当てられたリソースについて変調符号化制御部２０４に報告する。なお、リソース割当部２０６には、優先度算出部２０１に入力されるメモリ情報が並行して入力され、メモリ部１０１に保持された各送信先のデータが各送信先に割り当てられたリソースによって変調可能か確認される。
【００６６】
変調符号化制御部２０４は、優先度算出部２０１に入力される各送信先についてのＡＣＫ信号、ＮＡＣＫ信号乃至ＣＱＩ信号が並列に入力され、リソース割当部２０６により各送信先に割り当てられたリソースの範囲内で使用可能な符号化率および変調方式等を決定し、この決定に基づく指示を変調符号化部１０３に入力する。
【００６７】
図３は、送信先選択部２０３の構成を示すブロック図である。送信先選択部２０３は、優先度最大値選択部３０１、多重基準値比較部３０２、多重閾値比較部３０３、最大多重数比較部３０４、多重閾値算出部３０５及びメモリ部３０６を具備する。
【００６８】
優先度最大値選択部３０１は、ソート部２０２から入力されてくる優先度の高い順に並べ替えられた送信先候補毎の優先度に基づいて、優先度が最大の送信先候補を選択し、その最大値を測定する。
【００６９】
多重基準値比較部３０２は、メモリ部３０６から入力されてくる予め設定された多重基準値（絶対値）と、優先度最大値選択部３０１から入力されてくる優先度の最大値と、を比較する。そして、多重基準値比較部３０２は、優先度の最大値が多重基準値を超える場合には、その優先度が最大の送信先候補を送信先として選択して、一つの送信タイミングにおいて使用可能な全てのリソースを優先度が最大の送信先に割り当てる。この場合には、その他の送信先候補にはリソースが割り当てられないため、後述する多重閾値比較部３０３及び最大多重数比較部３０４における比較が行われなくなり、また送信部１０４においてパケットが多重されなくなる。一方で、多重基準値比較部３０２は、優先度の最大値が多重基準値を超えない場合には、優先度最大値選択部３０１から入力されてくる送信候補毎の優先度をそのまま多重閾値比較部３０３に素通りさせる。
【００７０】
多重閾値算出部３０５は、優先度最大値選択部３０１から入力されてくる優先度の最大値に、メモリ部３０６から入力されてくる予め設定された優先度の最大値に対する比を乗算することにより、多重閾値を算出する。具体的には、例えば優先度の最大値が「１０」であり、この優先度の最大値に対する比が「１／２」である場合には、多重閾値（絶対値）は「５」となる。なお、多重閾値算出部３０５において多重閾値を算出する場合、優先度の最大値からの差（絶対値）を予め設定しておいて、この差を用いることによっても多重閾値を算出することができる。しかし、優先度の最大値からの差を用いて多重閾値を算出する場合、優先度の最大値の大きさによっては多重閾値が負となり、送信先候補の全てが選択されてしまい、多重閾値が閾値としての機能を発揮できなくなることが想定される。そこで、多重閾値の算出においては、優先度の最大値に対する比を用いることが好ましい。この優先度の最大値に対する比を用いれば、優先度の最大値の大きさに関わりなく送信先が選択されるため、選択される送信先が多すぎたり少なすぎたりすることを回避でき、その結果各送信先にリソースをより適当に割り当てることができる。
【００７１】
多重閾値比較部３０３は、多重閾値算出部３０５から入力されてくる多重閾値と、多重基準値比較部３０２を素通りしてくる送信先候補毎の優先度と、を比較して、送信先候補群の中から優先度が多重閾値以上の送信先候補を送信先として選択する。
【００７２】
最大多重数比較部３０４は、メモリ部３０６から入力されてくる予め設定された送信先の上限数と、多重閾値比較部３０３から入力されてくる選択された送信先の数と、を比較して、選択された送信先の数が予め設定された送信先の上限数を超える場合には、選択された送信先をその優先度の低い方から順に予め設定された送信先の上限数と同数になるまで削減する。そして、最大多重比較部３０４は、予め設定された送信先の上限数以下で選択された送信先についての情報をリソース割当部２０６等に入力する。
【００７３】
従って、メモリ部３０６は、予め設定された多重基準値比較部３０２に入力される多重基準値と、多重閾値算出部３０５に入力される優先度の最大値に対する比と、最大多重数比較部３０４に入力される最大多重数と、をそれぞれ保持する。なお、メモリ部３０６に保持される予め設定された各値は、伝搬路環境や送信リソース等を勘案しつつ適宜調整することができる。
【００７４】
ちなみに、多重基準値、多重閾値及び最大多重数はそれぞれ、送信先選択部２０３において、送信先候補群の中から送信先を選択する際の閾値として機能する。また、一つの送信タイミングにおいて使用可能な全体のリソース量に応じて、これらの閾値を適宜調整してもよい。例えば、一つの送信タイミングにおいて使用可能なリソース量が少ないときには、閾値も小さくすることにより、各送信先に割り当てられるリソースが少なくなりすぎることを防止できる。
【００７５】
次いで、送信先選択部２０３の動作について、図４に示すフローチャートを参照しつつ、具体的に説明する。
【００７６】
ステップＳＴ４１０では、優先度の高い順に並べ替えられた送信先候補毎の優先度がソート部２０２から優先度最大値選択部３０１に入力された後に、優先度最大値選択部３０１において、優先度が最大の送信先候補が選択され、その送信先候補の優先度が測定される。
【００７７】
ステップＳＴ４２０では、ステップＳＴ４１０で測定された優先度の最大値と、予め設定されてメモリ部３０６に保持された多重基準値（絶対値）と、が比較され、その大小関係が判定される。ここで、優先度の最大値が多重基準値を超える場合には、優先度が最大の送信先候補のみが送信先として選択され、この送信先に一つの送信タイミングにおいて使用可能な全てのリソースが割り当てられて、次のステップはステップＳＴ４７０となる。一方で、優先度の最大値が多重基準値を超えない場合には、次のステップはステップＳＴ４３０となる。
【００７８】
ステップＳＴ４３０では、多重閾値算出部３０５において、優先度最大値選択部３０１から入力されてくる優先度の最大値に、メモリ部３０６から入力されてくる優先度の最大値に対する比が乗算されることにより、多重閾値が算出される。
【００７９】
ステップＳＴ４４０では、ステップＳＴ４３０で算出された多重閾値が多重閾値算出部３０５から多重閾値比較部３０３に入力され、多重閾値比較部３０３において、優先度が多重閾値以上であり、かつ、未だ選択されていない送信先候補が存在するか判定される。ここで、ステップＳＴ４４０では、優先度が多重閾値以上であり、かつ、未だ選択されていない送信先候補が存在する場合には、次のステップがステップＳＴ４５０となり、一方で同送信先候補が存在しない場合には、次のステップはステップＳＴ４７０となる。
【００８０】
ステップＳＴ４５０では、多重閾値比較部３０３において、優先度が多重閾値以上で、かつ、未だ選択されていない送信先候補がその優先度の高い方から順に選択される。
【００８１】
ステップＳＴ４６０では、最大多重数比較部３０４において、一つの送信タイミングにおけるステップＳＴ４５０で選択された送信先候補の累積数と、メモリ部３０６から入力されてくる予め設定された送信先の上限数即ち最大多重数と、の大小関係が判定される。ここで、ステップＳＴ４６０では、一つの送信タイミングにおける選択された送信先候補の累積数が最大多重数より少ない場合には、再度ステップＳＴ４４０に戻って引き続き同様の手順により送信先候補が選択される。一方で、選択された送信先候補の数が最大多重数に達した場合には、次のステップはステップＳＴ４７０となる。
【００８２】
ステップＳＴ４７０では、ステップＳＴ４２０及びステップＳＴ４５０において選択された送信先が一つの送信タイミングにおける送信先として正式に決定される。そして、ステップＳＴ４７０では、決定された一つの送信タイミングにおける送信先についての情報が送信先選択部２０３からリソース割当部２０６、変調符号化制御部２０４及びデータ結合部１０２にそれぞれ入力される。
【００８３】
図５に、ソート部２０２から送信先選択部２０３に入力されてくる優先度の高い順に並べ替えられた送信先候補毎の優先度と、この送信先候補群の中から送信先を選択するために使用される各種閾値と、を組み合わせた複数の例を示す。なお、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）では、送信先候補Ａ〜Ｊが優先度の高い順に並べられている。
【００８４】
図５（ａ）の例では、送信先候補Ａの優先度が最大であり、その優先度は多重基準値を超えていない。そのため、図５（ａ）の例では、送信先候補Ａに限らず送信先候補Ｂ〜Ｊのいずれかについても送信先として選択される可能性がある。また、図５（ａ）の例では、優先度の最大値に対して２／３の位置に多重閾値が設定されているため、優先度が多重閾値以上の送信先候補即ち送信先として選択される可能性のある送信先候補は、送信先候補Ａ、Ｂ及びＣの３つとなる。ここで、図５（ａ）の例における最大多重数が６であるとすれば、送信先候補Ａ、Ｂ及びＣについてはいずれも、優先度の高さに関する順位がこの最大多重数を超えないことになる。従って、図５（ａ）の例では、送信先候補Ａ、Ｂ及びＣの３つが一つの送信タイミングにおける送信先として選択されることになり、これらの優先度の比率に応じて一つの送信タイミングにおいて利用可能なリソースがスケジューラ１０６において比例配分されることになる。
【００８５】
また、図５（ｂ）の例は、図５（ａ）の例において、多重閾値のみが優先度の最大値に対して１／２の位置まで低下する例である。図５（ｂ）の例では、同図に示すとおり、送信先候補Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの５つが送信先として選択されることになる。
【００８６】
また、図５（ｃ）の例は、図５（ｂ）の例において、送信先候補Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの５つの優先度が順位はそのままでそれぞれ低下した例である。従って、図５（ｃ）の例では、優先度の最大値が低下するため、送信先候補Ａ〜Ｊの全ての優先度が多重閾値以上となる。図５（ｃ）の例では、同図に示すとおり、最大多重数が６であるため、優先度の高さに関する順位が高い方から６番目まで即ち送信先候補Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの６つが送信先として選択されることになる。
【００８７】
また、図５（ｄ）の例は、図５（ａ）の例において、多重基準値が優先度の最大値よりも低くなる例である。図５（ｄ）の例では、送信先候補Ａの優先度が多重基準値を超えているため、送信先候補Ａのみが送信先として選択されることになる。なお、送信先候補Ｂの優先度も多重基準値を超えているが、送信先として選択されるのは、送信先候補Ａのみである。このように優先度が多重基準値を超える送信先については、パケット送信の緊急度が極めて高いと判断できるため、この送信先に対して一つの送信タイミングにおいて利用可能な全てのリソースを割り当てることによってパケット通信システム全体の適応性を一層高めることができる。また、一つの送信タイミングにおいて使用可能な全てのリソースを１つの送信先に割り当てれば、送信部１０４においてパケットを多重する必要がなくなり、無線基地局装置１００における信号処理の処理演算量を削減することができる。さらに、無線基地局装置１００における信号処理の処理演算量を削減することができれば、パケット送信のスケジューリングに要する時間を短縮できることから、無線基地局装置１００から送信先に対するレスポンスを向上させて、パケット通信システムにおけるスループットを改善することができる。
【００８８】
以上説明したように、本実施の形態に係る無線基地局装置１００によれば、優先度に応じて比例配分されたリソースが送信先において受信できないほど少ない場合には、そのような送信先に送信されるはずのリソースをより優先度の高い他の送信先に振り替えることができるため、一つの送信タイミングにおいて利用可能なリソースを一層有効に利用することができ、その結果パケット通信システムにおけるスループットを改善することができる。
【００８９】
また、本実施の形態に係るスケジューラ１０６によれば、一つの送信タイミングにおける全ての送信先の選択が送信先選択部２０３の内部で行われるため、送信先選択部２０３と、変調符号化制御部２０４と、リソース管理部２０５と、リソース割当部２０６と、の間で送信先が選択される毎に逐一信号を入出力する必要がなくなる。これにより、スケジューラ１０６における信号処理の処理演算量を削減して、送信先の選択及び各送信先へのリソースの割り当てをより短時間で行えるようになる。
【００９０】
なお、本発明において「送信先」とは、パケット通信システムにおける各種サービスの利用単位という意義であり、例えば１人のユーザが２つのサービスを同時に利用していれば、本発明における送信先は２つになる。従って、同一のユーザに対して優先度が２つ算出されることになる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、Ｗ−ＣＤＭＡ方式におけるＨＳＤＰＡ方式を前提としてパケット送信のスケジューリングを行う場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばＴＤＭＡ(Time Division Multiplexing Access)方式やＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式によるパケット通信システムに利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明にかかるパケット送信スケジューリング装置、その方法及び無線基地局装置は、優先度に応じて比例配分されるリソースが送信先において受信できないほど少ない場合には、そのような送信先候補に割り当てられるはずのリソースを選択手段によって優先度の高い他の送信先に振り替えることができるため、パケット通信システムにおいて情報を伝達できない無駄なリソースを削減することができ、結果としてそのスループットを改善することができるという効果を有し、Ｗ−ＣＤＭＡ方式におけるＨＳＤＰＡ方式の通信システム等を構成する無線基地局装置、パケットの送信制御を行うスケジューリング装置及びその方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係るスケジューラの構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係るスケジューラの構成要素である送信先選択部の構成を示すブロック図
【図４】本発明における送信先選択部の動作を示すフロー図
【図５】本発明の一実施の形態における送信先候補毎の優先度と複数の閾値とを組み合わせて、それらの関係を示す図
【図６】従来の無線基地局装置におけるスケジューリング方法の概要を示す図
【図７】従来の無線基地局装置に具備されるスケジューラの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００９４】
１００  無線基地局装置
１０１  メモリ部
１０２  データ結合部
１０３  変調符号化部
１０４  送信部
１０５  アンテナ共用器
１０６  スケジューラ
１０７  受信部
１０８  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ・ＣＱＩ抽出部
１０９  アンテナ素子
２０１  優先度算出部
２０２  ソート部
２０３  送信先選択部
２０４  変調符号化制御部
２０５  リソース管理部
２０６  リソース割当部
３０１  優先度最大値選択部
３０２  多重基準値比較部
３０３  多重閾値比較部
３０４  最大多重数比較部
３０５  多重閾値算出部
３０６  メモリ部
【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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