(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と移動局との間における閉ループキャパシティスケジューリングを提供する方法において、移動局が
フローを前記移動局におけるフローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）に入力するステップと、
複数のＱｏＳトラフィッククラスから、前記フローに対するトラフィッククラスを選択するステップと、
当該選択されたトラフィッククラスに基づき、前記フローのアップリンクキャパシティリクエストを計算するステップと、
異なるＱｏＳトラフィッククラスを伝送するために、当該選択されたトラフィッククラスを考慮して、移動局で前記フローに優先度を割り当てるステップを有することを特徴とする閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項２】
さらに、優先度と選択トラフィッククラスとアップリンク送信電力を使用して、前記フローのキャパシティリクエストを変更するステップと、
前記フローの変更キャパシティリクエストを、移動局から基地局へ伝送するステップを有することを特徴とする請求項１記載の閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項３】
さらに、前記基地局で変更キャパシティリクエストを受信するステップと、
該変更キャパシティリクエストを使用して、前記基地局でキャパシティスケジューラー（ＣＳ）によって前記フローに対する許容（ａｌｌｏｗａｂｌｅ）キャパシティを計算するステップと、
前記フローの許容キャパシティを表しているキャパシティ割り当てを、前記基地局から前記移動局へ送信するステップを有することを特徴とする請求項２記載の閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項４】
さらに、前記基地局で変更キャパシティリクエストを受信するステップと、
該変更キャパシティリクエストを使用して、前記基地局でＣＳによって前記フローに対する許容キャパシティを計算するステップと、
前記移動局ごとにフローの許容キャパシティの合計値（総許容キャパシティ）を計算するステップと、
前記移動局の総許容キャパシティを表しているキャパシティ割り当てを、前記基地局から前記移動局へ送信するステップを有することを特徴とする請求項２記載の閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項５】
さらに、前記移動局におけるキャパシティ割り当て制御装置（ＣＡＣ）によって、キャパシティ割り当てを受信するステップと、
当該選択トラフィッククラスとアップリンク送信電力を使用して、前記ＣＡＣにおいて受信されたキャパシティ割り当てを変更して、変更割り当てキャパシティとするステップと、
当該変更割り当てキャパシティを使用して、前記ＦＣＣにおける許容キャパシティをアップデートするステップを有することを特徴とする請求項３記載の閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項６】
さらに、前記移動局におけるトランスポートフォーマット組み合わせ制御装置（ＴＦＣＣ）によって、キャパシティ割り当てを受信するステップと、
ＴＦＣＣにおいて前記キャパシティ割り当てに応じてトランスポートフォーマット組み合わせを選択するステップと、
前記選択されたトランスポートフォーマット組み合わせに応じて、前記ＦＣＣにおいて前記フローのキャパシティリクエストを計算することを特徴とする請求項４記載の閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項７】
前記フローのアップリンクキャパシティリクエストを計算するステップは、前記移動局のＦＣＣによって行われることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項８】
前記フローのキャパシティリクエストを変更するステップは、キャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）によって行われることを特徴とする請求項２から６いずれか１項記載の閉ループキャパシティスケジューリング方法。
【請求項９】
移動局と基地局間における閉ループキャパシティスケジューリングを提供するシステムであって、複数のＱｏＳトラフィッククラスからＱｏＳトラフィッククラスを選択可能なシステムにおいて、
選択ＱｏＳトラフィッククラスによって特定される、各データフローの要求アップリンクキャパシティを計算するためのフローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）を有し、
前記移動局はさらに、
変更されたキャパシティを示す変更キャパシティリクエストを示すように要求アップリンクキャパシティを変更するためのキャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）と、
当該変更キャパシティリクエストを、前記移動局から前記基地局へ送信する手段を有することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムにおいて、前記移動局はさらに、
基地局から送信された割り当てキャパシティを、アップリンク送信電力に基づき変更するキャパシティ割り当て制御装置（ＣＡＣ）と、
当該変更割り当てキャパシティを使用して、許可(ａｌｌｏｗｅｄ)キャパシティをアップデートするＦＣＣを有することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項９記載のシステムにおいて、前記移動局はさらに、
基地局から送信されたキャパシティ割り当てに応じてトランスポートフォーマット組み合わせを選択するＴＦＣＣと、
選択されたトランスポートフォーマット組み合わせを使用して、フローごとのキャパシティリクエストを計算するＦＣＣを有することを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項９又は１０記載のシステムにおいて、前記基地局が
変更キャパシティリクエストを受信するための受信手段と、
移動局から送信された変更キャパシティリクエストと、選択トラフィッククラス、優先度を使用して、各フローに対する許容キャパシティを計算するためのキャパシティスケジューラーとを有していることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
基地局によってアップリンクキャパシティ制御がされている移動局装置であって、
選択ＱｏＳトラフィッククラスによって特定される、各データフローの要求アップリンクキャパシティを計算するためのフローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）と、
変更されたキャパシティを示す変更キャパシティリクエストを示すように要求アップリンクキャパシティを変更するためのキャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）と、
当該変更キャパシティリクエストを、前記移動局から前記基地局へ送信する手段を有することを特徴とする移動局装置。
【請求項１４】
前記基地局から送信された割り当てキャパシティを、アップリンク送信電力に基づき変更するキャパシティ割り当て制御装置（ＣＡＣ）と、
当該変更割り当てキャパシティを使用して、許可(ａｌｌｏｗｅｄ)キャパシティをアップデートするＦＣＣをさらに有することを特徴とする請求項１３記載の移動局装置。
【請求項１５】
基地局から送信されたキャパシティ割り当てに応じてトランスポートフォーマット組み合わせを選択するＴＦＣＣと、
選択されたトランスポートフォーマット組み合わせを使用して、フローごとのキャパシティリクエストを計算するＦＣＣをさらに有することを特徴とする請求項１４記載の移動局装置。
【請求項１６】
複数の移動局装置に対してアップリンクキャパシティ制御を行う基地局装置であって
変更キャパシティリクエストを受信するための受信手段と、
移動局から送信された変更キャパシティリクエストと、選択トラフィッククラス、優先度を使用して、各フローに対する許容キャパシティを計算するためのキャパシティスケジューラーとを有することを特徴とする基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、データパケット伝送に関し、特に移動局から基地局へアップリンクパケットを伝送するための閉ループキャパシティスケジューリング方法に関する。
【背景技術】  ＷＣＤＭＡシステムにおいて、セルのアップリンクキャパシティは、分配方式によって管理されており、移動局は、無線ネットワーク制御装置によって制御されている最大容量まで伝送することを許されている。アップリンクノイズライズの管理は、無線ネットワーク制御装置が、移動局の最大伝送速度を制御するという低速な統計的多重化の制御が用いられている。従って、ノイズライズの変動が大きく、大きなノイズライズマージンが必要となるため、アップリンクキャパシティの損失を招くことになる。また、ＷＣＤＭＡの優先度処理では、より高い優先度のデータパケットが、低い優先度のデータパケットより先に伝送されている。
ＨＳＤＰＡの姉妹技術として、閉ループベースに基づくキャパシティスケジューリングが３ＧＰＰにおいて提案されている。参考文献として、“ＴＲ２５．８９６Ｖ１．０．０、Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ  Ｓｔｕｄｙ  ｆｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  ｆｏｒ  ＵＴＲＡＦＤＤ”を参照されたい。アップリンクキャパシティスケジューリングは、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｒ６  Ｓｔｕｄｙ  Ｉｔｅｍにおいて検討されている。この方式では、基地局における高速なアップリンクスケジューリングが適用されており、同時にパケット送信する移動局を制限することによって、セルのノイズライズ変動を削減するように移動局パケット伝送を制御している。全体のノイズライズを管理するために、キャパシティスケジューラーは移動局のアップリンク送信電力、伝送速度、及びタイミングを制御している。
図１に示されているように、基地局１３は、アップリンクにおけるキャパシティリクエスト１１０と、ダウンリンクにおけるキャパシティ割り当て１２０を交換することによって、移動局１１及び１２のアップリンク伝送キャパシティを制御する。キャパシティスケジューリングとは、共有アップリンクキャパシティ１４を使用して、データパケットを伝送する移動局に対して、伝送速度と伝送時間を制御することである。スケジューリングタイミング１４０とはキャパシティスケジューリングが決定されるタイミングであり、この決定は、次のスケジューリングタイミングまで有効である。移動局は、スケジューリングインターバル内に、許可された伝送速度で送信を行う。
従って、本発明の第１の目的は、全体のアップリンクノイズライズを制限することによって、システムのキャパシティを最大限利用できるキャパシティスケジューリングを提供することである。
また、アップリンクパケットスケジューリングでは、トラフィッククラスに基づいてパケット伝送を区別することはきわめて重要である。例えば、図１における補償ビットレートトラフィッククラス１１を有するストリームサービスを使用し、最小補償キャパシティを必要としている移動局１と、図１の利用可能ビットレートトラフィッククラス１２を有するベストエフォート型サービスを使用しておりＱｏＳの要求がない移動局２について考える。
これら二つのＱｏＳトラフィッククラスがセル内にあるとき、キャパシティスケジューラー１３は、システムのスループットを最大限利用する一方で、個々のトラフィッククラスのＱｏＳを満足するような方法で、アップリンクキャパシティを効果的に利用するべきである。
すなわち、本発明の第２の目的は、複数ＱｏＳパケット伝送をサポートとするキャパシティスケジューリングを提供することである。
また、アップリンクパケットスケジューリングにおいては、優先度クラスに基づいて、パケット伝送を区別する手段が設けられていることもきわめて重要である。例えば、特別に会費を払った図１のビジネスユーザー１１が、より経済性を重視したホームユーザー１２よりも高い優先順位で扱われるべきであると仮定する。このように、複数の優先度がネットワーク内に共存する時、キャパシティは低い優先度のパケット伝送よりも先に、高い優先度のパケット伝送に割り当てられるように、キャパシティは有効活用されるべきである。
従って、本発明の第３の目的は、複数の優先度を有するパケット伝送をサポートするキャパシティスケジューリングを提供することである。
さらに、アップリンクパケットスケジューリングにおいて、複数のデータパケット伝送を多重化するための手段を有することも必要である。例えば、図１における移動局１‘１１’のユーザーが、ストリームサービスを使用して同僚と通信している一方で、インターネットからファイルをダウンロードするかもしれない。この場合、それぞれのデータパケット伝送は、異なるトラフィッククラスと優先度を有しているので、複数ＱｏＳ及び複数優先度を有するデータパケット伝送がネットワーク内に共存していることになる。図１のキャパシティスケジューリング‘１３’で優先度に基づいて伝送を差別化するのと同時に、それぞれのデータパケット伝送における個々のＱｏＳを満足するように、キャパシティは割り当てられるべきである。
従って、本発明の第４の目的は、複数ＱｏＳ及び複数優先度を有するパケット伝送をサポートするキャパシティスケジューリングを提供することである。
また、アップリンクパケットスケジューリングにおいて、もしキャパシティスケジューリングが、無線チャネル環境の変化に追従できるほど早ければ、無線リソースを有効活用することができる。これは、無線チャネルのより近くでスケジューリングを行うことにより可能となる。よりノイズライズマージンを小さくできるようにアップリンクノイズライズのすばやい変動を平坦化することによって、キャパシティの向上が達成される。基地局におけるアップリンクパケットスケジューリングは、より高いシステムスループットを維持する一方で、ネットワーク内の複数ＱｏＳ及び複数優先度を考慮するべきである。
すなわち、本発明の第５の目的は、複数ＱｏＳ及び複数優先度をサポートする一方、システムキャパシティを最大限利用するキャパシティスケジューリングを提供することである。
【発明の開示】
本発明の第１の形態によると、本方法は、基地局と移動局との間における閉ループキャパシティスケジューリングをサポートするためのものである。該方法は、それぞれのフローを該移動局におけるフローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）に適用するステップと、該移動局に用意され、且つそれぞれ互いに異なっている複数のＱｏＳトラフィッククラスから、選択されたトラフィッククラスとしてトラフィッククラスを選択するステップと、異なったＱｏＳトラフィッククラスを伝送するために、該選択されたトラフィッククラスを考慮して、移動局でそれぞれのフローに優先度を割り当てるステップを有する。
本発明の第２の形態によると、該方法は、該移動局のＦＣＣによって、該選択されたトラフィッククラスに基づき、それぞれのフローのアップリンクキャパシティを計算するステップを有する。
本発明の第３の形態によると、該方法は、優先度と選択されたトラフィッククラスとアップリンク送信電力を使用して、キャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）によってそれぞれのフローのキャパシティリクエストを変更するステップと、それぞれのフローの変更キャパシティリクエストを、移動局から基地局へ伝送するステップを有する。
本発明の第４の形態によると、該方法は、該基地局で変更キャパシティリクエストを受信するステップと、該変更キャパシティリクエストを使用して、基地局でキャパシティスケジューラー（ＣＳ）によってそれぞれのフローに対する許容（ａｌｌｏｗａｂｌｅ）キャパシティを計算するステップと、それぞれのフローの許容キャパシティを表しているキャパシティ割り当てを、基地局から移動局へ伝送するステップを有する。
本発明の第５の形態によると、該方法は、該移動局におけるキャパシティ割り当て制御装置（ＣＡＣ）によって、キャパシティ割り当てを受信するステップと、該選択されたトラフィッククラスとアップリンク送信電力を使用して、ＣＡＣにおいて受信されたキャパシティ割り当てを変更して、変更割り当てキャパシティとするステップと、該変更割り当てキャパシティを使用して、ＦＣＣにおける許容キャパシティをアップデートするステップを有する。
本発明の第６の形態によると、本システムは、移動局と基地局間における閉ループキャパシティスケジューリングをサポートするためのものである。該移動局は、複数のＱｏＳトラフィッククラスからＱｏＳトラフィッククラスを選択可能であり、選択されたＱｏＳトラフィッククラスによって特定される、各データフローの要求アップリンクキャパシティを計算するためのフローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）と、変更されたキャパシティを表している変更キャパシティリクエストを生ずるように、要求アップリンクキャパシティを変更するためのキャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）と、該変更キャパシティリクエストを、該移動局から該基地局へ伝送する手段を有する。
本発明の第７の形態によると、該移動局は、アップリンク送信電力に基づき、受信した割り当てキャパシティを変更するキャパシティ割り当て制御装置（ＣＡＣ）と、該変更割り当てキャパシティを使用して、許可（ａｌｌｏｗｅｄ）キャパシティをアップデートするＦＣＣを有する。
本発明の第８の形態によると、該基地局は、変更キャパシティリクエストを受信するための受信手段と、移動局から送信された、選択されたトラフィッククラスと、優先度、および変更キャパシティリクエストを使用して、各フローに対する許容キャパシティを計算するためのキャパシティスケジューラーとを有している。
本発明の第９の形態によると、本方法は、複数のアップリンクデータフローに対するアップリンクキャパシティを基地局で管理するためのものである。該方法は、最大アップリンクキャパシティとスケジューリングできないアップリンクキャパシティとの差異を表す、スケジュール可能なアップリンクキャパシティを基地局において計算するステップと、移動局から送信されたキャパシティリクエストを受信するステップと、最小ＱｏＳ要求を満たすために、各フローへ割り当てられた優先度に基づいて、各フローに対する最小ＱｏＳキャパシティを計算するステップと、各フローへ最小ＱｏＳを割り当てるステップとを有する。
本発明の第１０の形態によると、該方法は、最小ＱｏＳキャパシティを割り当てたあとに残った利用可能且つスケジュール可能なアップリンクキャパシティを最大限利用できるように、各フローに対する追加リクエストキャパシティを計算するステップと、追加リクエストキャパシティを有する各フローに、残りのキャパシティを割り当てるステップとを有する。
本発明の特定の形態によると、本方法は、基地局と複数の移動局との間における閉ループキャパシティスケジューリングをサポートするものである。該方法は、
１．各フローのトラフィッククラスによって、それぞれのフローをフローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）に入力し、優先度とキャパシティの初期値を各フローに割り当てるステップと、
２．移動局において、データフローに属するデータパケットを、割り当てられたデータパケット待ち行列（キュー）に保存するステップと、
３．移動局におけるフローキャパシティ制御装置において、要求サービス品質に基づき、データフローの要求アップリンクキャパシティを計算するステップと、
４．キャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）において、割り当てられた優先度を用いて前記データフローセットのキャパシティリクエストを変更し、該移動局から該基地局に変更キャパシティリクエストを送信するステップと、
５．前記複数の移動局から送られたキャパシティリクエストを基地局で受信し、前記複数の移動局から送られたデータパケットを受信した後、再送データパケットを計算するステップと、
６．基地局におけるキャパシティスケジューラーが、割り当てられたＱｏＳトラフィッククラスと優先度と、受信したキャパシティリクエストを使用して、各フローに対する許容キャパシティを計算するステップと、
７．基地局がキャパシティ割り当てを送信し、キャパシティ割り当て制御装置において、割り当てられた優先度を使用して、データフローのセットを受信された割り当てキャパシティを変更するステップと、
８．フローキャパシティ制御装置において、セット内のデータフローの変更割り当てキャパシティを使用して、許可キャパシティをアップデートするステップとを有する。
本発明の他の形態によると、サブシステムは、複数のアップリンクデータフローに対して、基地局でアップリンクキャパシティをスケジューリングするためにアップリンクキャパシティを管理するシステムに用いられる。該システムは、
１．基地局においてスケジュール可能なアップリンクキャパシティを評価し、そのスケジュール可能なアップリンクキャパシティは、最大アップリンクキャパシティと非スケジューラブルアップリンクキャパシティの差異であるようなステップと、
２．上記の方法でキャパシティリクエストを受信し、処理するステップと、
３．前のデータパケット伝送の受信状態（から、要求される再送パケット用のキャパシティを計算し、割り当てるステップと、
４．最小ＱｏＳ要求を満たすために、前記セットにおけるフローに対する最小ＱｏＳキャパシティ（特に、ＧＢＲ、ＡＢＲ、ＴＢＲに対しては、補償キャパシティ、最小容量及び要求キャパシティがそれぞれ最小ＱｏＳキャパシティである）をそれぞれを計算するステップと、
５．割り当てられた優先度に基づいて、前記セットにおけるフローに最小ＱｏＳキャパシティを割り当てるステップと、
６．再送及び最小ＱｏＳキャパシティを割り当てた後に残った、利用可能且つスケジュール可能なアップリンクキャパシティを最大限有効活用するように前記フローセットにおける追加リクエストキャパシティ（ＧＢＲ及びＡＢＲに対しては、各々補償キャパシティと最小容量以上のキャパシティが追加リクエストキャパシティである）を計算するステップと、
７．割り当てられた優先度に基づいて、前記セットにおける追加リクエストキャパシティを有するフロー（特に、優先度が低いフローよりも前に、より高い優先度のフローにキャパシティが割り当てられる。残りのキャパシティが優先度に比例して割り当てられるのが好ましい。）に残りのキャパシティを割り当てるステップと、
８．再送、最小ＱｏＳ及び残りのキャパシティを使用して、各フローに対する全キャパシティを計算し、移動局へ伝送するステップを有する。
本発明の他の形態によると、方法は、移動局においてアップリンクキャパシティフローキャパシティ制御装置を管理するために用いられる。該方法は、
１．トラフィッククラスを使用して、前記セットの各フローのＱｏＳパラメータを割り当てるステップと、（ただし、ＱｏＳトラフィッククラスは、補償ビットレート、ターゲットビットレート、及び利用可能ビットレートを含むことが好ましい。また、要求ＱｏＳパラメータは、最大容量、最小容量、ターゲットキャパシティ及び補償キャパシティを含むことが好ましい）
２．前記セット内の各フローの再送キャパシティを計算するステップと、
３．ＱｏＳ要求を満足するように、新しいデータパケット伝送に対する要求キャパシティを計算するステップと、
４．アップリンクキャパシティスケジューラに対するキャパシティリクエストを計算するステップを有する。
本発明の他の形態によると、本方法は、キャパシティリクエストと割り当てメッセージをシグナリングすることに用いられ、
１．前記フローセットにおけるフローのキャパシティリクエストとフローＩＤを含むキャパシティリクエストメッセージを生成するステップと（ただし、キャパシティリクエストメッセージは移動局で符号化され、基地局で復号化されることが好ましい）、
２．移動局からキャパシティリクエストメッセージを伝送して、基地局で受信するステップと（キャパシティリクエストメッセージは、個別アップリンクチャネルを介して伝送されることが好ましい）、
３．セット内のフローのキャパシティ割り当てとフローＩＤを含むキャパシティ割り当てメッセージを生成するステップと（キャパシティ割り当てメッセージは基地局で符号化され、移動局で復号化されることが好ましい）、
４．基地局からキャパシティ割り当てメッセージを伝送し、前記移動局で受信するステップ（ただし、キャパシティ割り当てメッセージは、個別のダウンリンク制御チャネルを介して伝送されることが好ましい）とを有する。
本発明の第１の利点は、基地局におけるＱｏＳ及び優先度を考慮したアップリンクキャパシティスケジューリングを可能にすることである。アップリンクデータフローのキャパシティが、移動局の最大容量を制御することによりラフに制御されているようなシステムと比較して、本発明では、データフローの優先度及びＱｏＳの両方が基地局によって処理可能であり、基地局はフローのＱｏＳと優先度の両方を考慮することができる。
さらに、本発明の第２の利点は、移動局及び基地局の両方が、優先度に加えてデータフローのＱｏＳをも認識することである。ＷＣＤＭＡにおける現在の速度割り当て方法では、複数のアップリンクデータフロー間でアップリンクキャパシティを分配するときに、データフローの優先度のみが考慮されている。本願では、要求フローキャパシティを最小ＱｏＳと残りのキャパシティに分割することが可能なので、より優先度の低いデータフローの最小ＱｏＳキャパシティが、より優先度の高いデータフローの追加ＱｏＳキャパシティより先に補償される。
本発明の第３の利点は、移動局が、データフローのＱｏＳ及び優先度を考慮して、キャパシティリクエストとキャパシティ割り当てを調整することができる点である。キャパシティリクエストの調整は、要求キャパシティの合計が、所定のアップリンク伝送電力において不足している時に、きわめて重要である。また、キャパシティ割り当ての調整は、スケジューリング遅延が発生している際に要求される。本願では、ＱｏＳ及び優先度を考慮した調整が提案されており、より低い優先度を有するフローの追加キャパシティでも、より高い優先度を有する最小ＱｏＳキャパシティより先に調整される。
【図面の簡単な説明】  図１は基地局が移動局に対して行うアップリンクキャパシティ制御について説明するための図である。
図２は複数ＱｏＳトラフィッククラスと優先度処理をサポートするためのキャパシティスケジューリングの一般的概略図である。
図３は一般的なフローキャパシティ制御装置を説明しているフローチャートである。
図４はＧＢＲトラフィッククラスのためのフローキャパシティ制御装置のフローチャートである。
図５はＴＢＲトラフィッククラスのためのフローキャパシティ制御装置のフローチャートである。
図６はキャパシティスケジューラーの一般的フローチャートを示した図であり、複数ＱｏＳ及び複数優先度フローをサポートするための階層的キャパシティ割り当てについて説明するための図である。
図７は第２の実施形態に用いられるアップリンク及びダウンリンクチャネルを含む、複数の移動局と一つの基地局を有するシステム構成を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明は、セル内で閉ループアップリンクキャパシティスケジューリングを維持するためのものである。図２は、アップリンク及びダウンリンクチャネルを含む、複数の移動局と一つの基地局を有するシステム構成を示している。移動局には、フローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）、キャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）フローキュー、ＴＦＣ制御装置（ＴＦＣＣ）、フロー多重化器（ＦＭＵＸ）、及び符号化器（ＥＮＣ）が存在する。基地局には、キャパシティスケジューラー（ＣＳ）と、復号化器（ＤＥＣ）、フロー分離器（ＦＤＥＭＵＸ）、フローキューが存在する。
移動局において、アップリンクで送信されるデータパケットが、図２のアップリンクデータフローキュー２１１で保存される。フローキューには常にフローキャパシティ制御装置（ＦＣＣ）２１２が付属しており、このＦＣＣはＱｏＳパラメータ、独自のＩＤ番号、フローキューの待ち行列サイズに関する情報を保持している。
新しいデータフローを確立する際に、無線ネットワーク制御装置は初期キャパシティを設定することが好ましく、初期キャパシティはＦＣＣに信号で伝えられる。ＦＣＣは、フローの要求ＱｏＳに基づいて、データフローの要求アップリンクキャパシティを計算し、キャパシティリクエスト（ＣＲ）を生成し、ＣＲはその後キャパシティリクエスト制御装置（ＣＲＣ）２１３に送られる。ＣＲＣは図２における、現在利用可能な送信電力の残存量２１３０を調べて、収容可能な全アップリンクキャパシティを計算する。
ＣＲＣに接続されているＦＣＣからのキャパシティリクエストの全体の量が収容可能なアップリンクキャパシティよりも大きい場合には、ＣＲＣは、最も優先度の低いフローから最も優先度の高いフローの順にＣＲの量を削減する。ＣＲＣがＣＲを多重化した後、基地局にあるアップリンクキャパシティスケジューラーにＣＲＭが伝送される「２２１」。それからスケジューラーの決定は、各データフローに対する許可アップリンクキャパシティを示すキャパシティ割り当てメッセージ（ＣＡＭ）として移動局に送信される。ＣＡＭはキャパシティ割り当て制御装置（ＣＡＣ）「２１４」によって受信され、分離されて各ＦＣＣに入る。ＣＡＣは、利用可能な送信電力の残存量に基づき、サポート可能なアップリンクキャパシティを計算する。もし受信されたＣＡＭの全体の量が収納可能なアップリンクキャパシティの量よりも多い場合には、ＣＡＣは、最も優先度の低いフローから最も優先度の高いフローの順にＣＡＭを削減する。
この方法において、各ＦＣＣは独立に、キャパシティスケジューラーによって処理されるＣＡＭとＣＲＭの閉ループ制御を実行する。
移動局において、アップリンクデータ伝送は、以下の方法で実行される：ＴＦＣ制御装置（ＴＦＣＣ）２１５は、各データフローに割り当てられたフローキャパシティを集め、各フローが割り当てられたフローキャパシティまでデータパケットを送信するという方法を用いて、トランスポートフォーマットの組合せを計算する。ＴＦＣＣ２１５はまた、基地局にＴＦＣＩ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を送る。ＴＦＣＩが選択されたら、フローキューからのデータパケットはＥＮＣ２１６によって符号化され、ＦＭＵＸ２１７によって多重化される。ＴＦＣＩは、多重化データパケットに加えて、アップリンクトラフィックチャネルに送られる。
基地局において、以下の方法でアップリンクデータ受信が実行される：
フロー分解器（ＦＤＥＭＵＸ）２２１は受信したビットストリームを分離サブビットストリームに分離し、分離サブビットストリームはＤＥＣ２２２によって別々に復号化される。復号化に成功したデータパケットは、それぞれのフローキューに保存される「２２３」。ＤＥＣ２２２は、各データパケットの復号化状態を再送制御装置（ＲＥＴＸＣ）に報告し、ＲＥＴＸＣはアップリンクキャパシティスケジューラー２２５にその状態を送信する。
基地局において、移動局からのＣＲＭは受信され「２２６」、キャパシティスケジューラー（ＣＳ）２２５に与えられる。ＣＳ２２５によってＣＡＭが生成され、移動局に伝送される「２２７」。
アップリンク制御チャネルにおいて、ＣＲＭは移動局から基地局に伝送される「２４１」。各ＣＲＭは各フローの要求キャパシティとＦＩＤを含んでいる。ＣＲＭは、移動局で符号化され、基地局で復号化されることが好ましい。移動局は、現在の送信電力の残存量についての報告を送信することが望ましい。また、各移動局は別々のＵＬ制御チャネルを伝送することが好ましい。
ダウンリンクエアインターフェースにおいて、ＣＡＭは、基地局から移動局へ伝送される「２４２」。各ＣＡＭは、各フローに対する許可キャパシティとＦＩＤを含んでいる。ＣＡＭは、基地局で符号化され、移動局で復号化されることが好ましい。基地局は、ＣＡＭを受信する移動局に対し、共有ダウンリンク制御チャネルによって送信することが好ましい。
フローキャパシティ制御装置の一般的構造は図３に示されている。制御装置の詳細な実装についてはフローのトラフィッククラスに依存するが、この図では、すべてのトラフィッククラスに共通している、主な手順が示されている。ＦＣＣは、少なくとも図３のスケジューリングインターバル３１と同じ時間で実行される。ＦＣＣの入力パラメータは、フローに対する現在の割り当てキャパシティ（ＡＣ）、再送用要求キャパシティ（ＲＣＲ）、及びフローのＱｏＳパラメータである。各トラフィッククラスは各々ＱｏＳパラメータセットを有することが好ましい。ＦＣＣの出力パラメータは、再送用割り当てキャパシティ（ＡＣＲＴ）、新送信用割り当てキャパシティ（ＡＣＮＴ）、及びキャパシティリクエスト（ＣＲ）である。まず初めに、ＦＣＣは、図３のパケットデータの要求遅延３２、３３を満足するために、再送用要求キャパシティを計算する。要求遅延は、ＦＣＣができるだけ必要とするキャパシティを再送に割り当てられるように、厳しく設定することが好ましい。次に、ＦＣＣは、図３に３４０、３４１、３５で示されている、フローの最小ＱｏＳキャパシティと追加ＱｏＳキャパシティの両方を含んでいる、新しいデータ送信用の要求リクエストを計算する。図３の残存キャパシティ（ＬＯＬ）３６０は、ＡＣとＡＣＲＴ及びＡＣＮＴの合計の差異に相当する。最後に、ＣＲは、次のスケジューリングインターバルに対して、さらにキャパシティが必要かどうかを計算する。
ＧＢＲとは、キャパシティがスケジューラーによって所定のレベルまで補償されたトラフィッククラスのことである。ＧＢＲトラフィッククラスのＱｏＳパラメータは、最大容量（ＭＣ）と補償キャパシティ（ＧＣ）である。ＧＣが最小補償キャパシティであるのに対し、ＭＣは許容キャパシティの上限である。スケジューラーは、アップリンクキャパシティの使用可能率に基づいて、ＧＣよりも多くのキャパシティを割り当てる。
ＧＢＲトラフィッククラスに関するＦＣＣの実行については、図４に示されている。ＧＢＲトラフィッククラスのＱｏＳパラメータは、最大容量（ＭＣ）と補償キャパシティ（ＧＣ）である。再送データは、新しい送信データより高い優先度を有している。従って、まず初めにＡＣが再送データに割り当てられ、次に、残存キャパシティがデータ（４１、４２）に割り当てられる。新しい送信への割り当てに関しては、下限値が現在のフローキューサイズ（ＱＣ）か新送信用に利用可能なキャパシティ（ＮＤＣ）のいずれかであるのに対して、上限値は、ＱｏＳパラメータである最大容量が使用される。従って、ＮＤＣがＭＣより大きいか、ＱＣがＮＤＣより小さい場合においてのみ、ＬＯＣが正となることは明らかである。最後に、キャパシティリクエスト（ＣＲ）が、最大容量（ＭＣ）と残存フローキューサイズ（ＱＣ−ＡＣＮＴ）を比較することによって、計算される（図４における４３）。
ＡＢＲは、キャパシティの使用可能な割合に基づいて割り当てられるキャパシティが決定されるトラフィッククラスのことである。ＡＢＲトラフィッククラスのＱｏＳパラメータは、最大容量（ＭＣ）と最小容量（ＭＮＣ）である。ＭＮＣは、ＴＣＰやＴＣＫのような小さなデータパケットを任意タイミングで送信するための最小容量であり、一方、ＭＣは許容キャパシティの上限である。
ＡＢＲ  ＦＣＣの実装方法はＧＢＲ  ＦＣＣの場合に、補償キャパシティ（ＧＣ）のＱｏＳパラメータをゼロに設定した場合と同じである。この場合、キャパシティスケジューラーに対するＱｏＳ要求が無いため、可能な限りたくさんのキャパシティを割り当てることができる。ＣＳは、小さなデータパケットを任意のタイミングで送信するために、少なくともＭＮＣを割り当てることが好ましい。
ＴＢＲは、キャパシティがターゲットレベルで管理されているトラフィッククラスである。ＴＢＲトラフィッククラスのＱｏＳパラメータは、最大容量（ＭＣ）とターゲットキャパシティ（ＴＣ）である。ＦＣＣは、平均キャパシティがターゲットキャパシティとなるよう瞬時キャパシティを制御する一方、ＭＣを許容キャパシティの上限値とする。
図５には、ＴＢＲ  ＦＣＣの実装例が示されている。再送データは、新しい送信データより高い優先度を有している。従って、まず初めに再送データにＡＣが割り当てられ、次に、残りのキャパシティが新しい送信データ（図５の５１）に割り当てられる。新しい送信への割り当てに関して、初めに、割り当てられたキャパシティの現在の移動平均（ＭＡＡＣ）とＴＣ（５２）の差が計算される。それからＴＣを満足するような要求キャパシティを（５３、５３０）計算する。そして、割り当てキャパシティ（ＡＣＮＴ）がＭＣとキューサイズ（ＱＣ）を超過しないように５４、キャパシティ割り当てが実行される。新たに計算されたＡＣＮＴ（５５）を使用して移動平均をとることによってＭＡＡＣをアップデートし、最終的にＴＣを満足するようにキャパシティリクエスト（ＣＲ）が計算される（５６）。収束速度を上げるために、指数関数的な調整制御を使用してもよい（５３０）。
アップリンクキャパシティスケジューラーの実装例が図６に示されている。スケジューリングインターバルの初めに、図６に示すように基地局は、熱雑音、セル間干渉、及び非スケジューラブルデータ伝送６０１を含む、非スケジューラブルアップリンクキャパシティを測定する。非スケジューラブルデータ伝送は、スケジューラーが制御していない、バックグラウンドロードである。ＣＳは、最大容量及び非スケジューラブルキャパシティとの差である、利用可能且つスケジュール可能なキャパシティを計算する。
移動局からのキャパシティリクエストの受信に際し、基地局はキャパシティリクエストの調整を実行するが、その様子は、図６の６０２の通りである：
基地局は、各移動局に対する許可送信電力ヘッドルームの最小値を割り当てた後、各移動局に対するサポート可能な最大キャパシティを計算する。許可送信電力ヘッドルームの最小値は、ネットワーク内における他セルへの干渉を制御する。一定の許可送信電力ヘッドルームの最小値でサポート可能な最大キャパシティは、要求されるキャパシティの合計値と比較される。サポート可能な最大キャパシティが、要求キャパシティの合計値よりも大きくなるように、最も優先度の低いフローから最も優先度の高いフローの順にキャパシティリクエストの追加ＱｏＳキャパシティ部分が削減される。もしそれでも十分でなければ、キャパシティリクエストの最小ＱｏＳキャパシティ部分が、最も優先度の低いフローから最も優先度の高いフローの順に削減される。それでも十分でなければ、要求キャパシティの再送部分が、最も優先度の低いフローから最も優先度の高いフローの順に削減される。基地局は、要求再送キャパシティ（ＲＣＲＴＸ）、各優先度レベル（ＲＣＭＱ（１）からＲＣＭＱ（Ｎ））に対する最小ＱｏＳキャパシティ、そして全ての移動局に対する追加ＱｏＳキャパシティ（ＲＣＥＱ（１）からＲＣＥＱ（Ｎ））の全量を計算する。基地局はまた、各移動局のフロー毎に、フロー情報及び報告を受けたキャパシティリクエストを用いて、再送キャパシティ、最小ＱｏＳキャパシティ及び追加ＱｏＳキャパシティを計算する。
全スケジュール可能なキャパシティより小さくなるべきである、割り当てキャパシティの合計値をスケジュール可能な全キャパシティ
よりも小さくするために、基地局はまず図６にあるように、スケジュール可能なキャパシティを再送キャパシティ６１に割り当てる。もし、スケジュール可能な全キャパシティが要求再送キャパシティの合計値を満たすのに十分でない場合、基地局は、最も優先度の高いフローから最も優先度の低いフローの順に再送キャパシティを割り当てる。もしも、スケジュール可能な全キャパシティが要求再送キャパシティの合計値を満たすのに十分な場合、基地局は、図６の最も優先度の高いフロー６２から最も優先度の低いフロー６３の順で、残りのスケジュール可能なキャパシティを最小ＱｏＳキャパシティに割り当てる。もしこれでもまだスケジュール可能なキャパシティが十分な場合、基地局は、図６の最も優先度の高いフロー６４からの最も優先度の低いフロー６５の順に、追加ＱｏＳキャパシティに残りのスケジュール可能なキャパシティを割り当てる。同じ優先度レベルに属するフロー間において、キャパシティは公正なスケジューリング方法において、分配されることが好ましい。最後に基地局は、各移動局の各フローに対して、割り当て再送キャパシティ、割り当て最小ＱｏＳキャパシティ及び割り当て追加ＱｏＳキャパシティの合計である全割り当てキャパシティを計算する。
以下に本発明の第２の実施形態に関して図７を参照して説明する。
図７は第２の実施形態に用いられるアップリンク及びダウンリンクチャネルを含む、複数の移動局と一つの基地局を有するシステム構成を示している。
図７が第１の実施形態におけるシステム構成を示す図２と異なる点は、図２におけるＣＡＣを具備していない点である。その代わり、第２の実施形態におけるシステム構成では、基地局が送信するＣＡＭはＴＦＣＣ「２１５」にて受信される。ＣＡＭは、各移動局に割り当てられた総割り当てキャパシティを示しており、ＴＦＣＣは総割り当てキャパシティ以下で、且つ移動局の最大電力以下となるようなトランスポートフォーマットの組み合わせを選択する。このときＴＦＣＣは優先度の高いフローの要求品質が、優先度の低いフローの要求品質よりも先に満たされるようにトランスポートフォーマットの組み合わせを決定する。その後、ＴＦＣＣは選択したトランスポートフォーマットの組み合わせを示すＴＦＣＩを基地局に送るとともに、選択したトランスポートフォーマットの組み合わせに関する情報をＦＣＣへ送る。
ＦＣＣは、選択したトランスポートフォーマットの組み合わせの情報から各データフローに割り当てられたキャパシティの情報を取り出し、フローの要求ＱｏＳに基づいて、データフローの要求アップリンクキャパシティを計算しキャパシティリクエスト（ＣＲ）を生成する。その後は、ＣＲはＣＲＣに送られ、第１の実施形態と同様な手順で多重化し、キャパシティリクエストメッセージ（ＣＲＭ）として基地局にあるキャパシティスケジューラー（ＣＳ）に送信される。
ここで、第２の実施形態におけるＣＳは、図６で説明した第１の実施形態におけるＣＳと同じ手順で各フローの割り当てキャパシティを計算する。その後、本実施形態におけるＣＳは、計算した各フローに対する割り当てキャパシティの合計（総割り当てキャパシティ）を計算し、総割り当てキャパシティを示すキャパシティ割り当てメッセージ（ＣＡＭ）を下り回線において移動局に送信する。
以上に述べた点が、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点であり、それ以外の部分は第１の実施形態と同じであるため省略する。
【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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