(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド自動要求再送に基づくスケジューリング方法および装置を提供する。合成ゲインのアイデアをスケジューリングアルゴリズムに導入し、伝送速度に対する再送ユーザの合成ゲインの影響を十分に考慮しており、ユーザの実際の伝送速度をより正確的に判断でき、より効果的、より信頼できる伝送品質を無線高速データ通信に提供できる。【解決手段】スケジューリングプロセスにおいて、再送ユーザであるか否か及びユーザからフィードバックされた信号対干渉雑音比に基づいて、ユーザが取得できる伝送速度を確定し、ユーザからフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送ユーザの合成ゲインを加えてユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、上記実効的な信号対干渉雑音比に基づいてスケジューリングを行う。伝統的な方法である、チャネル条件に基づいたMaxC/Iのアルゴリズム、PFのアルゴリズムなどと有効的に結合することができる。【選択図】図１
2009225372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド自動要求再送に基づくスケジューリング方法であって、
スケジューリングプロセスにおいて、ユーザからフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送ユーザの合成ゲインを加えることによってユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、スケジューリングアルゴリズムに従いユーザをスケジューリングすることを特徴とする方法。
【請求項２】
ユーザのチャネル品質情報と再送情報とに基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を確定するステップ1と、
ユーザからフィードバックされた瞬時信号対干渉雑音比に再送した場合の合成ゲインを加えることによって、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得するステップ2と、
前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、スケジューリングアルゴリズムに従いユーザをスケジューリングするステップ3と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記スケジューリングアルゴリズムは、最大信号対干渉雑音比のアルゴリズムであり、
前記ステップ1は、
通信を行うユーザが、各自のチャネル品質情報を基地局へフィードバックするステップaと、
新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記チャネル品質情報に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップbと、
各ユーザの最大許容伝送速度を並べて、その中の最大の速度を取得し、前記最大速度を持つユーザ集合を確定するステップcと
を含み、
前記ステップ2において、前記ユーザ集合のうちのユーザのみに対して、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、
前記ステップ3は、実効的な信号対干渉雑音比が最大のユーザをスケジューリングするステップを含むことを特徴とする請求項2記載の方法。
【請求項４】
前記スケジューリングアルゴリズムは、プロポーショナルフェアのアルゴリズムであり、
前記ステップ1は、
通信を行うユーザが、各自のチャネル品質情報を基地局へフィードバックするステップAと、
新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記チャネル品質情報に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップBと
を含み、
前記ステップ2において、各ユーザに対して、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、
前記ステップ3は、各ユーザに対応する等価伝送速度
【数１】
2009225372.tif 000055
を算出し、
【数２】
2009225372.tif 000056
の値が最大のユーザをスケジューリングするステップを含み、そのうち、
【数３】
2009225372.tif 000057
が取得した平均速度であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記スケジューリングアルゴリズムは、最大信号対干渉雑音比のアルゴリズムであり、
通信を行うユーザが、自身の瞬時チャネル品質情報と再送情報と合成ゲインとに基づいて各自の実効的な信号対干渉雑音比を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を基地局へフィードバックするステップa1と、
新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップb1と、
各ユーザの最大許容伝送速度を並べて、その中の最大の速度を取得し、前記最大速度を持つユーザ集合を確定するステップc1と、
前記ユーザ集合のうち、実効的な信号対干渉雑音比が最大のユーザをスケジューリングするステップd1と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記スケジューリングアルゴリズムは、プロポーショナルフェアのアルゴリズムであり、
通信を行うユーザが、自身の瞬時チャネル品質情報と再送情報と合成ゲインとに基づいて各自の実効的な信号対干渉雑音比を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を基地局へフィードバックするステップA1と、
新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記チャネル品質情報に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップB1と、
各ユーザに対応する実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、各ユーザに対応する等価伝送速度
【数４】
2009225372.tif 000058
を算出するステップC1と、
【数５】
2009225372.tif 000059
の値が最大のユーザをスケジューリングするステップD1とを含み、
前記ステップD1において、
【数６】
2009225372.tif 000060
が取得した平均速度であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項７】
チェイス合成でハイブリッド自動要求再送を実現する場合、最大比合成の特徴に基づいて、前記合成ゲインが、再送ユーザが今までに数回にわたって信号を受信した信号対干渉雑音比の和と同じであることによって、前記合成ゲインを取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
増分的冗長性の方法でハイブリッド自動要求再送を実現する場合、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフに基づいて平均合成ゲインを取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ハイブリッド自動要求再送に基づくスケジューリング装置において、
ユーザのチャネル品質情報と再送情報とに基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を確定する最大許容伝送速度確定モジュールと、
ユーザからフィードバックされた瞬時信号対干渉雑音比に再送した場合の合成ゲインを加えることによって、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得する実効的な信号対干渉雑音比取得モジュールと、
前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、スケジューリングアルゴリズムに従いユーザをスケジューリングするスケジューリングモジュールと
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１０】
ハイブリッド自動要求再送がチェイス合成を採用する場合、前記実効的な信号対干渉雑音比取得モジュールは、再送ユーザが数回にわたって信号を受信した信号対干渉雑音比の和を求めることによって前記合成ゲインを取得することを特徴とする請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
ハイブリッド自動要求再送が増分的冗長性を採用する場合、前記実効的な信号対干渉雑音比取得モジュールは、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフによって平均合成ゲインを取得することを特徴とする請求項9に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信分野における無線パケットスケジューリング技術に係り、特に、高速無線データ通信においてデータ伝送の有効性、信頼性を確保するための、ハイブリッド自動要求再送に基づくスケジューリング方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークにおけるマルチメディアサービスのますますの応用につれて、無線パケットスケジューリングは重要な研究課題になっている。公平性とシステムスループットは、無線パケットスケジューリング策略を判定する重要な指標であり、システムスループットの向上と共に、各ユーザが無線リソースをできるだけ公平的に共有することを要求している。しかしながら、無線ネットワークにおいて、ユーザが異なるチャネル状態にあるため、システムスループットの向上と公平性の保証とは矛盾している。公平性を保証するためには、一部のチャネルをチャネル状態が悪いユーザに割り当てることが必要だが、これはシステムスループットを低下することになる。言い換えれば、スケジューリング策略は、一定のシステムスループットに到達することを前提とすると、保証できる最大公平性が存在する（或いは、一定の公平性を保証することを前提とすると、実現できる最大システムスループットが存在する）。
【０００３】
無線ネットワークにおいて、異なるユーザが、異なる時刻において異なるチャネル容量を有するため、スケジューリングアルゴリズムの公平性は、各ユーザがチャネルを獲得する時間又は確率で判定する時間公平と、各ユーザが獲得したチャネル容量で判定する容量公平との二種類がある。一般的に、両者は等しくない。また、スケジューリング策略において、容量の公平を保証するために、時間の公平を保証する場合よりも多くのシステムスループットを犠牲することとなる。これは、容量公平を保証するためには、チャネル状態がよいユーザは少ないチャネル時間を、チャネル状態が悪いユーザは多いチャネル時間を取得するようにするが、時間の公平は、各ユーザが同じチャネル時間を取得するようにするからである。従って、容量公平のシステムスループットは、時間公平より低い。
【０００４】
スケジューリングは、高いシステム容量の実現方式である。伝統的のスケジューリング方法は、三種類がある。一つ目はMaxC/I（最大信号対干渉雑音比アルゴリズム）であり、高いシステムスループットと低い公平性を取得できる。二つ目は、ラウンドロビン（Round Robin）アルゴリズムであり、よい公平性と低いシステムスループットを取得できる。三つ目は、プロポーショナルフェア（proportional fair）アルゴリズムであり、最大システムスループットを取得できると共に比較的によいユーザ公平性を取得することができる。ハイブリッド自動要求再送（HARQ）は、リンクレベルにおいて、効果的なエラー回復方法である。現在、チェイス合成（chase combining）と増分的冗長性（incremental redundancy）との二種類の効果的なハイブリッド自動要求再送方式がある。前者によって時間ダイバーシティゲインを取得でき、後者によって符号化合成ゲインを取得できる。
【０００５】
現在、チャネル状態に基づいたスケジューリングアルゴリズムが多くあるが、ユーザの現在のチャネル状況に基づいて簡単にスケジューリングするだけであり、スケジューリングされた後のユーザのデータが正しく受信される確率については、考慮していない。スケジューリングを標準的な自動要求再送と結合して考慮する場合もあるが、スケジューリングとハイブリッド自動要求再送とをジョイントして考慮していない。伝統的な方法によって、いずれかのユーザがいずれのスケジューリングルールでスケジューリングされても、受信側において該ユーザのデータが正しく受信されない可能性が存在している。いずれかのユーザはデータを再送し、再送ユーザをスケジューリングすると合成ゲインが存在するということを考慮すると、該ユーザがスケジューリングされた後、データが正しく受信される確率は他のユーザと比べ高く、システムスループットも向上されることになる。
【０００６】
現在、ハイブリッド自動要求再送技術を採用した伝統的なスケジューリングアルゴリズムは、二種類がある。その一つは、伝統的な最大速度のスケジューリングアルゴリズムであって、主なスケジューリング手順は、
通信を行うユーザが、各自のチャネル品質情報
【数１】
2009225372.tif 000003
を基地局へフィードバックするステップ１と、
基地局が、各ユーザのチャネル品質情報に基づいて、各自の最大許容伝送速度
【数２】
2009225372.tif 000004
を確定するステップ2と、
【数３】
2009225372.tif 000005
に基づいて、スケジューリングするユーザを確定するステップ3と、
ユーザが伝送しようとするデータが新しいデータであるかそれとも再送データであるかを判断するステップ4と、
新しいデータである場合、ステップ2で取得した最大速度で該データを送信し、再送データである場合、該ユーザが前回のデータ送信で採用した速度で該データを再送するステップ5と、
スケジューリング周期ごとに、ステップ1〜ステップ5を繰り返すステップ6とを含む。
【０００７】
もう一つの伝統的な方法は、再送ユーザデータ優先方法である。詳しいスケジューリング手順は、
通信を行うユーザが、各自の瞬時チャネル品質情報
【数４】
2009225372.tif 000006
を基地局へフィードバックするステップ1）と、
基地局が、各ユーザのチャネル品質情報に基づいて各自の最大許容伝送速度
【数５】
2009225372.tif 000007
を確定するステップ2）と、
ユーザが伝送しようとするデータが新しいデータであるかそれとも再送データであるかを判断するステップ3）と、
すべてのユーザが新しいデータを送信する場合、ステップ2）におけるすべてのユーザの最大許容伝送速度を並べて、最大速度のユーザを選出し、データを再送するユーザが存在する場合、該ユーザのチャネル品質に関係なく、該ユーザをスケジューリングし、再送ユーザが、前回のデータ送信で採用した速度でデータを再送するステップ4）と、
スケジューリング周期ごとに、ステップ1）〜ステップ4）を繰り返すステップ5）とを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記二種類の方法には、以下のような主な欠点がある。方法１の場合、瞬時のチャネル状況に基づいて最大速度を持つユーザを選択してスケジューリングするが、実際の伝送時に、再送ユーザに対しては前回の伝送速度を使用するので、スケジューリングされるユーザが必ずしも最大伝送速度を持つユーザではなく、システムスループットが低下することになる。方法２の場合、再送ユーザを優先してスケジューリングし、再送ユーザが高い信頼性を有する反面、最大伝送速度を持つユーザではない可能性もあるため、システムスループットの損失をもたらすことになる。
【０００９】
本発明は、ハイブリッド自動要求再送に基づくスケジューリング方法および装置を提供することを目的としている。従来技術において伝送速度に対する再送ユーザの合成ゲインの影響を細かく考慮していなかったため、ユーザの実際の伝送速度を正確に判断することができず、システムの最大スループットを実現することが難しいという技術問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ハイブリッド自動要求再送に基づくスケジューリング方法を提供している。スケジューリングプロセスにおいて、ユーザからフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送ユーザの合成ゲインを加えることによってユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、スケジューリングアルゴリズムに従いユーザをスケジューリングする。
【００１１】
上記方法は、
ユーザのチャネル品質情報と再送情報とに基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を確定するステップ1と、
ユーザからフィードバックされた瞬時信号対干渉雑音比に再送した場合の合成ゲインを加えることによって、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得するステップ2と、
前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、スケジューリングアルゴリズムに従いユーザをスケジューリングするステップ3とを含む。
【００１２】
上記方法において、前記スケジューリングアルゴリズムは、最大信号対干渉雑音比のアルゴリズムであり、前記ステップ1は、通信を行うユーザが、各自のチャネル品質情報を基地局へフィードバックするステップaと、新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記チャネル品質情報に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップbと、各ユーザの最大許容伝送速度を並べて、その中の最大の速度を取得し、前記最大速度を持つユーザ集合を確定するステップcとを含み、前記ステップ2において、前記ユーザ集合のうちのユーザのみに対して、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、前記ステップ3は、実効的な信号対干渉雑音比が最大のユーザをスケジューリングするステップを含む。
【００１３】
上記方法において、前記スケジューリングアルゴリズムは、プロポーショナルフェアのアルゴリズムであり、前記ステップ1は、通信を行うユーザが、各自のチャネル品質情報を基地局へフィードバックするステップAと、新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記チャネル品質情報に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップBとを含み、前記ステップ2において、各ユーザに対して、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得し、前記ステップ3は、各ユーザに対応する等価伝送速度
【数６】
2009225372.tif 000008
を算出し、
【数７】
2009225372.tif 000009
の値が最大のユーザをスケジューリングするステップを含み、そのうち、
【数８】
2009225372.tif 000010
が取得した平均速度である。
【００１４】
上記方法において、前記スケジューリングアルゴリズムは、最大信号対干渉雑音比のアルゴリズムであり、
通信を行うユーザが、自身の瞬時チャネル品質情報と再送情報と合成ゲインとに基づいて各自の実効的な信号対干渉雑音比を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を基地局へフィードバックするステップa1と、
新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップb1と、
各ユーザの最大許容伝送速度を並べて、その中の最大の速度を取得し、前記最大速度を持つユーザ集合を確定するステップc1と、
前記ユーザ集合のうち、実効的な信号対干渉雑音比が最大のユーザをスケジューリングするステップd1とを含む。
【００１５】
上記方法において、前記スケジューリングアルゴリズムは、プロポーショナルフェアのアルゴリズムであり、
通信を行うユーザが、自身の瞬時チャネル品質情報と再送情報と合成ゲインとに基づいて各自の実効的な信号対干渉雑音比を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を基地局へフィードバックするステップA1と、
新しいデータを送信するユーザに対して、基地局が、前記チャネル品質情報に基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を直接確定し、再送ユーザに対して、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするステップB1と、
各ユーザに対応する実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、各ユーザに対応する等価伝送速度
【数９】
2009225372.tif 000011
を算出するステップC1と、
【数１０】
2009225372.tif 000012
の値が最大のユーザをスケジューリングするステップD1とを含み、
前記ステップD1において、
【数１１】
2009225372.tif 000013
が取得した平均速度である。
【００１６】
上記方法において、チェイス合成でハイブリッド自動要求再送を実現する場合、最大比合成の特徴、すなわち前記合成ゲインが、再送ユーザが今までに数回にわたって信号を受信した信号対干渉雑音比の和と同じであるという特徴に基づいて前記合成ゲインを取得する。
【００１７】
上記方法において、増分的冗長性の方法でハイブリッド自動要求再送を実現する場合、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフに基づいて平均合成ゲインを取得する。
【００１８】
本発明の目的を実現するために、本発明は、ハイブリッド自動要求再送に基づくスケジューリング装置をさらに提供している。該装置は、ユーザのチャネル品質情報と再送情報とに基づいて、ユーザの最大許容伝送速度を確定する最大許容伝送速度確定モジュールと、ユーザからフィードバックされた瞬時信号対干渉雑音比に再送した場合の合成ゲインを加えることによって、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得する実効的な信号対干渉雑音比取得モジュールと、前記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、スケジューリングアルゴリズムに従いユーザをスケジューリングするスケジューリングモジュールとを含む。
【００１９】
上記装置において、ハイブリッド自動要求再送がチェイス合成を採用する場合、前記実効的な信号対干渉雑音比取得モジュールは、再送ユーザが数回にわたって信号を受信した信号対干渉雑音比の和を求めることによって前記合成ゲインを取得する。
【００２０】
上記装置において、ハイブリッド自動要求再送が増分的冗長性を採用する場合、前記実効的な信号対干渉雑音比取得モジュールは、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフによって平均合成ゲインを取得する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、下記のような優れた点を有する。
【００２２】
1.本発明は、合成ゲインのアイデアをスケジューリングアルゴリズムに導入して、伝送速度に対する再送ユーザの合成ゲインの影響を十分に考えて、ユーザの実際の伝送速度をより正確的に判断することができるため、合成ゲインを考慮した本発明のスケジューリング方法によれば、より信頼でき、より効果的な伝送品質を無線高速データ通信に提供することができる。
【００２３】
2.本発明のMaxC/Iのスケジューリングアルゴリズム及びプロポーショナルフェアのスケジューリングアルゴリズムは、合成ゲインを導入して改良したスケジューリングアルゴリズムを提出し、ユーザからフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送ユーザの合成ゲインを加えることによってユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得する。合成ゲインを導入した実効的な信号対干渉雑音比によって、実際の伝送速度を真実に反映できるため、実効的な信号対干渉雑音比を上記二種類のアルゴリズムと結合することで、できるだけ実際の伝送速度に基づいてアルゴリズムルールに符合したユーザを見つけることができ、アルゴリズムの正確性を向上させることができる。
【００２４】
3.本発明において、ユーザの最大許容伝送速度を初回に判断する際に、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするので、従来技術において、チャネル品質情報に基づいて再送ユーザの最大許容伝送速度を確定して、これをスケジューリングする依拠とし、再送ユーザの前回の送信速度で送信して、スケジューリングされるユーザが最大速度を有しない問題を回避することができる。従って、本発明によれば、スケジューリングの依拠となる速度と送信速度との一致を保証し、スケジューリングの正確性及び有効性を保証し、システムスループットを向上させることができる。
【００２５】
4.本発明は、異なるハイブリッド自動要求再送方式に対して、合成ゲインを確定する二種類の方法を提供し、再送ユーザの合成ゲインを簡単且つ効果的に確定することができる。さらに、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を確定して、ユーザの実際の伝送速度を正確的に判断することに、実効性且つ有効性を具備する実現手段を提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
スケジューリングされた後に該ユーザのデータが正しく受信されるか否かは、ユーザをスケジューリングする前には分からないため、従来技術においてユーザをスケジューリングする依拠となる瞬時伝送速度は実際の伝送速度を完全的に反映することができない。該速度は、該ユーザのデータが正しく受信された後の速度を示すに過ぎない。該ユーザのデータが誤ったことが検出されると、実際の伝送速度は0であり、該誤りのデータは、再送されるか或いは廃棄されることになる。このような誤った計算は、マルチユーザシステムにおいてとても不利である。また、多くのハイブリッド自動要求再送方法において、再送による合成ゲインによって、再送データが初回送信データと比べてより高い受信成功率を持つようにする。これに基づき、本発明において、スケジューリング原則に合成によるゲインを導入して、無線通信システムのために、ハイブリッド自動要求再送の合成ゲインに基づくマルチユーザスケジューリング方法を設計して、チャネルの実際の伝送速度をより正確的に判断することができるようにする。図1に示すように、本発明によるスケジューリング方法は、下記ステップを含む。
【００２７】
ステップ101において、ユーザのチャネル品質情報と再送情報とに基づいてユーザの最大許容伝送速度を確定する。
【００２８】
ステップ102において、ユーザからフィードバックされた瞬時信号対干渉雑音比に再送した場合の合成ゲインを加えることによってユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得する。
【００２９】
ステップ103において、上記実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、スケジューリングアルゴリズムに従いユーザをスケジューリングする。
【００３０】
実効的な信号対干渉雑音比の算出が基地局において完成された場合、上記手順に従って処理を行う。実効的な信号対干渉雑音比の算出がユーザ側において完成された場合、ユーザによって実効的な信号対干渉雑音比を算出して基地局にフィードバックし、さらに、基地局によってユーザの最大許容伝送速度を確定し、最後にステップ103を実行する。
【００３１】
最大信号対干渉雑音比のスケジューリングアルゴリズムに基づく場合、合成ゲインを導入した後の本発明によるスケジューリングアルゴリズムの実施例1は、下記に示すようである。
【００３２】
ステップ1）において、通信を行うユーザは、各自のチャネル品質情報
【数１２】
2009225372.tif 000014
を基地局へフィードバックする。
【００３３】
ステップ2）において、基地局は、各ユーザのチャネル品質と再送情報とに基づいて、各自の最大許容伝送速度
【数１３】
2009225372.tif 000015
を確定し、新しいデータを送信するユーザに対して、フィードバックされた
【数１４】
2009225372.tif 000016
を直接確定し、再送ユーザに対して、その
【数１５】
2009225372.tif 000017
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【００３４】
ステップ3）において、以上のステップで取得した最大許容伝送速度を並べて、最大速度を持つユーザ集合
【数１６】
2009225372.tif 000018
を確定する。
【００３５】
ステップ4）において、上記ユーザ集合のうちの各ユーザに対応する実効的な信号対干渉雑音比
【数１７】
2009225372.tif 000019
を算出する。
【００３６】
ステップ5）において、実効的な信号対干渉雑音比が最大のユーザ
【数１８】
2009225372.tif 000020
をスケジューリングする。
【００３７】
スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜ステップ5）を繰り返す。
【００３８】
最大信号対干渉雑音比のアルゴリズムに基づく実施例2は、下記に示すようである。
【００３９】
ステップ1）において、通信を行うユーザは、各自の瞬時チャネル品質情報と再送情報と合成ゲインとに基づいて、各自の実効的な信号対干渉雑音比
【数１９】
2009225372.tif 000021
を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を基地局へフィードバックする。
【００４０】
ステップ2）において、基地局は、各ユーザのチャネル品質と再送情報とに基づいて、各自の最大許容伝送速度
【数２０】
2009225372.tif 000022
を確定し、新しいデータを送信するユーザに対して、フィードバックされた
【数２１】
2009225372.tif 000023
を直接確定し、再送ユーザに対して、その
【数２２】
2009225372.tif 000024
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【００４１】
ステップ3）において、上記取得した最大許容伝送速度を並べて、最大速度を持つユーザ集合
【数２３】
2009225372.tif 000025
を確定する。
【００４２】
ステップ4）において、実効的な信号対干渉雑音比が最大のユーザ
【数２４】
2009225372.tif 000026
をスケジューリングする。
【００４３】
スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜4）を繰り返す。
【００４４】
本発明の合成ゲインのアイデアを伝統的なＰＦ（プロポーショナルフェア）のスケジューリングアルゴリズムに適用した実施例1は、下記に示すようである。
【００４５】
ステップ1）において、通信を行うユーザは、各自のチャネル品質情報
【数２５】
2009225372.tif 000027
を基地局へフィードバックする。
【００４６】
ステップ2）において、基地局は、各ユーザのチャネル品質情報に基づいて、各自の最大許容伝送速度
【数２６】
2009225372.tif 000028
を確定し、新しいデータを送信するユーザに対して、フィードバックされた
【数２７】
2009225372.tif 000029
を直接確定し、再送ユーザに対して、その
【数２８】
2009225372.tif 000030
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【００４７】
ステップ3）において、上記ユーザ集合のうちの各ユーザに対応する実効的な信号対干渉雑音比
【数２９】
2009225372.tif 000031
と、等価伝送速度
【数３０】
2009225372.tif 000032
を算出する。
【００４８】
ステップ4）において、
【数３１】
2009225372.tif 000033
の原則に基づいて（伝統的なＰＦ方法は、
【数３２】
2009225372.tif 000034
に基づく）、最大値を持つユーザをスケジューリングする。そのうち、
【数３３】
2009225372.tif 000035
が取得した平均速度である。
【００４９】
下記の公式によって、
【数３４】
2009225372.tif 000036
を更新することができる。
【数３５】
2009225372.tif 000037
【００５０】
そのうち、
【数３６】
2009225372.tif 000038
はプロポーショナル因子であり、tは時間を示しており、if scheduleは、該ユーザiがスケジューリングされる場合であることを示す。
【００５１】
ステップ5）において、スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜ステップ4）を繰り返す。
【００５２】
ＰＦのスケジューリングアルゴリズムに基づく実施例2は、下記に示すようである。
【００５３】
ステップ1）において、通信を行うユーザは、各自の瞬時チャネル品質情報と再送情報と合成ゲインとに基づいて、各自の実効的な信号対干渉雑音比
【数３７】
2009225372.tif 000039
を算出し、該実効的な信号対干渉雑音比を基地局へフィードバックする。
【００５４】
ステップ2）において、基地局は、各ユーザのチャネル品質情報に基づいて、各自の最大許容伝送速度
【数３８】
2009225372.tif 000040
を確定し、新しいデータを送信するユーザに対して、フィードバックされた
【数３９】
2009225372.tif 000041
を直接確定し、再送ユーザに対して、その
【数４０】
2009225372.tif 000042
は前回のデータ送信で採用した速度と同じである。
【００５５】
ステップ3）において、各ユーザに対応する実効的な信号対干渉雑音比に基づいて、等価伝送速度
【数４１】
2009225372.tif 000043
を算出する。
【００５６】
ステップ4）において、
【数４２】
2009225372.tif 000044
の原則に基づいて（伝統的なＰＦ方法は、
【数４３】
2009225372.tif 000045
に基づく）、最大値を持つユーザをスケジューリングする。そのうち、
【数４４】
2009225372.tif 000046
が取得した平均速度である。
【００５７】
下記の公式によって、
【数４５】
2009225372.tif 000047
を更新することができる。
【数４６】
2009225372.tif 000048
【００５８】
そのうち、
【数４７】
2009225372.tif 000049
はプロポーショナル因子であり、tは時間を示しており、if scheduleは、該ユーザiがスケジューリングされる場合であることを示す。
【００５９】
ステップ5）において、スケジューリング周期ごとに、上記ステップ1）〜ステップ4）を繰り返す。
【００６０】
本発明は、合成ゲインを確定する二種類の方法をさらに提供している。
【００６１】
方法１：ハイブリッド自動要求再送方法がチェイス合成を採用する場合、最大比合成の特徴に基づいて、合成後の信号の信号対干渉雑音比が、数回にわたって信号を受信した信号対干渉雑音比の和と同じようになるので、合成ゲインを、下記公式で示すことができる。
【数４８】
2009225372.tif 000050
【００６２】
上記公式において、
【数４９】
2009225372.tif 000051
に伝送されるときの瞬時信号対干渉雑音比を示す。
【数５０】
2009225372.tif 000052
新しいデータを送信するときの瞬時信号対干渉雑音比を示す。
【数５１】
2009225372.tif 000053
同一データパケットを送信する回数を示す。
【００６３】
方法２：ハイブリッド自動要求再送方法が増分的冗長性を採用する場合、その合成ゲインは、主に符号化ゲインであり、合成ゲインを取得できる明確な公式がないため、本発明は、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフで平均合成ゲインを取得する。図2は、異なる再送回数の場合の、ブロック誤り率（BLER）と信号対干渉雑音比(SNR)とのグラフである。与えられた平均信号対干渉雑音比に対して、本発明は、まず、再送回数Mが0のときに該平均信号対干渉雑音比によって取得できるブロック誤り率を確定する。同じブロック誤り率を取得するために、異なる再送回数の場合において必要とする平均信号対干渉雑音比も異なる。再送回数が多いほど、必要とする信号対干渉雑音比は小さくなる。異なる再送回数の場合において必要とする信号対干渉雑音比と、再送のないときに必要とする信号対干渉雑音比との差が、各再送回数に対応する合成ゲインである。例えば、図2に示すように、システムの平均信号対干渉雑音比を12ｄBとすると、再送データがない場合に取得できるブロック誤り率は大体10％である。再送回数がそれぞれ1回、２回、３回の場合、10％のブロック誤り率を取得するために必要とする平均信号対干渉雑音比は、それぞれ６ｄB、４ｄB、１ｄBである。従って、再送回数がそれぞれ1回、２回、３回の場合に取得する合成ゲインは、再送回数がそれぞれ1回、２回、３回の場合に必要とする信号対干渉雑音比と、再送のないときに必要とする信号対干渉雑音比との差値であり、それぞれ６ｄB、８ｄB、１１ｄBである。従って、異なる平均信号対干渉雑音比によって、図３に示すような合成ゲインの対照テーブルを取得することができる。図３は、変調方式がＱＰＳＫ（四位相偏移変調）であり、コード率が１/２のときに取得したものである。従って、システムが異なる変調符号化方式を採用しても本発明は図３に示すような対照テーブルを取得することができ、合成ゲインの大きさは、テーブルを調べて確定できる。図３の場合、取得した合成ゲインを下記公式で示すことができる。
【数５２】
2009225372.tif 000054
【００６４】
次に、図面を参照して、三種類のスケジューリングアルゴリズムの性能を比較する。
【００６５】
アルゴリズム1は、伝統的な最大速度スケジューリング方法である。該方法は、任意のスケジューリング周期において、速度の最大のユーザをスケジューリングする。速度の最大のユーザが複数存在する場合、一のユーザをランダムに選択し、スケジューリングされるユーザが再送ユーザであるか否かは考慮しない。
【００６６】
アルゴリズム2は、再送ユーザを優先してスケジューリングする方法である。再送ユーザがないときには、アルゴリズム1に従ってスケジューリングを行う。
【００６７】
本発明のアルゴリズムは、まず、速度最大の原則で最大速度をもつユーザの集合を確定し、そして、集合のうちのユーザに対して各自の実効的な信号対干渉雑音比を算出し、最後に、最大信号対干渉雑音比を持つユーザをスケジューリングする。
【００６８】
本発明で提出したアルゴリズムの性能を評価するために、本発明は、周波数利用効率、再送待ち遅延、ユーザ公平性の三つの面から、本発明と伝統的な方法との性能を比較する。
【００６９】
図4は、平均信号対干渉雑音比が5ｄB、目標ブロック誤り率が1％であるときの周波数利用効率性能のグラフを示す。同図に示すように、ユーザ数の増加につれて、周波数利用効率は高くなる。すべてのユーザ範囲内において、本発明は最もよい周波数利用効率を取得し、アルゴリズム2の周波数利用効率がもっとも低く、アルゴリズム1の周波数利用効率が両者の間にある。
【００７０】
図５は、信号対干渉雑音比が10ｄB、目標ブロック誤り率が1％であるときの周波数利用効率性能のグラフを示す。この場合、5ｄBの信号対干渉雑音比と比べて周波数利用効率がより高い。これは、このときほとんどの場合において、スケジューリングされるユーザが最ハイオーダー変調符号化方式を採用するからである。しかしながら、本発明の性能改善は低下した。これは、信号対干渉雑音比が10ｄBである場合、誤ったパケットが出現する確率、及び「最大送信速度を持つユーザがデータを再送する」というイベントが発生する確率が共に低下したからである。
【００７１】
図６は、信号対干渉雑音比が10ｄB、ブロック誤り率が1％、ユーザ数が15である場合において、各パケットがはじめて送信されてから正しく受信され、或いは廃棄されるまで、必要とする時間の確率分布を示す。図６に示すように、アルゴリズム1は、各スケジューリング時刻において、現在の瞬時チャネル状況に基づいてユーザをスケジューリングするので、データにエラーが発生したとき、次回にスケジューリングされるまで待ち時間が非常に長い。アルゴリズム2は、毎回再送ユーザを優先してスケジューリングするので、待ち時間を必要とせず、直後に再送されることになる。本発明の場合、再送状況とそのチャネル条件とに基づいて適切な時刻で再送ユーザをスケジューリングするので、必要とする遅延がアルゴリズム1とアルゴリズム2の間にある。遅延保証要求のあるユーザに対して、アルゴリズム1を採用すると、多くのユーザのデータパケットがタイムアウトのため廃棄されることになる。本発明は、アルゴリズム1と比べ、パケットが廃棄される確率を低下させる。
【００７２】
図７は、ユーザ公平性のグラフである。各グラフは、異なるスケジューリングアルゴリズムを採用する場合に各ユーザが取得するスケジューリング機会を反映している。ユーザ数が１５である場合、完全に公平的なスケジューリングを行う場合、各ユーザがスケジューリングされる確率は、１/１５=０．０６６７である。グラフによると、三種類のアルゴリズムで取得した公平性が完全的に公平ではないが、各ユーザがスケジューリングされる確率は、０．０６６７にとても近い。したがって、全体的にいうと、三種類のアルゴリズムによって取得した公平性は基本的に同一である。
【００７３】
以上からわかるように、本発明は、下記の優れた点を有する。
【００７４】
1）本発明は、合成ゲインのアイデアをスケジューリングアルゴリズムに導入して、伝送速度に対する再送ユーザの合成ゲインの影響を十分に考えて、ユーザの実際の伝送速度をより正確的に判断することができるため、合成ゲインを考慮した本発明のスケジューリング方法によれば、より信頼でき、より効果的な伝送品質を無線高速データ通信に提供することができる。
【００７５】
2）本発明のMaxC/Iのスケジューリングアルゴリズム及びプロポーショナルフェアのスケジューリングアルゴリズムは、合成ゲインを導入して改良したスケジューリングアルゴリズムを提出し、ユーザからフィードバックされた信号対干渉雑音比に再送ユーザの合成ゲインを加えることによってユーザの実効的な信号対干渉雑音比を取得する。合成ゲインを導入した実効的な信号対干渉雑音比によって、実際の伝送速度を真実に反映できるため、実効的な信号対干渉雑音比を上記二種類のアルゴリズムと結合することで、できるだけ実際の伝送速度に基づいてアルゴリズムルールに符合したユーザを見つけることができ、アルゴリズムの正確性を向上させることができる。
【００７６】
3）本発明において、ユーザの最大許容伝送速度を初回に判断する際に、再送ユーザが前回のデータ送信で採用した速度を最大許容伝送速度とするので、従来技術において、チャネル品質情報に基づいて再送ユーザの最大許容伝送速度を確定して、これをスケジューリングする依拠とし、再送ユーザの前回の送信速度で送信して、スケジューリングされるユーザが最大速度を有しない問題を回避することができる。従って、本発明によれば、スケジューリングの依拠となる速度と送信速度との一致を保証し、スケジューリングの正確性及び有効性を保証し、システムスループットを向上させることができる。
【００７７】
4）本発明は、異なるハイブリッド自動要求再送方式に対して、合成ゲインを確定する二種類の方法を提供し、再送ユーザの合成ゲインを簡単且つ効果的に確定することができる。さらに、ユーザの実効的な信号対干渉雑音比を確定して、ユーザの実際の伝送速度を正確的に判断することに、実効性且つ有効性を具備する実現手段を提供している。
【００７８】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということが明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更形態として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図1は、本発明による方法のフローを示す図である。
【図２】図2は、再送回数が異なる、ブロック誤り率と信号対干渉雑音比とのグラフである。
【図３】図3は、本発明において、異なる平均信号対干渉雑音比によって取得した合成ゲインの比較図である。
【図４】図4は、低信号対干渉雑音比の環境において、異なるスケジューリングアルゴリズムの周波数利用効率性能の比較図である。
【図５】図5は、高信号対干渉雑音比の環境において、異なるスケジューリングアルゴリズムの周波数利用効率性能の比較図である。
【図６】図6は、異なるスケジューリングアルゴリズムによるデータパケットの伝送遅延分布図である。
【図７】図7は、異なるスケジューリングアルゴリズムによるユーザ公平性の比較図である。
【図１】
2009225372.tif 000061
【図２】
2009225372.tif 000062
【図３】
2009225372.tif 000063
【図４】
2009225372.tif 000064
【図５】
2009225372.tif 000065
【図６】
2009225372.tif 000066
【図７】
2009225372.tif 000067