(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要とする通信品質が端末又は通信コネクション毎に異なる通信システムにおける無線リソース割当方法であって、
前記端末又は通信コネクションの通信品質を測定し、
前記測定した通信品質が、必要とする通信品質より劣化した端末又は通信コネクションからなる第１のグループを抽出し、
前記必要とする通信品質と前記測定した通信品質との差に基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定し、
前記第１のグループの端末又は通信コネクションに対し、前記優先順位に基づいて無線リソースを割り当てることを特徴とする無線リソース割当方法。
【請求項２】
必要とする通信品質が端末又は通信コネクション毎に異なる通信システムにおける無線リソース割当方法であって、
前記端末又は通信コネクションの通信品質を測定し、
前記測定した通信品質が、必要とする通信品質より良好な端末又は通信コネクションからなる第２のグループを抽出し、
前記必要とする通信品質と前記測定した通信品質との差に基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定し、
前記第２のグループの端末又は通信コネクションに対し、前記優先順位に基づいて無線リソースを割り当てることを特徴とする無線リソース割当方法。
【請求項３】
請求項１に記載の無線リソース割当方法であって、
前記必要とする通信品質に対する前記測定した通信品質の劣化の度合いに基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定することを特徴とする無線リソース割当方法。
【請求項４】
請求項２に記載の無線リソース割当方法であって、
前記必要とする通信品質に対する前記測定した通信品質の良好さの度合いに基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定することを特徴とする無線リソース割当方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の無線リソース割当方法であって、
前記必要とする通信品質は、許容可能な遅延時間、伝送速度、又はスループットに関する通信品質であることを特徴とする無線リソース割当方法。
【請求項６】
必要とする通信品質が端末又は通信コネクション毎に異なる通信システムにおいて、無線リソースを割り当てる通信装置であって、
前記端末又は通信コネクションの通信品質を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定した通信品質が、必要とする通信品質より劣化した端末又は通信コネクションからなる第１のグループを抽出する第１の抽出手段と、
前記必要とする通信品質と前記測定手段で測定した通信品質との差に基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定する第１の優先順位決定手段と、
前記第１のグループの端末又は通信コネクションに対し、前記優先順位に基づいて無線リソースを割り当てる無線リソース割当手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項７】
必要とする通信品質が端末又は通信コネクション毎に異なる通信システムにおいて、無線リソースを割り当てる通信装置であって、
前記端末又は通信コネクションの通信品質を測定する測定手段と、
前記測定手段で測定した通信品質が、必要とする通信品質より良好な端末又は通信コネクションからなる第２のグループを抽出する第２の抽出手段と、
前記必要とする通信品質と前記測定手段で測定した通信品質との差に基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定する第２の優先順位決定手段と、
前記第２のグループの端末又は通信コネクションに対し、前記優先順位に基づいて無線リソースを割り当てる無線リソース割当手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項８】
請求項６に記載の通信装置であって、
前記第１の優先順位決定手段は、前記必要とする通信品質に対する前記測定手段で測定した通信品質の劣化の度合いに基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定することを特徴とする通信装置。
【請求項９】
請求項７に記載の通信装置であって、
前記第２の優先順位決定手段は、前記必要とする通信品質に対する前記測定手段で測定した通信品質の良好さの度合いに基づいて、無線リソースを割り当てる優先順位を決定することを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９の何れかに記載の通信装置であって、
前記必要とする通信品質は、許容可能な遅延時間、伝送速度、又はスループットに関する通信品質であることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端末又は通信コネクション毎に無線リソースを割り当てる無線リソース割当方法及び通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の音声メディアによる通信コネクションが中心であった無線通信システムにおいては、無線リソースの利用効率の向上を目的とした制御を行う場合、システム側は各端末間の通信品質の公平性を保つように制御していた。これは、システム側が端末に提供すべき通信品質は全て同一と考えることが可能だったからである。しかし、近年、音声のみでなく非音声のデータ通信、動画像及び静止画像のダウンロード等の様々なメディア、いわゆるマルチメディアに対する要求が高まってきており、今後の無線通信システムは、こうしたマルチメディアサービスを提供することが必要不可欠となってくる。
【０００３】
これらのマルチメディアサービスをユーザが十分満足するように提供するためには、通信品質と端末毎又は通信コネクション毎にそれぞれ異なる値に設定する必要があると考えられる。例えば音声通信を行う通信コネクションに対しては、多少音質が悪くても、なるべく少ない伝送遅延時間が要求される。一方、データ通信を行う通信コネクションに対しては、伝送遅延時間が大きくなっても良いが、その代わりにデータ誤りのない通信が要求される。従って、システムがマルチメディアサービスを提供する場合、無線リソースを有効に利用した効率的な伝送を行うシステム設計のみならず、扱うメディアの異なる各端末又は各通信コネクションが必要とする通信品質を満足させるための制御が重要になってくる。
【０００４】
従来の技術においても、こうしたマルチメディアサービスを提供するシステムが行う制御に関して様々な考案がなされてきたが、端末毎又は通信コネクション毎に必要とする通信品質が異なる場合に、その必要とする通信品質を満足させるための適切な制御を行うことができなかった。これについて、図１４及び図１５を用いて説明する。
【０００５】
図１４は、システム側が全ての端末に対し、一元的に必要な通信品質の基準値を決定する場合における、基準値と実際に測定された通信品質との関係を示す図である。ここでは、１つの端末が１つのメディアによる通信コネクションを確立しているものとする。
【０００６】
従来技術では、各端末に無線リソースを割り当てる場合、必要な通信品質の基準値より劣化している端末を優先し、通信品質の低い順に割り当てるという制御を行っていた。図１４においては、基準値を満足しない（基準値を下回っている）端末は、端末Ａ、Ｃ、Ｄであり、これらの端末は通信品質の低い順、即ち端末Ｄ、Ｃ、Ａの順で無線リソースが割り当てられ、次に基準値を満足する端末Ｂに無線リソースが割り当てられる。また、必要な通信品質の基準値を設けず、単に通信品質の低い順に無線リソースを割り当てるという技術もある。この場合、無線リソースの割当順序は、上述した場合と同様、端末Ｄ、Ｃ、Ａ、Ｂの順になる。
【０００７】
しかし、これらの無線リソース割当処理は、各端末が必要とする通信品質が同一の場合には適用可能であるが、各端末が必要とする通信品質がそれぞれ異なる場合には対応できない。例えば、上述した無線リソース割当処理では、端末Ａの方が端末Ｄより通信品質に対する要求が厳しい場合でも、端末Ａに対し、端末Ｄに優先して無線リソースが割り当てられることはない。従って、各端末が必要とする通信品質がそれぞれ異なる場合には、各端末は必要とする通信品質をシステム側に要求し、システム側は各端末が必要とする通信品質（以下「要求品質」と称する）に基づいて無線リソースを割り当てる必要がある。
【０００８】
図１５は、各端末が個別に必要な通信品質を要求する場合における、要求品質と実際に測定された通信品質との関係を示す図である。マルチメディア通信のシステムでは、各端末は、図１５に示すようにそれぞれ異なる通信品質を有するものと考えられる。このような場合、上述した従来の無線リソース割当処理では、端末Ｄ、Ｃ、Ａ、Ｂの順で無線リソースが割り当てられ、要求品質を満足する端末Ａが、要求品質を満足しない端末Ｂよりも優先されてしまう。また、端末Ｃと端末Ｄとを比較した場合、端末Ｃの方が要求品質からのずれが大きいため、端末Ｃが優先されるべきであるが、従来の無線リソース割当処理では、端末Ｄが優先されてしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
これまで述べてきたように、従来の無線リソース割当処理は、単に通信品質の低い順に割り当てる、又は、システム側が有する固定的且つ一元的な基準値以下に劣化する端末を優先するとともに通信品質の低い順に割り当てるものであった。これら何れの場合も、全ての端末又は全ての通信コネクションが同一の通信品質を必要とする場合にのみ有効な割当処理である。しかし、マルチメディアを対象とした通信システムでは、端末毎又は通信コネクション毎に異なる通信品質が要求されるため、従来のような割当順序で無線リソースを割り当てると、無線リソースに十分な空きがない場合、要求品質を満足しない端末又は通信コネクションが増加してしまう。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的は、要求品質を満たす端末又は通信コネクションを増加させることが可能な無線リソース割当方法及び通信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる無線リソース割当方法は、必要とする通信品質が端末又は通信コネクション毎に異なる通信システムにおける無線リソース割当方法であって、通信品質が必要とする通信品質より劣化した端末又は通信コネクションからなる第１のグループと、通信品質が必要とする通信品質より良好な端末又は通信コネクションからなる第２のグループとを抽出し、前記第１のグループの端末又は通信コネクションに対し、前記第２のグループの端末又は通信コネクションに優先して無線リソースを割り当ててもよい。
【００１２】
このような無線リソース割当方法では、従来のように、端末や通信コネクションが必要とする通信品質（要求品質）を考慮せずに測定された通信品質のみに基づいて無線リソースを割り当てるのではなく、測定された通信品質が要求品質より劣化した端末又は通信コネクションに対して、測定された通信品質が要求品質より良好な端末又は通信コネクションに優先して無線リソースを割り当てることにより、要求品質を満足していない端末又は通信コネクションの通信品質を優先的に改善し、要求品質を満足する端末又は通信コネクションを増加させることができる。なお、無線リソースとは、時分割多重アクセス方式におけるタイムスロット、周波数分割多重アクセス方式における周波数帯域、符号分割多重アクセス方式における拡散コード、基地局あるいは端末の送信電力等を意味する。
【００１３】
また、本発明の無線リソース割当方法は、更に、必要とする通信品質を有しない端末又は通信コネクションからなる第３のグループを抽出し、前記第１及び第２のグループの端末又は通信コネクションに対する無線リソースを割り当てた後に、前記第３のグループの端末又は通信コネクションに対する無線リソースを割り当ててもよい。
【００１４】
この場合には、要求品質を有する端末又は通信コネクションに対し、優先的に無線リソースを割り当てることにより、要求品質を満足する端末又は通信コネクションを増加させることができる。
【００１５】
また、本発明の無線リソース割当方法は、前記第１のグループの端末又は通信コネクションに対し、前記通信品質の低い順、前記必要とする通信品質と前記通信品質との差が大きい順、又は前記必要とする通信品質に対する前記通信品質の劣化の度合いが大きい順で、無線リソースを割り当ててもよい。
【００１６】
この場合には、前記と同様、要求品質を満足する端末又は通信コネクションを増加させることができ、併せて、劣化の大きい通信品質を優先的に改善することができる。
【００１７】
また、本発明の無線リソース割当方法は、前記第２のグループの端末又は通信コネクションに対し、前記通信品質の低い順、前記必要とする通信品質と前記通信品質との差が小さい順、又は前記必要とする通信品質に対する前記通信品質の良好さの度合いが小さい順で、無線リソースを割り当ててもよい。
【００１８】
この場合には、前記と同様、要求品質を満足する端末又は通信コネクションを増加させることができる。更に、要求品質を満足する端末又は通信コネクションにおいて、要求品質と通信品質との差が小さい、あるいは要求品質に対する通信品質の良好さの度合いが小さいということは、今後、実際の通信品質が要求品質より劣化する可能性が高いということであるから、要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質と通信品質との差が小さい順、あるいは要求品質と通信品質の良好さの度合いが小さい順に無線リソースを割り当てることにより、これら端末又は通信コネクションの通信品質が要求品質より劣化する確率を下げることが可能となる。
【００１９】
また、本発明にかかる無線リソース割当方法は、端末又は通信コネクションが必要とする通信品質が、許容可能な遅延時間、伝送速度、又はスループットに関する通信品質でもよい。
【００２０】
また、請求項６〜１０に記載された発明は、請求項１〜５に記載された無線リソース割当方法に適した通信装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線リソース割当方法及び通信装置が適用される無線通信システムの基本的な構成を示す図である。
【００２２】
図１では、１つの無線基地局１が複数の無線端末１０、２０、３０、４０をカバーしている。即ち、複数の無線端末１０〜４０は全て同一の無線基地局１と通信を行っており、無線基地局１がこれらの無線端末１０〜４０、又は、無線基地局１と各無線端末１０〜４０との間の各通信コネクションに対し、時分割多重アクセス方式におけるタイムスロット、周波数分割多重アクセス方式における周波数帯域、符号分割多重アクセス方式における拡散コード、基地局あるいは端末の送信電力等の無線リソースを割り当てる。
【００２３】
図１では、例えば無線端末１０は無線基地局１から画像データを受信しており、無線端末２０はカメラで撮影した写真のデータを送信している。また、無線端末３０はパーソナルコンピュータを用いてデータを送信しており、無線端末４０は遠隔地に存在する別の無線端末と音声による通話を行っている。図１の無線通信システムがこのようなマルチメディア通信のシステムの場合であれば、各無線端末１０〜４０又は各通信コネクションが必要とする通信品質（要求品質）はそれぞれ異なっている。
【００２４】
また、無線基地局１は、接続される無線端末数分のバッファ１１、２１、３１、４１を備えている。バッファ１１には、無線端末１０へ送信されるパケットが格納される。同様に、バッファ２１〜４１には、無線端末２０〜４０へ送信されるパケットが格納される。一方、各無線端末１０〜４０は、無線基地局１へ送信されるパケットを格納するバッファ１２、２２、３２、４２を備えている。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態に係る通信装置が適用される無線基地局のブロック図である。ここでは、各無線端末１０〜４０又は通信コネクションの要求品質は、許容できる遅延時間、伝送速度、スループット等を言う。無線基地局１は、無線リソース割当の優先順序を決定するために、通信品質測定部１０６において、受信部１０２や送信部１０４から送られる情報に基づいて、その時点における各無線端末１０〜４０又は各通信コネクション毎に通信品質を測定する。
【００２６】
通信品質の測定後、無線基地局１は、リソース割当優先順序決定処理部１０８において、測定された通信品質と、各無線端末１０〜４０又は各通信コネクションから予め通知されている要求品質とに基づいて、以下に説明する方法により無線リソース割当の優先順序を決定し、リソース割当処理部１１０において、決定された優先順序に従い、各無線端末１０〜４０又は各通信コネクション毎に無線リソースを割り当て、データの送受信を行う。
【００２７】
図３は、各無線端末又は各通信コネクションの要求品質に基づいた無線リソース割当処理のフローチャートである。リソース割当優先順序決定処理部１０８は、全ての無線端末１０〜４０又は通信コネクションに対し、測定された実際の通信品質が要求品質を満足しているか否かを判定する（ステップ３０１）。
【００２８】
この判定処理の後、リソース割当優先順序決定処理部１０８は、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションに優先して無線リソースを割り当てるように、優先順序を決定する。このため、まず、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションへ優先的に無線リソースを割り当てる処理が行われる（ステップ３０２）。その後、残りリソースがあるか否かが判定され（ステップ３０３）、残りリソースがあれば、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションへ無線リソースを割り当てる処理が行われる（ステップ３０４）。
【００２９】
このように要求品質を考慮した無線リソース割当処理が行われることにより、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションは、測定された実際の通信品質が、要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションより良好な場合であっても、優先的に無線リソースが割り当てられることになる。
【００３０】
図３のフローチャートに示した要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションへ無線リソースを割り当てる処理（ステップ３０２）や、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションへ優先的に無線リソースを割り当てる処理（ステップ３０４）における、無線リソース割当の優先順序の決定方法には様々なものがある。以下、その詳細を図４〜図８のフローチャートにより説明する。
【００３１】
図４は、実際の通信品質の低い順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。まず、リソース割当優先順序決定処理部１０８は、要求品質を満足しない全ての無線端末又は通信コネクションを、実際の通信品質の低い順にソートする（ステップ４０１）。このソートした順序が無線リソースの割当の優先順序になる。
【００３２】
このようにして無線リソース割当の優先順序が決定された後、リソース割当処理部１１０は、残りリソースがあるか否かを判定し（ステップ４０２）、残りリソースがあれば、その残りリソースを、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションへ割り当てる処理を行う（ステップ４０３）。
【００３３】
これら残りリソースがあるか否かの判定処理（ステップ４０２）と無線リソースの割当処理（ステップ４０３）は、要求品質を満足しない全ての無線端末又は通信コネクションへ無線リソースを割り当てるか、若しくは残りリソースが無くなるまで繰り返される。このように、実際の通信品質の低い順に無線リソースを割り当てることにより、劣化の大きい通信品質を優先的に改善することができる。
【００３４】
なお、図４では、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションに対して無線リソースを割り当てる場合について説明したが、通信品質の低い順に、要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションに対して無線リソースを割り当てることもできる。
【００３５】
図５は、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質と実際の通信品質との差の大きい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。まず、リソース割当優先順序決定処理部１０８は、要求品質を満足しない全ての無線端末又は通信コネクションを、要求品質から実際の通信品質を差し引いた値の大きい順にソートする（ステップ５０１）。このソートした順序が無線リソース割当の優先順序になる。
【００３６】
無線リソース割当の優先順序が決定されると、リソース割当処理部１１０は、残りリソースがあるか否かを判定し（ステップ５０２）、残りリソースがあれば、その残りリソースを、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションへ割り当てる処理を行う（ステップ５０３）。このように、要求品質から実際の通信品質を差し引いた値の大きい順に無線リソースを割り当てることにより、劣化の大きい通信品質を優先的に改善することができる。
【００３７】
例えば、通信品質が伝送時の遅延時間で表され、無線端末又は通信コネクションの要求品質が許容できる遅延時間で表されるものとする。許容遅延時間が１［msec］である端末Ａと、許容遅延時間が３［msec］である端末Ｂが存在し、測定された実際の遅延時間がそれぞれ３［msec］、４［msec］である場合、図５に示した無線リソース割当方法によれば、遅延時間は端末Ｂの方が大きいが、許容遅延時間との差は端末Ａの方が大きいため、端末Ａに優先的に無線リソースが割り当てられる。
【００３８】
一方、図６は、要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質と実際の通信品質との差の小さい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。まず、リソース割当優先順序決定処理部１０８は、要求品質を満足する全ての無線端末又は通信コネクションを、実際の通信品質から要求品質を差し引いた値の小さい順にソートする（ステップ６０１）。このソートした順序が無線リソース割当の優先順序になる。
【００３９】
要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションにおいて、要求品質と実際の通信品質との差が小さいということは、実際の通信品質が要求品質より劣化する可能性が高いということであるから、要求品質と実際の要求品質と実際の通信品質との差が小さい順に無線リソースを割り当てることにより、通信品質が要求品質より劣化する確率を下げることができる。
【００４０】
図７は、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質に対する実際の通信品質の劣化の度合いの大きい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。まず、リソース割当優先順序決定処理部１０８は、要求品質を満足しない全ての無線端末又は通信コネクションを、要求品質から実際の通信品質を差し引いた値を要求品質で除した値の大きい順にソートする（ステップ７０１）。このソートした順序が無線リソース割当の優先順序になる。
【００４１】
無線リソース割当の優先順序が決定されると、リソース割当処理部１１０は、残りリソースがあるか否かを判定し（ステップ７０２）、残りリソースがあれば、その残りリソースを、要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションへ割り当てる処理を行う（ステップ７０３）。このように、要求品質から実際の通信品質を差し引いた値を要求品質で除した値の大きい順に無線リソースを割り当てることにより、劣化の大きい通信品質を優先的に改善することができる。
【００４２】
例えば、許容遅延時間が１［msec］である端末Ａと、許容遅延時間が１０００［sec ］である端末Ｂが存在し、測定された実際の遅延時間がそれぞれ２［msec］、１０２０［sec ］である場合、図７に示した無線リソース割当方法によれば、要求品質（許容遅延時間）と実際の遅延時間（実際の通信品質）との差は端末Ａについては１［msec］、端末Ｂについては２０［sec ］であり、その要求品質に対する割合は端末Ａについては１００［％］、端末Ｂについては２［％］であるため、端末Ａに優先的に無線リソースが割り当てられる。
【００４３】
一方、図８は、要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質に対する実際の通信品質の良好さの度合いの小さい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。この場合には、リソース割当優先順序決定処理部１０８は、要求品質を満足する全ての無線端末又は通信コネクションを、実際の通信品質から要求品質を差し引いた値を要求品質で除した値の小さい順にソートする（ステップ８０１）。このソートした順序が無線リソース割当の優先順序になる。
【００４４】
要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションにおいて、要求品質に対する実際の通信品質の良好さの度合いが小さいということは、実際の通信品質が要求品質より劣化する可能性が高いということであるから、要求品質と実際の要求品質と実際の通信品質との差が小さい順に無線リソースを割り当てることにより、通信品質が要求品質より劣化する確率を下げることができる。
【００４５】
ところで、１つの無線基地局１が複数の無線端末１０〜４０をカバーする場合、全ての無線端末又は通信コネクションが要求品質を有するとは限らず、要求品質を有しない無線端末も存在する場合があると考えられる。このような場合における無線リソース割当処理のフローチャートを図９に示す。
【００４６】
この場合には、まず要求品質を有する無線端末又は通信コネクションに優先的に無線リソースが割り当てられ（ステップ９０１）、次に残りリソースがあるか否かの判定（ステップ９０２）が行われ、残りリソースがある場合には、その残りリソースが要求品質を有しない無線端末又は通信コネクションに割り当てられる（ステップ９０２）。この場合、図３〜図８に示した無線リソース割当処理は、要求品質を有する無線端末又は通信コネクションに無線リソースに対してのみ行われる。
【００４７】
なお、図３〜図９に示した無線リソース割当処理は、何れの場合も、全ての無線端末又は通信コネクションに無線リソースが割り当てられるか、その時点で使用可能な全ての無線リソースが無線端末又は通信コネクションに割り当てられた時点で終了する。
【００４８】
上述した無線リソース割当処理において、要求品質とは、許容遅延時間、伝送速度、スループット等であったが、以下においては、要求品質が許容遅延時間である場合とスループットである場合とについて具体的に説明する。
【００４９】
要求品質が許容遅延時間である場合、実際の遅延時間は送信側におけるバッファにより測定する。なお、ここでは遅延時間として主に無線リンク部分（無線基地局と無線端末との間）における伝送遅延時間を対象に説明する。通信品質は遅延時間が大きくなるほど劣化する。従って、図３においては、実際の遅延時間が許容時間よりも大きい無線端末又は通信コネクションは、要求品質を満たしていないことになる。また、図４においては、実際の遅延時間の大きい順に無線リソース割当の優先順序が決定されることになる。図５〜図８においては、要求品質と実際の通信品質との差を、許容遅延時間と実際の遅延時間との差の絶対値と置き換えて処理を行えばよい。
【００５０】
即ち、ある無線端末又は通信コネクションの許容遅延時間をＤｔｈ、観測区間Ｔの間の平均の実際の遅延時間をＤとすると、Ｄ＞Ｄｔｈである場合、要求品質を満足しないことになる。この場合、図４の処理では実際の遅延時間Ｄの大きい順に無線リソースが割り当てられる。また、図５の処理では｜Ｄ−Ｄｔｈ｜の大きい順に無線リソースが割り当てられ、図７の処理では｜Ｄ−Ｄｔｈ｜／Ｄｔｈの大きい順に無線リソースが割り当てられる。一方、Ｄ＜Ｄｔｈである場合、要求品質を満足することになる。この場合、図４の処理では実際の遅延時間Ｄの大きい順に無線リソースが割り当てられる。また、図６の処理では｜Ｄ−Ｄｔｈ｜の小さい順に無線リソースが割り当てられ、図８の処理では｜Ｄ−Ｄｔｈ｜／Ｄｔｈの小さい順に無線リソースが割り当てられる。
【００５１】
また、要求品質がスループットである場合、実際のスループットは受信側において正しく受信することのできた情報量をカウントすることにより算出する必要がある。なお、スループットは無線端末又は通信コネクション毎に算出する。ここでスループットの算出方法について式を用いて説明する。計算式に用いる記号を、スループットの観測区間Ｔ［sec ］、観測区間Ｔの間に正しく受信することのできた情報量Ｉｃ［bits］、ある無線端末又は通信コネクションの要求するスループットＳｔｈ［bps ］、観測区間Ｔにおける実際のスループットＳ［bps ］とする。
【００５２】
まず、ある無線端末又は通信コネクションの要求するスループットＳｔｈについては、ある無線端末がＴ［sec ］の間にＩ［bits］の情報を伝送したい場合には、
Ｓｔｈ＝Ｉ／Ｔ
となる。即ち、無線端末又は通信コネクションは、観測区間Ｔの間の平均の情報伝送速度をスループットとして要求することになる。一方、実際のスループットは
Ｓ＝Ｉｃ／Ｔ
となる。実際には、単位時間あたり若しくは観測区間Ｔの間に正しく受信することができたパケット数として算出される。通信品質はスループットが小さくなるほど劣化する。従って、図３においては、実際のスループットが要求するスループットを下回る無線端末又は通信コネクションは、要求品質を満たしていないことになる。また、図４においては、実際のスループットの小さい順に無線リソース割当の優先順序が決定されることになる。図５〜図８では、要求品質と実際の通信品質との差を、要求するスループットと実際のスループットとの差の絶対値と置き換えて処理を行えばよい。
【００５３】
即ち、Ｓ＜Ｓｔｈである場合、要求品質を満足しないことになる。この場合、図４の処理では実際のスループットＳの小さい順に無線リソースが割り当てられる。また、図５の処理では｜Ｓｔｈ−Ｓ｜の大きい順に無線リソースが割り当てられ、図７の処理では｜Ｓｔｈ−Ｓ｜／Ｓｔｈの大きい順に無線リソースが割り当てられる。一方、Ｓ＞Ｓｔｈである場合、要求品質を満足することになる。この場合、図４の処理では実際のスループットＳの小さい順に無線リソースが割り当てられる。また、図６の処理では｜Ｓｔｈ−Ｓ｜の小さい順に無線リソースが割り当てられ、図８の処理では｜Ｓｔｈ−Ｓ｜／Ｓｔｈの小さい順に無線リソースが割り当てられる。
【００５４】
続いて、要求品質が許容遅延時間又はスループットである場合における、無線リソース割り当ての際の優先順序決定処理について、それぞれ具体的な実施例を挙げて説明する。
【００５５】
図１０は、要求品質が許容遅延時間である場合において、端末Ａ〜Ｈについて、許容遅延時間Ｄｔｈ、実際の遅延時間Ｄを示す。なお、実際の遅延時間Ｄと許容遅延時間Ｄｔｈとの差の絶対値｜Ｄ−Ｄｔｈ｜、及び、許容遅延時間Ｄｔｈに対する、実際の遅延時間Ｄと許容遅延時間Ｄｔｈとの差の絶対値｜Ｄ−Ｄｔｈ｜の割合｜Ｄ−Ｄｔｈ｜／Ｄｔｈも示してある。
【００５６】
図１０より、端末Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ（図１１の白抜き部）がＤ＞Ｄｔｈとなっており、要求品質を満足していない。従って図３の無線リソース割当方法により、これらの端末Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇについて、端末Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｈに優先して無線リソースが割り当てられる。要求品質を満足しない端末Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇについては、図４の割当方法によれば、遅延時間Ｄの大きい順、即ち端末Ｃ、Ｂ、Ｇ、Ｄの順に無線リソースが割り当てられる。また、図５の割当方法によれば、実際の遅延時間Ｄと許容遅延時間Ｄｔｈとの差の絶対値｜Ｄ−Ｄｔｈ｜の大きい順、即ち端末Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｄの順に無線リソースが割り当てられ、図７の割当方法によれば、許容遅延時間Ｄｔｈに対する、実際の遅延時間Ｄと許容遅延時間Ｄｔｈとの差の絶対値｜Ｄ−Ｄｔｈ｜の割合｜Ｄ−Ｄｔｈ｜／Ｄｔｈの大きい順、即ち端末Ｄ、Ｂ、Ｇ、Ｃの順に無線リソースが割り当てられる。
【００５７】
これら要求品質を満足しない端末Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇに無線リソースが割り当てられた後、残りの端末即ち要求品質を満足する端末Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｈ（図１１の影部）に無線リソースが割り当てられる。端末Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｈについては、図４の割当方法によれば、実際の遅延時間Ｄの大きい順、即ち端末Ｆ、Ａ、Ｈ、Ｅの順に無線リソースが割り当てられる。また、図６の割当方法によれば、実際の遅延時間Ｄと許容遅延時間Ｄｔｈとの差の絶対値｜Ｄ−Ｄｔｈ｜の小さい順、即ち端末Ｈ、Ｅ、Ａ、Ｆの順に無線リソースが割り当てられ、図８の割当方法によれば、許容遅延時間Ｄｔｈに対する、実際の遅延時間Ｄと許容遅延時間Ｄｔｈとの差の絶対値｜Ｄ−Ｄｔｈ｜の割合｜Ｄ−Ｄｔｈ｜／Ｄｔｈの小さい順、即ち端末Ｈ、Ｅ、Ａ、Ｆの順に無線リソースが割り当てられる。
【００５８】
従って、全ての端末Ａ〜Ｈについては、図４の割当方法を用いた場合には、端末Ｃ、Ｂ、Ｇ、Ｄ、Ｆ、Ａ、Ｈ、Ｅの順に無線リソースが割り当てられる。また、図５及び図６の割当方法を用いた場合には、端末Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｈ、Ｅ、Ａ、Ｆの順に無線リソースが割り当てられ、図７及び図８の割当方法を用いた場合には、端末Ｄ、Ｂ、Ｇ、Ｃ、Ｈ、Ｅ、Ａ、Ｆの順に無線リソースが割り当てられ、優先度をつける基準により優先順序は異なる。なお、図１０において、例えば端末Ｃは、データ通信を行っているものと考えられ、遅延時間に対する要求が非常に緩い。一方、端末Ｄは遅延時間に対する要求が厳しい。遅延時間を考慮した場合、無線リソースの割り当ては、端末Ｃより遅延時間に対する要求の厳しい端末Ｄ等を優先させた方が良く、実際の遅延時間だけでなく、実際の通信品質と要求品質とのずれ等を考慮するのがより望ましいと考えられる。
【００５９】
一方、図１２は、要求品質がスループットである場合において、端末Ａ〜Ｈについて、要求するスループットＳｔｈ、実際のスループットＳを示す。なお、要求するスループットＳｔｈと実際のスループットＳとの差の絶対値｜Ｓｔｈ−Ｓ｜、要求するスループットＳｔｈに対する、要求するスループットＳｔｈと実際のスループットＳとの差の絶対値｜Ｓｔｈ−Ｓ｜の割合｜Ｓｔｈ−Ｓ｜／Ｓｔｈも示してある。
【００６０】
図１２より、端末Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｈ（図１３の白抜き部）がＳ＜Ｓｔｈとなっており、要求品質を満足していない。従って図３の無線リソース割当方法により、これらの端末Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｈについて、端末Ｄ、Ｅ、Ｇに優先して無線リソースが割り当てられる。要求品質を満足しない端末Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｈについては、図４の割当方法によれば、実際のスループットＳの小さい順、即ち端末Ｈ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｆの順に無線リソースが割り当てられる。また、図５の割当方法によれば、要求するスループットＳｔｈと実際のスループットＳとの差の絶対値｜Ｓｔｈ−Ｓ｜の大きい順、即ち端末Ｆ、Ｂ、Ａ、Ｈ、Ｃの順に無線リソースが割り当てられ、図７の割当方法によれば、要求するスループットＳｔｈと実際のスループットＳとの差の絶対値｜Ｓｔｈ−Ｓ｜の割合｜Ｓｔｈ−Ｓ｜／Ｓｔｈの大きい順、即ち端末Ｈ、Ｂ、Ｆ、Ａ、Ｃの順に無線リソースが割り当てられる。
【００６１】
これら要求品質を満足しない端末Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｈに無線リソースが割り当てられた後、残りの端末即ち要求品質を満足する端末Ｄ、Ｅ、Ｇ（図１３の影部）に無線リソースが割り当てられる。端末Ｄ、Ｅ、Ｇについては、図４の割当方法によれば、実際のスループットＳの小さい順、即ち端末Ｄ、Ｅ、Ｇの順に無線リソースが割り当てられる。また、図６の割当方法によれば、要求するスループットＳｔｈと実際のスループットＳとの差の絶対値｜Ｓｔｈ−Ｓ｜の小さい順、即ち端末Ｅ、Ｄ、Ｇの順に無線リソースが割り当てられ、図８の割当方法によれば、要求するスループットＳｔｈと実際のスループットＳとの差の絶対値｜Ｓｔｈ−Ｓ｜の割合｜Ｓｔｈ−Ｓ｜／Ｓｔｈの小さい順、即ち端末Ｇ、Ｅ、Ｄの順に無線リソースが割り当てられる。
【００６２】
従って、全ての端末Ａ〜Ｈについては、図４の割当方法を用いた場合には、端末Ｈ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｆ、Ｄ、Ｅ、Ｇの順に無線リソースが割り当てられる。また、図５及び図６の割当方法を用いた場合には、端末Ｆ、Ｂ、Ａ、Ｈ、Ｃ、Ｅ、Ｄ、Ｇの順に無線リソースが割り当てられ、図７及び図８の割当方法を用いた場合には、端末Ｈ、Ｂ、Ｆ、Ａ、Ｃ、Ｇ、Ｅ、Ｄの順に無線リソースが割り当てられ、要求品質が許容遅延時間の場合と同様、優先度をつける基準により優先順序は異なる。
【００６３】
上述した、無線リソース割当の優先順序を決定する処理は、１フレーム毎あるいは数フレーム毎の処理となる。処理の周期が短いほどシステム特性は良くなると考えられるが、処理が煩雑になるので、システム設計の際に最適な処理の間隔を決めるようにすればよい。但し、無線基地局にカバーする全ての無線端末からの信号が到着するには、１フレーム分の時間が必要であるため、最低でも１フレーム分の周期が必要である。
【００６４】
従来の無線通信システムでは、各端末又は各通信コネクションに対し、提供すべき通信品質はほぼ同一であったため、端末間又は通信コネクション間の公平性及び無線リソースの利用効率のみを考慮すれば十分であった。しかし、図１に代表されるようなマルチメディア無線通信システムでは、サービスを提供する際に端末毎又は通信コネクション毎に異なる要求品質を満足させる必要がある。この場合、厳格に通信品質を要求する端末又は通信コネクションもあれば、通信品質にはこだわらない端末又は通信コネクションもあることが考えられる。このようなシステムにおいて、上述した実施形態では、個々の端末又は通信コネクションの要求品質に基づいて、無線リソースを割り当てる際の優先順序を決定することにより、要求品質を満足する端末又は通信コネクションの数を増加させることができる。
【発明の効果】
上述の如く、本願発明は、要求品質が端末又は通信コネクション毎に異なる場合に、個々の要求品質に基づいて無線リソースを割り当てる際の優先順序を決定することにより、要求品質を満足する端末又は通信コネクションの数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線リソース割当方法及び通信装置が適用される無線通信システムの基本的な構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る通信装置が適用される無線基地局のブロック図である。
【図３】各無線端末又は各通信コネクションの要求品質に基づいた無線リソース割当処理のフローチャートである。
【図４】実際の通信品質の低い順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。
【図５】要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質と実際の通信品質との差の大きい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。
【図６】要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質と実際の通信品質との差の小さい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。
【図７】要求品質を満足しない無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質に対する実際の通信品質の劣化の度合いの大きい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。
【図８】要求品質を満足する無線端末又は通信コネクションに対し、要求品質に対する実際の通信品質の良好さの度合いの小さい順に無線リソースを割り当てる処理のフローチャートである。
【図９】要求品質を有する無線端末又は通信コネクションと、要求品質を有しない無線端末又は通信コネクションとが混在する場合における無線リソース割当処理のフローチャートである。
【図１０】要求品質が許容遅延時間である場合における、端末毎の許容遅延時間及び実際の遅延時間を示す図である。
【図１１】図１０において、要求品質を満足しない端末と満足する端末とを区別した様子を示す図である。
【図１２】要求品質がスループットである場合における、端末毎の要求するスループット及び実際のスループットを示す図である。
【図１３】図１２において、要求品質を満足しない端末と満足する端末とを区別した様子を示す図である。
【図１４】従来の、一元的に必要な通信品質の基準値を決定する場合における、基準値と実際に測定された通信品質との関係を示す図である。
【図１５】従来の、各端末が個別に必要な通信品質を要求する場合における、要求品質と実際に測定された通信品質との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  無線基地局
１０、２０、３０、４０  無線端末
１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２  バッファ
１０２  受信部
１０４  送信部
１０６  通信品質測定部
１０８  リソース割当優先順序決定処理部
１１０  リソース割当処理部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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