JP3929994B2 - パケット移動通信方法及び基地局 - Google Patents

Description

本発明は、移動局と基地局との間でパケット通信を行うパケット移動通信方法、基地局及び移動局に関する。

従来、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）において、下り方向の高速パケット移動通信方式である「ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）」方式が、正式に仕様化されている。

具体的には、下り方向の高速パケット移動通信方式におけるスケジューリングとして、「ＲＲ（Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ）」や「ＭａｘＣ/Ｉ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃａｒｒｉｅｒ／Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）」や「ハイブリッドスケジューリング」等が提案されている（例えば、非特許文献１、２参照）。

このように、下り方向の高速パケット移動通信方式では、各移動局の送信バッファ（待ち行列、キュー）が、基地局内に設けられているため、基地局は、下り方向のパケットの到着時刻や送信バッファの大きさ（待ち行列の長さ）等を考慮した効率的なスケジューリングが可能である（例えば、特許文献２参照）。

一方、従来、上り方向の高速パケット移動通信方式では、各移動局の送信バッファが各移動局内に設けられているため、基地局によるスケジューリングのために、各移動局が送信バッファ内のパケット量を基地局に周期的に報告する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ＵＴＲＡ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ （Ｒｅｌｅａｓｅ ２０００），３Ｇ ＴＲ２５.８４８，Ｖ０.２.０（２０００-０５）、ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.３ｇｐｐ.ｏｒｇ 陳嵐、加山英俊、梅田成視著、「ＣＤＭＡ高速無線パケットシステムにおけるワイアレスＱｏＳ制御」、電子情報通信学会、信学技報、ＲＣＳ２００２-２０８（２００３-０１） 特願２００２-２９１５８１号 特願２００２-３５８３０２号

しかしながら、従来の上り方向の高速パケット移動通信方式では、各移動局が送信バッファ内のパケット量を報告するための「所要通知ビット」数が多く、制御負荷によるシステム効率の低下を招くという問題点があった。

また、従来の上り方向の高速パケット移動通信方式では、送信すべきパケットの発生やパケットの廃棄等による送信バッファ内のパケット量の動的変化が、基地局側にリアルタイムに反映することができず、効率的なスケジューリングができないと共に、無駄な無線リソースの割り当てが生じ、システムにおけるＱｏＳ劣化につながるという問題点があった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、上り方向の高速パケット移動通信方式において、効率的なスケジューリング及び無線リソースの割り当てを行うことが可能なパケット移動通信方法、基地局及び移動局を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、移動局と基地局との間でパケット通信を行うパケット移動通信方法であって、前記基地局は、前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量を示す送信バッファ蓄積パケット量を管理しており、前記移動局は、前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量に変化が生じる毎に、前記パケット量の変化結果を前記基地局に通知し、前記基地局は、通知された前記パケット量の変化結果に応じて、前記移動局に対応する前記送信バッファ蓄積パケット量を増減することを要旨とする。

かかる発明によれば、移動局が、送信バッファに蓄積されているパケット量に変化が生じる毎に、当該パケット量の変化結果を基地局に通知するため、基地局は、移動局の送信バッファ内のパケット量の動的変化をリアルタイムに把握することができる。

また、かかる発明によれば、移動局は、少ないデータ量で済むパケット量の変化結果を基地局に通知するため、移動局と基地局との間のトラヒック量の増大を防ぐことができ、また、基地局は、上述のパケット量の変化結果に応じて、移動局に対応する仮想バッファ内のパケットを増減するだけなので、制御負荷によるシステム効率の低下も防ぐことができる。

本発明の第２の特徴は、移動局との間でパケット通信を行う基地局であって、前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量を示す送信バッファ蓄積パケット量を管理する管理部を具備し、前記管理部は、前記移動局から通知された前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の変化結果に応じて、前記移動局に対応する前記送信バッファ蓄積パケット量を増減することを要旨とする。

かかる発明によれば、管理部が、移動局から通知されたパケット量の変化結果に応じて、移動局に対応する仮想バッファ内のパケット量を増減するため、少ない制御負荷で、リアルタイムに移動局における送信バッファ内のパケット量の変化に追随することができる。

本発明の第２の特徴において、前記管理部が、前記送信バッファ蓄積パケット量のパケットを蓄積する仮想バッファを管理しており、前記移動局から通知された前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の変化結果に応じて、前記移動局に対応する前記仮想バッファ内のパケットを増減するように構成されていてもよい。

かかる発明によれば、リソース割当部が、移動局に対応する仮想バッファを参照して、移動局との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースを割り当てるため、移動局の送信バッファ内のパケット量の変化をリアルタイムに把握することができ、効率的なスケジューリングを行うことができる。

本発明の第２の特徴において、前記移動局に対応する前記仮想バッファを参照して、前記移動局との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースを割り当てるリソース割当部を具備するように構成されていてもよい。

本発明の第２の特徴において、前記管理部が、前記リソース割当部による無線リソースの割り当てに応じて、前記移動局に対応する前記仮想バッファ内のパケットを増減するように構成されていてもよい。

本発明の第２の特徴において、前記管理部が、前記移動局から送信されたパケットを受信した場合、受信に成功したパケット数のパケットを前記仮想バッファから削減するように構成されていてもよい。

本発明の第２の特徴において、前記移動局から通知された前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の変化結果が、前記送信バッファ内のパケットの増加量を示す場合に、前記管理部が、前記増加量に対応するパケットを前記仮想バッファに追加すると共に、追加された前記パケットと前記パケットの追加時刻とを関連付けて管理するように構成されていてもよい。

本発明の第２の特徴において、前記管理部が、前記追加時刻から所定時間経過した前記仮想バッファ内のパケットを削除するように構成されていてもよい。

本発明の第２の特徴において、前記管理部が、追加された前記パケットと、前記移動局から通知された前記パケットの通信品質情報とを関連付けて管理しており、前記パケットの通信品質情報に基づいて、前記移動局との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースの割り当てについてのスケジューリングを行うスケジューリング部を具備するように構成されていてもよい。

本発明の第３の特徴は、基地局との間でパケット通信を行う移動局であって、前記基地局に対して送信すべきパケットを蓄積する送信バッファと、前記送信バッファに蓄積されているパケット量に変化が生じる毎に、前記パケット量の変化結果を前記基地局に通知する通知部とを具備することを要旨とする。

本発明の第３の特徴において、前記通知部が、前記基地局に対して送信すべきパケットが発生した場合に、前記送信バッファ内のパケットの増加量として、発生したパケット数を前記基地局に通知するように構成されていてもよい。

本発明の第３の特徴において、前記通知部が、前記送信バッファ内のパケットが廃棄された場合に、前記送信バッファ内のパケットの減少量として、廃棄したパケット数を前記基地局に通知するように構成されていてもよい。

本発明の第３の特徴において、前記通知部が、前記基地局に対するパケットの送信が成功した場合に、前記送信バッファ内のパケットの減少量として、送信が成功したパケット数を前記基地局に通知するように構成されていてもよい。

本発明の第３の特徴において、前記通知部が、前記基地局に対して再送すべきパケットが発生した場合に、前記送信バッファ内のパケットの増加量として、発生したパケット数を前記基地局に通知するように構成されていてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、上り方向の高速パケット移動通信方式において、効率的なスケジューリング及び無線リソースの割り当てを行うことが可能なパケット移動通信方法、基地局及び移動局を提供することができる。

（本発明の第１の実施形態の構成）
本発明の第１の実施形態に係るパケット移動通信方法を実現する基地局及び移動局の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る基地局１０の機能ブロックを示すものであり、図２は、本実施形態に係る移動局３０の機能ブロックを示すものである。

本実施形態に係る基地局１０は、図１に示すように、受信部１１と、予約認識部１２と、仮想バッファ管理部１３と、リソース割当部１４と、送信部１５とを具備する。

受信部１１は、移動局３０から、共通パケットチャネルＣＰＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐａｃｋｅｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して、上り方向のパケットを受信したり、上り個別制御チャネルＤＣＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して、「パケット数の変化結果（パケット量の変化結果）」や「パケットの通信品質情報」等を受信したりするものである。

ここで、「パケット数の変化結果」は、移動局３０の送信バッファ３５において増加したパケット数（送信バッファ３５内のパケットの増加量）を示す「プラス予約」、又は、移動局３０の送信バッファ３５において減少したパケット数（送信バッファ３５内のパケットの減少量）を示す「マイナス予約」のいずれかである。

例えば、「＋２」という情報を含む「プラス予約」は、移動局３０の送信バッファ３５において、パケット数が「２」だけ増加したことを示し、「−１」という情報を含む「マイナス予約」は、移動局３０の送信バッファ３５において、パケット数が「１」だけ減少したことを示す。

予約認識部１２は、移動局３０から通知されたパケット数の変化結果（「プラス予約」又は「マイナス予約」）を認識するものである。また、予約認識部１２は、この認識結果を、仮想バッファ管理部１３に通知する。

予約認識部１２は、各移動局３０から送信されたパケット数の変化結果が「プラス予約」である場合、当該パケット数の変化結果の到着時刻を、仮想バッファ管理部１３に通知するように構成されていてもよい。

仮想バッファ管理部１３は、各移動局３０_１乃至３０_ｎの送信バッファ３５に蓄積されているパケット数（パケット量）を示す送信バッファ蓄積パケット量を管理するものである。

また、仮想バッファ管理部１３は、各移動局３０_１乃至３０_ｎから通知された各移動局３０_１乃至３０_ｎの送信バッファ３５に蓄積されているパケット数の変化結果（「プラス予約」又は「マイナス予約」）に応じて、各移動局３０_１乃至３０_ｎに対応する送信バッファ蓄積パケット量を増減するように構成されている。

具体的には、仮想バッファ管理部１３は、各移動局３０_１乃至３０_ｎに対応する仮想バッファ１３_１乃至１３_ｎを管理しており、各移動局３０_１乃至３０_ｎに対応する送信バッファ蓄積パケット量（各移動局３０_１乃至３０_ｎの送信バッファ３５に蓄積されているパケット数）を、それぞれの仮想バッファ１３_１乃至１３_ｎに蓄積するように構成されている。

また、仮想バッファ管理部１３は、各移動局３０_１乃至３０_ｎから通知された各移動局３０_１乃至３０_ｎの送信バッファ３５に蓄積されているパケット数の変化結果（「プラス予約」又は「マイナス予約」）に応じて、各移動局３０_１乃至３０_ｎに対応する仮想バッファ１３_１乃至１３_ｎ内のパケットを増減（追加又は削除）する。

図１の例では、仮想バッファ管理部１３は、移動局３０_１用の仮想バッファ１３_１内に、４パケット（パケット＃１乃至＃４）を蓄積しており、移動局３０_ｎ用の仮想バッファ１３_ｎ内に、２パケット（パケット＃１及び＃２）を蓄積している。

仮想バッファ管理部１３は、移動局３０_ｎから「プラス予約（＋２）」を受信した旨の通知を予約認識部１２から受けた場合、移動局３０_ｎ用の仮想バッファ１３_ｎに２パケットを追加する。

一方、仮想バッファ管理部１３は、移動局３０_１から「プラス予約（−１）」を受信した旨の通知を予約認識部１２から受けた場合、移動局３０_１用の仮想バッファ１３_１から１パケットを削除する。ここで、仮想バッファ管理部１３は、仮想バッファ１３_１内の先頭のパケット＃１から順番に削除するように構成されている。

仮想バッファ管理部１３は、仮想バッファ１３_１乃至１３_ｎに新規にパケットを追加する場合、追加するパケットと当該パケットの追加時刻とを関連付けて記憶するように構成されていてもよい。

ここで、上述のパケット数の変化結果を受信してから、当該仮想バッファに対するパケットの追加までに費やされる時間はわずかであるため、仮想バッファ管理部１３は、予約認識部１２から通知された「パケット数の変化結果の到着時刻」を、上述の「パケットの追加時刻」としてもよい。

また、仮想バッファ管理部１３によって管理されている仮想バッファの大きさは、各移動局３０に対して同一であるように構成されていてもよいし、各移動局３０の送信バッファ内に蓄積されているパケット数に応じて変更されるように構成されていてもよい。

リソース割当部１４は、移動局３０に対応する仮想バッファを参照して、移動局３０との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースを割り当てるものである。

例えば、リソース割当部１４は、仮想バッファ管理部１３によって管理されている仮想バッファ内の先頭のパケットから順番に、上り方向のパケット通信に用いる無線リソース（例えば、無線チャネル番号やコード番号や送信タイミング等）を割り当てることができる。

送信部１５は、移動局３０に対して、下り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、リソース割当部１４によって割り当てられた無線リソースを通知するものである。

移動局３０は、図２に示すように、受信部３１と、予約応答認識部３２と、判断部３３と、予約部３４と、送信バッファ３５と、送信部３６とを具備している。

受信部３１は、基地局１０から、下り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、リソース割当部１４によって割り当てられた無線リソースの通知を受信するものである。

予約応答認識部３２は、リソース割当部１４によって通知された無線リソース（例えば、無線チャネル番号やコード番号や送信タイミング等）を用いて、上り方向のパケットを送信するように、送信部３６に指示するものである。

判断部３３は、基地局１０に対して送信すべきパケットが発生したか否か、送信バッファ３５内でパケットが廃棄されたか否か、基地局１０に対するパケットの送信が成功したか否か、基地局１０に対して再送すべきパケットが発生したか否か（基地局１０に対するパケットの送信が失敗したか否か）等の事実について判定し、上述の事実によって送信バッファ３５内でパケット数が変化した場合、その変化結果を取得するものである。

予約部３４は、判断部３３による取得した結果に基づいて、「プラス予約」又は「マイナス予約」のいずれかである「パケット数の変化結果」を作成するものである。

予約部３４は、基地局１０に対して送信すべきパケットが発生した場合に、送信バッファ３５内のパケットの増加数（増加量）として、発生したパケット数を含む「プラス予約」を作成する。

また、予約部３４は、送信バッファ３５内のパケットが廃棄された場合に、送信バッファ３５内のパケットの減少数（減少量）として、廃棄したパケット数を含む「マイナス予約」を作成する。

送信バッファ３５は、基地局１０に対して送信すべきパケットを蓄積するものである。送信バッファ３５は、発生したパケットを、所定のスケジューリング方式によって、待ち行列に挿入する形式で蓄積するように構成されていてもよい。また、送信バッファ３５は、蓄積を開始してから所定期間経過したパケットや、所定回数以上再送したパケットや、ユーザによる送信のキャンセル処理が行われたパケット等を廃棄するように構成されていてもよい。

送信部３６は、送信バッファ３５に蓄積されているパケットを、上り共通パケットチャネルＣＰＣＨを介して基地局１０に送信するものである。ここで、送信部３６は、予約応答認識部３２から指示された無線リソースを用いて、当該パケットを送信する。

また、送信部３６は、予約部３４によって作成された「プラス予約」又は「マイナス予約」のいずれかの「パケット数の変化結果」を、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して基地局１０に送信する。

また、送信部３６は、送信バッファ３５と基地局１０の仮想バッファ管理部１３内の仮想バッファとの間で同期を取るために、一定期間間隔で、送信バッファ３５に蓄積されているパケット数を基地局１０に対して送信するように構成されていてもよい。

本実施形態において、判断部３３と予約部３４と送信部３６とが、送信バッファ３５に蓄積されているパケット数に変化が生じる毎に、当該パケット数の変化結果を基地局１０に通知する通知部を構成する。

（本発明の第１の実施形態の動作）
第１に、図３を参照して、本実施形態に係る移動局３０の動作について説明する。

ステップ１０１において、移動局３０の判断部３３は、ユーザの入力操作等を監視することによって、基地局１０に対して送信すべきパケットが発生したか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ１０４に進み、ＮＯの場合、ステップ１０２に進む。

ステップ１０２において、移動局３０の判断部３３は、送信バッファ３５を監視することによって、蓄積を開始してから所定期間経過したパケットや、所定回数以上再送したパケットや、ユーザによる送信のキャンセル処理が行われたパケット等の廃棄が発生したか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ１０５に進み、ＮＯの場合、ステップ１０３に進む。

ステップ１０３において、移動局３０の判断部３３は、送信部３６を監視することによって、基地局１０に対するパケットの送信が成功したか否かについて判断する。具体的には、移動局３０の判断部３３は、送信部３６が基地局１０からのＡＣＫを受信した場合に、基地局１０に対するパケットの送信が成功したと判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ１０５に進み、ＮＯの場合、ステップ１０１に戻る。

ステップ１０４において、移動局３０の予約部３４は、送信バッファ３５内のパケットの増加数として、基地局１０に対して送信すべきパケットとして発生したパケット数を含む「プラス予約」を作成する。

ステップ１０５において、移動局３０の予約部３４は、送信バッファ３５内のパケットの減少数として、廃棄されたパケット数又は送信が成功したパケット数を含む「マイナス予約」を作成する。

ステップ１０６において、移動局３０の送信部３６は、予約部３４によって作成された「プラス予約」又は「マイナス予約」を、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して基地局１０に送信する。

移動局１０は、ステップ１０１乃至１０６の処理を、所定周期で繰り返し行うように構成されている。また、移動局１０は、ステップ１０１乃至１０３の処理を並行して行うように構成されていてもよい。

第２に、図４を参照して、本実施形態に係る基地局１０の動作について説明する。

ステップ２０１において、基地局１０の受信部１１は、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを監視することよって、移動局３０から「パケット数の変化結果」を受信したか否かについて判断する。

移動局３０から「パケット数の変化結果」を受信したと判断された場合、ステップ２０２において、基地局１０の予約認識部１２は、受信した「パケット数の変化結果」が「プラス予約」であるか、又は、「マイナス予約」であるかについて判断する。

「マイナス予約」であると判断された場合、ステップ２０３において、基地局１０の仮想バッファ管理部１３は、当該「マイナス予約」を送信した移動局３０用の仮想バッファから、当該「マイナス予約」内のパケットの減少数に対応するパケットを削除する。

一方、「プラス予約」であると判断された場合、基地局１０の仮想バッファ管理部１３は、ステップ２０４において、当該「プラス予約」の受信時刻（到着時刻）を記憶し、ステップ２０５において、当該「プラス予約」を送信した移動局３０用の仮想バッファに、上述の到着時刻と関連付けて、当該「プラス予約」内のパケットの増加数に対応するパケットを追加する。

第３に、図５を参照して、本実施形態に係るパケット移動通信方法の一例について説明する。

ステップ１００１において、移動局３０の判断部３３が、基地局１０に送信すべきパケットが２つ発生したことを検出し、移動局３０の予約部３４が、送信バッファ３５内のパケット数が２つ増加したという情報を含む「プラス予約（＋２）」を作成する。

ステップ１００２において、移動局３０の送信部３６が、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、当該「プラス予約（＋２）」を基地局１０に対して送信する。

ステップ１００３において、基地局１０の予約認識部１２が、受信した「プラス予約（＋２）」及び当該「プラス予約（＋２）」の到着時刻を、仮想バッファ管理部１３に通知する。

ステップ１００４において、仮想バッファ管理部１３が、予約認識部１２からの通知に応じて、移動局３０用の仮想バッファに２パケットを追加する。ここで、仮想バッファ管理部１３は、追加した２パケットに、当該２パケットの追加時刻として上述の「プラス予約（＋２）」の到着時刻を関連付けて記憶するように構成されていてもよい。

ステップ１００５において、リソース割当部１４が、仮想バッファ管理部１３によって管理されている当該移動局３０に対応する仮想バッファに基づいて、無線リソース（例えば、無線チャネル番号やコード番号や送信タイミング等）を割り当てる。図５の例では、リソース割当部１４は、３パケット分の無線リソースを割り当てる。

ステップ１００６において、基地局１０の送信部１５が、リソース割当部１４によって割り当てられた無線リソースを、下り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、移動局３０に送信する。

ステップ１００７において、移動局３０の送信部３６が、予約応答認識部３２から指示された無線リソースを用いて、上り共通パケットチャネルＣＰＣＨを介して、３パケットを基地局１０に対して送信する。そして、移動局３０の判断部３３が、３パケットの送信が成功した結果、送信バッファ３５内のパケット数が３つ減少したことを検出し、移動局３０の予約部３４が、送信バッファ３５内のパケット数が３つ減少したという情報を含む「マイナス予約（−３）」を作成する。

ステップ１００８において、移動局３０の送信部３６が、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、当該「マイナス予約（−３）」を基地局１０に対して送信する。

ステップ１００９において、基地局１０の予約認識部１２が、「マイナス予約（−３）」を受信したことを、仮想バッファ管理部１３に通知する。そして、仮想バッファ管理部１３が、予約認識部１２からの通知に応じて、移動局３０用の仮想バッファから３パケットを削減する。

ステップ１０１０において、移動局３０の送信バッファ３５が、蓄積を開始してから所定期間経過した２パケットを廃棄する。そして、移動局３０の判断部３３が、２パケットが廃棄された結果、送信バッファ３５内のパケット数が２つ減少したことを検出し、移動局３０の予約部３４が、送信バッファ３５内のパケット数が２つ減少したという情報を含む「マイナス予約（−２）」を作成する。

ステップ１０１１において、移動局３０の送信部３６が、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、当該「マイナス予約（−２）」を基地局１０に対して送信する。

ステップ１０１２において、基地局１０の予約認識部１２が、「マイナス予約（−２）」を受信したことを、仮想バッファ管理部１３に通知する。そして、仮想バッファ管理部１３が、予約認識部１２からの通知に応じて、移動局３０用の仮想バッファから２パケットを削減する。

（本発明の第１の実施形態の作用・効果）
本実施形態に係るパケット移動通信方法によれば、移動局３０が、送信バッファ３５に蓄積されているパケットに変化が生じる毎に、パケット数の変化結果（「プラス予約」又は「マイナス予約」）を基地局１０に通知するため、基地局１０は、移動局３０の送信バッファ３５の動的変化をリアルタイムに把握することができる。

また、本実施形態に係るパケット移動通信方法によれば、移動局３０は、少ないデータ量で済むパケット数の変化結果を基地局１０に通知するため、移動局３０と基地局１０との間のトラヒック量の増大を防ぐことができ、また、基地局１０は、上述のパケット数の変化結果に応じて、移動局３０に対応する仮想バッファ内のパケットを増減するだけなので、制御負荷によるシステム効率の低下も防ぐことができる。

また、本実施形態に係るパケット移動通信方法によれば、仮想バッファ管理部１３が、移動局３０から通知されたパケット数の変化結果に応じて、移動局３０に対応する仮想バッファ内のパケットを増減するため、少ない制御負荷で、リアルタイムに移動局３０における送信バッファ３５の変化に追随することができる。

また、本実施形態に係るパケット移動通信方法によれば、リソース割当部１４が、移動局３０に対応する仮想バッファを参照して、移動局３０との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースを割り当てるため、移動局３０の送信バッファ３５の変化をリアルタイムに把握することができ、効率的なスケジューリングを行うことができる。

（本発明の第２の実施形態）
図６乃至図８を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、本実施形態について、上述の第１の実施形態との相違点を主として説明する。

本実施形態に係る基地局１０の仮想バッファ管理部１３は、リソース割当部１４による無線リソースの割り当てに応じて、移動局３０に対応する仮想バッファ内のパケットを増減する。例えば、仮想バッファ管理部１３は、特定の移動局３０の仮想バッファ内のパケットに対して無線リソースを割り当てた場合、当該移動局３０に対応する仮想バッファの中から、無線リソースを割り当てたパケットを削減するように構成されている。

また、移動局３０の予約部３４は、基地局１０に対して再送すべきパケットが発生した場合（基地局１０に対するパケットの送信が失敗した場合）に、送信バッファ３５内のパケットの増加数として、発生した再送パケット数を含む「プラス予約」を作成するように構成されている。

図６を参照して、本実施形態に係る移動局３０の動作について説明する。

ステップ３０１において、移動局３０の判断部３３は、ユーザの入力操作等を監視することによって、基地局１０に対して送信すべきパケットが発生したか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ３０４に進み、ＮＯの場合、ステップ３０２に進む。

ステップ３０２において、移動局３０の判断部３３は、送信バッファ３５を監視することによって、蓄積を開始してから所定期間経過したパケットや、所定回数以上再送したパケットや、ユーザによる送信のキャンセル処理が行われたパケット等の廃棄が発生したか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ３０５に進み、ＮＯの場合、ステップ３０３に進む。

ステップ３０３において、移動局３０の判断部３３は、送信部３６を監視することによって、基地局１０に対して再送すべきパケットが発生したか否かについて判断する。具体的には、移動局３０の判断部３３は、送信部３６が基地局１０からのＮＡＣＫを受信した場合に、基地局１０に対して再送すべきパケットが発生したと判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ３０４に進み、ＮＯの場合、ステップ３０１に戻る。

ステップ３０４において、移動局３０の予約部３４は、送信バッファ３５内のパケットの増加数として、基地局１０に対して送信すべきパケットとして発生したパケット数又は基地局１０に対して再送すべきパケットとして発生したパケット数を含む「プラス予約」を作成する。

ステップ３０５において、移動局３０の予約部３４は、送信バッファ３５内のパケットの減少数として、廃棄されたパケット数を含む「マイナス予約」を作成する。

ステップ３０６において、移動局３０の送信部３６は、予約部３４によって作成された「プラス予約」又は「マイナス予約」を、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して基地局１０に送信する。

移動局１０は、ステップ３０１乃至３０６の処理を、所定周期で繰り返し行うように構成されている。また、移動局１０は、ステップ３０１乃至３０３の処理を並行して行うように構成されていてもよい。

図７を参照して、本実施形態に係る基地局１０の動作について説明する。ここで、ステップ４０１乃至４０５は、図４に示すステップ２０１乃至２０５と同一の処理を行うものである。

ステップ４０６において、基地局１０の仮想バッファ管理部１３は、移動局３０用の仮想バッファに蓄積されているパケットに対して、リソース割当部１４により無線リソースが割り当てられたか否かについて判断する。

無線リソースが割り当てられたと判断された場合、基地局１０の仮想バッファ管理部１３は、当該移動局３０用の仮想バッファから、無線リソースが割り当てられたパケット数に対応するパケットを削除する。

一方、無線リソースが割り当てられていないと判断された場合、本動作は、ステップ４０１に戻る。

図８を参照して、本実施形態に係るパケット移動通信方法の一例について説明する。ここで、ステップ２００１乃至２００５は、図５に示すステップ１００１乃至１００５と同一の処理を行うものである。

ステップ２００６において、基地局１０の仮想バッファ管理部１３は、リソース割当部１４が無線リソースを割り当てたパケット数に対応するパケットを、図８の例では、３パケットを仮想バッファから削減する。

ステップ２００７において、基地局１０の送信部１５が、リソース割当部１４によって割り当てられた無線リソース（送信タイミングを含む）を、下り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、移動局３０に通知する。

ステップ２００８において、移動局３０の送信部３６が、予約応答認識部３２から指示された無線リソースを用いて、上り共通パケットチャネルＣＰＣＨを介して、３パケットを基地局１０に対して送信を試みるが、送信に失敗する。具体的には、移動局３０の送信部３６は、送信したパケットに対して、基地局１０からＮＡＣＫを受信する。

ここで、移動局３０の判断部３３が、３パケットの送信が失敗した結果、送信バッファ３５内に、再送すべき３パケットが生成されたこと、すなわち、送信フバッファ内３５内のパケット数が３つ増加したことを検出し、移動局３０の予約部３４が、送信バッファ３５内のパケット数が３つ増加したという情報を含む「プラス予約（＋３）」を作成する。

ステップ２００９において、移動局３０の送信部３６が、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、当該「プラス予約（＋３）」を基地局１０に対して送信する。

ステップ２０１０において、基地局１０の予約認識部１２が、受信した「プラス予約（＋３）」及び当該「プラス予約（＋３）」の到着時刻を、仮想バッファ管理部１３に通知する。そして、仮想バッファ管理部１３が、予約認識部１２からの通知に応じて、移動局３０用の仮想バッファに３パケットを追加する。ここで、仮想バッファ管理部１３は、追加したパケットに、当該パケットの追加時刻として上述の「プラス予約（＋３）」の到着時刻を関連付けて記憶するように構成されていてもよい。

（本発明の第３の実施形態）
図９乃至図１２を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。以下、本実施形態について、上述の第１の実施形態との相違点を主として説明する。

本実施形態に係る基地局１０は、上述の第１の実施形態に係る基地局１０の構成に加えて、スケジューリング部１６と、トラヒック種別認識部１７と、伝搬路状況認識部１８とを具備する。

仮想バッファ管理部１３は、各移動局３０用の仮想バッファ内に、追加時刻と通信品質情報（後述）とが関連付けられたパケットを蓄積している。すなわち、仮想バッファ管理部１３は、仮想バッファ内に新規にパケットを追加する場合、追加する当該パケットと、当該パケットの追加時刻と、当該パケットの通信品質情報とを関連付けて記憶するように構成されている。

ここで、パケットの通信品質情報は、リアルタイムトラヒック「Ａ」や非リアルタイムトラヒック「Ｂ」といったトラヒック種別や、当該トラヒック種別ごとの許容滞留時間等の通信品質（ＱｏＳ）に係る情報である。

また、仮想バッファ管理部１３は、移動局３０から送信されたパケットを受信した場合、受信に成功したパケット数に応じて、当該移動局３０用の仮想バッファ内のパケットを増減するように構成されている。

すなわち、仮想バッファ管理部１３は、上り共通パケットチャネルＣＰＣＨを介して移動局３０から送信され受信部１１によって受信されたパケット数に対応するパケットを、当該移動局３０用の仮想バッファから削減する。

また、仮想バッファ管理部１３は、仮想バッファにおいて、追加時刻から所定時間経過したパケットを削除するように構成されている。具体的には、仮想バッファ管理部１３は、各パケットのトラヒック種別ごとの許容滞留時間を参照して、許容滞留時間を超えているパケットを削減するように構成されている。

スケジューリング部１６は、仮想バッファ管理部１３によって管理されている仮想バッファを参照して、パケットの追加時刻と当該パケットの通信品質情報とに基づいて、移動局３０との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースの割り当てについてのスケジューリングを行うものである。

また、スケジューリング部１６は、伝搬路状況認識部１８によって認識された移動局３０との間の伝搬状況に応じて、移動局３０との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースの割り当てについてのスケジューリングを行うこともできる。

例えば、スケジューリング部１６は、仮想バッファ内の各パケットに関連付けられている「パケットの通信品質情報（トラヒック種別）」に基づいて、優先順位の高い（例えば、リアルタイム性の高い）パケットに対して、先に無線リソースを割り当てるように、仮想バッファの並び替えを行う。

また、スケジューリング部１６は、移動局３０との間の伝搬状況が悪い場合、特定のパケットを削減するように構成されていてもよい。

トラヒック種別認識部１７は、パケット数の変化結果と共に移動局３０から送信されたパケットの通信品質情報を認識して、その認識結果を仮想バッファ管理部１３に通知するものである。

伝搬路状況認識部１８は、移動局３０からのパイロット信号の受信状態等を用いて、移動局３０との間の伝搬状況を認識するものである。伝搬路状況認識部１８は、移動局３０との間の伝搬状況をスケジューリング部１６に通知する。

また、本実施形態に係る移動局３０の判断部３３は、基地局１０に対して送信すべきパケットが発生したか否かの事実についてのみ判定する。すなわち、判断部３３は、基地局１０に対して再送すべきパケットが発生したか否か、又は、送信バッファ３５内でパケットが廃棄されたか否かの事実については判定しない。

また、移動局３０の予約部３４は、基地局１０に対して送信すべきパケットが発生した場合にのみ、送信バッファ３５内のパケットの増加数として、発生したパケット数を含む「プラス予約」を作成するように構成されている。すなわち、予約部３４は、基地局１０に対して再送すべきパケットが発生した場合であっても、送信バッファ３５内のパケットの増加数として、発生した再送パケット数を含む「プラス予約」を作成しないし、送信バッファ３５内でパケットが廃棄された場合であっても、送信バッファ３５内のパケットの減少数として、廃棄したパケット数を含む「マイナス予約」を作成しない。

図１０を参照して、本実施形態に係る移動局３０の動作について説明する。

ステップ５０１において、移動局３０の判断部３３は、ユーザの入力操作等を監視することによって、基地局１０に対して送信すべきパケットが発生したか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ５０２に進み、ＮＯの場合、ステップ５０１を繰り返す。

ステップ５０２において、移動局３０の予約部３４は、送信バッファ３５内のパケットの増加数として、基地局１０に対して送信すべきパケットとして発生したパケット数を含む「プラス予約」を作成する。

ステップ５０３において、移動局３０の送信部３６は、予約部３４によって作成された「プラス予約」を、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して基地局１０に送信する。

図１１を参照して、本実施形態に係る基地局１０の動作について説明する。

ステップ６０１において、基地局１０の受信部１１は、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを監視することよって、移動局３０から「パケット数の変化結果（プラス予約）」を受信したか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ６０４に進み、ＮＯの場合、ステップ６０２に進む。

ステップ６０２において、基地局１０の仮想バッファ管理部１３は、トラヒック種別ごとの許容滞留時間を超えて仮想バッファに蓄積されているパケットが存在するか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ６０６に進み、ＮＯの場合、ステップ６０３に進む。

ステップ６０３において、仮想バッファ管理部１３は、受信部１１を監視することによって、各移動局３０から送信されたパケットの受信が成功したか否かについて判断する。本動作は、ＹＥＳの場合、ステップ６０６に進み、ＮＯの場合、ステップ６０１に戻る。

仮想バッファ管理部１３は、ステップ６０４において、当該「パケット数の変化結果（プラス予約）」の受信時刻（到着時刻）を記憶し、ステップ６０５において、当該「パケット数の変化結果（プラス予約）」を送信した移動局３０用の仮想バッファに、上述の到着時刻と関連付けて、当該「パケット数の変化結果（プラス予約）」内のパケットの増加数に対応するパケットを追加する。

ステップ６０６において、仮想バッファ管理部１３は、許容滞留時間を超えて仮想バッファに蓄積されているパケット数又は受信成功したパケット数に対応するパケットを、仮想バッファから削除する。

基地局３０は、ステップ６０１乃至６０６の処理を、所定周期で繰り返し行うように構成されている。また、基地局３０は、ステップ６０１乃至６０３の処理を並行して行うように構成されていてもよい。

図１２を参照して、本実施形態に係るパケット移動通信方法の一例について説明する。

ステップ３００１において、移動局３０の判断部３３が、基地局１０に送信すべきパケットが２つ発生したことを検出し、移動局３０の予約部３４が、送信バッファ３５内のパケット数が２つ増加したという情報を含む「プラス予約（＋２）」を作成する。ここで、移動局３０の判断部３３は、発生したパケットの通信品質情報（トラヒック種別）についても併せて検出するものとする。

ステップ３００２において、移動局３０の送信部３６が、上り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、当該「プラス予約（＋２）」及び「トラヒック種別」を基地局１０に対して送信する。ここで、「トラヒック種別」は、「プラス予約（＋２）」を送信するためのパケットと別個のパケットとして送信されてもよいし、「プラス予約（＋２）」を送信するためのパケットのヘッダに記載されることによって送信されてもよい。

ステップ３００３において、基地局１０の予約認識部１２が、受信した「プラス予約（＋２）」及び当該「プラス予約（＋２）」の到着時刻を、仮想バッファ管理部１３に通知する。また、基地局１０のトラヒック種別認識部１７が、「プラス予約（＋２）」と共に移動局３０から送信された「トラヒック種別」を、仮想バッファ管理部１３に通知する。

ステップ３００４において、仮想バッファ管理部１３が、予約認識部１２及びトラヒック種別認識部１７からの通知に応じて、移動局３０用の仮想バッファに２パケットを追加する。ここで、仮想バッファ管理部１３は、追加した２パケットに、上述の「プラス予約（＋２）」の到着時刻と「トラヒック種別」とを関連付けて記憶するように構成されている。

ステップ３００５において、スケジューリング部１６が、上述の「トラヒック種別」や移動局３０との間の伝搬路状況等に基づいて、移動局３０との間の上り方向のパケット通信に用いる無線リソースの割り当てについてのスケジューリングを行い、リソース割当部１４が、仮想バッファ管理部１３によって管理されている当該移動局３０用の仮想バッファを参照して、無線リソース（例えば、無線チャネル番号やコード番号や送信タイミング等）を割り当てる。図１２の例では、リソース割当部１４は、３パケット分の無線リソースを割り当てる。

ステップ３００６において、基地局１０の送信部１５が、リソース割当部１４によって割り当てられた無線リソースを、下り個別制御チャネルＤＣＣＨを介して、移動局３０に通知する。

ステップ３００７において、移動局３０の送信部３６が、予約応答認識部３２から指示された無線リソースを用いて、上り共通パケットチャネルＣＰＣＨを介して、３パケットを基地局１０に対して送信する。

ステップ３００８において、基地局１０の受信部１１が、上述の３パケットの受信に成功する。

ステップ３００９において、基地局１０の受信部１１が、「上述の３パケットの受信に成功したことを、仮想バッファ管理部１３に通知する。そして、仮想バッファ管理部１３が、受信部１１からの通知に応じて、移動局３０用の仮想バッファから３パケットを削減する。

ステップ３０１０において、仮想バッファ管理部１３が、各パケットのトラヒック種別ごとの許容滞留時間を参照して、仮想バッファから、許容滞留時間を超えた２パケットを削減する。

（本発明の第４の実施形態）
図１３を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。以下、本実施形態について、上述の第１の実施形態との相違点を主として説明する。

図１３に示すように、本実施形態に係る基地局１０は、上述の第１の実施形態に係る基地局１０の仮想バッファ管理部１３の代わりに、送信バッファ蓄積パケット量管理部１３ａを具備する。

送信バッファ蓄積パケット量管理部１３ａは、上述の第１の実施形態における仮想バッファ管理部１３のように仮想バッファを設けることなく、図１３に示すようなテーブル等によって、各移動局３０_１乃至３０_ｎの送信バッファ３５に蓄積されているパケット量（例えば、パケット数）のみを管理するように構成されている。

なお、送信バッファ蓄積パケット量管理部１３ａは、上述の第１の実施形態における仮想バッファ管理部１３と同様に、移動局３０から送信されたパケット量の変化結果（「プラス予約」又は「マイナス予約」）に応じて、パケット量を増減させるように構成されている。

本発明の第１の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動局の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るパケット移動通信方法を示すシーケンス図である。 本発明の第２の実施形態に係る移動局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るパケット移動通信方法を示すシーケンス図である。 本発明の第３の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る移動局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係るパケット移動通信方法を示すシーケンス図である。 本発明の第４の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。

符号の説明

１０…基地局
１１、３１…受信部
１２…予約認識部
１３…仮想バッファ管理部
１３_１、１３_ｎ…仮想バッファ
１３ａ…送信バッファ蓄積パケット量管理部
１４…リソース割当部
１５、３６…送信部
１６…スケジューリング部
１７…トラヒック種別認識部
１８…伝搬路状況認識部
３０…移動局
３２…予約応答認識部
３３…判断部
３４…予約部
３５…送信バッファ

Claims (4)

1. 移動局と基地局との間でパケット通信を行うパケット移動通信方法であって、
   前記基地局は、各移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量のパケットを、各移動局に対応する仮想バッファ内に蓄積しており、
   前記移動局が、該移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量が増加した場合に、該パケット量の増加量を前記基地局に通知する工程と、
   前記基地局が、前記移動局から通知された前記パケット量の増加量のパケットを、前記移動局に対応する仮想バッファ内に追加する工程と、
   前記移動局が、該移動局の送信バッファに蓄積されているパケットを送信する工程と、
   前記移動局が、該移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の減少量を通知せず、かつ、前記基地局が、前記移動局から送信されたパケットを受信した場合、受信に成功したパケット量のパケットを、該移動局に対応する仮想バッファから削減する工程とを有することを特徴とするパケット移動通信方法。
2. 移動局との間でパケット通信を行う基地局であって、
   各移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量のパケットを、各移動局に対応する仮想バッファ内に蓄積するように構成されている仮想バッファ管理部を具備し、
   前記仮想バッファ管理部は、前記移動局から通知された前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の増加量のパケットを、前記移動局に対応する仮想バッファ内に追加するように構成されており、
   前記移動局が、該移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の減少量を通知せず、かつ、前記仮想バッファ管理部は、前記移動局から送信されたパケットを受信した場合、受信に成功したパケット量のパケットを、該移動局に対応する仮想バッファから削減するように構成されていることを特徴とする基地局。
3. 移動局と基地局との間でパケット通信を行うパケット移動通信方法であって、
   前記基地局は、各移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量のパケットを、各移動局に対応する仮想バッファ内に蓄積しており、
   前記移動局が、該移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量が増加した場合に、該パケット量の増加量を前記基地局に通知する工程と、
   前記基地局が、前記移動局から通知された前記パケット量の増加量のパケットを、前記仮想バッファ内に追加すると共に、追加された前記パケットと前記パケットの追加時刻とを関連付けて管理する工程と、
   前記移動局が、該移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の減少量を通知しない場合に、前記基地局が、前記追加時刻から所定時間経過した前記仮想バッファ内のパケットを削除する工程とを有することを特徴とするパケット移動通信方法。
4. 移動局との間でパケット通信を行う基地局であって、
   各移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量のパケットを、各移動局に対応する仮想バッファ内に蓄積するように構成されている仮想バッファ管理部を具備し、
   前記仮想バッファ管理部は、前記移動局から通知された前記移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の増加量のパケットを、前記移動局に対応する仮想バッファ内に追加すると共に、追加された前記パケットと前記パケットの追加時刻とを関連付けて管理するように構成されており、
   前記移動局が、該移動局の送信バッファに蓄積されているパケット量の減少量を通知しない場合に、前記仮想バッファ管理部は、前記追加時刻から所定時間経過した前記仮想バッファ内のパケットを削除するように構成されていることを特徴とする基地局。

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