JP5011142B2 - 無線基地局及びスケジューリング方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線基地局及びスケジューリング方法に係り、特に、ディジタル無線通信システムにおける無線通信品質によるパケット割り当て制御を行うための無線基地局及びスケジューリング方法に関する。

ディジタル無線通信システムにおいて、周波数利用効率を上げることを目的として、無線回線品質に応じて通信速度を変える方式として、適応レート方式がある。このような方式では、上り通信レートもしくは下り通信レート、あるいはそれら両方の通信レートを、無線回線品質に応じて選択する。

例えば１ｘＥＶ−ＤＯの様に上りレートおよび下りレートともに、回線品質に応じたレートを選択する適応レート方式を用いているシステムでは、下りレートの選択は無線端末側が、自分で測定した下り回線品質を元に決定している。

図１０に、従来の適応レート方式における回線品質と下りレートの決定方法の説明図を示す。
一般に、回線品質が悪ければ１無線パケットあたりの使用スロット数は多くなり、回線品質が良くなるに従って使用スロット数は少なくなる。下り信号データの再送方式としてはＨｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ方式等を用いており、割り当てたスロットのうち、途中のスロットでパケットの復号が可能となれば、そのスロットで割り当てを打ち切って残りのスロットを別のユーザに割り当てることができる。この方式を用いる事で、下り回線品質に応じた回線割り当てを一層可能としている。
The Third Generation Partnership Project2 (3GPP2) Specifications、[online]、C.S0024-0 v4.0 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification、9.3.1.3.1.1 Modulation Parameters (Page9-67〜9-70)[平成19年9月11日検索]、インターネット<URL:http://www.3gpp2.org/Public_html/specs/tsgc.cfm>

例えば１ｘＥＶ−ＤＯの様なディジタル無線通信システムにおいて、従来のベストエフォート型データ通信の場合はパケット遅延が品質に大きな影響を与える事は無かった。しかし近年では、リアルタイム性の要求されるアプリケーションを無線通信システム上で利用することが要求され、この場合、遅延の影響がサービス品質に与える影響が無視できなくなってきている。リアルタイム系アプリケーション、例えば、ＶｏＩＰシステムの場合、サイズの小さいパケットを低遅延で送る必要があり、かつ収容ユーザ数が多い場合に対応できるようにする必要がある。

しかしながら、回線品質の悪いユーザが存在すると、そのユーザが低レートで複数のスロットを割り当てられてしまうため、結果的に、ユーザの収容数が減り、かつ他のユーザの遅延を発生させてしまうこととなる。

本発明は、以上の点に鑑み、ディジタル無線通信システムにおいて要求される多ユーザの収容に対応し、かつ通信品質劣化を発生させないようにすることを目的とする。
また、本発明は、通信品質の悪い呼のパケット割り当てを制限する処理を追加することで、遅延が発生しないようにすることを目的とする。

本発明は前記課題を解決するために、例えば１ｘＥＶ−ＤＯシステムの無線基地局において、下り回線が一定以上混雑してきた事を、例えばスロット使用率がしきい値以上となって判断した時、同じアプリケーションを使用するユーザ、例えばＶｏＩＰユーザ同士において、下り回線の品質が相対的に悪く、同じアプリケーションのスループットでも相対的に多数のスロットを消費しているユーザを、ＤＲＣ（Ｄａｔａ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の平均値がしきい値以下となったことで判断した時、スロット割り当てを間引く。また、スロット割り当てを間引く際の方法として、バースト的に間引きを発生させると補間による音声復元ができなくなるので、そうならない様に、間引きがバーストにならないような工夫を入れる必要がある。さらに、間引く率も一定にする方法と、下り回線の混雑具合に応じて間引き率を変化させる方法が可能である。それにより、最低限の音質が確保されるようになる。この操作が行われる対象としては、例えば、セル境界に近い無線端末のユーザが対象となる事が多いと予想される。

本発明は、例えば、無線装置において、無線回線品質に応じて通信速度を変える適応レート制御を採用する無線基地局と無線端末を有する無線通信システムであって、通信レートを選択する手段と、その選択した通信レートに対応して使用スロット数の割り当てを決定する機能を有し、スロット割り当てを間引く手段と、その間引いたスロットを他の無線端末に割り当てる手段を有し、無線端末の収容数を確保し、かつ他の無線端末にとっての輻輳解消を実現した事を特徴とした無線通信システムを提供する。

本発明においてスロット割り当てを間引く手段として、間引きによって補間によるデータ復元ができなくならないようなスロット割り当て制御をする手段を有する事ができる。
本発明においてスロット割り当て制御をする無線端末を選択する手段として、無線基地局と無線端末間における無線回線品質を測定する手段を有し、その測定した結果から通信レートを選択する手段と、その選択した通信レートに対応して使用スロット数の割り当てを決定する事で無線回線品質に応じた回線割り当てをする機能を有し、無線回線品質が悪いために使用スロット数の割り当てが長くなる無線端末を選択する手段を有する事ができる。

スロット割り当てを間引く手段又はスロット割り当て制御をする手段又は使用スロット数の割り当てが長くなる無線端末のスロット割り当てを制御する手段として、無線回線の混雑具合に関係なく、スロット割り当ての間引き率を一定にする手段を有する事ができる。
スロット割り当てを間引く手段又はスロット割り当て制御をする手段又は使用スロット数の割り当てが長くなる無線端末のスロット割り当てを制御する手段として、無線回線の混雑具合に応じて、スロット割り当ての間引き率を変化させる手段を有する事ができる。

本発明の第１の解決手段によると、
無線回線品質に応じて通信速度を変える適応レート制御を採用する無線通信システムにおける無線基地局であって、
要求レート情報を含んだ上り信号を、無線端末から受信する無線受信部と、

前記無線受信部が受信した上り信号から求めた要求レート情報を予め定められた閾値と比較し、
要求レート情報が閾値以上又はそれを超える場合、無線端末との間の回線品質が比較的良いと判断し、送信すべきパケットデータを使用スロット長が短い又は使用スロット数が少ない短スロットでスケジューリングを実施し、
一方、要求レート情報が閾値以下又はそれより少ない場合、無線端末との間の回線品質が比較的良くないと判断し、送信すべきパケットデータの幾つかを送信前に破棄しても補完による復元可能な範囲内か否か判断し、
前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元可能な場合は、そのパケットデータを破棄して、他の無線端末への他のパケットデータにスロットを割り当ててスケジューリングを実施し、
前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元不可能な場合は、前記送信すべきパケットデータを、使用スロット長が長い又は使用スロット数が多い長スロットでスケジューリングを実施して、無線端末に前記パケットデータを送信する
無線基地局制御部と、

前記無線基地局制御部のスケジューリングに基づき、前記無線端末にパケットデータを送信、又は、前記他の無線端末に前記他のパケットデータを送信する無線送信部と
を備えた無線基地局が提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
無線回線品質に応じて通信速度を変える適応レート制御を採用する無線通信システムの無線基地局におけるスケジューリング方法であって、
要求レート情報を含んだ上り信号を、無線端末から受信し、
上り信号から求めた要求レート情報を予め定められた閾値と比較し、
要求レート情報が閾値以上又はそれを超える場合、無線端末との間の回線品質が比較的良いと判断し、送信すべきパケットデータを使用スロット長が短い又は使用スロット数が少ない短スロットでスケジューリングを実施して、無線端末にパケットデータを送信し、
一方、要求レート情報が閾値以下又はそれより少ない場合、無線端末との間の回線品質が比較的良くないと判断し、送信すべきパケットデータの幾つかを送信前に破棄しても補完による復元可能な範囲内か否か判断し、
前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元可能な場合は、そのパケットデータを破棄して、他の無線端末への他のパケットデータにスロットを割り当ててスケジューリングを実施し、前記他の無線端末に前記他のパケットデータを送信し、
前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元不可能な場合は、前記送信すべきパケットデータを、使用スロット長が長い又は使用スロット数が多い長スロットでスケジューリングを実施して、無線端末に前記パケットデータを送信する
スケジューリング方法が提供される。

本発明によると、適応レート制御を用いた無線通信システムに、ＶｏＩＰシステムの様にリアルタイム性の要求されるアプリケーションを適用した時、回線品質の悪いユーザが存在した場合でも、ユーザ収容数の減少を防ぐとともに、他のユーザのパケット遅延が回避でき、かつ該当のユーザについても通信品質劣化を発生させないようにする事が可能となる。

図１に、移動体通信ネットワークの構成例として１ｘＥＶ−ＤＯを用いたＶｏＩＰネットワーク構成を示す。
このネットワークは、主に、無線端末（１０１）、無線基地局（１０２）および、ＰＣＦ（Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）（１０３）、ＰＤＳＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｎｏｄｅ）（１０４）、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ網（１０５）等の有線ネットワーク、ＳＩＰ Ｓｅｒｖｅｒ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｓｅｒｖｅｒ）（１０６）を備える。

図２に、無線基地局の構成例を示す。
無線基地局は、主に、アンテナ（２０１）、共用器（２０２）、無線受信部（２０３）、無線送信部（２０４）、復調部（２０５）、変調部（２０６）、無線基地局制御部（２０７）を備える。

アンテナ（２０１）は無線端末との送受信を行う。共用器（２０２）は無線受信部（２０３）および無線送信部（２０４）の信号を一つのアンテナで共用するために用いられる。無線受信部（２０３）は無線端末からの上り回線信号の受信を行う。無線送信部（２０４）は無線端末への下り回線の無線信号の送信を行う。復調部（２０５）は、受信した上り回線信号の復調処理を行う。変調部（２０６）は送信する下り回線信号の変調を行う。無線基地局制御部（２０７）は、無線受信部（２０３）、無線送信部（２０４）、復調部（２０５）、変調部（２０６）の制御と、下り回線信号のパケット割り当ての制御と、有線ネットワークのインターフェースに用いられる。

図３に、無線端末の構成例を示す。無線端末は主に、アンテナ（３０１）、共用器（３０２）、無線受信部（３０３）、無線送信部（３０４）、復調部（３０５）、変調部（３０６）、受信品質測定部（３０７）、ＤＲＣ推定部（３０８）、無線端末制御部（３０９）を備える。

アンテナ（３０１）は無線基地局との送受信を行う。共用器（３０２）は無線受信部（３０３）および無線送信部（３０４）の信号を一つのアンテナで共用するために用いられる。無線受信部（３０３）は無線基地局からの下り回線信号の受信を行う。無線送信部（３０４）は無線基地局への上り回線の無線信号の送信を行う。復調部（３０５）は、受信した下り回線信号の復調処理を行う。変調部（３０６）は送信する上り回線信号の変調を行う。受信品質測定部（３０７）は、復調された受信信号を逆拡散したシンボルの直交座標を示すＩ／Ｑの平均と分散を計算する事で、信号品質を示す指標である信号対干渉電力比ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）を算出する。ＤＲＣ推定部（３０８）は、このＳＩＲ値を基に無線基地局に要求するレート値であるＤＲＣ（Ｄａｔａ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）値を求める。このＤＲＣ値は、小さい値であるほど低い通信レートを示し、大きい値であるほど高い通信レートを示す。すなわち、無線端末は、測定したＳＩＲ値が大きいほどＤＲＣ値を大きくし、ＳＩＲ値が小さいほどＤＲＣ値を小さくする。無線端末制御部（３０９）は、無線受信部（３０３）、無線送信部（３０４）、復調部（３０５）、変調部（３０６）、受信品質測定部（３０７）、受信品質測定部（３０８）の制御と、例えばデータ通信専用カードの場合はパソコン等のインターフェース、携帯電話の場合はキーやマイク等のマン・マシンインターフェースに用いられる。

図４に、無線基地局制御部の動作フローチャートを示す。
以下、無線基地局制御部における動作を、図１と図２に示すブロック図と、図４の無線基地局制御部の動作フローチャートを用いて説明する。
無線基地局と無線端末の呼接続が完了して処理が開始されると、無線基地局の無線基地局制御部（２０７）は、下りパイロット信号を含んだ下り信号を、変調部（２０６）、無線送信部（２０４）、共用器（２０２）、アンテナ（２０１）を介して無線端末に送信する（Ｓ４０１）。

無線端末は受信した下り信号を、アンテナ（３０１）、共用器（３０２）、無線受信部（３０３）、復調部（３０５）を介して、受信した下り信号を端末制御部（３０９）および受信品質測定部（３０７）に入力する。受信品質測定部（３０７）は下り信号の中から下りパイロット信号の信号品質を測定し、その結果からＤＲＣ推定部（３０８）において無線基地局に要求するＤＲＣ値が選択される。なお、ＤＲＣ値に限らず、無線端末からの適宜の要求レートを示す情報を用いることができる。端末制御部（３０９）はＤＲＣ値（４０２）の情報を含んだ上り信号を、変調部（３０６）、無線送信部（３０４）、共用器（３０２）、アンテナ（３０１）を介して無線基地局に送信する。

無線基地局は、アンテナ（２０１）、共用器（２０２）、無線送信部（２０３）、復調部（２０５）を介して、受信した上り信号を基地局制御部（２０７）に入力し、各無線端末のＤＲＣ値を受信する（Ｓ４０２）。基地局制御部（２０７）では、上り信号における無線端末より報告されたＤＲＣ値（４０２）を基に下り通信レートを決定する（Ｓ４０３）。例えば、基地局制御部（２０７）は、ＤＲＣ値が、小さい値であるほど低い通信レートを示し、大きい値であるほど高い通信レートを示すように、下り通信レートを適宜の式により計算したり、予め定められた対応テーブルや閾値などにより設定したりすることができる。さらに、基地局制御部（２０７）は、これを無線基地局に接続する全ての無線端末について実行し、それぞれの無線端末の平均レート値Ｒを算出し、その無線端末のＤＲＣ値をＲで割った値（ＤＲＣ／Ｒ）を算出する（Ｓ４０３）。Ｒの算出式の例を式１に示す。

ＤＲＣ（ｔ） ：時刻ｔでのユーザｉの要求データレート
Ｒ（ｔ） ：時刻ｔでのユーザｉの要求データレートの平均値
ｔ_ｃ＝１０００ ｓｌｏｔｓ （＝１．６ｓ）

また、基地局制御部（２０７）は、このＤＲＣ／Ｒが最も大きい無線端末から順にスケジューリングを行う（Ｓ４０３）。これをプロポーショナルフェアネス方式と呼ぶ。この他にも、適宜のスケジューリング方式を用いてもよい。

ここで、図１１に示す通り、下り回線品質が悪ければ悪いほど使用スロット数は多くなり又は使用スロット長は長くなり、回線品質が良くなるに従って使用スロット数は少なくなり又は使用スロット長は短くなる。そこでつぎに基地局制御部（２０７）は、ＤＲＣ値が予め定められた閾値以上か否かを判定する（Ｓ４０４）。ＤＲＣ値が閾値以上で下り回線品質が良い無線端末の場合、ステップＳ４０４でＹＥＳと判断するので、回線品質の良い無線端末に送信するパケットデータが有線ネットワークから無線基地局に到達した時は（Ｓ４０５）、そのパケットデータを維持したまま（Ｓ４０６）、使用スロット長が短い（使用スロット数が少ない）短スロットでスケジューリングを実施して（Ｓ４０７）、無線端末にパケットデータを送信する（Ｓ４１４）。

これに対し、下り回線品質の悪い無線端末は、回線品質の良い無線端末と比較して多くスロット数を占有する事となるため、多ユーザ収容時に他のユーザにとって輻輳の原因となりうる。結果的に収容数が減り、かつ他のユーザの遅延を発生させてしまうこととなる場合が想定される。例えばＶｏＩＰシステムにおいて、遅延は音声品質の劣化に直結する。そのため、基地局制御部（２０７）は、ＤＲＣ値が閾値より小さく下り回線品質が悪い無線端末の場合、ステップＳ４０４でＮｏと判定するので、そのような回線品質の悪い無線端末に送信するパケットデータが有線ネットワークから無線基地局に到達した時（Ｓ４０８）、基地局制御部（２０７）はパケットデータの幾つかを送信前に破棄して補完による復元可能な範囲内か判断する（Ｓ４０９）。

ステップＳ４０９において、例えば、音声品質の劣化が許容可能な範囲で、パケットを破棄してもよい所定数を予め設定しておき、基地局制御部（２０７）は、破棄したパケット数をカウントし、この所定数と比較する。基地局制御部（２０７）は、比較した結果、破棄したパケット数が所定数以内であれば音声の復元が可能であると判定し、一方、所定数を超えればその復元が不可能であると判定する。

そして、復元可能な場合は、基地局制御部（２０７）は、そのパケットデータを破棄して（Ｓ４１０）、他の無線端末にスロットを割り当ててスケジューリングを実施し（Ｓ４１１）、無線端末にパケットデータを送信する（Ｓ４１４）。一方、ステップＳ４０９で復元不可能と判断した場合は、基地局制御部（２０７）は、パケットデータを維持したまま（Ｓ４１２）、使用スロット長が長い（使用スロット数が多い）長スロットでスケジューリングを実施して（Ｓ４１３）、無線端末にパケットデータを送信する（Ｓ４１４）。このような操作を行う事により、ＶｏＩＰユーザの無線端末収容数を確保し、かつ他のユーザのパケット遅延を回避する。

次に本実施の形態の動作を示す具体例を図に従って説明する。
図５に、パケット制御例（１）の説明図を示す。図中、第１段には、それぞれ所定数のパケットを含むＶｏＩＰパケット１、ＶｏＩＰパケット２、・・・、ＶｏＩＰパケットｎが所定の到達周期で送信される様子を示す。第２段目以降は、各ＶｏＩＰパケットの第１パケットをそれぞれ拡大した複数スロットが示される。

回線品質の良い無線端末２は、１スロットでＶｏＩＰパケットを送信するので毎パケットにスロットを１スロット割り当てる。しかし回線品質の悪い無線端末１は、多くのスロットを消費してしまうため、多ユーザ収容時に他のユーザに取って輻輳の原因になる。ＶｏＩＰにおいて音声品質劣化が見えない範囲（許容可能な範囲）でパケットを破棄するために、例えば、パケットｎ個のうち所定数（例えば２個）までパケットを破棄し、所定数を超える（例えば３つ以上の）パケットの破棄が発生しないようにする。パケットを破棄する事で空いたスロットを他のユーザに割り当てる事で、他のユーザにとっての輻輳を解消する。

図６に、この一連の動作におけるシーケンス図を示す。以下に、無線基地局（６０３）と、受信品質の悪い無線端末１（６０１）および受信品質の良い無線端末２（６０２）の呼接続が完了し、有線ネットワーク（６０４）から無線基地局（６０３）にＶｏＩＰパケットが到達する場合を例として説明する。

無線基地局（６０３）は、無線端末１（６０１）に下りパイロット信号１（６０６）を送信し、無線端末２（６０２）に下りパイロット信号２（６０５）を送信する。受信品質の悪い無線端末１（６０１）は下りパイロット信号１（６０６）の受信品質測定結果が悪いため、低ＤＲＣ値（６０８）を選択して無線基地局（６０３）に報告する。対して受信品質の良い無線端末２（６０２）は下りパイロット信号２（６０５）の受信品質測定結果が良いため、高ＤＲＣ値（６０７）を選択して無線基地局（６０３）に報告する。この制御は呼接続中、常時実行される。なお、図中、各無線端末から無線基地局へのＤＲＣ値の報告は１回のみしか記載されていないが、無線基地局は所定のタイミング等で常時各無線端末からＤＲＣ値を受信する。

無線基地局（６０３）は高ＤＲＣ値（６０７）を要求した無線端末２（６０２）に対して、受信品質の良い状態の端末は高レートで少ないスロットの消費でデータを送信できるため、ＶｏＩＰパケット１−２（６０９）を短スロットでスケジューリングするように制御して送信を行う。また低ＤＲＣ値を要求した無線端末１（６０１）に対して、受信品質の悪い状態の端末は低レートで多くのスロットを消費して他ユーザに対して輻輳の原因となるため、ＶｏＩＰパケット１−１（６１０）を破棄して送信を行わない。次のＶｏＩＰパケット２−１（６１２）とＶｏＩＰパケット２−２（６１１）が無線基地局（６０３）に到達した時、無線端末１（６０１）と無線端末２（６０２）の受信品質に変化が無い場合、先のＶｏＩＰパケットと同じ処理が行われる。無線端末２（６０２）に対して、ＶｏＩＰパケット２−２（６１１）を短スロットでスケジューリングするように制御して送信を行う。また無線端末１（６０１）に対して、ＶｏＩＰパケット２−１（６１２）を破棄して送信を行わない。さらに次のＶｏＩＰパケット３−１（６１４）とＶｏＩＰパケット３−２（６１３）が無線基地局（６０３）に到達した時、無線端末１（６０１）と無線端末２（６０２）の受信品質に変化が無い場合、先のＶｏＩＰパケットと異なる処理が行われる。無線端末２（６０２）に対して、ＶｏＩＰパケット３−２（６１３）を短スロットでスケジューリングするように制御して送信を行う。また無線端末１（６０１）に対して、所定数を超える（例えば３つ以上の）ＶｏＩＰパケットの破棄は制限されるため、ＶｏＩＰパケット３−１（６１４）を長スロットでスケジューリングするように制御して送信を行う。以降、ＶｏＩＰパケットｎ−１（６１６）とＶｏＩＰパケットｎ−２（６１５）が無線基地局（６０３）に到達まで、ＶｏＩＰパケット３−１（６１４）とＶｏＩＰパケット３−２（６１３）と同様の処理を行う。

図７に、パケット制御例（２）の説明図を示す。
回線品質の良い無線端末２は、１スロットでＶｏＩＰパケットを送信するので毎パケットにスロットを１スロット割り当てる。しかし回線品質の悪い無線端末１は、多くのスロットを消費してしまうため、多ユーザ収容時に他のユーザに取って輻輳の原因になる。ＶｏＩＰにおいて音声品質劣化が見えない範囲でパケットを破棄するために、パケットｎ個のうち所定数（例えば１個）までパケットを破棄し、所定数を超える（例えば２つ以上の）パケットの破棄が発生しないようにする。パケットを破棄する事で空いたスロットを他のユーザに割り当てる事で、他のユーザにとっての輻輳を解消する。

図８に、この一連の動作におけるシーケンス図を示す。以下に、無線基地局（８０３）と、受信品質の悪い無線端末１（８０１）および受信品質の良い無線端末２（８０２）の呼接続が完了し、有線ネットワーク（８０４）から無線基地局（８０３）にＶｏＩＰパケットが到達する場合を例として説明する。

無線基地局（８０３）は、無線端末１（８０１）に下りパイロット信号１（８０６）を送信し、無線端末２（８０２）に下りパイロット信号２（８０５）を送信する。受信品質の悪い無線端末１（８０１）は下りパイロット信号１（８０６）の受信品質測定結果が悪いため、低ＤＲＣ値（８０８）を選択して無線基地局（８０３）に報告する。対して受信品質の良い無線端末２（８０２）は下りパイロット信号２（８０５）の受信品質測定結果が良いため、高ＤＲＣ値（８０７）を選択して無線基地局（８０３）に報告する。この制御は呼接続中、常時実行される。

無線基地局（８０３）は高ＤＲＣ値（８０７）を要求した無線端末２（８０２）に対して、受信品質の良い状態の端末は高レートで少ないスロットの消費でデータを送信できるため、ＶｏＩＰパケット１−２（８０９）を短スロットでスケジューリングするように制御して送信を行う。また低ＤＲＣ値を要求した無線端末１（８０１）に対して、受信品質の悪い状態の端末は低レートで多くのスロットを消費して他ユーザに対して輻輳となるため、ＶｏＩＰパケット１−１（８１０）を破棄して送信を行わない。次のＶｏＩＰパケット２−１（８１２）とＶｏＩＰパケット２−２（８１１）が無線基地局（８０３）に到達した時、無線端末１（８０１）と無線端末２（８０２）の受信品質に変化が無い場合、先のＶｏＩＰパケットと異なる処理が行われる。無線端末２（８０２）に対して、ＶｏＩＰパケット２−２（８１１）を短スロットでスケジューリングするように制御して送信を行う。また無線端末１（８０１）に対して、所定数を超える（例えば２つ以上の）ＶｏＩＰパケットの破棄は制限されるため、ＶｏＩＰパケット２−１（８１２）を長スロットでスケジューリングするように制御して送信を行う。以降、ＶｏＩＰパケットｎ−１（８１６）とＶｏＩＰパケットｎ−２（８１５）が無線基地局（８０３）に到達まで、ＶｏＩＰパケット２−１（８１２）とＶｏＩＰパケット２−２（８１１）と同様の処理を行う。

図９及び図１０に、パケット制御例（３）の説明図（１／２）及び（２／２）を示す。例えば、下り回線の混雑具合をスロット使用率で判断し、混雑具合に応じてパケットの破棄数を上げる。なお、基地局制御部（２０７）は、混雑具合を、使用パケット数、スロット使用率、スロット使用数、トラヒック等の適宜のデータにより、予め定められた閾値と比較すること等により判断することができる。

例えば、図９に示すように、スロット使用率が低く、下り回線の混雑具合が少ないと判断した場合、回線品質の良い無線端末２は、１スロットでＶｏＩＰパケットを送信するので毎パケットにスロットを１スロット割り当てる。しかし回線品質の悪い無線端末１は、多くのスロットを消費してしまうため、多ユーザ収容時に他のユーザに取って輻輳の原因になる。ＶｏＩＰにおいて音声品質劣化が見えない範囲でパケットを破棄するために、パケットｎ個のうち第１の所定数（例えば１個）までパケットを破棄し、第１の所定数を超える（例えば、２つ以上の）パケットの破棄が発生しないようにする。パケットを１個破棄する事で空いたスロットを他のユーザに割り当てる事で、他のユーザにとっての輻輳を解消する。

次に、図１０に示すように、スロット使用率が高く、下り回線の混雑具合が多いと判断した場合、回線品質の良い無線端末２は、１スロットでＶｏＩＰパケットを送信するので毎パケットにスロットを１スロット割り当てる。しかし回線品質の悪い無線端末１は、多くのスロットを消費してしまうため、多ユーザ収容時に他のユーザに取って輻輳の原因になる。ＶｏＩＰにおいて音声品質劣化が見えない範囲でパケットを破棄するために、パケットｎ個のうち第２の所定数（例えば２個）までパケットを破棄し、第２の所定数を超える（例えば３つ以上の）パケットの破棄が発生しないようにする。パケットを所定数（例えば２個）破棄し、該当スロットを端末３、４、５に割り当てる事で、より多くの空いたスロットを他のユーザに割り当てる事で、多数となった他のユーザにとっての輻輳を解消する。

本発明は、例えば、無線通信システムにおいて、ＶｏＩＰや動画配信等、ストリーミングデータを用いた低遅延が要求されるアプリケーションのサービスを提供する場合等に利用可能である。

１ｘＥＶ−ＤＯのネットワーク構成例を示す図。 無線基地局の構成例を示す図。 無線端末の構成例を示す図。 無線基地局制御部の動作フローチャート。 パケットの制御例（１）の説明図。 パケットの制御例（１）における呼接続シーケンス図。 パケットの制御例（２）の説明図。 パケットの制御例（２）における呼接続シーケンス図。 パケットの制御例（３）の説明図（１／２）。 パケットの制御例（３）の説明図（２／２）。 １ｘＥＶ−ＤＯシステムの回線品質と下りレートの決定例の説明図。

符号の説明

１０１：無線端末
１０２、５０３、７０３：無線基地局
１０３：ＰＣＦ （Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
１０４：ＰＤＳＮ （Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｎｏｄｅ）
１０５：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ網
１０６：ＳＩＰ Ｓｅｒｖｅｒ （Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｓｅｒｖｅｒ）
２０１、３０１：アンテナ
２０２、３０２：共用器
２０３、３０３：無線受信部
２０４、３０４：無線送信部
２０５、３０５：復調部
２０６、３０６：変調部
２０７：無線基地局制御部
３０７：受信品質測定部
３０８：ＤＲＣ推定部
３０９：無線端末制御部
６０１、８０１：無線端末１
６０２、８０２：無線端末２
６０４、８０４：有線ネットワーク
６０５、８０５：下りパイロット２
６０６、８０６：下りパイロット１
６０７、８０７：高ＤＲＣ値
６０８、８０８：低ＤＲＣ値
６０９、８０９：ＶｏＩＰパケット１−２
６１０、８１０：ＶｏＩＰパケット１−１
６１１、８１１：ＶｏＩＰパケット２−２
６１２、８１２：ＶｏＩＰパケット２−１
６１３、８１３：ＶｏＩＰパケット３−２
６１４、８１４：ＶｏＩＰパケット３−１
６１５、８１５：ＶｏＩＰパケットｎ−２
６１６、８１６：ＶｏＩＰパケットｎ−１

Claims (10)

1. 無線回線品質に応じて通信速度を変える適応レート制御を採用する無線通信システムにおける無線基地局であって、
   要求レート情報を含んだ上り信号を、無線端末から受信する無線受信部と、
   
   前記無線受信部が受信した上り信号から求めた要求レート情報を予め定められた閾値と比較し、
   要求レート情報が閾値以上又はそれを超える場合、無線端末との間の回線品質が比較的良いと判断し、送信すべきパケットデータを使用スロット長が短い又は使用スロット数が少ない短スロットでスケジューリングを実施し、
   一方、要求レート情報が閾値以下又はそれより少ない場合、無線端末との間の回線品質が比較的良くないと判断し、送信すべきパケットデータの幾つかを送信前に破棄しても補完による復元可能な範囲内か否か判断し、
   前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元可能な場合は、そのパケットデータを破棄して、他の無線端末への他のパケットデータにスロットを割り当ててスケジューリングを実施し、
   前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元不可能な場合は、前記送信すべきパケットデータを、使用スロット長が長い又は使用スロット数が多い長スロットでスケジューリングを実施して、無線端末に前記パケットデータを送信する
   無線基地局制御部と、
   
   前記無線基地局制御部のスケジューリングに基づき、前記無線端末にパケットデータを送信、又は、前記他の無線端末に前記他のパケットデータを送信する無線送信部と
   を備えた無線基地局。
2. 前記無線基地局制御部は、
   無線回線の混雑具合に関係なく、スロット割り当ての間引き率を予め定められた一定の値にすることにより、前記復元可能な範囲内か否か判断することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記無線基地局制御部は、
   無線回線の混雑具合に応じて、スロット割り当ての間引き率を予め定められた値に応じて変化させることにより、前記復元可能な範囲内か否か判断することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
4. 前記無線基地局制御部は、
   前記復元可能な範囲内でパケットデータを破棄するために、予め定められた数までパケットデータを破棄し、前記予め定められた数を超えるパケットデータの破棄を発生しないようにすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線基地局。
5. 前記無線基地局制御部は、
   自無線基地局に接続する全ての無線端末について、無線端末からの上り信号により無線端末より報告された要求レート情報を基に下り通信レートを決定し、
   それぞれの無線端末の平均レート値を算出し、その無線端末の要求レート情報を平均レート値で割った値を算出し、
   前記割った値が大きい無線端末から順にスケジューリングを行うこと
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線基地局。
6. 無線回線品質に応じて通信速度を変える適応レート制御を採用する無線通信システムの無線基地局におけるスケジューリング方法であって、
   要求レート情報を含んだ上り信号を、無線端末から受信し、
   上り信号から求めた要求レート情報を予め定められた閾値と比較し、
   要求レート情報が閾値以上又はそれを超える場合、無線端末との間の回線品質が比較的良いと判断し、送信すべきパケットデータを使用スロット長が短い又は使用スロット数が少ない短スロットでスケジューリングを実施して、無線端末にパケットデータを送信し、
   一方、要求レート情報が閾値以下又はそれより少ない場合、無線端末との間の回線品質が比較的良くないと判断し、送信すべきパケットデータの幾つかを送信前に破棄しても補完による復元可能な範囲内か否か判断し、
   前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元可能な場合は、そのパケットデータを破棄して、他の無線端末への他のパケットデータにスロットを割り当ててスケジューリングを実施し、前記他の無線端末に前記他のパケットデータを送信し、
   前記復元可能な範囲内か否か判断した結果、復元不可能な場合は、前記送信すべきパケットデータを、使用スロット長が長い又は使用スロット数が多い長スロットでスケジューリングを実施して、無線端末に前記パケットデータを送信する
   スケジューリング方法。
7. 無線回線の混雑具合に関係なく、スロット割り当ての間引き率を予め定められた一定の値にすることにより、前記復元可能な範囲内か否か判断することを特徴とする請求項６に記載のスケジューリング方法。
8. 無線回線の混雑具合に応じて、スロット割り当ての間引き率を予め定められた値に応じて変化させることにより、前記復元可能な範囲内か否か判断することを特徴とする請求項６に記載のスケジューリング方法。
9. 前記復元可能な範囲内でパケットデータを破棄するために、予め定められた数までパケットデータを破棄し、前記予め定められた数を超えるパケットデータの破棄を発生しないようにすることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のスケジューリング方法。
10. 自無線基地局に接続する全ての無線端末について、無線端末からの上り信号により無線端末より報告された要求レート情報を基に下り通信レートを決定し、
    それぞれの無線端末の平均レート値を算出し、その無線端末の要求レート情報を平均レート値で割った値を算出し、
    前記割った値が大きい無線端末から順にスケジューリングを行うこと
    を特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のスケジューリング方法。

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