JP3737353B2 - 通信装置及び通信回線割当方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置及び通信回線割当方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声によるサービスが主体であった無線通信システムにおいて、近年、音声のみでなく、非音声のデータ通信や動画像及び静止画像のダウンロード等のいわゆるマルチメディアサービスに対する要求が高まってきている。このため、今後の無線通信システムには、マルチメディアサービスの提供が必要不可欠となっている。
【０００３】
このようなマルチメディアサービスを実現する上では、音声のみの通信の場合よりもはるかに高速な通信が要求されるため、通信回線を有効に利用した効率的な伝送を行うシステムの設計が求められる。そのためには、通信品質の制御を行うことで、リソースの有効利用を図ることが重要となってくる。
【０００４】
従来、このような効率的な伝送を図るための通信制御は、バッファに格納されたデータ量、及び許容される遅延時間に基づいた方法と、受信信号の信号対雑音電力比（ＳＮ比）に基づいた方法の何れか一方が採用されていた。これらの例を図１６、１７に示す。
【０００５】
図１６は、バッファに格納されたデータ量、及び許容される遅延時間に基づいた通信回線割当方法を示すフローチャートである。時分割多重アクセスでは、各通信端末へ割り当てられる通信回線（チャネル）はタイムスロットと呼ばれる。
【０００６】
無線基地局は、各バッファにパケットが格納されてからの経過時間（以下「遅延時間」と称する）を監視し、この遅延時間が許容される時間（以下「許容値」と称する）を超えたか否かを判定する（ステップ１５０１）。
【０００７】
遅延時間が許容値を超えているパケットが存在する場合には、無線基地局は、その許容値を超えたパケットを受信する各無線端末に対して、遅延時間の大きい順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１５０２）。次に、無線基地局は、遅延時間が許容値を超えていないパケットを受信する無線端末に対して、バッファ内のデータ量の少ない順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１５０３）。
【０００８】
また、全てのバッファ内のパケットの遅延時間が許容値を超えていない場合（ステップ１５０１で否定判断した場合）には、無線基地局は、各無線端末に対して、対応するバッファ内のデータ量の少ない順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１５０３）。なお、ステップ１５０３において、バッファ内のデータ量の少ない順にタイムスロットを割り当てるのは、データ量が少なければ占有するタイムスロット数も少なくなるため、同時に接続することができる無線端末数の増加が見込めるからである。
【０００９】
このように、遅延時間が許容値を超えたパケットを受信する無線端末に対して優先的にタイムスロットを割り当てることにより、遅延時間が増大することを防止し、効率的な伝送を行うことができる。
【００１０】
一方、図１７は、受信信号のＳＮ比に基づいた通信回線割当方法を示すフローチャートである。無線基地局は、各無線端末から送られる受信ＳＮ比を常時観測し（ステップ１６０１）、この受信ＳＮ比の高い無線端末から順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１６０２）。
【００１１】
このように、通信品質が劣化しているために受信後のビット誤りやパケット誤り等が生じる可能性が高い場合には、対応する無線端末に対するタイムスロットの割り当ての優先度を低くすることにより、なるべく受信誤りを起こさないようにして効率的な伝送を行うことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１６に示したバッファに格納されたデータ量、及び遅延時間に基づいた通信回線割当方法では、通信品質を考慮していないため、以下のような問題が生じる。
【００１３】
例えばシャドウイング等の電波伝搬路の激しい変動のために通信品質が劣化し、受信側でパケット誤りが発生した場合を考えると、この場合には、その誤りが生じたパケットを再送すべく、図１６に示した方法により再度タイムスロットが割り当てられる。しかし、通信品質の劣化により、再度タイムスロットを割り当てたとしても再びパケット誤りが生じる。その結果、単位時間あたりに正しく送受信することができるデータ量、即ちスループットが低下し、システム全体における伝送効率が低下してしまう。
【００１４】
一方、図１７に示した受信信号のＳＮ比に基づいた通信回線割当方法では、遅延時間を考慮していないため、通信品質が劣化している状態の無線端末に対しては、遅延に対する要求が厳しいものであっても、タイムスロットの割り当てが優先されない。このため、遅延に対する要求が厳しい無線端末であるにもかかわらず、無線基地局との接続ができなかったり、また、接続されたとしても途中で切断されたりといった事態が生じ、遅延が増大するという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、通信回線の有効利用を図りつつ、遅延時間を所望の値以下に抑え、スループットを向上することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の通信装置は、複数の無線端末と通信を行うものであり、前記各無線端末毎の送信側における送信すべきデータ量と、前記各無線端末毎の受信側における通信品質とに基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する割当順序決定手段と、前記決定された割当順序に従って、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線を割り当てる通信回線割当手段とを備える。
【００１７】
このような通信装置では、各無線端末毎の送信側における送信すべきデータ量に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、通信されるデータ量の少ない通信装置と無線端末との間に優先的に通信回線を割り当て、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間等に問題のない無線端末を増やすことができる。併せて、各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、通信品質の良好な通信装置と無線端末との間でデータを優先的に通信し、データの再送回数を減少させることでスループットを向上させることができる。なお、通信回線とは、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等を意味する。
【００１８】
また、本発明の通信装置は、複数の無線端末と通信を行うものであり、前記各無線端末毎の送信側における送信すべきデータの最大滞留時間と、前記各無線端末毎の受信側における通信品質とに基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する割当順序決定手段と、前記決定された割当順序に従って、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線を割り当てる通信回線割当手段とを備える。
【００１９】
このような通信装置では、各無線端末毎の送信側における送信すべきデータの最大滞留時間に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、滞留時間の大きいデータを優先的に伝送し、滞留時間を改善することができる。併せて、各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、通信品質の良好な通信装置と無線端末との間でデータを優先的に通信し、データの再送回数を減少させることでスループットを向上させることができる。
【００２０】
また、発明は、前記通信装置が送信側である場合を規定したものであり、また前記通信装置が受信側である場合を規定したものである。
【００２１】
また、本発明によれば、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する無線端末分類手段を備え、前記割当順序決定手段は、前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することにより、最大滞留時間の大きいものについては最大滞留時間の大きい順に通信回線が割り当てられ、最大滞留時間の小さいものについては通信品質の良好な順に通信回線が割り当てられるため、滞留時間の改善とスループットの向上との調和を図りつつ通信回線を割り当てることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記割当順序決定手段は、前記送信すべきデータの最大滞留時間及びデータ量と、前記通信品質とに基づいて、前記通信回線の割当順序を決定する。この場合には、通信されるデータ量の少ない通信装置と無線端末との間に優先的に通信回線を割り当て、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間等に問題のない無線端末を増やすことができる。
【００２３】
特に、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する無線端末分類手段を備え、前記割当順序決定手段は、前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することにより、滞留時間の改善とスループットの向上との調和を図りつつ通信回線を割り当てることができ、併せて、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間等に問題のない無線端末を増やすことができる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記割当順序決定手段は、前記各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する代わりに、前記各無線端末毎の受信側における通信品質に対応した、デジタル変調方式の変調多値数に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定することにより、変調多値数を用いて、通信品質を用いた場合と同様に通信回線の割当順序を決定することができる。
【００２５】
また、請求項７〜１２に記載された発明は、請求項１〜６に記載された通信装置に適した通信回線割当方法である。
【００２６】
【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通信装置及び通信回線割当方法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。
【００２７】
同図に示す無線通信システムでは、１つの無線基地局１と各無線端末１０、２０、３０、４０との間で通信が行われる。この無線基地局１と各無線端末１０〜４０との間の通信に際しては、無線基地局１が各無線端末１０〜４０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を割り当てる制御を行う。
【００２８】
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。
【００２９】
図２は、無線基地局１から各無線端末１０〜４０へパケットを伝送する際に、各無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットを割り当てる処理のブロック図である。
【００３０】
各無線端末１０〜４０は、受信部２０２において、無線基地局１から送信される信号を受信しており、ＳＮ比測定部２０４において、この受信信号のＳＮ比（受信ＳＮ比）を測定し、無線基地局１へ送信する。この受信ＳＮ比は、無線基地局１から各無線端末１０〜４０へデータを伝送する通信回線の通信品質を示している。
【００３１】
無線基地局１は、データ量測定部２０６において、無線基地局１内のバッファ１１〜４１に格納されたデータ量を測定する。また、最大滞留時間測定部２０８において、バッファ１１〜４１のそれぞれについて、最も長く滞留しているパケットの滞留時間（以下「最大滞留時間」と称する）を測定する。
【００３２】
無線端末１０〜４０における受信ＳＮ比、データ量測定部２０６によって測定されたバッファ１１〜４１のデータ量、最大滞留時間測定部２０８によって測定されたバッファ１１〜４１内のパケットの最大滞留時間の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部２１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部２１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを送信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを送信する無線端末とに分類しておく。
【００３３】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部２１０においては、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファの最大滞留時間の大きい順、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００３４】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部３１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行い、送信部３１６において、割り当てられたタイムスロットを用いて、バッファ１１〜４１に格納されているパケットを各無線端末１０〜４０へ送信する。
【００３５】
一方、図３は、各無線端末１０〜４０から無線基地局１へパケットを伝送する際に、各無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットを割り当てる処理のブロック図である。
【００３６】
各無線端末１０〜４０は、送信部３０１において、所定の信号を無線基地局１へ送信している。また、データ量測定部３０６においては、内蔵するバッファ１２〜４２のデータ量を測定し、無線基地局１へ送信する。最大滞留時間測定部３０８においては、内蔵するバッファ１２〜４２内に最も長く滞留しているパケットの滞留時間（最大滞留時間）を測定し、無線基地局１へ送信する。
【００３７】
無線基地局１は、ＳＮ比測定部３０４において、各無線端末１０〜４０から受信した信号に関して各無線端末毎にＳＮ比を測定する。この受信ＳＮ比は、各無線端末１０〜４０から無線基地局１へデータを伝送する通信回線の通信品質を示している。
【００３８】
ＳＮ比測定部３０４によって測定された無線端末１０〜４０における受信ＳＮ比、各無線端末１０〜４０から送られたバッファ１２〜４２内のパケットの最大滞留時間及びデータ量の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部３１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部３１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末とに分類しておく。
【００３９】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部３１２においては、図２に示したスロット割当順序決定処理部２１２と同様に、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００４０】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定されると、スロット割当処理部３１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行う。各無線端末１０〜４０は、割り当てられたタイムスロットを用いて、内蔵するバッファ１２〜４２に格納されているパケットを無線基地局１へ送信する。
【００４１】
上述した図２及び図３の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートを図４に示す。
【００４２】
受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータを取得した後で、最大滞留時間が許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信あるいは送信する無線端末（以下「最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末」と称する）と、超えていないバッファ内のパケットを受信あるいは送信する無線端末（以下「最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末」と称する）とに分類する処理までが第１段階である。その後、第２段階では、受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、パケットの最大滞留時間の３つのパラメータに基づくタイムスロットの割当処理が行われる。
【００４３】
図４から明らかなように、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末が存在すれば、その無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てる処理を行い、その後、まだ空きスロットが存在すれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末にタイムスロットを割り当てる処理を行う。パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末及び超えていない無線端末それぞれの詳細な処理の流れは図５及び図６に示している。無線基地局１は、各無線端末１０〜４０に対して、バッファ内のパケットの最大滞留時間ならびに現在バッファ内に蓄積されているデータ量を、品質制御を行う周期ごとに把握する必要がある。なお、パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた場合と超えない場合とで、第２段階におけるタイムスロットの割当順序が異なるが、いずれの場合においても、パケットの最大滞留時間を考慮して無線端末を分類する第１段階の処理は同じである。
【００４４】
初めに図４の実施形態における第１段階の処理について説明する。最大滞留時間による分類処理部２１０、３１０は、取得された受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、パケットの最大滞留時間の３つのパラメータの内、パケットの最大滞留時間が許容時間を超えているか否かを判定し（ステップ４０１）、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末と超えていない無線端末とに分類する（ステップ４０２、４０３）。
【００４５】
続いて第２段階の処理について説明する。まず、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理が行われる（ステップ４０４）。これらの無線端末に対する処理の詳細を図５に示す。
【００４６】
スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、無線端末の遅延時間を増大させないように、最大滞留時間の大きい無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を最大滞留時間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タイムスロットの割当順序になる。
【００４７】
しかし、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性がある。そこで、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ５０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、受信ＳＮ比の大きい順にソートを行い（ステップ５０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００４８】
ここで、受信ＳＮ比についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合がある。そこで、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、さらに受信ＳＮ比が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ５０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ５０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００４９】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部２１４、３１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ５０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ５０７）。
【００５０】
これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ５０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ５０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。なお、スロット割当処理部２１４、３１４は、空きスロットはあるものの、送信側のバッファ内の全てのパケットを伝送するだけの空きスロットがない場合には、最大滞留時間の大きいものから順にタイムスロットを割り当て、空きスロットがなくなった時点でタイムスロットの割当処理（ステップ５０７）を終了する。
【００５１】
再び、図４に戻って説明する。最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理（ステップ４０４）の終了後、まだ空きスロットがあるか否かが判定され（ステップ４０５）、空きスロットがあれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理（ステップ４０６）が行われる。これらの無線端末に対する処理の詳細を図６に示す。
【００５２】
スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、受信ＳＮ比が大きい無線端末に対し、優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を受信ＳＮ比の大きい順にソートする（ステップ６０１）。このソートした順序がタイムスロットの割当順序になる。
【００５３】
しかし、受信ＳＮ比が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性があるため、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、受信ＳＮ比が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ６０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ６０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００５４】
ここで、バッファ内のデータ量についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合があるため、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、さらにバッファ内のデータ量が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ６０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、最大滞留時間の大きい順にソートを行い（ステップ６０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００５５】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部２１４、３１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ６０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ６０７）。これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ６０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ６０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。
【００５６】
以上詳細に説明したように、パケットの最大滞留時間に基づいて、滞留時間の大きいパケットを優先的に伝送し、滞留時間を改善することができる。また、受信ＳＮ比に基づいて、該受信ＳＮ比の良好な無線基地局１と無線端末との間でパケットを優先的に通信し、パケットの再送回数を減少させることでスループットを向上させることができる。更に、バッファ内のデータ量に基づいて、データ量の少ない通信されるデータ量の少ない無線基地局１と無線端末との間に優先的に通信回線を割り当て、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間に問題のない無線端末を増やすことができる。
【００５７】
ところで、受信ＳＮ比の代わりに、変調多値数に基づいてタイムスロットの割当順序を決定することもできる。図７は、無線基地局１から各無線端末１０〜４０へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットを割り当てる処理のブロック図である。
【００５８】
各無線端末１０〜４０は、受信部７０２において、図２に示した受信部２０２と同様、無線基地局１から送信される信号を受信し、ＳＮ比測定部７０４において、この受信信号のＳＮ比（受信ＳＮ比）を測定し、無線基地局１へ送信する。
【００５９】
無線基地局１は、多値数決定部７０５において、各無線端末１０〜４０から送られた受信ＳＮ比において、要求されている通信品質（例えばビット誤り率やパケット誤り率）を満足することができるか否かを判定し、満足しない場合には、変調多値数を下げる処理を行う。
【００６０】
多値数決定部７０５によって決定された無線端末１０〜４０毎の変調多値数、データ量測定部７０６によって測定されたバッファ１１〜４１のデータ量、最大滞留時間測定部７０８によって測定されたバッファ１１〜４１内のパケットの最大滞留時間の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部７１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部７１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末とに分類しておく。
【００６１】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部７１２においては、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファの最大滞留時間の大きい順、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００６２】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部７１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行い、送信部７１６において、割り当てられたタイムスロットを用いて、バッファ１１〜４１に格納されているパケットを各無線端末１０〜４０へ送信する。
【００６３】
一方、図８は、各無線端末１０〜４０から無線基地局１へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末１０〜４０に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【００６４】
各無線端末１０〜４０は、送信部８０１において、所定の信号を無線基地局１へ送信している。また、データ量測定部８０６においては、内蔵するバッファ１２〜４２のデータ量を測定し、無線基地局１へ送信する。最大滞留時間測定部８０８においては、内蔵するバッファ１２〜４２内に最も長く滞留しているパケットの滞留時間（最大滞留時間）を測定し、無線基地局１へ送信する。
【００６５】
無線基地局１は、ＳＮ比測定部８０４において、各無線端末１０〜４０から受信した信号に関して各無線端末毎にＳＮ比を測定する。また、多値数決定部８０５において、これら受信ＳＮ比において、要求されている通信品質を満足することができるか否かを判定し、満足しない場合には、変調多値数を下げる処理を行う。
【００６６】
多値数決定部８０５によって決定された無線端末１０〜４０毎の変調多値数、各無線端末１０〜４０から送られたバッファ１２〜４２内のパケットの最大滞留時間及びデータ量の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部８１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部８１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末とに分類しておく。
【００６７】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部８１２においては、図７に示したスロット割当順序決定処理部７１２と同様に、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファの最大滞留時間の大きい順、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００６８】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部８１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行う。各無線端末１０〜４０は、割り当てられたタイムスロットを用いて、内蔵するバッファ１２〜４２に格納されているパケットを無線基地局１へ送信する。
【００６９】
上述した図７及び図８の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートを図９に示す。
【００７０】
受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータを取得した後で、受信ＳＮ比が要求される受信品質を満足しない場合には、対応する無線端末の変調多値数を下げ、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末と、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末とに分類する処理までが第１段階である。その後、第２段階では、変調多値数、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータに基づくタイムスロットの割当処理が行われる。
【００７１】
図９から明らかなように、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末が存在すれば、その無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てる処理を行い、その後、まだ空きスロットが存在すれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末にタイムスロットを割り当てる処理を行う。パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末ならびに超えていない無線端末それぞれの詳細な処理の流れは図１１及び図１２に示している。無線基地局１は、各無線端末１０〜４０に対して、バッファ内のパケットの最大滞留時間ならびに現在バッファ内に蓄積されているデータ量を、品質制御を行う周期ごとに把握する必要がある。なお、パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた場合と超えない場合とで、第２段階におけるタイムスロットの割当順序が異なるが、いずれの場合においても、パケットの最大滞留時間を考慮して無線端末を分類する第１段階の処理は同じである。
【００７２】
また、本実施形態では、一定周期ごとに取得した受信ＳＮ比により変調多値数を決定する処理と、タイムスロットの割当順序を決定する処理即ちタイムスロットを割り当てる処理とを独立に行うことができる。例えば、受信信号の変動が激しい環境では、受信ＳＮ比を取得し、変調多値数を決定する頻度を多くすることができる。一方、タイムスロットの割当順序を決定する頻度は、トラヒックの変動の速さに応じて決めることができる。この場合、タイムスロットを割り当てる際に必要な変調多値数の情報は、割当処理を行う時点での変調多値数を用いる。
【００７３】
但し、変調多値数を決定する処理の周期と、タイムスロットを割り当てる処理の周期とが一致する場合には、通信回線の利用効率を高めることができる。従って、ここでは変調多値数を決定する処理と、タイムスロットを割り当てる処理とを同一周期で行う場合について説明する。
【００７４】
初めに図９の実施形態における第１段階の処理について説明する。多値数決定部７０５、８０５は、取得した受信ＳＮ比に着目し、受信ＳＮ比が所要値を満足しているか否かを判定する（ステップ９０１）、所要値を満足していない場合には、多値数決定部７０５、８０５は、対応する無線端末の変調多値数を下げる処理を行う（ステップ９０２）。
【００７５】
接続中の無線端末は、一度に送信することのできる情報量を多くして通信回線の利用効率を高めるために、前回の多値数決定処理において、使用可能な最大の変調多値数が決定されて用いられる。即ち、受信信号の電力及び雑音・干渉電力を測定し、受信ＳＮ比を求める。そして、この受信ＳＮ比において、要求される受信品質の１つであるビット誤り率やパケット誤り率を満たすことができる最大の変調多値数が決定され、以降の通信に用いられている。
【００７６】
しかし、無線通信の電波環境では、通信中にも受信ＳＮ比は常に変動しており、また、変調多値数が大きくなるほど雑音や干渉に弱くなってビット誤り率やパケット誤り率が増加する。従って、受信信号の変動や干渉電力の増大等により、受信ＳＮ比が所要値を下回った場合には、そのままではビット誤り率等を満足することができなくなるため、変調多値数を下げることにより、通信回線の利用効率を犠牲にしても通信品質を維持するようにする。
【００７７】
変調多値数を下げる処理について図１０に例を挙げて説明する。同図のグラフは、様々な変調多値数ｎにおける、受信ＳＮ比と要求される通信品質（ビット誤り率：ＢＥＲ）との関係を表したものである。図１０に示した例では、前回変調多値数を決定した時点における受信ＳＮ比では、ここに挙げたｎ＝４〜２５６の何れの変調多値数を用いても要求されるビット誤り率を満足することができる。但し、通信回線を効率よく使用すべく、なるべく大きな変調多値数を用いる必要があるため、ｎ＝２５６とし、ｎ＝２５６における所要の受信ＳＮ比を求めておく。
【００７８】
そして、その後の受信信号の変動や干渉電力の増大等により、現在の受信ＳＮ比がｎ＝２５６における所要の受信ＳＮ比を下回った場合には、要求されるビット誤り率を満足することができなくなる。そこで、変調多値数ｎ＝２５６を、現在の受信ＳＮ比において、要求されるビット誤り率を満足する最大の変調多値数である、ｎ＝６４に下げる。さらにｎ＝６４における所要の受信ＳＮ比を求め、以降の変調多値数の決定処理が行われる毎に、その時点での受信ＳＮ比との比較を行う。
【００７９】
ここで、受信ＳＮ比とビット誤り率との関係はシステムの電波環境に最も近い理論値を用いることができる。また、変調多値数の決定を行う無線基地局に、予めこのような電波伝搬路の特性に関する情報をテーブルとして備えておき、変調多値数決定時に参照するようにしてもよい。
【００８０】
なお、あらかじめシステムにおいて定められた最小の変調多値数を使用している場合には、それ以上変調多値数を下げることはせず次の処理を行う。
【００８１】
再び図９に戻って説明する。上述したように、受信ＳＮ比に基づいて変調多値数が決定された後、最大滞留時間による分類処理部７１０、８１０は、変調多値数、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータの内、最大滞留時間が許容時間を超えているか否かを判定し（ステップ９０３）、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末と超えていない無線端末とに分類する（ステップ９０４、９０５）。
【００８２】
続いて第２段階の処理について説明する。まず、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理が行われる（ステップ９０６）。これらの無線端末に対する処理の詳細を図１１に示す。
【００８３】
スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、無線端末の遅延時間を増大させないように、最大滞留時間の大きい無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を最大滞留時間の大きい順にソートする（ステップ１１０１）。このソートした順序がタイムスロットの割当順序になる。
【００８４】
しかし、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１１０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、変調多値数の大きい順にソートを行い（ステップ１１０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００８５】
ここで、変調多値数についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、さらに変調多値数が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１１０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ１１０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００８６】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部７１４、８１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ１１０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ１１０７）。これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ１１０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ１１０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。
【００８７】
再び、図９に戻って説明する。最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理（ステップ９０６）の終了後、まだ空きスロットがあるか否かが判定され（ステップ９０７）、空きスロットがあれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理（ステップ９０８）が行われる。これらの無線端末に対する処理の詳細を図１２に示す。
【００８８】
スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、変調多値数が大きい無線端末に対し、優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を変調多値数の大きい順にソートする（ステップ１２０１）。このソートした順序がタイムスロットの割当順序になる。
【００８９】
しかし、変調多値数が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、変調多値数が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１２０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ１２０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００９０】
ここで、バッファ内のデータ量についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、さらにバッファ内のデータ量が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１２０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、最大滞留時間の大きい順にソートを行い（ステップ１２０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００９１】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部７１４、８１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ１２０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ１２０７）。これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ１２０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ１２０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。
【００９２】
ここで、各無線端末にタイムスロットを割り当てる際のスロット数の決定方法について説明する。図１３は、時分割多重アクセス方式のタイムスロット構成を示す図である。バッファ内のデータ量に関する情報は、制御用系列（ＣＳ）により送られる。ここではバッファ内のデータ量をＤ（bits）とする。
【００９３】
変調多値数をｎ、１シンボルでＮ（bits）の情報を送ることができるものとすると、Ｎ＝ｌｏｇ２ｎなる関係となる。１つのスロットで送信できるシンボル数（システムの帯域によって決まる）をＳ（symbols ）とすると、１つのスロットで送信できるビット数はＳＮ（bits）となる。
【００９４】
従って、バッファ内のＤ（bits）を送信するために割り当てるべきスロット数は、Ｄ／（ＳＮ）＝Ｄ／（Ｓｌｏｇ２ｎ）となる。即ち、変調多値数ｎが大きいほど、割り当てるスロット数が少なくて済み、通信回線を効率よく使用することができる。無線基地局１では、決定された割当順序に従い、各無線端末に対し、必要なタイムスロット数分の空きスロットを割り当てる処理が行われる。
【００９５】
次に、バッファ内のパケットの最大滞留時間を求める方法について説明する。無線基地局から各無線端末へパケットを送信する際は、送信側である無線基地局内のバッファに送信されるパケットが格納され、一方、各無線端末から無線基地局へパケットを送信する際は、送信側である各無線端末内のバッファに送信されるパケットが格納される。これらのバッファは、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）のキューに相当する。格納される各パケットのヘッダ部にはパケットの発生時刻が記述される。
【００９６】
新たに発生したパケットは、順序良くバッファの最後尾に置かれるため、最前列のパケット、即ち、次にバッファから送出されるべきパケットの滞留時間（パケットが発生してからの経過時間）は、バッファ内の全てのパケットの滞留時間の中で最も長いものとなる。従って、バッファの最前列のパケットの滞留時間を最大滞留時間と定義することができる。各無線端末から無線基地局へパケットを送信する際は、各無線端末は、無線基地局１に、この最大滞留時間を通知する必要がある。
【００９７】
続いて、無線基地局と無線端末との接続開始から終了までの流れを、図１４及び図１５を用いて説明する。
【００９８】
図１４は、無線基地局が送信側、無線端末が受信側となる場合の例である。まず、接続を開始する際、送信側は受信側に対し、接続要求のための制御信号を送信する。受信側は、この接続要求に応答するとともに、所定の通信品質を要求する場合には、その要求する通信品質（以下「要求品質」と称する）についても、同時に通知する。ここで要求品質とは、所要のビット誤り率（ＢＥＲ）及びパケットの最大滞留時間の許容時間であり、受信側がこれらを要求する場合には、最初の接続の際にのみ送信側へ通知すればよい。
【００９９】
受信側から接続要求に対する応答が返ってきた場合には、送信側は、タイムスロットの割当順序を決定するためのパラメータを要求する。受信側は、この要求に応じて、受信ＳＮ比をパラメータとして通知する。
【０１００】
送信側は、この通知された受信ＳＮ比と、その時点でのバッファ内のデータ量及びバッファ内のパケットの最大滞留時間に基づいて、図４又は図９に示した方法により、各無線端末毎へ割り当てるタイムスロット数を決定するとともに、その割当順序を決定し、各無線端末にタイムスロットを割り当てる。また、変調多値数を可変とする場合には、受信側は、図１０に示した方法により、変調多値数を決定するとともに、その変調多値数における所要の受信ＳＮ比を決定する。
【０１０１】
送信側は、受信側に対し、割り当てられたタイムスロットや変更された変調多値数を通知する。そして、受信側からこれらに対する応答が帰ってきた場合には、送信側は、バッファに格納されたパケットの送信を開始する。
【０１０２】
受信側は、パケットを受信すると、その時点での受信ＳＮ比をパラメータとして通知する。送信側は、この通知された受信ＳＮ比と、その時点でのバッファ内のデータ量及びバッファ内のパケットの最大滞留時間に基づいて、再度、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序を決定する。このようにして１フレーム毎に、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序が更新され、接続が終了するまで繰り返される。
【０１０３】
なお、受信ＳＮ比から変調多値数を決定する処理及びタイムスロットの割当順序を決定する処理は、前述したように同一周期でなくてもよい。また、これらの処理は必ずしも１フレーム毎に処理する必要はなく、数フレーム単位で処理することも可能である。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。
【０１０４】
一方、図１５は、無線端末が送信側、無線基地局が受信側となる場合の例である。まず、接続を開始する際、送信側は受信側に対し、接続要求のための制御信号を送信する。送信側が所定の通信品質を要求する場合には、その要求品質についても受信側に通知する。
【０１０５】
受信側から接続要求に対する応答が返ってきた場合には、送信側は、タイムスロットの割当順序を決定するためのパラメータを通知する。ここで通知されるパラメータは、その時点でのバッファ内のデータ量やバッファ内のパケットの最大滞留時間である。受信側は、これら通知されたパラメータと受信ＳＮ比に基づいて、図４又は図９に示した方法により、各無線端末毎へ割り当てるタイムスロット数を決定するとともに、その割当順序を決定し、各無線端末にタイムスロットを割り当てる。また、変調多値数を可変とする場合には、受信側は、図１０に示した方法により、変調多値数を決定するとともに、その変調多値数における所要の受信ＳＮ比を決定する。
【０１０６】
受信側から割り当てられたタイムスロットや変更された変調多値数が通知されると、送信側は、バッファに格納されたパケットの送信を開始する。その際、送信側は、バッファ内のデータ量やバッファ内のパケットの最大滞留時間も併せて通知する。受信側は、再度これら通知されたパラメータと受信ＳＮ比に基づいて、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序を決定する。このようにして１フレーム毎に、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序が更新され、接続が終了するまで繰り返される。
【０１０７】
なお、通信回線割当方法を示す上述した実施形態では、受信ＳＮ比、データ量及びパケットの最大滞留時間の３つのパラメータに基づいて、割当順序を決定したが、受信ＳＮ比とデータ量の２つのパラメータに基づいて割当順序を決定しても良く、また、受信ＳＮ比とパケットの最大滞留時間の２つのパラメータに基づいて割当順序を決定しても良い。
【０１０８】
また、通信回線割当方法を示す上述した実施形態では、時分割多重アクセス方式におけるタイムスロットを割り当てる場合について説明したが、同様に、周波数分割多重アクセス方式における周波数帯域や、符号分割多重アクセス方式における拡散コード等を割り当てることもできる。
【発明の効果】
上述の如く、本願発明における通信品質制御は、通信品質のみならず各無線端末の滞留時間も一定の値以下に抑えられ、併せてスループットも向上させて、良好な無線通信システムを提供することができる。
【０１０９】
また、無線通信回線の品質をフレーム毎に観測しており、通信品質の良好なものからタイムスロットを割り当てるので、パケットを再送する確率を十分小さくでき、かつ大きな変調多値数を使用することでスループットが良くなり、周波数利用効率も良くなる。また、品質が良好でないものも、変調多値数を下げて、ある一定のビット誤り率を超えないように制御することで通信可能となる。従って、本願発明による品質制御を行うシステムは、無線端末を使用する側から見てもシステムを運用する側から見ても、非常に良好なシステムである。
【０１１０】
さらに、データ量の少ないものに優先権を与えることでより多くの無線端末が同時に接続可能となる。送信データ量の多い端末は必要となるタイムスロット数も多いため、どうしても滞留時間が大きくなるが、滞留時間がある規定値を超えれば、これらの無線端末に優先的にタイムスロットが割り当てられるため、これらの無線端末の滞留時間も大きく発散することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信装置及び通信回線割当方法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】無線基地局から各無線端末へパケットを伝送する際に、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図３】各無線端末から無線基地局へパケットを伝送する際に、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図４】図２及び図３の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートである。
【図５】図４のうち、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図４のうち、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】無線基地局から各無線端末へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図８】各無線端末から無線基地局へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図９】図７及び図８の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートである。
【図１０】様々な変調多値数における、受信ＳＮ比と要求される通信品質との関係を表した図である。
【図１１】図９のうち、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図９のうち、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】時分割多重アクセス方式のタイムスロット構成を示す図である。
【図１４】無線基地局が送信側、無線端末が受信側となる場合の接続開始から終了までの流れの一例を示すシーケンス図である。
【図１５】無線端末が送信側、無線基地局が受信側となる場合の接続開始から終了までの流れの一例を示すシーケンス図である。
【図１６】従来の、バッファに格納されたデータ量及び許容される遅延時間に基づいた通信回線割当方法のフローチャートである。
【図１７】従来の、受信ＳＮ比に基づいた通信回線割当方法のフローチャートである。
【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
２０２、７０２ 受信部
２０４、３０４、７０４、８０４ ＳＮ比測定部
２０６、３０６、７０６、８０６ データ量測定部
２０８、３０８、７０８、８０８ 最大滞留時間測定部
２１０、３１０、７１０、８１０ 最大滞留時間による分類処理部
２１２、３１２、７１２、８１２ スロット割当優先順序決定処理部
２１４、３１４、７１４、８１４ スロット割当処理部
２１６、３０１、３１６、７１６、８０１、８１６ 送信部
７０５、８０５ 多値数決定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置及び通信回線割当方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声によるサービスが主体であった無線通信システムにおいて、近年、音声のみでなく、非音声のデータ通信や動画像及び静止画像のダウンロード等のいわゆるマルチメディアサービスに対する要求が高まってきている。このため、今後の無線通信システムには、マルチメディアサービスの提供が必要不可欠となっている。
【０００３】
このようなマルチメディアサービスを実現する上では、音声のみの通信の場合よりもはるかに高速な通信が要求されるため、通信回線を有効に利用した効率的な伝送を行うシステムの設計が求められる。そのためには、通信品質の制御を行うことで、リソースの有効利用を図ることが重要となってくる。
【０００４】
従来、このような効率的な伝送を図るための通信制御は、バッファに格納されたデータ量、及び許容される遅延時間に基づいた方法と、受信信号の信号対雑音電力比（ＳＮ比）に基づいた方法の何れか一方が採用されていた。これらの例を図１６、１７に示す。
【０００５】
図１６は、バッファに格納されたデータ量、及び許容される遅延時間に基づいた通信回線割当方法を示すフローチャートである。時分割多重アクセスでは、各通信端末へ割り当てられる通信回線（チャネル）はタイムスロットと呼ばれる。
【０００６】
無線基地局は、各バッファにパケットが格納されてからの経過時間（以下「遅延時間」と称する）を監視し、この遅延時間が許容される時間（以下「許容値」と称する）を超えたか否かを判定する（ステップ１５０１）。
【０００７】
遅延時間が許容値を超えているパケットが存在する場合には、無線基地局は、その許容値を超えたパケットを受信する各無線端末に対して、遅延時間の大きい順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１５０２）。次に、無線基地局は、遅延時間が許容値を超えていないパケットを受信する無線端末に対して、バッファ内のデータ量の少ない順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１５０３）。
【０００８】
また、全てのバッファ内のパケットの遅延時間が許容値を超えていない場合（ステップ１５０１で否定判断した場合）には、無線基地局は、各無線端末に対して、対応するバッファ内のデータ量の少ない順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１５０３）。なお、ステップ１５０３において、バッファ内のデータ量の少ない順にタイムスロットを割り当てるのは、データ量が少なければ占有するタイムスロット数も少なくなるため、同時に接続することができる無線端末数の増加が見込めるからである。
【０００９】
このように、遅延時間が許容値を超えたパケットを受信する無線端末に対して優先的にタイムスロットを割り当てることにより、遅延時間が増大することを防止し、効率的な伝送を行うことができる。
【００１０】
一方、図１７は、受信信号のＳＮ比に基づいた通信回線割当方法を示すフローチャートである。無線基地局は、各無線端末から送られる受信ＳＮ比を常時観測し（ステップ１６０１）、この受信ＳＮ比の高い無線端末から順にタイムスロットを割り当てる（ステップ１６０２）。
【００１１】
このように、通信品質が劣化しているために受信後のビット誤りやパケット誤り等が生じる可能性が高い場合には、対応する無線端末に対するタイムスロットの割り当ての優先度を低くすることにより、なるべく受信誤りを起こさないようにして効率的な伝送を行うことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１６に示したバッファに格納されたデータ量、及び遅延時間に基づいた通信回線割当方法では、通信品質を考慮していないため、以下のような問題が生じる。
【００１３】
例えばシャドウイング等の電波伝搬路の激しい変動のために通信品質が劣化し、受信側でパケット誤りが発生した場合を考えると、この場合には、その誤りが生じたパケットを再送すべく、図１６に示した方法により再度タイムスロットが割り当てられる。しかし、通信品質の劣化により、再度タイムスロットを割り当てたとしても再びパケット誤りが生じる。その結果、単位時間あたりに正しく送受信することができるデータ量、即ちスループットが低下し、システム全体における伝送効率が低下してしまう。
【００１４】
一方、図１７に示した受信信号のＳＮ比に基づいた通信回線割当方法では、遅延時間を考慮していないため、通信品質が劣化している状態の無線端末に対しては、遅延に対する要求が厳しいものであっても、タイムスロットの割り当てが優先されない。このため、遅延に対する要求が厳しい無線端末であるにもかかわらず、無線基地局との接続ができなかったり、また、接続されたとしても途中で切断されたりといった事態が生じ、遅延が増大するという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、通信回線の有効利用を図りつつ、遅延時間を所望の値以下に抑え、スループットを向上することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の通信装置は、複数の無線端末と通信を行うものであり、前記各無線端末毎の送信側における送信すべきデータ量と、前記各無線端末毎の受信側における通信品質とに基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する割当順序決定手段と、前記決定された割当順序に従って、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線を割り当てる通信回線割当手段とを備える。
【００１７】
このような通信装置では、各無線端末毎の送信側における送信すべきデータ量に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、通信されるデータ量の少ない通信装置と無線端末との間に優先的に通信回線を割り当て、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間等に問題のない無線端末を増やすことができる。併せて、各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、通信品質の良好な通信装置と無線端末との間でデータを優先的に通信し、データの再送回数を減少させることでスループットを向上させることができる。なお、通信回線とは、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等を意味する。
【００１８】
また、本発明の通信装置は、複数の無線端末と通信を行うものであり、前記各無線端末毎の送信側における送信すべきデータの最大滞留時間と、前記各無線端末毎の受信側における通信品質とに基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する割当順序決定手段と、前記決定された割当順序に従って、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線を割り当てる通信回線割当手段とを備える。
【００１９】
このような通信装置では、各無線端末毎の送信側における送信すべきデータの最大滞留時間に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、滞留時間の大きいデータを優先的に伝送し、滞留時間を改善することができる。併せて、各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、通信回線の割当順序を決定することにより、通信品質の良好な通信装置と無線端末との間でデータを優先的に通信し、データの再送回数を減少させることでスループットを向上させることができる。
【００２０】
また、発明は、前記通信装置が送信側である場合を規定したものであり、また前記通信装置が受信側である場合を規定したものである。
【００２１】
また、本発明によれば、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する無線端末分類手段を備え、前記割当順序決定手段は、前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することにより、最大滞留時間の大きいものについては最大滞留時間の大きい順に通信回線が割り当てられ、最大滞留時間の小さいものについては通信品質の良好な順に通信回線が割り当てられるため、滞留時間の改善とスループットの向上との調和を図りつつ通信回線を割り当てることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記割当順序決定手段は、前記送信すべきデータの最大滞留時間及びデータ量と、前記通信品質とに基づいて、前記通信回線の割当順序を決定する。この場合には、通信されるデータ量の少ない通信装置と無線端末との間に優先的に通信回線を割り当て、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間等に問題のない無線端末を増やすことができる。
【００２３】
特に、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する無線端末分類手段を備え、前記割当順序決定手段は、前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することにより、滞留時間の改善とスループットの向上との調和を図りつつ通信回線を割り当てることができ、併せて、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間等に問題のない無線端末を増やすことができる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記割当順序決定手段は、前記各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する代わりに、前記各無線端末毎の受信側における通信品質に対応した、デジタル変調方式の変調多値数に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定することにより、変調多値数を用いて、通信品質を用いた場合と同様に通信回線の割当順序を決定することができる。
【００２５】
また、請求項７〜１２に記載された発明は、請求項１〜６に記載された通信装置に適した通信回線割当方法である。
【００２６】
【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通信装置及び通信回線割当方法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。
【００２７】
同図に示す無線通信システムでは、１つの無線基地局１と各無線端末１０、２０、３０、４０との間で通信が行われる。この無線基地局１と各無線端末１０〜４０との間の通信に際しては、無線基地局１が各無線端末１０〜４０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を割り当てる制御を行う。
【００２８】
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。
【００２９】
図２は、無線基地局１から各無線端末１０〜４０へパケットを伝送する際に、各無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットを割り当てる処理のブロック図である。
【００３０】
各無線端末１０〜４０は、受信部２０２において、無線基地局１から送信される信号を受信しており、ＳＮ比測定部２０４において、この受信信号のＳＮ比（受信ＳＮ比）を測定し、無線基地局１へ送信する。この受信ＳＮ比は、無線基地局１から各無線端末１０〜４０へデータを伝送する通信回線の通信品質を示している。
【００３１】
無線基地局１は、データ量測定部２０６において、無線基地局１内のバッファ１１〜４１に格納されたデータ量を測定する。また、最大滞留時間測定部２０８において、バッファ１１〜４１のそれぞれについて、最も長く滞留しているパケットの滞留時間（以下「最大滞留時間」と称する）を測定する。
【００３２】
無線端末１０〜４０における受信ＳＮ比、データ量測定部２０６によって測定されたバッファ１１〜４１のデータ量、最大滞留時間測定部２０８によって測定されたバッファ１１〜４１内のパケットの最大滞留時間の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部２１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部２１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを送信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを送信する無線端末とに分類しておく。
【００３３】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部２１０においては、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファの最大滞留時間の大きい順、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００３４】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部３１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行い、送信部３１６において、割り当てられたタイムスロットを用いて、バッファ１１〜４１に格納されているパケットを各無線端末１０〜４０へ送信する。
【００３５】
一方、図３は、各無線端末１０〜４０から無線基地局１へパケットを伝送する際に、各無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットを割り当てる処理のブロック図である。
【００３６】
各無線端末１０〜４０は、送信部３０１において、所定の信号を無線基地局１へ送信している。また、データ量測定部３０６においては、内蔵するバッファ１２〜４２のデータ量を測定し、無線基地局１へ送信する。最大滞留時間測定部３０８においては、内蔵するバッファ１２〜４２内に最も長く滞留しているパケットの滞留時間（最大滞留時間）を測定し、無線基地局１へ送信する。
【００３７】
無線基地局１は、ＳＮ比測定部３０４において、各無線端末１０〜４０から受信した信号に関して各無線端末毎にＳＮ比を測定する。この受信ＳＮ比は、各無線端末１０〜４０から無線基地局１へデータを伝送する通信回線の通信品質を示している。
【００３８】
ＳＮ比測定部３０４によって測定された無線端末１０〜４０における受信ＳＮ比、各無線端末１０〜４０から送られたバッファ１２〜４２内のパケットの最大滞留時間及びデータ量の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部３１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部３１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末とに分類しておく。
【００３９】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部３１２においては、図２に示したスロット割当順序決定処理部２１２と同様に、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する受信ＳＮ比の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００４０】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定されると、スロット割当処理部３１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行う。各無線端末１０〜４０は、割り当てられたタイムスロットを用いて、内蔵するバッファ１２〜４２に格納されているパケットを無線基地局１へ送信する。
【００４１】
上述した図２及び図３の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートを図４に示す。
【００４２】
受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータを取得した後で、最大滞留時間が許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信あるいは送信する無線端末（以下「最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末」と称する）と、超えていないバッファ内のパケットを受信あるいは送信する無線端末（以下「最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末」と称する）とに分類する処理までが第１段階である。その後、第２段階では、受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、パケットの最大滞留時間の３つのパラメータに基づくタイムスロットの割当処理が行われる。
【００４３】
図４から明らかなように、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末が存在すれば、その無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てる処理を行い、その後、まだ空きスロットが存在すれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末にタイムスロットを割り当てる処理を行う。パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末及び超えていない無線端末それぞれの詳細な処理の流れは図５及び図６に示している。無線基地局１は、各無線端末１０〜４０に対して、バッファ内のパケットの最大滞留時間ならびに現在バッファ内に蓄積されているデータ量を、品質制御を行う周期ごとに把握する必要がある。なお、パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた場合と超えない場合とで、第２段階におけるタイムスロットの割当順序が異なるが、いずれの場合においても、パケットの最大滞留時間を考慮して無線端末を分類する第１段階の処理は同じである。
【００４４】
初めに図４の実施形態における第１段階の処理について説明する。最大滞留時間による分類処理部２１０、３１０は、取得された受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、パケットの最大滞留時間の３つのパラメータの内、パケットの最大滞留時間が許容時間を超えているか否かを判定し（ステップ４０１）、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末と超えていない無線端末とに分類する（ステップ４０２、４０３）。
【００４５】
続いて第２段階の処理について説明する。まず、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理が行われる（ステップ４０４）。これらの無線端末に対する処理の詳細を図５に示す。
【００４６】
スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、無線端末の遅延時間を増大させないように、最大滞留時間の大きい無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を最大滞留時間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タイムスロットの割当順序になる。
【００４７】
しかし、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性がある。そこで、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ５０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、受信ＳＮ比の大きい順にソートを行い（ステップ５０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００４８】
ここで、受信ＳＮ比についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合がある。そこで、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、さらに受信ＳＮ比が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ５０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ５０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００４９】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部２１４、３１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ５０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ５０７）。
【００５０】
これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ５０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ５０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。なお、スロット割当処理部２１４、３１４は、空きスロットはあるものの、送信側のバッファ内の全てのパケットを伝送するだけの空きスロットがない場合には、最大滞留時間の大きいものから順にタイムスロットを割り当て、空きスロットがなくなった時点でタイムスロットの割当処理（ステップ５０７）を終了する。
【００５１】
再び、図４に戻って説明する。最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理（ステップ４０４）の終了後、まだ空きスロットがあるか否かが判定され（ステップ４０５）、空きスロットがあれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理（ステップ４０６）が行われる。これらの無線端末に対する処理の詳細を図６に示す。
【００５２】
スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、受信ＳＮ比が大きい無線端末に対し、優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を受信ＳＮ比の大きい順にソートする（ステップ６０１）。このソートした順序がタイムスロットの割当順序になる。
【００５３】
しかし、受信ＳＮ比が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性があるため、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、受信ＳＮ比が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ６０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ６０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００５４】
ここで、バッファ内のデータ量についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合があるため、スロット割当優先順序決定処理部２１２、３１２は、さらにバッファ内のデータ量が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ６０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、最大滞留時間の大きい順にソートを行い（ステップ６０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００５５】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部２１４、３１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ６０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ６０７）。これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ６０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ６０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。
【００５６】
以上詳細に説明したように、パケットの最大滞留時間に基づいて、滞留時間の大きいパケットを優先的に伝送し、滞留時間を改善することができる。また、受信ＳＮ比に基づいて、該受信ＳＮ比の良好な無線基地局１と無線端末との間でパケットを優先的に通信し、パケットの再送回数を減少させることでスループットを向上させることができる。更に、バッファ内のデータ量に基づいて、データ量の少ない通信されるデータ量の少ない無線基地局１と無線端末との間に優先的に通信回線を割り当て、同時に接続する無線端末数を増加させることで、滞留時間に問題のない無線端末を増やすことができる。
【００５７】
ところで、受信ＳＮ比の代わりに、変調多値数に基づいてタイムスロットの割当順序を決定することもできる。図７は、無線基地局１から各無線端末１０〜４０へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットを割り当てる処理のブロック図である。
【００５８】
各無線端末１０〜４０は、受信部７０２において、図２に示した受信部２０２と同様、無線基地局１から送信される信号を受信し、ＳＮ比測定部７０４において、この受信信号のＳＮ比（受信ＳＮ比）を測定し、無線基地局１へ送信する。
【００５９】
無線基地局１は、多値数決定部７０５において、各無線端末１０〜４０から送られた受信ＳＮ比において、要求されている通信品質（例えばビット誤り率やパケット誤り率）を満足することができるか否かを判定し、満足しない場合には、変調多値数を下げる処理を行う。
【００６０】
多値数決定部７０５によって決定された無線端末１０〜４０毎の変調多値数、データ量測定部７０６によって測定されたバッファ１１〜４１のデータ量、最大滞留時間測定部７０８によって測定されたバッファ１１〜４１内のパケットの最大滞留時間の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部７１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部７１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末とに分類しておく。
【００６１】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部７１２においては、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファの最大滞留時間の大きい順、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００６２】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部７１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行い、送信部７１６において、割り当てられたタイムスロットを用いて、バッファ１１〜４１に格納されているパケットを各無線端末１０〜４０へ送信する。
【００６３】
一方、図８は、各無線端末１０〜４０から無線基地局１へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末１０〜４０に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【００６４】
各無線端末１０〜４０は、送信部８０１において、所定の信号を無線基地局１へ送信している。また、データ量測定部８０６においては、内蔵するバッファ１２〜４２のデータ量を測定し、無線基地局１へ送信する。最大滞留時間測定部８０８においては、内蔵するバッファ１２〜４２内に最も長く滞留しているパケットの滞留時間（最大滞留時間）を測定し、無線基地局１へ送信する。
【００６５】
無線基地局１は、ＳＮ比測定部８０４において、各無線端末１０〜４０から受信した信号に関して各無線端末毎にＳＮ比を測定する。また、多値数決定部８０５において、これら受信ＳＮ比において、要求されている通信品質を満足することができるか否かを判定し、満足しない場合には、変調多値数を下げる処理を行う。
【００６６】
多値数決定部８０５によって決定された無線端末１０〜４０毎の変調多値数、各無線端末１０〜４０から送られたバッファ１２〜４２内のパケットの最大滞留時間及びデータ量の３つのパラメータは、スロット割当優先順序決定処理部８１２において、各無線端末１０〜４０に対するタイムスロットの割当順序を決定する際に使用される。但し、割当順序を決定する前に、最大滞留時間による分類処理部８１０において、各無線端末１０〜４０を、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末と、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末とに分類しておく。
【００６７】
割当順序は以下のようにして決定される。スロット割当順序決定処理部８１２においては、図７に示したスロット割当順序決定処理部７１２と同様に、最大滞留時間が所定の許容時間を超えたバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応するバッファの最大滞留時間の大きい順、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順に決定し、続いて、最大滞留時間が所定の許容時間を超えないバッファ内のパケットを受信する無線端末については、タイムスロットの割当順序を、対応する変調多値数の大きい順、対応するバッファのデータ量の少ない順、対応するバッファ内のパケットの最大滞留時間の大きい順に決定する。
【００６８】
このようにして、全ての無線端末１０〜４０に対し、タイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部８１４において、この割当順序に従って各無線端末１０〜４０にタイムスロットを割り当てる処理を行う。各無線端末１０〜４０は、割り当てられたタイムスロットを用いて、内蔵するバッファ１２〜４２に格納されているパケットを無線基地局１へ送信する。
【００６９】
上述した図７及び図８の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートを図９に示す。
【００７０】
受信ＳＮ比、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータを取得した後で、受信ＳＮ比が要求される受信品質を満足しない場合には、対応する無線端末の変調多値数を下げ、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末と、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末とに分類する処理までが第１段階である。その後、第２段階では、変調多値数、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータに基づくタイムスロットの割当処理が行われる。
【００７１】
図９から明らかなように、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末が存在すれば、その無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てる処理を行い、その後、まだ空きスロットが存在すれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末にタイムスロットを割り当てる処理を行う。パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末ならびに超えていない無線端末それぞれの詳細な処理の流れは図１１及び図１２に示している。無線基地局１は、各無線端末１０〜４０に対して、バッファ内のパケットの最大滞留時間ならびに現在バッファ内に蓄積されているデータ量を、品質制御を行う周期ごとに把握する必要がある。なお、パケットの最大滞留時間が許容時間を超えた場合と超えない場合とで、第２段階におけるタイムスロットの割当順序が異なるが、いずれの場合においても、パケットの最大滞留時間を考慮して無線端末を分類する第１段階の処理は同じである。
【００７２】
また、本実施形態では、一定周期ごとに取得した受信ＳＮ比により変調多値数を決定する処理と、タイムスロットの割当順序を決定する処理即ちタイムスロットを割り当てる処理とを独立に行うことができる。例えば、受信信号の変動が激しい環境では、受信ＳＮ比を取得し、変調多値数を決定する頻度を多くすることができる。一方、タイムスロットの割当順序を決定する頻度は、トラヒックの変動の速さに応じて決めることができる。この場合、タイムスロットを割り当てる際に必要な変調多値数の情報は、割当処理を行う時点での変調多値数を用いる。
【００７３】
但し、変調多値数を決定する処理の周期と、タイムスロットを割り当てる処理の周期とが一致する場合には、通信回線の利用効率を高めることができる。従って、ここでは変調多値数を決定する処理と、タイムスロットを割り当てる処理とを同一周期で行う場合について説明する。
【００７４】
初めに図９の実施形態における第１段階の処理について説明する。多値数決定部７０５、８０５は、取得した受信ＳＮ比に着目し、受信ＳＮ比が所要値を満足しているか否かを判定する（ステップ９０１）、所要値を満足していない場合には、多値数決定部７０５、８０５は、対応する無線端末の変調多値数を下げる処理を行う（ステップ９０２）。
【００７５】
接続中の無線端末は、一度に送信することのできる情報量を多くして通信回線の利用効率を高めるために、前回の多値数決定処理において、使用可能な最大の変調多値数が決定されて用いられる。即ち、受信信号の電力及び雑音・干渉電力を測定し、受信ＳＮ比を求める。そして、この受信ＳＮ比において、要求される受信品質の１つであるビット誤り率やパケット誤り率を満たすことができる最大の変調多値数が決定され、以降の通信に用いられている。
【００７６】
しかし、無線通信の電波環境では、通信中にも受信ＳＮ比は常に変動しており、また、変調多値数が大きくなるほど雑音や干渉に弱くなってビット誤り率やパケット誤り率が増加する。従って、受信信号の変動や干渉電力の増大等により、受信ＳＮ比が所要値を下回った場合には、そのままではビット誤り率等を満足することができなくなるため、変調多値数を下げることにより、通信回線の利用効率を犠牲にしても通信品質を維持するようにする。
【００７７】
変調多値数を下げる処理について図１０に例を挙げて説明する。同図のグラフは、様々な変調多値数ｎにおける、受信ＳＮ比と要求される通信品質（ビット誤り率：ＢＥＲ）との関係を表したものである。図１０に示した例では、前回変調多値数を決定した時点における受信ＳＮ比では、ここに挙げたｎ＝４〜２５６の何れの変調多値数を用いても要求されるビット誤り率を満足することができる。但し、通信回線を効率よく使用すべく、なるべく大きな変調多値数を用いる必要があるため、ｎ＝２５６とし、ｎ＝２５６における所要の受信ＳＮ比を求めておく。
【００７８】
そして、その後の受信信号の変動や干渉電力の増大等により、現在の受信ＳＮ比がｎ＝２５６における所要の受信ＳＮ比を下回った場合には、要求されるビット誤り率を満足することができなくなる。そこで、変調多値数ｎ＝２５６を、現在の受信ＳＮ比において、要求されるビット誤り率を満足する最大の変調多値数である、ｎ＝６４に下げる。さらにｎ＝６４における所要の受信ＳＮ比を求め、以降の変調多値数の決定処理が行われる毎に、その時点での受信ＳＮ比との比較を行う。
【００７９】
ここで、受信ＳＮ比とビット誤り率との関係はシステムの電波環境に最も近い理論値を用いることができる。また、変調多値数の決定を行う無線基地局に、予めこのような電波伝搬路の特性に関する情報をテーブルとして備えておき、変調多値数決定時に参照するようにしてもよい。
【００８０】
なお、あらかじめシステムにおいて定められた最小の変調多値数を使用している場合には、それ以上変調多値数を下げることはせず次の処理を行う。
【００８１】
再び図９に戻って説明する。上述したように、受信ＳＮ比に基づいて変調多値数が決定された後、最大滞留時間による分類処理部７１０、８１０は、変調多値数、バッファ内のデータ量、最大滞留時間の３つのパラメータの内、最大滞留時間が許容時間を超えているか否かを判定し（ステップ９０３）、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末と超えていない無線端末とに分類する（ステップ９０４、９０５）。
【００８２】
続いて第２段階の処理について説明する。まず、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理が行われる（ステップ９０６）。これらの無線端末に対する処理の詳細を図１１に示す。
【００８３】
スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、無線端末の遅延時間を増大させないように、最大滞留時間の大きい無線端末に優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を最大滞留時間の大きい順にソートする（ステップ１１０１）。このソートした順序がタイムスロットの割当順序になる。
【００８４】
しかし、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、最大滞留時間が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１１０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、変調多値数の大きい順にソートを行い（ステップ１１０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００８５】
ここで、変調多値数についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、さらに変調多値数が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１１０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ１１０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００８６】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部７１４、８１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ１１０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ１１０７）。これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ１１０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ１１０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えた全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。
【００８７】
再び、図９に戻って説明する。最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理（ステップ９０６）の終了後、まだ空きスロットがあるか否かが判定され（ステップ９０７）、空きスロットがあれば、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理（ステップ９０８）が行われる。これらの無線端末に対する処理の詳細を図１２に示す。
【００８８】
スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、変調多値数が大きい無線端末に対し、優先的にタイムスロットを割り当てるべく、各無線端末を変調多値数の大きい順にソートする（ステップ１２０１）。このソートした順序がタイムスロットの割当順序になる。
【００８９】
しかし、変調多値数が同一の値を持つ無線端末が複数存在する可能性があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、変調多値数が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１２０２）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、バッファ内のデータ量の少ない順にソートを行い（ステップ１２０３）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００９０】
ここで、バッファ内のデータ量についても、同一の値を持つ無線端末が複数存在する場合があるため、スロット割当優先順序決定処理部７１２、８１２は、さらにバッファ内のデータ量が同一の値を持つ無線端末が複数存在するか否かを判定し（ステップ１２０４）、複数存在する場合には、これらの無線端末について、最大滞留時間の大きい順にソートを行い（ステップ１２０５）、タイムスロットの割当順序を決定する。
【００９１】
このようにして最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末について、一意的にタイムスロットの割当順序が決定された後、スロット割当処理部７１４、８１４は、空きスロットがあるか否かを判定し（ステップ１２０６）、空きスロットがあれば、その空きスロットを無線端末に割り当てる処理を行う（ステップ１２０７）。これら空きスロットがあるか否かの判定処理（ステップ１２０６）とタイムスロットの割当処理（ステップ１２０７）は、最大滞留時間が許容時間を超えない全ての無線端末にタイムスロットを割り当てるか、若しくは空きスロットが無くなるまで繰り返される。
【００９２】
ここで、各無線端末にタイムスロットを割り当てる際のスロット数の決定方法について説明する。図１３は、時分割多重アクセス方式のタイムスロット構成を示す図である。バッファ内のデータ量に関する情報は、制御用系列（ＣＳ）により送られる。ここではバッファ内のデータ量をＤ（bits）とする。
【００９３】
変調多値数をｎ、１シンボルでＮ（bits）の情報を送ることができるものとすると、Ｎ＝ｌｏｇ２ｎなる関係となる。１つのスロットで送信できるシンボル数（システムの帯域によって決まる）をＳ（symbols ）とすると、１つのスロットで送信できるビット数はＳＮ（bits）となる。
【００９４】
従って、バッファ内のＤ（bits）を送信するために割り当てるべきスロット数は、Ｄ／（ＳＮ）＝Ｄ／（Ｓｌｏｇ２ｎ）となる。即ち、変調多値数ｎが大きいほど、割り当てるスロット数が少なくて済み、通信回線を効率よく使用することができる。無線基地局１では、決定された割当順序に従い、各無線端末に対し、必要なタイムスロット数分の空きスロットを割り当てる処理が行われる。
【００９５】
次に、バッファ内のパケットの最大滞留時間を求める方法について説明する。無線基地局から各無線端末へパケットを送信する際は、送信側である無線基地局内のバッファに送信されるパケットが格納され、一方、各無線端末から無線基地局へパケットを送信する際は、送信側である各無線端末内のバッファに送信されるパケットが格納される。これらのバッファは、ＦＩＦＯ（First-In First-Out）のキューに相当する。格納される各パケットのヘッダ部にはパケットの発生時刻が記述される。
【００９６】
新たに発生したパケットは、順序良くバッファの最後尾に置かれるため、最前列のパケット、即ち、次にバッファから送出されるべきパケットの滞留時間（パケットが発生してからの経過時間）は、バッファ内の全てのパケットの滞留時間の中で最も長いものとなる。従って、バッファの最前列のパケットの滞留時間を最大滞留時間と定義することができる。各無線端末から無線基地局へパケットを送信する際は、各無線端末は、無線基地局１に、この最大滞留時間を通知する必要がある。
【００９７】
続いて、無線基地局と無線端末との接続開始から終了までの流れを、図１４及び図１５を用いて説明する。
【００９８】
図１４は、無線基地局が送信側、無線端末が受信側となる場合の例である。まず、接続を開始する際、送信側は受信側に対し、接続要求のための制御信号を送信する。受信側は、この接続要求に応答するとともに、所定の通信品質を要求する場合には、その要求する通信品質（以下「要求品質」と称する）についても、同時に通知する。ここで要求品質とは、所要のビット誤り率（ＢＥＲ）及びパケットの最大滞留時間の許容時間であり、受信側がこれらを要求する場合には、最初の接続の際にのみ送信側へ通知すればよい。
【００９９】
受信側から接続要求に対する応答が返ってきた場合には、送信側は、タイムスロットの割当順序を決定するためのパラメータを要求する。受信側は、この要求に応じて、受信ＳＮ比をパラメータとして通知する。
【０１００】
送信側は、この通知された受信ＳＮ比と、その時点でのバッファ内のデータ量及びバッファ内のパケットの最大滞留時間に基づいて、図４又は図９に示した方法により、各無線端末毎へ割り当てるタイムスロット数を決定するとともに、その割当順序を決定し、各無線端末にタイムスロットを割り当てる。また、変調多値数を可変とする場合には、受信側は、図１０に示した方法により、変調多値数を決定するとともに、その変調多値数における所要の受信ＳＮ比を決定する。
【０１０１】
送信側は、受信側に対し、割り当てられたタイムスロットや変更された変調多値数を通知する。そして、受信側からこれらに対する応答が帰ってきた場合には、送信側は、バッファに格納されたパケットの送信を開始する。
【０１０２】
受信側は、パケットを受信すると、その時点での受信ＳＮ比をパラメータとして通知する。送信側は、この通知された受信ＳＮ比と、その時点でのバッファ内のデータ量及びバッファ内のパケットの最大滞留時間に基づいて、再度、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序を決定する。このようにして１フレーム毎に、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序が更新され、接続が終了するまで繰り返される。
【０１０３】
なお、受信ＳＮ比から変調多値数を決定する処理及びタイムスロットの割当順序を決定する処理は、前述したように同一周期でなくてもよい。また、これらの処理は必ずしも１フレーム毎に処理する必要はなく、数フレーム単位で処理することも可能である。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。
【０１０４】
一方、図１５は、無線端末が送信側、無線基地局が受信側となる場合の例である。まず、接続を開始する際、送信側は受信側に対し、接続要求のための制御信号を送信する。送信側が所定の通信品質を要求する場合には、その要求品質についても受信側に通知する。
【０１０５】
受信側から接続要求に対する応答が返ってきた場合には、送信側は、タイムスロットの割当順序を決定するためのパラメータを通知する。ここで通知されるパラメータは、その時点でのバッファ内のデータ量やバッファ内のパケットの最大滞留時間である。受信側は、これら通知されたパラメータと受信ＳＮ比に基づいて、図４又は図９に示した方法により、各無線端末毎へ割り当てるタイムスロット数を決定するとともに、その割当順序を決定し、各無線端末にタイムスロットを割り当てる。また、変調多値数を可変とする場合には、受信側は、図１０に示した方法により、変調多値数を決定するとともに、その変調多値数における所要の受信ＳＮ比を決定する。
【０１０６】
受信側から割り当てられたタイムスロットや変更された変調多値数が通知されると、送信側は、バッファに格納されたパケットの送信を開始する。その際、送信側は、バッファ内のデータ量やバッファ内のパケットの最大滞留時間も併せて通知する。受信側は、再度これら通知されたパラメータと受信ＳＮ比に基づいて、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序を決定する。このようにして１フレーム毎に、各無線端末へタイムスロットを割り当てる際の割当順序が更新され、接続が終了するまで繰り返される。
【０１０７】
なお、通信回線割当方法を示す上述した実施形態では、受信ＳＮ比、データ量及びパケットの最大滞留時間の３つのパラメータに基づいて、割当順序を決定したが、受信ＳＮ比とデータ量の２つのパラメータに基づいて割当順序を決定しても良く、また、受信ＳＮ比とパケットの最大滞留時間の２つのパラメータに基づいて割当順序を決定しても良い。
【０１０８】
また、通信回線割当方法を示す上述した実施形態では、時分割多重アクセス方式におけるタイムスロットを割り当てる場合について説明したが、同様に、周波数分割多重アクセス方式における周波数帯域や、符号分割多重アクセス方式における拡散コード等を割り当てることもできる。
【発明の効果】
上述の如く、本願発明における通信品質制御は、通信品質のみならず各無線端末の滞留時間も一定の値以下に抑えられ、併せてスループットも向上させて、良好な無線通信システムを提供することができる。
【０１０９】
また、無線通信回線の品質をフレーム毎に観測しており、通信品質の良好なものからタイムスロットを割り当てるので、パケットを再送する確率を十分小さくでき、かつ大きな変調多値数を使用することでスループットが良くなり、周波数利用効率も良くなる。また、品質が良好でないものも、変調多値数を下げて、ある一定のビット誤り率を超えないように制御することで通信可能となる。従って、本願発明による品質制御を行うシステムは、無線端末を使用する側から見てもシステムを運用する側から見ても、非常に良好なシステムである。
【０１１０】
さらに、データ量の少ないものに優先権を与えることでより多くの無線端末が同時に接続可能となる。送信データ量の多い端末は必要となるタイムスロット数も多いため、どうしても滞留時間が大きくなるが、滞留時間がある規定値を超えれば、これらの無線端末に優先的にタイムスロットが割り当てられるため、これらの無線端末の滞留時間も大きく発散することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信装置及び通信回線割当方法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】無線基地局から各無線端末へパケットを伝送する際に、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図３】各無線端末から無線基地局へパケットを伝送する際に、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図４】図２及び図３の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートである。
【図５】図４のうち、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図４のうち、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】無線基地局から各無線端末へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図８】各無線端末から無線基地局へパケットを伝送する際に、要求される通信品質を満足するように変調多値数を決定して、各無線端末に対し、通信回線を割り当てる処理のブロック図である。
【図９】図７及び図８の実施形態におけるスロット割当の優先順序決定処理のフローチャートである。
【図１０】様々な変調多値数における、受信ＳＮ比と要求される通信品質との関係を表した図である。
【図１１】図９のうち、最大滞留時間が許容時間を超えた無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図９のうち、最大滞留時間が許容時間を超えない無線端末に対する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】時分割多重アクセス方式のタイムスロット構成を示す図である。
【図１４】無線基地局が送信側、無線端末が受信側となる場合の接続開始から終了までの流れの一例を示すシーケンス図である。
【図１５】無線端末が送信側、無線基地局が受信側となる場合の接続開始から終了までの流れの一例を示すシーケンス図である。
【図１６】従来の、バッファに格納されたデータ量及び許容される遅延時間に基づいた通信回線割当方法のフローチャートである。
【図１７】従来の、受信ＳＮ比に基づいた通信回線割当方法のフローチャートである。
【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
２０２、７０２ 受信部
２０４、３０４、７０４、８０４ ＳＮ比測定部
２０６、３０６、７０６、８０６ データ量測定部
２０８、３０８、７０８、８０８ 最大滞留時間測定部
２１０、３１０、７１０、８１０ 最大滞留時間による分類処理部
２１２、３１２、７１２、８１２ スロット割当優先順序決定処理部
２１４、３１４、７１４、８１４ スロット割当処理部
２１６、３０１、３１６、７１６、８０１、８１６ 送信部
７０５、８０５ 多値数決定部
Claims (12)
- 複数の無線端末と通信を行う通信装置において、
自通信装置において測定された送信すべきデータ量と、前記各無線端末において測定された通信品質とに基づいて、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線の割当順序を決定する割当順序決定手段と、
前記決定された割当順序に従って、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線を割り当てる通信回線割当手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 複数の無線端末と通信を行う通信装置において、
自通信装置において測定された送信すべきデータの最大滞留時間と、前記各無線端末において測定された通信品質とに基づいて、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線の割当順序を決定する割当順序決定手段と、
前記決定された割当順序に従って、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線を割り当てる通信回線割当手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 請求項１または２に記載の通信装置において、
送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する無線端末分類手段
を備え、
前記割当順序決定手段は、
前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信装置。 - 請求項２記載の通信装置において、
前記割当順序決定手段は、
前記送信すべきデータの最大滞留時間及びデータ量と、前記通信品質とに基づいて、前記通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信装置。 - 請求項４記載の通信装置において、
送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する無線端末分類手段
を備え、
前記割当順序決定手段は、
前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信装置。 - 請求項１乃至５の何れかに記載の通信装置において、
前記割当順序決定手段は、
前記各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する代わりに、前記各無線端末毎の受信側における通信品質に対応した、デジタル変調方式の変調多値数に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信装置。 - 複数の無線端末と通信を行う通信装置における通信回線割当方法において、
自通信装置において測定された送信すべきデータ量と、前記各無線端末において測定された通信品質とに基づいて、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線の割当順序を決定する手順と、
前記決定された割当順序に従って、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線を割り当てる手順と、
を備えることを特徴とする通信回線割当方法。 - 複数の無線端末と通信を行う通信装置における通信回線割当方法において、
自通信装置において測定された送信すべきデータの最大滞留時間と、前記各無線端末において測定された通信品質とに基づいて、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線の割当順序を決定する手順と、
前記決定された割当順序に従って、前記通信装置から前記無線端末へデータを伝送する通信回線を割り当てる手順と、
を備えることを特徴とする通信回線割当方法。 - 請求項７または８に記載の通信回線割当方法において、
送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する手順
を備え、
前記割当順序を決定する手順は、
前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信回線割当方法。 - 請求項８記載の通信回線割当方法において、
前記割当順序決定する手順は、
前記送信すべきデータの最大滞留時間及びデータ量と、前記通信品質とに基づいて、前記通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信回線割当方法。 - 請求項１０記載の通信回線割当方法において、
送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えた第１の無線端末と、送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間が所定時間を超えない第２の無線端末とに分類する手順
を備え、
前記割当順序を決定する手順は、
前記第１の無線端末に対し、前記第２の無線端末に優先して前記通信回線の割当順序を決定するとともに、前記第１の無線端末については、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順に前記通信回線の割当順序を決定し、前記第２の無線端末については、前記通信品質の良好な順、前記送信すべきデータ量又は受信すべきデータ量の少ない順、前記送信すべきデータ又は受信すべきデータの最大滞留時間の大きい順に前記通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信回線割当方法。 - 請求項７乃至１１の何れかに記載の通信回線割当方法において、
前記割当順序を決定する手順は、
前記各無線端末毎の受信側における通信品質に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定する代わりに、前記各無線端末毎の受信側における通信品質に対応した、デジタル変調方式の変調多値数に基づいて、前記通信装置と前記無線端末との間の通信回線の割当順序を決定することを特徴とする通信回線割当方法。
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