CN100393066C

CN100393066C - 分组优先级控制装置及方法

Info

Publication number: CN100393066C
Application number: CNB2004100739221A
Authority: CN
Inventors: 大藤义显; 安部田贞行; 佐和桥卫
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: US20050063392A1; US7668150B2; CN1592483A; JP4335619B2; EP1513300A3; DE602004030979D1; JP2005086216A; EP1513300B1; EP1513300A2

Abstract

一种用于控制分组输入的优先级的分组优先级控制装置，包括：分组优先级设定装置，用于根据预定的要素分层地设定所述分组输入的优先级，并考虑使分组的优先级随时间变化的其它要素对所设定的优先级进行调整；和无线资源分配装置，用于根据经过调整的优先级确定要分配无线资源的分组。

Description

分组优先级控制装置及方法

技术领域

本发明总体上涉及无线分组通信装置和方法，更具体地，涉及无线通信系统中的分组优先级控制装置及方法。

背景技术

W-CDMA方法是IMT-2000无线接口中的一种，它能在最大2Mbps的静态速率(对于室外高速移动的最大速率为384kbps)下实现话音以及视频图像、电子邮件和因特网等的多媒体接入。

在3GPP(第三代合作项目)中对W-CDMA的具体技术规范进行了标准化，同时对在更高速率10Mbps下实现高速下行链路分组传输的HSDPA(高速下行链路分组接入)进行了标准化。

另外，为了在高速分组传输下行链路中传输分组数据，3GPP2正在对cdma 20001x EV HDR(High Data Rate)进行研究，根据HDR可以在最大2.4Mbps的信息传输速率下进行高速分组传输(例如，参照非专利文献1)。

在上述高速分组传输中，正在对采用诸如基于自适应无线链路控制(链路自适应)的自适应调制和编码(AMC)以及自动重复请求差错控制方案(例如，参照非专利文献2)的技术进行研究。基于链路自适应的自适应调制和编码是一种根据各个用户的传播环境来对多电平数据调制中的电平数、扩频因子(SF)、复用的码信道数以及纠错编码率进行切换的方法，以有效地执行高速数据传输。例如，对于数据调制，随着传播环境变好，通过从当前W-CDMA中使用的QPSK调制切换到更有效的多电平调制，如，8PSK、16QAM或64QAM调制，能够增大系统的最大吞吐量。例如，当使用64QAM进行数据调制时，假设SF＝16，复用码信道数为10并且纠错编码率为3/4，则通过在3.84Mcps的码片速率下使用W-CDMA无线接口可以实现10.8Mbps下的超高速数据传输。

为了有效实现上述这些传输，需要进行高速分组调度，以使得如上所述基站以时隙为单位监控与基站相连的移动台的传播路径的状态，并根据监控结果高速传输分组。在上述有关HDR的非专利文献1中，提出了一种通过向具有最佳接收特性的移动台传输分组以使扇区(sector)内的吞吐量最大的方法。然而，该方法产生了不公平性，即不是根据移动台来传输分组。因此，为了改正该不公平性，需要一种方法来获得先前传输速率的平均值和瞬时传输速率(根据当时传播路径的状态而确定的瞬时传输速率)的比值，并向具有较大比值的移动台传输分组(例如，参照非专利文献3)。按照此方法，既提高了扇区吞吐量又保持了移动台之间的公平性。

现在，为了提供诸如双向视频电话业务和视频流业务的全方位的多媒体业务，有必要将分组传输延迟限制在这些业务所要求的容限之内，以实现所要求的传输速率。然而，在上述两种方法中，由于没有进行考虑到传输延迟和所需传输速率的传输控制，所以增加了不能实现业务所需的质量要求的可能性。通常，当进行只考虑延迟容限和所需传输速率的调度时，与进行只考虑接收状态的调度的情况相比，整个系统的吞吐量较低。相反地，提出了一种方法，对于不满足所需质量的通信，通过考虑目的端移动台的接收状态，提高了整个系统的吞吐量，同时满足了各个通信的要求质量(例如，参照非专利文献4)。

非专利文献1

CDMA/HDR：A Bandwidth-Efficient High-Speed Wireless DataService for Nomadic Users，Paul Bender，Peter Black，Matthew Grob，Roberto Padovani，Nagahushana Sindhushayana，和Andrew Viterbi-IEEE Communications Magazine，2000年7月

非专利文献2

Symbol Rate and Modulation Level Controlled AdaptiveModulation/TDMA/TDD for High-Bit-Rate Wireless Data Transmission，T.Ue，S.Sampei，和N.Morinaga：IEEE Transactions on VehicularTechnology，第1134-1147页，vol.47，no.4，1998年11月

非专利文献3

Data Throughput of CDMA-HDR High Efficiency-High Data RatePersonal Communications Wireless System，A.Jalali，R.Padovani和R.Pankaj，IEEE 51st Vehicular Technology Conference，2000年5月

非专利文献4

Ono等人，“Proposal of ALL IP Mobile Network Architecture(Part3)-Study of QoS-guaranteed Packet Scheduler in Base Station”，Technical Report of IEICE，MoMac 2002-3

然而，在非专利文献4中所述的现有技术方法中，由于没有考虑要优先传输分组的通信目的端移动台的接收状态，当由于业务量增大等原因而使得不满足所要求质量的通信增多时，整个系统的吞吐量最终可能下降。因此，为了优先传输给定通信的分组而使质量-度降低到要求质量水平之下，导致丢包率升高等的问题，尤其在具有严格延迟要求的业务中。

发明内容

本发明的总目的是提供一种无线分组通信装置和方法，其基本上克服了现有技术的局限性和不足所导致的一个或更多个问题。

对于上述问题，本发明的更具体的目的是提供一种能够进行高效率传输同时满足所要求的分组传输延迟条件的无线分组通信装置和方法。

根据本发明，一种分组优先级控制装置，用于对一个或更多个分组输入的优先级进行控制，所述分组优先级控制装置包括：分组优先级设定装置，其被构造为根据一个或更多个预定要素将所述分组输入的优先级设定到一个层级中，并考虑所述预定要素之外的一个或更多个其它要素对所述设定的优先级进行调整，其中所述预定要素是非时变要素，所述分组的优先级根据所述其它要素而随时间变化；和无线资源分配装置，其被构造为根据所述经过调整的优先级确定要分配无线资源的分组

本发明实施例中的分组优先级控制装置使得能够进行高效传输同时满足所要求的分组传输延迟条件。

根据本发明，一种分组优先级控制方法，用于对一个或更多分组输入的优先级进行控制，该方法包括下面的步骤：根据一个或更多个预定要素将所述分组输入的优先级设定到一个层级中，考虑所述预定要素之外的一个或更多个其它要素调整所述设定的优先级，其中所述预定要素是非时变要素，所述分组的优先级根据该一个或更多个其它要素而随时间改变；并且根据所述经过调整的优先级确定要分配无线资源的分组。。

本发明实施例中的分组优先级控制方法使得能够进行高效传输同时满足所要求的分组传输延迟条件。

通过以下的详细说明，结合附图，可以更清楚地理解本发明的其他目的和特征。

附图说明

图1的方框图表示了分组优先级控制装置的示例结构，该分组优先级控制装置采用了根据本发明实施例的分组优先级控制方法；

图2用于说明本发明的分组优先级控制处理的原理，该分组优先级控制处理用于根据多个优先级要素确定输入到基站中的分组的优先级；

图3的流程图表示了在开始通信时在基站处进行的在存储器中设定用于存储分组数据的队列的处理；

图4的流程图表示了在通信过程中在基站处进行的将从网络接收到的分组存储在适当的队列中的处理；

图5的流程图表示了在基站处进行的确定为各个通信分配无线资源的优先级的处理；

图6用于说明确定各个分组的优先级的过程；

图7表示了根据延迟容限确定优先级的方法；

图8用于说明根据重传请求确定优先级的方法；

图9是用于说明根据目的端移动台的接收状态确定优先级的方法的图示的第一部分；

图10是用于说明根据目的端移动台的接收状态确定优先级的方法的图示的第二部分；

图11是用于说明根据目的端移动台的接收状态确定优先级的方法的图示的第三部分；

图12表示基于经过时间的优先级值的增量根据式(8)和(9)而随时间变化；

图13表示根据式(8)来控制基于经过时间的优先级值的情况；

图14的方框图用于说明将自适应阵列天线应用于根据本发明的基站的情况；

图15用于说明在图14所示的基站中进行多个移动台的同时传输的条件。

具体实施方式

下面，参考附图说明本发明的实施例。

例如，如图1所示构造出本发明一个实施例中的应用了分组优先级控制方法的分组优先级控制装置。与网络(例如，IP网络)相连的此分组优先级控制装置从网络接收IP分组(下面简称“分组”)，以对要传输到接收台的IP分组进行优先级控制。在本示例中，假设该分组优先级控制装置是移动通信系统的基站，并且接收台是移动台(例如，移动电话、便携式数据终端等)。

在图1中，基站100由报头信息提取部10、分组选择部11、PDU分割部12、缓冲队列13、选择部14、信道编码部15、队列管理部16、调度部17、移动台位置控制部18和发射天线30组成。

报头信息提取部10对于到达基站100的分组提取报头信息项，如源端和目的端地址(移动台ID)、业务类型和源端的分组发出时间。分组选择部11根据报头信息提取部10提取的报头信息项将分组分配到缓冲队列13中的适用队列。PDU分割部12在将分组分配到队列中之前将分组分割成多个PDU，PDU是无线区间中数据传输的单位。在预定存储器中建立的缓冲队列13中的队列针对属于同一通信的各组数据存储被分割成多个PDU的分组。队列管理部16保存存储在各个队列中的分组的源端和目的端地址(如，移动台ID)、业务类型、源端发出时间等信息项，并对从队列出去的分组的平均传输速率进行管理。调度部17为各个通信计算分配无线资源的优先级值，根据该优先级值确定分配无线资源的通信和无线资源的量，并将所确定的结果作为信号传送给选择部14。选择部14根据从调度部17传送来的结果，取出由缓冲队列13的适当队列所指定的量的分组数据，以输出到信道编码部15。对输入到信道编码部15的分组进行纠错编码等处理等，以通过发射天线30发送到接收移动台。

图2用于说明本发明的分组优先级控制处理的原理，该分组优先级控制处理用于根据多个优先级要素确定输入到基站的分组的优先级。

在本发明的分组优先级控制中，根据多个要素将到达基站的分组分到各属于一个层级并具有不同优先级的多个组中的一个组中。下面说明一个具体示例。

在本实施例中，假设将到达基站的要发送给一特定用户的分组分到组n-1_A中。组n-1_A属于第(n-1)高层级，例如，是根据要素“A”而划分的，并且作为具有一特定优先级的组。

随后，在下一层级(第n级)中，根据三个要素“A”、“B”和“C”将属于组n-1_A的分组划分为3个组(组n_A、组n_B、和组n_C)，各个组被分类为具有不同优先级的组。在本实施例中，设想根据相同的要素将同一层级划分为多个组，各个组具有不同的优先级。由此，当根据相同的要素划分组n_A、组n_B和组n_C时，各组的优先级是不同的。

根据是否要考虑新的要素来确定随后是否要将按照上述方法划分的3个组进一步在更低的层级中进行划分。在本示例中，对于组n_A，进一步考虑新的要素，结果划分成3个组：组n+1_A、组n+1_B、和组n+1_C。另一方面，对于组n_B和组n_C，不再进一步考虑新的要素。

在本实施例中，对于较高的层级，设定不随时间改变的要素，如分组延迟容限或所使用的业务类型(例如QoS)等。因此，可以将发送给同一用户的分组分入同一组。

随后，为属于组n+1_A和组n+1_C的分组形成一个队列，以从具有较高优先级的分组开始依次进行传输。另一方面，对于属于组n+1_B、组n_B和组n_C的分组，由那些具有相同用户目的端的分组一起形成一个队列，并根据其它要素为各个队列确定优先级，使得各个分组的优先级随时间而变化(例如，目的端终端的接收质量和从分组发出时间起的经过时间，等)，以按照所确定的优先级顺序传输各个分组。这里，根据要考虑的要素的优先级，允许与属于较高级别的组的队列进行优先级的切换。

因此在本实施例的分组优先级控制中，当确定分组优先级时，考虑多个优先级确定要素来分级地确定分组优先级。换言之，根据各个通信的延迟容限设定优先级，以使对于吞吐量的影响最小，从而实现高效的分组传输。

图3的流程图表示了在开始通信时在基站处进行的在存储器中设定用于存储分组数据的队列的处理。

在图3中，当接收到从网络侧到达的分组时，在开始通信时，基站100的报头信息提取部10从所接收到的分组中取出报头信息项，以根据所取出的报头信息项确认到达的分组是否为包含控制信息项的控制分组。这里，当确认分组是用于请求开始一新的通信的控制分组时(步骤S1中为“是”)，从控制分组中识别出源端和目的端(步骤S3)，然后识别出业务类型(步骤S4)。应该注意到当从网络侧到达的分组不是表示开始新通信的请求的控制分组时(步骤S1中为“否”)，执行另一控制处理(步骤S2)。

在步骤S5中，从步骤S4中识别出的业务类型识别出诸如延迟容限的所要求的传输延迟条件，以确定请求开始新通信的呼叫是否为请求确保延迟的呼叫(请求确保数据速率)，例如，要求实时的呼叫或对响应时间有严格的限制。通过此确定，当确定上述的呼叫为要求确保延迟的呼叫(步骤S5为“是”)时，确定是否存在未分配的满足所要求的确保延迟和确保最小带宽的条件的资源，如果判断结果是肯定的，则确定可以接受上述呼叫(步骤6为“是”)，处理进行到步骤S8。另一方面，在步骤S6中，如果判断结果是否定的，则确定不可以接受上述呼叫，执行拒绝的处理(步骤S7)。

另外，在步骤S5中，当确定上述呼叫不是请求确保延迟的呼叫时(步骤S5为“否”)，处理进行到步骤S8，跳过步骤S6中的对可否接受呼叫的确定。

在步骤S8中，在缓冲队列13中的预定存储区中设定一个队列，用于存储在具有开始该新通信的请求的通信中传输的分组，从报头信息提取部10将所设定的队列的地址信息报告给队列管理部16(步骤S9)。

报头信息提取部10根据由步骤S4中识别出的业务类型所确定的延迟容限设定优先级值(步骤S10)，将所设定的优先级值报告给队列管理部16(步骤S11)。随后，在队列管理部16中，将缓冲队列13中的适当队列的地址信息、通信的源端和目的端的地址信息、基于延迟容限的优先级值、以及所要求的确保最小带宽等关联起来，以进行保存和管理。

图4的流程图表示了在通信过程中在基站处进行的将从网络接收到的分组存储在适当的队列中的处理。这里，设想从网络到达基站100的分组是要发送给已经开始通信的移动台的分组，下面对其进行说明。

在图4中，基站100的报头信息提取部10从接收到的分组的报头信息项中识别出源端和目的端(步骤S21)，以将识别结果报告给分组选择部11。此外，报头信息提取部10从所接收分组的报头信息项中提取出源端处的发出时间的信息(发出时间信息)(步骤S22)，以将该提取结果报告给队列管理部16。

分组选择部11将来自报头信息提取部10的源端和目的端信息与由队列管理部16管理的缓冲队列13的适当队列的信息(包括发出时间信息)进行比较(步骤S23)，以将上述分组分配到上述为通信设定的队列中。随后在PDU分割部12中将上述在分组选择部11中分配的分组分割成多个PDU(协议数据单元)(PDU是无线区间中的数据传输单位)(步骤S24)，以将这些PDU存储在适当队列的尾部(步骤S25)。

另一方面，队列管理部16将上述发出时间信息与所分割的PDU关联起来以保存所关联的信息(步骤S26)。应该注意到存储在适当队列中的等待传输的分组要一直等待，直到由调度部17为其分配了无线资源。

图5的流程图表示了在基站处确定为各个通信分配无线资源的优先级的处理。

图5中，基站100的调度部17从缓冲队列13中检测出具有尚未传输完毕的PDU的队列(步骤S31)，并从队列管理部16中获取基于与所检测到的队列相关联的延迟容限的优先级值(步骤S32)。

在步骤S33中，调度部17检测是否存在移动台发出的重传上述检测到的队列的请求，以将检测结果报告给队列管理部16。当检测到数据接收差错时，以PDU为单位向基站100发送此重传请求。

队列管理部16从调度部17接收重传请求，识别出发出该请求重传的PDU的队列，以增大使用适当队列的通信的优先级值(步骤S34)。这里，根据上述适当队列的延迟容限来确定优先级值的增量。

将上述在队列管理部16中增大的优先级值报告给调度部17。

在步骤S35中，调度部17根据所获得的接收状态，获取与各个通信的目的端移动台的接收状态相关的信息项(例如，接收SIR(信号干扰比))，以增大/减小上述优先级值(步骤S36)。这里，上述优先级值的增大/减少量随适当队列的延迟容限而不同。应该注意到将上述接收SIR以无线的方式从各个移动台传送到基站100，以送往调度部17。

在步骤S37中，调度部17从队列管理部16获取具有存储在缓冲队列13的队列的起始位置处的未传输完的PDU作为构成元素的分组的发出时间信息项。在步骤S38中，获取从上述分组的发出时间开始所经过的时间的信息项。

调度部17根据上述获取的经过时间信息项增大上述优先级值(步骤S39)。这里，根据适当队列的延迟容限来确定优先级值的增量。

在步骤S40中，调度部17从队列管理部16中获取适当队列的所需速率信息(这里称为目标传输速率)和关于当前数据发出速率的信息(这里称为当前平均传输速率)，并在步骤S41中对当前平均传输速率低于目标传输速率的队列的通信增大优先级。相反地，对于当前平均传输速率超过目标传输速率的队列的通信减小优先级。

在步骤S42中，调度部17比较具有尚未传输完毕的PDU的队列的通信的优先级值，以确定为上述通信分配无线资源的优先级顺序。然后，将这里确定的无线资源分配优先级顺序信息输出到选择部14(步骤S43)。

由此，在本实施例中，调度部17确定将无线资源分配给高优先级的通信所使用的队列中等待传输的PDU，从而能够大大减小高优先级通信中的呼损率。因此，根据本实施例，能够进行更高效的分组传输。

图6用于说明当为各个通信分配无线资源时确定各个分组的优先级的过程。

如图6所示，在本发明中，将重点放在实现延迟要求的延迟容限上，为存储具有更短延迟容限的PDU的队列设定更高的优先级(1)。此外，对存储具有重传请求的PDU的队列设定更高的优先级以缩短由重传导致的延迟(2)。此外，为了以特定的定时发送分组以使得发送移动台的接收状态尽可能地好，考虑了目的地移动台的接收状态(3)。换言之，尽可能地选择具有良好接收状态的移动台，同时对于具有较差接收状态的移动台保持公平性。

由此在本实施例中，考虑了上述优先级确定要素以确定分组传输优先级。

接下来，参照图7，对当传输优先级的确定要素设为“延迟容限”时确定传输优先级的方法进行说明。与开始通信时的队列同时地设定基于延迟容限的优先级值，以使得使用缓冲队列13的适当队列的通信的延迟容限越短，该适当队列的优先级值就越大。例如，在图7的示例中，按照通信1的队列、然后通信2的队列、然后通信N的队列这样的顺序，以5、然后4、然后3的顺序设定优先级值(各个数值仅作为示例)。

接下来，参照图8，对传输优先级的确定要素设定为“重传请求”时的确定传输优先级的方法进行说明。将重传请求的优先级值设定为在重传存储在缓冲队列13的适当队列中的待重传PDU之前，增大根据重传的优先级值以设定为基于延迟容限设定的优先级值。在图8的示例中，每个通信(通信1至通信N)都存在具有要重传的PDU的队列，通信1的队列是各个通信的队列中具有最短延迟容限的PDU的队列，随后要重传的PDU的延迟容限按照通信2然后通信N的顺序变长。

当存在这些队列时，在本实施例中，根据为各个队列设定的延迟容限增大依照重传的优先级。例如，在本示例中，由于通信1的队列的延迟容限最短，如图8的右边所示，依照重传的优先级值的增量最大。随后，依照重传的优先级值的增量以通信2的队列，…，通信N的队列的顺序递减。换言之，按照通信1、2、…、N的顺序，将要重传的PDU分配给传输时隙进行传输。

由此，在本实施例中，对具有重传请求的通信增大优先级值以优先地分配资源，使得可以缩短具有要重传的PDU作为构成元素的分组的传输延迟。这里，虽然可以将所有通信的优先级增量设为相同，但对于具有重传请求的通信优先分配无线资源增大了与作为目的端的移动台的接收状态无关地进行传输的概率。因此，可能进一步引入接收差错从而导致整个系统的传输效率下降。因此，对于具有重传请求的通信的优先级值的增量，优先级值的增量越小，则适当队列的通信的延迟容限越长，并且缩短延迟容限的需要越少；将具有短延迟容限的通信的优先级值的增量设得较大，以使得对于重传请求可以即时地执行重传。要注意到各个队列中的待重传PDU存储在队列的起始位置，从而在分配了传输时隙之后增大后的优先级值要复原。

接下来，参照图9到11，说明将移动台的接收状态反映在优先级中的确定各个通信的传输优先级的方法。这里，为了说明方便，考虑具有短延迟容限的通信A和具有长延迟容限的通信B。图9(1)表示了上行信道的载波干扰比(CIR)，横轴代表时间，纵轴代表CIR，该图说明了通信A和通信B的CIR的变化。

在本实施例中，首先，根据下面的表达式对为各个通信量化的接收状态进行加权：

\{\begin{matrix} Q_{inst} & (Q_{inst} > Q_{w}) \\ \frac{Q_{inst}}{Q_{avg}} \cdot Q_{w} & (Q_{inst} \leq Q_{w}) \end{matrix} - - - (7)

在上述表达式中，Q_inst表示瞬时接收状态(CIR)，Q_avg表示平均接收状态(CIR)。此外，Q_w表示阈值。

这里，当根据延迟容限和是/否存在重传请求考虑具有相同优先级值的通信时，如果将Q_w的值设为一较小值，则瞬时接收状态Q_isnt越好，优先级值的增量就越大，从而通信目的端的平均接收状态越好，分配无线资源的机会就越多。图9(2)说明了上述情况，纵轴代表优先级的增量，横轴代表时间。

相反地，如果将Q_w的值设为一较大值，则瞬时接收状态与平均接收状态的比值越大，优先级的增量就越大，从而即使对于发送给具有较差平均接收状态的移动台的通信，移动台的接收状态越好，优先级也越大。换言之，可以确保在移动台之间以几乎公平的机会分配无线资源(参照图9中的(3))。

现在，在具有较短延迟容限的通信中，由于每单元时间中产生的数据量是有限的，所以不需要考虑分配资源的公平性。因此，设定一较小的Q_w，使得可以以较高的优先级分配资源，以获得通信所发送到的移动台的更好的瞬时接收状态。另一方面，对于具有较长延迟容限的通信，设定一较大的Q_w，以在具有较长延迟容限的通信之间确保资源分配的公平性。

此外，根据上述表达式(7)，对于加权后的接收状态(CIR)，根据基于延迟容限和重传请求所确定的优先级值而添加一个偏移量。下面参照图10和11对此进行说明。

在图10(1)中，表示了通信A的目的端移动台的接收状态(CIR)，该图代表了所要求的延迟容限较短的情况。图10(2)表示了通信B的目的端移动台的接收状态(CIR)，其代表了所要求的延迟容限较长的情况。在上述图10(1)和(2)中都表示了瞬时值和平均值。

此外，在图10的(3)中，表示了加权之后的通信A的目的端移动台的接收状态，对于通信A设定了一较小的Q_w。在图10(4)中，表示了加权之后的通信B的目的端移动台的接收状态，对于通信B设定了一较大的Q_w。在这种情况下，将通信B的Q_w设定为大于通信B的接收状态的平均值，上述平均值的层级和Q_w的层级之差为偏移量，从而表示通信B的接收状态的曲线向上移动这个偏移量(图10(4)中的垂直箭头)。这里，当根据延迟容限将(3)和(4)中的“参考层级”设定为各个通信的优先级值时，如果将由于通信的延迟容限之差所产生的优先级值之差，或者参考层级之差Δ₁设为较大的值，如图10(5)所示，则完全优先地为具有短延迟容限的通信分配资源。换言之，将通信A分配到各个时隙(#1到#4)。

另一方面，如图11所示，当由于通信的延迟容限差所产生的优先级值差(此处与参考层级差Δ₂相对应)设为较小的值时，即使基于通信A的延迟容限的优先级与在第二传输时隙(#2)中一样高时，如果目的端移动台的接收状态较差，即使延迟容限较长，也对寻址到具有较好接收状态的另一移动台的传输给予较高优先级。这样，能够提高整个系统的传输效率。

虽然在参照图10和11所描述的实施例中对使用接收CIR表示移动台的接收状态的方案进行了说明，但也可以使用接收SIR或者所要求的MCS(调制和信道编码方案)等表示接收状态。

在上述实施例中，虽然示例了在考虑移动终端的接收状态的同时确定各个通信的传输优先级的方案，但是本发明并不限于此。例如，可以根据从分组发出时间开始所经过的时间来确定各个通信的传输优先级。接下来，参照图12和13对此方法进行说明。

在本实施例中的根据从分组发出时间开始所经过的时间而确定的优先级值是根据从源端发出分组时开始所经过的时间来确定的，该分组由存储在各个队列起始位置处的多个PDU组成。例如，在本实施例中，如图12所示，根据下面的表达式随着经过时间的增大而增大各个队列的优先级值。

图12(a)示例了根据表达式(8)，基于经过时间的优先级值的增量随时间的变化，图12(b)示例了根据表达式(9)，基于经过时间的优先级值的增量随时间的变化。

\{\begin{matrix} 0 & (t < T_{req} - T_{Pri}) \\ a & (t &GreaterEqual; T_{req} - T_{Pri}) \end{matrix} - - - (8)

\{\begin{matrix} a \cdot t / (T_{req} - T_{Pri}) & (t < T_{req} - T_{Pri}) \\ a & (t &GreaterEqual; T_{req} - T_{Pri}) \end{matrix} - - - (9)

在上述表达式中，各个字母表示如下：

t：分组的经过时间

T_req：分组的延迟容限

T_Pri：预定常数

a：预定常数

接下来，作为示例，参照图13对根据上述的表达式(8)随着经过时间来控制优先级值的情况进行说明。在图13中，假设根据延迟容限预先设定各个通信(通信1到通信N)的优先级值。此外，假设在各个通信的队列中，通信1的队列是具有最短延迟容限的PDU的队列，并且对于要重传的PDU的延迟容限以通信2然后N的顺序变长。

在本实施例中，通过将延迟容限内的剩余时间设定为预定时间(T_Pri)之下来根据经过时间增大优先级值。这里优先级值的增量可以根据延迟容限而采用不同的值。在本实施例中，根据通信1、通信2、…、通信N的延迟容限确定传输优先级，根据所确定的传输优先级为待重传的PDU分配传输时隙以进行传输。

由此，根据本实施例，根据经过时间增大传输优先级值，由此可以减小丢包率。

(变型例)

虽然在上文中描述了本发明的实施例，但是上述实施例只严格地用于说明目的，所以可以在不脱离本发明范围的情况下对上述实施例进行各种变化。例如，可以进行下面的变化：

(1)在上述实施例中，当设想一种具有覆盖预定业务区域的较宽方向性的天线时，可以采用一种能够自适应地改变方向性的自适应阵列天线作为发射天线。在图14中，所示的方框图用于说明将自适应阵列天线应用于基站100的情况。将根据本实施例的基站100设为具有与图1所示的基站相同的配置。因此，对于这些构成要素赋予同列的符号(结尾相同)，并省略其进一步描述，对与图1所示的基站100的不同之处进行详细说明。

本实施例中的基站100配备有自适应阵列天线。该自适应阵列天线由多个天线组件31₁到31_n、移相器20和阵列权值控制器19组成。阵列权值控制器19为各个天线组件31₁到31_n产生与方向等相对应的权值以输出到移相器。移相器20控制各个天线组件31₁到31_n的激励的幅度和相位。由此，可以具有任意的方向性。

接下来，对将自适应阵列天线应用于基站100的本实施例的操作进行说明。

在图14中，基站100的调度部17从移动台位置控制部18获取各个移动台的目的端移动台的位置信息，当主瓣(main beam)从阵列权值控制器19指向各个移动台时获取有关方向性增益的信息，并计算能够与各个通信的目的端移动台同时进行传输的其它移动台的数量，从而，根据该计算结果增大/减少各个通信的优先级。

当如在本实施例中一样将自适应阵列天线应用于基站100时，如果存在能够与队列的目的端移动台同时进行传输的移动台，则增大该队列的优先级。

图15用于说明通过使用方向性射束同时进行多个传输来确定能够与分组的目的端移动台同时进行传输的其它移动台的数量的方法。图15(a)表示了可以对多个移动台同时进行传输的一种情况，而图15(b)表示了不可以对多个移动台同时进行传输的一种情况。

首先，对图15(a)中所示的可以进行同时传输的情况进行说明。

对于射束指向分组的目的端移动台的情况下的方向性射束而言，在具有低于预定阈值的方向性增益的多个方向上存在的其它多个移动台中，选择方向性增益不大于该预定阈值的移动台作为能够从基站100同时进行传输的移动台。

换言之，在本实施例中，主瓣指向多个移动台(移动台A40和移动台B41)(指向移动台A40的波瓣图以实线表示，指向移动台B41的波瓣图以虚线表示)，移动台A40的旁瓣零值(side lobe null)(等于或小于阈值)指向移动台B41，并且移动台B41的旁瓣零值(等于或小于阈值)指向移动台B41。结果，能够在基站100中同时进行传输的移动台为移动台A40和移动台B41。

另一方面，图15(b)表示了不能同时进行传输的情况，从而，当射束指向在方向性增益等于或小于阈值的方向上存在的移动台时，移动台C42的主瓣和移动台D43的主瓣互相交迭，使得不可以同时进行传输。

要注意到，通过在基站100的移动台控制器18处确定如上所述能够同时进行传输的移动台的数量，对队列进行管理，使得能够与目的端移动台同时进行传输的移动台的数量越多，则优先级值的增量越大。由此，调整优先级值使得从寻址到移动台的队列开始传输的数据能够与具有所设定的优先级的队列同时传输，从而可以增大整个系统的吞吐量。

此外，当确定各个队列的优先级时，可以考虑从源端(作为尚未传输完毕的PDU的来源)发出分组时开始所经过的时间。应注意到，对于上述的经过时间，也可以采用根据经过时间的增大来增大优先级的方法。

此外，还可以采用一种当从队列开始的平均发出速率低于所需速率时增大优先级值的方法。由此，由于分配给适当队列的传输资源增多了，可以提高发出速率。

如上所述，根据在基站100中使用了自适应阵列天线的本实施例，由于主动地进行多个移动台的同时传输，可以增大整个系统的吞吐量。

本申请基于2003年9月4日向日本专利局提交的日本专利申请No.2003-312320，在此以引用的方式引入其全部内容。

Claims

1.一种分组优先级控制装置，用于对一个或更多个分组输入的优先级进行控制，所述分组优先级控制装置包括：

分组优先级设定装置，其被构造为根据一个或更多个预定要素将所述分组输入的优先级设定到一个层级中，并考虑所述预定要素之外的一个或更多个其它要素对所述设定的优先级进行调整，其中所述预定要素是非时变要素，所述分组的优先级根据所述其它要素而随时间变化；和

无线资源分配装置，其被构造为根据所述经过调整的优先级确定要分配无线资源的分组。

2.根据权利要求1所述的分组优先级控制装置，

其中所述分组优先级设定装置进一步包括：

分类装置，用于根据所述预定要素将所述分组输入分类到多个组中的一个组中，各个所述的组根据该组所属的层级而具有不同的优先级；和

队列形成装置，用于根据所分类到的组的属性而形成队列。

3.根据权利要求2所述的分组优先级控制装置，

其中所述队列形成装置进一步包括：

第一队列形成装置，用于为所述分类到的组形成一个队列，所述分类到的组将不考虑所述预定要素之外的其它要素这样的属性作为所述组的属性；

第二队列形成装置，用于为组在每一次呼叫时形成一个队列，所述组将要考虑所述预定要素之外的其它要素这样的属性作为所述组的属性；并且

其中所述分组优先级设定装置进一步包括：

队列优先级设定装置，用于为将要考虑所述预定要素之外的其它要素这样的属性作为所述属性的所述组设定优先级，作为所述每次呼叫时形成的队列的优先级；和

队列优先级控制装置，当除了所述预定要素之外的其它要素之外还要考虑别的要素来确定所述优先级时，对于每一次呼叫时形成的所述队列的优先级，该队列优先级控制装置根据存储在各个队列中的分组的所述别的要素在每一次呼叫时对该优先级进行控制。

4.根据权利要求1所述的分组优先级控制装置，

其中，当使用所述预定要素将所述分组输入的优先级设定为所述层级时，在所述层级考虑所述预定要素中的各个要素，其中所述预定要素中的各个要素的重要性越高则层级越浅。

5.根据权利要求1所述的分组优先级控制装置，

其中，当使用所述预定要素将所述分组输入的优先级设定为所述层级时，考虑所述预定要素中的各个要素，使得所述预定要素中的各个要素的重要性越高则所述优先级的差别越大。

6.根据权利要求1所述的分组优先级控制装置，

其中当将所述分组输入的优先级设定到所述层级中时，所述分组优先级设定装置首先考虑所述分组的延迟容限。

7.根据权利要求2所述的分组优先级控制装置，还包括：

优先级组控制装置，用于根据基于所述预定要素中的任一要素进行分类所形成的各个组的类型，对属于一给定组的分组的优先级进行控制。

8.根据权利要求3所述的分组优先级控制装置：

其中所述队列优先级控制装置根据所述预定要素中的任一要素对所述每次呼叫时形成的队列的优先级进行控制。

9.根据权利要求8所述的分组优先级控制装置：

其中当根据接收台的接收状态对所述每一次呼叫时形成的队列的优先级进行控制时，所述队列优先级控制装置使用在接收台处测量到的接收质量信息，作为表示所述接收状态的信息。

10.根据权利要求9所述的分组优先级控制装置：

其中当根据所述接收质量信息对所述每一次呼叫时形成的队列的优先级进行控制时，所述队列优先级控制装置根据按照下面的表达式计算出的值控制所述优先级：

\{\begin{matrix} Q_{inst} & (Q_{inst} > Q_{w}) \\ Q_{inst} / Q_{avg} \cdot Q_{w} & (Q_{inst} \leq Q_{w}) \end{matrix} - - - (1)

“Q_inst”表示在接收端所述接收台的瞬时接收质量，“Q_avg”表示在接收端所述接收台的平均接收质量，“Q_w”为预定常数。

11.根据权利要求10所述的分组优先级控制装置：

其中根据所述分组的延迟容限确定所述“Q_w”的值。

12.根据权利要求8所述的分组优先级控制装置：

其中所述队列优先级控制装置根据在所述队列的起始处保持的分组从源端发出的时间开始所经过的时间对所述每一次呼叫时形成的队列的优先级进行控制。

13.根据权利要求8所述的分组优先级控制装置：

其中，针对分组从源端发出的时间开始所经过的时间，在所述队列中保持的一个或更多个分组中，所述队列优先级控制装置根据具有最长的所述经过时间的一个分组从所述发出时间开始所经过的时间，对所述每一次呼叫时形成的队列的优先级进行控制。

14.根据权利要求12所述的分组优先级控制装置：

其中当根据所述经过时间对所述每一次呼叫时形成的队列的优先级进行控制时，所述队列优先级控制装置根据由下面的表达式计算出的值控制所述优先级：

\{\begin{matrix} 0 & (t < T_{rep} - T_{pri}) \\ a & (t &GreaterEqual; T_{rep} - T_{pri}) \end{matrix} - - - (2);

或

\{\begin{matrix} a \cdot t / (T_{rep} - T_{pri}) & (t < T_{rep} - T_{pri}) \\ a & (t &GreaterEqual; T_{rep} - T_{pri}) \end{matrix} - - - (3)

“t”表示所述分组的经过时间，“T_req”表示所述分组的延迟容限，“T_Pri”为预定常数，“a”为预定常数。

15.根据权利要求9所述的分组优先级控制装置，

其中所述接收质量信息为接收CIR或接收SIR、或者要求的MCS。

16.一种分组优先级控制方法，用于对一个或更多分组输入的优先级进行控制，该方法包括下面的步骤：

根据一个或更多个预定要素将所述分组输入的优先级设定到一个层级中，

考虑所述预定要素之外的一个或更多个其它要素调整所述设定的优先级，其中所述预定要素是非时变要素，所述分组的优先级根据该一个或更多个其它要素而随时间改变；并且

根据所述经过调整的优先级确定要分配无线资源的分组。