背景技术
在数字无线通信系统中,作为以提高频率利用效率为目的而根据无线线路品质改变通信速度的方式,有自适应速率方式。在这样的方式中,根据无线线路品质选择上行通信速率或下行通信速率、或者它们两者的通信速率。
例如在如1xEv-DO那样采用对上行速率及下行速率都根据线路品质选择速率的自适应速率方式的系统中,下行速率的选择由无线终端侧基于自已测量的下行线路品质决定。
在图10中表示以往的自适应速率方式中的线路品质与下行速率的决定方法的说明图。
一般,如果线路品质较差则每1个无线分组的使用时隙数变多,随着线路品质变好则使用时隙数变少。作为下行信号数据的再送方式而使用Hybrid-ARQ方式等,如果能够以分配的时隙中的中途的时隙进行分组的解码,则能够在该时隙中将分配中止而将剩余的时隙分配给其他用户。通过使用该方式,能够更好地进行对应于下行线路品质的线路分配。
【非专利文献1】The Third Generation Partnership Project2(3GPP2)Specifications,[online],C.S0024-0v4.0cdma2000 High Rate Packet Data AirInterface Specification,9.3.1.3.1.1 Modulation Parameters(Page9-67~9-70)[平成19年9月11日检索],因特网<URL:http://www.3gpp2.org/Public_html/specs/tsgc.cfm>
例如在1xEV-DO那样的数字无线通信系统中,没有在以往的最大努力型数据通信的情况下分组延迟对品质带来较大影响的情况。但是,近年来,要求在无线通信系统上利用要求实时性的应用,在此情况下,不能忽视延迟的影响给服务品质带来的影响。在实时类应用、例如VoIP系统的情况下,需要将尺寸较小的分组以低延迟发送,并且需要能够应对收容用户数较多的情况。
但是,如果存在线路品质较差的用户,则该用户是低速率而被分配多个时隙,所以结果用户的收容数减少,并且产生其他用户的延迟。
发明内容
本发明鉴于以上的问题,目的是能够在数字无线通信系统中应对被请求的多用户的收容,并且不产生通信品质劣化。
此外,本发明的目的是通过追加对通信品质较差的呼叫的分组分配进行限制的处理,使延迟不发生。
本发明为了解决上述问题,例如在1xEV-DO系统的无线基站中,当例如时隙使用率为阈值以上并判断出下行线路拥挤到一定程度以上时,在使用相同的应用的用户、例如VoIP用户彼此中,在利用DRC(Data RateControl:速率控制)的平均值成为阈值以下来判断出下行线路的品质相对较差、即使是相同的应用的通信量也相对地消耗大多时隙的用户时,将时隙分配间隔剔除。此外,作为将时隙分配间隔剔除时的方法,由于如果突发性地发生间隔剔除则不能通过插补进行声音复原,所以需要进行使得间隔剔除不会成为突发性的努力,以便不会成为这样。进而,能够进行使间隔剔除率也成为一定的方法、和根据下行线路的拥挤状况使间隔剔除率变化的方法。由此,能够确保最低限度的音质。作为进行该操作的对象,例如可以想到接近单元边界的无线终端的用户成为对象的情况较多。
本发明提供一种无线通信系统,例如是在无线装置中具有采用根据无线线路品质改变通信速度的自适应速率控制的无线基站和无线终端的无线通信系统,其特征在于,具有选择通信速率的机构、具有对应于该选择的通信速率决定使用时隙数的分配的功能并将时隙分配间隔剔除的机构、和将该间隔剔除的时隙分配给其他无线终端的机构,上述无线通信系统确保无线终端的收容数,并且实现对于其他无线终端来说的拥挤消除。
在本发明中,作为将时隙分配间隔剔除的机构,可以具有下述机构,该机构进行使得不会因间隔剔除而不能进行插补的数据复原的时隙分配控制。
在本发明中,作为选择进行时隙分配控制的无线终端的机构,可以具备:具有测量无线基站与无线终端间的无线线路品质的机构并根据其测量结果选择通信速率的机构、和具有通过对应于该选择的通信速率决定使用时隙数的分配来进行对应于无线线路品质的线路分配的功能并选择因无线线路品质较差而使用时隙数的分配变长的无线终端的机构。
作为将时隙分配间隔剔除的机构或进行时隙分配控制的机构或对使用时隙数的分配变长的无线终端的时隙分配进行控制的机构,可以具有与无线线路的拥挤程度无关地使时隙分配的间隔剔除率成为一定的机构。
作为将时隙分配间隔剔除的机构或进行时隙分配控制的机构或对使用时隙数的分配变长的无线终端的时隙分配进行控制的机构,可以具有根据无线线路的拥挤程度而使时隙分配的间隔剔除率变化的机构。
根据本发明的第1技术方案,
提供一种无线基站,是采用自适应速率控制的无线通信系统中的无线基站,上述自适应速率控制是指根据无线线路品质改变通信速度,其特征在于,该无线基站具备:
无线接收部,从无线终端接收包含有请求速率信息的上行信号;
无线基站控制部,将根据上述无线接收部接收到的上行信号求出的请求速率信息与预先设定的阈值相比较,在请求速率信息为阈值以上或超过阈值的情况下,判断为与无线终端之间的线路品质相对良好,以使用时隙长较短或使用时隙数较少的短时隙对要发送的分组数据实施调度,另一方面,在请求速率信息为阈值以下或比阈值小的情况下,判断为与无线终端之间的线路品质相对不好,判断是否是即使在发送前丢弃要发送的分组数据的某几个也能够通过补码进行复原的范围内,在可复原的情况下将该分组数据丢弃,并对向其他无线终端的其他分组数据分配时隙,来实施调度;以及
无线发送部,基于上述无线基站控制部的调度,对上述无线终端发送分组数据,或者对上述其他无线终端发送上述其他分组数据。
根据本发明的第2技术方案,
提供一种调度方法,是采用自适应速率控制的无线通信系统的无线基站中的调度方法,上述自适应速率控制是指根据无线线路品质改变通信速度,该调度方法的特征在于,
从无线终端接收包含有请求速率信息的上行信号;
将根据上行信号求出的请求速率信息与预先设定的阈值相比较,
在请求速率信息为阈值以上或超过阈值的情况下,判断为与无线终端之间的线路品质相对良好,以使用时隙长较短或使用时隙数较少的短时隙对要发送的分组数据实施调度,并对无线终端发送分组数据;
另一方面,在请求速率信息为阈值以下或比阈值小的情况下,判断为与无线终端之间的线路品质相对不好,判断是否是即使在发送前丢弃要发送的分组数据的某几个也能够通过补码进行复原的范围内,在可复原的情况下将该分组数据丢弃,对向其他无线终端的其他分组数据分配时隙,来实施调度,对上述其他无线终端发送上述其他分组数据。
发明效果:
根据本发明,在采用自适应速率控制的无线通信系统中使用如VoIP系统那样要求实时性的应用时,即使存在线路品质较差的用户的情况下,也能够防止用户收容数的减少,并且避免其他用户的分组延迟,并且对于对应的用户也能够使得不会发生通信品质劣化。
具体实施方式
在图1中,作为移动体通信网络的结构例而表示使用1xEV-DO的VoIP网络结构。
该网络主要具备无线终端101、无线基站102、以及PCF(Packet ControlFunction:分组控制功能)103、PSDN(Packet Data Serving Node:分组数据服务节点)104、因特网105等有线网络、SIP服务器(Session InitiationProtocol Server:会话初始化协议服务器)106。
在图2中表示无线基站的结构例。
无线基站主要具备天线201、共用器202、无线接收部203、无线发送部204、解调部205、调制部206、无线基站控制部207。
天线201进行与无线终端的收发。共用器202用于通过一个天线共用无线接收部203及无线发送部204的信号。无线接收部203进行来自无线终端的上行线路信号的接收。无线发送部204进行向无线终端的下行线路的无线信号的发送。解调部205进行接收到的上行线路信号的解调处理。调制部206进行发送的下行线路信号的调制。无线基站控制部207用于无线接收部203、无线发送部204、解调部205、调制部206的控制、下行线路信号的分组分配的控制、和有线网络的接口。
在图3中表示无线终端的结构例。无线终端主要具备天线301、共用器302、无线接收部303、无线发送部304、解调部305、调制部306、接收品质测量部307、DRC推定部308、和无线终端控制部309。
天线301进行与无线基站的收发。共用器302用于通过一个天线共用无线接收部303及无线发送部304的信号。无线接收部303进行来自无线基站的下行线路信号的接收。无线发送部304进行向无线基站的上行线路的无线信号的发送。解调部305进行接收到的下行线路信号的解调处理。调制部306进行发送的上行线路信号的调制。接收品质测量部307通过计算表示将解调后的接收信号反扩散的符号的正交坐标的I/Q平均和离差,计算作为表示信号品质的指标的信号对干涉功率比SIR(Signal toInterference Ratio)。DRC推定部308基于该SIR值求出对无线基站请求的速率值即DRC(Data Rate Control)值。该DRC值是越小的值表示越低的通信速率,是越大的值表示越高的通信速率。即,无线终端在测量到的SIR值越大时,越增大DRC值,在SIR值越小时,越减小DRC值。无线终端控制部309用于无线接收部303、无线发送部304、解调部305、调制部306、接收品质测量部307、DRC推定部308的控制,在例如数据通信专用卡的情况下用于个人计算机等的接口,在便携电话的情况下用于键或麦克风等的人机接口。
在图4中表示无线基站控制部的动作流程图。
以下,利用图1和图2所示的块图、和图4的无线基站控制部的动作流程图说明无线基站控制部的动作。
如果无线基站与无线终端的呼叫连接结束并开始处理,则无线基站的无线基站控制部207将包含下行导频信号的下行信号经由调制部206、无线发送部204、共用器202、天线201发送给无线终端(S401)。
无线终端将接收到的下行信号经由天线301、共用器302、无线接收部303、解调部305,输入到终端控制部309及接收品质测量部307中。接收品质测量部307从下行信号中测量下行导频信号的信号品质,根据其结果,在DRC推定部308中选择对无线基站请求的DRC值。另外,并不限于DRC值,可以使用表示来自无线终端的适当的请求速率的信息。终端控制部309将包含DRC值402的信息的上行信号经由调制部306、无线发送部304、共用器302、天线301发送给无线基站。
无线基站经由天线201、共用器202、无线接收部203、解调部205,将接收到的上行信号输入到基站控制部207中,并接收各无线终端的DRC值(S402)。在基站控制部207中,基于上行信号中的从无线终端报告的DRC值402决定下行通信速率(S403)。例如,基站控制部207可以通过适当的式子计算下行通信速率,或者通过预先设定的对应表或阈值等设定下行通信速率,以使得DRC值是越小的值表示越低的通信速率,是越大的值表示越高的通信速率。进而,基站控制部207对连接在无线基站上的所有无线终端执行该处理,计算各个无线终端的平均速率值R,计算将该无线终端的DRC值用R除的值(DRC/R)(S403)。将R的计算式的例子在式1中表示。
【式1】
(式1)
DRC(t):时刻t时的用户i的请求数据速率
R(t):时刻t时的用户i的请求数据速率的平均值
tc=1000slots(=1.6s)
此外,基站控制部207从该DRC/R最大的无线终端开始依次进行调度(S403)。将其称作比例公平方式。除此以外,也可以使用适当的调度方式。
这里,如图11所示,下行线路品质越差,使用时隙数越多或者使用时隙长越长,随着线路品质变好,使用时隙数变少或使用时隙长变短。所以,接着基站控制部207判断DRC值是否为预先设定的阈值以上(S404)。在DRC值为阈值以上且下行线路品质良好的无线终端的情况下,在步骤S404中判断为“是”,所以在对线路品质良好的无线终端发送的分组数据从有线网络到达无线基站时(S405),在维持着该分组数据的状态下(S406),以使用时隙长较短(使用时隙数较少)的短时隙实施调度(S407),对无线终端发送分组数据(S414)。
相对于此,下行线路品质较差的无线终端与线路品质较好的无线终端相比占用较多时隙数,所以在多用户收容时对于其他用户来说成为拥挤的原因。结果可以想到减少收容数并且产生其他用户的延迟的情况。例如在VoIP系统中,延迟与声音品质的劣化直接联系。因此,基站控制部207在DRC值比阈值小而下行线路品质较差的无线终端的情况下,在步骤S404中判断为“否”,所以在对这样的线路品质较差的无线终端发送的分组数据从有线网络到达了无线基站时(S408),基站控制部207将分组数据的某几个在发送前丢弃,判断是否在能够通过补码而复原的范围内(S409)。
在步骤S409中,例如在声音品质的劣化在可容许的范围中,预先设定也可以将分组丢弃的规定数量,基站控制部207计数丢弃的分组数,与该规定数比较。如果比较的结果是丢弃的分组数为规定数量以内,则基站控制部207判断为能够进行声音的复原,另一方面,如果超过规定数量,则基站控制部207判断为不能进行其复原。
并且,在能够复原的情况下,基站控制部207将该分组数据丢弃(S410),将时隙分配给其他无线终端来实施调度(S411),将分组数据发送给无线终端(S414)。另一方面,在步骤S409中判断为不能复原的情况下,基站控制部207维持分组数据(S412),并以使用时隙长较长(使用时隙数较多)的长时隙实施调度(S413),将分组数据发送给无线终端(S414)。通过进行这样的操作,确保VoIP用户的无线终端收容数,并且避免其他用户的分组延迟。
接着,按照附图说明表示本实施方式的动作的具体例。
在图5中表示分组控制例1的说明图。图中,在第1段中表示以规定的到达周期发送分别包含规定数量的分组的VoIP分组1、VoIP分组2、……、VoIP分组n的状况。第2段以后表示将各VoIP分组的第1分组分别放大的多个时隙。
线路品质较好的无线终端2由于以1个时隙发送VoIP分组,所以对每个分组分配1个时隙。但是,线路品质较差的无线终端1消耗了较多时隙,所以在多用户收容时对于其他用户来说成为拥挤的原因。为了在VoIP中看不到声音品质劣化的范围(可容许的范围)中将分组丢弃,例如在分组n个中在规定数量(例如两个)的范围内将分组丢弃,使得不会发生超过规定数量(例如3个以上)的分组的丢弃。通过将分组丢弃,将空闲的时隙分配给其他用户,来消除对于其他用户来说的拥挤。
在图6中表示该一系列的动作的顺序图。以下,以无线基站603与接收品质较差的无线终端1(601)及接收品质较好的无线终端2(602)的呼叫连接结束、VoIP分组从有线网络604到达无线基站603的情况为例进行说明。
无线基站603对无线终端1(601)发送下行导频信号1(606),对无线终端2(602)发送下行导频信号2(605)。接收品质较差的无线终端1(601)由于下行导频信号1(606)的接收品质测量结果较差,所以选择低DRC值608并对无线基站603报告。相对于此,接收品质较好的无线终端2(602)由于下行导频信号2(605)的接收品质测量结果较好,所以选择高DRC值607并对无线基站603报告。该控制在呼叫连接中总是执行。另外,在图中,从各无线终端向无线基站的DRC值的报告仅记载了1次,但无线基站以规定的定时等总是从各无线终端接收DRC值。
由于接收品质较好的状态的终端能够以高速率通过较少的时隙的消耗发送数据,所以无线基站603对于请求高DRC值的无线终端2(602),进行控制使得以短时隙调度VoIP分组1-2(609),来进行发送。此外,由于接收品质较差的状态的终端以低速率消耗较多的时隙而对于其他用户来说成为拥挤的原因,所以对于请求低DRC值的无线终端1(601),将VoIP分组1-1(610)丢弃而不进行发送。在接着的VoIP分组2-1(612)和VoIP分组2-2(611)到达无线基站603时,在无线终端1(601)和无线终端2(602)的接收品质中没有变化的情况下,进行与前面的VoIP分组相同的处理。对于无线终端2(602),进行控制使得以短时隙调度VoIP分组2-2(611),来进行发送。此外,对于无线终端1(601),将VoIP分组2-1(612)丢弃而不进行发送。进而,在接着的VoIP分组3-1(614)和VoIP分组3-2(613)到达无线基站603时,在无线终端1(601)和无线终端2(602)的接收品质中没有变化的情况下,进行与前面的VoIP分组不同的处理。对于无线终端2(602),进行控制使得以短时隙调度VoIP分组3-2(613),来进行发送。此外,对于无线终端1(601),由于超过规定数量(例如3个以上)的VoIP分组的丢弃被限制,所以进行控制使得以长时隙调度VoIP分组3-1(614),来进行发送。以后,进行与VoIP分组3-1(614)和VoIP分组3-2(613)同样的处理,直到VoIP分组n-1(616)和VoIP分组n-2 (615)到达无线基站603为止。
在图7中表示分组控制例2的说明图。
线路品质较好的无线终端2由于通过1个时隙发送VoIP分组,所以对每个分组分配1个时隙。但是,线路品质较差的无线终端1由于消耗较多时隙,所以在多用户收容时对于其他用户来说成为拥挤的原因。为了在VoIP中看不到声音品质劣化的范围内将分组丢弃,在n个分组中在规定数量(例如1个)范围内将分组丢弃,使得不发生超过规定数量(例如两个以上)的分组的丢弃。通过将分组丢弃而将空闲的时隙分配给其他用户,消除对于其他用户的拥挤。
在图8中表示该一系列的动作的顺序图。以下,以无线基站803与接收品质较差的无线终端1(801)及接收品质较好的无线终端2(802)的呼叫连接结束、VoIP分组从有线网络804到达无线基站803的情况为例进行说明。
无线基站803对无线终端1(801)发送下行导频信号1(806),对无线终端2(802)发送下行导频信号2(805)。接收品质较差的无线终端1(801)由于下行导频信号1(806)的接收品质测量结果较差,所以选择低DRC值808并对无线基站803报告。相对于此,接收品质较好的无线终端2(802)由于下行导频信号2(805)的接收品质测量结果较好,所以选择高DRC值807并对无线基站803报告。该控制在呼叫连接中总是执行。
由于接收品质较好的状态的终端能够以高速率通过较少的时隙的消耗发送数据,所以无线基站803对于请求高DRC值的无线终端2(802),进行控制使得以短时隙调度VoIP分组1-2(809),来进行发送。此外,由于接收品质较差的状态的终端以低速率消耗较多的时隙而对于其他用户来说成为拥挤的原因,所以对于请求低DRC值的无线终端1(801),将VoIP分组1-1(810)丢弃而不进行发送。在接着的VoIP分组2-1(812)和VoIP分组2-2(811)到达无线基站803时,在无线终端1(801)和无线终端2(802)的接收品质中没有变化的情况下,进行与前面的VoIP分组不同的处理。对于无线终端2(802),进行控制使得以短时隙调度VoIP分组2-2(811),来进行发送。此外,对于无线终端1(801),由于超过规定数量的(例如两个以上的)VoIP分组的丢弃被限制,所以进行控制使得以长时隙调度VoIP分组2-1(812),来进行发送。以后,进行与VoIP分组2-1(812)和VoIP分组2-2(811)同样的处理,直到VoIP分组n-1(816)和VoIP分组n-2(815)到达无线基站803为止。
在图9及图10中表示分组控制例3的说明图1/2及2/2。例如,通过时隙使用率判断下行线路的拥挤状况,根据拥挤状况提高分组的丢弃数。另外,基站控制部207利用使用分组数、时隙使用率、时隙使用数、通信量等适当的数据,通过与预先设定的阈值相比较等,能够判断拥挤状况。
例如,如图9所示,在判断为时隙使用率较低、下行线路的拥挤状况较少的情况下,线路品质较好的无线终端2通过1个时隙发送VoIP分组,所以对每个分组分配1个时隙。但是,线路品质较差的无线终端1由于消耗了较多的时隙,所以在多用户收容时对于其他用户来说成为拥挤的原因。为了在VoIP中看不到声音品质劣化的范围内将分组丢弃,在n个分组中在第1规定数量(例如1个)范围内将分组丢弃,使得不发生超过第1规定数量的(例如两个以上的)分组的丢弃。通过丢弃1个分组而将空闲的时隙分配给其他用户,来消除对于其他用户来说的拥挤。
接着,如图10所示,在判断为时隙使用率较高、下行线路的拥挤状况较多的情况下,线路品质较好的无线终端2由于通过1个时隙发送VoIP分组,所以对每个分组分配1个时隙。但是,线路品质较差的无线终端1由于消耗较多的时隙,所以在多用户收容时对于其他用户来说成为拥挤的原因。为了在VoIP中看不到声音品质劣化的范围内将分组丢弃,在n个分组中在第2规定数量(例如两个)范围内将分组丢弃,使得不发生超过第2规定数量的(例如3个以上的)分组的丢弃。通过将分组丢弃规定数量(例如两个)而将对应的时隙分配给终端3、4、5,将更多的空闲的时隙分配给其他用户,来消除对于作为多数的其他用户来说的拥挤。