JP2003069618A - パケット通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の端末が複数の伝送路を選択できる通信
方式において、伝送路状態が劣化してもシステム全体の
パケット廃棄率の低下を軽減する。 【解決手段】 基地局はパケット送信要求を有する複数
の端末から通知される選択可能なチャネルの受信Ｓ／Ｎ
値とそのパケットのパケットタイムアウトスロット値Ｐ
tに基づき、所要品質を満たすチャネルについて、その
チャネルの割り当て不可率Ｅcを求め、これに基づいて
各端末の割り当て不可率Ｕを算出する。算出した端末の
割り当て不可率Ｕにパケットタイムアウトスロット値Ｐ
tに基づく係数Ｄを乗算し、有効利用度Ｕ×Ｄの値が最
も大きい端末を選択し、該端末が選択可能なチャネルの
うち最もＥc値が大きいチャネルをその端末に割り当て
る。以下、同様の手順で、複数端末と複数伝送路の組み
合わせを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の端末と複数
のデータ伝送路を有するパケット通信システムにおい
て、前記端末とデータ伝送路の組み合わせを変更するこ
とができるパケット通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、無線通信回線での基地局へのア
クセス方法の例を示す図である。ここでは、１つの基地
局と複数（≧１）の端末局からなる集中制御型システム
で、システム周波数帯域を複数の周波数チャネルに分割
し（ＦＤＭＡ）、各周波数チャネルをスロット毎に時分
割多重（ＴＤＭＡ）した場合の例を示している。また、
この図では全チャネルをｆ１〜ｆ４の４チャネルとし、
１つのユーザ端末に対して１つの周波数チャネルが割り
当て可能であるとする。図示するように、基地局２０９
から各ユーザ端末２０１〜２０４に周波数チャネルｆ１
〜ｆ４が割り当てられている。図において、各端末に割
り当てられたチャネルは☆印で示している。各ユーザ端
末２０１〜２０４は、基地局２０９から異なる伝搬環境
に位置するため、フェージング状態２０５〜２０８で示
すように、それぞれが異なる周波数フェージングパター
ンを周波数チャネルｆ１〜ｆ４に受けている。

【０００３】このようなシステムにおけるチャネル割当
て方式の第１の従来技術（以下、「従来方式１」とい
う。）として、回線交換型アクセス制御がある。この方
式では、各端末に割り当てられた周波数チャネルは、情
報伝送が終了するまで保持される。図８の表３０９は、
図７に示した例におけるある時点での各ユーザ端末の受
信レベルの状態（受信ＳＮ比）の一例をまとめた表であ
る。ユーザ端末３０１〜３０４に対して周波数チャネル
３０５〜３０８（ｆ１〜ｆ４）が割り当てられている。
ユーザ端末３０１の周波数チャネル３０５のｆ１での受
信ＳＮ比は4.4dB、ユーザ端末３０２の周波数チャネル
３０６のｆ２での受信ＳＮ比は11.0dB、ユーザ端末３０
３の周波数チャネル３０７のｆ３での受信ＳＮ比は11.5
dB、ユーザ端末３０４の周波数チャネル３０８のｆ４で
の受信ＳＮ比は10.5dBであることを示している。

【０００４】ここで、ＱＰＳＫで図７の基地局２０９か
ら送信した場合、誤り率（Bit Error Ｒate）１０^−３
を満たす所要品質（QoS）ＳＮ比を１０dB以上とし、Ｓ
Ｎ比１０dB以上の場合はパケット受信成功、ＳＮ比１０
dB未満の場合は受信失敗とすると、図８の表３０９で網
掛けで表示されているユーザ端末３０１は割り当てられ
た周波数チャネル３０５のｆ１でのＳＮ比が4.4dBで所
要品質を満足するためのＳＮ比１０dB以上を満たさな
い。この場合は、システムに空きチャネルが無いため、
ユーザ端末３０１は受信状態が回復して割り当てられた
周波数チャネル３０５のｆ１が所要品質を満足するま
で、パケットを送信することができない。よってその時
のスループット（送信成功パケット数／送信可能パケッ
ト数）は３／４＝０．７５となる。もし空きチャネルが
あれば、ユーザ端末３０１は図７の基地局２０９に選択
可能な周波数チャネルの受信レベルを通知し、新たに割
り当て可能な空きチャネルの受信レベルが所要品質レベ
ルを満足する場合はチャネル割り当てを変更して送信す
ることができる。

【０００５】このような問題を解決するために、伝送路
状態を観測し、複数のチャネルのうち伝送路状態の良好
なチャネルから順次選択して割り当てをする適応チャネ
ル選択方式（ＡＣＳ：Adaptive Channel Selection）が
提案されている（牟田修、赤岩芳彦「周波数選択性フェ
ージング下での適応チャネル選択方式」電子情報通信学
会論文誌Ｂ Vol.J82-b No.5 pp.991-1000、１９９９年
５月）。このＡＣＳ方式と前述した従来方式１との違い
は、各ユーザ端末は、送信可能な全周波数チャネルの受
信ＳＮ比を計測して、基地局に送信を行い、基地局側
は、一定の時間間隔で通信品質の良いところから順に再
割り当てを行うことである。これにより、従来方式１で
は送信不能であった端末も送信することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、パケットはフ
レーム時間間隔毎に送出されるが、送信するデータの種
類によっては送信できる通信状況になるまで送信を数ス
ロットタイミング待つことができる。例えば、音声のよ
うな即時性の高いデータはその直近にある送出フレーム
タイミングで送出されることが必要であるが、メールや
静止画像等の即時性を必要としないパケットデータの送
出には、許容遅延時間があるのが普通である。この遅延
可能な送出フレームタイミング間隔の数をパケットタイ
ムアウトスロット（Ｐt）と呼ぶことにする。パケット
タイムアウトスロット値は通常０以上の正の整数値をと
る。音声のような即時性の高いデータのＰt値は０で、
その直近にある送出フレームタイミングで送出されなけ
れば、通常廃棄される。一方、即時性を必要としないデ
ータの場合には、Ｐt値を１以上の整数値とし、フレー
ムタイミングが経過するごとにその値を１ずつ減算し
て、Ｐt＝０となるまでの間に送信されなかったときに
廃棄するようにする。

【０００７】上述した適応チャネル選択方式をこのよう
なパケット送信に許容遅延時間がある場合に適用するこ
とが考えられる。そのとき、チャネル選択のアルゴリズ
ムとして次の２通りが考えられる。第１は、前記Ｐt値
が小さいパケットの送信要求を優先し、その中からＳ／
Ｎ値の高い順に割り当てを行う方法であり、第２は、全
てのパケット送信要求の中からＳ／Ｎ値の高い順に割り
当てを行う方法である。なお、便宜上、上記第１のアル
ゴリズムを「従来方式２」、第２のアルゴリズムを「従
来方式２」とよぶこととする。

【０００８】図９に、許容遅延時間があるパケットの発
生状態の一例を示す。表４０１は４つのチャネル（チャ
ネル１〜チャネル４）に１０個の端末（端末１〜端末１
０）が存在する場合において、ある時点でのパケット送
信要求を有する端末における各チャネルの受信Ｓ／Ｎ値
の例を示している。パケット送信要求のある端末は、選
択可能なチャネルのＳ／Ｎを測定し、基地局に送信す
る。基地局では、パケット送信要求Ｒｑがある端末から
送られてきたＳ／Ｎ値とＰt値の情報を受信し、表４０
１を作成する。ここでは、図中４０２で示すように、１
０個の端末のうち端末１、２、８にパケット送信要求Ｒ
ｑがあるものとし、４０３で示すようにその時のパケッ
トタイムアウトスロット値（Ｐt）はここでは一律Ｐt＝
３であるとする。パケット送信要求Ｒｑがある端末の情
報は、図中４０４で示すように、送信待ちバッファに送
られる。Ｐt値はフレームタイミングで送信ができない
毎に１ずつ減少し、Ｐt＝０となるまで送信チャンスを
待つことになる。Ｐt＝０でも送信ができない場合は、
そのパケットは廃棄される。

【０００９】前記第１の方法（従来方式２）について説
明する。図１０は、ある時点における前記送信待ちバッ
ファの状態の一例を示す図である。表５０１で示す送信
待ちバッファにはパケット送信要求Ｒｑがある端末の情
報（各チャネルの受信Ｓ／Ｎ値およびＰt値）が書き込
まれており、全体はＰt値の小さい順に並んでいる。こ
こで、前記図９に示した新規要求は表の末尾５０２に追
加される。各Ｓ／Ｎ値はそのフレーム単位でのチャネル
の状態を表わしている。基地局は、この送信待ちバッフ
ァを使用してチャネル割り当てを行う。まず、Ｐt＝０
でＰt値が最も低いNo.１とNo.２の端末７と端末９を優
先する。端末７と端末９のうちで、Ｓ／Ｎ値の最も良い
ところはNo.１の端末７とチャネル３の10.9dBであるた
め、そのチャネルと端末の組み合わせ５０３を選択す
る。するとNo.２の端末９は既に選択されたチャネル３
を除けば、選択できるチャネルがないのでチャネルが割
り当てられず、送信待ちバッファに残る。続いて、次に
Ｐt値の小さいＰt＝１の要求端末（端末３、端末１、
…）の中で、選択されなかったチャネルについて同様に
チャネル状態の良い端末とチャネルの組み合わせを選
ぶ。ここでは、No.３の端末３とチャネル４の組み合わ
せ５０４がＳ／Ｎ値12.4dBであり、これが選択される。
以下同様にして、選択されたチャネル３、４を除いたチ
ャネルで状態の良い端末とチャネルの組み合わせを選ん
でいく。このようにして選択された４つの端末とチャネ
ルの組み合わせ結果（図１０の右端矢印で示す）は、各
端末に伝送され、選択された端末はその直近のフレーム
タイミングで選択されたチャネルを用いてそのパケット
を送信することとなる。

【００１０】図１１に、このように選択が行われた後の
送信待ちバッファの状態を示す。表６０１に示すよう
に、前記図１０で選択された４つの端末は送信待ちバッ
ファから取り除かれており、また、送信待ちバッファ内
のＰt値は１ずつ減じられる。ここで、６０２で示すNo.
のＰt＝０であった端末９は、許容遅延時間を超えて
しまうため廃棄される。また、表６０１中にある太線６
０３で囲まれたＳ／Ｎ値部分は、次の送信フレームのと
きは伝搬路状況が変化するため各端末から通知される最
新のＳ／Ｎ値に書きかえられており、これを用いて次の
割り当てが行われる。このように、Ｐt値が小さい値か
ら順に、またＳ／Ｎ値の高い順に割り当てを行うと、６
０２のように廃棄パケットが発生することがある。

【００１１】次に、前記第２の方法（従来方式３）につ
いて説明する。図１２は前記送信待ちバッファの状態の
一例を示す図であり、表７０１は前記図９の状態から発
生したパケットを送信待ちバッファに加えたときの状態
である。図から明らかなように、前記図１０とこの図１
２の送信待ちバッファの内容は同一であり、新規パケッ
ト要求発生分は表７０１の下の部分に追加されている。
この従来方式３の場合には、前記図１１の場合と違っ
て、Ｐt値で優先順位をつけずに（Ｐt値の低いものを優
先的に割り当てることなく）、送信待ちバッファ中にあ
るすべてのパケット送信要求７０２の端末とチャネルの
組み合わせの中で最もＳ／Ｎ値の高い組み合わせから選
出していく。すなわち、全ての端末とチャネルの組み合
わせの中から最もＳ／Ｎ値の高い組み合わせを選択し、
次に、該選択されたチャネルを除いたチャネルでＳ／Ｎ
値の高い端末とチャネルの組み合わせを選択していく。
図中、このようにして選出されたもののＳ／Ｎ値を太枠
で囲って示している。

【００１２】図１３は、このような選択が行われた後の
送信待ちバッファの状態を示す図である。図中、表８０
１中のＰt値は１減じた値になっている。ここで８０２
で示すNo.とのパケットはＰt＝０で送信されなかっ
たので許容遅延時間を超えてしまうため廃棄される。ま
た表８０１中にある太線８０３で囲まれたＳ／Ｎ値部分
は次の送信フレームのときに伝搬路状況が変化するた
め、最新のＳ／Ｎ値に書き替えられ、新規パケット送信
要求を付加して再度割り当てが行われることとなる。こ
のように、Ｐt値を無視してＳ／Ｎ値の良いチャネルの
み着目する従来方式３の場合でも廃棄パケットが生じて
しまう。

【００１３】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたもので、ユーザ端末が選択可能なチャネル数
が少ない場合でも効率的にユーザ端末−チャネル割り当
てを行うことにより、スループットを向上させ、パケッ
ト廃棄率を改善させることのできるパケット通信装置を
提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のパケット通信装置は、複数の端末
と複数のデータ伝送路を有するパケット通信システムに
用いられるパケット通信装置であって、前記複数の端末
と前記複数のデータ伝送路の組み合わせにつき、要求さ
れる伝送条件と許容遅延時間に基づいてデータ伝送路に
ついての有効利用度を評価する評価手段を有し、前記評
価手段による評価結果に基づき、前記複数の端末に対す
る前記複数のデータ伝送路の組み合わせを変更するよう
になされたものである。これにより、複数の端末が複数
のデータ伝送路を選択可能で、任意の伝送条件、すなわ
ち、データ伝送レート、符号化率、電力制御、所要品質
（QoS）条件と許容遅延時間より、全伝送路の有効利用
度を評価する手段を用いて、複数の端末に対する複数の
データ伝送路の組み合わせを選択することができる。従
って、所要品質を満足するチャネル選択が可能にもかか
わらず、端末がそのチャネルを選択できない場合を減少
させることが可能となる。

【００１５】また、請求項２に記載のパケット通信装置
は、請求項１に記載のパケット通信装置において、前記
評価手段は、選択可能な、前記複数の端末と前記複数の
データ伝送路のすべての組み合わせについて、それぞれ
の場合におけるデータ伝送路の有効利用度に対する評価
値を算出し、該評価値が最大となる前記複数の端末と前
記複数のデータ伝送の組み合わせを選択すべき組み合わ
せとするものである。これにより、選択可能なすべての
端末とチャネルの組み合わせを算出し、評価値として、
パケット廃棄率を基準にした場合は、パケット廃棄率を
最小にする組み合わせを選択することができる。

【００１６】さらに、請求項３に記載のパケット通信装
置は、請求項１に記載のパケット通信装置において、前
記評価手段は、前記各データ伝送路についての割り当て
不可率と、前記各端末についての割り当て不可率と、許
容遅延時間とを考慮して、割り当て不可率が最大となる
端末とデータ伝送路の組み合わせを優先して順次選択し
ていくものである。このように、端末とデータ伝送路の
割り当て不可率を評価値とし、前記割り当て不可率が最
大の端末とデータ伝送の組み合わせから順次割り当てて
いくことにより、少ない手順で検索してパケット廃棄率
の改善をはかることができる。

【００１７】さらにまた、請求項４に記載のパケット通
信装置は、請求項１〜３に記載のパケット通信装置にお
いて、前記データ伝送路は、タイムスロット、拡散符号
あるいは周波数チャネルのいずれか１つまたは複数を組
み合わせて構成されているものである。これにより、タ
イムスロット、拡散符号、あるいは、周波数チャネルな
どのデータチャネルを通信品質の時間変化に基づいて複
数の端末に割り当てることで、送信効率の向上を図るこ
とが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】まず、本発明のパケット通信装置
において用いられるチャネル割り当てのアルゴリズムに
ついて図１を参照して説明する。この図において、１０
１は本発明のチャネル割り当てアルゴリズムにおいて用
いられる送信待ちバッファの内容の一例を示す表であ
る。前述した従来方式２、３における図９と同様に、パ
ケット送信要求のある端末において測定され基地局に報
知される各チャネルのＳ／Ｎ値に基づいて、次に説明す
るようにして、この表１０１が作成される。

【００１９】本発明のパケット通信装置に使用されてい
るチャネル割り当てアルゴリズムとこれまで説明した従
来方式との大きな違いは２点ある。１つは、各ユーザ端
末のチャネル状態を表わすＳ／Ｎ値の値を所要品質を満
足する（Ｓ／Ｎ値10dB以上）か否かで分けた点にある。
図１の表１０１では所要品質を満足しないチャネルを網
掛けで表示している。そして、チャネル割り当て不可率
という新しい評価値Ｅcを導入する。ここで、所要品質
を満足するチャネルの評価値Ｅcは、 Ｅc＝（Ｃh−１）／Ｃh （ただしＣh≧２） ・・・・・・・ (1) （ただしＣh＝１のときはＥc＝１、Ｃh＝０のときはＥc
＝０）で求められる。ここでＣhは、そのチャネルにつ
いて前記所要品質を満足するユーザ端末の数である。例
えば、ある１つのチャネルで所要品質を満足するユーザ
が３人いた場合はＣh＝３（Ｃh≧２）であるから、
（１）式よりＥc＝（３−１）／３＝０．６６として算
出する。特別な場合として、ある１つのチャネルで所要
品質を満足するユーザが１人しかいなかった場合（Ｃh
＝１）は、Ｅc＝１とする。これは、逆に考えると、あ
る１つのチャネルにその所要品質を満足するユーザ（１
人しかいない）が割り当てられなかった場合は、そのチ
ャネルが利用されないことになる。これは、チャネルの
有効利用の観点からみた場合は不利になるため、優先的
にチャネル割り当てをおこなうためにＥc＝１とする。
以上のようにして、チャネル割り当て不可率Ｅcを算出
したものを図１の１０２に示す。図示する例では、チャ
ネル１について所要品質を満足するユーザが４人いるた
めＥc＝０．７５、チャネル２は２人のためＥc＝０．
５、…となっている。次に、そのチャネル割り当て不可
率Ｅcを元にして、ユーザ（端末）毎の割り当て不可率
を求める。これは、各ユーザ毎の前記所要品質を満足す
るチャネルのチャネル割り当て不可率Ｅcの積で算出
し、その値をＵとする（図１の１０３に示す。）。図示
した例では、端末４における前記所要品質を満足するチ
ャネルのチャネル割り当て不可率Ｅcの積Ｕが０．５
４、端末７の割り当て不可率Ｕは０．２１、…となって
いる。

【００２０】従来方式との違いの２つ目は、パケットタ
イムアウトスロット値Ｐtを利用して評価値に組みこむ
点である。パケットタイムアウトスロット値Ｐtを評価
値に組み込む係数Ｄ（図１の１０４）は、 Ｄ＝１／（Ｐt＋１） ・・・・・・・ (2) とする。ここで、パケットタイムアウトスロット値Ｐt
が大きいほど、割り当て不可率が低くなるためＰtの逆
比をとっている。また、Ｐt値が０のときＤの分母が０
にならないように、Ｐt値に＋１の修正をしている。そ
して、各ユーザ（端末）毎に評価値（Ｕ×Ｄ）を算出す
る。この評価値（Ｕ×Ｄ）は、ユーザ毎の割り当て不可
率（そのユーザにおいて所要品質を満たしているチャネ
ルのチャネル割り当て不可率Ｅcの積）×パケットタイ
ムアウトスロット値に基づく割り当て不可率に対応する
係数の積であり、この値が大きい程有効に伝送路を利用
しているものということができ、データ伝送路の有効利
用度を示している。そして、この評価値（Ｕ×Ｄ）を比
較して、その値の最も高いもの（割り当て不可率が高い
もの）を選出する（図１の１０５に示す）。図示する例
では、Ｕ×Ｄ＝０．２１である端末７が選択される。そ
して、該選択されたユーザ（端末７）において所要品質
を満たしているチャネルのうち、前記チャネル割り当て
不可率Ｅcが最も大きいチャネル（この場合は、チャネ
ル１０）を選択し、その端末に割り当てる。なお、前記
評価値あるいはチャネル割り当て不可率Ｅcが同一の組
み合わせが複数あるときは、チャネル番号の若い順に選
択したり、あるいは、さらに平均受信ＳＮ値を求め最も
状態のよい端末−チャネルの組み合わせを選択するなど
の方法をとる。このようにして端末とチャネルの組み合
わせを選択した後は、そのチャネルとユーザ端末を除い
て、再度Ｅc、Ｕ、Ｄを再計算して、同様の手順で割り
当てをおこなう。

【００２１】このように、本発明においては、所要品質
を満たすチャネルにつきチャネル割り当て不可率Ｅcを
求め、各ユーザ端末ごとにその使用可能なチャネルのチ
ャネル割り当て不可率Ｅcの積である割り当て不可率Ｕ
を算出し、該ユーザ端末の割り当て不可率Ｕにパケット
タイムアウトスロット値Ｐtが小さいほどその値が大き
くなる係数Ｄを乗算することによりユーザ端末の有効利
用度（Ｕ×Ｄ）を算出して該有効利用度が最も大きいユ
ーザ端末を選択している。そして、選択されたユーザ端
末の利用可能なチャネルの中から最も前記チャネル割り
当て不可率Ｅcが大きいチャネルをそのユーザ端末に割
り当てる。次に、選択されたユーザ端末およびチャネル
を除いて、前記チャネル割り当て不可率Ｅc、割り当て
不可率Ｕ、Ｕ×Ｄを再計算し、同様にしてユーザ端末と
チャネルの組み合わせを選出する。このような、伝送路
の有効利用度を用いてチャネル割り当てを行う方法によ
れば、少ない検索対象で検索を行うことが可能となり、
パケット廃棄率を少なくすることができる。

【００２２】以下、本発明のパケット通信装置をＭＣ−
ＣＤＭＡ方式に適用した実施の形態について、図２を参
照して説明する。この実施の形態においては、サブキャ
リアを複数のセグメントに分割して、各セグメント毎に
ユーザに割り当てる構成としており、各セグメントは前
述した周波数チャネルと同様に取り扱われる。図２にお
いて、１１０１はＭＣ−ＣＤＭＡ方式のセグメント分割
の一例を示しており、ここではセグメント１（１１０
２）〜セグメント８（１１０３）の８つのセグメントに
分割されている。また、１１０４はユーザ端末１のフェ
ージング状態、１１０５はユーザ端末２のフェージング
状態を示しており、このように各ユーザごとに異なるフ
ェージング状態となる。１１０６は、ある時点における
各ユーザ端末における各セグメントのＳ／Ｎ値を示す表
（端末−チャネル受信レベル表）である。ここでは、変
調方式ＱＰＳＫにおいて伝送誤り率１０^−３を満たす所
要Ｓ／Ｎ値を１０dBとし１０dB以上であれば送信（受信
成功）、それ以下であれば送信しない（受信失敗）もの
とする。

【００２３】図３はこの実施の形態における移動機（ユ
ーザ端末，ＭＳ）の構成の一例を示す図である。送信デ
ータ１２０１は、制御部１２０２を介して送信用ベース
バンド部１２０３に送られ、パケットデータとされて送
信部１２０４を介してアンテナから送信される。基地局
から受信した信号は受信部１２０５によりベースバンド
信号に変換され、受信用ベースバンド部１２０６、制御
部１２０２を介して入力データ１２０１とされる。前記
受信部１２０５には受信レベル測定部１２０７が接続さ
れており、この受信レベル測定部１２０７により、この
移動機が選択可能な全てのチャネル（セグメント）につ
いてその受信レベル（受信ＳＮ比）を観測する。この観
測結果は送信要求のあるパケットのパケットタイムアウ
トスロット値Ｐtとともに前記制御部１２０２に供給さ
れ、チャネル情報として前記送信データ（データ情報）
とともに基地局へ送信される。

【００２４】図４は、基地局（ＢＳ）の構成の一例を示
す図である。各移動機（ユーザ端末）から送られたデー
タ情報とチャネル情報は、受信部１３０１を介してベー
スバンド部１３０２でベースバンド信号に変換されて、
データ分割器１３０３で、各ユーザ対応に分割される。
各ユーザ端末毎のデータ情報（１３０４）は、それぞれ
対応するチャネルデータとされ、制御部１３０７に供給
される。また、各ユーザ端末からの観測データであるチ
ャネル情報（１３０５）は割り当て評価回路１３０６に
供給される。割り当て評価回路１３０６において端末と
チャネルの割り当て処理が実行され、該割り当て結果は
制御部１３０７へ通知されて、各ユーザ端末へのデータ
送信時に、次の端末−チャネル割り当てをベースバンド
部１３０９から送信部１３１０を経て各端末へ送信す
る。この端末−チャネル割り当てを受信した前記各移動
機は、その次のパケット送信タイミングには割り当てら
れたチャネル（セグメント）を使用してそのデータを送
信することとなる。

【００２５】図５は、前記図４の割り当て評価回路１３
０６において実行されるチャネル割り当て処理の流れを
示すフローチャートである。まず、１４０１で各端末か
ら通知された各チャネルの受信レベル（Ｓ／Ｎ値）を取
得し、これをもとに、１４０２で端末−チャネル受信レ
ベル表を作成する。この端末−受信チャネルレベル表は
図２の表１１０６に相当するものである。１４０３で、
この端末−受信チャネルレベル表から、前記式（１）に
基づいて各チャネルのチャネル割り当て不可率Ｅcを算
出し、これをもとに各ユーザ端末毎のチャネル割り当て
不可率Ｕを算出する。次に、１４０４でパケットタイム
アウトスロット値Ｐtをもとに各端末毎の係数Ｄを算出
する。そして、１４０５でＵ×Ｄの値の最も高いユーザ
を選択する。次に、１４０６でその選択されたユーザの
選択可能なチャネルの中でＥc値の最も高いチャネルを
選択しユーザ端末―チャネルの組み合わせを１組決定す
る。ここで、もし最大値が同じであればチャネル番号の
小さいものを選択するものとする。あるいは、平均Ｓ／
Ｎ値が良い方のチャネルを選択するようにしてもよい。
次に、１４０７ですべての割り当てが完了したか否かを
判定し、全てのチャネルについて割り当てが完了してい
たら、１４０８で端末−チャネル割り当て一覧表を作成
して終了する。もしまだ割り当てされていないチャネル
があるなら、１４０９で選択されたユーザ端末とチャネ
ルの組み合わせを除き、前記１４０３に戻って、再度、
チャネル割り当て不可率Ｅcおよびユーザ毎の割り当て
不可率Ｕの算出以降の処理を繰り返す。このようにし
て、作成した端末−チャネル割り当て一覧表は前記制御
部１３０７に出力される。

【００２６】図６は、平均パケット発生率に対するパケ
ット廃棄率特性を示す図であり、□は本発明のパケット
通信装置を使用した場合、破線と△は前記従来方式２の
場合、実線と△は前記従来方式３の場合を示している。
シミュレーション条件は、１０セグメント（１ユーザ１
セグメントの割り当て）下りリンクの条件で評価を行っ
た。パケット送信要求は３０ユーザ×パケット発生率で
ランダムに発生するものとした。例えば、パケット発生
率が0.33なら30×0.33≒10となり、平均１０ユーザがパ
ケット送信要求を出していることを示している。チャネ
ル数は１０なのでチャネルは殆ど利用されている状態で
ある。パケット発生率は0.30〜0.34の間で0.01間隔でシ
ミュレーションをおこなった。発生したパケットの許容
遅延すなわちＰt値はすべて５とし、また、システムの
条件として基地局からの送信電力は一定で各ユーザの平
均Ｓ／Ｎは等しいものとした。また各ユーザはすべての
セグメントのＳ／Ｎを計測後、上り回線でその受信状態
を基地局に正確に通知できるものとし、さらに各セグメ
ント間のＳ／Ｎは無相関で、レイリーフェージングの影
響を受けるものとしてシミュレーションを行った。

【００２７】図６のシミュレーション結果から、本発明
の方式が従来方式２、従来方式３より優れたパケット廃
棄率特性を示すことが判る。従来方式２、すなわちパケ
ットタイムアウトスロット値の小さい順に割り当てる方
法は回線のトラヒック（込み具合）が小さいときには良
い特性を示すが、トラヒックが大きくなるすなわちパケ
ット発生率が大きくなるとパケット廃棄率特性は急速に
悪化する。従来方式３のすなわちＰt値を無視してＳ／
Ｎ値の良いチャネルを優先的に割り当てた場合では、従
来方式２より特性は良いことが分かる。本発明の方式は
その従来方式３よりさらにパケット廃棄率特性が改善さ
れている。

【００２８】なお、以上の説明では、Ｓ／Ｎが１０dB以
上であることを所要品質を満たす条件としたが、これに
限られることはなく他の値を用いても良い。また、通信
品質以外に、データ伝送レート、符号化率、電力制御な
どの各種伝送条件を考慮してチャネル割り当てを行うよ
うにしてもよい。さらに、チャネル状態の時間変化予測
をもとに選択を行うようにしてもよい。さらにまた、以
上の説明では、各端末に割り当てるデータ伝送路（チャ
ネル）が周波数チャネルである場合を例にとって説明し
たが、ＴＤＭＡにおけるタイムスロット、ＣＤＭＡにお
ける拡散符号を各端末に割り当てる場合にも、全く同様
に適用することができる。また、周波数チャネル、タイ
ムスロット、拡散符号の２以上のものを組み合わせて端
末に割り当てる場合にも、同様に適用することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のパケット
通信装置によれば、複数の伝送路がフェージングを受け
て劣化した場合でもすべての伝送路が劣化することは少
ないため、いくつかの所要品質を満足する伝送路をシス
テム全体で各端末に割り当てることで、パケット廃棄率
特性の改善を図ることができる。また、本発明のパケッ
ト通信装置によれば、システムの評価を複数組み合わせ
ることで、パケット廃棄率が小さく、かつ伝送路品質の
最も良い組み合わせを選択することができ、伝送路品質
の向上ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に用いられる端末とチャネルの割り当
て方式について説明するための図である。

【図２】 本発明をＭＣ−ＣＤＭＡ方式に適用した実施
の形態について説明するための図である。

【図３】 本発明の移動機の構成の一例を示すブロック
図である。

【図４】 本発明の基地局の構成の一例を示すブロック
図である。

【図５】 本発明のパケット通信装置における割り当て
評価回路の処理の流れを示すフローチャートである。

【図６】 本発明の効果を説明するための図である。

【図７】 システムの形態を示す図である。

【図８】 固定割り当て方式（従来方式１）について説
明する図である。

【図９】 許容遅延パケットの発生状態を示す図であ
る。

【図１０】 パケットタイムアウトスロット値の小さい
順に割り当てをおこなう従来方式２について説明する図
である。

【図１１】 従来方式２における割り当て後の送信待ち
バッファの状態を説明する図である。

【図１２】 Ｓ／Ｎ値の高い順に割り当てをおこなう従
来方式３について説明する図である。

【図１３】 従来方式３における割り当て後の送信待ち
バッファの状態を説明する図である。

【符号の説明】

１２０１ 移動機入出力データ １２０２ 移動機制御部 １２０３ 移動機送信用ベースバンド部 １２０４ 移動機送信部 １２０５ 移動機受信部 １２０６ 移動機受信用ベースバンド部 １２０７ 移動機受信レベル測定部 １３０１ 基地局受信部 １３０２ 基地局受信用ベースバンド部 １３０３ データ分割器 １３０４ チャネルデータ １３０５ 受信レベル情報 １３０６ 割り当て評価回路 １３０７ 基地局制御部 １３０８ 基地局入出力データ １３０９ 基地局送信用ベースバンド部 １３１０ 基地局送信部

フロントページの続き (72)発明者 原 嘉孝 神奈川県横須賀市光の丘３番４号 株式会 社ワイ・アール・ピー移動通信基盤技術研 究所内 (72)発明者 神尾 享秀 神奈川県横須賀市光の丘３番４号 株式会 社ワイ・アール・ピー移動通信基盤技術研 究所内 Ｆターム(参考） 5K030 GA02 HA08 JL07 LB05 LE17 MB16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端末と複数のデータ伝送路を有す
   るパケット通信システムに用いられるパケット通信装置
   であって、 前記複数の端末と前記複数のデータ伝送路の組み合わせ
   につき、要求される伝送条件と許容遅延時間に基づいて
   データ伝送路についての有効利用度を評価する評価手段
   を有し、 前記評価手段による評価結果に基づき、前記複数の端末
   に対する前記複数のデータ伝送路の組み合わせを変更す
   るようになされたことを特徴とするパケット通信装置。
2. 【請求項２】 前記評価手段は、選択可能な、前記複数
   の端末と前記複数のデータ伝送路のすべての組み合わせ
   について、それぞれの場合におけるデータ伝送路の有効
   利用度に対する評価値を算出し、該評価値が最大となる
   前記複数の端末と前記複数のデータ伝送の組み合わせを
   選択すべき組み合わせとするものであることを特徴とす
   る請求項１に記載のパケット通信装置。
3. 【請求項３】 前記評価手段は、前記各データ伝送路に
   ついての割り当て不可率と、前記各端末についての割り
   当て不可率と、許容遅延時間とを考慮して、割り当て不
   可率が最大となる端末とデータ伝送路の組み合わせを優
   先して順次選択していくものであることを特徴とする請
   求項１に記載のパケット通信装置。
4. 【請求項４】 前記データ伝送路は、タイムスロット、
   拡散符号あるいは周波数チャネルのいずれか１つまたは
   複数を組み合わせて構成されていることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載のパケット通信装置。