JP2007150713A - 無線スケジューリング装置、無線スケジューリング方法及び無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線フロー毎のＱｏＳに対応すると共に、移動端末の状態に応じた無線区間送信制御を行うことを図る。
【解決手段】無線フローが要求するＱｏＳの情報に基づいて無線フローを選別し、該選別結果を基に無線スケジューリングを行うスケジューラ１６を備え、スケジューラ１６は、遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報に基づき、端末リソースが十分ではない移動端末に係る無線フローを無線スケジューリングの対象から除外する。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体通信システムに係り、特に、無線スケジューリング装置、無線スケジューリング方法及び無線装置に関する。

近年の移動体通信ビジネスでは、通信データ量の増大と通信の多様化を実現する通信サービスがユーザから求められつつある。例えば、従来の音声通話やデータ通信（電子メール、Ｗｅｂページの閲覧、小容量のコンテンツのダウンロード）などに加えて、大容量の動画コンテンツをリアルタイムにストリーミング形式で配信したり、マルチキャスト形式で配信することなどが要望されている。従来の移動体通信システムでは、一般的にパケットを用いたデータ通信をサポートするように構成されているが、そのような多種多様な通信の要求に応えるためには、移動体通信システムの広帯域化、大容量化に加えて、通信の種類に応じたＱｏＳ（Quality of Service）を保証することが必要となる。

従来の移動体通信システムにおけるパケット通信では、無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てるスケジューリング（以下、無線スケジューリングと称する）を行う際、ＱｏＳ保証を行わない“Best Effort”や、その派生技術であるプロポーショナルフェアネスアルゴリズムなどに基づいてアクセス権の割当てを行っている（例えば、非特許文献１、２参照）。これらの技術は無線周波数の利用効率の最大化を基本的な設計指針としており、各ユーザの無線伝播路状態に応じて無線フローのスケジューリングを行っている。なお、無線フローとは、無線区間へのアクセスが発生する通信単位のことをいう。

また、例えば特許文献１には、無線パケット通信における送信制御技術として、基地局と移動端末との間の回線に発生する信号強度の変化を補正する送信電力制御を行い、該電力制御の結果として得られる必要送信電力を計算し、該必要送信電力が所定基準値よりも大きくなるとき送信を一時的に停止し、必要送信電力が該基準値以下のとき送信を行わせるものが開示されている。
V. Bharghavan, S. Lu and T. Nandagopal, "Fair Queueing in Wireless Networks: Issues and Approaches," IEEE Personal Communications, Feb. 1999. M. Jeong, H. Morikawa and T. Aoyama, "A Fair Scheduling Algorithm for Wireless Packet Networks," IEICE Trans. On Fundamentals. Vol.84, no.7, pp.1624-1635, July 2001. 特開２００２−２９０３２６号公報

しかし、上述した特許文献１記載の送信制御技術では、無線フローのそれぞれが要求するＱｏＳに対応することができない。例えば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）技術を用いたＩＰ（Internet Protocol）電話においてはリアルタイム性が強く要求されるが、このようなリアルタイムな無線パケット通信には不向きである。さらに、ＱｏＳに関わらず、必要送信電力が所定基準値以下のとき送信を行わせることによって、緊急の通信が必要になった時には移動端末の電池残量が不足することになりかねない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、無線フロー毎のＱｏＳに対応すると共に、移動端末の状態に応じた無線区間送信制御を行うことのできる無線スケジューリング装置、無線スケジューリング方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、本発明の無線スケジューリング装置を備えた無線装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る無線スケジューリング装置は、無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てるスケジューリングを行う無線スケジューリング装置において、無線フローが要求するＱｏＳの情報を入力するＱｏＳ情報入力手段と、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報を入力する端末リソース情報入力手段と、無線フローが要求するＱｏＳの情報に基づいて無線フローを選別し、該選別結果を基に前記スケジューリングを行うスケジューリング手段と、を備え、前記スケジューリング手段は、遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報に基づき、端末リソースが十分ではない移動端末に係る無線フローを前記スケジューリングの対象から除外する、ことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューリング装置においては、前記端末リソースは、移動端末の電池残量を含むことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューリング装置においては、電池残量が十分であるかの判定は、無線フローの送信方向に応じた判定条件を使用して行われることを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューリング装置においては、前記端末リソースは、移動端末の受信メモリ残量を含むことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューリング装置においては、前記スケジューリング手段は、一つの前記アクセス権が有効となる期間を複数含む長区間において前記アクセス権を割当てる無線フローの候補を選別する長区間選別手段と、前記長区間手段により選別された候補の中から、前記アクセス権が有効となる期間ごとに、前記アクセス権を割当てる無線フローを選択する短区間選別手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る無線装置は、無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てて前記無線区間の通信を制御する無線装置において、無線フローが要求するＱｏＳの情報を取得するＱｏＳ情報取得手段と、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報を取得する端末リソース情報取得手段と、前記ＱｏＳの情報及び前記端末リソース情報を使用して、前記無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てるスケジューリングを行う請求項１から５のいずれかの項に記載の無線スケジューリング装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る無線スケジューリング方法は、無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てるスケジューリングを行う無線スケジューリング方法であって、無線フローが要求するＱｏＳの情報を入力する過程と、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報を入力する過程と、無線フローが要求するＱｏＳの情報に基づいて無線フローを選別し、該選別結果を基に前記スケジューリングを行うスケジューリング過程と、を含み、前記スケジューリング過程において、遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報に基づき、端末リソースが十分ではない移動端末に係る無線フローを前記スケジューリングの対象から除外する、ことを特徴とする。

本発明によれば、無線フロー毎のＱｏＳに対応すると共に、移動端末の状態に応じた無線区間送信制御を行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、基地局１は移動端末２との間で無線によりデータを送受信する。基地局１はパケット交換機能を有している。移動端末２は、基地局１を介して通話やパケット通信を行うことができる。

図２は、本実施形態に係る基地局（無線装置）１の構成を示すブロック図である。図２に示される基地局１は、時分割複信（ＴＤＤ；Time Division Duplex）方式であり、送受信に同じ無線周波数を使用して、移動端末２への送信と移動端末２からの受信とを時分割で行う。したがって、基地局１と移動端末２間の無線区間における無線伝播路は送受信で同じとなる。なお、図２には、主に、ＴＤＤ方式の基地局における、基地局から移動端末へ送信する際の無線スケジューリングを行う構成を示しており、その他の構成は省略している。

図２において、送信バッファ１１は、ネットワークから受信したユーザデータのパケットを記憶し、無線区間に送信するパケットを一時的に蓄積するためのものである。送信バッファ１１は、無線フローごとにパケットを区別して記憶する。

無線フレーム生成部１２は、無線区間に送出される無線フレームを生成する。無線フレーム生成部１２は、スケジューラ１６から指示された無線フローのパケットを送信バッファ１１から読み出し、該読み出したパケットを格納した無線フレームを生成して無線部１３へ出力する。

無線部１３は、無線フレーム生成部１２から受け取った無線フレームをアンテナ１４を介して無線送信する。また、無線部１３は、アンテナ１４を介して受信した無線信号の受信状態を表す情報をＣＮＲ測定部１５に出力する。

ＣＮＲ測定部１５は、無線部１３から受け取った情報に基づき、移動端末２ごとにＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）を測定する。図２の基地局１はＴＤＤ方式であるので、該測定結果のＣＮＲは無線区間の送受信の双方向に有効である。ＣＮＲ測定部１５は、移動端末２ごとに、瞬間的なＣＮＲ（瞬時ＣＮＲ）と、該瞬時ＣＮＲを平均した平均ＣＮＲとを測定し、これら測定結果をスケジューラ１６に出力する。

なお、本実施形態では、無線区間における無線伝播路の状態を表す無線状態パラメータとして、ＣＮＲを用いている。また、ある移動端末に対して測定されたＣＮＲは、当該移動端末に係る無線フローに対応する無線伝播路の状態を表すものである。また、マルチキャリアシステムにおいては、ＣＮＲの測定はキャリアごとにも行われる必要がある。同様に平均ＣＮＲに関しても、キャリアごとの平均ＣＮＲや全キャリアの平均ＣＮＲを求める必要がある。

スケジューラ１６は、無線フローごとにフロー情報をネットワークから受信する。フロー情報は、無線フローを特定可能な識別情報（無線フロー識別情報）と、当該無線フローが要求するＱｏＳの情報（ＱｏＳ情報）および当該無線フローの優先度情報とを有する。上記無線フロー識別情報は、移動端末２を特定可能な情報を含んでいる。また、スケジューラ１６は、ＣＮＲ測定部１５からＣＮＲ情報（瞬時ＣＮＲおよび平均ＣＮＲ）を受け取る。

また、スケジューラ１６は、各移動端末２の端末リソース情報を端末リソース情報受信部１７から受け取る。端末リソース情報受信部１７は、無線部１３を介して、各移動端末２から送信された端末リソース情報を受信する。端末リソース情報としては、例えば、移動端末２の電源としての電池の残量を示す電池残量情報や、移動端末２が基地局１から受信した無線フレームを格納する受信メモリの残量を示す受信メモリ残量情報、などが挙げられる。

スケジューラ１６は、フロー情報、ＣＮＲ情報及び端末リソース情報に基づいて、無線スケジューリングを行う。そして、そのスケジューリング結果に基づき、無線フレームごとに、パケットを格納する対象の無線フローを、該当する無線フロー識別情報を出力することにより無線フレーム生成部１２に指示する。

図３は、本実施形態に係るスケジューラ（無線スケジューリング装置）１６の構成を示すブロック図である。
図３において、フロータグ生成・更新部２１は、フロー情報、ＣＮＲ情報及び端末リソース情報を使用して、無線フローごとにフロータグを生成する。そして、生成したフロータグを該当する無線フロー識別情報に対応付けてフロータグ記憶部２２に記憶させる。また、フロータグ記憶部２２に記憶されているフロータグの更新を行う。フロータグとは、無線フローに関するスケジューリングに係るパラメータセットのことをいう。

フロータグに有されるパラメータには、ＱｏＳ情報、優先度情報、緊急度、経過フレーム数、瞬時ＣＮＲ、平均ＣＮＲ、送信フラグ、無線フローのタイプ識別子及び端末リソース情報が含まれる。

上記優先度情報は、ユーザクラスを示すパラメータを有する。ユーザクラスには、通信サービスを提供する際のユーザやコンテンツの課金情報などに基づく優先度に応じた複数の種類のクラスが設けられている。例えば、最高の優先度を有するプレミアムユーザのクラスや標準の優先度を有するノーマルユーザのクラスなどである。

上記ＱｏＳ情報は、当該無線フローが要求するＱｏＳを表すものであり、ＱｏＳクラスを示すパラメータと、フローＱｏＳを示すパラメータとを有する。
ＱｏＳクラスには、通信アプリケーションの種類に応じて複数の種類のクラスが設けられている。例えば、固定の通信速度が要求される通信アプリケーション用のＣＢＲ（固定ビットレート）クラス、リアルタイム性および可変の通信速度が要求される通信アプリケーション用のｒｔ−ＶＢＲ（リアルタイム可変ビットレート）クラス、リアルタイム性は要求されないが可変の通信速度が要求される通信アプリケーション用のｎｒｔ−ＶＢＲ（非リアルタイム可変ビットレート）クラス、特に通信速度の要求がない通信アプリケーション用のＵＢＲ（未指定ビットレート）クラス、最小の通信速度のみが要求される通信アプリケーション用のＡＢＲ（使用可能ビットレート）クラスなどである。なお、上記したＣＢＲ、ｒｔ−ＶＢＲ、ｎｒｔ−ＶＢＲ、ＵＢＲおよびＡＢＲは、ＡＴＭ（非同期転送モード）フォーラムで規定されている。

フローＱｏＳには、送信端末のパケット送信速度、パケットの許容可能な最大遅延時間（パケット許容可能最大遅延時間）及びパケットの許容可能な損失率（パケット許容可能損失率）が含まれる。

上記緊急度は、当該無線フローが無線区間にアクセスするための権利を取得する際の緊急の度合いを表すものである。本実施形態の緊急度（Ｐ）は単調増加する関数によって与えられる。緊急度（Ｐ）の計算式の一例を（１）式に示す。この値Ｐが大きい程に、より緊急を要することを表す。
Ｐ＝１／（待機可能フレーム数−経過フレーム数） ・・・（１）
但し、待機可能フレーム数は、当該無線フローのパケットを無線区間に送信することを停止し続けることが許される最大の期間に相当する無線フレーム数である。具体的には、待機可能フレーム数は、上記したフローＱｏＳ内のパケット許容可能最大遅延時間に相当する無線フレーム数として算出される。
また、経過フレーム数は、フロータグ内の一パラメータであって、当該無線フローのパケットに関し、無線区間への前回の送信時点から送信を停止し続けている期間に相当する無線フレーム数である。経過フレーム数は、無線区間のアクセス権の割当て状況を表すパラメータである。
なお、本実施形態の緊急度とは、言い換えれば、当該無線フローのパケットを無線区間に送信しなければならない時点までの残り時間の度合いである。

上記送信フラグは、一定の期間（後述する長区間）において無線区間のアクセス権を割当てる無線フローの候補であることを表すフラグである。
上記無線フローのタイプ識別子は、無線フローのタイプを示す。このタイプについては後述する。

上記端末リソース情報は、当該無線フローに係る移動端末２の電池残量や受信メモリ残量等の端末リソースの状態を表す。

図３に戻り、フロータグ記憶部２２は、無線フロー識別情報およびフロータグを対応付けて記憶する。フロータグ記憶部２２は、上記したフロータグ生成・更新部２１の他、長区間選別部２３および短区間選別部２４からアクセス可能である。

長区間選別部２３は、所定の期間（長区間）ごとに、次の長区間において無線区間のアクセス権を割当てる無線フローの候補およびそのタイプを選別する。この長区間での無線フローの選別は、フロータグ内のＱｏＳ情報、緊急度、優先度情報、平均ＣＮＲ及び端末リソース情報に基づいて行う。長区間選別部２３は、該選別結果として、フロータグ内の送信フラグおよびタイプ識別子の設定を行い、この後、長区間選別の終了を短区間選別部２４に通知する。無線フローのタイプ分けは、遅延品質に対する要求を基にして行う。

なお、上記長区間は、複数の無線フレームを有する期間として予め設定される。また、一無線フレームの期間は、無線区間の一つのアクセス権が有効となる期間である。

短区間選別部２４は、長区間選別部２３から長区間選別の終了の通知を受けると、送信フラグがオンされている無線フローの中から、無線フレーム（短区間）ごとに実際に無線区間のアクセス権を割当てる無線フローを選択する。この短区間での無線フローの選別は、無線フローのタイプおよびＣＮＲの変動値に基づいて行う。短区間での無線フローの選別結果は、上記図２の無線フレーム生成部１２に出力される。これにより、次の長区間内の無線フレームごとに無線区間のアクセス権を割当てる無線フローが、無線フレーム生成部１２に通知される。なお、短区間選別部２４において選別される無線フローの数は、本発明が適用されるシステムにおいて同時間に送信可能な無線フローの数により決定される。

また、短区間選別部２４は、フロータグ生成・更新部２１に対して、フロータグの更新を指示する。

図４は、本実施形態に係る移動端末２の構成を示すブロック図である。
図４において、無線部３２は、基地局１から無線送信された無線フレームをアンテナ３１を介して受信する。受信メモリ部３３は、該受信された無線フレームを記憶する。移動端末２は、受信メモリ部３３に記憶された無線フレームを順次処理するが、処理しきれず、受信メモリ部３３のメモリ残量が不足する場合には新たに受信した無線フレームを受信メモリ部３３に上書きする。

電池部３４は、移動端末２の電源である。
端末リソース情報生成部３５は、移動端末２の端末リソースの状態を示す端末リソース情報を生成する。本実施形態では、端末リソース情報として、電池部３４の電池残量を示す電池残量情報及び受信メモリ部３３のメモリ残量を示す受信メモリ残量情報を生成する。

スケジューリング情報受信部３６は、基地局１から送信されたスケジューリング情報を無線部３２を介して受信する。この受信するスケジューリング情報は、移動端末２から無線区間に送信する際のアクセス権の付与に係る情報である。
無線フレーム生成部３７は、スケジューリング情報受信部３６で受信されたスケジューリング情報に基づき、送信バッファ３８からユーザデータのパケットを読み出し、該読み出したパケットを格納した無線フレームを生成する。また、無線フレーム生成部３７は、端末リソース情報生成部３５で生成された端末リソース情報を該無線フレームに格納する。該生成された無線フレームは、無線部１３を介してアンテナ３１から無線送信される。

次に、図５〜図７を参照して、上記図３のスケジューラ１６に係る動作を説明する。
図５〜図７は、図３に示すスケジューラ１６の動作フローを示すフローチャートであり、図５は全体の処理フローを示し、図６及び図７は長区間選別処理フローを示す。

初めに、図５を参照して、本実施形態に係る無線スケジューリング全体の動作を説明する。
図５において、先ず、各部の初期化を行う（ステップＳ１）。この初期化において、フロータグ生成・更新部２１は、各無線フローのフロータグを生成してフロータグ記憶部２２に記憶させる。フロータグ内のＱｏＳ情報、優先度情報、瞬時ＣＮＲ、平均ＣＮＲ及び端末リソース情報には、スケジューラ１６に入力された各情報がそのまま設定される。また、経過フレーム数は初期値“０”に設定される。また、送信フラグは初期値“オフ”に設定される。また、緊急度は、上記（１）式により算出された値Ｐが設定される。また、タイプ識別子はタイプ未選別（この実施例では便宜上、「タイプ０」とする）に設定される。

次いで、長区間選別部２３は、長区間での無線フローの選別を行い、長区間選別の終了を短区間選別部２４に通知する（ステップＳ２）。このステップＳ２の長区間選別処理の詳細は後述する。なお、長区間選別部２３は、ステップＳ２の長区間選別処理を長区間ごとに実行する。

次いで、短区間選別部２４は、変数ａを“０”に初期化する（ステップＳ３）。この変数ａは、短区間での無線フローの選別回数を表す。

次いで、短区間選別部２４は、長区間選別部２３による選別結果を受けて、短区間での無線フローの選別を行い、フロー選別結果を無線フレーム生成部１２へ通知する（ステップＳ４）。これにより、次の長区間内の一無線フレームに係る無線区間アクセス権を割当てる一無線フローが、無線フレーム生成部１２に通知される。なお、マルチキャリアシステムにおいては、上記ステップＳ４で、無線フローがキャリアごとに選択される。

次いで、短区間選別部２４は、フロータグ生成・更新部２１に対して短区間タグ更新を指示する。この指示により、フロータグ生成・更新部２１は、新たに入力された瞬時ＣＮＲを使用して、各無線フローのフロータグ内の瞬時ＣＮＲを更新する書き込みをフロータグ記憶部２２に対して行う（ステップＳ５）。

次いで、短区間選別部２４は、変数ａを１カウントアップする（ステップＳ６）。次いで、変数ａと“長区間／短区間”の値とを比較する（ステップＳ７）。“長区間／短区間”の値は、一長区間の間に行う短区間選別回数を表すものであり、所定値である。その比較の結果、変数ａが“長区間／短区間”の値に満たなければ（ステップＳ７がＹＥＳ）、ステップＳ４に戻り、次の短区間での無線フローの選別を行う。

一方、変数ａが“長区間／短区間”の値以上ならば（ステップＳ７がＮＯ）、ステップＳ８に進み、短区間選別部２４は、フロータグ生成・更新部２１に対して長区間タグ更新を指示する。この指示により、フロータグ生成・更新部２１は、新たに入力された平均ＣＮＲ、瞬時ＣＮＲ及び端末リソース情報を使用して、各無線フローのフロータグ内の平均ＣＮＲ、瞬時ＣＮＲ及び端末リソース情報を更新する書き込みをフロータグ記憶部２２に対して行う。さらに、送信フラグがオンのままである無線フローに関し、そのフロータグ内の経過フレーム数に“長区間／短区間”の値を加算して当該経過フレーム数を更新する書き込みをフロータグ記憶部２２に対して行う。さらに、各無線フローの緊急度を上記（１）式により再計算し、この計算結果の値Ｐにより緊急度を更新する書き込みをフロータグ記憶部２２に対して行う。さらに、各無線フローの送信フラグを全てオフするとともにタイプ識別子を全てタイプ未選別の「タイプ０」とする書き込みをフロータグ記憶部２２に対して行う。

次いで、無線スケジューリング処理が継続ならば（ステップＳ９がＮＯ）、ステップＳ２に戻り、さらに次の長区間での無線フローの選別を行う。一方、無線スケジューリング処理が終了ならば（ステップＳ９がＹＥＳ）、図５の処理を終了する。

次に、図６及び図７を参照して上記したステップＳ２の長区間選別処理について説明する。

長区間選別処理では、無線フローのタイプ分けを行う。本実施形態では、以下の３つのタイプ（便宜上、「タイプ１」、「タイプ２」、「タイプ３」とする）を定義する。
タイプ１；遅延品質に対する要求があり、且つ、次の長区間で送信すべきもの。
タイプ２；遅延品質に対する要求があり、且つ、次の長区間で送信する必要はないもの。
タイプ３；遅延品質に対する要求がなく、且つ、次の長区間で送信可能なもの。

遅延品質に対する要求があるものの例としては、ＣＢＲクラス、ｒｔ−ＶＢＲクラスなどがある。遅延品質に対する要求がないものの例としては、ｎｒｔ−ＶＢＲクラス、ＡＢＲクラス、ＵＢＲクラスなどがある。

本実施形態に係る長区間選別処理では、無線フローを上記タイプ１、２、３のいずれかに分類する。そして、「タイプ１」および「タイプ３」の無線フローについては送信フラグをオンする。「タイプ２」の無線フローの送信フラグはオフである。「タイプ３」の無線フローについて送信フラグをオンする理由は、「タイプ３」は遅延品質に対する要求がないので送信できるときに送信すればよいものであり、従って送信可能な機会があればいつでも送信可とするためである。

また、本実施形態に係る特徴的な処理として、遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末２の端末リソースが十分ではない場合には、当該無線フローの送信フラグをオフに設定し、当該無線フローを無線区間のアクセス権を割当てる対象から除外する。つまり、無線スケジューリングの対象から除外する。これにより、移動端末２の端末リソースが十分ではない場合に、遅延品質に対する要求がない無線フローによって移動端末２の端末リソースが消費されることを防止し、緊急度の高い無線フローに備えて移動端末２の端末リソースを温存することができる。
なお、遅延品質に対する要求がわずかであり、遅延品質に対する要求がないとしても実質的に問題のない無線フローについても、遅延品質に対する要求がない無線フローに含めるものとする。

図６において、先ず、長区間選別部２３は、フロータグ記憶部２２から一無線フローのＱｏＳ情報を読み出し（ステップＳ１０１）、遅延品質に対する要求の有無を判断する（ステップＳ１０２）。この結果、遅延品質要求なしの場合はステップＳ１０３に進む。一方、遅延品質要求ありの場合はステップＳ１０６に進む。このとき、遅延品質要求ありの無線フローの識別情報を保持しておく。

ステップＳ１０３では、長区間選別部２３は、当該無線フローの端末リソース情報をフロータグ記憶部２２から読み出し、該読み出した端末リソース情報に基づいて、当該無線フローに係る移動端末２の端末リソースが十分であるか判断する（ステップＳ１０３）。具体的には、端末リソース情報に含まれる電池残量情報に基づき、当該移動端末２の電池残量が十分であるか判断する。より具体的には、電池残量情報で示される電池残量を所定の閾値と比較し、該閾値以上ならば十分であると判断する。該閾値は、例えば、経験値やシミュレーション値を基に、通信の制限を行うことが特に必要ではないと判断できる電池残量の限界値に設定する。また、端末リソース情報に含まれる受信メモリ残量情報に基づき、当該移動端末２の受信メモリ残量が十分であるか判断する。より具体的には、受信メモリ残量情報で示される受信メモリ残量を所定の閾値と比較し、該閾値以上ならば十分であると判断する。該閾値は、経験値やシミュレーション値を基に、通信の制限を行うことが特に必要ではないと判断できる受信メモリ残量の限界値に設定する。

ステップＳ１０３の判断の結果、端末リソースが十分であるならばステップＳ１０５に進む。一方、端末リソースが十分ではないならば、当該無線フローの送信フラグをオフに設定する。具体的には、電池残量及び受信メモリ残量のうち、少なくともいずれか一方が十分ではない場合には、端末リソースが十分ではないとして当該無線フローの送信フラグをオフに設定する。

ステップＳ１０５では、当該無線フローのタイプ識別子を「タイプ３」に設定し、さらにその送信フラグをオンにする（ステップＳ１０５）。

次いで、ステップＳ１０６では、遅延品質要求なしの無線フローについての選別が終了したか否かを判断し、選別未終了の場合は上記ステップＳ１０１に戻って次の無線フローに係る選別を行う。一方、選別終了の場合は図７のステップＳ１０７に進む。

説明を図７に移す。
次いで、ステップＳ１０７では、遅延品質要求ありの無線フローが存在しているか否かを判断し、存在しているときはステップＳ１０８に進む。一方、存在しないときには長区間選別処理を終了する。

次いで、ステップＳ１０８では、遅延品質要求ありの全無線フローの緊急度をフロータグ記憶部２２から読み出す。次いで、その緊急度に基づいて無線フローの順位付けを行う（ステップＳ１０９）。この順位付けでは、無線フローを緊急度の高いものから順次に高順位を付ける。

なお、無線フローの順位付けにおいて、緊急度に基づいた順位付け結果に対して優先度又は平均ＣＮＲにより重み付けを行うようにしてもよい。優先度による重み付けの例としては、プレミアムユーザとノーマルユーザの優先度をそれぞれＰｒＰ、ＰｒＮとし、その値を緊急度による順位付け結果に積算して再度ランキング付けを行う。平均ＣＮＲによる重み付けの例としては、緊急度による順位付け結果に対して、平均ＣＮＲが一定の通信速度を確保できる値（例えば所定のＣＮＲ値）以上である場合に１を積算し、一方、確保できない場合には０を積算し、再度ランキング付けを行う。また、例えば、緊急度による順位付け結果が同順位の無線フローに対して、単純に平均ＣＮＲの良いものから順次に高い順位でさらに順位付けするようにしてもよい。

次いで、一無線フローの順位を、長区間内で送信可能な無線フロー最大個数の条件（最低順位）と比較する（ステップＳ１１０）。この結果、長区間内で送信可能な順位であるならば（ステップＳ１１１、ＹＥＳ）、当該無線フローのタイプ識別子を「タイプ１」に設定し、さらにその送信フラグをオンにする（ステップＳ１１２）。一方、長区間内で送信可能な順位ではないならば（ステップＳ１１１、ＮＯ）、当該無線フローのタイプ識別子を「タイプ２」に設定し、その送信フラグはオフとする（ステップＳ１１３）。

次いで、遅延品質要求ありの全無線フローについてのタイプ１／２に係る選別が終了したか否かを判断し（ステップＳ１１４）、選別未終了の場合は上記ステップＳ１０８に戻って次の無線フローに係る選別を行う。一方、選別終了の場合は長区間選別処理を終了する。

上述したように本実施形態によれば、無線フローが要求するＱｏＳの情報（ＱｏＳ情報）に基づいて無線フローを選別し、該選別結果を基に無線スケジューリングを行う。これにより、無線フロー毎のＱｏＳに対応した無線スケジューリングを行うことができる。

さらに、遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末の端末リソースが十分ではない場合には、当該無線フローを無線スケジューリングの対象から除外する。これにより、移動端末の端末リソースが十分ではない場合に、遅延品質に対する要求がない無線フローによって移動端末の端末リソースが消費されることを防止し、緊急度の高い無線フローに備えて移動端末の端末リソースを温存することができる。例えば、移動端末の電池や受信メモリが十分に残っていない場合には、それらの残量を温存し、緊急の通信に備えることが可能となる。

遅延品質に対する要求がない無線フローとしては、例えば、予めユーザにより設定された条件に従ってバックグランドで処理を行うような、遅延に対する要求の厳しくない非リアルタイム系の通信が挙げられる。具体的には、データのバックアップ処理に係る通信などがある。このようなバックグランドで処理される通信においては、ユーザに通信時間を気にさせずにデータの送受信が行われ、ユーザが知らないうちに大量のデータ通信が行われ、電池や受信メモリが消費されてしまうことが考えられる。本実施形態によれば、そのようなバックグランドで処理される通信によってユーザが認識しない間に電池や受信メモリが消耗することを未然に防ぐことができる。

上述したように本実施形態に係る移動体通信システムによれば、無線フロー毎のＱｏＳに対応すると共に、移動端末の状態に応じた無線区間送信制御を実現することができる。

なお、上述した実施形態では、端末リソースが十分であるかの判断を基地局１において行ったが、移動端末２において行うようにしてもよい。図８には、端末リソースが十分であるかの判断を行う移動端末２の構成が示されている。この図８において図４の各部に対応する部分には同一の符号を付している。
図８において、移動端末２は端末リソース判定部４１を備えている。端末リソース判定部４１は、自端末２の端末リソースが十分であるか判定する。図８の例では、電池部３４の電池残量が十分であるか、また、受信メモリ部３３の受信メモリ残量が十分であるかを判断する。具体的には、電池残量及び受信メモリ残量のそれぞれに対応する所定の各閾値との比較によって、十分であるかを判断する。端末リソース判定部４１による判定結果の情報（端末リソース情報）は、無線フレーム生成部３７が生成する無線フレームに格納されて無線送信され、基地局１に通知される。基地局１は、該受け取った端末リソース情報に基づき、遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末２の端末リソースが十分ではない場合には、当該無線フローを無線スケジューリングの対象から除外する。

なお、上述した実施形態では、図２に、ＴＤＤ方式の基地局における、基地局から移動端末へ送信する際の無線スケジューリングを行う構成を示したが、周波数分割複信（ＦＤＤ；Frequency Division Duplex）方式の基地局にも同様に適用可能である。ＦＤＤ方式の場合には、送受信で異なる無線周波数を使用するので、基地局と移動端末間の無線区間における無線伝播路は送受信で異なる。したがって、基地局から移動端末へ送信する際の無線スケジューリングには、移動端末が受信した無線信号に基づいて測定したＣＮＲ情報（平均ＣＮＲおよび瞬時ＣＮＲ）が必要となる。このため、移動端末が測定したＣＮＲ情報を取得する手段をＦＤＤ方式の基地局に設けることにより、ＦＤＤ方式の基地局において基地局から移動端末へ送信する際の無線スケジューリングを行うことができる。

また、移動端末から基地局へ送信する際の無線スケジューリングを行う場合にも、本実施形態に係るスケジューラを同様に適用することができる。図９は、移動端末から基地局へ送信する際の無線スケジューリングを行う場合の移動体通信システムに係る構成を示すブロック図である。この図９において図２及び図８の各部に対応する部分には同一の符号を付している。

移動端末から基地局へ送信する際の無線スケジューリングには、基地局が受信した無線信号に基づいて測定したＣＮＲ情報（平均ＣＮＲおよび瞬時ＣＮＲ）を使用する。このことから図９の構成はＴＤＤおよびＦＤＤの双方の方式に共通である。

図９において、基地局１は送信要求受信部５１を備えている。送信要求受信部５１は、各移動端末２から送信された送信要求を無線部１３を介して受信する。該送信要求には、当該無線フローのフロー情報と、当該移動端末２の端末リソース情報とが含まれる。スケジューラ１６は、送信要求受信部５１で受信されたフロー情報及び端末リソース情報、並びにＣＮＲ測定部１５で測定されたＣＮＲ情報に基づき、移動端末から基地局へ送信する際の無線スケジューリングを行う。この無線スケジューリングの結果の情報（スケジューリング情報）は、無線フレーム生成部１２が生成する無線フレームに格納されて無線部１３により無線送信される。

移動端末２において、端末リソース判定部４１は、ユーザの送信要求に応じて自端末２の端末リソースが十分であるかを判定する。図９の例では、電池部３４の電池残量が十分であるかを判断する。具体的には、電池残量に対応する所定の閾値との比較によって、十分であるかを判断する。端末リソース判定部４１による判定結果の情報（端末リソース情報）は、無線フレーム生成部３７が生成する無線フレームに格納されて無線送信され、基地局１に通知される。基地局１において、スケジューラ１６は、該受け取った端末リソース情報に基づき、遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末２の端末リソースが十分ではない場合には、当該無線フローを無線スケジューリングの対象から除外する。

なお、一般的に基地局の受信メモリは非常に大きいので、受信メモリが不足することはなく、移動端末の端末リソースのみを考慮すればよい。

なお、移動端末における電力消費量は、基地局から移動端末へ送信する場合と、移動端末から基地局へ送信する場合とでは異なるときがある。このため、電池残量が十分であるかの判定は、無線フローの送信方向に応じた判定条件（例えば異なる閾値）を使用して行うようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、無線区間における無線伝播路の状態を表す無線状態パラメータとして、ＣＮＲを測定して無線スケジューリングに使用したが、他の種類のパラメータ（例えば受信強度やＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）など）を測定して無線スケジューリングに使用してもよい。

本発明の一実施形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る基地局（無線装置）１の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るスケジューラ（無線スケジューリング装置）１６の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る移動端末２の構成を示すブロック図である。 図３に示すスケジューラ１６の全体の処理フローを示すフローチャートである。 図３に示すスケジューラ１６の長区間選別処理フローを示すフローチャートである。 図３に示すスケジューラ１６の長区間選別処理フローを示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る移動端末２の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る移動体通信システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…基地局（無線装置）、２…移動端末、１１…送信バッファ、１２，３７…無線フレーム生成部、１３，３２…無線部、１４，３１…アンテナ、１５…ＣＮＲ測定部、１６…スケジューラ（無線スケジューリング装置）、１７…端末リソース情報受信部、２１…フロータグ生成・更新部、２２…フロータグ記憶部、２３…長区間選別部、２４…短区間選別部、３３…受信メモリ部、３４…電池部、３５…端末リソース情報生成部、３６…スケジューリング情報受信部、３８…送信バッファ、４１…端末リソース情報判定部、５１…送信要求受信部

Claims (7)

1. 無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てるスケジューリングを行う無線スケジューリング装置において、
   無線フローが要求するＱｏＳの情報を入力するＱｏＳ情報入力手段と、
   無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報を入力する端末リソース情報入力手段と、
   無線フローが要求するＱｏＳの情報に基づいて無線フローを選別し、該選別結果を基に前記スケジューリングを行うスケジューリング手段と、を備え、
   前記スケジューリング手段は、
   遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報に基づき、端末リソースが十分ではない移動端末に係る無線フローを前記スケジューリングの対象から除外する、
   ことを特徴とする無線スケジューリング装置。
2. 前記端末リソースは、移動端末の電池残量を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線スケジューリング装置。
3. 電池残量が十分であるかの判定は、無線フローの送信方向に応じた判定条件を使用して行われることを特徴とする請求項２に記載の無線スケジューリング装置。
4. 前記端末リソースは、移動端末の受信メモリ残量を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の無線スケジューリング装置。
5. 前記スケジューリング手段は、
   一つの前記アクセス権が有効となる期間を複数含む長区間において前記アクセス権を割当てる無線フローの候補を選別する長区間選別手段と、
   前記長区間手段により選別された候補の中から、前記アクセス権が有効となる期間ごとに、前記アクセス権を割当てる無線フローを選択する短区間選別手段と、
   を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の無線スケジューリング装置。
6. 無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てて前記無線区間の通信を制御する無線装置において、
   無線フローが要求するＱｏＳの情報を取得するＱｏＳ情報取得手段と、
   無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報を取得する端末リソース情報取得手段と、
   前記ＱｏＳの情報及び前記端末リソース情報を使用して、前記無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てるスケジューリングを行う請求項１から５のいずれかの項に記載の無線スケジューリング装置と、
   を備えたことを特徴とする無線装置。
7. 無線区間のアクセス権を無線フロー別に割当てるスケジューリングを行う無線スケジューリング方法であって、
   無線フローが要求するＱｏＳの情報を入力する過程と、
   無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報を入力する過程と、
   無線フローが要求するＱｏＳの情報に基づいて無線フローを選別し、該選別結果を基に前記スケジューリングを行うスケジューリング過程と、を含み、
   前記スケジューリング過程において、
   遅延品質に対する要求がない無線フローに関し、無線フローに係る移動端末についての端末リソース情報に基づき、端末リソースが十分ではない移動端末に係る無線フローを前記スケジューリングの対象から除外する、
   ことを特徴とする無線スケジューリング方法。
   
   
   

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