JP2007266753A - パケットスケジュール方法、通信装置および移動端末 - Google Patents

Abstract

【課題】上位レイヤの送達確認情報送信を低遅延で行い、上り回線のスループットを向上させるパケットスケジュール方法を得ること。
【解決手段】本発明にかかるパケットスケジュール方法は、移動端末（１）に送信する上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの生成にあわせて、上り無線回線を優先的に割り当てるための優先割当情報を生成する優先割当情報生成ステップと、優先割当情報を付与したパケットを移動端末（１）に送信する優先割当情報付パケット送信ステップと、移動端末（１）から上り回線割当要求を受信した場合に、上り回線割当要求に優先割当情報が付与されているかどうかを確認する優先割当情報確認ステップと、上り回線割当要求に優先割当情報が付与されている場合、移動端末（１）に優先的に上り回線を割り当てる上りスケジューリングステップと、を含んでいる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信システムにおいて使用するパケットスケジュール方法、通信装置および移動端末に関するものであり、特に、無線通信システムを構成する通信装置である基地局が、パケット送信用の無線回線を特定の移動端末に対して優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法に関するものである。

従来の無線通信システムにおけるパケットスケジュール方法では、上位レイヤの双方向通信を円滑に行わせることを目的として、基地局が各移動端末に対して実際に割り当てた上り回線と下り回線の帯域比を測定し、移動端末が必要とする上り回線と下り回線の割り当て帯域比に基づいて上り回線と下り回線の割り当て量を調整していた。具体的には、基地局は、まず各移動端末における下り回線の受信品質、上り回線でのパスロス、などに基づいて、上り回線と下り回線のスケジューリングを行う。そして、各移動端末に割り当てられた上り回線と下り回線との帯域比が、各移動端末が必要とする上り回線と下り回線の割り当て帯域比と異なる場合、各移動端末が必要とする帯域比となるように、スケジューリング結果を調整していた（たとえば、特許文献１）。

特開２００４−１３５１８０号公報

しかしながら、上記従来のパケットスケジュール方法では、以下に示すような問題点があった。

上位レイヤとしてＲＬＣ（Radio Link Control）やＴＣＰ（Transmission Control Protocol）などの送達確認型プロトコルを適用する場合、たとえば移動端末が下り回線においてデータパケットを受信し、上り回線において送達確認パケットを送信する場合、基地局において下り回線送信後に上り回線の割り当てが行われないと、送達確認が行われずにスループットの低下を招くだけでなく、移動端末にデータパケットが正しく受信できているにも関わらず上位レイヤでのタイムアウトによりデータパケットの再送が発生し、無線リソースの使用効率が著しく低下する。

また、上り回線がＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡなどの多重アクセス方式である場合、信号間の干渉を回避するため、移動端末への上り回線割当を同一周波数かつ同一タイミングにおいて排他的なスケジュールを行うことが望ましい。なお、同一タイミングとは、スロットなどの時間単位に相当する。また、上り回線にＣＤＭＡ方式を適用する場合においても、同時送信を行うユーザ数を制限してスケジュールすることで干渉を抑え、品質向上を図ることが可能である。しかしながら、従来の無線通信システムにおけるパケットスケジュール方法では、上り回線と下り回線の帯域比を調整するが、同一周波数かつ同一タイミングでの排他的スケジュールを行う場合には、移動端末が下り回線でデータパケットを受信した後、上り回線で送達確認パケットを送信したいタイミングに対して上り回線を迅速に割り当てられない。すなわち、帯域比測定に際して上り回線で一定時間内の帯域割り当て量を考えた場合、その一定時間内での詳細な割り当てタイミングまでは考慮できない。そのため、上位レイヤの送達確認送信に遅延が生じ、スループットを最大限に引き出すのが困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動端末が下り回線で上位レイヤのデータパケットを受信後、当該データパケットの送達確認情報を低遅延で送信して上り回線のスループットを向上させることができるように、上り回線を割り当てるパケットスケジュール方法を得ることを目的とする。

また、基地局が下り回線において上位レイヤの送達確認情報を低遅延で送信して下り回線のスループットを向上させることができるように、下り回線を割り当てるパケットスケジュール方法を得ることを目的とする。

また、上記パケットスケジュール方法を実現する通信装置および移動端末を得ること目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自装置配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法であって、前記移動端末に対して送信する上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの生成にあわせて、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てるための優先割当情報を生成する優先割当情報生成ステップと、前記優先割当情報を付与した前記最後の情報ビットを含んだパケットを前記移動端末に対して送信する優先割当情報付パケット送信ステップと、移動端末から上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）を受信した場合に、当該上り回線割当要求に前記優先割当情報が付与されているかどうかを確認する優先割当情報確認ステップと、前記上り回線割当要求に前記優先割当情報が付与されている場合に、当該上り回線割当要求を送信した移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジューリングステップと、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、通信装置は、上位レイヤの送達確認を行おうとしている移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てることが可能となり、低遅延で送達確認ができるので、無線システムのスループットを向上させることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるパケットスケジュール方法および当該パケットスケジュール方法を実現する通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるパケットスケジュール方法を実現する通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。この通信ネットワークは、本発明にかかるパケットスケジュール方法を実現する移動端末１および基地局２と、上位局３と、ネットワーク４と、サーバ５と、により構成される。移動端末１は、基地局２により割り当てられた無線回線を使用して基地局２、上位局３およびネットワーク４などを介して他の通信装置（この例ではサーバ５）との間でパケット通信を行う。基地局２は、上位局３に接続され、上位局との間でパケットの送受信を行う。ネットワーク４は、通信システムに応じて構築されたＩＰ（Internet Protocol）ネットワークやＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）ネットワークなどであり、上位局３との間でパケットの送受信を行う。なお、図１に示した構成例では、基地局２に対して移動端末１のみが無線通信を行う構成となっているが、実際には、移動端末１および図示されていない他の移動端末が基地局２から割り当てられた無線リソースを使用して基地局２と通信を行う。

また、図１において、１０１〜１０４は、移動端末１と基地局２との間で送受信されるパケットを示しており、１０１および１０３は、基地局２から移動端末１へ下り回線により送信される下りパケットである。また、１０２および１０４は、移動端末１から基地局２へ上り回線により送信される上りパケットである。これらのパケットには、上位レイヤのデータパケットや送達確認パケットを分割あるいは結合して格納することが可能であり、無線回線上のパケットフォーマットに従って生成される。なお、以下の説明においては、基地局と移動局との間の無線回線上で送受信されるパケットを“無線伝送パケット”と呼ぶこととする。

パケット１０１は、移動端末１宛のデータを含んだ無線伝送パケット（データパケット）である。パケット１０２は、制御情報である上り回線割当要求を含んだ無線伝送パケット（メッセージ）であり、移動端末１が無線伝送パケットを送信する際に使用する無線リソース（上り回線）の割り当てを、基地局２に対して要求するためのものである。また、パケット１０２は、移動端末１において送信待ちとなっているパケットの情報量、使用可能な電力量、などの情報を含んでいる。パケット１０３は、制御情報である上り回線割当許可を含んだ無線伝送パケット（メッセージ）であり、基地局２が移動端末１に対して割り当てた上り回線を通知するためのものである。なお、上り回線割当要求（パケット１０２）および上り回線割当許可（パケット１０３）の制御情報を含んだ無線伝送パケットの送受信に使用するチャネルは、個別チャネル、共有チャネル、ランダムアクセスチャネルなどが考えられるが、ここでは特に限定しない。パケット１０４は、送達確認（ＡＣＫ：ACKnowledgement）である。基地局２と移動端末１との間で行われるパケットの送受信動作、については後述する。

図２は、移動端末１の構成例を示す図であり、この移動端末１は、上り送信バッファ１１，符号化・変調機能部１２，復調・復号化機能部１３，無線送受信部１４，アンテナ１５，下り回線品質測定部１６，優先情報管理部１７，上り送信タイミング管理部１８，パケット組立部１９を備える。

移動端末１において、上り送信バッファ１１は、上位レイヤから受け取ったＴＣＰ／ＩＰパケットを基地局（図１に示した構成であれば基地局２）へ送信するまでの間一時的に蓄積しておく。符号化・変調機能部１２は、上り送信タイミング管理部１８から受け取ったパケットを符号化し、変調する。復調・復号化機能部１３は、基地局から無線送受信部１４を介して受信した信号を復調し、復号化する。無線送受信部１４は、アンテナ１５を介して、基地局との間で信号の送受信を行う。下り回線品質測定部１６は、受信信号（下り回線）の品質を測定する。なお、測定結果は、受信信号の送信元（基地局）に対してフィードバックされる。優先情報管理部１７は、基地局から受信した無線伝送パケットに優先割当情報が付加されている場合、その情報を取得して管理しておく。なお、優先割当情報とは、ＴＣＰ／ＩＰデータパケット受信時の送達確認情報を低遅延で送信するために、上り回線を優先的にスケジューリングするように（優先的に割り当てるように）基地局に対して要求する際に使用する情報である。上り送信タイミング管理部１８は、基地局から指示された上り信号（無線伝送パケット）の送信タイミングを記憶しておき、また、上り回線の割り当てを基地局に対して要求するための「上り回線割当要求」などの制御情報を含んだパケットおよび上りデータを含んだパケットを生成する。また、上り送信タイミング管理部１８は、これら生成した無線伝送パケットが予め基地局から指示されていた上り信号の送信タイミングで送信されるように、符号化・変調機能部１２に対して出力する。パケット組立部１９は、復調・復号化機能部１３から無線伝送パケットを受け取り、それを用いてＴＣＰ／ＩＰパケットを組み立てる。

図３は、本発明にかかる通信装置として動作する基地局２の構成例を示す図であり、この基地局２は、有線送受信部２１，分配機能部２２，パケット保持部２３，符号化・変調機能部２４，復調・復号化機能部２５，無線送受信部２６，アンテナ２７，下り回線品質管理部２８，優先情報管理部２９，下りスケジュール部３０，上りスケジュール部３１，パケット組立部３２を備える。

基地局２において、有線送受信部２１は、上位局３との間でＴＣＰパケットの送受信を行う。分配機能部２２は、移動端末（ＴＣＰ／ＩＰパケットの宛先）および通信品質（たとえば、ＱｏＳ：Quality of Service、Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）に応じて上位局３から受信したＴＣＰ／ＩＰパケットを分類してパケット保持部２３へ格納する。パケット保持部２３は、分配機能部２２により分類されたＴＣＰ／ＩＰパケットを格納しておくための複数のキュー（キュー２３−１〜２３−ｍ）を備え、移動端末へ送信するＴＣＰ／ＩＰパケットの送信バッファとして機能する。符号化・変調機能部２４は、下りスケジュール部３０から受け取った信号（無線伝送パケット）を符号化し、変調する。復調・復号化機能部２５は、移動端末（移動端末１および図示されていない自局配下の移動端末）から無線送受信部２６を介して受信した信号を復調し、復号化する。無線送受信部２６は、アンテナ２７を介して、移動端末１との間で信号（無線伝送パケット）の送受信を行う。

下り回線品質管理部２８は、自局配下の移動端末から報告された下り回線の品質情報を保持する。優先情報管理部２９は、ＴＣＰ／ＩＰデータパケットの送信終了を相手端末に対して通知し、送達確認情報送信用の上り回線を当該端末に対して優先的に割り当てるために使用する優先割当情報の生成および生成した情報の管理を行う。下りスケジュール部３０は、下り回線品質管理部２８が管理している下り回線品質、ＱｏＳ、移動端末間の公平性およびパケット保持部２３におけるパケット滞留量などに基づいて、移動端末に対する下り回線の割り当て、パケットの符号化率および変調方式を決定する。また、下りスケジュール部３０は、下り回線の割り当て結果に基づいて、移動端末に対して送信するＴＣＰ／ＩＰパケットをパケット保持部２３から取り出し、無線伝送パケットを生成する。上りスケジュール部３１は、上り回線割当のスケジューリングおよびスケジュール結果の調整（下り回線割り当て結果の調整）を行い、調整後のスケジュールを移動端末に通知するための上り回線割当許可を含んだ無線伝送パケットを生成する。パケット組立部３２は、上りスケジュール部３０を介して復調・復号化機能部２５から無線伝送パケットを受け取り、それを用いてＴＣＰ／ＩＰパケットを組み立てる。

つづいて、基地局と移動端末との間で行われる無線伝送パケットの送受信動作について説明する。具体的には、基地局２が上位局３を介してサーバ５から受信したデータ（ＴＣＰ／ＩＰパケット）を、その宛先である移動端末１へ送信する動作を図１〜４に基づいて説明する。なお、図４は、基地局２が上位局３から受信したデータ（ＴＣＰ／ＩＰパケット）を移動端末１に送信する動作の一例を示すシーケンス図である。ここでは、移動端末１とサーバ５が送達確認型の上位レイヤプロトコルにＴＣＰ／ＩＰを用いて通信を行うものとして説明を行う。ただし、送達確認型の上位レイヤプロトコルをＴＣＰ／ＩＰに限定するものではない。また、本実施の形態の優先情報管理部２９および下りスケジュール部３０が請求項１３の優先割当情報生成送信手段を構成し、優先情報管理部２９および上りスケジュール部３１が請求項１３の上りスケジュール手段を構成する。

上位局３から移動端末１宛のデータ（ＴＣＰ／ＩＰパケット）を基地局２の有線送受信部２１が受信すると、当該受信データは、分配機能部２２によってパケット保持部２３のいずれかのキューへ格納され、移動端末１に対して送信されるのを待つ。下りスケジュール部３０が、下り回線についてのスケジューリングを実行した結果、移動端末１に対して下り回線が割り当てられると、下りスケジュール部３０は、パケット保持部２３から取り出した、送信可能な情報量に見合うＴＣＰ／ＩＰパケットから無線伝送パケットを生成する。なお、ＴＣＰ／ＩＰパケットは、その一部だけを取り出してもよい。以上の処理が、図４のステップＳ１の処理に相当する。

さらに、下りスケジュール部３０は、生成した無線伝送パケットの中にＴＣＰ／ＩＰデータパケットの最後の情報ビットを含んでいるかどうかを確認する（ステップＳ２）。パケットの中に最後の情報ビットを含んでいる場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、下りスケジュール部３０は、上記生成した無線伝送パケットに対して優先割当情報を追加する（ステップＳ３）。

ここで、ステップＳ３の処理を具体的に説明する。ＴＣＰ／ＩＰパケットの中に最後の情報ビットを含んでいると判断した場合、下りスケジュール部３０が優先情報管理部２９に対して、上り回線の優先割当情報を生成するように指示を行う。そして、優先情報管理部２９は、移動端末１が上記ＴＣＰ／ＩＰデータパケットに対する送達確認情報を迅速に送信可能とする制御（スケジューリング）で使用する優先割当情報を生成し、生成した情報を管理する。なお、優先割当情報の管理は、たとえば、図５に示した例のように、優先割当情報、移動端末およびＱｏＳを対応付けて管理テーブルを生成することにより行う。

この対応付けは、ＴＣＰ／ＩＰ通信が複数のＱｏＳに適用されない場合には、移動端末と優先割当情報の対応だけで管理してもよい。また、移動端末とＱｏＳ毎に複数の優先割当情報の保持が可能となるように、たとえば、キュー構造を用いて優先割当情報を管理する。また、優先割当情報の管理は、移動端末とＱｏＳ毎に最新の１つを保持するように簡略化してもよい。なお、優先情報管理部２９は、優先割当情報が付加された無線伝送パケットを同時期に複数個送受信できるように、毎回異なる値の優先割当情報を生成する。そのため、優先情報管理部２９は、たとえば、移動端末の識別情報、ＱｏＳ情報と送信時刻などから優先割当情報を生成することが考えられるが、完全にランダムな値を優先割当情報として生成するようにしてもよい。

そして、下りスケジュール部３０は、上記優先割当情報を追加した無線伝送パケットを再生成する。なお、優先割当情報が付加された無線伝送パケットの構成は、図６に示した例のようにヘッダ情報の一部として優先割当情報を含んだものとなる。そして、この無線伝送パケット（図１のパケット１０１に相当）は、符号化・変調機能部２４、無線送受信部２６およびアンテナ２７を介して下り無線回線（移動端末１）へ送信される（ステップＳ４）。

なお、下りスケジュール部３０が符号化・変調機能部２４へ無線伝送パケットを渡す場合、周波数や拡散コードなどの下り回線リソースに対応付けて符号化率や変調方式を指定する。また、無線伝送パケットを無線回線へ送信するのに先立ち、無線伝送パケットの符号化率および変調方式、宛先移動端末などを示した制御情報が移動端末に対して送信される。また、上記ステップＳ２において、無線伝送パケットの中に上記ＴＣＰ／ＩＰデータパケットの最後の情報ビットを含んでいないと判断した場合、上記ステップＳ１において生成した無線伝送パケットをそのまま（優先割当情報を含まない状態で）移動端末１へ送信する（ステップＳ２，Ｎｏ、ステップＳ４）。なお、基地局２は、移動端末１へ伝送するＴＣＰ／ＩＰデータパケットのサイズに応じて、移動端末１への無線伝送パケット送信を複数回実行する。

基地局２から送信された無線伝送パケットを受信すると、移動端末１の復調・復号化機能部１３は、上記制御情報にて基地局２から予め示されていた符号化率および変調方式に基づいて受信した無線伝送パケットの復調および復号を行う。その後、組立部１９は、復調・復号化機能部１３において復号された無線伝送パケットを用いてＴＣＰ／ＩＰパケットを組み立てる。復号された無線伝送パケットのヘッダ部に優先割当情報が付加されている場合、優先情報管理部１７は、当該優先割当情報を管理する。なお、優先情報管理部１７は、前述した基地局２の優先情報管理部２９と同様に、ＴＣＰ／ＩＰ通信が複数のＱｏＳで用いられる場合には、ＱｏＳと対応付けて複数の優先割当情報を管理する。ただし、基地局側で優先割当情報を移動端末とＱｏＳ毎に１つのみを管理するように構成した場合、優先情報管理部１７でも最新の値１つのみを管理する。パケット組立部１９は、組み立てたＴＣＰ／ＩＰパケットを上位レイヤへ渡す（ステップＳ５）。なお、ここでは、ハイブリットＡＲＱ（Automatic Repeat Request）など、下位レイヤにおける再送制御動作についての説明は省略する。

受信したＴＣＰ／ＩＰパケットがデータパケットの場合、送達確認（ＡＣＫ）を送信するためのＴＣＰの送達確認情報を含んだＴＣＰ／ＩＰパケットが上位レイヤから渡される（送信バッファ１１へ格納される）。ここで、上り回線で無線伝送パケットを送信する方法として、上りランダムアクセスによる送信、基地局による上り回線割当許可を取得し、それに従ったタイミングで行う送信、があるが、ここでは基地局からの上り回線割当許可（上り回線割当スケジュール）に従ったタイミングで送信する場合について説明する。

上り回線割当許可が得られていない場合、上り送信タイミング管理部１９は、無線伝送パケットを送信するにあたり、優先情報管理部１８が保持・管理している優先割当情報の中から最も古いものを１つ取り出し、取り出した優先割当情報および上り回線割当要求を含んだ無線伝送パケット（図１のパケット１０２に相当）を生成する。そして、生成された無線伝送パケットは、符号化・変調機能部１２、無線送受信部１４およびアンテナ１５を介して基地局２へ送信される（ステップＳ６）。その後、移動端末１は、基地局２から上り回線割当許可を含んだ無線伝送パケットが送信されてくる（上り回線が割り当てられる）のを待つ。なお、上記送達確認情報を含んだＴＣＰ／ＩＰパケットを送信するために、複数回上り回線割当許可を含んだ無線伝送パケットを送信する必要がある場合、上り送信タイミング管理部１９は、それぞれの無線伝送パケットに対して優先割当情報を含ませる。

基地局２の上りスケジュール部３１は、無線送受信部２６および復調・復号化機能部２５を介して上り回線割当要求を含んだ無線伝送パケットを受信すると、当該無線伝送パケットに優先割当情報が含まれているかどうかを確認する。優先割当情報が含まれている場合、上りスケジュール部３１は、その優先割当情報が無線伝送パケットの送信時に生成したものであるかどうか（有効な優先割当情報であるかどうか）を優先情報管理部２９に対して問い合わせる（ステップＳ７）。優先情報管理部２９に対する問い合わせの結果、優先割当情報が有効なものである場合（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、上りスケジュール部３１は、移動端末１の上り回線割当優先度を高くして上り回線割当スケジュールを調整する（ステップＳ８、Ｓ９）。これに対して、無線伝送パケットに優先割当情報が含まれていない、または、含まれている優先割当情報が有効なものではない場合（ステップＳ７，Ｎｏ）、上りスケジュール部３１は、移動端末１の上り回線割当優先度を高くせずに上り回線割当スケジュールを調整する（ステップＳ９）。

ステップＳ９におけるスケジュール調整が終了し、移動端末１に対する上り回線割当が決定すると、上りスケジュール部３１は、移動端末１に対して、上り回線割当許可を含んだ無線伝送パケット（図１のパケット１０３に相当）を生成し、生成した無線伝送パケットを符号化・変調機能部２４、無線送受信部２６およびアンテナ２７を介して送信する（ステップＳ１０）。

上記上り回線割当許可は、上位レイヤプロトコルに関わらず、移動端末１に対して使用を許可する上り回線無線リソース（周波数、送信電力、拡散コード、など）を示すだけでなく、その送信タイミングが上り回線割当のタイミングと関連付けされている。そのため、上り回線割当許可を受信した移動端末１は、その受信タイミングに基づいて決定した上りパケット送信タイミングにて上りパケットを送信する。なお、この上りパケットの送信タイミング決定方法は、後述する実施の形態２以降でも同様である。また、上り回線割当許可は、複数の移動端末宛の情報を含めてブロードキャスト／マルチキャストするようにしてもよい。この場合、各移動端末は、上り回線割当許可が送信されるチャネルをモニタすることで、自移動端末の上りパケット送信可否を認識することができる。そして、上り回線を割り当てられた移動端末１は、受信した上り回線割当許可に基づいて、ＡＣＫを基地局２へ送信する（ステップＳ１１）。

以上のような一連の動作（ステップＳ１〜Ｓ１１）を連続的に繰り返すことにより、基地局２および移動端末１は、ＴＣＰ／ＩＰのパケット送受信が連続的に可能となる。なお、上り回線割当要求の送信は、上りパケット送信毎に実施する必要はなく、上り回線割当要求に含まれるパケット送信要求量や使用可能な送信電力に変化があった場合のみ送信すればよい。また、移動端末１は、上り回線割当許可を受信後、上り回線割当要求と上りデータを別々のパケットにて送信するのではなく、上り回線割当要求の内容を上りデータと同じパケットに含めて基地局へ送信してもよい。

図７および８は、上述した本実施の形態の動作に含まれる本発明の構成を簡潔に示した図である。図７に示したように、各移動端末は、基地局がスケジュール調整後に送信した上り回線割当許可（パケット）の受信タイミングに基づいたタイミングで上りパケットを送信することとした。これにより、各移動端末間で上り回線の無線リソースが競合するのを回避できるので、無線システムのスループットを最大限に引き出すことができる。

なお、上り回線送信に拡散コードを用いる場合には、複数の移動端末が同一周波数、同一タイミングで上りパケットを送信することが可能となるため、上り回線割当許可受信と上りパケット送信のタイミングとを関連付けせずに移動端末が上りパケットを送信するシステムとしても各移動端末間で上り回線の無線リソースが競合することは無いが、同時送信を制限してスケジュールすることで移動端末間の干渉を抑え、通信品質を向上させることができる。

また、図８に示したように、上位レイヤにＴＣＰなどの送達確認型プロトコルを適用した場合、基地局が必要に応じて上り回線の優先割当情報を含んだ下りパケットを移動端末に対して送信し、移動端末がその優先割当情報を含んだ上り回線割当要求を基地局に対して送信することとした。そして、基地局は、上り回線割当要求に含まれる優先割当情報を考慮して上り回線割当スケジュールを調整することとした。これにより、上位レイヤの送達確認に対する優先制御が可能となり、低遅延で送達確認を行うことができるようになるため、送達確認型プロトコルを使用したシステムのスループットを向上させることができる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２の動作について説明する。上述した実施の形態１においては、基地局が移動端末から受信した上り回線割当要求を含んだ無線伝送パケット内の優先割当情報を使用して上り回線割当優先度を制御する場合の動作について説明したが、本実施の形態においては、基地局が優先割当情報を送信した時刻を保持しておき、これと上り回線割当要求受信後の上り回線割当スケジュール結果とを比較することで上り回線割当優先度を制御する動作について説明する。

本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。

図９は、実施の形態２の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。このパケット送受信動作を実施の形態１の説明にて使用した図４を参照しながら説明する。基地局２の各部は、図４に示したステップＳ１〜Ｓ４の処理を実行し、移動端末１に対して無線伝送パケット（パケット１０１）を送信する。また、ステップＳ４において、基地局２が優先割当情報を含んだ無線伝送パケットを送信した場合、優先情報管理部２９は、当該無線伝送パケットの送信時刻を下りスケジュール部３０から取得し、それを優先割当情報の送信時刻として優先割当情報に対応させて管理しておく。

その後、移動端末１は、実施の形態１と同様の処理（図４のステップＳ５およびＳ６に相当）を実行することにより送達確認送信用の上り回線割当要求（優先割当情報が付加された上り回線割当要求）を送信する。なお、上記実施の形態１には明記していないが、移動端末１が上り回線割当要求を送信後、一定時間以内に上り回線割当許可を受信できなかった場合、同一の優先割当情報を付与した上り回線割当要求を再送する。

上り回線割当要求（パケット１０２）を移動端末１から受信すると、基地局２の上りスケジュール部３１は、実施の形態１と同様の動作を行い、当該上り回線割当要求に対するスケジューリングを実行する。さらに、上りスケジューリング部３１は、スケジューリングの結果、各移動端末に割り当てたそれぞれの上り回線のスケジュール時刻（移動端末１およびその他の移動端末に対して上り回線の使用を許可するそれぞれの時刻）と、優先情報管理部２９が管理している優先割当情報の送信時刻（移動端末に対して優先割当情報を含んだ無線伝送パケットを送信したそれぞれの時刻）と、を比較する。そして、この比較結果（スケジュール時刻と送信時刻の時間差）に基づいて、上りスケジューリング部３１は、上記スケジューリング結果を再度調整する。具体的には、上りスケジューリング部３１は、比較結果（時間差）が大きいほど移動端末に対する上り回線割当に遅延が発生していると判断し、上り回線割当優先度を高くしてスケジュールを再調整する。なお、上記スケジュール調整に使用する時刻および時間差は、たとえば、システムフレーム番号やスロット番号などを使用する。

このように、本実施の形態においては、実施の形態１の優先割当情報に基づいたスケジュール調整に加えて、さらに、優先割当情報の送信時刻に対する上り回線割当（スケジュール時刻）の遅延を考慮して、スケジュールを調整することとした。これにより、遅延時間が大きくなるほど優先的に上り回線を割り当てるため、上位レイヤでの送達確認が低遅延で行えるようになり、送達確認型プロトコルを使用したシステムのスループットをさらに向上させることができる。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３の動作について説明する。本実施の形態においては、基地局が無線伝送パケットを送信後、上り回線割当要求の有効期限を制限することにより優先割当情報を使用せずに上り回線割当優先度を制御する動作について説明する。なお、本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。また、本実施の形態の優先情報管理部２９が請求項１６の割当要求有効期限算出手段に相当し、上りスケジュール部３１が請求項１６の上りスケジュール手段に相当する。

図１０は、実施の形態３の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。このパケット送受信動作を実施の形態１の説明にて使用した図４を参照しながら説明する。基地局２の各部は、図４に示したステップＳ１の処理を実行し、移動端末１に対して送信する無線伝送パケットを生成する。そして、本実施の形態の基地局２は、ステップＳ２およびＳ３の処理を実行することなしに、上記生成した無線伝送パケットをパケット１０１として移動端末１へ送信する（ステップＳ４）。

このとき、優先情報管理部２９は、当該無線伝送パケットの送信時刻を下りスケジュール部３０から取得し、さらに、取得した送信時刻に基づいて上り回線割当要求受信の有効期限を算出する。そして、優先情報管理部２９は、算出した有効期限を、図１１に示した例のように移動端末およびＱｏＳと対応付けた管理テーブルを生成して管理する。なお、この対応付けは、ＴＣＰ／ＩＰ通信が複数のＱｏＳに適用されない場合には、移動端末と有効期限の対応だけで管理してもよい。有効期限の算出は、送達確認を行う上位レイヤの種類などから予め定められた時間間隔を用いて決定することが可能であるが、移動端末が基地局に対して論理的な接続を開始する際に有効期限（時間間隔）をネゴシエーションしてもよい。

その後、移動端末１から送達確認送信用の上り回線割当要求（本実施の形態では優先割当情報が付加されていない）を受信すると、基地局２の上りスケジュール部３１は、当該上り回線割当要求の受信時刻と優先情報管理部２９が保持している上記有効期限（図１１参照）とを比較する。そして、基地局２は、有効期限内に移動端末１から上り回線割当要求を受信した場合、上り回線割当優先度を高くしてスケジュール調整を行う。これに対して、有効期限を過ぎてから受信した上り回線割当要求に対しては、ＴＣＰ／ＩＰパケットの送達確認情報が更新されていない上りパケット送信であると判断し、優先度を変更せずにスケジュール調整を行う。

このように、本実施の形態においては、無線伝送パケットの送信時刻に基づいて、上り回線割当要求の有効期限を定め、この有効期限を使用して上り回線割当優先度を制御する（スケジュールを調整する）こととした。これにより、優先度を制御するために必要であった移動端末と基地局との間の優先割当情報の受け渡しが不要となり、下りおよび上りの無線帯域利用効率を低下させることなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４の動作について説明する。本実施の形態においては、上り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケット数を使用して上り回線割当優先度を制御する動作について説明する。なお、本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。また、本実施の形態の上りスケジュール部３１が請求項１７の上りスケジュール手段に相当する。

図１２は、実施の形態４の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。このパケット送受信動作を実施の形態１の説明にて使用した図４を参照しながら説明する。基地局２の各部は、図４に示したステップＳ１の処理を実行し、移動端末１に対して送信する無線伝送パケットを生成する。そして、本実施の形態の基地局２は、ステップＳ２およびＳ３の処理を実行することなしに、上記生成した無線伝送パケット（パケット１０１）を移動端末１へ送信する（ステップＳ４）。

移動端末１は、実施の形態１と同様の処理（図４のステップＳ５およびＳ６に相当）を実行することにより送達確認送信用の上り回線割当要求を送信する。このとき、移動端末１は、上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケット数の情報を付与した上り回線割当要求（パケット１０２）を送信する。

上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケット数情報が付与された上り回線割当要求を受信した場合、基地局２の上りスケジュール部３１は、当該パケット数情報を参照し、パケット数が多い場合には、送達確認情報が大きく更新されていると判断し、上り回線割当優先度を高くしてスケジュールを調整する。ただし、上り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケット数が多い場合であっても、他の移動端末と比較して送信待ちパケット数が少なければ送達確認情報の更新は小さいと判断して上り回線割当優先度を調整する。なお、“送達確認情報が更新される”とは、たとえば、送達確認情報内の確認応答番号が更新されることをいう。

このように、本実施の形態においては、移動端末が上り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケット数を付与して上り回線割当要求を基地局に対して送信し、基地局は、当該上り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケット数を使用して上り回線割当スケジュールを調整することとした。これにより、送達確認型プロトコルにおける送達確認遅延が低減でき、システムのスループットを向上させることができる。

実施の形態５．
つづいて、実施の形態５の動作について説明する。上述した実施の形態４においては上り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケット数を使用して上り回線割当優先度を制御する場合の動作について説明したが、本実施の形態においては、上り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケットに含まれる送達確認更新量が下位レイヤにおいて取得可能であることを条件として、この送達確認更新量を用いて上り回線割当優先度を制御する動作について説明する。また、本実施の形態の上りスケジュール部３１が請求項１８の上りスケジュール手段に相当する。

本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。

図１３は、実施の形態５の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。このパケット送受信動作を実施の形態１の説明にて使用した図４を参照しながら説明する。基地局２の各部は、図４に示したステップＳ１の処理を実行し、移動端末１に対して送信する無線伝送パケットを生成する。そして、本実施の形態の基地局２は、ステップＳ２およびＳ３の処理を実行することなしに、上記生成した無線伝送パケットをパケット１０１として移動端末１へ送信する（ステップＳ４）。

移動端末１は、実施の形態１と同様の処理（図４のステップＳ５およびＳ６に相当）を実行することにより送達確認送信用の上り回線割当要求を送信する。このとき、移動端末１は、上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの送達確認更新量の情報を付与した上り回線割当要求（パケット１０２）を送信する。ここで、送達確認更新量とは、上り回線割当待ちの先頭パケット（最も古いパケット）に含まれる送達確認情報と最終パケット（最新のパケット）に含まれる送達確認情報の差分（変化量）である。

上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの送達確認更新量情報が付与された上り回線割当要求を受信した場合、基地局２の上りスケジュール部３１は、当該送達確認更新量情報を参照し、更新量が多い場合には、上り回線割当優先度を高くしてスケジュールを調整する。

このように、本実施の形態においては、移動端末が上り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケットに含まれる送達確認更新量の情報を付与して上り回線割当要求を基地局に対して送信し、基地局は、当該送達確認更新量を使用して上り回線割当優先度を調整後、上り回線割当のスケジューリングを実行することとした。これにより、送達確認型プロトコルを使用したシステムにおける送達確認遅延が低減でき、スループットを向上させることができる。また、実施の形態４に示したパケット数を用いる方法よりも送達確認更新量が正しく判定できるため、上り回線割当優先度制御の精度を向上させることができる。

実施の形態６．
つづいて、実施の形態６の動作について説明する。本実施の形態においては、移動端末からの上り回線割当要求を受信することなしに、基地局が上位レイヤの送達確認タイミングを予想して、移動局に上り回線を割り当てる動作について説明する。なお、本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。また、本実施の形態の優先情報管理部２９が請求項２０の予約タイミング算出保持手段に相当し、上りスケジュール部３１が請求項２０の上りスケジュール手段に相当する。

図１４は、実施の形態６の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。このパケット送受信動作を実施の形態１の説明にて使用した図４を参照しながら説明する。基地局２の各部は、図４に示したステップＳ１の処理を実行し、移動端末１に対して送信する無線伝送パケットを生成する。

つぎに、下りスケジュール部３０が生成した無線伝送パケットの中にＴＣＰ／ＩＰデータパケットの最後の情報ビットを含んでいる場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、移動端末１がこのＴＣＰ／ＩＰパケットに対する送達確認情報を上り回線で迅速に送信できるようにするため、優先情報管理部２９は、上り回線割当の予約タイミングを算出し、これを保持しておく。

ここで、予約タイミングとは、データパケットを受信した移動端末が、送達確認送信用の上り回線割当要求を基地局に対して送信すると予想されるタイミングである。そのため、このタイミングで上り回線割当要求を受信した場合、基地局は、当該上り回線割当要求を送信した移動端末の上り回線割り当て優先度を高くしてスケジュールを調整する。なお、予約タイミングの算出は、送達確認を行う上位レイヤの種類などから予め定められた時間間隔を用いて決定することが可能であるが、たとえば、呼設定時に移動端末と基地局の間でネゴシエーションを行って決定してもよい。

そして、上りスケジュール部３１は、上り回線割当のスケジューリングを実行する場合、優先情報管理部２９に対して当該スケジューリングに対応する予約タイミングが存在するかどうか、すなわち、移動端末から上り回線割当を要求された場合、当該移動端末に対応する予約タイミングが存在するかどうか、を問い合わせる。問い合わせの結果、予約タイミングが存在していれば、当該移動端末の上り回線割当優先度を高くしてスケジュールを調整する。なお、上り回線割当優先度を高くしてスケジュールを調整したにも関わらず、上り回線が割り当てられなかった移動端末が存在する場合、上りスケジュール３１は、次回以降の上り回線割当スケジューリングにおいても当該移動端末の優先度を高くしてスケジュールを調整する。

また、移動端末１に対して上り回線割当許可（パケット１０３）で指示する「使用を許可する上り回線リソース量」は、少なくとも上位レイヤの送達確認パケットが送信できるリソース量を指定するが、利用可能な上り回線リソースが少ない場合にはその限りではない。なお、上り回線割当許可は、複数の移動端末に対する割当許可情報を含めてブロードキャスト／マルチキャストするようにしてもよい。上り回線割当許可を受信した移動端末は、上り回線割当待ちとなっているＴＣＰ／ＩＰパケットが存在していれば、無線伝送パケットを生成して送信する。

このように、本実施の形態においては、基地局は、無線伝送パケットの送信時に上位レイヤの送達確認が行われる上り回線割当タイミングを予測しておく。そして、スケジュールを調整する場合、基地局は、上り回線割当タイミングの予測対象とした移動端末に対して上り回線が割り当てられるまで優先度を高くしてスケジュールを調整することとした。これにより、送達確認型プロトコルを使用したシステムにおける送達確認遅延が低減でき、スループットを向上させることができる。さらに、移動端末は上り回線割当要求を含んだ無線伝送パケットを送信する必要が無くなるため、上り無線帯域の利用効率が向上する。

実施の形態７．
つづいて、実施の形態７の動作について説明する。本実施の形態においては、基地局が無線伝送パケットを送信する際に上位レイヤの送達確認タイミングを予測し、当該予測結果の情報を付与した無線伝送パケットを送信することにより移動局に上り回線を割り当てる動作について説明する。なお、本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。また、本実施の形態の優先情報管理部２９が請求項２１の予約タイミング算出保持手段に相当し、下りスケジュール部３０が請求項２１の回線割当手段に相当する。

図１５は、実施の形態７の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。このパケット送受信動作を実施の形態１の説明にて使用した図４を参照しながら説明する。基地局２の各部は、図４に示したステップＳ１の処理を実行し、移動端末１に対して送信する無線伝送パケットを生成する。

つぎに、下りスケジュール部３０が生成した無線伝送パケットの中にＴＣＰ／ＩＰデータパケットの最後の情報ビットを含んでいる場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、優先情報管理部２９は、上り回線割当の予約タイミングを算出し、算出した上り回線割当の予約タイミングを保持しておく。なお、予約タイミングは、上述した実施の形態６と同様の処理を実行して算出する。ただし、本実施の形態においては、送達確認送信用の上り回線割当要求送信を不要としている。そして、本来は（上述した他の実施の形態においては）上り回線割当要求を送信タイミングにおいて、送達確認の送信を可能としている。

また、優先情報管理部２９は、さらに、算出した上り回線割当の予約タイミングで上り回線を割り当てる際に移動端末１に対して使用を許可する上り回線リソース量もあわせて保持しておく。なお、使用を許可する上り回線リソース量とは、上位レイヤの送達確認パケットが送信できる最小限のリソース量であり、上りスケジュール部３１がこれを算出する。

つぎに、下りスケジュール部３０は、優先情報管理部２９が保持している上記上り回線割当の予約タイミングおよび上記上り回線リソース量を付加した無線伝送パケットを生成し、生成したパケットを移動端末１へ送信する。

そして、上りスケジュール部３１は、上り回線割当のスケジューリングを実行する場合、優先情報管理部２９に対して当該スケジューリングに対応する予約タイミングが存在するかどうかを問い合わせる。問い合わせの結果、予約タイミングが存在する場合、当該予約タイミングに対応する移動端末から送信される無線伝送パケットを受信できるように、当該移動端末に対して最優先で上り回線を割り当てて無線伝送パケットの受信に備える。

移動端末１は、上り回線割当タイミング（上記「上り回線割当の予約タイミング」に相当）および使用許可リソース（上記「上り回線リソース量」に相当）が付加された無線伝送パケットを受信した場合、当該上り回線割当タイミングにおいて、上り回線割当待ちとなっているＴＣＰ／ＩＰパケットが存在していれば、無線伝送パケットを生成して基地局２へ送信する。ただし、該当するタイミングでの使用可能リソース量は、上述したように上位レイヤの送達確認パケットを送信できる最小限のリソース量である。そのため、上位レイヤは、送達確認パケットを優先的に生成し、送達確認情報をデータパケットに重畳させずに、送達確認情報のみを含んだパケットを生成する。

このように、本実施の形態においては、基地局は、無線伝送パケット送信時に上位レイヤの送達確認が行われる上り回線の割当タイミングを予測し、予測したタイミング情報および使用許可リソースの情報を付加した無線伝送パケットを移動端末へ送信することで上り回線リソースの予約を行い、一方、移動端末は、送達確認パケットを優先的に生成して送信することにより、データパケットに比べてサイズが非常に小さい上り送達確認パケットを優先的に送信できるようになるため、上位レイヤの送達確認型プロトコルにおける送達確認遅延が低減でき、システムのスループットを向上させることができる。

また、移動端末の上位レイヤでは、複数の受信データパケットに対して１つの送達確認パケットを生成するなどの制御を組み合わせることで、その効果を飛躍的に向上させることができる。さらに、移動端末は上り回線割当要求を行う必要が無いため、上り無線帯域の利用効率を向上させることができる。

実施の形態８．
つづいて、実施の形態８の動作について説明する。上述した実施の形態１〜７においては、上位レイヤの下りデータパケット受信に対する送達確認パケットの送信について、上り回線割当優先度またはタイミングを制御する場合の動作について説明したが、本実施の形態以降では、下り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットを送信する際のスケジューリング動作（下り回線のスケジューリング動作）について説明する。なお、本実施の形態においては、下り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの数から下り回線割当タイミングを制御する動作について説明する。また、本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。また、本実施の形態の下りスケジュール部３０が請求項２２の下りスケジュール手段に相当する。

図１６は、実施の形態８の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。上り回線割当要求（パケット１０２）に対する上り回線割当（パケット１０３）を基地局２から受信した移動端末１は、基地局２に対して上位レイヤのデータパケット（パケット１０５）を送信する。基地局２は、移動端末１から送信されたデータパケット（上位レイヤのデータパケット）に対する送達確認パケットを、ネットワーク４を介してサーバ５から受信する。なお、上位レイヤのデータパケットは複数回に分けて送信される（パケット１０５に相当するデータパケットが複数回送信される）場合もある。

サーバ５からの送達確認パケットを受信すると、基地局２の下りスケジュール部３０は、キュー２３−１〜２３−ｍに格納されているパケットの数をカウントし、これらの中で上位レイヤの送達確認パケット数または上位レイヤのデータパケットを含めたパケット数が多いキューの優先度を高くして下り回線割当のスケジュールを調整する。スケジュール調整を行った結果、移動端末１宛のパケット送信に下り回線が割り当てられると、下りスケジュール部３０が上位レイヤのパケットから無線伝送パケット（パケット１０６）を生成し、移動端末１に対して送信する。

このように、本実施の形態においては、基地局が上位レイヤの送達確認パケット数あるいは上位レイヤのデータパケットを含めたパケット数が多いキューに対して下り回線割当の優先度を高くしてスケジュールを調整することとした。これにより、下り回線による上位レイヤの送達確認遅延が低減でき、スループットを向上させることができる。

実施の形態９．
つづいて、実施の形態９の動作について説明する。本実施の形態においては、下り回線割当待ちとなっている上位レイヤのパケットに含まれる送達確認更新量が下位レイヤにおいて取得可能であることを条件として、この送達確認更新量を用いて下り回線割当優先度を制御する動作について説明する。なお、本実施の形態のパケットスケジュール方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１と同様である。また、通信システムを構成する基地局および移動端末の構成も実施の形態１と同様である。そのため本実施の形態においては、上述した実施の形態１と異なる部分の動作についてのみ説明する。また、本実施の形態の下りスケジュール部３０が請求項２３の下りスケジュール手段に相当する。

図１７は、実施の形態９の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を簡潔に示した図である。上り回線割当要求（パケット１０２）に対する上り回線割当（パケット１０３）を基地局２から受信した移動端末１は、基地局２に対して上位レイヤのデータパケット（パケット１０５）を送信する。基地局２は、移動端末１から送信されたデータパケットに対する送達確認パケットを、ネットワーク４を介してサーバ５から受信する。

サーバ５からの送達確認パケットを受信すると、基地局２の下りスケジュール部３０は、キュー２３−１〜２３−ｍのうち上位レイヤの送達確認更新量の大きいキューに対して下り回線割当の優先度を高くして、下り回線割当のスケジュール調整を行う。ここで、送達確認更新量とは、各キューにおいて下り回線割当待ちの先頭パケット（最も古いパケット）に含まれる送達確認情報と最終パケット（最新のパケット）に含まれる送達確認情報の差分（変化量）である。スケジュール調整を行った結果、移動端末１宛のパケット送信に下り回線が割り当てられると、下りスケジュール部３０が上位レイヤのパケットから無線伝送パケット（パケット１０６）を生成し、移動端末１に対して送信する。

このように、本実施の形態においては、基地局が下り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの送達確認更新量が大きいキューの下り回線割当の優先度を高くしてスケジュールを調整することとした。これにより、下り回線による上位レイヤの送達確認遅延が低減でき、スループットを向上させることができる。また、実施形態８に示した下り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの数に基づいて下り回線割当優先度を調整する方法よりも送達確認量が正しく判定できるため、下り回線割当優先度制御の精度を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかるパケットスケジュール方法は、無線通信回線を使用したパケット通信システムに有用であり、特に、基地局が配下の移動端末に対して割り当てるパケット通信用リソース（無線通信回線）をスケジューリングする場合のパケットスケジュール方法として適している。

本発明にかかるパケットスケジュール方法を実現する通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。 移動端末の構成例を示す図である。 基地局の構成例を示す図である。 基地局が上位局から受信したデータを移動端末に送信する動作の一例を示すシーケンス図である。 優先割当情報の管理テーブルの一例を示す図である。 無線伝送パケットの構成例を示す図である。 実施の形態１に含まれる本発明の構成を簡潔に示した図である。 実施の形態１に含まれる本発明の構成を簡潔に示した図である。 実施の形態２の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。 実施の形態３の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。 上り回線割当要求の有効期限の管理テーブルの一例を示す図である。 実施の形態４の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。 実施の形態５の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。 実施の形態６の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。 実施の形態７の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。 実施の形態８の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。 実施の形態９の基地局と移動端末との間で行われるパケット送受信動作の一例を示す図である。

符号の説明

１ 移動端末
２ 基地局
３ 上位局
４ ネットワーク
５ サーバ
１１ 上り送信バッファ
１２，２４ 符号化・変調機能部
１３，２５ 復調・復号化機能部
１４，２６ 無線送受信部
１５，２７ アンテナ
１６ 下り回線品質測定部
１７，２９ 優先情報管理部
１８ 上り送信タイミング管理部
１９，３２ パケット組立部
２１ 有線送受信部
２２ 分配機能部
２３ パケット保持部
２８ 下り回線品質管理部
３０ 下りスケジュール部
３１ 上りスケジュール部
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６ パケット

Claims (25)

1. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自装置配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法であって、
   前記移動端末に対して送信する上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの生成にあわせて、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てるための優先割当情報を生成する優先割当情報生成ステップと、
   前記優先割当情報を付与した前記最後の情報ビットを含んだパケットを前記移動端末に対して送信する優先割当情報付パケット送信ステップと、
   移動端末から上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）を受信した場合に、当該上り回線割当要求に前記優先割当情報が付与されているかどうかを確認する優先割当情報確認ステップと、
   前記上り回線割当要求に前記優先割当情報が付与されている場合に、当該上り回線割当要求を送信した移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジューリングステップと、
   を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
2. 前記優先割当情報付パケット送信ステップでは、前記優先割当情報を付与したパケットを送信した時刻を保持し、
   前記上りスケジューリングステップでは、スケジューリングの結果、前記移動端末が上り回線を使用する予定の時刻（スケジュール時刻）と前記優先割当情報を付与したパケットの送信時刻（優先情報送信時刻）とを比較し、当該比較結果に基づいてスケジューリング結果を調整することを特徴とする請求項１に記載のパケットスケジュール方法。
3. 前記スケジュール時刻と前記優先情報送信時刻とを比較した結果、これらの時刻のずれ（時間差）が大きい場合に前記スケジューリング結果を調整することを特徴とする請求項２に記載のパケットスケジュール方法。
4. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自装置配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法であって、
   前記移動端末に対して上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成して送信する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの送信にあわせて、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てるための上り回線割当要求受信の有効期限（割当要求有効期限）を、パケットの送信時刻に基づいて算出する割当要求有効期限算出ステップと、
   移動端末から上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）を受信した場合に、当該上り回線割当要求の受信時刻が前記割当要求有効期限内であるかどうかを確認する有効性確認ステップと、
   前記上り回線割当要求の受信時刻が前記割当要求有効期限内である場合に、当該上り回線割当要求を送信した移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジューリングステップと、
   を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
5. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自装置配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法であって、
   移動端末から受信した上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）に付与された「上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケット数」を取得する回線割当待ちパケット数取得ステップと、
   前記取得した上位レイヤパケット数が多い場合に、前記移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジューリングステップと、
   を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
6. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自装置配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法であって、
   移動端末から受信した上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）に付与された「上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの送達確認更新量」を取得する送達確認更新量取得ステップと、
   前記送達確認更新量が多い場合に、前記移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジューリングステップと、
   を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
7. 前記送達確認更新量として、前記移動端末において上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの中で、最も古い上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報と最も新しい上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報の差分（変化量）を使用することを特徴とする請求項６に記載のパケットスケジュール方法。
8. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自装置配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法であって、
   前記移動端末に対して上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成して送信する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの送信にあわせて、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てるための予約タイミングを、上位レイヤで規定された時間間隔に基づいて算出して保持しておく予約タイミング算出保持ステップと、
   移動端末から上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）を受信した場合に、当該移動端末に対応する予約タイミングを保持しているかどうかを確認する予約タイミング保持状態確認ステップと、
   前記予約タイミング保持状態確認ステップにおいて、前記移動端末に対応する予約タイミングを保持していると判断した場合に、当該移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジューリングステップと、
   を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
9. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自装置配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる場合のパケットスケジュール方法であって、
   前記移動端末に対して上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成して送信する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの送信にあわせて、当該移動端末が送達確認を送信するタイミング（予約タイミング）を、上位レイヤで規定された時間間隔に基づいて算出して保持しておく予約タイミング算出保持ステップと、
   前記予約タイミングおよび当該予約タイミングで割り当てる回線において使用を許可する上り回線リソース量、を付与したパケットを前記移動端末に対して送信することにより当該移動端末に対して上り回線を割り当てる回線割当ステップと、
   を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
10. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自身が備えるキュー構造の送信バッファに保持している上位レイヤのパケットを、自装置配下の移動端末に対して送信する場合の下り無線回線スケジューリングを行うパケットスケジュール方法であって、
    前記送信バッファを構成する各キューに保持している上位レイヤパケット数をカウントするパケット数カウントステップと、
    前記パケット数カウントステップにおけるカウント結果（パケット数）が多いキューに対して、優先的に下り回線を割り当てる下りスケジューリングステップと、
    を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
11. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成する通信装置が、自身が備えるキュー構造の送信バッファに保持している上位レイヤのパケットを、自装置配下の移動端末に対して送信する場合の下り無線回線スケジューリングを行うパケットスケジュール方法であって、
    前記送信バッファを構成する各キューに保持している上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報を取得する送達確認情報取得ステップと、
    前記取得した送達確認情報の更新量が多いキューに対して、優先的に下り回線を割り当てる下りスケジューリングステップと、
    を含むことを特徴とするパケットスケジュール方法。
12. 前記送達確認情報の更新量として、同一のキューに格納されている上位レイヤパケットの中で、最も古い上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報と最も新しい上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報との差分（変化量）を使用することを特徴とする請求項１１に記載のパケットスケジュール方法。
13. 無線回線を使用したパケット通信システムにおいて、配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる通信装置であって、
    前記移動端末に対して送信する上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの生成にあわせて、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てるための優先割当情報を生成し、当該生成した優先割当情報を当該最後の情報ビットを含んだパケットに付与して送信する優先割当情報生成送信手段と、
    移動端末から上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）を受信した場合、当該上り回線割当要求に前記優先割当情報が付与されているかどうかを確認し、当該上り回線割当要求に前記優先割当情報が付与されている場合、当該移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てるスケジュール手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
14. 前記上りスケジュール手段は、スケジューリングの結果、前記移動端末が上り回線を使用する予定の時刻（スケジュール時刻）と前記優先割当情報を付与したパケットの送信時刻（優先情報送信時刻）とを比較し、当該比較結果に基づいてスケジューリング結果を調整することを特徴とする請求項１３に記載の通信装置。
15. 前記スケジュール時刻と前記優先情報送信時刻とを比較した結果、これらの時刻のずれ（時間差）が大きい場合に前記スケジューリング結果を調整することを特徴とする請求項１４に記載の通信装置。
16. 無線回線を使用したパケット通信システムにおいて、配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる通信装置であって、
    前記移動端末に対して上位レイヤデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成して送信する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの送信にあわせて、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てるための上り回線割当要求受信の有効期限（割当要求有効期限）を、パケットの送信時刻に基づいて算出する割当要求有効期限算出手段と、
    移動端末から上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）を受信した場合、当該上り回線割当要求の受信時刻が前記割当要求有効期限内であるかどうかを確認し、当該上り回線割当要求の受信時刻が当該割当要求有効期限内である場合、当該移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジュール手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
17. 無線回線を使用したパケット通信システムにおいて、配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる通信装置であって、
    移動端末から受信した上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）に付与された「上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケット数」が多い場合に、当該移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てる上りスケジュール手段、
    を備えることを特徴とする通信装置。
18. 無線回線を使用したパケット通信システムにおいて、配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる通信装置であって、
    移動端末から受信した上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）に付与された「上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの送達確認更新量」が多い場合に、前記移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てるようにスケジューリングを行う上りスケジュール手段、
    を備えることを特徴とする通信装置。
19. 前記送達確認更新量として、前記移動端末において上り回線割当待ちとなっている上位レイヤパケットの中で、最も古い上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報と最も新しい上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報の差分（変化量）を使用することを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
20. 無線回線を使用したパケット通信システムにおいて、配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる通信装置であって、
    前記移動端末に対して上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成して送信する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの送信にあわせて、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てるための予約タイミングを、上位レイヤで規定された時間間隔に基づいて算出して保持しておく予約タイミング算出保持手段と、
    移動端末から上り無線回線の割り当て要求（上り回線割当要求）を受信した場合、当該移動端末に対応する予約タイミングを保持しているかどうかを確認し、当該確認の結果予約タイミングを保持していると判断した場合に、当該移動端末に対して優先的に上り回線を割り当てるスケジュール手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
21. 無線回線を使用したパケット通信システムにおいて、配下の移動端末に対して上位レイヤのデータを送信後、当該移動端末に対して送達確認送信用の上り無線回線を優先的に割り当てる通信装置であって、
    前記移動端末に対して上位レイヤのデータを含んだ少なくとも一つのパケットを生成して送信する場合において、最後の情報ビットを含んだパケットの送信にあわせて、当該移動端末が送達確認を送信するタイミング（予約タイミング）を、上位レイヤで規定された時間間隔に基づいて算出して保持しておく予約タイミング算出保持手段と、
    前記予約タイミングおよび当該予約タイミングで割り当てる回線において使用を許可する上り回線リソース量、を付与したパケットを前記移動端末に対して送信することにより当該移動端末に対して上り回線を割り当てる回線割当手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
22. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成し、自身が備えるキュー構造の送信バッファに保持している上位レイヤのパケットを自装置配下の移動端末に対して送信する通信装置であって、
    前記送信バッファを構成する各キューに保持している上位レイヤパケット数をカウントし、当該カウント結果（パケット数）が多いキューに対して、優先的に下り回線を割り当てる下りスケジュール手段、
    を備えることを特徴とする通信装置。
23. 無線回線を使用したパケット通信システムを構成し、自身が備えるキュー構造の送信バッファに保持している上位レイヤのパケットを自装置配下の移動端末に対して送信する通信装置であって、
    前記送信バッファを構成する各キューに保持している上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報を取得し、当該取得した送達確認情報の更新量が多いキューに対して、優先的に下り回線を割り当てる下りスケジュール手段、
    を備えることを特徴とする通信装置。
24. 前記送達確認情報の更新量として、同一のキューに格納されている上位レイヤパケットの中で、最も古い上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報と最も新しい上位レイヤパケットに含まれる送達確認情報の差分（変化量）を使用することを特徴とする請求項２３に記載の通信装置。
25. 無線回線を使用したパケット通信システムにおいて、請求項１３〜２４のいずれか一つに記載の通信装置が決定した上り無線回線を使用して、当該通信装置に対してパケットを送信する移動端末であって、
    前記通信装置が決定した上り無線回線の情報を含んだ制御信号を受信後、当該制御信号の受信タイミングに基づいて決定したタイミングにおいてパケットを送信することを特徴とする移動端末。

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