JP3396644B2

JP3396644B2 - 基地局装置、端末局装置、通信システムおよび通信制御方法

Info

Publication number: JP3396644B2
Application number: JP12527099A
Authority: JP
Inventors: 光清利; 藤一美佐; 本岳文坂; 谷修森; 方稔行
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2003-04-14
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: JP2000316182A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の固定長ミニ
スロットからなるデータフレームを単位として、基地局
と端末局との間で通信を行う通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信環境では、その伝搬特性が時間
の経過とともに大きく変動する。基地局と端末局間の距
離が短くて、見通しがきく（見通し伝搬の）場合は、一
般に無線区間の伝搬特性はよく、通信エラーは起きな
い。しかしながら、端末局が基地局の見通し外に移動し
たり、端末局と基地局間の距離が長くなると、伝搬特性
が急激に悪くなり、通信エラーが起きやすくなる。

【０００３】通信エラーを低減するための一手法とし
て、信号の変調方式や誤り訂正方式を変更する手法が知
られている。例えば、信号の伝搬特性がよい場合は、帯
域拡大率の小さい誤り訂正方式や多値変調方式により伝
送を行い、信号の無線帯域を狭めるのが望ましい。逆
に、信号の伝搬特性が悪い場合は、信号の無線帯域を広
くして、通信エラーの起きにくい変調方式や誤り訂正方
式を採用するのが望ましい。

【０００４】このように、無線環境等に応じて、変調方
式や誤り訂正方式を動的に変化させることができれば、
効率的に情報を送受信することができる。

【０００５】しかしながら、従来の通信システムの多く
で用いられてきたシングルキャリア伝送方式では、隣接
するシンボル間に相関があるため、シンボルごとに異な
る変調方式を採用することは困難であった。

【０００６】ところで、近年、マルチパスに強い伝送方
式として、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multi
plexing)伝送方式が注目されている。OFDM伝送方式は、
マルチキャリア伝送方式の一種であり、複数のサブキャ
リア信号を一括して離散逆フーリエ変換することによ
り、時間波形（OFDM波形）を生成するものである。

【０００７】OFDM伝送方式は、従来のシングルキャリア
伝送方式と異なり、シンボル単位でブロック処理を行う
ため、隣接するOFDMシンボル同士は無相関である。した
がって、OFDM伝送方式では、シンボルごとに異なる変調
方式を適用することが容易に実現可能である。また、サ
ブキャリア同士も無相関であるため、サブキャリア単位
で異なる変調方式を適用することも可能である。

【０００８】また、従来の通信システムは、音声通話が
主流であったが、近年、データ通信等の需要が高まりつ
つあり、これに伴って、種々の通信品質が要求されるよ
うになってきた。

【０００９】これまでの通信方式の多くは、ユーザに対
して固定の帯域を割り当てて通信を行っていた。固定の
帯域を割り当てた状態で、変調方式や誤り訂正方式を可
変にすると、データの伝送速度が変化してしまう。した
がって、伝送速度を一定に維持するためには、変調方式
や誤り訂正方式を固定にする必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】変調方式や誤り訂正方
式を可変にすると、同じ情報量のデータを送信する場合
であっても、必要となる無線帯域が異なってしまう。し
たがって、伝送速度等の通信品質を一定に維持したま
ま、変調方式や誤り方式を可変にするには、各ユーザに
割り当てる無線帯域を可変にしなければならない。

【００１１】各ユーザに割り当てる無線帯域を可変にす
るためには、ユーザ間で無線帯域の調整を行うスケジュ
ーラが必要になる。この種のスケジューラでは、無線帯
域を効率的かつ公平に割り当てるために、使用する変調
方式や誤り訂正方式を考慮に入れたスケジューリングを
行うのが望ましい。

【００１２】しかしながら、従来のスケジューラのほと
んどは、各ユーザに固定の帯域を割り当てるものであ
り、各ユーザの変調方式や誤り訂正方式を考慮に入れて
スケジューリング処理を行うものは存在しなかった。

【００１３】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、無線帯域の効率的な利用と無
線帯域の公平な割り当てを行うことができる基地局装
置、端末局装置、通信システム、および通信制御方法を
提供することにある。

【００１４】また、本発明の他の目的は、ユーザの希望
する通信品質が得られるように無線帯域の割り当てを行
うことができる基地局装置、端末局装置、通信システ
ム、および通信制御方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、複数の端末局装置との間
で、複数の固定長のミニスロットからなるフレームで構
成された無線通信手順で無線通信を行う基地局装置にお
いて、前記無線端末との無線通信時の変調方式を選択す
る変調方式選択手段と、前記無線端末との無線通信時の
誤り訂正方式を選択する誤り訂正方式選択手段と、前記
変調方式選択手段で選択された変調方式と、前記誤り訂
正方式選択手段で選択された誤り訂正方式の少なくとも
一つに基づいて、前記フレーム中の前記各ミニスロット
を特定の前記端末局装置との通信用に割り当てるスロッ
ト割り当て手段とを具備するものである。

【００１６】請求項１の発明では、選択された変調方式
と誤り訂正方式とに基づいて、フレーム中の各ミニスロ
ットを特定の端末局装置との通信用に割り当てるため、
無線帯域を効率的に利用でき、かつ、各端末局装置に公
平に無線帯域を割り当てることができる。

【００１７】請求項２の発明では、ミニスロットの空き
スロット数が所定数以下になるようにミニスロットを割
り当てるため、無線帯域を効率的に利用できる。

【００１８】請求項３の発明では、フレーム中の空きミ
ニスロットが所定数以下になるように変調方式と誤り訂
正方式の選択を行うため、無線帯域を効率的に利用でき
る。

【００１９】請求項４の発明では、バッファの蓄積情報
量に基づいてミニスロットの割り当てを行うため、バッ
ファ溢れを防止できる。

【００２０】請求項５の発明では、バッファの少なくと
もいずれかの蓄積情報量が第１の所定量以上であれば、
該バッファに対応する端末局装置に優先的にミニスロッ
トを割り当てるため、該バッファのバッファ溢れを確実
に防止できる。

【００２１】請求項６の発明では、バッファの蓄積情報
量が第１の所定量以上の場合は、第２の所定量以上であ
る限りは、該バッファに対応する端末局装置に優先的に
ミニスロットを割り当てるため、該バッファのバッファ
溢れを確実に防止できる。

【００２２】請求項７の発明では、単位時間当りの前記
記憶情報量各々の割合を考慮に入れてミニスロットの割
り当てを行うため、バッファ溢れを起こすか否かを事前
に正確に知ることができる。

【００２３】請求項８の発明では、すべてのバッファの
入力率が第３の所定量以上であれば、最も蓄積情報量の
多いバッファに対応する端末局装置に優先的にミニスロ
ットを割り当てるため、バッファの蓄積情報量をある程
度制限できる。

【００２４】請求項９の発明では、バッファの入力率が
第３の所定量未満の場合には、その後に入力率が第４の
所定量以上になるまでの間、該バッファに対応する端末
局装置に優先的にミニスロットを割り当てるため、入力
率が低くて蓄積情報量も少ないバッファが無線帯域の割
り当てに関して不利な取り扱いを受けなくなる。

【００２５】請求項１０の発明では、端末局装置への送
信用の無線帯域の割り当てと、端末局装置からの受信用
の無線帯域の割り当ての少なくとも一方を効率よく行う
ことができる。

【００２６】請求項１１の発明は、複数の端末局装置
と、少なくとも一つの無線基地局の間で、複数の固定長
のミニスロットからなるフレームで構成された無線通信
手順で通信を行う通信システムにおいて、前記端末局装
置と前記無線基地局間の通信時の変調方式を選択する変
調方式選択手段と、前記端末局装置と前記無線基地局間
の通信時の誤り訂正方式を選択する誤り訂正方式選択手
段と、前記変調方式選択部で選択された変調方式と、前
記誤り訂正方式選択部で選択された誤り訂正方式の少な
くとも一つに基づいて、前記フレーム中の前記各ミニス
ロットを特定の端末局装置との通信用に割り当てるスロ
ット割り当て手段とを具備するものである。

【００２７】請求項１２の発明は、複数の端末局装置
と、少なくとも一つの無線基地局の間で、複数の固定長
のミニスロットからなるフレームで構成された無線通信
手順で通信を行う通信制御方法において、前記端末局装
置と前記無線基地局間の通信時の変調方式を選択する第
１ステップと、前記端末局装置と前記無線基地局間の通
信時の通信時の誤り訂正方式を選択する第２ステップ
と、前記第１ステップで選択された変調方式と、前記第
２ステップで選択された誤り訂正方式との少なくとも一
つに基づいて、前記フレーム中の前記各ミニスロットを
特定の端末局装置との通信用に割り当てる第３ステップ
とを具備する。

【００２８】請求項１３の発明は、少なくとも１つの無
線基地局との間で、複数の固定長のミニスロットからな
るフレームで構成された無線通信手順で無線通信を行う
端末局装置において、前記無線基地局によって自装置の
送信用に割り当てられた前記ミニスロット数を認識する
ミニスロット認識手段と、前記無線基地局との無線通信
時の変調方式を選択する変調方式選択手段と、前記無線
基地局との無線通信時の誤り訂正方式を選択する誤り訂
正方式選択手段と、前記ミニスロット認識手段で認識さ
れたミニスロット数を用いて、予め選択された前記変調
方式と前記誤り訂正方式にて通信を行なう場合に、自装
置の送信用に割り当てられた前記ミニスロットのうち空
きスロットが所定数以上あることを検出する空きスロッ
ト検出手段と、前記空きスロット検出手段にて前記所定
数以上の空きスロットが検出された場合には、前記変調
方式選択部で選択される変調方式と、前記誤り訂正方式
選択部で選択される誤り訂正方式の少なくとも一つを変
更する制御手段とを具備する。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基地局装置、
端末局装置、通信システムおよび通信制御方法につい
て、図面を参照しながら具体的に説明する。

【００３０】（第１の実施形態）図１は本発明に係る基
地局装置の第１の実施形態の概略構成を示すブロック
図、図２は図１の基地局装置１が端末局装置１０との間
で送受信するデータフレーム（以下、単にフレームと呼
ぶ）のデータ構成を示す図である。

【００３１】図２に示すように、フレームは、複数のミ
ニスロットからなり、ミニスロット長は固定長である。
ここで、ミニスロットとは、帯域割り当てを行う場合の
基本単位（最小単位）である。また、本実施形態では、
フレーム長を固定長とした場合を例に取って説明する。

【００３２】例えば、基地局装置１と端末局装置１０と
の間でOFDM方式で通信を行う場合、ミニスロット長はOF
DMシンボル長に相当する。すなわち、１０個のOFDMシン
ボルで無線パケットが構成される場合は、１０個のミニ
スロットを使用して１個の無線パケットを伝送する。

【００３３】第１の実施形態は、基地局装置１と複数の
端末局装置１０との間で、OFDM伝送方式によりデータ通
信を行うものであり、各端末局装置１０ごとに信号の変
調方式と誤り訂正方式を任意に選択できることを特徴と
する。

【００３４】図１の基地局装置１は、端末局装置２０
ａ，２０ｂとの間で各種の情報をフレーム単位で送受信
する送受信部２と、変調方式を選択する変調方式選択部
３と、誤り訂正方式を選択する誤り訂正方式選択部４
と、フレーム内の各ミニスロットの割り当てを行うスケ
ジューラ５と、各部の制御を行う制御部６とを備える。

【００３５】次に、図１の基地局装置１の動作を説明す
る。まず、基地局装置１から端末局装置２０ａ，２０ｂ
へのダウンリンクのミニスロット割り当てに関するスケ
ジューリング手法について説明する。

【００３６】制御部６は、宛先である端末局装置２０
ａ，２０ｂのそれぞれごとに、送信する情報の情報長
と、その情報の変調方式および誤り訂正方式とを、スケ
ジューラ５に入力する。例えば、端末局装置２０ａに伝
送するフレームの情報長が４８バイト、変調方式がDQPS
K(Differentially Quadrature PSK)、誤り訂正方式の帯
域拡大率が1/2の場合、帯域拡大後の情報長は９６バイ
トになる。OFDMのサブキャリア数が４８本の場合、OFDM
シンボル１個分は１２バイトなので、９６バイトの符号
化情報を送信するためには、８個分のOFDMシンボルが必
要になる。すなわち、端末局装置２０ａに１無線パケッ
トを送信するためには８個のミニスロットを割り当てる
必要がある。

【００３７】一方、端末局装置２０ｂに伝送するフレー
ムの情報長が４８バイト、変調方式がD8PSK、誤り訂正
方式の帯域拡大率が3/4の場合、帯域拡大後の情報長は
６４バイトになる。OFDMのサブキャリア数が４８本の場
合、OFDMシンボル１個分は１８バイトなので、６４バイ
トの符号化情報を送信するためには、４個分のOFDMシン
ボルが必要になる。すなわち、端末局装置２０ｂに１無
線パケットを送信するためには４個のミニスロットを割
り当てる必要がある。

【００３８】このように、ユーザ（端末局装置２０ａ，
２０ｂ）ごとにそれぞれ異なる変調方式および誤り訂正
方式を採用すると、同じ情報長の情報を送信する場合で
も、必要となる無線帯域が異なってくる。

【００３９】そこで、図１に示すスケジューラ５は、デ
ータ量のみを尺度としてスケジューリングを行うのでは
なく、実際に使用される変調方式や誤り訂正方式を考慮
に入れてスケジューリングを行う。

【００４０】例えば、上述した例の場合、端末局装置２
０ａ，２０ｂがともに、４８バイト／フレームの情報伝
送速度の通信品質を要求する場合には、端末局装置２０
ａに対して８個のミニスロットを割り当て、かつ、端末
局装置２０ｂに対して４個のミニスロットを割り当てる
と、端末局装置２０ａ，２０ｂの双方が自局の希望する
通信品質を満たすことになる。

【００４１】一方、課金等の関係で、無線帯域を公平に
割り当てる必要がある場合は、端末局装置２０ａ，２０
ｂのそれぞれに、例えば１フレーム当たり８個のミニス
ロットの割り当てを行う。この場合、端末局装置２０ａ
は４８バイト／フレーム、端末局装置２０ｂは９６バイ
ト／フレームの情報送信速度で通信を行う。

【００４２】ここで、スケジューラ５がスケジューリン
グを行った結果、ミニスロット５個分の空きが生じたと
仮定する。端末局装置２０ａは無線パケット一個当たり
８個のミニスロットを必要とするため、ミニスロット５
個分の空きを利用して無線パケットを送信することはで
きない。一方、端末局装置２０ｂは、無線パケット一個
当たり４個のミニスロットを必要とするため、ミニスロ
ット５個分の空きがあれば、無線パケットを送信するこ
とができる。このため、スケジューラ５は、ミニスロッ
ト５個分の空きを端末局装置２０ｂに割り当てる。

【００４３】このように、図１のスケジューラ５は、変
調方式および誤り訂正方式を考慮に入れたスケジューリ
ングを行うので、フレーム内のミニスロットを有効利用
でき、使用されない空きミニスロットが少なくなる。す
なわち、無線帯域を有効利用することができる。

【００４４】次に、端末局装置２０ａ，２０ｂから基地
局装置１へのアップリンクのミニスロット割り当てに関
するスケジューリング手法について説明する。端末局装
置２０ａ，２０ｂが、基地局装置１から送信された情報
と同じ変調方式および誤り訂正方式で情報を送信する場
合は、基地局装置１は端末局装置２０ａ，２０ｂが送信
する変調方式および誤り訂正方式を判断できるので、ダ
ウンリンクと同様の手法でスケジューリングを行い、ア
ップリンクの帯域を確保する。

【００４５】例えば、上述した端末局装置２０ａに対し
てはミニスロット８個分の整数倍、端末局装置２０ａ，
２０ｂに対してはミニスロット４個分の整数倍のミニス
ロットを割り当てることにより、無線帯域の有効利用が
図れる。

【００４６】なお、無線パケットに、同期信号などの情
報を含む物理ヘッダが付加される場合には、物理ヘッダ
長も考慮に入れてスケジューリングを行うことができ
る。また、物理ヘッダ長がそれぞれ異なる場合は、空き
ミニスロットに応じて適切な物理ヘッダ長を選択するこ
とにより、物理ヘッダ長も考慮に入れたミニスロットの
割り当てが行える。

【００４７】具体的には、図３に示すように、物理ヘッ
ダ長の異なる複数の物理ヘッダの中からいずれかを選択
する物理ヘッダ選択部７を設け、スケジューラ５は、物
理ヘッダ選択部７が選択した物理ヘッダ長を考慮に入れ
て各ミニスロットのスケジューリングを行う。このと
き、アップリンク用の無線パケットに付加される物理ヘ
ッダ長とダウンリンク用の無線パケットに付加される物
理ヘッダ長とをそれぞれ別個に設定してもよい。

【００４８】このように、第１の実施形態は、変調方式
や誤り訂正方式を考慮に入れて、各端末局装置２０ａ，
２０ｂとの通信に利用されるミニスロットの割り当てを
行うため、フレーム内のミニスロットを最大限有効に活
用できる。したがって、無線帯域を有効利用でき、か
つ、各端末局装置２０ａ，２０ｂに公平に無線帯域を割
り当てることができる。

【００４９】（第２の実施形態）第２の実施形態は、情
報を一時的に蓄積するバッファが溢れないようにしたも
のである。

【００５０】図４は本発明に係る基地局装置１の第２の
実施形態の概略構成を示すブロック図である。図４で
は、図１と共通する構成部分には同一符号を付してお
り、以下では相違点を中心に説明する。

【００５１】図４の基地局装置１は、図１の構成に加え
て新たに、各端末局装置２０ａ，２０ｂのそれぞれごと
に設けられるバッファ８と、各バッファ８に蓄積された
情報量を測定するバッファ量測定部９とを備える。な
お、図４では、簡略化のため、バッファ８を一つにまと
めて表示している。

【００５２】バッファ８は、各端末局装置２０ａ，２０
ｂ宛ての情報を蓄積する送信用バッファと、各端末局装
置２０ａ，２０ｂから基地局装置１に宛てた情報を蓄積
する受信用バッファとのいずれか一方、あるいは両方か
らなる。

【００５３】スケジューラ５は、基本的には、第１の実
施形態と同様のスケジューリング処理を行うが、バッフ
ァ８に蓄積された情報量を考慮に入れてスケジューリン
グ処理を行う点で、第１の実施形態と異なる。

【００５４】図５は図４のスケジューラ５が行うスケジ
ューリング処理を示すフローチャートである。まず、い
ずれかのバッファ８に蓄積された情報量が予め定めたス
レッショルドＡ以上であるか否かを判定する（ステップ
Ｓ１）。ここでは、バッファ量測定部９での測定結果に
基づいて判定処理を行う。

【００５５】いずれかのバッファ８に蓄積されている情
報量がスレッショルドＡ以上の場合には、そのバッファ
８に対応する端末局装置２０ａ，２０ｂに対して、優先
的にミニスロットを割り当てる（ステップＳ２）。これ
により、バッファ溢れを防止できる。

【００５６】ステップＳ２の優先割り当ては、バッファ
８に蓄積されている情報量がスレッショルドＢ（ただ
し、スレッショルドＢ≦スレッショルドＡ）以下になる
まで継続して行われる（ステップＳ３）。

【００５７】バッファ８に蓄積されている情報量がスレ
ッショルドＢ以下になると、ステップＳ１の処理を再度
行う。

【００５８】一方、ステップＳ１において、バッファ８
に蓄積されている情報量がスレッショルドＡ未満と判定
された場合は、第１の実施形態と同様に、変調方式や誤
り訂正方式を考慮に入れてフレーム内のミニスロットの
割り当てを行う。これにより、無線帯域の有効利用を図
ることができるとともに、各端末局装置に公平に無線帯
域を割り当てることができる。

【００５９】上述したように、図４のバッファ８は、送
信用バッファでも受信用バッファでもよい。例えば、送
信用バッファと受信用バッファの双方の蓄積情報量を測
定する場合は、送信用バッファの蓄積情報量により、基
地局装置１から端末局装置２０ａ，２０ｂへのダウンリ
ンクのミニスロット割り当てを行うことができ、受信用
バッファの蓄積情報量により、端末局装置２０ａ，２０
ｂから基地局装置１へのアップリンク用のミニスロット
割り当てを行うことができる。

【００６０】また、アップリンクのミニスロット割り当
てを行なう場合に、送信用バッファの蓄積情報量を利用
してもよい。例えば、送信用バッファの蓄積情報量が多
い端末局装置２０は、アップリンクの情報も多いだろう
と予想して、アップリンク用のミニスロットを多く割り
当ててもよい。これは、送信用バッファの蓄積情報量に
比例してアップリンク用のミニスロットを割り当てる手
法である。

【００６１】逆に、情報の非対称性に着目し、送信用バ
ッファの蓄積情報量が多い端末局装置２０は、アップリ
ンクの情報は少ないだろうと予測して、アップリンク用
のミニスロットを少なく割り当ててもよい。これは、バ
ッファ８の蓄積情報量に反比例してアップリンク用のミ
ニスロットを割り当てる手法である。

【００６２】また、送信用バッファ、受信用バッファの
双方を利用して、ダウンリンクまたはアップリンク用の
ミニスロットの割り当てを行ってもよい。このように、
本発明は、これらの具体的な割り当て方法について限定
するものではない。

【００６３】このように、第２の実施形態は、バッファ
８に蓄積された情報量がスレッショルドＡ以上の場合に
は、そのバッファ８に対応する端末局装置２０に対して
優先的にミニスロットを割り当てるようにしたため、バ
ッファ溢れが起きなくなる。また、各バッファ８に蓄積
された情報量がスレッショルドＡ未満の場合には、第１
の実施形態と同様に、変調方式や誤り訂正方式を考慮に
入れてミニスロットの割り当てを行うため、無線帯域を
有効利用でき、かつ、各端末局装置２０ａ，２０ｂに公
平に無線帯域を割り当てることができる。

【００６４】また、基地局の送信または受信バッファの
蓄積量からアップリンク用の帯域割り当てを行えるた
め、端末局装置と基地局装置間の帯域割り当てのための
トラフィックを不要とすることができる。

【００６５】（第３の実施形態）バッファ８に蓄積され
た情報量だけでなく、バッファ８の入力率も考慮に入れ
てスケジューリングを行うものである。

【００６６】図６は本発明に係る基地局装置１の第３の
実施形態の概略構成を示すブロック図である。図６で
は、図５と共通する構成部分には同一符号を付してお
り、以下では相違点を中心に説明する。

【００６７】図６の基地局装置１は、図５の構成に加え
て、バッファ８の入力率、すなわち、単位時間当たりの
蓄積情報量の割合を測定するバッファ入力率測定部１０
を備える。

【００６８】制御部６は、バッファ量測定部９とバッフ
ァ入力率測定部１０の各制御を行い、バッファ８に蓄積
された情報量とバッファ８の入力率をスケジューラ５に
渡す。スケジューラ５は、バッファ８に蓄積された情報
量とバッファ８の入力率に基づいてスケジューリング処
理を行い、無線帯域の割り当てを行う。

【００６９】図７は図６のスケジューラ５が行うスケジ
ューリング処理を示すフローチャートである。以下、図
７のフローチャートに基づいて、第４の実施形態の処理
動作を説明する。

【００７０】まず、すべての端末局装置２０ａ，２０ｂ
に対応してそれぞれ設けられるバッファ８のうち、少な
くともいずれかのバッファ８に蓄積された情報量がスレ
ッショルドＡ以上か否かを判定する（ステップＳ11）。

【００７１】情報量がスレッショルドＡ以上のバッファ
８が存在する場合には、このバッファ８に対応する端末
局装置２０に対して優先的にミニスロットを割り当てる
（ステップＳ12）。この優先割り当ては、この端末局装
置２０に蓄積された情報量がスレッショルドＢ（スレッ
ショルドＢ≦スレッショルドＡ）以下になるまで継続し
て行われる（ステップＳ13）。

【００７２】情報量がスレッショルドＢ以下になると、
ステップＳ11の判定処理が再度行われる。

【００７３】一方、ステップＳ11において、すべてのバ
ッファ８に蓄積された情報量がスレッショルドＡ未満と
判定された場合は、すべてのバッファ８の入力率がスレ
ッショルドＣ以上か否かを判定する（ステップＳ14）。

【００７４】入力率がスレッショルドＣ未満のバッファ
８が存在する場合には、このバッファ８に対応する端末
局装置２０ａ，２０ｂに対して優先的にミニスロットを
割り当てる（ステップＳ15）。このような処理を行う理
由は、蓄積された情報量が少なく、入力率も低いバッフ
ァ８をもった端末局装置２０ａ，２０ｂが、無線帯域の
割り当てに関して不利な取り扱いを受けないようにする
ためである。

【００７５】次に、バッファの蓄積情報量がゼロより多
いか否かを判定する（ステップＳ16）。蓄積情報量がゼ
ロになるとステップＳ11の処理を再度行い、蓄積情報量
がゼロより多い場合には、バッファ８の入力率がスレッ
ショルドＤ（スレッショルドＤ≧スレッショルドＣ）以
上か否かを判定する（ステップＳ17）。入力率がスレッ
ショルドＤ以上であれば、ステップＳ11の処理を再度行
い、入力率がスレッショルドＤ未満であれば、ステップ
Ｓ15の処理を再度行う。

【００７６】一方、ステップＳ14において、すべてのバ
ッファ８の入力率がスレッショルドＣ以上と判定された
場合には、蓄積情報量が最も多い端末局装置２０に対し
て優先的にミニスロットの割り当てを行った（ステップ
Ｓ18）後、ステップＳ11の判定処理を再度行う。

【００７７】このように、第３の実施形態では、各端末
局装置２０ａ，２０ｂに対応して設けられるバッファ８
に蓄積された情報量とバッファ８の入力率とを考慮に入
れて、各端末局装置２０ａ，２０ｂとの通信に利用され
るミニスロットの割り当てを行うため、バッファ溢れを
回避できるだけでなく、蓄積された情報量が少なくて、
入力率の低いバッファ８をもった端末局装置２０ａ，２
０ｂに対しても、公平に無線帯域を割り当てることがで
きる。

【００７８】また、第４の実施形態によるスケジューリ
ング手法は、基地局装置から端末局装置へのダウンリン
クの割り当てに有効であり、ＡＷＬ(Asymmetric Wirele
ss Link)のようなハイブリッド構成の通信システムの高
速ダウンリンクの割り当てにも有効である。

【００７９】（第４の実施形態）端末局装置２０が基地
局装置１との間で、例えば、変調方式をD8PSK、誤り訂
正方式の帯域拡大率を3/4、OFDMのサブキャリア数を48
本として通信を行う場合に、基地局装置１が端末局装置
２０のアップリンク用として16個のミニスロットの無線
帯域を割り当てたとする。この場合、端末局装置２０が
48バイトのデータを２パケット分（符号化情報は２×４
＝８ミニスロット）送信しようとすると、８（＝16−
８）ミニスロットを無駄に消費してしまう。

【００８０】そこで、以下に説明する第３の実施形態
は、自局に割り当てられたミニスロット数に応じて、ミ
ニスロットの空きがなるべく少なくなるように、端末局
装置２０が最適な変調方式と誤り訂正方式を選択するも
のである。

【００８１】図８は本発明に係る端末局装置２０の第４
の実施形態の概略構成を示すブロック図である。図８の
端末局装置２０は、基地局装置１との間で情報の送受信
を行う送受信部２１と、自局に割り当てられたミニスロ
ット数を認識するミニスロット認識部２２と、ミニスロ
ットの割り当てを行うスケジューラ２３と、各部の制御
を行う制御部２４とを備える。

【００８２】上述した例のように、基地局装置１が端末
局装置２０のアップリンク用として１６個のミニスロッ
トを割り当てたことをミニスロット認識部２２が認識し
た場合には、スケジューラ２３は、例えば、変調方式と
してDQPSK、帯域拡大率が1/2の誤り訂正方式を選択す
る。この場合、2パケットの情報を送信するために必要
なミニスロット数は16ミニスロットである。つまり、割
り当てられた16ミニスロットのすべてを利用することに
なる。

【００８３】スケジューラ２３が選択した変調方式や誤
り訂正方式を基地局に通知する方法としては、例えば、
事前に通知する方法や、物理ヘッダに選択した変調方式
や誤り訂正方式に関する情報を含ませる方法がある。後
者の場合、物理ヘッダは、常に共通の変調方式や誤り訂
正方式を利用する。

【００８４】このように、第４の実施形態は、実際に伝
送する情報量を変えることなく、自局に割り当てられた
ミニスロットを最大限有効に利用して、なるべく誤りが
起きにくい変調方式と誤り訂正方式を選択するため、通
信エラーが起きにくくなる。通信エラーが起きた場合、
再送処理が必要となるため、再送用の新たな無線帯域が
必要となるが、第４の実施形態によれば、通信エラーが
起きにくくなるため、再送処理の頻度を減らすことがで
き、データの通信効率がよくなる。

【００８５】特に、第４の実施形態は、基地局と端末局
間での通信に用いるフレームを固定長にし、変調処理や
誤り訂正処理前のデータ長、例えば、MPDU(MAC Protoco
l Data Unit)長が、変調方式や誤り訂正方式によらない
固定長の通信システムにおいて、フレーム内の帯域を有
効に利用できる。

【００８６】上述した第２〜第４の実施形態において、
フレームに物理ヘッダが付加される場合には、図３に示
した物理ヘッダ選択部７を設けて、物理ヘッダ長も考慮
に入れてミニスロットの割り当てを行ってもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、選択された変調方式と誤り訂正方式とに基づい
て、データフレーム中の各ミニスロットを特定の端末局
装置との通信用に割り当てるため、無線帯域を効率的に
利用でき、かつ、各端末局装置に公平に無線帯域を割り
当てることができる。

【００８８】また、端末局装置ごとにバッファを設ける
場合に、バッファの蓄積情報量を考慮に入れてスケジュ
ーリングを行うため、バッファ溢れを防止できる。

【００８９】さらに、バッファの入力率を考慮に入れて
スケジューリングを行うため、一部の端末局装置が無線
帯域の割り当てに関して不利な取り扱いを受けるおそれ
がなくなる。

【００９０】また、自局に割り当てられたミニスロット
を最大限有効に利用して、なるべく誤りが起きにくい変
調方式と誤り訂正方式を選択するため、通信エラーが起
きにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基地局装置の第１の実施形態の概
略構成を示すブロック図。

【図２】図１の基地局装置が端末局装置との間で送受信
するフレームのデータ構成を示す図。

【図３】図１に物理ヘッダ選択部を追加したブロック
図。

【図４】本発明に係る基地局装置の第２の実施形態の概
略構成を示すブロック図。

【図５】図４のスケジューラが行うスケジューリング処
理を示すフローチャート。

【図６】本発明に係る基地局装置の第３の実施形態の概
略構成を示すブロック図。

【図７】図６のスケジューラが行うスケジューリング処
理を示すフローチャート。

【図８】本発明に係る端末局装置の第４の実施形態の概
略構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１基地局装置２送受信部３変調方式選択部４誤り訂正選択部５スケジューラ６制御部１０バッファ入力率測定部２０，２０ａ，２０ｂ端末局装置２１送受信部２２ミニスロット認識部２３スケジューラ２４制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森谷修東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者行方稔神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献特開平７−321765（ＪＰ，Ａ) 特開平11−27231（ＪＰ，Ａ) 特開平11−88286（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の端末局装置との間で、複数の固定長
のミニスロットからなるフレームで構成された無線通信
手順で無線通信を行う基地局装置において、前記無線端末との無線通信時の変調方式を選択する変調
方式選択手段と、前記無線端末との無線通信時の誤り訂正方式を選択する
誤り訂正方式選択手段と、前記変調方式選択手段で選択された変調方式と、前記誤
り訂正方式選択手段で選択された誤り訂正方式の少なく
とも一つに基づいて、前記フレーム中の前記各ミニスロ
ットを特定の前記端末局装置との通信用に割り当てるス
ロット割り当て手段とを具備したことを特徴とする基地
局装置。
【請求項２】前記スロット割り当て手段は、前記フレー
ム中のミニスロットの空きスロット数が所定数以下にな
るように、前記ミニスロットを割り当てる前記端末局装
置を選択することを特徴とする請求項１記載の基地局装
置。
【請求項３】前記フレーム中の空き前記ミニスロットが
所定数以下になるように、少なくとも前記変調方式選択
手段に前記変調方式を選択させる機能と、前記誤り訂正
方式選択手段に前記誤り訂正方式を選択させる機能のい
ずれかを持つ制御手段とを更に具備したことを特徴とす
る請求項１に記載の基地局装置。
【請求項４】前記端末局装置各々と無線通信する際に、
前記端末局装置各々それぞれ対応した送信および／また
は受信用の情報を一時的に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記情報各々の記憶情報量を
各々測定する記憶量測定手段とを更に具備し、前記スロット割り当て手段は、前記変調方式選択手段で
選択された変調方式と、前記誤り訂正方式選択手段で選
択された誤り訂正方式と、前記記憶量測定部で測定され
た記憶情報量の少なくとも一つに基づいて、前記フレー
ム中の前記各ミニスロットを特定の前記端末局装置との
通信用に割り当てることを特徴とする請求項１記載の基
地局装置。
【請求項５】前記スロット割り当て手段は、複数の前記
情報の少なくともいずれかの前記記憶情報量が第１の所
定量以上となった場合、該情報に対応する端末局装置に
対し、優先的にミニスロットを割り当てることを特徴と
する請求項４記載の基地局装置。
【請求項６】前記スロット割り当て手段は、前記記憶情
報量が前記第１の所定量以上である前記情報に対応した
端末局装置に優先的にミニスロットを割り当てた場合
は、該記憶情報量が、前記第１の所定量以下の第２の所
定量以上である間は、継続して該端末局装置に優先的に
ミニスロットを割り当てることを特徴とする請求項５に
記載の基地局装置。
【請求項７】単位時間当りの前記記憶情報量各々の割合
を測定する記憶情報量測定手段とを更に具備し、前記スロット割り当て手段は、前記変調方式選択手段で
選択された変調方式と、前記誤り訂正方式選択手段で選
択された誤り訂正方式と、前記記憶量測定部で測定され
た記憶情報量と、前記記憶情報量測定手段で測定された
前記単位時間当りの前記記憶情報量各々の割合の少なく
とも一つに基づいて、前記フレーム中の前記各ミニスロ
ットを割り当てることを特徴とする請求項４記載の基地
局装置。
【請求項８】前記スロット割り当て手段は、全ての前記
単位時間当りの前記記憶情報量各々の割合が第３の所定
量以上である場合は、最も多い記憶情報量に対応する端
末局装置に優先的にミニスロットを割り当てることを特
徴とする請求項７に記載の基地局装置。
【請求項９】前記スロット割り当て手段は、少なくとも
いずれかの前記単位時間当りの前記記憶情報量各々の割
合が前記第３の所定量未満の場合は、該記憶情報量がゼ
ロになるか、該単位時間当りの前記記憶情報量各々の割
合が前記第３の所定量以上の第４の所定量になるまでの
間、該記憶情報量に対応する端末局装置に優先的にミニ
スロットを割り当てることを特徴とする請求項８に記載
の基地局装置。
【請求項１０】少なくとも１つの無線基地局との間で、
複数の固定長のミニスロットからなるフレームで構成さ
れた無線通信手順で無線通信を行う端末局装置におい
て、前記無線基地局によって自装置の送信用に割り当てられ
た前記ミニスロット数を認識するミニスロット認識手段
と、前記無線基地局との無線通信時の変調方式を選択する変
調方式選択手段と、前記無線基地局との無線通信時の誤り訂正方式を選択す
る誤り訂正方式選択手段と、前記ミニスロット認識手段で認識されたミニスロット数
に基づいて、前記変調方式選択部で選択される変調方式
と、前記誤り訂正方式選択部で選択される誤り訂正方式
の少なくとも一つを決定する制御手段とを具備したこと
を特徴とする端末局装置。
【請求項１１】複数の端末局装置と、少なくとも一つの
無線基地局の間で、複数の固定長のミニスロットからな
るフレームで構成された無線通信手順で通信を行う通信
システムにおいて、前記端末局装置と前記無線基地局間の通信時の変調方式
を選択する変調方式選択手段と、前記端末局装置と前記無線基地局間の通信時の誤り訂正
方式を選択する誤り訂正方式選択手段と、前記変調方式選択部で選択された変調方式と、前記誤り
訂正方式選択部で選択された誤り訂正方式の少なくとも
一つに基づいて、前記フレーム中の前記各ミニスロット
を特定の端末局装置との通信用に割り当てるスロット割
り当て手段とを具備したことを特徴とする通信システ
ム。
【請求項１２】複数の端末局装置と、少なくとも一つの
無線基地局の間で、複数の固定長のミニスロットからな
るフレームで構成された無線通信手順で通信を行う通信
制御方法において、前記端末局装置と前記無線基地局間の通信時の変調方式
を選択する第１ステップと、前記端末局装置と前記無線基地局間の通信時の通信時の
誤り訂正方式を選択する第２ステップと、前記第１ステップで選択された変調方式と、前記第２ス
テップで選択された誤り訂正方式との少なくとも一つに
基づいて、前記フレーム中の前記各ミニスロットを特定
の端末局装置との通信用に割り当てる第３ステップとを
具備したことを特徴とする通信制御方法。
【請求項１３】少なくとも１つの無線基地局との間で、
複数の固定長のミニスロットからなるフレームで構成さ
れた無線通信手順で無線通信を行う端末局装置におい
て、前記無線基地局によって自装置の送信用に割り当てられ
た前記ミニスロット数を認識するミニスロット認識手段
と、前記無線基地局との無線通信時の変調方式を選択する変
調方式選択手段と、前記無線基地局との無線通信時の誤り訂正方式を選択す
る誤り訂正方式選択手段と、前記ミニスロット認識手段で認識されたミニスロット数
を用いて、予め選択された前記変調方式と前記誤り訂正
方式にて通信を行なう場合に、自装置の送信用に割り当
てられた前記ミニスロットのうち空きスロットが所定数
以上あることを検出する空きスロット検出手段と、前記空きスロット検出手段にて前記所定数以上の空きス
ロットが検出された場合には、前記変調方式選択部で選
択される変調方式と、前記誤り訂正方式選択部で選択さ
れる誤り訂正方式の少なくとも一つを変更する制御手段
とを具備したことを特徴とする端末局装置。