JP3866963B2 - Ｃｄｍａシステムにおいてクオリティオブサービスを調整するために複数のデータフローをスケジューリングする方法とシステム - Google Patents
Ｃｄｍａシステムにおいてクオリティオブサービスを調整するために複数のデータフローをスケジューリングする方法とシステム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット伝送スケジューリング方法と、パケット伝送スケジューリングシステムと、特に、汎用移動通信システム（Universal Mobile Telecommunication systems：ＵＭＴＳ）のパケット伝送スケジューリング方法と、ＵＭＴＳパケット伝送スケジューリング機能を具備するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、データフローの効率的なスケジューリングを提案し、特に、基地局（base transceiver station：ＢＴＳ）と、移動局すなわちユーザ装置（user equipment：ＵＥ）との間のデータの転送、すなわち基地局と移動局との間のＵＭＴＳダウンリンク共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＳＣＨ）用の汎用移動通信システム（Universal Mobile Telecommunication systems：ＵＭＴＳ）で発生する問題を解決するものである。
【０００３】
基地局トランシーバにおいて、無線アクセスネットワークは、ある時間内で、どれだけの量のパケット伝送が、いつ、誰に対し行われたかの情報を有している。そのため、中央制御装置がダウンリンクデータ伝送用に用いられる。
【０００４】
しかし、パケット交換ネットワークにおいては、多重化のタスクは、パケットの並び替えのタスクとそれらを共有リンクを介して連続的に送信するタスクとなる。この並べ替え（順番付）のプロセスは、スケジューリングと称する。パケット交換の利点は多重化に基づいており、あるデータフローは、一時的に非活性状態のデータフローから未使用の資源を利用する為利点がある。回路交換サービスと比較して、このパケット交換サービスの不利な点は、システムにおける予測可能性がないことである。
【０００５】
重要なことに、システム挙動の予測可能性は品質の重要な尺度の１つである。ある種のサービス、例えばインターネット通信サービス、あるいはファクシミリ伝送サービスは、より高度なクオリティオブサービス（Quality of Service：ＱｏＳ）を必要としており、例えば純粋な音声データ伝送として、他のサービスよりもより高度な品質保証を必要としている。現在クオリティオブサービス（ＱｏＳ）スケジューリングは、それぞれのデータフロー要件に従って、各フローに対する受領したサービス量とタイミングとのバランスを取ろうとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に、ダウンリンク共有チャネル上でのパケット伝送スケジューリングの方法とシステムを改善することである。本発明の方法とシステムはＵＭＴＳシステムにも用いることができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１、５に記載した方法とシステムである。
即ち、請求項１のＣＤＭＡシステムにおいてクオリティオブサービスを調整するために複数のデータフローをスケジューリングする方法は、（Ａ）プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を含む、各データフローのクオリティオブサービス要件を受領するステップと、（Ｂ）通信チャネル上でデータを伝送するために、サービスされるべきプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の優先順位を決定するステップと、（Ｃ）前記決定された優先順位でもって、物理層（ＰＨＹ層）に送信すべきトランスポートブロックセット（ＴＢＳ）をダイナミックに創設することにより、割り当てられた無線資源の制約に基づいて、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をサービスするステップとを有することを特徴とする。
請求項５のトランシーバ装置を有するＣＤＭＡシステムは、（Ａ）所定のデータフローのクオリティオブサービスの要件に関し、複数のデータフローのプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の優先順位を与える手段と、（Ｂ）割り当てられた無線資源制約に関連して優先順位のつけられたプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をダイナミックにスケジューリングする手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、ＣＤＭＡシステム内の複数のデータフローを処理するＱｏＳスケジューリングを改善する。本発明の方法は、割り当てられた無線資源の制約から独立して、プロトコルデータユニット（protocol date units：ＰＤＵ）をダイナミックにスケジューリングし、無線資源の利用の最適化を行うことにより、レート保存スケジューリングに起因した必要とされるデータレートを確保することにより行われる。
【０００９】
本発明のＱｏＳスケジューリングは、ダウンリンク共有チャネル上のデータフローを処理するが、ダウンリンク方向の専用チャネル上の別々のユーザに対し、およびアップリンク方向における一人のユーザに対し、複数のデータフローをスケジューリングすることにも適用できる。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、本発明は、新規な方法で互いにリンクされた２個のスケジューラを用いる。第１のスケジューラがある程度の予測可能な挙動を与え、第２のスケジューラが媒体アクセス制御（Medium Access Control：ＭＡＣ access）を与えて、帯域幅を保存しながらのセグメンテーション（細片化）と割り当ての方法を提供する。
【００１１】
これらの２つのスケジューラは、ＰＤＵスケジューラとＭＡＣスケジューラと称する。本発明のスケジューリングの基本的な考え方は、同時継続出願（発明者：Stefan Gruhl 発明の名称“Method of linking two schedulers of a multi-layer network comprising a transceiver having linking functionality for two schedulers”）に開示されている。
【００１２】
本出願においては、上記した特許出願のスケジューリング方法を、ＵＭＴＳ移動通信システムに適用する。特に、２個のスケジューラをいかにリンクするか、およびＵＭＴＳに対するローカルアルゴリズムをいかにパラメータ化するかを、特に媒体アクセス制御（ＭＡＣ）スケジューラを対象に行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の説明するために、いくつかの要件と仮定を予め説明する。
【００１４】
「仮定と要件」
最大伝送パワーＰｍａｘのある量ＰＰＳ＝αＰＳ・Ｐｍａｘが、無線資源管理装置（radio resource management unit：ＲＲＭ）により、パケット交換無線ベアラに割り当てられる。スケジューラは、無線資源管理装置（ＲＲＭ）を起動することなく、ＰＰＳを自立的に用いることが出来る。
【００１５】
自動リピートリクエスト（autmatic repeat request：ＡＲＱ）を適用すると、再送信の回数は通常のトラフィックよりもはるかに少なくなると仮定する。
【００１６】
ある品質要件を有するすべての伝送は、データフローで行われる（埋設される）。したがってデータフローは、ネットワーク内の同一のソース（発信元）から同一の宛先（着信先）へのデータパケットのシーケンスとして定義され、そのデータフローの対し、ユーザはあるＱｏＳ要件を有する。
【００１７】
各無線ベアラは、１つのデータフローに関係している。複数の無線ベアラが、一人のユーザに対し確立されているために、一人のユーザに関連する複数のデータフローもまた同時に存在する。以下の説明においては、すべてのデータフローは、別々に処理されるものとする。
【００１８】
本明細書においては、データフローの要素は、プロトコルデータユニット（Protocol Date Units：ＰＤＵ）として定義する。これらのＰＤＵは、ＵＭＴＳの観点からすると、通常レイヤ３の要素であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）は、トランスポートブロック（transport blocks：ＴＢ）に細片化（segmented）され、このトランスポートブロックが、ＵＭＴＳ ３ＧＰＰ標準内に規定されている自分自身のヘッダを受領する。この操作は、レイヤ２に関係している。通常必ずしも必要なことではないが、トランスポートブロックは一定のサイズを有する。任意の数のトランスポートブロックが、１つのトランスポートブロックセット（Transport Block Set：ＴＢＳ）にまとめられる。また、１つのプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）のトランスポートブロックのみが一緒にされる。
【００２０】
１個のＴＢＳが、スケジューリングインターバル（通常１０ミリ秒）内で、メディアアクセス制御レイヤにより、フローごとに物理層（physical layer：ＰＨＹレイヤ）にスケジューリングされる。ダウンリンク共有チャネルに対しては、ソフトハンドオーバ（soft handover：ＨＯ）は仮定されていない。そのためスケジューラは、自分自身のセルの端末装置にアドレスされたデータフローのみを処理する。
【００２１】
どのようなモビリティに関連する手順、例えばハードハンドオーバは独立に無線資源管理システム（Radio Resource Management system ＲＲＭ）により処理される。データフローのビットエラーレート（Bit Error Rate：ＢＥＲ）は、無線ベアラに関連する静的ＱｏＳ要件である。遅延の制約要件によっては、フォワードエラー修正（Forward Error Correction：ＦＥＣ）すなわち受信信号エネルギー対雑音比（Ｅｂ／Ｎ０）と、自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）方法すなわち再送信の許可される回数との間にトレードオフが存在する。
【００２２】
必要とされるビットエラーレートが、常にコアネットワークあるいは無線アクセスネットワークから受信することができると仮定する。帯域幅を最適化するために、データフローのパッティングの帯域幅消費は、遅延に対するトレードオフとして最小にされる。このことは、フローのＱｏＳ制限と最新のフロー状態により示される。
【００２３】
遅延を最適にするために、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の全部がＰＤＵスケジューラにより一度に取り込まれる。ダウンリンク共有チャネルは時間的に同期している、すなわちすべてのデータフローは同一時点で送信を開始する。ダウンリンク共有チャネル上の断続的送信（discontinuous transmission：ＤＴＸ）は、同一セルの他の専用チャネル（dedicated channels：ＤＣＨ）上のユーザに対し、あるいは隣接するセルのすべてのユーザに対し、大きな変動の干渉を引き起こす。そのため、断続的送信（ＤＴＸ）は、ダウンリンク共有チャネルで使用すべきではない。
【００２４】
最新の３ＧＰＰ標準によれば、ダウンリンク共有チャネルにおける異なるデータフローに対する物理的な多重化（即ちＰＨＹ ＭｕＸ）は存在しない。その結果、ダウンリンク共有チャネル上のトランスポートフォーマットコンビネーションセット（transport format combibnation set：ＴＦＣＳ）は、１つのデータフローに対してはトランスポートフォーマットセット（transport format set：ＴＦＳ）のみからなる。トランスポートフォーマットセットは、それぞれのデータフローのデータレートＲＢに関連している。トランスポートフォーマットセットは、ＣＤＭＡ伝送システムの、そのデータレートをサポートする拡散係数（spreading factor：ＳＦ）に直接関連する。
【００２５】
１つのスケジューリングインターバル内のトランスポートブロックサイズは、各プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）に対しては一定に維持される。したがって、トランスポートブロックの数のみがメディアアクセス制御（ＭＡＣ）スケジューリングに対しカウントされる必要がある。
【００２６】
「無線資源割り当て」（Radio Resource Allocation：ＲＲＡ）
「ダウンリンク共有チャネルに対する無線資源割り当ての基本的説明」
その特性およびＣＤＭＡ方法を用いる観点からすると、ＵＭＴＳ移動通信システムにおける主な資源は、あるユーザに対し消費される送信パワーである。データフロー＃１の送信パワーＰｔｒｉは次式で表される。
【数１】
【００２７】
ここで（ＥＢ／Ｎ０）ｉは、データフロー＃１に対する受信信号エネルギー対雑音比率である。ＲＢｉは、データフロー＃１で用いられている現在のデータレートである。Ｗは、チップレートであり、ある時点のチップレートはＵＭＴＳに対してはＷ＝３．８４メガチップ／秒である。Ｉ０ｉは、ダウンリンクデータフローがアドレスされたユーザ装置（ＵＥ）における干渉を表す。ｈｉは、ユーザ装置ＵＥとノードＢとの間のパス喪失である。
【００２８】
ＣＤＭＡシステムの資源は、従来のスケジューリング方法、すなわち従来のスケジューラにより処理されるデータレートと、いくつかの他のパラメータに依存する係数Ｃ（例えばパス喪失と干渉）に基づいている。
【００２９】
数（１）からＣｉは次式で与えられる。
【数２】
【００３０】
Ｃｉの値は、スケジューリングアルゴリズムの必須不可欠な部分である。それが使用される時間によっては、この値は２つの方法で計算できる。データフローの確立時点あるいは確立中では数（２）が直接用いられる。ここで（ＥＢ／Ｎ０）ｉは、それぞれの無線ベアラのビットエラーレート（ＢＥＲ）要件から最初に決定され、（Ｉｏｉ／ｈｉ）は、ユーザ装置（ＵＥ）からネットワークへ信号が送られた測定値から得られる。
【００３１】
通信チャネルが無線ベアラとの間で確立された後は、ネットワーク内に利用可能な（Ｉｏｉ／ｈｉ）の通常の測定値は存在しない。したがって（ＥＢ／Ｎ０）ｉは、例えば環境が変動することにより最初の値とは異なる。数（２）は、その後、すなわち通信チャネルが確立した後は用いるべきではない。この時点で数（１）は、以下の式と共に用いられる。
【数３】
【００３２】
ここで前記の数（３）の分子は、データフロー＃１の前の伝送パワーであり、分母は前のデータレートである。
【００３３】
ダウンリンク共有チャネル上のすべての活性データフローの伝送パワー全体（数４の左辺で表される）は、パケット交換ユーザに対する割り当てられた伝送パワーＰＰＳにより制限される。そのためすべての活性データフローの全体的伝送限界は次式で表される。
【数４】
【００３４】
１つのチャネル伝送ユニットの機能（能力）に限界があるために、単一のデータフローの送信パワーには以下の制約（数（５）の右辺で表される）が存在する。したがって数（４）に加えて、すべての活性データフローには以下の制約が存在する。
【数５】
【００３５】
「改善された無線資源割り当て（ＲＲＡ）のタスクと機能」
図１は、新たな無線ベアラがスケジューリング機能に追加された時のコアネットワーク（ＣＮ）と、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と、ユーザ装置（ＵＥ）との間のメッセージフローを示す。
【００３６】
基地局（ＢＴＳ）は、ＵＭＴＳ移動通信システムの必須不可欠の一部であるが、ここには図示していない。以下のタスクと機能はスケジューリング機能あるいは動作が開始する前に、無線資源割り当て装置（ＲＲＡ）により行わなければならない。
【００３７】
「１．無線ベアラ確立リクエスト」
このフェーズの間、新たな無線ベアラ確立がコアネットワークからリクエストされる。このリクエストは、関連データフローのクオリティオブサービス（ＱｏＳ）要件、すなわち要求されたビットエラーレート（ＢＥＲ）要件と、送信すべきデータレート要件と遅延要件を含む、あるいはそれらを指定する。無線資源制御（ＲＲＣ）接続が確立されない場合には、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と、ユーザ装置（ＵＥ）との間の無線資源制御（ＲＲＣ）接続確立手順が実行され、これは図１のステップ１ａとして示す。
【００３８】
「２．アドミッション制御（Admission Control：ＡＣ）」
アドミッション制御制御の目的は、この新たなリクエストを認めるべきか否かを決定することである。アドミッション制御においては、要求されたクオリティオブサービス（ＱｏＳ）と、現在のネットワーク負荷のようないくつかのパラメータが用いられる。リクエストを認めないという他の理由は、無線資源が利用できないことであり、これが次のステップでチェックされる。リクエストが否定されると、より低いクオリティオブサービス（ＱｏＳ）とのネゴシエーション手順が行われる。
【００３９】
「３．ダイナミックチャネル割り当て」
ダイナミックチャネル割り当て（Dynamic Channel Allocation：ＤＣＡ）手順が、次の伝送パラメータをデータフローに非排他的に割り当てられる。すなわち伝送パラメータとは、伝送フォーマットセット（ＴＦＣ）、無線リンク制御（ＲＬＣ）情報、新たなチャネル化符号、初期伝送パワー等である。トランスポートフォーマットセットとチャネル化符号の割り当て方法は、「データレートの割り当て」の項に記載されている。スケジューラに対する伝送パワーＰｐａｃｋｅｔの新たな量がＤＣＡにより割り当てられる。
【００４０】
「４．無線ベアラ設定（セットアップ）」
この機能は、ＲＮＣとＵＥとの間の同期化と無線ベアラの設定を行う。さらにまたＢＴＳは、ＤＣＡにより割り当てられたパラメータでもって初期化される（図示せず）。
【００４１】
「ダイナミックスケジューリングの開始」
確立と初期化が行われると、新たなデータフローがスケジューリング機能に追加される。このスケジューリング機能は、このデータフローに対しても行われる。図１には、無線ベアラをスケジューラに追加するメッセージが示されている。
【００４２】
「データレートとＴＦＳとチャネル化符号の割り当て」
「データレートの割り当て」
各データフローに対するデータレートの割り当ては、スケジューラが達成することのできるシステム効率に大きな影響を及ぼす。データレートは、ＴＦＳとチャネル化符号に関係する。最新の３ＧＰＰ標準によれば、ダウンリンク共有チャネル内の別々のデータフローに対する物理的多重化（すなわちＰＨＹ ＭｕＸ）は存在しない。
【００４３】
その結果、ダウンリンク共有チャネル上のトランスポートフォーマットコンビネーションセット（ＴＦＣＳ）は、１つのデータフローに対しトランスポートフォーマットセット（ＴＦＳ）のみからなる。このトランスポートフォーマットセットは、それぞれのデータフローのデータレートＲＢに関連している。トランスポートフォーマットセットは、ＣＤＭＡ伝送システムにおいて、そのデータレートをサポートするのに用いられた拡散係数（spreading factor：ＳＦ）に直接関係する。
【００４４】
限界的なデータレートの荒い割り当て、あるいは予測に対しては以下のルールが適用される。最大データレートＲＢｍａｘに対しては、トランスポートフォーマットセット（ＴＦＳ）は、最大データレートの２倍から４倍に、すなわち（２〜４）ｘＲＢｍａｘにデータレートを許可するよう割り当てられる。この要件の設定には２つの理由がある。
【００４５】
第１の理由は、これらの最大トランスポートフォーマットセットは、アイドル状態にある他のデータフローからフローが利益を得る為に、要求よりも一時的に高いデータレートでフローにサービスするよう、ＭＡＣスケジューラから要求されることであるからである。これが適用されるのは、エアリンク上にキャパシティが残っている場合、およびこのフローが指定されたレートに先立って、パケットをＰＤＵリストにすでに送っている場合である。
【００４６】
第２の理由は、トランスポートブロックレベル上で時分割多重化スタイルの多重化が許されることである。
【００４７】
ＭＡＣスケジューラのアルゴリズムは、帯域幅の効率化利用の方向に向けて開発されている。そのため、パッディングを最小にするために、任意のサイズのトランスポートブロックを利用することが好ましい。このことは、利用可能なトランスポートフォーマットは、指定されたレートを一時的に超えることができることを意味する。
【００４８】
データフロー間のフェアネス（公平さ）と、帯域幅およびクオリティオブサービス（ＢＷ（Bandwidth）−ＱｏＳ）の保証は、別のスケジューラ例えばＰＤＵスケジューラにより維持される。
【００４９】
最小のデータレートＲＢｍｉｎに対しては、トランスポートフォーマットセットは、データレートがＲＢｍｉｎ以下となるよう割り当てなければならない。より小さなトランスポートフォーマットセットが利用可能となることにより、ＭＡＣスケジューラは、パッディングを最小にできる。これは新たな遅延を導入し平均伝送レートを下げるために、あるＱｏＳフローにしか適用できない。このような割り当てとＴＦＣの利用の最適化は別々に行われる。
【００５０】
ダウンリンク共有チャネルは、時間的に同期している。すなわちすべてのデータフローは同一時点で送信を開始し、ダウンリンク共有チャネル上の不連続伝送（ＤＴＸ）は、同一セルの他の専用チャネル（ＤＣＨ）上のユーザ、あるいは隣接セルのすべてのユーザに対する干渉を大きく変動させるという仮定に適合するために、データでもってデータフレーム全部を充填するトランスポートフォーマットセットのみが許される。
【００５１】
前述した最新の３ＧＰＰ標準によれば、チャネル化符号の拡散係数は、ＳＦ＝２ｋ、ｋ＝２、３．．．、のオーダにある。このことはＲＢ＝Ｒ’Ｂ・２ｎ、ｎ＝０、１、．．．、のデータレートとなることを意味する。ただしＲ’Ｂは、ある拡散係数に対する基準データレートを表し、ＲＢｍｉｎとなることがある。
【００５２】
「トランスポートフォーマットセット（Transport Format Set：ＴＦＳ）」
トランスポートフォーマットセットは、１つのデータフローに関連するトランスポートフォーマットの組（セット）として定義される。半静的部分（semi-static）（符号化、送信インターバル、レートマッチング）がビットエラーレートを決定する。それは無線資源管理により定義される。以下の議論においては、トランスポートブロックサイズとトランスポートブロックセットサイズからなる、ダイナミックな部分にのみ焦点をあてる。
【００５３】
トランスポートフォーマットセットのダイナミックな部分は、ＲＬＣの細片化（セグメンテーション）の最適化に用いることができる。このダイナミックな部分を選択するためには、データレートの粒度（granularity）とトランスポートフォーマットセットのサイズの制限との間にトレードオフが存在する。一方では各データフローは、広範囲にわたるパッディングを回避するデータレートにおいて、高い粒度を有するよう意図している。このことにより、トランスポートフォーマットセットサイズが大きくなる。
【００５４】
他方では、トランスポートフォーマットセットを用いて、データレートを変更するための効率的、物理的、あるいはＰＨＹシグナリングを可能としている。ＰＨＹシグナリング（例、ＴＦＣＩ（トランスポートフォーマットコンビネーションインディケータ）符号化）の限界により、最大のトランスポートフォーマットセットサイズも制限される。それ故に、データフローの特性に関連する以下のトランスポートフォーマットセット割り当てルールが提案され、本発明により用いられる。
【００５５】
「１．リアルタイム（Real Time：ＲＴ）サービス」
このサービスタイプは、提供されたデータを直ちに利用することを含む。そのため、高いデータレート方向への高い粒度が望ましい。そのためリアルタイムのサービスに対しては、より大きなトランスポートフォーマットセットを割り当てなければならない。
【００５６】
「２．ノンリアルタイム（Non Real Time：ＮＲＴ）遅延敏感サービス」
ある限られた自動リピートリクエスト（automatic repeat request：ＡＲＱ）をデータフローの保護に用いることができる。粒度は、純粋なＲＴサービスほどは高くないが、その理由は、あるデータはある限られた時間の間待機させる（待ち行列に入れることができる）からである。そのため、限られたトランスポートフォーマットセットが各サービスに割り当てられる。自動リピートリクエストメカニズムの効率的な使用のためには、トランスポートブロックサイズは小さくなければならない。
【００５７】
「３．ＮＲＴ非制約的遅延サービス」
この種のサービスは、帯域幅の最適化に対し最良の候補である。原理的には、無制限の待機（待ち行列）が可能である。そのため多くの粒度は必要ではない。それ故に、きわめて限られたトランスポートフォーマットをこの種のサービスに割り当てることができる。粒度はパッディングを回避するためのみ用いられる。
【００５８】
遅延の制約を超えて、さらにＱｏＳ要件とフローの仕様を考慮に入れることがよいことである。システムは、ある好ましいＰＤＵサービスに適用され、例えばトランスポート制御プロトコル受領確認（transport control protocol acknowledgement：ＴＣＰ−ＡＣＫ）のそれに適用される。バルクデータ転送は、最大ＰＤＵサイズの方向への選択をガードする。
【００５９】
「ＤＬチャネル化符号」
ダウンリンク（ＤＬ）チャネル化符号の割り当てに対しては、符号ブランチ割り当て（Code Branch Allocation：ＣＢＡ）の方法が用いられる。これは、特許出願（EP 99 301 810.0 出願日：10.03.99 発明者：Qiang Cao, Seau Lim,Jens Mueckenheim ）に開示されている。ＣＢＡ方法は、符号間隔の短縮化の問題、特にダウンリンクに関連する問題を解決するためのものである。ＣＢＡ方法は送信用に用いることのできる各ＳＦに対する拡散符号からなるコードツリーとコードブランチ内のパスを規定する。
【００６０】
コードブランチはＵＥに送信される。１つの符号ブランチの排他的同時使用のみが許される符号ブランチの交差が存在する。データレートと拡散係数（ＳＦ）との間に一定の関係が存在するために（上記の記載を参照のこと）、符号ツリー内のパスの割り当てルールは、最新の３ＧＰＰ標準の観点から用いられる。最新の３ＧＰＰ標準によれば、ダウンリンク共有チャネルには別々のデータフローに対しては物理的多重化（すなわちＰＨＹ−ＭｕＸ）は存在しない。
【００６１】
その結果ダウンリンク共有チャネル上のトランスポートフォーマットコンビネーションセット（ＴＦＣＳ）は、１つのデータフローに対してはトランスポートフォーマットセット（ＴＦＳ）のみから成り立つ。トランスポートフォーマットセットは、それぞれのデータフローのデータレートＲＢに関連している。トランスポートフォーマットセットは、ＣＤＭＡ送信システムの、そのデータレートをサポートするのに用いられた拡散係数（ＳＦ）に直接関連する。以下の割り当てルールが、本発明で用いられる。
【００６２】
１．最大要求データレート以下のデータレートに対しては、符号ツリーのノードは、常に交差点下に割り当てなければならない。これにより、パッディング縮小手法がＭＡＣスケジューラで用いられない場合には、すべてのデータフローに対し、データレートＲＢｍａｘが保証される。厳密なＢＷ−ＱｏＳ要件を有するフローに対しては、依然としてパッディング縮小が好ましい。ＣＢＡは、制約のないフローでのみ行われる。
【００６３】
２．プロアクティブスケジューリング（proactive scheduling）に対し用いることのできる、ＲＢｍａｘの２倍から４倍のより速いデータレートのＴＦＣ（例えばデータレート割り当てルール１０）に対しては、符号ツリー内の上記の交差点上にあるノードを用いることができる。ごく限られた数のデータフローのみが、このより大きなデータレートを用いることが許されているために、チャネル化符号内の利用におけるコンフリクト（衝突）を予定する必要はない。
【００６４】
次に、ダウンリンク共有チャネル上でのスケジューリングに対するチャネル化符号の割り当てに対するＣＢＡ方法を、例を挙げて説明する。図２は、ＵＭＴＳダウンリンク共有チャネル上で用いられる、直交可変拡散係数符号を表す符号ツリーを示す。各ノードは、最初の番号により与えられた拡散係数で符号シーケンスを特徴づける。符号ツリー内の全ての符号は同時に用いることはできない。
【００６５】
ノードは物理チャネル用に用いることができるが、これは、特定のノードからツリーのルートに至るパス上に他のノードが存在しない場合（すなわちより低いＳＦで）のみ、あるいは特定のノード下のサブツリー内のノードが別の物理チャネルにより使用されない場合（すなわちより高いＳＦ）のみである。実施例においては、ノード４．１以下のサブツリーは、ダウンリンク共有チャネル使用用に、とっておかれると仮定されている。符号ブランチ用のノードを二人のユーザに割り当てることは、以下のようにして行われる。
【００６６】
ノード８．１と８．２以下のノードは、同時に用いることができるために、これらのサブツリーはＲＢｍａｘ以下のデータレートに対し割り当てられる。例えばユーザ＃１は、ノード８．１と１６．１をとることができる。ユーザ＃２にはノード８．２と１６．４が割り当てられる。
【００６７】
プロアクティブなスケジューリングに対しては、ノード４．１はユーザ＃１とユーザ＃２の両方に割り当てられる。しかしこれらは同時に使用することはできない。そのためスケジューラは、ユーザ＃１がノード４．１をとった時には、ユーザ＃２は、その符号ブランチのどのノードにも送信しないようにしなければならない。そしてその逆も同様である。
【００６８】
このため、ユーザ＃１に対する符号ブランチは、（４．１）；（８．１）；（１６．１）で、ユーザ＃２に対する符号ブランチは、（４．１）；（８．２）；（１６．４）である。（図２）
【００６９】
「スケジューリング方法」
本発明は、２つのスケジューラを用い、これらのスケジューラは、新規な方法で互いにリンクされ、ある程度の予測可能な挙動を行い、同時にまた帯域幅保存細片化（bandwidth conserving segmentation）とスケジューリングを可能とする。これに関しては、前掲の特許出願（発明者：Stefan Gruhl 発明の名称：“Method of linking two schedulers of a multi-layer network and a network comprising a transceiver having linking functionality for two schedulers）を参照のこと。これらの２個のスケジューラは、ＰＤＵスケジューラとＭＡＣスケジューラと称する。
【００７０】
ＰＤＵスケジューラは、レイヤ３からの入力データとプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）上で動作する。ＰＤＵスケジューラは、各フローのＱｏＳ要件を受領し、ＰＤＵがサービスを受領すべき順番を決定する。このサービスは、より低いレイヤプロトコル機能により分配され、主に２つのステップを含む。第１ステップは、レイヤ２プロトコル関連のものであり、ＰＤＵをトランスポートブロック（Transport Blocks：ＴＢ）と、自動リピートリクエスト（Automatic Repeat
Request：ＡＲＱ）に細片化することを含む。
【００７１】
ＭＡＣスケジューラは、このリストからのＰＤＵをサービスして、リスト内の順番を反映し、かつＣＢＡ制約と、タイミング制約と、パワー制約とを考慮に入れながら行う。
【００７２】
図３は、２個のスケジューラの基本アーキテクチャーを示す。ＭＡＣスケジューラは、各フレーム時に、例えば１０ミリ秒ベースで活性化している。ＰＤＵスケジューラは、アクティブフローに対しすなわち空でない（non-empty）ＰＤＵフロー−待ち行列で動作する。直列に結合されていないスケジューラからなるシステムは好ましくない挙動を示し、そのため両方のスケジューラが互いにリンクされている。
【００７３】
中間プロトコル機能（図３の波型の丸）をリンク結合することにより、以下に示すある実行が許されるようになる為に、レイヤ２プロトコル機能は、無視可能な処理時間でもって機能の特徴でもってステイトレス（stateless）の操作として処理できることであるとする。レイヤ２の主な２つのタスクは、送信者に対してはトランスポートブロックに対する細片化プロセスとトランスポートブロックＴＢに対するＡＲＱステージである。
【００７４】
細片化プロセスは、それが新たな要素の出力ベクトル内の１個の入力要素となる（通常シーケンス番号等に対する新たなヘッダでもって）ために、直感的にステイトレスの機能である。自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）は、トランスポートブロックＴＢの入力と、同一ＴＢの出力と、ＡＲＱのパラメータセットとを具備する関数として処理される。この出力以外にＡＲＱステージの他の非同期出力も存在する。
【００７５】
（ａ）ＡＲＱウィンドウサイズに到達すると、前の送信が受信者により受領確認されるまで、出力は生成されない。このケースは、利用可能なウィンドウサイズにおけるテストが、ＡＲＱ動作を実行する前に常に行われる場合には無視される。
【００７６】
（ｂ）自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）ステージが、再送信用にリクエストを受領したときには、ＡＲＱステージは入力なしに出力を生成する。
【００７７】
再送信の回数は、通常のトラフィックよりもはるかに小さいと仮定されいる。そのため、これを、ＡＲＱステージを介して主に走るトラフィックにかかわらず、それ自身のトラフィックを生成する別個のＡＲＱプロセスとして、比較的まれなケースとして取り扱う。
【００７８】
（ｃ）再送信の最大数を超え、ＡＲＱがＰＤＵ送信を成功しなかったと見なした場合には、より上のレイヤにシグナリングしなければならない別の非同期信号が存在する。
【００７９】
２個のスケジューラをこのようにリンクする技術思想は、ＭＡＣスケジューラをプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）リスト内のＰＤＵ上で動作させ、そしてその間このリストをＰＤＵスケジューラによりダイナミックに変更させることである。したがって、ＰＤＵアクセスの全部は、オンディマンドでプロトコルの動作が行えるように参照しながら行うことである。これは、共有素子であるＰＤＵリストの固定（locking）により行うことができる。
【００８０】
正確なリンキング方法とその詳細は、前掲の特許出願（発明者：Stefan Gruhl発明の名称:："Method of linking two schedulers of a multi-layer network and a network comprising a transceiver having linking functionality for two schedulers" の主題である。
【００８１】
ＰＤＵスケジューラ
ＰＤＵスケジューラは、来入データからＰＤＥを取り出す。各データフローは、ＰＤＥフロー待行列と称する自分自身のＦＩＦＯ待行列内に順番に待機させられる。それらは、そのＱｏＳ要件に関して、ＭＡＣスケジューラ用の１つの共通リスト内にスケジューリングされる。このリストはＰＤＵリストと称する。このリストは待行列ではない。その理由は、ＭＡＣ制約によりＦＩＦＯ方式でこの待行列にサービスできないからである。
【００８２】
ＰＤＵスケジューラは、必要とされるデータレートでデータにサービスすることが出来なければならない。この為、どのようなレート保存スケジューリングポリシイも適用可能である。これに関しては、Hui Zhang 著の" Service Disciplines for guaranteed Performance Service in Packet-Switching Network " Proceedings of the IEEE,Vol 83, No.10 October 1995, e.g. Weighted Fair Queing (WF2Q) あるいは Vitual Clock Queing (VCQ) を参照のこと。
【００８３】
このスケジューラのスケジューリング素子は以下のルールに基づいて取り入れられる。通常、ＰＤＵは、十分大きく１つのユニットとしてスケジューリングされる。この場合、１つのスケジュリング素子は１個のＰＤＵに等しい。
【００８４】
ＭＡＣレイヤ上で数個のＰＤＵに同時にサービスすることが可能な場合、１つのフローからＭＡＣスケジューリング用に利用可能な数個のＰＤＵを有するのが好ましい。このことが特に当てはまるのは、ＰＤＵがあるＭＡＣスケジューリング間隔Ｔｓｃｈｅｄｕｌｅ （通常１０ミリ秒である）内で必要とされる最小データレートＲＢｍｉｎでサービスするには小さすぎることになる場合である。即ち以下の式の場合である。
【数６】
【００８５】
一緒にされたフローからの数個のＰＤＵを１つのコンテナに入れ込んで、それがスケジューリング素子になることにより、この問題を解決できる。そのため、スケジューリング素子は、（通常は）１個のあるいは数個のＰＤＵから構成される１個のコンテナとして定義することができる。本明細書においては、１個のスケジューリング素子は、ＰＤＵとして定義され、ＰＤＵスケジューラという用語が便宜上用いられている。
【００８６】
J. Cobb, M. Gouda and A-El-Nahas, 著の“Flow timestamps,”Annual Joint Conference of Information Sciences, 1995, に開示されているように、ＰＤＵのタイムスタンプのかわりに、フロータイムスタンプでもって動作するのが合理的である。そのようにする場合、本発明のＰＤＵスケジューラが活性状態になる時は、フローからのＰＤＵが十分にサービスされ、そのためＰＤＵリストから除かれたとき、あるいは以前に非活性状態にあったフローが、ＰＤＵの到着により空のＰＤＵフロー待ち行列内に再度活性化されたときである。本発明のＰＤＵリスト内の素子の数を活性状態のフローの数に制限することにより利点がある。
【００８７】
「ＭＡＣスケジューラ」
「ＭＡＣスケジューラの主な機能」
ＭＡＣスケジューラは、ＰＤＵスケジューラからのＰＤＵにサービスする。ＰＤＵスケジューラのリスト内の順番は、ＰＤＵスケジューラが処理すべきＰＤＵを望んでいる優先順位となる。ＭＡＣスケジューラは、３つの制約に従いながらこれを達成しようとする。
【００８８】
フローのＴＦＣ割り当てと、符号ツリー内の符号の利用可能性に起因する帯域幅の制約（ＣＢＡと称する）。
「遅延制約」
数個のタイミングインターバルにわたって拡散した後続のＴＢＳ送信のどの程度の数が、サービスされたＰＤＵのタイミング要件にしたがうために許容可能であるかの決定を引き出す。
【００８９】
「ＡＲＱ制約」
ＡＲＱサービスを受領するＴＢの送信は、ＡＲＱウィンドウサイズに到達するまで可能である。さらなる送信は、ＡＲＱステージが受信機から受領確認を受領した後のみ可能である。
【００９０】
「パワー制約」
１個の移動局への送信パワーと、セル内の全体パワーの両方が制限される。これらの問題のＲＲＭ規則を回避するために、スケジューラはこのことを考慮に入れなければならない。
【００９１】
本発明は、ＰＤＵスケジューラによりすでに適用されたように、フローのＱｏＳ要件に対する考慮を払うことなく、数個のＭＡＣスケジューリングアルゴリズムが上記の制約にしたがうことが出来るようなフレームワークからなる。
【００９２】
以下の説明においては、アルゴリズムは、これらの制約に適合するよう用いられる。ある種の改善を次に示す。
【００９３】
ＭＡＣスケジューリングの基本的なメカニズムを図４に示す。要点は次の通りである。
【００９４】
１．ＰＤＵリストのフロントに待機ポインタ（queuing pointer）を設定する。すなわちポインタ＝０を設定し全消費パワーＰｃｕｒｒｅｎｔ＝０にリセットする。
【００９５】
２．ＰＤＵリストから次のＰＤＵを取り出し、スケジューリングに対するＴＢから、それを次の以下に述べる制約と同様に考慮する。
ＰＤＵサイズ／セグメントサイズ→ＴＢの最大＃１
ＡＲＱ制約→ＴＢの最大＃２
ＴＦＣ制約→ＴＢの最大＃３
最大単一送信パワーＰｍａｘ（シングル）：ＲＢｉ（ｍａｘ）＝
Ｐｍａｘ（シングル）／Ｃｉ（数（５）を参照）、ここでＣｉは
数（２）または数（３）により与えられる。
→ＴＢの最大＃４
全パワー制限Ｐｌｉｍｉｔは、仮想的に利用可能なデータレートを計算する。
ＲＢｉ（利用可能）＝（Ｐｌｉｍｉｔ−Ｐｃｕｒｒｅｎｔ）／Ｃｉ（数（４）を参照）
→ＴＢの最大＃５
フォーマル：＃ＴＢｍａｘ＝ｍｉｎ（ＴＢの最大＃１からＴＢの最大＃５）
【００９６】
３．ＴＢＳ創設に際し、容量を最適化する決定を行う。ステップ２の制約から得られるよりも、より小さなＴＢＳをスケジューリングすることが好ましい。最適化が必要とされない場合には、ステップ２のＴＢの最大＃を選択し、これが新たな可変＃ＴＢｓｃｈｅｄｕｌｅ。となる。
【００９７】
４．＃ＴＢｓｃｈｅｄｕｌｌｅＴＢを創設する。そのため、細片化とＡＲＱオンディマンドがそれに対し実行される。かくして創設されたＴＢは、ＴＢＳに組み立てられる。創設された＃ＴＢｓｃｈｅｄｕｌｌｅに関するＲＢｉ（使用済）を設定する。
【００９８】
５．ＴＢＳを取り出し、それらをステップ８でＰＨＹレイヤに分配するために、関連ＴＦと一緒に記憶する。
【００９９】
６．Ｐｎｅｗ＝Ｐｃｕｒｒｅｎｔ＋Ｃｉ・ＲＢｉ（使用済）により、全セルパワーを計算する。この値をパワー制限Ｐｌｉｍｉｔと比較する。
【０１００】
７．全パワーチェックがＯＫの場合、すなわちＰｌｉｍｉｔ−Ｐｎｅｗ≧Ｐｍｉｎ（ＰｍｉｎはＴＢのある＃に対する最小伝送パワー）で、ＰＤＵリスト内にさらにＰＤＵがある場合には、Ｐｃｅｌｌを１個増やして、ＰＤＵリスト内の次のＰＤＵにして、Ｐｃｕｒｒｅｎｔ＝Ｐｎｅｗに設定し、ステップ２に行く。
【０１０１】
８．記憶されたすべてのＴＢＳとその関連ＴＦとをＰＨＹレイヤに分配する。
【０１０２】
「パワーリミットＰｌｉｍｉｔを処理する」
この項では、セルに対するパワーリミットＰｌｉｍｉｔをＭＡＣスケジューリングにいかに割り当てるかを説明する。スケジューラに対するパワーリミットＰｌｉｍｉｔは、次式にしたがって選択される。
【数７】
【０１０３】
数（７）の第１項は、スケジューラがＲＲＭ割り当てＰＰＳよりも大きな資源を用いることを禁止している。第２項は、現在の送信パワーＰｃｕｒｒｅｎｔの増加が、あるリミットΔＰｉｎｃ以下になるよう保証している。この制約は、スケジューラにより処理されていない他のＴｒＣＨ上のすべてのユーザ（例えばＤＣＨのユーザと隣接セルのユーザ）に対するＤＬパワー制御は、ダウンリンク共有チャネル上の送信パワーの増加に従うために、有効である。
【０１０４】
前の時点からのダウンリンク共有チャネル全送信パワーＰｃｕｒｒｅｎｔ（ｔ−１）は、前の活性データフロー＃ｉのすべての送信パワーの和で予測される。これは数（８）で示すとおりである。
【数８】
【０１０５】
数（８）の右辺は（数（３）でも用いられる）は、データフロー＃ｉに関連した符号シーケンスの送信パワー（コードＴｘパワー）である。これは、あるスケジューリングインターバルの期間（最大１００ミリ秒）で測定されるが、この期間は、ＲＲＭにより使用される全送信パワー測定値（最大１秒）よりもはるかに速い。
【０１０６】
数（７）の基本的な制約定義は、以下に記述するように明らかになる。
割り当てれらた無線資源を効率的に処理するために、ＭＡＣスケジューラは、再送信がない場合のスケジューラのスループットＲａｃｔｕａｌを監視する。これは次式で定義される。
【数９】
【０１０７】
仮想帯域幅は、ＭＡＣスケジューラにより割り当てることのできる利用可能な全体データレートＲｏｖｅｒａｌｌにより定義される。この仮想帯域幅は、スケジューラに対し割り当てられた送信パワーＰＰＳに依存する。
【数１０】
【０１０８】
Ｃ’の値は、すべてのデータフローからの定数Ｃｉからの一種の予測値を表す。スループットＲａｃｔｕａｌは次に仮想帯域幅Ｒｏｖｅｒａｌｌと比較される。この比較結果に基づいて、以下の動作を採る。
【０１０９】
Ｒａｃｔｕａｌ＜Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、スケジューリングの問題が発生する。スケジューラは、必要とされるよりも少ないデータしか処理できない。この場合ＲＲＭは、アクションを起こすよう通知されねばならない。これは利用可能なより大きな資源ＰＰＳをスケジューラに割り当てることを含む。そうでない場合には、フローに対するダイナミックな資源の再割り当てが行われる。これは、ＢＷ ＱｏＳの保証により以前はサービスされていたあるフローをドロップしたり停止したりすることを意味する。最後にこのフィードバックを用いて、将来のアドミッション制御（Admission Control）決定用に容量の予測を変更する。
【０１１０】
Ｒａｃｔｕａｌ＝Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、スケジューラは制限内で効率よく働く。このような場合、数（７）は、スケジューリングポリシーとして用いることができる。
【０１１１】
Ｒａｃｔｕａｌ≫Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、スケジューラは余裕を持って作動する。このことは、スケジューラが実際に必要とされるよりもはるかに多くのデータをスケジュール管理することができることを意味する。この場合スケジューラは、以下の方法でスループットＲａｃｔｕａｌのヒストリに基づいて、自分自身で制限した挙動を有する。
【０１１２】
Ｒａｃｔｕａｌ≦Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、数（７）の以下の変形例を用いる。
【数１１】
ここでΔＰｄｅｃは、送信パワーの減少を表す。
【０１１３】
Ｒａｃｔｕａｌ＞Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、数（７）をそのまま用いる。これにより、トラフィック整形の観点から、全トラフィックの等化を行うことができる。スケジューリングプロセスに割り当てられた資源が利用可能にできるようにしておくために、ＲＲＭは自分自身の限界については知らされていない。にもかかわらず、ダウンリンク共有チャネル上の電力消費の検知可能な、より低い変動が存在すると、これは近隣セルに対し利点があり、さらにまたこのセル内のＤＣＨパワー制御変動に対しても利点がある。
【０１１４】
図５は、Ｐｌｉｍｉｔを処理する例を示す。これはより多くのパワーが必要とされる場合、リミットΔＰｉｎｃを増加する例、および必要とされるＴｘパワーが減った場合、リミットΔＰｄｅｃを減少する例を示す。
【０１１５】
「ＭＡＣスケジューリング決定の改善」
ＮＲＴサービスに対しては特に、ＰＤＵ全体を、１つのＭＡＣスケジューリングインターバルの間、スケジューリングされるべき１個のＴＢＳ内に詰め込むよう常に試みる必要は必ずしもない。数個のスケジューリングインターバルにわたって、伝送を時間的に拡散するのが好ましい。このため本発明は、主要な機能を分割するために、以下の改善処理を利用する。
【０１１６】
０：
各ＰＤＵに対するＮＲＴサービスに対しては、初期ＰＤＵ伝送に対し許された、ＭＡＣスケジューリングインターバルＴｓｃｈｅｄｕｌｅの最大数Ｎｓｃｈｅｄｕｌｅが決定される。「初期」とはこの値は潜在的な再伝送を含まないことを意味する。値Ｎｓｃｈｅｄｕｌｅは、次式で決定される。
【数１２】
【０１１７】
ここでシステムは、他の制約（例えば、自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）が適用される場合には、再送信の数は通常のトラフィックよりもはるかに小さいという仮定）に従うことはないとする。各ＰＤＵに対しこの値が与えられると、ＭＡＣスケジューラは、パッディングを減らすために、ある時点でより少ないＴＢをスケジュールすることができる。これが可能なのは、残りのデータは次のインターバルの間、より小さなＴＢＳ内に入るからである。
【０１１８】
「発明の効果」
本発明は、前記の特定の実施例に限定されるものではない。当業者が理解できるように、レート保存法式に基づいてスケジューラは必要とされるデータレートを保証することができる。
【０１１９】
遅延の問題はスケジューリングの原理では明確には解決されないが、それぞれのデータフローが必要とされるクオリティオブサービスと適合する場合には、スケジューラは、スケジューリングシステム内の輻輳に起因するさらなる遅延が存在しないことを保証できる。
【０１２０】
好ましくは、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の要件は、適正なフォワードエラー修正（forward error correction：ＦＥＣ）機能と、自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）機能を介してさらに保証される。
【０１２１】
改善されたスケジューラのもっとも好ましいアプリケーションは、ダウンリンク共有チャネルのデータフローの処理であり、ダウンリンク共有チャネルスケジューリングを上記で詳述した。しかし、ＱｏＳスケジューリングの本発明の方法は、ダウンリンク共有チャネルに限定されるものではなく、ダウンリンク（ＤＬ）内の専用チャネル（ＤＣＨ）上の様々なユーザおよびアップリンク（ＵＬ）の一人のユーザに対する複数のデータフローをスケジューリングすることにも適用可能である。
【０１２２】
特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線ベアラあるいはユーザ装置（ＵＥ）をスケジューラに追加するメッセージフローを表す図。
【図２】本発明の一実施例により符号ブランチ割り当て（code branch allocation：ＣＢＡ）を用いた、チャネル化符号の割り当てを表す図。
【図３】クオリティオブサービス（ＱｏＳ）のスケジューリング方法の原理を表す図。
【図４】媒体アクセス制御（ＭＡＣ）スケジューリングメカニズムを表す図。
【図５】本発明の一実施例により改善された媒体アクセス制御ＭＡＣスケジューラ内でのパワー制限をいかに処理するかを表すフローチャート図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット伝送スケジューリング方法と、パケット伝送スケジューリングシステムと、特に、汎用移動通信システム（Universal Mobile Telecommunication systems：ＵＭＴＳ）のパケット伝送スケジューリング方法と、ＵＭＴＳパケット伝送スケジューリング機能を具備するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、データフローの効率的なスケジューリングを提案し、特に、基地局（base transceiver station：ＢＴＳ）と、移動局すなわちユーザ装置（user equipment：ＵＥ）との間のデータの転送、すなわち基地局と移動局との間のＵＭＴＳダウンリンク共有チャネル（Downlink Shared Channel：ＤＳＣＨ）用の汎用移動通信システム（Universal Mobile Telecommunication systems：ＵＭＴＳ）で発生する問題を解決するものである。
【０００３】
基地局トランシーバにおいて、無線アクセスネットワークは、ある時間内で、どれだけの量のパケット伝送が、いつ、誰に対し行われたかの情報を有している。そのため、中央制御装置がダウンリンクデータ伝送用に用いられる。
【０００４】
しかし、パケット交換ネットワークにおいては、多重化のタスクは、パケットの並び替えのタスクとそれらを共有リンクを介して連続的に送信するタスクとなる。この並べ替え（順番付）のプロセスは、スケジューリングと称する。パケット交換の利点は多重化に基づいており、あるデータフローは、一時的に非活性状態のデータフローから未使用の資源を利用する為利点がある。回路交換サービスと比較して、このパケット交換サービスの不利な点は、システムにおける予測可能性がないことである。
【０００５】
重要なことに、システム挙動の予測可能性は品質の重要な尺度の１つである。ある種のサービス、例えばインターネット通信サービス、あるいはファクシミリ伝送サービスは、より高度なクオリティオブサービス（Quality of Service：ＱｏＳ）を必要としており、例えば純粋な音声データ伝送として、他のサービスよりもより高度な品質保証を必要としている。現在クオリティオブサービス（ＱｏＳ）スケジューリングは、それぞれのデータフロー要件に従って、各フローに対する受領したサービス量とタイミングとのバランスを取ろうとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に、ダウンリンク共有チャネル上でのパケット伝送スケジューリングの方法とシステムを改善することである。本発明の方法とシステムはＵＭＴＳシステムにも用いることができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１、５に記載した方法とシステムである。
即ち、請求項１のＣＤＭＡシステムにおいてクオリティオブサービスを調整するために複数のデータフローをスケジューリングする方法は、（Ａ）プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を含む、各データフローのクオリティオブサービス要件を受領するステップと、（Ｂ）通信チャネル上でデータを伝送するために、サービスされるべきプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の優先順位を決定するステップと、（Ｃ）前記決定された優先順位でもって、物理層（ＰＨＹ層）に送信すべきトランスポートブロックセット（ＴＢＳ）をダイナミックに創設することにより、割り当てられた無線資源の制約に基づいて、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をサービスするステップとを有することを特徴とする。
請求項５のトランシーバ装置を有するＣＤＭＡシステムは、（Ａ）所定のデータフローのクオリティオブサービスの要件に関し、複数のデータフローのプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の優先順位を与える手段と、（Ｂ）割り当てられた無線資源制約に関連して優先順位のつけられたプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をダイナミックにスケジューリングする手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、ＣＤＭＡシステム内の複数のデータフローを処理するＱｏＳスケジューリングを改善する。本発明の方法は、割り当てられた無線資源の制約から独立して、プロトコルデータユニット（protocol date units：ＰＤＵ）をダイナミックにスケジューリングし、無線資源の利用の最適化を行うことにより、レート保存スケジューリングに起因した必要とされるデータレートを確保することにより行われる。
【０００９】
本発明のＱｏＳスケジューリングは、ダウンリンク共有チャネル上のデータフローを処理するが、ダウンリンク方向の専用チャネル上の別々のユーザに対し、およびアップリンク方向における一人のユーザに対し、複数のデータフローをスケジューリングすることにも適用できる。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、本発明は、新規な方法で互いにリンクされた２個のスケジューラを用いる。第１のスケジューラがある程度の予測可能な挙動を与え、第２のスケジューラが媒体アクセス制御（Medium Access Control：ＭＡＣ access）を与えて、帯域幅を保存しながらのセグメンテーション（細片化）と割り当ての方法を提供する。
【００１１】
これらの２つのスケジューラは、ＰＤＵスケジューラとＭＡＣスケジューラと称する。本発明のスケジューリングの基本的な考え方は、同時継続出願（発明者：Stefan Gruhl 発明の名称“Method of linking two schedulers of a multi-layer network comprising a transceiver having linking functionality for two schedulers”）に開示されている。
【００１２】
本出願においては、上記した特許出願のスケジューリング方法を、ＵＭＴＳ移動通信システムに適用する。特に、２個のスケジューラをいかにリンクするか、およびＵＭＴＳに対するローカルアルゴリズムをいかにパラメータ化するかを、特に媒体アクセス制御（ＭＡＣ）スケジューラを対象に行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の説明するために、いくつかの要件と仮定を予め説明する。
【００１４】
「仮定と要件」
最大伝送パワーＰｍａｘのある量ＰＰＳ＝αＰＳ・Ｐｍａｘが、無線資源管理装置（radio resource management unit：ＲＲＭ）により、パケット交換無線ベアラに割り当てられる。スケジューラは、無線資源管理装置（ＲＲＭ）を起動することなく、ＰＰＳを自立的に用いることが出来る。
【００１５】
自動リピートリクエスト（autmatic repeat request：ＡＲＱ）を適用すると、再送信の回数は通常のトラフィックよりもはるかに少なくなると仮定する。
【００１６】
ある品質要件を有するすべての伝送は、データフローで行われる（埋設される）。したがってデータフローは、ネットワーク内の同一のソース（発信元）から同一の宛先（着信先）へのデータパケットのシーケンスとして定義され、そのデータフローの対し、ユーザはあるＱｏＳ要件を有する。
【００１７】
各無線ベアラは、１つのデータフローに関係している。複数の無線ベアラが、一人のユーザに対し確立されているために、一人のユーザに関連する複数のデータフローもまた同時に存在する。以下の説明においては、すべてのデータフローは、別々に処理されるものとする。
【００１８】
本明細書においては、データフローの要素は、プロトコルデータユニット（Protocol Date Units：ＰＤＵ）として定義する。これらのＰＤＵは、ＵＭＴＳの観点からすると、通常レイヤ３の要素であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）は、トランスポートブロック（transport blocks：ＴＢ）に細片化（segmented）され、このトランスポートブロックが、ＵＭＴＳ ３ＧＰＰ標準内に規定されている自分自身のヘッダを受領する。この操作は、レイヤ２に関係している。通常必ずしも必要なことではないが、トランスポートブロックは一定のサイズを有する。任意の数のトランスポートブロックが、１つのトランスポートブロックセット（Transport Block Set：ＴＢＳ）にまとめられる。また、１つのプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）のトランスポートブロックのみが一緒にされる。
【００２０】
１個のＴＢＳが、スケジューリングインターバル（通常１０ミリ秒）内で、メディアアクセス制御レイヤにより、フローごとに物理層（physical layer：ＰＨＹレイヤ）にスケジューリングされる。ダウンリンク共有チャネルに対しては、ソフトハンドオーバ（soft handover：ＨＯ）は仮定されていない。そのためスケジューラは、自分自身のセルの端末装置にアドレスされたデータフローのみを処理する。
【００２１】
どのようなモビリティに関連する手順、例えばハードハンドオーバは独立に無線資源管理システム（Radio Resource Management system ＲＲＭ）により処理される。データフローのビットエラーレート（Bit Error Rate：ＢＥＲ）は、無線ベアラに関連する静的ＱｏＳ要件である。遅延の制約要件によっては、フォワードエラー修正（Forward Error Correction：ＦＥＣ）すなわち受信信号エネルギー対雑音比（Ｅｂ／Ｎ０）と、自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）方法すなわち再送信の許可される回数との間にトレードオフが存在する。
【００２２】
必要とされるビットエラーレートが、常にコアネットワークあるいは無線アクセスネットワークから受信することができると仮定する。帯域幅を最適化するために、データフローのパッティングの帯域幅消費は、遅延に対するトレードオフとして最小にされる。このことは、フローのＱｏＳ制限と最新のフロー状態により示される。
【００２３】
遅延を最適にするために、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の全部がＰＤＵスケジューラにより一度に取り込まれる。ダウンリンク共有チャネルは時間的に同期している、すなわちすべてのデータフローは同一時点で送信を開始する。ダウンリンク共有チャネル上の断続的送信（discontinuous transmission：ＤＴＸ）は、同一セルの他の専用チャネル（dedicated channels：ＤＣＨ）上のユーザに対し、あるいは隣接するセルのすべてのユーザに対し、大きな変動の干渉を引き起こす。そのため、断続的送信（ＤＴＸ）は、ダウンリンク共有チャネルで使用すべきではない。
【００２４】
最新の３ＧＰＰ標準によれば、ダウンリンク共有チャネルにおける異なるデータフローに対する物理的な多重化（即ちＰＨＹ ＭｕＸ）は存在しない。その結果、ダウンリンク共有チャネル上のトランスポートフォーマットコンビネーションセット（transport format combibnation set：ＴＦＣＳ）は、１つのデータフローに対してはトランスポートフォーマットセット（transport format set：ＴＦＳ）のみからなる。トランスポートフォーマットセットは、それぞれのデータフローのデータレートＲＢに関連している。トランスポートフォーマットセットは、ＣＤＭＡ伝送システムの、そのデータレートをサポートする拡散係数（spreading factor：ＳＦ）に直接関連する。
【００２５】
１つのスケジューリングインターバル内のトランスポートブロックサイズは、各プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）に対しては一定に維持される。したがって、トランスポートブロックの数のみがメディアアクセス制御（ＭＡＣ）スケジューリングに対しカウントされる必要がある。
【００２６】
「無線資源割り当て」（Radio Resource Allocation：ＲＲＡ）
「ダウンリンク共有チャネルに対する無線資源割り当ての基本的説明」
その特性およびＣＤＭＡ方法を用いる観点からすると、ＵＭＴＳ移動通信システムにおける主な資源は、あるユーザに対し消費される送信パワーである。データフロー＃１の送信パワーＰｔｒｉは次式で表される。
【数１】
ここで（ＥＢ／Ｎ０）ｉは、データフロー＃１に対する受信信号エネルギー対雑音比率である。ＲＢｉは、データフロー＃１で用いられている現在のデータレートである。Ｗは、チップレートであり、ある時点のチップレートはＵＭＴＳに対してはＷ＝３．８４メガチップ／秒である。Ｉ０ｉは、ダウンリンクデータフローがアドレスされたユーザ装置（ＵＥ）における干渉を表す。ｈｉは、ユーザ装置ＵＥとノードＢとの間のパス喪失である。
【００２８】
ＣＤＭＡシステムの資源は、従来のスケジューリング方法、すなわち従来のスケジューラにより処理されるデータレートと、いくつかの他のパラメータに依存する係数Ｃ（例えばパス喪失と干渉）に基づいている。
【００２９】
数（１）からＣｉは次式で与えられる。
【数２】
Ｃｉの値は、スケジューリングアルゴリズムの必須不可欠な部分である。それが使用される時間によっては、この値は２つの方法で計算できる。データフローの確立時点あるいは確立中では数（２）が直接用いられる。ここで（ＥＢ／Ｎ０）ｉは、それぞれの無線ベアラのビットエラーレート（ＢＥＲ）要件から最初に決定され、（Ｉｏｉ／ｈｉ）は、ユーザ装置（ＵＥ）からネットワークへ信号が送られた測定値から得られる。
【００３１】
通信チャネルが無線ベアラとの間で確立された後は、ネットワーク内に利用可能な（Ｉｏｉ／ｈｉ）の通常の測定値は存在しない。したがって（ＥＢ／Ｎ０）ｉは、例えば環境が変動することにより最初の値とは異なる。数（２）は、その後、すなわち通信チャネルが確立した後は用いるべきではない。この時点で数（１）は、以下の式と共に用いられる。
【数３】
ここで前記の数（３）の分子は、データフロー＃１の前の伝送パワーであり、分母は前のデータレートである。
【００３３】
ダウンリンク共有チャネル上のすべての活性データフローの伝送パワー全体（数４の左辺で表される）は、パケット交換ユーザに対する割り当てられた伝送パワーＰＰＳにより制限される。そのためすべての活性データフローの全体的伝送限界は次式で表される。
【数４】
１つのチャネル伝送ユニットの機能（能力）に限界があるために、単一のデータフローの送信パワーには以下の制約（数（５）の右辺で表される）が存在する。したがって数（４）に加えて、すべての活性データフローには以下の制約が存在する。
【数５】
「改善された無線資源割り当て（ＲＲＡ）のタスクと機能」
図１は、新たな無線ベアラがスケジューリング機能に追加された時のコアネットワーク（ＣＮ）と、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と、ユーザ装置（ＵＥ）との間のメッセージフローを示す。
【００３６】
基地局（ＢＴＳ）は、ＵＭＴＳ移動通信システムの必須不可欠の一部であるが、ここには図示していない。以下のタスクと機能はスケジューリング機能あるいは動作が開始する前に、無線資源割り当て装置（ＲＲＡ）により行わなければならない。
【００３７】
「１．無線ベアラ確立リクエスト」
このフェーズの間、新たな無線ベアラ確立がコアネットワークからリクエストされる。このリクエストは、関連データフローのクオリティオブサービス（ＱｏＳ）要件、すなわち要求されたビットエラーレート（ＢＥＲ）要件と、送信すべきデータレート要件と遅延要件を含む、あるいはそれらを指定する。無線資源制御（ＲＲＣ）接続が確立されない場合には、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と、ユーザ装置（ＵＥ）との間の無線資源制御（ＲＲＣ）接続確立手順が実行され、これは図１のステップ１ａとして示す。
【００３８】
「２．アドミッション制御（Admission Control：ＡＣ）」
アドミッション制御制御の目的は、この新たなリクエストを認めるべきか否かを決定することである。アドミッション制御においては、要求されたクオリティオブサービス（ＱｏＳ）と、現在のネットワーク負荷のようないくつかのパラメータが用いられる。リクエストを認めないという他の理由は、無線資源が利用できないことであり、これが次のステップでチェックされる。リクエストが否定されると、より低いクオリティオブサービス（ＱｏＳ）とのネゴシエーション手順が行われる。
【００３９】
「３．ダイナミックチャネル割り当て」
ダイナミックチャネル割り当て（Dynamic Channel Allocation：ＤＣＡ）手順が、次の伝送パラメータをデータフローに非排他的に割り当てられる。すなわち伝送パラメータとは、伝送フォーマットセット（ＴＦＣ）、無線リンク制御（ＲＬＣ）情報、新たなチャネル化符号、初期伝送パワー等である。トランスポートフォーマットセットとチャネル化符号の割り当て方法は、「データレートの割り当て」の項に記載されている。スケジューラに対する伝送パワーＰｐａｃｋｅｔの新たな量がＤＣＡにより割り当てられる。
【００４０】
「４．無線ベアラ設定（セットアップ）」
この機能は、ＲＮＣとＵＥとの間の同期化と無線ベアラの設定を行う。さらにまたＢＴＳは、ＤＣＡにより割り当てられたパラメータでもって初期化される（図示せず）。
【００４１】
「ダイナミックスケジューリングの開始」
確立と初期化が行われると、新たなデータフローがスケジューリング機能に追加される。このスケジューリング機能は、このデータフローに対しても行われる。図１には、無線ベアラをスケジューラに追加するメッセージが示されている。
【００４２】
「データレートとＴＦＳとチャネル化符号の割り当て」
「データレートの割り当て」
各データフローに対するデータレートの割り当ては、スケジューラが達成することのできるシステム効率に大きな影響を及ぼす。データレートは、ＴＦＳとチャネル化符号に関係する。最新の３ＧＰＰ標準によれば、ダウンリンク共有チャネル内の別々のデータフローに対する物理的多重化（すなわちＰＨＹ ＭｕＸ）は存在しない。
【００４３】
その結果、ダウンリンク共有チャネル上のトランスポートフォーマットコンビネーションセット（ＴＦＣＳ）は、１つのデータフローに対しトランスポートフォーマットセット（ＴＦＳ）のみからなる。このトランスポートフォーマットセットは、それぞれのデータフローのデータレートＲＢに関連している。トランスポートフォーマットセットは、ＣＤＭＡ伝送システムにおいて、そのデータレートをサポートするのに用いられた拡散係数（spreading factor：ＳＦ）に直接関係する。
【００４４】
限界的なデータレートの荒い割り当て、あるいは予測に対しては以下のルールが適用される。最大データレートＲＢｍａｘに対しては、トランスポートフォーマットセット（ＴＦＳ）は、最大データレートの２倍から４倍に、すなわち（２〜４）ｘＲＢｍａｘにデータレートを許可するよう割り当てられる。この要件の設定には２つの理由がある。
【００４５】
第１の理由は、これらの最大トランスポートフォーマットセットは、アイドル状態にある他のデータフローからフローが利益を得る為に、要求よりも一時的に高いデータレートでフローにサービスするよう、ＭＡＣスケジューラから要求されることであるからである。これが適用されるのは、エアリンク上にキャパシティが残っている場合、およびこのフローが指定されたレートに先立って、パケットをＰＤＵリストにすでに送っている場合である。
【００４６】
第２の理由は、トランスポートブロックレベル上で時分割多重化スタイルの多重化が許されることである。
【００４７】
ＭＡＣスケジューラのアルゴリズムは、帯域幅の効率化利用の方向に向けて開発されている。そのため、パッディングを最小にするために、任意のサイズのトランスポートブロックを利用することが好ましい。このことは、利用可能なトランスポートフォーマットは、指定されたレートを一時的に超えることができることを意味する。
【００４８】
データフロー間のフェアネス（公平さ）と、帯域幅およびクオリティオブサービス（ＢＷ（Bandwidth）−ＱｏＳ）の保証は、別のスケジューラ例えばＰＤＵスケジューラにより維持される。
【００４９】
最小のデータレートＲＢｍｉｎに対しては、トランスポートフォーマットセットは、データレートがＲＢｍｉｎ以下となるよう割り当てなければならない。より小さなトランスポートフォーマットセットが利用可能となることにより、ＭＡＣスケジューラは、パッディングを最小にできる。これは新たな遅延を導入し平均伝送レートを下げるために、あるＱｏＳフローにしか適用できない。このような割り当てとＴＦＣの利用の最適化は別々に行われる。
【００５０】
ダウンリンク共有チャネルは、時間的に同期している。すなわちすべてのデータフローは同一時点で送信を開始し、ダウンリンク共有チャネル上の不連続伝送（ＤＴＸ）は、同一セルの他の専用チャネル（ＤＣＨ）上のユーザ、あるいは隣接セルのすべてのユーザに対する干渉を大きく変動させるという仮定に適合するために、データでもってデータフレーム全部を充填するトランスポートフォーマットセットのみが許される。
【００５１】
前述した最新の３ＧＰＰ標準によれば、チャネル化符号の拡散係数は、ＳＦ＝２ｋ、ｋ＝２、３．．．、のオーダにある。このことはＲＢ＝Ｒ’Ｂ・２ｎ、ｎ＝０、１、．．．、のデータレートとなることを意味する。ただしＲ’Ｂは、ある拡散係数に対する基準データレートを表し、ＲＢｍｉｎとなることがある。
【００５２】
「トランスポートフォーマットセット（Transport Format Set：ＴＦＳ）」
トランスポートフォーマットセットは、１つのデータフローに関連するトランスポートフォーマットの組（セット）として定義される。半静的部分（semi-static）（符号化、送信インターバル、レートマッチング）がビットエラーレートを決定する。それは無線資源管理により定義される。以下の議論においては、トランスポートブロックサイズとトランスポートブロックセットサイズからなる、ダイナミックな部分にのみ焦点をあてる。
【００５３】
トランスポートフォーマットセットのダイナミックな部分は、ＲＬＣの細片化（セグメンテーション）の最適化に用いることができる。このダイナミックな部分を選択するためには、データレートの粒度（granularity）とトランスポートフォーマットセットのサイズの制限との間にトレードオフが存在する。一方では各データフローは、広範囲にわたるパッディングを回避するデータレートにおいて、高い粒度を有するよう意図している。このことにより、トランスポートフォーマットセットサイズが大きくなる。
【００５４】
他方では、トランスポートフォーマットセットを用いて、データレートを変更するための効率的、物理的、あるいはＰＨＹシグナリングを可能としている。ＰＨＹシグナリング（例、ＴＦＣＩ（トランスポートフォーマットコンビネーションインディケータ）符号化）の限界により、最大のトランスポートフォーマットセットサイズも制限される。それ故に、データフローの特性に関連する以下のトランスポートフォーマットセット割り当てルールが提案され、本発明により用いられる。
【００５５】
「１．リアルタイム（Real Time：ＲＴ）サービス」
このサービスタイプは、提供されたデータを直ちに利用することを含む。そのため、高いデータレート方向への高い粒度が望ましい。そのためリアルタイムのサービスに対しては、より大きなトランスポートフォーマットセットを割り当てなければならない。
【００５６】
「２．ノンリアルタイム（Non Real Time：ＮＲＴ）遅延敏感サービス」
ある限られた自動リピートリクエスト（automatic repeat request：ＡＲＱ）をデータフローの保護に用いることができる。粒度は、純粋なＲＴサービスほどは高くないが、その理由は、あるデータはある限られた時間の間待機させる（待ち行列に入れることができる）からである。そのため、限られたトランスポートフォーマットセットが各サービスに割り当てられる。自動リピートリクエストメカニズムの効率的な使用のためには、トランスポートブロックサイズは小さくなければならない。
【００５７】
「３．ＮＲＴ非制約的遅延サービス」
この種のサービスは、帯域幅の最適化に対し最良の候補である。原理的には、無制限の待機（待ち行列）が可能である。そのため多くの粒度は必要ではない。それ故に、きわめて限られたトランスポートフォーマットをこの種のサービスに割り当てることができる。粒度はパッディングを回避するためのみ用いられる。
【００５８】
遅延の制約を超えて、さらにＱｏＳ要件とフローの仕様を考慮に入れることがよいことである。システムは、ある好ましいＰＤＵサービスに適用され、例えばトランスポート制御プロトコル受領確認（transport control protocol acknowledgement：ＴＣＰ−ＡＣＫ）のそれに適用される。バルクデータ転送は、最大ＰＤＵサイズの方向への選択をガードする。
【００５９】
「ＤＬチャネル化符号」
ダウンリンク（ＤＬ）チャネル化符号の割り当てに対しては、符号ブランチ割り当て（Code Branch Allocation：ＣＢＡ）の方法が用いられる。これは、特許出願（EP 99 301 810.0 出願日：10.03.99 発明者：Qiang Cao, Seau Lim,Jens Mueckenheim ）に開示されている。ＣＢＡ方法は、符号間隔の短縮化の問題、特にダウンリンクに関連する問題を解決するためのものである。ＣＢＡ方法は送信用に用いることのできる各ＳＦに対する拡散符号からなるコードツリーとコードブランチ内のパスを規定する。
【００６０】
コードブランチはＵＥに送信される。１つの符号ブランチの排他的同時使用のみが許される符号ブランチの交差が存在する。データレートと拡散係数（ＳＦ）との間に一定の関係が存在するために（上記の記載を参照のこと）、符号ツリー内のパスの割り当てルールは、最新の３ＧＰＰ標準の観点から用いられる。最新の３ＧＰＰ標準によれば、ダウンリンク共有チャネルには別々のデータフローに対しては物理的多重化（すなわちＰＨＹ−ＭｕＸ）は存在しない。
【００６１】
その結果ダウンリンク共有チャネル上のトランスポートフォーマットコンビネーションセット（ＴＦＣＳ）は、１つのデータフローに対してはトランスポートフォーマットセット（ＴＦＳ）のみから成り立つ。トランスポートフォーマットセットは、それぞれのデータフローのデータレートＲＢに関連している。トランスポートフォーマットセットは、ＣＤＭＡ送信システムの、そのデータレートをサポートするのに用いられた拡散係数（ＳＦ）に直接関連する。以下の割り当てルールが、本発明で用いられる。
【００６２】
１．最大要求データレート以下のデータレートに対しては、符号ツリーのノードは、常に交差点下に割り当てなければならない。これにより、パッディング縮小手法がＭＡＣスケジューラで用いられない場合には、すべてのデータフローに対し、データレートＲＢｍａｘが保証される。厳密なＢＷ−ＱｏＳ要件を有するフローに対しては、依然としてパッディング縮小が好ましい。ＣＢＡは、制約のないフローでのみ行われる。
【００６３】
２．プロアクティブスケジューリング（proactive scheduling）に対し用いることのできる、ＲＢｍａｘの２倍から４倍のより速いデータレートのＴＦＣ（例えばデータレート割り当てルール１０）に対しては、符号ツリー内の上記の交差点上にあるノードを用いることができる。ごく限られた数のデータフローのみが、このより大きなデータレートを用いることが許されているために、チャネル化符号内の利用におけるコンフリクト（衝突）を予定する必要はない。
【００６４】
次に、ダウンリンク共有チャネル上でのスケジューリングに対するチャネル化符号の割り当てに対するＣＢＡ方法を、例を挙げて説明する。図２は、ＵＭＴＳダウンリンク共有チャネル上で用いられる、直交可変拡散係数符号を表す符号ツリーを示す。各ノードは、最初の番号により与えられた拡散係数で符号シーケンスを特徴づける。符号ツリー内の全ての符号は同時に用いることはできない。
【００６５】
ノードは物理チャネル用に用いることができるが、これは、特定のノードからツリーのルートに至るパス上に他のノードが存在しない場合（すなわちより低いＳＦで）のみ、あるいは特定のノード下のサブツリー内のノードが別の物理チャネルにより使用されない場合（すなわちより高いＳＦ）のみである。実施例においては、ノード４．１以下のサブツリーは、ダウンリンク共有チャネル使用用に、とっておかれると仮定されている。符号ブランチ用のノードを二人のユーザに割り当てることは、以下のようにして行われる。
【００６６】
ノード８．１と８．２以下のノードは、同時に用いることができるために、これらのサブツリーはＲＢｍａｘ以下のデータレートに対し割り当てられる。例えばユーザ＃１は、ノード８．１と１６．１をとることができる。ユーザ＃２にはノード８．２と１６．４が割り当てられる。
【００６７】
プロアクティブなスケジューリングに対しては、ノード４．１はユーザ＃１とユーザ＃２の両方に割り当てられる。しかしこれらは同時に使用することはできない。そのためスケジューラは、ユーザ＃１がノード４．１をとった時には、ユーザ＃２は、その符号ブランチのどのノードにも送信しないようにしなければならない。そしてその逆も同様である。
【００６８】
このため、ユーザ＃１に対する符号ブランチは、（４．１）；（８．１）；（１６．１）で、ユーザ＃２に対する符号ブランチは、（４．１）；（８．２）；（１６．４）である。（図２）
【００６９】
「スケジューリング方法」
本発明は、２つのスケジューラを用い、これらのスケジューラは、新規な方法で互いにリンクされ、ある程度の予測可能な挙動を行い、同時にまた帯域幅保存細片化（bandwidth conserving segmentation）とスケジューリングを可能とする。これに関しては、前掲の特許出願（発明者：Stefan Gruhl 発明の名称：“Method of linking two schedulers of a multi-layer network and a network comprising a transceiver having linking functionality for two schedulers）を参照のこと。これらの２個のスケジューラは、ＰＤＵスケジューラとＭＡＣスケジューラと称する。
【００７０】
ＰＤＵスケジューラは、レイヤ３からの入力データとプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）上で動作する。ＰＤＵスケジューラは、各フローのＱｏＳ要件を受領し、ＰＤＵがサービスを受領すべき順番を決定する。このサービスは、より低いレイヤプロトコル機能により分配され、主に２つのステップを含む。第１ステップは、レイヤ２プロトコル関連のものであり、ＰＤＵをトランスポートブロック（Transport Blocks：ＴＢ）と、自動リピートリクエスト（Automatic Repeat
Request：ＡＲＱ）に細片化することを含む。
【００７１】
ＭＡＣスケジューラは、このリストからのＰＤＵをサービスして、リスト内の順番を反映し、かつＣＢＡ制約と、タイミング制約と、パワー制約とを考慮に入れながら行う。
【００７２】
図３は、２個のスケジューラの基本アーキテクチャーを示す。ＭＡＣスケジューラは、各フレーム時に、例えば１０ミリ秒ベースで活性化している。ＰＤＵスケジューラは、アクティブフローに対しすなわち空でない（non-empty）ＰＤＵフロー−待ち行列で動作する。直列に結合されていないスケジューラからなるシステムは好ましくない挙動を示し、そのため両方のスケジューラが互いにリンクされている。
【００７３】
中間プロトコル機能（図３の波型の丸）をリンク結合することにより、以下に示すある実行が許されるようになる為に、レイヤ２プロトコル機能は、無視可能な処理時間でもって機能の特徴でもってステイトレス（stateless）の操作として処理できることであるとする。レイヤ２の主な２つのタスクは、送信者に対してはトランスポートブロックに対する細片化プロセスとトランスポートブロックＴＢに対するＡＲＱステージである。
【００７４】
細片化プロセスは、それが新たな要素の出力ベクトル内の１個の入力要素となる（通常シーケンス番号等に対する新たなヘッダでもって）ために、直感的にステイトレスの機能である。自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）は、トランスポートブロックＴＢの入力と、同一ＴＢの出力と、ＡＲＱのパラメータセットとを具備する関数として処理される。この出力以外にＡＲＱステージの他の非同期出力も存在する。
【００７５】
（ａ）ＡＲＱウィンドウサイズに到達すると、前の送信が受信者により受領確認されるまで、出力は生成されない。このケースは、利用可能なウィンドウサイズにおけるテストが、ＡＲＱ動作を実行する前に常に行われる場合には無視される。
【００７６】
（ｂ）自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）ステージが、再送信用にリクエストを受領したときには、ＡＲＱステージは入力なしに出力を生成する。
【００７７】
再送信の回数は、通常のトラフィックよりもはるかに小さいと仮定されいる。そのため、これを、ＡＲＱステージを介して主に走るトラフィックにかかわらず、それ自身のトラフィックを生成する別個のＡＲＱプロセスとして、比較的まれなケースとして取り扱う。
【００７８】
（ｃ）再送信の最大数を超え、ＡＲＱがＰＤＵ送信を成功しなかったと見なした場合には、より上のレイヤにシグナリングしなければならない別の非同期信号が存在する。
【００７９】
２個のスケジューラをこのようにリンクする技術思想は、ＭＡＣスケジューラをプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）リスト内のＰＤＵ上で動作させ、そしてその間このリストをＰＤＵスケジューラによりダイナミックに変更させることである。したがって、ＰＤＵアクセスの全部は、オンディマンドでプロトコルの動作が行えるように参照しながら行うことである。これは、共有素子であるＰＤＵリストの固定（locking）により行うことができる。
【００８０】
正確なリンキング方法とその詳細は、前掲の特許出願（発明者：Stefan Gruhl発明の名称:："Method of linking two schedulers of a multi-layer network and a network comprising a transceiver having linking functionality for two schedulers" の主題である。
【００８１】
ＰＤＵスケジューラ
ＰＤＵスケジューラは、来入データからＰＤＥを取り出す。各データフローは、ＰＤＥフロー待行列と称する自分自身のＦＩＦＯ待行列内に順番に待機させられる。それらは、そのＱｏＳ要件に関して、ＭＡＣスケジューラ用の１つの共通リスト内にスケジューリングされる。このリストはＰＤＵリストと称する。このリストは待行列ではない。その理由は、ＭＡＣ制約によりＦＩＦＯ方式でこの待行列にサービスできないからである。
【００８２】
ＰＤＵスケジューラは、必要とされるデータレートでデータにサービスすることが出来なければならない。この為、どのようなレート保存スケジューリングポリシイも適用可能である。これに関しては、Hui Zhang 著の" Service Disciplines for guaranteed Performance Service in Packet-Switching Network " Proceedings of the IEEE,Vol 83, No.10 October 1995, e.g. Weighted Fair Queing (WF2Q) あるいは Vitual Clock Queing (VCQ) を参照のこと。
【００８３】
このスケジューラのスケジューリング素子は以下のルールに基づいて取り入れられる。通常、ＰＤＵは、十分大きく１つのユニットとしてスケジューリングされる。この場合、１つのスケジュリング素子は１個のＰＤＵに等しい。
【００８４】
ＭＡＣレイヤ上で数個のＰＤＵに同時にサービスすることが可能な場合、１つのフローからＭＡＣスケジューリング用に利用可能な数個のＰＤＵを有するのが好ましい。このことが特に当てはまるのは、ＰＤＵがあるＭＡＣスケジューリング間隔Ｔｓｃｈｅｄｕｌｅ （通常１０ミリ秒である）内で必要とされる最小データレートＲＢｍｉｎでサービスするには小さすぎることになる場合である。即ち以下の式の場合である。
【数６】
一緒にされたフローからの数個のＰＤＵを１つのコンテナに入れ込んで、それがスケジューリング素子になることにより、この問題を解決できる。そのため、スケジューリング素子は、（通常は）１個のあるいは数個のＰＤＵから構成される１個のコンテナとして定義することができる。本明細書においては、１個のスケジューリング素子は、ＰＤＵとして定義され、ＰＤＵスケジューラという用語が便宜上用いられている。
【００８６】
J. Cobb, M. Gouda and A-El-Nahas, 著の“Flow timestamps,”Annual Joint Conference of Information Sciences, 1995, に開示されているように、ＰＤＵのタイムスタンプのかわりに、フロータイムスタンプでもって動作するのが合理的である。そのようにする場合、本発明のＰＤＵスケジューラが活性状態になる時は、フローからのＰＤＵが十分にサービスされ、そのためＰＤＵリストから除かれたとき、あるいは以前に非活性状態にあったフローが、ＰＤＵの到着により空のＰＤＵフロー待ち行列内に再度活性化されたときである。本発明のＰＤＵリスト内の素子の数を活性状態のフローの数に制限することにより利点がある。
【００８７】
「ＭＡＣスケジューラ」
「ＭＡＣスケジューラの主な機能」
ＭＡＣスケジューラは、ＰＤＵスケジューラからのＰＤＵにサービスする。ＰＤＵスケジューラのリスト内の順番は、ＰＤＵスケジューラが処理すべきＰＤＵを望んでいる優先順位となる。ＭＡＣスケジューラは、３つの制約に従いながらこれを達成しようとする。
【００８８】
フローのＴＦＣ割り当てと、符号ツリー内の符号の利用可能性に起因する帯域幅の制約（ＣＢＡと称する）。
「遅延制約」
数個のタイミングインターバルにわたって拡散した後続のＴＢＳ送信のどの程度の数が、サービスされたＰＤＵのタイミング要件にしたがうために許容可能であるかの決定を引き出す。
【００８９】
「ＡＲＱ制約」
ＡＲＱサービスを受領するＴＢの送信は、ＡＲＱウィンドウサイズに到達するまで可能である。さらなる送信は、ＡＲＱステージが受信機から受領確認を受領した後のみ可能である。
【００９０】
「パワー制約」
１個の移動局への送信パワーと、セル内の全体パワーの両方が制限される。これらの問題のＲＲＭ規則を回避するために、スケジューラはこのことを考慮に入れなければならない。
【００９１】
本発明は、ＰＤＵスケジューラによりすでに適用されたように、フローのＱｏＳ要件に対する考慮を払うことなく、数個のＭＡＣスケジューリングアルゴリズムが上記の制約にしたがうことが出来るようなフレームワークからなる。
【００９２】
以下の説明においては、アルゴリズムは、これらの制約に適合するよう用いられる。ある種の改善を次に示す。
【００９３】
ＭＡＣスケジューリングの基本的なメカニズムを図４に示す。要点は次の通りである。
【００９４】
１．ＰＤＵリストのフロントに待機ポインタ（queuing pointer）を設定する。すなわちポインタ＝０を設定し全消費パワーＰｃｕｒｒｅｎｔ＝０にリセットする。
【００９５】
２．ＰＤＵリストから次のＰＤＵを取り出し、スケジューリングに対するＴＢから、それを次の以下に述べる制約と同様に考慮する。
ＰＤＵサイズ／セグメントサイズ→ＴＢの最大＃１
ＡＲＱ制約→ＴＢの最大＃２
ＴＦＣ制約→ＴＢの最大＃３
最大単一送信パワーＰｍａｘ（シングル）：ＲＢｉ（ｍａｘ）＝
Ｐｍａｘ（シングル）／Ｃｉ（数（５）を参照）、ここでＣｉは
数（２）または数（３）により与えられる。
→ＴＢの最大＃４
全パワー制限Ｐｌｉｍｉｔは、仮想的に利用可能なデータレートを計算する。
ＲＢｉ（利用可能）＝（Ｐｌｉｍｉｔ−Ｐｃｕｒｒｅｎｔ）／Ｃｉ（数（４）を参照）
→ＴＢの最大＃５
フォーマル：＃ＴＢｍａｘ＝ｍｉｎ（ＴＢの最大＃１からＴＢの最大＃５）
【００９６】
３．ＴＢＳ創設に際し、容量を最適化する決定を行う。ステップ２の制約から得られるよりも、より小さなＴＢＳをスケジューリングすることが好ましい。最適化が必要とされない場合には、ステップ２のＴＢの最大＃を選択し、これが新たな可変＃ＴＢｓｃｈｅｄｕｌｅ。となる。
【００９７】
４．＃ＴＢｓｃｈｅｄｕｌｌｅＴＢを創設する。そのため、細片化とＡＲＱオンディマンドがそれに対し実行される。かくして創設されたＴＢは、ＴＢＳに組み立てられる。創設された＃ＴＢｓｃｈｅｄｕｌｌｅに関するＲＢｉ（使用済）を設定する。
【００９８】
５．ＴＢＳを取り出し、それらをステップ８でＰＨＹレイヤに分配するために、関連ＴＦと一緒に記憶する。
【００９９】
６．Ｐｎｅｗ＝Ｐｃｕｒｒｅｎｔ＋Ｃｉ・ＲＢｉ（使用済）により、全セルパワーを計算する。この値をパワー制限Ｐｌｉｍｉｔと比較する。
【０１００】
７．全パワーチェックがＯＫの場合、すなわちＰｌｉｍｉｔ−Ｐｎｅｗ≧Ｐｍｉｎ（ＰｍｉｎはＴＢのある＃に対する最小伝送パワー）で、ＰＤＵリスト内にさらにＰＤＵがある場合には、Ｐｃｅｌｌを１個増やして、ＰＤＵリスト内の次のＰＤＵにして、Ｐｃｕｒｒｅｎｔ＝Ｐｎｅｗに設定し、ステップ２に行く。
【０１０１】
８．記憶されたすべてのＴＢＳとその関連ＴＦとをＰＨＹレイヤに分配する。
【０１０２】
「パワーリミットＰｌｉｍｉｔを処理する」
この項では、セルに対するパワーリミットＰｌｉｍｉｔをＭＡＣスケジューリングにいかに割り当てるかを説明する。スケジューラに対するパワーリミットＰｌｉｍｉｔは、次式にしたがって選択される。
【数７】
数（７）の第１項は、スケジューラがＲＲＭ割り当てＰＰＳよりも大きな資源を用いることを禁止している。第２項は、現在の送信パワーＰｃｕｒｒｅｎｔの増加が、あるリミットΔＰｉｎｃ以下になるよう保証している。この制約は、スケジューラにより処理されていない他のＴｒＣＨ上のすべてのユーザ（例えばＤＣＨのユーザと隣接セルのユーザ）に対するＤＬパワー制御は、ダウンリンク共有チャネル上の送信パワーの増加に従うために、有効である。
【０１０４】
前の時点からのダウンリンク共有チャネル全送信パワーＰｃｕｒｒｅｎｔ（ｔ−１）は、前の活性データフロー＃ｉのすべての送信パワーの和で予測される。これは数（８）で示すとおりである。
【数８】
数（８）の右辺は（数（３）でも用いられる）は、データフロー＃ｉに関連した符号シーケンスの送信パワー（コードＴｘパワー）である。これは、あるスケジューリングインターバルの期間（最大１００ミリ秒）で測定されるが、この期間は、ＲＲＭにより使用される全送信パワー測定値（最大１秒）よりもはるかに速い。
【０１０６】
数（７）の基本的な制約定義は、以下に記述するように明らかになる。
割り当てれらた無線資源を効率的に処理するために、ＭＡＣスケジューラは、再送信がない場合のスケジューラのスループットＲａｃｔｕａｌを監視する。これは次式で定義される。
【数９】
仮想帯域幅は、ＭＡＣスケジューラにより割り当てることのできる利用可能な全体データレートＲｏｖｅｒａｌｌにより定義される。この仮想帯域幅は、スケジューラに対し割り当てられた送信パワーＰＰＳに依存する。
【数１０】
Ｃ’の値は、すべてのデータフローからの定数Ｃｉからの一種の予測値を表す。スループットＲａｃｔｕａｌは次に仮想帯域幅Ｒｏｖｅｒａｌｌと比較される。この比較結果に基づいて、以下の動作を採る。
【０１０９】
Ｒａｃｔｕａｌ＜Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、スケジューリングの問題が発生する。スケジューラは、必要とされるよりも少ないデータしか処理できない。この場合ＲＲＭは、アクションを起こすよう通知されねばならない。これは利用可能なより大きな資源ＰＰＳをスケジューラに割り当てることを含む。そうでない場合には、フローに対するダイナミックな資源の再割り当てが行われる。これは、ＢＷ ＱｏＳの保証により以前はサービスされていたあるフローをドロップしたり停止したりすることを意味する。最後にこのフィードバックを用いて、将来のアドミッション制御（Admission Control）決定用に容量の予測を変更する。
【０１１０】
Ｒａｃｔｕａｌ＝Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、スケジューラは制限内で効率よく働く。このような場合、数（７）は、スケジューリングポリシーとして用いることができる。
【０１１１】
Ｒａｃｔｕａｌ≫Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、スケジューラは余裕を持って作動する。このことは、スケジューラが実際に必要とされるよりもはるかに多くのデータをスケジュール管理することができることを意味する。この場合スケジューラは、以下の方法でスループットＲａｃｔｕａｌのヒストリに基づいて、自分自身で制限した挙動を有する。
【０１１２】
Ｒａｃｔｕａｌ≦Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、数（７）の以下の変形例を用いる。
【数１１】
【０１１３】
Ｒａｃｔｕａｌ＞Ｒｏｖｅｒａｌｌの場合には、数（７）をそのまま用いる。これにより、トラフィック整形の観点から、全トラフィックの等化を行うことができる。スケジューリングプロセスに割り当てられた資源が利用可能にできるようにしておくために、ＲＲＭは自分自身の限界については知らされていない。にもかかわらず、ダウンリンク共有チャネル上の電力消費の検知可能な、より低い変動が存在すると、これは近隣セルに対し利点があり、さらにまたこのセル内のＤＣＨパワー制御変動に対しても利点がある。
【０１１４】
図５は、Ｐｌｉｍｉｔを処理する例を示す。これはより多くのパワーが必要とされる場合、リミットΔＰｉｎｃを増加する例、および必要とされるＴｘパワーが減った場合、リミットΔＰｄｅｃを減少する例を示す。
【０１１５】
「ＭＡＣスケジューリング決定の改善」
ＮＲＴサービスに対しては特に、ＰＤＵ全体を、１つのＭＡＣスケジューリングインターバルの間、スケジューリングされるべき１個のＴＢＳ内に詰め込むよう常に試みる必要は必ずしもない。数個のスケジューリングインターバルにわたって、伝送を時間的に拡散するのが好ましい。このため本発明は、主要な機能を分割するために、以下の改善処理を利用する。
【０１１６】
０：
各ＰＤＵに対するＮＲＴサービスに対しては、初期ＰＤＵ伝送に対し許された、ＭＡＣスケジューリングインターバルＴｓｃｈｅｄｕｌｅの最大数Ｎｓｃｈｅｄｕｌｅが決定される。「初期」とはこの値は潜在的な再伝送を含まないことを意味する。値Ｎｓｃｈｅｄｕｌｅは、次式で決定される。
【数１２】
ここでシステムは、他の制約（例えば、自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）が適用される場合には、再送信の数は通常のトラフィックよりもはるかに小さいという仮定）に従うことはないとする。各ＰＤＵに対しこの値が与えられると、ＭＡＣスケジューラは、パッディングを減らすために、ある時点でより少ないＴＢをスケジュールすることができる。これが可能なのは、残りのデータは次のインターバルの間、より小さなＴＢＳ内に入るからである。
【０１１８】
「発明の効果」
本発明は、前記の特定の実施例に限定されるものではない。当業者が理解できるように、レート保存法式に基づいてスケジューラは必要とされるデータレートを保証することができる。
【０１１９】
遅延の問題はスケジューリングの原理では明確には解決されないが、それぞれのデータフローが必要とされるクオリティオブサービスと適合する場合には、スケジューラは、スケジューリングシステム内の輻輳に起因するさらなる遅延が存在しないことを保証できる。
【０１２０】
好ましくは、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の要件は、適正なフォワードエラー修正（forward error correction：ＦＥＣ）機能と、自動リピートリクエスト（ＡＲＱ）機能を介してさらに保証される。
【０１２１】
改善されたスケジューラのもっとも好ましいアプリケーションは、ダウンリンク共有チャネルのデータフローの処理であり、ダウンリンク共有チャネルスケジューリングを上記で詳述した。しかし、ＱｏＳスケジューリングの本発明の方法は、ダウンリンク共有チャネルに限定されるものではなく、ダウンリンク（ＤＬ）内の専用チャネル（ＤＣＨ）上の様々なユーザおよびアップリンク（ＵＬ）の一人のユーザに対する複数のデータフローをスケジューリングすることにも適用可能である。
【０１２２】
特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線ベアラあるいはユーザ装置（ＵＥ）をスケジューラに追加するメッセージフローを表す図。
【図２】本発明の一実施例により符号ブランチ割り当て（code branch allocation：ＣＢＡ）を用いた、チャネル化符号の割り当てを表す図。
【図３】クオリティオブサービス（ＱｏＳ）のスケジューリング方法の原理を表す図。
【図４】媒体アクセス制御（ＭＡＣ）スケジューリングメカニズムを表す図。
【図５】本発明の一実施例により改善された媒体アクセス制御ＭＡＣスケジューラ内でのパワー制限をいかに処理するかを表すフローチャート図。
Claims (8)
- ＣＤＭＡ移動体通信システムにおいてクオリティオブサービスを調整するために複数のデータフローをスケジューリングする方法であって、
（Ａ）プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を含む、各データフローのクオリティオブサービス要件を受領するステップ、
（Ｂ）通信チャネル上でデータを伝送するために、サービスされるべきプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の優先順位を決定するステップ、
（Ｃ）前記決定された優先順位でもって、物理層（ＰＨＹ層）に送信すべきトランスポートブロックセット（ＴＢＳ）をダイナミックに創設することにより、割り当てられた無線資源の制約に基づいて、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をサービスするステップ
を有し、さらに、
（Ｄ）異なるプロトコルレイヤ上で、それぞれ動作する２個のスケジューラをリンクするステップ
からなり、
送信すべき来入データフローの各プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）は、下部レイヤのスケジューラ（ＭＡＣスケジューラ）によりサービスされるべき優先リスト内に、あらかじめ規定されたクオリティオブサービスの要件に関連する上部のレイヤ上のスケジューラ（ＰＤＵスケジューラ）によりスケジューリングされ、
メディアアクセス制御は、下部レイヤのスケジューラ（ＭＡＣスケジューラ）により行われ、
優先リスト内のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）上でダイナミックに動作させることにより、データ伝送のシステム効率を最適化する
ことを特徴とする方法。 - 前記（Ｃ）ステップは、帯域幅制約、タイミング制約、パワー制約のいずれか、あるいはすべてに基づいて、スケジューリングインターバル内で周期的に実行される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - （Ｅ）ユーザ装置に対して必要とされる送信パワーを調整するステップ
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の方法。 - トランシーバ装置を有するＣＤＭＡ移動体通信システムであって、
前記トランシーバシステムは、
（Ａ）所定のデータフローのクオリティオブサービスの要件に関し、複数のデータフローのプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の優先順位を与える手段、
（Ｂ）割り当てられた無線資源制約に関連して優先順位のつけられたプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をダイナミックにスケジューリングする手段
を有し、さらに、
異なるプロトコルレイヤ上でそれぞれ動作する、少なくとも２個の上部層と下部層で動作するスケジューラからなり、
前記上部層で動作するスケジューラ（ＰＤＵスケジューラ）は、下部層のスケジューラ（ＭＡＣスケジューラ）によりサービスされるべき優先リスト内に、送信すべき来入データフローの各プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）をスケジューリングし、
前記下部層で動作するスケジューラ（ＭＡＣスケジューラ）は、メディアアクセス制御を実行し、
優先リスト内のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）上で、ダイナミックに動作することによりデータ伝送のシステム効率を最適化するシステム。 - ユーザ装置に対し必要とされる送信パワーを調整する手段
をさらに有することを特徴とする請求項４記載のシステム。 - 再送信なしのスループットを監視する手段をさらに有し、
前記割り当てられた送信パワー（ＰＰＳ）に基づいて、仮想帯域幅と前記スループットを比較し、割り当てられた送信パワー（ＰＰＳ）によりあらかじめ定義されたリミット内に、送信パワー（Ｐｌｉｍｉｔ）を調整する
ことを特徴とする請求項４記載のシステム。 - ユーザ装置に対し、最小データ伝送レート（ＲＢｍｉｎ）及び／または最大データ伝送レート（ＲＢｍａｘ）を確保する手段
をさらに有することを特徴とする請求項４記載のシステム。 - ロジカル−リンク−制御−レイヤ上と、メディア−アクセス−制御−レイヤで、それぞれ動作する２個のリンクされたスケジューラを有する
ことを特徴とする請求項４記載のシステム。
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