JP4150622B2 - Packet transmission control apparatus and packet transmission control method - Google Patents

Description

、
▲２▼平均伝送速度
【００１２】
【数２２】

、
▲３▼無線基地局におけるパケットの滞留時間
【００１３】
【数２３】

が測定される。ステップＳ４３では、ステップＳ４２で測定された▲１▼〜▲３▼の値を用いて次式に基づく評価関数Ｃ_ｎが計算される。
【００１４】
【数２４】

ステップＳ４４では、ステップＳ４３で計算された評価関数Ｃ_ｎがＣ_ｍａｘを越えているかどうかを判定する。ここでは、Ｃ_ｍａｘ＝０であるので、ステップＳ４４の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ４５では、ステップＳ４３で計算されたＣ_ｎの値がＣ_ｍａｘに、ｎ_ｍａｘ＝１にセットされる。その後、ステップＳ４６でｎが＋１インクリメントされ、ステップＳ４７のループ処理により無線基地局と通信中の移動局数の評価関数が順次求められ、ステップＳ４８において、評価関数が最大となる移動局が選択され、その移動局に対し送信キューが割当てられる。
【００１５】
また、上述のスケジューリングアルゴリズムの他にも各移動局の無線状態に基づいてスケジューリングを行なう、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ（＝Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃ/Ｉ）スケジューラや、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラが知られている。
【００１６】
Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラは、無線基地局に属する移動局のうち、一番下り品質が高い移動局に対して送信割当てを行なうスケジューリング方法である。したがって、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラの評価関数は、次式のように示すことができる。
（Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラの評価関数式）
Ｃ_ｎ＝Ｒ_ｎ
ここで、
Ｒ_ｎは移動局ｎの下りリンクの瞬時の無線状態を示すものである。
【００１７】
図１０は、無線基地局が、２つの移動局と通信している場合の、それぞれの移動局における下り品質（縦軸）と、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラによる送信割当てのパターン（横軸：時間軸）の一例を示す図である。同図が示すように、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラの場合、スケジューリング周期の始めにおいて下り回線品質の良い移動局に対する送信割当てが行なわれる（同図の太字線参照）。通常、伝送できる情報速度は、伝送する回線の品質に依存して高くなる。したがって、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューリングでは、最も伝送速度が高くなる移動局に対して送信機会を与える。しかし、無線基地局から遠い位置に存在する移動局など、平均的に下り回線状況が悪い移動局に対しては、ほとんど送信機会が与えられないため、各移動局で得られるスループットが極端に異なるという問題が生じる。すなわち、無線基地局の近傍に存在する移動局は、極端に良いスループットを得ることができるが、それ以外の移動局は低いスループットとなるという状況が生じる。
【００１８】
そこで、個々の移動局の下り回線状況の瞬時的な変動に応じて、送信割当てを行ないつつ、移動局間の公平性の面で上記のＭａｘ Ｃ／Ｉスケジューラを改善したスケジューラとしてＰｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラ（以下、ＰＦスケジューラと略記）が提案されている（非特許文献１参照）。
【００１９】
ＰＦスケジューラは、移動局の瞬時の下り品質と、平均的な伝送速度との比が一番高いものに対して送信割当てを行なう。したがって、ＰＦスケジューラの評価関数は、次式のように示すことができる。
【００２０】
（ＰＦスケジューラの評価関数式）
【００２１】
【数２５】

ここで、
【００２２】
【数２６】

は移動局ｎの平均伝送速度を示すものである。
【００２３】
ＰＦスケジューラは、各々の移動局において、下り品質が比較的良い状況での送信割当てが行なわれるため、ラウンドロビンスケジューラと比較して、高いスループットを得ることが期待できる。そのうえ、各移動局の平均伝送速度で除算することで、平均伝送速度が高い移動局の評価関数式の値を下げ、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラに比べて時間的な公平性の高い割当てを実現することができる。図１１は、無線基地局が、２つの移動局と通信している場合の、それぞれの移動局における下り品質（縦軸）と、ＰＦスケジューラによる送信割当てのパターン（横軸：時間軸）の一例を示す図である。同図が示すように、ＰＦスケジューラの場合、瞬時の無線状態が良い移動局に対する送信割当てが行なわれる（同図の太字線参照）。
【００２４】
また、１つの移動局への送信が、利用できる最高移動データ送信速度で行われるパケットのスケジューラとして、ラージスト・ウェイテッド・ディレイ・ファースト（Ｌargest Ｗeighted Ｄelay Ｆirst：ＬＷＤＦ）スケジューラが知られており、このＬＷＤＦスケジューラを改良したＭ−ＬＷＤＦスケジューラが特許文献１に開示されている。
【００２５】
このＭ−ＬＥＤＦスケジューラでは、各移動局の無線状態、達成した伝送速度、無線基地局におけるパケットの滞留時間、サービスの優先度を全て評価関数式に入れている。すなわち、バッファ滞留時間やサービスのプライオリティを評価関数式に入れることで、サービスのＱｏＳを満たしつつ、スループットが増大できる旨が開示されている。
【００２６】
上記Ｍ−ＬＷＤＦスケジューラ評価関数は、次式のように示すことができる。
【００２７】
（Ｍ−ＬＥＤＦスケジューラの評価関数式）
【００２８】
【数２７】

ここで、
Ｄ_ｎは任意に設定できる定数、Ｅ_ｎはチャネルの状態を示す重み係数を示すものである。上記特許文献では、Ｄ_ｎの設定例として、サービスの許容遅延および許容遅延を上回る時間率に基づいて設定されている。
【００２９】
【非特許文献１】
J.M.Holtzman, IEEE VTC2000 spring
【００３０】
【非特許文献２】
３ＧＰＰ ＴＲ２５．８４８ｖ４．０．０
【００３１】
【非特許文献３】
３ＧＰＰ２ Ｃ．Ｓ００２４ Ｒｅｖ．１．０．０
【００３２】
【特許文献１】
特開２００１−２７４８３９号公報
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、無線基地局における送信待ちパケットの送信順序を決定するスケジューリングアルゴリズムとしては、ラウンドロビンスケジューリング法、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューリング法、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューリング法やＭ−ＬＷＤＦスケジューリング法などがある。
【００３４】
しかしながら、サービス性（例：セキュリティ、ＱｏＳ、マルチキャスト等）やサービス提供事業者のネットワーク事情あるいは課金形態などによって望ましいスケジューラは異なる。また、これらの事情はサービスの運用を開始した後にも変化していくものであり、望ましいスケジューラもそれに応じて変化する。
【００３５】
従来は、上記のスケジューラを切替えて用いるために、無線基地局のスケジューラ機能部に複数の評価関数の計算プログラムを実装していたため、実装負荷が大きくなるといった問題があった。また、上記スケジューラ機能部のプログラムの実装領域は限られており、限られた種類のスケジューラのみしか実装できないといった問題もあった。
【００３６】
また、提供するサービスが複数存在し、ぞれぞれのサービスで要求されるＱｏＳが異なる場合には、望ましいスケジューラはそのサービス毎に異なる。したがって、サービスクラス、あるいは優先度クラス毎に評価関数の計算プログラムを実装する必要があるが、実装負荷が大きくなってしまうため全ての計算プログラムを実装することは難しい。このため、異なるＱｏＳのサービスに対し同種類のスケジューラが用いられていた。
【００３７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、スケジューラのプログラムの実装負荷を抑え、かつ高いサービス性を持った柔軟なパケット送信制御装置及びパケット送信制御方法を提供することである。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の一実施例によれば、複数の無線端末ｎ（ｎは無線端末の添え字）に対するパケットの送信を制御するパケット送信制御装置であって、前記無線端末ｎの無線状態Ｒ_ｎと、前記無線端末ｎの伝送速度
【００３９】
【数２８】

と、送信すべきパケットの滞留時間Ｗ_ｎを把握する状態把握手段と、前記無線状態Ｒ_ｎをべき乗する指数αと、前記伝送速度
【００４０】
【数２９】

をべき乗する指数βと、記パケットの滞留時間Ｗ_ｎをべき乗する指数γを設定する設定手段と、
【００４１】
【数３０】

との関係に基づいて、送信相手となる無線端末を選択する無線端末選択手段とを有することを特徴としている。
【００４２】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記無線端末選択手段は、各無線端末に対する評価関数Ｃ_ｎを、
【００４３】
【数３１】

にしたがって計算する評価関数算出手段を有し、前記評価関数算出手段により計算された評価関数Ｃ_ｎが最大となる無線端末を送信相手の無線端末として選択することを特徴としている。
【００４４】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記無線端末選択手段は、各無線端末に対する評価関数Ｃ_ｎを、
【００４５】
【数３２】

ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}：無線端末ｎが受信可能な最低の送信間隔
にしたがって計算する評価関数算出手段を有し、前記評価関数算出手段により計算された評価関数Ｃ_ｎが最大となる無線端末を送信相手の無線端末として選択することを特徴としている。
【００４６】
また、本発明の一実施例によれば、複数の無線端末ｎ（ｎは無線端末の添え字）に対するパケットの送信を制御するパケット送信制御装置であって、前記無線端末ｎの無線状態Ｒ_ｎと、前記無線端末ｎの伝送速度
【００４７】
【数３３】

と、送信すべきパケットの滞留時間Ｗ_ｎを把握する状態把握手段と、優先度クラスを複数設けるクラス設定手段と、前記優先度クラスに応じた重み係数Ａ_ｉ（ｉは無線端末の優先度クラスの添え字）と、前記無線状態Ｒ_ｎをべき乗する指数α_ｉと、前記伝送速度
【００４８】
【数３４】

をべき乗する指数β_ｉと、前記パケットの滞留時間Ｗ_ｎをべき乗する指数γ_ｉを前記優先度クラス毎に設定する優先度クラス設定手段と、
【００４９】
【数３５】

との関係に基づいて、送信相手となる無線端末を選択する無線端末選択手段とを有することを特徴としている。
【００５０】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記無線端末選択手段は、各無線端末に対する評価関数Ｃ_ｎを、
【００５１】
【数３６】

にしたがって計算する評価関数算出手段を有し、前記評価関数算出手段により計算された評価関数Ｃ_ｎが最大となる無線端末を送信相手の無線端末として選択することを特徴としている。
【００５２】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記無線端末選択手段は、各無線端末に対する評価関数Ｃ_ｎを、
【００５３】
【数３７】

ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}：無線端末ｎが受信可能な最低の送信間隔
にしたがって計算する評価関数算出手段を有し、前記評価関数算出手段により計算された評価関数Ｃ_ｎが最大となる無線端末を送信相手の無線端末として選択することを特徴としている。
【００５４】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、
前記状態把握手段は、前記無線端末ｎの伝送速度
【００５５】
【数３８】

を、
【００５６】
【数３９】

ｒ_ｎ：瞬時伝送速度
δ：パラメータとして与えられる忘却係数
にしたがって計算する伝送速度計算手段を有することを特徴としている。
【００５７】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記瞬時伝送速度ｒ_ｎは、送達確認が取れたデータのサイズ又は送信したデータのサイズ又は前記無線端末ｎより報告される無線状態を示す値と同じ値のいずれにて表されることを特徴としている。
【００５８】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記伝送速度計算手段は、所定の送信時間間隔毎又は前記評価関数Ｃ_ｎを計算した送信時間間隔毎のいずれにて前記無線端末ｎの伝送速度
【００５９】
【数４０】

を更新する伝送速度更新手段を有することを特徴としている。
【００６０】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記設定手段により、前記無線状態Ｒ_ｎをべき乗する指数αと、前記伝送速度
【００６１】
【数４１】

をべき乗する指数βと、前記パケットの滞留時間Ｗ_ｎをべき乗する指数γを、
α＝１
β＝１
γ＝０
に設定することにより、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラとして動作させるＰＦスケジューラ動作手段を有することを特徴としている。
【００６２】
また、本発明の一実施例によれば、前記のパケット送信制御装置であって、
前記設定手段により、前記無線状態Ｒ_ｎをべき乗する指数αと、前記伝送速度
【００６３】
【数４２】

をべき乗する指数βと、前記パケットの滞留時間Ｗ_ｎをべき乗する指数γを、
α＝１
β＝０
γ＝０
に設定することにより、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃ／Ｉ スケジューラとして動作させるＭＡＸ Ｃ／Ｉスケジューラ動作手段を有することを特徴としている。
【００６４】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記設定手段により、前記無線状態Ｒ_ｎをべき乗する指数αと、前記伝送速度
【００６５】
【数４３】

をべき乗する指数βと、前記パケットの滞留時間Ｗ_ｎをべき乗する指数γを、
α＝０
β＝１
γ＝１
に設定することにより、ラウンドロビンスケジューラとして動作させるラウンドロビンスケジューラ動作手段を有することを特徴としている。
【００６６】
また、本発明の一実施例によれば、前記パケット送信制御装置であって、前記設定手段は、前記無線状態Ｒ_ｎをべき乗する指数αと、前記伝送速度
【００６７】
【数４４】

をべき乗する指数βと、前記パケットの滞留時間Ｗ_ｎをべき乗する指数γを、外部からの指示に基づいて設定する外部設定手段を有することを特徴としている。
【００６８】
上記本発明によれば、スケジューラの評価関数式の指数パラメータを引数のように設定することで、一つの評価関数の計算プログラムを変更することなく、スケジューラの変更を行なうことができる。すなわち、一つの評価関数の計算プログラムの実装で、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラ、ＰＦスケジューラ、ラウンドロビンスケジューラやＭ−ＬＷＤＦなど様々なスケジューラを実現することが可能となる。
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００７０】
図１は、本発明の実施の一形態に係るパケット送信制御方法が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。
【００７１】
同図において、この移動通信システムは、無線基地局１００と複数の移動局（＃１〜＃３）１０〜１２から構成され、前述したＨＳＤＰＡを適用した場合を示している。ＨＳＤＰＡにおける下りパケット伝送では、各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２で共有して使用される下り共有チャネル（ＤＳＣＨ：Downlink Shared Channel又はＨＳ(High speed)−ＤＳＣＨ）と、各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２に個別に割当てられる物理チャネルに付随する付随個別チャネル＃１〜＃３（上り下りのの双方向チャネル）が用いられる。付随個別チャネル＃１〜＃３の上りでは、ユーザデータ以外に、パイロットシンボル、下り付随個別チャネル送信のための電力制御コマンド（ＴＰＣコマンド）、共有チャネルのスケジューリングや、ＡＭＣＳ（適応変調・符号化）に用いるための下り品質情報等が伝送される。一方、付随個別チャネル＃１〜＃３の下りでは、上り付随個別チャネルのための送信電力制御コマンド等が伝送される。
【００７２】
上記において、各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２は同一の構成、機能を持つので、以下では、特段の断りがない限り移動局ｎ（ｎ≧１）として説明を進める。
【００７３】
図２は、図１に示す無線基地局１００の構成例を示す機能ブロック図である。
【００７４】
同図において、この無線基地局１００は、送受信アンテナ１０１と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、ＨＷＹインターフェース１０６から構成される。下りリンクのパケットデータについては、無線基地局１００の上位に位置する無線制御装置からＨＷＹインターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。ベースバンド信号処理部１０４では、再送制御（ハイブリッドＡＲＱ）の処理や、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、拡散処理が行なわれて送受信部１０３に転送される。送受信部１０３では、ベースバンド信号処理部１０４から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施され、その後、アンプ部１０２で増幅されて送受信アンテナ１０１より送信される。
【００７５】
一方、上りリンクのデータについては、送受信アンテナ１０１で受信された無線周波数信号がアンプ部１０２で増幅され、送受信部１０３で周波数変換されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理部１０４で逆拡散やＲＡＫＥ合成、誤り訂正復号がなされた後、ＨＷＹインターフェース１０６を介して無線制御装置に転送される。
【００７６】
また、呼処理部１０５では、無線制御装置と呼処理制御信号の送受信を行ない、無線基地局１００の状態管理やリソース割当てが行なわれる。
【００７７】
図３は、上記ベースバンド信号処理部１０４の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００７８】
同図において、このベースバンド信号処理部１０４は、レイヤー１処理部１１１と、ＭＡＣ-ｈｓ（Medium Access Control−HSDPAの略称）処理部１１２から構成され、レイヤー１処理部１１１とＭＡＣ−ｈｓ１１２処理部はそれぞれ呼処理部１０５と接続される。レイヤー１処理部１１１では、下りデータのチャネル符号化や上りデータのチャネル復号化、上下の個別チャネルの送信電力制御や、ＲＡＫＥ合成、拡散・逆拡散処理が行なわれる。ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２では、ＨＳＤＰＡにおける下り共有チャネルのＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）や送信待ちパケットに対するスケジューリングが行なわれる。
【００７９】
図４は、図３に示すＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の機能構成を示す機能ブロック図である。同図において、このＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２は、例えば、以下の機能ブロックを備えて構成される。
【００８０】
▲１▼フローコントロール部１２０
▲２▼ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１３０
▲３▼スケジューラ部１４０
▲４▼ＴＦＲ（Transport Format and Resource）選択部１５０
▲５▼パケット滞留時間測定部１６０
▲６▼移動局伝送速度計算部１７０
▲７▼評価関数計算部１８０
▲１▼のフローコントロール部１２０は、無線制御装置からＨＷＹインターフェース１０６を介して受信される信号の伝送速度を実装されているバッファの容量等に基づいて調整する機能を備える。各フローコントロール（＃１〜＃Ｎ）１２１_１〜１２１_Ｎは、パケットの流通量を監視し、パケット流通量が増大し、キューバッファのメモリの空きが減少してくると送信パケット送出量を抑制する処理を行なう。
【００８１】
▲２▼のＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１３０は、ＨＳ−ＤＳＣＨに割当てる無線リソース（電力リソースや符号リソース、ハードウェアリソースなど）を計算するＨＳ−ＤＳＣＨパワーリソース計算部１３１とＨＳ−ＤＳＣＨコードリソース計算部１３２を備える。
【００８２】
▲３▼のスケジューラ部１４０は、Ｎ個のプライオリティキュー（＃１〜＃Ｎ）１４１_１〜１４１_Ｎと、Ｎ個のリオーダリング部（＃１〜＃Ｎ）１４２_１〜１４２_Ｎと、Ｎ個のＨＡＲＱ部（＃１〜＃Ｎ）１４３_１〜１４３_Ｎを有する。プライオリティキュー（＃１〜＃Ｎ）１４１_１〜１４１_Ｎとは、コネクション毎のキューであり、通常は、１ユーザで１プライオリティキューを持つが、１ユーザが複数のコネクションを持つ場合には、１ユーザで複数のプライオリティキューを持つ。プライオリティキュー（＃１〜＃Ｎ）１４１_１〜１４１_Ｎには、下りリンクのデータが入れられスケジューリングで選択されるまで蓄積される。リオーダリング部（＃１〜＃Ｎ）１４２_１〜１４２_Ｎでは、ＨＡＲＱにおける再送制御において、下りの受信順序制御を移動局ｎが行なえるように、データに対してシーケンス番号を付与し、移動局ｎの受信バッファがあふれないようにウィンドウ制御を行なう。ＨＡＲＱ部（＃１〜＃Ｎ）１４３_１〜１４３_Ｎでは、Ｍプロセスのストップアンドウェイトプロトコルによって、上りＡｃｋ/Ｎａｃｋフィードバックに基づいた再送制御を行なう。
【００８３】
図５は、ＨＡＲＱ部（＃１〜＃Ｎ）１４３_１〜１４３_Ｎで行なわれるストップアンドウェイトプロトコルの動作例を示す図である。ストップアンドウェイトプロトコルＡＲＱでは、受信側は、送信側からのパケットを受けとると送信確認（ＡＣＫ/ＮＡＣＫ）を送信側に返す。同図では、受信側は、パケット＃１を受けとったとき、正しく受信されなかったので、否定応答（ＮＡＣＫ）を送信側に返している。また、パケット＃２については、正しく受信されたので、肯定応答（ＡＣＫ）を送信側に返している。以下、受信側では、受けとったパケットの順にＡＣＫ又はＮＡＣＫを送信側に返す動作を繰り返す。
【００８４】
▲４▼のＴＦＲ（Transport Format and Resource）選択部１５０では、選択されたユーザのデータについて、上りチャネルで受信する下り品質インジケータや、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部で計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割当てる無線リソース（電力リソース、符号リソース、ハードリソース）などに基づいて、下り伝送チャネルの伝送フォーマット（コード変調、変調多値数、符号化率）及び送信電力を決定するＣＱＩ（Channel Quality Indicator）Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ機能がＮ個(＃１〜＃Ｎ) １５１_１〜１５３_Ｎ備えられ、このＣＱＩ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ機能で決定された下り伝送チャネルの伝送フォーマット及び送信電力はレイヤー１処理部へと通知される。
【００８５】
▲５▼のパケット滞留時間測定部１６０では、プライオリティキュー１４１_１〜１４１_Ｎに格納されるパケットの滞留時間が測定される。パケットの滞留時間測定方法は、例えば、プライオリティキュー１４１_１〜１４１_Ｎにパケットが格納されてからの経過時間を監視する等の方法がとられる。
【００８６】
▲６▼の移動局伝送速度計算部１７０では、次式に基づき移動局ｎの伝送速度（平均伝送速度）が計算される。
【００８７】
【数４５】

ここで、ｒ_ｎは瞬時伝送速度を示すものであり、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２において▲１▼送信されたデータの送達確認ができたデータのサイズ（データ量）又は▲２▼送信されたデータのサイズ（データ量）又は▲３▼移動局ｎから報告される下り瞬時の無線状態の値のいずれを移動局ｎにおけるデータ伝送速度（瞬時のデータ伝送速度）とする。
【００８８】
また、δは、平均化のための忘却係数（０≦δ≦１）を示すものである。
【００８９】
上記（１）式に基づいて求められた移動局ｎの平均伝送速度の更新機会の組み合わせは、例えば、図６に示すような５通り（下記参照）が考えられる。
【００９０】
【数４６】

なお、移動局ｎの平均伝送速度を求めるには、上記方法の他に、例えば、データリンク層でのデータの伝送速度を測定する機能がＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２に備えられ、移動局ｎがデータ通信状態に入った後、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２に流入したデータ量を一定時間毎に測定する。そして、その測定された一定時間毎のデータ量を移動局ｎにおけるデータ伝送速度（瞬時のデータ伝送速度）とする場合もある。
【００９１】
▲７▼の評価関数計算部１８０では、スケジューラ部１４０でのスケジューリングの際に用いられる各移動局毎の評価関数が計算される。スケジューラ部１４０では、上記の評価関数計算部１８０で計算された各移動局毎の評価関数のうち最大の評価関数をもつ移動局ｎを選択し、その移動局ｎに対しプライオリティキューを割当てる（下りリンクの送信割当てを行なう）。
【００９２】
また、図３に示すレイヤー１処理部１１１では、各移動局からの上り個別物理チャネルの専用の制御ビットフィールドに載せられて報告される下り無線状態を示す情報を受けとり、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部１８０に出力する。上記無線状態を示す情報とは、例えば、瞬時受信ＳＩＲ（Signal-to-Interference Ratio）やＢＥＲ(Bit Error Rate)等である。
【００９３】
次に、本発明に係るＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２でのスケジューリング動作について図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００９４】
（実施の形態１）
図７において、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部１８０は、まず、ステップＳ１において移動局ｎの評価関数を計算するための初期値設定を行なう。
【００９５】
（初期値設定）
ｎ＝１
Ｃ_ｍａｘ＝０
ｎ_ｍａｘ＝０
ここで、ｎは移動局の添え字を表し、Ｃ_ｍａｘは、評価関数の最大値を表し、ｎ_ｍａｘは、評価関数が最大となる移動局の添え字を表す。
【００９６】
ステップＳ２〜Ｓ４では、評価関数Ｃ_ｎの計算に用いる下記の▲１▼〜▲３▼の情報の取得が行なわれる。
【００９７】
▲１▼ステップＳ２：レイヤー１処理部１１１から出力される移動局ｎの下りリンクの瞬時の無線状態（Ｒ_ｎ）の取得
▲２▼ステップＳ３：移動局伝送速度計算部１７０から出力される移動局ｎの平均伝送速度
【００９８】
【数４７】

の取得
▲３▼ステップＳ４：パケット滞留時間測定部１６０から出力される移動局ｎのパケット滞留時間（Ｗ_ｎ）の取得
ステップＳ５では、上記▲１▼〜▲３▼の情報が全て取得されたどうかが判定され、上記▲１▼〜▲３▼の情報が全て取得されたと判定されたとき（ステップＳ５でＹＥＳ）は、次ステップに移行し、そうでなければ（ステップＳ５でＮＯ）、上記▲１▼〜▲３▼の情報のうち未取得情報の取得が行なわれる。
【００９９】
ステップＳ６では、呼処理部１０５を介して遠隔から指定される指数パラメータ（α，β，γ）を受けとり、ステップＳ６で次式の（１）又は（２）にしたがって評価関数（Ｃ_ｎ）が計算される。
【０１００】
【数４８】

ここで、ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}とは、移動局ｎの受信可能な最小なＴＴＩ(Transmission Time Interval)である。上記ＴＴＩ_ｍｉｎがとり得る値としては、例えば、文献（３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０６ｖ５．２．０ ＵＥ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）のＴａｂｌｅ５．１ａに示すように、移動局ｎの受信信号処理負荷を軽減するために、同値が２、３といった値をとることが予想される。
【０１０１】
ここでは、上記式（１）を用いて評価関数Ｃ_ｎを計算した場合の作用効果について説明する。本実施形態では、上記（１）式の右辺第一項の分子Ｒ_ｎをべき乗する指数α、右辺第一項の分母
【０１０２】
【数４９】

をべき乗する指数β、右辺第二項のＷ_ｎをべき乗する指数γを指数パラメータ（α，β，γ）とし、これらを遠隔、例えば、無線基地局１００の上位ノード（例：無線制御装置やコアネットワーク上のサーバ等）から指定する。上記指数パラメータ（α，β，γ）は、例えば、呼処理制御信号に含められて上位ノードから無線基地局１００へと通知される。無線基地局１００は、上記呼処理制御信号に含まれる指数パラメータ（α，β，γ）を呼処理部１０５で受けとり、ベースバンド信号処理部１０４内のＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部１８０に転送する。評価関数計算部１８０では、その転送されてきた指数パラメータ（α，β，γ）を上記式（１）に代入して評価関数Ｃ_ｎを計算する。
【０１０３】
例えば、上記指数パラメータ（α，β，γ）を（１，１，０）と設定することにより、下りの瞬時の無線状態と移動局ｎの平均伝送速度との比に基づいて送信割当てを行なうＰＦスケジューラとして動作させることができる。
【０１０４】
また、上記指数パラメータ（α，β，γ）を（１，０，０）と設定すれば、下り無線状態に基づいて送信割当てを行なうＭａｘ Ｃ／Ｉスケジューラとして、（０，１，１）と設定すれば、無線基地局と各移動局との無線状態に関わらず、全ての移動局に対して均等に送信割当てを行なうラウンドロビンスケジューラとして動作させることができる。すなわち、上記指数パラメータ（α，β，γ）を変えるだけで、様々なスケジューラを一つの計算プログラムで実現することができる。
【０１０５】
上記のようにしてステップＳ７で評価関数Ｃ_ｎが計算されると、その計算された評価関数Ｃ_ｎが最大値であるかどうかが判定（ステップＳ８）される。ここでは、Ｃ_ｍａｘ＝０に設定（初期値）されているので、ステップＳ７で測定された評価関数Ｃ_ｎがＣ_ｍａｘに設定され、そのＣ_ｍａｘを与える移動局ｎが移動局ｎ_ｍａｘとして設定される（ステップＳ９）。
【０１０６】
ステップＳ１０では、次の移動局の評価関数を計算するために移動局ｎを＋１インクリメントする。そして、移動局ｎが無線基地局と通信中の移動局数（Ｎ）を越えると判断されなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、上記のステップＳ２以降のループ処理が移動局数（Ｎ）を越えると判断されるまで繰り返し行なわれる。すなわち、無線基地局と通信中の移動局全ての評価関数Ｃ_ｎが計算される。一方、ステップＳ１１で移動局ｎが無線基地局と通信中の移動局数（Ｎ）を越えると判断されたときは（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ９で設定された移動局ｎ_ｍａｘに対して送信キューの割当てを行なうようスケジューラ部１４０に指示する。
【０１０７】
以上説明したように本実施形態によれば、スケジューラの評価関数式の指数パラメータを引数のように設定することで、一つの評価関数の計算プログラムを変更することなく、スケジューラの変更を行なうことができる。すなわち、一つの評価関数の計算プログラムの実装で、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラ、ＰＦスケジューラ、ラウンドロビンスケジューラやＭ−ＬＷＤＦなど様々なスケジューラを実現することが可能となる。
【０１０８】
また、上記指数パラメータを再設定するだけで容易にスケジューラの動作を変えられるので、サービス提供事業者のネットワーク事情や課金形態などその場に適したスケジューラにてパケットのスケジューリングを行なうことが可能となる。
【０１０９】
さらに、評価関数Ｃ_ｎの計算式として上記（２）式を用いれば、移動局ｎの最小受信間隔が大きいことに起因する伝送速度の劣化の影響をスケジューリングの計算から除くことができる。
【０１１０】
なお、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部１８０は、例えば、ＣＰＵやデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、あるいはＦＰＧＡ等のプログラムの書き換えが可能なプログラマブルデバイスで構成され、所定のメモリ領域に上述した評価関数のプログラムが記憶され、指数パラメータ（α，β，γ）をダウンロードして書き換える構成がとられる。このとき、上記指数パラメータ（α，β，γ）を無線基地局の上位ノードからダウンロードしてもよいし、評価関数計算部１８０に端末Ｉ／Ｆ（外部インターフェース機能）を設け、端末から直接上記指数パラメータ（α，β，γ）を読み込ませるような形態であってもよい。
【０１１１】
また、上述したＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の各機能ブロックは、ハードウェアで分割される場合もあるし、プロセッサ上のプログラムでソフトウェアとして分割されている場合もあり得る。
【０１１２】
（実施の形態２）
ところで、パケット通信網におけるパケット送信においては、例えば、特開平３−５８６４６号公報に提案されているように、優先度クラスを２種類設け、第１の優先度をもつパケットを第２の優先度をもつパケットより優先的に伝送することが考えられている。
【０１１３】
本実施形態では、優先度クラスを複数定義し、優先度に応じてパケットをスケジューリングする方法について図８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１４】
図８において、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部１８０は、まず、前述したプライオリティキュー（＃１〜＃Ｎ）１４１_１〜１４１_Ｎをいくつかの優先度クラスに分類し、予め定義する（ステップＳ２１）。そして、ステップＳ２２において移動局ｎの評価関数Ｃ_ｎを計算するための初期値設定を行なう。
【０１１５】
そして、ステップＳ２３〜Ｓ２６で評価関数の計算に必要な
【０１１６】
【数５０】

が全て取得されると、ステップＳ２７で、呼処理部１０５を介して遠隔から指定される指数パラメータ（α_i ，β_i ，γ_i）と優先度クラス毎に与える重み係数Ａｉ（ただし、ｉは移動局の優先度レベルの添え字）を受けとり、ステップＳ２８で次式の（３）又は（４）に基づき評価関数（Ｃ_ｎ）が計算される。ここで、移動局ｎの優先度クラスをＰＣ_ｎとした場合、次式（３）又は（４）は、
【０１１７】
【数５１】

で表される。
【０１１８】
上記式（３）、（４）において、例えば、優先度クラスを二つ設け、高いクラスをｉ＝１、低いクラスをｉ＝２とした場合、Ａ_１＞Ａ_２となるように設定し、高いクラスの移動局のパケットを優先的に送信するようにする。すなわち、Ａ_１とＡ_２の差を十分に大きくとることで、優先度の高いデータが必ず優先して送信されるようになる。
【０１１９】
また、指数パラメータ（α_１，β_１，γ_１）＝（１，１，０）、（α_２，β_２，γ_２）＝（１，０，０）と設定することにより、優先度の高いデータはＰＦスケジューラとして、優先度の低いデータはＭａｘ Ｃ／Ｉスケジューラとして動作させることができる。すなわち、許容遅延が小さいデータについては、送信キューがより公平にいきわたるようにし、許容遅延が大きいデータについては、無線状態のよい移動局に送信キューを割当てるので、スループットの重視するといった構成を上記指数パラメータの設定のみで実現することができる。
【０１２０】
上記のようにしてステップＳ２８で評価関数Ｃ_ｎが計算されると、その計算された評価関数Ｃ_ｎが最大値であるかどうかが判定（ステップＳ２９）される。ここでは、Ｃ_ｍａｘ＝０に設定（初期値）されているので、ステップＳ２９で計算された評価関数Ｃ_ｎがＣ_ｍａｘに設定され、そのＣ_ｍａｘを与える移動局ｎが移動局ｎ_ｍａｘとして設定される（ステップＳ３０）。
【０１２１】
ステップＳ３１では、次の移動局の評価関数を計算するために移動局ｎを＋１インクリメントする。そして、移動局ｎが無線基地局と通信中の移動局数（Ｎ）を越えると判断されなければ（ステップＳ３２でＮＯ）、ステップＳ２３以降のループ処理が移動局数（Ｎ）を越えると判断されるまで繰り返し行なわれる。すなわち、無線基地局と通信中の移動局全ての評価関数Ｃ_ｎが計算される。一方、ステップＳ３２で移動局ｎが無線基地局と通信中の移動局数（Ｎ）を越えると判断されたときは（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３０で設定された移動局ｎ_ｍａｘに対して送信キューの割当てが行なわれるようスケジューラ部１４０に対して指示が行なわれる。
【０１２２】
以上、説明したように本実施形態によれば、上記の指数パラメータを優先度クラス毎に設定するため、一つの評価関数の計算プログラムの実装で、優先度クラスに応じた適切なスケジューラを実現することができる。
【０１２３】
上記実施形態では、優先度クラスに応じて動作させるスケジューラを変えるという形態であったが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２４】
例えば、サービスクラス（例：映像データと音声データとではデータ量が異なるので、それらをクラス分けしたもの）を定義することで、サービスクラスに応じた適切なスケジューラを実現することが可能である。
【０１２５】
上記実施例において、パケット滞留時間測定部１６０の機能、移動局伝送速度計算部１７０の機能、レイヤー１処理部１１１の機能が状態把握手段に、評価関数計算部１８０の機能が設定手段、評価関数算出手段、クラス設定手段、優先度クラス設定手段、無線端末選択手段に対応する。また、移動局伝送速度計算部１７０の機能が伝送速度計算手段、伝送速度更新手段に対応し、スケジューラ部１４０の機能がＰＦスケジューラ動作手段、ＭＡＸ Ｃ／Ｉスケジューラ動作手段、ラウンドロビンスケジューラ動作手段に対応する。さらに、評価関数計算部１８０の外部インターフェース機能が外部設定手段に対応する。
【０１２６】
また、上記実施例において、無線基地局１００は、パケット送信制御装置に対応し、移動局（＃１〜＃３）１０〜１２は無線端末に対応する。
【０１２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明によれば、スケジューラの評価関数式の指数パラメータを引数のように設定することで、一つの評価関数の計算プログラムを変更することなく、スケジューラの変更を行なうことができる。すなわち、一つの評価関数の計算プログラムの実装で、Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラ、ＰＦスケジューラ、ラウンドロビンスケジューラやＭ−ＬＷＤＦなど様々なスケジューラを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るパケット送信制御方法が適用される移動通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図１に示す無線基地局の構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】無線基地局のベースバンド信号処理部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図４】無線基地局のＭＡＣ−ｈｓ処理部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図５】ＨＡＲＱ部で行なわれるストップアンドウェイトプロトコルの動作例を示す図である。
【図６】移動局の平均伝送速度の更新機会の組み合わせ例を示す図である。
【図７】本発明に係るＭＡＣ−ｈｓ処理部でのスケジューリング動作（その１）を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係るＭＡＣ−ｈｓ処理部でのスケジューリング動作（その２）を示すフローチャートである。
【図９】従来のスケジューリングアルゴリズムの動作を示すフローチャートである。
【図１０】Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラによる送信割当てのパターンの一例を示す図である。
【図１１】ＰＦスケジューラによる送信割当てのパターンの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０〜１３ 移動局＃１〜＃３
１００ 無線基地局
１０１ 送受信アンテナ
１０２ アンプ部
１０３ 送受信部
１０４ ベースバンド信号処理部
１０５ 呼処理部
１０６ ＨＷＹインターフェース
１１１ レイヤー１処理部
１１２ ＭＡＣ−ｈｓ処理部
１２０ フローコントロール部
１２１_１〜１２１_Ｎ フローコントロール＃１〜＃Ｎ
１３０ ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部
１３１ ＨＳ−ＤＳＣＨパワーリソース計算部
１３２ ＨＳ−ＤＳＣＨコードリソース計算部
１４０ スケジューラ部
１４１_１〜１４１_Ｎ プライオリティキュー部＃１〜＃Ｎ
１４２_１〜１４２_Ｎ リオーダリング部＃１〜＃Ｎ
１４３_１〜１４３_Ｎ ＨＡＲＱ部＃１〜＃Ｎ
１５０ ＴＦＲ選択部
１５１_１〜１５１_Ｎ ＣＱＩ Adjustment
１６０ パケット滞留時間測定部
１７０ 移動局伝送速度計算部
１８０ 評価関数計算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a packet transmission control apparatus and a packet transmission control method, and more particularly, to a packet transmission control apparatus and a packet transmission control method for performing downlink packet transmission control (scheduling) in a mobile communication system.
[0002]
[Prior art]
In the downlink of a mobile communication system, a radio base station may share one physical channel with a mobile station belonging to the radio base station. Hereinafter, the physical channel used at this time is called a downlink shared channel.
[0003]
In the downlink shared channel, the throughput that a radio base station can provide by controlling the packet transmission order to a plurality of mobile stations that are communication partners based on the instantaneous radio quality of each mobile station So-called system capacity can be increased. Such packet transmission order control by the radio base station is called scheduling, and in particular, it is applied to packet data transmission in which requirements for transmission delay are not so strict, thereby increasing communication capacity or improving communication quality. It is known to do (for example, refer nonpatent literature 1).
[0004]
By the way, regarding the standardization of the third generation mobile communication system, so-called IMT-2000, in the 3GPP / 3GPP2 (Third-Generation Partnership Project / Third-Generation Partnership Project 2) organized by regional standardization organizations, the former is W-CDMA. In the latter method, the standard specification related to the cdma2000 method is being formulated.
[0005]
In 3GPP, with the rapid spread of the Internet in recent years, “HSDPA”, which is a high-speed packet transmission system in the downlink direction, is predicted based on the prediction that high-speed and large-volume traffic will increase due to downloads from databases and websites in the downlink. (High speed downlink packet access) "has been standardized (for example, see Non-Patent Document 2). Also in 3GPP2, standardization of the transmission method “1x-EV DO” dedicated to high-speed data in the downlink direction is performed from the same viewpoint as described above (for example, see Non-Patent Document 3). In cdma2000 1xEV-DO, EV means Evolution, and DO means Data only.
[0006]
For example, in HSDPA, a method for controlling a modulation method and a coding rate of a radio channel according to a radio state between a mobile station and a radio base station (for example, in HSDPA, it is called AMCS (Adaptive modulation and coding scheme). In addition, by using a combination of scheduling that operates at a period of several ms, it is possible to improve the throughput for individual users and the throughput of the entire system.
[0007]
Further, as a scheduling algorithm for controlling the transmission order of packets waiting to be transmitted in the radio base station, downlink sharing is performed in order for mobile stations belonging to the radio base station (for example, mobile stations # 1 → # 2 → # 3 →...). Although the round robin scheduler that controls the transmission order of packets by assigning channel transmission is well known, the radio state of each mobile station, the average transmission rate of each mobile station, the packet residence time in the radio base station and the priority of services There is also a scheduling algorithm that can improve throughput by performing scheduling based on the degree or the like.
[0008]
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of such a scheduling algorithm. This scheduling algorithm measures the radio state of each mobile station, the average transmission rate, and the packet dwell time at the radio base station as elements of the evaluation function, finds the evaluation function of each mobile station belonging to the radio base station, and calculates it as the maximum A transmission queue is allocated to a mobile station to be converted.
[0009]
In the figure, in step S41, initial values are set as follows.
[0010]
〔default value〕
n = 1 (n: mobile station subscript)
C_max= 0 (C_max: Maximum value of evaluation function)
n_max= 0 (n_max: Subscript of mobile station with maximum evaluation function)
In step S42, the elements necessary for calculating the evaluation function, specifically, (1) the radio state of each mobile station
[0011]
[Expression 21]

,
(2) Average transmission speed
[0012]
[Expression 22]

,
(3) Packet retention time at the radio base station
[0013]
[Expression 23]

Is measured. In step S43, the evaluation function C based on the following equation using the values (1) to (3) measured in step S42._nIs calculated.
[0014]
[Expression 24]

In step S44, the evaluation function C calculated in step S43._nIs C_maxJudge whether or not Here, C_maxSince = 0, the determination in step S44 is YES, and in step S45, the C calculated in step S43 is calculated._nValue is C_maxN_max= 1 is set. Thereafter, n is incremented by +1 in step S46, and an evaluation function for the number of mobile stations communicating with the radio base station is sequentially obtained by the loop processing in step S47. In step S48, the mobile station having the maximum evaluation function is selected. A transmission queue is assigned to the mobile station.
[0015]
In addition to the scheduling algorithm described above, there are known a Max C / I (= Maximum C / I) scheduler and a Proportional fairness scheduler that perform scheduling based on the radio state of each mobile station.
[0016]
The Max C / I scheduler is a scheduling method for assigning transmission to a mobile station having the highest downlink quality among mobile stations belonging to a radio base station. Therefore, the evaluation function of the Max C / I scheduler can be expressed as the following equation.
(Max C / I scheduler evaluation function formula)
C_n= R_n
here,
R_nIndicates the instantaneous radio state of the downlink of mobile station n.
[0017]
FIG. 10 shows the downlink quality (vertical axis) in each mobile station and the transmission allocation pattern by the Max C / I scheduler (horizontal axis: time axis) when the radio base station communicates with two mobile stations. It is a figure which shows an example. As shown in the figure, in the case of the Max C / I scheduler, transmission is assigned to a mobile station with good downlink quality at the beginning of the scheduling period (see the bold line in the figure). Usually, the information rate that can be transmitted increases depending on the quality of the transmission line. Therefore, in Max C / I scheduling, a transmission opportunity is given to a mobile station having the highest transmission rate. However, almost no transmission opportunities are given to mobile stations with poor downlink conditions on average, such as mobile stations located far from the radio base station, so the throughput obtained by each mobile station is extremely different. The problem arises. That is, a mobile station existing in the vicinity of the radio base station can obtain extremely good throughput, but other mobile stations have a low throughput.
[0018]
Therefore, the Proportional Fairness Scheduler (as a scheduler that improves the above Max C / I scheduler in terms of fairness among the mobile stations while performing transmission assignment according to instantaneous fluctuations in the downlink situation of each mobile station ( Hereinafter, abbreviated as PF scheduler) has been proposed (see Non-Patent Document 1).
[0019]
The PF scheduler performs transmission allocation for the mobile station having the highest ratio between the instantaneous downlink quality and the average transmission rate. Therefore, the evaluation function of the PF scheduler can be expressed as the following equation.
[0020]
(Evaluation function formula of PF scheduler)
[0021]
[Expression 25]

here,
[0022]
[Equation 26]

Indicates the average transmission rate of mobile station n.
[0023]
The PF scheduler can be expected to obtain a higher throughput than the round robin scheduler because transmission assignment is performed in a situation where the downlink quality is relatively good in each mobile station. In addition, by dividing by the average transmission rate of each mobile station, the value of the evaluation function formula of the mobile station having a high average transmission rate is lowered, and allocation with higher fairness in time is realized as compared with the Max C / I scheduler. be able to. FIG. 11 shows an example of downlink quality (vertical axis) in each mobile station and a transmission allocation pattern (horizontal axis: time axis) by the PF scheduler when the radio base station communicates with two mobile stations. FIG. As shown in the figure, in the case of the PF scheduler, transmission is assigned to a mobile station having a good instantaneous radio condition (see bold lines in the figure).
[0024]
Further, as a scheduler for a packet in which transmission to one mobile station is performed at the maximum available mobile data transmission rate, a large weighted delay first (LWDF) scheduler is known. An M-LWDF scheduler obtained by improving the LWDF scheduler is disclosed in Patent Document 1.
[0025]
In this M-LEDF scheduler, the radio state of each mobile station, the achieved transmission rate, the packet residence time in the radio base station, and the service priority are all included in the evaluation function formula. That is, it is disclosed that the throughput can be increased while satisfying the QoS of the service by including the buffer residence time and the priority of the service in the evaluation function formula.
[0026]
The M-LWDF scheduler evaluation function can be expressed as the following equation.
[0027]
(Evaluation function formula of M-LEDF scheduler)
[0028]
[Expression 27]

here,
D_nIs a constant that can be set arbitrarily, E_nIndicates a weighting coefficient indicating the channel state. In the above patent document, D_nAs an example of setting, the allowable delay of the service and the time rate exceeding the allowable delay are set.
[0029]
[Non-Patent Document 1]
J.M.Holtzman, IEEE VTC2000 spring
[0030]
[Non-Patent Document 2]
3GPP TR25.848v4.0.0
[0031]
[Non-Patent Document 3]
3GPP2 C.I. S0024 Rev. 1.0.0
[0032]
[Patent Document 1]
JP 2001-274839 A
[0033]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, scheduling algorithms for determining the transmission order of packets waiting to be transmitted in the radio base station include a round robin scheduling method, a Max C / I scheduling method, a proportional fairness scheduling method, and an M-LWDF scheduling method.
[0034]
However, the desirable scheduler differs depending on serviceability (eg, security, QoS, multicast, etc.), the network situation of the service provider, or the billing form. In addition, these circumstances change even after the service operation is started, and a desirable scheduler changes accordingly.
[0035]
Conventionally, in order to use the above-mentioned scheduler by switching, a calculation program for a plurality of evaluation functions is mounted on the scheduler function unit of the radio base station, which causes a problem that the mounting load increases. In addition, the program implementation area of the scheduler function unit is limited, and there is a problem that only a limited type of scheduler can be implemented.
[0036]
In addition, when there are a plurality of services to be provided and the QoS required for each service is different, a desirable scheduler is different for each service. Therefore, it is necessary to implement a calculation program for the evaluation function for each service class or priority class, but it is difficult to implement all the calculation programs because the mounting load increases. For this reason, the same type of scheduler has been used for different QoS services.
[0037]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the problem is that a flexible packet transmission control apparatus and packet transmission that suppresses the implementation load of the scheduler program and has high serviceability. It is to provide a control method.
[0038]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present inventionAccording to one embodiment,A packet transmission control apparatus that controls transmission of packets to a plurality of wireless terminals n (n is a subscript of the wireless terminal), wherein the wireless state R of the wireless terminal n_nAnd the transmission speed of the wireless terminal n
[0039]
[Expression 28]

And the residence time W of the packet to be transmitted_nState grasping means for grasping the wireless state R_nAnd the transmission speed
[0040]
[Expression 29]

Is an exponent β that raises to a power and the packet residence time W_nSetting means for setting an exponent γ that raises to a power
[0041]
[30]

And a wireless terminal selection means for selecting a wireless terminal to be a transmission partner based on the relationship.
[0042]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus, the wireless terminal selection unit includes an evaluation function C for each wireless terminal._nThe
[0043]
[31]

Evaluation function calculation means for calculating according to the evaluation function C, and the evaluation function C calculated by the evaluation function calculation means_nThe wireless terminal having the maximum is selected as the wireless terminal of the transmission partner.
[0044]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus, the wireless terminal selection unit includes an evaluation function C for each wireless terminal._nThe
[0045]
[Expression 32]

TTI_{min, n}: Minimum transmission interval that wireless terminal n can receive
Evaluation function calculation means for calculating according to the evaluation function C, and the evaluation function C calculated by the evaluation function calculation means_nThe wireless terminal having the maximum is selected as the wireless terminal of the transmission partner.
[0046]
  In addition, the present inventionExampleIs a packet transmission control device that controls transmission of packets to a plurality of wireless terminals n (n is a subscript of the wireless terminal), and the wireless state R of the wireless terminal n_nAnd the transmission speed of the wireless terminal n
[0047]
[Expression 33]

And the residence time W of the packet to be transmitted_nStatus grasping means for grasping, class setting means for providing a plurality of priority classes, and weighting factor A corresponding to the priority classes_i(I is a subscript of the priority class of the wireless terminal) and the wireless state R_nExponent α_iAnd the transmission rate
[0048]
[Expression 34]

Exponent β to power_iAnd the packet residence time W_nExponent γ to power_iPriority class setting means for setting for each priority class;
[0049]
[Expression 35]

And a wireless terminal selection means for selecting a wireless terminal to be a transmission partner based on the relationship.
[0050]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus, the wireless terminal selection unit includes an evaluation function C for each wireless terminal._nThe
[0051]
[Expression 36]

Evaluation function calculation means for calculating according to the evaluation function C, and the evaluation function C calculated by the evaluation function calculation means_nThe wireless terminal having the maximum is selected as the wireless terminal of the transmission partner.
[0052]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus, the wireless terminal selection unit includes an evaluation function C for each wireless terminal._nThe
[0053]
[Expression 37]

TTI_{min, n}: Minimum transmission interval that wireless terminal n can receive
Evaluation function calculation means for calculating according to the evaluation function C, and the evaluation function C calculated by the evaluation function calculation means_nThe wireless terminal having the maximum is selected as the wireless terminal of the transmission partner.
[0054]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control device,
  The state grasping means is a transmission rate of the wireless terminal n
[0055]
[Formula 38]

The
[0056]
[39]

r_n: Instantaneous transmission speed
δ: Forgetting factor given as a parameter
It is characterized by having a transmission rate calculation means for calculating according to
[0057]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control device, the instantaneous transmission rate r_nIs characterized in that it is represented by either the size of data for which delivery confirmation has been obtained, the size of transmitted data, or the same value as the value indicating the wireless state reported from the wireless terminal n.
[0058]
  In addition, the present inventionExampleIn the packet transmission control device, the transmission rate calculation means is configured to perform the evaluation function C every predetermined transmission time interval._nThe transmission rate of the wireless terminal n at any transmission time interval calculated
[0059]
[Formula 40]

It is characterized by having a transmission rate update means for updating.
[0060]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus, the setting means causes the radio state R to be_nAnd the transmission speed
[0061]
[Expression 41]

An exponent β that powers and a packet residence time W_nThe exponent γ to the power of
α = 1
β = 1
γ = 0
It is characterized by having a PF scheduler operation means that operates as a Proportional fairness scheduler.
[0062]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus,
  By the setting means, the radio state R_nAnd the transmission speed
[0063]
[Expression 42]

An exponent β that powers and a packet residence time W_nThe exponent γ to the power of
α = 1
β = 0
γ = 0
It is characterized by having a MAX C / I scheduler operation means for operating as a Maximum C / I scheduler.
[0064]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus, the setting means causes the radio state R to be_nAnd the transmission speed
[0065]
[Expression 43]

An exponent β that powers and a packet residence time W_nThe exponent γ to the power of
α = 0
β = 1
γ = 1
It is characterized by having a round robin scheduler operating means for operating as a round robin scheduler by setting to.
[0066]
  In addition, the present inventionExampleAccording to the packet transmission control apparatus, the setting means includes the radio state R_nAnd the transmission speed
[0067]
(44)

An exponent β that powers and a packet residence time W_nIt is characterized by having an external setting means for setting an exponent γ for raising to a power based on an instruction from the outside.
[0068]
According to the present invention, the scheduler can be changed without changing the calculation program for one evaluation function by setting the exponent parameter of the evaluation function formula of the scheduler as an argument. That is, it is possible to realize various schedulers such as a Max C / I scheduler, a PF scheduler, a round robin scheduler, and an M-LWDF by implementing a single evaluation function calculation program.
[0069]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0070]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a mobile communication system to which a packet transmission control method according to an embodiment of the present invention is applied.
[0071]
In the figure, this mobile communication system is composed of a radio base station 100 and a plurality of mobile stations (# 1 to # 3) 10 to 12, and shows the case where the above-described HSDPA is applied. In downlink packet transmission in HSDPA, a downlink shared channel (DSCH: Downlink Shared Channel or HS (High speed) -DSCH) shared by the mobile stations (# 1 to # 3) 10 to 12 and each mobile station (# 1 to # 3) Associated dedicated channels # 1 to # 3 (upstream / downstream bidirectional channels) associated with physical channels individually allocated to 10 to 12 are used. In uplink of the associated dedicated channels # 1 to # 3, in addition to user data, pilot symbols, power control commands (TPC commands) for downlink associated dedicated channel transmission, shared channel scheduling, and AMCS (adaptive modulation and coding) Downlink quality information and the like for use in transmission. On the other hand, in the downlink of the associated dedicated channels # 1 to # 3, a transmission power control command or the like for the uplink associated dedicated channel is transmitted.
[0072]
In the above, each of the mobile stations (# 1 to # 3) 10 to 12 has the same configuration and function. Therefore, the following description will be given assuming that the mobile station n (n ≧ 1) unless otherwise specified.
[0073]
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of the radio base station 100 shown in FIG.
[0074]
In the figure, the radio base station 100 includes a transmission / reception antenna 101, an amplifier unit 102, a transmission / reception unit 103, a baseband signal processing unit 104, a call processing unit 105, and an HWY interface 106. The downlink packet data is input to the baseband signal processing unit 104 via the HWY interface 106 from a radio network controller located above the radio base station 100. The baseband signal processing unit 104 performs retransmission control (hybrid ARQ) processing, scheduling, transmission format selection, channel coding, and spreading processing, and transfers the result to the transmission / reception unit 103. In the transmission / reception unit 103, frequency conversion processing for converting the baseband signal output from the baseband signal processing unit 104 into a radio frequency band is performed, and then amplified by the amplifier unit 102 and transmitted from the transmission / reception antenna 101.
[0075]
On the other hand, for uplink data, a radio frequency signal received by the transmission / reception antenna 101 is amplified by the amplifier unit 102, frequency-converted by the transmission / reception unit 103, and converted into a baseband signal. The baseband signal is subjected to despreading, RAKE combining, and error correction decoding in the baseband signal processing unit 104 and then transferred to the radio control apparatus via the HWY interface 106.
[0076]
In addition, the call processing unit 105 transmits and receives call processing control signals to and from the radio control apparatus, and performs state management and resource allocation of the radio base station 100.
[0077]
FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of the baseband signal processing unit 104.
[0078]
In this figure, the baseband signal processing unit 104 is composed of a layer 1 processing unit 111 and a MAC-hs (abbreviation for Medium Access Control-HSDPA) processing unit 112, and the layer 1 processing unit 111 and the MAC-hs 112 processing unit. Are respectively connected to the call processing unit 105. The layer 1 processing unit 111 performs downlink data channel coding, uplink data channel decoding, transmission power control of upper and lower individual channels, RAKE combining, and spreading / despreading processing. The MAC-hs processing unit 112 performs scheduling for HARQ (Hybrid ARQ) of a downlink shared channel and a transmission waiting packet in HSDPA.
[0079]
FIG. 4 is a functional block diagram showing a functional configuration of the MAC-hs processing unit 112 shown in FIG. In the figure, the MAC-hs processing unit 112 is configured to include the following functional blocks, for example.
[0080]
(1) Flow control unit 120
(2) MAC-hs resource calculation unit 130
(3) Scheduler unit 140
(4) TFR (Transport Format and Resource) selection unit 150
(5) Packet residence time measuring unit 160
(6) Mobile station transmission rate calculation unit 170
(7) Evaluation function calculation unit 180
The flow control unit 120 of (1) has a function of adjusting the transmission speed of a signal received from the wireless control device via the HWY interface 106 based on the capacity of the mounted buffer. Each flow control (# 1 to #N) 121₁~ 121_NMonitors the packet distribution amount, and performs processing to suppress the transmission packet transmission amount when the packet distribution amount increases and the memory of the queue buffer decreases.
[0081]
The MAC-hs resource calculation unit 130 of (2) is an HS-DSCH power resource calculation unit 131 that calculates radio resources (power resources, code resources, hardware resources, etc.) to be allocated to the HS-DSCH, and HS-DSCH code resource calculation. Part 132 is provided.
[0082]
The scheduler unit 140 of (3) has N priority queues (# 1 to #N) 141.₁~ 141_NN reordering units (# 1 to #N) 142₁~ 142_NN HARQ parts (# 1 to #N) 143₁~ 143_NHave Priority queue (# 1 to #N) 141₁~ 141_NIs a queue for each connection. Normally, one user has one priority queue, but when one user has a plurality of connections, one user has a plurality of priority queues. Priority queue (# 1 to #N) 141₁~ 141_NIs stored until downlink data is entered and selected by scheduling. Reordering part (# 1 to #N) 142₁~ 142_NThen, in retransmission control in HARQ, a sequence number is assigned to data so that mobile station n can perform downlink reception order control, and window control is performed so that the reception buffer of mobile station n does not overflow. HARQ part (# 1 to #N) 143₁~ 143_NThen, retransmission control based on uplink Ack / Nack feedback is performed by a stop-and-wait protocol of M process.
[0083]
FIG. 5 shows the HARQ unit (# 1 to #N) 143.₁~ 143_NIt is a figure which shows the operation example of the stop and wait protocol performed by. In the stop-and-wait protocol ARQ, the receiving side returns a transmission confirmation (ACK / NACK) to the transmitting side when receiving a packet from the transmitting side. In the figure, when receiving the packet # 1, the receiving side does not receive it correctly, and therefore returns a negative response (NACK) to the transmitting side. Also, since packet # 2 was correctly received, an acknowledgment (ACK) is returned to the transmitting side. Hereinafter, the receiving side repeats the operation of returning ACK or NACK to the transmitting side in the order of received packets.
[0084]
(4) TFR (Transport Format and Resource) selection section 150, for the selected user data, the radio quality assigned to the downlink quality indicator received on the uplink channel or the HS-DSCH calculated by the MAC-hs resource calculation section. A CQI (Channel Quality Indicator) Adjustment function that determines a transmission format (code modulation, modulation multi-level number, coding rate) and transmission power of a downlink transmission channel based on resources (power resource, code resource, hard resource), etc. N (# 1 to #N) 151₁~ 153_NThe downlink transmission channel transmission format and transmission power determined by the CQI Adjustment function are provided to the layer 1 processing unit.
[0085]
In the packet residence time measuring unit 160 of (5), the priority queue 141 is used.₁~ 141_NThe dwell time of the packet stored in is measured. The packet residence time measuring method is, for example, the priority queue 141.₁~ 141_NFor example, a method of monitoring an elapsed time after the packet is stored in is used.
[0086]
The mobile station transmission rate calculator 170 in (6) calculates the transmission rate (average transmission rate) of the mobile station n based on the following equation.
[0087]
[Equation 45]

Where r_nIndicates an instantaneous transmission rate, and (1) the size of the data (data amount) for which the delivery of the transmitted data has been confirmed in the MAC-hs processing unit 112 or (2) the size of the transmitted data (data amount) ) Or {circle around (3)} Any of the instantaneous radio state values reported from mobile station n is used as the data transmission rate (instantaneous data transmission rate) at mobile station n.
[0088]
Also, δ represents a forgetting factor (0 ≦ δ ≦ 1) for averaging.
[0089]
For example, there are five possible combinations (see below) of the combinations of update opportunities for the average transmission rate of the mobile station n obtained based on the above equation (1).
[0090]
[Equation 46]

In order to obtain the average transmission rate of the mobile station n, in addition to the above method, for example, the MAC-hs processing unit 112 is provided with a function of measuring the transmission rate of data in the data link layer. After entering the data communication state, the amount of data flowing into the MAC-hs processing unit 112 is measured at regular intervals. In some cases, the measured data amount per fixed time is used as the data transmission rate (instantaneous data transmission rate) in the mobile station n.
[0091]
In the evaluation function calculation unit 180 of (7), an evaluation function for each mobile station used in scheduling by the scheduler unit 140 is calculated. The scheduler unit 140 selects the mobile station n having the largest evaluation function among the evaluation functions for each mobile station calculated by the evaluation function calculation unit 180, and assigns a priority queue to the mobile station n (downlink). Link transmission assignment).
[0092]
Also, the layer 1 processing unit 111 shown in FIG. 3 receives information indicating the downlink radio state reported on the dedicated control bit field of the uplink dedicated physical channel from each mobile station, and receives the MAC-hs processing unit 112. To the evaluation function calculation unit 180. The information indicating the wireless state is, for example, instantaneous reception SIR (Signal-to-Interference Ratio), BER (Bit Error Rate), or the like.
[0093]
Next, the scheduling operation in the MAC-hs processing unit 112 according to the present invention will be described using the flowchart shown in FIG.
[0094]
(Embodiment 1)
In FIG. 7, the evaluation function calculation unit 180 of the MAC-hs processing unit 112 first sets an initial value for calculating the evaluation function of the mobile station n in step S1.
[0095]
(Initial value setting)
n = 1
C_max= 0
n_max= 0
Where n is the mobile station index and C_maxRepresents the maximum value of the evaluation function and n_maxRepresents the subscript of the mobile station having the maximum evaluation function.
[0096]
In steps S2 to S4, the evaluation function C_nThe following information (1) to (3) used for the calculation of the above are acquired.
[0097]
{Circle around (1)} Step S2: Instantaneous downlink radio state (R) of mobile station n output from the layer 1 processing unit 111_n)
(2) Step S3: Average transmission rate of mobile station n output from mobile station transmission rate calculator 170
[0098]
[Equation 47]

Get
(3) Step S4: The packet residence time of mobile station n output from the packet residence time measurement unit 160 (W_n)
In step S5, it is determined whether or not all the information items (1) to (3) are acquired, and when it is determined that all the information items (1) to (3) are acquired (YES in step S5). If not (NO in step S5), unacquired information is acquired from the information (1) to (3) above.
[0099]
In step S6, index parameters (α, β, γ) designated from a remote location are received via the call processing unit 105. In step S6, the evaluation function (C) is determined according to the following equation (1) or (2)._n) Is calculated.
[0100]
[Formula 48]

Where TTI_{min, n}Is the minimum TTI (Transmission Time Interval) that mobile station n can receive. TTI above_minAs a possible value, for example, as shown in Table 5.1a of the document (3GPP TS25.306v5.2.0 UE Radio Access capabilities), the same value is 2 in order to reduce the received signal processing load of mobile station n. A value of 3 is expected.
[0101]
Here, the evaluation function C is calculated using the above equation (1)._nA description will be given of the operation and effect when the value is calculated. In this embodiment, the molecule R of the first term on the right side of the above formula (1)_nExponent α to the power of, denominator of the first term on the right-hand side
[0102]
[Equation 49]

Is an exponent β that powers and W in the second term on the right-hand side_nIs an exponent parameter (α, β, γ), and these are specified remotely, for example, from a higher node of the radio base station 100 (eg, a radio controller or a server on a core network). The exponent parameters (α, β, γ), for example, are included in the call processing control signal and notified from the upper node to the radio base station 100. The radio base station 100 receives the exponent parameters (α, β, γ) included in the call processing control signal by the call processing unit 105, and the evaluation function calculation unit of the MAC-hs processing unit 112 in the baseband signal processing unit 104 180. The evaluation function calculation unit 180 substitutes the transferred exponent parameters (α, β, γ) into the above equation (1) to evaluate the evaluation function C_nCalculate
[0103]
For example, by assigning the exponent parameter (α, β, γ) to (1, 1, 0), transmission allocation is performed based on the ratio between the instantaneous downlink radio state and the average transmission rate of the mobile station n. It can be operated as a PF scheduler.
[0104]
Further, if the exponent parameter (α, β, γ) is set to (1, 0, 0), the Max C / I scheduler that performs transmission assignment based on the downlink radio state is (0, 1, 1) and If set, it is possible to operate as a round-robin scheduler that assigns transmissions equally to all mobile stations regardless of the radio state between the radio base station and each mobile station. That is, various schedulers can be realized by a single calculation program only by changing the exponent parameters (α, β, γ).
[0105]
As described above, the evaluation function C in step S7_nIs calculated, the calculated evaluation function C_nIs determined to be the maximum value (step S8). Here, C_max= 0 (initial value), the evaluation function C measured in step S7_nIs C_maxIs set to C_maxMobile station n giving_max(Step S9).
[0106]
In step S10, the mobile station n is incremented by +1 in order to calculate the evaluation function of the next mobile station. If it is not determined that the mobile station n exceeds the number (N) of mobile stations communicating with the radio base station (NO in step S11), the loop processing after step S2 exceeds the number of mobile stations (N). This is repeated until it is determined. That is, the evaluation function C for all mobile stations in communication with the radio base station_nIs calculated. On the other hand, when it is determined in step S11 that the mobile station n exceeds the number (N) of mobile stations in communication with the radio base station (YES in step S11), the mobile station n set in step S9._maxIs instructed to assign a transmission queue to the scheduler unit 140.
[0107]
As described above, according to the present embodiment, by setting the exponent parameter of the evaluation function expression of the scheduler like an argument, the scheduler can be changed without changing the calculation program of one evaluation function. it can. That is, it is possible to realize various schedulers such as a Max C / I scheduler, a PF scheduler, a round robin scheduler, and an M-LWDF by implementing a single evaluation function calculation program.
[0108]
In addition, since the scheduler operation can be easily changed simply by resetting the index parameter, it is possible to perform packet scheduling with a scheduler suitable for the situation, such as the network conditions of the service provider and the charging form. .
[0109]
Furthermore, the evaluation function C_nIf the above equation (2) is used as the calculation formula, the influence of the deterioration of the transmission rate due to the large minimum reception interval of the mobile station n can be excluded from the scheduling calculation.
[0110]
Note that the evaluation function calculation unit 180 of the MAC-hs processing unit 112 includes, for example, a CPU, a digital signal processor (DSP), or a programmable device such as an FPGA that can rewrite a program. An evaluation function program is stored, and exponential parameters (α, β, γ) are downloaded and rewritten. At this time, the exponential parameters (α, β, γ) may be downloaded from the upper node of the radio base station, or a terminal I / F (external interface function) is provided in the evaluation function calculation unit 180, so The form may be such that exponential parameters (α, β, γ) are read.
[0111]
Each functional block of the MAC-hs processing unit 112 described above may be divided by hardware, or may be divided as software by a program on the processor.
[0112]
(Embodiment 2)
By the way, in packet transmission in a packet communication network, for example, as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-58646, two types of priority classes are provided, and packets having the first priority are set to the second priority. It is considered that transmission is performed with priority over packets having.
[0113]
In the present embodiment, a method of defining a plurality of priority classes and scheduling packets according to the priority will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0114]
In FIG. 8, the evaluation function calculation unit 180 of the MAC-hs processing unit 112 first has the priority queues (# 1 to #N) 141 described above.₁~ 141_NAre classified into several priority classes and defined in advance (step S21). In step S22, the evaluation function C of the mobile station n_nSet the initial value for calculating.
[0115]
And it is necessary for calculation of the evaluation function in steps S23 to S26.
[0116]
[Equation 50]

Are acquired, in step S27, an exponent parameter (α_i, Β_i, Γ_i) And a weighting factor Ai given to each priority class (where i is a subscript of the priority level of the mobile station), and in step S28, an evaluation function (C_n) Is calculated. Here, the priority class of mobile station n is set to PC_nThen, the following equation (3) or (4)
[0117]
[Formula 51]

It is represented by
[0118]
In the above formulas (3) and (4), for example, when two priority classes are provided, i = 1 for a high class and i = 2 for a low class, A₁> A₂So that packets of higher class mobile stations are preferentially transmitted. That is, A₁And A₂By taking a sufficiently large difference, data with high priority is always transmitted with priority.
[0119]
The exponent parameter (α₁, Β₁, Γ₁) = (1,1,0), (α₂, Β₂, Γ₂) = (1, 0, 0), data with high priority can be operated as a PF scheduler, and data with low priority can be operated as a Max C / I scheduler. That is, for the data with a small allowable delay, the transmission queue is more evenly distributed, and for the data with a large allowable delay, the transmission queue is allocated to a mobile station having a good radio condition. This can be realized only by setting parameters.
[0120]
As described above, the evaluation function C is obtained in step S28._nIs calculated, the calculated evaluation function C_nIs determined to be the maximum value (step S29). Here, C_max= 0 (initial value), the evaluation function C calculated in step S29_nIs C_maxIs set to C_maxMobile station n giving_max(Step S30).
[0121]
In step S31, the mobile station n is incremented by +1 to calculate the evaluation function of the next mobile station. If it is not determined that the mobile station n exceeds the number (N) of mobile stations communicating with the radio base station (NO in step S32), it is determined that the loop processing after step S23 exceeds the number of mobile stations (N). It is repeated until it is done. That is, the evaluation function C for all mobile stations in communication with the radio base station_nIs calculated. On the other hand, when it is determined in step S32 that the mobile station n exceeds the number (N) of mobile stations in communication with the radio base station (YES in step S32), the mobile station n set in step S30._maxThe scheduler unit 140 is instructed to allocate the transmission queue to the.
[0122]
As described above, according to the present embodiment, since the above-described exponent parameter is set for each priority class, an appropriate scheduler corresponding to the priority class is realized by implementing one evaluation function calculation program. be able to.
[0123]
In the above embodiment, the scheduler to be operated is changed according to the priority class, but the present invention is not limited to this.
[0124]
For example, by defining a service class (for example, video data and audio data have different data amounts so that they are classified), an appropriate scheduler corresponding to the service class can be realized.
[0125]
In the above embodiment, the function of the packet residence time measurement unit 160, the function of the mobile station transmission rate calculation unit 170, and the function of the layer 1 processing unit 111 are the state grasping means, and the function of the evaluation function calculation unit 180 is the setting means. It corresponds to a calculation unit, a class setting unit, a priority class setting unit, and a wireless terminal selection unit. The mobile station transmission rate calculation unit 170 functions as transmission rate calculation unit and transmission rate update unit, and the scheduler unit 140 functions as PF scheduler operation unit, MAX C / I scheduler operation unit, and round robin scheduler operation unit. Correspond. Further, the external interface function of the evaluation function calculation unit 180 corresponds to an external setting unit.
[0126]
Moreover, in the said Example, the radio base station 100 respond | corresponds to a packet transmission control apparatus, and the mobile stations (# 1- # 3) 10-12 respond | correspond to a radio | wireless terminal.
[0127]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the scheduler can be changed without changing the calculation program of one evaluation function by setting the exponent parameter of the evaluation function expression of the scheduler as an argument. Can do. That is, it is possible to realize various schedulers such as a Max C / I scheduler, a PF scheduler, a round robin scheduler, and an M-LWDF by implementing a single evaluation function calculation program.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a mobile communication system to which a packet transmission control method according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a functional block diagram illustrating a configuration example of a radio base station illustrated in FIG.
FIG. 3 is a functional block diagram showing a functional configuration of a baseband signal processing unit of a radio base station.
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of a MAC-hs processing unit of a radio base station.
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation example of a stop-and-wait protocol performed in a HARQ unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a combination example of update opportunities for average transmission rates of mobile stations.
FIG. 7 is a flowchart showing a scheduling operation (part 1) in the MAC-hs processing unit according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a scheduling operation (part 2) in the MAC-hs processing unit according to the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of a conventional scheduling algorithm.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a transmission allocation pattern by the Max C / I scheduler.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a transmission allocation pattern by a PF scheduler.
[Explanation of symbols]
10-13 Mobile stations # 1- # 3
100 radio base station
101 Transmitting and receiving antenna
102 Amplifier section
103 transceiver
104 Baseband signal processor
105 Call processor
106 HWY interface
111 Layer 1 processor
112 MAC-hs processor
120 Flow control unit
121₁~ 121_N  Flow control # 1 to #N
130 MAC-hs resource calculator
131 HS-DSCH power resource calculator
132 HS-DSCH code resource calculator
140 Scheduler part
141₁~ 141_N  Priority queue # 1 to #N
142₁~ 142_NReordering part # 1 to #N
143₁~ 143_NHARQ part # 1 to #N
150 TFR selector
151₁~ 151_NCQI Adjustment
160 Packet residence time measurement unit
170 Mobile station transmission rate calculator
180 Evaluation function calculator

Claims (12)

A packet transmission control device that controls transmission of packets to a plurality of wireless terminals n (n is a subscript of the wireless terminal),
The radio state R _n of the radio terminal n and the transmission rate of the radio terminal n

And a state grasping means for grasping the residence time W _{n of the} packet to be transmitted,
An exponent α which is a power of the radio state R _n , and the transmission rate

Setting means for setting an exponent β for raising the power of the packet and an exponent γ for raising the residence time W _{n of the} packet;

And a wireless terminal selection means for selecting a wireless terminal to be a transmission partner based on the relationship between the packet transmission control apparatus and the packet transmission control apparatus. The packet transmission control device according to claim 1,
The wireless terminal selection means includes
The evaluation function C _n for each wireless terminal is

Evaluation function calculation means for calculating according to
A packet transmission control device, wherein a wireless terminal having a maximum evaluation function C _n calculated by the evaluation function calculating means is selected as a wireless terminal of a transmission partner. The packet transmission control device according to claim 1,
The wireless terminal selection means includes
The evaluation function C _n for each wireless terminal is

TTI _{min, n} : having evaluation function calculating means for calculating according to the minimum transmission interval that can be received by the wireless terminal n,
A packet transmission control device, wherein a wireless terminal having a maximum evaluation function C _n calculated by the evaluation function calculating means is selected as a wireless terminal of a transmission partner. A packet transmission control device that controls transmission of packets to a plurality of wireless terminals n (n is a subscript of the wireless terminal),
The radio state R _n of the radio terminal n and the transmission rate of the radio terminal n

And a state grasping means for grasping the residence time W _{n of the} packet to be transmitted,
Set the priority class PC _n of the inner said wireless terminal n of the plurality of priority classes, the weight coefficient A _i corresponding to the priority level class _(i subscript of the priority class of the mobile station) and the radio condition An index α _i that powers R _n and the transmission rate;

Priority class setting means for setting, for each priority class, an index β _i that powers the packet and a power γ _i that powers the residence time W _{n of the} packet;

Based on the relationship between, possess a radio terminal selection means for selecting a wireless terminal as a transmission partner,
The wireless terminal selection means calculates an evaluation function C _n for each wireless terminal ,

Or

And TTI _{min, n} represents a minimum transmission interval that can be received by the wireless terminal n,
A packet transmission control device, wherein a wireless terminal having a maximum evaluation function C _n calculated by the evaluation function calculating means is selected as a wireless terminal of a transmission partner. The packet transmission control device according to any one of claims 1 to 4 ,
The state grasping means is
Transmission speed of the wireless terminal n

The

r _n : instantaneous transmission rate δ: a transmission rate calculation means for calculating according to a forgetting factor given as a parameter. The packet transmission control device according to claim 5 ,
The instantaneous transmission rate r _n is a characterized by being represented by any of the same value as the value indicating the size or the radio conditions reported from the wireless terminal n of size or transmission data delivery data confirmation has taken Packet transmission control device. The packet transmission control device according to claim 5 or 6 ,
The transmission rate calculation means includes
The transmission rate of the wireless terminal n at every predetermined transmission time interval or at every transmission time interval for which the evaluation function C _n is calculated

A packet transmission control device comprising transmission rate updating means for updating the transmission rate. The packet transmission control device according to any one of claims 1 to 4 ,
By the setting means,
An exponent α which is a power of the radio state R _n , and the transmission rate

An exponent β that powers the packet and an exponent γ that powers the residence time W _{n of the} packet,
α = 1
β = 1
γ = 0
A packet transmission control apparatus comprising: a PF scheduler operation unit configured to operate as a Proportional Fairness scheduler. The packet transmission control device according to any one of claims 1 to 4 ,
By the setting means,
An exponent α which is a power of the radio state R _n , and the transmission rate

An exponent β that powers the packet and an exponent γ that powers the residence time W _{n of the} packet,
α = 1
β = 0
γ = 0
A packet transmission control apparatus comprising: a MAX C / I scheduler operating means that operates as a Maximum C / I scheduler by setting to The packet transmission control device according to any one of claims 1 to 4 ,
By the setting means,
An exponent α which is a power of the radio state R _n , and the transmission rate

An exponent β that powers the packet and an exponent γ that powers the residence time W _{n of the} packet,
α = 0
β = 1
γ = 1
A packet transmission control device comprising: a round robin scheduler operating means for operating as a round robin scheduler by setting to The packet transmission control device according to any one of claims 8 to 10 ,
The setting means includes
An exponent α which is a power of the radio state R _n , and the transmission rate

An exponent β that powers the packet and an exponent γ that powers the residence time W _{n of the} packet,
A packet transmission control device comprising external setting means for setting based on an instruction from the outside. A packet transmission control method for controlling transmission of packets to a plurality of wireless terminals n (n is a subscript of a wireless terminal),
The radio state R _n of the radio terminal n and the transmission rate of the radio terminal n

And grasping the residence time W _{n of the} packet to be transmitted,
An exponent α which is a power of the radio state R _n , and the transmission rate

And an exponent β for raising the packet residence time W _n to the power β,
The evaluation function C _n for the wireless terminal _n is

According to
A packet transmission control method, wherein a wireless terminal having the maximum calculated evaluation function C _n is selected as a wireless terminal of a transmission partner.

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