JP4302140B2 - パケット送信制御装置及びパケット送信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の移動局に対するパケットの送信制御を行うパケット送信制御装置及びパケット制御方法に関する。特に、本発明は、移動通信システムにおける下りパケットの送信制御を行うパケット送信制御装置及びパケット送信制御方法に関する。

移動通信システムの下りリンクでは、無線基地局が、当該無線基地局に属する移動局との間で、１つの物理チャネルを共有している場合がある。以下、この時に用いられる物理チャネルを「下り共有チャネル」と呼ぶ。

かかる下り共有チャネルにおいては、無線基地局が、通信相手である複数の移動局に対するパケット送信順序を、各移動局との間の瞬時の無線品質に基づいて制御することによって、当該無線基地局で提供できるスループット、いわゆるシステム収容能力を高めることができる。

このような無線基地局によるパケットの送信順序の制御は「スケジューリング」と呼ばれており、かかるスケジューリングをパケット伝送に適用することで、通信容量が増大し、あるいは通信品質が向上することが知られている（例えば、非特許文献１参照）。

また、一般的に、従来のスケジューリングにおいて対象となるパケットは、伝送遅延に対する要求条件がさほど厳しくないことを前提として考えられていた。

ところで、第３世代移動通信システム、いわゆるＩＭＴ−２０００の標準化については、地域標準化機関等により組織された「３ＧＰＰ／３ＧＰＰ２（Ｔｈｉｒｄ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ／Ｔｈｉｒｄ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ ２）」において、３ＧＰＰでは「Ｗ−ＣＤＭＡ方式」として、３ＧＰＰ２では「ｃｄｍａ２０００方式」として、標準仕様の策定作業がなされている。

３ＧＰＰでは、近年のインターネットの急速な普及に伴い、特に下りリンクにおいて、データベースやＷｅｂサイトからのダウンロード等による高速・大容量のトラヒックが増加するとの予測に基づき下り方向の高速パケット伝送方式である「ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）」の標準化が行われている（例えば、非特許文献２参照）。

また、３ＧＰＰ２でも、上記同様の観点から下り方向の高速データ専用の伝送方式「１ｘ−ＥＶ ＤＯ」の標準化が行われている（例えば、非特許文献３参照）。なお、ｃｄｍａ２０００方式の「１ｘ−ＥＶ ＤＯ」において、「ＤＯ」は、Ｄａｔｅ Ｏｎｌｙの意味である。

例えば、ＨＳＤＰＡでは、移動局と無線基地局との間の無線品質に応じて無線チャネルの変調方式や符号化率を制御する方式（例えば、ＨＳＤＰＡでは、ＡＭＣＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）と呼ばれている）と、数ｍｓの周期で動作するスケジューリングとを組み合わせて用いることで、個々の移動局に対するスループット、及びシステム全体のスループットを向上させることができるようになっている。

無線基地局におけるスケジューリングアルゴリズムとして、無線基地局に属する移動局に対して、順番（例えば、移動局＃１→＃２→＃３→…）に下り共有チャネルを割り当てることによって、送信待ちパケットの送信順序を制御する「ラウンドロビンスケジューラ」が良く知られている。

また、無線基地局におけるスケジューリングアルゴリズムとして、各移動局に対するパケットの瞬時伝送速度や平均伝送速度に基づいて送信待ちパケットの送信順序を制御する「Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラ」や「ＭＡＸ Ｃ／Ｉ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃ／Ｉ）スケジューラ」が知られている。

「Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューリング」は、個々の移動局の下り回線における瞬時無線品質の変動に応じて、送信キューの割り当てを行いつつ、各移動局に対する公平性（Ｆａｉｒｎｅｓｓ）もサポートするスケジューリングアルゴリズムである。

以下、図９を参照して、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューリングに関する簡易な説明を行う。図９は、無線基地局に搭載されたＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラの動作を示すフローチャートである。

Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューリンリングは、測定した各移動局に対するパケットの瞬時伝送速度（又は、各移動局との間の瞬時無線品質）及び各移動局に対するパケットの平均伝送速度（又は、各移動局との間の平均無線品質）に基づいて、当該無線基地局に属する各移動局の評価関数を求め、当該評価関数を最大にする移動局に対して送信キューを割り当てる（すなわち、パケットをスケジューリングする）というものである。

図９に示すように、ステップＳ１００１において、無線基地局は、以下のように初期値を設定する。

ｎ＝１（ｎ：移動局の添え字）
Ｃ_ｍａｘ＝０（Ｃ_ｍａｘ：評価関数の最大値）
ｎ_ｍａｘ＝０（ｎ_ｍａｘ：評価関数の最大となる移動局の添え字）
ステップＳ１００２において、無線基地局は、評価関数の計算に必要な要素、具体的には、各移動局＃ｎに対するパケットの瞬時伝送速度Ｒ_ｎ、及び各移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度

を測定する。

ステップＳ１００３において、無線基地局は、ステップＳ１００２で測定された値を用いて、次式に基づく評価関数Ｃ_ｎを計算する。

ステップＳ１００４において、無線基地局は、ステップＳ１００３で計算された評価関数Ｃ_ｎが、評価関数の最大値Ｃ_ｍａｘを超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Ｓ１００４の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１００５において、無線基地局は、ステップＳ１００３で計算されたＣ_ｎの値をＣ_ｍａｘに設定すると共に、ｎ_ｍａｘ＝１と設定する。

その後、無線基地局は、ステップＳ１００６において、ｎを＋１だけインクリメントし、ステップＳ１００７において、ｎがＮ（無線基地局と通信中の移動局数）を超えているか否かについて判定する。

ｎがＮを超えていない場合、本動作は、ステップＳ１００２乃至ステップＳ１００６までのステップを繰り返すことによって、Ｎ個の評価関数Ｃ_ｎが順次求められる。

ステップＳ１００８において、無線基地局は、評価関数Ｃ_ｎが最大となる移動局＃ｎ_ｍａｘを選択して、当該移動局＃ｎ_ｍａｘに対して送信キューを割り当てる。

ここで、評価関数Ｃ_ｎは、分子が「各移動局に対するパケットの瞬時伝送速度（又は、各移動局との間の瞬時無線品質）」であり、分母が「各移動局に対するパケットの平均伝送速度（又は、各移動局との間の平均無線品質）」であるため、平均伝送速度に対して瞬時伝送速度が大きい場合に、移動局＃ｎに対して送信キューが割り当てられる確率が大きくなる。

したがって、従来のＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューリンリングによれば、平均伝送速度が高い移動局も、平均伝送速度が低い移動局も、その移動局にとって瞬時伝送速度が高い場合に、送信キューが割り当てられることになり、ユーザダイバーシチゲインによるスループットの向上と公平性の両方が提供される。
Ｊ．Ｍ．Ｈｏｌｔｚｍａｎ、ＩＥＥＥ ＶＴＣ２０００ Ｓｐｒｉｎｇ ３ＧＰＰ ＴＲ２５．８４８ ｖ４．０．０ ３ＧＰＰ２ Ｃ．Ｓ００２４ Ｒｅｖ．１．０．０ しかしながら、従来のＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューリンリングには、ストリーミングサービスやテレビ電話サービス等の各種サービスのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）や、移動局間の能力差や、スケジューリング機会の均等化等を考慮して、各移動局に対するパケットのスケジューリングを行うことができないという問題点があった。

そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、従来のＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラを動作させつつ、各種サービスのＱｏＳや移動局間の能力差やスケジューリング機会の均等化等を考慮して、各移動局に対するパケットのスケジューリングを実現することができる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を目的とする。

本発明の第１の特徴は、複数の移動局に対するパケットの送信制御を行うパケット送信制御装置であって、前記複数の移動局の各々に対するパケットの平均伝送速度を取得する平均伝送速度取得部と、前記複数の移動局の各々に対するパケットの最低保証伝送速度を取得する最低保証伝送速度取得部と、前記複数の移動局の各々に対してパケットがスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度を取得するスケジューリング頻度取得部と、前記複数の移動局の各々の能力情報を取得する能力情報取得部と、前記平均伝送速度と前記最低保証伝送速度と前記スケジューリング頻度と前記能力情報とに基づいて、前記複数の移動局の各々に対するパケットのスケジューリングを行うスケジューリング部とを具備することを要旨とする。

かかる発明によれば、スケジューリング部が、パケットの平均伝送速度とパケットの最低保証伝送速度とスケジューリング頻度と移動局の能力情報とに基づいて、複数の移動局の各々に対するパケットのスケジューリングを行うため、従来のＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラを動作させる場合であっても、各種サービスのＱｏＳや移動局間の能力差やスケジューリング機会の均等化等を考慮することができる。

本発明の第２の特徴は、複数の移動局に対するパケットの送信制御を行うパケット送信制御方法であって、前記複数の移動局の各々に対するパケットの平均伝送速度を取得する工程と、前記複数の移動局の各々に対するパケットの最低保証伝送速度を取得する工程と、前記複数の移動局の各々に対してパケットがスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度を取得する工程と、前記複数の移動局の各々の能力情報を取得する工程と、前記平均伝送速度と前記最低保証伝送速度と前記スケジューリング頻度と前記能力情報とに基づいて、前記複数の移動局の各々に対するパケットのスケジューリングを行う工程とを有することを要旨とする。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の機能ブロック図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る無線基地局におけるベースバンド信号処理部の機能ブロック図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る無線基地局におけるベースバンド信号処理部内のＭＡＣ−ｈｓ処理部の機能ブロック図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る無線基地局におけるベースバンド信号処理部内のＭＡＣ−ｈｓ処理部のＨ−ＡＲＱ部の動作を説明するための図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る無線基地局におけるベースバンド信号処理部内のＭＡＣ−ｈｓ処理部の移動局伝送速度計算部の動作を説明するための図である。 図７は、本発明の第１及び２の実施形態に係る無線基地局におけるベースバンド信号処理部内のＭＡＣ−ｈｓ処理部の動作を示すフローチャートである。 図８は、本発明の第３の実施形態に係る無線基地局におけるベースバンド信号処理部内のＭＡＣ−ｈｓ処理部の動作を示すフローチャートである。 図９は、従来技術に係る無線基地局におけるベースバンド信号処理部内のＭＡＣ−ｈｓ処理部の動作を示すフローチャートである。

［本発明の第１の実施形態］
（本発明の第１の実施形態に係るパケット送信制御装置の構成）
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係るパケット送信制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るパケット送信制御装置が設けられた移動通信システムの構成例を示す図である。

図１において、かかる移動通信システムは、無線基地局１００と複数の移動局＃１乃至＃３とから構成されており、ＨＳＤＰＡを採用している。本実施形態では、無線基地局１００に、上述のパケット送信制御装置が設けられている例について説明する。

ＨＳＤＰＡにおける下りパケット伝送では、各移動局＃１乃至＃３で共有して使用される下り共有チャネル（ＨＳ−ＳＣＣＨ［Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ］やＨＳ−ＤＳＣＨ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、各移動局＃１乃至＃３に個別に割り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乃至＃３（上り方向及び下り方向の双方向チャネル）が用いられる。

付随個別チャネル＃１乃至＃３の上り方向では、ユーザデータ以外に、パイロットシンボルや、下り付随個別チャネル送信のための送信電力制御コマンド（ＴＰＣコマンド）や、共有チャネルのスケジューリングやＡＭＣＳ（適用変調・符号化）に用いるための下り無線品質情報や、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ））における送達確認を報告する制御情報等が伝送される。

一方、付随個別チャネル＃１乃至＃３の下り方向では、上り付随個別チャネル送信のための送信電力制御コマンド（ＴＰＣコマンド）等が伝送される。

本実施形態において、各移動局＃１乃至＃３は、同一の構成及び機能を持つので、以下、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。

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。図２において、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とから構成される。

送受信アンテナ１０１は、下り共有チャネルや下り付随個別チャネル＃１乃至＃３等を含む下り無線周波数信号を各移動局＃１乃至＃３に送信し、各移動局＃１乃至＃３から下り付随個別チャネル＃１乃至＃３等を含む上り無線周波数信号を受信するものである。

アンプ部１０２は、ベースバンド信号処理部１０４から出力された下り無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１に送信し、送受信アンテナ１０１からの上り無線周波数信号を増幅してベースバンド信号処理部１０４に送信するものである。

送受信部１０３は、アンプ部１０２から出力された上り無線周波数信号に対して周波数変換処理を施して得られたベースバンド信号をベースバンド信号処理部１０４に送信し、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に対して無線周波数帯に変換する周波数変換処理を施して得られた下り無線周波数信号をアンプ部１０２に送信するものである。

ベースバンド信号処理部１０４は、ＨＷＹインターフェースから出力された下りパケットに対して、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ）処理やスケジューリング処理や伝送フォーマット及びリソース選択処理やチャネル符号化処理（誤り訂正符号化処理）や拡散処理等を施して送受信部１０３に転送するものである。

また、ベースバンド信号処理部１０４は、送受信部１０３から出力されたベースバンド信号に対して、逆拡散処理やＲＡＫＥ合成処理やチャネル復号化処理（誤り訂正復号化処理）等を施してＨＷＹインターフェース１０６に転送するものである。

なお、かかるベースバンド信号には、後述するＭＡＣ−ｈｓ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ−ＨＳＤＰＡ）処理に使用する各移動局＃１乃至＃３の無線状態の品質情報や、再送制御（Ｈ−ＡＲＱ）処理における送達確認情報も含まれている。かかる情報は、後述するように、ベースバンド信号処理部１０４内のレイヤー１処理部１１１において復号処理が行われ、ベースバンド信号処理部１−４内のＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２において使用される。

図３に、ベースバンド信号処理部１０４の機能構成を示す。具体的には、図３に示すように、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処理部１１２とから構成されている。なお、レイヤー１処理部１１１及びＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２は、それぞれ呼処理部１０５と接続されている。

レイヤー１処理部１１１は、下りパケットに対する誤り訂正符号化処理及び拡散処理や、上りパケットに対する逆拡散処理、チャネル復号化処理（誤り訂正復号化処理）及びＲＡＫＥ合成処理や、双方向の付随個別チャネルの送信電力制御処理を施すものである。

また、レイヤー１処理部１１１は、各移動局＃１乃至＃３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方向の無線品質（無線状態）を示す下り無線品質情報（ＣＱＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）や、Ｈ−ＡＲＱにおける送達確認情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸ）を受け取り、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２に出力するように構成されている。

ここで、下り無線品質情報は、例えば、瞬時受信ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）や、ＢＬＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）等であってもよい。

ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２は、ＨＳＤＰＡにおける下り共有チャネルの再送制御（Ｈ−ＡＲＱ）処理や、送信待ちパケットに対するスケジューリング処理や、伝送フォーマット及びリソース選択処理等を施すものである。

図４に、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の機能構成を示す。図４に示すように、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２は、フローコントロール部１２０と、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１３０と、スケジューラ部１４０と、ＴＦＲ（伝送フォーマット及びリソース：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｏｒｍａｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ）選択部１５０と、最低保証伝送速度設定部１６０と、移動局伝送速度計算部１７０と、パケット割り当て頻度計算部１８０と、パケット割り当て頻度平均計算部１９０と、能力情報設定部２００と、評価関数計算部２１０とを具備している。

フローコントロール部１２０は、複数のフローコントロール（＃１乃至＃Ｎ）１２１_１乃至１２１_Ｎによって構成されており、無線制御装置からＨＷＹインターフェース１０６を介して受信した下りパケットの伝送速度を、実装されている送信キュー（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乃至＃Ｎ）１２１_１乃至１２１_Ｎは、下りパケットの流通量（フロー）を監視しており、下りパケットの流通量が増大して送信キュー（バッファ）の空き容量が減少してくると、送信するパケット量を抑制する処理を行う。なお、各フローコントロール（＃１乃至＃Ｎ）１２１_１乃至１２１_Ｎは、各移動局＃１乃至＃Ｎとの間のコネクション＃１乃至＃Ｎにそれぞれ対応するものとする。

ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１３０は、ＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソース（電力リソースや符号リソースやハードウエアリソース等）を計算するものであって、電力リソースを計算するＨＳ−ＤＳＣＨパワーリソース計算部１３１と、符号リソースを計算するＨＳ−ＤＳＣＨコードリソース計算部１３２と、ハードウエアリソースを計算するハードウエアリソース計算部１３３とを備える。

スケジューラ部１４０は、各移動局に対して送信する下りパケットについてのスケジューリング処理を施すものである。

本実施形態において、スケジューラ部１４０は、後述のように、各移動局＃１乃至＃ｎに対するパケットの平均伝送速度

と、各移動局＃１乃至＃ｎに対するパケットの最低保証伝送速度Ｒ_１ ^{ｔａｒｇｅｔ}乃至Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}と、各移動局＃１乃至＃ｎに対してパケットがスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度ｆ_１乃至ｆ_ｎと、各移動局＃１乃至＃ｎの能力情報Ｂ_１乃至Ｂ_ｎとに基づいて、各移動局＃１乃至＃ｎに対するパケットのスケジューリングを行うように構成されている。

具体的には、スケジューラ部１４０は、評価関数計算部２１０において計算された各移動局＃１乃至＃ｎに係る評価関数Ｃ_１乃至Ｃ_ｎのうち、最大の評価関数Ｃ_ｍａｘを持つ移動局＃ｎ_ｍａｘを選択して、当該移動局＃ｎ_ｍａｘに対してプライオリティキュー１４１を割り当てる（下りパケット送信用リソースを割り当てる）。なお、本実施形態に係るパケット送信制御装置において使用される評価関数Ｃ_ｎについては後述する。

なお、スケジューラ部１４０は、上述の平均伝送速度が、上述の最低保証伝送速度に近づいた移動局に対してパケットを優先的にスケジューリングするように構成されていてもよい。

図４に示すように、スケジューラ部１４０は、Ｎ個のプライオリティキュー（＃１乃至＃Ｎ）１４１_１乃至１４１_Ｎと、Ｎ個のリオーダリング部（＃１乃至＃Ｎ）１４２_１乃至１４２_Ｎと、Ｎ個のＨ−ＡＲＱ部（＃１乃至＃Ｎ）１４３_１乃至１４３_Ｎとを有する。

なお、プライオリティキュー（＃１乃至＃Ｎ）１４１_１乃至１４１_Ｎリオーダリング部（＃１乃至＃Ｎ）１４２_１乃至１４２_Ｎ及びＨ−ＡＲＱ部（＃１乃至＃Ｎ）１４３_１乃至１４３_Ｎは、各移動局＃１乃至＃Ｎとの間のコネクション＃１乃至＃Ｎにそれぞれ対応するものとする。

プライオリティキュー（＃１乃至＃Ｎ）１４１_１乃至１４１Ｎ_Ｎは、コネクション毎に設けられている送信キューである。すなわち、プライオリティキュー（＃１乃至＃Ｎ）１４１_１乃至１４１_Ｎは、スケジューリング処理によって選択されるまでの間、下りパケットを蓄積するように構成されている。

通常、１つの移動局に対して１つのプライオリティキューが用いられるが、１つの移動局が複数のコネクションを設定している場合、１つの移動局に対して複数のプライオリティキューが用いられる。

リオーダリング部（＃１乃至＃Ｎ）１４２_１乃至１４２_Ｎは、Ｈ−ＡＲＱを用いた再送制御処理において、移動局＃ｎが、下りパケットについての受信順序制御処理を行うことができるように、下りパケットに対してシーケンス番号を付与して、移動局＃ｎの受信バッファが溢れないように、ウィンドウ制御処理を行うものである。

Ｈ−ＡＲＱ部（＃１乃至＃Ｎ）１４３_１乃至１４３_Ｎは、ＭプロセスのストップアンドウェイトプロトコルＡＲＱによって、上り方向のＡｃｋ／Ｎａｃｋフィードバックに基づいた再送制御処理を行うものである。

図５を参照して、Ｈ−ＡＲＱ部（＃１乃至＃Ｎ）１４３_１乃至１４３_Ｎで行われるストップアンドウェイトプロトコルＡＲＱの動作例について説明する。

図５に示すように、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取ると送信確認（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ）を送信側に返す。図５の例では、受信側は、パケット＃１を受け取ったとき、正しく受信できなかったので、否定応答（Ｎａｃｋ）を送信側に返している。一方、受信側は、パケット＃２について正しく受信できたので、肯定応答（Ａｃｋ）を送信側に返している。以下、受信側は、受け取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。

ＴＦＲ選択部１５０は、Ｎ個のＴＦＲ選択機能（＃１乃至＃Ｎ）１５１_１乃至１５１_Ｎによって構成されている。なお、各ＴＦＲ選択機能（＃１乃至＃Ｎ）１５１_１乃至１５１_Ｎは、各移動局＃１乃至＃Ｎとの間のコネクション＃１乃至＃Ｎにそれぞれ対応するものとする。

各ＴＦＲ選択機能（＃１乃至＃Ｎ）１５１_１乃至１５１_Ｎは、上りチャネルを介して受信した下り回線品質インジケータであるＣＱＩや、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１３０で計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てるべき無線リソース（電力リソースや符号リソースやハードウエアリソース）等に基づいて、各コネクション＃１乃至＃Ｎにおいて利用される下り伝送フォーマット（符号変調方式や変調多値数や符号化率等）及び送信電力等を決定するように構成されている。

各ＴＦＲ選択機能（＃１乃至＃Ｎ）１５１_１乃至１５１_Ｎは、決定した下り伝送フォーマット及び送信電力等を、レイヤー１処理部１１１に通知する。

最低保証伝送速度設定部１６０は、移動局＃ｎに対するパケットの最低保証伝送速度Ｒ_１ ^{ｔａｒｇｅｔ}乃至Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を取得するものである。

具体的には、最低保証伝送速度設定部１６０は、プライオリティキュー１４１_１乃至１４１_Ｎ内の下りパケットについて保証されるべき最低伝送速度に該当する最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を設定するものである。

最低保証伝送速度設定部１６０は、呼処理部１０５を介して遠隔からの指定に応じて、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を設定するように構成されていてもよい。

また、最低保証伝送速度設定部１６０は、サービス種別ごとに、契約種別ごとに、端末種別ごとに、セル種別ごとに、又は優先度クラスごとに、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を設定するように構成されていてもよい。

例えば、サービス種別は、下りパケットを転送するサービスの種別を示すものであり、例えば、ＶｏＩＰサービスや音声サービスやストリーミングサービスやテレビ電話サービスやＦＴＰサービス等を含む。

また、契約種別は、下りパケットの宛先移動局のユーザが加入している契約の種別を示すものであり、例えば、Ｌｏｗ Ｃｌａｓｓ契約やＨｉｇｈ Ｃｌａｓｓ契約等を含む。

また、端末種別は、下りパケットの宛先移動局をクラス分けするものであり、例えば、移動局の識別情報に基づくクラスや、ＲＡＫＥ受信機能や等化器や受信ダイバーシチや干渉キャンセラ等の有無又は種別や、受信可能な変調方式やコード数やビット数等の端末の能力を含む。

また、セル種別は、下りパケットの宛先移動局が在圏するセルの形態の種別を示すものであり、例えば、セルの識別情報に基づくクラスや、屋内又は屋外や、郊外又は市街地や、高トラフィック地帯又は低トラフィック地帯等を含む。

さらに、優先度クラスＰＣは、下りパケットの送信に係る優先度を示すものであり、例えば、第１の優先度の下りパケットは、第２の優先度の下りパケットよりも優先的に送信される。

また、最低保証伝送速度設定部１６０は、

の場合、評価関数Ｃ_ｎの分母に設定すべき値Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}を、プライオリティキュー１４１_１乃至１４１_Ｎ毎に設定するように構成されている。なお、Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}は、上述の平均伝送速度が、上述の最低保証伝送速度以下になることを防ぐための第２のパラメータである。

また、最低保証伝送速度設定部１６０は、より確実に最低伝送速度を保証するために、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を、実際に保証されるべき最低伝送速度より大きく設定することができる。

また、最低保証伝送速度設定部１６０は、適度な公平性による最低伝送速度を保証するために、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を、実際に保証されるべき最低伝送速度より小さく設定することができる。

また、最低保証伝送速度設定部１６０は、各移動局＃ｎに対するパケットの瞬時伝送速度ｒ_ｎの計算方法（後述）ごとに、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を設定するように構成されていてもよい。

移動局伝送速度計算部１７０は、各移動局＃１乃至＃ｎに対するパケットの平均伝送速度

を取得するものである。

具体的には、移動局伝送速度計算部１７０は、（式１）に基づいて、時刻ｔにおける移動局＃ｎに対する下りパケットの平均伝送速度

を計算する。

ここで、δは、平均化処理を行う区間を指定する所定のパラメータであり、また、平均化処理のための忘却係数（０≦δ≦１）を示すものである。δを制御することにより、スケジューラが提供する時間的な機会の公正性の強弱を制御することができる。

例えば、δの値を「０．９９」と設定するよりも、δの値を「０．９９９９」と設定する方が、各移動局＃１乃至＃ｎに対するパケットの平均伝送速度を算出する区間が大きくなり、結果として、長い時間にわたる各移動局＃１乃至＃ｎ間のスケジューリング機会の均等化を考慮することになり、より時間的に公平性の高いスケジューラを動作させることが可能となる。

逆に言えば、各移動局＃１乃至＃ｎに対するパケットの平均伝送速度を算出する区間を小さくすると、すなわち、δの値を小さくすると、短い時間にわたる各移動局＃１乃至＃ｎ間のスケジューリング機会の均等化を考慮することになるため、より時間的に公平性の低いスケジューラを動作させることが可能となる。

本パラメータδは、各移動局＃１乃至＃ｎに対する下りパケット、すなわち、各プライオリティキュー１４１_１乃至１４１_Ｎ内の下りパケットについて、サービス種別や、契約種別や、端末種別（例えば、上述の能力情報Ｂ_ｎに基づく種別）や、セル種別や、優先度クラス種別等に基づいて設定されることができる。

また、（式１）において、ｒ_ｎは、移動局＃ｎに対するパケットの瞬時伝送速度を示すものである。

移動局＃ｎに対するパケットの瞬時伝送速度ｒ_ｎは、移動局＃ｎから送達確認を受信したパケットのサイズ（データ量）、移動局＃ｎに対して送信したパケットのサイズ（データ量）、又は、移動局＃ｎから報告された当該移動局＃ｎとの間の無線品質に基づいて推定される送信可能なパケットのサイズ（データ量）のいずれかであるものとする。

なお、「無線状態から推定される送信可能なパケットのサイズ」とは、下り無線品質を示すＣＱＩや、下り伝送チャネルの瞬時ＳＩＲや、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１３０において計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソース等に基づいて、所定の誤り率で送信可能と推定されるパケットのサイズのことを表す。

また、移動局伝送速度計算部１７０は、所定の送信時間間隔ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）ごと、又は、パケットのスケジューリングに用いる評価関数を算出する時間間隔ごとに、パケットの平均伝送速度を更新するように構成されている。

例えば、移動局伝送速度計算部１７０は、所定の計算方法で、パケットの平均伝送速度の更新に用いる当該パケットの瞬時伝送速度ｒ_ｎを算出するように構成されている。

具体的には、移動局伝送速度計算部１７０は、図６に示すように、タイプ＃１乃至タイプ＃５のパターンで、パケットの平均伝送速度を更新するように構成されている。

タイプ＃１のパターンの場合、移動局伝送速度計算部１７０は、移動局＃ｎと接続されている期間中の全てのＴＴＩごとに、移動局＃ｎから送達確認を受信したパケットのサイズ（データ量）を算出することによって、パケットの平均伝送速度を更新する。

タイプ＃２のパターンの場合、移動局伝送速度計算部１７０は、移動局＃ｎと接続されている期間中の全てのＴＴＩごとに、移動局＃ｎに対して送信したパケットのサイズ（データ量）を算出することによって、パケットの平均伝送速度を更新する。

タイプ＃３のパターンの場合、移動局伝送速度計算部１７０は、移動局＃ｎと接続されている期間中の全てのＴＴＩごとに、移動局＃ｎから報告された当該移動局＃ｎとの間の無線状態に基づいて推定される送信可能なパケットのサイズ（データ量）を算出することによって、パケットの平均伝送速度を更新する。

タイプ＃４のパターンの場合、移動局伝送速度計算部１７０は、パケットのスケジューリングに用いる評価関数を算出する時間間隔ごとに、移動局＃ｎから送達確認を受信したパケットのサイズ（データ量）を算出することによって、パケットの平均伝送速度を更新する。

タイプ＃５のパターンの場合、移動局伝送速度計算部１７０は、パケットのスケジューリングに用いる評価関数を算出する時間間隔ごとに、移動局＃ｎに対して送信したパケットのサイズ（データ量）を算出することによって、パケットの平均伝送速度を更新する。

なお、移動局伝送速度計算部１７０は、上述の方法の他に、例えば、移動局＃ｎが通信状態に入った後、一定期間ごとに、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２に流入したデータリンク層におけるデータ量を測定することによって、当該移動局＃ｎに対する瞬時伝送速度ｒ_ｎを求めるように構成されていてもよい。かかる場合、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２が、データリンク層におけるデータ伝送速度を測定する機能を具備している必要がある。

パケット割当頻度計算部１８０は、各移動局＃１乃至＃ｎに対してパケットがスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度ｆ_１乃至ｆ_ｎを取得するものである。

具体的には、パケット割当頻度計算部１８０は、移動局＃ｎごとに、すなわち、プライオリティキュー１４１_１乃至１４１_Ｎごとに、過去の所定期間（測定期間）において各移動局に対してパケットがスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度（すなわち、パケット割当頻度）ｆ_ｎを算出するものである。

例えば、パケット割当頻度計算部１８０は、時刻ｔにおけるスケジューリング頻度ｆ_ｎ（ｔ）を、下式に基づいて算出する。

ｆ_ｎ（ｔ）＝τ・ｆ_ｎ（ｔ−１）＋（１−τ）・Ａｌ_ｎ（ｔ）
ここで、Ａｌ_ｎ（ｔ）は、時刻ｔにおいて移動局＃ｎに対してパケットがスケジューリングされたか否かを示す情報であり、時刻ｔにおいて移動局＃ｎに対してパケットがスケジューリングされた場合に「１」となり、時刻ｔにおいて移動局＃ｎに対してパケットがスケジューリングされた場合に「０」となる値である。

また、τは、パラメータとして与えられる忘却係数であり、τを１に近づけた場合、上述のスケジューリング頻度の測定期間を大きくすることができ、より時間的な公平性を大きくすることができる。逆に、τを小さくした場合には、上述のスケジューリング頻度の測定期間を小さくすることができ、より時間的な公平性を小さくすることができる。

また、パケット割当頻度計算部１８０は、時刻ｔにおけるスケジューリング頻度ｆ_ｎ（ｔ）を、下式に基づいて算出するように構成されていてもよい。

ここで、Ａｌ_ｎ（τ）は、時刻τにおいて移動局＃ｎに対してパケットがスケジューリングされたか否かを示す情報であり、時刻τにおいて移動局＃ｎに対してパケットがスケジューリングされた場合に「１」となり、時刻τにおいて移動局＃ｎに対してパケットがスケジューリングされた場合に「０」となる値である。

また、Ｔは、上述のスケジューリング頻度の測定期間の大小を制御するための制御パラメータであり、Ｔを大きく設定した場合、上述のスケジューリング頻度の測定期間を大きくすることができ、より時間的な公平性を大きくすることができる。逆に、Ｔを小さく設定した場合には、上述のスケジューリング頻度の測定期間を小さくすることができ、より時間的な公平性を小さくすることができる。

ここで、パケット割当頻度計算部１８０は、無線基地局１００の上位ノードから、上述のパラメータτ及びＴをダウンロードしてもよいし、端末Ｉ／Ｆ（外部インターフェース機能）を具備して、直接、端末から上述のパラメータτ及びＴを読み取るように構成されていてもよい。

パケット割当頻度平均算出部１９０は、パケット割当頻度計算部１８０によって算出された各移動局＃１乃至＃ｎのスケジューリング頻度ｆ_１乃至ｆ_ｎ（プライオリティキュー１４１_１乃至１４１_Ｎごとのパケット割当頻度）を用いて、複数の移動局＃１乃至＃ｎ間のスケジューリング頻度の平均値Ｆを算出するものである。

例えば、パケット割当頻度平均算出部１９０は、複数の移動局＃ｎ間のスケジューリング頻度の平均値Ｆを、下式に基づいて算出する。

また、パケット割当頻度平均算出部１９０は、複数の移動局＃１乃至＃ｎ間のスケジューリング頻度の平均値Ｆとして、複数の移動局におけるスケジューリング頻度についての統計的な中心の値を求めればよいため、複数の移動局におけるスケジューリング頻度の中央値や幾何平均値や調和平均値や最頻値を算出するように構成されていてもよい。

能力情報設定部２００は、各移動局＃１乃至＃ｎの能力情報Ｂ_１乃至Ｂ_ｎを取得するものである。具体的には、能力情報設定部２００は、移動局＃ｎの能力に応じて、能力情報Ｂ_ｎを設定するように構成されている。

ここで、能力情報Ｂ_ｎは、移動局＃ｎについて、３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０６に定義されている「ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｃａｔｅｇｏｒｙ」におけるパラメータや、高度受信器機能（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）の有無や、受信ダイバーシチ機能の有無や、送信ダイバーシチ対応の可否等に基づいて設定される。

なお、高度受信器機能は、従来のＲＡＫＥ受信器における等価器や干渉キャンセラやＧ−ＲＡＫＥ等を示す。

また、「ＵＥ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｃａｔｅｇｏｒｙ」におけるパラメータとしては、受信可能な変調方式（例えば、「１６ＱＡＭ及びＱＰＳＫ」や「ＱＰＳＫのみ」等）や、受信可能な最大コード数（Ｍａｘｉｍｕｍ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＨＳ−ＤＳＣＨ ｃｏｄｅｓ ｒｅｃｅｉｖｅｄ）や、一度に受信可能な最大データ量（Ｍａｘｉｍｕｍ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｂｉｔｓ ｏｆ ＨＳ−ＤＳＣＨ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｂｌｏｃｋ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ａｎ ＨＳ−ＤＳＣＨ ＴＴＩ）や、Ｔｕｒｂｏ復号のための受信器におけるメモリバッファ量（Ｔｏｔａｌ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｏｆｔ ｃｈａｎｎｅｌ ｂｉｔｓ）や、一度パケットを受信してから再びパケットを受信可能となるまでの時間の最小値（Ｍａｘｉｍｕｍ ＴＴＩ ｉｎｔｅｒｖａｌ）等が挙げられる。

また、能力情報設定部２００は、外部からの指示に応じて、上述の移動局＃ｎの能力に対応する能力情報Ｂ_ｎを設定するように構成されていてもよい。具体的には、能力情報設定部２００は、無線基地局１００の上位ノードからシグナリングによって通知された移動局＃ｎの能力に対応する能力情報Ｂ_ｎを設定するように構成されていてもよいし、直接移動局＃ｎによって通知された移動局＃ｎの能力に対応する能力情報Ｂ_ｎを設定するように構成されていてもよい。また、能力情報設定部２００は、移動局＃ｎのＩＤや端末情報から、移動局＃ｎの能力を取得するように構成されていてもよい。

評価関数計算部２１０は、後述のように、移動局＃ｎごとに、スケジューラ部１４０によるスケジューリング処理において用いられる評価関数Ｃ_ｎを算出するものである。

例えば、評価関数計算部２１０は、評価関数Ｃ_ｎを算出する際に、レイヤー１処理部から受信したＣＱＩの値とＭＡＣ−ｈｓリソース計算部１３０によって算出された無線リソースとに基づいて推定した移動局に対して送信可能なパケットの瞬時伝送速度ｒ_ｎを「無線状態Ｒ_ｎ」として用いることができる。

また、評価関数計算部２１０は、評価関数Ｃ_ｎを算出する際に、レイヤー１処理部から受信したＣＱＩの値を「無線状態Ｒ_ｎ」として用いることができる。

また、評価関数計算部２１０は、評価関数Ｃ_ｎを算出する際に、レイヤー１処理部から受信したＣＱＩの値を、式「Ｒ _ｎ ＝１０^{（ＣＱＩ／１）}」によって算出した値を「無線状態Ｒ_ｎ」として用いることができる。

呼処理部１０５は、無線基地局１００の上位に位置する無線制御装置との間で呼処理制御信号の送受信を行い、無線基地局１００の状態管理や無線リソース割り当てを行うものである。

ＨＷＹインターフェース１０６は、無線制御装置との間のインターフェースの役割を果たすものであり、無線制御装置から受信した下りパケットをベースバンド信号処理部１０４に転送し、ベースバンド信号処理部１０４から受信した上りパケットを無線制御装置に転送するものである。

（本実施形態に係るパケット送信制御装置の動作）
図７を参照して、本実施形態に係るパケット送信制御装置の動作、具体的には、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２における下りパケットのスケジューリング処理の動作について説明する。

図７に示すように、ステップＳ２００１において、評価関数計算部２１０は、移動局＃ｎに係る評価関数Ｃ_ｎを計算するための初期値設定処理を行う。具体的には、評価関数計算部２１０は、初期値として、「ｎ＝１」、「Ｃ_ｍａｘ＝０」及び「ｎ_ｍａｘ＝０」を設定する。ここで、ｎは、移動局の添え字を表し、Ｃ_ｍａｘは、評価関数Ｃ_ｎの最大値を表し、ｎ_ｍａｘは、評価関数Ｃ_ｎが最大となる移動局の添え字を表す。

ステップＳ２００２において、評価関数計算部２１０は、レイヤー１処理部１１１から、移動局＃ｎとの間の下りリンクの瞬時無線状態Ｒ_ｎ（又は、移動局＃ｎとの間の下りリンクの瞬時無線状態から推定される送信可能なパケットのサイズ（データ量）Ｒ_ｎ）を取得する。

ステップＳ２００３において、評価関数計算部２１０は、移動局伝送速度計算部１７０から、移動局＃ｎに対する下りパケットの平均伝送速度

を取得する。

ステップＳ２００４において、評価関数計算部２１０は、最低保証伝送速度設定部１６０から、移動局＃ｎに割り当てられているプライオリティキュー１４１_ｎ内のパケットに対して保証されるべき最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}及び評価関数Ｃ_ｎの分母に設定すべきパラメータＲ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}を取得する。

ステップＳ２００５において、評価関数計算部２１０は、パケット割当頻度計算部１８０から、移動局＃ｎに割り当てられているプライオリティキュー１４１_ｎ内のパケットが過去にスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度ｆ_ｎを取得するとともに、パケット割当頻度平均計算部１９０から、複数の移動局＃１乃至＃ｎ間のスケジューリング頻度ｆ_１乃至ｆ_ｎの平均値Ｆを取得する。

ステップＳ２００６において、評価関数計算部２１０は、能力情報設定部２００から、移動局＃ｎの能力情報Ｂ_ｎを取得する。

ステップＳ２００７において、評価関数計算部２１０は、ステップＳ２００２乃至Ｓ２００６における全ての情報を取得したか否かについて判定する。

全ての情報が取得されたと判定された場合（ステップＳ２００７の「ＹＥＳ」の場合）、本動作は、ステップＳ２００８に進み、それ以外の場合（ステップＳ２００７の「ＮＯ」の場合）、評価関数計算部２１０は、未取得の情報の取得を試みる。

評価関数計算部２１０は、ステップＳ２００８において、呼処理部１０５を介して遠隔から指定された「パラメータα，β，γ」を受け取り、ステップＳ２００９において、下式に従って評価関数Ｃ_ｎを計算する。

上述のように、評価関数Ｃ_ｎが計算されると、ステップＳ２０１０において、評価関数計算部２１０は、計算された評価関数Ｃ_ｎが最大値であるか否かについて判定する。

現在、Ｃ_ｍａｘ＝０（初期値）と設定されているので、ステップＳ２０１１において、評価関数計算部２１０は、ステップＳ２００９で算出した評価関数Ｃ_ｎをＣ_ｍａｘに設定し、Ｃ_ｍａｘに対応する移動局＃ｎの添え字ｎをｎ_ｍａｘに設定する。

ステップＳ２０１２において、評価関数計算部２１０は、次の移動局＃ｎ＋１の評価関数Ｃ_ｎ＋１を計算するために、ｎの値を＋１だけインクリメントする。

ステップＳ２０１３において、評価関数計算部２１０は、ｎの値が、無線基地局１００と通信中の移動局数Ｎを超えるか否かについて判定する。

ステップＳ２０１１でｎの値が移動局数Ｎを超えないと判定された場合（ステップＳ２０１１の「ＮＯ」の場合）、本動作は、ステップＳ２００２からステップＳ２０１０までのループ処理を、ｎの値が移動局数Ｎを超えると判定されるまで繰り返し行う。この結果、評価関数計算部２１０は、無線基地局１００と通信中の全ての移動局についての評価関数Ｃ_ｎを計算することができる。

一方、ステップＳ２０１１でｎの値が移動局数Ｎを超えると判定された場合（ステップＳ２０１１の「ＹＥＳ」の場合）、評価関数計算部２１０は、ステップＳ２００９で設定されたｎ_ｍａｘに対応する移動局＃ｎ_ｍａｘに対して送信キューの割り当てを行うようにスケジューラ部１４０に指示する。

（本実施形態に係るパケット送信制御装置の作用・効果）
本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、スケジューラ部１４０が、パケットの平均伝送速度とパケットの最低保証伝送速度とスケジューリング頻度と移動局の能力情報とに基づいて、複数の移動局の各々に対するパケットのスケジューリングを行うため、従来のＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラを動作させる場合であっても、各種サービスのＱｏＳや移動局間の能力差やスケジューリング機会の均等化等を考慮することができる。

以下、評価関数計算部２１０が、（式２ａ）及び（式２ｂ）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、具体的に説明する。

本実施形態によれば、（式２ａ）及び（式２ｂ）において、一般的なＰｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラで用いられる評価関数

の分母を、

と書き換えているため、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が、最低保証伝送速度に近づいた場合に、評価関数Ｃ_ｎの値が増大するため、当該移動局＃ｎに対してパケットをスケジューリングする確率を増大させることができる。

すなわち、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、一般的なＰｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラの機能に、最低伝送速度の保証機能を提供する機能を付加することができる。

ここで、「Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}」及び「Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}」は、遠隔、例えば、無線基地局１００の上位ノード（例えば、無線制御装置やコアネットワーク上のサーバ等）から指定されるように構成されていてもよい。かかる場合、例えば、「Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}」及び「Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}」は、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の呼処理部１０５が、上記呼処理制御信号に含まれる「Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}」及び「Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}」を受け取り、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２１０に転送する。

評価関数計算部２１０は、転送されてきた「Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}」及び「Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}」を、（式２ａ）又は（式２ｂ）に代入して評価関数Ｃ_ｎを計算する。

例えば、最低保証伝送速度設定部１６０は、ストリーミングサービスを提供する場合に、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を、「１２８（６４ｋｂｐｓに相当する値。１ＴＴＩ当たりの伝送ブロックサイズに変換した値。）」と設定する。

ここで、パケットの平均伝送速度が「３００」である移動局＃ｎの無線品質が伝搬環境の変化により劣化して、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が「３００」から徐々に減少したとする。

この際、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が「１２８」に近づけば近づくほど、評価関数Ｃ_ｎの分母の値が小さくなり、結果として、評価関数Ｃ_ｎの値は増加し、移動局＃ｎに送信キューが割り当てられる機会が増加する。その結果、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度は増加する。

このように、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}に近づけば近づくほど、評価関数Ｃ_ｎの値の増加幅は大きい。したがって、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度は、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}よりも高く保たれることになり、移動局＃ｎに対するパケットの最低伝送速度が保証されることになる。

また、本実施形態において、最低保証伝送速度設定部１６０は、実際に保証されるべき所望の最低伝送速度が「６４ｋｂｐｓ」であるにも係らず、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}として「１２８」ではなく、「１２８」より大きい値（例えば、「１５０」）を設定した場合、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が「１５０」に近づけば近づくほど、評価関数Ｃ_ｎの分母の値が小さくなり、結果として、評価関数Ｃ_ｎの値が増加し、移動局＃ｎに送信キューが割り当てられる機会が増加する。その結果、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}として「１２８」を設定するよりも、より確実に最低伝送速度を保証することが可能となる。

一方、本実施形態において、最低保証伝送速度設定部１６０は、実際に保証されるべき所望の最低伝送速度が「６４ｋｂｐｓ」であるにも係らず、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}として「１２８」ではなく、「１２８」よりも小さいの値（例えば、「１００」）を設定した場合、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が「１００」に近づけば近づくほど、評価関数Ｃ_ｎの分母の値が小さくなり、結果として、評価関数Ｃ_ｎの値が増加し、移動局＃ｎに送信キューが割り当てられる機会が増加する。

その結果、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}として「１２８」を設定するよりも、最低伝送速度の保証の強さは小さくなるが、従来の「Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラ（最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}が「０」である場合）」に比べて、適度な最低伝送速度を保証することができる。かかる場合、厳密に最低伝送速度の保証を行わない分、従来の「Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューリング」の効果が大きくなり、セル全体のスループットは向上する。

すなわち、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、最低保証伝送速度設定部１６０が、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}として、実際に保証されるべき最低伝送速度よりも大きい値、或いは、小さい値を設定することにより、提供すべき最低伝送速度の保証の強弱を制御することが可能となる。

なお、最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}は、優先度クラスごとに、サービス種別ごとに、端末種別ごとに、セル種別ごとに、又は、契約種別毎に設定されるように構成されていてもよい。

一方、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が、「Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}＋Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}」以下となる場合には、（式２ｂ）を用いて、評価関数Ｃ_ｎを求める。

ここで、Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}には、適切な値が設定される。例えば、Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}は、優先度クラスごとに、サービス種別ごとに、端末種別ごとに、セル種別ごとに、又は、契約種別毎に設定されるように構成されていてもよい。

例えば、ＶｏＩＰサービスのような厳密に最低伝送速度を保証する必要がある場合には、Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}に「１０^−１０」が設定される。かかる場合、評価関数Ｃ_ｎの値は、非常に大きくなり、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が、「Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}＋Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}」よりも大きくなるまで、移動局＃ｎに送信キューが割り当てられる確率が著しく大きくなり、厳密に最低伝送速度を保証することが可能となる。

また、例えば、契約種別として、厳密ではないが、ある所定の割合で最低伝送速度を保証する必要がある場合には、Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}に「１」が設定される。かかる場合、評価関数Ｃ_ｎの値は、ある程度大きくなるため、移動局＃ｎに送信キューが割り当てられる確率をある程度大きくすることができる。すなわち、Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}を制御することにより、提供する最低伝送速度の保証の強弱を制御することが可能となる。

また、移動局＃ｎに対するパケットの平均伝送速度が、「Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}＋Ｒ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}」以下となる場合には、移動局＃ｎとの間に最低伝送速度を保証する通信を構築することができないと判断し、移動局＃ｎとの通信を切断するという制御も可能となる。かかる場合、あまりにも通信品質が悪く最低伝送速度を保証することができない移動局に対して無線リソースを割り当てる必要がなくなるため、セル全体としてのスループットは向上する。その結果、評価関数計算部２１０は、評価関数Ｃ_ｎを算出する際に、（式２ｂ）及び（式３ｂ）を用いる必要はない。

なお、本実施形態において、パラメータα及びβを適切に設定することにより、最低伝送速度の保証が可能な「Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラ（α＝１，β＝１）」や、最低伝送速度の保証が可能な「ＭＡＸ Ｃ／Ｉスケジューラ（α＝１，β〜０（但し、β≠０））や、「Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｍｅｓｓスケジューラ」と「ＭＡＸ Ｃ／Ｉスケジューラ」の中間の性質を持ち、かつ、最低伝送速度の保証が可能なスケジューラを提供することが可能となる。

また、本実施形態によれば、（式２ａ）及び（式２ｂ）において、一般的なＰｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラで用いられる評価関数

に、移動局＃ｎに対応するプライオリティキュー１４１_ｎのスケジューリング頻度（パケット割当頻度）ｆ_ｎと、複数の移動局＃１乃至＃ｎに対応するプライオリティキュー１４１_１乃至１４１_ｎのスケジューリング頻度（パケット割当頻度）ｆ_１乃至ｆ_ｎの平均値Ｆとに基づく項ｅｘｐ（−γ・（ｆ_ｎ−Ｆ））が乗算されているため、一般的なＰｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラの機能に対して、スケジューリング機会の均等化を付加することができる。

例えば、５台の移動局Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５が存在し、測定対象のＴＴＩにおけるスケジューリング頻度ｆ_１乃至ｆ_５が、それぞれ「０．１」、「０．２」、「０．３」、「０．４」、「０．５」であった場合に、スケジューリング機会の均等化を実現するためには、スケジューリング機会の少ない移動局Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５の順に割当機会（スケジューリング機会）を大きくする必要がある。

ここで、上述の５台の移動局Ａ１乃至Ａ５間のスケジューリング頻度ｆ_１乃至ｆ_５の平均値Ｆは、「０．３」であるため、各移動局Ａ１乃至Ａ５に対応するｅｘｐ（−γ・（ｆ_ｎ−Ｆ））の値は、それぞれ、「ｅｘｐ（０．２γ）」、「ｅｘｐ（０．１γ）」、「ｅｘｐ（０．０γ）」、「ｅｘｐ（−０．１γ）」、「ｅｘｐ（−０．２γ）」となり、移動局Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５の順に評価関数Ｃ_ｎの大きさを大きくすることができる。

また、本実施形態に係るパケット送信制御システムによれば、パラメータ（忘却係数）γを制御することによって、スケジューリング機会に関する公平性（均等化）の強弱を制御することができる。

例えば、γの値を小さくした場合、移動局Ａ１乃至Ａ５に対応するｅｘｐ（−γ・（ｆ_ｎ−Ｆ））の値（すなわち、「ｅｘｐ（０．２γ）」、「ｅｘｐ（０．１γ）」、「ｅｘｐ（０．０γ）」、「ｅｘｐ（−０．１γ）」、「ｅｘｐ（−０．２γ）」）の差が小さくなり、スケジューリング機会に関する公平性を弱くすることができる。

一方、γの値を大きくした場合、移動局Ａ１乃至Ａ５に対応するｅｘｐ（−γ・（ｆ_ｎ−Ｆ））の値（すなわち、「ｅｘｐ（０．２γ）」、「ｅｘｐ（０．１γ）」、「ｅｘｐ（０．０γ）」、「ｅｘｐ（−０．１γ）」、「ｅｘｐ（−０．２γ）」）の差が大きくなり、スケジューリング機会に関する公平性を強くすることができる。

なお、上述のスケジューリング機会に関する公平性（均等化）の強弱を制御するためのパラメータγは、優先度クラスごとに、サービス種別ごとに、端末種別ごとに、セル種別ごとに、又は、契約種別毎に設定されるように構成されていてもよい。

また、本実施形態に係るパケット送信制御システムにおいて、評価関数計算部２１０は、評価関数Ｃ_ｎにおけるスケジューリング機会の均等化を図る項であるｅｘｐ（−γ・（ｆ_ｎ−Ｆ））の代わりに、

や、−ａ・ｘ^２＋ａ・Ｆ_２＋ｂを用いるように構成されていてもよい。ここで、ａ、ｂは、任意の定数とする。

また、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、（式２ａ）及び（式２ｂ）において、一般的なＰｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラで用いられる評価関数

に、移動局＃ｎが具備する能力に対応する能力情報Ｂ_ｎが乗算されているため、Ｐｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラの機能に加えて、各移動局の能力に応じたスケジューリングを実現することができる。

例えば、２台の移動局Ａ１、Ａ２が存在し、移動局Ａ１の能力が「受信ダイバーシチ機能有り」であり、移動局Ａ２の能力が「受信ダイバーシチ機能無し」であるものとする。このとき、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、移動局Ａ１の能力情報Ｂ_Ａ１の値を「２．０」と設定し、移動局Ａ２の能力情報Ｂ_Ａ２の値を「１．０」と設定することによって、移動局Ａ２に関する評価関数Ｃ_Ａ２に比べて、移動局Ａ１に関する評価関数Ｃ_Ａ１を大きくするように制御することができる。

また、例えば、２台の移動局Ａ１、Ａ２が存在し、移動局Ａ１の能力が「受信可能な最大コード数：１０」であり、移動局Ａ２の能力が「受信可能な最大コード数：５」であるものとする。このとき、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、移動局Ａ１の能力情報Ｂ_Ａ１の値を「３．０」と設定し、移動局Ａ２の能力情報Ｂ_Ａ２の値を「１．０」と設定することによって、移動局Ａ２に関する評価関数Ｃ_Ａ２に比べて、移動局Ａ１に関する評価関数Ｃ_Ａ１を大きくするように制御することができる。

さらに、例えば、２台の移動局Ａ１、Ａ２が存在し、移動局Ａ１の能力が「受信ダイバーシチ機能有り」であり、移動局Ａ２の能力が「等価器有り」であるものとする。このとき、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、移動局Ａ１の能力情報Ｂ_Ａ１の値を「２．０」と設定し、移動局Ａ２の能力情報Ｂ_Ａ２の値を「１．５」と設定することによって、移動局の能力に応じた優先度を付加した評価関数をスケジューリング処理において用いることが可能となる。

（変更例１）
また、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、所定のパラメータα、βを適切に設定することによって、スケジューリング機会の均等化を提供可能なスケジューラ、例えば、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラ（α＝１、β＝１）や、ＭＡＸ Ｃ／Ｉスケジューラ（α＝１、β〜１（但し、β≠０））や、両者の中間の性質を持つスケジューラを提供することが可能となる。

また、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、上述のスケジューラ以外のスケジューラを用いるように構成されていてもよい。例えば、評価関数Ｃ_ｎが、

であるスケジューラを用いる場合、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、かかる評価関数Ｃ_ｎを

と変更することによって、従来のスケジューラの機能に加えて、最低保証伝送速度の保証機能、スケジューリング機会の均等化機能及び移動局の能力（性能）に応じたスケジューリングを提供することができる。

ここで、α、β、γは、０から１の範囲の値を取るパラメータであり、Ｗ_ｎは、無線基地局１００におけるパケットの滞留時間を示すものである。

なお、本実施形態では、１つの移動局が、１つのプライオリティキューを使用するものとしているが、１つの移動局が、複数のプライオリティキュー（例えば、Ｋ個のプライオリティキュー）を使用することも可能であり、その場合、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、Ｎ個のプライオリティキューの代わりに、Ｎ×Ｋ個のプライオリティキューに対してスケジューリング処理を行うことになる。

また、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部２１０は、例えば、ＣＰＵやデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）や、或いは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によって構成されており、所定のメモリ領域に評価関数Ｃ_ｎを算出するためのプログラムを記憶しており、所定のパラメータ（α，β，δ，γ）をダウンロードして書き換える構成となっていてもよい。

ここで、評価関数計算部２１０は、無線基地局１００の上位ノードから、所定のパラメータ（α，β，δ，γ）をダウンロードしてもよいし、端末Ｉ／Ｆ（外部インターフェース機能）を具備して、直接、端末から所定のパラメータ（α，β，δ，γ）を読み取るように構成されていてもよい。

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ていてもよいし、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てもよい。

［本発明の第２の実施形態］
（本発明の第２の実施形態に係るパケット送信制御装置）
本発明の第２の実施形態に係るパケット送信制御装置について、上述の第１の実施形態に係るパケット送信制御装置との相違点を主として説明する。

本実施形態に係るパケット送信制御装置は、移動局＃ｎにおいて受信可能な時間の最小値（ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}：Ｍｉｎｉｍｕｍ ＴＴＩ ｉｎｔｅｒｖａｌ）を考慮した評価関数Ｃ_ｎを用いるように構成されている。

具体的には、パケット送信制御装置の評価関数計算部２１０は、

に従って、評価関数Ｃ_ｎを算出する。

例えば、文献「３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０６ ｖ５．２．０（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、ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}として「２」や「３」といった値を取ることが考えられる。

また、Ｈ−ＡＲＱのＡｃｋ／Ｎａｃｋの誤り率を低減するために、上り伝送チャネルにおけるＡｃｋ／Ｎａｃｋの送信において再送制御を行う場合にも、ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}として「２」や「３」といった値を取ることが考えられる。

本実施形態に係るパケット伝送制御装置によれば、ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}を考慮した平均伝送速度の算出及び最低保証伝送速度の設定を行うことができる。

［本発明の第３の実施形態］
（本発明の第３の実施形態に係るパケット送信制御装置）
本発明の第３の実施形態に係るパケット送信制御装置について、上述の第１の実施形態に係るパケット送信制御装置との相違点を主として説明する。

一般的に、パケット通信網におけるパケット伝送においては、例えば、特開平３−５８６４６号公報に提案されているように、２種類の優先度クラスＰＣを設け、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。

そこで、本実施形態では、スケジューラ部１４０が、移動局＃ｎごとにパケットの送信に係る優先度クラスＰＣ_ｎを管理しており、優先度クラスＰＣ_ｎに応じて、パケットをスケジューリングするように構成されている。

以下、図８を参照して、本実施形態に係るパケット送信制御装置の動作について説明する。

図８に示すように、ステップＳ３０００において、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部２１０は、プライオリティキュー（＃１乃至＃Ｎ）１４１_１乃至１４１_ｎをいくつかの優先度クラスＰＣに分類する。

ステップＳ３００１乃至ステップＳ３００７の動作は、図７に示すステップＳ２００１乃至ステップＳ２００５の動作と同一である。

評価関数計算部２１０は、ステップ３００８において、移動局＃ｎの評価関数Ｃ_ｎの計算に必要な

を全て取得すると、ステップＳ３００９において、呼処理部１０５を介して遠隔から指定された優先度クラスＰＣ_ｎ毎の所定のパラメータ（α_ＰＣｎ，β_ＰＣｎ，γ_ＰＣｎ）及び優先度クラス毎の重み係数（ウェイト）Ａ_ＰＣｎ（但し、ＰＣ_ｎは、移動局＃ｎの優先度クラスの添え字）を受け取る。なお、所定のパラメータ（α_ＰＣｎ，β_ＰＣｎ，γ_ＰＣｎ）及び重み係数（ウェイト）Ａ_ＰＣｎは、各優先度クラスＰＣにおいて共通の値を用いるように設定されていてもよい。

ステップＳ３００９において、評価関数計算部２１０は、下式に基づいて評価関数Ｃ_ｎを計算する。

ここで、ＰＣ_ｎは、移動局＃ｎが属する優先度クラスを示す。また、パケット割当頻度の移動局間の平均値Ｆ_ＰＣ（スケジューリング頻度ｆの平均値Ｆ_ＰＣ）は、

のように、優先度クラスＰＣごとに計算される。

上述のように、評価関数Ｃ_ｎが計算されると、ステップＳ３０１０において、評価関数計算部２１０は、計算された評価関数Ｃ_ｎが最大値であるか否かについて判定する。

現在、Ｃ_ｍａｘ＝０（初期値）と設定されているので、ステップＳ３０１１において、評価関数計算部２１０は、ステップＳ３００９で測定した評価関数Ｃ_ｎをＣ_ｍａｘに設定し、Ｃ_ｍａｘに対応する移動局＃ｎの添え字ｎをｎ_ｍａｘに設定する。

ステップＳ３０１２において、評価関数計算部２１０は、次の移動局＃ｎ＋１の評価関数Ｃ_ｎ＋１を計算するために、ｎの値を＋１だけインクリメントする。

ステップＳ３０１３において、評価関数計算部２１０は、ｎの値が、無線基地局１００と通信中の移動局数Ｎを超えるか否かについて判定する。

ステップＳ３０１３でｎの値が移動局数Ｎを超えないと判定された場合（ステップＳ３０１３の「ＮＯ」の場合）、本動作は、ステップＳ３００２からステップＳ３０１３までのループ処理を、ｎの値が移動局数Ｎを超えると判定されるまで繰り返し行う。この結果、評価関数計算部２１０は、無線基地局１００と通信中の全ての移動局についての評価関数Ｃ_ｎを計算することができる。

一方、ステップＳ３０１３でｎの値が移動局数Ｎを超えると判定された場合（ステップＳ３０１３の「ＹＥＳ」の場合）、評価関数計算部２１０は、ステップＳ３０１１で設定されたｎ_ｍａｘに対応する移動局＃ｎ_ｍａｘに対して送信キューの割り当てを行うようにスケジューラ部１４０に指示する。

本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、優先度クラスＰＣ_ｎに応じて重み係数Ａ_ＰＣｎや指数α_ＰＣｎ，β_ＰＣｎ，δ_ＰＣｎを制御するとともに、優先度クラスＰＣ_ｎごとに最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を設定することにより、優先度クラスＰＣ_ｎに応じた最低伝送速度の保証を行いつつ、優先度クラスＰＣ_ｎに応じた適切なスケジューラを実現することができる。

また、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、優先度クラスＰＣ_ｎに応じて重み係数Ａ_ＰＣｎや指数α_ＰＣｎ，β_ＰＣｎ，δ_ＰＣｎを制御するとともに、スケジューリング機会の均等化の度合いを制御するパラメータγ_ＰＣｎを、優先度クラスＰＣ_ｎごとに設定することにより、各優先度クラスＰＣ_ｎ内でのスケジューリング機会の均等化及び優先度クラスＰＣ_ｎ間のスケジューリング機会の均等化を図りつつ、優先度クラスＰＣ_ｎに応じた適切なスケジューラを実現することができる。

また、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、移動局＃ｎの優先度クラスＰＣ_ｎ及び能力情報Ｂ_ｎに応じた適切なスケジューラを実現することができる。

例えば、上述の（式３ａ）及び（式３ｂ）において、例えば、優先度クラスを２つ設け、高い優先度クラスをＰＣ＝１、低い優先度クラスをＰＣ＝２とした場合、重み係数Ａ_１＞重み係数Ａ_２となるように設定することによって、高い優先度クラスの移動局のパケットを優先的に送信するように設定することができる。すなわち、重み係数Ａ_１と重み係数Ａ_２との差を大きく取ることによって、優先度の高いパケットが必ず優先して送信することができる。

また、パラメータ（α_１，β_２）＝（１，１）及び（α_２，β_２）＝（１，０）と設定することにより、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、高い優先度クラス（ＰＣ＝１）のパケットに対して、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラとして動作し、低い優先度クラス（ＰＣ＝２）のパケットに対して、ＭＡＸ Ｃ／Ｉスケジューラとして動作することができる。

また、パラメータ（δ_１，δ_２）＝（０．９９９９，０．９９）と設定することにより、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、高い優先度クラス（ＰＣ＝１）のパケットに対して平均化区間を大きく設定して時間的な公平性をより大きく考慮し、低い優先度クラス（ＰＣ＝２）のパケットに対して平均化区間を小さく設定して時間的な公平性をより小さく考慮するように制御することができる。

さらに、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、上述のような優先度クラスの制御に加えて、優先度クラスごとに、最低保証伝送速度を設定することができる。

すなわち、高い優先度クラス（ＰＣ_ｎ＝１）を持つ移動局＃ｎに対する最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を「２５６」と設定し、低い優先度クラス（ＰＣ_ｍ＝２）を持つ移動局＃ｍに対する最低保証伝送速度Ｒ_ｍ ^{ｔａｒｇｅｔ}を「６４」と設定したとすると、高い優先度クラスを持つ移動局＃ｎ宛てのパケットに対して、高い伝送速度が保証され、低い優先度クラスを持つ移動局＃ｍ宛てのパケットに対して、低い伝送速度が保証されることになる。

すなわち、優先度クラス毎に最低保証伝送速度を設定することにより、優先度クラスに応じた最低伝送速度を保証することができる。

本実施形態に係るパケット送信制御装置において、優先度クラス「１」の移動局は、優先度クラス「１」の移動局間のスケジューリング頻度の平均値を用いて評価関数を算出し、優先度クラス「２」の移動局は、優先度クラス「２」の移動局間のスケジューリング頻度の平均値を用いて評価関数を算出する。

したがって、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、優先度クラスＰＣが同じである移動局間で、スケジューリング機会の均等化を図ることができる。

さらに、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、上述のような優先度クラスＰＣによる制御に加えて、優先度クラスＰＣ_ｎごとに、スケジューリング機会の均等化の強弱を制御するパラメータγ_ＰＣｎを設定することができる。

すなわち、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、優先度が高い優先度クラス「１」におけるパラメータγ_１を「２」と設定し、優先度が低い優先度クラス「２」におけるパラメータγ_２を「１」と設定することによって、優先度クラス「１」に係るパケットに対して、より強いスケジューリング機会の均等化を保証し、優先度クラス「２」に係るパケットに対して、より弱いスケジューリング機会の均等化を保証することができる。

ここで、反対に、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、優先度が高い優先度クラス「１」におけるパラメータγ_１を「１」と設定し、優先度が低い優先度クラス「２」におけるパラメータγ_２を「２」と設定することによって、優先度クラス「１」に係るパケットに対して、より弱いスケジューリング機会の均等化を保証し、優先度クラス「２」に係るパケットに対して、より強いスケジューリング機会の均等化を保証するように構成されていてもよい。

また、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、優先度クラスＰＣに応じてスケジューラのパラメータを変えつつ、優先度クラスＰＣごとに複数の移動局間のスケジュール頻度の平均値を算出する際の母集団を設定し、当該母集団の中でスケジューリング機会の均等化の度合い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。

例えば、本発明に係るパケット送信制御装置は、サービス種別（サービスクラス）を定義することで、サービス種別に応じてスケジューラのパラメータを設定し、サービス種別ごとに複数の移動局間のスケジュール頻度の平均値を算出する際の母集団を設定し、当該母集団の中でスケジューリング機会の均等化の度合いを変えることによって、適切なスケジューラを実現することが可能である。

ここで、サービス種別は、様々なデータ量のパケットを転送するサービスをクラス分けするものであり、例えば、映像パケット転送サービスや音声パケット転送サービスを含む。

また、本発明に係るパケット送信制御装置は、契約種別を定義することで、契約種別に応じてスケジューラのパラメータを設定し、契約種別ごとに複数の移動局間のスケジュール頻度の平均値を算出する際の母集団を設定し、当該母集団の中でスケジューリング機会の均等化の度合いを変えることによって、適切なスケジューラを実現することが可能である。

ここで、契約種別は、様々な利用料金の契約をクラス分けするものであり、例えば、Ｌｏｗ Ｃｌａｓｓ契約やＨｉｇｈ Ｃｌａｓｓ契約を含む。

また、本発明に係るパケット送信制御装置は、セル種別を定義することで、セル種別に応じてスケジューラのパラメータを設定し、セル種別ごとに複数の移動局間のスケジュール頻度の平均値を算出する際の母集団を設定し、当該母集団の中でスケジューリング機会の均等化の度合いを変えることによって、適切なスケジューラを実現することが可能である。

ここで、セル種別は、セルの形態をクラス分けするものであり、例えば、屋内セル又は屋外セルや、市街地又は郊外や、高トラヒック地帯又は低トラヒック地帯等を含む。

また、本発明に係るパケット送信制御装置は、端末種別を定義することで、端末種別に応じてスケジューラのパラメータを設定し、端末種別ごとに複数の移動局間のスケジュール頻度の平均値を算出する際の母集団を設定し、当該母集団の中でスケジューリング機会の均等化の度合いを変えることによって、適切なスケジューラを実現することが可能である。

ここで、端末種別は、様々な端末をクラス分けするものであり、例えば、移動局の識別情報に基づくクラスや、ＲＡＫＥ受信機能や等化器や受信ダイバーシチや干渉キャンセラ等の有無又は種別や、受信可能な変調方式やコード数やビット数等の端末能力を含む。

また、本実施形態に係るパケット送信制御装置は、上述の優先度クラスＰＣとは別に、移動局の具備する能力に基づいた能力情報Ｂ_ｎを設定することができる。

例えば、移動局＃１、移動局＃２及び移動局＃３が存在した場合に、移動局＃１及び移動局＃２は、高い優先度クラスを持ち、その重み係数を「３．０」とし、一方で、移動局＃３は、低い優先度クラスを持ち、その重み係数を「１．０」とする。

また、移動局＃１は、ＲＡＫＥ受信器を具備し、移動局＃２及び移動局＃３は、等価器を具備し、それぞれの能力情報Ｂ_ｎを「１．０」、「２．０」、「２．０」とする。

かかる場合、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、優先度クラス及び移動局の能力の両方を考慮したスケジューリングが可能となっている。

すなわち、本実施形態に係るパケット送信制御装置によれば、移動局の具備する能力に基づいた能力情報Ｂ_ｎを評価関数Ｃ_ｎに組み込むことにより、優先度クラス及び移動局の能力の両方を考慮したスケジューリングを提供することができる。

［本発明の第４の実施形態］
（本発明の第４の実施形態に係るパケット送信制御装置）
本発明の第４の実施形態に係るパケット送信制御装置について、上述の第３の実施形態に係るパケット送信制御装置との相違点を主として説明する。

本実施形態に係るパケット送信制御装置は、移動局＃ｎにおいて受信可能な時間の最小値（ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}：Ｍｉｎｉｍｕｍ ＴＴＩ ｉｎｔｅｒｖａｌ）を考慮した評価関数Ｃ_ｎを用いるように構成されている。

具体的には、パケット送信制御装置の評価関数計算部２１０は、

に従って、評価関数Ｃ_ｎを算出する。

例えば、文献「３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０６ ｖ５．２．０（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、ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}として「２」や「３」といった値を取ることが考えられる。

また、Ｈ−ＡＲＱのＡｃｋ／Ｎａｃｋの誤り率を低減するために、上り伝送チャネルにおけるＡｃｋ／Ｎａｃｋの送信において再送制御を行う場合にも、ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}として「２」や「３」といった値を取ることが考えられる。

本実施形態に係るパケット伝送制御装置によれば、ＴＴＩ_{ｍｉｎ，ｎ}を考慮した平均伝送速度の算出及び最低保証伝送速度の設定を行うことができる。

（変更例２）
なお、上述の実施形態は、３ＧＰＰにおける高速パケット伝送方式であるＨＳＤＰＡに関して記述したが、本発明は、ＨＳＤＰＡに限定されるものではなく、移動通信システムにおける下りパケットの送信制御処理を行う任意の高速パケット伝送方式に適用することが可能である。

例えば、本発明は、３ＧＰＰ２におけるｃｄｍａ２０００ １ｘ−ＥＶ ＤＯや、ＴＤＤにおける高速パケット伝送方式等の高速パケット伝送方式に適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、従来のＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓスケジューラを動作させつつ、各種サービスのＱｏＳや移動局間の能力差やスケジューリング機会の均等化等を考慮して、各移動局に対するパケットのスケジューリングを実現することができる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ができる。

Claims (15)

1. 複数の移動局に対するパケットの送信制御を行うパケット送信制御装置であって、
   前記複数の移動局の各々に対するパケットの平均伝送速度を取得する平均伝送速度取得部と、
   前記複数の移動局の各々に対するパケットの最低保証伝送速度を取得する最低保証伝送速度取得部と、
   前記複数の移動局の各々に対してパケットがスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度を取得するスケジューリング頻度取得部と、
   前記複数の移動局の各々の能力情報を取得する能力情報取得部と、
   前記平均伝送速度と前記最低保証伝送速度と前記スケジューリング頻度と前記能力情報とに基づいて、前記複数の移動局の各々に対するパケットのスケジューリングを行うスケジューリング部とを具備することを特徴とするパケット送信制御装置。
2. 前記スケジューリング部は、前記平均伝送速度が前記最低保証伝送速度に近づいた移動局に対して、パケットを優先的にスケジューリングすることを特徴とする請求項１に記載のパケット送信制御装置。
3. 前記平均伝送速度取得部は、各移動局ｎに対するパケットの平均伝送速度
   

   

   を取得し、
   前記最低保証伝送速度取得部は、前記移動局ｎに対するパケットの最低保証伝送速度Ｒ_ｎ ^{ｔａｒｇｅｔ}を取得し、
   前記スケジューリング頻度取得部は、前記移動局ｎに対してパケットがスケジューリングされた頻度を示すスケジューリング頻度ｆ_ｎを取得し、
   前記能力情報取得部は、前記移動局の能力情報Ｂ_ｎを取得し、
   前記スケジューリング部は、前記移動局ｎとの間の無線状態Ｒ_ｎと、複数の移動局に関する前記スケジューリング頻度ｆ_ｎの平均値Ｆと、所定のパラメータα、βと、前記移動局ｎに対してパケットをスケジューリングする機会の均等化を制御するための第１のパラメータγとを取得し、
   

   

   の間の関係に基づいて、パケットをスケジューリングする移動局を選択することを特徴とする請求項１に記載のパケット送信制御装置。
4. 前記スケジューリング部は、
   

   

   に従って算出される評価関数Ｃ_ｎが最大となる移動局に対してパケットをスケジューリングすることを特徴とする請求項３に記載のパケット送信制御装置。
5. 前記スケジューリング部は、前記平均伝送速度
   

   

   が前記最低保証伝送速度以下になることを防ぐための第２のパラメータＲ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}を取得し、
   

   

   の間の関係に基づいて、パケットをスケジューリングする移動局を選択することを特徴とする請求項３に記載のパケット送信制御装置。
6. 前記スケジューリング部は、
   

   

   に従って算出される評価関数Ｃ_ｎが最大となる移動局に対してパケットをスケジューリングすることを特徴とする請求項５に記載のパケット送信制御装置。
7. 前記スケジューリング部は、移動局ｎごとに前記パケットの送信に係る優先度クラスＰＣ_ｎを管理しており、前記移動局ｎの優先度クラスＰＣ_ｎの重み係数Ａ_ＰＣｎと前記所定のパラメータα_ＰＣｎ、β_ＰＣｎと前記第１のパラメータγ_ＰＣｎと前記スケジューリング頻度ｆ_ｎの平均値Ｆ_ＰＣｎとを取得し、
   

   

   の間の関係に基づいて、パケットをスケジューリングする移動局を選択することを特徴とする請求項３に記載のパケット送信制御装置。
8. 前記スケジューリング部は、
   

   

   に従って算出される評価関数Ｃ_ｎが最大となる移動局に対してパケットをスケジューリングすることを特徴とする請求項７に記載のパケット送信制御装置。
9. 前記スケジューリング部は、前記平均伝送速度
   

   

   が前記最低保証伝送速度以下になることを防ぐための第２のパラメータＲ_ｎ ^{ｍｉｎｕｓ}を取得し、
   

   

   の間の関係に基づいて、パケットをスケジューリングする移動局を選択することを特徴とする請求項７に記載のパケット送信制御装置。
10. 前記スケジューリング部は、
    

    

    に従って算出される評価関数Ｃ_ｎが最大となる移動局に対してパケットをスケジューリングすることを特徴とする請求項９に記載のパケット送信制御装置。
11. 前記最低保証伝送速度取得部は、サービス種別ごとに、契約種別ごとに、端末種別ごとに、セル種別ごとに、又は優先度クラスごとに、前記最低保証伝送速度を設定することを特徴とする請求項１に記載のパケット送信制御装置。
12. 前記平均伝送速度取得部は、各移動局ｎに対するパケットの瞬時伝送速度ｒ_ｎと忘却係数δとを用いて、
    

    

    に従って、前記平均伝送速度
    

    

    を算出することを特徴とする請求項１に記載のパケット送信制御装置。
13. 前記スケジューリング部は、サービス種別ごとに、契約種別ごとに、端末種別ごとに、セル種別ごとに、又は優先度クラスごとに、前記複数の移動局に関するスケジューリング頻度ｆ_ｎの平均値Ｆと、前記所定のパラメータα、βと、前記第１のパラメータγとを設定することを特徴とする請求項３に記載のパケット送信制御装置。
14. 前記スケジューリング頻度取得部は、時刻ｔにおいて移動局ｎに対してパケットがスケジューリングされたか否かを示す情報Ａｌ_ｎと忘却係数τとを用いて、ｆ_ｎ（ｔ）＝τ・ｆ_ｎ（ｔ−１）＋（１−τ）・Ａｌ_ｎに従って、前記スケジューリング頻度ｆ_ｎ（ｔ）を算出することを特徴とする請求項１に記載のパケット送信制御装置。
15. 前記能力情報取得部は、前記移動局の能力情報として、受信ダイバーシチ機能の有無、送信ダイバーシチ対応の可否、高度受信器機能の有無、一度に受信可能な最大データ量、受信可能な変調方式、受信可能な最大データ量、一度パケットを受信してから再びパケットを受信可能となるまでの最小時間の少なくとも１つを取得することを特徴とする請求項１に記載のパケット送信制御装置。

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