JP4607486B2 - 通信網における送信をスケジューリングするスケジューラおよびその方法 - Google Patents

Description

本発明は概して、通信システムにおける送信をスケジューリングすることに関する。

テレコミュニケーションシステムが、純粋な音声サービスを提供する第２世代システムから音声サービスとデータサービスを一緒に提供する第３世代システムへと進歩するにつれて新しい技術的問題が発生している。データサービス要件を満たすうえで、データ性能を最適化するには新しい性能測度およびアルゴリズムを定義する必要がある。

CDMA 3G−1x Evolution Data Only System（1ｘ−ＥＶ−ＤＯ、高速パケットデータシステム（Ｈigh Ｒate Ｐacket Ｄata（ＨＲＰＤ）システム）とも呼ばれる）は、ｃｄｍａ２０００ ３Ｇ−１ｘシステムが進化したシステムであり、移動ユーザにデータサービスを提供する純粋なデータシステムである。1ｘ−ＥＶ−ＤＯでは、１つまたは複数の移動体からのチャネル品質フィードバックに基づいてシステムリソースを高速にスケジューリングまたは管理するスケジューラまたはスケジューリング機能が基地局に設けられている。一般に、スケジューラは、所与の瞬間の送信用の移動体を選択し、適応的変調および符号化は、移動体が見る現在のチャネル条件の適切な輸送フォーマット（transport format）（変調および符号化）を選択するのを可能にする。

ＩＳ−９５標準のシステムなどの第２世代無線通信方式では、アプリケーションは通常、基地局と移動体との接続が専用接続である音声ベースの通信方式を使用する。これは基本的に固定接続であるので、システムのサービスを受けるアクティブユーザへの送信順序を優先付けする必要はない（アクティブユーザとは、現瞬間に送信すべきデータを有するユーザである。）しかし、ＣＤＭＡ−２０００標準システムや１ｘ−ＥＶ−ＤＯなどの第３世代無線データ通信システムが現れたため、システムリソースの管理が重要になっている。これは、データの特性が音声の特性とは著しく異なるためである。例えば、データ送信は、音声送信とは異なり、必ずしも連続しておらず、例えば、基地局と移動体との間のバースト送信や間欠型送信として実現することができる。従って、第３世代システムの基地局は、無線リソースを送信対象の各ユーザに割り当てることによって多数のデータユーザの管理を試みる。通常、これは、基地局コントローラ内のスケジューラによって制御される優先付け方式を使用して行われる。従来の優先付け方式では、アイドル状態の移動体には、データを送信すべき移動体よりも低い優先順位が与えられる。

従って、スケジューラは、通信システムの無線リソースを無駄にせずにこれらの多数のユーザを管理できなければならない。この管理機能は、基地局がＱｏＳ（Ｑuality ｏf Ｓervice：サービス品質）要件を満たすことを試みるときにさらに重要になる。ＱｏＳは、多数の異なる要件を表すことができる一般的な用語である。基本的に、ＱｏＳは、無線通信システムにおいて保証された性能（例えば、最低／最高データスループット、最短遅延要件、パケット損失率、パケットダウンロード時間）を発揮することを示す。

無線データ網におけるサービスの品質（ＱｏＳ）の差別化によって、ネットワークオペレータは、ベストエフォート型スケジューリング方式で可能なよりも多くの収益を上げることができる。追加的な収益は、エンドユーザ（加入者）がサービスの認識できる向上（例えば、呼出し時間(laetncy)の短縮、スループットの向上、性能の予測可能性の向上）に対してはより高い料金を支払うのを拒まないことに基づいて約束される。ＱｏＳの差別化は、最高速ユーザ優先スケジューリング、最大搬送波干渉無線スケジューリング（Ｍａｘ Ｃ／Ｉ）、プロポーショナルフェア（Ｐroportional Ｆair：ＰＦ）スケジューリングのような、受け入れられる品質のオーバ・ベスト・エフォート型スケジューリング方式またはアルゴリズムでは提供できない新しいサービス（例えば、ストリーミングオーディオ／ビデオ、パケット音声など）を導入することも可能にする。

有線網および無線網におけるＱｏＳを保証するために基地局コントローラ内のスケジューラ用のスケジューリングアルゴリズムを開発する努力がなされている。従来の努力によって、ピュア・ピーク・ピッキング・スケジューリング（pure peak picking shceduling、すなわち、前述のＨＲＵＦまたはＭａｘ Ｃ／Ｉ）、プロポーショナルフェア（ＰＦ）スケジューリング、例えば、最小レート・プロポーショナル・フェア（Ｐroportional Ｆair with Ｍinimum Ｒate：ＰＦＭＲ）スケジューリングや、最小レート最大スループット（Ｍaximum Ｔhroughput with Ｍinimum Ｒate：ＭＴＭＲ）スケジューリングと呼ばれるＰＦスケジューリングの変形例などのスケジューリング技術が得られている。しかし、チャネル特性の違いのために、有線網向けに構成されたＱｏＳ手法の多くは無線データエアリンクには直接適用できない。従って、上記のような現在のスケジューリング技術は、無線データ網オペレータが、追加的な収益を上げるために無線データ網オペレータのサービスを競争相手のサービスと区別化するうえで必要になりつつあるＱｏＳ差別化機能には十分に対処していない。従って、それぞれの異なるサービスクラスのユーザに対する性能の違いは現在、エンドユーザによって認識されておらず、従って、ネットワークオペレータは、ＱｏＳ差別化機能などのＱｏＳ機能を実施するシステム機器をエンドユーザが購入する前にこの機能を活用する必要がある。

通信網における複数のユーザへの送信をスケジューリングするスケジューラおよび方法は、ユーザのサービス品質（ＱｏＳ）クラスに基づいて、次の送信を受信するためのより高いターゲット最低スループットをユーザに割り当てる。ターゲット最低スループットに対するユーザの実現された性能を追跡するトークンカウントが、所与のタイムスロットにおける各ユーザごとに求められ、トークンカウントおよびユーザによって要求されている現在の速度のうちの１つまたは複数に基づいて各ユーザごとに重みが求められる。重み関数によって求められた最高の重みを有するユーザは、次の送信のサービスを受けるようにスケジューリングされる。ユーザのスケジューリング優先順位は、ユーザによって要求されている平均データ信号速度がターゲット最低スループットよりも遅い場合には下げることができる。

本発明の例示的な実施例は、以下に与えられる詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されよう。図面において、同じ要素は同じ参照符号によって表され、アクセント符号および多重アクセント符号表記は、他の実施例における同様な要素を示す。図面は例示のためのみに与えられており、従って、本発明の例示的な実施例を制限するものではない。

以下の説明では、ｃｄｍａ２０００ １ｘ−ＥＶ−ＤＯ標準によって動作する無線通信システムに基づいて説明する。本発明の例示的な実施例についてはこの例示的な内容に関して説明するが、ここに図示し説明する例示的な実施例が例示的なものに過ぎず、制限的なものではないことに留意されたい。このため、当業者には、例えば高速ダウンリンク・パケット・アクセス（Ｈigh-Ｓpeed Ｄownlink Ｐacket Ａccess：ＨＳＤＰＡ）システム仕様に反映されている汎用移動通信システム（Ｕniversal Ｍobile Ｔelecommunications Ｓystem：ＵＭＴＳ）のような他の通信システムへの適用に関してさまざまな修正実施例が明らかになろう。また、修正実施例は本明細書の教示によって企図されよう。

本発明の例示的な実施例は、（１）ＱｏＳクラス固有最低スループットターゲットを実現することによってユーザの満足度を最高にし、（２）ＱｏＳクラス固有最低スループットを実施して、ユーザを、サービスをグレードアップし、場合によってはセクタ活動を減らす気にさせるように送信をスケジューリングする方法に関する。

以下では、移動局は、ユーザに対してデータ接続を行う装置である。移動局は、ラップトップコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのコンピューティング装置に接続することができ、あるいはパーソナル・デジタル・アシスタント（Ｐersonal Ｄigital Ａssistant：ＰＤＡ）や携帯電話などの独立データサービスであってもよい。従って、移動局は、アクセス端末、無線移動体、リモート局、ユーザ、ユーザ機器（Ｕser Ｅquipment：ＵＥ）、加入者、または無線通信網内の無線リソースの他のリモートユーザと同等であり、そのように呼ぶこともできる。さらに、移動局は、ポイント・ツー・ポイント・プロトコル（Ｐoint-to-Ｐoint Ｐrotocol：ＰＰＰ）およびより高度なより新しいプロトコル機能（ＩＰ、ＴＣＰ、ＲＴＰ、ＨＴＴＰなど）に責任を負うＰＣなどのコンピューティング装置とアクセス端末（Ａccess Ｔerminal：ＡＴ）に機能的に分割することができる。ＡＴは、エアリンクプロトコル層および無線リンクプロトコル（Ｒadio Ｌink Ｐrotocol：ＲＬＰ）層に責任を負う。

さらに、本明細書では、基地局は、パケットデータ網（例えば、インタネット）と１つまたは複数の移動局との間のデータ接続を行うネットワーク機器を指す。基地局は、基地送信器局、ノード−Ｂ、アクセス網、または無線アクセス網（Ｒadio Ａccess Ｎetwork：ＲＡＮ）と同等であってよく、かつそのように呼ぶことができる。アクセス網またはＲＡＮは、１つまたは複数の基地局で構成することができる。

本明細書では、所与のスロットにおける所与のユーザから要求された送信速度、および／または所与のスロットにおけるユーザによって実現することのできる最高ダウンリンクデータ信号速度をＤＲＣと呼ぶ。ＤＲＣは、逆方向トラフィックチャネルの一部として、または逆方向制御チャネル、すなわちＤＲＣチャネルの一部として実現することができる。ＤＲＣチャネルは、ユーザが、そのユーザの特定の情報を伝搬する順方向トラフィックチャネルを受信することのできる速度と、ユーザが、ユーザにサービスを提供する基地局から順方向トラフィックチャネルを受信したいセルのセクタを示す。

さらに、以下の議論では、送信速度はタイムスロット当たりビット数で表され、数値的にはこのタイムスロット上に速度に等しい。さらに、送信されるデータの量すなわち「トークンカウント」が「速度」によって増分または減分されると言うとき、実際には、１つのタイムスロットにおいてこの速度で供給されるデータの量を意味する。

本発明の例示的な実施例によれば、ＱｏＳ差別化は、各ユーザのエアリンクデータ送信速度をネットワークオペレータによって定められる最小値と最大値の間に維持する、送信をスケジューリングするスケジューラおよび方法によって実現することができる。サービスに対してより高い料金を支払うユーザには、より高い最低スループットターゲットが割り当てられる。さらに、このようなより高いＱｏＳクラスのユーザは、残りのエアリンク能力のうちのより多くを受ける。

使用されているＲＦ条件に基づいて、ユーザにデータを送信するための符号化速度および変調方式がネットワークによって選択される。選択された符号化速度および変調方式の下で実現できるスループットは、各ユーザごとに知られている。各ユーザによって実現できるスループットは、ログ標準シャドウイング、レイリーフェージング、および干渉電力レベルの変動によって起こるＲＦ品質の変動によって経時的に変動する。例示的な実施例の基本事項を詳しく説明するために、表１において以下の表記を定める。

例示的な実施例によれば、このスケジューリング方法は、以下の線形プログラムの解としてＱＯＳ差別化を行う。

この場合、以下を条件とする。

このようにして、スケジューラは、各ユーザのスループットをターゲット最低スループットとターゲット最高スループット（Ｒ_ｉ ^ｍｉｎ およびＲ_ｉ ^ｍａｘ）との間に維持することを条件として、チャネルが状態ｊのときに各ユーザｉに割り当てるエアリンクスロットの部分を選択する。式（１）の目的関数は、ネットワークオペレータがエアインタフェース上で得る予想される総収益を表す。収益係数ｃ_ｉはかなり一般的な係数である。例えば、収益係数ｃ_ｉがすべてのクラスについて等しい場合、上記の式（１）乃至（４）における線形プログラムの解は、エアリンク上で運搬される総スループット（エアリンク能力）を最高にする。ネットワークオペレータがそれぞれの異なるユーザクラスに対してボリュームベースの価格付け方式を使用する場合、収益係数ｃ_ｉは、各サービスクラス（例えば、ＱｏＳクラス）による支払いの対象となる相対的な速度を反映するように選択することができる。

式（１）の制約は、スケジューラによって行われるサービスの品質の概念を具体化する。ここで、項

は、ユーザがその物理層帯域幅の割当ての下で受信する平均スループットを示す。ネットワークオペレータは、無線データサービスに対してより高い料金を支払うユーザにより高い最低スループットターゲットが割り当てられると仮定して、さまざまなユーザクラスにそれぞれの異なる最低スループットターゲットを割り当てることによってサービス差別化を行う。ユーザは、ネットワークがＲ_ｉ ^ｍｉｎ以上のスループットをユーザに与えることができる場合「満足する」。言い換えれば、次の送信を受信するようにスケジューリングすべきユーザには、Ｒ_ｉ ^ｍｉｎよりも高いデータ信号速度が割り当てられる。

式（２）の制約も、ネットワークオペレータが最高スループットターゲットＲ_ｉ ^ｍａｘを指定するのを可能にする。Ｒ_ｉ ^ｍａｘを指定することによって、それぞれの異なるユーザクラスによって経験されるサービスを区別化する追加の機構がサービスプロバイダに与えられる。例えば、ネットワークオペレータは、さらなるエアリンク能力が利用可能である場合にも特定のＱｏＳクラスのユーザによって観測される最高スループットを制限したい場合がある。これらの制限を課すことの潜在的な欠点は、それによってエアリンクリソースがアイドル状態になる場合があることである。しかし、リソースを使用しないでおいてユーザに特別サービスの利用を勧めることは、航空業界で試され、実際に行われている。例えば、多くの航空機では、ビジネスクラスの乗客をグレードアップする代わりに、売れ残ったファーストクラスの座席を開放しておく。このような手法は、ビジネスクラスからのグレードアップに賭ける代わりに乗客をファーストクラスに相当する料金を支払う気にさせる。

式（２）の制約は、送信すべきトラフィックがある場合にエアリンクリソースをアイドル状態にしておきたくないネットワークオペレータに対処することもでき、Ｒ_ｉ ^ｍａｘをすべてのＱｏＳクラスについて無限に設定することによってこの結果が得られる。最大ターゲットは、ネットワークオペレータが容易に理解できるパラメータであり、ユーザによって認識される性能の優れた尺度になる場合がある。

１ｘ−ＥＸ−ＤＯおよび他の無線データ技術では、項ｒ_ｉ ^（ｊ）は、すべての移動体によって報告されるチャネル品質測定値に基づいてネットワークによって認識される。式（１）乃至（４）の線形プログラムの構成において、スケジューラは、チャネル状態分散π^（ｊ）の推定値を事前に有すると仮定されている。このような推定値を形成し、線形プログラムを解くと、スケジューラがさらに複雑になる恐れがあり、従って、式（１）乃至（４）は以下のように簡略化することができる。

上記の数式で、ｐ_ｉは、ユーザｉに割り当てられるエアリンク能力であり、

（以下、ｒ￣_ｉと表記）は、ユーザｉによって観測される平均スループットである。

式（５）から（８）の線形プログラムは、以下の特性を有するスケジューリング解を与える。
・各ユーザｉに、その最低スループットターゲット（Ｒ_ｉ ^ｍｉｎ）を満たすのに少なくとも十分なエアリンク能力が割り当てられる。
・追加のエアリンク能力は、最高スループットターゲットＲ_ｉ ^ｍａｘ（ピークピッキング（peak picking））を条件として、ネットワークオペレータの最高の収益をもたらすことのできる移動局に与えられる。例えば、ｃ_ｉ・ｒ￣_ｉの最大値を有する移動体には、その最高スループット要件が満たされるまで（あるいは移動体に送信すべきデータがなくなるまで）追加の能力が割り当てられる。次いでｃ_ｉ・ｒ￣_ｉの次に大きな値を有する移動体には、その最高スループットに達するまで追加の能力が割り当てられる。以下同様である。
線形プログラムが実施不能である（エアリンクが過負荷であるためにすべての移動体のＲ_ｉ ^ｍｉｎを満たすことができない）場合、式６の最低スループットターゲット制約を緩和することができる。これについて以下に詳しく説明する。

図１は、本発明の例示的な実施例による通信システムのブロック図である。システム１００は、高速パケットデータ（ＨＲＰＤ）システムまたは１ｘ−ＥＶ−ＤＯ技術を用いたネットワークとして構成することもでき、例えば、基地局１１５と通信するか、または基地局１１５のサービスを受ける１つまたは複数の移動局１０５を含むセル１０２によって例示することができる。移動局１０５は、インタネット１２０や、例えば閉ざされた企業内ネットワーク（closed corporate network、例えば、イントラネット）のような他の何らかのパケットデータ網１２５とパケットデータを交換するために基地局１１５と通信することができる。パケットデータの例には、ウェブページにアクセスしてｅメールを取り込むようなアプリケーションに用いられるインタネットプロトコル（ＩＰ）を含めてよい。このようなパケット・データ・アプリケーションは、移動局１０５上で実行することも、移動局１０５を無線モデムとして使用する別個のコンピュータ装置上で実行することもできる。例示的な実施例では、移動局１０５は、エアインタフェース、例えば１組の順方向チャネルおよび逆方向チャネル上で無線網１１５と通信することができる。これは、順方向リンク１０７および逆方向リンク１１０として示すことができる。

基地局１１５は、単一の基地局と基地局コントローラで構成しても、あるいは複数の別々に配置された無線基地局（例えば、総合的な基地局１１５として接続されたアクセス網と基地局コントローラ）を含んでもよい。各基地局は、移動局１０５とのデータの交換に用いる所定数のトラフィックチャネルを有してよい。１つのトラフィックチャネルが移動局１０５に割り当てられたとき、その移動局１０５をアクティブ移動局１０５と呼ぶことができる。少なくとも１つのトラフィックチャネルが各アクティブ移動局１０５に割り当てられる。

基地局１１５は、Ｔ１／Ｅ１、ＳＴＭ−ｘなどのバックホール機能(back-haul facilities)、または無線や有線Ｔ１またはＴ３、光ファイバ接続、イーサネット（登録商標）のような他の適切な種類のネットワーク接続を用いてパケットデータ網１２０に接続することができる。基地局１１５は、複数の種類を有する複数のパケットデータ網に接続することができる。例えば、イントラネットに代わる他のネットワーク１２５は、データサービス相互作用機能（Ｉnter-Ｗorking Ｆunction：ＩＷＦ）を通じて基地局１１５に接続された公衆交換電話網（Ｐublic Ｓwitched Ｔelephone Ｎetwork：ＰＳＴＮ）であってよい。

図１において、基地局１１５は、複数のトランシーバ１１６Ａ乃至１１６Ｄと、各トランシーバに接続されたアンテナ１１７と、各トランシーバ１１６Ａ乃至１１６Ｄに接続され各トランシーバ１１６Ａ乃至１１６Ｄを制御する基地局コントローラ１１８とを備えるように示されている。コントローラ１１８は、エアリンクスケジューラ１１９を含んでも、あるいは例えば、スケジューリング機能またはアルゴリズムを実施してもよい。移動局１０５は互いに同一であるかまたはかなり類似している。従って、トランシーバ１０６と、それに接続されたアンテナ１０７と、やはりトランシーバ１０６に接続されたコントローラ１０８とを備えるように示されている単一の移動局１０５について説明すれば十分である。基地局コントローラ１１８は１ｘ−ＥＸ−ＤＯのパケット制御機能（Ｐacket Ｃontrol Ｆunction（ＰＣＦ））を含んでもよい。１ｘ−ＥＶ−ＤＯでは、ＰＣＦはパケット・データ・サービスに関して登録されている各移動体ごとにアクティブ／休止無線リソース状態情報を維持し、図を明確にするために図１には示されていないパケットデータ取扱ノード（Ｐacket Ｄata Ｓerving Ｎode：ＰＤＳＮ））と通信するのに用いられる固有のレイヤ２接続識別子（Layer 2 connection identifier）に移動局のＩＤおよび接続参照をマップする。ＰＤＳＮが専用ＩＰ網（private IP network)１２３を介して基地局コントローラ１１８とインタネットまたは他のパケット・データ・ネットワーク（Ｐacket Ｄata Ｎetwork：ＰＤＮ））とのインタフェースであることを理解されたい。

コントローラ１０８は、基地局１１５の一部として示されているが、専用ＩＰ網１２３のような専用ＩＰ網（図を明確にするために図示されていない）を介して基地局１１５と通信する外部サーバによって基地局コントローラ１１８の機能を実現することができる。例えば、基地局１１５は、Lucent社のFlexent Mobile Server（ＦＭＳ）（商標）上に存在する基地局コントローラに専用ＩＰ網１２３を介して接続することができる。

複数の移動局１０５はそれぞれ、基地局１１５と通信し、要求されたサービス速度（例えば、データ信号速度要求）ＤＲＣ（ｎ，ｉ）を逆方向リンク１１０において基地局１１５に送信する。ｎは、データが送信されるｎ番目のタイムスロットを表し、ｉは、要求されたサービス速度を送信する移動局を示す。基地局１１５は、ｎ番目のタイムスロットに次のデータ送信を割り当てる。この割当ては、基地局コントローラ１１９によって実施されたときに高度なスループット制御が行われるように、複数の移動局１０５を優先順位付けすることのできるスケジューラ１１９によって実行されるスケジューリング動作に従って行うことができる。

［エアインタフェース］
順方向リンク１０７上で、時分割多重化（Ｔime-Ｄivision Ｍultiplexing：ＴＤＭ）を用いて基地局１１５から移動局１０５へデータを送信することができる。ダウンリンク送信は、一定の時間間隔、すなわちタイムスロット（以下では「スロット」と呼ぶ。各スロットは一定の持続時間１．６６７ｍｓを有する）単位で行われる。各スロット内のプリアンブルは、このスロットが割り当てられているユーザを示す。基地局１１５のパイロットを復号することのできるあらゆる移動局１０５は、パイロットを送信した基地局と移動局１０５自体との間のチャネルを推定する。移動局１０５が最良のチャネルを有する基地局１１５のセクタは、ＩＳ−９５システムおよびｃｄｍａ２０００システムと同様に移動局１０５のアクティブセットに含まれる。しかし、これらのシステムとは異なり、移動局１０５は、任意の所与の時間に基地局１１５からサービスを受ける１つのセクタ（最強のセクタ）のみに送信を要求する。

スケジューラ１１９は、各スロットにおいてどの移動局１０５に送信すべきかを判定する。スケジューラ１１９は基地局１１５に存在するので、それぞれの異なるユーザ（移動局１０５）のチャネル条件（チャネル条件は、以下に詳しく説明するように移動局１０５によって暗示的に報告される）の一時ピークに迅速に応答してそれを利用し、場合によってはシステム１００の全体的な性能および能力を最適化することができる。

順方向リンク１０７は、支持物理層の肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）手順が使用される増加的冗長（Ｉncremental Ｒedundancy：ＩＲ））を使用することができる。ＩＲは、場合によっては異なる変調方式を使用する最初の送信のコピー同士を組み合わせるハイブリッド自動繰返要求（Ｈybrid Ａutomated Ｒepeat Ｒequest：ＨＡＲＱ））を可能にする融通性に富んだ手法である。一般に、ＨＡＲＱは、最初の送信を破棄するのではなく、最初の送信を新しい送信と組み合わせるのを可能にする。これによって、パケットを正しく復号する確率が大幅に高くなる。ＨＡＲＱにおける語「ハイブリッド」は、ＡＲＱ技術だけでなく転送誤り訂正（Ｆorward Ｅrror Ｃorrection：ＦＥＣ））も使用されていることを示している。ＩＲは、送信自体による復号に失敗した送信が無駄にならないようにするのを助ける。

あらゆる移動体は、ダウンリンクチャネルの品質を推定する。この推定に基づいて、各移動局１０５は、ダウンリンクチャネルの受信されたＳＮＲを予想する。次いで、予想されるＳＮＲを用いて、ターゲットパケットエラー率が約１％である場合の、実現可能な最高ダウンリンクデータ信号速度、言い換えればＤＲＣが予想される。ＤＲＣは、ＤＲＣチャネル上の４ビット値として実現される。４ビットＤＲＣ値は、例えば、３８．４Ｋｂ／ｓ、７６．８Ｋｂ／ｓ、１５３．６Ｋｂ／ｓ、３０７．２Ｋｂ／ｓ、６１４．４Ｋｂ／ｓ、９２１．６Ｋｂ／ｓ、１２２８．８Ｋｂ／ｓ、１８４３．２Ｋｂ／ｓ、２４５７．６Ｋｂ／ｓの各速度にマップされ、各移動局１０５によって逆方向リンク１１０におけるＤＲＣチャネル上でフィードバックされる。この情報は、各ユーザのダウンリンクチャネルの品質を評価し、従って、ピークピッキングを可能にし、例えば、現在のスロットにおける最高速のユーザが最初にダウンリンク送信を受信するようにスケジューリングするために、スケジューラ１１９によって用いることができる。

図１では、移動局１０５は、移動局は、ポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）およびより高度なより新しいプロトコル機能（ＩＰ、ＴＣＰ、ＲＴＰ、ＨＴＴＰなど）に責任を負うＰＣなどのコンピューティング装置とアクセス端末（ＡＴ）に機能的に分割することができる。ＡＴは、エアリンクプロトコル層および無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）層に責任を負う。移動局１０５（移動ユーザ）が１ｘ−ＥＶ−ＤＯシステムにダイアルインすると、ＰＤＳＮは、ＡＡＡサーバ１２６に問い合わせることによってユーザを認証し、その後移動局１０５とＰＰＰ接続を確立する。このＰＰＰ接続は、移動局１０５との間のすべてのデータ転送の媒介である。１ｘ−ＥＶ−ＤＯエアリンクにはエラーが起こる（システムの動作時のパケットエラー率は平均で１％である）ので、無線リンクプロトコル（Ｒadio Ｌink Ｐrotocol：ＲＬＰ））を用いてＡＲＱが実行され、失われるかまたは破壊されたデータが回復される。ＲＬＰ回復後の残留エラー率は、かなり低く、従って、ＴＣＰスループットにそれほど影響を与えない。ＲＬＰ機能は基地局コントローラ１１８によって実施される。

［１ｘ−ＥＶ−ＤＯにおけるエアリンクスケジューリング］
選択される符号化速度およびチャネルの品質に応じて、基地局１１５からの無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）フレームのような単一のフレームの送信が複数のエアリンクスロットに及ぶことがある。１ｘ−ＥＶ−ＤＯでは、ユーザに属するＩＰパケットは、基地局１１５の一部であっても一部でなくてもよい基地局コントローラ１１８で一定の１２８バイトＲＬＰフレームに区分される。基地局コントローラの機能は、例えば専用ＩＰ網１２３を介して基地局と通信する外部サーバによって実施し、次いで基地局１１５に運搬することができる。移動局１０５からＤＲＣチャネルで受信されたＤＲＣフィードバックに応じて、基地局１１５は、スロットおよび対応する変調符号化方式でいくつのＲＬＰフレームを送信できるかを判定する。移動局がＲＬＰフレームを受信したがエラーが発生した場合、移動局は、ＮＡＣＫ（否定応答）を送信し、ＲＬＰフレームが再送される。ＲＬＰフレーム１つ当たりに許可される再送は１回だけである。移動局がＰＰＰフレームに属するすべてのＲＬＰフレームを受信した後、ＰＰＰフレームは再アセンブルされ、さらに処理できるようにＰＰＰ層に渡される。

従って、いくつかのスロットは、移動局１０５に送信されている最中のＲＬＰフレーム用に「予約」される。しかし、予約されないスロットを任意の移動局１０５に割り当てることができる。スロットが予約されていない場合、本発明の例示的な実施例によるスケジューリング機能をスケジューラ１１９によって呼び出し、未処理のダウンリンクデータおよび適切なリンク性能を有する移動局１０５のうちのどれにこのスロットを割り当てるべきかを判定する。ＤＲＣ値０は、ダウンリンクチャネルが許容されないほど高いエラー率を有することを基地局１１５に知らせるために移動局１０５によって用いられる。スロットが予約されており、前の送信に対してＮＡＣＫを送信した移動局１０５があったことを示している場合、基地局１１５は、現在のスロットにおける移動局１０５にさらにいくつかの符号化されたビットを送信する。

以下に詳しく説明するように、本発明の例示的な実施例によるスケジューラおよびスケジューリング方法は、ＱｏＳクラス固有最低速度および最高速度を使用する。ＱｏＳクラス固有は、各ユーザまたは加入者が、例えば指定されたサービスやデータ信号速度に対していくら支払うかに基づいて構成されたユーザのクラスとして定義することができる。あるいは、ＱｏＳクラスは、ユーザが伝搬することのできるトラフィックの性質、例えばリアルタイム、非リアルタイムなどに基づいて定めることができる。予約されていない各スロットにおいて、スケジューラ１１９は、これらの最低速度および最高速度が適切な計画対象期間に実施されるようにユーザ（移動局１０５）を選択する。

［ＱｏＳクラス固有速度］
スケジューラ１１９の核となるのはＱｏＳクラス固有最低速度（Ｒ_ｉ ^ｍｉｎ）および最高速度（Ｒ_ｉ ^ｍａｘ）の概念である。上述のように、予約されていない各スロットにおいて、スケジューラ１１９は、これらの最低速度および最高速度が適切な計画対象期間に実施されるように移動局１０５を選択する。エアリンクはシステム１００における最も限られたリソースであるので、最低速度要件をエアリンク上で満たさなければならないことは明らかである。一方、最高速度は、エアリンク上で実施しても、バックホールネットワークで実施してもよい。例えば、ＰＤＳＮは、インタネットから無線アクセス網（基地局１１５を含む）に流れ込むある量のトラフィックを維持し、予約されたＲ_ｉ ^ｍａｘを超えるパケットを適切に破棄することができる。一方、Ｒ_ｉ ^ｍａｘは、スケジューラ１１９で実行されるランク付け計算の必須部分とすることができる。従って、Ｒ_ｉ ^ｍａｘはＰＤＳＮで実施され、基地局１１５は、最低速度を実施しつつシステムスループットを最高にするタスクを実行する。

図２は、本発明の例示的な実施例によるスケジューラのスケジューリング機能アーキテクチャの流れ図である。図２は、スケジューラ１１９の例示的なスケジューリング機能アーキテクチャを説明する図である。

図２を参照すると分かるように、リソースマネージャ関数２１０は、ユーザ承認制御関数（User Admission Control function)２２０とスロットスケジューラ関数（Slot−scheduler function）２３０とシステム過負荷制御関数(System overload Control function）２４０との間の全体的な調和および情報交換に責任を負う。承認制御関数２２０は、基地局１１５の制御負荷を監視し、新しいユーザ（新しい移動局１０５）が受け入れられた場合に、システム１００の長期実施可能性を現実的な推定を実行する。これに基づいて、特定のユーザを受け入れるかどうかが判定される。

スロットスケジューラ関数２３０は、エアリンクスロット（ｎ番目のスロット）のタイムスケールで動作し、スケジューリング目的を満たすために現在のスロットをどのユーザに割り当てるべきかを判定する。過負荷制御関数は、ダウンリンク・データ・トラフィック負荷、負荷の増大率、および受け入れられるユーザのターゲットＲ_ｉ ^ｍｉｎ値の合計を監視して、システムが過負荷状態になっているかどうかを判定する。過負荷状態が検出された場合、過負荷制御関数は、スケジューラ１１９、従ってシステム１００が高速に通常の動作状態に戻るように優先順位を下げる（所望の値よりも小さなＲ_ｉ ^ｍｉｎ値を一時的に割り当てるか、または極端な場合には、ユーザへのデータ転送を完全に停止する）べきユーザまたは１組のユーザを識別する。

スケジューラ１１９の観点からは、必要なユーザ情報はＤＲＣフィードバックだけである。スケジューラは、特定のユーザの未処理のデータの量に関する情報を必要とせず、また特定のユーザのデータがいつ到着したかに関する情報を必要としない。システム過負荷制御関数２４０またはスロットスケジューラ関数２３０は、各移動体について報告される平均ＤＲＣを維持しなければならない場合がある。この情報を用いて、Ｒ_ｉ ^ｍｉｎと比べて不十分なチャネル状態のユーザを識別し、ユーザが基地局１１５から次の送信を受信するためのスケジューリングの有線順位を適切に下げることができる。

図３は、本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法を示す流れ図である。図３および以下の議論では、語ユーザと語移動局が、相互交換可能に用いられることがある。

一般に、セル１０２内の移動局１０５は、移動ユーザのサービス品質（ＱｏＳ）クラスの順序にスケジューリングすることができる。特別料金を支払っているユーザには、よい低いＱｏＳクラスのユーザよりも高い、次の送信を受信に関するターゲット最低スループットを割り当てることができる。特別料金を支払っている他のユーザは、より高いサービスクラスに加入しているので、これらのユーザには残りのエアリンク帯域幅を割り当てることができる。前述のように、これは、ユーザの平均ユーザスループットとユーザのトラフィックを伝搬することによってネットワークにもたらされる収益との関数であってよい。

次に図３を参照すると分かるように、ｎ番目のスロットにおいて次の送信を受信するためのＲ_ｉ ^ｍｉｎよりも高い速度をｉ番目のユーザに割り当てるように、移動局１０５（ｉ番目のユーザ）の、Ｒ_ｉ ^ｍｉｎに対する実現された性能を追跡するトークンカウントが求められる（関数３１０）。Ｒ_ｉ ^ｍａｘとＲ_ｉ ^ｍｉｎは、ネットワークによって割り当てられた移動局１０５のサービス品質（ＱｏＳ）クラスの関数としてスケジューラ１１９によって求めることができる。あるいは、Ｒ_ｉ ^ｍａｘとＲ_ｉ ^ｍｉｎは、移動局１０５と基地局１１５との間のデータセッションの開始時に移動局１０５によって要求されるＱｏＳクラスの関数であってよい。以下に詳しく説明するように、トークンカウントは、例えばスケジューリングされた各送信後に、スケジューリングされたユーザに対して一時的に更新（時間的に更新）することができ、トークンカウントを所与の範囲内に制限することもできる。

各ユーザの重みがスケジューラ１１９によって求められる（関数３２０）。重みは、移動局によって要求された速度を含む重み関数、すなわち基地局１１５によってＤＲＣチャネルで受信されるＤＲＣフィードバックを用いて求めることができる。重み関数は、トークンカウントに基づいて重みを求めるのに用いることもできる。関数３２０から算出される重みは正であっても負であってもよい。従って、結果として得られる最高の正の重み関数を有するユーザは、送信時にＲ_ｉ ^ｍｉｎよりも高い速度が割り当てられるスケジューリングされたユーザとして選択される。従って、結果として得られる正の重み関数を有するユーザがいない（関数３３０の出力がＮＯである）場合、どのユーザもスケジュールされず、エアリンクスロットがアイドル状態になる可能性がある（関数３４０）。従って、最高の正の値を有する重みを持つ移動局１０５は、現在のエアリンクスロットにおける次のスケジューリングされた送信を受信するかまたはそのようにスケジューリングされるべきユーザとして選択される（関数３５０）。

［最低スループットを実現するスケジューリング］
スケジューラ１１９は、すべての移動局１０５ではないにせよ大部分の移動局についての最低スループット要件（Ｒ_ｉ ^ｍｉｎ）を満たすべきである。スケジューラ１１９は、こうする間、より高い効率を実現するために、チャネル品質の時間的な変化によってもたらされるマルチ・ユーザ・ダイバーシティ（multi-user diversity）も利用すべきである。

従って、スケジューラ１１９は、ユーザを満足させるように構成された制御機構による利益と、ピークピッキング（peak picking）による利益（能力向上、干渉低減、収益増大）を組み合わせるように構成することができる。例えば、スケジューリングの各瞬間（すなわち、スロットｎ）に、スケジューラ１１９は、比較的大きな値を有するトークンカウントを有し、従ってユーザがそのＲ_ｉ ^ｍｉｎに達していないことを示す不十分なユーザ（移動局１０５）をスケジューリングすべきか、それともピークピッキングを実行すべき（すなわち、要求された最高の速度（最高のＤＲＣ）を有するユーザをスケジューリングすべき）かを判定する。ピークピッキングは、システム１００スループットを最高にするのを助け、かつ「十分な」ユーザ（移動局１０５）のパケット呼出しの完了を可能にし、それによってシステム１００のリソースを「不十分な」ユーザに解放することもできる。

一般に、ユーザの満足は、不十分なユーザへのリソース割当てによってかなり制限されることがある。というのは、不十分なユーザを満足させるのは困難であるからである。不十分なユーザは通常、そのターゲット最低スループットを満たすように頻繁にスケジューリングする必要がある。しかし、例示的な実施例によれば、不十分なユーザがスケジューリングされる瞬間すなわちスロットは、（ａ）トークンカウント、すなわちＲ_ｉ ^ｍｉｎに対する現在の不満足レベルの尺度、または（ｂ）現在の要求されている（または実現可能な）速度（すなわち、ＤＲＣ）に依存する。

スケジューラ１１９が各ユーザの最低スループットターゲットをどれだけ満たしているかを追跡するために、スケジューラ１１９は、公知のリーキーバケット（leaky bucket）アルゴリズム」の変形実施例を使用することができる。リーキー・バケット・アルゴリズムは、ｎ番目のスロットにおけるｉ番目のユーザ用のビットのトークンプールＴｉ（ｎ）を維持するトークンカウンタを使用する。このトークンカウンタは、トークンカウントを増分または減分させる。上述のように、トークンカウントまたは「トークン」は、ユーザの不満足レベルの尺度であり、所与のスロットにおける各移動局１０５について求められる。

カウンタはユーザｉのターゲット最低スループット、すなわちＲ_ｉ ^ｍｉｎ[bps]で、またはｎ番目のスロットにおけるＲ_ｉ ^ｍｉｎに比例する数量だけ増分させることができる。スケジューラ１１９が、スケジューリングされたｂ_ｉビットをユーザｉに送信するときはいつでも、をユーザｉの「トークンバケット」からｂ_ｉビットを引き出すことができる（ビット／スロットで）。語ｂ_ｉ（ｎ）は、減損率と呼ばれ、ｎ番目のスロットにおけるｉ番目のユーザに送信されるビットの数を表すことができる。本発明では、従来のリーキー・バケット・アルゴリズムが、例えば１ｘ−ＥＸ−ＤＯスケジューリングの範囲内で許容されるように動作するように修正される。

Ａ．トークン交換−トークンカウントの更新
本発明で使用されるトークンバケット方式は、リーキーバケット構造を応用したものであり、公平(fair)なスケジューリングおよびクラスベースの差別化を可能にする。Ｘ_ｉ個のトークンの合計が各スロットにおけるユーザｉのバケットに入れられる。この場合Ｘ_ｉはターゲット最低速度とスロット持続時間との積である。各タイムスロットｎにおいて、スケジューリングの決定を下す際にユーザのトークンプールの深さＴ_ｉ（ｎ）が考慮される。スケジューリングされると、ユーザのバケットが、ｎ番目のスロットで送信されるビットに対応する数のトークンｂ_ｉだけ減損する。従って、トークンプール、すなわち、ｎ番目のタイムスロットにおけるｉ番目のユーザに関する現在のトークンカウント値を更新（すなわち、増分あるいは減分）するための手段の変化は、以下のように表すことができる。

式（９）はトークン交換レートを表すことができる。ＱｏＳクラスベースの差別化は、トークン交換レートを適切に選択することによって実現することができる。式（９）において、Ｘ_ｉ（ｎ）はＲ_ｉ ^ｍｉｎに比例し、ユーザｉのターゲット最低スループットとタイムスロット持続時間との積を表すトークンレートを表すことができ、αはトークンレートを所与の期間の間Ｒ_ｉ ^ｍｉｎよりも高い値に設定するのを可能にする調整可能なパラメータであり、ｂ_ｉ（ｎ）は、タイムスロットｎにおけるユーザｉに送信されるビット数を表し、例えば、ｂ_ｉ（ｎ）は上述の減損率である。

従来のリーキーバケット方式は、ユーザによって送信されるビット数が、ユーザのトークンプールのサイズを超えることはできないという点で厳密な方式を実行する。言い換えれば、時間ｎに、ユーザはＴ_ｉ（ｎ）個以下のビットを送信することができ、すなわちｂ_ｉ（ｎ）≦Ｔ_ｉ（ｎ）である。このような方式の厳密な構成は、無線チャネルに典型的なチャネル変化条件に適応させる融通性に欠けるので本発明では不利である。

Ｂ．減損率
スケジューリングにおけるトークン交換速度の役割について説明したが、減損率ｂ_ｉ（ｎ）、すなわちｎ番目のスロットでユーザｉのトークンプールが減分する率についてさらに説明する。ユーザのトークンを、場合によって複数のスロットにわたって送信されるビット数で更新する際、３つのオプションが検討されている。
１．送信の開始時に、トークンを、送信されるビットの総数だけ更新する。
２．送信の終了時に、トークンを、送信されるビットの総数だけ更新する。
３．予想される速度でスロット当たりに送信されるビット数を算出する。送信が首尾よく完了するまで、あらゆるスロットにおいてトークンをこの数だけ更新する。送信の終了時に、トークンを残りのビット数だけ更新する。

以下の例はこの３つのオプションを示している。ＤＲＣ_ｉ［ｎ］＝１のユーザｉを考える。このＤＲＣレベルでは、ユーザは、首尾よく１０２４ビットを送信するのに１６個以下のスロットを必要とすると考えられ、これは３８．４ｋｂｐｓの速度に相当する。首尾よく送信するのにユーザが必要とする実スロット数をＭとする。Ｍ≦１６であることに留意されたい。そうでない場合、送信は失敗すると考えられ、繰り返さなければならない。間隔０≦ｍ＜Ｍの間、トークンは、式（１）に従って、以下の表２に示されているｂ_ｉ［ｎ＋ｍ］によって更新される。

表２を参照すると分かるように、オプション１は、スケジューリングされているユーザに対して不公平である。というのは、スケジューリングされているユーザのトークンはサービスが完了する前に少なくなり、ユーザが受けるよりもずっと高い速度を反映するからである。一方、オプション２は、スケジューリングされているユーザに好ましく、サービス全体が完了するまでトークンが少なくなることはなく、従って、しばらくの間他のユーザよりも有利である。オプション３は３つのうちで最も公平であるが、実施するにはやや複雑である。首尾よく送信できなかった場合、理想的にはＴ_ｉ（ｎ）を対応するビット数だけ減分させるべきである。しかし、これらのイベントの確率は過度に低いので、無視しても安全である。

例示的な実施例は、従来のリーキーバケット方式をさらに改善し、ユーザがウェブ上でネットサーフィンしているか、または散発的にトラフィックを発生させる他のアプリケーションを実行する場合と同様に、移動体が長期間にわたってアイドル状態のときにトークンの蓄積を停止する。さらに、送信の開始時に各ユーザのバケットに入っている初期トークン量は、散発的にデータを送信するアプリケーションの遅延性能に大きな影響を与える。さらに、このスケジューリング方法は、ユーザトークンを更新する際に、アイドル期間とビジー期間を区別することができなければならない。従って、トークンカウンタのトークンカウントは、指定された範囲に制限することができ、例えば、散発的にデータを送信するアプリケーションの遅延性能を考慮するように初期設定することができる。

Ｃ．範囲制限−トークンバケットの深さの制限
トークンプールＴ_ｉ（ｎ）のサイズはユーザｉの不満足度の適切なインジケータである。かなりの期間にわたってサービスを受けていない移動局１０５はかなり多数のトークンを蓄積する可能性がある。逆に、頻繁にサービスを受ける移動局１０５の場合、トークンプールのサイズは場合によっては負の値をとることがある。従って、トークンベースのあらゆるスケジューリング方式は、ある期間にわたってユーザに与えられるサービスを反映する内蔵メモリを有している。例示的な実施例では、このメモリはスケジューラ１１９内のスライディングウィンドウ（sliding window）であってよい。メモリは、ユーザの満足度を示すうえで効果的であるが、トークンが「逸脱する」、すなわち過度に大きな負または正の値をとる可能性がある場合には不利である。このような状況では、システムの回復が遅く、その間何人かのユーザはサービスを受けず、一方、他のユーザには不要なサービスが与えられる。

本発明による例示的な実施例では、この問題は、トークンをキャッピングし、すなわち、トークンを所与の範囲に制限する（Ｔ_ＭＩＮ、Ｔ_ＭＡＸ）ことによって対処される。最大許容バケットサイズＴ_ＭＡＸは、すでにトークンバケットにトークンが満杯であり、着信トークンがオーバフローし、将来利用できなくなるという点でメモリを制限する。従って、いつでも、ユーザがネットワーク（すなわち、システム１００）に送信できる最大のバーストは概ね、バケットのサイズに比例する。同様に、トークンカウントは最小値Ｔ_ＭＩＮより小さくなってはならない。

各スロットにおけるユーザ（移動局１０５）のバケットにトークンが入れられる率は通常、減損率ｂ_ｉ（ｎ）よりもずっと低い。従って、非常に大きな負のトークン値からの回復は低速である。例えば、負荷の少ないシステムにおいて良好なチャネルを有するユーザが、最初にサービスを繰り返し受けて大きな負のトークン値を得た場合を考える。システム負荷が増大し始めるか、またはシステムのチャネル状態が急激に著しく劣化した場合、このユーザは、高いトークン値を有する他のユーザと競うことができなくなる。

従って、このユーザは、かなりの期間にわたってスケジューリングされない。従って、この問題を解決するには、負のトークンを有する対応されていないユーザがサービスを受けない時間の長さを追跡することができる。この持続時間が、指定されたまたは所定のしきい値を超えると、ユーザのトークンは、スケジューラ１１９によって実施されるトークンカウント値初期設定ルーチンによってリセットされる。従って、この「効率的トークン方式」は、業務の程度を調節するのを可能にし、マルチユーザダイバーシティを通じて得られる利点を最大にすると共に、長期的に、対応されていないユーザｉの送信速度がトークン交換レートを超えないようになお保証することができる。

Ｄ．新しいユーザのトークン値の初期設定
システム１００に入った新しい移動局１０５のトークン値を設定する必要がある。スケジューラ１１９が新しいユーザの初期トークン値を過度に小さい値に設定した場合、この新しい移動局１０５に送信される初期パケットは所望の遅延よりも長い遅延を経験する。これは送信制御プロトコル（ＴＣＰ）に影響を与える可能性がある。ＴＣＰは、ＴＣＰがどのように挙動すべきであるかを説明するためにInternet Engineering Task Force（ＩＥＴＦ）によって規定された標準文書であるＩＥＴＦ ＲＦＣ ７９３によって現在定められている、バイトストリームによる接続指向の信頼できるデリバリトランスポート層である。ＴＣＰ／ＩＰモデルでは、ＴＣＰは上のネットワーク層と下のアプリケーション層との間にインタフェースを形成する。

ＴＣＰの場合、初期遅延は、ＴＣＰがその低速開始フェーズ(slow-start phase)のままである時間を延長することができる。ＴＣＰの低速開始フェーズは、ＴＣＰが利用可能なチャネル帯域幅を見つけるフェーズである。このプロセスが低速である場合、ＴＣＰがチャネル帯域幅を見つけるための時間は長くなり、従って、結果として得られるスループットは低くなり、移動局１０５の見るＴＣＰスループットが低下する。一方、トークンを過度に高い値に設定すると、移動局１０５に対するサービスが不当に長い期間にわたって保証され、従って、システム１００内の他の移動局１０５に影響を与える。

時間ｎにしてシステム１００に入ったユーザｊ（すなわち、移動局１０５）の場合、トークンＴ_ｊ（ｎ）は、ｍスロット内にサービスを受けない場合、ユーザの予想される重みが現在サービスを受けているユーザの重みに等しくなるように初期設定される。言い換えれば、パラメータＡ^ｍａｘ［ｎ−１］が、スロット（ｎ−１）にスケジューリングされているユーザに対応する数の重みを表す場合、Ｔ_ｊ（ｎ）として表されるユーザｊのトークンは、以下の式（１０）によって示される値に初期設定される。

式（１０）において、δ_ｊはユーザｊの速度要求指数であり、ＤＲＣ_ｊは、ユーザｊによって要求されている現在の速度であり、ａ_ｊはユーザｊのユーザ満足度バイアスを表している。パラメータＸ_ｊはＲ_ｊ ^ｍｉｎに比例し、特に、以下の式（１１）によって与えられるトークンレートである。

上式で、α_ｊは調整可能なパラメータであり、Ｒ_ｊ ^ｍｉｎはユーザｊのターゲット最低スループット（例えば、Ｒ_ｍｉｎ）を表す。トークンレートは、Ｒ_ｊ ^ｍｉｎから直接算出されるので、ＱｏＳクラスに依存する。ＤＲＣ_ｊ（ｎ）＝０である場合、Ｔ_ｊ（ｎ）は、式（１２）に定義されるように算出することができる。

上式で、ｍは必要に応じて選択することができる。従って、初期トークン値は、例えば散発的にデータを送信するアプリケーションによる遅延に対処するように式（１０）乃至（１２）に従って設定することができる。

Ｅ．アイドル期間に更新されるトークン
ユーザトークン更新の核となる考えは、ネットワーク遅延（またはＴＣＰ低速開始）によるアイドル期間と検討時間（ユーザによる遅延）に起因するアイドル期間とを区別することである。後者の場合は、新しいジョブの着信とみなされ、従って、中立的な手法は、バッファが空でなくなったときにトークン値を再初期設定することである。

前者の場合、アイドル期間の持続時間全体にわたってトークンを凍結(freeze)させる方法と、アイドル期間の初期部分の間トークンを更新し続け、後でトークンを凍結させる第２の方法の２つの方法が考えられる。トークンが凍結すると、ユーザは、ネットワークの問題によってバッファが空になるため、より高い優先順位を与えられなくなる。これは、ネットワークの問題が、無線リンクに関係がないときには有利であるが、スケジューリングが不十分であり、従ってスループットが変動しやすくなりＴＣＰタイムアウトを生じたために起こったときには明確な欠点となる。

第２の方法は、移動局１０５（すなわち、ｉ番目のユーザ）にスケジューリングの機会が与えられるまで通常どおりにトークンの更新を続ける。移動体は、そのバッファにデータを有しておらず、この機会を利用することはできない。このトークンの抑制されない蓄積を防止するために、スケジューラ１１９はカウンタＦｉを増分させることによって、逃したスケジューリング機会を記録する。現在のアイドル期間中にＦｉがしきい値を超えると、スケジューラ１１９はトークンを凍結させる。

通常、ＴＣＰタイムアウトを生じさせるネットワーク遅延は、ＴＣＰ往復応答遅延（約１秒）の２倍から３倍以下の遅延であると予想される。これに対して、ユーザの検討時間はずっと長い（約１０乃至３０秒）。スケジューラ１１９は、カウンタＣｉを更新することによってアイドル期間の長さを追跡する。Ｃｉがしきい値ＮＴを超えた場合、スケジューラ１１９は、アイドル期間をユーザによる遅延とみなし、そうでない場合、アイドル期間は、ネットワークに関連する遅延とみなされる。

Ｆ．過負荷条件における優先順位の降格
上記で図２に関して論じたように、過負荷状態が検出された場合、スケジューラ１１９は、システム１００が高速に通常の動作状態に戻るように優先順位を下げる（所望の値よりも小さなＲ_ｉ ^ｍｉｎ値を一時的に割り当てるか、または極端な場合には、ユーザへのデータ転送を完全に停止する）べきユーザまたは１組のユーザを（すなわち、移動局１０５）を識別する。スケジューラ１１９におけるシステム過負荷制御関数２４０またはスロットスケジューラ関数２３０は、各移動体について報告される平均ＤＲＣを維持しなければならない場合がある。この情報を用いて、Ｒ_ｉ ^ｍｉｎと比べて不十分なチャネル状態のユーザを識別し、ユーザが基地局１１５から次の送信を受信するためのスケジューリングの有線順位を適切に下げることができる。

従って、ユーザのチャネル状態が連続的に非常に不十分であり、従って、その平均要求チャネル速度が、そのサービスクラスに保証されている最低速度に達しないとき、ユーザの送信速度がその必要なＲ_ｉ ^ｍｉｎを決して満たさない場合があり、この場合、送信速度はその平均チャネル速度またはＤＲＣを満たすに過ぎない。平均ＤＲＣは、同じ時定数を有するＩＩＲフィルタを通過する各スロットにおけるＤＲＣによって要求されたビットレートに過ぎない。スケジューラ１１９は、時定数Ｔを有するＩＩＲフィルタを用いて、各ユーザｉについて、式（１３）によって定義することができる平均チャネル状態

を追跡することができる。
スケジューラ１１９は、

であるときには、

に再設定するか、またはより積極的に

に再設定することによって、ユーザｉの優先順位を一時的に下げる検査を行う。この場合、Ｎはシステム内のアクティブユーザの数であり、ρはマルチユーザダイバーシティ利得である。この検査は、あらゆるスロットで実施する必要はなく、規則的な間隔で行われる。

Ｇ．重み関数計算
スケジューラ１１９は、以下の２つのスケジューリングルーチンによって算出される個々の重み関数を比較することによって、不満足なユーザのスケジューリングとピークピッキングの相対的な利益を評価する。第１のスケジューリングルーチンは、式（１４）によって定義される重み関数を算出するチャネル品質・ユーザ不満足度検知スケジューリング・ルーチンである。

上式で、ＤＲＣ_ｉは、要求された速度を示し、δ_ｉは速度要求指数を示し、ａ_ｉは、ユーザのＱｏＳクラスに関する小さい正の値を示す。パラメータａ_ｉは、例えば、ブロンズクラス（より低い加入料金を支払うユーザのクラス）の０．０００１やゴールドクラスの０．００５のようなアルゴリズム安定性を保証する小さい値に設定することができる。Ｔ_ｉは、それぞれｉ番目のユーザのトークンカウント値を示す。

第２のスケジューリングルーチンは、式（１５）によって与えられる重み関数を有するピュア・ピーク・ピッキング・スケジューラである。

式（１４）および（１５）は、各移動局１０５ごとにスケジューラ１１９によって実施される。次いで、スケジューリングされるユーザとして、スケジュー結果として得られるより高い重み関数を有する式（１４）および（１５）のスケジューリングルーチンによる判定に一致するユーザがスケジューラ１１９によって選択される。

上記の式（１６）では、ｗ_ｉ ^１とｗ_ｉ ^２の両方が正である。従って、ｗ_ｉ ^１とｗ_ｉ ^２の両方が正であるユーザがいない場合、どのユーザもスケジューリングされず、エアリンクスロットはアイドル状態になる（例えば、図３の関数３３０および３４０を参照されたい）。

本発明の例示的な実施例に従って送信をスケジューリングする際にＲ_ｉ ^ｍｉｎを実施する場合、ユーザトークンは時間的な不満足度の尺度として使用される。トークンは、ユーザ（すなわち、移動局１０５）がスケジューリングされるときに減分する。任意のユーザの場合、そのユーザがスケジューリングされるかどうかにかかわらず、トークンは、ユーザのターゲット最低スループット（Ｒ_ｉ ^ｍｉｎ）に比例する量だけ増分する。任意に瞬間に、蓄積されたトークンは、トークンレート、例えば少なくともＲ_ｉ ^ｍｉｎに等しい値に設定された速度と、ユーザが実際にサービスを受ける速度との差に概ね比例する。ユーザが不満足である（すなわち、認識される速度がトークンレートよりも低い）とき、そのトークンは蓄積される。最終的に数式（１３）の指数項がユーザチャネル品質を支配し始め、ユーザがスケジューリングされる。すべてのユーザが満足すると、そのトークンは負になり、スケジューリングルーチンによって示されるスケジューリング方法は、単にユーザチャネル品質に応じてスケジューリング判定を下す。言い換えれば、ユーザ間の余分な帯域幅の分配は、主としてユーザチャネル品質に依存し、より優れたＤＲＣを有するユーザは、チャネルのより多くの部分を得る。

［例および結果］
本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法の性能を測定するシミュレーションを行った。図４〜８では、スケジューラおよび／またはスケジューリング方法は「Ｅ−ＰＥＡＱ」と呼ばれる。Ｅ−ＰＥＡＱを従来技術のスケジューリングアルゴリズム、最小レートを有するプロポーショナルフェア（Ｐroportional Ｆair with Ｍinimum Ｒate：（ＰＦＭＲ）、最大Ｃ／Ｉ、ＰＦとユーザ満足度（最低スループットターゲットを満たす能力）、およびエアリンク能力に関して比較した。このシミュレーションを用いてこれらの異なるスケジューリングアルゴリズムの性能を長ファイル転送アプリケーション（ＦＴＰ）およびウェブページ転送アプリケーション（ＨＴＴＰ）について分析した。

シミュレーションのセットアップは以下のとおりであった。基地局と移動体との間のエアリンクを、各移動体からの予想されるＤＲＣフィードバックを含むトレースファイルを介してモデル化した。トレースファイルには、特定のＤＲＣが選択されたときに首尾よく送信するにはいくつのスロットが必要であるかの情報を含めた。さらに、トレースファイルは、すべての物理層再送が完了した後でＭＡＣパケットがエラー状態であるかどうかも示した。

２つのこのようなトレースファイルを検討した。第１のファイルは、ａ０．ｄａｔと呼ばれ、単一経路レイリーフェージングおよび移動速度３ｋｍ／Hr.の環境を反映するファイルであった。第２のトレースファイルは、ａ３０．ｄａｔと呼ばれ、やはり単一経路レイリーフェージングの環境を反映したが、移動速度はより速く、３０ｋｍ／Hr.とした。

失われたフレームを回復するために、移動体と基地局コントローラとの間にＲＬＰ層もモデル化した。さらに、ホストおよび移動局でＦＴＰアプリケーション層プロトコルおよびＨＴＴＰアプリケーション層プロトコルも実施した。ＦＴＰアプリケーション層とＨＴＴＰアプリケーション層はどちらもデータ転送にＴＣＰを用いるので、移動局およびホストでＴＣＰ（Ｒｅｎｏバージョン）を使用した。インタネットを損失のない一定遅延ネットワークとしてモデル化した。それぞれの異なるパラメータおよびその値の概要を以下の表３に示す。

［関心対象の性能尺度］
ＦＴＰの場合、関心対象の性能尺度は以下のとおりであった。
・総合システムスループット：この尺度は、１ｘ−ＥＸ−ＤＯシステムにおいて伝搬できる１秒、１セクタ、１搬送波当たりの総キロビット数を示す。これは、すべての移動体によって首尾よく転送されたビットの総数をシミュレーション時間で割った値として算出される。
・ユーザの満足度：最低保証速度は、すべてのスケジューリング方式に共通であるので、基本的に、最低速度以上のデータ信号速度を受信するユーザが何人いるかを検査することが重要である。
・ユーザによって認識されるスループットの累積分散ファンクション（Ｃumulative Ｄistribution Ｆunction：ＣＤＦ）：セクタ内のユーザがそれぞれの異なるＲＦ状態にあると仮定すると、すべてのユーザに対するデータ信号速度の分配がスケジューリング方式間でどのように異なっているかを調べることが重要である。

ＨＴＴＰの場合、関心対象の性能尺度は以下のとおりであった。
・標準化ページ遅延：ＨＴＴＰは要求／応答型のアプリケーションプロトコルであるので、遅延時間または応答時間はスループットよりも明確に、ユーザによって認識される性能を反映する。さらに、遅延はページが大きいほど長くなるので、ページ転送遅延をページサイズで標準化することによって、ユーザがキロバイトごとに待つ必要のある平均時間が適切に示される。
・平均ユーザ認識スループットおよび満足度：ＦＴＰの場合と同様に、平均ユーザ認識スループットを算出し、それを最低速度要件と比較することが重要である。これは、何人のユーザが「満足している」かを示す。
・総合システムスループット(aggregate system throughput)：ＨＴＴＰ型アプリケーションでは同時アクティブユーザの数が少ないが、それぞれの異なるスケジューリング方式の全システムスループット(total system throughput)を調べることが重要である。
・平均ページスループット：システムにおいて首尾良くダウンロードされたすべてのページのうちで、すべてのユーザにおける、各ページごとに得られる平均スループットを求めることが重要である。しかし、通常、適切な位置にいるユーザはより高速にページをダウンロードし、従って、平均すると、不適切な位置にいるユーザよりも多くのページを生成することに留意されたい。従って、この尺度は適切なユーザの性能によって左右される。

［ＦＴＰ結果］
すべてのユーザが同じ最低スループットターゲットを有し、２０００秒の持続時間にわたってＦＴＰダウンロードを同時に行う、４０人のユーザのグループを検討した。ａ０．ｄａｔトレースファイルを用いてエアリンクをモデル化し、すべてのユーザに対して最低スループットターゲット９．６Ｋｂ／ｓを設定した。すべての３つの方式についてａ_ｉの値を１／（１０００＊９．６＊１．６６７ｍｓ）に設定した。２つの異なるパラメータ設定、すなわち（ａ）Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット１）、δ_ｉ＝０．２およびＥ−ＰＥＡＱ（パラメータセット２）、δ_ｉ＝０、Ｔ_ＭＩＮ＝０を有するＥ−ＰＥＡＱについて調べた。

図４は、従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されたファイル転送アプリケーション層プロトコル（ＦＴＰ）についての総合システムスループットの比較を示すグラフである。図４には、Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット１）とＥ−ＰＥＡＱ（パラメータセット２）がどちらも総合システムスループットの点でＰＦＭＲを上回り、３つのうちでＥ−ＰＥＡＫ（パラメータセット１）が最高のスループットを実現したことを示している。Ｍａｘ Ｃ／Ｉは、考えられる５つのスケジューリング方式のうちで最高のスループットを実現する。

図５は、従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されるユーザによって認識される（ＦＴＰ）スループットの累積分散ファンクション（ＣＤＦ）の比較を示すグラフである。図５では、Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット１）は、すべてのユーザに対して最低速度を実現し、余分のリソースを、最適なＲＦ位置を有するユーザに与える。このデータ信号速度分布はＥ−ＰＥＡＱ（パラメータセット２）についても観測することができる。一方、ＰＦＭＲは、最低速度を実現し、余分なリソースをそれぞれの異なるユーザに比例して分配するという目標関数を有する。この挙動によって、総合システムスループットは著しく低下する（Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット１）と比べて約３３％低いスループット）。Ｍａｘ Ｃ／Ｉは、ユーザ満足度の点の最も性能が悪い。７５％のユーザのスループットが０であることに留意されたい。システムにおける最適なユーザが最も多くのリソースを得ており、従って、全体的なスループットは高い。Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット１）はプロポーショナルフェアアルゴリズムよりもユーザ満足度が優れており、しかも約３０％高いスループットを実現することに留意されたい。

図６は、従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されるウェブページ転送アプリケーション層プロトコル（ＨＴＴＰ）のスループット値の比較を示すグラフである。図６では、Ｅ−ＰＥＡＱ、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ、およびＰＦ／ＰＦＭＲについての総合システムスループット、平均ユーザ認識スループット、および平均ページスループットが示されている。

図７は、従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法の標準化遅延性能の比較を示すグラフであり、図８は、従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されるユーザによって認識される平均ページスループットの比較を示すグラフである。

これらの値は、４０ユーザトレース（ａ３０．ｄａｔ）から２０人のユーザを無作為に選択することによって得られた値である。すべての３つのスケジューリング方式において同じ２０人を選択した。ＦＴＰの場合と同様に、Ｍａｘ Ｃ／Ｉは最高の総合システムスループットを実現する。Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット１）も、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に近い総合システムスループット、ユーザ認識スループット、およびページスループットを実現することに留意されたい。

標準化遅延性能が図７に示されている。一般に、標準化遅延性能は、ページサイズが大きくなるにつれて低下する。これは、要求／応答形式のＨＴＴＰがページサイズとは無関係の一定の呼出し時間を伴うからであると考えられる。ページサイズが大きくなるにつれて、この一定の遅延要素は、総データ転送時間と比べて小さくなっていく。調査したスケジューリング方式に関しては、Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット２）およびＰＦＭＲは、５Ｋバイトページに対してより優れた標準化遅延性能を有する。ただし、ページサイズが５ＫＢよりも大きい場合、Ｅ−ＰＥＡＱ（パラメータセット１）は他の２つの方式よりも勝っている。

ユーザ認識スループットのＣＤＦが図８に示されている。Ｅ−ＰＥＡＱスケジューラおよびＰＦＭＲスケジューラは９．６Ｋｂ／ｓの最低速度を実現するが、プロポーショナル・フェア・スケジューリング方式および最大Ｃ／Ｉスケジューリング方式は実現しない。

従って、本発明の例示的な実施例は、ＱｏＳクラス固有最低スループットターゲットを実現してユーザ満足度を最高にし、一方、ＱｏＳクラス固有最高スループットを維持して、ユーザを、サービスをグレードアップし、場合によってはセクタ活動を減らす気にさせるように通信システムにおける送信をスケジューリングするスケジューラおよび方法を提供する。例示的な実施例によるスケジューリング方法は、それぞれの異なるＱｏＳクラスに属するエンドユーザに認識できる差を与えると共に、ネットワークオペレータに有形の利益（すなわち、システム能力の向上、データ転送の予測可能性の向上、収益の増大）を与えることができる。

本発明の例示的な実施例について説明したが、これに対してさまざまな変形が可能であることが自明であろう。例えば、本発明の例示的な実施例は、ｃｄｍａ２０００ １ｘＥＶ−ＤＯ標準に従って動作するＣＤＭＡネットワークなどのＣＤＭＡネットワークの基地局から移動局へのパケット送信のスケジューリングに特に適用される。従って、上述の例示的な実施例は、このようなネットワークにおけるスケジューラによって実現することができ、基地局コントローラによって実現されるスケジューラまたはスケジューリング関数に関して記載されている。

しかし、本発明の例示的な実施例は、適用性の範囲において比較的一般的であり、有線網および無線網を含む他の種類の通信網では他の有用な適用が考えられる。特に、例示的な実施例はダウンリンク送信のスケジューリングに適用できるだけでなく、ＣＤＭＡシステムまたは他の無線網におけるアップリンク送信のスケジューリングに適用することもできる。上述のような変形実施例は、本発明の例示的な実施例の要旨および範囲から逸脱しているとはみなされず、当業者に自明のすべてのそのような修正は、特許請求の範囲内に含められるものである。

本発明の例示的な実施例による通信システムのブロック図である。 本発明の例示的な実施例によるスケジューラのスケジューリング機能アーキテクチャの流れ図である。 本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法を示す流れ図である。 従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されるファイル転送アプリケーション層プロトコル（ＦＩＰ）の総合システムスループットの比較を示すグラフである。 従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されるユーザによって認識される（ＦＴＰ）スループットの累積分散ファンクション（ＣＤＦ）の比較を示すグラフである。 従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されるウェブページ転送アプリケーション層プロトコル（ＨＴＴＰ）のスループット値の比較を示すグラフである。 従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法の標準化遅延性能の比較を示すグラフである。 従来技術のスケジューリングアルゴリズムと本発明の例示的な実施例によるスケジューリング方法によって実現されるユーザによって認識される平均ページスループットの比較を示すグラフである。

Claims (8)

1. 通信ネットワークにおける複数のユーザ（１０５）への送信をスケジューリングする方法であって、
   前記複数のユーザ（１０５）のうちの少なくとも１人に、前記複数のユーザのうちの少なくとも１人において次の送信を受信する第１のターゲット最低データ速度を割り当てることを含み、前記第１のターゲット最低データ速度が前記複数のユーザ（１０５）のうちの少なくとも１人のサービス品質（ＱｏＳ）クラスに基づいて割り当てられ、前記第１のターゲット最低データ速度は前記複数のユーザの他の者に割り当てられる第２のターゲット最低データ速度よりも速く、そして、前記ユーザのサービスクラスの品質が前記ネットワークによって特定され、さらに、
   前記通信ネットワークにおける送信について前記複数のユーザを優先順序付けること、
   前記複数のユーザのうちの少なくとも１人に、前記優先順序付けに基づいて、次の送信を受信するデータ速度を割り当てることを含み、割り当てられた前記データ速度は前記第１のターゲット最低データ速度とターゲット最高データ速度との間にあり、そして、前記ターゲット最高データ速度が前記複数のユーザのうちの少なくとも１人のサービス品質クラスと関連しており、さらに、
   前記複数のユーザのうちの少なくとも１人によって報告された平均データ速度が前記ターゲット最低データ速度よりも遅いときには、前記複数のユーザのうちの少なくとも１人をスケジューリングする優先順位を下げることを含み、
   前記第１のターゲット最低データ速度は、順方向リンクで前記複数のユーザのうちの少なくとも１人へ送信すべき次の送信の最低データ速度であり、そして、
   前記第２のターゲット最低データ速度は、順方向リンクで前記複数のユーザのうちの他の者へ送信すべき次の送信の最低データ速度である、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   ユーザ（１０５）のＱｏＳクラスは、前記通信ネットワークによって与えられる特定のサービスに対してユーザ（１０５）がいくら支払うかによって表され、前記ターゲット最低データ速度の前記割当ては、
   より高いサービスクラスに加入しているこれらユーザ（１０５）に残りのエアリンク帯域幅を割り当てることをさらに含み、前記割当ては、各ユーザ（１０５）の平均ユーザデータ速度と各ユーザ（１０５）のトラフィックを伝搬することによって前記ネットワークにもたらされる収益とに基づいており、
   前記優先順位付けは、
   前記ユーザ（１０５）に送信されるデータがなくなるまで、所定の瞬間における平均ユーザデータ速度当たりの最高総予想収益を有する前記ユーザ（１０５）が残りのエアリンク帯域幅を受信する順序で、前記ユーザ（１０５）をスケジューリングすることをさらに含むことを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記ターゲット最低データ速度の前記割当はさらに、
   少なくとも１つのタイムスロットにおける各ユーザ（１０５）に対し、前記ターゲット最低データ速度に対する前記ユーザ（１０５）の実現された性能を追跡するトークンカウントを求めること、
   前記トークンカウントおよび前記ユーザ（１０５）によって要求された現在のデータ速度のうちの１つまたは複数に基づいて、各ユーザ（１０５）に対する重みを求めること、そして、
   最高の重みを有するユーザ（１０５）を次の送信を受けるべき前記ユーザ（１０５）として選択することを含み、前記方法は、
   前記ネットワークによってｉ番目のユーザに保証されるターゲット最低データ速度（Ｒ^ｉ _ｍｉｎ）に基づいて前記トークンカウントを増分または減分させることによって前記複数のユーザ（１０５）の少なくとも１人の前記トークンカウントを、少なくとも一度、更新することをさらに含むことを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、さらに、
   ユーザ（１０５）によって要求された平均データ速度を前記ユーザ（１０５）に割り当てられた前記第１のターゲット最低データ速度と定期的に比較すること、
   ｎ番目のタイムスロットにおけるｉ番目のユーザについて、ターゲット最低データ速度に対するｉ番目のユーザの実現された性能に基づくトークンレートを求めることを含み、
   前記優先順位を下げることには、
   ｉ番目のユーザによって要求された平均データ速度がｉ番目のユーザのターゲット最低データ速度よりも遅いことを前記比較が示しているときには、次の送信を受信するようにスケジューリングされる、ｉ番目のユーザの優先順位を下げるよう前記トークンレートを一時的に設定することをさらに含むことを特徴とする方法。
5. 通信ネットワークにおける複数のユーザ（１０５）への送信をスケジューリングする方法であって、
   ｎ番目のタイムスロットにおけるｉ番目のユーザについて、前記ネットワークによって保証されている第１のターゲット最低データ速度に対するユーザ（１０５）の実現された性能を追跡するトークンカウントを求めること、
   前記トークンカウントおよび前記ユーザ（１０５）によって要求された現在のデータ速度のうちの１つまたは複数に基づいて前記ユーザ（１０５）を優先順位付けること、および
   次の送信を受信するための第２のターゲット最低データ速度を最高の優先順位のｉ番目のユーザに割り当てることを含み、前記第２のターゲット最低データ速度は前記第１のターゲット最低データ速度よりも速く、
   前記第１のターゲット最低データ速度は、順方向リンクで前記ｉ番目のユーザへ送信すべき次の送信の最低データ速度であり、そして、
   前記第２のターゲット最低データ速度は、順方向リンクで前記最高の優先順位のｉ番目のユーザへ送信すべき次の送信の最低データ速度である、方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記トークンカウントは、前記ネットワークからデータのサービスを受けたときのｉ番目のユーザの不満足レベルの尺度であることを特徴とする方法。
7. 請求項５に記載の方法においてさらに、
   各ユーザ（１０５）のトークンカウントを所与の範囲に制限することを含むことを特徴とする方法。
8. 請求項５に記載の方法において、
   ｎ番目のタイムスロットにおけるｉ番目のユーザの現在のトークンカウント値（Ｔ_ｉ（ｎ））は、
   

   

   に従って増分または減分し、上式で、Ｘ_ｉ（ｎ）は、ｉ番目のユーザの前記第１のターゲット最低データ速度Ｒ_ｉ ^ｍｉｎと前記タイムスロット持続時間との積を表すトークンレートであり、αは、前記トークンレートを、所与の期間にわたって前記第１のターゲット最低データ速度よりも高い値に設定するのを可能にする調整可能なパラメータであり、ｂ_ｉ（ｎ）は、ｎ番目のタイムスロットにおけるｉ番目のユーザに送信されるビット数を表すものであり、そして、
   前記トークンレートＸ_ｉ（ｎ）は、前記ネットワークによって与えられる特定のサービスに対してｉ番目のユーザがいくら支払うかに依存し、前記方法は、
   ネットワークに関係する遅延またはユーザによる遅延によってアイドル期間が発生したときにはｉ番目のユーザの現在のトークンカウント値の前記増分または減分を凍結させることをさらに含むことを特徴とする方法。

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