JP4726068B2 - パケット送信制御装置、パケット送信制御方法 - Google Patents

Description

本発明はパケット送信制御装置、パケット送信制御方法に関し、特に、移動通信システムにおける下りパケットの送信制御（スケジューリング）を行うパケット送信制御装置、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において、無線基地局が、当該無線基地局に属する無線端末すなわち移動局との間で、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。
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の送信順序を、各移動局の瞬時の無線品質に基づいて制御することによって、その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制御は、スケジューリングと呼ばれ、パケットデータ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、従来のスケジューリングにおいては、対象となるパケットデータは、一般的に、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、前者ではＷ−ＣＤＭＡ方式、後者ではｃｄｍａ２０００方式に係る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 １x-EV DOにおいて、「ＤＯ」はData 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状態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を組み合わせて用いることで、個々のユーザ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送信待ちパケットの送信順序を制御するスケジューリングアルゴリズムとしては、無線基地局装置に属する移動局に順（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り、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、各移動局の無線状態や各移動局の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。以下に、一般的なProportional Fairnessスケジューラの制御方法の一例を説明する。

Proportional Fairnessは、個々の移動局の下り回線状況の瞬時的な変動に応じて、送信割り当てを行いつつ、移動局間の公平性もサポートするスケジューリングアルゴリズムである。以下に、Proportional Fairnessスケジューラに関する簡易な説明を行う。図１０は、上記Proportional Fairnessスケジューラの動作を示すフローチャートである。このスケジューリングアルゴリズムは、各移動局の無線状態、平均伝送速度を評価関数の要素として測定し、無線基地局に属する各移動局の評価関数を求め、それを最大化する移動局に共有チャネルを割り当てるというものである。

同図において、ステップＳ４１では、初期値が以下のように設定される。
（初期値）
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：評価関数が最大となる移動局の添え字）
ステップＳ４２では、評価関数の計算に必要な要素、具体的には、（１）各移動局の瞬時の無線状態Ｒ_n、（２）平均伝送速度avrgＲ_nが測定される。ステップＳ４３では、ステップＳ４２で測定された上記（１）及び（２）の値を用いて次式に基づく評価関数Ｃ_nが計算される。
Ｃｎ＝Ｒ_n／avrgＲ_n

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、その移動局に対し共有チャネルが割り当てられる。

Proportional Fairness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り当てが行われるため、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。その上で、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、時間的な公平性の高い割り当てを実現することができる。

ここで、上記Proportional Fairnessスケジューラにおける評価関数は、分子である瞬時の無線状態Ｒ_nを、分母である平均伝送速度avrgＲ_nで割り算する、という形態をとっているため、上記平均伝送速度avrgＲ_nが０に近づいた場合に、上記評価関数Ｃ_nが非常に大きくなることになる。この場合、一般的には、当該移動局ｎに対して、平均伝送速度avrgＲ_nが０に等しい、すなわち、共有チャネルが割り当てられる頻度が小さい、ということを意味し、上記移動局ｎに共有チャネルを割り当てる必要があり、評価関数Ｃ_nが大きくなる、という動作は正しい。しかしながら、移動体通信においては、移動局が、突然電波の届かないトンネルや地下室に進入することにより、本質的に平均伝送速度avrgＲ_nが０に近づく場合がある。ここで、「本質的に」とは、たとえ共有チャネルを十分当該移動局に割り当てても、平均伝送速度が０に近づくことを意味している。上記のような場合には、システム全体としては、上記移動局ｎだけでなく、他の移動局に対しても共有チャネルを割り当てる必要がある。言い換えれば、上記のような異常状態の移動局の評価関数が異常に大きくなる現象は、システム全体のパフォーマンスを劣化させるという問題を抱えている。

一方、前記ＨＳＤＰＡや１x-EV DOのような高速パケット方式は、一般的にBest Effort型の通信方式であり、割り当てられるべき移動局数が少ない場合には、高い通信速度のデータ通信を提供し、割り当てられるべき移動局数が多い場合には、低い通信速度のデータ通信を提供する通信方式である。しかしながら、上記高速パケット方式においても、Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ、ＶｏＩＰ等のような、伝送遅延に対する所定の要求条件を満たす必要のあるサービスを提供することが考えられている。すなわち、上記高速パケット方式において、所定のサービス種別に対しては、ある最低速度を保証する最低速度保証（Guaranteed Bit Rate）を行う必要がある。最低速度保証とは、例えば、Ｓｔｒｅａｍｉｎｇを行っている任意の移動局に対して、最低の通信速度６４kbpsを保証する制御を行うことを示す。

Proportional Fairnessスケジューラにおいて最低速度保証の機能を提供する方法として、例えば、以下の手法が考えられる。すなわち、評価関数Ｃ_nとして、
Ｃｎ＝Ｒ_n／avrgＲ_n
の代わりに、
Ｃｎ＝Ｒ_n／（avrgＲ_n−Ｒ_target）
を用いる。ここで、Ｒ_targetは、保証すべき伝送速度である。
しかしながら、上記最低速度保証の機能を提供するProportional Fairnessスケジューラにおいても、平均の伝送速度avrgＲ_nが、保証すべき伝送速度Ｒ_targetに近づく、あるいは、保証すべき伝送速度Ｒ_targetよりも小さい値になった場合に、評価関数Ｃ_nが異常に大きくなる、という問題が存在する。

なお、特許文献１には、異なる無線伝送速度を使用してパケットを送信する無線局が同一の無線チャネルに混在した場合に、トラヒック状況に応じて無線伝送速度毎にグループ化し、グループ毎に異なる無線チャネルにパケットを割当てることによって、伝送効率を良好に維持する技術が記載されている。
また、特許文献２には、共有チャネルの送信割り当てにおいて、各移動局についての瞬時の下り品質と平均下り品質のみならず、瞬時の下り品質情報の時間的な分布も判断要素に加えて、共有チャネルの送信割り当てを行い、時間的に公平な送信割り当てを行う技術が記載されている。

特開２００２−２６１７７２号公報 特開２００３−１５２６３０号公報 J. M. Holtzman, IEEE VTC２０００ spring ３ＧＰＰ ＴＲ２５.８４８ v４.０.０ ３ＧＰＰ２ Ｃ. S００２４ Rev.１.０.０

上述したように、無線基地局における送信待ちの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の１つとして、Proportional Fairnessスケジューリング法がある。
しかしながら、上記従来のProportional Fairnessスケジューリングアルゴリズムにおいては、移動局が異常状態に遷移した場合に、その評価関数の分母である平均伝送速度avrgＲ_nが０に近づき、結果として上記評価関数Ｃ_nが非常に大きくなり、上記移動局に必要以上にパケットが割り当てられ、システム全体のパフォーマンスが劣化する、という問題があった。

上記問題は、従来のProportional Fairnessスケジューリングアルゴリズムに関してだけでなく、上述した最低速度保証を提供するスケジューリングアルゴリズムに関しても存在する。
さらに、このような問題点は、上述した特許文献１や特許文献２によって解決することはできない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常状態の無線移動局によるシステムスループットの劣化を低減することのできるパケット送信制御装置、パケット送信制御方法を提供することである。

本発明の請求項１によるパケット送信制御装置は、複数の無線端末それぞれ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、前記無線端末の平均伝送速度の値を分母に含む評価関数による評価値に基づいて前記複数の無線端末にチャネルを割り当てるチャネル割り当て手段と、前記複数の無線端末のうちの１つの無線端末における前記平均伝送速度の値が異常値になった場合に、前記平均伝送速度の値を初期化する初期化手段とを含むことを特徴とする。このようにすれば、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にパケットを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。また、平均伝送速度の値を初期化することにより、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にパケットを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

本発明の請求項２によるパケット送信制御装置は、請求項１において、前記初期化手段は、前記平均伝送速度の値が、連続する所定時間間隔において、所定閾値よりも小である場合に、前記平均伝送速度の値を初期化し、
前記チャネル割り当て手段は、前記初期化手段により初期化された平均伝送速度の値を用いた評価関数による評価値に基づいてチャネル割当てを行うことを特徴とする。連続する所定時間間隔において、所定閾値よりも小である場合に平均伝送速度を初期化することにより、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にパケットを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

本発明の請求項３によるパケット送信制御装置は、請求項２において、無線端末ｎの無線状態をＲ_n、平均伝送速度をavrgＲ_nとした場合に、前記評価関数はＣ _n ＝（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n ） ^β であり、
該評価関数Ｃ_nによる評価値が最大となる無線端末を送信相手の端末として選択することを特徴とする。評価値が最大となる無線端末を選択することにより、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

本発明の請求項４によるパケット送信制御装置は、請求項３において、前記初期化手段は、前記無線端末の平均伝送速度が所定閾値よりも小である場合に、前記無線端末の平均伝送速度avrgＲ_nの値を前記無線状態Ｒ_nの値と同一とすることを特徴とする。平均伝送速度avrgＲ_nの値を無線状態Ｒ_nの値と同一にすれば、容易に初期化できる。

本発明の請求項５によるパケット送信制御装置は、請求項１において、最低保証伝送速度を設定する最低保証伝送速度設定手段を更に含み、
前記初期化手段は、前記無線端末の平均伝送速度から前記最低保証伝送速度を減算した値が、連続する所定時間間隔において、所定閾値よりも小である場合に、前記無線端末の平均伝送速度の値を初期化し、
前記チャネル割り当て手段は、前記初期化手段により初期化された平均伝送速度の値を用いた評価関数による評価値に基づいてチャネル割当てを行うことを特徴とする。連続する所定時間間隔において、所定閾値よりも小である場合に平均伝送速度を初期化することにより、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にパケットを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

本発明の請求項６によるパケット送信制御装置は、請求項５において、前記無線端末ｎの無線状態をＲ_n、前記平均伝送速度をavrgＲ_n、前記最低保証伝送速度をＲ_n ^(target)とした場合に、前記評価関数はＣ _n ＝（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n −Ｒ _n ^(target) ） ^β であり、
該評価関数Ｃ_nによる評価値が最大となる無線端末を送信相手の端末として選択するようにしたことを特徴とする。評価値が最大となる無線端末を選択することにより、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

本発明の請求項７によるパケット送信制御装置は、請求項６において、前記初期化手段は、前記無線端末の平均伝送速度が所定閾値よりも小である場合、または、前記無線端末の平均伝送速度avrgＲ_nの値から前記最低保証伝送速度の値を減算した値が所定閾値よりも小である場合に、前記無線端末の平均伝送速度avrgＲ_nの値を前記無線状態Ｒ_nの値と同一とすることを特徴とする。平均伝送速度avrgＲ_nの値を無線状態Ｒ_nの値と同一にすれば、容易に初期化できる。

本発明の請求項８によるパケット送信制御装置は、請求項２から請求項７までのいずれか１項において、前記初期化手段は、前記閾値を、サービス種別毎、契約種別毎、端末種別毎、ユーザ毎、セル毎、Priority Class毎、のいずれか１つに応じて設定することを特徴とする。こうすることにより、閾値を、より適切に設定することができる。
本発明の請求項９によるパケット送信制御装置は、請求項２から請求項７までのいずれか１項において、前記初期化手段は、前記連続する所定時間間隔を、サービス種別毎、契約種別毎、端末種別毎、ユーザ毎、セル毎、Priority Class毎、のいずれか１つに応じて設定することを特徴とする。こうすることにより、連続する所定時間間隔を、より適切に設定することができる。

本発明の請求項１０によるパケット送信制御装置は、請求項１から請求項９までのいずれか１項において、前記無線端末の平均伝送速度の代わりに、ＳＩＲ、ＣＱＩのいずれか一方を用いることを特徴とする。平均伝送速度の代わりに、ＳＩＲ、ＣＱＩ等の平均の無線品質を用いた場合も同様に、それらの値を初期化することにより、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にパケットを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

本発明の請求項１１によるパケット送信制御方法は、複数の無線端末それぞれに対するパケットの送信を制御するパケット送信制御方法であって、前記無線端末の平均伝送速度、ＳＩＲ、ＣＱＩ等の平均の無線品質の値を分母に含む評価関数による評価値に基づいてチャネル割当てを行うチャネル割り当てステップと、前記複数の無線端末のうちの１つの無線端末における前記平均伝送速度の値が異常値になった場合に、前記平均の無線品質の値を初期化する初期化ステップと、
を含むことを特徴とする。平均の無線品質の値を初期化することにより、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にパケットを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

なお、「無線端末が異常状態に遷移した場合」とは、評価関数の分母が０に近づく、評価関数の分母が所定の値に近づく、下りリンクの誤り率が所定の値を超える場合、移動機から報告されるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）の平均値が所定の値より下回る場合、が考えられる。

以上説明したように本発明は、平均伝送速度avrgＲ_nが、連続する所定の時間間隔において、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合に、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化することにより、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にパケットを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができるという効果がある。また、平均伝送速度の代わりに、ＳＩＲ、ＣＱＩ等の平均の無線品質を用いた場合も同様の効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
（移動通信システムの構成）
図１は、本発明の実施の一形態に係るパケット送信制御装置を用いた移動通信システムの構成例を示す図である。
同図において、この移動通信システムは、パケット送信制御装置としての機能を有する無線基地局１００と、複数の無線端末すなわち移動局（＃１〜＃３）１０〜１２とから構成されている。

また、前述したＨＳＤＰＡを適用した移動通信システムが同図に示されている。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物理チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ（High Speed − Physical Downlink Shared Channel、トランスポートチャネルで言えば、ＨＳ−ＤＳＣＨ：High Speed Downlink Shared Channel）と、各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２で共有して使用される下り共有制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ(High Speed−Shared Control Channel)と、各移動局（＃１〜＃３）１０〜１２に個別に割り当てられる、上記共有物理チャネルに付随する付随個別チャネルＡ−ＤＰＣＨ(Associated−Dedicated Physical Channel) ＃１〜＃３（上り下りの双方向チャネル）が用いられる。

また、上りリンクにおいては、さらに、各移動局(＃１〜＃３)１０〜１２に個別に割り当てられるＨＳＤＰＡ用の制御チャネルＨＳ−ＤＰＣＣＨ(High Speed − Dedicated Physical Control Channel)が用いられる。上りリンクでは、付随個別チャネル＃１〜＃３により、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）が伝送され、上記ＨＳＤＰＡ用の制御チャネルにより、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、及び、下りリンクの共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨの送達確認情報が伝送される。

一方、下りリンクでは、付随個別チャネル＃１〜＃３により、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、上記共有物理チャネルによりユーザデータが伝送される。
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。

図２は、図１中の無線基地局１００の構成例を示す機能ブロック図である。
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（H-ARQ (Hybrid 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。

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。
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い、無線基地局１００の状態管理やリソース割り当てが行われる。

（ベースバンド信号処理部の構成例）
図３は、ベースバンド信号処理部１０４の機能構成例を示す機能ブロック図である。
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−ｈｓ処理部１１２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われる。

（ＭＡＣ−ｈｓ処理部の構成例）
図４は、図３に示すＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の機能構成例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。
（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）移動局伝送速度初期化部１６０
（６）移動局伝送速度計算部１７０
（７）評価関数計算部１８０

上記（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）１２１₁〜１２１_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う。
上記（２）の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、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。

上記（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）１４１₁〜１４１_Nと、Ｎ個のリオーダリング部（＃１〜＃Ｎ）１４２₁〜１４２_Nと、Ｎ個のＨＡＲＱ部（＃１〜＃Ｎ）１４３₁〜１４３_Nを有する。プライオリティキュー(＃１〜＃Ｎ) １４１₁〜１４１_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) １４１₁〜１４１_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）１４２₁〜１４２_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う。ＨＡＲＱ部(＃１〜＃Ｎ) １４３₁〜１４３_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う。

図５は、ＨＡＲＱ部(＃１〜＃Ｎ) １４３₁〜１４３_Nで行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取ると送信確認（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ）を送信側に返す。同図では、受信側は、パケット＃１を受け取ったとき、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。

上記（４）のＴＦＲ(Transport Format and Resource)選択部１５０には、ＴＦＲSelect機能がＮ個（＃１〜＃Ｎ）１５１₁〜１５１_Nが備えられている。これらＴＦＲSelect機能１５１₁〜１５１_N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であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）や、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部で計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソース（電力リソース、符号リソース、ハードウェアリソース）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。そして、このＴＦＲSelect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。

上記（５）の移動局伝送速度初期化部１６０では、後述する移動局伝送速度計算部１７０から、移動局ｎの平均伝送速度（プライオリティキュー１４１₁〜１４１_N毎に計算される平均伝送速度）avrgＲ_nを受け取り、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するか否かを判定し、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定した場合には、上記判定結果を、移動局伝送速度計算部１７０に通知する。

ここで、以下に、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するか否かの判定方法の例を記載する。
例えば、上記平均伝送速度avrgＲ_nが、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定する。
また、例えば、上記平均伝送速度avrgＲ_nが、連続する所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定する。すなわち、上記平均伝送速度avrgＲ_nが、連続する５０TTI(１TTI＝２msであるため、１００ms)において、常に所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合に、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定してもよい。また、あるいは、上記平均伝送速度avrgＲ_nが、連続する５０ TTI(１TTI＝２msであるため、１００ms)において、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さいTTIが２０回以上存在した場合に、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定してもよい。

ここで、上記連続する所定の時間間隔を計算する場合に、後述するavrgR_nの更新機会を考慮して計算してもよい。すなわち、avrgR_nの更新機会が「接続時間中の全てのTTI毎」である場合には、接続時間中の全てのTTIに関して連続する所定の時間間隔を計算し、avrgR_nの更新機会が「スケジューリングの計算を行ったTTI毎」である場合には、スケジューリングの計算を行ったTTIに関して連続する所定の時間間隔を計算してもよい。例えば、後者の場合には、はじめの10TTIにスケジューリングの計算を行い、その後、10TTIにスケジューリングの計算を行わず、その次の10TTIにスケジューリングの計算を行ったとし、かつ、平均伝送速度avrgＲ_nが、上記スケジューリングの計算を行った２０ＴＴＩにおいて所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には、「平均伝送速度avrgＲ_nは、連続する20TTIにおいて、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい」として計算する。

なお、上記所定の閾値Ｒ_thresholdは、上記例においては、全ての移動局に共通の値としているが、移動局毎に設定してもよい。また、上記所定の閾値Ｒ_thresholdを、サービス種別毎、あるいは、契約種別毎、あるいは、端末種別毎、あるいは、ユーザ毎、あるいは、セル毎、あるいは、Priority Class毎に、設定してもよい。
さらに、上記連続する所定の時間間隔Time_thresholdは、上記例においては、全ての移動局に共通の値としているが、移動局毎に設定してもよい。また、上記所定の時間間隔Time_thresholdを、サービス種別毎、あるいは、契約種別毎、あるいは、端末種別毎、あるいは、ユーザ毎、あるいは、セル毎、あるいは、Priority Class毎に、設定してもよい。

上記（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。
avrgＲ_n（ｔ）＝δ・avrgＲ_n（ｔ−１）＋（１−δ）・r_n …（１）
ここで、δは、平均化区間を指定するパラメータ、言い換えれば、平均化のための忘却係数（０≦δ≦１）である。本パラメータδは、前記プライオリティキュー１４１₁〜１４１_N内のデータに係るサービス種別や契約種別、受信器種別（ＲＡＫＥ受信器、等化器や受信ダイバーシチ、干渉キャンセラや、その他のＵＥのCapability（受信可能な変調方式や受信可能なコード数、ビット数等によってクラス分けされた指標）等）、セル種別、プライオリティクラス種別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、あるいは、前記無線状態から推定される送信可能なデータのサイズ（データ量）
のいずれかを移動局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。

ここで、上記<３>における移動局ｎから報告される下り瞬時の無線状態とは、例えば、下りリンクのＳＩＲであったり、あるいは，移動機が上りリンクで無線基地局に通知するＣＱＩであったりする。
上記式（１）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に示されているような５通りが考えられる。すなわち、
タイプ＃ avrgＲ_nの更新機会 ｒ_nの計算方法
１ 接続時間中の全てのTTI毎 上記<１>
２ 接続時間中の全てのTTI毎 上記<２>
３ 接続時間中の全てのTTI毎 上記<３>
４ スケジューリングの計算を行ったTTI毎 上記<１>
５ スケジューリングの計算を行ったTTI毎 上記<２>
である。

移動局伝送速度計算部１７０は、移動局伝送速度初期化部１６０から、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきである、と通知された場合、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化する。
具体的な初期化方法としては、例えば、平均伝送速度avrgＲ_nを瞬時の無線状態Ｒ_nと同一とする、といった方法が考えられる。

また、例えば、初期化方法として、平均伝送速度avrgＲ_nを以下のように計算してもよい。すなわち、まず、平均伝送速度avrgＲ_nの計算を、式（１）ではなく、以下の式を用いて行う。
avrgＲ_n＝Ｒ_n（ｔ＝１）
avrgＲ_n（ｔ）＝δ'・avrgＲ_n（ｔ−１）＋（１−δ'）・r_n （ｔ＞１）
ただし、δ'＝ｍｉｎ（１−１／ｔ，δ）
である。ここで、関数ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）は、ＡとＢのうちで、小さい方の値を出力する関数である。また、Ｒ_nは、移動機ｎから報告される下り瞬時の無線状態、あるいは、上記無線状態から推定される送信可能なデータのサイズである。ｔはＴＴＩを単位とした時間を示す指標（インデックス）である。そして、移動局伝送速度計算部１７０は、上記平均伝送速度avrgＲ_nの初期化方法として、ｔの値を１にするといった方法が考えられる。

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。

上記（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で計算された移動局毎の評価関数のうち最大の評価関数を持つ移動局ｎを選択し、その移動局ｎに対しＨＳ−ＰＤＳＣＨ（ＨＳ−ＤＳＣＨ）を割り当てる（下りリンクの送信割り当てを行う）。

また、図３中のレイヤー１処理部１１１では、各移動局からの上りＨＳＤＰＡ用のＨＳ−ＤＰＣＣＨ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取り、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)やＢＥＲ(Bit Error Rate)、ＣＱＩ(Channel Quality Indicator)等である。

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のフローチャートを用いて説明する。
（実施の形態１）
同図において、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う。
（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。

ステップＳ２〜Ｓ３では、評価関数Ｃ_nの計算に用いる下記の（１）〜（２）の情報の取得が行われる。
（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、あるいは、上記無線状態から推定される送信可能なデータのサイズ（データ量）の取得（但し、「無線状態から推定される送信可能なデータのサイズ」とは、下りの品質を示すＣＱＩ、或いは、下り伝送チャネルの瞬時ＳＩＲと、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部で計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソースとから、所定の誤り率で送信可能と推定されるデータのサイズのことを表す）
（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avrgＲ_nの取得

ステップＳ４では、上記（１）〜（２）の情報が全て取得されたかどうかが判定され、上記（１）〜（２）の情報が全て取得されたと判定されたとき（ステップＳ４でＹＥＳ）は、次ステップに移行し、そうでなければ（ステップＳ４でＮＯ）、上記（１）〜（２）の情報のうち未取得情報の取得が行われる。
ステップＳ５では、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するか否かの判定を行う。例えば、連続する所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、平均伝送速度avrgＲ_nが、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）ステップＳ６に進み、そうでない場合には（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ７に進む。

ステップＳ６では、ステップＳ５において、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化すると判定されたため、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化する。
ステップＳ７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）を受け取り、ステップＳ８で次式に従って、評価関数（Ｃ_n）が計算される。
Ｃ _n ＝（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n ） ^β

ここでは、ステップＳ５、S６において、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化することの作用効果を説明する。平均伝送速度avrgＲ_nが、０に近づいた場合、当該移動局ｎに関する評価関数Ｃ_nの値は増大する。この動作は、その平均伝送速度が小さくなった移動局ｎに対してＨＳ−ＤＳＣＨを優先的に割り当てることとなり、本来であれば正しい動作であるが、移動局ｎが異常状態にある場合などに、必要以上に移動局ｎにＨＳ−ＤＳＣＨを割り当てることとなり、他の移動局にＨＳ−ＤＳＣＨが割り当てられず、システム全体のスループットは劣化する。そこで、ある所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、上記移動局ｎの平均伝送速度avrgＲ_nが、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合に、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化することにより、上記システム全体のスループットの劣化を回避することが可能となる。

ここで、上記所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdは、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。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所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdを、呼処理部１０５で受け取り、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１８０に転送する。また、あるいは、上記所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdは、無線基地局１００の内部パラメータとして保持され、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は、上記内部パラメータ内の上記所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdを参照してもよい。

なお、上記例において、α及びβの値を適切に設定することにより、いわゆる典型的なProportional Fairnessスケジューラ（α＝１、β＝１）と、MAX C/Iスケジューラ（α＝１、β＝０）の中間のスケジューラを提供することが可能となる。
また、本発明は、上記発明に限定されることはなく、評価関数Ｃ_nの式の一部が“（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n ） ^β ”であるスケジューラの場合に適用することが可能である。例えば、評価関数の式が、
Ｃ _n ＝｛（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n ） ^β ｝・（Ｗ _n ） ^γ
というスケジューラの場合（但し、α、β、γは０〜１のパラメータ係数であり、Ｗ_nは移動局ｎに関する、無線基地局におけるパケットの滞留時間を表す）にも、本発明により、平均伝送速度avrgＲ_nが、連続する所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化する、という処理を加えてもよい。

上記のようにしてステップＳ８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の判定（ステップＳ９）が行われる。ここでは、Ｃ_max＝０に設定（初期値）されているので、ステップＳ８で測定された評価関数Ｃ_nがＣ_maxに設定され、そのＣ_maxが与える移動局ｎが移動局ｎ_maxとして設定される（ステップＳ１０）。

ステップＳ１１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）を超えると判断されなければ（ステップＳ１２でＮＯ）、上記のステップＳ２以降のループ処理が移動局数（Ｎ）を超えると判断されるまで繰り返し行われる。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Ｓ１２で移動局ｎが無線基地局と通信中の移動局数（Ｎ）を超えると判断されたときは(ステップＳ１２でＹＥＳ)、ステップＳ１０で設定された移動局ｎ_maxに対してＨＳ−ＤＳＣＨ（共有チャネル）の割り当てを行うようにスケジューラ部１４０に指示する（ステップＳ１３）。

以上説明したような本実施形態によれば、平均伝送速度avrgＲ_nが、連続する所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合に、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化することにより、異常状態にある移動局に対して、必要以上にＨＳ−ＤＳＣＨを割り当ててしまう、という現象を回避することが可能となり、システム全体のスループットの劣化を防ぐことが可能となる。

また、上記例においては、１ユーザが１プライオリティキューを持つとしているが、１ユーザが複数プライオリティキュー（例えばＫ個）を持つことも可能であり、その場合、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上記スケジューリングを行うことになる。
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）、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、パラメータ（α、β、δ、Time_threshold,Ｒ_threshold）をダウンロードして書き換える構成がとられる。この時、上記パラメータ（α、β、δ、Time_threshold,Ｒ_threshold）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、端末から直接上記パラメータ（α、β、δ、Time_threshold,Ｒ_threshold)を読み込ませるような形態であってもよい。

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うる。
また、上記実施例は、３ＧＰＰにおける高速パケット伝送方式ＨＳＤＰＡに関して記述したが、本発明は上記ＨＳＤＰＡに限定されるものではなく、その他の、移動通信システムにおける下りパケットの送信制御（スケジューリング）を行う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、３ＧＰＰ２におけるｃｄｍａ２０００ １x-EV DOや、3GPPにおけるTDD方式やLong Term Evolutionにおける高速パケット伝送方式など、がその他の高速パケット伝送方式としてあげられる。

なお、上記の説明において、「ＨＳ−ＤＳＣＨを当該移動局に割り当てる」とは１ＴＴＩにおいてＨＳ−ＤＳＣＨが当該移動局の送信に用いられることを意味し、「多数のＨＳ−ＤＳＣＨを当該移動局に割り当てる」とは多数のＴＴＩにおいてＨＳ−ＤＳＣＨが当該移動局の送信に用いられることを意味する。
上記実施例においては、ベースバンド信号処理部１０４が複数の無線端末にチャネルを割り当てるチャネル割り当て手段に対応する。また、移動局伝送速度初期化部１６０が平均伝送速度の値を初期化する初期化手段に対応する。

（変更例）
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、保証されるべき最低保証伝送速度を設け、最低速度保証の機能を提供するProportional Fairnessスケジューラを提供することも考えられる。
本実施形態では、保証されるべき最低保証伝送速度を設定し、最低速度保証の機能を提供するProportional Fairnessスケジューラに、本発明に係るパケット送信制御方法を加味した場合に関して説明する。
図８は、本変更例におけるＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の機能構成例を示す機能ブロック図である。

同図の機能構成が図４の機能構成と異なる点は、最低保証伝送速度設定部１９０が追加されている点である。以下、最低保証伝送速度設定部１９０と、移動局伝送速度初期化部１６０に関して説明する。
まず、最低保証伝送速度設定部１９０は、プライオリティキュー１４１₁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保証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１９０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もよい。
また、最低保証伝送速度設定部１９０は、サービス種別毎に、契約種別毎に、端末種別毎に、セル種別毎に、又は優先度クラス毎に、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の性能をクラス分けするものであり、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等を含む。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、高トラヒック地帯又は低トラヒック地帯等を含む。

さらには、優先度クラスは、下りパケットの送信に関わ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１９０は、
avrgＲ_n −Ｒ_n ^(target) ≦ Ｒ_n ^minus（avrgＲ_n：平均伝送速度、Ｒ_n ^(target)：最低保証伝送速度）
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１４１₁乃至１４１_N毎に設定するように構成されている。

移動局伝送速度初期化部１６０では、後述する移動局伝送速度計算部１７０から、移動局ｎの平均伝送速度（プライオリティキュー１４１₁〜１４１_N毎に計算される平均伝送速度）avrgＲ_nを受け取り、最低保証伝送速度設定部１９０から、プライオリティキュー１４１₁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保証伝送速度に該当する最低保証伝送速度Ｒ_n ^(target)を受け取る。そして、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定した場合には、上記判定結果を、移動局伝送速度計算部１７０に通知する。

ここで、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するか否かの判定方法は、例えば、上記平均伝送速度avrgＲ_nから、最低保証伝送速度Ｒ_n ^(target)を引いた値、すなわち、（avrgＲ_n−Ｒ_n ^(target)）が、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定する。また、例えば、上記（avrgＲ_n−Ｒ_n ^(target)）が、連続する所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するべきだと判定する。

次に、本変更例に係るＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２でのスケジューリング動作について図９のフローチャートを用いて説明する。
同図において、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１１２の評価関数計算部１８０は、まず、ステップＳ１０１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う。
（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。

ステップＳ１０２〜Ｓ１０４では、評価関数Ｃ_nの計算に用いる下記の（１）〜（３）の情報の取得が行われる。
（１）ステップＳ１０２：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、あるいは、上記無線状態から推定される送信可能なデータのサイズ（データ量）の取得（但し、「無線状態から推定される送信可能なデータのサイズ」とは、下りの品質を示すＣＱＩ、或いは、下り伝送チャネルの瞬時ＳＩＲと、ＭＡＣ−ｈｓリソース計算部で計算されたＨＳ−ＤＳＣＨに割り当てる無線リソースとから、所定の誤り率で送信可能と推定されるデータのサイズのことを表す）
（２）ステップＳ１０３：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avrgＲ_nの取得
（３）ステップＳ１０４：評価関数計算部１８０は、最低保証伝送速度設定部１９０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（＃ｎ）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、
avrgＲ_n −Ｒ_n ^(target) ≦ Ｒ_n ^minus
の場合において、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Ｓ１０５では、上記（１）〜（３）の情報が全て取得されたかどうかが判定され、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Ｓ１０５でＹＥＳ）は、次ステップに移行し、そうでなければ（ステップＳ１０５でＮＯ）、上記（１）〜（３）の情報のうち未取得情報の取得が行われる。
ステップＳ１０６では、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化するか否かの判定を行う。例えば、連続する所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、平均伝送速度avrgＲ_nから保証されるべき最低保証伝送速度Ｒ_n ^(target)を引いたもの、すなわち、（avrgＲ_n−Ｒ_n ^(target)）が、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合には（ステップＳ１０６でＹＥＳ）ステップＳ１０７に進み、そうでない場合には（ステップＳ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６において、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化すると判定されたため、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化する。
ステップＳ１０８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）を受け取り、ステップＳ１０９で次式に従って、評価関数（Ｃ_n）が計算される。すなわち、
（avrgＲ_n −Ｒ_n ^(target)）＞ Ｒ_n ^minusの場合には、
Ｃ _n ＝｛（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n −Ｒ _n ^(target) ） ^β
avrgＲ_n −Ｒ_n ^(target) ≦ Ｒ_n ^minusの場合には、
Ｃ _n ＝（Ｒ _n ） ^α ／（Ｒ _n ^minus ） ^β
により、評価関数（Ｃ_n）の計算が行なわれる。ここで、Ｒ_n ^minusの値は、前記所定の閾値Ｒ_thresholdと同一としてもよく、また、別々に設定してもよい。

ここでは、ステップＳ１０６、Ｓ１０７において、平均伝送速度avrgＲ_nを初期化することの作用効果を説明する。平均伝送速度avrgＲ_nが、保証されるべき最低保証伝送速度Ｒ_n ^(target)に近づいた場合、当該移動局ｎに関する評価関数Ｃ_nの値は増大する。この動作は、その平均伝送速度が保証されるべき最低保証伝送速度Ｒ_n ^(target)に近づいた移動局ｎに対してＨＳ−ＤＳＣＨを優先的に割り当てることとなり、本来であれば正しい動作であるが、移動局ｎが異常状態にある場合などに、必要以上に移動局ｎにＨＳ−ＤＳＣＨを割り当てることとなり、結果として、他の移動局にＨＳ−ＤＳＣＨが割り当てられず、システム全体のスループットは劣化する。そこで、ある所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、上記移動局ｎの平均伝送速度avrgＲ_nから保証されるべき最低保証伝送速度Ｒ_n ^(target)を引いたもの、すなわち、（avrgＲ_n−Ｒ_n ^(target)）が、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合に、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化することにより、上記システム全体のスループットの劣化を回避することが可能となる。

ここで、上記所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdは、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。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所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdを、呼処理部１０５で受け取り、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１８０に転送する。また、あるいは、上記所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdは、無線基地局１００の内部パラメータとして保持され、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は、上記内部パラメータ内の上記所定の時間間隔Time_thresholdや、所定の閾値Ｒ_thresholdを参照してもよい。

上記のようにしてステップＳ１０９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の判定（ステップＳ１１０）が行われる。ここでは、Ｃ_max＝０に設定（初期値）されているので、ステップＳ１０９で測定された評価関数Ｃ_nがＣ_maxに設定され、そのＣ_maxが与える移動局ｎが移動局ｎ_maxとして設定される（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１２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）を超えると判断されなければ（ステップＳ１１３でＮＯ）、上記のステップＳ１０２以降のループ処理が移動局数（Ｎ）を超えると判断されるまで繰り返し行われる。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Ｓ１１３で移動局ｎが無線基地局と通信中の移動局数（Ｎ）を超えると判断されたときは(ステップＳ１１３でＹＥＳ)、ステップＳ１１１で設定された移動局ｎ_maxに対してＨＳ−ＤＳＣＨ（共有チャネル）の割り当てを行うようにスケジューラ部１４０に指示する（ステップＳ１１４）。

以上説明したような実施形態によれば、平均伝送速度avrgＲ_nから保証されるべき最低保証伝送速度Ｒ_n ^(target)を引いたもの、すなわち、（avrgＲ_n−Ｒ_n ^(target)）が、連続する所定の時間間隔Time_thresholdにおいて、所定の閾値Ｒ_thresholdよりも小さい場合に、上記平均伝送速度avrgＲ_nを初期化することにより、異常状態にある移動局に対して、必要以上にＨＳ−ＤＳＣＨを割り当ててしまう、という現象を回避することが可能となり、システム全体のスループットの劣化を防ぐことが可能となる。

また、上記例においては、１ユーザが１プライオリティキューを持つとしているが、１ユーザが複数プライオリティキュー（例えばＫ個）を持つことも可能であり、その場合、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上記スケジューリングを行うことになる。
さらに、上記の説明において、無線端末の平均伝送速度の代わりに、ＳＩＲ、ＣＱＩ等の平均の無線品質を用いた場合でも、それらの値を初期化することにより、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にＨＳ−ＤＳＣＨを割り当ててしまう、という現象を回避することができ、システム全体のスループットの劣化を防ぐことができる。

本発明は、異常状態にある無線移動局に対して、必要以上にＨＳ−ＤＳＣＨを割り当ててしまう、という現象を回避し、システム全体のスループットの劣化を防ぐ場合に利用することができる。

本発明の実施の一形態に係るパケット送信制御装置を用いた移動通信システムの構成例を示す図である。 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。 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。 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。 ＨＡＲＱ部で行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。 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４のＭＡＣ−ｈｓ処理部でのスケジューリング動作を示すフローチャートである。 本発明の変更例に係る無線基地局のＭＡＣ−ｈｓ処理部の機能構成を示す機能ブロック図である。 図８のＭＡＣ−ｈｓ処理部でのスケジューリング動作を示すフローチャートである。 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。

符号の説明

１０、１１、１２ 移動局
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
１２１₁〜１２１_N フローコントロール
１３０ ＨＳ−ＤＳＣＨ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
１４１₁〜１４１_N プライオリティキュー
１４２₁〜１４２_N リオーダリング部
１４３₁〜１４３_N ＨＡＲＱ部
１５０ ＴＦＲ選択部
１５１₁〜１５１_N ＴＦＲSelect機能
１６０ 移動局伝送速度初期化部
１７０ 移動局伝送速度計算部
１８０ 評価関数計算部
１９０ 最低保証伝送速度設定部

Claims (11)

1. 複数の無線端末それぞれ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、前記無線端末の平均伝送速度の値を分母に含む評価関数による評価値に基づいて前記複数の無線端末にチャネルを割り当てるチャネル割り当て手段と、前記複数の無線端末のうちの１つの無線端末における前記平均伝送速度の値が異常値になった場合に、前記平均伝送速度の値を初期化する初期化手段とを含むことを特徴とするパケット送信制御装置。
2. 前記初期化手段は、前記平均伝送速度の値が、連続する所定時間間隔において、所定閾値よりも小である場合に、前記平均伝送速度の値を初期化し、
   前記チャネル割り当て手段は、前記初期化手段により初期化された平均伝送速度の値を用いた評価関数による評価値に基づいてチャネル割当てを行うことを特徴とする請求項１記載のパケット送信制御装置。
3. 無線端末ｎの無線状態をＲ _n 、平均伝送速度をavrgＲ _n とした場合に、前記評価関数はＣ _n ＝（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n ） ^β であり、
   該評価関数Ｃ _n による評価値が最大となる無線端末を送信相手の端末として選択することを特徴とする請求項２記載のパケット送信制御装置。
4. 前記初期化手段は、前記無線端末の平均伝送速度が所定閾値よりも小である場合に、前記無線端末の平均伝送速度avrgＲ _n の値を前記無線状態Ｒ _n の値と同一とすることを特徴とする請求項３記載のパケット送信制御装置。
5. 最低保証伝送速度を設定する最低保証伝送速度設定手段を更に含み、
   前記初期化手段は、前記無線端末の平均伝送速度から前記最低保証伝送速度を減算した値が、連続する所定時間間隔において、所定閾値よりも小である場合に、前記無線端末の平均伝送速度の値を初期化し、
   前記チャネル割り当て手段は、前記初期化手段により初期化された平均伝送速度の値を用いた評価関数による評価値に基づいてチャネル割当てを行うことを特徴とする請求項１記載のパケット送信制御装置。
6. 前記無線端末ｎの無線状態をＲ _n 、前記平均伝送速度をavrgＲ _n 、前記最低保証伝送速度をＲ _n ^(target) とした場合に、前記評価関数はＣ _n ＝（Ｒ _n ） ^α ／（avrgＲ _n −Ｒ _n ^(target) ） ^β であり、
   該評価関数Ｃ _n による評価値が最大となる無線端末を送信相手の端末として選択するようにしたことを特徴とする請求項５記載のパケット送信制御装置。
7. 前記初期化手段は、前記無線端末の平均伝送速度が所定閾値よりも小である場合、または、前記無線端末の平均伝送速度avrgＲ _n の値から前記最低保証伝送速度の値を減算した値が所定閾値よりも小である場合に、前記無線端末の平均伝送速度avrgＲ _n の値を前記無線状態Ｒ _n の値と同一とすることを特徴とする請求項６記載のパケット送信制御装置。
8. 前記初期化手段は、前記閾値を、サービス種別毎、契約種別毎、端末種別毎、ユーザ毎、セル毎、Priority Class毎、のいずれか１つに応じて設定することを特徴とする請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載のパケット送信制御装置。
9. 前記初期化手段は、前記連続する所定時間間隔を、サービス種別毎、契約種別毎、端末種別毎、ユーザ毎、セル毎、Priority Class毎、のいずれか１つに応じて設定することを特徴とする請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載のパケット送信制御装置。
10. 前記無線端末の平均伝送速度の代わりに、ＳＩＲ、ＣＱＩのいずれか一方を用いることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項記載のパケット送信制御装置。
11. 複数の無線端末それぞれに対するパケットの送信を制御するパケット送信制御方法であって、前記無線端末の平均伝送速度、ＳＩＲ、ＣＱＩ等の平均の無線品質の値を分母に含む評価関数による評価値に基づいてチャネル割当てを行うチャネル割り当てステップと、
    前記複数の無線端末のうちの１つの無線端末における前記平均伝送速度の値が異常値になった場合に、前記平均の無線品質の値を初期化する初期化ステップと、
    を含むことを特徴とするパケット送信制御方法。

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