JP4911168B2 - 無線通信システム、基地局、無線通信方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、基地局、無線通信方法、プログラムに関する。

ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access） Ｆｏｒｕｍでは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１６ｅ標準を基に、ＷｉＭＡＸ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｒｏｆｉｌｅが策定されている。ＷｉＭＡＸの無線通信システムは、例えば、特許文献１に開示されている。

ＷｉＭＡＸの無線通信システムでは、データの送受信がサブフレーム（Sub-frame）単位で行われ、多元接続方式にＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式が採用され、また、複信方式にＴＤＤ（Time Division Duplex）方式が採用されている。

ＯＦＤＭＡ方式とは、周波数方向をサブチャネル（subchannel）で、時間方向をシンボル（symbol）でそれぞれ区切り、この区切られた領域を表すスロット（Slot）単位で、端末であるＭＳ（Mobile Station）に帯域を割り当てる方式である。

ＴＤＤ方式とは、基地局であるＢＳ（Base Station）とＭＳとの間のＤＬ（Down Link）リンクおよびＵＬ（Up Link）リンクに同一の周波数を用いて、時間軸でＤＬサブフレームおよびＵＬサブフレームを切り替える方式である。

ここで、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおけるフレーム構造の概略について、図５を参照して説明する。

図５を参照すると、ＷｉＭＡＸのフレーム構造は、時間軸でＤＬサブフレームおよびＵＬサブフレームが切り替えられる構造になっている（ＴＤＤ方式）。なお、ＤＬサブフレームとＵＬサブフレームとの間には、ＴＴＧ（Transmit/Receive Transition Gap）およびＲＴＧ（Receive/Transmit Transition Gap）と呼ばれるギャップ時間が存在する。

ＤＬサブフレームおよびＵＬサブフレームでは、帯域をスロット単位でＭＳに割り当て、その割り当てた帯域を用いてデータが送信される（ＯＦＤＭＡ方式）。

ＤＬサブフレームは、先頭に、Ｐｉｌｏｔ信号を含むＰｒｅａｍｂｌｅ領域が配置され、続いて、ＤＬサブフレームおよびＵＬサブフレームにおいて各ＭＳにどのスロットを割り当てたかを示す信号を含むＭＡＰ領域等が配置される。これ以降の領域（DL Burst）がＤＬデータを送信するための帯域として各ＭＳに割り当てられる。

一方、ＵＬサブフレームは、先頭に、ＭＳ側でタイミング、周波数、パワーを調整するＲａｎｇｉｎｇを実行するためのＲａｎｇｉｎｇ信号を含むＲａｎｇｉｎｇ領域等が配置される。これ以降の領域（UL Burst）がＵＬデータを送信するための帯域として各ＭＳに割り当てられる。

また、ＷｉＭＡＸの無線通信システムは、適応変調方式に対応している。適応変調方式とは、ＭＳの伝搬環境に応じて、ＢＳとＭＳ間のＤＬデータおよびＵＬデータの変調方式および符号化率を適応的に変更する方式である。また、ＷｉＭＡＸでは、変調方式および符号化率の組み合わせに応じたデータ伝送速度が規定されており、このデータ伝送速度は物理レートと称されている。

また、ＷｉＭＡＸの無線通信システムは、ＱｏＳ（Quality of Service）クラスにも対応している。すなわち、ＷｉＭＡＸの無線通信システムでは、ＵＧＳ（Unsolicited Grant Service）、ＥＲＴ−ＶＲ（Extended Real Time-Variable Rate Service）、ＲＴ（Real Time）−ＶＲ、ＮＲＴ（Non Real Time）−ＶＲといった特定のＱｏＳクラスに属するＭＳに対して帯域保証を行う。

ここで、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて、帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属するＭＳに対する適応変調動作について、図６を参照して説明する。

なお、図６において、下図は、ＢＳと、帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属するＭＳ＃１〜ＭＳ＃３との位置関係を示し、また、上図は、下図の位置関係にある状態で、ＢＳからＭＳ＃１〜ＭＳ＃３へ送信されるＤＬサブフレームを示している（以下、図３および図７において同じ）。

図６を参照すると、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３は、初期状態では、ＢＳの近く、すなわちセルの中心近くに位置しているとする（状態１）。

ＭＳは、セルの中心近くにいる時に、高物理レートでデータの伝送を行うことができる。そのため、状態１では、ＢＳは、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３の変調方式および符号化率の組み合わせとして、例えば、高物理レートの１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation） ３／４（前半部分が変調方式を、後半部分が符号化率を示す。以下、同じ）を適用する。以下、１６ＱＡＭ ３／４が適用されるエリアを１６ＱＡＭエリアと称する。

また、帯域保証に必要となるスロット数は、物理レートに応じて異なり、低物理レートの時に、より多くのスロット数が必要となる。状態１では、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３に適用する１６ＱＡＭ ３／４が高物理レートであるため、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３の帯域保証に必要となるスロット数は少ない。そのため、ＢＳは、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３を全て収容可能であり、また、ＤＬサブフレームの帯域の空きは多くなっている。

続いて、ＭＳ＃１が、１６ＱＡＭエリアを出て、セルのエッジ方向に向けて移動したとする（状態２）。

すると、ＢＳは、適応変調により、ＭＳ＃１の変調方式および符号化率の組み合わせとして、例えば、低物理レートのＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying） １／２を適用する。以下、ＱＰＳＫ １／２が適用されるエリアをＱＰＳＫエリアと称する。また、ＭＳ＃１に適用するＱＰＳＫ １／２は低物理レートであるため、ＭＳ＃１の帯域保証に必要となるスロット数は増える。

ただし、状態１では、ＤＬサブフレームに帯域の空きが多いため、状態２で、ＭＳ＃１の帯域保証に必要となるスロット数が増えてもなお、ＢＳは、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３を全て収容可能である。しかし、ＭＳ＃１が帯域を占有するため、ＤＬサブフレームの帯域の空きは少なくなる。

続いて、ＭＳ＃２が、１６ＱＡＭエリアからＱＰＳＫエリアに移動したとする（状態３）。

すると、ＢＳは、適応変調により、ＭＳ＃２の変調方式および符号化率の組み合わせとして低物理レートのＱＰＳＫ １／２を適用する。

しかし、状態２では、ＤＬサブフレームに帯域の空きが少ないため、状態３で、ＢＳは、ＱＰＳＫ １／２の物理レートに応じた帯域をＭＳ＃２に割り当てることができず、ＭＳ＃２の物理レートが低下してしまう。また、ＭＳ＃３に対しては、割り当てるスロットがないため、次のサブフレームまでスロットを割り当てることができない。

そこで、ＷｉＭＡＸの無線通信システムでは、上述した問題を回避すべく、ＢＳにおいて、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌと称される制御を行うことが可能である。ここでいうＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌとは、適応変調に対する受付制御のことであり、ＢＳにおいて、適応変調を実行するＭＳのうち帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属するＭＳを制御対象とし、その制御対象のＭＳについて、適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御をいう。判定の結果、収容不可能と判断されたＭＳに対しては、ＢＳは物理レートの変更を実施しない。

ここで、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて、帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属するＭＳに対する、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを伴う適応変調動作について、図７を参照して説明する。なお、図７において、下図の位置関係は図６と同様である。

図７を参照すると、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３は、図６と同様に、初期状態では、１６ＱＡＭエリアに位置しているとする（状態１）。このとき、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３に対しては、図６と同様に、帯域が割り当てられており、帯域の空きは多くなっている。

続いて、ＭＳ＃１が、１６ＱＡＭエリアからＱＰＳＫエリアに移動したとする（状態２）。

すると、ＢＳは、ＭＳ＃１に対してＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行し、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌにおいて、ＭＳ＃１に対してＱＰＳＫ １／２で適応変調を実行した場合に、ＱＰＳＫ １／２の物理レートに応じた帯域をＭＳ＃１に割り当て可能であるか否かを判定する。このとき、状態１では、ＤＬサブフレームに帯域の空きが多いため、ＢＳは、ＭＳ＃１について、帯域の割り当て可能で、自局に収容可能と判定する。よって、ＢＳは、状態２でも、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３を全て収容する。しかし、ＭＳ＃１が帯域を占有するため、ＤＬサブフレームの帯域の空きは少なくなる。

続いて、ＭＳ＃２が、１６ＱＡＭエリアからＱＰＳＫエリアに移動したとする（状態３）。

すると、ＢＳは、ＭＳ＃１の場合と同様に、ＭＳ＃２に対してＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行する。しかし、状態２では、ＤＬサブフレームの帯域の空きが少ないため、ＢＳは、ＭＳ＃２への帯域の割り当てが不可能と判定する。これにより、適切な物理レートを使用できなくなったＭＳ＃２は、通信エラーが多発し、ＢＳのエントリから外れてしまう。この場合、ＭＳ＃２は、ＭＳ＃１と優先度が同じであるので、不公平である。
特開２００７−２６６７１９号公報

上述したように、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行する場合、ＢＳは、全てのＭＳについて一律に物理レートが最低のＱＰＳＫ １／２で運用することを前提としていた。

したがって、あるＭＳがセルのエッジに位置する場合、物理レートが最低のＱＰＳＫ １／２に応じた帯域を保証することは可能であるものの、その反面、ＱＰＳＫ １／２よりも大きな物理レートを前提としたサービスが許容できなくなってしまうという課題がある。

また、物理レートが最低のＱＰＳＫ １／２での運用を前提とするため、高い物理レートを必要とするＭＳを収容した場合、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行した場合においても、残りのＭＳは、帯域が圧迫され、適応変調ができなくなり、エントリから外れる等の不公平さが生じることがあるという課題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決する無線通信システム、基地局、無線通信方法、プログラムを提供することにある。

本発明の無線通信システムは、
端末と、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳ（Quality of Service）クラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局と、を有してなる無線通信システムであって、
前記基地局は、
前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定部と、
前記制御対象の端末について、前記決定部で決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御部と、を有する。

本発明の基地局は、
変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局であって、
前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定部と、
前記制御対象の端末について、前記決定部で決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御部と、を有する。

本発明の無線通信方法は、
変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局による無線通信方法であって、
前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定ステップと、
前記制御対象の端末について、前記決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御ステップと、を有する。

本発明のプログラムは、
変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局に、
前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定手順と、
前記制御対象の端末について、前記決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御手順と、を実行させる。

本発明においては、帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する制御対象の端末について、適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御において、制御対象の端末の最低保証レートに応じた最低限の物理レートで運用することを前提としている。

そのため、制御対象の端末は、最低保障レートに基づく最低物理レートに応じた帯域が保証され、その最低物理レートを前提としたサービスを許容することができるという効果が得られる。

また、制御対象の端末の最低保証レートに応じた最低限の物理レートでの運用を前提とするため、高い物理レートを必要とする端末を収容した場合、上記制御を実行した場合においても、制御対象の端末が帯域を占有することを回避することができるという効果が得られる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

なお、以下の実施形態では、無線通信システムが、ＷｉＭＡＸの無線通信システムである場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１に示すように、本実施形態の無線通信システムは、基地局であるＢＳと、端末であるＭＳ＃１〜＃３と、を有している。なお、図１においては、説明を簡単にするため、ＢＳとＭＳの台数を、それぞれ１台と３台としたが、本発明はこれに限定されない。また、ＭＳ＃１〜＃３は、帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する端末であるとする。

ＢＳは、無線通信部１１と、基地局動作部１２と、を有している。

無線通信部１１は、ＭＳ＃１〜＃３との間で無線通信を行う。

基地局動作部１２は、最低物理レート決定部１３と、制御部となるＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ部１４と、を有している。

最低物理レート決定部１３は、ＭＳ＃１〜＃３ごとに、帯域保証を行う最低の物理レートである最低物理レートを決定する。なお、最低物理レートの決定方法は後述する。

Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ部１４は、適応変調を実行するＭＳのうち帯域保証が必要となるＱｏＳに属する制御対象のＭＳについて、最低物理レート決定部１３で決定された最低物理レートで適応変調を実行することを前提とした場合に、自局に収容可能か否かを判定するＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行する。

具体的には、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ部１４は、制御対象のＭＳについて、最低物理レート決定部１３で決定された最低物理レートに応じた帯域を割り当て可能であれば、自局に収容可能と判定する。

その他にも、基地局動作部１２は、図示していないが、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられているＢＳと同等の手段を有している。例えば、ＭＳ＃１〜＃３との間でネットワークエントリ処理を実行する手段や、ＭＳ＃１〜＃３との間でサービスフロー（Service Flow）を生成する手段等である。ただし、こうした手段は、本発明の本質的部分ではなく、また、周知の手段を利用できるので、詳細な説明を省略する。

ＭＳ＃１は、無線通信部２１と、端末動作部２２と、を有している。図示していないが、ＭＳ＃２，＃３も、ＭＳ＃１と同様の手段を有している。

無線通信部２１は、ＢＳとの間で無線通信を行う。

端末動作部２２は、図示していないが、ＷｉＭＡＸの無線通信システムにおいて一般的に用いられているＭＳと同等の手段を有している。例えば、ＢＳとの間でネットワークエントリ処理を実行する手段や、ＢＳとの間でサービスフローを生成する手段等である。ただし、こうした手段は、本発明の本質的部分ではなく、また、周知の手段を利用できるので、詳細な説明を省略する。

以下、本実施形態の無線通信システムの動作について説明する。

［サービスフローを生成するまでの動作］
最初に、ＢＳとＭＳ＃１〜＃３との間でサービスフローを生成するまでの動作について、図２を参照して説明する。ここでは、ＢＳとＭＳ＃１との間でサービスフローを生成する場合を例に挙げる。

まず、ＢＳは、ＭＳ＃１との間で、ＭＳ＃１を不図示のＡＳＮ（Access Service Network）およびＣＳＮ（Connectivity Service Network）へエントリさせるためのネットワークエントリ処理を行う（ステップＳ２０１）。

ネットワークエントリ処理が完了すると、サービスフロー生成処理に移行する。

サービスフロー生成処理においては、まず、ＢＳは、ＭＳ＃１に対し、ＭＳ＃１へのサービス提供時に必要となる付加情報（例えば、ＭＳ＃１の最低保証レート（Minimum reserved traffic rate））の情報等）を含むＤＳＡ（Dynamic Service Addition）−ＲＥＱ（Request）メッセージを送信する（ステップＳ２０２）。

これを受けて、ＭＳ＃１は、ＢＳに対し、ＤＳＡ−ＲＥＱメッセージに対する応答として、ＤＳＡ−ＲＳＰ（Response）メッセージを送信する（ステップＳ２０３）。なお、ＭＳ＃１は、ＢＳから指定された付加情報を変更したい場合には、変更する付加情報をＤＳＡ−ＲＳＰメッセージに含めてＢＳに返信し、付加情報を変更しない場合には、ＤＳＡ−ＲＳＰメッセージ本体のみをＢＳに返信する。

その後、ＢＳは、ＭＳ＃１に対し、ＤＳＡ−ＲＳＰメッセージの受信が完了した旨のＤＳＡ−ＡＣＫ（Acknowledgement）メッセージを送信する（ステップＳ２０４）。

以上で、サービスフロー生成処理が完了する。

［Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを伴う適応変調動作］
次に、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを伴う適応変調動作について、図３を参照して説明する。なお、図３において、下図の位置関係は図６および図７と同様である。

図３を参照すると、ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３は、初期状態では、１６ＱＡＭエリアに位置しているとする（状態１）。

このとき、ＢＳは、各ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３との間で上述のサービスフロー生成処理がすでに完了している。

そこで、ＢＳの最低物理レート決定部１３は、事前に、変調方式および符号化率の組み合わせごとに、ＢＳに想定する収容台数だけＭＳを収容した場合に各ＭＳで確保可能なスループットを表す許容スループットを算出しておき、各ＭＳ＃１〜＃３について、サービスフロー生成処理が完了した時点で、許容スループットと最低保証レートとを比較し、その比較結果に基づいて最低物理レートを決定する。

ここで、最低物理レートの決定方法について、図４を参照して詳細に説明する。

ここでは、以下の条件で、最低物理レートを決定するものとする。

（条件）
・無線通信システムで使用する周波数帯域＝１０ＭＨｚ
・ＭＳの想定収容台数＝４台
・ＤＬサブフレームとＵＬサブフレームのシンボル比であるＤＬ：ＵＬ比＝２９：１８
・制御対象のＭＳに提供するＤＬの最低保証レート＝１Ｍｂｐｓ
・制御対象のＭＳに提供するＵＬの最低保証レート＝５００ｋｂｐｓ
まず、最低物理レート決定部１３は、ＤＬサブフレームおよびＵＬサブフレーム中の使用可能なスロット数を求める。

ここでは、ＤＬサブフレームのうち１３シンボル×３０サブチャネル分の３９０スロット、ＵＬサブフレームのうち５シンボル×３５サブチャネル分の１７５スロットが、ＭＳへの帯域割り当てに使用可能であるものとする。

次に、最低物理レート決定部１３は、ＢＳに想定収容台数４台のＭＳを収容した場合のＭＳ１台あたりの上限のスロット数を求める。

ここでは、ＤＬサブフレームの場合、使用可能なスロット数は３９０であるので、上限は９７スロットとなる。また、ＵＬサブフレームの場合、使用可能なスロット数は１７５であるので、上限は４３スロットとなる。

次に、最低物理レート決定部１３は、変調方式および符号化率の組み合わせごとに、ＢＳに想定収容台数４台のＭＳを収容した場合の許容スループットを算出する。

ここでは、各組み合わせで１スロットに割り当て可能なバイト数＝Ａ、ＢＳとＭＳ間で１ｓあたりに送信されるフレーム数＝２００とし、さらに上記で求めたＭＳ１台あたりの上限のスロット数を用い、次の数式（１）により、ＤＬおよびＵＬのそれぞれについて許容スループットを算出する。ここで、“８”はバイトをビットに換算するための係数である。

（ＭＳ１台あたりの上限のスロット数）×Ａ×２００×８・・・（１）
その後、最低物理レート決定部１３は、ＤＬおよびＵＬのそれぞれについて、各組み合わせの許容スループットと最低保証レートとを比較し、その比較結果に基づいて最低物理レートを決定する。

ここでは、ＤＬの場合、最低保証レートは１Ｍｂｐｓである。この最低保証レートを満たす最低の許容スループットは、ＱＰＳＫ ３／４の許容スループットとなる。よって、ＤＬの最低物理レートは、ＱＰＳＫ ３／４の物理レートに決定される。同様に、ＵＬの場合、最低保証レートは５００ｋｂｐｓであり、この最低保証レートを満たす最低の許容スループットは、ＱＰＳＫ ３／４の許容スループットとなる。よって、ＵＬの最低物理レートも、ＱＰＳＫ ３／４の物理レートに決定される。

なお、最低物理レート決定部１３は、ＢＳに実際に収容されているＭＳの台数をモニタし、そのモニタ結果を基に想定収容台数を決定してもよい。例えば、ＭＳの台数を定期的にモニタし、一定期間における平均台数を想定収容台数に決定することが考えられる。

したがって、各ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３について、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌが発生した場合に必要となる帯域は、最低物理レート決定部１３で決定された最低物理レートを用いることで予め見積もることができ、図３のようになる。

再度図３を参照すると、続いて、ＭＳ＃１が、１６ＱＡＭエリアからＱＰＳＫエリアに移動したとする（状態２）。

すると、ＢＳのＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ部１４は、ＭＳ＃１について、最低物理レート決定部１３で決定された最低物理レートで適応変調を実行することを前提として、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行する。

このときに前提とする最低物理レートは、一律にＱＰＳＫ １／２の物理レートとはならず、ＭＳ＃１の最低保証レートに応じた最低限の物理レートになる。そのため、ＭＳ＃１は、最低物理レートに応じた帯域が保証され、その最低物理レートを前提としたサービスを許容することができる。

また、その最低物理レートがＱＰＳＫ １／２の物理レートよりも高ければ、ＭＳ＃１の帯域保証に必要となるスロット数は、ＱＰＳＫ １／２の場合のスロット数と比較して多くはならない。よって、ＭＳ＃１に対する適応変調を行っても、ＭＳ＃１を収容可能であり、また、ＭＳ＃１が帯域を占有することは回避される。

続いて、ＭＳ＃２が、１６ＱＡＭエリアからＱＰＳＫエリアに移動したとする（状態３）。

すると、ＢＳのＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ部１４は、ＭＳ＃２について、最低物理レート決定部１３で決定された最低物理レートで適応変調を実行することを前提として、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行する。

このときに前提とする最低物理レートも、ＭＳ＃１の場合と同様に、一律にＱＰＳＫ １／２の物理レートとはならず、ＭＳ＃２の最低保証レートに応じた最低限の物理レートになる。そのため、ＭＳ＃２は、最低物理レートに応じた帯域が保証され、その最低物理レートを前提としたサービスを許容することができる。

また、その最低物理レートがＱＰＳＫ １／２の物理レートよりも高ければ、ＭＳ＃１の場合と同様に、ＭＳ＃２の帯域保証に必要となるスロット数は、ＱＰＳＫ １／２の場合のスロット数と比較して多くはならない。また、状態２ではＭＳ＃１が帯域を占有していない。よって、ＭＳ＃２に対する適応変調を行っても、ＭＳ＃２を収容可能であり、ＭＳ＃１とＭＳ＃２との間に不公平さは生じない。また、ＭＳ＃１およびＭＳ＃２が帯域を占有することが回避されるため、ＭＳ＃３にも帯域を割り当てることができる。

上述したように本実施形態においては、ＢＳは、変調方式および符号化率の組み合わせごとに、ＢＳに想定収容台数のＭＳを収容した場合の各ＭＳの許容スループットを予め算出し、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌの制御対象のＭＳについて、そのＭＳの最低保証レートと許容スループットとの比較結果に基づいて最低物理レートを決定し、決定した最低物理レートで適応変調を実行することを前提としてＡｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行する。

このように、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌにおいて前提とする最低物理レートは、一律にＱＰＳＫ １／２の物理レートとはならず、制御対象のＭＳの最低保証レートに応じた最低限の物理レートになる。そのため、制御対象のＭＳは、最低物理レートに応じた帯域が保証され、その最低物理レートを前提としたサービスを許容することができる。

また、その最低物理レートがＱＰＳＫ １／２の物理レートよりも高ければ、制御対象のＭＳの帯域保証に必要となるスロット数は、ＱＰＳＫ １／２の場合のスロット数と比較して多くはならない。よって、制御対象のＭＳに対する適応変調を行っても、制御対象のＭＳが帯域を占有することを回避することができる。

また、制御対象のＭＳによる帯域の占有を回避できるため、高い物理レートを必要とするＭＳを収容した場合、Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌを実行した場合においても、残りのＭＳが、帯域が圧迫され、適応変調ができなくなり、エントリから外れる等の不公平さが生じる可能性を低減できる。また、余剰な帯域が生じるため、その余剰な帯域を、帯域保証を必要としないＢＥ（Best Effort Service）等のＱｏＳクラスに属するＭＳに割り当てることもできる。

なお、本発明のＢＳにて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。

本発明の一実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。 図１に示した無線通信システムにおける、ネットワークエントリ処理からサービスフロー生成処理までの動作の一例を説明するフローチャートである。 図１に示した無線通信システムにおける適応変調動作の一例を説明する図である。 図１に示した最低物理レート決定部における最低物理レートの決定方法の一例を説明する図である。 ＷｉＭＡＸのフレーム構造を説明する図である。 関連する無線通信システムにおける適応変調動作の一例を説明する図である。 関連する無線通信システムにおける適応変調動作の他の例を説明する図である。

符号の説明

ＢＳ 基地局
ＭＳ＃１〜ＭＳ＃３ 端末
１１ 無線通信部
１２ 基地局動作部
１３ 最低物理レート決定部
１４ Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ部
２１ 無線通信部
２２ 端末動作部

Claims (16)

1. 端末と、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳ（Quality of Service）クラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局と、を有してなる無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定部と、
   前記制御対象の端末について、前記決定部で決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御部と、を有する無線通信システム。
2. 前記決定部は、前記組み合わせのうち、前記最低保証レートを満たす最低の許容スループットとなる組み合わせを特定し、特定した組み合わせの物理レートを前記最低の物理レートに決定する、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記制御部は、前記制御対象の端末について、前記決定部で決定された最低の物理レートに応じた帯域を割り当て可能であれば、自局に収容可能と判定する、請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 前記決定部は、自局に実際に収容されている端末の台数をモニタし、該モニタ結果を基に前記所定の収容台数を決定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局であって、
   前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定部と、
   前記制御対象の端末について、前記決定部で決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御部と、を有する基地局。
6. 前記決定部は、前記組み合わせのうち、前記最低保証レートを満たす最低の許容スループットとなる組み合わせを特定し、特定した組み合わせの物理レートを前記最低の物理レートに決定する、請求項５に記載の基地局。
7. 前記制御部は、前記制御対象の端末について、前記決定部で決定された最低の物理レートに応じた帯域を割り当て可能であれば、自局に収容可能と判定する、請求項５または６に記載の基地局。
8. 前記決定部は、自局に実際に収容されている端末の台数をモニタし、該モニタ結果を基に前記所定の収容台数を決定する、請求項５から７のいずれか１項に記載の基地局。
9. 変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局による無線通信方法であって、
   前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定ステップと、
   前記制御対象の端末について、前記決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御ステップと、を有する無線通信方法。
10. 前記決定ステップでは、前記組み合わせのうち、前記最低保証レートを満たす最低の許容スループットとなる組み合わせを特定し、特定した組み合わせの物理レートを前記最低の物理レートに決定する、請求項９に記載の無線通信方法。
11. 前記制御ステップでは、前記制御対象の端末について、前記決定された最低の物理レートに応じた帯域を割り当て可能であれば、自局に収容可能と判定する、請求項９または１０に記載の無線通信方法。
12. 前記決定ステップでは、自局に実際に収容されている端末の台数をモニタし、該モニタ結果を基に前記所定の収容台数を決定する、請求項９から１１のいずれか１項に記載の無線通信方法。
13. 変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に変更する適応変調を実行する端末のうち帯域保証が必要となるＱｏＳクラスに属する制御対象の端末について、前記適応変調を実行した場合に自局に収容可能か否かを判定する制御を実行する基地局に、
    前記組み合わせごとに、自局に所定の収容台数の端末を収容した場合における各端末の許容スループットを予め算出し、前記制御対象の端末について、当該端末の最低保証レートを前記許容スループットと比較し、該比較結果を基に帯域保証を行う最低の物理レートを決定する決定手順と、
    前記制御対象の端末について、前記決定された最低の物理レートで適応変調を実行することを前提として前記制御を実行する制御手順と、を実行させるプログラム。
14. 前記決定手順では、前記組み合わせのうち、前記最低保証レートを満たす最低の許容スループットとなる組み合わせを特定し、特定した組み合わせの物理レートを前記最低の物理レートに決定する、請求項１３に記載のプログラム。
15. 前記制御手順では、前記制御対象の端末について、前記決定された最低の物理レートに応じた帯域を割り当て可能であれば、自局に収容可能と判定する、請求項１３または１４に記載のプログラム。
16. 前記決定手順では、自局に実際に収容されている端末の台数をモニタし、該モニタ結果を基に前記所定の収容台数を決定する、請求項１３から１５のいずれか１項に記載のプログラム。

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