JP5081891B2 - プロポーショナルフェア型スケジューラ、不完全なcqiフィードバックを用いたスケジューリング方法 - Google Patents
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Description
Line Of Sight:)条件において動作することを可能にするスキームに基づいている。OFDM技術は、3G LTE(Long Term Evolution)のように、次世代通信のためにPHY方式として広く認識されている。WiMAXの高スペクトル効率も、非常に良好な信号状態下で、高位変調およびエラー訂正コード体系を使用することにより得られる。
diversity)として知られている。例えば、図1において、移動局41、42、43あるいは44はそれぞれ、基地局31あるいは32に自身のチャネル品質情報(CQI)を周期的に報告する。基地局31あるいは32のパケットスケジューラは、移動局のCQIに基づいて次のフレームにおいて送信する移動局41、42、43あるいは44のデータを決定する。
全てのNユーザのうち、最も大きいメトリック
ここで、Ri currentは、ユーザiのスケジューリング時における瞬間のレートである。
それは、リンク適応モジュール(link adaptation module)のCQI割合(CQI−Rate)マッピングテーブルに従ってフィードバックCQIによって決定される。
Ri historyは、ユーザiのスループット履歴である。
2ユーザが同じ瞬間のレートを有する場合、より低い履歴平均レート(スループット)のユーザが次のフレームにおいてデータを送信する。このことは、ユーザ間の公平性を保証する。このようにして、プロポーショナルフェア型(PF)スケジューラは、上述した問題を解決することができる。
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのチャネル品質における変化の統計的結果に従って次のフレームの瞬間の転送レートに対する補正率を推定する補正率推定部と、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、前記ユーザ機器の瞬間の転送レート、推定した補正率、前記ユーザ機器について記録されたスループット履歴に基づいてメトリックを計算するメトリック計算部と、
全てのユーザ機器のうち、最適なメトリックを有するユーザ機器に次のフレームの送信機会を与える送信機会付与部と
を備える。
前記補正率推定部が、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、ユーザ機器から受信した現在のフレームの各シンボルに関するチャネル品質情報と次のフレームに使用される変調コード体系に基づいて、現在のフレームのシンボル不良レートを計算するレート計算ユニットと、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームの計算したシンボル不良レートに基づいて、次のフレームのシンボル正常レートを推定するレート推定ユニットとを含む。
(ここで、
βi(n)は、現在のフレームの計算されたシンボル不良レートを意味し、
初期値
次のフレームにおける推定シンボル良好レートの瞬間の転送レートを補正することにより、次のフレームにおけるユーザ機器の有効転送レートを推定する有効レート推定ユニットと、
次のフレームにおけるユーザ機器の推定した有効転送レートとユーザ機器について記録した履歴スループットに基づいて、メトリックを計算するメトリック計算ユニットとを備える。
(ここで、添字iは基地局のサービングセル内のi番目のユーザ機器を示し、nはフレームのシーケンス番号を示し、Riは瞬間の転送レートを示し、
前記補正率推定部が、
基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのチャネル品質情報標準分散に基づいてユーザ機器に重み指標を割り当てる重み指標割当部を備える。
(ここで、ΔCQIi(n)は現在のフレームのチャネル品質情報標準分散を示し、添字iは、基地局のサービングセル内のi番目のユーザ機器を示し、nは、フレームのシーケンス番号を示す)。
瞬間の転送レートをユーザ機器について割り当てられた重み指標で補正することにより、次のフレームのユーザ機器に対する有効転送レートを推定する有効レート推定ユニットと、
次のフレームにおけるユーザ機器の推定された有効転送レートとユーザ機器について記録された履歴スループットに基づいて、メトリックを計算するメトリック計算ユニットとを備える。
Ri effective=Ri*Wi
と推定する(ここで、添字iは基地局のサービングセル内のi番目のユーザ機器を示し、Riは瞬間の転送レートを示し、Wiはユーザ機器に割り当てられる重み指標を示す)。
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、受信したチャネル品質情報に基づいて次のフレームに使用する変調コード体系を決定し、決定した変調コード体系に基づいてユーザ機器の瞬間の転送レートを決定する適応変調符号化ユニットと、
第1の形態による前記プロポーショナルフェア型スケジューラとを備える。
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのチャネル品質における変化に関する統計的結果に従って次のフレームの瞬間の転送レートに対する補正率を推定するステップと、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、前記ユーザ機器の瞬間の転送レート、推定した補正率、前記ユーザ機器について記録されたスループット履歴に基づいてメトリックを計算するステップと、
全てのユーザ機器のうち、最適なメトリックを有するユーザ機器に次のフレームの送信機会を与えるステップと
を有する。
前記補正率を推定するステップが、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、ユーザ機器から受信した現在のフレームの各シンボルに関するチャネル品質情報と次のフレームに使用される変調コード体系に基づいて、現在のフレームのシンボル不良レートを計算するステップと、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームの計算したシンボル不良レートに基づいて、次のフレームのシンボル正常レートを推定するステップとを含む。
(ここで、
βi(n)は、現在のフレームの計算されたシンボル不良レートを意味し、
初期値
次のフレームにおける推定シンボル良好レートの瞬間の転送レートを補正することにより、次のフレームにおけるユーザ機器の有効転送レートを推定するステップと、
次のフレームにおけるユーザ機器の推定した有効転送レートとユーザ機器について記録した履歴スループットに基づいて、メトリックを計算するステップを有する。
(ここで、添字iは基地局のサービングセル内のi番目のユーザ機器を示し、nはフレームのシーケンス番号を示し、Riは瞬間の転送レートを示し、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのチャネル品質における変化に関する統計的結果に従って次のフレームの瞬間の転送レートに対する補正率を推定するステップが、
基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのチャネル品質情報標準分散に基づいてユーザ機器に重み指標を割り当てるステップを有する。
(ここで、ΔCQIi(n)は現在のフレームのチャネル品質情報標準分散を示し、添字iは、基地局のサービングセル内のi番目のユーザ機器を示し、nは、フレームのシーケンス番号を示す)。
瞬間の転送レートをユーザ機器について割り当てられた重み指標で補正することにより、次のフレームのユーザ機器に対する有効転送レートを推定するステップと、
次のフレームにおけるユーザ機器の推定された有効転送レートとユーザ機器について記録された履歴スループットに基づいて、メトリックを計算するステップとを有する。
Ri effective=Ri*Wi
と推定する(ここで、添字iは基地局のサービングセル内のi番目のユーザ機器を示し、Riは瞬間の転送レートを示し、Wiはユーザ機器に割り当てられる重み指標を示す)。
基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのそれぞれのシンボルに対するチャネル品質情報を前記ユーザ機器から受信するステップと、
受信したチャネル品質情報に基づいて次のフレームに使用する変調コード体系を決定するステップと、
決定した変調コード体系に基づいてユーザ機器に対する瞬間の転送レートを決定するステップと、
現在のフレームのチャネル品質の変化についての統計結果に従って次のフレームの瞬間の転送レートに対する補正率を推定するステップと、
ユーザ機器の瞬間の転送レートと推定した補正率とユーザ機器について記録した履歴スループットに基づいてメトリックを計算するステップと、
全てのユーザ機器のうち、最適なメトリックを有するユーザ機器に次のフレームの送信機会を与えるステップと
を有する。
図4は、本発明の第1の実施の形態によるプロポーショナルフェア型(PF)スケジューリング処理を示すフローチャートである。ここでは、図2のステップと同じか類似のステップについては、同一あるいは類似のステップであることを示すために同じ参照番号が付されている。
例えば、代表的なマッピングテーブルをテーブル1に示す。
テーブル1 CQIとMCSマッピング
よって、i番目の移動局についての瞬間の伝送速度Riは、以下のようになる。
そのi番目の移動局の不良のレートβiは、次のように規定される。
すなわち、(n+1)番目のフレーム(次のフレーム)の推定不良レート
その初期値
式(5)において、(n+1)番目のフレームの推定シンボル良好レート
ゆえに、式(5)は、以下のように変更される。
基地局は各移動局のスループット履歴Ri historyを記録し、次のフレーム((n+1)番目のフレーム)のデータ送信について式(6)において最大のメトリック
図5は、本発明の第2の実施の形態によるプロポーショナルフェア型(PF)スケジューリング処理を示すフローチャートである。ここでは、図2のステップと同じか類似のステップについては、同一あるいは類似のステップであることを示すために同じ参照番号が付されている。
CQIに基づいて、適切なMCS(modulation
coding scheme)がテーブル1から得られる。
よって、i番目の移動局についての瞬間の伝送速度Riは、以下のようになる。
i番目の移動局の最新のフレーム(n番目のフレーム)中のCQI標準分散である
ΔCQIi(n)を規定する。
従って、i番目の移動局についての重み指標Wiは、次のようになる。
Ri effective=Ri*Wi (9)
基地局は各移動局のスループット履歴Ri historyを記録し、次のフレーム((n+1)番目のフレーム)のデータ送信について式(10)において最大のメトリック
i番目の移動局に関して(n+1)thフレームについて瞬間の転送レートRiのための補正率と見なすことができ(式(2)と式(7))、あるいは
メトリック
図6は、本発明によるプロポーショナルフェア型(PF)スケジューラ700を備える基地局600の構成を示すブロック図であり、図7Aおよび図7Bは、本発明の2つの実施の形態によるプロポーショナルフェア型(PF)スケジューラ700の構成を示すブロック図である。
補正率推定部710(710’)は、基地局600のサービングセル内のi番目の移動局に関して、n番目のフレームのチャネル品質における変化の統計結果に従って、(n+1)番目のフレームの瞬間の転送レートRiiについて補正率(
メトリック計算部720(720’)は、基地局600のサービングセル内のi番目の移動局に関して、i番目の移動局の瞬間の転送レートRi、推定した補正率(
送信機会付与部730は、全ての移動局のうち、最適なメトリック(
実施の形態(図7A)において、(n+1)番目のフレームの瞬間の転送レートRiのための補正率(
その場合、補正率推定部710は、レート計算ユニット7102と、レート推定ユニット7104を含む。
レート計算ユニット7102は、受信したCQIおよび決定したMCSに基づいてフレームのシンボル不良レートβiを計算する。
レート計算ユニット7102は、MCS閾値より下のCQI値を有するシンボルを不良シンボルとしてカウントし、フレームにおけるシンボル不良レートβiを
として計算する。
特に、レート推定ユニット7104は、(n+1)番目のフレームのシンボル正常レート
ここで、
ここで、βi(n)はi番目の移動局のn番目のフレームにおける不良レート、
すなわち、(n+1)番目のフレーム(次のフレーム)の推定不良レート
その初期値(n=1の場合)は「0」にセットされている。
メトリックMiを
もう1つの実施の形態(図7B)においては、(n+1)thフレームについて瞬間の転送レートRiのための補正率(
その場合、補正率推定部710’は、n番目のフレームにおけるCQI標準分散ΔCQIi(n)に基づいてi番目の移動局に重み指標Wiを割り当てる重み指標割当部7106を備える。
i番目の移動局に割り当てられる重み指標Wiは、重み指標割当部7106によって
これにより、全てのユーザのうち、次のフレームの送信機会を与えられる最も高いメトリック
テーブル2は、各送信SNR設定値における提案したスケジューリング処理の性能比較のためのリンクレベルシミュレーションパラメタを示す。
テーブル2 リンクレベルシミュレーションパラメタ
公平性指標fは、以下のように定義される。
指標が「1」に近くなるほど、システムはより公平となる。
テーブル3から、重み付けプロポーショナルフェア型(PF)以外のアルゴリズムがすべて十分なジェイン(Jain)の公平性性能を有することが理解されるだろう。
テーブル3 SNRが30デシベルの場合の公平性の性能
2:セル
10:インターネット
20:ゲートウェイ
31:基地局
32:基地局
41:静止ユーザ
42:歩行者ユーザ
43:乗り物ユーザ
600:基地局
610:受信機
620:AMCモジュール
630:送信機
700:PFスケジューラ
710:補正率推定部
7102:レート計算ユニット
7104:レート推定ユニット
720:メトリック計算部
7202:有効レート推定ユニット
7204:メトリック計算ユニット
730:送信機会付与部
710´:補正率推定部
7106:重み指標割当部
720´:メトリック計算部
7206:有効レート推定ユニット
7208:メトリック計算ユニット
Claims (18)
- 基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのチャネル品質における変化の統計的結果に従って次のフレームの瞬間の転送レートに対する補正率を推定する補正率推定部と、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、前記ユーザ機器の瞬間の転送レート、推定した補正率、前記ユーザ機器について記録されたスループット履歴に基づいてメトリックを計算するメトリック計算部と、
全てのユーザ機器のうち、最適なメトリックを有するユーザ機器に次のフレームの送信機会を与える送信機会付与部とを備え、
次のフレームの瞬間の転送レートに対する前記補正率は、推定シンボル良好レートであり、現在のフレームのチャネル品質における変化の統計結果は、現在のフレームのシンボル不良レートであり、
前記補正率推定部が、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、ユーザ機器から受信した現在のフレームの各シンボルに関するチャネル品質情報と次のフレームに使用される変調コード体系に基づいて、現在のフレームのシンボル不良レートを計算するレート計算ユニットと、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームの計算したシンボル不良レートに基づいて、次のフレームの推定シンボル良好レートを推定するレート推定ユニットとを含み、
次のフレームに使用される変調コード体系は、閾値ベースのマッピング方式によって受信チャネル品質情報に基づいて決定され、
前記レート計算ユニットが、
決定した変調コード体系に対応する閾値未満のチャネル品質情報値を有するシンボルを不良シンボルとしてカウントし、現在のフレームのシンボルの合計数に対する不良シンボルの数の比率として現在のフレームのシンボル不良レートを計算する
ことを特徴とするプロポーショナルフェア型スケジューラ。 - 閾値マッピングテーブルの前記変調コード体系を、受信したチャネル品質情報に基づいた次のフレームに使用される変調コード体系を決定するために使用することを特徴とする請求項1に記載のプロポーショナルフェア型スケジューラ。
- まず現在のフレームの信号対雑音比を、受信したチャネル品質情報に基づいて計算し、
計算した信号対雑音比を、閾値マッピングテーブルの変調コード体系における信号対雑音比閾値と比較し、次のフレームに使用されるために変調コード体系を決定することを特徴とする請求項2に記載のプロポーショナルフェア型スケジューラ。 - 前記レート推定ユニットは、現在のフレームにおいて計算したシンボル不良レートと前のフレームにおいて推定したシンボル不良レートの両方に基づいて、次のフレームの推定シンボル良好レートを推定することを特徴とする請求項1に記載のプロポーショナルフェア型スケジューラ。
- 前記メトリック計算部が、
次のフレームにおける推定シンボル良好レートの瞬間の転送レートを補正することにより、次のフレームにおけるユーザ機器の有効転送レートを推定する有効レート推定ユニットと、
次のフレームにおけるユーザ機器の推定した有効転送レートとユーザ機器について記録した履歴スループットに基づいて、メトリックを計算するメトリック計算ユニットとを備えることを特徴とする請求項1に記載のプロポーショナルフェア型スケジューラ。 - 基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームのチャネル品質における変化に関する統計的結果に従って次のフレームの瞬間の転送レートに対する補正率を推定するステップと、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、前記ユーザ機器の瞬間の転送レート、推定した補正率、前記ユーザ機器について記録されたスループット履歴に基づいてメトリックを計算するステップと、
全てのユーザ機器のうち、最適なメトリックを有するユーザ機器に次のフレームの送信機会を与えるステップとを有し、
次のフレームの瞬間の転送レートに対する前記補正率は、推定シンボル良好レートであり、現在のフレームのチャネル品質における変化の統計結果は、現在のフレームのシンボル不良レートであり、
前記補正率を推定するステップが、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、ユーザ機器から受信した現在のフレームの各シンボルに関するチャネル品質情報と次のフレームに使用される変調コード体系に基づいて、現在のフレームのシンボル不良レートを計算するステップと、
前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、現在のフレームの計算したシンボル不良レートに基づいて、次のフレームの推定シンボル良好レートを推定するステップとを含み、
次のフレームに使用される変調コード体系は、閾値ベースのマッピング方式によって受信チャネル品質情報に基づいて決定され、
決定した変調コード体系に対応する閾値未満のチャネル品質情報値を有するシンボルを不良シンボルとしてカウントし、現在のフレームのシンボルの合計数に対する不良シンボルの数の比率として現在のフレームのシンボル不良レートを計算する
ことを特徴とするプロポーショナルフェア型スケジューリング方法。 - 閾値マッピングテーブルに対する前記変調コード体系を、受信したチャネル品質情報に基づいた次のフレームに使用される変調コード体系を決定するために使用することを特徴とする請求項10に記載のプロポーショナルフェア型スケジューリング方法。
- まず現在のフレームの信号対雑音比を、受信したチャネル品質情報に基づいて計算し、
計算した信号対雑音比を、閾値マッピングテーブルの変調コード体系における信号対雑音比閾値と比較し、次のフレームに使用されるために変調コード体系を決定することを特徴とする請求項11に記載のプロポーショナルフェア型スケジューリング方法。 - 現在のフレームにおいて計算したシンボル不良レートと前のフレームにおいて推定したシンボル不良レートの両方に基づいて、次のフレームの推定シンボル良好レートを推定することを特徴とする請求項10に記載のプロポーショナルフェア型スケジューリング方法。
- 前記基地局のサービングセル内の各ユーザ機器について、前記ユーザ機器の瞬間の転送レート、推定した補正率、前記ユーザ機器について記録されたスループット履歴に基づいてメトリックを計算するステップが、
次のフレームにおける推定シンボル良好レートの瞬間の転送レートを補正することにより、次のフレームにおけるユーザ機器の有効転送レートを推定するステップと、
次のフレームにおけるユーザ機器の推定した有効転送レートとユーザ機器について記録した履歴スループットに基づいて、メトリックを計算するステップを有することを特徴とする請求項10に記載のプロポーショナルフェア型スケジューリング方法。
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