JP5232739B2 - 無線リソース割当決定装置、無線リソース割当決定方法およびプログラム - Google Patents

無線リソース割当決定装置、無線リソース割当決定方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、無線リソース割当決定装置、無線リソース割当決定方法およびプログラムに関する。
近年、第３世代（３Ｇ）移動体通信システムの後継システム（次世代セルラシステム）に関する標準規格の検討が、標準化プロジェクト「３ＧＧＰ：3rd Generation Partnership Project」で行われている。次世代セルラシステムの多重アクセス方式は、ＯＦＤＭＡやＳＣ−ＦＤＭＡである。これらを利用する次世代セルラシステムは、無線リソースの割当周波数単位が小さいので、伝搬路の周波数応答特性に追従できるなどのきめ細かな無線リソース割当が可能になる。
一般的に、ユーザ（移動局）に対する無線リソース割当方法として、情報ビット数による方法がある。情報ビット数による無線リソース割当方法は、ユーザにおいて、割当候補である周波数ブロック（又は複数の周波数ブロックから構成される周波数ブロック群）の情報ビット数を割当候補毎に算出し、最大の情報ビット数の割当候補を選択する方法（割り当てる方法）である。なお、周波数ブロックとは、無線リソースの割当最小単位である。
具体的には、例えば、周波数ブロックa、bから構成される割当候補である周波数ブロック群Ａをあるユーザに割り当てるときの情報ビット数が２００ビット、周波数ブロックa、b、ｃから構成される他の割当候補である周波数ブロック群Ｂを当該ユーザに割り当てるときの情報ビット数が２５０ビットである場合、周波数ブロック群Bを選択する方法がある。当該方法は、特定のユーザに着目した場合、当該特定のユーザに対してより多くの無線リソースを割り当ることが可能であるが、同一タイミングにおいて割当希望のユーザが複数いる場合、伝搬路特性の良好なユーザに無線リソースを割り当てられず、周波数利用効率が劣化する（マルチユーザダイバーシチが効果低くなる）場合がある。
上記方法における問題点に鑑み、周波数利用効率を考慮し、周波数ブロックあたりの情報ビット数に基づいて、無線リソースを割り当てる方法が考えられる。即ち、上記周波数ブロック群Ａをあるユーザに割り当てるときの周波数ブロック数あたりの情報ビット数は１００ビット（２００ビット／２個）、上記周波数ブロック群Ｂを当該ユーザに割り当てるときの周波数ブロック数あたりの情報ビット数は約８３ビット（２５０ビット／３個）であるため、周波数ブロックあたりの情報ビット数が最大の周波数ブロック群Ａを選択する方法である。
なお、上記各方法における情報ビット数は符号化方式と周波数ブロック数によって算出される（非特許文献１の７．１．７．２．１節参照）。符号化方式は、変調方式と符号化率から構成され、一般的に、割当候補の周波数ブロック群における通信品質を推定し、所望誤り率を満たすような符号化方式を、無線リソース割当タイミング毎、ユーザ毎に決定する。例えば、上記周波数ブロック群Ａを割当候補とする場合、周波数ブロック群Ａの通信品質を推定し、所望誤り率を満たす符号化方式を選択する。また、非特許文献１には、上りリンクにおける各ユーザの送信電力の決定方法も記載されている。具体的には、図４に示すように、割り当てる周波数ブロック数に増減に応じて、送信電力密度を一定とすべく、送信電力を増減させる方法である。但し、図４に示すように、送信電力の最大値が規定されているため、閾値である周波数ブロック数（図４においてＸ個）を超えて更に割り当てる場合、送信電力密度が減少する。
しかしながら、周波数ブロックあたりの情報ビット数に基づいて無線リソースを割り当てる方法は、周波数利用効率は良いが、周波数選択性フェージングなどの伝搬路の変動が激しい環境下では、複数の周波数ブロックを割り当てることで通信品質（ＳＩＮＲなど）が下がることもあり、多くの無線リソースを割り当てることができなくなる恐れがある。そのため、制御チャネルなどのオーバーヘッドが増え、結果的に周波数利用効率が劣化することも考えられる。特に、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access ）のようなシングルキャリア伝送の際には、物理的に連続した周波数ブロックを割り当てる必要があるため、伝搬路の変動が激しい場合、周波数利用効率の劣化が顕著になる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、伝搬路の変動が激しい環境下においても、周波数利用効率が劣化しない、効率的（有効）な無線リソースの割当技術を提供することを目的とする。
上記問題を解決するために、本発明の一態様である無線リソース割当決定装置は、移動局に割り当てる１以上の無線リソースを決定するための無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定装置であって、移動局の送信電力値を算出する送信電力算出部と、送信電力算出部によって算出された移動局の送信電力値と、移動局の最大送信電力値とを比較し、比較結果に応じて異なる無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定部とを備えることを特徴とする。
上記無線リソース割当決定装置において、無線リソース割当決定部は、移動局の送信電力値が最大送信電力値未満であるときは、割り当てる無線リソース数を漸次増加させたときの情報ビット数が増加し続ける範囲内において無線リソース数が最大となるように無線リソースの割り当てを決定する第１の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定し、移動局の送信電力値が最大送信電力値未満でないときは、割り当てる無線リソース数を漸次増加させたときの符号化情報が増加又は維持し続ける範囲内において無線リソース数が最大となるように無線リソースの割り当てを決定する第２の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定するようにしてもよい。
上記無線リソース割当決定装置において、送信電力算出部は、無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、無線リソース割当決定部は、第１の送信電力値および第２の送信電力値が共に最大送信電力値未満である場合、第１の割当候補または第２の割当候補のうち情報ビット数が大きい方を選択する第３の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定するようにしてもよい。
上記無線リソース割当決定装置において、送信電力算出部は、無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、無線リソース割当決定部は、第１の送信電力値および第２の送信電力値が共に最大送信電力値未満でない場合、前記第１の割当候補または前記第２の割当候補のうち符号化情報が大きい方、または、前記第１の割当候補と前記第２の割当候補の符号化情報が同じときは無線リソースが多い方を選択する第４の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定するようにしてもよい。
上記無線リソース割当決定装置において、送信電力算出部は、無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、無線リソース割当決定部は、第１の送信電力値または第２の送信電力値の何れか一方が最大送信電力値未満であり他方が最大送信電力値未満でない場合、前記第１の割当候補または前記第２の割当候補のうち符号化情報が大きい方、または、前記第１の割当候補と前記第２の割当候補の符号化情報が同じときは無線リソースが多い方を選択する第４の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定するようにしてもよい。
上記無線リソース割当決定装置において、送信電力算出部は、無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、無線リソース割当決定部は、第１の送信電力値または第２の送信電力値の何れか一方が最大送信電力値未満であり他方が最大送信電力値未満でない場合、第１の割当候補または第２の割当候補のうち情報ビット数が大きい方を選択する第３の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定するようにしてもよい。
上記無線リソース割当決定装置において、無線リソース割当決定部は、無線リソースの使用状況に余裕がないときは、比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用状況に余裕があるときは、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定するようにしてもよい。
上記無線リソース割当決定装置において、無線リソース割当決定部は、無線リソースの使用率が所定の閾値以上であるときは、比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用率が所定の閾値未満であるときは、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定するようにしてもよい。
上記問題を解決するために、本発明の他の態様である無線リソース割当決定方法は、移動局に割り当てる１以上の無線リソースを決定するための無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定方法であって、移動局の送信電力値を算出する送信電力算出手段と、送信電力算出手段によって算出された移動局の送信電力値と、移動局の最大送信電力値とを比較し、比較結果に応じて異なる無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定手段とを有することを特徴とする。
上記問題を解決するために、本発明の他の態様であるプログラムは、移動局に割り当てる１以上の無線リソースを決定するための無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定装置のコンピュータに、移動局の送信電力値を算出する送信電力算出ステップと、送信電力算出ステップによって算出された移動局の送信電力値と、移動局の最大送信電力値とを比較し、比較結果に応じて異なる無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定ステップとを実行させることを特徴とする。
本発明によれば、無線リソースの割当判定条件を切り替えることで、周波数選択性フェージングなどの変動が激しい伝搬路においても多くの情報ビットを送信することが可能であり、周波数利用効率も高い無線リソース割当が可能となる。その結果、システム容量の増大を図ることが可能となる。
本発明の第１の実施形態による無線リソース割当決定装置１、本発明の第２の実施形態による無線リソース割当決定装置２の機能ブロック図である。 無線リソース割当決定部５０の動作を説明する図である。 無線リソース割当決定装置２の動作の一例を示すフローチャートである。 割当周波数ブロック数と送信電力の関係、割当周波数ブロック数と送信電力密度の関係である。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の第１の実施形態による無線リソース割当決定装置１は、移動局に割り当てる１以上の無線リソース（周波数ブロック（複数の場合は周波数ブロック群）とも称する）を決定し、決定した１以上の無線リソースを移動局に割り当てる。無線リソース割当決定装置１は、図１（ａ）に示すように、送信電力算出部２０、符号化方式選択部３０、情報ビット数算出部４０および無線リソース割当決定部５０を備える。
送信電力算出部２０は、外部から取得する無線リソースの割当候補に関する周波数ブロック配置情報、移動局の最大送信電力値を示す最大送信電力情報などに基づいて、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力を算出する。例えば、送信電力算出部２０は、無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出する。
送信電力を算出した送信電力算出部２０は、算出した送信電力の値（送信電力値）を示す送信電力情報を符号化方式算出部３０および無線リソース割当決定部５０に供給する。なお、送信電力を算出する際に必要な情報は、周波数ブロック配置情報、移動局の最大送信電力値を示す最大送信電力情報の他、例えば、干渉情報、伝搬ロス情報などであるが、送信電力の算出方法によって異なる。なお、最大送信電力情報は、記憶部（非図示）に記憶しておいてもよい。
符号化方式算出部３０は、周波数ブロック配置情報などに基づいて、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の通信品質を算出し、所望誤り率を満たすような符号化方式を選択する。当該符号化方式を選択した符号化方式算出部３０は、選択した符号化方式を示す符号化情報を情報ビット算出部４０および無線リソース割当決定部５０に供給する。なお、符号化方式を選択する際に必要な情報は、周波数ブロック配置情報の他、例えば、送信電力情報、干渉情報、伝搬ロス情報、所望誤り率情報などであるが、符号化方式の算出（算出）方法によって異なる。なお、本実施例においては、符号化方式のインデックスが大きくなると、送信可能な情報ビット数が増加する。
情報ビット計算部４０は、周波数ブロック配置情報および符号化情報に基づいて、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の情報ビット数を算出する。当該情報ビット数を算出した情報ビット計算部４０は、算出した情報ビット数を示す情報ビット数情報を無線リソース割当決定部５０に供給する。なお、情報ビット計算部４０は、入力情報に対応付けて情報ビット数を記憶する表を保持し、当該表に基づいて情報ビット数を決定してもよい。
無線リソース割当決定部５０は、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値とを比較する。即ち、無線リソース割当決定部５０は、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値を示す送信電力情報を送信電力算出部２０から取得し、当該移動局の最大送信電力値を示す最大送信電力情報を記憶部（非図示）または外部から取得し、当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値とを比較する。無線リソース割当決定部５０は、比較結果を一時記憶してもよい。
例えば、無線リソース割当決定部５０は、無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と最大送信電力値とを比較し、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値と最大送信電力値とを比較する。
また、無線リソース割当決定部５０は、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値との比較結果に応じて異なる無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定する。
例えば、図２（ａ）に示すように、無線リソース割当決定部５０は、移動局の送信電力値が最大送信電力値未満であるときは、後述する第１無線リソース割当条件（本発明の第１の無線リソース割当条件に相当）に従って無線リソースの割り当てを決定し、移動局の送信電力値が最大送信電力値未満でないときは、後述する第２無線リソース割当条件（本発明の第２の無線リソース割当条件に相当）に従って無線リソースの割り当てを決定する。
第１無線リソース割当条件は、割り当てる無線リソース数、即ち、割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの情報ビット数が増加し続ける範囲内において情報ビット数（周波数リソースあたりの情報ビット数）が最大となるように無線リソースの割り当てを決定する割当条件である。つまり、第１無線リソース割当条件は、図２（ｂ）の例に示すように、最大送信電力値に達する割当周波数ブロック数（閾値）迄は、情報ビット数が増加する限り、候補（周波数ブロック）を追加するという条件である。例えば、図２（ｂ）の例では、Ｍ個の周波数ブロック（周波数ブロック１、・・・、周波数ブロックｍ）から構成される周波数ブロック群Ｂ１から、Ｍ＋１個の周波数ブロック（周波数ブロック１、・・・、周波数ブロックｍ＋１）から構成される周波数ブロック群Ｂ２に割当候補の周波数ブロック数を１個増加させたときは情報ビット数が増加するが、Ｍ＋２個の周波数ブロック（周波数ブロック１、・・・、周波数ブロックｍ＋２）から構成される周波数ブロック群Ｂ３に周波数ブロック数を更に１個増加させたときは情報ビット数が減少するため、無線リソース割当決定部５０は、周波数ブロック群Ｂ２を割り当てる無線リソースとして決定する。
なお、「割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの情報ビット数が増加し続ける範囲」とは、複数の周波数ブロック群が候補として存在する場合に、「各周波数ブロック群を、夫々が構成する周波数ブロック数が増加する順に、各周波数ブロックを割り当てたときの各情報ビット数の大小を順次比較し、情報ビット数が増加し続ける範囲」に限定するものではない。例えば、「複数の周波数ブロック群のなかから、夫々が構成する周波数ブロック数とは無関係に任意の２つを比較した結果、構成する周波数ブロック数が多い一方の周波数ブロック群を割り当てたときの情報ビット数が、構成する周波数ブロック数が少ない他方の周波数ブロック群を割り当てたときの情報ビット数よりも多くなる範囲」も、「割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの情報ビット数が増加し続ける」に該当する。例えば、図２（ｂ）において、Ｍ＋１個の周波数ブロックから構成される周波数ブロック群Ｂ２を割り当てたときの情報ビット数を求めた後に、Ｍ個の周波数ブロックから構成される周波数ブロック群Ｂ１を割り当てたときの情報ビット数を求めても、周波数ブロック群Ｂ２を割り当てたときの情報ビット数が、周波数ブロック群Ｂ１を割り当てたときの情報ビット数よりも多くなるため、「割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの情報ビット数が増加し続ける」に該当する。即ち、周波数ブロック群の比較順は、夫々が構成する周波数ブロック数の大小によらず任意である。
換言すれば、無線リソース割当決定部５０は、上述の第１の送信電力値および第２の送信電力値が共に最大送信電力値未満であるときは、上述の第１の割当候補または第２の割当候補のうち情報ビット数が大きい方を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）に従って、無線リソースの割り当てを決定する。つまり、無線リソース割当決定部５０は、第１の割当候補の割当周波数ブロック数および第２の割当候補の割当周波数ブロック数が共に上記閾値に達していないときは、情報ビット数が大きい方を選択する。
第２無線リソース割当条件は、割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの符号化方式（符号化情報）が増加又は維持し続ける範囲内において周波数ブロック数が最大となるように無線リソースの割り当てを決定する割当条件である。つまり、第２無線リソース割当条件は、図２（ｃ）の例に示すように、最大送信電力値に達する割当周波数ブロック数（閾値）以降は、符号化方式が減少しない限り、候補を追加するという条件である。例えば、図２（ｃ）の例では、Ｎ個の周波数ブロック（周波数ブロック１、・・・、周波数ブロックｎ）から構成される周波数ブロック群Ｂ４から、Ｎ＋１個の周波数ブロック（周波数ブロック１、・・・、周波数ブロックｎ＋１）から構成される周波数ブロック群Ｂ５に割当候補の周波数ブロック数を１個増加させたときは符号化方式が減少しないが、Ｎ＋２個の周波数ブロック（周波数ブロック１、・・・、周波数ブロックｎ＋２）から構成される周波数ブロック群Ｂ６に周波数ブロック数を更に１個増加させたときは符号化方式が減少するため、無線リソース割当決定部５０は、周波数ブロック群Ｂ５を割り当てる無線リソースとして決定する。なお、符号化方式は、変調方式と符号化率によって規定される。
なお、「割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの符号化方式が増加又は維持し続ける範囲」とは、複数の周波数ブロック群が候補として存在する場合に、「各周波数ブロック群を、夫々が構成する周波数ブロック数が増加する順に、各周波数ブロック群を割り当てたときの各符号化方式の大小を順次比較し、符号化方式が増加又は維持し続ける範囲」に限定するものではない。例えば、「複数の周波数ブロック群のなかから、夫々が構成する周波数ブロック数とは無関係に任意の２つを比較した結果、構成する周波数ブロック数が多い一方の周波数ブロック群を割り当てたときの符号化方式が、構成する周波数ブロック数が少ない他方の周波数ブロック群を割り当てたときの符号化方式よりも多いか同じである範囲」も、「割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの符号化方式が増加又は維持し続ける範囲」に該当する。例えば、図２（ｃ）において、Ｎ＋１個の周波数ブロックから構成される周波数ブロック群Ｂ５を割り当てたときの符号化方式を求めた後に、Ｎ個の周波数ブロックから構成される周波数ブロック群Ｂ４を割り当てたときの符号化方式を求めても、周波数ブロック群Ｂ５を割り当てたときの符号化方式が、周波数ブロック群Ｂ４を割り当てたときの符号化方式と同じであるため、「割り当てる周波数ブロック数を漸次増加させたときの符号化方式が増加又は維持し続ける」に該当する。即ち、周波数ブロック群の比較順は、夫々が構成する周波数ブロック数の大小によらず任意である。
換言すれば、無線リソース割当決定部５０は、上述の第１の送信電力値および第２の送信電力値が共に最大送信電力値未満でない場合には、上述の第１の割当候補または第２の割当候補のうち符号化情報が大きい方、または、第１の割当候補と第２の割当候補の符号化情報が同じときは周波数ブロック数が多い方を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第４の無線リソース割当条件）に従って、無線リソースの割り当てを決定する。つまり、無線リソース割当決定部５０は、第１の割当候補の割当周波数ブロック数および第２の割当候補の割当周波数ブロック数が共に上記閾値に達している場合、符号化方式が異なるときは符号化方式が大きい方を選択し、符号化方式が同一であるときは無線リソースが多い方を選択する。
なお、無線リソース割当決定部５０は、上述の第１の送信電力値または第２の送信電力値の何れか一方が最大送信電力値未満であり他方が最大送信電力値未満でない場合には、第１の割当候補または第２の割当候補のうち符号化情報が大きい方、または、第１の割当候補と第２の割当候補の符号化情報が同じときは周波数ブロック数が多い方を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第４の無線リソース割当条件）に従って、無線リソースの割り当てを決定する。つまり、無線リソース割当決定部５０は、第１の割当候補の割当周波数ブロック数および第２の割当候補の割当周波数ブロック数の一方のみが上記閾値に達している場合、符号化方式が異なるときは符号化方式が大きい方を選択し、符号化方式が同一であるときは無線リソースが多い方を選択する。
なお、無線リソース割当決定部５０は、上述の第１の送信電力値または第２の送信電力値の何れか一方が最大送信電力値未満であり他方が最大送信電力値未満でない場合には、第１の割当候補または第２の割当候補のうち情報ビット数が大きい方を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）に従って、無線リソースの割り当てを決定してもよい。
無線リソースの割り当てを決定した無線リソース割当決定部５０は、当該割当に従って移動局に無線リソースを割り当てる。なお、無線リソース割当決定部５０は、割当符号化情報、割当送信電力情報、割当周波数ブロック配置情報、割当情報ビット数情報を外部に出力する。
無線リソース割当決定装置１について更に説明する。割当候補の移動局の送信電力が最大送信電力に達する迄は、図４（ａ）に示すように、周波数ブロック数の増加に伴って送信電力を増加させることができるため、通常、図４（ｂ）に示すように、周波数ブロック数の増加に伴って送信電力密度が低下しない（通信品質が劣化しにくい）。従って、無線リソース割当決定装置１は、割当候補の移動局の送信電力が最大送信電力に達する迄は、情報ビット数が上がることを条件としている。
一方、割当候補の移動局の送信電力が最大送信電力に達した場合、図４（ａ）に示すように、周波数ブロック数の増加に伴って送信電力を増加させることができないため、通常、図４（ｂ）に示すように、周波数ブロック数の増加に伴って送信電力密度が低下する（通信品質が劣化しやすい）。従って、無線リソース割当決定装置１（無線リソース割当決定部５０）は、割当候補の移動局の送信電力が最大送信電力に達した場合、符号化方式が下がらないことを条件としている。
具体的には、２つの割当候補を割当候補Ｋ１、割当候補Ｋ２とするとき、割当候補Ｋ１を割り当てたときの送信電力値Ｗ１、割当候補Ｋ２を割り当てたときの送信電力値Ｗ２が共に最大送信電力未満である場合、無線リソース割当決定部５０は、当該場合に参照する無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）に従って割当を決定する。つまり、無線リソース割当決定部５０は、割当候補Ｋ１を割り当てたときの情報ビット数と割当候補Ｋ２を割り当てたときの情報ビット数とを比較し、より大きな情報ビット数となる割当候補を選択する（より大きな情報ビット数となる割当候補に決定する）。
また、送信電力値Ｗ１または送信電力値Ｗ２の何れか一方、例えば、送信電力値Ｗ１のみ最大送信電力未満である場合、無線リソース割当決定部５０は、当該場合に参照する無線リソース割当条件（本発明の第４の無線リソース割当条件）に従って割当を決定する。つまり、無線リソース割当決定部５０は、割当候補Ｋ１を割り当てたときの符号化方式と割当候補Ｋ２を割り当てたときの符号化方式とを比較し、より大きな符号化方式となる割当候補を選択する。但し、両者の符号化方式が同一であるときは、周波数ブロック数がより多い割当候補を選択する。
なお、送信電力値Ｗ１または送信電力値Ｗ２の何れか一方、例えば、送信電力値Ｗ１のみ最大送信電力未満である場合、無線リソース割当決定部５０は、他の無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）に従って割当を決定してもよい。つまり、無線リソース割当決定部５０は、割当候補Ｋ１を割り当てたときの情報ビット数と割当候補Ｋ２を割り当てたときの情報ビット数とを比較し、より大きな情報ビット数となる割当候補を選択してもよい。
また、送信電力値Ｗ１および送信電力値Ｗ２が共に最大送信電力未満でない場合、無線リソース割当決定部５０は、当該場合に参照する無線リソース割当条件（本発明の第４の無線リソース割当条件）に従って割当を決定する。つまり、無線リソース割当決定部５０は、割当候補Ｋ１を割り当てたときの符号化方式と割当候補Ｋ２を割り当てたときの符号化方式とを比較し、より大きな符号化方式となる割当候補を選択する。但し、両者の符号化方式が同一であるときは、周波数ブロック数がより多い割当候補を選択する。
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の第２の実施形態による無線リソース割当決定装置２は、移動局に割り当てる１以上の無線リソースを決定し、決定した１以上の無線リソースを移動局に割り当てる。無線リソース割当決定装置２は、図１（ｂ）に示すように、無線リソース使用率比較部１１、送信電力算出部２１、符号化方式選択部３１、情報ビット数算出部４１および無線リソース割当決定部５１を備える。なお、送信電力算出部２１、符号化方式選択部３１、情報ビット数算出部４１および無線リソース割当決定部５１は、第１の実施形態による無線リソース割当決定装置１の送信電力算出部２０、符号化方式選択部３０、情報ビット数算出部４０および無線リソース割当決定部５０と同様であるため説明の一部又は全部を省略する。
無線リソース使用率比較部１１は、外部から無線リソースの使用率を示す無線リソース使用率情報を取得し、上記使用率の閾値を示す割当条件変更閾値情報を記憶部（非図示）または外部から取得し、無線リソースの使用率と閾値とを比較する。無線リソース使用率比較部１１は、比較結果を示す比較結果情報を無線リソース割当決定部５１に供給する。なお、無線リソース使用率情報は、当該基地局における無線リソースの使用率であって、無線リソースの混み具合（混雑度）を示す指標である。無線リソースの使用率は、例えば、無線リソース割当タイミング毎に、システム帯域における割り当てた無線リソースの割合から算出され、当該割合を一定区間において平均した値とする。なお、本実施形態においては、無線リソースの使用率は大きいほど無線リソースが使用されているものとする。
無線リソース割当決定部５１は、無線リソースの使用率が所定の閾値以上であるときは、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値との比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用率が所定の閾値未満であるときは、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する。
具体的には、無線リソース割当決定部５１は、無線リソース使用率比較部１１から無線リソースの使用率が閾値以上である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合には、第１の実施形態の無線リソース割当決定部５０と同様、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値との比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定するが、無線リソース使用率比較部１１から無線リソースの使用率が閾値未満である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合には、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する。換言すれば、無線リソース割当決定部５１は、無線リソースの使用状況に余裕がないときは、上記比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用状況に余裕があるときは、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する。
即ち、無線リソース割当決定装置２は、２つの割当候補を割当候補Ｋ１、割当候補Ｋ２とするとき、無線リソースの使用率が閾値以上であるときは、無線リソース割当決定装置１と同様、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値との関係（比較結果）に応じた無線リソース割当条件に従って割当を決定し、無線リソースの使用率が閾値未満であるときは、最大送信電力値とは無関係に、所定の無線リソース割当条件に従って割当を決定する。なお、上記所定の無線リソース割当条件は、情報ビット数が大きい方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）が好適である。
以下、図３を用いて無線リソース割当決定装置２の動作を説明する。無線リソース使用率比較部１１は、無線リソースの使用率が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。無線リソース使用率比較部１１は、無線リソースの使用率が所定の閾値以上であると判断した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、無線リソースの使用率が閾値以上である旨の比較結果を示す比較結果情報を無線リソース割当決定部５１に供給する。無線リソース使用率比較部１１は、無線リソースの使用率が所定の閾値未満であると判断した場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、無線リソースの使用率が閾値未満である旨の比較結果を示す比較結果情報を無線リソース割当決定部５１に供給する。
ステップＳ１０（Ｙｅｓ）に続いて、即ち、無線リソースの使用率が閾値以上である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した無線リソース割当決定部５１は、割当候補Ｋ１を割り当てたときの送信電力値Ｗ１が最大送信電力値未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。無線リソース割当決定部５１は、送信電力値Ｗ１が最大送信電力値未満であると判断した場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、割当候補Ｋ２を割り当てたときの送信電力値Ｗ２が最大送信電力値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３０）。無線リソース割当決定部５１は、送信電力値Ｗ１が最大送信電力値未満でないと判断した場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、送信電力値Ｗ２が最大送信電力値未満であるか否かを判断する（ステップＳ４０）。
ステップＳ３０において、無線リソース割当決定部５１は、送信電力値Ｗ２が最大送信電力値未満であると判断した場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、即ち、送信電力値Ｗ１および送信電力値Ｗ２が共に最大送信電力値未満であると判断した場合、情報ビット数が大きい方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）に従って、割当候補Ｋ１を割り当てたときの情報ビット数と割当候補Ｋ２を割り当てたときの情報ビット数とを比較し、情報ビット数が大きい方の割当候補を選択する（ステップＳ５０）。そして本フローチャートは終了する。
ステップＳ４０において、無線リソース割当決定部５１は、送信電力値Ｗ２が最大送信電力値未満でないと判断した場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）、即ち、送信電力値Ｗ１および送信電力値Ｗ２が共に最大送信電力値未満でないと判断した場合、符号化方式が大きい方の割当候補、または、符号化方式が同一であるときは周波数ブロック数が多い方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第４の無線リソース割当条件）に従って、割当候補Ｋ１を割り当てたときの符号化方式と割当候補Ｋ２を割り当てたときの符号化方式とを比較し、符号化方式が大きいほうの割当候補、または、符号化方式が同一であるときは周波数ブロック数が多い方の割当候補を選択する（ステップＳ６０）。そして本フローチャートは終了する。
ステップＳ３０において、無線リソース割当決定部５１は、送信電力値Ｗ２が最大送信電力値未満でないと判断した場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）、または、ステップＳ４０において、送信電力値Ｗ２が最大送信電力値未満であると判断した場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、即ち、送信電力値Ｗ１または送信電力値Ｗ２の何れか一方が最大送信電力値未満であると判断した場合、符号化方式が大きい方の割当候補、または、符号化方式が同一であるときは周波数ブロック数が多い方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第４の無線リソース割当条件）に従って、割当候補Ｋ１を割り当てたときの符号化方式と割当候補Ｋ２を割り当てたときの符号化方式とを比較し、符号化方式が大きいほうの割当候補、または、符号化方式が同一であるときは周波数ブロック数が多い方の割当候補を選択する（ステップＳ７０）。そして本フローチャートは終了する。
ステップＳ１０（Ｎｏ）に続いて、即ち、無線リソースの使用率が閾値未満である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した無線リソース割当決定部５１は、所定の無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）に従って、割当候補Ｋ１を割り当てたときの情報ビット数と割当候補Ｋ２を割り当てたときの情報ビット数とを比較し、より大きな情報ビット数となる割当候補を選択する（ステップＳ８０）。そして本フローチャートは終了する。
また、ステップＳ７０において、無線リソース割当決定部５１は、符号化方式が大きい方の割当候補、または、符号化方式が同一であるときは周波数ブロック数が多い方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第４の無線リソース割当条件）に従って割当候補を選択しているが、情報ビット数が大きい方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）に従って割当候補を選択してもよい。
なお、無線リソース割当決定装置２は、無線リソース使用率比較部１１に代えて、割当要求移動局数と所定の閾値とを比較し、比較結果情報を無線リソース割当決定部５１に供給する要割当移動局数比較部（非図示）を備えるようにしてもよい。割当要求移動局数とは、無線リソースの割り当てを要求した移動局である割当要求移動局の数であって、本実施形態では、例えば、一定区間の平均値を用いるものとする。なお、上記所定の無線リソース割当条件は、情報ビット数が大きい方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）が好適である。
無線リソース割当決定装置２が割当要求移動局数比較部を備える場合、無線リソース割当決定部５１は、割当要求移動局数比較部から割当要求移動局数が閾値以上である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合には、無線リソース使用率比較部１１から無線リソースの使用率が閾値以上である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合と同様、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値との比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定するが、割当要求移動局数比較部から割当要求移動局数が閾値未満である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合には、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する。換言すれば、無線リソース割当決定部５１は、無線リソースの使用状況に余裕がないときは、上記比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用状況に余裕があるときは、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する。
また、無線リソース割当決定装置２は、無線リソース使用率比較部１１に代えて、送信ユーザ率と所定の閾値とを比較し、比較結果情報を無線リソース割当決定部５１に供給する送信ユーザ率比較部（非図示）を備えるようにしてもよい。送信ユーザ率とは、割当要求移動局数に対する実際に無線リソースが割り当てられた移動局の割合であって、本実施形態では、例えば、一定区間の平均値を用いるものとする。なお、上記所定の無線リソース割当条件は、情報ビット数が大きい方の割当候補を選択するという無線リソース割当条件（本発明の第３の無線リソース割当条件）が好適である。
無線リソース割当決定装置２が送信ユーザ率比較部を備える場合、無線リソース割当決定部５１は、送信ユーザ率比較部から送信ユーザ率が閾値以上である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合には、無線リソース使用率比較部１１から無線リソースの使用率が閾値以上である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合と同様、割当候補の無線リソースを割当候補の移動局に割り当てた場合の当該移動局の送信電力値と当該移動局の最大送信電力値との比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定するが、送信ユーザ率比較部から送信ユーザ率が閾値未満である旨の比較結果を示す比較結果情報を取得した場合には、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する。換言すれば、無線リソース割当決定部５１は、無線リソースの使用状況に余裕がないときは、上記比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用状況に余裕があるときは、所定の無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する。
以上、無線リソース割当決定装置１、２によれば、伝搬路の変動が激しい環境下においても、周波数利用効率が劣化し難くなる。即ち、無線リソースの割当判定条件を切り替えることで、周波数選択性フェージングなどの変動が激しい伝搬路においても多くの情報ビットを送信することが可能であり、周波数利用効率も高い無線リソース割当が可能となる。その結果、システム容量の増大を図ることが可能となる。更に、無線リソース割当決定装置２によれば、無線リソースの使用率が低い場合には、各移動局がなるべく多く情報ビットを送信できるように無線リソース情報を選択するため、各移動局のスループットの向上が可能となる。
なお、上記実施形態において、割当候補が２個（割当候補Ｋ１、割当候補Ｋ２）の例を説明したが、無線リソース割当決定装置１、２は、割当候補が３個以上であっても、同様に、各無線リソース割当条件に従って割当を決定（割当候補を選択）することができる。即ち、無線リソース割当決定装置１は、割当候補Ｋ１と割当候補Ｋ２と比較しその何れか一方を選択し、選択した一方の割当候補と割当候補Ｋ３とを比較しその何れか一方を選択し、選択した一方の割当候補と割当候補Ｋ４とを比較しその何れか一方を選択し、…と割当候補が尽きる迄繰り返し実行し、割当を決定すればよい。
例えば、無線リソース割当決定装置１は、ある割当タイミングの割当候補が３個（割当候補ＫＴ１、割当候補ＫＴ２割、当候補ＫＴ３）である場合、割当候補ＫＴ１を割り当てたときの送信電力値ＷＴ１と最大送信電力との比較結果、および、割当候補ＫＴ２を割り当てたときの送信電力値ＷＴ２と最大送信電力との比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って、割当候補ＫＴ１か割当候補ＫＴ２の何れか一方（例えば、割当候補ＫＴ２）を選択し、続いて、選択した一方（例えば、割当候補ＫＴ２）を割り当てたときの送信電力値（例えば、ＷＴ２）と最大送信電力との比較結果、および、割当候補ＫＴ３を割り当てたときの送信電力値ＷＴ３と最大送信電力との比較結果に応じた無線リソース割当条件に従って、割当候補ＫＴ３か先に選択した割当候補（例えば、割当候補ＫＴ２）の何れか一方（例えば、割当候補ＫＴ３）を選択する。
なお、本発明の一実施形態による無線リソース割当決定装置１、２の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本発明の一実施形態による無線リソース割当決定装置１、２の各処理に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１、２ 無線リソース割当決定装置 １１ 無線リソース使用率比較部 ２０、２１ 送信電力算出部 ３０、３１ 符号化方式選択部 ４０、４１ 情報ビット数算出部 ５０、５１ 無線リソース割当決定部

Claims (10)

  1. 移動局に割り当てる１以上の無線リソースを決定するための無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定装置であって、
    移動局の送信電力値を算出する送信電力算出部と、
    前記送信電力算出部によって算出された移動局の送信電力値と、移動局の最大送信電力値とを比較し、比較結果に応じて異なる前記無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定部と
    を備えることを特徴とする無線リソース割当決定装置。
  2. 前記無線リソース割当決定部は、
    移動局の送信電力値が前記最大送信電力値未満であるときは、割り当てる無線リソース数を漸次増加させたときの情報ビット数が増加し続ける範囲内において無線リソース数が最大となるように無線リソースの割り当てを決定する第１の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定し、
    移動局の送信電力値が前記最大送信電力値未満でないときは、割り当てる無線リソース数を漸次増加させたときの符号化情報が増加又は維持し続ける範囲内において無線リソース数が最大となるように無線リソースの割り当てを決定する第２の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当決定装置。
  3. 前記送信電力算出部は、
    無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、
    前記無線リソース割当決定部は、
    前記第１の送信電力値および前記第２の送信電力値が共に前記最大送信電力値未満である場合、前記第１の割当候補または前記第２の割当候補のうち情報ビット数が大きい方を選択する第３の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当決定装置。
  4. 前記送信電力算出部は、
    無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、
    前記無線リソース割当決定部は、
    前記第１の送信電力値および前記第２の送信電力値が共に前記最大送信電力値未満でない場合、前記第１の割当候補または前記第２の割当候補のうち符号化情報が大きい方、または、前記第１の割当候補と前記第２の割当候補の符号化情報が同じときは無線リソースが多い方を選択する第４の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当決定装置。
  5. 前記送信電力算出部は、
    無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、
    前記無線リソース割当決定部は、
    前記第１の送信電力値または前記第２の送信電力値の何れか一方が前記最大送信電力値未満であり他方が前記最大送信電力値未満でない場合、前記第１の割当候補または前記第２の割当候補のうち符号化情報が大きい方、または、前記第１の割当候補と前記第２の割当候補の符号化情報が同じときは無線リソースが多い方を選択する第４の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当決定装置。
  6. 前記送信電力算出部は、
    無線リソースの第１の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第１の送信電力値と、無線リソースの第２の割当候補を割り当てる場合の移動局の送信電力値である第２の送信電力値とを算出し、
    前記無線リソース割当決定部は、
    前記第１の送信電力値または前記第２の送信電力値の何れか一方が前記最大送信電力値未満であり他方が前記最大送信電力値未満でない場合、前記第１の割当候補または前記第２の割当候補のうち情報ビット数が大きい方を選択する第３の無線リソース割当条件に従って、無線リソースの割り当てを決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線リソース割当決定装置。
  7. 前記無線リソース割当決定部は、
    無線リソースの使用状況に余裕がないときは、前記比較結果に応じた前記無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用状況に余裕があるときは、所定の前記無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する
    ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の無線リソース割当決定装置。
  8. 前記無線リソース割当決定部は、
    無線リソースの使用率が所定の閾値以上であるときは、前記比較結果に応じた前記無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する一方、無線リソースの使用率が所定の閾値未満であるときは、所定の前記無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する
    ことを特徴とする請求項７に記載の無線リソース割当決定装置。
  9. 移動局に割り当てる１以上の無線リソースを決定するための無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定方法であって、
    移動局の送信電力値を算出する送信電力算出手段と、
    前記送信電力算出手段によって算出された移動局の送信電力値と、移動局の最大送信電力値とを比較し、比較結果に応じて異なる前記無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定手段と
    を有することを特徴とする無線リソース割当決定方法。
  10. 移動局に割り当てる１以上の無線リソースを決定するための無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定装置のコンピュータに、
    移動局の送信電力値を算出する送信電力算出ステップと、
    前記送信電力算出ステップによって算出された移動局の送信電力値と、移動局の最大送信電力値とを比較し、比較結果に応じて異なる前記無線リソース割当条件に従って無線リソースの割り当てを決定する無線リソース割当決定ステップと
    を実行させることを特徴とするプログラム。
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