JPWO2018047738A1 - 基地局装置、無線通信制御システム、無線通信制御方法、及び、基地局制御プログラムが格納された記録媒体 - Google Patents

基地局装置、無線通信制御システム、無線通信制御方法、及び、基地局制御プログラムが格納された記録媒体 Download PDF

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Abstract

無線通信において、ユーザ体感の品質を向上させる。基地局装置６０は、無線端末装置７０からの要求に応じてサーバ装置８０が実行したアプリケーションによって、無線端末装置７０に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して無線端末装置７０に送信する場合に、そのアプリケーションに関する情報に基づいて設定された無線端末装置７０に対する送信完了期限までに、無線端末装置７０に対する当該データの送信が完了可能となる、当該データの送信開始期限を算出する算出部６３と、送信開始期限と現在時刻とに基づいて、無線端末装置７０に対して当該データを送信するのに必要な無線リソースを割り当てる割り当て部６４と、を備える。

Description

本願発明は、無線通信の基地局装置等において、無線端末装置との通信を行うための無線リソースを割り当てる技術に関する。
近年、スマートフォンやタブレット端末の普及によって、モバイル通信のデータトラフィックが急増している。加えて、Ｗｅｂページの閲覧、大容量の動画の視聴、ＳＮＳ（Social Networking Service）、ＶｏＩＰ（Voice over IP (Internet Protocol)）などモバイル通信のアプリケーションが多様化しており、トラフィックの量だけでなく、その質も変化してきている。
一方、ネットワークの価値を左右する指標として、ユーザ体感の品質を示すＱｏＥ（Quality of Experience）が、近年注目されている。ネットワークによって提供されるサービスの品質を示すＱｏＳ（Quality of Service）は、パケットロス、パケットの遅延、パケットの到着時間のゆらぎなど、通信事業者やサービス提供者から見たサービス品質の尺度を表す。これに対し、ＱｏＥは動画の中断時間やＷｅｂのダウンロード時間など、ユーザから見たアプリケーションのサービス品質の尺度を表す。このようにモバイル通信において、トラフィックが量的、質的に変化する中で、ユーザに無線リソースを柔軟に割り当てて、ＱｏＥを維持あるいは向上する技術に対する期待が高まってきている。
このような技術に関連する技術として、特許文献１には、複数のデータ蓄積部内に存在する送信待ち状態のデータを対象に、データ送信に関するスケジューリングを行う通信装置が開示されている。この通信装置における要求発生時刻付与部は、受け取ったデータに受信時刻を付与し、当該受信時刻付与後のデータを順にデータ蓄積部に蓄積する。そして、この通信装置におけるスケジュール部は、データ蓄積部毎に、送信待ち状態のデータの中から最も古いデータ（送信候補データ）の受信時刻を取得し、さらに、当該データ蓄積部毎に得られた受信時刻に各送信候補データに対して予め与えられている許容遅延時間を加算する。これにより、この通信装置は、各送信候補データの送信完了時刻を計算し、当該計算結果に基づいて判断した「送信完了時刻までに最も時間的余裕がない送信候補データ（送信対象データ）」に無線リソースを割り当てる。
また、特許文献２には、複数の無線通信装置へ送信されるデータが同時に存在する場合に、送信完了時刻を考慮したデータの送信制御を行う通信制御装置が開示されている。この通信制御装置は、複数の無線通信装置にデータを送信する送信開始時刻の複数の候補を定める。この通信制御装置は、それら複数の候補について、それぞれデータ送信を開始した場合のデータ送信の終了時刻を算出する。そしてこの通信制御装置は、終了時刻の関数を目的関数とする最適化問題を用いて、複数の無線通信装置５にデータを送信する送信開始時刻を決定する。
国際公開第2005/032075号 特開2014-45267号公報
一般的に、通信ネットワークが高負荷になるにつれて、所定のＱｏＥを満足できないユーザの割合が増加する傾向がある。ここで、所定のＱｏＥとは、ユーザがアプリケーションを継続して使用する基準となる品質とする。例えば、無線端末装置において、閲覧するＷｅｂページを構成するデータの受信が完了するまでに要する時間の要求値までに、当該データの受信が完了した場合、所定のＱｏＥを満足することとする。
無線通信システムにおける基地局装置等において、無線端末装置との通信を行うための無線リソースを割り当てる一般的なスケジューラは、無線通信の信号品質に基づいて無線リソースを割り当てる。この場合、一般的なスケジューラは、所定のＱｏＥを満足する送信完了時刻をふまえて無線リソースを割り当てるわけではないので、所定のＱｏＥを満足できないユーザの割合が増加するという問題を解決することができない。特許文献１及び２には、この問題を解決できるような無線リソースの柔軟な割り当てを行う技術は開示されていない。本願発明の主たる目的は、この問題を解決する無線通信制御システム等を提供することである。
本願発明の一態様に係る基地局装置は、無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定された前記無線端末装置に対する送信完了期限までに、前記無線端末装置に対する前記データの送信が完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出手段と、前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て手段と、を備える。
上記目的を達成する他の見地において、本願発明の一態様に係る無線通信制御方法は、第一の情報処理装置によって、無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記無線端末装置に対する送信完了期限を前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定し、第二の情報処理装置によって、前記無線端末装置に対する前記データの送信が前記送信完了期限までに完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出し、第三の情報処理装置によって、前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てるように基地局装置を制御する。
また、上記目的を達成する更なる見地において、本願発明の一態様に係る基地局制御プログラムは、無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定された前記無線端末装置に対する送信完了期限までに、前記無線端末装置に対する前記データの送信が完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出処理と、前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
更に、本願発明は、係る基地局制御プログラム（コンピュータプログラム）が格納された、コンピュータ読み取り可能な、不揮発性の記録媒体によっても実現可能である。
本願発明は、無線通信において、ユーザ体感の品質を向上させることを可能とする。
本願発明の第１の実施形態に係る無線通信制御システム１の構成を示すブロック図である。 本願発明の第１の実施形態に係る設定部２１による送信完了期限の設定方法の一例を説明する図である。 本願発明の第１の実施形態に係る無線通信制御システム１が算出する送信優先度の時間推移を例示する図である。 本願発明の第１の実施形態に係る無線通信制御システム１の動作を示すフローチャートである。 本願発明の第３の実施形態に係る無線通信制御システム１Ｂの動作を示すフローチャートである。 本願発明の第４の実施形態に係る基地局装置６０の構成を示すブロック図である。 本願発明の各実施形態に係る基地局装置を実行可能な情報処理装置９００の構成を示すブロック図である。
以下、本願発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本願発明の第１の実施の形態に係る無線通信制御システム１の構成を概念的に示すブロック図である。尚、後述する第２及び第３の実施形態に係る無線通信制御システム１Ａ及び１Ｂにおいては、「算出部」及び「割り当て部」の少なくともいずれかの構成が本実施形態と異なるだけなので、説明の便宜上、これらの実施形態においても、図１を改めて参照することとする。無線通信制御システム１は、例えば通信方式としてＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）を使用した無線通信を制御するシステムである。本実施形態の無線通信制御システム１は、基地局装置１０、中継装置２０、ｎ個（ｎは任意の自然数）の無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ、サーバ装置４０、モバイル網５１、及び、インターネット網５２を含んでいる。
無線端末装置３０−１乃至３０−ｎは、例えば、スマートフォンやタブレット端末等のモバイル端末装置である。基地局装置１０は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎを収容し、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに関する無線通信を制御する。基地局装置１０は、マクロセル基地局であってもよいし、スモールセル基地局であってもよい。基地局装置１０が使用する周波数帯域は、１つでも複数でもよい。基地局装置１０は、通信ネットワークであるモバイル網５１に接続されている。サーバ装置４０は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎからの要求に応じて、Ｗｅｂや動画再生等の様々なアプリケーションを実行し、その実行結果を、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに提供する。サーバ装置４０は、通信ネットワークであるインターネット網５２に接続されている。中継装置２０は、モバイル網５１及びインターネット網５２に接続され、モバイル網５１とインターネット網５２との間でトラフィックを中継する。尚、基地局装置１０、中継装置２０、サーバ装置４０の個数は、図１に示す構成に限定されない。以下、無線通信制御システム１に含まれる各構成について詳細を説明する。
（無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ）
本実施形態に係る無線端末装置３０−１乃至３０−ｎは、基地局装置１０との無線通信のための、無線送受信の基本機能を備える。無線端末装置３０−１乃至３０−ｎは、基本機能として、
１）上り回線の参照信号（例えば、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎが基地局装置１０との通信路の品質を測定するために用いる信号：以下、参照信号について同様）を含む制御信号やデータ信号を送信する機能、
２）下り回線の参照信号を含む基地局装置１０からの制御信号やデータ信号を受信する機能、
３）接続中の基地局装置１０との間の無線通信の信号品質（無線信号品質）を測定する機能、
などを備える。
上述した無線信号品質の例としては、無線リソースであるリソースブロック（ＰＲＢ：Physical Resource Block）またはその群毎に下りデータ信号の受信品質を示す指示子を表すＣＱＩ（Channel Quality Indicator）がある。無線信号品質の例として、あるいは、下り参照信号の受信電力を表すＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）や、下り参照信号の受信品質を表すＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）がある。ＲＳＲＱはＲＳＲＰが測定される周波数帯域と同一の周波数帯域における総受信電力（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）に対するＲＳＲＰの比率として定義される。
ＲＳＳＩには、ある基地局が制御するセル（自セル）に位置する無線端末装置からの受信電力とともに、周辺の他の基地局が制御する無線端末装置が制御するセル（他セル）からの受信電力が含まれる。無線端末装置３０−１乃至３０−ｎは、自セルと他セルに対するＲＳＲＰ及びＲＳＲＱを測定することができる。尚、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎが備えるこれらの機能は当業者の周知事項であるので、各機能の詳細説明は省略する。
（中継装置２０）
本実施形態に係る中継装置２０は、設定部２１を備えている。設定部２１は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎからの要求に応じてサーバ装置４０が実行しているＷｅｂや動画再生等のアプリケーション毎に、データの送信優先度を設定するために必要なアプリケーションに関する情報（アプリ情報）を作成する。設定部２１は、このアプリ情報に基づいて、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対するＩＰパケットデータ（以降、パケットと称する）の送信完了期限を設定し、基地局装置１０に通知する。
ＬＴＥやＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄにおいて規定されるプロトコルは、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）基本参照モデルにおけるレイヤ２（データリンク層）以下のプロトコルに該当する。そのため、ＬＴＥを使用する無線通信制御システムでは、無線端末装置とサーバ装置との間では、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）など、ＯＳＩ基本参照モデルにおけるレイヤ３（ネットワーク層）以上のプロトコルを用いて通信するのに対し、無線端末装置と基地局装置との間では、レイヤ２以下のプロトコルを用いて通信する。本実施形態に係る無線通信制御システム１では、レイヤ３以上のプロトコルを用いた通信を中継装置２０が中継することによって、正確なアプリ情報を作成することができる。これにより基地局装置１０は、後述する通り、正確なアプリ情報に基づく送信完了期限を用いて、無線リソースを割り当てることが可能となる。
次に、本実施形態に係る設定部２１による、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対するパケットの送信完了期限の設定方法の一例を、図２を用いて説明する。
図２に示すグラフにおける横軸は、時間を表す。縦軸は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎが受信済みである総受信データサイズ（中継装置２０が無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ各々から確認応答を受信したパケットの無線端末装置毎の合計サイズ）を表す。そして、図２に示すグラフは、実際の総受信データサイズ、及び、固定レートでパケットが送受信された場合の総受信データサイズの時間推移を示している。
サーバ装置４０において実行されるアプリケーションが例えばＷｅｂである場合、総受信データサイズは、Ｗｅｂを構成するファイルに関する受信データサイズを表す。サーバ装置４０において実行されるアプリケーションが、例えば動画再生である場合、総受信データサイズは、チャンク（動画におけるひとまとまりのデータ）当たりの受信データサイズを表す。また、固定レートは、Ｗｅｂの場合ではファイル全体を所定の時間で受信した場合のレートを表し、動画再生の場合では再生レートを表す。本実施形態に係る設定部２１は、例えば図２に示す通り、現在時刻における実際の総受信データサイズと等しいサイズのデータを固定レートで受信した場合にデータの受信が完了する時刻を、送信完了期限として設定する。現在時刻がこの送信完了期限を過ぎた場合、基地局装置１０は、ＱｏＥを満たすために、固定レート以上のレートで、データを無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに送信する必要がある。設定部２１は、このように、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎからの要求に応じてサーバ装置４０が実行するアプリケーションごとに発生するトラフィック状態を表す値によって示される、アプリ情報に基づいて、送信完了期限を設定する。
中継装置２０は、設定部２１によって設定された送信完了期限を、対応するパケットのヘッダに含めることによって、モバイル網５１を介して基地局装置１０に転送する。パケットのヘッダは、そのパケットの宛先等を含む通信制御情報である。ただし、中継装置２０は、各無線端末装置と基地局装置との接続関係（またはＩＰアドレスの対応関係）を示す情報を有しており、送信完了期限の通知先となる基地局装置を特定できることとする。
（基地局装置１０）
本実施形態に係る基地局装置１０は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎの個々に対して、無線リソース（ＰＲＢ）を割り当てる（スケジューリングする）。無線リソースの割り当てに関して、ＬＴＥやＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄに代表される一般的なモバイル通信では、基地局装置は、割り当てられた無線周波数の帯域を複数のＰＲＢに分割し、その基地局装置が備えるスケジューラがＰＲＢの割当を行なう。基地局装置１０は、割り当てられたＰＲＢを用いて、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎとデータの送受信を行う。
基地局装置１０は、無線リソースであるＰＲＢを割り当てる際に、ＰＲＢ毎に無線端末装置３０−１乃至３０−ｎによって測定されて基地局装置１０に通知された、無線信号品質を示す指示子であるＣＱＩを用いる。基地局装置１０は、無線信号品質に基づき、スケジューリング規範に従って、ＰＲＢ毎に無線端末装置に対する割り当て順位を決定する。
代表的なスケジューリング規範としては、以下の４種類が知られている。
規範１）Ｒｏｕｎｄ ｒｏｂｉｎ：無線信号品質によらず、順番に無線端末装置にＰＲＢを割り当てる。
規範２）最小レート最大化：過去における所定の時刻から時刻（ｔ−１）までのデータ送受信における平均通信レートが最小である無線端末装置にＰＲＢを割り当てる。
規範３）Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｆａｉｒｎｅｓｓ （ＰＦ）：(時刻ｔにおける瞬時通信レート)/( 過去における所定の時刻から時刻（ｔ−１）までの平均通信レート)が最大の無線端末装置にＰＲＢを割り当てる。（時刻ｔ及び（ｔ−１）については後述する。）但し、「／」は除算を表す演算子である。
規範４）Ｍａｘ Ｃ／Ｉ：時刻ｔにおける瞬時通信レートが最大である無線端末装置にＰＲＢを割り当てる。
上述した規範４から規範１の順に、無線端末装置間の公平性が次第に高くなり、逆に規範１から規範４の順に、無線通信制御システム１における周波数利用効率（単位周波数当たりの送信ビットレート）が高くなる。
基地局装置１０は、無線送受信部１１、有線送受信部１２、算出部１３、及び、割り当て部１４を備えている。以下、基地局装置１０が備える各構成について詳細を説明する。
（無線送受信部１１）
無線送受信部１１は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎとの無線通信において、一般的な無線通信システムにおける基地局装置の無線送受信の基本機能を備える。基本機能として、例えば以下のような機能がある。
１）下り回線の参照信号を含む制御信号やデータ信号を送信する機能、
２）上り回線の参照信号を含む無線端末装置３０−１乃至３０−ｎからの制御信号やデータ信号を受信する機能、
３）下り回線のデータ送信の宛先となる無線端末装置３０−ｉ（ｉは１乃至ｎのいずれかの整数）を選択し、無線端末装置３０−ｉにリソースブロック（ＰＲＢ）やＭＣＳ（Modulation and Coding Schemes）などを割り当てるスケジューラ機能、
４）複数の送受信アンテナ素子による信号処理機能、
５）無線端末装置毎に各セル（基地局装置１０が制御する無線通信のカバー範囲）の無線信号品質の報告条件を通知する機能、
６）無線端末装置毎に送信待ちパケットを格納するバッファ機能。
無線送受信部１１は、サーバ装置４０から送信された無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ宛のデータを、有線送受信部１２を介して受信する。無線送受信部１１は、有線送受信部１２を介して受信したデータを、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎの各々に紐付けされたバッファに蓄積し、蓄積されたデータを無線端末装置３０−１乃至３０−ｎへ無線回線を介して送信する。尚、無線送受信部１１が備えるこれらの機能は当業者の周知事項であるので、これらの機能の詳細説明は省略する。
（有線送受信部１２）
有線送受信部１２は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎとの無線通信において、一般的な無線通信システムにおける基地局装置の有線送受信の基本機能を備える。有線送受信部１２は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ宛のデータを、サーバ装置４０からインターネット網５２を介して受信するとともに、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎから送信されたデータを、サーバ装置４０へインターネット網５２を介して送信する。尚、有線送受信部１２が備える機能は当業者の周知事項であるので、有線送受信部１２が備える各機能の詳細説明は省略する。
（算出部１３）
算出部１３は、有線送受信部１２が中継装置２０から受信したパケットについて、そのヘッダに含まれる送信完了期限の情報を取得する。算出部１３は、基地局装置１０に収容されている無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに関して、受信したパケットの送信完了期限を保持する。
算出部１３は、取得したパケットのうち送信完了期限までの時間が最短となるパケットを基準として、無線端末装置への送信データを格納するバッファ内に格納された、先頭のパケットから基準となるパケットまでのパケットの合計サイズＳｐを算出する。算出部１３は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎの個々について、Ｓｐを算出する。
算出部１３は、基準となるパケット（送信完了期限が最短となるパケット）の送信を開始する限度となる時刻を表す送信開始期限を算出する。この送信開始期限は、これ以降の時刻に無線端末装置に対するパケットの送信を開始した場合は、送信完了期限までにそのパケットの送信が完了できない限度の時刻として算出する。算出部１３は、具体的には、例えば数式１を用いて送信開始期限を算出する。
tstartlimit = tendlimit - (NHARQ * THARQ + TUE + Tresource) ・・・（数式１）
数式１において、「＋」、「−」、「＊」は、順に、加算、減算、乗算を表す演算子である。
数式１において、tstartlimitは送信開始期限を表し、tendlimitは送信完了期限を表す。NHARQは、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）の送信回数の上限値を表す。NHARQは、具体的には、大半のＨＡＲＱの送信が完了する回数を基準とし、例えば、９９．９９％のＨＡＲＱが完了する回数として、１回の送信に対するスケジューラの誤り率の目標値を０．１とした場合は４回となる。なお、送信完了とは、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎにおいてＨＡＲＱの受信が成功したのち、その確認応答が基地局装置１０に誤りなく届いたことを意味する。数式１において、THARQはＨＡＲＱのＲＴＴ（Round Trip Time）を表す。THARQの典型的な値は８ｍｓｅｃ（ミリ秒）とされている。以上説明した通り、数式１における「NHARQ * THARQ」の部分は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対する無線通信におけるデータの総再送遅延時間の基準値である。
数式１において、TUEは、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎにおける処理による遅延時間を表す。TUEは、具体的には、パケット処理時間、及び、上位レイヤへのデータの転送処理時間等を含んでいる。Tresourceは、算出部１３によって算出された合計サイズＳｐのデータを送信するのに必要なＰＲＢ数を確保するのに要する送信時間を表し、数式２を用いて算出される。
Tresource = (Sp / TBSperPRB) / NSys ・・・（数式２）
数式２において、TBSperPRBは、所定の直近の時間に通知された無線信号品質（ＣＱＩ）から求められるＰＲＢ当たりのビット数を表す。ＬＴＥでは、通知されたＣＱＩを基にＭＣＳが決定され、ＭＣＳに対応する送信可能なビット数（ＴＢＳ：Transport Block Size）が決定される。数式２において、NSysは、システム帯域を表すＰＲＢ数である。本実施形態に係る無線通信制御システム１では、送信開始期限を経過した無線端末装置には、ＴＴＩ（Transmission Time Interval）当たり、最大でシステム帯域全体を割り当てることとする。数式２における分子(Sp / TBSperPRB)は、前述した必要なＰＲＢ数に相当する。例えば、必要なＰＲＢ数の値が１００であり、システム帯域が５０ＰＲＢ（１０ＭＨｚ（メガヘルツ）の場合）である場合、Tresourceは２ｍｓｅｃとなる。なお、数式１に示すtstartlimitは、TUEやTresourceに依存して、算出部１３によって、動的に更新される。以上説明した通り、数式１における「TUE + Tresource」の部分は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対するデータの送信を完了するまでに必要な送信時間の推定値である。
算出部１３は、無線リソース（ＰＲＢ）をＴＴＩ毎に無線端末装置３０−１乃至３０−ｎの個々に対して割り当てる際の基準となる送信優先度の高さを表す値を算出する。後述する割り当て部１４は、一例として、算出部１３によって算出された値が大きいほど優先度が高いことを表す場合に、送信優先度の値が大きい端末装置から優先して、ＰＲＢを割り当てる。算出部１３は、各無線端末装置に関する送信優先度の高さを表す値（以下、送信優先度Ｐ）を、例えば、数式３を用いて算出する。
P = Pquality + Ptime ・・・（数式３）
数式３において、Pqualityは、無線信号品質を用いて算出される送信優先度を表す値である。算出部１３は、例えば、スケジューリング規範として上述した規範３（ＰＦ）を用いる場合、Pqualityを、数式４を用いて算出する。
Pquality = (時刻ｔにおける瞬時通信レート) / (時刻（ｔ−１）までの平均通信レート) ・・・（数式４）
数式４において、時刻ｔは現在時刻（Pqualityを算出する時刻）を表し、時刻ｔ−１は、時刻ｔに対してＴＴＩが１つ前である時刻を表す。数式３において、Ptimeは、算出部１３が現在時刻に基づいて算出する送信優先度を表す。
図３は、基準となるパケットの到着時刻を起点として、現在時刻、送信開始期限、送信完了期限の関係、及びこれらに依存して設定する時間に関する送信優先度Ptimeの一例を示すグラフである。図３には、参考のため、無線信号品質に基づく送信優先度Pqualityも併せて図示している。現在時刻が到着時刻から送信開始期限までの期間内の場合、基地局装置１０は無線端末装置に対してパケットを優先して送信する必要がないので、算出部１３は、送信優先度Ptimeを０として算出する。一方、現在時刻が送信開始期限を超えた（ただし送信完了期限は越えていない）場合、パケットの送信が開始されないと送信完了期限までに送信を完了することができなくなるので、算出部１３は、送信優先度Ptimeを送信優先度Pqualityに比べて十分大きな値（Pqualityによる影響を無視可能な値）として算出する。算出部１３は、算出した各無線端末装置に関する送信優先度Ｐを、割り当て部１４へ通知する。
（割り当て部１４）
割り当て部１４は、算出部１３から通知された送信優先度Ｐに従って、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対してＰＲＢを割り当てる。すなわち、割り当て部１４は、送信優先度Ｐが、Pqualityと比較して十分大きな値に設定されている無線端末装置３０−ｉ（ｉは１乃至ｎのいずれかの整数）（即ち、現在時刻が送信開始期限を超えたパケットを受信する無線端末装置）に対して、優先的にＰＲＢを割り当てる。割り当て部１４は、この際、Tresourceに関して説明した通り、送信に必要なＰＲＢ数分のＰＲＢを、１以上のＴＴＩにおいて優先して割り当てる。割り当て部１４は、無線端末装置３０−ｉに対してＰＲＢを割り当てた後、余っているＰＲＢが存在する場合は、例えば、スケジューリング規範として上述した規範３（ＰＦ）を適用することによって、無線信号品質に基づいて、無線端末装置３０−ｉを除く無線端末装置に、余っているＰＲＢを割り当てる。
次に図４のフローチャートを参照して、本実施形態に係る無線通信制御システム１の動作（処理）について詳細に説明する。
中継装置２０における設定部２１は、サーバ装置４０から受信した、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎの少なくともいずれか宛のパケットに対して、送信完了期限tendlimitを設定する（ステップＳ１０１）。中継装置２０は、送信完了期限をヘッダ部に含めたパケットを、基地局装置１０へ送信する（ステップＳ１０２）。
基地局装置１０における算出部１３は、送信完了期限までの時間が最短であるパケットを基準として、先頭から基準までのパケットの合計サイズを算出する（ステップＳ１０３）。算出部１３は、例えば前述した数式１に基づいて、当該パケットの送信開始期限tstartlimitを算出する（ステップＳ１０４）。
現在時刻が送信開始期限を過ぎている無線端末装置３０−ｉ（ｉは１乃至ｎのいずれかの整数）が存在しない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、基地局装置１０における割り当て部１４は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対して、無線リソースを、無線通信の信号品質に基づいて割り当てて（ステップＳ１０６）、全体の処理は終了する。
現在時刻がステップＳ１０４にて算出された送信開始期限を過ぎている無線端末装置３０−ｉが存在する場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、割り当て部１４は、その特定の無線端末装置３０−ｉに対して、優先して無線リソースを割り当てる（ステップＳ１０７）。割り当て部１４は、その特定の無線端末装置３０−ｉを除く無線端末装置に対して、余った無線リソースを、無線通信の信号品質に基づいて割り当てて（ステップＳ１０８）、全体の処理は終了する。
本実施形態にかかる無線通信制御システム１は、無線通信において、ユーザ体感の品質を向上させることができる。その理由は、無線通信制御システム１は、サーバ装置４０から無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対して送信されたデータ（パケット）に送信完了期限を設定し、そのデータの送信が送信完了期限までに完了できるように送信開始期限を算出し、送信開始期限と現在時刻とに基づいて、無線リソースを割り当てるからである。
以下に、本実施形態に係る無線通信制御システム１によって実現される効果について、詳細に説明する。
一般的に、通信ネットワークが高負荷になるにつれて、所定のＱｏＥを満足できないユーザの割合が増加する傾向がある。無線通信システムにおける基地局装置等において、無線端末装置との通信を行うための無線リソースを割り当てる一般的なスケジューラは、無線通信の信号品質に基づいて無線リソースを割り当てる。この場合、一般的なスケジューラは、所定のＱｏＥを満足する送信完了時刻を踏まえて無線リソースを割り当てるわけではないので、所定のＱｏＥを満足できないユーザの割合が増加することを回避できない問題がある。
このような問題に対して、本実施形態に係る無線通信制御システム１では、中継装置２０における設定部２１は、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎからの要求に応じてサーバ装置４０が実行したアプリケーションによって、それら無線端末装置に対して送信されたデータについて、無線端末装置に対する送信完了期限を、アプリケーションに関する情報に基づいて設定する。基地局装置１０における算出部１３は、そのデータの送信が送信完了期限までに完了可能となるような、無線端末装置に対するデータの送信開始期限を算出する。そして、基地局装置１０における割り当て部１４は、送信開始期限と現在時刻とに基づいて、無線端末装置に対してデータを送信するのに必要な無線リソースを割り当てる。これにより、本実施形態に係る無線通信制御システム１は、所定のＱｏＥを満足するユーザを増加させることができる。
また、本実施形態に係る無線通信制御システム１では、割り当て部１４は、送信開始期限と現在時刻とに基づく無線リソースの割り当てを行うとともに、無線通信の信号品質に基づく無線リソースの割り当ても併せて行う。これにより、本実施形態に係る無線通信制御システム１は、無線帯域の周波数利用効率を低下させることなく、所定のＱｏＥを満足するユーザを増加させることができる。
また、上述した本実施形態に係る算出部１３は、ＨＡＲＱの送信回数の上限値NHARQを、大半（９９．９９％）のＨＡＲＱの送信が完了する回数を基準として、誤り率の目標値を用いて算出したが、算出部１３は、これとは異なる方法によってNHARQを算出してもよい。算出部１３は、例えば、送信の成功及び失敗（ＡＣＫ（ACKnowledge）／ＮＡＣＫ（Negative ACK））の実績に基づき、達成したい送信完了の割合（例：９９．９９％）となるようにNHARQを算出してもよいし、特定のアプリケーションや無線端末装置等に関する送信実績を対象として、NHARQを算出してもよい。
また、本実施形態に係る算出部１３は、送信優先度Ptimeを、図３に示すように、送信開始期限を契機として、時間に対して急上昇する（矩形状に増加する）値として算出する。但し、算出部１３は、例えば、送信開始期限の前後（送信開始期限を含む期間）において、時間に対して線形に緩やかに増加する、あるいは指数関数的に非線形に増加する値をとるPtimeを算出してもよい。また、算出部１３は、送信開始期限を経過したアプリケーションが複数混在した場合に、それらのアプリケーションの間で優先度を付加するために、送信優先度Ptimeの最大値を、アプリケーションに依存して設定してもよい。
また、本実施形態に係る算出部１３は、上述した数式２に示したTresourceを算出する際に、全てのＰＲＢを一度に一つの無線端末装置に割り当てることを前提としても良いし、一部のＰＲＢを割り当てることを前提としてもよいし、あるいは、複数の無線端末装置に対して均等にＰＲＢを割り当てることを前提としてもよい。
また、上述した本実施形態に係る設定部２１は、図２に示す通り、固定レートでパケットを受信した場合の総受信データサイズを基準として送信完了期限を設定するが、設定部２１は、動的に変化するレートでパケットを受信した場合の総受信データサイズを基準として送信完了期限を設定してもよい。設定部２１は、例えば、輻輳回避のために行われるＴＣＰのスロースタートと連動するように、指数関数状のレートでパケットを受信した場合の総受信データサイズを基準として、送信完了期限を設定してもよい。
また、本実施形態に係る割り当て部１４は、サーバ装置４０において実行されるアプリケーションの実行状態に応じて、無線リソースを割り当てる対象とするデータを選択してもよい。例えば、サーバ装置４０において、フォアグラウンドで実行されるアプリケーションとバックグラウンドで実行されるアプリケーションとが共存している場合、割り当て部１４は、まず、リアルタイムに無線リソースを割り当てる必要があるフォアグラウンドのアプリケーションによって出力されたデータについて、無線リソースの割当対象とする。そして、無線通信制御システム１は、フォアグラウンドのアプリケーションに関する通信が終了した後に、バックグラウンドのアプリケーションによって出力されたデータについて、無線リソースを割り当てるようにしてもよい。この場合、例えば中継装置２０がフォアグラウンドかバックグラウンドかの識別を行う。そして中継装置２０における設定部２１は、バックグラウンドのアプリケーションに関する送信完了期限を、フォアグラウンドのアプリケーションに関する送信完了期限よりも長い値に設定する。
また、上述した本実施形態に係る無線通信制御システム１では、中継装置２０が設定部２１を備えるが、設定部２１に相当する構成を、中継装置２０以外の装置が備えるようにしてもよい。例えば、基地局装置１０が設定部２１に相当する構成を備える場合、基地局装置１０は、ＤＰＩ（Deep Packet Inspection）機能を備え、サーバ装置４０から受信した無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ宛のデータに対してＤＰＩを行い、アプリケーションを識別することによって、アプリケーション毎に送信完了期限を設定してもよい。また、基地局装置１０は、ＭＥＣ（Mobile Edge Computing）機能を備えることによって、送信完了期限を設定するようにしてもよい。あるいは、サーバ装置４０が設定部２１に相当する構成を備えてもよい。
また、上述した本実施形態に係る無線通信制御システム１では、中継装置２０は、設定した送信完了期限を示す情報を、ＩＰパケットのヘッダに含めて基地局装置１０に通知するが、中継装置２０は、これとは異なる方法によって、送信完了期限を示す情報を基地局装置１０に通知してもよい。例えば、無線通信制御システム１は、中継装置２０と基地局装置１０との間に専用インタフェースを備えてもよい。この場合、中継装置２０は、送信完了期限を示す情報を通知するための専用パケットを作成し、当該専用インタフェースを介して、基地局装置１０に送信完了期限を通知する。
また、上述した第１の実施形態の説明では、中継装置２０と基地局装置１０との間で、通信制御の信号処理に関する同期がとれていることを前提としているが、中継装置２０と基地局装置１０との間で同期がとれていない場合もある。この場合、通信制御の信号処理における、中継装置２０と基地局装置１０との間の同期関係（時間差）が事前に測定されていることによって、中継装置２０は、その同期関係を踏まえた送信完了期限を設定する。
また、上述した本実施形態に係る無線通信制御システム１では、中継装置２０と基地局装置１０との間の信号の伝送遅延時間を無視しているが、実際には、回線の混雑度や回線の物理構成などに依存して、例えば数１０ｍｓｅｃ程度の伝送遅延時間が発生する場合がある。この場合、設定部２１は、伝送遅延時間を考慮して送信完了期限を設定すればよい。この場合、例えば、設定部２１は、伝送遅延時間を、ｐｉｎｇコマンド等を使用して事前に測定しておくことによって、その伝送遅延時間を踏まえた送信完了期限を設定する。
また、本実施形態に係る個々の無線端末装置は、サーバ装置４０において並列に実行されている複数のアプリケーションに関するデータを、並列に受信してもよい。この場合、無線通信制御システム１は、例えば、それら複数のアプリケーションの中で、送信完了期限までの時間が最短であるデータに関するアプリケーションを基準に、送信開始期限、及び送信優先度を設定する。
なお、本実施形態に係る無線通信制御システム１が対象とする無線通信方式は、ＬＴＥ方式に限定されない。無線通信制御システム１が対象とする無線通信方式は、例えば、ＬＴＥ以前の通信方式であるＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）方式でもよいし、上り回線と下り回線とで異なる周波数を同時に使用するＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式でもよい。あるいは、本実施形態に係る無線通信制御システム１は、上り回線と下り回線とで同一の周波数を異なる時間で使用するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を採用する無線通信システム（例えばWiFi(登録商標)、WiMAX(登録商標)、IEEE 802.16m）にも適用可能である。ここで、IEEEは、「The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc」の」略称である。
＜第２の実施形態＞
次に、本願発明の第２の実施形態に係る無線通信制御システム１Ａについて説明する。本実施形態に係る無線通信制御システム１Ａは、図１に示す通り、基地局装置１０Ａ、中継装置２０、ｎ個（ｎは任意の自然数）の無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ、サーバ装置４０、モバイル網５１、及び、インターネット網５２を含んでいる。本実施形態に係る無線通信制御システム１Ａは、基地局装置１０Ａを除く構成については、第１の実施形態に係る無線通信制御システム１と同様であるので、その説明を省略する。
本実施形態に係る基地局装置１０Ａは、図１に示す通り、無線送受信部１１、有線送受信部１２、算出部１３Ａ、及び、割り当て部１４を備えている。本実施形態に係る基地局装置１０Ａは、算出部１３Ａを除く構成については、第１の実施形態に係る基地局装置１０と同様であるので、その説明を省略する。
第２の実施形態に係る算出部１３Ａは、送信開始期限の算出方法に関して、第１の実施形態に係る算出部１３と異なる。すなわち、本実施形態に係る算出部１３Ａは、現在時刻に直近する所定期間における無線リソースの割当実績に基づく平均レートを算出する。そして、算出部１３Ａは、算出した平均レートでパケットを送信すると仮定した場合における見込み時間Testimateを算出して、送信開始期限tstartlimitを算出する。
本実施形態における算出部１３Ａは、送信完了期限を基準に、数式５を用いて送信開始期限を算出する。
tstartlimit = tendlimit - (NHARQ * THARQ + TUE + Testimate) ・・・（数式５）
数式５では、第１の実施形態に係る算出部１３が用いる数式１におけるTresourceが、Testimateに置き換わっている。
算出部１３Ａは、数式６を用いて見込み時間Testimateを算出する。
Testimate = Sp / (STBS / T) ・・・（数式６）
数式６において、Ｔは、現在時刻に一番近い所定期間（例えば１０ＴＴＩ）を表し、STBSは、期間Ｔにおいて無線信号品質に基づいて無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに割り当てられたＰＲＢの送信ビット数（ＴＢＳ）の合計値を表す。このとき、無線リソースの割当実績に基づく平均レートは、数式６の右辺の分母である(STBS / T)となる。すなわち、見込み時間Testimateは、送信完了期限までの時間が最短のパケットを基準に先頭から基準までのパケットの合計サイズSpを平均レートで除算することによって求められる。
直近における無線リソースの割当実績が少ない場合、数式６の右辺の分母である平均レートが減少することによって見込み時間Testimateが増加するので、数式５に示す通り、送信開始期限tstartlimitは短くなる。また、数式６の右辺の分子である合計サイズSpが大きい場合、見込み時間Testimateが増加するので、同様に送信開始期限tstartlimitは短くなる。算出部１３Ａは、見込み時間Testimateを、ＴＴＩの周期で更新する。
本実施形態にかかる無線通信制御システム１Ａは、無線通信において、ユーザ体感の品質を向上させることができる。その理由は、第１の実施形態について説明した通りである。また、本実施形態にかかる無線通信制御システム１Ａは、直近における無線リソースの割当実績と、送信すべきデータのサイズとを考慮した見込み時間を用いて送信開始期限を算出するので、実際の無線リソースのスケジューリング状況に見合った無線リソースの割当を行うことによって、ユーザ体感の品質を向上させる効果をさらに高めることができる。
＜第３の実施形態＞
次に、本願発明の第３の実施形態に係る無線通信制御システム１Ｂについて説明する。本実施形態に係る無線通信制御システム１Ｂは、図１に示す通り、基地局装置１０Ｂ、中継装置２０、ｎ個（ｎは任意の自然数）の無線端末装置３０−１乃至３０−ｎ、サーバ装置４０、モバイル網５１、及び、インターネット網５２を含んでいる。本実施形態に係る無線通信制御システム１Ｂは、基地局装置１０Ｂを除く構成については、第１の実施形態に係る無線通信制御システム１と同様であるので、その説明を省略する。
本実施形態に係る基地局装置１０Ｂは、図１に示す通り、無線送受信部１１、有線送受信部１２、算出部１３Ｂ、及び、割り当て部１４Ｂを備えている。本実施形態に係る基地局装置１０Ｂは、算出部１３Ｂ及び割り当て部１４Ｂを除く構成については、第１の実施形態に係る基地局装置１０と同様であるので、その説明を省略する。
本実施形態に係る無線通信制御システム１Ｂは、現在時刻が送信開始期限を過ぎている無線端末装置が複数存在する場合において、それらの無線端末装置に対する無線リソースの割り当てを行う。また、無線通信制御システム１Ｂは、送信開始期限に加えて送信完了期限も踏まえて、無線リソースを割り当てる。
本実施形態に係る算出部１３Ｂは、基地局装置１０Ｂに収容された無線端末装置３０−１乃至３０−ｎのうち、現在時刻が送信完了期限を過ぎている無線端末装置が存在するかどうかを判定する。算出部１３Ｂは、その判定結果を、割り当て部１４Ｂに通知する。
本実施形態に係る割り当て部１４Ｂは、現在時刻が送信完了期限を過ぎている無線端末装置３０−ｊ（ｊは１乃至ｎの少なくともいずれかの整数）に関して、送信完了期限が過ぎたパケットを破棄し、無線端末装置３０−ｊを、無線リソースの割り当て対象から除外する。なぜなら、すでに送信完了期限を経過したパケットを送信するための無線リソースを割り当てたとしても、ＱｏＥを維持することは困難であるからである。
割り当て部１４Ｂは、現在時刻が送信開始期限を過ぎている無線端末装置３０−ｉ（ｉはｊを除く１乃至ｎの少なくともいずれかの整数）に対して、（送信完了期限−現在時刻）が示す値が小さい順に、送信が必要なＰＲＢ数分のＰＲＢを割り当てる。なぜなら、（送信完了期限−現在時刻）が示す値が小さい無線端末装置ほど、送信開始期限を過ぎてからの経過時間が長いので、当該無線端末装置に対して早急に無線リソースを割り当てる必要があるとみなせるからである。
次に図５に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る無線通信制御システム１Ｂの動作（処理）について詳細に説明する。
無線通信制御システム１Ｂは、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０４と同様の処理を行う（ステップＳ２０１）。現在時刻が送信完了期限を過ぎている無線端末装置３０−ｊ（ｊは１乃至ｎの少なくともいずれかの整数）が存在する場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、割り当て部１４Ｂは、その特定の無線端末装置３０−ｊを、無線リソースの割り当て対象から除外する（ステップＳ２０３）。現在時刻が送信完了期限を過ぎている無線端末装置３０−ｊが存在しない場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、処理はステップＳ２０４へ進む。
現在時刻が送信開始期限を過ぎている無線端末装置３０−ｉ（ｉはｊを除く１乃至ｎの少なくともいずれかの整数）が存在しない場合（ステップＳ２０４でＮｏ）、割り当て部１４Ｂは、無線端末装置３０−１乃至３０−ｎに対して（ただし、無線端末装置３０−ｊを除く）、無線リソースを、無線通信の信号品質に基づいて割り当てて（ステップＳ２０５）、全体の処理は終了する。
現在時刻が送信開始期限を過ぎている無線端末装置３０−ｉが存在する場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、割り当て部１４Ｂは、その特定の無線端末装置３０−ｉに対して、（送信完了期限−現在時刻）が小さい順に優先して無線リソースを割り当てる（ステップＳ２０６）。割り当て部１４Ｂは、無線端末装置３０−ｉを除く無線端末装置に対して（ただし、無線端末装置３０−ｊを除く）、余った無線リソースを、無線通信の信号品質に基づいて割り当てて（ステップＳ２０７）、全体の処理は終了する。
本実施形態にかかる無線通信制御システム１Ｂは、無線通信において、ユーザ体感の品質を向上させることができる。その理由は、第１の実施形態について説明した通りである。また、本実施形態にかかる無線通信制御システム１Ｂは、送信完了期限を過ぎたパケットを破棄するとともに、送信開始期限を過ぎた端末装置には、緊急性の高い端末装置から順に無線リソースを必要な分を割り当てる。これにより、本実施形態にかかる無線通信制御システム１Ｂは、無線リソースを効率よく割り当てるので、ユーザ体感の品質を向上させる効果をさらに高めることができる。
また、本実施形態に係る算出部１３Ｂは、例えば、現在時刻が送信完了期限を過ぎており、かつ、送信すべきパケットの合計サイズが所定値以上である無線端末装置が存在するか否かを判定してもよい。この場合、割り当て部１４Ｂは、送信完了期限から一定の猶予期間を仮に設けたとしても送信完了の可能性が小さい場合に限って、パケットを破棄することができる。
また、本実施形態に係る割り当て部１４Ｂは、ステップＳ２０３において、無線端末装置３０−ｊを無線リソースの割当対象から除外する代わりに、例えば、無線端末装置３０−ｊを収容する第１の基地局装置を、無線リソースに余裕のある第２の基地局装置に切り替える（ＬＴＥにおけるハンドオーバ機能に相当）ようにしてもよい。この場合、無線通信制御システム１Ｂは、例えば、所定の期間におけるＰＲＢの使用率を測定し、その使用率が所定の閾値以下の場合、その基地局装置は無線リソースに余裕があると判定すればよい。
また、本実施形態に係る割り当て部１４Ｂは、ステップＳ２０６において、無線端末装置３０−ｉに対して、（送信完了期限−現在時刻）が示す値が小さい順に、無線リソースを割り当てるが、これとは逆に、（送信完了期限−現在時刻）が示す値が大きい順に、無線リソースを割り当ててもよい。この場合、無線通信制御システム１Ｂは、送信開始期限を過ぎてからの経過時間が短い無線端末装置ほど、無線リソースの割り当てによっては、送信完了期限までに送信が完了する可能性が高くなるというポリシーに従って、無線リソースの割り当て制御を行う。
＜第４の実施形態＞
図６は、本願発明の第４の実施形態に係る基地局装置６０の構成を概念的に示すブロック図である。
本実施形態に係る基地局装置６０は、算出部６３、及び、割り当て部６４を備えている。
算出部６３は、無線端末装置７０からの要求に応じてサーバ装置８０が実行したアプリケーションによって、無線端末装置７０に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して無線端末装置７０に送信する場合に、無線端末装置７０に対する送信完了期限までに、無線端末装置７０に対する当該データの送信が完了可能となる、当該データの送信開始期限を算出する。但し、当該送信完了期限は、そのアプリケーションに関する情報に基づいて設定されていることとする。
割り当て部６４は、送信開始期限と現在時刻とに基づいて、無線端末装置７０に対して当該データを送信するのに必要な無線リソースを割り当てる。
本実施形態にかかる基地局装置６０は、無線通信において、ユーザ体感の品質を向上させることができる。その理由は、基地局装置６０は、サーバ装置８０から無線端末装置７０に対して送信されたデータに対して設定された送信完了期限までにそのデータの送信が完了できるように送信開始期限を算出し、送信開始期限と現在時刻とに基づいて、無線リソースを割り当てるからである。
＜ハードウェア構成例＞
上述した各実施形態において図１、及び、図６に示した基地局装置１０（１０Ａ、１０Ｂ）、及び６０、及び中継装置２０における各部は、専用のＨＷ（ＨａｒｄＷａｒｅ）（電子回路）によって実現することができる。また、図１、及び、図６において、少なくとも、下記構成は、ソフトウェアプログラムの機能（処理）単位（ソフトウェアモジュール）と捉えることができる。
・設定部２１、
・算出部１３、１３Ａ、１３Ｂ、及び、６３、
・割り当て部１４、１４Ｂ、及び６４、
但し、これらの図面に示した各部の区分けは、説明の便宜上の構成であり、実装に際しては、様々な構成が想定され得る。この場合のハードウェア環境の一例を、図７を参照して説明する。
図７は、本願発明の各実施形態に係る基地局装置を実行可能な情報処理装置９００（コンピュータ）の構成を例示的に説明する図である。即ち、図７は、図１、及び、図６に示した基地局装置或いはその一部を実現可能なコンピュータ（情報処理装置）の構成であって、上述した実施形態における各機能を実現可能なハードウェア環境を表す。図７に示した情報処理装置９００は、構成要素として下記を備えている。
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ）９０１、
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）９０２、
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ＿Ａｃｃｅｓｓ＿Ｍｅｍｏｒｙ）９０３、
・ハードディスク（記憶装置）９０４、
・無線送受信部等の外部装置との通信インタフェース９０５、
・バス９０６（通信線）、
・ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ＿Ｄｉｓｃ＿Ｒｅａｄ＿Ｏｎｌｙ＿Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体９０７に格納されたデータを読み書き可能なリーダライタ９０８、
・入出力インタフェース９０９。
即ち、上記構成要素を備える情報処理装置９００は、これらの構成がバス９０６を介して接続された一般的なコンピュータである。情報処理装置９００は、ＣＰＵ９０１を複数備える場合もあれば、マルチコアにより構成されたＣＰＵ９０１を備える場合もある。
そして、上述した実施形態を例に説明した本願発明は、図７に示した情報処理装置９００に対して、次の機能を実現可能なコンピュータプログラムを供給する。その機能とは、その実施形態の説明において参照したブロック構成図（図１及び図６）における上述した構成、或いはフローチャート（図４及び図５）の機能である。本願発明は、その後、そのコンピュータプログラムを、当該ハードウェアのＣＰＵ９０１に読み出して解釈し実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータプログラムは、読み書き可能な揮発性のメモリ（ＲＡＭ９０３）、または、ＲＯＭ９０２やハードディスク９０４等の不揮発性の記憶デバイスに格納すれば良い。
また、前記の場合において、当該ハードウェア内へのコンピュータプログラムの供給方法は、現在では一般的な手順を採用することができる。その手順としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の各種記録媒体９０７を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等がある。そして、このような場合において、本願発明は、係るコンピュータプログラムを構成するコード或いは、そのコードが格納された記録媒体９０７によって構成されると捉えることができる。
また、上述した各実施形態に係る設定部、算出部、及び、割り当て部の一部機能は、順に、第１乃至第３の情報処理装置９００によって実現されてもよい。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本願発明を説明した。しかしながら、本願発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本願発明は、本願発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
尚、上述した各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。しかしながら、上述した各実施形態により例示的に説明した本発明は、以下には限られない。
（付記１）
無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定された前記無線端末装置に対する送信完了期限までに、前記無線端末装置に対する前記データの送信が完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出手段と、
前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て手段と、
を備える基地局装置。
（付記２）
前記算出手段は、前記無線端末装置に対する無線通信における前記データの総再送遅延時間の基準値と、前記データの送信を完了するまでに必要な送信時間の推定値とに基づいて、前記送信完了期限を基準として、前記送信開始期限を算出する、
付記１に記載の基地局装置。
（付記３）
前記算出手段は、前記データに関するＨＡＲＱについて、送信が成功あるいは失敗する割合に関する目標値あるいは実績値に基づく送信回数の基準値と、ＲＴＴとを用いて、前記総再送遅延時間の基準値を算出する、
付記２に記載の基地局装置。
（付記４）
前記算出手段は、前記データの大きさと、前記無線通信の信号品質を基に求められる通信可能サイズとを用いて、前記データの送信に必要とされる前記無線リソースの大きさを求め、求めた大きさの前記無線リソースを確保するのに要する時間を、前記送信時間の推定値として算出する、
付記２に記載の基地局装置。
（付記５）
前記算出手段は、現在時刻までの所定の時間において前記無線通信の信号品質に基づいて割り当てられた前記無線リソースに関する割り当て実績に基づいて、前記データが送信された際の平均通信レートを求め、求めた平均通信レートと前記データの大きさとに基づく前記送信時間の推定値を算出する、
付記２に記載の基地局装置。
（付記６）
前記割り当て手段は、複数の前記無線端末装置のうち、現在時刻が前記送信開始期限を過ぎた第一の前記無線端末装置に対して、当該現在時刻が前記送信開始期限を過ぎていない第二の前記無線端末装置よりも優先して、前記無線リソースを割り当てる、
付記１乃至５のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記７）
前記割り当て手段が前記無線端末装置に対して前記無線リソースを割り当てる際の優先度は、現在時刻が前記送信開始期限を過ぎたことを契機として時間に対して矩形状に増加する値、あるいは、送信開始期限を含む期間において時間に対して線形あるいは非線形に増加する値をとる、
付記６に記載の基地局装置。
（付記８）
前記割り当て手段が前記無線端末装置に対して前記無線リソースを割り当てる際の優先度は、前記データを送信した前記アプリケーションに依存する値をとる、
付記６に記載の基地局装置。
（付記９）
前記割り当て手段は、前記第一の無線端末装置に対して前記無線リソースを割り当てた後、余っている前記無線リソースを前記第二の無線端末装置に対して割り当てる、
付記６に記載の基地局装置。
（付記１０）
前記割り当て手段は、複数の前記無線端末装置のうち、前記送信完了期限と現在時刻との差分が小さい前記無線端末装置から優先して、あるいは前記差分が大きい前記無線端末装置から優先して、前記無線リソースを割り当てる、
付記１乃至９のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記１１）
前記割り当て手段は、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎた前記データを受信する前記無線端末装置を、無線リソースの割り当て対象から除外し、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎた前記データを破棄する、
付記１乃至１０のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記１２）
前記割り当て手段は、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎており、かつ、合計サイズが所定値以上である前記データを受信する前記無線端末装置を、無線リソースの割り当て対象から除外し、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎており、かつ、合計サイズが前記所定値以上である前記データを破棄する、
付記１乃至１０のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記１３）
前記割り当て手段は、前記サーバ装置における前記アプリケーションの実行状態に応じて、前記無線リソースを割り当てる対象とする前記データを選択する、
付記１乃至１２のいずれか一項に記載の基地局装置。
（付記１４）
前記アプリケーションに関する情報に基づいて、前記無線端末装置に対する前記送信完了期限を設定し、設定した前記送信完了期限を通知する設定手段を備える中継装置と、
付記１乃至１３のいずれか一項に記載の基地局装置と、
を有する無線通信制御システム。
（付記１５）
前記設定手段は、前記アプリケーションごとのトラフィックの値によって示される前記アプリケーションに関する情報に基づいて、前記送信完了期限を設定する、
付記１４に記載の無線通信制御システム。
（付記１６）
前記設定手段は、固定レートあるいは動的に変換するレートで前記データを受信した場合の総受信データサイズを基準として、前記送信完了期限を設定する、
付記１４または１５に記載の無線通信制御システム。
（付記１７）
第一及び第二の前記基地局装置を有し、
前記割り当て手段は、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎた前記データを受信する前記無線端末装置を収容する前記第一の基地局装置を、前記第二の基地局装置に切り替えるように制御する、
付記１４乃至１６のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
（付記１８）
前記設定手段は、前記送信完了期限を、前記データに含まれるパケットのヘッダ情報として、あるいは、前記基地局装置と前記中継装置とを通信可能に接続する専用インタフェースによって送受信される専用パケットに含まれる情報として、前記算出手段へ通知する、
付記１４乃至１７のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
（付記１９）
前記設定手段は、前記中継装置と前記基地局装置との間の、通信制御の信号処理に関する同期関係に基づいて、前記送信完了期限を設定する、
付記１４乃至１８のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
（付記２０）
前記設定手段は、前記中継装置と前記基地局装置との間における信号の伝送遅延時間に基づいて、前記送信完了期限を設定する、
付記１４乃至１９のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
（付記２１）
無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記無線端末装置に対する送信完了期限を前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定する設定手段と、
前記無線端末装置に対する前記データの送信が前記送信完了期限までに完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出手段と、
前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て手段と、
を備える基地局装置。
（付記２２）
第一の情報処理装置によって、
無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記無線端末装置に対する送信完了期限を前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定し、
第二の情報処理装置によって、
前記無線端末装置に対する前記データの送信が前記送信完了期限までに完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出し、
第三の情報処理装置によって、
前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てるように基地局装置を制御する、
無線通信制御方法。
（付記２３）
無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定された前記無線端末装置に対する送信完了期限までに前記無線端末装置に対する前記データの送信が完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出処理と、
前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て処理と、
をコンピュータに実行させるための基地局制御プログラムが格納された記録媒体。
この出願は、２０１６年９月８日に出願された日本出願特願２０１６−１７５５６６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１ 無線通信制御システム
１Ａ 無線通信制御システム
１Ｂ 無線通信制御システム
１０ 基地局装置
１０Ａ 基地局装置
１０Ｂ 基地局装置
１１ 無線送受信部
１２ 有線送受信部
１３ 算出部
１３Ａ 算出部
１３Ｂ 算出部
１４ 割り当て部
１４Ｂ 割り当て部
２０ 中継装置
２１ 設定部
３０−１乃至３０−ｎ 無線端末装置
４０ サーバ装置
５１ モバイル網
５２ インターネット網
６０ 基地局装置
６３ 算出部
６４ 割り当て部
７０ 無線端末装置
８０ サーバ装置
９００ 情報処理装置
９０１ ＣＰＵ
９０２ ＲＯＭ
９０３ ＲＡＭ
９０４ ハードディスク（記憶装置）
９０５ 通信インタフェース
９０６ バス
９０７ 記録媒体
９０８ リーダライタ
９０９ 入出力インタフェース

Claims (23)

  1. 無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定された前記無線端末装置に対する送信完了期限までに、前記無線端末装置に対する前記データの送信が完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出手段と、
    前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て手段と、
    を備える基地局装置。
  2. 前記算出手段は、前記無線端末装置に対する無線通信における前記データの総再送遅延時間の基準値と、前記データの送信を完了するまでに必要な送信時間の推定値とに基づいて、前記送信完了期限を基準として、前記送信開始期限を算出する、
    請求項１に記載の基地局装置。
  3. 前記算出手段は、前記データに関するＨＡＲＱについて、送信が成功あるいは失敗する割合に関する目標値あるいは実績値に基づく送信回数の基準値と、ＲＴＴとを用いて、前記総再送遅延時間の基準値を算出する、
    請求項２に記載の基地局装置。
  4. 前記算出手段は、前記データの大きさと、前記無線通信の信号品質を基に求められる通信可能サイズとを用いて、前記データの送信に必要とされる前記無線リソースの大きさを求め、求めた大きさの前記無線リソースを確保するのに要する時間を、前記送信時間の推定値として算出する、
    請求項２に記載の基地局装置。
  5. 前記算出手段は、現在時刻までの所定の時間において前記無線通信の信号品質に基づいて割り当てられた前記無線リソースに関する割り当て実績に基づいて、前記データが送信された際の平均通信レートを求め、求めた平均通信レートと前記データの大きさとに基づく前記送信時間の推定値を算出する、
    請求項２に記載の基地局装置。
  6. 前記割り当て手段は、複数の前記無線端末装置のうち、現在時刻が前記送信開始期限を過ぎた第一の前記無線端末装置に対して、当該現在時刻が前記送信開始期限を過ぎていない第二の前記無線端末装置よりも優先して、前記無線リソースを割り当てる、
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基地局装置。
  7. 前記割り当て手段が前記無線端末装置に対して前記無線リソースを割り当てる際の優先度は、現在時刻が前記送信開始期限を過ぎたことを契機として時間に対して矩形状に増加する値、あるいは、送信開始期限を含む期間において時間に対して線形あるいは非線形に増加する値をとる、
    請求項６に記載の基地局装置。
  8. 前記割り当て手段が前記無線端末装置に対して前記無線リソースを割り当てる際の優先度は、前記データを送信した前記アプリケーションに依存する値をとる、
    請求項６に記載の基地局装置。
  9. 前記割り当て手段は、前記第一の無線端末装置に対して前記無線リソースを割り当てた後、余っている前記無線リソースを前記第二の無線端末装置に対して割り当てる、
    請求項６に記載の基地局装置。
  10. 前記割り当て手段は、複数の前記無線端末装置のうち、前記送信完了期限と現在時刻との差分が小さい前記無線端末装置から優先して、あるいは前記差分が大きい前記無線端末装置から優先して、前記無線リソースを割り当てる、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基地局装置。
  11. 前記割り当て手段は、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎた前記データを受信する前記無線端末装置を、無線リソースの割り当て対象から除外し、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎた前記データを破棄する、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基地局装置。
  12. 前記割り当て手段は、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎており、かつ、合計サイズが所定値以上である前記データを受信する前記無線端末装置を、無線リソースの割り当て対象から除外し、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎており、かつ、合計サイズが前記所定値以上である前記データを破棄する、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基地局装置。
  13. 前記割り当て手段は、前記サーバ装置における前記アプリケーションの実行状態に応じて、前記無線リソースを割り当てる対象とする前記データを選択する、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の基地局装置。
  14. 前記アプリケーションに関する情報に基づいて、前記無線端末装置に対する前記送信完了期限を設定し、設定した前記送信完了期限を通知する設定手段を備える中継装置と、
    請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の基地局装置と、
    を有する無線通信制御システム。
  15. 前記設定手段は、前記アプリケーションごとのトラフィックの値によって示される前記アプリケーションに関する情報に基づいて、前記送信完了期限を設定する、
    請求項１４に記載の無線通信制御システム。
  16. 前記設定手段は、固定レートあるいは動的に変換するレートで前記データを受信した場合の総受信データサイズを基準として、前記送信完了期限を設定する、
    請求項１４または１５に記載の無線通信制御システム。
  17. 第一及び第二の前記基地局装置を有し、
    前記割り当て手段は、現在時刻が前記送信完了期限を過ぎた前記データを受信する前記無線端末装置を収容する前記第一の基地局装置を、前記第二の基地局装置に切り替えるように制御する、
    請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
  18. 前記設定手段は、前記送信完了期限を、前記データに含まれるパケットのヘッダ情報として、あるいは、前記基地局装置と前記中継装置とを通信可能に接続する専用インタフェースによって送受信される専用パケットに含まれる情報として、前記算出手段へ通知する、
    請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
  19. 前記設定手段は、前記中継装置と前記基地局装置との間の、通信制御の信号処理に関する同期関係に基づいて、前記送信完了期限を設定する、
    請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
  20. 前記設定手段は、前記中継装置と前記基地局装置との間における信号の伝送遅延時間に基づいて、前記送信完了期限を設定する、
    請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載の無線通信制御システム。
  21. 無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記無線端末装置に対する送信完了期限を前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定する設定手段と、
    前記無線端末装置に対する前記データの送信が前記送信完了期限までに完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出手段と、
    前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て手段と、
    を備える基地局装置。
  22. 第一の情報処理装置によって、
    無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記無線端末装置に対する送信完了期限を前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定し、
    第二の情報処理装置によって、
    前記無線端末装置に対する前記データの送信が前記送信完了期限までに完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出し、
    第三の情報処理装置によって、
    前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てるように基地局装置を制御する、
    無線通信制御方法。
  23. 無線端末装置からの要求に応じてサーバ装置が実行したアプリケーションによって、前記無線端末装置に対して送信されたデータを、無線リソースを使用して前記無線端末装置に送信する場合に、前記アプリケーションに関する情報に基づいて設定された前記無線端末装置に対する送信完了期限までに、前記無線端末装置に対する前記データの送信が完了可能となる、前記データの送信開始期限を算出する算出処理と、
    前記送信開始期限と現在時刻とに基づいて、前記無線端末装置に対して前記データを送信するのに必要な前記無線リソースを割り当てる割り当て処理と、
    をコンピュータに実行させるための基地局制御プログラムが格納された記録媒体。
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