WO2006088027A1

WO2006088027A1 - 無線基地局、制御装置及び無線通信方法

Info

Publication number: WO2006088027A1
Application number: PCT/JP2006/302555
Authority: WO
Inventors: Yoshiyasu Sato; Toshiteru Hayashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2006-08-24
Also published as: CN101120612A; JPWO2006088027A1; US20090207787A1; JP4732434B2

Abstract

　外部状況に対応した最適なスケジューリングを行う無線基地局。この無線基地局は、どのようなスケジューリングを行うかが指定されているスケジューリングテーブル（１２５）を有し、セル内環境判断部（１２２）が判断した外部情報（災害状況、交通状況、気象情報、イベント情報など）と要求比率判断部（１２３）からの要求パケット比率とを元にスケジューリングパターン選択部（１２４）がどのスケジューリング方法を使用するかを時間的に動的に変化させる。これにより、セル内におけるその時その時の状況に応じて最適なスケジューリングを行うことができる。

Description

明細書

無線基地局、制御装置及び無線通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、マルチメディアサービスを実現する無線基地局、制御装置及び無線通信方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、無線通信システムにおけるマルチメディアサービスの実現が要求されてきているので、今後は、アプリケーション毎に異なるサービス品質（Quality of Service 、以下「QoS」という）を意識した制御が必要不可欠と考えられる。この QoSで規定されるトラヒック特性やネットワークに対する要求条件等は、アプリケーションの種類によつて異なる。そのため、移動局が利用するアプリケーション毎の QoSに対する要求を満足させるために、 QoSを意識したネットワークの構築、制御技術が必須と考えられる。

[0003] また、今後のネットワーク形態は、送信側と受信側との間に介在する全ての経路上のプロトコルが IP (Internet Protocol)に統一化されると考えられる。そのため、従来では独自のネットワークを構築していた無線通信システムも、今後は IPをベースにしたものに変換されていく可能性が高い。 IPを用いたシステムでは、パケット通信を基本としている。

[0004] 以上のことから、無線通信システムにおいても、パケット通信における QoSに関する制御を取り入れていく必要がある。このとき、無線通信システムでは、伝搬路環境の変動や他の信号による干渉等の影響を受け、移動局における受信品質が絶えず変化する。そのため、有線の通信システムとは異なる特別の配慮が必要となる。このような背景を受けて無線通信システムにおける QoSに関する様々な制御技術が提案されている。同時に、 QoSを要求しない移動局のために、移動局間の公平性を考慮して送信順序を決定するスケジューリングを行う方法等も提案されている。

[0005] 例えば、特許文献 1では、無線通信システム内に様々なサービスレベルの移動局が混在する場合に、パケットの送信を適切に制御する目的で、パケットを、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと要求値を持たない相対保証型パケットとに分類し、分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケット毎にパケットの送信順序を制御する。そして、定量保証型パケットの要求値を満足させるように無線リソースを割り当てる方法が提案されて、る。

特許文献 1：特開 2004— 140604号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかし、特許文献 1が開示する技術では、セル内の個々のユーザの無線状況を考慮したスケジューリングが行えるのみで、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングはできな、。

[0007] また、特許文献 1が開示する技術では、定量保証レート内パケット→相対保証レート内パケット→定量保証レート外パケットの順で無線リソース割り当てを行っているので、相対保証レート内パケットを伝送しているときに、新規のユーザから定量保証レートのパケットを受けても無線リソースがこの新規ユーザにはすぐに割り当てられない。そのため、定量保証型パケット通信を要望するユーザに適切に対応することができない。

[0008] さらに、特許文献 1が開示する技術では、ノッファに定量保証型パケットと相対保証型パケットが存在していて空きがないときに、新規ユーザから定量保証型パケットが送られてきた場合には当該新規定量保証型パケットが破棄されてしまい、結果として、新規の定量保証よりも相対保証が優先されてしまうことになる。つまり、定量保証型ユーザをできるだけ増やしたいときに、無線リソース、ノッファ割り当てが最適に制御できない。

[0009] 本発明の目的は、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングを行うことができる無線基地局、制御装置及び無線通信方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明に係る無線基地局は、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型バケツトとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブル力も該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択手段にて選択されたスケジユーリングに基づき行うスケジューリング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段とを具備する構成を採る。

[0011] 本発明に係る制御装置は、複数の移動局とパケットを送受信する無線基地局を制御する制御装置であって、前記パケットを通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとに分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型バケツトとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブル力も該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択手段にて選択されたスケジユーリングに基づき行うスケジューリング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、を具備する構成を採る。

[0012] 本発明に係る無線通信方法は、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断工程と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断工程と、前記比率判断工程にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断ェ程にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルから、該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジユーリングパターン選択工程にて選択されたスケジューリングに基づき行う送信順序制御工程と、前記送信順序制御工程にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て工程と、を具備する方法を採る。

発明の効果

[0013] 本発明によれば、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングを行うことができる無線基地局、制御装置及び無線通信方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る無線通信システムの構成を示すブロック図

[図 2]図 1に示す無線基地局がコアネットワーク力到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャート

[図 3]図 1に示す無線基地局がコアネットワーク力到着した定量保証型パケットを優先してセル内に送信する場合の動作を説明するフローチャート

[図 4]本発明の実施の形態 2に係る無線通信システムの構成を示すブロック図

[図 5]本発明の実施の形態 3に係る無線通信システムの構成を示すブロック図

[図 6]図 5に示す無線基地局がコアネットワーク力到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャート

[図 7]本発明の実施の形態 4に係る無線通信システムの構成を示すブロック図 [図 8]従来の無線リソース割り当て方法 (その 1)を説明する図

[図 9]従来の無線リソース割り当て方法 (その 2)を説明する図

[図 10]本発明の実施の形態 5に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法 (その

1)を説明する図

[図 11]本発明の実施の形態 5に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法 (その

2)を説明する図

[図 12]本発明の実施の形態 5に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャート

[図 13]本発明の実施の形態 6に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャート

[図 14]本発明の実施の形態 7に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法 (その

1)を説明する図

[図 15]本発明の実施の形態 7に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法 (その

2)を説明する図

[図 16]本発明の実施の形態 7に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャート

[図 17]本発明の実施の形態 8に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法 (その

1)を説明する図

[図 18]本発明の実施の形態 8に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法 (その

2)を説明する図

[図 19]本発明の実施の形態 8に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法 (その

3)を説明する図

[図 20]本発明の実施の形態 9に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本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。

[0016] (実施の形態 1)

図 1は本発明の実施の形態 1に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図 1に示す無線通信システムは、無線基地局 101と、無線基地局 101のセルにおいて無線接続される複数の移動局 102と、無線基地局 101が有線接続されるコアネットワーク 103及び公衆ネットワーク 104とを備えている。

[0017] 無線基地局 101は、アンテナ 111と、送信部 112と、受信部 113と、受付制御部 11 4と、無線リソース割り当て処理部 115と、スケジューリング処理部 116と、パケット分類部 117と、ノッファ 118と、スケジューリング決定部 119とを備える。

[0018] スケジューリング決定部 119は、情報処理部 121と、セル内環境判断部 122と、要求比率判断部 123と、スケジューリングパターン選択部 124と、スケジューリングテーブル 125とを備えている。スケジューリングテーブル 125は、各種のスケジューリングノターンが予め設定されている。この設定は、設計段階において設定してもよいし、無線基地局 101から無線通信により入手してもよい。

[0019] 送信部 112は、アンテナ 111を介してセル内の移動局にパケットを送信する。送信部 112は、コアネットワーク 103から移動局宛てのパケットが無線基地局 101に到着すると、該当する移動局にパケットが到着したことを通知する。送信部 112は、無線リソース割り当て処理部 115から入力される無線リソースを割り当てられたパケットを該当する移動局に送信する。

[0020] 受信部 113は、アンテナ 111を介してセル内の移動局力のパケットを受信する。

セル内の移動局は、無線基地局 101から自移動局宛のパケットが到着したことの通知を受けると、通信品質に関する情報やパケットの送信順序を決定する際に無線基地局 101が利用するスケジューリング情報等の制御情報を無線基地局 101に送信する。受信部 113は、移動局 102から受信した制御情報をスケジューリング処理部 1 16やパケット分類部 117に与える。受信部 113は、移動局 102から新規の接続要求を受信すると、その受信した接続要求を受付制御部 114に与える。受付制御部 114 は、応答を作成して送信部 112に与え、移動局 102に送信させる。

[0021] ノッファ 118は、移動局に送信するパケットを保持する複数の送信バッファで構成される。ここでは、通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットを保持する 1 番カゝら n番までの定量保証型用の送信バッファと、通信品質に関する要求値を持たな、相対保証型パケットを保持する n+ 1番〜 N番までの相対保証型用の送信バッファとで構成されるとする。

[0022] パケット分類部 117は、コアネットワーク 103から移動局宛のパケットが無線基地局 101に到着すると、その到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し、それをバッファ 118の該当する送信バッファに保持させ、また、スケジュ一リング処理部 116と要求比率判断部 123とに与える。

[0023] スケジューリング処理部 116は、スケジューリングパターン選択部 124が選択したスケジユーリングパターンを用いて、ノッファ 118に保持されて、る分類後のパケットについて、パケット分類部 117が分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケット毎に送信順序を制御する。このとき、スケジューリング処理部 116は、無線リソース割り当て処理部 115から通知を受ける残無線リソース量に基づいて、無線リソースが残つて、る場合に次のパケットにつ、てのスケジューリングを行う。

[0024] 無線リソース割り当て処理部 115は、スケジューリング処理部 116が制御したバケツトの送信順序に従って、そのパケットに無線リソースを割り当てる。また、無線リソース割り当て処理部 115は、ノッファ 118からパケットを取り出して、無線リソースを割り当てる。無線リソース割り当て処理部 115は、無線リソースを使い切ってしまった場合には、無線リソースが残っていないことをスケジューリング処理部 116に通知する。そして、無線リソース割り当て処理部 115は、無線リソースを割り当てたパケットを送信部 1 12に与える。なお、無線リソース割り当て処理部 115は、無線リソースとして、例えば、周波数帯域、送信電力、タイムスロット等を割り当てる。

[0025] 一方、スケジューリング決定部 119では、情報処理部 121が、インターネットなどの公衆ネットワーク 104から外部状況 (例えば災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況など）を入手して把握し、その把握した外部状況をセル内環境判断部 122に与える。

[0026] セル内環境判断部 122は、情報処理部 121からの情報に基づきセル内の外部環境がどのレベルにあるかを判断し、それをスケジューリングパターン選択部 124に与える。判断内容としては、例えば、 "災害状報の有無とそのレベル""交通障害の有無とそのレベル""通信障害の有無とそのレベル""その他の障害の有無とそのレベル" である。 [0027] 要求比率判断部 123は、パケット分類部 117が分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケットのパケット量の比率と要求パケット総量とを判断し、それをスケジユーリングパターン選択部 124に与える。

[0028] スケジューリングパターン選択部 124は、要求比率判断部 123から入力する定量保証型パケット及び相対保証型パケットの比率及び要求パケット総量と、セル内環境判断部 122から入力するセル内の外部環境とに基づき、スケジューリングテーブル 125 に設定してある複数のスケジューリングパターン (スケジューリングパターン 1〜スケジユーリングパターン N)のうちどれを使用するかを判断し、選択したスケジューリングパターンをスケジューリング処理部 116に与える。

[0029] 以上は、無線基地局 101からセル内の移動局にパケットを送信する下り回線系での各要素の動作概要である。この明細書ではこの下り回線系での動作を取り上げて説明する。しかし、受信部 113は、移動局から受信したパケットをパケット分類部 117 に与え、また、移動局力も受信したパケットをコアネットワーク 103に送出することからも理解できるように、セル内の移動局から無線基地局 101にパケットを送信する上り回線系にお、ても、同様の動作が行われることは言うまでもな、。

[0030] 次に、図 1〜図 3を参照して、以上のように構成される無線基地局 101の動作について説明する。図 2は、図 1に示す無線基地局 101がコアネットワーク 103から到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャートである。図 3は、図 1に示す無線基地局 101がコアネットワーク 103から到着した定量保証型パケットを優先してセル内に送信する場合の動作を説明するフローチャートである

[0031] 図 2において、コアネットワーク 103から無線基地局 101に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類する (ステップ S 201)。次いで、分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットの到着パケット比率及びパケット要求量を算出する (ステップ S202)。比率算出処理 (ステップ S202)と並行して、分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ 118に挿入する (ステップ S203)。

[0032] また、到着パケットの分類処理 (ステップ S201)と並行して、セル内の状況把握を行う（ステップ S 204)。そして、把握したセル内状況と到着パケットの種類及び比率とに基づき到着パケット (分類した定量保証型パケット、相対保証型パケット）に対する最適なスケジューリングパターンをスケジューリングテーブル 125から選択する（ステツプ S205)。次いで、選択したスケジューリングパターンに基づいて到着パケットのスケジユーリングを行、 (ステップ S206)、当該パケット（図 2では相対保証型パケットを示す)への無線リソース割り当てを行う（ステップ S207)。その後、残無線リソースの有無を確認し (ステップ S 208)、残無線リソースが有れば (ステップ S208 : Yes)、ステップ S206に戻って再度パケットのスケジュ-リングを行い、残無線リソースが無ければ (ステツプ S208 : No)、処理を終了する。

[0033] 次に、定量保証型パケットを優先する場合について説明する。この場合には、図 3 に示すように、図 2に示したステップ S 206〜ステップ S 208の処理に代わって、ステツプ S 301〜ステップ S 306の処理が行われる。

[0034] 図 3において、選択したスケジューリングパターン (ステップ S 205)に基づき、まず、定量保証型パケットのスケジューリングを行い (ステップ S301)、定量保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う（ステップ S302)。そして、残無線リソースの有無を確認し (ステップ S303)、残無線リソースが無ければ (ステップ S303 : No)そのまま処理を終了する力残無線リソースが有れば (ステップ S303 : Yes)、次に相対保証型ノケットのスケジューリング (ステップ S304)を行、、その相対保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う (ステップ S305)。そして、再度、残無線リソースの有無を確認し (ステップ S306)、残無線リソースが無ければ (ステップ S306 : No)処理を終了するが、残無線リソースが有れば (ステップ S306 : Yes)、ステップ S301に戻って再度定量保証型パケットのスケジューリングを行う。

[0035] このように、本実施の形態 1によれば、どのようなスケジューリングを行うかが指定されているスケジューリングテーブルを有し、外部情報 (災害状況、交通状況、気象情報、イベント情報など）と要求パケット比率とを元に使用するスケジューリング方法を時間的に動的に変化させることができるので、セル内におけるその時その時の状況に応じて最適なスケジューリングを行うことができ、また定量保証型パケットの優先制御も外部情報に応じて適切に行うことができる。 [0036] (実施の形態 2)

図 4は本発明の実施の形態 2に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、図 4では、図 1 (実施の形態 1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態 2に関わる部分を中心に説明する。

[0037] 図 4に示すように、本実施の形態 2に係る無線通信システムは、図 1 (実施の形態 1) に示した無線基地局 101を、 RNC (Radio Network Controller:無線ネットヮークコントローラ） 401と無線基地局 402とに分け、双方をコアネットワーク 103に並列に接続し、また公衆ネットワーク 104は、コアネットワーク 103に接続されている。

[0038] RNC401は、図 1 (実施の形態 1)に示したスケジューリング決定部 119を備えている。また、無線基地局 402は、図 1 (実施の形態 1)に示したアンテナ 111と、送信部 1 12と、受信部 113と、受付制御部 114と、無線リソース割り当て処理部 115と、スケジユーリング処理部 116と、パケット分類部 117と、ノッファ 118とを備えている。

[0039] このように構成しても、実施の形態 1にて説明した動作（図 2、図 3)が同様に行われるので、実施の形態 1と同様の効果が得られる。

[0040] (実施の形態 3)

図 5は本発明の実施の形態 3に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、図 5では、図 1 (実施の形態 1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態 3に関わる部分を中心に説明する。

[0041] 図 5に示すように、本実施の形態 3に係る無線通信システムは、無線基地局 501と、無線基地局 501のセルにおいて無線接続される複数の移動局 102と、無線基地局 5 01が有線接続されるコアネットワーク 103とを備えている。

[0042] 無線基地局 501は、図 1 (実施の形態 1)に示した無線基地局 101におけるスケジュ一リング決定部 119に代えて、スケジューリング決定部 510が設けられている。スケジユーリング決定部 510は、図 1 (実施の形態 1)に示したスケジューリング決定部 119 において、情報処理部 121、セル内環境判断部 122及び要求比率判断部 123に代えて、タイマー部 511、データベース部 512、要求比率判断部 513及び比較検討部 514が設けられている。

[0043] 要求比率判断部 513は、図 1 (実施の形態 1)に示した要求比率判断部 123と同様に、パケット分類部 117が分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケットのパケット量の比率とパケット要求量とを判断する。判断結果は、タイマー部 511とデータベース部 512と比較検討部 514とに出力される。

[0044] タイマー部 511は、要求比率判断部 513が判断した時点の時刻を計時し、それをデータベース部 512と比較検討部 514とに出力する。

[0045] データベース部 512は、要求比率判断部 513が判断した比率及びパケット要求量とを保存するとともに、タイマー部 511にて把握した時刻を用いて、比率及びパケット要求量の週平均値や月平均値などの平均値を生成して保存する。

[0046] 比較検討部 514は、データベース部 512が保存する過去の履歴と、タイマー部 51 1が計時したパケット到着時点での要求比率判断部 513が判断したパケット要求量及び到着したパケットにおける定量保証型パケットと相対保証型パケットの要求比率とを比較して変化状況を把握し、それをスケジューリングパターン選択部 124に与える。比較検討部 514では、パケットが増す方向への一定時間以内に、一定値以上変化があった場合には、何力イベントなり災害なりが発生したと判断するようになっている。

[0047] 次に、図 5と図 6を参照して、以上のように構成される無線基地局 501の動作について説明する。図 6は、図 5に示す無線基地局 501がコアネットワーク力も到着したパケットをセル内に送信する場合の基本的な動作を説明するフローチャートである。

[0048] 図 6において、コアネットワーク 103から無線基地局 501に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットに分類する (ステップ S201)。次いで、分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットの到着パケット比率及び要求量を算出し、データベース部 512に保存する (ステップ S601)。比率算出保存処理 (ステップ S60 1)と並行して、定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ 118に挿入する（ステップ S 203)。

[0049] また、到着パケットの分類処理 (ステップ S201)と並行して、現時刻の把握 (ステツプ S602)を行う。そして、現時刻での到着パケット数、種類とデータ履歴との比較を行い、一定値以上の変化有無などを判断する (ステップ S603)。その判断結果と到着パケット数、種類とデータ履歴とに基づき到着パケット (分類した定量保証型バケツト、相対保証型パケット）に対する最適なスケジューリングパターンをスケジューリングテーブル 125から選択する（ステップ S205)。

[0050] 次、で、選択したスケジューリングパターンに基づ、て到着パケットのスケジユーリングを行、 (ステップ S 206)、当該パケット（図 6では定量保証型パケットを示す)への無線リソース割り当てを行う (ステップ S207)。その後、残無線リソースの有無を確認し (ステップ S208)、残無線リソースが有れば (ステップ S208 : Yes)、ステップ S206 に戻り再度パケットのスケジュ-リングを行い、残無線リソースが無ければ (ステップ S2 08 : No)、処理を終了する。

[0051] なお、図 5に示す無線基地局 501は、コアネットワーク力も到着した定量保証型パケットを優先してセル内に送信する場合の動作も、図 3に示した手順 (ステップ S301 〜ステップ S306)と同様の手順で実施することができる。

[0052] このように、本実施の形態 3によれば、移動局と無線基地局との同期有無とは無関係に時刻と要求定量保証型パケットと要求相対保証型パケットとの比率、要求バケツト総量を把握しておき、また、週平均、月平均値などを保持しておき、それと現時刻での要求定量保証型パケットと要求相対保証型パケットとの比率、要求パケット総量とを比較し、パケットが増す方向への一定時間以内に、一定値以上変化があった場合には、何力イベントなり災害なりが発生したと判断してスケジューリング方法を変えることがでさる。

[0053] 具体例としては、定量保証型パケットでもストリーミングゃ動画などの定量保証型パケットは受け付けな、が、音声通話の定量保証型パケットは受け付けるなど状況に応じたスケジューリングを行うことができる。これによつて、セル内におけるその時その時の状況に応じて最適なスケジューリングを行うことができる。

[0054] (実施の形態 4)

図 7は本発明の実施の形態 4に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。なお、図 7では、図 5 (実施の形態 3)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態 4に関わる部分を中心に説明する。

[0055] 図 7に示すように、本実施の形態 4に係る無線通信システムは、図 5 (実施の形態 3) に示した無線基地局 501を、 RNC (Radio Network Controller:無線ネットヮークコントローラ） 701と無線基地局 702とに分け、無線基地局 702は RNC701を介してコアネットワーク 103に接続される構成となっている。

[0056] RNC701は、図 5 (実施の形態 3)に示したスケジューリング決定部 510を備えている。また、無線基地局 702は、図 4 (実施の形態 2)に示した無線基地局 402と同様に、アンテナ 111と、送信部 112と、受信部 113と、受付制御部 114と、無線リソース割り当て処理部 115と、スケジューリング処理部 116と、パケット分類部 117と、バッファ 118とを備えている。

[0057] このように構成しても、実施の形態 3にて説明した動作（図 6)が同様に行われるので実施の形態 3と同様の効果が得られる。

[0058] ここで、以上説明した各実施の形態における無線基地局が備えるスケジューリング処理部 116及び無線リソース割り当て制御部 115の動作にっ、て、それを実施の形態と把握して以下に説明する。それらは、スケジューリングテーブル 125におけるスケジユーリングパターンの内容に対応するものである。

[0059] (実施の形態 5)

図 8〜図 12は、本発明の実施の形態 5に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明する図である。図 8と図 9は、従来例である特許文献 1に開示される無線リソース割り当て方法を説明する図である。図 10と図 11は、本発明の実施の形態 5に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図である。図 12は、本発明の実施の形態 5に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャートである。

[0060] 特許文献 1に開示される無線リソース割り当て方法では、コアネットワーク 103から到着した定量保証型パケット N (N= 1以上の自然数)、相対保証型パケット Nが同時にパケット分類部 117に到着した場合、図 8に示すように、全リソース 801において、定量保証型パケットと相対保証型パケットに交互に無線リソースが割り当てられ、若干の空きリソース 802が残る。そして、定量保証型パケットと相対保証型パケットとで無線リソースを使いきつてしまう場合は、例えば図 9に示すように、空きリソース 802が無くなる。

[0061] これに対して、本実施の形態 5では、図 10に示すように、定量保証型パケットと相対保証型パケットにリソースを割り当てた後に、空きリソース 1001の他に、予め設定した量の空きリソース: L002を確保することとする。これを確保できない場合は、新規の定量保証型パケット、相対保証型パケットには無線リソースは割り当てないこととする。

[0062] また、本実施の形態 5では、図 11に示すように、予め設定した量の空きリソース 110 1を確保し、それを挟んで両側に存在する無線リソースを、定量保証型パケット用 11 02と相対保証型パケット用 1103とに予め分類しておく。

[0063] このようにすれば、定量保証型パケットを優先した上で、緊急通報などの優先度の高い定量保証型パケットにも無線リソースを確保することができる。以下、図 12を参照して説明する。

[0064] 図 12において、コアネットワーク 103から無線基地局に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し (ステップ S1201)、その分類した定量保証型パケット及び相対保証型パケットをそれぞれバッファ 118に挿入する (ステップ S1202)。そして、まず、定量保証型パケットのスケジューリングを行い（ステップ S12 03)、定量保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う（ステップ S 1204)。

[0065] そして、予め決めてある空きリソースの確保が可能であるか否かを調べる（ステップ S1205) _o空きリソースの確保が不可能であれば (ステップ SI 205 : No)、ステップ SI 203に戻り、再度、定量保証型パケットのスケジューリングを行う。空きリソースの確保が可能であれば (ステップ S 1205 : Yes)、その空きリソースを確保し確保後の残無線リソースの有無を確認する（ステップ S 1206)。残無線リソースが無ければ (ステップ S 1206 :No)、そのまま処理を終了する力残無線リソースが有れば (ステップ S 1206 ： Yes)、次に相対保証型パケットのスケジュ-リング (ステップ S1207)と無線リソース割り当て (ステップ S 1208)とを行う。

[0066] そして、さらに残無線リソースの有無を調べる (ステップ S1209)。残無線リソースが有れば (ステップ S 1209 : Yes)、ステップ S 1203に戻り、定量保証型パケットのスケジユーリングを行う。残無線リソースが無ければ (ステップ S 1209： No)処理を終了する。

[0067] この実施の形態 5によれば、緊急通報などの優先度の高い定量保証型パケットの要求が発生したときに備えて、定量保証型の無線リソースをその時点で受け付けている要求量 (必要量） + α分だけ確保するので、定量保証型パケットの中でも優先度の高いパケットに対して確実に無線リソースを確保することができる。

[0068] (実施の形態 6)

図 13は、本発明の実施の形態 6に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャートである。本実施の形態 6では、新規の定量保証型パケット要求ユーザに適切に対応する方法が示されている。

[0069] 図 13において、コアネットワーク 103から無線基地局に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し (ステップ S1301)、その分類した定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ 118に挿入する (ステップ S1 302)。そして、定量保証型パケットのスケジューリングを行い（ステップ S 1303)、定量保証型パケットへの無線リソース割り当てを行う（ステップ S 1304)。

[0070] その後、予め決めてある空きリソースの確保が可能であるか否かを調べる（ステップ S1305) _o空きリソースの確保が不可能であれば (ステップ SI 305 : No)、ステップ SI 303に戻り、再度、定量保証型パケットのスケジューリングを行う。空きリソースの確保が可能であれば (ステップ S 1305 : Yes)、空きリソースを確保して確保後の残無線リソースの有無を確認する（ステップ S 1306)。残無線リソースが無ければ (ステップ S1 306 : No)、処理を終了する力残無線リソースが有れば (ステップ S 1306 : Yes)、相対保証型パケットのスケジューリング (ステップ S 1307)と無線リソース割り当て (ステツプ S 1308)とを行う。

[0071] そして、さらに残無線リソースの有無を調べる (ステップ S1309)。残無線リソースが有れば (ステップ S1309 :Yes)、ステップ S1301に戻り、新規ユーザのパケットを受け付けてパケットの分類など一連の動作を行う。残無線リソースが無ければ (ステップ S 1309 : No)、処理を終了する。なお、空きリソースの確保処理 (ステップ S 1305)は、本質的な処理ではなぐ必要に応じて採用するとよい。

[0072] 特許文献 1に開示される無線リソース割り当て方法では、定量保証レート内パケット →相対保証レート内パケット→定量保証レート外パケットの順で無線リソース割り当てを行って!/、るので、ユーザ数を増やすことできなかった。

[0073] これに対して、本実施の形態 6では、以上のように、無線リソースに余裕があるときには、新規の定量保証型パケット要求ユーザに割り当てることができる。したがって、音声通話に優先的に無線リソースを割り当てることができ、音声通話が可能なユーザ数を増加することができる。

[0074] (実施の形態 7)

図 14〜図 16は、本発明の実施の形態 7に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明する図である。図 14と図 15は、本発明の実施の形態 7に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図である。図 16は、本発明の実施の形態 7に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明するフローチャートである。

[0075] 図 14と図 15は、コアネットワーク 103から 11個の定量保証型パケットが連続して送られてきた場合のバッファ 118の格納状態 (割り当て状態）を示している。ここで、定量保証型パケット 1と定量保証型パケット 2は音声通話パケットであり、定量保証型パケット 3は音声通話以外の例えばストリーミングパケットであり、定量保証型パケット 4 〜定量保証型パケット 11は音声通話パケットであるとする。

[0076] この場合、単にパケットの到着順序のみを考慮して無線リソースの割り当てを行うとすると、コアネットワーク 103から送られてきたパケットを到着順にバッファ 118に格納することになるので、図 14に示すように、バッファ 118には、僅かの空きバッファ 1401 を残して定量保証型パケット 1〜定量保証型パケット 9までが順に格納される。つまり、先着 9人のユーザに無線リソースを割り当てることになり、音声通話を希望する 2人のユーザには無線リソースを割り当てることができな、。

[0077] これでは災害発生時など音声通話が必要になる外部状況に対応できない。そこで、定量保証型パケットに関しても優先順位付けを行い、音声通話を希望するユーザの人数が増やせるようにする。上記の例で言えば、定量保証型パケット 1〜2、 4〜11 を定量保証型パケット 3よりも優先する。その結果、図 15に示すように、ノッファ 118 には、僅かの空きバッファ 1501を残して定量保証型パケット 1〜2、 4〜： L 1までを順に格納することができ、音声通話を希望する 10人のユーザ全員に無線リソースを割り当てることができる。以下、図 16を参照して説明する。

[0078] 図 16において、コアネットワーク 103から無線基地局に到着したパケットを定量保証型パケットと相対保証型パケットとに分類し (ステップ S1601)、その分類された定量保証型パケットについて優先順位付けを行う（ステップ S1602)。その後、分類された定量保証型パケット、相対保証型パケットをそれぞれバッファ 118に挿入する (ステップ S 1603)。そして、定量保証型パケットのスケジューリングを行い (ステップ S 160 4)、定量保証型パケットへのリソース割り当てを行う（ステップ S1605)。

[0079] 次いで、残無線リソースの有無を確認する（S1606)。残無線リソースが無ければ（ステップ S1606 :No)そのまま処理を終了する力残無線リソースが有れば (ステップ S 1606 : Yes)、相対保証型パケットのスケジューリング (ステップ SI 607)と無線リソース割り当て（ステップ S1608)とを行う。

[0080] その後、さらに残無線リソースの有無を確認する（ステップ S1609)。残無線リソースが有れば (ステップ S1609 :Yes)、ステップ S1602に戻り、再度、定量保証型バケツトの優先順位を行う。残無線リソースが無ければ (ステップ S1609 :No)処理を終了する。

[0081] この実施の形態 7によれば、定量保証型パケットに関しても、音声通話か動画かストリーミングかの内容によって重み付けを行った無線リソース割り当てを行うことができるので、音声通話に優先的に無線リソースを割り当てることができる。したがって、音声通話が可能なユーザ数を増加することができ、災害発生時など音声通話が必要になる外部状況に適切に対応することができるようになる。

[0082] (実施の形態 8)

図 17〜図 19は、本発明の実施の形態 8に係る無線基地局でのスケジューリング処理及び無線リソース割り当て制御を説明する図である。本実施の形態 8では、新規の定量保証型パケットをバッファ 118に格納して無線リソースを割り当てる方法について説明する。

[0083] 図 17に示すように、ノッファ 118として、通常使用しているバッファ 1701に対する予備バッファ 1702を用意する。通常使用バッファ 1701は、定量保証型パケット 170 3用のバッファと相対保証型パケット 1704用のバッファとに分かれて、る。

[0084] コアネットワーク 103から新規の定量保証型パケットが到着した場合、図 18に示すように、通常使用バッファ 1701から相対保証型パケット 1704をー且予備バッファ 17 02に移し替え、通常使用バッファ 1701内に空きバッファ 1801を形成する。

[0085] そして、図 19に示すように、通常使用バッファ 1701内に形成した空きバッファ 180 1に、コアネットワーク 103から到着した新規の定量保証型パケット 1901を格納する。したがって、空きバッファ 1801は、新規の定量保証型パケット 1901分を引いた残りの空きバッファ 1902となる。

[0086] この実施の形態 8によれば、通常使用バッファに対する予備バッファを用意しておき、新規の定量保証型パケットが到着したとき、通常使用しているバッファ内に存在して、る相対保証型パケットを予備バッファに一時的に移動させて、空、て、る無線リソースに新規に受け付けしたユーザの定量保証型パケットを割り当てるようにしたので、 110番などの緊急通報時に対応できるようになる。これによつて、定量保証型パケットの中でも優先度の高いパケットに対して確実にリソースを確保することができる。

[0087] (実施の形態 9)

図 20は、本発明の実施の形態 9に係る無線基地局での無線リソース割り当て方法を説明する図である。本実施の形態 9では、図 20に示すように、要求比率判断部 12 3, 513が判断した比率に基づいて、無線リソースまたはバッファ 118または通常使用バッファ 1701または予備バッファ 1702を、定量保証型パケット 2001用と相対保証型パケット 2002用とに配分するようにして、る。

[0088] なお、この場合、バッファ 118または通常使用バッファ 1701または予備バッファ 17 02では、オーバーフローした場合には、それ以上のパケット受付を行わないことにしている。

[0089] この実施の形態 9によれば、無線リソースまたはノッファまたは予備バッファの管理が容易になる。特に、定量保証型パケット及び相対保証型パケットが無線基地局に集中して無線リソースをオーバーした場合は、定量保証型パケット及び相対保証型パケットに対して平等に通信機会を割り当てることが可能となる。

[0090] 本明糸田書 ίま、 2005年 2月 16日出願の特願 2005— 039261に基づく。この内容【ますべてここに含めておく。

産業上の利用可能性

本発明に係る無線基地局、制御装置及び無線通信システムは、セル内の災害状況、イベント情報、交通状況、気象状況などの外部状況に対応したスケジューリングを行、、定量保証型パケット通信を要望する新規ユーザに適切に対応できるようにし、定量保証型ユーザをできるだけ増やしたいときに、無線リソース、バッファ割り当てを最適に制御するのに有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブル力も該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジュ一リングパターン選択手段にて選択されたスケジューリングに基づき行うスケジユーリング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、を具備する無線基地局。

[2] 前記スケジューリング処理手段が定量保証型パケットと相対保証型パケットとを交互に送信するスケジューリングを行う場合に、前記無線リソース割り当て手段は、定量保証型パケットと相対保証型パケットとの無線リソースを割り当てた後に一定量の空きリソースを確保するように努め、前記一定量の空きリソースが確保できなヽ場合は新規パケットへの無線リソース割り当てを行わな、請求項 1に記載の無線基地局。

[3] 前記スケジューリング処理手段が一定量の空きリソースを挟んで定量保証型バケツトと相対保証型パケットとをまとめて送信するスケジューリングを行う場合に、前記無線リソース割り当て手段は、定量保証型パケットと相対保証型パケットとで無線リソースを予め分類して割り当てる請求項 1に記載の無線基地局。

[4] 前記スケジューリング処理手段及び前記無線リソース割り当て手段は、まず、定量保証型パケットにつ、てスケジューリング及び無線リソース割り当てを行、、空きリソースが存在するときに相対保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行う請求項 1に記載の無線基地局。

[5] 前記スケジューリング処理手段は、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットにつ、て優先付けを行、、前記スケジューリング処理手段及び前記無線リソース割り当て手段は、まず、定量保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行い、空きリソースが存在するときに相対保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行い、その後空きリソースが存在するときは再度定量保証型パケットについてスケジューリング及び無線リソース割り当てを行う請求項 1に記載の無線基地局。

[6] 定量保証型パケット用と相対保証型パケット用とに通常使用している通常使用バッファに対して予備バッファを具備し、前記スケジューリング処理手段は、新規の定量保証型パケットが到着したときは、前記通常使用バッファから相対保証型パケットを前記予備バッファに移し替えてできた空きバッファに前記新規の定量保証型パケットを格納し、前記無線リソース割り当て手段は、前記通常使用バッファに格納された新規の定量保証型パケットに無線リソース割り当てを行う請求項 1に記載の無線基地局

[7] 前記スケジューリング処理手段及び前記無線リソース割り当て手段は、無線リソースまたはバッファを、前記バッファに対して予備バッファを備える場合はその予備バッファを、前記比率判断手段にて判断された要求ユーザ数の比率に応じて定量保証型パケットと相対保証型パケットとを分配して使用する請求項 1に記載の無線基地局。

[8] 複数の移動局とパケットを送受信する無線基地局を制御する制御装置であって、前記パケットを通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たな!ヽ相対保証型パケットとに分類するパケット分類手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求バケツト総量を判断する比率判断手段と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断手段と、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルと、前記比率判断手段にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断手段にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、前記スケジューリングテーブル力も該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択手段と、前記パケット分類手段にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジユーリングパターン選択手段にて選択されたスケジューリングに基づき行うスケジュ一リング処理手段と、前記スケジューリング処理手段にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て手段と、を具備する制御装置。

通信品質に関する要求値を持つ定量保証型パケットと前記要求値を持たない相対保証型パケットとにパケットを分類するパケット分類工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの比率及び要求パケット総量を判断する比率判断工程と、公衆ネットワークから取得した外部情報に基づきセル内の環境を判断するセル内環境判断工程と、前記比率判断工程にて判断された比率及び要求パケット総量と前記セル内環境判断工程にて判断されたセル内の外部状況とに基づき、各種のスケジューリングパターンが予め設定されるスケジューリングテーブルから、該当するスケジューリングパターンを取り出すスケジューリングパターン選択工程と、前記パケット分類工程にて分類された定量保証型パケットと相対保証型パケットとの送信順序のスケジューリングをスケジューリングパターン選択工程にて選択されたスケジューリングに基づき行う送信順序制御工程と、前記送信順序制御工程にてスケジューリングされた定量保証型パケットと相対保証型パケットとに無線リソースの割り当てを行う無線リソース割り当て工程と、を具備する無線通信方法。