JP2003009223A - スロット割り当てアルゴリズム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャネルコンディションの良くないアクセス
端末ＡＴへも最低限のデータ転送サービスを保証するス
ケジューリングアルゴリズムを提供する。 【解決手段】 データを要求している複数のＡＴは、チ
ャネルコンディションによって、いくつかの数（Ｎｇ
１）のＡＴグループに分けられる。また、タイムスロッ
トからなる連続するシーケンスが、ＴＤＭＡチャネル上
で定義され、（Ｎｇ２）個のスロットグループに分割さ
れる。ここで、Ｎｇ２はＮｇ１より大きな数である。概
して、本発明によるスロット割り当ては２段階よりな
る。第１は、シーケンス内において、良いチャネルコン
ディションのＡＴグループに多くのスロットグループ
が、そして各ＡＴグループに少なくとも１つのスロット
グループが割り当てられる。第２は、各ＡＴグループに
割り当てられたタイムスロットが、グループ内の各ＡＴ
に割り当てられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線デジタル通信
システムの分野に関し、とりわけ、適応変調−符号化方
式に対応している無線デジタル通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】セルラ方式の様な無線通信システムは、
送信側と受信側との間においてデータを伝送するため
に、変調された無線周波数（ＲＦ）による無線リンクを
使用する。無線周波数帯は限られた資源であるので、利
用可能な無線周波数帯の利用効率を上げる為に、様々な
信号処理技術が開発されている。そのような信号処理技
術の１つに、米国電気通信工業会（telecommunication
industry association（ＴＩＡ））によって公表された
ＩＳ−９５がある。セルラ方式通信システムで主に使わ
れるＩＳ−９５規格では、符号分割多重アクセス（ＣＤ
ＭＡ）を使って、多数の通信が同時に同じ帯域をおいて
行なわれる。ＩＳ−９５規格に従って、音声コーダー用
に最大データレート９．６ｋｂｐｓか１４．１ｋｂｐｓ
で、またデータ通信用に最大データレート６４ｋｂｐｓ
で、無線周波数上においてデータが伝送される。これ
は、データレートの組からどの組が選ばれたかによって
違う。もし一般的な通信がデジタル化された音声かファ
クシミリの様な低いレートのデジタルデータの送信であ
るなら、ＩＳ−９５に明記されているデータレートは、
無線セルラ方式電話システムに最適である。

【０００３】世界的なデータネットワーク標準化の為の
認知された機関であるインターネット協会の国際電気通
信連合（International Telecommunication Union (Ｉ
ＴＵ)）は最近、国際移動体通信２０００規格(ＩＭＴ−
２０００)を公表した。この規格は、いわゆる第３世代
とそれ以降（すなわち第３．５世代、第４世代）のデー
タネットワークを提案していて、このデータネットワー
クには、セルラ方式電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハ
ンドヘルドコンピュータなどの無線式、移動体端末によ
る広範囲にわたるモバイルアクセスが含まれている。
（http://www.itu.int参照）。ＩＭＴ−２０００規格
は、第３世代と以降の世代の無線アクセス方法として、
ワイドバンド直接拡散符号分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤ
ＭＡ）を採用している。また、無線通信が行われる環境
によるが、最大データレートを、乗車中に１４４ｋｂｐ
ｓ、歩行中に３８４ｋｂｐｓ、そしてほぼ固定なら２Ｍ
ｂｐｓを要求している。このように、ＩＭＴ−２０００
規格による通信ネットワークにおいては、マルチメディ
ア通信サービスの様な高速データ伝送速度を必要とする
通信サービスが無線リンク上において実現可能である。

【０００４】情報科学技術とインターネットの最近の驚
くべき発展により、高速無線インターネット技術が要求
されるようになり、また実際、無線データサービスの為
の様々なデータ送信技術の発展が促進された。その様な
技術の１つが、適応データレート方式である。適応デー
タレート方式においては、受信側の無線リンクコンディ
ションにより、データレートが適応的に変化させられ
る。無線インターネットにおける重要な条件の１つは、
あるセルまたはセクタにおいて、データスループットを
最大化させることである。適応データレート方式では、
ある無線リンクコンディションの時に受信機が受けるこ
との出来る最大のデータレートで複数のデータ受信機に
同時にサービスを提供することにより、データスループ
ットを平均して最適化する。

【０００５】適応データレート方式は、多くの点で特異
な技術である。データサービスに特有な性質、つまりト
ラフィックの非対称性と遅延がかなり許容される等の性
質を認識した上で、適応データレート方式は、データサ
ービスを音声サービスから分離している。双方向の音声
通信は、下り方向（順方向リンク）と上り方向（逆方向
リンク）のトラフィックに関して厳しく対称性を要求
し、さらに遅延に対して敏感である。例えば、約１００
ｍｓの遅延は許容範囲外であり、音声が聞き取りにくく
なってしまう。また、高品質な音声サービスにも、それ
ほど高くないデータレートで十分である。一方、データ
サービスは、下り方向トラフィックが多く、上り方向ト
ラフィックが少なく、更に、遅延をかなり許容する特徴
がある。例えば、１Ｍｂｐｓでの高速データダウンロー
ドにおいては、１００ｍｓは１００ｋｂつまり１２．５
キロバイトを意味している。そして、数秒の遅延もほと
んど知覚できない。音声とデータサービスの分離は、物
理層の設計の複雑さを減少させる。それはつまり音声と
データのどっちが優先権が高いかを決める様な、難しい
システム上の負荷分散処理の必要をなくすからである。

【０００６】異なったデータレートで同時に複数の受信
機にサービスを提供するために、適応データレート方式
は、普通には時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）方式に実
装されている。ＴＤＭＡでは、使用される周波数帯は、
１つ又は複数の無線周波数チャネル（フレームと呼ばれ
る）に細分化される。フレームは、多数の物理チャネル
（タイムスロットと呼ばれる）に更に分割される。適応
データレート方式は、各スロットでデータレートの制御
が可能であるというＴＤＭＡチャネルの性質を利用して
いる。適応データレート方式を実装するには、無線周波
数チャネルのコンディションの計測と、無線チャネルが
受け入れることの出来る最大のデータレートの決定とが
必要である。このことと他の目的の為に、最低１つのパ
イロットバーストが各タイムスロットに挿入される。各
タイムスロットの最初のパイロットバーストを受信する
とすぐに、受信機は下り方向のチャネルコンディション
を概算して、その概算したチャネルコンディションで、
低エラーレートを維持しながら達成できる最大のデータ
レートを計算する。受信機は、それから計算されたデー
タレートを送信側に報告する。報告されたデータレート
を使って受信機にデータを送信するために、送信側は、
その報告されたデータレートとを達成できる変調方法と
符号化レートを選択する。

【０００７】複数の受信機がデータを要求している時、
送信側は、受信機がサービスを受ける順番を決めるスケ
ジューリング機能（スケジューラー）を有する必要があ
る。様々なスケジューリングアルゴリズムが提案されて
きていて、また使われている。しかしながら、標準化さ
れたアルゴリズムはまだない。基本的に、これら今まで
のアルゴリズムは、同じ目的を達成しようとしている。
つまり平均データスループットを最大化するという目的
である。この目的を達成するため、これらのアルゴリズ
ムは、より良いチャネルコンディションにある受信機を
有利に取り扱うように設計されている。このように、こ
れら従来のアルゴリズムでは、良いチャネルコンディシ
ョンにある受信機が最初にサービスを受けて、チャネル
コンディションの良くない受信機があとにサービスを受
ける。また、受信機にサービスを提供している時に、も
しその受信機のチャネルコンディションが悪化したら、
従来のアルゴリズムのうちいくつかには、平均データス
ループットを上げる為に、その受信機にサービスを提供
するのを止めて、チャネルコンディションのよい他の受
信機にサービスを提供し始めるものもある。図１は、適
応データレート方式の実施の様子を示している図であ
る。図１において、アクセスポイント（ＡＰ）１は、ア
クセス端末（ＡＴ）２、３、４に送信する３セットのデ
ータを有している。ＡＴ２〜４は、受信したパイロット
バーストに基いてそれぞれの無線周波数（ＲＦ）チャネ
ルのコンディションを既に計測していて、それぞれが受
けることの出来るデータレートをＡＰ１に送信する。こ
れら端末の中でＡＴ２が最良のチャネルコンディション
で、ＡＴ３が次で、ＡＴ４が最悪であると仮定する。す
ると、これら端末の中でＡＴ２が最大のデータレートで
要求をしてきて、ＡＴ３が少し低いデータレートで要求
をしてきて、ＡＴ４が最低のデータレートで要求してく
る。上述の従来のスケジューリング技術によれば、図１
に示される様に、ＡＴ２が最初にサービスを受けて、Ａ
Ｔ３が次で、ＡＴ４が最後にサービスを受ける。

【０００８】他の従来のスケジューリングアルゴリズム
では、チャネルコンディションがごく最近改善されたＡ
Ｔに有利にサービスを提供するように設計されている。
これらのアルゴリズムにおいては、チャネルコンディシ
ョンの低下は一時的であるとみなされ、チャネルコンデ
ィションが回復するまで、チャネルコンディションが低
下したＡＴへのサービスの停止される。より詳細には、
これらのアルゴリズムでは、もっとも高いＤＲＣ／Ｒの
値を有するＡＴにデータが送信される。ここで、ＤＲＣ
とは、あるスロットでＡＴにより要求されたデータレー
トであり、Ｒは、ＡＴが受信する平均レートである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、当業者
には、上述の従来技術によるスケジューリングアルゴリ
ズムは、チャネルコンディションの悪いＡＴに対して不
公平であることが明らかである。もし比較的少ない数の
ＡＴがデータを要求しているのなら、うまくいくであろ
うが、数多くのＡＴが頻繁にデータを要求している状況
では、これらのアルゴリズムによると、良いチャネルコ
ンディションのＡＴにデータを送る処理に忙しくなり、
チャネルコンディションの悪いＡＴはコンディションが
回復するまで、サービスを受けることなくおかれること
になる。言い換えれば、多くのＡＴが頻繁にデータを要
求している状況では、これらのアルゴリズムはサービス
に差を付けて、ＡＴはチャネルコンディションの良いと
きのみサービスを受けることになる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、チャネルコン
ディションの良くないＡＴにも最低限のデータ伝送サー
ビスを保証するスケジューリングアルゴリズムを提供す
る。本発明によれば、データを要求しているＡＴはチャ
ネルコンディションによりいくつかのＡＴグループに分
割される。また、ＴＤＭＡチャネル上にタイムスロット
からなる連続するシーケンスが定義され、このシーケン
スはいくつかのスロットグループに分割される。このス
ロットグループの数は、ＡＴグループの数より多い。本
発明のスロット割り当ては２段階よりなる。第１は、シ
ーケンス内において、良いチャネルコンディションのＡ
Ｔグループに多くのスロットグループが割り当てられ
る。第２は、各ＡＴグループに割り当てられたタイムス
ロットが、グループ内の各ＡＴに割り当てられる。

【００１１】さらに具体的に説明をすると、本発明で
は、各受信機のチャネルコンディションが最初に計測さ
れる。それから、チャネルコンディションに基づいて、
受信機が受信機グループに分けられる。チャネルはスロ
ットからなる連続するシーケンスに分割される。そし
て、各シーケンスがスロットグループに分割される。こ
のスロットグループが受信機グループに割り当てられ
る。チャネルコンディションの良い受信機を有する受信
機グループにより多くのスロットグループが割り当てら
れる。グループ内のチャネルコンディションの良い受信
機には、グループに割り当てられたスロットグループの
多くが割り当てられても良い。

【００１２】１つのグループ内の受信機の数を、所定の
数に制限しても良い。グループ内の受信機の数を一定に
保つために、グループ内の受信機の数が変化するような
場合、グループを決定しているチャネルコンディション
の閾値レベルのうち上側と下側の少なくとも１つを変更
させても良い。グループ内の受信機へのサービスレベル
を保証するため、グループ内の受信機の増減に応じて、
グループに割り当るスロットの数を変更しても良い。チ
ャネルコンディションは、送信側から送信されるパイロ
ットシンボルを使い受信側で計測しても良い。あるい
は、チャネルコンディションは、受信側から送信側に送
信されるデータを使い送信側が計測しても良い。本発明
は、受信機のチャネルコンディションにより受信機のデ
ータレートを適宜変化させる適応データレート方式に応
用されうる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明による好ましい実施形態
を、以下に図を参照しながら説明する。以下の説明にお
いて、同じ部材には同じ参照番号が付けられている。ま
た、ここで説明される好ましい実施形態は、例示を目的
とするものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。

【００１４】図２は、本発明が適用される第３世代の無
線移動体ＩＰネットワーク１００を例示的に示している
図である。ネットワーク１００は、インターネット１１
０を有している。サーバ１２０は、ルータ１３０を介し
てインターネットにつながっている。基地局（ＢＴＳ）
すなわちアクセスポイントＡＰ１４０も、ルータ１３１
を介してインターネットにつながっている。ＡＰ１４０
は、多数のアクセス端末（ＡＴ）１５０にサービスを提
供する。本願では、ＡＴ１５０の各々は、サーバ１２０
にアクセスして、ルータ１３０、インターネット１１
０、ルータ１３１、ＡＰ１４０という経路で要求したデ
ータを受け取る。ＡＴ１５０とＡＰ１４０は、ＴＤＭ
Ａ、ＣＤＭＡ、Ｗ−ＣＤＭＡや他の既知の無線デジタル
データ通信技術を用いて無線により通信を行なう。ＴＤ
ＭＡ、ＣＤＭＡ、Ｗ−ＣＤＭＡや他の無線デジタルデー
タ通信技術は標準化されたものである。本発明の理解と
評価を行なうのに、これらの技術の詳細な説明は必要な
いので、省略する。言うまでもないが、サーバ１２０、
ルータ１３０、１３１、ＡＰ１４０の他に、図２に示さ
れていない多数のサーバ、ルータ、ＡＰがインターネッ
ト１１０に接続されている。

【００１５】ネットワーク１００は、インターネットの
アドレスとルーティングのプロトコルに対応している。
これらインターネットのプロトコルにより、ネットワー
ク上のＡＴ、ＡＰ、サーバ、ルータは、ＩＰアドレスと
呼ばれる固有なアドレスを持っている。ネットワーク上
でデジタルデータ通信を行なうために、送信者すなわち
送信元のノードはデータを分割しＩＰパケットにして送
信する。ＩＰパケットには、送信元ノードとあて先のノ
ードのＩＰアドレスやプロトコルで規定されている他の
情報などの通信制御データ、それにあて先ノードに送る
データが含まれている。伝送されるデータの量や他の理
由によって、一回のデータ通信で複数のパケットが作ら
れて送信されうる。送信元のノードは各々のパケットを
別々に送信して、パケットはネットワーク上の中継ルー
タを経由して送信元からあて先のノードに送られる。パ
ケットは必ずしも同じ経路を通る必要も、同時に着く必
要もない。これは、パケット化のさいに各パケットに順
序識別子を与えられているからである。パケットが順序
どおりでなく異なる時間に異なった順序で着いたとして
も、順序識別子により、あて先ノードにおいて、元の順
序どおりにパケットを再構成出来る。これにより、パケ
ットから元のデータを得る事が出来る。

【００１６】データネットワーク１００は、無線移動体
アクセスネットワークの為のＩＴＵによるＩＭＴ−２０
００規格と仕様に準拠していると仮定する。提案された
第３世代以降のネットワークは、ＩＰに基いたデータ通
信に対応している。すなわち、全てのデータは、インタ
ーネットのアドレスとルーティングのプロトコルに従っ
て、ＩＰパケット内にデジタルデータの形で、端末間を
伝送する。また、提案されている第３世代以降の無線ネ
ットワークにおいては、アクセス端末は、ネットワーク
に接続した状態でインターネットを介してサーバとデー
タ通信をしたまま、ネットワーク内を自由に動き回るこ
とができる。アクセス端末１５０の移動性をサポートす
る為に、データネットワーク１００は、ＩＥＴＦ（Inte
rnet Engineering Task Force）提案のモバイルＩＰバ
ージョン４（ＩＰｖ４）やモバイルＩＰバージョン６
（ＩＰｖ６）のようなモバイル規格のモバイルＩＰに対
応している。

【００１７】図３は、ＡＰ１４０とＡＴ１５０の構成を
示すブロックダイアグラムである。ＡＰ１４０は、イン
ターネットからパケットの形でデータを受信してデータ
バッファ１４１に格納する。データバッファ１４１は、
データを要求してきている複数のＡＴ１５０のために同
時に複数セットのデータを格納できる。本発明のスケジ
ューリングアルゴリズムを実施するＡＰコントローラー
１４３による制御に基いて、これらのデータは選択され
て符号化器１４２に供給される。符号化器１４２は、デ
ータバッファ１４１から供給されるデータに誤り訂正符
号化を行なう。本実施形態では、符号化器１４２が使う
誤り訂正符号化方式は、ターボ符号（並列連接畳み込み
符号）である。しかし、直列連接畳み込み符号のような
他の畳み込み符号を使うことも出来る。畳み込み符号
は、普通２つのパラメータ、符号化レートＲと拘束長Ｋ
とを使って表される。符号化レートＲは、ある符号化サ
イクルにおいて、符号化器に入るデータの長さの符号化
器から出てくる符号化されたデータの長さに対する比と
して表される。拘束長Ｋは、畳み込み符号化器の長さ、
すなわち、出力シンボルを生成する組み合わせ論理回路
に何Ｋビットまで送り込めるかを示している。畳み込み
符号の目的は、チャネル上を伝送するデータに注意深く
設計された冗長な情報を付加することにより、チャネル
容量の増大を図ることである。よって、符号化レートＲ
が小さくなるほど、データにより多くの冗長な情報が付
けられ、伝送エラーを引き起こす伝送中のチャネルフェ
ージングや他の障害により強くなる。本実施形態では、
符号化器１４２は、符号化レート３分の１か３分の２か
で、ターボ符号化を行なう。なお、この符号化レート
は、例であって、ターボ符号化は他のレートで行なわれ
ても良い。また、本実施形態では、拘束長Ｋは４であっ
たが、言うまでも無く他の数でも良い。

【００１８】符号化されたデータは、次に変調器１４４
に入力される。この変調器は、３つの変調方法を使い、
符号化器１４２からの符号化データを変調する。すなわ
ち、４相位相変調ＱＰＳＫ、８相位相変調８ＰＳＫ、そ
して、１６直交振幅変調１６ＱＡＭである。理論的に言
って、信号エネルギー対ノイズ比（Ｅ／Ｎ）が十分高い
場合、８ＰＳＫのスペクトル効率はＱＰＳＫの１．５倍
高く、１６ＱＡＭはＱＰＳＫの２倍スペクトル効率が高
い。しかし、ビットエラー率（ＢＥＲ）に関しては、順
序は逆転する。すなわち、１６ＱＡＭが、伝送エラーに
一番弱く、ＱＰＳＫが一番強い。実際、同じＢＥＲを保
つには、１６ＱＡＭはＱＰＳＫに対し少なくとも２ｄｂ
高い最小Ｅ／Ｎが必要であり、８ＰＳＫはＱＰＳＫに対
し少なくとも１ｄｂ高い最小Ｅ／Ｎが必要である。

【００１９】符号化レートと変調方式の異なった組み合
わせにより、様々なデータレートを実現できる。次の表
１は、これらの組み合わせとそのデータレートを示して
いる。なお、この表１に示される最大データレートは、
データチャネルにＭＡＣ（Medium Access Control）チ
ャネルの１つを使って達成される。

【００２０】

【表１】

【００２１】変調されたデータは、インターリーバ１４
５でインターリーブが行なわれ、そしてパンクチュアリ
ング器１４６でパンクチュアリングが行なわれ、そして
多重化器（ＭＵＸ）に送られて、パイロットシンボルと
多重化される。パイロットシンボルと時間多重されたデ
ータは、送信機１４８に供給され、下りチャネルでＡＴ
に無線で送られる。インターリーバ１４５、パンクチュ
アリング器１４６、ＭＵＸ１４７、そして送信機１４８
の構成、配置、機能は従来の物と同じで標準的なもので
ある。よって、本発明の完全な理解と評価の為には、こ
れらの詳細な説明は必要ないので、省略する。

【００２２】送信機１４８は、時分割多重アクセス（Ｔ
ＤＭＡ）を、主な通信アクセス方法として使用する。時
間領域において、ＴＤＭＡチャネルは、複数のタイムス
ロットを持つフレーム列に分割される。１つのＴＤＭＡ
チャネルは、タイムスロットに割り当てられた複数のＡ
Ｔによって時分割共有される。ＴＤＭＡ方式において
は、各タイムスロットで異なったデータレートでデータ
を送信することが出来る。図４は、送信機１４８が使う
下りチャネルを図で表したものであり、チャネル上のＴ
ＤＭＡフレームを表している。図４にあるように、１つ
のフレームには、多数のタイムスロットとその間に挟ま
った２つのパイロットシンボルが含まれている。そし
て、タイムスロットは、２０４８チップすなわち１．６
６７ｍｓの長さがある。送るべきデータが無い時は、Ａ
Ｐ１４０は下り方向チャネルにパイロットシンボルと定
期的に制御情報だけを送る。

【００２３】一方、ＡＴ１５０において、データとパイ
ロットシンボルは受信機１５１で受信され、多重分離装
置１５２に供給され、多重分離装置１５２においてデー
タとパイロットシンボルが分離される。次に、ＡＰ１４
０から報告された符号化レートと変調方式を使って、デ
ータは、パンクチュアリング回復器１５３とデインター
リーバ１５４と復調器１５５と復号器１５６とによって
元の形へと復元される。パンクチュアリング回復器１５
３とデインターリーバ１５４と復調器１５５と復号器１
５６の構成、配置、機能は従来のものと同じであり、標
準的なものである。よって、それらの詳細な説明は、本
発明の完全な理解と評価のためには必要ない。それゆえ
説明は省略する。

【００２４】パイロットシンボルは、チャネルコンディ
ション検出器１５７へ供給される。各タイムスロット中
の２つのパイロットシンボルのうち最初のを受信する
と、この受信したパイロットシンボルを用いて、チャネ
ルコンディション検出器１５７は、信号対混信比ＳＩＲ
（signal to interference ratio）などのチャネルコン
ディションを計測する。そして、チャネルコンディショ
ン検出器１５７は、ＡＴ制御部１５８にチャネルコンデ
ィション情報を供給する。チャネルコンディション検出
器１５７の計測するチャネルコンディション情報は、信
号ノイズ比ＳＮＲ、信号ノイズ混信比ＳＮＩＲ、信号強
度ノイズ比Ｅ／Ｎなどの他のチャネルコンディション指
標でも良いことを、当業者ならば容易に理解できます。
他には、フレームエラーレートＦＥＲの様なエラーレー
ト、もしくは、ビットエラーレートＢＥＲがチャネルコ
ンディション情報として使われても良い。ＡＴ制御部１
５８は、チャネルコンディション情報を送信機１５９に
転送する。そして送信機１５９は、この情報を上り方向
チャネルで各スロットタイミングにＡＰ１４０に送信す
る。ＡＰ１４０において、チャネルコンディション情報
は受信機１４９によって受信され、ＡＰ制御部１４３に
供給される。ＡＰ制御部１４３は、受信したチャネルコ
ンディション情報を、所定の誤り性能のチャネルコンデ
ィションで下り方向チャネルがサポートできるデータレ
ートにマッピングする。例えば、ＡＰ制御部１４３に、
下の表２に示される様なテーブルを持たせても良い。表
２には、ＳＩＲの範囲と、対応する最大データレート
と、そしてそのデータレートを達成する符号化レートと
変調方式の組み合わせとが示されている。表２は、予め
行なわれる実験で得られるものであり、この実験とは、
ＳＩＲと、そのＳＩＲが所定のエラーレベルを保ちなが
ら対応できる最大データレートとの関係を決定するため
のものである。ＡＴ１５０から報告されるチャネルコン
ディション情報により、ＡＰ制御部１４３は、表２を参
照し、そのＡＴの最大データレートと、そのデータレー
トを達成する符号化レートと変調方法とを決定する。

【００２５】

【表２】

【００２６】あるいは、データレートを決定するための
表２をＡＴ制御部１５８が持っていても良い。最大デー
タレートは、表２に示される様に、データレート制御
（ＤＲＣ）番号で表されても良い。これらの６つのＤＲ
Ｃ番号は、１から６まであり、それぞれは１つのデータ
レートに対応していて、そのデータレートを実現する符
号化レートと変調方法との組の１つに対応している。こ
のように、ＡＴ制御部１５８は、チャネルコンディショ
ン検出器１５７が測ったチャネルコンディション情報を
使って表２を検索して、データレートを決定し、それに
対応するＤＲＣ番号をＡＰに送信する。ＤＲＣ番号を使
うと、ＡＴ１５０において計算のオーバヘッド処理が増
えるが、ＳＩＲなどのチャネルコンディション情報その
ものを送るのに比べて、通信のオーバヘッドがかなり減
る。図４は下り方向データ伝送の点から見たブロックダ
イアグラムである。ＡＰ１４０とＡＴ１５０は、もちろ
ん、上り方向データ伝送も出来る。実際、ＡＰ１４０
は、ＡＴ１５０に示されているような送信されてきたデ
ータを再構成するための復号化器と、複調器と、他の機
能を有している。同様に、ＡＴ１５０は、ＡＰ１４０に
示されている送信前のデータ処理用に使われるような、
符号化器と、変調器と、他の機能を有している。しか
し、本発明の理解と評価のためには、これらの詳細な説
明は不必要なので図３からは省略されている。

【００２７】複数のＡＴ１５０は、同時にデータを要求
する事がありうる。この場合、異なるＡＴ１５０に送ら
れることになる複数のデータセットが、ＡＰ１４０内の
データバッファ１４１にある時、データ送信のスケジュ
ーリングが必要になる。本発明によれば、チャネルコン
ディションが良くないＡＴにも、最低限のデータ送信サ
ービスを保証するスケジューリングアルゴリズムが提供
される。従来のスケジューリングアルゴリズムは、平均
データスループットを最大化させることに重点をおいて
いた。従って、多くのＡＴが頻繁にデータを要求してい
るような状況では、従来のアルゴリズムは、チャネルコ
ンディションの良いＡＴのみにサービスを提供しがちで
あり、さらに、チャネルコンディションの悪いＡＴはチ
ャネルコンディションが良くなるまでサービスされない
ことになりがちであった。本発明では、データを要求し
ているＡＴは、チャネルコンディションにより、ある数
（Ｎｇ１）のＡＴグループに分けられる。また、タイム
スロットからなるシーケンスの列が、ＴＤＭＡチャネル
上で定義され、ある数（Ｎｇ２）のスロットグループに
分けられる。このときＮｇ２はＮｇ１より大きい数であ
る。大別すると、本発明によるスロット割り当てにおい
ては、２段階の処理が行なわれる。第１に、シーケンス
内において、良いチャネルコンディションのＡＴグルー
プに多くのスロットグループが、そして各ＡＴグループ
に少なくとも１つのスロットグループが割り当てられ
る。第２に、各ＡＴグループに割り当てられたスロット
グループ内のタイムスロットが、グループ内の個々のＡ
Ｔに割り当てられる。なお、注意すべきなのは、ＡＴの
集合全体にサービスを提供することと、個々のＡＴにサ
ービスを提供することは、利害の対立であり同時には達
成できない。その片一方を達成するには、必ず他方を妥
協しなければならない。本発明によるスケジューリング
アルゴリズムは、複数のＡＴに全体としてサービスを提
供するのでもなく、個々のＡＴを対象にサービスを提供
しようとするものでもない。本発明によるアルゴリズム
は、ＡＴグループにサービスを提供するよう設計されて
いる。良いチャネルコンディションのＡＴグループによ
り多くのスロットグループを割り当てる事で、このアル
ゴリズムでは、データスループット全体が最適化され
る。また、チャネルコンディションの悪いＡＴグループ
にも少なくとも１つのスロットグループを割り当てるこ
とで、このアルゴリズムでは、チャネルコンディション
の良くないＡＴにも最低限のサービスが保証される。図
５は、本発明を実施した場合のシミュレート結果であ
る。図５では、横軸を左から右へ行くにつれて、チャネ
ルコンディションは悪くなっている。図５に示される様
に、チャネルコンディションが悪くなるにつれて、従来
技術によるアルゴリズムでは、データスループットはほ
とんど零になる。本発明によるアルゴリズムにおいて
は、チャネルコンディションが良いときは、データスル
ープットは従来のより少し悪いが、チャネルコンディシ
ョンが悪くなった時でも、データスループットは零には
ならない。

【００２８】ここで、本発明による好ましいスケジュー
リングアルゴリズムの説明を行なう。図３のＡＰ制御部
１４３は、本発明によるアルゴリズムを実施するスケジ
ューラーを有している。図６に示される様に、９機のＡ
Ｔ１５０（１〜９）がインターネット経由でデータを要
求していて、ＡＰ１４０がＡＴ１〜９に送るデータセッ
トを有していると仮定する。既に説明したように、ＡＰ
１４０は定期的にパイロットシンボルを送信している。
各ＡＴはパイロットシンボルを受信すると、ＡＰにチャ
ネルコンディション情報を送り返す。本発明において
は、チャネルコンディション情報には、各ＡＴで計測さ
れたＳＩＲが含まれている。図７は、好ましいスケジュ
ーリングアルゴリズムを示しているフローチャートであ
る。このスケジューリングアルゴリズムはステップ７−
１から始まる。ステップ７−１では、スロット番号ｉは
１に設定される。それから、ＡＰ制御部１４３のスケジ
ューラーは、ＡＴ１〜９をそれぞれのＳＩＲに基いてグ
ループ分けする（ステップ７−２）。図８は、ＡＴ１〜
９のＳＩＲを示している。ＡＴ１〜９をグループ分けす
る際に、ＳＩＲは２つの閾値（１４ｄｂと７ｄｂ）と比
較される。ＳＩＲが７ｄｂ以下のＡＴはグループ３に入
れられる。ＳＩＲが７〜１４ｄｂのＡＴは、グループ２
に入れられる。ＳＩＲが１４ｄｂ以上のＡＴはグループ
１に入れられる。この結果、ＡＴ１〜９は、ＳＩＲの一
番高いＡＴ５から一番低いＡＴ９まで、図８に示される
様にグループ分けされる。本実施形態では、説明を簡単
にする為に、ＡＴ１〜９は３つのグループに分けられて
いる。しかし、グループの数は３に限らず、ＡＴ１〜９
は、異なったグループ数で分けられても良い。

【００２９】ＡＰ１４０からのＴＤＭＡチャネルは分割
されて、連続したタイムスロットを持つシーケンスが連
続してできる。各シーケンスは、更にスロットグループ
に分けられていて、各シーケンス中のスロットグループ
の数は、ＡＴグループの数より大きくされている。なお
本発明においては、ＡＴグループの数は３である。ま
た、各ＡＴグループに少なくとも１つのスロットグルー
プが割り当てられている。更に、チャネルコンディショ
ンが良いＡＴグループにはより多くのスロットグループ
が割り当てられている。本実施形態では、説明を簡略に
するために、各シーケンスは４つの連続するタイムスロ
ットを有している。よって、１シーケンスのスロットグ
ループの数は４である。そして各スロットグループは１
つのスロットを有している。また、各スロットシーケン
スにおいては、２つのスロットがグループ１に割り当て
られて、１つのスロットがグループ２と３のそれぞれに
割り当てられている。更に、１つのシーケンス内のスロ
ットには１〜４の番号が付けられている。それぞれのＡ
Ｔグループは、異なるシーケンスの同じ番号のスロット
を受信する。本実施形態において、グループ１はスロッ
ト１と３を受信して、グループ２はスロット２を受信し
て、グループ３はスロット４を受信すると前もって決め
られている。スロット割り当ての様子は図９に示されて
いる。図９に示される様に、グループ１割り当てのスロ
ットは、１つおきにある。また、グループ２と３割り当
てのスロットはそれぞれ３つおきにある。

【００３０】図７に戻って、ステップ７−３で、スケジ
ューラはシーケンス中のスロットｉを受信してきたグル
ープ内で一番ＳＩＲの高いＡＴを選択する。もう一度記
載するが、スロット１と３はグループ１に割り当てられ
ていて、スロット２はグループ２に割り当てられてい
て、スロット４はグループ３に割り当てられている。例
えば、ｉ＝１の時、グループ１でＡＴ５と６が一番高い
ＳＩＲ２０ｄｂなので、ＡＴ５か６が選択される。ＡＴ
５と６のどちらを選択するかは、これらＡＴに送られる
データの長さによって決められるようにしても良い。デ
ータの長さの情報は、図２のサーバ１２０から得られ
る。より長いデータを要求している方を選ぶのが現実的
であろう。スケジューラが選択をすると、ＡＰ制御部１
４３は、最初に表２を検索して、ＡＴ５のＳＩＲ、すな
わち２０ｄｂの対応する符号化レートと変調方法を探し
出す。ＡＰ制御部１４３は、次にデータバッファ１４１
にアクセスして、ＡＴ５に送られるデータを取り出す。
そして、そのデータを符号化器１４２に送る。データバ
ッファ１４１から取り出されたデータの長さは、１つの
タイムスロットで送ることの出来る長さである。符号化
器１４２は、表２で探し出した符号化レートでデータを
符号化して、符号化されたデータを変調器１４４に供給
する。そして変調器１４４で、符号化されたデータが表
２から探し出された変調方法で変調される。変調された
データには次に、インターリーバ１４５とパンクチュア
リング器１４６で、インターリーブとパンクチュアリン
グが行なわれる。そして、スロット１を使って、送信機
１４８からＡＴ５に送信される（ステップ７−４）。も
し、スロットｉを受信するグループが空なら、スロット
ｉはアイドルにされ(スロット７−５)、スロットｉでは
データ転送は行なわれない。次に、ｉの値が上げられる
（ステップ７−６）。もしｉの値がシーケンスの最後、
つまり本実施形態で４なら（ステップ７−７）、ｉの値
は１に戻される（ステップ７−８）。そして、スケジュ
ーラはステップ７−９に進む。ｉの値が４でないなら、
スケジューラはステップ７−７から７−９に直接進む。
ステップ７−９において、スケジューラは、ＡＴ１〜９
から新たなＳＩＲのセットを受信する。新たなＳＩＲの
セットに従って、スケジューラはＡＴを再びグループ化
する（ステップ７−２）。スケジューラは、全てのスロ
ットタイミングで新しいＳＩＲのセットを受信するの
で、再グループ化は全てのスロットタイミングで行なわ
れる。これ以降は、再グループ化されたグループ１、
２、３、にたいして、ステップ７−３から７−８が行な
われる。この結果、ＡＴ１〜９は、図９に示される順番
で、サービスの提供を受ける。

【００３１】グループ内のＡＴを選択するのは、全ての
スロットタイミングで行なっても良いし、前に選択され
たＡＴへのサービスが終わってからでも良い。例えば、
図９において、グループ１のＡＴの５と６と１は、１回
に１スロットのサービスを順次受ける。１回に１スロッ
トずつこれらのＡＴに順番にサービスを提供する代わり
に、そのグループに割り当てられたスロット全部を使っ
て、グループ内の１つのＡＴに、そのＡＴが要求してい
るデータ全部を送り、それから、次のＡＴにサービスを
提供するようにしても良い。このようにすると、１つの
ＡＴにサービスが終わりまで続けられる。サービスは、
そのＡＴにデータを送信している途中でチャネルコンデ
ィションが悪化しても続けられる。

【００３２】図１０、１１、１２は、本発明の第２の好
ましい実施形態を示している。第２実施形態において、
ＡＴ１〜９は、ＳＩＲの加重平均によって、グループ分
けされている。そしてグループ内のＳＩＲが現在一番高
いＡＴが最初にサービスを受ける。加重平均ａＳＩＲ
は、次の数１を使って計算される。

【００３３】

【数１】ａSIR(t)=(1-α)SIR(t)+αａSIR(t-1) ここで、0≦α≦1であり、α＝0ならば、ａSIR(t)=SIR
(t)である。

【００３４】図１０は、本発明のスケジューリングアル
ゴリズムの第２実施形態を示すフローチャートである。
既に図７〜９を使って第１実施形態で説明したように、
スケジューラはＡＴ１〜９のデータ転送のスケジューリ
ングを行なう。図１０において、図７で既に説明された
処理と同じものは重複を避けるために説明を省略する。
そして第２実施形態に特有な処理のみを説明する。ステ
ップ８−９において、全てのスロットタイミングで、新
たなＳＩＲをＡＴ１〜９からスケジューラが受信して、
上の数１を使って平均ＳＩＲを計算する。ＡＴ１〜９の
各々について、数１により、現在のＳＩＲと１スロット
前の平均ＳＩＲとの加重平均が計算される。図１１にお
いて、ａＳＩＲ(ｔ−１)の列は、１スロット前に計算さ
れた加重平均ＳＩＲを示している。ＳＩＲ(ｔ)の列は、
ＡＴ１〜９から受信されたＳＩＲを示している。この第
２実施形態では、数１の重みαは０．９が選ばれてい
る。もちろん、重みαは他の数でも良い。

【００３５】図１０に戻って説明すると、スケジューラ
は、閾値７ｄｂと１４ｄｂを使い、計算された平均ＳＩ
Ｒに基いて、ＡＴ１〜９をグループ１と２と３にグルー
プ分けする（ステップ８−３）。図１１に、グループ分
けの結果が示される。グループ内から１つのＡＴを選ぶ
時（ステップ８−３）、スケジューラは、ＳＩＲ(ｔ)が
一番高いＡＴを最初に選択する。例えば、ＡＴ６か１が
グループ１から選択され、グループ２からＡＴ３か４が
選択され、グループ３からＡＴ２が選択される。この結
果、ＡＴ１〜９は、図１２に示される順番で、サービス
を受ける。

【００３６】図１０、１１、１２を使って説明されたス
ケジューリングアルゴリズムは、ＣＤＭＡチャネル上に
実施されうる。ＣＤＭＡでは、複数のデータストリーム
を異なった拡散符号で拡散することにより、同一の無線
周波数上に複数のチャネルを同時に作り出す。図１３に
示される様に、４つのＣＤＭＡチャネルが作られ、グル
ープ１に２つのチャネルが割り当てられ、グループ２と
３に１つずつチャネルが割り当てられている。各ＣＤＭ
Ａチャネルは、ＴＤＭＡチャネルの様に、スロットに分
割されている。これにより、ＣＤＭＡチャネルは、複数
のＡＴによって時間分割共有される。図１１の様にグル
ープ分けされたＡＴ１〜９は、図１０のフローチャート
を使って説明したのと同じ方法で、ＣＤＭＡチャネル上
でスケジューリングされる。

【００３７】もし、あるＡＴが今現在ＳＩＲが極めて低
い時には、そのＡＴにデータを送信しないで、そのＡＴ
に割り当てられたスロットを使って、他のＡＴにデータ
を送信するのが好ましい。図１４において、ＡＴ１〜９
は、それぞれの平均ＳＩＲを使ってグループ分けされて
いる。図１４においてＡＴ３と７と４の現時点のＳＩＲ
はかなり低い。それにもかかわらず、ＡＴ３と７と４は
グループ２に入っている。これは１つ前の平均ＳＩＲが
高かったからである。ＡＴにデータが届くための最低Ｓ
ＩＲである閾値（ｃＴＨ）が始めに決められている。言
い換えれば、ＡＴの現在のＳＩＲが閾値ｃＴＨより低け
れば、そのＡＴにデータが届くことはない。もしｃＴＨ
が３ｄｂならば、ＡＴ３と７と４のどれもデータを受け
取るに適当でない。これらのＡＴにデータを送信するの
は資源の無駄使いである。本発明によるアルゴリズムで
は、ＳＩＲが閾値ｃＴＨ以上に戻るまで、これらのＡＴ
のいずれにもデータは送られない。閾値ｃＴＨは、図１
０のステップ８−３の処理で使われる。既に説明した通
り、各スロットシーケンスの２番目のスロットは、グル
ープ２に割り当てられている。ｉ＝２の時、スケジュー
ラは、グループ２から一番ＳＩＲが高いＡＴを選択する
（ステップ８−３）。グループ２内でＳＩＲが一番高い
のはＡＴ７か４である。スケジューラは次に、これらＡ
ＴのＳＩＲと閾値ｃＴＨ（３ｄｂ）を比較する。しか
し、ＡＴ７も４も閾値ｃＴＨより高いＳＩＲを有してい
ない。選択されたＡＴのＳＩＲが閾値ｃＴＨ以下の時
は、スケジューラはステップ８−５に進み、データを送
らない。この結果、図１５に示される様に、第１と第２
のシーケンスの２番目のスロットは、アイドルにされ、
この２つのスロットではデータは送られない。ＡＴ３と
７と４のＳＩＲの低さは、一時的なものであるかもしれ
ない。これらのＡＴのＳＩＲが閾値ｃＴＨ以上になった
ら、スケジューラは、図１５に示される様にＡＴにデー
タの送信を再開する。図１５の第３シーケンスでは、グ
ループ２にデータの送信が再開されていることを参照の
こと。なお、スロットをアイドルにする代わりに、スケ
ジューラはそのスロットを使って、他のＡＴにデータを
送っても良い。

【００３８】既に述べたように、本発明のアルゴリズム
は、ＡＴグループを対象にサービスを提供するように設
計され、個々のＡＴを直接対象にしていない。チャネル
コンディションの良いＡＴグループに（より具体的に言
うと、チャネルコンディションの良いＡＴを有している
ＡＴグループに）より多くのスロットグループを割り当
てる事により、本アルゴリズムは、データスループット
全体を最適化する。チャネルコンディションの悪いＡＴ
グループにも少なくとも１つのスロットグループを割り
当てることにより、本アルゴリズムはチャネルコンディ
ションの悪いＡＴにも最低限のサービスを保証する。し
かしながら、もしあるグループ内のＡＴの数が他のグル
ープに比べて不釣合いなほど増えたら、このアルゴリズ
ムの設計概念はうまく働かないかもしれない。図１１を
例にとると、データスループット全体を最大化するため
に、グループ１内のＡＴが、グループ２や３内のＡＴよ
り多くのタイムスロットを受け取るべきである。同じよ
うに、グループ２内の個々のＡＴはグループ３内のＡＴ
より多くのタイムスロットを受け取るべきである。グル
ープ１に割り当てられるスロットの数が変わらないと仮
定すると、ＡＴの数が増えるとグループ１内の個々のＡ
Ｔへのサービスの質が悪化する。言い換えれば、グルー
プ１内のＡＴの数が増えると、グループ１内の個々のＡ
Ｔが受け取るスロットの数が減る。よって、もしグルー
プ１内のＡＴの数がグループ２と比較して不釣合いな程
増えると、グループ１内の個々のＡＴは、グループ２内
のＡＴより少ないスロットを受け取ることになりうる。
これは、グループ１にはグループ２より多くのスロット
が割り当てられていてもである。もしこのようなことが
起これば、データスループットが全体として悪化するこ
とになる。

【００３９】このようなことが起こらないようにする為
には、各グループのＡＴの最大数を決めて、グループ内
のＡＴの数をこの最大数以下にするような方法がある。
例えば、図１６では、ＡＴ１〜９は、平均ＳＩＲによっ
て、３つのグループ１、２、３に分けられている。図１
６では、各グループに認められるＡＴの最大数は、３に
決められている。また、ＡＴをグループ分けする時に、
スケジューラは、より高い平均ＳＩＲ（つまりａＳＩＲ
（ｔ））を持つＡＴからグループ分けする。図１６のＡ
Ｔ２を見ると、その平均ＳＩＲは８ｄｂであり、グルー
プ２に入れられるべきである。しかし、平均ＳＩＲの高
いＡＴからグループ分けされるので、グループ２は既に
ＡＴ３と７と４とでいっぱいになっている。従って、Ａ
Ｔ２は、平均ＳＩＲが閾値７ｄｂより高いにもかかわら
ず、グループ３に入れられる。これはＡＴ２にとって
は、不公平であるが、データスループット全体を増大さ
せるためには必要である。

【００４０】グループ内のＡＴの数は、ＡＴをグループ
分けするのに使う閾値を変更する事により、間接的に制
限できる。各グループに認められるＡＴの最大数が決め
られているのに、スケジューラがＡＴ１〜９をこの決め
られた数に関係なくグループ分けしたとする。スケジュ
ーラは、ＡＴをグループ分けした後、各グループのＡＴ
の数を検査して、所定の数をある程度の割合（例えば２
０パーセント）超えるのは許容するが、各グループのＡ
Ｔの数が所定の数以上でないかどうかを判定する。ある
程度のマージンの範囲内で、ＡＴの数がグループに認め
られる数以上であるとスケジューラが検出したら、スケ
ジューラは、次のグループ分け処理でグループ内のＡＴ
の数を減らす為に、閾値を変更する。ＡＴの数が少し変
動して所定の数以上になる場合の多くは、一時的なもの
なので、マージンが必要である。このように、ＡＴの数
が所定数の例えば２０パーセント以上になった時のみ、
スケジューラは閾値を変更する。ＡＴの数が所定数を超
えた時でも、マージン内に入っている時は、スケジュー
ラは何もしない。ＡＴの数が最大数の２０パーセントを
超えたときは、グループの最低線を決めている閾値を上
げるのが現実的である。閾値を上げれば、グループに入
ることができるＡＴの数は減ることになる。１回に増や
す閾値の量は、例えば１ｄｂに設定されている。このよ
うに、ＡＴの数が増えるにつれて、下限の方の閾値は上
げられる。ＡＴの数が減る場合でも、同じ取り決めを使
っても良い。すなわち、ＡＴの数が所定数より、例えば
２０パーセント以上少なくなったら、下限の方の閾値
が、例えば１ｄｂ下げられる。下限の方の閾値を下げる
事により、グループに入ることが認められるＡＴの数が
増える。

【００４１】グループ内のＡＴの数を制限するのは、個
々のＡＴへのサービスの質を所定以上に保つ為である。
これは、データスループット全体を最大化させるために
必要である。グループ内のＡＴの数が変わるのと同じよ
うに、そのグループに割り当てられるスロットの数を変
更することでも、同じ目的が達成できる。つまり、図１
８に示される様に、グループ内のＡＴの数が増えた時、
グループに割り当てるスロットの数を増やす事で、個々
のＡＴへのサービスの質を保つようにしても良い。同様
に、グループ内のＡＴの数が減った時、グループに割り
当てるスロットの数を減らすことで、個々のＡＴへのサ
ービスの質を保つようにしても良い。

【００４２】閾値を変更すると言う発想は、グループ内
の平均チャネルコンディションを保つのに使っても良
い。すなわち、ＦＥＲ（フレームエラーレート）の平均
で表されるグループ内の平均チャネルコンディション
は、一定レベルに保持される。もし平均ＦＥＲが増大し
たら、これを下げる必要がある。グループ内で下限付近
に位置するＡＴは、グループの平均ＦＥＲを上げる原因
となる。それゆえ、グループの平均ＦＥＲが上がると、
図１９に示される様に、グループの下限を決めている閾
値が上げられる。下の閾値を上げることにより、低いＦ
ＥＲを有するＡＴは下のグループに入れられる。

【００４３】上述の実施形態において、チャネルコンデ
ィション情報として、信号対混信比ＳＩＲが使われ、Ｓ
ＩＲに基いて、ＡＴ１５０がグループ分けされてＡＰ１
４０内で選択された。しかし、信号対ノイズ・混信比
（ＳＮＩＲ）や信号エネルギー対ノイズ比（Ｅ／Ｎ）な
どの他のチャネルコンディション情報が使われても良
い。フレームエラーレートＦＥＲやビットエラーレート
ＢＥＲなどの、エラーレートが使われても良い。また、
上述の実施形態では、ＡＴ１５０は、自身のＳＩＲを計
測して、ＡＰ１４０に送信していた。そして、ＡＰ１４
０は、表２を使って、計測されたＳＩＲを対応するデー
タレートに変換していた。ＳＩＲをデータレートに変換
するのは、個々のＡＴ１５０で行なわれても良い。その
場合、ＡＴ１５０は、ＡＰ１４０に生のデータレートや
ＤＲＣを送ることになる。このデータレートやＤＲＣ
は、ＡＰ１４０でＡＴ１５０をグループ分けするのや選
択するのに使われても良い。図２０にＤＲＣを使った実
施形態を示す。図２０において、スケジューラは、各Ａ
Ｔの平均ＤＲＣ（ａＤＲＣ(ｔ)）を下の数２を使って計
算する。

【００４４】

【数２】ａＤＲＣ(ｔ)＝(１−α)ＤＲＣ(ｔ)＋αａＤＲ
Ｃ(ｔ−１) ここで、0≦α≦1であり、α＝0ならば、ａＤＲＣ(t)=
ＤＲＣ(t)である。

【００４５】次にスケジューラは、平均ＤＲＣに基いて
ＡＴをグループ分けする。ＡＴをグループ分けする時、
平均ＤＲＣが４、５、６のＡＴはグループ１に入れられ
る。平均ＤＲＣが２と３のＡＴはグループ２に入れられ
る。そして、平均ＤＲＣが１以下のＡＴはグループ３に
入れられる。しかしながら、グループ内のＡＴを選択す
る時、スケジューラは、グループ内の各ＡＴの現在のＤ
ＲＣと平均ＤＲＣの比（すなわちＤＲＣ(ｔ)÷ａＤＲＣ
(ｔ)）を計算する。そして、比の一番高いＡＴを選択す
る。また、ＡＴをグループ分けする時、スケジューラは
平均ＤＲＣを使う代わりに、ＤＲＣを直接使っても良
い。

【００４６】ＡＴは、異なる質のサービスを受け取る様
に契約されていても良い。この時、サービスの質は、サ
ービス品質ＱｏＳ因子で示されても良い。ＱｏＳ因子
は、ＡＴに保証されるサービスのレベルを示す。すなわ
ち、ＱｏＳ因子が高いほど、提供が保障されるサービス
の質が高いことを示している。ＡＴ１〜９の中で、全て
もしくはいくつかのＡＴは、ＱｏＳの保証契約をしてい
るかもしれない。もし、ＡＴ１〜９全てがＱｏＳ保証の
契約を結んでいたら、上述の比（つまり、ＤＲＣ(ｔ)÷
ａＤＲＣ(ｔ)のこと）は、ＱｏＳ因子と掛け算される。
グループからＡＴを選択する時、グループ内の各ＡＴに
関して、ＱｏＳ因子によって重み付けされた比がスケジ
ューラによって計算される。ＱｏＳ因子によって重み付
けされた比は、（ＤＲＣ(ｔ)÷ａＤＲＣ(ｔ)×ＱｏＳ）
と表すことが出来る。スケジューラは次に、グループ内
から、重み付けされた比が一番高いＡＴを選択する。も
しくは、各グループのＡＴが２つのサブグループに分割
される。サブグループの片方は、ＱｏＳ因子の高いＡＴ
からなり、もう片方のサブグループは、ＱｏＳ因子の低
いＡＴからなる。グループからＡＴを選択する時、スケ
ジューラは、先にＱｏＳ因子の高いサブグループからＡ
Ｔを選ぶ。また、ＱｏＳ因子が使われる時は、ＡＴは、
必ずしもグループ分けされる必要はない。ＡＴ１〜９が
グループ分けされてないので、スケジューラは、重みの
付けられた比を計算する。ＡＴ１〜９にスロットを割り
当てる時に、スケジューラは、重み付けされた比が一番
高いＡＴを選択する。ＡＴ１〜９の中にＱｏＳ保証の契
約をしているものと、契約していないものがあれば、ス
ケジューラは、ＡＴ１〜９をＱｏＳ保証のあるグループ
と、ないグループとに分けても良い。各スロットシーケ
ンスにおいて、スケジューラは、ＱｏＳ保証のあるグル
ープにより多くのスロットを割り当てる。この結果、Ｑ
ｏＳ保証のあるＡＴは、ＱｏＳ保証のないＡＴより有利
にサービスを受ける。ＱｏＳ保証のあるグループは更
に、高いＱｏＳのサブグループと低いＱｏＳのサブグル
ープに分けられても良い。このような構成にした時、ス
ケジューラは、ＱｏＳの高いサブグループに先にサービ
スを提供し、ＱｏＳの低いサブグループへのサービスを
後にする。ＱｏＳ保証のないＡＴは、例えば図７や図１
０の方法でサービスを受ける。

【００４７】上記の実施形態では、スケジューラは、チ
ャネルコンディション情報ＳＩＲやデータレートＤＲＣ
の現在の値と（または）過去の平均値を基に、ＡＴをグ
ループ分けしたり選択したりした。スケジューラは、未
来の予測値を計算して、計算された未来予測値を基にＡ
Ｔをグループ分けしたり、選択したりしても良い。未来
値を予測する統計的方法はたくさんある。未来値を予測
するシンプルな方法の１つに、以下の数３を使う線形予
測方法がある。

【００４８】

【数３】未来値(ｔ＋１)＝２×(現在値(ｔ))−（以前の
値(ｔ−１)） ＳＩＲ(ｔ)が１０ｄｂで、ＳＩＲ(ｔ−１)が９ｄｂの
時、数３を使い、ＳＩＲ(ｔ＋１)が１１ｄｂと求まる。

【００４９】上で説明をした実施形態では、チャネルコ
ンディションは、ＡＰ１４０から送られてＡＴ１５０が
受信したパイロットシンボルを使ってＡＴ１５０で計測
された。もし、時分割多重２重通信ＴＤＤ方式が採用さ
れる場合、ＡＰ１４０がチャネルコンディションを計測
しても良い。ＴＤＤ方式においては、送信側と受信側、
すなわちＡＰ１４０とＡＴ１５０は、同じチャネルを時
間共有する。この方式では、ＡＰ１４０は、ＡＴ１５０
からのデータを使って上り方向リンクのコンディション
を計測することで、ダウンリンクのコンディションを推
測することが出来る。

【００５０】本発明によるアルゴリズムは、チャネルコ
ンディションの悪いＡＴにも最低限のサービスを保証し
ながら、データスループット全体を最大化している。こ
のようなアルゴリズムを使っていても、多数のＡＴが同
時にデータを要求するような場合には、チャネルコンデ
ィションの悪いＡＴに最低限のサービスが保証できない
かもしれない。よって、チャネルコンディションの悪い
ＡＴに最低限のサービスを保証するため、同時にサービ
スを受けるＡＴの数を制限するような構成が必要であろ
う。このような構成の時、データを要求しているＡＴの
数が所定の閾値に達したら、他のＡＴの要求は拒絶され
る。あるいは、以下の様な構成も可能である。つまり、
データを要求しているＡＴの数が所定の閾値に達した
ら、他のＡＴからの要求は保留にされて、保留されてい
るＡＴが待ちリストに登録される。そして、あるＡＴへ
のサービスが終わったら、そのＡＴはアクティブリスト
から削除され、待ちリスト中のＡＴがアクティブリスト
に移されてサービスを受ける。さらには、もし、あるＡ
Ｔが所定時間以上待ちリスト中にある時には、アクティ
ブリストから抜けるＡＴが無くても、そのＡＴはアクテ
ィブリストに入れられる。サービスの質が低くても全く
サービスがないよりはましだからである。

【００５１】本発明の考えは、ＡＰ１４０が複数のＡＴ
１５０にデータをマルチキャストする時にも適用でき
る。複数のＡＴ１５０にデータをマルチキャストする場
合、たとえば、以下の方法が考えられる。つまり、所定
のデータレート以上のデータレートで全てもしくは大部
分のＡＴがデータを要求している時、スケジューラは、
所定のマルチキャストデータレートでデータをマルチキ
ャストする。ＡＴにデータを所定のマルチキャストデー
タレートでマルチキャストした後、ＡＴの中にデータ受
信を失敗して、ＮＡＣＫを返してきたものがあれば、ス
ケジューラは、マルチキャストデータレートを下げて、
ＮＡＣＫを返してきたＡＴにその下がったマルチキャス
トデータレートでデータをマルチキャストする。所定の
マルチキャストデータレート以上で全てもしくは大部分
のＡＴがデータを要求するまで、スケジューラはデータ
のマルチキャストをせずにおくが、それほど長くマルチ
キャストを止めておくことは出来ない。従って、スケジ
ューラが、所定の時間以上データのマルチキャストを止
めている場合、スケジューラは、ＡＴ１５０が要求して
きた中で一番低いデータレートでマルチキャストを行な
う。

【００５２】スケジューリングが終了した後、スケジュ
ーラは、図９に示される様に結果をＡＴ１５０に送るよ
うにしてもよい。ＡＴは、スケジューリング結果を受信
すると、ＡＴ自身に割り当てられるスロットが分かるこ
とになる。ＡＴは、自分自身にスロットが割り当てられ
ない時には、スリープモードに入り、データを受信する
時にスリープモードから復帰するようにしても良い。

【００５３】本発明の好ましい実施形態をここに説明し
たが、これらの説明は例示であり、本発明はこれに限定
されない。本発明の有利な性質を保ち、かつ本発明の精
神から外れない変形例や追加が行なえることを、当業者
は理解できる。それゆえ、本発明の範囲は、正しく理解
された特許請求の範囲によって決まるものである。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チャネルコンディションの良くない移動機へも最低限の
データ転送サービスを提供するスケジューリングアルゴ
リズムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 適応データレート方式において、複数のアク
セス端末にスロットを割り当てている構成を簡易的に表
わしている図である。

【図２】 本発明が使われるデータ通信ネットワークを
簡易的に表わしている図である。

【図３】 アクセスポイントとアクセス端末の構成を示
しているブロックダイアグラムである。

【図４】 ＴＤＭＡチャネル上のフレームとスロットを
簡易的に表わしている図である。

【図５】 本発明が実施されたシミュレーションの結果
を示している図である。

【図６】 アクセスポイントおよびアクセスポイントに
データを要求しているアクセス端末の間の地理的関係を
示している図である。

【図７】 本発明による好ましいスケジューリングアル
ゴリズムのプロセスを示しているフローチャートであ
る。

【図８】 図７に示されている好ましいアルゴリズムに
よりグループ分けされたアクセス端末を示しているテー
ブルである。

【図９】 図７に示されている好ましいアルゴリズムに
より行なわれるアクセス端末へのサービスのスケジュー
リングを示しているＴＤＭＡチャネルを示している図で
ある。

【図１０】 本発明による他の好ましいスケジューリン
グアルゴリズムのプロセスを示しているフローチャート
である。

【図１１】 図１０に示されている好ましいアルゴリズ
ムによりグループ分けされたアクセス端末を示している
テーブルである。

【図１２】 図１０に示されている好ましいアルゴリズ
ムにより行なわれるアクセス端末へのサービスのスケジ
ューリングを示しているＴＤＭＡチャネルを示している
図である。

【図１３】 ＣＤＭＡチャネル上で実施されるＴＤＭＡ
チャネルを示している図である。

【図１４】 他の好ましい実施形態によりグループ分け
されたアクセス端末を示しているテーブルである。

【図１５】 図１４のテーブルに示されているアクセス
端末へのサービスの提供のスケジューリングを示してい
るＴＤＭＡチャネルを示す図である。

【図１６】 他の好ましい実施形態によりグループ分け
されたアクセス端末を示すテーブルである。

【図１７】 １つのグループ内のアクセス端末の数と、
グループ内のアクセス端末の数を一定に保つ構成におけ
るグループを決める閾値との間の関係を示すグラフであ
る。

【図１８】 １つのグループ内のアクセス端末の数と、
グループ内のアクセス端末の数に変更があった時に、グ
ループ内の個々のアクセス端末へのサービスを一定に保
つ構成におけるグループへのスロットの割り当て数との
間の関係を示すグラフである。

【図１９】 １つのグループ内のアクセス端末の平均Ｆ
ＥＲと、グループ内の平均ＦＥＲを一定に保つ構成にお
けるグループを決定する閾値との間の関係を示すグラフ
である。

【図２０】 他の好ましいアルゴリズムによりグループ
分けされたアクセス端末を示すテーブルである。

【符号の説明】

ＡＴ … アクセス端末 ＡＰ … アクセスポイント １１０ … インターネット １２０ … サーバ １３０、１３１ … ルータ １４０ … アクセスポイント １５０ … アクセス端末 １４１ … データバッファ １４２ … 符号化器 １４３ … ＡＰ制御部 １４４ … 変調部 １４５ … インターリーバ １４６ … パンクチュアリング部 １４７ … 多重化部 １４８ … 送信機 １５１ … 受信機 １５２ … 多重分離装置 １５３ … パンクチュアリング回復器 １５４ … デインターリーバ １５５ … 復調部 １５６ … 復号部 １５７ … チャネルコンディション検出器 １５８ … ＡＴ制御部 １５９ … 送信機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シブタニ アキラ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95110、サンノゼ、スイート300、メトロ ドライブ181 Ｆターム(参考） 5K028 AA01 AA11 BB04 HH00 LL02 LL12 5K067 AA13 BB04 CC04 CC10 EE63 EE71

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットからなるフレームに分割された
   ＴＤＭＡチャネルにより、複数の受信機に通信を動的に
   スケジューリングする方法において、 各受信機のチャネルコンディションを計測する過程と、 前記チャネルコンディションに基いて、前記複数の受信
   機を受信機グループに分割する過程と、 前記ＴＤＭＡチャネルをスロットからなる連続シーケン
   スに分割する過程と、 各シーケンスをある数のスロットグループに分割する過
   程と、 前記受信機のチャネルコンディションに基づいて、前記
   スロットグループを前記受信機グループに割り当てる過
   程とを有することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、良いチ
   ャネルコンディションの受信機を有する前記受信機グル
   ープに、より多くのスロットグループが割り当てられる
   ことを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、前記受
   信機グループに割り当てられた前記スロットグループ内
   のスロットを、前記受信機グループ内の受信機に割り当
   てる過程を更に有することを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、より多
   くのスロットがチャネルコンディションのより良い受信
   機に割り当てられることを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、前記チ
   ャネルコンディションは、ＳＩＲ、ＳＮＩＲ、ＳＮＲ、
   ＣＩ、Ｅ／Ｎ、ＦＥＲ、ＢＥＲ、ＤＲＣのいずれか１つ
   であることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、前記受
   信機が統計的に予測される受信コンディションに基いて
   グループ分けされることを特徴とする方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、前記Ｔ
   ＤＭＡチャネルがＣＤＭＡチャネル上に実装されること
   を特徴とする方法。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の方法において、各グル
   ープに属する前記受信機の数は等しいことを特徴とする
   方法。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法において、チャネ
   ルコンディションの閾値レベルに基いて、前記受信機が
   グループ分けされることを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の方法において、前記
    グループ内の前記受信機の数を一定に保つために、グル
    ープを決定している前記閾値レベルのうち上側と下側の
    少なくとも１つを変更することを特徴とする方法。
11. 【請求項１１】 請求項８に記載の方法において、前記
    グループ内の前記受信機の信号受信コンディションの平
    均を一定に保つために、グループを決定している前記閾
    値レベルのうち上側と下側の少なくとも１つを変更する
    ことを特徴とする方法。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載の方法において、グル
    ープ内の受信機の数の増減に応じて、グループに割り当
    てるスロットの数が変化することを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】 請求項１に記載の方法において、グル
    ープに属する全ての受信機のチャネルコンディションが
    最低チャネルコンディション以下になったら、そのグル
    ープに割り当てられたスロットをアイドルスロットにす
    ることを特徴とする方法。
14. 【請求項１４】 請求項１に記載の方法において、グル
    ープに属する全ての受信機のチャネルコンディションが
    最低チャネルコンディション以下になったら、そのグル
    ープに割り当てられたスロットが他のグループに再度割
    り当てられることを特徴とする方法。
15. 【請求項１５】 請求項１に記載の方法において、グル
    ープに割り当てられたスロットは、そのグループ内の受
    信機のうちより高いＱｏＳを要求している受信機に対し
    てより優先的に割り当てられることを特徴とする方法。
16. 【請求項１６】 請求項１に記載の方法において、送信
    側から送られ受信機により受信されたパイロットシンボ
    ルに基いて、前記チャネルコンディションが受信側にお
    いて測定されることを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 請求項１に記載の方法において、受信
    側から送信され送信側で受信されたデータに基いて、前
    記チャネルコンディションが前記送信側において測定さ
    れることを特徴とする方法。
18. 【請求項１８】 請求項１に記載の方法において、前記
    受信機のチャネルコンディションに基いて、受信機のデ
    ータレートが適応的に変化させられることを特徴とする
    方法。
19. 【請求項１９】 請求項１に記載の方法において、少な
    くとも１つのグループ内の複数の受信機にマルチキャス
    トされるべきデータは、全てもしくは大部分の前記受信
    機が所定のマルチキャストチャネルコンディション以上
    のチャネルコンディションでない限り、前記受信機にマ
    ルチキャストされないことを特徴とする方法。
20. 【請求項２０】 請求項１に記載の方法において、各受
    信機にはその受信機自身へ割り当てられたスロットに関
    しての通知がされ、他の受信機にスロットが割り当てら
    れている期間、その受信機自身がスリープモードに入る
    ことを特徴とする方法。