JP4160085B2 - 基地局及びデータ送信方法 - Google Patents
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Description
上記cdma2000 1xEV-DO方式は、cdma2000 1xの拡張方式であるHDR(High Data Rate)方式を標準化した方式として、電波産業会ARIBにおいてStd.T-64 1S-2000C.S.0024“cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"で標準化されているもので、国内ではARIB T-53、北米・韓国等ではEIA/TIA/IS-95等を拡張し、第3世代方式(3G)に対応させたcdma2000 1x方式を更にデータ通信に特化して通信速度を改善することを目的とした方式である。
なお、cdma2000 lx-EV DOにおいて、EVはEvolution、DOはData onlyの意である。
この方式では、下りデータ通信速度は、従来のcdmaOne方式のように受信状態を示すCIR(搬送波対干渉比)の瞬時の値で単純に決定されるのではなく、予測や過去の下りデータ伝送の誤り率等の統計データによる補正等により変化する。すなわち、現在普及している通信方式であるCDMAでは、cdma2000 1x-EV DO方式のように、場所によるデータ通信速度の変化がそれほど顕著でないことから、受信状態等の判断も、基地局から受信するパイロット信号から求めたEc/Io(パイロット信号強度対全受信信号強度)、CIR等の瞬時値に基づいて行う程度のものであった。
図6は、端末X、Yに基地局300が下りデータを送信する例を示し、時間T10、T12では端末Xに、時間T11、T13では端末Yにデータを時分割多重で送信するものとする。ここで、下りデータの通信レートは、各端末X,Yから送信されるDRCに基づき決定されるが、時間T10〜T13の間では両者のDRCが等しいと仮定する。
DRC/R(Ave)・・・(1)
ここで、R(Ave)は、各端末が直近1000スロット分でそれぞれ受信したデータ通信レートの平均値を示す。例えば時間T10において、基地局10は、各端末X,Yから送信されたDRCとR(Ave)とに基づき、各端末について式1による値を計算し、値の大きい方の端末に時間T10で下りデータを送信する。例えば、T10で端末Xにデータが送信されると、端末Yの時間T10でのデータ通信レートは0になるので、その分、端末YのR(Ave)が小さくなる。つまり、次の割当て時間T11においては、式1による値は端末Yの方が端末Xより大きくなるので、T11では端末Yに時間スロットが割り当てられ、下りデータが送信されることになる。このようにして、時間T10〜T13の間では端末X、Yに対して交互に(1:1で)時間スロットが割り当てられ、送信されるデータ量も各端末で等しくなる。
しかしながら、静止している端末が多い場合、即ち、DRCの変動が小さい端末が多いような場合には、DRCの改善度合いが大きい移動中の端末への下りデータの送信が集中してしまい、静止中の端末に下りデータの送信が行われる頻度が極めて少ないという状況が起こりうる。
この結果、静止中の端末には、下りデータを送信する機会が滅多に与えられないこととなり、ダウンロードが速やかに実行できず、静止中の端末ユーザに対して、不信感や不満感を与えてしまうという問題があった。
また、基地局信号の受信状態を示すDRCの値が高い端末に優先的に下りデータを送信するスケジューリング方式を採用し、一方、DRCの値に拘わらないスケジューリング方式、例えば、通信中の各端末に対して順番に下りデータの送信を行うことができるので、移動中の端末に集中して下りデータの送信が行われることを回避することができ、静止中、移動中に拘わらず通信中の端末に均等に下りデータを送信することが可能となる。
なお、DRCの値に拘わらないスケジューリング方式としては、ラウンド・ロビン方式が挙げられる。なお、この方式に限らず、受信状態に拘わらずに下りデータを送信するスケジューリング方式であれば、全て上記第2のスケジューリング方式に該当するものとする。また、記憶手段に上記第2のスケジューリング方式が複数記憶されていた場合には、そのうちの1つを選択すればよい。
まず、本発明の基地局が通信方式として採用するcdma2000 1x EV-DO方式の概要について、図3〜図5を参照して説明する。
図3は、本発明の一実施形態における基地局を含む通信システム全体におけるデータの流れを説明するためのネットワーク構成図である。
同図において、基地局30、30A、30B…は各基地局を管理する交換局40を介してインターネットや公衆網等のネットワーク80に接続され、他の無線通信システム(キャリア)60や、情報(コンテンツ)を配信するサーバ70等とデータのやりとりを行えるようになっている。
まず、端末Aのユーザがコンテンツサーバ70からコンテンツZを取得するための要求を送信すると、係る要求は、端末Aが属するゾーンを管理する基地局30に送信される。基地局30は、交換機40、ネットワーク80を介してコンテンツサーバ70へ端末Aとの接続要求を出す。そして、コンテンツサーバ70がこの接続要求に応じることにより、端末Aとコンテンツサーバ70との通信回線が接続され、コンテンツサーバ70から対応するコンテンツZのデータがネットワーク80、交換機40を介して基地局30へ届けられる。
なお、上述したようにネットワーク側から取得した各端末宛の下りデータをどのような手法によって各端末へ送信するかが本発明の要旨であり、この詳細については、後述する。
図4は、上記端末Aの構成例を示す図である。
同図に示すように、端末Aは、アンテナ1、共用器3、復調器5、及び変調器19からなるRF部と、復号器7、予測器11、後述のテーブルを格納するCIR−DRC変換部13、及びマルチプレクサ(MUX;Multiplexer)15からなるベースバンド処理部と、CPU9と、各種情報を格納するメモリ21と、液晶ディスプレイ等からなる表示部23と、キーパッド、キーボード等の操作部25とを備えている。
また、当該端末Aを無線モデムとして使用できるように、パーソナルコンピュータ(PC)29との外部インターフェース(例えばシリアルポート、パラレルポート、USB、blue-tooth、赤外線通信、10base-T LAN等)27を備えている。
端末Aによって受信された基地局30からの下りパイロット信号は、アンテナ1、共用器3を経由して復調器5により復調される。このとき、復調器5は、基地局30から受信した受信信号の変調方式に対応する復調方式によって、ベースバンド帯域の受信信号から多重化信号を復調する。なお、復調方式としては、QPSK(quadriphase phase shift keying)、8PSK(8 phase shift keying)、16QAM(16 quadriphase amplitude modulation)等の復調方式が挙げられる。
ここで、自局に割り当てられた受信データ(例えば、通話相手からの通話信号やダウンロードを希望したデータ等)があった場合には、受信データは復号器7からCPU9へ出力される。この受信データは、CPU9内において処理されるか、又はCPU9及び外部インターフェース27を経由して外部のPC等29へ送られる。
更に、復号器7は復号処理の過程において、Ec/Io(パイロット信号強度対全受信信号強度)を求め、次式によりCIR(搬送波対干渉比)を算出する。
CIR=(Ec/lo)/(1-Ec/lo)・・・(2)
ここでの予測の方法については、特に限定しないが、線形予測等の方法が例として挙げられる。また、上記予測器11が何スロット後のCIRを予測すればよいかを指示する情報は、当該端末の電源オン時に基地局から送信されてくる種々の制御信号に含まれている。
そして、予測器11によって求められた予測CIRは、続くCIR−DRC変換部13へ出力される。
ここで、図5に示すように、CIR−DRC変換テーブルには、基準CIRに対応するDRCが定義されている。CIR−DRC変換部13は、入力された予測CIRが基準CIRであった場合には、そのCIRに対応するDRCをCPU9へ出力する。一方、予測器11から入力された予測CIRが基準CIRでなかった場合には、入力された予測CIRに最も近い基準CIRに対応するDRCを取得するか、又は、入力された予測CIRに最も近い2値のCIRから補間することにより、補間したCIRに対応するDRCを取得する。
これにより、各予測CIRに応じたDRCを取得することができ、より正確な受信状態を基地局に対して通知することが可能となる。
一方、送信データがない場合には、CIR−DRC変換部13から入力されたDRCをマルチプレクサ(MUX;Multiplexer)15へ出力する。
同図に示すように、基地局30は、ネットワーク網を介して種々の情報を送受するためのインターフェース(I/F)部31、スケジューラ等を備える制御部32、無線通信網を介して上述した端末A,B等との通信を行うためのRF部33等を備えている。
例えば、スケジューリング方式αは、上述したようなDRC/Rが最も高い端末に対して下りデータを送信するスケジューリング方式であり、スケジューリング方式βは、例えば、ラウンド・ロビン方式でのスケジューリング方式である。
このラウンド・ロビン方式は、通信中の各端末に対して順番に時間スロットを割り当てるスケジューリング方式であり、
(1)静止中の端末で、且つ、高いDRCを報告した端末
(2)静止中の端末で、且つ、低いDRCを報告した端末
(3) 移動中の端末
というように、グループ分けを行い(1)→(2)→(3)の順で時分割単位での基地局からの送信割り当てを行う。
なお、時間スロット単位での各端末への送信に使用される伝送速度については、基本的に端末からのDRCを基にできるだけ高い伝送速度を使用して移動中の端末との通信を行う。
また、選択部52、端末決定部53、セクタスループット監視部43、及び端末移動状況検出部42は、それぞれ、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびCPU(中央演算装置)により構成され、各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
なお、図2に示すフローチャートは、スケジューラ50の選択部52が時間スロット毎或いは、もっと大きな単位(例えば1フレーム=16slot)毎に繰り返し行う処理である。また、選択部52は、デフォルトでスケジューリング方式αを選択するものとする。
この結果、スループットの値が所定値以上であれば、一定以上のスループットは確保されていると判断し、静止中の端末にも下りデータを送信できるように、スケジューリング方式βを選択する(ステップSP3)。これにより、移動中の端末に下りデータの送信が集中することを防ぎ、静止中の端末にも平等に時間スロットが割り当てられることとなる。
これにより、移動中の端末に集中して下りデータの送信が行われることを回避することができ、静止中、移動中に拘わらず通信中の端末に均等に下りデータを送信することが可能となる。
また、静止している端末の全体に対する割合が所定値以上であっても、スループットが所定の値以下となった場合には、これ以上のスループットの低下を防止するために、スループットを回復させる方式であるスケジューリング方式αを選択する。これにより、一定の通信効率を確保しながら各端末平等な下りデータの送信を行うことが可能となる。
即ち、方式を切り替えた時点からのスループットのマイナスへの変化量が、所定値を越えた場合に、それ以上のスループットの低下を防止するために、スケジューリング方式を切り替えるようにしてもよい。
また、3以上のスケジューリング方式を切り替えて採用する場合には、各方式を採用する静止中の端末の所定台数(全体の台数に対して静止中の端末が占める割合)をそれぞれ設けておく必要がある。
31…インターフェース部
32…制御部
33…RF部
41…端末位置情報記憶部
42…端末移動状況検出部(移動状況判断手段)
43…セクタスループット監視部(スループット検出手段)
50…スケジューラ
51…記憶部(記憶手段)
52…選択部(選択手段)
53…端末決定部(端末決定手段)
A,X,Y…携帯端末(端末)
Claims (2)
- 所定のスケジューリング方式に基づいて時間スロット毎にデータを送信する端末を決定する基地局において、
端末における基地局信号の受信状態が良好である端末に優先的に下りデータを送信する第1のスケジューリング方式と前記受信状態に依存せずに送信する端末を決定して当該決定した端末に下りデータを送信する第2のスケジューリング方式とを格納する記憶手段と、
通信中の全端末へのデータ通信量を示すスループットを検出するスループット検出手段と、
前記検出されたスループットの値が所定値以上である場合には、前記第2のスケジューリング方式を選択し、前記検出されたスループットの値が所定値未満である場合には、前記第1のスケジューリング方式を選択する選択手段と、
選択された前記スケジューリング方式に基づいて、時間スロット毎にデータを送信する端末を決定する端末決定手段と、
を具備する基地局。 - 所定のスケジューリング方式に基づいて時間スロット毎にデータを送信する端末を決定するデータ送信方法において、
通信中の全端末へのデータ通信量を示すスループットを検出する過程と、
前記検出されたスループットの値が所定値未満である場合には、端末における基地局信号の受信状態が良好である端末に優先的に下りデータを送信する第1のスケジューリング方式を選択し、前記検出されたスループットの値が所定値以上である場合には、受信状態に依存せずに送信する端末を決定して当該決定した端末に下りデータを送信する第2のスケジューリング方式を選択する過程と、
選択された前記スケジューリング方式に基づいて、時間スロット毎にデータを送信する端末を決定する過程と、
を具備するデータ送信方法。
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