JP4788436B2

JP4788436B2 - 無線リソース割り当て方法及びそれを用いる無線リソース割り当て装置並びに基地局

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Description

本発明は無線リソース割り当て方法及びそれを用いる無線リソース割り当て装置並びに基地局に関し、特に上り高速パケット伝送を行うシステムにおける無線リソース割り当て方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）における上り高速パケット伝送方式であるＥＵＤＣＨ（ＥｎｈａｎｃｅｄＵｐｌｉｎｋＤｅｄｉｃａｔｅｄＣｈａｎｎｅｌ）では、基地局においてスケジューリングを行い、移動局がスケジューリングに基づいて上り回線のパケット伝送を行っている。

ＥＵＤＣＨを行う移動局は、上り回線でＤＰＣＣＨ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）と、Ｅ−ＤＰＣＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）と、Ｅ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＤａｔａＣｈａｎｎｅｌ）とを送信し、ＤＰＣＣＨの送信電力は基地局において所定の受信品質を満足するように閉ループ型の送信電力制御が行われている。

データ伝送用のＥ−ＤＰＤＣＨの送信電力は、ＤＰＣＣＨの送信電力に所定の電力オフセットを加えた電力で送信し、伝送レートが高い程、高い電力オフセットを要する。また、制御用のＥ−ＤＰＣＣＨの送信電力は、ＤＰＣＣＨの送信電力に基本的に一定の電力オフセットを加えた電力となる。

基地局は、所定の品質での通信を維持するために、全受信電力、あるいは全受信電力対熱雑音の比（ノイズライズ）が所定のしきい値以下となるように全受信電力を制御する必要がある。したがって、基地局は、全受信電力、あるいはノイズライズが所定のしきい値以下となるように移動局をスケジューリングして、移動局の無線リソース、すなわち電力リソースを表す使用可能な電力オフセットＳＧ（ＳｅｒｖｉｎｇＧｒａｎｔ）を制御することとなる。

また、移動局は、Ｅ−ＤＰＤＣＨ送信時、スケジューリング情報として、送信待ちデータサイズを表すバッファサイズと、無線通信品質を表すＰｏｗｅｒＨｅａｄｒｏｏｍを通知できる（例えば、非特許文献１参照）。基地局は、スケジューリング情報を用いて、割り当て電力リソースを決定する。ＰｏｗｅｒＨｅａｄｒｏｏｍとは、移動局の最大送信電力からＤＰＣＣＨの送信電力を引いた残りの電力を表し、ＰｏｗｅｒＨｅａｄｒｏｏｍが大きいほど、Ｅ−ＤＰＤＣＨに割り当て可能な電力が大きくなるので、高い伝送レートを選択することが可能となる。

一方、移動局は、使用可能な電力オフセットの範囲内で、物理レイヤにおいて単位送信時間（ＴＴＩ：ＴｒａｎｓｐｏｒｔＴｉｍｅＩｎｔｅｒｖａｌ）に送信するトランスポートブロックの送信形式を選択する。トランスポートブロックの送信形式は、Ｅ−ＴＦＣ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＴｒａｎｓｐｏｒｔＦｏｒｍａｔＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれ、Ｅ−ＴＦＣテーブルは電力オフセットに対応するＥ−ＴＦＣインデックスと、トランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）等からなる。

また、現在、３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）では、Ｗ−ＣＤＭＡシステムを拡張したＥＵＴＲＡ［ＥｖｏｌｖｅｄＵＴＲＡ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ）］システムを検討中である。ＥＵＴＲＡシステムでは、上り回線の無線アクセス方式として、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ＳｉｎｇｌｅＣａｒｒｉｅｒ−ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）をベースとした議論が進んでおり（例えば、非特許文献２参照）、無線リソースとして割り当てられるのは、送信帯域となる。ＥＵＴＲＡシステムの上り回線においても、基地局は、ＥＵＤＣＨと同様に、送信待ちデータサイズ等のスケジューリング情報を用いて、割り当てる無線リソースを決定するものと考えられる。

３ＧＰＰＴＲ２５．３２１Ｖ６．５．０（２００５−０６）"３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ；ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ｐｒｏｔｏｃｏｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ６）"，ｐ．４８３ＧＰＰＴＲ２５．８１４Ｖ１．０．１（２００５−１１）"３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ；ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＡｓｐｅｃｔｓｆｏｒＥｖｏｌｖｅｄＵＴＲＡ（Ｒｅｌｅａｓｅ７）"，Ｐ．４１

しかしながら、上述したＥＵＤＣＨにおける無線リソースの割り当て方法には、以下のような問題点がある。図８を参照して無線リソースの割り当て方法の問題点について述べる。図８は、基地局が電力リソースを割り当てるタイミングと、移動局ａがＥＵＤＣＨでデータを送信するタイミングと、移動局ａのバッファサイズの時系列とを示している。

図８では、基地局が電力リソースを割り当ててから、移動局ａがその割り当てられた電力リソースに基づいて送信するまでの処理時間を４ＴＴＩと仮定している。例えば、基地局が時刻＝２ＴＴＩで割り当てた電力リソースは、時刻＝６ＴＴＩから移動局ａが使用することができる。また、最初に送信データが発生した時点において、移動局ａは、電力リソースの割り当ての有無に関わらず、１回、所定のトランスポートブロックで送信できるものとする（時刻＝２ＴＴＩ）。さらに、移動局ａは、ＥＵＤＣＨでデータ送信時に、スケジューリング情報を送信する。

この時、図８に示すように、移動局ａから通知されるバッファサイズを用いて、移動局ａの電力リソースの割り当てを行うと、時刻＝８〜１０ＴＴＩに割り当てを決定した電力リソースが、送信する時点の時刻＝１２〜１４ＴＴＩにおいて、バッファサイズが０であるために無駄になっている。この時、移動局ａ以外の基地局の傘下の移動局に電力リソースを割り当てていれば、電力リソースの利用効率を改善することができる。無駄な電力リソースの割り当てが発生した理由は、移動局ａのバッファサイズの報告時刻と、バッファサイズに基づいて割り当てられた電力リソースを用いて送信する時刻とが異なるためである。

この問題点は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムに固有のものではなく、無線移動通信システムにおいて、基地局が移動局のスケジューリングを行うシステムであれば、スケジューラが無線リソースを割り当てる時刻と、割り当てられたリソースを用いて移動局が実際に送信する時点の時刻とが異なるので、起こり得る問題である。

したがって、同様に、ＳＣ−ＦＤＭＡを用いるＥＵＴＲＡシステムにおいても、移動局のバッファサイズの報告時刻と、それを用いて決定された無線リソースを使用する時刻とが異なるので、無線リソース、すなわち、送信帯域を無駄に割り当てる問題が発生する。この場合、ＳＣ−ＦＤＭＡでは、複数ユーザを同一の送信帯域に割り当てることができないので、無駄に無線リソースを割り当てた場合、その時間は、何れの移動局も該送信帯域でデータ送信することができない。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、無駄な無線リソースの割り当てを回避することができ、無線リソースの利用効率を改善することができる無線リソース割り当て方法及びそれを用いる無線リソース割り当て装置並びに基地局を提供することにある。

本発明による無線リソース割り当て方法は、基地局において、移動局が使用可能な上り回線の無線リソースを決定する無線リソース割り当て方法であって、
前記移動局が、前記基地局に送信待ちデータサイズを通知する処理を実行し、
前記基地局が、
前記移動局の通信品質を測定する処理と、
前記通知されたデータサイズと前記通信品質と前記移動局の割り当て済みの無線リソースで送信可能なデータ送信回数とから前記移動局に割り当てる無線リソースに基づいて送信する時点における推定データサイズを計算する処理と、
前記推定データサイズに応じて前記移動局に割り当てる無線リソースを決定する処理とを実行している。

本発明による無線リソース割り当て装置は、基地局において、移動局が使用可能な上り回線の無線リソースを決定するための無線リソース割り当て装置であって、
前記移動局の通信品質を測定する手段と、
前記移動局から前記基地局に通知された送信待ちデータサイズと前記通信品質と前記移動局の割り当て済みの無線リソースで送信可能なデータ送信回数とから前記移動局に割り当てる無線リソースに基づいて送信する時点における推定データサイズを計算する手段と、
前記推定データサイズに応じて前記移動局に割り当てる無線リソースを決定する手段とを備えている。

本発明による基地局は、移動局が使用可能な上り回線の無線リソースを決定する手段を含む基地局であって、
前記移動局の通信品質を測定する手段と、
前記移動局から前記基地局に通知された送信待ちデータサイズと前記通信品質と前記移動局の割り当て済みの無線リソースで送信可能なデータ送信回数とから前記移動局に割り当てる無線リソースに基づいて送信する時点における推定データサイズを計算する手段とを備え、
前記無線リソースを決定する手段は、前記推定データサイズに応じて前記移動局に割り当てる無線リソースを決定している。

すなわち、本発明の無線リソース割り当て方法は、基地局が、移動局が使用可能な上り回線の無線リソースを決定する無線リソース割り当て方法であって、移動局が、基地局に送信待ちデータサイズを通知するステップを実行し、基地局が、移動局の通信品質を測定するステップと、通知されたデータサイズと通信品質から移動局に割り当てる無線リソースに基づいて送信する時点における推定データサイズを計算するステップと、推定データサイズに応じて移動局に割り当てる無線リソースを決定するステップとを実行している。ここで、無線リソースとは、上り回線の送信電力、または上り回線の送信帯域のいずれかである。

また、基地局は、移動局の伝送レートを測定するステップを更に実行している。この場合、通信品質は、伝送レートである。あるいは、基地局は、移動局から通信品質情報を受信するステップを更に実行している。この場合、通信品質は、通信品質情報である。

さらに、基地局は、移動局にパイロットチャネルを設定する手段と、パイロットチャネルの受信品質を測定する手段とを備えている。この場合、通信品質は、パイロットチャネルの受信品質である。上記の推定データサイズは、割り当て済みの無線リソースに応じた移動局の最大データ送信回数を用いて計算している。

これによって、本発明の無線リソース割り当て方法では、移動局の通信品質から、送信する時点におけるデータサイズを推定し、その推定データサイズに応じて無線リソースを割り当てることが可能となるので、無駄な無線リソースの割り当てを回避することが可能となり、無線リソースの利用効率を改善することが可能となる。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、無駄な無線リソースの割り当てを回避することができ、無線リソースの利用効率を改善することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。図１において、基地局１は図示せぬ複数の移動局と接続している基地局動作部１１と、バッファサイズ計算部１２と、割り当て無線リソース計算部１３とから構成されている。尚、基地局１は無線リソース割り当て装置として動作する。また、本実施例では、３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）の上り回線における高速パケット伝送方式であるＥＵＤＣＨ（ＥｎｈａｎｃｅｄＵｐｌｉｎｋＤｅｄｉｃａｔｅｄＣｈａｎｎｅｌ）を例にとって説明する。

基地局動作部１１は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）システムにおいて用いられる基地局と同様の機能を有しており、その構成及び動作については周知であるので、その説明を省略する。尚、本実施例においては、一般的な機能であるが、基地局動作部１１に、全受信電力であるＲＴＷＰ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＴｏｔａｌＷｉｄｅｂａｎｄＰｏｗｅｒ）を測定する機能と、各移動局のＤＰＣＣＨ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）受信電力を測定する機能と、Ｅ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＤａｔａＣｈａｎｎｅｌ）で送信されたトランスポートブロックのフォーマットを読取る機能と、各移動局から送信されるスケジューリング情報を読取る機能とを有している。

スケジューリング情報とは、送信待ちデータサイズを表すバッファサイズと、各移動局の最大送信電力から、ＤＰＣＣＨの送信電力を引いた残りの電力であるＰＨＲ（ＰｏｗｅｒＨｅａｄｒｏｏｍ）を指す。ＰＨＲは無線通信品質を表し、この値が大きい程、大きい電力をＥＵＤＣＨに割り当てることが可能となる。

バッファサイズ計算部１２は、割り当て電力リソースを用いて移動局が送信する時点における、推定バッファサイズを計算する。割り当て無線リソース計算部１３は、各移動局に割り当てる電力リソースを計算し、基地局動作部１１を介して、割り当てる無線リソースを移動局に通知する。

図２は図１に示す基地局１が移動局に電力リソースを割り当てるための動作手順を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参照して本発明の一実施例による基地局１の動作について説明する。

基地局動作部１１は、移動局から信号を受信した場合、それがＥＵＤＣＨのトランスポートブロックであり、かつ正しく受信できていれば（図２ステップＳ１）、その受信サイズ（ＴＢＳ）をバッファサイズ計算部１２に通知し、バッファサイズ計算部１２はそれを用いて、
ＡｖｅＴｂｓ＝Ｗ＊ＡｖｅＴｂｓ＋（１−Ｗ）＊ＩｎｓＴｂｓ
という式に従って、平均受信ＴＢＳを更新する（図２ステップＳ２）。

上記の式において、ＡｖｅＴｂｓは平均化されたＴＢＳであり、ＩｎｓＴｂｓは通知されたＴＢＳを表し、Ｗは平均化に用いる重み付け係数を表している。Ｗは０に設定してもよい。ＩｎｓＴｂｓは移動局の瞬間的な無線品質（ＰＨＲ）に依存しており、移動局の通信品質を表している。よって、ＡｖｅＴｂｓは移動局の通信品質の期待値を表す。

基地局動作部１１は、移動局から信号を受信した場合、スケジューリング情報を受信していれば（図２ステップＳ３）、その情報を割り当て無線リソース計算部１３に通知し（図２ステップＳ４）、割り当て無線リソース計算部１３はこれを保持する。割り当て無線リソース計算部１３は、ＴＴＩ毎に、ＥＵＤＣＨにおいて、基地局１が割り当て可能な最大電力リソースの瞬時値を、
Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈ（ｋ）
＝Ｔ- ＲＴＷＰ−（Ｍ- ＲＴＷＰ−ΣＲｘＤｐｃｃｈ_i＊（Ｓｑｕβ_d＋Ｓｑｕβ_c））
という式に従って計算し、Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈ（ｋ）に基づいて、基地局１が割り当て可能な最大電力リソースの更新タイミングであれば（図２ステップＳ５）、
Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈ（ｋ）＝Σ（Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈ（ｋ））／Ｎｓａｍｐ
という式に従って更新する（図２ステップＳ６）。

上記の式において、Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈはＥＵＤＣＨに割り当て可能な電力リソース（ＡｖａｉｌａｂｌｅＲｅｃｅｉｖｅｄＥＵＤＣＨＰｏｗｅｒ）を表し、Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈの瞬時値Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈ（ｋ）（ｋは時刻（ＴＴＩ）を表す）を、Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈ（ｋ）のサンプル数Ｎｓａｍｐで平均化して計算される。Ｔ- ＲＴＷＰは基地局が受信品質の劣化を防止するために、所定のしきい値に収めるＲＴＷＰの目標値（ＴａｒｇｅｔＲＴＷＰ）を表し、Ｍ- ＲＴＷＰは所定のタイミングで測定されたＲＴＷＰ（ＭｅａｓｕｒｅｄＲＴＷＰ）を表している。

また、ＲｘＤｐｃｃｈ_iは所定のタイミングで測定された移動局ｉから受信したＤＰＣＣＨの受信電力（ＲｅｃｅｉｖｅｄＤＰＣＣＨＰｏｗｅｒ）を表し、Ｓｑｕβ_d及びＳｑｕβ_cは各々Ｅ−ＤＰＤＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨの電力オフセットを表し、Σは基地局１がＥＵＤＣＨのスケジューリングをしている全移動局の総和をとることを表している。但し、基地局１がスケジューリングをしている移動局の中で、ＥＵＤＣＨでデータ送信をしていない移動局については、Ｓｑｕβ_d、Ｓｑｕβ_cともに０とする。電力オフセットとは、ＤＰＣＣＨに対する電力オフセットを表している。また、Ｓｑｕβ_cは一定であり、基地局、移動局ともに既知とする。

割り当て無線リソース計算部１３は、移動局に割り当てる電力リソースの更新タイミングであれば（図２ステップＳ７）、各移動局に割り当てる電力リソースを計算し（図２ステップＳ８）、その結果を基地局動作部１１を介して各移動局に通知する（図２ステップＳ９）。

図３は上記の図２のステップＳ８の割り当て電力リソースを計算する手順を示すフローチャートである。この図３を参照して割り当て電力リソースを計算する手順について説明する。

割り当て無線リソース計算部１３は、まず、ＥＵＤＣＨでデータを送信可能な移動局から、所定の基準によって移動局の割り当て順位を決定する（図３ステップＳ１１）。基地局は決定した順に移動局に電力リソースを割り当てる処理を実施する。所定の基準とは、ＥＵＤＣＨで最後に送信した時刻や、ＰＨＲの大きさ等、複数の方法があるが、本発明では何れを用いてもよい。

割り当て無線リソース計算部１３は、Ａ- ＲｘＥｕｄｃｈをＥＵＤＣＨに割り当て可能な残り電力リソースを表すＡＲ- ＲｘＥｕｄｃｈ（ＡｖａｉｌａｂｌｅＲｅｍａｉｎｉｎｇＲｘＥＵＤＣＨＰｏｗｅｒ）に代入する（図３ステップＳ１２）。ＡＲ- ＲｘＥｕｄｃｈが０よりも大きければ、移動局に割り当てる電力リソースが残っていることを表している。割り当て無線リソース計算部１３は、割り当て可能な電力リソースが残っていれば（図３ステップＳ１３）、ステップＳ１１の処理で決定した割り当て順位に基づいて、リソースを割り当てる移動局を選択する（図３ステップＳ１４）。

バッファサイズ計算部１２は、選択された移動局の割り当て済みの電力リソースと平均ＴＢＳとを用いて、割り当てる電力リソースに基づいて移動局が送信する時点における送信済みデータサイズを、
ＴｒａｎｓＤａｔａＳｉｚｅ＝（ＡｖｅＴｂｓ＊ΔＡｖｅＴｂｓ）＊Ｎ
という式に従って計算する（図３ステップＳ１５）。

上記の式において、ΔＡｖｅＴｂｓは１以下の所定の係数を表し、Ｎは割り当て電力リソースを通知した時点から、その割り当て電力リソースに基づいて送信する時点までに、選択された移動局がデータを送信可能な回数を表している。ΔＡｖｅＴｂｓはトランスポートブロックの誤り率や、選択された移動局が送信しない場合があることを考慮するための係数であり、移動局毎、あるいはＡｖｅＴｂｓに応じて異なる値を設定してもよい。

本実施例では、選択された移動局がデータを送信可能な回数（Ｎ）を用いて推定バッファサイズを計算しているが、継続的に移動局がデータを送信している場合等では、送信可能な回数を用いずに、報告されたバッファサイズと平均ＴＢＳとを用いて、推定バッファサイズを計算してもよい。

バッファサイズ計算部１２は、送信時点の推定バッファサイズを、ＴｒａｎｓＤａｔａＳｉｚｅを用いて、
ＥｓｔＢｆｓ＝ＭＡＸ（Ｂｆｓ−ＴｒａｎｓＤａｔａＳｉｚｅ，０）
という式に従って計算し、割り当て無線リソース計算部１３に通知する（図３ステップＳ１６）。

上記の式において、ＥｓｔＢｆｓは推定バッファサイズを表し、Ｂｆｓは移動局から通知されるバッファサイズを表し、ＭＡＸ（Ａ，Ｂ）はＡとＢとを比較して大きな値を選択することを表している。よって、ＥｓｔＢｆｓは０以上となる。

図４は本発明の一実施例におけるＥＵＤＣＨのトランスポートブロックに関するテーブルの構成を示す図である。図３に示すステップＳ１７以降の処理を説明するために、ＥＵＤＣＨのトランスポートブロックの送信形式のテーブルに関して説明する。

図４において、ＥＵＤＣＨのトランスポートブロックに関するテーブルは、Ｅ- ＴＦＣ、ＴＢＳとＥ- ＤＰＤＣＨの所要電力オフセット（Ｓｑｕβ_d）の関係の一例を示しており、基地局と各移動局とが保持しているＥ- ＴＦＣは、トランスポートブロックの送信形式を表すインデックスである。Ｅ- ＴＦＣが大きくなる程、ＴＢＳが大きくなり、併せてＥ- ＤＰＤＣＨの電力オフセットも大きくなっている。

基地局は、ＡＧＩｎｄｅｘと呼ばれるリソース割り当て情報を、移動局に送信して、割り当てる電力リソースを制御する。一方、移動局は、使用可能なＥ- ＤＰＤＣＨの電力オフセットであるＳＧに、ＡＧＩｎｄｅｘに応じたＳｑｕβ _dを代入する。但し、ＡＧＩｎｄｅｘが０の場合、移動局に電力リソースを割り当てないことを表し、移動局はＥＵＤＣＨでデータ送信をできない。したがって、Ｅ- ＴＦＣＩｎｄｅｘ、あるいはＡＧＩｎｄｅｘを選択することは、割り当て電力リソースを選択することに一致する。

この図４の説明に基づいて図３のステップＳ１７以降の処理について説明する。まず、割り当て無線リソース計算部１３は、ＰＨＲから、
ＰＨＲ≧（Ｓｑｕβ_d＋Ｓｑｕβ_c）
という式を満足する最大のＳｑｕβ_dに対応するＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘ（ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_PHR）を計算する（図３ステップＳ１７）。これによって、移動局の送信電力リソースに基づいて選択することができる最大のＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘを計算することができる。但し、何れのＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘでも満足できない場合、ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_PHR＝１とする。この場合、品質が満足できない可能性があるが、最小のＴＢＳに相当する電力リソースとなる。

割り当て無線リソース計算部１３は、ＡＲ- ＲｘＥｕｄｃｈから、
ＡＲ- ＲｘＥｕｄｃｈ／ＲｘＤｐｃｃｈ≧（Ｓｑｕβ_d＋Ｓｑｕβ_c）
という式を満足する最大のＳｑｕβ_dに対応するＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘ（ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_RSC）を計算する（図３ステップＳ１８）。これによって、基地局１のＥＵＤＣＨに割り当て可能な残り電力リソースに基づいて選択することができる最大のＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘを計算することができる。ＲｘＤｐｃｃｈは、上記のステップＳ４で用いるＲｘＤｐＣＣＨとは異なる所定のタイミングで測定しても、同一のタイミングで測定してもよい。但し、何れのＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘでも満足できない場合、ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_RSC＝１とする。この場合、割り当て可能な残り電力リソースを多少超えてしまうが、最小のＴＢＳに相当する電力リソースとなる。

割り当て無線リソース計算部１３は、推定バッファサイズを用いて、
ＥｓｔＢｆｓ≦ＴＢＳ
という式を満足する最小のＴＢＳに対応するＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘ（ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_Bfs）を計算する（図３ステップＳ１９）。これによって、推定バッファサイズに応じた最低限の電力リソースを計算することができる。但し、ＥｓｔＢｆｓが０の場合には、ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_Bfs＝０とする。

割り当て無線リソース計算部１３は、計算したＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_PHR、ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_RSC、ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_Bfsから、
ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ
＝ＭＩＮ（ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_PHR，ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_RSC，ＥｔｆｃＩｎｄｅｘ_Bfs）
という式のように、最小の値をＥ- ＴＦＣＩｎｄｅｘ、すなわち、移動局に割り当てる電力リソースとして選択する（図３ステップＳ２０）。

割り当て無線リソース計算部１３は、ＥｔｆｃＩｄｘが０よりも大きい場合（図３ステップＳ２１）、移動局に電力リソースを割り当てることになるので、割り当てる電力リソースに応じたＳｑｕβ_dを用いて、
ＡＲ- ＲｘＥｕｄｃｈ＝ＡＲ- ＲｘＥｕｄｃｈ−（Ｓｑｕβ_d＋Ｓｑｕβ_c）＊ＲｘＤｐｃｃｈ
という式でＡＲ- ＲｘＥｕｄｃｈを更新する（図３ステップＳ２２）。

割り当て無線リソース計算部１３は、他に電力リソースを割り当てるか否かの計算処理を行っていない移動局がいれば（図３ステップＳ２３）、ステップＳ１３に戻る。一方、割り当て無線リソース計算部１３は、全移動局に対して電力リソースを割り当てるか否かの計算処理を行っていれば（図３ステップＳ２３）、処理を終了する。

図５は移動局に送信データが発生し、本発明に基づいて基地局が移動局に電力リソースを割り当て、移動局が割り当てられた電力リソースに基づいてデータを送信していることを示す図である。図５においては、図８と比較すると、送信時点の推定バッファサイズが追加されている。すなわち、図３のステップＳ１５，Ｓ１６において、推定バッファサイズを計算し、図３のステップＳ１９で、推定バッファサイズを用いて、割り当てる電力リソースを決定するために、図８の時刻１２〜１４ＴＴＩで発生していた無駄な電力リソース割り当てを解消することができる。

図６は本発明の他の実施例による基地局が移動局に電力リソースを割り当てるための動作手順を示すフローチャートであり、図７は本発明の他の実施例による割り当て電力リソースを計算する手順を示すフローチャートである。本発明の他の実施例による基地局は、図１に示す本発明の一実施例による基地局１と同様の構成となっており、図４に示すＥＵＤＣＨのトランスポートブロックに関するテーブルも同様の構成となっている。

これら図１と図４と図６と図７とを参照して本発明の他の実施例による基地局の動作について説明する。尚、図６において、ステップＳ３３〜Ｓ３９の処理は上述した図２のステップＳ３〜Ｓ９の処理と同様であるので、その説明を省略する。また、図７において、ステップＳ４１〜Ｓ４４，Ｓ４６〜Ｓ５３の処理は上述した図３のステップＳ１１〜Ｓ１４，Ｓ１６〜Ｓ２３の処理と同様であるので、その説明を省略する。

基地局動作部１１は、移動局から信号を受信した場合、それがＥＵＤＣＨのトランスポートブロックであり、かつ正しく受信できていれば（図６ステップＳ３１）、通信品質情報であるＰＨＲをバッファサイズ計算部１２に通知し、次の手順で、ＴＢＳ期待値を計算する（図６ステップＳ３２）。

ＰＨＲには、移動局の最大送信電力Ｐｍａｘと、ＤＰＣＣＨ電力Ｐｄｐｃｃｈとが含まれており、
ＡｖａｉｌＳｑｕβ_d
＝（Ｐｍａｘ−Ｐｄｐｃｃｈ）／Ｐｄｐｃｃｈ−Ｓｑｕβｃ−ΔＡｖｅＳｑｕβ_d
という式に従って、移動局が使用可能なＥ- ＤＰＤＣＨの電力オフセットＡｖａｉｌＳｑｕβ_dを計算する。

ΔＡｖｅＳｑｕβ_dは、フェージング遅延の影響、トランスポートブロックの誤り率、選択された移動局が送信しない場合があることを考慮するための係数であり、移動局毎、あるいはＡｖａｉｌＳｑｕβ_dに応じて異なる値を設定してもよい。

次に、図４に示すテーブルを用いて、ＡｖａｉｌＳｑｕβ_d以下で最大のＴＢＳを、ＰＨＲから推定される瞬時的なＴＢＳ期待値（ＩｎｓｔＥｓｔＴｂｓ）として選択し、それを用いて、
ＡｖｅＥｓｔＴｂｓ
＝Ｗｅｓｔ＊ＡｖｅＥｓｔＴｂｓ＋（１−Ｗｅｓｔ）＊ＩｎｓｔＥｓｔＴｂｓ
という式に従って、ＴＢＳ期待値を更新する。上記の式において、Ｗｅｓｔは平均化に用いる重み付け係数を表している。また、Ｗｅｓｔは０に設定してもよい。

図７を参照すると、図３のステップＳ１５が、ステップＳ４５に変更されている。すなわち、選択された移動局の割り当て済みの電力リソースとＴＢＳ期待値（ＡｖｅＥｓｔＴｂｓ）とを用いて、割り当てる電力リソースに基づいて移動局が送信する時点における送信済みデータサイズを、
ＴｒａｎｓＤａｔａＳｉｚｅ＝ＡｖｅＥｓｔＴｂｓ＊Ｎ
という式に従って計算する（図７ステップＳ４５）。上記の式において、Ｎは上述した本発明の一実施例と同様に、割り当て電力リソースを通知した時点から、その割り当て電力リソースに基づいて送信する時点までに選択された移動局がデータを送信可能な回数を表している。

また、本実施例では、上述した本発明の一実施例と同様に、選択された移動局がデータを送信可能な回数（Ｎ）を用いて、推定バッファサイズを計算しているが、継続的に移動局がデータを送信している場合等には、送信可能な回数を用いずに、報告されたバッファサイズとＴＢＳ期待値とを用いて、推定バッファサイズを計算してもよい。

このように、本発明では、移動局が送信する時点におけるバッファサイズを推定して、その推定バッファサイズに応じて、無線リソースを割り当てることによって、無駄な無線リソースの割り当てを回避することができ、無線リソースの利用効率を改善することができる。

上記の各実施例では、３ＧＰＰの上り回線における高速パケット伝送方式であるＥＵＤＣＨを例にとって説明しているが、本発明は、ＳＣ−ＦＤＭＡを用いるＥＵＴＲＡ等、移動局のバッファサイズの報告時刻と、それを用いて決定された無線リソースを使用する時刻とが異なるシステムに対して適用可能である。例えば、本発明をＳＣ−ＦＤＭＡを用いるＥＵＴＲＡシステムに適用すると、送信データがない移動局に対する無駄な送信帯域の割り当てを回避することができる。その場合、送信済みデータサイズの推定に用いる移動局の通信品質は、例えば、移動局が送信するパイロットチャネルの受信品質を用いることも考えられる。

本発明の一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。図１に示す基地局が移動局に電力リソースを割り当てるための動作手順を示すフローチャートである。上記の図２のステップＳ６の割り当て電力リソースを計算する手順を示すフローチャートである。本発明の一実施例におけるＥＵＤＣＨのトランスポートブロックに関するテーブルの構成を示す図である。移動局に送信データが発生し、本発明に基づいて基地局が移動局に電力リソースを割り当て、移動局が割り当てられた電力リソースに基づいてデータを送信していることを示す図である。本発明の他の実施例による基地局が移動局に電力リソースを割り当てるための動作手順を示すフローチャートである。本発明の他の実施例による割り当て電力リソースを計算する手順を示すフローチャートである。基地局が電力リソースを割り当てるタイミングと、移動局がＥＵＤＣＨでデータを送信するタイミングと、移動局のバッファサイズの時系列とを示す図である。

符号の説明

１基地局
１１基地局動作部
１２バッファサイズ計算部
１３割り当て無線リソース計算部

Claims

基地局において、移動局が使用可能な上り回線の無線リソースを決定する無線リソース割り当て方法であって、
前記移動局が、前記基地局に送信待ちデータサイズを通知する処理を実行し、
前記基地局が、
前記移動局の通信品質を測定する処理と、
前記通知されたデータサイズと前記通信品質と前記移動局の割り当て済みの無線リソースで送信可能なデータ送信回数とから前記移動局に割り当てる無線リソースに基づいて送信する時点における推定データサイズを計算する処理と、
前記推定データサイズに応じて前記移動局に割り当てる無線リソースを決定する処理と
を実行することを特徴とする無線リソース割り当て方法。
前記無線リソースは、前記上り回線の送信電力であることを特徴とする請求項１記載の無線リソース割り当て方法。
前記無線リソースは、前記上り回線の送信帯域であることを特徴とする請求項１記載の無線リソース割り当て方法。
前記通信品質を前記移動局の伝送レートとし、
前記基地局が、前記伝送レートを測定する処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の無線リソース割り当て方法。
前記通信品質を前記移動局からの通信品質情報とし、
前記基地局が、前記通信品質情報を受信する処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の無線リソース割り当て方法。
前記通信品質を前記移動局に設定した通信品質の基準チャネルの受信品質とし、
前記基地局が、前記移動局に前記通信品質の基準チャネルを設定する処理と、前記通信品質の基準チャネルの受信品質を測定する処理とを実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の無線リソース割り当て方法。
前記推定データサイズを、前記割り当て済みの無線リソースに応じた前記移動局の最大データ送信回数を用いて計算することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか記載の無線リソース割り当て方法。
基地局において、移動局が使用可能な上り回線の無線リソースを決定するための無線リソース割り当て装置であって、
前記移動局の通信品質を測定する手段と、
前記移動局から前記基地局に通知された送信待ちデータサイズと前記通信品質と前記移動局の割り当て済みの無線リソースで送信可能なデータ送信回数とから前記移動局に割り当てる無線リソースに基づいて送信する時点における推定データサイズを計算する手段と、
前記推定データサイズに応じて前記移動局に割り当てる無線リソースを決定する手段と
を有することを特徴とする無線リソース割り当て装置。
移動局が使用可能な上り回線の無線リソースを決定する手段を含む基地局であって、
前記移動局の通信品質を測定する手段と、
前記移動局から前記基地局に通知された送信待ちデータサイズと前記通信品質と前記移動局の割り当て済みの無線リソースで送信可能なデータ送信回数とから前記移動局に割り当てる無線リソースに基づいて送信する時点における推定データサイズを計算する手段とを有し、
前記無線リソースを決定する手段は、前記推定データサイズに応じて前記移動局に割り当てる無線リソースを決定することを特徴とする基地局。