JP2002315049A - 動的リソース割当て方法 - Google Patents
動的リソース割当て方法Info
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Abstract
リソースの動的割当てを実現すること。 【解決手段】 1つの基地局と複数の移動端末との間の
複数の通信に送信リソースを動的に割り当てるための方
法であって、各リソースは複数の実現可能な値からな
り、高速割当てコントローラと呼ばれる、基地局に関連
する割当てコントローラが、利用可能リソースと呼ばれ
る、実現可能な値のうちのある一定の組み合わせのみを
通信に割り当てることができ、高速割当てコントローラ
は擬似ランダム系列を生成し、擬似ランダム系列の値に
したがって、少なくとも1つの利用可能リソースを1つ
の通信に割り当てる。
Description
気通信システム、詳細には、UTRA−TDDタイプの
電気通信システムのための無線送信リソースを割り当て
る方法に関する。
アクセスネットワーク)として知られる、UMTSに関
するアクセスネットワークを非常に概略的に示す。その
アクセスネットワークは、ユーザの移動端末(MS、す
なわち移動局)と相互接続網(CN、すなわちコアネッ
トワーク)との間の接続を達成する。そのアクセスネッ
トワークは、アクセスネットワークコントローラ(RN
C、すなわち無線ネットワークコントローラ)と基地局
(Bノードとも呼ばれる)とを含み、各RNCコントロ
ーラは複数の基地局を制御することができる。基地局
と、その基地局からサービスの提供を受ける移動端末と
の間のダウンリンクは、異なる周波数を用いること、い
わゆる周波数多重モード、すなわちFDD(Frequency
Division Duplex:周波数分割多重)モードにより、あ
るいは異なる送信時間領域、いわゆる時間多重モード、
すなわちTDD(Time Division Duplex:時分割多重)
モードにより、アップリンクから分離される。
UMTS陸上無線アクセスネットワーク)通信システム
の伝送フレームを概略的に示す。伝送フレームは、10
msの持続時間を有し、TS0〜TS14で示される1
5個の伝送タイムスロットに分割される。また、伝送フ
レームは、それぞれアップリンク(上向き矢印)および
ダウンリンク(下向き矢印)に割り当てられる少なくと
も2つの個別の時間領域(双方向区分)に分割される。
連続した時間領域間の分離は切替点とも呼ばれる。1つ
のフレームはいくつかの切替点を有する。干渉を低減す
るために、所与の基地局に隣接する基地局は、その基地
局と同期し、同じ切替点を有する。ある基地局によって
提供されるセル内の上下方向の通信は、スクランブル符
号として知られる符号を用いることにより隣接するセル
の通信から分離される。隣接する基地局に関連する符号
は、セル間干渉を最小にするために、低いレベルの相互
相関を有するように選択される。しかしながら、実際に
は、特にマルチパス伝搬によって引き起こされる遅延の
散乱のため、受信時の相互相関のレベルは依然として高
い。結果として、あるセルにおいて所与の瞬間に送信さ
れるデータは、隣接するセルにおいて同じ瞬間に送信さ
れるデータによって干渉を受ける場合がある。このセル
間妨害あるいは干渉は、多くの要因、中でも拡散符号、
スクランブル符号、送信電力および種々のユーザの異な
る送信チャネルの特性に依存するため、変動するように
なる。しかしながら、その接続および無線リソースの割
当てが変化しない場合には、干渉レベルは、フレーム間
の1タイムスロット内ではほとんど変動しない。
を解消するために、タイムスロットの動的な割当て、す
なわちDCA(Dynamic Channel Allocation:動的チャ
ネル割当て)が提供されており、それは、種々の通信に
対してタイムスロットおよびアクセス符号を動的に割り
当てるステップからなる。この動的割当てを、低速割当
て(低速DCA)および高速割当て(高速DCA)に分
割することが提案されている。この提案書によれば、低
速割当ては、RNCによって管理され、隣接する基地局
間のリソースの衝突を回避することを目的とする。一
方、高速割当ては、基地局によって処理され、その機能
は、低速割当てによって割り当てられたリソースを、種
々の通信に動的に割り当てることである。これを達成す
るために、基地局は定期的に、移動端末に測定要求を送
信する。そのような要求において、移動端末は、干渉レ
ベルの測定を行い、その結果を基地局に送信する。その
後基地局は、これらの結果に基づいて、利用可能なリソ
ースを割り当てる。この割当てが、十分に高い頻度で実
行されるとき、干渉レベルの急激な変動に追従できるよ
うになるが、その結果は高いシグナリングレートになり
(割当てサイクル当たり3メッセージ)、それはシステ
ムの無線リソースに負荷をかける。
ずかなシグナリングしか必要としない無線リソースの動
的割当てを実現することである。
局と複数の移動端末との間の複数の通信に送信リソース
を動的に割り当てる方法によって達成され、各リソース
は複数の実現可能な値からなり、高速割当てコントロー
ラとも呼ばれる、基地局に関連する割当てコントローラ
は、利用可能リソースとも呼ばれる、実現可能な値のう
ちのある一定の組み合わせのみをその通信に割り当てる
ことができ、高速割当てコントローラは、擬似ランダム
系列を生成し、その擬似ランダム系列の値に応じて、1
つの通信に少なくとも1つの利用可能リソースを割り当
てる。
れ、利用可能リソースの組み合わせは、その指標が擬似
ランダム系列の値に等しい場合に割り当てられることが
有利である。
生成するためのパラメータが、基地局から移動端末に送
信され、その擬似ランダム系列は、その生成パラメータ
から移動端末によって生成される。
速割当てコントローラによって制御される場合、各基地
局のための利用可能なリソースは、低速割当てコントロ
ーラによって、第1の頻度で定期的に判定され、基地局
に関連する高速割当てコントローラに低速割当てコント
ローラによって送信される。
する情報は、その基地局がサービスを提供する移動端末
に基地局によって送信されることが有利である。
ローラは基地局において利用可能なリソースを割り当
て、各高速割当てコントローラは、第1の頻度より実質
的に高い第2の頻度において基地局に関連付けられる。
ト、種々の通信を分離することを目的とするスペクトル
拡散符号および/または送信周波数を含む。
の式によって計算されることが好ましい。 X(1)=x0 X(i+1)=mod(a・X(i)+b−1,2N)
+1 ただしx0はその系列のシードを構成するNビットから
なるワードであり、a−1は0を除く4の倍数の整数で
あり、bは奇数であり、Nは、2Nが利用可能リソース
の最大数より大きくなるような整数である。
TDD移動体電気通信システムに属する場合には、利用
可能リソースの第1のサブセットはアップリンク通信専
用であり、利用可能リソースの第2のサブセットはダウ
ンリンク通信専用である。その際、第1のサブセットの
利用可能リソースは、第2のサブセットの利用可能リソ
ースのダウンリンク通信への割当てとは無関係に、アッ
プリンク通信に割り当てられる。
は、共通制御チャネルBCH上で送信されることが有利
である。
は、添付の図面に関連して与えられる説明を読むことに
より、さらに明らかになるであろう。
は、擬似ランダム方式によって、無線リソースを割り当
てる暗示的な方法を用いることである。
ベル、すなわち上位の低速割当てレベルと、下位の高速
割当てレベルとにおいて達成される。一実施形態によれ
ば、低速割当ての管理はRNCの役割であり、高速割当
ての管理は、RNCの支配下にある基地局の役割であ
る。別の実施形態によれば、2つの割当てレベルの管理
はRNCの役割である。一般的には、後に記載されるよ
うに、2つの割当てレベルはそれぞれ、低速割当てコン
トローラ、すなわちSDAC(slow dynamic allocatio
n controller:低速動的割当てコントローラ)と、SD
ACに階層的に依存する高速割当てコントローラ、すな
わちFDAC(fast dynamic allocationcontroller:
高速動的割当てコントローラ)とによって取り扱われ
る。SDACの機能は、いくつかの隣接する基地局間
で、ある一定のリソースを分配することであり、一方F
DACは基地局に関連し、セルにおいて利用可能な送信
リソースを管理する。SDACと、その支配下にあるF
DACとは、RNCに配置される共通制御装置の一部を
形成することができることに留意されたい。別法では、
RNCにはSDACのみが配置され、FDACは基地局
に配置されるであろう。
サービスを提供する基地局に報告される干渉測定値は、
直接、あるいは要約パラメータの形で送信される。この
情報、ならびに基地局における個々の負荷および種々の
通信によって要求されるサービス品質(QoS)にした
がって、SDACは無線送信リソースを種々のセルに割
り当てる。これらのリソースは、たとえばUTRA−T
DDの場合には、スクランブル符号(SCk、k=
1、...、16)、伝送タイムスロット(TSj、j
=1、...、15)および送信周波数(fi、i=
1、...、I)であろう。より一般的には、SDAC
は、N個の個別のタイプのリソース(Rn)を管理する
ことができる。ただし各リソースRnは、個別の1組の
Mn個の取り得る値(Rnm、(m=1、...、
Mn)であると見なすことができる。
隣接するセルの通信間の平均干渉レベルを最小にするこ
とを目的とする。こうして基地局に割り当てられるリソ
ースは、N次元を有する行列の要素のサブセットとして
表すことができる。これらのリソースは、その基地局に
関連するFDACによって管理される。
いて自由に管理できるものもある。これは、種々のユー
ザの送信チャネルを分離するための拡散符号を用いる場
合である。FDACが自由に管理することができるリソ
ースのタイプの数はPで示されるであろう。こうして、
基地局における全てのリソースの全ての取り得る値は行
列によって記述することができ、その行列は、次元N+
Pのリソース行列と呼ばれる。ただし、N次元は既に、
SDACが割当ての対象としているであろう。たとえ
ば、UTRA−TDDシステムの場合、基地局がリソー
スとして伝送タイムスロットと拡散符号とを有する場合
には、その行列は、次元2で、大きさ15×16の行列
になるであろう。当然、さらに別のリソースとして送信
周波数が用いられたなら、その行列は3次元の行列にな
ったであろう。
を示しており、その中で第1のリソースR1は既に低速
割当ての対象になっており、第2のリソースR2はFD
ACによって自由に管理される。FDACによって管理
され、基地局において利用可能なリソースの組は白抜き
の四角で示されている。1つの概念を与えるために、こ
れがUTRA−TDDシステムの場合に相当し、リソー
スR1はタイムスロットであり、リソースR2は、SD
ACによって割り当てられている拡散符号、1つのスク
ランブル符号および1つの送信周波数であるものと仮定
しよう。FDACは、関連するセル内の通信のための利
用可能なリソースの組を用いることができる。この組は
実際には、アップリンク通信に関連する第1のサブセッ
トと、ダウンリンク通信に関連する第2のサブセットと
に分割される。UTRA−TDDシステムでは、アップ
リンクおよびダウンリンクにおいて同じ周波数および同
じ符号が用いられるため、第1のサブセットと第2のサ
ブセットとに対して、個別の動的割当てが実行される。
に知られている擬似ランダム方式にしたがって、基地局
において利用可能なリソースの高速割当てを実行するこ
とが提案される。このようにして、利用可能なリソース
の組の中で割り当てられるリソースの擬似ランダム再分
配が得られる。
割当てを示す。斜線の四角は、取り得ないリソースの値
を表す。上向きおよび下向きの矢印はそれぞれアップリ
ンクおよびダウンリンクを表す。R2が基地局に関連す
るFDACによって自由に管理されるリソースである場
合、図5に示されるように、一方ではアップリンクのた
めの利用可能なリソースを、他方ではダウンリンクのた
めの利用可能なリソースを関連付けるようにグループ化
することができる。括弧内に現れる指標は、タイムスロ
ットの元の指標である。
のみが考慮されることになるが、ダウンリンクのサブセ
ット内の割当ても同じ原理によって達成される。
R1の利用可能な値はj=1、...、Jによって指標
を付けられ、R2の利用可能な値はs=1、...、S
によって指標を付けられる。利用可能な値の全数は、T
=J・Sで示されることになり、高速動的割当てにした
がって割り当てられることになる値の数はAで示される
であろう。
は利用可能なリソースの組の走査の指標になる。
く)、Nビットのワードからなる長さ2 N−1の擬似ラ
ンダム系列について考えてみる。
って生成することができることが有利である。 X(1)=x0 X(i+1)=mod(a・X(i)+b−1,2N)+1 (1) ただし、x0はその系列のシードを構成するNビットか
らなるワードであり、a−1は0を除く4の倍数の整数
であり、bは奇数である。
は、図6に示される流れ図にしたがって行われる。割り
当てられたリソースの現在の数を記述する指標はqで示
されるであろう。ステップ50では、指標iおよびq
が、i=1、q=1に初期化される。ステップ51で
は、X(i)の値が計算される。ステップ52では、X
(i)≦Tであるか否かが検査される。それが成り立つ
場合には、ステップ53において値r=X(i)が割り
当てられる。すなわち、走査中の指標X(i)によって
指標を付けられるリソースR1、R2の値の対(j,
s)が割り当てられる。その際、ステップ54におい
て、割当て指標が、q=q+1にインクリメントされ
る。ステップ55では、q>Aであるか否かが検査され
る。それが成り立たない場合には、ステップ56におい
て、指標iがi=i+1にインクリメントされ、X
(i)を計算するステップ51に戻る。ステップ52に
おける検査が否定される場合には、それは、擬似ランダ
ム系列の値が利用可能な値の組の外側に移動してしまっ
たことによる。その際、以下の値を無視して、ステップ
56に進む。ステップ55における検査が肯定される場
合には、これは、割り当てられることになる全ての値が
実際に割り当てられているため、ステップ(57)にお
いて全ての割当て手順が終了することを意味する。
由に管理されるリソースであるものと仮定した。そうで
はない場合には、R1の所与の値に対して、R2のある
一定の値のみが利用可能な場合がある。その際、上記の
アルゴリズムは、ステップ52とステップ53との間に
利用可能性の検査を含むように変更されなければならな
い。指標X(i)のリソースが利用できない場合には、
割当てを行うことなく、ステップ56において、iがイ
ンクリメントされ、X(i)の対応する値が計算され
る。
ことができれば、(1)において定義された系列以外の
系列を想定することもできる。たとえば、UTRA−T
DDシステムの場合には、2つの符号が同じ伝送タイム
スロット内に割り当てられている場合には、以下の割当
てステップにおいて、それらの符号をできる限り確実に
個別のタイムスロットに割り当てることが重要である。
イクルにおいて、基地局を介して移動端末に送信され
る。シード(x0)も、低い頻度で、たとえは低速割当
て頻度において、基地局を介して基地局がサービスを提
供する移動端末に送信される。定数aおよびbは、移動
端末に知られている、そのシステムの所定の値である。
それゆえ各端末は、FDACにおいて生成されるものと
同じランダム系列を生成することができる。結果とし
て、基地局が異常に高いレベルの干渉をFDACに報告
する場合には、FDACは、全ての移動端末が(1)に
よって与えられるXの新しい値による新しい割当てを考
慮するように、共通制御チャネルBCH(報知チャネ
ル)上で、割当てを変更するための命令を基地局を介し
て送信することができる。同様に、移動局が異常に高い
レベルの干渉を検出する場合には、基地局を介してこれ
をFDACに指示し、その後、FDACは、上記のよう
に動作して、新しい割当てを実行するか否かを決定す
る。全ての場合に、割当てられる新しいリソースの値
を、無線リンク上で明示的に送信することを必要とする
ことなく、動的割当てが行われる。
かなシグナリングしか必要としない無線リソースの動的
割当てを実現することができる。
システムを示す概略図である。
る伝送フレームを示す図である。
用可能なリソースを表形式で示す図である。
を示す図である。
よって割り当てられるリソースを示す図である。
れ図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 1つの基地局と複数の移動端末との間の
複数の通信に送信リソースを動的に割り当てるための方
法であって、前記各リソースは、複数の実現可能な値か
らなり、高速割当てコントローラと呼ばれる、前記基地
局に関連する割当てコントローラは、利用可能リソース
と呼ばれる、前記実現可能な値のうちのある一定の組み
合わせのみを前記通信に割り当てることができ、前記高
速割当てコントローラは、擬似ランダム系列を生成し、
該擬似ランダム系列の値にしたがって、少なくとも1つ
の利用可能リソースを1つの通信に割り当てることを特
徴とする方法。 - 【請求項2】 前記利用可能リソースは、順次指標が付
けられ、前記利用可能リソースの組み合わせは、該指標
が前記擬似ランダム系列の値に等しい場合に、割り当て
られることを特徴とする請求項1に記載の動的リソース
割当て方法。 - 【請求項3】 前記ランダム系列を生成するためのパラ
メータは、前記基地局から前記移動端末に送信され、前
記ランダム系列は、前記ランダム系列を生成するための
パラメータから前記移動端末によって生成されることを
特徴とする請求項1もしくは2に記載の動的リソース割
当て方法。 - 【請求項4】 複数の隣接する基地局の送信リソース
は、低速割当てコントローラによって制御され、前記各
基地局のための利用可能なリソースは、前記低速割当て
コントローラによって、第1の頻度で定期的に判定さ
れ、前記低速割当てコントローラによって、前記基地局
に関連する前記高速割当てコントローラに送信されるこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載
の動的リソース割当て方法。 - 【請求項5】 1つの基地局において利用可能なリソー
スを供給する情報の項目は、該基地局によって該基地局
がサービスを提供する移動端末に送信されることを特徴
とする請求項4に記載の動的リソース割当て方法。 - 【請求項6】 前記各高速割当てコントローラは、前記
第1の頻度より実質的に高い第2の頻度で、関連する該
基地局において利用可能なリソースを割り当てることを
特徴とする請求項4もしくは5に記載の動的リソース割
当て方法。 - 【請求項7】 前記リソースは、伝送タイムスロット、
種々の通信を分離することを目的とするスペクトル拡散
符号および/または送信周波数を含むことを特徴とする
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の動的リソース
割当て方法。 - 【請求項8】 前記ランダム系列は、 X(1)=x0 X(i+1)=mod(a・X(i)+b−1,2N)
+1 によって計算され、ただしx0はその系列のシードを構
成するNビットからなるワードであり、a−1は0を除
く4の倍数の整数であり、bは奇数であり、Nは、2N
が前記利用可能リソースの最大数より大きくなるような
整数であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれ
か一項に記載の動的リソース割当て方法。 - 【請求項9】 前記基地局および前記移動端末は、UT
RA−TDD移動体電気通信システムに属し、利用可能
リソースの第1のサブセットは、アップリンク通信専用
であり、利用可能リソースの第2のサブセットは、ダウ
ンリンク通信専用であり、前記アップリンク通信への前
記第1のサブセットの前記利用可能リソースの割当て
は、前記ダウンリンク通信への前記第2のサブセットの
前記利用可能リソースの割当てとは無関係に行われるこ
とを特徴とする請求項7もしくは8に記載の動的リソー
ス割当て方法。 - 【請求項10】 前記ランダム系列生成パラメータは、
共通制御チャネルBCH上で送信されることを特徴とす
る請求項3または9に記載の動的リソース割当て方法。
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