JP2007074755A

JP2007074755A - カバレージセルにわたる干渉を削減するための方法およびシステム

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Publication number: JP2007074755A
Application number: JP2006327426A
Authority: JP
Inventors: Stephanie Demers; デマーズステファニー; Paul G Zablocky; ジー．ザブロッキーポール; Shimon Moshavi; モシャヴィシモン
Original assignee: Telcordia Technologies Inc
Current assignee: Iconectiv LLC
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: DE60231978D1; US6771934B2; WO2002103920A2; JP2004531975A; CA2448521A1; EP1400025A2; JP4785720B2; EP1400025B1; WO2002103920A3; EP1400025A4; CA2448521C; US20030003906A1

Abstract

【課題】パケットネットワークによって相互接続された基地局を使用して、カバレージセル全体にわたる干渉を削減するために、方法およびシステムを提供する。
【解決手段】無線デバイスは、そのサービス提供セルおよび隣接するセルのチャネル信号強度を監視する（９０２）。サービス提供セルは、そのセル内の無線デバイスから測定値を集め（９０４、９０６）、無線デバイスのうちの１つが隣接するセルに重大な干渉を発生させている可能性がある場合に、隣接するセルに通知する（９１０）。隣接するセルはこの情報を集め（９１２）、これらの干渉無線デバイスのサブセットでマルチユーザ検出および除去アルゴリズムを実行する。
【選択図】図９Ａ

Description

本出願と同時に出願された、ＰａｕｌＰｒｏｃｔｏｒおよびＰａｕｌＺａｂｌｏｃｋｙによる「Methods and Systems for Adjusting Sectors Across Coverage Cells」という名称の出願は、本出願の主題に関する主題を含み、参照によりその全文が本明細書に組み込まれる。

本発明は、一般に無線通信システムにおいて干渉を削減することに関し、より具体的には、隣接するセル内にある無線デバイスから送信された干渉無線信号を除去（ｃａｎｃｅｌ）することによって、干渉を削減するための方法およびシステムに関する。

無線通信がより幅広く使用されるようになるにつれて、使用可能な電磁帯域幅などの無線リソースの需要にますます追いつかなくなってきている。これらの問題のうちいくつかを緩和するために、電磁スペクトルの共用部分を介して複数の信号を同時に伝送できるようにすることによって、符号分割多重アクセス（「ＣＤＭＡ」）として知られる無線通信技法が導入されてきた。これは、データに一意の符号を割り当てるためのスペクトラム拡散技法を使用すること、および結果を無線周波数搬送波信号に変調することによって実施される。次に受信機が無線信号を検出し、その一意の拡散符号を使用して無線信号を復調することにより、データを回復する。スペクトラム拡散技法の結果、受信機は、ノイズおよび他の信号に関して検出された信号のパワー内で利得を生成することができる。したがって、いくつかの送信機からの信号を、同じ帯域幅を介して、異なる拡散符合を使用して同時に送信することができる。

理論上は、一意の拡散符号が完全に直交する場合、帯域幅容量は、受信機で使用可能な処理能力および符号長さによってのみ制限されることになる。しかし実際には、信号間の時間オフセットがランダムであるとすれば、これらの一意の符号が完全に直交するように設計することは不可能である。したがって、結果的に多重アクセス干渉（「ＭＡＩ」；multiple access interference）と呼ばれる同時信号間での干渉が発生し、従来のＣＤＭＡシステムの容量および性能に影響を与えることになる。単一の信号によって発生するＭＡＩは通常は小さいが、ＭＡＩの量は、信号数が増えるにつれてかなりの量になる。

さらにＭＡＩの量は、高データレート通信によっても激増する可能性がある。一部のＣＤＭＡシステムでは、高データレート通信を複数のデータチャネルに分割することが可能であり、これによって拡散係数が低くなりすぎるのを防ぐ。こうした状況では、各データチャネルが異なるコードを使用し、その結果、各高データレート通信が複数の符号を使用する。したがって、高データレート通信は人工的なホットスポットを作成する可能性があり、すなわち１つの高データレート通信が、いくつかの低データレート通信を１つにまとめたものに相当する。このため、高データレート通信のＭＡＩの影響は、低データレート通信のＭＡＩの影響よりも大きくなる可能性がある。同様に、カバレージ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の端部付近から発信される信号は、カバレージセルの端部からそれらの信号を送信するにはより大きなパワーが必要であることにより、ＭＡＩを激増させる可能性もある。

従来のＣＤＭＡ検出器では、ＭＡＩの影響を緩和するためにいくつかの方法が使用されてきた。たとえば、すべての信号が距離に関係なく必要最低パワーで基地局に到着するように、パワー制御を使用して遠近効果問題が緩和されてきた。ただし、高データレート信号に必要な最低パワーは、他の信号をかき消すかまたはかなり干渉するのに十分なほど大きいものである可能性がある。さらに一般には、伝送パワーを制限することにより、セルサイズが小さくなるという望ましくない結果が生じることになる。

無線通信システムにおいてＭＡＩを減少させる他の試みには、受信信号から干渉信号を引き去ることが含まれる。２つの周知の減法干渉除去検出器は、逐次干渉除去（「ＳＩＣ」；successive interference cancellation）検出器および並列干渉除去（「ＰＩＣ」；parallel interference cancellation）検出器である。ＳＩＣ検出器は、干渉を除去するために連続した方式をとる。この検出器の各ステージでは、受信信号からの１つの追加信号について、ビットの決定、再生、および除去を行い、その結果、次のステージでは残りの信号が検出するＭＡＩが少なくなる。ＳＩＣ検出器とは対照的に、ＰＩＣ検出器では、各信号のすべてのＭＡＩの推定および減法を平行して行う。ＳＩＣおよびＰＩＣ検出器に関するさらなる情報が開示された文献があり、それらは参照により本明細書に組み込まれている（たとえば、非特許文献１参照）。

ただし、従来技術の除去技法には少なくとも２つの欠点がある。第１に、受信側セルが知っている信号しか引き去ることができない。これは、受信信号全体から復調して引き去るために、受信機が所望の信号の一意の符号を必要とするからである。従来のＣＤＭＡシステムでは、これらの信号は、セル内の無線デバイスからの信号、およびソフトハンドオフ（ｓｏｆｔ−ｈａｎｄｏｆｆ）を受けている無線デバイスからの信号に限定される。したがって、ソフトハンドオフ中でないかまたはサービス提供セル内で発生したものでない信号の干渉は無視される。

さらに、従来の除去技法は、残りの信号の信号再構築を改善するためにどの信号を引き去るべきかを判定しない。通常は干渉信号の復調および減法に必要な処理能力が制限されているため、こうした判定は重要である。従来技術は、ＭＡＩを大幅に削減するために、高データレート信号などの戦略的信号（strategic signal）を引き去ることもない。

Multi-User Detection for DS-CDMA Communications, S. Moshavi, IEEE Communications Magazine, Oct 1996, Vol 34, No. 10

本発明の目的は、従来技術の上記の問題および他の問題を克服するための方法およびシステムを提供することである。

本明細書で実施され広義に記載されたような本発明に適合する方法およびシステムは、無線通信システムにおける干渉を削減する。本発明の一実施形態では、第１のセルによってサービスが提供されている第１の無線デバイスが測定を実行し、測定値を第１のセルに伝送する。第１のセルは測定値を受け取ると、第１の無線デバイスが第２のセルで干渉を発生させている可能性があるかどうかを判定し、第１の無線デバイスが第２のセルで干渉を発生していると判定された場合には、干渉情報を第２のセルに伝送する。第２のセルは、第１のセルからの干渉情報を受け取ると、干渉情報に基づいて第１の無線デバイスを復調および除去する。

他の実施形態では、無線デバイス間の干渉が、無線デバイスにサービスを提供している複数のセル内で除去される。セルの信号強度が無線デバイスによって監視され、無線デバイスからの情報がサービス提供セルで集められる。その情報に基づいて、１つまたは複数の無線デバイスが、１つまたは複数の干渉無線デバイスにサービスを提供するサービス提供セルに隣接する１つまたは複数のセル内で、干渉を発生させていることが判定される。次に、隣接セルがそのように選択した場合は、干渉を除去するために干渉に関する情報が隣接セルに伝送される。

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、どちらも例示および説明のために示したものにすぎず、特許請求の範囲に示されるような、本発明を制限するものではないことを理解されよう。本発明の追加の目的および利点は、一部は以下の説明に記載し、一部は説明から明らかになるか、あるいは本発明の実施によって確認することができる。本発明の目的および利点は、添付の特許請求の範囲で具体的に示された要素および組合せによって、実現および達成されることになる。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を示し、その説明と共に本発明の原理を説明する働きをするものである。

本発明は、無線通信カバレージセル内の干渉を削減するために、基地局間で情報を共用するためのシステムおよび方法を対象とするものである。基地局間で情報を共用することにより、干渉通信信号を検出および復調して、干渉通信を除去することができる。

当業者であれば、隣接セル通信のわずかな部分だけを除去すれば、ＭＡＩを大幅に削減できることを理解されよう。より具体的に言えば、最高ＭＡＩ生成通信を注意深く選択することによって、処理パワー要件を最低限に維持しながら、隣接セル干渉の大幅な削減を実行することができる。最もひどい隣接セルの干渉通信を除去することによって、容量の増加、信頼性の向上、データレートの上昇、およびパワー利用の改善などの、性能利得を達成することができる。さらに、高データレート通信の干渉影響を削減することによって、サービスプロバイダは、セル全体にわたって均一なカバレージを提供することができるようになる。

次に、本発明の好適実施形態について詳細に参照するが、その例は添付の図面に示されている。図面全体にわたり、同じまたは同様の部分を参照する際には、可能であれば必ず同じ参照番号が使用されている。

図１は、本発明に適合する方法およびシステムに従った無線システム１００を示す構成図である。図に示されるように、１つまたは複数の基地局１１０が、たとえばインターネットまたは任意の他のタイプのネットワークを含むことが可能な、ネットワーク１４０に接続される。基地局１１０は、ネットワーク１４０に直接接続するか、またはサブネットワーク（図示せず）を介してネットワーク１４０に接続することができる。

図に示されるように、各基地局１１０はアンテナ１２０に接続され、それを介して無線デバイスとの通信を確立する。現在のセルラ式システムと同様に、各基地局１１０は特定のセル内に位置する無線デバイスと通信し、各セルは特定の地理的領域をカバーしている。セルラ式無線システム１００での通信に使用される無線デバイス（図示せず）は、たとえば標準的な無線電話、第三世代セルラ式デバイス、または任意の他のタイプの無線デバイスを含むことができる。

セルラ式無線システム１００では、従来のシステムでは基地受信機システム（「ＢＴＳ」；base transceiver systems）、基地局コントローラ（「ＢＳＣ」；base station controllers）、および移動交換センタ（「ＭＳＣ」；mobile switching centers）内に存在していたインテリジェンス（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を、基地局１１０間で配信することができる。

たとえば、各基地局１１０は自律的に動作可能であり、基地局のカバレージ領域を調整するため、基地局間で無線デバイスをハンドオフするため、および基地局１１０がネットワーク１４０にプラグインされる場合は自動的に他の基地局を突き止めてそれ自体を構成するために、他の基地局と情報を交換するためのインテリジェンスを含むことができる。さらに各基地局１１０は、ＭｕｌｔｉＰＣプラットフォーム上でプログラム可能なソフトウェアを使用して構成することができる。すなわち、基地局１１０は特定のハードウェアを必要としなくてよく、むしろ基地局のすべての機能を、汎用プロセッサを使用してソフトウェア内で実行することができる。

中央ＭＳＣまたはＢＳＣが存在しないため、単に無線システムに基地局１１０を追加するだけで、無線システムを拡大することができる。したがって、この解決方法は、かなり小規模な構成およびかなり大規模な構成のどちらにも使用することができる。また、基地局１１０は、時空間適応信号処理（「ＳＴＡＰ」；space time adaptive processing）、マルチユーザ検出（「ＭＵＤ」；multi-user detection）、およびセル全体マルチユーザ検出（「ＭＵＤＡＣ」；multi-user detection across cells）などの、高度な信号処理を使用することができる。さらに基地局１１０は、ネットワーク性能を向上させるためにそれらの方向を動的に適応させる、セクタ化されたアンテナを使用することができる。

基地局１１０は、ネットワーク１４０を介して通信するために、標準インターネットプロトコルを使用することもできる。たとえば基地局は、モバイルＩＰ、ＤＨＣＰ、ＶＰＮなどを使用して、相互に通信することができる。また基地局は、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、ＵＷＣ−１３６、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ−３ＧＰＰ−Ｗ−ＣＤＭＡなどの、標準のエアインタフェース（ａｉｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を使用することもできる。さらに、標準のエアインタフェースを使用できることから、既存のセルラ式電話またはネットワークに変更を加える必要がない。

図２は、本発明に適合する方法およびシステムに従った、基地局１１０を示す構成図である。図に示されるように、基地局１１０は、ネットワークインタフェース２１０、プロセッサ２２０、メモリ２３０、記憶デバイス２４０、アンテナインタフェース２５０、およびバス２６０を含む。好ましくは、ネットワークインタフェース２１０は、基地局１１０がネットワーク１４０に接続するために使用するイーサネット（登録商標）タイプのインタフェースである。プロセッサ２２０は、コンピュータタイプのオペレーションを実行するための任意のタイプのプロセッサであってよい。メモリ２３０は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）などの任意のタイプのメモリであってよい。記憶デバイス２４０は、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭなどの任意のタイプの記憶デバイスであってよい。アンテナインタフェース２５０は、無線デバイスと通信するためのアンテナに基地局を接続する。アンテナインタフェース２５０は、無線送受信デバイス（図示せず）を含むことができる。

上述のように、各基地局はプラグアンドプレイタイプのデバイスであってよい。たとえば、基地局１１０がネットワーク１４０などのネットワークに接続している場合、ネットワークに接続されている任意の他の基地局１１０も自動的に識別する。次に基地局１１０は、ネットワーク内の新しい基地局および既存の基地局に関するカバレージ領域を自動的に判定するために、相互に通信する。次に基地局は、１つの基地局から他の基地局への無線デバイスのハンドオフなどの様々な機能を実施するために、相互間で通信することができる。

図３は、本発明に適合する方法およびシステムに従った無線システム３００を示す図である。図に示されるように、基地局１１０＿１および１１０＿２はネットワーク３１０＿１に接続され、このネットワークはゲートウェイ３１２＿１を介してネットワーク３４０に接続される。ネットワーク３１０＿１は、動的ホスト構成プロトコル（「ＤＨＣＰ」）サーバ３７０およびドメインネームサーバ（「ＤＮＳ」）３７２を含むことができる。

基地局１１０＿３、１１０＿４、および１１０＿５はネットワーク３１０＿２に接続され、このネットワークはゲートウェイ３１２＿２を介してネットワーク３４０に接続される。ネットワーク３１０＿２に接続されたキャリアデータベース３５０は、キャリアのネットワーク内にある基地局に関する情報を格納する。たとえば、キャリアデータベース３５０は、キャリアのネットワーク内にあるそれぞれの基地局に関するＩＰアドレスを格納することができる。キャリアとは、無線サービスを提供する会社のことである。

ネットワーク３１０＿１および３１０＿２は、イーサネット（登録商標）、ＦｉｂｅｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤａｔｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ（「ＦＤＤＩ」）ネットワークなどの任意のタイプのネットワークを含むことができる。ネットワーク３４０も、インターネットなどの任意のタイプのネットワークを含むことができる。

無線ネットワークの中央データベース（「ＣＤＷＮ」；central database of wireless networks）３６０は、キャリアデータベース３５０に関するネットワークアドレス（たとえばＩＰアドレス）に関する情報を格納する。たとえば、ＢｅｌｌＡｔｌａｎｔｉｃ、Ｓｐｒｉｎｔなどの無線サービスを提供する、複数のキャリアが存在する場合がある。こうした実施形態では、ＣＤＷＮ３６０は、各キャリアに関するキャリアデータベース３５０のネットワークアドレスを格納することができる。したがって、基地局が特定のキャリアのキャリアデータベース３５０の位置を突き止める必要がある場合、ＣＤＷＮ３６０にアクセスしてキャリアデータベース３５０のネットワークアドレスを取得することができる。

例示的なオペレーティング環境に関する上記の序文と共に、次に、本発明の好適実施形態の態様を示す残りの図４〜９について説明する。

図４は、本発明に適合する方法およびシステムに従って動作する無線通信システムにおける、ネットワーク４８０に接続された２つの例示的な基地局４１０および４５０を示す図である。２つの例示的な基地局４１０および４５０はパケットネットワーク４８０を介して相互に接続されるように示されており、データ速度が十分に速く、遅延が十分に少ない任意のネットワークを使用して、基地局を接続することができる。前述のように、本発明の一実施形態では、パケットネットワーク４８０は、一般に「インターネット」と呼ばれるグローバルコンピュータネットワークを含むことができる。パケットネットワーク４８０は、モバイルＩＰなどの、当業者に周知のプロトコルを使用することができる。

基地局４１０および４５０は、それぞれ、複数の無線デバイス４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、．．．、４２０ｎおよび４６０ａ、４６０ｂ、４６０ｃ、．．．、４６０ｎにサービスを提供しているようにも示されている。無線デバイスは、典型的には限定された領域を有し、無線通信システムのそれぞれのカバレージセル内で通信している。こうしたシステム内では、無線デバイスが、所与のセル内でのその既存の基地局コンタクトの領域外に移動すると、ハンドオフが発生する。呼接続信号をノイズレベルまで悪化させる代わりに、呼接続は、移動する無線デバイスとの通信を維持するために、他のセルに転送またはハンドオーバされる。

基地局４１０および４５０のカバレージ領域は、それぞれの無線デバイス４２０および４６０で無線通信がその中で実施可能なおおよその境界を示すように働く、６角形のセル４３０および４７０として示されている。データは、無線信号の送信および受信によって、その無線カバレージ領域内で動作する無線デバイスと、それぞれの基地局との間で通信される。

この実施形態では、無線デバイスは、広帯域符号分割多重アクセス（「Ｗ−ＣＤＭＡ」）に従い、アンテナを介してそれらそれぞれの基地局と通信する。Ｗ−ＣＤＭＡを使用してデータを通信する方法の詳細な説明は、以下の３ＧＰＰ標準に記載されており、そのコンテンツは、その全文が参照により本明細書に組み込まれている。

物理レイヤ：３ＧＰＰＴＳ２５−２００シリーズ（リリース１９９９）
ＵＥ−ＵＴＲＡＮ無線インタフェース：３ＧＰＰＴＳ２５−３００シリーズ（リリース１９９９）
ＵＴＲＡＮｌｕ、ｌｕｒ、ｌｕｂインタフェース：３ＧＰＰＴＳ２５−４００シリーズ（リリース１９９９）

本発明のいくつかの実施形態は、Ｗ−ＣＤＭＡ無線通信システムの状況で一般に記載されるが、スペクトラム拡散ＣＤＭＡなどの他の通信方式または技法を代わりに使用することができる。

各基地局４１０および４５０は、複数の無線デバイスから複数の通信を受信することのできる少なくとも１本のアンテナを備える、アンテナアレイを含む。各無線デバイスはセル内で別個に位置するため、アンテナと無線デバイスとの間の伝送パスが複数存在する。次に各伝送パスは、その受信アンテナに関して、対応するパス遅延および信号強度を有する。たとえば、カバレージセル４７０の外縁部付近に位置するように示された無線デバイス４６０ａは、基地局４５０の近くに位置する無線デバイス４６０ｂよりも伝送パスが長く、典型的には伝送パワーレベルが高い。背景のセクションで記載したように、無線デバイスが高いパワーレベルで伝送すると、重大な干渉を引き起こす可能性がある。無線デバイスがそのサービス提供基地局に効率良く伝送するためには高いパワーが必要であるが、信号が強すぎると隣接する基地局にも効率良く到達してしまうため、干渉が発生するのである。隣接する基地局が干渉信号を復調しない、すなわちソフトハンドオフを実施しないと想定すると、隣接する基地局には干渉を除去する方法がない。この実施形態では、こうした干渉ならびに、高データレートデバイスなどの任意の他の無線デバイスによって引き起こされる干渉は、基地局間で無線デバイスに関する情報を交換することによって削減される。その後、交換された情報を使用して、セル全体にわたって干渉信号を復調および除去することができる。

高伝送パワーおよび高データレートデバイスなどの干渉デバイスの信号を除去すると、干渉を削減するだけでなく、必要な伝送パワーも削減し、隣接セル内で使用可能な容量も増加させる。さらに、以前は基地局周囲の狭い領域に限定されていた高データレートデバイスを、そのサービス提供セル内でより広くアクセス可能にすることもできる。

次に図５から８を参照しながら、本発明の一実施形態に従って、カバレージセル全体にわたって干渉を削減するためのシステムのプロセス図について説明する。図５では、基地局４５０がサービスを提供しているカバレージセル４７０内に、無線デバイス４６０ａが示されている。無線デバイス４６０ａは、隣接する基地局４１０で干渉を発生させるだけの十分なパワーレベルで送信しているようにも示されている。たとえば、無線デバイス４６０ａは、高データレートで伝送しているか、またはそのカバレージセルの縁部付近に位置することができる。特定の無線デバイスを基準にして、本明細書で使用される「隣接するセル」または「隣接する基地局」とは、現在はその無線デバイスにサービスを提供していない任意の基地局を意味するものである。

一実施形態によれば、無線デバイス４６０ａなどの無線デバイスは、それらのサービス提供基地局および隣接する基地局の両方について、ダウンリンクチャネルの測定を実行する。たとえば、無線デバイス４６０ａは、その隣接する基地局それぞれについて、信号強度の測定を実行することができる。本発明の他の実施形態では、無線デバイス４６０ａは、隣接する各基地局についての信号対ノイズ比の測定、または隣接する各基地局についての信号強度および信号対ノイズ比の両方の組合せの測定を実行することができる。信号強度を測定する方法およびシステムは、無線技術の分野の技術者であれば、だれにでもよく知られているものである。同様に、信号対ノイズ比の測定を実行する方法も、ＣＤＭＡ無線技術の分野の技術者であれば、だれにでもよく知られているものである。

次に図６を参照すると、これらの測定の結果は、無線デバイス４６０ａから基地局４５０にデータメッセージを送信することによって、サービス提供基地局４５０に送られる。一実施形態によれば、無線デバイスは、それらのサービス提供基地局が要求したときに、測定メッセージを送信することができる。他の実施形態では、サービス提供基地局が、特定の測定報告基準に基づいて測定情報の伝送を指定することができる。たとえば、測定報告基準は、定期的な報告、隣接する基地局の信号強度測定値が所定のしきい値を超えたときなどのイベント起動型報告、または定期的およびイベント起動型の両方を組み合わせた報告を指定することができる。無線デバイスは、隣接セルとサービス提供セルとの周波数の比較に応じて、周波数内および／または周波数間の測定を実行することができる。たとえば、すべての隣接セルがサービス提供セルと同じ周波数であった場合、無線デバイスは周波数内測定のみを実行する。イベント１ｅ、２ｅ、６ａ、および６ｂの４つのイベント起動型測定、ならびに１つの定期的内部測定レポート、ＵＥ伝送パワーは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムとの単純な統合を提供するように、初期に３ＧＰＰＷ−ＣＤＭＡ標準から直接定義されている。イベント１ｅおよび２ｅの場合、無線デバイスは、パイロットが絶対しきい値よりも強くなったときにパイロット測定を報告する。イベント１ｅは周波数内測定用であり、イベント２ｅは周波数間測定用である。イベント６ａおよび６ｂの場合、無線デバイスは、無線デバイスパワーが絶対しきい値よりも大きいかまたは小さくなったときに、その伝送パワー測定を繰り返す。

測定情報を受け取ると、基地局４５０はその情報を評価して、無線デバイス４６０ａが、基地局４１０などの隣接基地局で干渉を発生させている可能性があるかどうかを判定する。たとえば、基地局の信号のその測定値が、とりわけ無線デバイスのデータレートおよび位置に依存する可能性のある所定のしきい値を超えたときに、無線デバイス４６０ａは特定の隣接する基地局を潜在的に干渉しているとみなすことができる。

次に図７を参照すると、無線デバイス４６０ａが隣接する基地局４１０で干渉を発生させている可能性があると判定すると、基地局４５０は、ネットワーク４８０を介して基地局４１０に干渉報告を伝送する。干渉報告は、１）隣接する基地局４１０の信号強度の測定情報、２）伝送パワー、３）一意のスクランブル符号、および４）無線リンク構成という、無線デバイス４６０ａに関する情報を含むことができる。基地局４５０は、隣接する基地局４１０で干渉を発生させている無線デバイス４６０ａのシンボルのまたはビットのシーケンスを、基地局４１０に対して別に送信することもできる。これは、無線デバイス４６０ａが基地局４１０に対して干渉を発生させている可能性があるが、基地局４１０での無線デバイス４６０ａからの信号は首尾よく復調するには弱すぎることが基地局４５０にわかっている場合に、実行することができる。

次に図８を参照すると、潜在的な干渉信号に関する情報を基地局４５０から受け取ると、次に基地局４１０は、さらに情報を評価した後に、無線デバイス４６０ａの干渉影響、基地局４５０および４１０におけるローディング（loading）（たとえば使用可能なキャリアの数の）、基地局４１０での所望の容量、無線デバイス４６０ａの処理負担、および基地局４１０で使用可能な処理パワーに基づいて、干渉信号を除去することができる。次に測定情報を使用して、基地局４１０がマルチユーザ検出（「ＭＵＤ」）アルゴリズムを使用して、無線デバイス４６０ａからの干渉信号を復調および除去するかどうかが判定される。ＭＵＤアルゴリズムについての詳細は、図９Ｃを参照しながら以下で論じる。

図９Ａ、９Ｂ、および９Ｃは、本発明の実施形態に従って、単一の無線デバイスからの通信を除去するための例示的な方法を示す図である。この方法は、１つの無線デバイス、そのサービス提供基地局、およびその隣接する基地局のみが関与する、単純な例について記載するものであるが、この例示的な方法は、任意数の無線デバイス、任意数の基地局、およびセルごとの任意数のセクタに適用可能である。

次に図９Ａを参照すると、無線デバイス４６０ａなどの無線デバイスが、まず初めにそのサービス提供基地局４５０および隣接する基地局４１０で、ダウンリンクチャネル測定を実行する（ステップ９０２）。隣接する基地局情報は、無線通信ネットワークによって同報通信される隣接リストで入手可能であり、無線デバイスはそれぞれのサービス提供基地局を介して入手することができる。測定を実行した後、無線デバイス４６０ａは、測定情報をそのサービス提供基地局４５０に送信する（ステップ９０４）。前述のように、サービス提供基地局４５０は、測定制御メッセージを使用し、特定の測定報告基準に基づいて測定情報の伝送を指定することができる。たとえば、測定報告基準は、定期的報告、イベント起動型報告、または定期的報告とイベント起動型報告の両方の組合せを指定することができる。あるいは、測定情報を要求時にのみ伝送することができる。したがって、サービス提供基地局４５０は、無線デバイス４６０ａに測定を要求することができる。この場合、無線デバイス４６０ａは、隣接する基地局で測定を実行し、その情報をサービス提供基地局４５０に伝送する。

無線デバイス４６０ａから測定値を受け取ると、サービス提供基地局４５０は、基地局４１０の信号強度測定値が所定の強度しきい値を超えているかどうかを判定することによって、隣接する基地局４１０で無線デバイス４６０ａが発生させた潜在的干渉を査定する（ステップ９０８）。あるいは、サービス提供基地局４５０は、隣接する基地局４１０の信号強度測定値ならびに無線デバイス４６０ａのデータレートおよび位置の両方を含む組合せに基づいて、隣接する基地局４１０で無線デバイス４６０ａが発生させた潜在的干渉を査定する。

このしきい値は経時的に、データレートごとに、および基地局ごとに変化する可能性がある。たとえば隣接する基地局４１０は、一定の話中期間には処理パワーが使用できないために、干渉信号の除去は実行不可能であると判定することができる。したがって、こうした時間には、サービス提供基地局４５０は、隣接する基地局４１０に送信される必要のない測定値を送信する必要がない。最大のフレキシビリティを提供し、リソースを予約するために、隣接する基地局４１０は、強度しきい値の設定および報告状況を定期的に基地局４５０に送信することができる。報告状況は、指定された報告期間に基づいて、報告なしまたは報告の２つの値のうちの１つを取ることができる。

信号強度測定値が強度しきい値を超えていないと判定された場合、または隣接する基地局４１０が報告状況を要求しなかった場合、サービス提供基地局４５０は、無線デバイス４６０ａからの次の測定報告まで待機する（ステップ９０６）。ただし、信号強度測定値が所定のしきい値を超えた場合、および隣接する基地局４１０が指定された報告期間に基づく報告を要求した場合、サービス提供基地局４５０は、ネットワーク接続４８０を介して隣接する基地局４１０に干渉報告を送信し（ステップ９１０）、次にこの報告は隣接する基地局４１０によって受け取られる（ステップ９１２）。干渉報告は、１）隣接する基地局４１０の信号強度の測定情報、２）伝送パワー、３）一意の符号、および４）無線リンク構成という、無線デバイス４６０ａに関する情報を含むことができる。基地局４５０は、隣接する基地局４１０による無線デバイス４６０ａの復調および除去を容易にするために、干渉無線デバイス４６０ａのシンボルのまたはビットのシーケンスを、基地局４１０に対して別に送信することもできる。

次に図９Ｂを参照すると、隣接する基地局４１０は干渉報告を受け取ると、無線デバイス４６０ａのおおよその干渉影響を判定し、これを無線デバイス（「ＷＤ」）リストに挿入する（ステップ９２０）。干渉影響は、干渉レベル測定を介して測定するか、または、干渉無線デバイス４６０ａと隣接する基地局４１０との間のパス損失および無線デバイス４６０ａの伝送パワーに基づいて計算することが可能な、干渉影響を介して概算することができる。

隣接する基地局４１０は、次に、概算された干渉影響および／または測定された干渉レベルに基づいて、ＷＤリストの順番をランク付けする（ステップ９２２）。ＷＤリストは、隣接するセル４１０の隣にあるセルからの他の無線デバイスに関してすでに配置されている（populated）可能性がある。実際に、ＷＤリストは以前の干渉報告から無線デバイス４６０ａをすでに含んでいる可能性がある。その場合、無線デバイス４６０ａは、その新しい干渉影響に基づいて単に更新される。

ＷＤリストはさらに解析され、順序付けられたＷＤリスト、基地局４１０およびその隣接する基地局におけるローディング（loading）（たとえば使用可能なキャリアの数の）、基地局４１０での所望の容量、個々の無線デバイスの処理負担、および基地局４１０で使用可能な処理パワーに基づいて、マルチユーザ検出（「ＭＵＤ」）リストに凝縮される（ステップ９２４）。たとえば、基地局４１０がほぼフル容量で動作している場合、基地局４１０が一部の容量で動作している場合よりも、ＭＵＤリストにはより多くの制限が付けられることになる。

Ｍフレームごとに（ステップ９２５）、隣接する基地局４１０は復調し、ビットおよびチャネル推定値を判定し、ＭＵＤリスト内のすべての無線デバイスに関する干渉レベルを測定および格納する（ステップ９２６）。Ｗ−ＣＤＭＡフレームは１０ｍｓであり、Ｍフレームは通常は、データブロックが符号化およびインタリーブされた伝送時間間隔を下回らない値に設定される。

他の基地局は、１つまたは複数の基地局が過負荷となるビットおよびチャネル推定値の復調および判定を支援することができる。さらに基地局４５０は、基地局４１０が首尾よく復調するには無線デバイス４６０ａの干渉信号が弱すぎる場合に、干渉無線デバイス４６０ａからの実際のビットのまたはシンボルのシーケンスを提供することによって、基地局４１０が無線デバイス４６０ａのビットまたはシンボルの推定値を判定するのを支援することもできる。他の基地局が支援するかどうかは、ターゲット基地局がこの追加情報を伴うかまたは伴わない通信を復調する能力、およびＩＰネットワーク上の負荷および遅延に依存する。この決定は、これらのビットの送信によって発生する性能利得にも依存する。

Ｎフレームごとに（ステップ９２８）、隣接する基地局４１０は、ステップ９２６で以前に復調されなかったＷＤリスト内の各無線デバイスの干渉レベルを測定および格納する（ステップ９２９）。さらに隣接する基地局４１０は、ステップ９２６で取得されたビットおよびチャネルの推定値に基づいて、ＭＵＤアルゴリズムを実行する（ステップ９３０）。

従来のＭＵＤアルゴリズムの主な欠点は、マルチユーザ検出を実施するためにかなりの処理パワーを必要とすることである。たとえば、ＰＩＣＭＵＤアルゴリズムの各段階では、Ｋ人のユーザが復調され、Ｋ人のユーザそれぞれについて、ビットおよびチャネルの推定値が取得される。次に、Ｋビット推定値それぞれが、チャネル推定値によってスケーリングされ、再分配される。各出力で１つの入力信号以外のすべてを合計し、受信した信号の合計から引いて、Ｋ人のユーザそれぞれのより鮮明な信号を取得する。より鮮明な信号は、最終的に従来のＭＵＤアルゴリズムの次の段階にフィードバックされる。

図９Ｃは、本発明の実施形態に従ったＭＵＤアルゴリズムを示す流れ図である。本発明の実施形態のＭＵＤアルゴリズムは、いくつかの方法で従来のアルゴリズムが必要とする処理パワーの使用率を引き下げる。先ず初めに、ＭＵＤリストに含まれる無線デバイスのみが復調される。また前述のように、ＭＵＤリストは処理パワーの可用性に応じて拡大または縮小することができる。たとえば処理パワーは、修正済みのＰＩＣＭＵＤアルゴリズムを使用することで、さらに削減することができる。マルチユーザ検出アルゴリズムのあらゆる段階で、ＭＵＤＬＩＳＴ内のあらゆるユーザを復調および再構築する代わりに、巡回冗長検査（「ＣＲＣ」）でのエラーなどの優良度測定基準（ｇｏｏｄｎｅｓｓｍｅｔｒｉｃ）を使用して、ユーザを１回だけ推定および除去するか、またはユーザが除去される回数を最小限にすることができる。

次に図９Ｃを参照すると、隣接する基地局４１０は、任意のビット推定値が優良度測定基準に合致するかどうかを判定する（ステップ９４０）。優良度測定基準は、ＭＵＤアルゴリズムで使用され、干渉無線デバイスのビット推定値を、再構築し、受け取った信号の合計から完全に除去するべきであるか、またはＭＵＤアルゴリズムの次の段階で再度推定するべきかどうか、が判定される。優良度測定基準は、アルゴリズムのあらゆる段階で、すべての無線デバイスから信号を再生成しなければならない場合の処理の複雑さを軽減するためにも使用される。ＭＵＤアルゴリズムの前に復号が実行される場合、優良度測定基準は、符号化パスの差異および／またはＣＲＣチェックに基づくものであってよい。ＣＲＣで障害のない無線デバイスからの信号は直接除去され、ＭＵＤアルゴリズムの次の段階で再生成されないため、アルゴリズムの処理の複雑さが軽減される。

任意のビット推定値が優良度測定基準に合致した場合、隣接する基地局４１０は、ビット推定値に対応する無線デバイスについて推定値を再生成する（ステップ９４２）。他の基地局も推定値の再生成を支援することができる。言い換えれば、サービス提供基地局４５０は、隣接する基地局４１０がこの無線デバイス４６０ａを復調できないことをそのサービス提供基地局４５０が検出したときに、干渉無線デバイス４６０ａのシンボルシーケンスを、その隣接する基地局４１０に直接送ることができる。場合によっては、これらのシンボルを受け取るのに必要な遅延は性能の向上に値しないため、サービス提供基地局４５０は、これらのシンボル推定値を送信しないことを決定する場合がある。

推定値は、いったん再生成され、かつ／または受け取られると、次に、隣接する基地局４１０によって受け取られた信号から引き去られる（ステップ９４４）。次に、隣接する基地局４１０は、引き去られる任意の追加の無線デバイス信号が残っていないかどうかを判定する（ステップ９４６）。残っている場合、隣接する基地局４１０は、ＭＵＤアルゴリズムの最高段階数に達したかどうかを判定する（ステップ９４８）。最高段階数は、使用可能な処理パワーならびに性能利得に依存する。新しい段階から取得された性能利得が重要であれば、割増の段階をマルチユーザ検出器に追加することができる。最高段階数に達していない場合、隣接する基地局４１０は、ステップ９４０で優良度測定基準に合致しなかった無線デバイスの復調を試みることができる（ステップ９５０）。これに対して、最高段階数に達している場合、隣接する基地局４１０はステップ９２２に戻る。

以上、本発明の好適実施形態および方法と現在みなされているものについて、例示および説明してきたが、当業者であれば、様々な変更および修正が実行可能であること、ならびに本発明の真の範囲から逸脱することなくその要素を均等物に置き換えることが可能であることを理解されよう。したがって本発明は、本明細書に開示された特定の実施形態および方法に限定されることを意図するものではないが、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むものである。

本発明に適合する方法およびシステムに従った無線システムを示す図である。本発明に適合する方法およびシステムに従った基地局を示す構成図である。本発明に適合する方法およびシステムに従った無線システムを示す図である。本発明に適合する方法およびシステムに従って動作する無線通信システムにおける、２つの例示的な基地局を示す図である。本発明に適合する方法およびシステムに従って、カバレージセル全体にわたって干渉を削減するためのシステムのプロセス図を示す図である。本発明に適合する方法およびシステムに従って、カバレージセル全体にわたって干渉を削減するためのシステムのプロセス図を示す図である。本発明に適合する方法およびシステムに従って、カバレージセル全体にわたって干渉を削減するためのシステムのプロセス図を示す図である。本発明に適合する方法およびシステムに従って、カバレージセル全体にわたって干渉を削減するためのシステムのプロセス図を示す図である。本発明に適合する方法およびシステムに従って、セル全体にわたって干渉を除去するために実行されるステップを示すフローチャートである。本発明に適合する方法およびシステムに従って、セル全体にわたって干渉を除去するために実行されるステップを示すフローチャートである。本発明に適合する方法およびシステムに従って、セル全体にわたって干渉を除去するために実行されるステップを示すフローチャートである。

Claims

無線通信システムにおいて干渉を削減するための方法であって、
第１のセルによってサービスが提供されている第１の無線デバイスが信号の測定を実行するステップと、
第１の無線デバイスが測定値を第１のセルに伝送するステップと、
第１のセルが測定値を受け取ると、第１の無線デバイスが第２のセルで干渉を発生させている可能性があるかどうかを判定するステップと、
第１の無線デバイスが第２のセルで干渉を発生していると判定された場合には、第１のセルが干渉情報を第２のセルに伝送するステップと、
第２のセルが、第１のセルからの干渉情報を受け取ると、干渉情報に基づいて第１の無線デバイスを復調および除去するステップと
を備えることを特徴とする方法。
無線デバイス間での干渉を削減するためのシステムであって、
第１の無線デバイスと、
第１のセルと、
第２のセルとを備え、
第１のセルによってサービスが提供されている第１の無線デバイスが信号の測定を実行し、測定値を第１のセルに伝送し、
第１のセルが測定値を受け取ると、第１の無線デバイスが第２のセルで干渉を発生させている可能性があるかどうかを判定し、第１の無線デバイスが第２のセルで干渉を発生していると判定された場合には、干渉情報を第２のセルに伝送し、
第２のセルが、第１のセルからの干渉情報を受け取ると、干渉情報に基づいて第１の無線デバイスを復調および除去する
ことを特徴とするシステム。
無線通信システムにおいて干渉を削減するための方法であって、
サービス提供セルの信号強度を無線デバイスが監視するステップと、
無線デバイスからの情報をサービス提供セルが集めるステップと、
その情報に基づいて、１つまたは複数の無線デバイスが、１つまたは複数の干渉無線デバイスにサービスを提供するサービス提供セルに隣接する１つまたは複数のセル内で、干渉を発生させていることが判定されるステップと、
隣接セルがそのようにする場合は、干渉を除去するために干渉に関する情報を隣接セルに伝送するステップと
を備えることを特徴とする方法。
無線デバイス間での干渉を削減するためのシステムであって、
無線デバイスと、
サービス提供セルと、
サービス提供セルに隣接するセルとを備え、
サービス提供セルの信号強度が無線デバイスによって監視され、無線デバイスからの情報がサービス提供セルで集められ、
その情報に基づいて、１つまたは複数の無線デバイスが、１つまたは複数の干渉無線デバイスにサービスを提供するサービス提供セルに隣接する１つまたは複数のセル内で、干渉を発生させていることが判定され、
隣接セルがそのようにする場合は、干渉を除去するために干渉に関する情報が隣接セルに伝送される
ことを特徴とするシステム。
無線通信システムにおいて干渉を削減するための方法であって、
無線デバイスが、そのサービス提供セルおよび隣接するセルのチャネル信号強度を監視するステップと、
サービス提供セルが、そのセル内の無線デバイスから測定値を集めするステップと、
無線デバイスのうちの１つが隣接するセルに重大な干渉を発生させている可能性がある場合に、サービス提供セルが、隣接するセルに通知するステップと、
隣接するセルがこの情報を集め、これらの干渉無線デバイスのサブセットでマルチユーザ検出および除去アルゴリズムを実行するステップと
を備えることを特徴とする方法。
無線デバイス間での干渉を削減するためのシステムであって、
無線デバイスと、
サービス提供セルと、
隣接するセルとを備え、
無線デバイスが、そのサービス提供セルおよび隣接するセルのチャネル信号強度を監視し、
サービス提供セルが、そのセル内の無線デバイスから測定値を集め、無線デバイスのうちの１つが隣接するセルに重大な干渉を発生させている可能性がある場合に、隣接するセルに通知し、
隣接するセルがこの情報を集め、これらの干渉無線デバイスのサブセットでマルチユーザ検出および除去アルゴリズムを実行する
ることを特徴とするシステム。