JP2007506355A - 無線移動通信システムのアップリンクスケジューリング方法 - Google Patents

無線移動通信システムのアップリンクスケジューリング方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、少なくとも1つの無線ネットワーク制御装置(RNC)、少なくとも1つのユーザ機器(UE)及び複数のNode Bからなるネットワークにおいて、少なくとも1つのUEにより生じた干渉効果に基づいてスケジューリングNode B又は隣接Node Bに伝送される前記少なくとも1つのUEのアップリンク伝送スケジューリングに適用できるパラメータを決定する段階から構成されたアップリンク伝送スケジューリング方法に関する。

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線通信システムにおいてアップリンク干渉の変動を減少させる、アップリンクチャネルに適用可能なNode Bスケジューリング方法に関する。
現在、無線移動通信システムでは、アップリンクの高速化要求によりE−DCH(Enhanced uplink dedicated channel)の概念に関する多様な議論が活発に行なわれている。通常、無線通信システムは、複数の移動局(MS)、複数の基地局(BS)、基地局制御装置(BSC)、移動交換局(MSC)、パケットデータサービスノード(PDSN)又はインターワーキング機能(IWF)、公衆交換電話網(PSTN)、及びインターネットプロトコル(IP)ネットワークから構成される。
UMTSにおいて、基地局はNode B、移動端末機および加入者ユニットなどはUE(User Equipment)、基地局制御装置は無線ネットワーク制御装置(radio network controller: RNC)と示している。JUHUA KORHONENの「INTRODUCTION TO 3G MOBILE COMMINICATIONS SYSTEMS」(2003、第2版)の全内容が全体的に本発明統合されており、それを参照すればよい。
例えば、前記RNCは、前記UEがどのデータ転送速度又は電力で伝送を行うか、また、いつ伝送を行うかのスケジューリングを担当する。このような情報は、前記Node Bに伝送された後、UEに通知される。前記UEは、前記許容可能なデータ転送速度又は電力で、又は、それ以下のデータ転送速度又は電力で伝送を行う。しかしながら、前記許容可能な転送速度/電力は、前記スケジューリングNode Bのみに基づいて決定される。
従って、本発明の目的は、少なくとも前記問題及び他に言及された問題を扱うことにある。
本発明の他の目的は、アップリンクRoT(Rise over Thermal)雑音を効果的に管理できるアップリンクスケジューリング方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、Node BあるいはUEがアップリンクスケジューリング動作を行うアップリンクスケジューリング方法を提供することにある。
このような目的を達成するために、少なくとも1つの無線ネットワーク制御装置(RNC)、少なくとも1つのUE、及び複数のNode Bからなるネットワークにおいて、本発明によるアップリンク伝送スケジューリングのための新しい方法は、少なくとも1つのUEにより生じた干渉効果に基づいてスケジューリングNode B又は隣接Node Bに伝送される前記少なくとも1つのUEのアップリンク伝送スケジューリングに適用されるパラメータを決定する段階から構成される。
本発明のさらなる長所、目的、及び特性は後述する発明の詳細な説明に一部が記述されており、一部は以下に明示された説明を参照すると当該技術分野における通常の知識を有する者であれば明確になる。本発明の目的と長所は、特に、発明の詳細な説明及び請求の範囲ならびに添付図面に開示された構成により実現及び達成される。
本発明によると、スケジューリング臨界値(scheduling credit value)を用いて通信システムにおけるアップリンク干渉の変動を減少させてシステム容量を増加させることができるという効果がある。
本発明は、E−DCHのようなアップリンクチャネルをスケジューリングするための新しい方法を提供する。下記の実施形態において、前記RNCは、各UEに割り当てる臨界値を決定してNode Bに前記臨界値に関する情報を提供する。前記Node Bは、この臨界値を用いてどのデータ転送速度又は電力で、いつUEがデータを伝送し得るかをスケジューリングする。又は、前記RNCがUEに前記スケジューリング臨界値を(前記Node Bを介して)通知する。その後、前記UEは、前記臨界値を確率として利用するか、又は前記Node Bから受信したスケジューリング命令に適用できる。以下、前述した実施形態を図面を参照して説明する。
より詳しくは、図1は、複数のRNC及び該当RNCにより管理される複数のNode Bを含むUTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)の一部を説明する図である。また、各Node Bは、UEとNode B間の伝送をスケジューリングするためのスケジューラ(例えば、スケジューリングアルゴリズム)を備えている。前記RNCは、1つ又はそれ以上のNode Bを制御し、共通及び共有チャネルのトラヒック管理、Node Bの論理的O&M(Operation and Maintenance)リソース制御、ソフトハンドオーバー(SHO)と関連した動作制御などの機能を実行する。
本発明により、前記RNCは、前記UEが隣接セルにどれほどのアップリンク干渉を引き起こしているかに関する情報だけでなく、該当UEとスケジューリングNode B間の経路利得又は経路損失に関連した情報及び前記UE自身の動作するセルに前記UEがどれほどのアップリンク干渉を引き起こしているかに関する情報も管理する。このような情報により、前記RNCは、スケジューリングNode Bのアップリンク雑音上昇又はRoT雑音が予め設定された範囲内で維持されるように、適当なパラメータを算出することができる。また、前記情報により、前記RNCは、前記スケジューリングNode Bの制御下で、前記UEが隣接Node Bのアップリンク雑音上昇又はRoT雑音に不利な影響及び干渉を与えないようにする適当なパラメータを算出することができる。雑音上昇マージンは、前記Node Bの雑音上昇制限と平均雑音上昇との間のマージンとして定義される。例えば、前記雑音上昇マージンやRoTが小さいほど、通信システムはより大きい容量を提供することができる。
また、前記RNCは、前記経路利得や経路損失に基づいて各UEのスケジューリング臨界値を算出し、前記算出された臨界値を前記Node BやUEに提供する。前記加重値(weight value)は、スケジューリングセル及び隣接セルの干渉レベルや各UEのサービス優先順位により決定される。
まず、UEが前記スケジューリング臨界値を用いる実施形態を説明した後、Node Bが前記スケジューリング臨界値を用いる実施形態を説明する。
UEによるスケジューリング加重値の適用
前記UEによるスケジューリング加重値(scheduling weight value)は、例えば、次のような2つの場合に適用される。
第1例において、各UEは、RNCから受信したスケジューリング臨界値を適用して伝送確率(又は伝送優先順位)を決定する。すなわち、前記Node Bは、許容可能な送信電力/転送速度及び特定伝送時間を利用してUEをスケジューリングする。前記UEは、スケジューリング臨界値(前記RNCにより決定されて伝送されたスケジューリング臨界値)を用いてデータを伝送するか否かを決定する。前記UEがデータの伝送を決定すると、前記許容可能な送信電力/転送速度で前記伝送が行なわれる。例えば、あるUEのスケジューリング臨界値が0.7である場合、該当UEのデータ伝送確率が70%であると判断できる。
ここで、前記臨界値は、隣接セルにより近接したUEに「影響を与える(punish)」ように決定されることが好ましいことに注意する。その理由は、このような特定UEは自身のスケジューリングNode Bからより遠くに位置するので、より高い送信電力や転送速度で伝送するためである。このような高い送信電力や転送速度は、相対的に自身のスケジューリングNode Bに近接して動作するUEより大きい影響を隣接セルに与える。前記高い送信電力や転送速度は、スケジューリングNode Bの制御下で動作するUEに大きい衝撃をも与える。また、前記スケジューリング臨界値は0と1の間の分数値であり、0.1の臨界値が0.7の臨界値よりUEに対するより大きい「影響」を意味することに注意する(すなわち、前記臨界値は、10%のデータ伝送確率対70%のデータ伝送確率に対応する値である)。
第2例において、各UEは、前記スケジューリング臨界値を許容可能な送信電力/転送速度の決定に適用する。例えば、Node Bが前記UEに許容可能な送信電力/転送速度を通知するための伝送スケジューリング命令を提供したと仮定する。この場合、該当UEは、前記RNCにより決定されて前記Node Bから伝送されたスケジューリング臨界値を前記スケジューリング命令に適用する。例えば、XdBの送信電力が前記UEに割り当てられ、0.7のスケジューリング臨界値が前記UEに伝送された場合、該当UEは、0.7×XdBを計算して許容可能な送信電力を決定することができる。
図2は、UEが臨界値を用いて伝送優先順位/確率を決定したり、送信電力/転送速度を決定することを説明している。図示されたように、図2は、Node B A及びNode B Bを制御し、UEに臨界値を伝送するRNCを示し、さらに、臨界値WA,1、WA,2及びWB,3を決定して該臨界値をNode B A及びNode B Bを介して該当UEに伝送するRNCを示す。また、図2は、PTX1、PTX2及びPTX3でそれぞれ表した許容可能な送信電力/転送速度内で伝送するUE1、UE2及びUE3を示す。前記Node B A及びNode B Bは、伝送スケジューリング命令をUEに伝送して許容可能な送信電力/転送速度だけでなく、伝送時間に関する情報を提供する。
図3は、前記RNCが各UEの管理情報(例えば、経路利得、経路損失、ホームNode B及び隣接Node Bに生じた干渉など)によりスケジューリング臨界値を決定する段階(S10)と、前記スケジューリング臨界値WA,1、WA,2をそれぞれUE1及びUE2に伝送する段階(S11)、及びスケジューリング臨界値WB,3を前記UE3に伝送する段階(S12)を説明するためのフローチャートである。前述したように、前記Node B A及びNode B Bは、伝送スケジューリング命令をもUEに伝送する(S13)。前記段階(S13)は、S11及びS12と同時にあるいはS11及びS12の以前に行うこともできる。また、図3は、前述したように、該当UEが伝送確率/優先順位、転送速度、又は送信電力を決定する段階(S14)を示す。該当UEが伝送を決定すると、前記UEは、最後に算出されたスケジューリング臨界値以下の値で伝送する(S15)。
前記臨界値は、以下の式により算出される。前述したように、全体的に引用された2004年8月19日に出願された米国出願番号10/921,361(代理人管理番号LGE−0055)に記載の方法のような臨界値確率を求めるための他の方法を利用することもできる。前記臨界値は、前記スケジューリングセル及び隣接セルに生じるアップリンク干渉の変動を減少させて全体的なシステム容量を増加させるために算出される。
図2は、各UEの経路損失を示す。例えば、LA,1はNode B AへのUE1の経路損失であり、LA,2はNode B AへのUE2の経路損失であり、LB,3はNode B BへのUE3の経路損失である。さらに、図2は、LB,2がNode B BへのUE2の経路損失であることを示す(これは、UE2はNode B A及びNode B Bとソフトハンドオーバー中であるためである)。この実施形態において、UE1、UE2及びUE3に対する前記加重値WA,1、WA,2及びWB,3はそれぞれ以下の式により定義される:
A,1=1
B,3=1、及び
Figure 2007506355
この実施形態において、UE1からNode B Bへの経路損失が十分に大きくてNode B Bへの干渉が大きくないため、WA,1は「1」に設定される。同様に、UE3からNode B Aへの経路損失が十分に大きくてNode B Aへの干渉が大きくないため、WB,3は「1」に設定される。WA,2は、UE2からNode B A及びNode B Bへの経路損失を考慮している。また、この実施形態においては、Node B AがUE1及びUE2をスケジューリングし、Node B BがUE3をスケジューリングするという点に注意する。
前述したように、経路利得も利用できる。臨界値を用いるNode Bは以下のように説明することができる。
Node Bによるスケジューリング臨界値の適用
Node Bによるスケジューリング加重値は、次の2つの場合に適用できる。これらの実施形態は、臨界値を用いる前記UEについて説明した実施形態と類似している。
第1例において、Node Bは、RNCから受信した前記スケジューリング臨界値を、特定伝送時間に伝送が許容されたUEを選択するための優先順位/確率として使用する。例えば、スケジューリングNode Bが3つのUEを制御しており、前記3つのUEに対するスケジューリング臨界値がそれぞれ1.0、0.5及び0.2である場合、前記Node Bは、第1UE(UE1)が1.0又は100%の伝送確率を有するため、前記UE1が最初に伝送するようにスケジューリングし、第2UE(UE2)が0.5又は50%の伝送確率を有するため、前記UE2が2番目に伝送するようにスケジューリングし、第3UE(UE3)が0.2又は20%の伝送確率を有するため、最後に伝送するようにスケジューリングする。
他の変形例において、前記Node Bがスケジューリング臨界値について知らないまま自身の制御下で予め前記UEにスケジューリング命令を伝送した後、前記RNCが前記Node Bにスケジューリング臨界値を伝送すると仮定する。この場合、前記Node Bは、前記スケジューリング臨界値により決定された確率や優先順位を前記UEに適用することで、前記新しいスケジューリング臨界値によって既にスケジューリングされたUEが依然として伝送できるか否かを決定する。例えば、前記Node Bが最初に前記UEを直ちに伝送するようにスケジューリングしたが、前記RNCが10%の伝送確率に該当する0.1のスケジューリング臨界値を伝送した場合、10%の伝送確率を有する前記UEは、より高いデータ伝送確率を有する他のUEより先に伝送することが許容されない。
第2例において、前記Node Bは、前記RNCから受信した前記スケジューリング臨界値を用いて各UEの許容可能な送信電力/転送速度を決定する。すなわち、同一条件下で、大きい臨界値を有するUEに小さい臨界値を有するUEより大きい許容可能な送信電力/転送速度が割り当てられる。
前記Node Bは、前記スケジューリング臨界値を予め決定されたスケジューリング命令にも適用することで、前記UEに前記許容可能な送信電力/転送速度以下の値を用いて伝送できることを通知する。また、前記スケジューリング臨界値は0と1の間の分数値である。
図4は、Node Bが、RNCにより決定されて伝送された臨界値を用いて許容可能な送信電力/転送速度/伝送優先順位を決定することを示す。図示されたように、図4は、Node B A及びNode B Bを制御するRNC、及び前記RNCにより決定されてNode Bに伝送されるスケジューリング臨界値を示す。より詳しく説明すると、図4は、UE1及びUE2のそれぞれに対するスケジューリング臨界値WA,1及びWA,2を受信するNode B A、及びUE3に対するスケジューリング臨界値WB,3を受信するNode B Bを示す。さらに、図4は、PTX1、PTX2及びPTX3でそれぞれ表した許容可能な送信電力/転送速度内で伝送するUE1、UE2及びUE3を示す。前記加重値及び確率は前述したように算出できる。
次に、図5は、前記RNCが各UEの管理情報(例えば、経路利得、経路損失、干渉など)によりスケジューリング臨界値を決定する段階(S20)と、前記スケジューリング臨界値WA,1、WA,2をそれぞれNode B Aに伝送し、スケジューリング臨界値WB,3を前記Node B Bに伝送する段階(S21)を説明するためのフローチャートである。また、図5は、該当Node Bが前述したように、伝送確率/転送速度/送信電力を決定する段階(S22)を示す。前記Node Bは、伝送スケジューリング命令をUEに伝送し(S23)、前記UEは、前記許容可能な送信電力/転送速度/伝送優先順位内でデータを伝送する(S24)。前記スケジューリング命令は、例えば、送信電力/転送速度/伝送優先順位及び伝送時間を含む。
本発明は、W−CDMA移動通信システムにおいて実現される。また、他の標準に準拠した通信システムにも適用できる。以上、「スケジューリング臨界値(scheduling credit value)」という用語が用いたが、「スケジューリング加重値(scheduling weight value)」という用語や他の用語も用いることができる。
本発明は、本明細書の記載に基づいてプログラムされた従来の一般的な目的のデジタルコンピュータやマイクロプロセッサを利用して実現することもできるため便利であり、コンピュータ技術分野の当業者に明確に理解される。熟練したプログラマーが本発明の記載によって適切なソフトウェアコーディング方法を用意することができるため、ソフトウェア技術分野の当業者に明確に理解される。本発明は、また特定用途向け集積回路を設けたり従来の構成回路の適切なネットワークを相互接続することにより実現できるため、その技術分野の当業者に明確に理解される。
本発明は、コンピュータプログラミングに使用して本発明の処理過程を実行できるインストラクションを含む記憶媒体であるコンピュータプログラム製品を含む。前記記憶媒体にはフロッピー(登録商標)ディスク、光ディスク、CD−ROM、及び光磁気ディスクを含むディスクや、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁気又は光カード、あるいは電子インストラクションを保存できるメディアも含むことができるが、これらに限定されるものではない。
前述した実施形態と利点は単なる例示にすぎず、本発明を制限するものではない。本発明の内容は他の形態の方法やシステムに十分応用可能である。本発明は、他の形態の装置にも容易に適用できる。本発明の説明は単なる例示にすぎず、本発明の範囲を制限するものではない。当該技術分野における通常の知識を有する者であれば多様に代替、変更、変形できることを理解できるものと思われる。
本発明によるスケジューリング方法を説明するための非同期システムの一部を示すブロック図である。 Node Bを介して各UEに決定された臨界値を伝送するための過程を示す図である。 RNCから提供される臨界値を用いてUEにより行われるアップリンクスケジューリングを説明するためのフローチャートである。 決定された臨界値をNode Bに伝送するための過程を示す図である。 RNCから提供される臨界値を用いてNode Bにより行われるアップリンクスケジューリングを説明するためのフローチャートである。

Claims (19)

  1. 少なくとも1つの無線ネットワーク制御装置(RNC)、少なくとも1つのユーザ機器(UE)及び複数のノードBからなるネットワークにおいて、
    少なくとも1つのUEにより生じた干渉効果に基づいてスケジューリングNode B又は隣接Node Bに伝送される前記少なくとも1つのUEのアップリンク伝送スケジュールに適用されるパラメータを決定する段階から構成されるアップリンク伝送スケジューリング方法。
  2. 前記少なくとも1つのRNCは、前記アップリンク伝送スケジュールに適用される前記パラメータを決定して前記少なくとも1つのUEに伝送し、前記少なくとも1つのUEは、前記パラメータに基づいて伝送するスケジューリング伝送確率を決定することを特徴とする請求項1に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  3. 前記少なくとも1つのUEは複数のUEを含み、隣接セルに多量のアップリンク干渉を引き起こすUEには少量のアップリンク干渉を引き起こすUEより小さい伝送確率が割り当てられることを特徴とする請求項2に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  4. 前記アップリンク伝送スケジュールは少なくとも1つのUEにより使用される送信電力又は転送速度を含み、前記パラメータは臨界値からなり、前記少なくとも1つのUEは前記アップリンク伝送スケジュールに含まれた送信電力又は転送速度に前記臨界値を適用して許容可能な送信電力又は転送速度を決定することを特徴とする請求項1に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  5. 前記少なくとも1つのUEは複数のUEを含み、隣接セルに多量のアップリンク干渉を引き起こすUEには、少量のアップリンク干渉を引き起こすUEより小さい臨界値が割り当てられることを特徴とする請求項4に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  6. 前記パラメータを決定する段階は、
    前記少なくとも1つのRNCが前記少なくとも1つのUEにより生じたアップリンク干渉量に基づいて、前記少なくとも1つのUEに割り当てられる臨界値を決定する段階を含むことを特徴とする請求項1に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  7. 前記少なくとも1つのRNCは、前記パラメータを決定し、前記決定されたパラメータを前記スケジューリングNode Bに伝送し、前記スケジューリングNode Bは、前記パラメータに基づいて前記少なくとも1つのUEが伝送するスケジューリング伝送確率を決定することを特徴とする請求項1に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  8. 前記少なくとも1つのUEは複数のUEを含み、隣接セルに多量のアップリンク干渉を引き起こすUEには少量のアップリンク干渉を引き起こすUEより小さい伝送確率が割り当てられることを特徴とする請求項7に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  9. 前記アップリンク伝送スケジュールは、前記少なくとも1つのUEにより使用される送信電力又は転送速度を含み、前記パラメータは臨界値からなり、前記スケジューリングNode Bは、前記アップリンク伝送スケジュールに含まれた送信電力又は転送速度に前記臨界値を適用して許容可能な送信電力又は転送速度を決定することを特徴とする請求項1に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  10. 前記少なくとも1つのUEは複数のUEを含み、隣接セルに多量のアップリンク干渉を引き起こすUEには少量のアップリンク干渉を引き起こすUEより小さい臨界値が割り当てられることを特徴とする請求項9に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  11. 前記パラメータは、前記少なくとも1つのUEと前記スケジューリングNode B間の経路損失又は経路利得、及び前記少なくとも1つのUEとノン・スケジューリングNode B間の経路損失又は経路利得により形成された割合から構成されることを特徴とする請求項1に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  12. 少なくとも1つの無線ネットワーク制御装置(RNC)、複数のユーザ機器UE及び複数のNode Bからなるネットワークにおいて、
    隣接セルに多量のアップリンク干渉を引き起こすUEをスケジューリングして少量のアップリンク干渉を引き起こすUEより低い送信電力、転送速度あるいは伝送優先順位を持たせる段階から構成されるアップリンク伝送スケジューリング方法。
  13. 前記UEにより生じた干渉効果の量に基づいて隣接Node Bに伝送される前記UEのアップリンク伝送スケジュールに適用されるパラメータを決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  14. 前記少なくとも1つのRNCは、前記アップリンク伝送スケジュールに適用される前記パラメータを決定して前記UEに伝送し、前記UEは、前記パラメータに基づいて伝送するスケジューリング伝送確率を決定することを特徴とする請求項12に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  15. 前記アップリンク伝送スケジュールは前記UEにより使用される送信電力又は転送速度を含み、前記パラメータは臨界値からなり、前記UEは、前記アップリンク伝送スケジュールに含まれた送信電力又は転送速度に前記臨界値を適用して許容可能な送信電力又は転送速度を決定することを特徴とする請求項13に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  16. 前記パラメータを決定する段階は、前記少なくとも1つのRNCが前記UEにより生じたアップリンク干渉の量に基づいて前記UEに割り当てられる臨界値を決定する段階を含むことを特徴とする請求項13に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  17. 前記少なくとも1つのRNCは、前記パラメータを決定し、前記決定されたパラメータを前記スケジューリングNode Bに伝送し、前記スケジューリングNode Bは、前記パラメータに基づいて前記UEが自身の制御下で伝送するスケジューリング伝送確率を決定することを特徴とする請求項13に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  18. 前記アップリンク伝送スケジュールは前記UEにより使用される送信電力又は転送速度を含み、前記パラメータは臨界値からなり、前記スケジューリングNode Bは、前記アップリンク伝送スケジュールに含まれた送信電力又は転送速度に前記臨界値を適用して許容可能な送信電力又は転送速度を決定することを特徴とする請求項13に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
  19. 前記パラメータは、前記UEと前記スケジューリングNode B間の経路損失又は経路利得、及び前記UEとノン・スケジューリングNode B間の経路損失又は経路利得により形成された割合から構成されることを特徴とする請求項13に記載のアップリンク伝送スケジューリング方法。
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