JP2008532417A - アップリンク資源管理をサポートするための測定に関係したアップリンク相対パス利得を用いるための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

セルラシステムが、第１の基地局に関連した第１のセルと、第２の基地局と関連した第２のセルと、第１の基地局により現在サービスを受けている移動体無線機とを含む。第１の基地局が単独で、或はその移動体と一緒に中央制御装置を関与させる必要なく資源管理を決定する分散型資源制御が用いられる。アドホックネットワークにおいて、アクセスポイントが分散型のように資源を管理することができる。相対パス利得が移動体無線機からのアップリンク信号に対して決められる。相対パス利得は、移動体の第１の基地局へのアップリンク信号に対する第１のパス利得に関係する量とその移動体の第２の基地局へのアップリンク信号に対する第２のパス利得に関係する量との比較に基づいている。第１のセルのアップリンク資源は相対パス利得に関係する量に基づいて管理される。

Description

この出願は、同一譲渡人による、２００３年４月２１日出願の発明の名称を“許可および輻輳制御のためのアップリンク負荷決定及びシグナリング”という米国特許出願のシリアル番号第１０／４１９，２７９号に関連しており、その出願の開示がここで参照により本願に組み込まれる。

本願の技術分野は無線通信システムに関し、特に、資源管理と負荷制御の内、少なくともいずれかに関するものである。

セルラ無線通信では、個々のセルに対する許可及び輻輳制御だけでなく、資源管理及び割当てが用いられ、それらのセル内に存在する移動体ユーザの接続に対して満足できるサービス品質を維持する。そして無線資源には限りがあるので、それらはシステム容量を最大にするために効率よく管理されなければならない。説明を簡略化するために、負荷制御、許可制御、輻輳制御、及び資源制御と再割当は、広く資源管理として言及する。

あまりに多くの新しい接続を許可すると、移動体ユーザ接続間の干渉を増大させる結果になり、それによりサービス品質を劣化させる可能性がある。ダウンリンクかアップリンクのいずれかの方向であまりに高い電力レベル或はビットレートで送信すると、サービス品質とスループットに悪影響を及ぼすような不必要な干渉を生じさせる。ダウンリンクの資源管理については、個々の基地局が最大電力で稼動していると仮定すると、そのサービス域内のあらゆる場所での最悪の状況を評価することができる。そのような状況は、高速ダウンリンクの共用チャネル送信を使用するセル内で発生するかもしれない。

移動局から基地局へのアップリンク方向では、その干渉はバックグラウンド雑音だけでなくその送信中の移動局からの総受信電力をともに含む。送信中の移動体ユーザの数が多ければ多いほど、干渉が増え、そしてその基地局のセル内でアップリンクの負荷が高くなる。その基地局での干渉は、その基地局のセル内にいる送信中の移動局だけでなく他のセル、特に、隣接セル内にいる送信中の移動局との双方が原因となって引き起こされる。残念ながら、１つのセルに対して、移動局のアップリンク送信がその１つのセル内で及ぼすようになる影響を判断することは、特に、その移動局がそのセル内の基地局によりサービスを受けておらず、その代わりに、別の隣接の基地局によりサービスを受けている場合には難しい。
グンナルソン Ｆ．，ゲイエル−ルンディン Ｅ．，ウィベルグ Ｎ．，及び バーク Ｇ．著（Gunnarsson, F., Geijer-Lundin, E., Wiberg. N, and Bark G.）、相対負荷評価に基づいたＷＣＤＭＡにおけるアップリンク許可制御（Admission Control in WCDMA Based on Relative Load Estimates）、ＩＣＣ予稿集（Ｐｒｏｃ．ＩＣＣ）、２００２年５月、ニューヨーク、ＮＹ、ＵＳＡ． ゲイエル−ルンディン Ｅ．，グンナルソン Ｆ．，及びグスタフソン Ｆ．著（Geijer-Lundin, E., Gunnarsson, F. and Gustafsson, F.）、ＷＣＤＭＡにおけるアップリンク負荷評価（Uplink Load Estimation in WCDMA）、ＷＣＮＣ予稿集（Ｐｒｏｃ．ＷＣＮＣ）、２００３年３月、ニューオーリンズ、ＬＡ、ＵＳＡ

移動局の送信が別のセルに及ぼす影響を判断することは、非集中型或は分散型資源管理方式では特に厄介である。分散型資源制御は、その資源が実際に使用されている場所にごく“近く”で実施されるので望ましい。集中型制御方式はまた、かなりのシグナリングオーバヘッドが必要で、例えば、基地局制御装置、無線ネットワーク制御装置、或は、コアネットワークノードのような中央制御エンティティに情報を送信することに関連する遅延を強いる。顕著な遅延やシグナリングが、その中央制御エンティティがコマンドや情報を基地局や移動局に送信することに関連している。高速ダウンリンク及びアップリンクの送信形式がより一般的になってきているので、資源管理はおそらく、より高速な通信を達成し、集中型制御に必要なかなりのシグナリング（及びそれに関連する費用）を避けるために、より非集中型或は分散型になっていくであろう。

集中型資源管理は、隣接セルにおける移動局の接続、状態等について基地局に知らせることを許可する情報を、さまざまなセルから受信する。まさにその性質上、基地局における分散型資源マネージャは、それが監視／サービスしていない他の移動局の接続についての情報を持たない。これに対して、そのようなサービスを受けていない移動局からのアップリンク送信は、そのセル負荷においてその干渉に劇的な影響をもたらす可能性がある。例えば、第１のセル内の第１の基地局により管理されている移動局からの高電力或は高いデータレートでのアップリンク送信は、第２の基地局により管理されている隣接の第２のセルに重大な干渉を生じさせる場合がある。その干渉は第２のセル内での負荷を増大させ、そして実際上、第２の基地局がむしろ第２のセルの移動局にサービスを行なうために使用したい第２のセルの資源を効果的に浪費する。第２の基地局は、他の移動局のアップリンク送信がその資源に及ぼす影響、あるいは第２のセルでサポートされている継続中の通信にどのように影響することになるかを知ることや、或は評価する術を持たない。第１の基地局は、在圏の移動局の送信が第２の基地局での干渉に対してなすその寄与が分からないし、また合理的に評価することもできない。

分散型資源管理方式を実施、しかし同時に、アップリンク送信の隣接セルへの悪影響を少なくとも軽減することが望まれる。本願の発明者は、これらの目標が、分散型資源制御セルラシステムでアップリンク資源管理を改善するために、移動局により（直接ないし間接的に）行われる相対パス利得に関連した測定を用いて十分達成されることを認識した。ここでの目的のために、分散型資源制御システムは、その基地局が単独で、或は移動局と協働して、ＢＳＣ、ＲＮＣ、コアネットワークノードなどのような中央制御装置を関与させる必要なく、少なくともある資源管理を決定するものの１つである。これは、またアドホックネットワーキングにおける状況と同じであり、そこではアクセスポイントが分散型のようにその資源を管理している。しかし、その相対パス利得に関連した測定は、最も有益な測定値のみがその資源制御ノードにシグナリングされるという限定されたシグナリングがある集中型アップリンク資源制御に対しても価値があるものである。

また、この説明の目的のため、パス利得は、減衰と無線信号に同じような効果を表現するその他の用語を含める（減衰は対数目盛では負の数として、そしてパス利得は正の数で表現される−−リニア目盛では減衰は１より小さく、そしてパス利得は１より大きい）。以下の文章の大部分では、パス利得に関連した量を明確にするためにパス利得それ自身により表現されるであろう。その他のパス利得に関連した量もまた使用できよう。都合のよいことに、多くの商用のセルラシステムにおける移動局は、例えば、ハンドオーバの目的のために、隣接基地局から受信されるパイロット信号に関連するパス利得の値（或は、パス利得を計算できる値）を既に決定している。対数目盛を想定すると、パス利得は通常、移動局の電波で検出された検出基地局パイロット信号強度とその基地局がそのパイロット信号を送信したパイロット信号強度との差に基づいて決められる。

本発明の技術は、都合のよいことに、在圏セルと非在圏セルとを含む分散型資源制御を用いるセルラ無線通信システムで使用できる。移動体無線機は現在は在圏セル内の在圏基地局によりサービスを受けている。在圏セルは、その移動体無線機にとって最も高いパス利得を有するセルに対応しており、そして非常に多くの場合、その移動体無線機が現在位置しているセルである。相対パス利得は、その移動体無線機からのアップリンク信号送信に対して決められる。その相対パス利得は、その移動体無線機から非在圏基地局へのアップリンク信号送信に対する第１のパス利得とその移動局からその在圏基地局へのアップリンク信号送信に対する第２のパス利得との比較に基づいている。相対パス利得は、そのパス利得がリニアの単位である場合は第２のパス利得の第１のパス利得に対する比として、或は、そのパス利得が対数単位である場合は第２のパス利得と第１のパス利得との差として表現できる。その相対パス利得は平均の相対パス利得であることが望ましい。

第１のセル内のアップリンク資源はその相対パス利得に基づいて管理される。例えば、そのアップリンク信号送信に対してその移動体無線機により使用される送信電力或はデータレートが調整される。そのような調整は、在圏基地局により提供される事前に決められた値に基づくと良い。一つの例は、最大相対パス利得、最大信号対干渉比、最大データレート、最大送信電力等であろう。

分散型アップリンク資源制御の１つの非限定的な実施形では、移動体無線機がその移動体無線機からのアップリンク信号送信に対する相対パス利得を決定する。その移動体無線機はまた、その移動体無線機により使用される送信電力を調整することにより、或は、そのアップリンク信号送信に対してその移動体無線機により使用されるデータレートを調整することによりアップリンク資源を管理する。即ち、その移動体無線機は、その相対パス利得をその在圏基地局により提供された所定の値と比較し、その相対パス利得がその所定の値を超えると、その移動体無線機はアップリンク信号送信のために使用される資源を調整する。

分散型アップリンク資源制御の別の非限定的な実施形では、在圏基地局は、移動体無線機からのアップリンク信号送信に対する相対パス利得を決定し、その相対パス利得に基づいてアップリンクを管理する。例えば、その在圏基地局は、その相対パス利得と所定の値とを比較する。その相対パス利得が所定の値を超えている場合、その在圏基地局はその移動体無線機に指示してアップリンク信号送信に対して使用されている資源を減らすようにさせる。

さまざまな相対利得測定レポート方法が使用できる。例えば、相対パス利得測定値が絶対的にかあるいはヒステリシスを用いるかのいずれかで、所定の値を超えるとき、移動体無線機が相対パス利得測定値をその在圏基地局に送信すると良い。周期的レポートが用いられても良い。

別のアプリケーションでは、相対パス利得に基づいた移動局分類を用いて、アップリンク資源を管理する。パス利得測定値がその移動体無線機のうちの１つに対して所定の値を超えているとき、その１つの移動体無線機は害を及ぼすものとして分類される。そうでなければ、その１つの移動体無線機は害を及ぼさないものとして分類される。害を及ぼす移動体無線機に対しては、害を及ぼさない無線に対するよりも少ない資源が割当てられる。

もちろん、その技術は、三つ以上のセルが関与する状況に適用されても良い。例えば、セルラ無線通信システムは複数の非在圏セルを含む。その相対パス利得は、そのとき、移動体無線機からその非在圏基地局のいずれかへのアップリンク信号送信に対する最大のパス利得と、その移動局からその在圏基地局へのアップリンク信号送信に対するそのパス利得との比較に基づいて決められる。

相対パス利得測定値はまた、（ａ）非在圏セルから受信されたパイロット信号電力と在圏セルから受信されたパイロット信号電力との関係（その関係はリニア目盛では比、対数目盛では差を意味する）、或は、（ｂ）干渉電力に相対的な非在圏セルから受信されたパイロット信号電力と、その干渉電力に相対的な在圏セルから受信されたパイロット信号電力との関係を含むことができる。その結果として、３ＧＰＰの限定されないアプリケーションの例では、相対的な測定値は、パス利得により特定されることができる三つの量：共通パイロット受信信号符号電力、共通パイロット受信信号電力、及び相対干渉電力のうちの１つに対してレポートされると良い。

以下の説明では、限定ではなく説明の目的のために、例えば、特定のノード、機能エンティティ、技術、プロトコル、標準等の具体的な詳細が、記載されている技術の理解を与えるために説明されている。当業者には、以下で開示される具体的な詳細とは別に他の実施例が実施されることは明白であろう。そして、その技術は、どのようなタイプのセルラ無線通信システムに適用できる。他の例では、公知の方法、機器、手法等の詳細な説明は、無益な詳細で説明を分かりにくくしないように省略されている。個々の機能ブロックは各図面に示されている。当業者は、それらのブロックの機能が、個々のハードウェア回路を用いることや、適切にプログラムされたマイクロプロセッサ或は汎用コンピュータと連動するソフトウェアプログラム及びデータを用いることや、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を用いることや、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を用いることの内、少なくともいずれかを用いて実施しても良いことを認識するであろう。

図１は、在圏セル内の異なる場所で同じ電力或はデータレートで送信を行なう２つの移動体無線機の異なる干渉効果を示すセルラ通信システムを図示している。在圏基地局ＢＳ１の在圏セルＡが２つの移動体無線機ＭＳ１とＭＳ２にサービスを行なっている。両方の移動体無線機が基地局ＢＳ１からほぼ同じ距離に位置していて、両方とも同じデータレートでアップリンクで送信中である。その例を簡単にするために、在圏セルＡ内ではセル間干渉はなく、移動体無線機ＭＳ１とＭＳ２とから基地局ＢＳ１へのアップリンクパス利得ｇ₀は同じと仮定する。移動体無線機ＭＳ１は非在圏基地局ＢＳ２に対してパス利得ｇ₁₂、非在圏基地局ＢＳ３に対してパス利得ｇ₁₃を有する。移動体無線機ＭＳ２は非在圏基地局ＢＳ３に対してパス利得ｇ₂₃を有する。

移動体無線機ＭＳ１とＭＳ２とは、基地局ＢＳ１と比較すると、基地局ＢＳ３からは遥かに遠くに離れているので、それらのパス利得ｇ₁₃とｇ₂₃とは、ｇ₁₁より遥かに低い。言い換えると、非在圏セルＣにおけるそれらの干渉による影響は極少ない。基地局ＢＳ２に対するＭＳ１のパス利得ｇ₁₂についても同じである。しかし、非在圏基地局ＢＳ２に対するＭＳ２のパス利得ｇ₂₂については同じことはいえず、それは在圏セルＡ内におけると同じ高いレベルである。結果として、現在のデータレートでのＭＳ２のアップリンク送信は、非在圏セルＢ内の通信、資源、性能、及び許可能力に重大な干渉の影響がある。

セルのアップリンク負荷は、その基地局のアンテナでの熱雑音Ｎに対する受信総広帯域電力Ｉに関連していて、それは雑音増加としても知られる。アップリンク相対負荷Ｌは、極方程式を介して定義される。

簡単のために、アクティブなハンドオーバ設定サイズが最大１のシステムを考える。そうすると、任意の基地局ｊの総受信干渉Ｉは、

で与えられる。

ここで、ｐ_iは移動体無線機_iのアップリンク送信電力、ｇ_ijは移動体ｉから基地局ｊへのアップリンク送信に対するパス利得である。ｉについての和は式（２）で与えられており、非在圏基地局によりサービスを受けている移動体を含め、ネットワークにおいて送信中のすべての移動体にわたることを意味している。移動体ｉは基地局ｋ_iと接続されており、移動体ｉからのアップリンク送信は、在圏基地局ｋ_iにおいて搬送波対全干渉波β_iで感知される。β_iは、

で与えられる。

簡単なモデルを用いると、移動体ｉのデータレートＲ_iはβ_iの関数、即ち、Ｒ_i＝ｆ（β_i）である。式（２）と式（３）とを組み合わせると、

が成り立つ。

受信総広帯域電力Ｉが全てのセルで等しいと仮定し、式（４）をＩ_j／Ｎ_jについて解くと、

となる。

式（１）との類似性から、セルｊの負荷の近似式は次のように導かれる。

式（６）は、移動体無線機ｉからセルｊ内の負荷への負荷の寄与が基地局ｊと在圏基地局ｋ_iに対するパス利得ばかりでなく、β_iと密接な関係にある割当てられたサービス品質にも依存することを意味している。

次の数値例を考える。アップリンク資源管理が７ｄＢの雑音増加を維持することを目指すとすると、式（１）によれば、それは相対負荷Ｌ＝０．８に相当する。セルＡはセル間干渉には影響を受けないので、その２つの移動体はこの資源全体を共有でき、そしてその在圏セルに対するパス利得はその２つの移動体に対しては同じなので、この資源を等しく共有することは分散型設定では自然なことであろう。ＢＳ１の相対負荷が
Ｌ₁ ＝ β₁ ＋ β₂
で与えられ、それは、相対パス利得測定値を考慮しないときには、アップリンク資源割当て、即ち、β₁＝β₂＝０．４を与える。非在圏セルのパス利得が、ｇ₁₂＝ｇ₁₁／１００（比較的低い）およびｇ₂₂＝ｇ₁₁／２（比較的高い）と仮定する。さらに、その２つの移動体からＢＳ２への相対負荷寄与がそれぞれ、
β₁／１００＝０．００４ 移動体１から
β₂／２ ＝０．２００ 移動体２から
で与えられる。従って、そのような資源割当ては、ＢＳ２でその資源のかなりの部分（約２５％）を使っている。

アップリンク相対負荷近似についてのより詳細は、グンナルソン Ｆ．，ゲイエル−ルンディン Ｅ．，ウィベルグ Ｎ．，及び バーク Ｇ．著（Gunnarsson, F., Geijer-Lundin, E., Wiberg. N, and Bark G.）、相対負荷評価に基づいたＷＣＤＭＡにおけるアップリンク許可制御（Admission Control in WCDMA Based on Relative Load Estimates）、ＩＣＣ予稿集（Ｐｒｏｃ．ＩＣＣ）、２００２年５月、ニューヨーク、ＮＹ、ＵＳＡ．、ゲイエル−ルンディン Ｅ．，グンナルソン Ｆ．，及びグスタフソン Ｆ．著（Geijer-Lundin, E., Gunnarsson, F. and Gustafsson, F.）、ＷＣＤＭＡにおけるアップリンク負荷評価（Uplink Load Estimation in WCDMA）、ＷＣＮＣ予稿集（Ｐｒｏｃ．ＷＣＮＣ）、２００３年３月、ニューオーリンズ、ＬＡ、ＵＳＡ、及び、本願と同一譲渡人による、出願日が２００３年４月２１日で発明の名称が“許可及び輻輳制御のためのアップリンク負荷決定及びシグナリング”という米国特許出願シリアル番号第１０／４１９，２７９号に開示されている。これらの文献の開示は、ここで、参照により本願に組み込まれる。

図２は、相対パス利得を用いてアップリンク資源を管理するための手順の例を説明するフローチャートで、非在圏セルにおける問題及び同じような干渉の問題を克服するものである。これらの手順は、非在圏セルにおける移動体無線機のアップリンク送信の干渉による影響が分かる集中型マネージャに依存していないので、分散型アップリンク資源管理の環境に特に有用である。しかしながら、それらはまた、集中型アップリンク資源管理にも非常に有用である。相対パス利得が、移動体無線機からのアップリンク送信に対して決定される（ステップＳ１）。相対パス利得は、その移動体無線機から非在圏基地局へのアップリンク信号送信に対する第１のパス利得とその移動体から在圏基地局へのアップリンク信号送信に対する第２のパス利得との比較に基づいている。相対パス利得は、パス利得がリニアの単位である場合は第２のパス利得の第１のパス利得に対する比として、或は、そのパス利得が対数の単位である場合は第２のパス利得と第１のパス利得との差として表現される。

その技術は、移動体無線機に対して複数の非在圏セルがあるような３つ以上のセルに関与する状況に適用されても良い。その相対パス利得は、そのとき、移動体無線機から非在圏基地局のいずれかへのアップリンク信号送信に対する最大のパス利得と、その移動体から在圏基地局へのアップリンク信号送信に対するパス利得との比較に基づいて決められる。その相対パス利得は、例えば、高速フェージングに起因する場合がある利得値の大幅な変動を避けるために、平均化（ステップＳ２）されることが望ましい。アップリンク資源は相対パス利得を用いて管理され、このことは特に分散型アップリンク資源管理構成では都合が良い（ステップＳ３）。既に上で指摘したように、資源管理は、負荷制御、許可制御、及び資源制御を含む。

相対パス利得測定値に基づくアップリンク資源を管理する方法の一例は、移動体の資源割当てをレポートされた測定値に関連させるか、または制限することである。ここで、前の図１に戻ると、今や図３の環境下で、移動体無線機ＭＳ１に対する相対利得は、移動体無線機ＭＳ２の相対パス利得よりも遥かに低く、このことは、ＭＳ１よりもＭＳ２に割当てられる資源が遥かに少ないということを意味している。これとは反対に、移動体無線機ＭＳ２に対する相対利得は、その限度を超えており、それでそのアップリンクデータレートが低減され、それによって、非在圏セルＢへの干渉による影響を低減させる。

前に述べた数値例を用いると、その２つの移動体は、β₁＝０．７とβ₂＝０．１に従って資源が割当てられる。これは、その資源がその２つの移動体に偏って割当てられてはいるとしても、相対負荷要件Ｌ＝０．８を依然として満たしている。このとき、その２つの移動体からＢＳ２に対するそれぞれの相対負荷寄与は、
β₁／１００＝０．００７ 移動体１から
β₂／２ ＝０．０５０ 移動体２から
で与えられ、このことは、資源をその２つの移動体に均等に割当てられるとき（約２５％）よりＢＳ２でその資源が遥かに少なく（約７％）使用されることを意味している。

図４は、分散型或は非集中型アップリンク資源管理環境における相対パス利得を用いてアップリンク資源を管理するための第１の、非限定的な、実施例において使用される移動体の機能ブロック図である。移動体無線機１０は、コントローラ１４と結合された無線送信回路１２と無線受信回路２０とを含む。コントローラ１４はまた、ユーザとの通信のために（スピーカ、マイクロホン、キーパッド、タッチパッド、或はディスプレイ等と結合された）ユーザインタフェース２２と結合されている。個々の基地局は、パイロット信号、或はその基地局により信号が送信される送信電力を含む他のダウンリンク信号を送信する。

無線受信回路２０は、受信範囲内にある基地局パイロット信号を受信し、それらを相対パス利得算出器１８に提供する。アップリンク相対パス利得は、ダウンリンクパス利得値を用い、アップリンクパス利得はそのダウンリンクパス利得とほぼ同じであると仮定して決められる。相対パス利得算出器１８は、対数電力単位で、そのパイロット信号の実際の送信電力から、それ自身のパイロット信号の受信信号強度を減算することにより決められる、個々の基地局に対するアップリンクパス利得を決める。或は、個々の基地局に対するそのアップリンクパス利得を、リニア電力単位での受信パイロット信号強度を実際の送信電力で除算することにより決める。相対パス利得算出器１８の実装例を、図５と併せて以下で説明する。

コントローラ１４はさらに、パス利得に基づいてアップリンク資源を管理する資源マネージャ１６を含む。例えば、移動体無線機は、その相対パス利得を在圏基地局から提供される所定の値と比較する。その相対パス利得がその所定の値を超えるなら、その移動体無線機は、そのアップリンク信号送信に使用されている資源（例えば、電力、データレート等）を減らす。

上述した数値例を続けて用いると、この場合もやはり、基地局ＢＳ１がその資源を等分に割当てており、β₁＝β₂＝０．４を仮定する。また、その移動体は相対パス利得測定値に基づく条件および所定の値αを満たさなければならないと仮定する。即ち、
ｆ（非在圏セル最大パス利得／在圏セルパス利得）≦α
である。例えば、相対負荷近似により促される条件は、次のとおり
（非在圏セルに対する最大利得／在圏セルの利得）≦α
である。α＝０．０５の場合、このとき移動体１は、下記の理由、即ち、
ｇ₁₂／ｇ₁₁（β₁）＝１／１００＊０．４＝０．００４＜０．１
のため制限されない。しかしながら、移動体２は、下記の理由
ｇ₂₂／ｇ₁₁（β₂）＝１／２＊０．４＝０．２＞０．１
のため制限される。そのβ（即ち、おおまかにはデータレートに対応）は、そのとき、条件αが満たされるように調整され、β＝０．１になるように調整することができる。それで、その２つの移動体からＢＳ２への相対負荷寄与はそれぞれ、
β₁／１００＝０．００４ 移動体１から
β₂／２ ＝０．０５０ 移動体２から
で与えられ、これは、上述した資源を等分に割当てるとき（約２５％）より、ＢＳ２でその資源は遥かに少なく（７％未満）用いられることを意味する。この制限は、
Ｌ１＝β₁＋β₂＝０．４５
なので、ＢＳ１の資源利用に歯止めをかける。これは、基地局ＢＳ１が、その２つの移動体への割当てられるデータレートを徐々に増加させることにより扱うことができるかもしれないものであり、これは移動体２が既に条件αにより制限されているので容認できる。

図５は移動体無線機１０で使用される相対パス利得算出器１８の一例の機能ブロック図である。パス利得算出器２５は、セルＡ、Ｂ、Ｃ、……、Ｎからパイロット信号を受信する。リニア単位を仮定すると、パス利得算出器２５は、パイロット信号の実際の送信電力から個々のパイロット信号の受信信号強度を減算する。最大値セレクタ２６が非在圏セルのパス利得Ｂ、Ｃ、……、Ｎから最大パス利得を選択する。比較器２７は、その最大非在圏パス利得と在圏セルに対するパス利得Ａとを比較する。その比較はリニア単位では差分で、或は、対数単位では最大非在圏セルパス利得の在圏セルパス利得に対する比であり、その相対パス利得は、高速フェージングおよび他の短い期間での無線チャネル効果により引き起こされる急速で、長続きしない値を避けるために、平均器２８で平均が取られることが望ましい。その平均パス利得が、それから資源マネージャ１６に転送される。

図６は、移動体ベースのアップリンク資源管理のためのステップの例を説明するフローチャートである。相対パス利得は、ダウンリンクパス利得値に基づいて、移動体無線機からのアップリンク信号送信に対して決められる（ステップＳ１０）。その相対パス利得は、広範囲にそして急速に変化する利得値を避けるために平均が取られることが望ましい（ステップＳ１２）。所定の相対パス利得値（例えば、最大或は上限）が在圏基地局から（あるいは何らかの他のソースから）受信される（ステップＳ１２）。その決められた相対パス利得が所定の相対パス利得、或は、所定の相対パス利得にヒステリシスを加えたものを超える場合、コントローラ１４は、アップリンク送信電力或はそのアップリンクデータ送信速度の低減を指示し（ステップＳ１３）、１つ以上の非在圏セルにおけるその移動体のアップリンク送信について干渉の影響を減らすようにする。その決められた相対パス利得が、所定の相対パス利得、或は所定の相対パス利得からヒステリシスを引いたものより少ない場合、コントローラ１４は、その移動体のアップリンク送信が１つ以上の非在圏セルに及ぼす重大な干渉の影響がなさそうなので、その移動体無線機から要求されれば、アップリンク送信電力或はそのアップリンクデータ送信速度を増やすように指示する（ステップＳ１３）。もちろん、電力／データレートを増加させたり、あるいは減らしたりするかどうかを決めるのに、他の要因が考えられるかもしれない。

図７は、相対パス利得を用いてアップリンク資源を管理するための第２の、非限定的な、分散型実施例で使用される基地局３０の機能ブロック図である。基地局３０は、コントローラ３４と結合されている無線送信回路３２と無線受信回路３８を含む。コントローラ３４はまた、その無線ネットワークの残りの部分との通信のためにネットワークインタフェース４０と結合されている。そのコントローラは、相対パス利得データ或は相対パス利得を計算できる相対パス利得測定データを受信する資源マネージャ３６を含む。資源マネージャ３６は、相対パス利得を用いてアップリンク資源を管理する。例えば、その資源マネージャは、その相対パス利得を所定値と比較し、その相対パス利得がその所定値を超えている場合、そのコントローラは移動体無線機に対して、アップリンク信号送信のために資源（例えば、電力、データレート等）の使用を減らすように指示を発行する。

図８は、基地局ベースのアップリンク資源管理のためのステップの例を説明するフローチャートである。その基地局は、相対パス利得（或は平均パス利得）データを移動体無線機から（或は相対パス利得を計算できる相対パス利得データを）受信する（ステップＳ２０）。さまざまなパス利得測定値をレポートする方法を用いることができる。例えば、そのパス利得測定値が所定値を絶対的に、或は、ヒステリシスを用いるなら超えるとき、その移動体無線機がパス利得測定値を在圏基地局に送ることができる。２つの測定値レポートのトリガが用いられることができよう。即ち、相対パス利得が閾値にヒステリシスを加えたものを超えるとき、及び、その相対パス利得が閾値にヒステリシスを加えたものを下回るときである。後者の場合、その基地局は、その移動体に指示して、資源、例えば、送信電力、データレート等の使用を増やすようにすることができよう。周期的なレポートが用いられても良い。その決定された相対パス利得が所定の最大値を超える場合、その移動体は送信電力或はデータレートを減らすように指示されるかもしれない（ステップＳ２１）。

オプションとして、基地局は、アップリンク資源を管理するために相対パス利得に基づいて、その移動体無線機を、害を及ぼすもの、或は、害を及ぼさないものとして分類することができる（ステップＳ２２）。パス利得測定値が、移動体無線機に対して所定の値（ヒステリシスがある場合、或はない場合に係わらず）を超えるとき、その移動体無線機は害を及ぼすものとして分類される。そうでなければ、その移動体無線機は害を及ぼさないものとして分類される。全ての送信中の移動体の一部がそのようにして分類される。害を及ぼさない移動体無線機に対してよりも害を及ぼす移動体無線機に割当てられる資源を少なくする。例えば、害を及ぼさない移動体無線機のみが、非常に高速のアップリンクビットレートを割り当てられることができ、害を及ぼす移動体には、その数値例における移動体２のような状況でそのセル境界上にある最悪の場合の移動体を扱うために、β＝０．１に対応するデータレートが割当てられるだけである。

上述の記載では明瞭さのために相対パス利得を説明しているが、当業者であれば他のパス利得に関連する測定値に対して同じことが適用されることを理解するであろう。１つの例は、パイロット信号のような周知の署名のある信号からの受信信号電力レベルを含む。３ＧＰＰでは、この測定値は共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）受信信号符号電力（ＲＳＣＰ）と表わされている。別の例は、周知の署名のある信号からの受信信号電力レベルとその干渉電力との比率を含む。３ＧＰＰでは、この測定値はＣＰＩＣＨ Ｅc／Ｉoと表わされている。

種々の実施例を示し詳細に説明したが、請求の範囲は特定の実施例やいずれの例にも限定されるものではない。上述の記載のどの部分も、何らかの特定要素、ステップ、範囲、或は機能が請求の範囲に含まれなければならないように本質的なものであることを示唆しているものとして読まれるべきではない。特許されるべき主題の範囲は、請求の範囲によってのみ規定されるものである。法的保護の程度は、許可された請求の範囲で用いられた文言とその均等物により規定される。“のための手段”という文言が使用されていなければ、どの請求の範囲も米国特許法第１１２条第６項の規定を行使することを意図していない。

在圏セル内の異なる場所で、同じ電力或はデータレートで送信している２つの移動体無線機の異なる干渉効果を示すセルラ通信システムを説明する図である。 相対パス利得を用いてアップリンク資源を管理するための手順の例を説明するフローチャートである。 より干渉する移動体無線機に対して低減された送信電力或はデータレートを示すセルラ通信システムを説明する図である。 相対パス利得を用いてアップリンク資源を管理するための第１の、非限定的な、実施例において使用される移動局の機能ブロックを示す図である。 移動局で使用される相対的パス利得算出器の例の機能ブロックを示す図である。 移動体ベースのアップリンク資源管理のためのステップの例を示すフローチャートである。 相対パス利得を用いてアップリンク資源を管理するための第２の、非限定的な、実施例で使用される基地局の機能ブロックを示す図である。 基地局をベースにしたアップリンク資源管理のためのステップの例を示すフローチャートである。

Claims (26)

1. 第１のセルと第２のセルとを含むセルラ無線通信システムにおいて用いられる方法であって、移動体無線機（１０）が前記第１のセルで第１の基地局（ＢＳ１）によって現在サービスを受けている状況において、
   （ａ）前記移動体無線機（１０）からのアップリンク信号送信に関する相対パス利得に関係する量を決定する工程と、
   （ｂ）前記相対パス利得に関係する量に基づいて、前記第１のセルにおけるアップリンク資源を管理する工程とを有し、
   前記相対パス利得に関係する量は、前記移動体無線機（１０）から第２の基地局（ＢＳ２）へのアップリンク信号送信に関する第１のパス利得に関係する量と前記移動体無線機から前記第１の基地局（ＢＳ１）へのアップリンク信号送信に関する第２のパス利得に関係する量との比較に基づくものであることを特徴とする方法。
2. 前記パス利得に関係する量は、パス利得測定、受信信号電力、受信信号符号電力（ＲＳＣＰ）、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の受信信号符号電力（ＲＳＣＰ）、受信信号電力相対干渉電力、及び、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の受信信号電力相対干渉電力の内の１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. アップリンク資源制御は、前記第１の基地局（ＢＳ１）、前記移動体無線機（１０）、或は、その両方に分散されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 相対パス利得は、パス利得がリニアの単位であれば前記第１のパス利得に対する前記第２のパス利得の比であり、前記パス利得が対数の単位であれば前記第２のパス利得と前記第１のパス利得との差であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. アップリンク資源の管理は、前記アップリンク信号送信に関して前記移動体無線機（１０）により用いられる送信電力或はデータレートを調整することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記調整は、前記第１の基地局により提供される以前に決定された値に依存することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記移動体無線機（１０）は、前記工程（ａ）を実行し、前記移動体無線機により用いられる送信電力を調整するか、或は、前記アップリンク信号送信に関し前記移動体無線機（１０）により用いられるデータレートを調整することによりアップリンク資源を管理することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記移動体無線機（１０）は、前記相対パス利得に関係する量と前記基地局により提供される所定の値とを比較し、前記相対パス利得に関係する量が前記所定の値を超えるなら前記移動体無線機（１０）は前記アップリンク信号送信のために用いられる資源を調整することを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記第１の基地局（ＢＳ１）は、前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）とを実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記第１の基地局（ＢＳ１）は、前記相対パス利得に関係する量と所定の値とを比較し、前記相対パス利得に関係する量が前記所定の値を超えるなら、前記第１の基地局（ＢＳ１）は前記移動体無線機（１０）に指示をだして前記アップリンク信号送信のために用いられる資源を調整させることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記パス利得は、前記移動体無線機（１０）において検出された検出基地局パイロット信号強度と前記基地局（ＢＳ１）が前記パイロット信号を送信したときのパイロット信号強度との差に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記相対パス利得に関係する量は、相対パス利得に関係する量の平均値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記移動体無線機は、前記相対パス利得が所定の値を超えたとき、相対パス利得に関係する量を前記第１の基地局（ＢＳ１）に送信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 前記第１のセルによりサービスを受けている複数の移動体無線機に対して適用される場合、
    相対パス利得に関係する量が前記複数の移動体無線機の１つに対して所定の値を超えるなら、前記移動体無線機の１つは害のあるものとして分類し、そうでなければ、前記移動体無線機の１つは害のないものとして分類する工程をさらに有し、
    前記害のないものに対するよりも少ない資源が前記害のあるものに対して割当てられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記セルラ無線通信システムは第３のセルを含み、前記第２のセルと前記第３のセルとは前記移動体無線機に対して非在圏セルであり、
    前記相対パス利得に関係する量は、前記移動体無線機から前記非在圏セルの基地局のいずれかに対するアップリンク信号送信についてのパス利得に関係する量の最大値と前記移動体無線機から前記第２の基地局へのアップリンク信号送信についてのパス利得に関係する量との比較に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 第１の基地局（ＢＳ１）に関係する第１のセルと第２の基地局（ＢＳ２）に関係する第２のセルとを含むセルラ無線通信システムにおいて用いられる装置であって、移動体無線機（１０）が前記第１のセルの前記第１の基地局によって現在サービスを受けている状況において、
    前記移動体無線機（１０）からのアップリンク信号送信に関する相対パス利得に関係する量を決定するよう構成された電子回路（１８）と、
    前記相対パス利得に関係する量に基づいて、前記第１のセルにおけるアップリンク資源を管理するよう構成されたアップリンク資源マネージャ（１６，３６）とを有し、
    前記相対パス利得に関係する量は、前記移動体無線機（１０）から第２の基地局（ＢＳ２）へのアップリンク信号送信に関する第１のパス利得に関係する量と前記移動体無線機から前記第１の基地局（ＢＳ１）へのアップリンク信号送信に関する第２のパス利得に関係する量との比較に基づくものであることを特徴とする装置。
17. 前記相対パス利得に関係する量は、パス利得に関係する量がリニアの単位であれば前記第１のパス利得に関係する量に対する前記第２のパス利得に関係する量の比であり、前記パス利得に関係する量が対数の単位であれば前記第２のパス利得に関係する量と前記第１のパス利得に関係する量との差であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記アップリンク資源マネージャ（１６，３６）は、前記アップリンク信号送信に関して前記移動体無線機により用いられる送信電力或はデータレートを調整するように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
19. 前記アップリンク資源マネージャ（１６，３６）は、前記第１の基地局により提供される以前に決定された値に依存して前記調整を決定するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記電子回路（１８）は前記移動体無線機（１０）に含まれ、
    前記移動体無線機（１０）は、前記アップリンク信号送信に関し前記移動体無線機（１０）により用いられる送信電力或はデータレートを調整するよう構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
21. 前記電子回路（１８）は、前記相対パス利得に関係する量と前記基地局により提供される所定の値とを比較するように構成され、前記相対パス利得に関係する量が前記所定の値を超えるなら前記電子回路は前記アップリンク信号送信のために用いられる資源を調整するよう構成されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記第１の基地局（ＢＳ１）に実装されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
23. 前記第１のセルによりサービスを受けている複数の移動体無線機に対して適用される場合、
    パス利得に関係する量の測定値が前記複数の移動体無線機の１つに対して所定の値を超えるなら、前記移動体無線機の１つは害のあるものとして分類し、そうでなければ、前記移動体無線機の１つは害のないものとして分類する手段をさらに有し、
    前記アップリンク資源マネージャ（３６）は、害のある移動体無線機に対しては、害のない移動体無線機に対するよりも少ない資源を割当てるように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
24. 前記セルラ無線通信システムは第３のセルを含み、前記第２のセルと前記第３のセルとは前記移動体無線機に対して非在圏セルであり、
    前記相対パス利得に関係する量は、前記移動体無線機から前記非在圏セルの基地局のいずれかに対するアップリンク信号送信についてのパス利得に関係する量の最大値と前記移動体無線機から前記第２の基地局へのアップリンク信号送信についてのパス利得に関係する量との比較に基づいて決定されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
25. アップリンク資源制御は、前記第１の基地局（ＢＳ１）、前記移動体無線機（１０）、或はその両方に対して分散されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
26. 相対パス利得の量は、パス利得の量がリニアの単位であれば前記第１のパス利得の量に対する前記第２のパス利得の量の比であり、前記パス利得の量が対数の単位であれば前記第２のパス利得の量と前記第１のパス利得の量との差であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。

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