JP2010136386A - 無線通信レート形成 - Google Patents

Abstract

【課題】１ｘＥＶ−ＤＯのような高データレートシステムにおけるリバースリンク（ＲＬ）データレート割り当て方法を提供する。
【解決手段】複数のアクセス端末（ＡＴｓ）のためのスループットファイルのレート形成は、データレート割り当てアルゴリズムに関連する遷移確率を調節することにより実行される。ＡＴ当たりのＲＬ最大データレートは、指定されたエリアにおける負荷を低減するように調節され、セルおよび／またはセクタのレート形成を生じる。最大データレートは、サービングセクタにつき測定されたまたはフォワードリンク（ＦＬ）の信号対干渉および雑音比（ＳＩＮＲ）の捕捉された合計としてのような、ＦＬのＳＩＮＲの関数として調節される。さらに、最大データレートは、隣接するセクタ間の熱の値に関する上昇の差分の関数として調節される。
【選択図】図８

Description

特許のための同時係属出願への参照
この特許出願は、この譲受人に譲渡され、参照することによりここに明示的に組み込まれる、２００２年１１月１４日に出願した「無線通信レート形成」（WIRELESS COMMUNICATION RATE SHAPING)というタイトルの米国特許出願番号１０／２９６，６６０に関連する。

この発明は、一般に無線通信に関し、特にパケットデータ送信のためのリバースリンクレート割り当てに関する。

パケット化されたデータ通信をサポートするシステムのような無線通信システムにおいて、アクセスネットワーク(ＡＮ）からのまたはシステムインフラストラクチャ、アクセス端末、または遠隔ユーザへの送信のための無線リンクは、ダウンリンクまたはフォワードリンク（ＦＬ）と呼ばれる。ＡＴからＡＮまでの伝送のための無線リンクは、アップリンクまたはリバースリンク(ＲＬ）と呼ばれる。各ＡＴはＲＬ送信のための適切なデータレートを決定する。ＡＴからＲＬ送信レートを決定するための種々の方法は、この譲受人に譲渡され、１９９９年９月３０日に出願された、米国特許出願番号０９／４１０、１９９を有するラジェシュ・パンカジ(Rajesh Pankaj)による「使用レートの接続−ベクトルに基づいた変更のためのシステムおよび方法」(SYSTEM AND METHOD FOR PERSISTENCE-VECTOR-BASED MODIFICATION OF USAGE RATES)に議論されている。

「ｃｄｍａ２０００高レートパケットデータエアーインターフェース仕様」(cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification)、ここでは、「ＩｘＥＶ−ＤＯ」と呼ぶ、またはＩＳ−８５６のような高データレートシステムにおいて、ＡＴは、保留になっているデータ量、利用可能な送信電力またはＰＡ（電力増幅器)ヘッドルーム、閉ループリソース割り当て計算、およびＡＮによりＡＴに示される最大データレートを考慮する確率アルゴリズムに基づいてＲＬ上での送信のためのデータレートを自動的に決定する。ＡＮは、ＡＴが作るかもしれない可能なレート遷移のおのおのに確率を割り当てる。各ＡＴは同じ確率を使用する。この確率は、各ＡＴにおいてあらかじめ決められ設定される。

さらに、各ＡＴは、送信電力を動的に調節するために電力制御機構を実施する。ＡＴ送信電力における調節は、ＡＴにより経験されるＡＴロケーション、シャドウイング、およびフェージングにおける変化および送信データレートを補償する。ＡＴが、ＡＴのアクティブセット（ＡＳ）内の基地局（ＢＳ）からずっと向こうへ移動すると、ＡＴの送信電力は補償するために増加する。一般に、ＡＴがセクタ境界に近づくと、問題のＡＴによって他のＡＴにもたらされた干渉は、ＡＴ送信電力の増加により増加される。

レート割り当てアルゴリズムは、送信電力を考慮するので、ＡＮから遠く離れたＡＴ、またはそうでなければ、他のＡＴｓと比較して質の悪いチャネル状態を経験するＡＴは、延長された期間、低データレートになりやすいかもしれない。しかしながら、多くの通信システムにおいて、均等な品位のサービスを提供する要望がある。言いかえれば、各ＡＴは、システム内で移動するためにＡＴに不利益をもたらさないようにチャネル状態にかまわずに、ＲＬ上でデータを送信するためにほぼ均等な機会が与えられている。しかしながら、この機構はＡＴによる干渉を考慮に入れない。

データレートの増加は、システム内の他のＡＴに対する、ＡＴによって生じた干渉の増加を生じる。それゆえ、そのＡＴがシステム内の他のＡＴｓに対して過度の干渉を生じる可能性があるなら、ＡＴがより高いレートで送信することを阻止するおよび／または禁止する要望がある。さらに、システム内のすべてのＡＴｓを考慮して均等な干渉を条件とする最大レートで各ＡＴが送信したいという要望がある。

したがって、システムの容量を最大限にしたい要望と、均等な品位のサービスを目標する望みとのバランスをとる、ＡＴレート割り当ての必要性がある。同様に、堅固なＲＬを提供し、他のユーザへの妨害を低減するＡＴレート割り当ての必要がある。さらに、他のセル干渉に対するより良い制御を達成するため、およびシステムの安定性を改良するためのリバースリンクレート割り当ての必要性がある。

図１はパケット化されたデータ伝送をサポートするセルラ通信システムである。 図２Ａは、多重アクセス端末のためのフォワードリンクチャネル品質の関数としてのスループットプロファイルの実例である。 図２Ｂは、無線通信システムにおけるリバースリンクのためのレートプロファイルの実例である。 図３は通信システムにおいて利用可能なデータレートのテーブルである。 図４は、通信システムにおいてリバースリンクレート割り当てのために使用される遷移確率の実例である。 図５は、高データレート通信システムにおいて、リバースアクティビティビットのグラフである。 図６は無線通信システムにおける遷移確率の実例である。 図７は、干渉と雑音比へのフォワードリンク信号の関数として最大リバースリンクデータレートを決定するためのテーブルである。 図８はアクセス端末である。 図９はアクセスネットワークのインフラストラクチャエレメントである。

無線通信の分野は、例えば、コードレス電話、ページング、ワイヤレスローカルループ、パーソナルデジタルアシスタンス（ＰＤＡｓ）、インターネット電話、および衛星通信システムを含む多くのアプリケーションを有する。特に重要なアプリケーションは移動加入者のためのセル方式の携帯電話システムである。ここに使用されるように、「セルラ」システムという用語は、セルラ周波数およびパーソナル通信サービス(ＰＣＳ）周波数の両方を含む。そのようなセルラ電話システムに対して、例えば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、および符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を含む種々の無線インターフェースが開発されてきた。それに関連して、例えば、アドバンストモバイルフォーンサービス（ＡＭＰＳ）、グローバルシステムフォーモバイル（ＧＳＭ）、および暫定規格９５(ＩＳ−９５）を含む種々の国内規格および国際規格が確立されてきた。ＩＳ−９５およびその派生語、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８（しばしば集合的にここではＩＳ−９５と呼ばれる）および提案された高データレートシステムは、通信機械工業会（ＴＩＡ）および他の良く知られた規格団体によって発布されている。

ＩＳ−９５標準仕様の使用に従って構成されたセルラ電話システムは、ＣＤＭＡ信号処理技術を使用して高効率で堅固なセルラ電話サービスを提供する。ＩＳ−９５の標準仕様の使用に従って実質的に構成された典型的なセルラ電話システムは、この発明の譲受人に譲渡された、米国特許番号５，１０３，４５９および４，９０１，３０７に記載されている。ＣＤＭＡ技術を利用する典型的なシステムは、ＴＩＡによって発行された、ｃｄｍａ２０００ ＩＴＵ−Ｒ 無線送信技術(ＲＴＴ）候補提案（ここでは、ｃｄｍａ２０００と呼ばれる)である。ｃｄｍａ２０００のための標準仕様はＩＳ−２０００の草案バージョンの中で与えられ、ＴＩＡと３ＧＰＰ２によって承認された。他のＣＤＭＡ標準仕様は、第三世代パートナーシッププロジェクト「３ＧＰＰ」、ドキュメント番号３Ｇ ＴＳ ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ ２５．２１３、および３Ｇ ＴＳ ２５．２１４において具現化されたＷ−ＣＤＭＡ標準仕様である。上で引用した電気通信標準仕様は実施することができる種々の通信システムのうちのいくつかの例に過ぎない。

図１は一実施形態に従うセルラ通信システム１００を図解する。システム１００は複数のセルを含む。各セルは、地理的領域をカバーする。複数のセルの各々は複数のセクタを含む。例えば、セル１１０はセクタ１１２，１１４および１１６を含む。

セクタの各々はアンテナによって定義される。例証されるように、アンテナ素子１２０はセクタ１１２内に向けられている。アンテナ素子１２２はセクタ１１４内に向けられている；また、アンテナ素子１２４はセクタ１１６内に向けられている。さらなるアンテナ構造および基地局配置の例は図１に図解される。システム１００は以下の議論のための一例として提供される。代替のシステムが代替の配置および構成を実施してもよく、この場合セクタあたりのアンテナ素子の数およびセル当たりのセクタの数は変更してもよいことに留意する必要がある。代替実施形態は、類似の機能ユニットに対して異なる用語を有していてよく、コンポーネントと機能ユニットの異なる構成を組み込んでもよいことに留意する必要がある。

図２Ａは、関連するＦＬチャネル品質の関数として、システム１００内の複数のＡＴｓの各々のためのスループットのプロットを図解する。プロットの形は、システム内のＡＴのためのＲＬプロファイルを反映する。図示するように、ＡＴのスループットは、サービングセクタＦＬ信号対干渉および雑音比(ＳＩＮＲ）にほぼ比例している。一般に、ＡＴがセクタアンテナに近ければ近いほど、ＳＩＮＲは高くなる。それゆえ、スループットも高くなる。これらのアルゴリズムは、平均して、フォワードリンクおよびリバースリンクに関するチャネル状態は対称であると仮定する。図示するように、現在のＲＬレート割り当てアルゴリズムは、セクタアンテナから遠くに位置するこれらのＡＴｓに対して均等な品位のサービスを生じない。

ＡＴがソフトハンドオフ状態にあるとき、そのオーバーヘッドチャネルおよびトラヒック送信は複数のセルで復号される。ＲＬレート成形は、ＦＬサービングセクタＳＩＮＲ以外の基準に基づくことができる。レート成形基準は、ＦＬ捕捉ＳＩＮＲ（すなわちアクティブセット内のすべてのパイロットのＳＩＮＲの合計)に基づいていてもよい。以下に議論されるように、図２Ｂは、複数のセクタおよび複数の移動局、あるいはＡＴを考慮したＲＬのためのレートプロファイルを図解する。図示するように、それは、マルチセクタレイアウトにおけるＦＬ ＳＩＮＲに基づいたＲＬレートの輪郭プロットである。暗いエリアはより良いチャネル状態に相当する。チャネル状態は送信器からの距離に従って劣化する。セクタ境界は図にオーバーレイされる。

システム１００内の複数のＡＴｓに対して様々な所望のサービスをサポートするＲＬプロファイルを決定することが望ましい。ＲＬレート成形は、移動局が所定のサービスを利用することから排除すべきでないことに留意する必要がある。例えば、テレビ会議は６４ｋｂｐｓを必要とするかもしれず、それゆえ、すべての移動局は、必要に応じて、７６．８ｋｂｐｓで送信可能であってもよい。均等な品位のサービスを提供することは、すべてのシステムの要件ではないかもしれない。プロファイルの所望形状は、与えられたシステムの目標および必要条件に基づいて決定される。プロファイルの所望の形状の決定および所望の形状を得るためのレート割り当て方法の実施は、一般的に「レート成形」と呼ばれる。一実施形態において、レート成形は、ＡＴにおける動的割り当てを含み、特に、サービングセクタＳＩＮＲのようなＦＬの品質尺度を考慮するためにレート割り当てアルゴリズムの変更を含む。レート成形とも呼ばれるそのようなリバースリンクレート割り当ては、ハンドオフ領域において、端末による干渉を制限する。これは、最大ＲＬレートを制限することにより、またはハンドオフ領域にある端末が最高のレートで送信する尤度を低減することにより達成される。この場合、ハンドオフ領域にある端末は、無負荷システムの場合には、最高のレートで送信することが可能である。

レート割り当てアルゴリズム
ＡＴは、以下を考慮するレート割り当てのためのアルゴリズムを実施する：１） 保留データ；２）オーバーヘッドチャネル送信電力と最大送信電力との間の差分に基づいて決定されたトラヒックのための利用可能な送信電力；３） 閉ループリソース割り当て（ＣＬＲＡ）；そして４）最大データレート。アルゴリズムは４つの考察の各々に関連するデータレートを決定し、最小レートを選択する。ＡＴはデータレートを周期的に更新する。１ｘＥＶ−ＤＯシステムにおいて、ＡＴは、１６スロットごとにデータレートを更新するが、代替システムはデータレートを更新するための他のスキームを実施してもよい。保留データは、ＡＴにおいて、データキュー内のデータ量に従って比例的に増大する関連するデータレート、Ｒ１を有する。送信のために許可されたＲＬデータは、利用可能なＰＡヘッドルームにより制限されていてもよい。このレートはＲ２〈＝ＲＩであり、ＰＡヘッドルームがＲ１をサポートするのに十分であれば、Ｒ２＝Ｒ１であり、そうでなければ、Ｒ２〈Ｒ１である。

詳細に以下に議論されたＣＬＲＡは関連するデータレートＲ３を持っている。データレートＲ３はＲＬレート遷移確率に基づいて決定される。最大データレートはＲ４として識別されＡＮにより設定されてもよい。

ＣＬＲＡは、データレートの変化を制限し、特にシステムを過負荷にしてしまうかもしれない立て続けに複数のＡＴｓによるデータレートの大きな増加を回避するように、増加を制限する。リバースアクティビティビット（ＲＡＢ）がＡＴへのＲＬ負荷状態を識別する機構であることに留意する必要がある。ＲＡＢ機構は次のものに必要な時間（ｓ）によって被った遅延を有する：１）ＢＳの負荷の測定；２） 端末へのＲＡＢの次の送信；そして３）それらのデータ率を低減する／増加させるＡＴにおける実施。ＣＬＲＡ計算に関連したデータレートＲ３は、Ｒoldと呼ばれる前のデータレートに基づいて、決定される。２セットの遷移確率がＡＮによって提供される。各セットは許容データレートの各々に遷移確率を割り当てる。第１のセットは、データレートを増加させる遷移に相当する。

第２のセットは、データレートを減少させる遷移に相当する。

ＩＳ−８５６の現在のインスタンス化は、９．６ｋｂｐｓの最低レートで始まるＲＬ上の５つのデータレートを許容する。１ｘＥＶ−ＤＯ標準仕様をサポートする一実施形態のレートは図３に図解される。レートインデックスは各相当するデータレートを識別する。

各連続するデータレートは前のレートの２倍である。図４は、ＣＬＲＡ計算で生成された遷移確率セットを図解する。上側は、Ｐ_UPとして識別される遷移確率の第１セットである。

下側は、Ｐ_DNとして識別される遷移確率の第２のセットである。図３において与えられるように、インデックスは、各セットにおいて、関連する遷移確率を指す。

ＡＮはリバースリンクアクティビティビット（ＲＡＢ）と呼ばれる、ビジービットを送信する。図５は、所定のＡＮに対して時間に対するＲＡＢ値を図解する。例証されるように、ＲＡＢはＡＮのローディングに依存して、セットしてもよいしクリアしてもよい。ＲＡＢは期間Ｔ_RABで送信される。ＲＡＢ設定（１または０）は、システムに負荷がかけられているかどうか各ＡＴに示す。現在の議論の場合、負荷状態を示すためにＲＡＢがセットされている、そうでなければクリアされていると仮定する。リバースリンク負荷情報をＡＴに伝えるための代替方法を実施してもよい。ＡＴがＲＡＢ（あるいはシステムに負荷がかけられるという他の表示）を受信すると、ＡＴはレート割り当てのために２つの決定オプションを有する：１）データレートを減少させる；あるいは、２）現在のデータレートＲOLDを維持する。決定する際に、ＡＴは、第２のセットの遷移確率を適用する。ＡＴは、現在のデータレートＲ_OLDに相当する第２のセットＰ_DN内の遷移確率を選択する。

ＡＴが、クリアされたＲＡＢ、またはシステムが負荷されていないという他の表示を受信するなら、ＡＴはレート割り当てのために２つの決定オプションを有する。１）データ率を増加させる；また、２）現在のレートＲ_OLDを維持する。ＡＴは第１のセットＰUPから遷移確率を選択する。この場合も先と同様に、選択された特定の遷移確率は、現在のデータレートＲOLDに相当する。

次に、各レート割り当て更新に対して、ＡＴは、選択された遷移確率と比較のために乱数を発生する。比較の結果は、ＡＴが２つの決定オプションのどちらを決定するかを決める。事実上、遷移確率は、データレート変更が行なわれる時間のパーセンテージを決定する。典型的には、低データレートの場合、遷移確率はより高くなる。この場合、遷移確率より小さい任意の乱数は、データレートの増加を生じる。遷移確率は、一般に、Ｐ１〉Ｐ２〉Ｐ３〉Ｐ４〉Ｐ５ (１)として制約される。図６に図解されるように、各確率は、特定の遷移と関連している。代替確立割り当ても可能である。この場合、遷移確率は、複数の可能な遷移と関連していてもよい。上の行は、システムが非ビジーとして決定されたときデータレートの増加に対する遷移確率を図解する。非ビジー表示は、メッセージまたはＦＬ上の送信器からのビットにより行われる。または、チャネル品質の測定値またはその他のリンク基準に基づいて行ってもよい。ＦＬチャネル品質考察は以下に議論される。下の行は、システムがビジーであると決定されるときデータレートの減少に相当する遷移確率を図解する。この場合も先と同様に、ビジー表示は、メッセージまたはＦＬ上の送信器からのビットにより行ってもよいし、または、チャネル品質の測定値またはその他のリンク基準に基づいて行ってもよい。右側の最後のデータレートは最大データレートに相当する。例としてここに議論されたシステムにおいて、システムは、４つのデータレートをサポートする。最大データレートを制限することは可能である。その場合には、利用可能なデータレートの合計数は低減される。

それゆえ、遷移確率を用いて、ＣＬＲＡ計算のデータレート決定を決定する。

実際には、データレートＲ３に関連するＣＬＲＡは、レート変化を制限するＲ_OLD、（Ｒ_OLD/2)、（Ｒ_OLD*2)であるだろう。上述したように、次にＡＴは、データレートＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４の最小値を決定し、最小データレートを適用する。

ＲNEW＝ｍｉｎ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４） (２)
最大データレートを調節する
一実施形態において、レート割り当てアルゴリズムは、ＡＴにおいて、測定されたおよび／または推定されたＦＬサービングセクタＳＩＮＲを考慮するように変更される。ＦＬサービングセクタＳＩＮＲを用いて、ＡＴのＲＬ送信に対して許容可能な最大データレートを制限する。図７は、ＦＬ ＳＩＮＲ値の関数としてＲＬのための関連する最大データレートを識別するテーブルを図解する。図解されたテーブルは３つのＳＩＮＲ値範囲を含む：１）ＯｄＢ未満；２） ０ｄＢから４ｄＢまで；そして３）４ｄＢ以上。代替実施形態は、異なる範囲と同様に範囲の異なる数を実施してもよいことに留意する必要がある。最大ＲＬデータレートへのＳＩＮＲ値のマッピングは、ルックアップテーブルよりもむしろ公式であるかもしれない。同様に、代替最大ＲＬデータレートを実施してもよい。

また、ＲＬ上に５つの定義されたレートを有するので、５つの最大レートレベルを使用することができることを示す。さらなるレートがＲＬ上に追加されるなら、さらなるレベルを使用してもよいことも明白でなければならない。

システム１００はＩＳ−８５６標準仕様をサポートする。それゆえ、各ＡＴはＦＬ ＳＩＮＲの使用による場合のように、ＦＬ品質の関数としてＦＬのためのデータレートを決定する。次に、ＡＴは、データレートチャネル(ＤＲＣ）上にデータレート要求を送信する。

ＤＲＣデータレート要求は、ＡＴがデータ通信を受信することができるデータレートを示す。次に、ＡＮは、この情報を用いて、データがＡＮにおいて保留になっているＡＴｓへの送信をスケジュールする。データレート要求は、ＦＬ ＳＩＮＲに応答して決定されるので、ＤＲＣデータレート要求を用いて、最大ＲＬデータレートを決定してもよい。

他の実施形態において、最大のＲＬデータレートは、ＲＬチャネル状態の関数として制限してもよい。１ｘＥＶ−ＤＯ標準仕様をサポートするシステム１００において、ＡＴｓは、ＲＬパイロット信号を連続的に送信することを要求される。ＲＬパイロット信号はパイロットチャネル上で送信される。パイロットチャネルは、電力制御される。ＲＬトラフィックチャネルはＲＬパイロットに基づいて電力制御される。すなわち、ＲＬトラヒックチャネル電力は、パイロットチャネル電力に関連し、トラヒックチャネル対パイロットチャネル電力比があらかじめ決定される。パイロットチャネル上の変化は、チャネル状態の変化による。トラフィックチャネル上の電力における変化は、パイロットチャネル上の電力における変化であり、並びにパケットデータ送信の集中的な性質によるものである。このため、ＲＬパイロット電力における大きな変化は、ＲＬチャネル状態変化、すなわちＲＬチャネル品質の変化に相当する。ＲＬチャネル状態の突然の変化は、隣接したセクタ内の端末に対して増大した干渉を生じるかもしれない。このアルゴリズムは、ＲＬチャネル状態の突然の変化の場合に、最大ＲＬ送信レートを制限することにより、ＲＬチャネル状態における突然の変化によって増大した干渉を生じることを回避する。例えば、ＡＴが良好なチャネル状態において高いレートで送信するなら、ＡＴが高いＲＬレートで送信し続けるチャネル状態における突然の劣化（これは、電力制御するセクタへのＲＬの場合ＯＫである)は、隣接するセクタ内の端末に対してより高いレベルの干渉を生じるかもしれない。

瞬時のＲＬパイロット電力（送信電力)が平均パイロット電力に対して所定のしきい値を超えるなら、最大ＲＬデータレートは所定のデータレートに制限される。データレートは、所定のデータレートに制限してもよいし、または現在のデータレート、システムの負荷、またはその他のパラメータの関数として計算してもよい。最大のＲＬデータレートを制限するために、ＲＬチャネル状態情報の使用はＦＬチャネル品質情報で実行してもよい。

さらに他の実施形態において、最大ＲＬデータレートは、ＡＮにより制限してもよい。この場合、ＡＮは、隣接するセクタ間の微分の熱に関する上昇(ＲＯＴ）を測定する。

ＲＯＴは以下のように与えられた、セクタｉのために計算された測定基準である。

但し、添え字ｉがセクタｉを示す。

セクターｉおよびｊのような隣接するセクタに対するＲＯＴ値の比較は、次のように与えられる：

図１に関して、セクタ１１２および１１４のためのＲＯＴの比較は基地局コントローラ（ＢＳＣ）（図示せず）で行なわれる。各ＢＳはＢＳによりサービスされるセクタに対応するＲＯＴ値を送信する。従って、ＢＳＣは、最大ＲＬデータレートおよび／またはセクタ内のアクセス端末（ＡＴｓ）のための遷移確率を調節してもよい。一例として、所定の目標ｒ_t．を内蔵するシステムを考える。この場合、目標ｒ_t．を超える３ｄＢより大きいＲＯＴは、そのセクタに対する負荷状態を示す。第一セクタがｒ₁＝ｒ_t−３ｄＢとして計算されたＲＯＴを有し、第２セクタがｒ₂＝ｒ_t＋（３ｄＢ）として計算されたＲＯＴを有するなら、ＢＳＣは以下のように計画を実施することを決定してもよい。セクタ１を含むがセクタ２を含まないアクティブセット(ＡＳ）を有するＭＳの場合、ＢＳＣは、ＭＳの最大データレートを低下させるかもしれない。ＭＳは負荷がかけられていないセクタ１と通信状態にあるが、負荷がかけられていないセクタ２を利用することができない。それゆえ、ＭＳがより低い最大データレートに制限されていない限り、ＭＳは重大な干渉を引き起こすかもしれない。

微分ＲＯＴがしきい値を越えるなら、それらのアクティブセット内にわずかに負荷がかけられたセクタのみを有する端末は、最大レートを制限することを要求される。一実施形態において、最大ＲＬデータレートは３８．４ ｋｂｐｓに設定される。代替実施形態において、ＡＴは、ＡＴにおいて受信したフォワードリンクＳＩＮＲの合計である捕捉されたＳＩＮＲを測定する。捕捉されたＳＩＮＲを用いて、ＡＴに記憶された遷移確率に調整がなされるかどうか決定する。目標しきい値を超える捕捉されたＳＩＮＲの場合、ＡＴは最大データレートを調節してより高いデータレートを可能にしてもよい。反対に、目標しきい値を下回る捕捉されたＳＩＮＲの場合、ＡＴは、最大データレートを調節して、ＡＴをより低いデータレートに制限してもよい。２つの異なるしきい値を与えられた２つのケースに対して使用してもよい。

ＦＬチャネル状態に応答してＲＬ遷移確率を調節する
他の実施形態において、異なるセットのＲＬデータレート遷移確率は、ＦＬセクタＳＩＮＲの関数としてＡＴｓに割り当てられる。レート成形は、知覚されたチャネル品質に応じて遷移確率を調節して実施してもよい。改善されたチャネル品質は、ＲＬデータレートの増加を促進する遷移確率を生じるであろう。劣化したチャネル品質は、ＲＬデータレートの減少を促進する遷移確率を生じるであろう。そのような確率的なレート成形もＳＩＮＲの関数として最大ＲＬデータレート制限に適用してもよい。

各ＡＴは、ＦＬ受信信号のチャネル品質を測定する。

それに応答して、図６に示すように、ＡＴは、遷移確率の現在の値を維持するように選択してもよいし、または１つ以上の確率を調節するように選択してもよい。例えば、ＳＩＮＲ測定のようなチャネル品質測定が所定のしきい値を超えるなら、確率はより高いデータレートを促進するように変更してもよい。言いかえれば、遷移確率は関連する遷移を作る確率を増加させるように変更してもよい。同様に、チャネル品質測定が他のそのようなしきい値未満である場合、遷移確率はより高いデータレートを抑えるように調節される。単一のしきい値を使用してもよいし、または値の範囲を使用してもよいことに留意する必要がある。この場合、値の範囲内にある品質測定値の場合、現在の遷移確率は維持される。そして、値の範囲外にある品質測定値の場合、現在の遷移確率は調節される。一実施形態において、各個々の遷移、例えばｐ１、ｐ２等は関連するしきい値または調節決定用しきい値を有する。遷移しきい値の調節に加えて、あるいは遷移しきい値を調節する代わりに、ＡＴはチャネル品質測定に応じて最大の許容データレートを調節してもよい。これは、データレートの追加およびしたがってそれらのレートのための追加の遷移確率を生じるかもしれないし、あるいはデータレートの消去、およびしたがって除去されたデータレートに関連した遷移確率の消去を生じるかもしれない。例えば、図６の中で例証されるように、遷移確率がそれぞれＰ４とＱ４であるので、ＡＴのための最大レートが７６．８ｋｂｐｓに低減されるなら、レート１５３．６ｋｂｐｓは無視されるか除去される。ＲＬ遷移確率は捕捉されたＳＩＮＲまたはＲＬチャネル状態に基づいて調節してもよい。

図８は、ＦＬチャネル品質の関数としてＲＬレート割り当てのために構成されるＡＴ２００を図解する。ＡＴ２００は受信回路類２０２および送信回路２０４を含む。各々は、通信バス２１０に接続される。受理回路類２０２は、ＦＬ経由で受信されたサンプルに基づいたＦＬ品質を決定するＦＬ品質尺度ユニット２０６に、受信されるサンプルを供給する。ＦＬ品質尺度ユニット２０６は、リンク品質に関連したＳＩＮＲあるいは他のあるパラメータを測定／評価してもよい。ＡＴ２００は、さらにＡＴ２００による送信のために保留されているデータを記憶するデータキュー２０８、テーブルを記憶するメモリ２１６およびＲＬに関するデータレート割り当てに関連する他の情報を含む。ＲＬデータレート選択ユニット２１２も通信バス２１０に接続され、ＦＬチャネル品質の機能としてＲＬデータレートを決定する。ＲＬデータレート選択ユニット２１２が上記に議論されたデータレート割り当てアルゴリズムのステップのようなデータレートを決定するのに必要な中間の計算のうちのいずれかを実行することに留意する必要がある。例えば、データレート割り当ては、最大データレートを決定すること、保留されているデータ量、送信電力、および／またはＣＬＲＡ計算を含むようにしてもよい。電力制御（ＰＣ）ユニット２１８は通信バス２１０に接続され、ＡＴ２００の送信電力を調節するためにＰＣ機構を実施する。ＲＡＢフィルタ２１４は、情報をロードする歴史上のシステムを追跡する。プロセッサ２２０は、ＡＴ２００の様々な機能を制御する。代替実施形態は、図８に記述された機能ブロックのうちのいくつかあるいはすべてを含んでいてもよい。追加の機能ブロックはＡＴ２００の内で実施してもよい。図８は通信バス２１０を介して通信するすべての機能ブロックを図解するけれども、代替構成は、望ましいものとして機能ブロック間の直接接続を実施してもよいことに留意する必要がある。

図９は、基地局コントローラ(ＢＳＣ）であってよい、ＡＮ３００のインフラストラクチャエレメントを図解する。通信バス３１０はＡＮインフラストラクチャーエレメント３００内の情報の通信および交換を容易にするために図解される。受信回路類３０２および送信回路類３１２は各々通信バス３１０に接続される。ＲＯＴ計算ユニット３０４は複数の隣接するセクタの各々のＲＯＴを決定し、それに応答して、最大ＲＬレート制限を決定する。ＰＣユニット３０６はＲＬ電力制御を制御し、各ＡＴに対してＰＣ命令を発生する。ＦＬデータスケジューラ３０８は、ＦＬの様々なＡＴへの送信をスケジュールする。メモリ３１８およびプロセッサ３１４も通信バス３１０に接続される。ＲＡＢ発生器３１６は、システムのローディングを決定し、それに応答してＲＡＢを生成する。

代替実施形態において、上記に議論されるように、ＢＳＣは複数のＢＳｓからＲＯＴを受信する。ＢＳＣは隣接するセクタＲＯＴ値を比較する。次に、ＢＳＣは、比較情報に基づいて与えられたセクタ内のＡＴの遷移確率を調節してもよい。例えば、ＢＳＣは、より低いデータレートを促進するように、それらのアクティブセット内の無負荷のセクタしか有さないこれらのＡＴｓの遷移確率を調節してもよく、負荷がかけられた隣接するセクタからの負荷情報を利用することができない。

代替実施形態において、ＡＴは、ＡＴにおいて受信したフォワードリンクＳＩＮＲの合計である捕捉されたＳＩＮＲを測定する。捕捉されたＳＩＮＲを用いて、ＡＴにおいて記憶された遷移確率に対して調節が行われるかどうかを決定する。目標しきい値を超える捕捉されたＳＩＮＲの場合、ＡＴは、より高いデータレートを促進するために遷移確率を調節してもよい。反対に、目標しきい値未満の捕捉されたＳＩＮＲの場合、ＡＴはより高いデータレートを阻止するように遷移確率を調節してもよい。２つの異なるしきい値を与えられた２つのケースに対して使用してもよい。

ＡＴ２００およびインフラストラクチャーエレメント３００の機能性を例証するために、機能ブロックが提供され、したがって、代替実施形態が、異なる構成でのそのような機能性を実施してもよいことに留意する必要がある。

当業者は、情報および信号は、さまざまな異なる科学技術および技法を用いて表してもよいことを理解するであろう。例えば、上述した記述全体を通して参照してもよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界、磁性粒子、光学界、または光学粒子またはそれらの任意の組合せにより表してもよい。

当業者はさらに、ここに開示した実施の形態に関連して記載した種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエアまたは両方の組合せで実施してもよいことを理解するであろう。

このハードウエアとソフトウエアの互換性を明瞭に説明するために、種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが一般にそれらの機能性の観点から上に記載された。そのような機能性がハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかは特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられた設計制約に依存する。熟達した職人は、各特定のアプリケーションに対して記載した機能性を変形した方法で実施することができるが、そのような実施の判断は、この発明の範囲を逸脱するものとして解釈されるべきでない。

ここに開示された実施の形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、またはここに記載した機能を実行するように設計されたいずれかの組合せを用いて実施または実行してもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、別の方法では、プロセッサは、いずれかの一般的なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってよい。

プロセッサはまた、計算装置の組合せとしても実施できる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと協力した１つ以上のマイクロプロセッサまたはいずれかの他のそのような構成として実施してもよい。

ここに開示された実施の形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウエアモジュールにおいて、または両者の組合せにおいて直接具現化してもよい。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、脱着可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に知られているその他のいずれかの形態の記憶媒体に常駐してもよい。例示記憶媒体は、プロセッサに接続される。そのようなプロセッサは記憶媒体から情報を読み出し、記憶媒体に情報を書き込むことができる。別の方法では、記憶媒体は、プロセッサに集積可能である。

プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に存在してもよい。別の方法では、プロセッサと記憶媒体はユーザ端末内のディスクリートコンポーネントとして存在してもよい。

開示された実施形態の上述の記載は当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であろう、そしてここに定義される包括的原理は発明力の使用なしに他の実施の形態に適用可能である。従って、この発明は、ここに示した実施の形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示した原理と新規な特徴に一致する最も広い範囲が許容されるべきである。

Claims (36)

1. 下記を具備する、無線通信システムにおいて、リバースリンクレート割り当てのための方法：
   フォワードリンクのチャネル品質を決定する；
   前記フォワードリンクのチャネル品質の機能として最大リバースリンクデータレートを決定する；および
   前記リバースリンク上に、前記最大リバースリンクデータレート以下でデータを送信する。
2. 前記フォワードリンクの前記チャネル品質を決定することは、サービングセクタの前記フォワードリンクの信号対雑音比を測定することを具備し、前記最大リバースリンクデータレートを決定することは、前記サービングセクタの前記フォワードリンクの信号対雑音比をしきい値と比較することを具備する、請求項１の方法。
3. 前記リバースリンクは複数のデータレートをサポートし、遷移確率は、前記複数のデータレート間の遷移に割り当てられる、請求項２の方法。
4. チャネル品質を決定することは、前記フォワードリンクの捕捉された信号対雑音比を測定することによりフォワードリンクのチャネル品質を決定することを具備する、請求項１の方法。
5. 下記を具備する、無線通信システムにおいて、リバースリンクレート割り当てのための方法：
   前記リバースリンクのためのデータレートを識別するデータレート制御要求を決定する；
   前記データレート制御要求の関数として最大リバースリンクデータレートを決定する；および
   前記リバースリンク上で、前記最大リバースリンクデータレート以下でデータを送信する。
6. 下記を具備する、無線通信システムにおけるリバースリンク割り当てのための方法：
   リバースリンクのチャネル品質を決定する；
   前記リバースリンクの前記チャネル品質の関数として最大リバースリンクデータレートを決定する；および
   前記リバースリンク上で、前記最大リバースリンクデータレート以下でデータを送信する。
7. 下記を具備する、無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための方法：
   第一セクタに関連した第１基地局からの第１の熱値に関する上昇を受信する；
   第２のセクタに関連した第２基地局から第２の熱値に関する上昇を受信する、前記第１セクタおよび第２セクタは隣接するセクタである；
   前記第１の熱値に関する上昇を前記第２の熱値に関する上昇と比較する；および
   前記第１の熱値に関する上昇と前記第２の熱値に関する上昇との比較に基づいてリバースリンク最大データレートを設定する。
8. 下記を具備する無線通信システムにおけるリバースリンク割り当てのための装置：
   フォワードリンクのチャネル品質を決定するための手段；
   フォワードリンクのチャネル品質の関数として最大リバースリンクデータレートを決定するための手段；および
   前記リバースリンク上で、最大リバースリンクデータレート以下のデータレートでデータを送信する手段。
9. 前記フォワードリンクの前記チャネル品質を決定する手段は、前記フォワードリンクの信号対雑音比を測定する手段を具備し、前記最大リバースリンクデータレートを決定する手段は、前記フォワードリンクの前記信号対雑音比をしきい値と比較する手段を具備する、請求項８の装置。
10. 前記リバースリンクは、複数のデータレートをサポートし、遷移確率は、前記複数のデータレート間の遷移に割り当てられる、請求項９の装置。
11. 下記を具備する無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置：
    前記リバースリンクのためのデータレートを識別するデータレート制御要求を決定する手段；
    前記データレート制御要求の関数として最大リバースリンクデータレートを決定する手段；および
    前記リバースリンク上に、前記最大リバースリンクデータレート以下のデータレートでデータを送信する手段。
12. 前記データレート制御要求を決定する手段は、
    フォワードリンクの信号対雑音比を測定するための手段と；および
    前記フォワードリンクの前記信号対雑音比をしきい値と比較するための手段とを具備する、請求項１１の装置。
13. 下記を具備する、無線通信システムにおける、リバースリンクレート割り当てのための装置：
    リバースリンクのチャネル品質を決定する手段；
    前記リバースリンクの前記チャネル品質の関数として最大リバースリンクデータレートを決定する手段；および
    前記リバースリンク上で、前記最大リバースリンクデータレート以下のデータレートでデータを送信する手段。
14. 前記リバースリンクの前記チャネル品質を決定する手段は、
    関連する送信パイロット電力を有するリバースリンクパイロット信号を送信する手段と；
    前記リバースリンクの平均送信パイロット電力を計算する手段と；
    前記リバースリンクの瞬時の送信パイロット電力を計算する手段と；
    前記リバースリンクの前記瞬時の送信パイロット電力を前記リバースリンクの前記平均送信パイロット電力と比較する手段；をさらに具備する、請求項１３の装置。
15. 前記リバースリンクの前記平均送信パイロット電力を計算することは、第１の数のタイムスロットに対して前記送信パイロット電力をフィルタリングすることを含む、請求項１４の装置。
16. 下記を具備する、無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置：
    第一セクタのための前記フォワードリンクの第１の熱値に関する上昇を測定する手段；
    第２のセクタのための前記フォワードリンクの第２の熱値に関する上昇を測定する手段；
    前記第１の熱値に関する上昇と前記第２の熱値に関する上昇とを比較する手段；および
    前記第１の熱値に関する上昇と前記第２の熱値に関する上昇との比較に基づいて、リバースリンク最大データレートを設定する手段。
17. 前記第１および第２のセクタは隣接している、請求項１６の装置。
18. 前記リバースリンク最大データレートを設定する手段は、
    前記第１および第２の熱値に関する上昇間の差分を決定する手段；および
    前記差分をしきい値と比較する手段；を具備する、請求項１７の装置。
19. 下記を具備する無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置：
    コンピュータ読み出し可能な命令を記憶するように適合されたメモリ記憶装置；および
    前記メモリ記憶装置に接続され、下記に適合する処理装置：
    フォワードリンクのチャネル品質を決定する；
    フォワードリンクのチャネル品質の関数として最大リバースリンクデータレートを決定する；および
    前記リバースリンク上で、最大リバースリンクデータレート以下のデータレートでデータを送信する。
20. 下記を具備する無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置：
    コンピュータ読み出し可能命令を記憶するように適合されたメモリ記憶装置；および
    前記メモリ記憶装置に接続され、下記に適合する処理装置：
    前記リバースリンクのためのデータレートを識別するデータレート制御要求を決定する；
    前記データレート制御要求の関数として最大リバースリンクデータレートを決定する；および
    前記リバースリンク上で、前記最大リバースリンクデータレート以下のデータレートでデータを送信する。
21. 下記を具備する、無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置：
    コンピュータ読み出し可能な命令を記憶するように適合されたメモリ記憶装置；および
    前記メモリ記憶装置に接続され、下記に適合する処理装置：
    第一セクタのための前記フォワードリンクの第１の熱値に関する上昇を測定する；
    第２セクタのための前記フォワードリンクの第２の熱値に関する上昇を測定する；
    前記第１の熱値に関する上昇と前記第２熱値に関する上昇とを比較する；および
    前記第１の熱値に関する上昇と前記第２熱値に関する上昇との比較に基づいて、リバースリンクデータレートを設定する。
22. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための方法であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のための遷移確率の対応するセットを有する：
    遷移確率の少なくとも１つを調節する；および
    リバースリンクのための送信データレートを決定するために前記遷移確率を適用する。
23. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおいて、リバースリンクレート割り当てのための方法であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のための遷移確率の対応するセットを有する：
    所望レートプロファイルを決定する；
    前記所望のレートファイルを達成するために前記遷移確率の少なくとも１つを調節する；および
    無線リンクを介して前記遷移確率を送信する。
24. 前記レートプロファイルは、チャネル品質の関数として前記システムのスループットを記載する、請求項２３の方法。
25. 前記レートプロファイルは、アクセス端末からの距離の関数として前記システムのスループットを記載する、請求項２４の方法。
26. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のための遷移確率の対応するセットを有する：
    前記遷移確率の少なくとも１つを調節する手段；および
    前記リバースリンクのための送信データレートを決定するために前記遷移確率を適用する手段。
27. 下記を具備する複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のための遷移確率の対応するセットを有する：
    所望レートプロファイルを決定する手段；
    前記所望のレートプロファイルを達成するために、前記遷移確率の少なくとも１つを調節する手段；および
    無線リンクを介して前記遷移確率を送信する手段。
28. 前記レートプロファイルは、チャネル品質の関数として前記システムのスループットを記載する、請求項２７の装置。
29. 前記レートプロファイルは、アクセス端末のからの距離の関数として前記システムのスループットを記載する、請求項２８の方法。
30. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のための遷移確率の対応するセットを有する：
    コンピュータ読み出し可能な命令を記憶するように適合されたメモリ記憶装置；および
    前記メモリ記憶装置と接続され、下記に適合する処理装置：
    前記遷移確率の少なくとも１つを調節する；および
    前記リバースリンクの送信データレートを決定するために前記遷移確率を適用する。
31. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のために遷移確率の対応するセットを有する：
    コンピュータ読み出し可能命令を記憶するように適合されたメモリ記憶装置；および
    前記メモリ記憶装置に接続され、下記に適合する処理装置：
    所望レートプロファイルを決定する；
    前記所望のレートプロファイルを達成するために前記遷移確率の少なくとも１つを調節する；および
    無線リンクを介して前記遷移確率を送信する。
32. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のために遷移確率の対応するセットを有する：
    コンピュータ読み出し可能命令を記憶するように適合されたメモリ記憶装置；および
    前記メモリ記憶装置に接続され、下記に適合した処理装置：
    所望のレートプロファイルを決定する；
    前記所望レートプロファイルを達成するために、前記遷移確率の少なくとも１つを調節する；および
    無線リンクを介して前記遷移確率を送信する。
33. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための方法であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のための遷移確率の対応するセットを有する：
    第一セクタに関連した第１基地局から第１の熱値に関する上昇を受信する；
    第２のセクタに関連した第２の基地局から第２の熱値に関する上昇を受信する、前記第１セクタおよび第２セクタは隣接している；
    前記第１の熱値に関する上昇を前記第２の熱値に関する上昇と比較する；および
    前記第１の熱値に関する上昇と前記第２の熱値に関する上昇との比較に基づいて前記遷移確率のセットを調節する。
34. 前記第１セクタおよび第２セクタは隣接している、請求項３３の方法。
35. 前記遷移確率のセットを調節することは、
    第１および第２の熱値に関する上昇間の差分を決定する；および
    前記差分をしきい値と比較することを具備する、請求項３４の方法。
36. 下記を具備する、複数のデータレートをサポートする無線通信システムにおけるリバースリンクレート割り当てのための装置であって、前記データレートは、前記複数のデータレート間の遷移のための遷移確率の対応するセットを有する：
    第一セクタに関連した第１基地局から第１の熱値に関する上昇を受信する手段；
    第２のセクタに関連した第２の基地局から第２の熱値に関する上昇を受信する手段、前記第１セクタおよび第２セクタは隣接している；
    前記第１の熱値に関する上昇と前記第２の熱値に関する上昇とを比較する手段；および
    前記第１の熱値に関する上昇と前記第２の熱値に関する上昇との比較に基づいて前記遷移確率のセットを調節する手段。

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