JP3980478B2 - 直交周波数分割多重アクセス（ｏｆｄｍａ）セルラー・ネットワークの媒体アクセス制御 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明は、セルラー・ネットワークの分野に関する。より詳細には、本発明は、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）セルラー・ネットワークの媒体アクセス制御の使用に関する。
【０００２】
（発明の背景）
高速無線サービスの需要が益々高まるとともに、通信品質（ＱｏＳ）の保証を保持しながら、データ転送速度の高速化に伴ってより多くの加入者に対応するための、帯域当たりの実効転送速度の向上が必要とされている。２地点間通信においては、送信器と受信器との間の達成可能なデータ転送速度は、利用可能な帯域幅、伝播チャネル状態、並びに受信器の雑音及び干渉レベルによる制約を受ける。基地局が多数の加入者と通信する無線ネットワークの場合、ネットワーク容量はまた、スペクトル資源の配分方法、全ての加入者のチャネル状態と雑音及び干渉レベルとに左右される。現在の技術状況において、例えば、時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）などの多重アクセスプロトコルは、加入者のデータ転送速度要件に従って加入者間で利用可能なスペクトルを配分するのに使用されている。チャネルフェージング条件、干渉レベル、及びＱｏＳ要件などの、他の許容限界要因は、一般に無視される。
【０００３】
最近、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）をベースにした直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）無線ネットワークに対する関心が高まっている。ＯＦＤＭＡモデムの最大の利点の１つは、電力及び速度を狭帯域サブキャリア間で最適に割り当てることができる点である。理論的には、ＯＦＤＭは、容量を達成する情報理論の「注水」解法に非常に近いことが知られていた。ヒロサキの初期の論文である、ＯＦＤＭのＦＦＩ実行に基づく「Ａｎ Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｌｙ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ ＱＡＭ ＳｙｓｔｅｍＵｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ.Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、第２９巻、１９８１年７月、９８２ページから９８９ページによって、複雑性が達成され、単一搬送波に比するビットカウントが復号化された。ＯＦＤＭのこの固有の潜在能力は、Ｃｌｉｏｆｆ他の、「Ａ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍｕｌｔｉ−ｔｏｎｅ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＨＤＳＬ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、第９巻、第６号、１９９１年８月、９０９ページから９９１ページによって開発された、ｘＤＳＬ／ＡＤＳＬ用途の離散的マルチトーンシステム（ＤＭＴ）の設計において成果が達成された。
【０００４】
ＯＦＤＭＡは、加入者数を増加させるように働く多重アクセス機能を可能にする。ＯＦＤＭＡにおいて、１つ又はクラスタのＯＦＤＭサブキャリアによって、「トラフィックチャネル」が定義され、異なる加入者らが、異なるトラフィックチャネルを使用して同時に基地局に接続する。詳細については、Ｃｈｅｇ及びＶｅｒｄｕの、「Ｇａｕｓｓｉａｎ ｍｕｌｔｉａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｗｉｔｈ ＩＳＩ： Ｃａｐａｃｉｔｙ ｒｅｇｉｏｎ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ ｗａｔｅｒｆｉｌｌｉｎｇ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｉｎｆｏ． Ｔｈｅｏｒｙ、３９（３）巻、７７３ページから７８５ページまで、１９９３年５月、Ｔｓｅ及びＨａｎｌｙの、「Ｍｕｌｔｉａｃｃｅｓｓ ｆａｄｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌｓ−ｐａｒｔ Ｉ： Ｐｏｌｙｍａｔｒｉｏｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｏｐｔｉｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｉｎｆｏ． Ｔｈｅｏｒｙ、４４（７）巻、２７９５ページから２８１５ページまで、１９９８年１１月、及びＷｏｎｇ他の、「Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ ＯＦＤＭ ｗｉｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ， ｂｉｔ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥ Ｊ． Ｓｅｌｅｃｔ． Ａｒｅａｓ Ｃｏｍｍｕｎ．、１７（１０）巻、１７４７ページから１７５８ページまで、１９９９年１０月を参照されたい。これらの参考文献によれば、マルチユーザ通信に関する問題が存在し、ＯＦＤＭＡ状況における全範囲にわたる集中的な資源割り当てによって、無線ネットワークの容量を実質的に増大させることができることを示している。
【０００５】
無線トラフィックチャネル割り当てに関する既存の方法は、本質的には加入者主導及び単一加入者（２地点間）である。多重アクセスネットワークの総実効転送速度は、使用中の全加入者の、チャネルフェージング分布と、雑音及び干渉レベルと、及び空間的に分離されたトランシーバの場合には空間チャネル特性とに左右されることから、分散又は加入者ベースのチャネルローディングが、基本的には最適下限のものにほぼ等しい。更に、全方向性サウンディング信号に基づいて測定された信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）は、空間処理利得を有する特定のトラフィックチャネルの実品質を示さないことから、加入者主導のローディングアルゴリズムは、基地局として多数のトランシーバが使用されたときに問題がある。換言すると、全方向性サウンディング信号に基づいて加入者で測定された「悪い」トラフィックチャネルは、基地局からの適切な空間的ビームフォーミングを有する「良い」チャネルである可能性が十分にある。これらの２つの理由から、使用中の全加入者の（空間的）チャネル状態並びにＱｏＳ要件を説明する、画期的な情報交換メカニズム及びチャネル割り当て及びローディングプロトコルは、非常に望ましい。このような「空間チャネル及びＱｏＳを意識した」割り当て法によって、スペクトル効率、従って所定帯域幅におけるデータ実効転送速度を大幅に増大させることができる。従って、分散方法、即ち加入者主導割り当ては、本質的に最適下限のものである。
【０００６】
（発明の概要）
ＯＦＤＭＡセルラー・ネットワークを制御するための方法及び装置が説明される。一実施形態において、本方法は、空間的に分散された加入者で測定されたチャネル特性及び雑音及び干渉情報を受け取る段階と、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）ネットワークのトラフィックチャネルを割り当てる段階とを含む。
【０００７】
本発明は、以下で行う詳細な説明、及び本発明の様々な実施形態の添付図面からより完全に理解されるであろう。しかしながら、本発明を特定の実施形態に限定されるものと理解されるべきではなく、これらは、説明及び理解のみを目的としたものである。
【０００８】
（本発明の詳細な説明）
チャネル割り当てのプロトコルについて説明する。以下の説明において、本発明を完全に理解することができるように多くの詳細が説明されている。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細が無くとも実施することができるということは、当業者には明らかであろう。他の実施例においては、本発明を曖昧にすることを回避するために、周知の構造及び装置は、詳細には示されず、ブロック図の形態で示されている。
【０００９】
以下の詳細な説明の一部は、コンピュータメモリ内のデータビット上の動作のアルゴリズム及び記号表現に関して示されている。これらのアルゴリズムに関する説明及び表現は、データ処理技術に係わる当業者が、自分の業務内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために使用している手段である。アルゴリズムは、本明細書で及び一般的に、所望の結果に導く段階の自己整合性シーケンスであると考えられている。この段階とは、物理量の物理的操作を必要するものである。通常、必ずしもそうとは限らないが、これらの数量は、格納、転送、結合、比較、及び他の操作を行うことが可能な電気又は磁気信号の形を取る。これらの信号を、ビット、値、記号、文字、用語、数字などとして呼称することは、主に一般的な用法であるという理由から、時として利便性の良いものであることが分かっている。
【００１０】
しかしながら、上述及び類似の用語の全ては、適切な物理量と関連付けるべきであり、これらの物理量に適用される単に便宜上のラベルにすぎない点に留意されたい。以下の説明から明らかであるように、特に別記しない限り、明細書を通して、「処理する」又は「演算する」又は「計算する」又は「判定する」又は「表示する」などのような用語を使用する内容は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理的（電子的）数量として表されるデータを操作して、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ、或いは他のこのような情報記憶装置、伝送装置、又は表示装置内で、物理的数量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータシステム又は同様の電子計算装置の機能及び処理をいう。
【００１１】
また、本発明は、本明細書での操作を実行するための装置に関する。この装置は、特に所要の目的に構成することができ、又はコンピュータ内に格納されたコンピュータプログラムによって、選択的に起動又は再構成される汎用コンピュータを含むことができる。このようなコンピュータプログラムは、限定ではないが、フレキシブルディスク、光学的ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び光磁気ディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、随時読取り/書込みメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭ、磁気又は光学的カード、などの任意の形式のディスク、又は電子的命令を格納するのに好適な任意の形式の媒体などの、コンピュータ読取り可能な記憶媒体内に格納することができ、各々はコンピュータシステムバスに結合されている。
【００１２】
本明細書で示されるアルゴリズム及び表示は、どのような特定のコンピュータ又は他の装置にも本質的に関係するものではない。本明細書の教示内容によるプログラムと共に、様々な汎用システムを使用することができ、又は、所要の方法における段階を実行するために、より特化した装置を構成することが好都合であることが分かるであろう。様々なこれらのシステムに必要とされる構造は、以下の説明から明らかになるであろう。更に、本発明は、任意の特定のプログラミング言語に関して説明されるものではない。様々なプログラミング言語を使用して、本明細書で説明する本発明の教示内容を実行することができることが理解されるであろう。
【００１３】
機械読取り可能媒体は、機械（例えば、コンピュータ）で読取り可能な形式で情報を格納又は伝送するための任意の機構を含む。例えば、機械読取り可能媒体には、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、随時読取り/書込みメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶媒体、光学的記憶媒体、フラッシュメモリ装置、或いは電気的、光学的、音響学的又は他の形式の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）などが含まれる。
【００１４】
概要
広帯域チャネル特性及び空間的に分散された加入者で測定された雑音及び干渉情報を集中化して、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）ネットワークにトラフィックチャネルを割り当てる媒体アクセス制御プロトコルについて説明する。一実施形態において、この割り当ては、空間的多重化（ビームフォーミング）を利用して行われる。
【００１５】
一実施形態において、媒体アクセス制御プロトコルは、多数の加入者から基地局へフィードバックされるチャネル情報を制御し、アップリンク（加入者から基地局へ）通信及びダウンリンク（基地局から加入者へ）通信の両方の空間処理利得を推定して、結合トラフィックチャネル割り当てを行う。
【００１６】
一実施形態において、無線ネットワークにおける基地局は、帯域チャネル及び多数の加入者で測定された雑音及び干渉情報を収集し、基地局の空間的に分離されたアンテナによって得られる空間時間周波数ダイバーシティ利得を推定し、アップリンク及びダウンリンクＯＦＤＭＡトラフィックチャネル状態を判定し、トラフィックチャネルを必要とされる加入者に結合的に割り当てる。この割り当ては、ネットワークの実効転送速度を実質的に増大させるように行うことができる。
【００１７】
一実施形態において、待機加入者は、最初にセルラー・ネットワーク内の基地局によって同報通信された全方向性サウンディング信号を受信する。このサウンディング信号は、基地局及び加入者に既知のデータシーケンスを有する信号を含むことができる。各加入者は、１組のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルのチャネル利得及び雑音及び干渉レベルを推定する。一実施形態において、１組のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルは、加入者毎に異なる。一人又はそれ以上の加入者が呼び出されたとき、又は一人又はそれ以上の加入者が基地局に送信すべきパケットを有するとき、このような加入者は、予め割り当てられたアクセスチャネルを介して、測定されたチャネル情報と雑音及び干渉情報とを基地局に送信する。基地局へのリンクが既に割り当てられている加入者は、基地局が再トレーニング（全体的な再割り当て）しない限り、自分の情報を再送する必要はない。アクセスチャネルは、基地局によって事前割り当てされる。
【００１８】
基地局は、アクセス信号を復調して、アクセス中の加入者（基地局に情報を送っているか又は送ることを要求している加入者）の各々に対して、全ての利用可能なＯＦＤＭＡトラフィックチャネルにわたって広帯域空間処理利得を推定する。その結果は、アクセス中及び／又は接続中の加入者に対して、フィードバックチャネル情報と雑音及び干渉情報と共に、最適なアップリンク及びダウンリンクトラフィックチャネルの組を決定するのに使用される。
【００１９】
また、ＯＦＤＭＡを使用して基地局と通信する加入者装置について説明する。一実施形態において、加入者装置は、チャネル及び雑音及び干渉推定器、アクセス信号発生器、及びＯＦＤＭＡモデムを含む。チャネル及び雑音及び干渉推定器は、基地局によって知らされた可能性がある予め定められたトラフィックチャネルの組のチャネル利得及び雑音及び干渉レベルを推定する。この情報は、予め定められたトラフィックチャネルの組に対応するＳＩＮＲである。この予め定められたチャネルの組は、全てのチャネル又はチャネルの一部を含んでもよい。チャネルの一部は、偶数チャネル、奇数チャネル、各ｉ番目のチャネル（ｉは、チャネルの一部が各々３番目又は４番目のチャネルなどを含むように、３又はそれ以上の整数である）、又は各ｉ番目などの規則的なパターンから選択されるのではない幾つかのチャネルとすることができる。
【００２０】
アクセス信号発生器は、チャネルと、雑音及び干渉情報とを符号化してアクセス信号を形成する。ＯＦＤＭＡモデムは、アクセス信号を変調し、アクセスチャネルを介して変調信号を送信する。アクセスチャネルは、アクセスタイムスロット中は全てのトラフィックチャネル又はそのサブセットから構成される。加入者からのアクセス信号は、基地局によって使用され、全ての又はサブセットのトラフィックチャネル及びトラフィックチャネル割り当てに対して、空間チャネル及び空間処理利得を推定する。
【００２１】
また、ＯＦＤＭＡプロトコルを使用して多数の加入者と通信する基地局を説明する。一実施形態において、基地局は、１つ又はそれ以上の空間的に分離されたトランシーバ、アクセス信号検出器及び復調器、広帯域空間チャネル及び空間利得推定器、アップリンク及びダウンリンク信号対干渉雑音計算器、マルチユーザトラフィックチャネル割り当て器、及びＯＦＤＭＡモデムを含む。アクセス信号検出器及び復調器は、加入者から送信されたアクセス信号を検出して、加入者にて測定されたフィードバックチャネル利得及び雑音及び干渉情報を復調する。受信したアクセス信号に基づいて、空間チャネル及び空間利得推定器は、基地局とアクセス中の加入者の各々との間の広帯域空間チャネル、即ちトラフィックチャネルの全て又はサブセットの空間特性を推定する。広帯域空間チャネルは、アクセス中の加入者からフィードバックされた、測定されたチャネル割り当て及び雑音及び干渉情報と共に、マルチ・ユーザ・トラフィック・チャネル割り当て器によって使用されて、アクセス中の加入者の各々について、トラフィックチャネル割り当てと符号及び変調組み合わせとを決定する。
【００２２】
符号化及び変調方式は、ＳＩＮＲ値に基づいて選択することができる。例えば、
ＳＩＮＲ＞＝６ｄＢ：１／２符号化を有するＱＰＳＫならば、１ビット／秒／ＨＺが得られる。
ＳＩＮＲ＞＝１２ｄＢ：３／４符号化を有する１６ＱＡＭならば、３ビット／秒／ＨＺが得られる。
上式で、分数は符号化率（＝情報ビット数／符号化ビット数）を表す。従って、１／２符号化は、１情報ビットによって２符号化ビットが発生し、１００％の冗長性が付加されることを意味する。例えば、１００ビットを無線リンクで送信したい場合、それらをまず符号化（１００％の冗長性を付加）して、２００符号化ビットを生成し、次にＱＰＳＫを使用して２００ビットを変調する。受信器側では、復号器が冗長性を取り除いて、１００情報ビットを復元する。３／４符号化とは、単に３情報ビットによって４符号化ビットが発生する（３３％の冗長性）ことを意味する。
【００２３】
ＯＦＤＭＡモデムは、トラフィックチャネル割り当て及び符号と変調組み合わせに関する判定を変調し、この変調された判定を加入者に送信する。変調された判定は、加入者に割り当てられたチャネルに関する１つ又は複数のチャネル指数又その表示（例えば、チャネル指数の圧縮バージョン、使用又は不使用チャネルなどを示すビットパターン）を含むことができる。
【００２４】
空間チャネル及び空間利得推定器については、加入者からフィードバックされたチャネル情報と雑音及び干渉情報とに関連して、アクセス信号からのアップリンク及びダウンリンクの空間利得を推定する方法を説明する。該方法は、ハードウェア（例えば、専用ロジック）、ソフトウェア（汎用コンピュータ又は専用マシンで実行されるものなど）、又は両方の組み合わせを含むロジックを処理することによって実行することができる。一実施形態において、本方法は、最初に、受信されたアクセスチャネルに基づいて、アクセス中の各加入者に関する全ての組の又は所定の組のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルにわたって広帯域空間チャネルを推定するロジックを処理することを含む。その結果によって、ＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの各々でアップリンク及びダウンリンクの「空間処理」利得が決定される。処理ロジックによって、空間処理利得が、加入者からフィードバックされるダウンリンク強度（例えば、チャネル情報と雑音及び干渉情報）に追加され、利用可能なＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの各々にわたって、空間処理（例えば、ビームフォーミング）を伴うアップリンク及びダウンリンク送信のための信号対干渉雑音率（ＳＩＮＲ）を予測する。利用可能なＯＦＤＭＡトラフィックチャネルは、全てのトラフィックチャネルを含むことができ、又は使用されないトラフィックチャネルの全て又は一部を含むことができる。全てのアクティブな加入者及びアクセス中の加入者のＳＩＮＲ値を使用して、処理ロジックは、トラフィックチャネル割り当てを決定する。一実施形態において、このようなトラフィックチャネル割り当ては、最適なトラフィックチャネルを割り当てることができる。
【００２５】
別の実施形態において、チャネル割り当てのプロトコルは、優先順位（例えば、加入者によって支払われた金額に基づいて）及びＱｏＳ要件を組み込んでいる。１つのこのような実施形態において、基地局は、まず、最適なチャネル割り当てを判定するためにＱｏＳ要件（例えば、データ転送速度（例えば、バッファサイズ）、タイムアウト、ビットエラー率、待ち時間（加入者がどのくらい待っているか））においてファクタリングを行いながら、全てのアクティブな（現在送信中ではなく、既に基地局に接続されている加入者）及びアクセス中の加入者に関して全ＯＦＤＭＡトラフィックチャネルにわたって、アップリンク及びダウンリンクのＳＩＮＲを推定する。このような情報は、重み付けの方法で組み合わせることができる。例えば、一実施形態において、利得は、重み付きバッファサイズ及びタイムアウト要求と組み合わせることができる。
【００２６】
別の実施形態において、多数の基地局に関連するチャネル割り当てのプロトコルを説明する。このような実施形態において、マルチセルラー環境では、各セル内の基地局は、まず、全てのアクティブな及びアクセス中の加入者に関して、全てのＯＦＤＭＡトラフィックチャネルにわたってアップリンク及びダウンリンクのＳＩＮＲを推定する。また、各基地局は、ＱｏＳ要件（例えば、データ転送速度、タイムアウト、ビットエラー率、待ち時間）をバッファすることができる。隣接するセル内の基地局は、多数の加入者に関して結合でトラフィックチャネル割り当てを行う前に、このような情報を交換する。
【００２７】
従って、本発明は、統一化されたネットワーク基盤にわたって統合マルチメディアタイプのトラフィックをサポートすることにより、次世代無線ネットワークの主要な課題に対応するのに使用することができる。また、帯域幅に関する厳しい制約、エンドユーザの期待の増大に対する電力及びコストを考慮すると、エアインタフェース（多数のアクセス／モデムの関する問題を伴う）に関して本明細書で説明する設計最適方法によって、空間時間周波数資源が開発され、重要な要請事項である移動性のサポートに対する実行可能な低コスト／低電力の解決法が得られる。
【００２８】
マルチユーザのアップローディングを伴うＯＦＤＭＡ
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）は、多数の平行トラフィックチャネルを介して高速データを送信する変調の一形態である。通信チャネルが周波数によって選択的である広帯域用途において、ＯＦＤＭＡは、各サブキャリアに適切なビット当たりの電力割り当てを介して容量を達成している、情報理論の「注水」解法に非常に近似していることが知られている。
【００２９】
多数の加入者を有する無線システムに関しては、多くの既存の方式によって、ＯＦＤＭＡは静的時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）と組み合わされ、ユーザに別個のタイムスロットで基地局と通信させることによって多重アクセスが処理されている。各タイムスロット内で、満水状態のＯＦＤＭＡを利用して容量を最大化することができる。ＯＦＤＭ／ＴＤＭＡ方法では、固定変調を有する従来のＴＤＭＡよりも容量が増加するが、此処でのチャネルの適合は、単一のユーザ・ローディングに限定される。二地点間接続ＯＦＤＭにおいては、大きなフェージングとなる狭帯域トラフィックチャネル（サブキャリア）により、どのような情報ビットをも搬送するほどの電力効率がないために、浪費される点に留意されたい。しかしながら、多重アクセス環境においては、サブキャリアのこの部分が、全てのユーザに対して大きなフェージング状態である可能性はない。図１は、加入者間で大幅に異なる広帯域チャネルフェージングパターンを示す。理論的な観点から、異なるトラフィックチャネルにわたって多数の加入者からの同時データ送信が可能である直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）によって、ＯＦＤＭ／ＴＤＭＡよりも相当大きな容量の増大をもたらすことができる。しかしながら、このような利得を得るためには、基地局と加入者との間の調整が最も重要である。
【００３０】
集中型チャネル割り当て用プロトコル
一実施形態において、各加入者の広帯域チャネル特性、並びに全てのＯＦＤＭＡトラフィックチャネルにわたって起こる雑音及び干渉は、結合アップリンク及びダウンリンクのトラフィックチャネル割り当てとして基地局に知られている。第２に、基地局アンテナアレイによってもたらされる空間的なダイバーシティが、殆ど全ての無線ネットワークにおいて行われているように、基地局で開発される場合には、各加入者に関連したダウンリンクチャネル特性を推定するために、更なる情報交換が必要とされる。これは、無線リンクが確立される前に、基地局から全方向に送信されたサウンディング信号のみを、待機加入者が検出することができるためである。サウンディング信号に基づいて加入者で推定されるチャネル特性又は信号強度は、空間処理が適用された後には実際のダウンリンクチャネル状態を反映しない。第３に、各加入者は、マルチセル設定において、隣接するセルからの干渉を受ける。常に変化するトラフィックのスペクトル効率を増大させ、潜在的に最大限にするために、トラフィックチャネル割り当てにおける基地局と加入者間の調整が考慮される。
【００３１】
図２は、異なるチャネルのチャネル利得が、検証されたサブキャリアに基づいて変動することを示している。例えば、チャネル１及び２は特定のサブキャリアで良好な利得を有するが、他のサブキャリアでは低い利得を有する。本発明は、各特定の加入者に対してどのチャネルが望ましい特性（例えば、より高い利得、より低い干渉など）を有するかに基づいて、多数のチャネルが多数の加入者に結合的に割り当てられるように、マルチユーザのためのチャネル割り当てに関する高度な決定を行う。図３は、２人のユーザ、即ちユーザ１及びユーザ２の多数のサブキャリア（チャネル）の性能、及び少なくとも部分的にチャネル状態に基づく、これらのユーザに対する結果的として生じた割り当てを示す。
【００３２】
図４は、ＭＡＣプロトコルの一実施形態を示す。図４を参照すると、待機加入者、例えば、加入者＃ｉは、基地局からの全方向性サウンディング信号４０１を受信する。一実施形態において、サウンディング信号４０１は、周期的に、且つＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの全て又は大部分を通じて送信される。既知のサウンディング信号パターンに基づいて、加入者は、ＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの各々のチャネル利得を推定する。また、加入者は、例えば、最大可能性チャネル及び雑音パターン推定アルゴリズム、ＦＦＴベースのチャネル利得及び雑音及び干渉電力推定器、及び判定指向チャネル推定アルゴリズムなどのような、信号処理技術を使用する同様の方法で、雑音及び干渉情報を推定する。
【００３３】
加入者が送信するパケットを有するまで、又は加入者が基地局によって呼び出されたとき、加入者は、受信した新しいサウンディング信号に基づいて、チャネル及び雑音及び干渉推定を更新し続ける。呼び出し時、又は送信するパケットを有するとき、加入者は、ＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの全て又は一部に対応する、推定されたチャネル情報と雑音及び干渉情報とをアクセス信号へと符号化する。加入者は、符号化の前に、情報を符号化するＯＦＤＭＡチャネルを知る。アクセス信号は、信号４０２の場合のように、専用アクセスタイムスロット内で１つ又はそれ以上のアクセスチャネルを介して基地局に送信される。各アクセスチャネルは、スペクトルにわたる全ＯＦＤＭＡトラフィックチャネル、又はＯＦＤＭＡトラフィックチャネルのサブセットから成ることができる。
【００３４】
この処理中、他の待機加入者、例えば、加入者＃ｊは、同様の操作を行い、信号４０３のような、別のアクセス信号を、同じ又は異なるアクセスチャネルを介して基地局に送信することができる。特定の場合においては、多数のアクセス信号が、特定のアクセスチャネル上で衝突する可能性がある。基地局は、当該技術分野でよく知られているマルチユーザ検出技術を利用して両方のアクセス信号を分離することができる。
【００３５】
アクセス信号が受信されると、基地局は、アクセス中の加入者に割り当てられているＯＦＤＭＡトラフィックチャネルに対応するアップリンク及びダウンリンクのＳＩＮＲを推定する。アンテナアレイが基地局にて使用されている場合、アクセス信号は、また、ＯＦＤＭＡトラフィックチャネルのアップリンク及びダウンリンクのＳＩＮＲを判定する、アップリンク及びダウンリンクの広帯域空間利得の推定に使用される。
【００３６】
次に、基地局は、加入者のチャネル及び雑音及び干渉特性と、空間的に分離されたアンテナが基地局で使用されていることを条件とする広帯域空間利得とに基づいて、結合トラフィックチャネル割り当てを行う。例えば、加入者のデータ転送速度、タイムオフ限界値、待ち時間、バッファ状態、サービスタイプ（音声、映像、マルチメディア）及び他のＱｏＳ要件などの、他の要因を、チャネル及び雑音及び干渉特性と共に考慮して、結合トラフィックチャネル割り当てを行うことができる。この決定は、信号４０４を使用して、例えばアクセス中及び／又は接続中の加入者に所定の時間に返信されて、無線リンクを初期化又は更新する。情報の更新及び割り当てプロセスを繰り返し時期に関する判定は、加入者の移動性に左右される。頻繁に移動する加入者の場合には、再割り当てはより頻繁に行われる可能性がある。
【００３７】
図５は、加入者の一実施形態のブロック図である。図５を参照すると、加入者５００は、受信アンテナ（アレイ）及びＲＦ受信器５０１と、受信したベースバンドサウンディング信号用記憶装置５０２と、ＯＦＤＭ復調器５０３と、チャネル及び雑音及び干渉推定器５０４と、加入者情報レジスタ５０６と、符号器５０５と、シリアル・パラレル変換器５０７と、ＯＦＤＭ変調器５０８と、ＲＦ送信器及び送信アンテナ５０９とを備える。
【００３８】
受信アンテナ５０１Ａで受信されたサウンディング信号は、ＲＦ受信器５０１Ｂによってベースバンドにダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたサウンディング信号は、処理のため記憶装置５０２に格納される。
【００３９】
ＯＦＤＭ復調器５０３は、サウンディング信号に埋め込まれたデータ情報を復調する。復調された情報は、格納されている未加工のサウンディング信号と共に、チャネル及び雑音及び干渉を推定するために、チャネル及び雑音及び干渉推定器５０４に転送される。推定器５０４は、推定された情報を、例えば、信号対干渉雑音比にフォーマットして、加入者情報レジスタ５０６からの加入者情報（例えば、加入者ＩＤ情報、要求されたデータ転送速度など）と共に、該情報を符号器５０５に転送する。
【００４０】
符号器５０５は、情報を符号化してシリアル・パラレル変換器５０７に送り、シリアル・パラレル変換器５０７は、データをシリアルからパラレルに変換する。次に、パラレルデータは、ＯＦＤＭ変調器５０８に送られ、ＯＦＤＭ変調器は、データを変調する。ＯＦＤＭ変調器５０８の出力は、符号化されたアクセス信号を形成し、この符号化されたアクセス信号は、次に、ＲＦ送信器５０９Ａによってアップコンバートされ、送信アンテナ（アレイ）５０９Ｂを介して送信される。
【００４１】
図６は、基地局の一実施形態のブロック図である。図６を参照すると、基地局６００は、受信アンテナ（アレイ）６０１、アップリンクアクセス信号用記憶装置６０２、ＯＦＤＭ復調器６０３、広帯域チャネル及び雑音及び干渉推定器６０４、推定されたチャネル及び雑音及び干渉特性用トラフィック・チャネル・レジスタ及び記憶装置６０６、結合トラフィックチャネル割り当て器６０５Ａ、フィードバック信号発生器６０５Ｂ、ダウンリンク・データ・ストリーム・インタフェース６０８、ＯＦＤＭ変調器６０７、ＲＦ送信器（アレイ）６０９Ｂ、及び送信アンテナ（アレイ）６０９Ａを含む。
【００４２】
アクセス信号を含めた、加入者からのアップリンク信号は、受信アンテナ（アレイ）６０９Ａによって受信され、ＲＦ受信器６０９Ｂによってベースバンドにダウンコンバートされる。専用アクセスタイムスロット中に受信したアクセス信号は、記憶装置６０２に格納される。未加工のアクセス信号は、広帯域チャネル及び雑音及び干渉推定器６０４に供給され、広帯域チャネル及び雑音及び干渉推定器６０４は、ＯＦＤＭ復調器６０３と共に、広帯域チャネル及び雑音及び干渉特性を推定し、アクセス信号内の符号化されたフィードバック情報を復調する。一実施形態において、このフィードバック情報は、全方向性送信下のダウンリンクチャネル及び雑音及び干渉特性と、データ転送速度要求と、アクセス中の加入者の他のＱｏＳ要件とを含むが、これらに限定されない。このような情報は、トラフィック・チャネル・レジスタ及び広帯域チャネル情報記憶装置６０６内に格納されている接続中の加入者情報と共に、チャネル割り当てのために結合トラフィックチャネル割り当て器に転送される。この結果は、フィードバック信号発生器６０５Ｂによってフィードバックメッセージ信号に符号化される。アクセス中の加入者及び一部又は全ての接続中の加入者を意図するフィードバック信号は、ダウンリンク・データ・ストリーム・インタフェース６０８からの他の加入者向けに指定されたデータ用ダウンリンクストリームと混合され、ＯＦＤＭ変調器６０７を使用して変調される。この混合は、ＯＦＤＭ変調器６０７がこの混合を使用する前に行われることができる。変調されたＯＦＤＭ信号は、ＲＦ送信器６０９Ｂによってアップコンバートされ、アンテナ（アレイ）６０９Ａを介して送信される。
一実施形態において、サウンディング信号発生器６０３は、また、基地局図６に含まれる。
【００４３】
アップリンク及びダウンリンク広帯域空間チャネル推定
多数のアンテナを使用する空間処理（例えば、ビームフォーミング）は、無線通信における干渉に対処する最も効果的な方法の１つである。結合トラフィックローディングと適切に組み合された場合、アップリンク及びダウンリンクのビームフォーミングによって、ＯＦＤＭＡネットワークの容量が大幅に増大させることができる。しかしながら、このような利得を達成するためには、基地局が、空間的に選択ビームフォーミングを実行する前に、「広帯域」アップリンク及びダウンリンクの空間チャネル特性の知識を有することが不可欠である。
【００４４】
加入者に対してリンクが確立される前は、加入者の位置又は空間チャネルは、基地局には知られておらず、サウンディング信号は、基地局から全方向に同報通信することができる。加入者の位置が判定されると、基地局は、ビームフォーミングを使用して加入者と通信することができる。全方向性ビームパターンと空間的選択ビームパターンとの差異を図７に示す。図７を参照すると、基地局アンテナアレイ７１０から同報通信される全方向性サウンディング信号ビームパターン７０１が示されている。目標加入者７１２が、基地局と通信すると、基地局は、当技術分野で周知の方法で生成される空間的選択ビームフォーミングビームパターン７０２を使用して、チャネル特性を判定して、その後加入者７１２と（ビームフォーミングを使用して）通信することができる。このような理由から、サウンディング信号に基づいて加入者で判定されたＯＦＤＭＡトラフィックチャネル状態は、ダウンリンクのビームフォーミングが行われた場合には、実際のトラフィックチャネル状態は反映されない。換言すると、全方向性サウンディング信号の「悪い」ダウンリンクトラフィックチャネルは、ダウンリンクビームフォーミングを伴う実際のデータトラフィック向けの「良い」チャネルである可能性が十分にある。
【００４５】
一実施形態において、基地局は、空間的ビームフォーミング中のダウンリンクトラフィックチャネル状態を判定する。このような基地局は、以下の演算を行うことができる。まず、待機加入者は、全方向性サウンディング信号を受信して、ＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの各々の信号対干渉雑音率を判定する。
即ち、
ＳＩＮＲ＿ｉ，ｉ＝１，．．，Ｋ，
上式で、ＳＩＮＲ＿ｉは、ｉ番目のトラフィックチャネル上の信号対干渉雑音率であり、Ｋは、基地局によって許可されたトラフィックチャネルの総数である。
【００４６】
呼び出し時、又は待機加入者が送信するパケットを有すると、加入者は、測定されたＳＩＮＲ情報をアクセスチャネルの１つを介して基地局に返信する。基地局の広帯域空間チャネル推定器は、アップリンク空間チャネルを推定する。
即ち、
（ａ＿１ｉ，ａ＿２ｉ，．．．，ａ＿Ｍｉ），ｉ＝１，．．．，Ｋ
上式で、ａ＿ｍｉは、ｍ番目アンテナからのｉ番目トラフィックチャネルのアンテナ応答であり、Ｍはアンテナ素子の総数である。
【００４７】
推定された空間チャネルに基づいて、基地局は、例えば、以下のような全方向性送信にわたるビームフォーミングの「付加的な」空間利得を予測する。
即ち、
Ｇ＿ｉ＝１０ｌｏｇ１０（｜ａ＿１ｉ｜＾２＋｜ａ＿２ｉ｜＾２＋．．．＋｜ａ＿Ｍｉ｜＾２）／｜ａ＿１ｉ＋ａ＿２ｉ＋．．．＋ａ＿Ｍｉ｜＾２［ｄＢ］，ｉ＝１，．．．，Ｋ.
【００４８】
他の多くの方法を使用して、全方向性送信にわたる空間処理利得を推定することができる。Ｇ＿ｉが計算されると、ダウンリンクビームフォーミングを有するトラフィックチャネルｉにわたる期待ＳＩＮＲ＿ｉを以下のように決定することができる。
即ち、
ＳＩＮＲ＿ｉ，ｎｅｗ＝ＳＩＮＲ＿ｉ＋Ｇ＿ｉ，ｉ＝１，．．．，Ｋ
【００４９】
上述の情報は、基地局のトラフィックチャネル割り当て器によって使用され、チャネル割り当てを判定する。
【００５０】
図８は、トラフィックチャネル割り当ての前に、上述の演算が実行される時分割二重ネットワークのフレーム構造を示す。図８を参照すると、最初に、全方向性サウンディング信号が基地局（８０１）から送信される。ダウンリンク・データ・ストリームは、ダウンリンクビームフォーミング（８０２）を使用して、接続中の加入者に空間的に選択する方法で配信される。従って、ダウンストリームトラフィックの一部（例えば、５％、１０％など）は、新しい加入者向けのチャネル割り当て方法を容易するために情報転送専用になっている。アクセス中の加入者は、サウンディング信号を受信して、ランダムアクセス時間周期（８０３）を得る専用アクセスチャネルを介して、全ての利用可能なトラフィックチャネルの測定されたＳＩＮＲ＿ｉを返信する。基地局は、アクセス信号及びフィードバックＳＩＮＲ情報に基づいて、例えば、ダウンリンクビームフォーミングを行うアクセス中の加入者のＳＩＮＲを推定する。速度交渉及び初期接続手順後に、アクセス中の加入者には、データストリームがアップリンク及びダウンリンクビームフォーミングと共に送信されるトラフィックチャネルが割り当てられる。情報のアップリンク転送（８０４）は、アップリンク時間ウインドウの残りの部分を表す。
【００５１】
多数基地局のプロトコル
結合トラフィックチャネル割り当ての１つの用途は、マルチセルＯＦＤＭＡネットワークである。このような設定において、ネットワーク容量は、任意の所定状況において実効転送速度を増大させ、潜在的に最大化する動的ローディング／適応変調によって相当な利点を得ることができる。本質的には、マルチセルは、全体的なスペクトル資源を共有して、動的ネットワークにおいて「オン・デマンド」トラフィックチャネル割り当てを提供することができる。
【００５２】
結合マルチセルトラフィックチャネル割り当てを可能にするために、各セル内の基地局は、プロトコル及び上述の方式を利用して、アップリンク及びダウンリンクのトラフィックチャネル推定を行う。更に、図９に示すように、隣接する基地局は、基地局制御装置又は基地局間の専用リンクを介して、このような情報を交換する。トラフィックチャネル状態、割り当て表、並びに隣接するセルのアクセス中の全加入者のＱｏＳ要件は、トラフィックチャネル割り当てを行う際に明らかにされることができる。例えば、２つの基地局が、異なるセル内で互いに近い２人の加入者に、チャネル１から１０まで（これらの加入者に対して高い利得を有するチャネルがある）のいずれかを割り当てることができると分かっている場合、一方の基地局は、チャネル１から５までを加入者に割り当てることができ、他方の基地局は、チャネル６から１０までを加入者に割り当てることができる。
【００５３】
上述の説明を読めば、本発明の多くの修正及び変更が疑いなく当業者に明らかになるであろうが、例証の目的で示し且つ説明したどのような特定の実施形態も限定するものと考えられることを意図したものではない点を理解されたい。従って、種々の実施形態の詳細への言及は、それ自体が本発明にとって本質的なものとみなされる特長のみを具陳する特許請求の範囲を限定することを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基地局及び多数の加入者を有する多重アクセス無線ネットワークの一実施形態のブロック図である。
【図２】 異なる加入者に対して、周波数領域における異なるチャネル応答が結果として発生する、異なる伝播状態を示す図である。
【図３】 一組のユーザに対する結合チャネル割り当てを有する、ＯＦＤＭＡスペクトルの例示的なチャネル割り当てを示す図である。
【図４】 基地局と多数の加入者との間の基本的なトラフィックチャネル割り当ての一実施形態のフローチャートである。
【図５】 加入者の一実施形態のブロック図である。
【図６】 基地局の一実施形態のブロック図である。
【図７】 全方向性サウンディング信号のビームパターンと指向送受信のビームパターンを示す図である。
【図８】 リンク開始中に使用される例示的なフレーム構造を示す図である。
【図９】 結合トラフィックチャネル割り当てを行うためのマルチセルネットワークの基地局を示す図である。

Claims (35)

1. 直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）を使用して、それぞれが複数の基地局のうちの一つの基地局と通信する複数の加入者を含んでおり、
   前記基地局は、基地局と複数の加入者との間での多重アクセスと情報交換とを調整するためのロジックを有し、該ロジックは、複数の加入者から収集されたフィードバックＯＦＤＭＡチャネル情報及び少なくとも一つの他の基地局から収集されたＯＦＤＭＡチャネル情報に基づいて、複数のＯＦＤＭＡトラフィックチャネル候補から一組のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルを選択し、そして、前記少なくとも一つの他の基地局と協働して前記複数の加入者のうちの複数に対して結合ＯＦＤＭＡチャネル割り当てを提供することを特徴とするセルラー・ネットワーク。
2. 前記ロジックが、前記基地局の空間的に分離された受信器の応答に基づいて、アップリンクチャンネル及びダウンリンクチャンネルの空間利得を計算することを特徴とする、請求項１に記載のネットワーク。
3. 前記フィードバック情報が、前記複数のＯＦＤＭＡトラフィックチャネル候補の各々に関する、チャネルフェージング情報とノイズ及び干渉レベルとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のネットワーク。
4. 前記複数の加入者が、一又は二以上の基地局のそれぞれからのサウンディング信号に応答して、前記フィードバック情報を送ることを特徴とする、請求項１に記載のネットワーク。
5. 前記ロジックは、各アクセス中の加入者のための選択されたトラフィックチャネルのＳＩＮＲに基づいて、変調と符号化方式との組み合わせを選択することを特徴とする、請求項１に記載のネットワーク。
6. 前記ロジックが、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ロジックを含むことを特徴とする、請求項１に記載のネットワーク。
7. 複数の基地局から複数の加入者にサウンディング信号を送る段階と、
   各基地局において、少なくとも一つの加入者及び少なくとも一つの他の基地局から、複数のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルに関するチャネル状態情報を受け取る段階と、
   少なくとも一つの加入者及び少なくとも一つの他の基地局から受け取った前記ＯＦＤＭＡチャネル状態情報と、複数の加入者に関するアップリンク信号及びダウンリンク信号の推定空間利得とに基づいて、前記複数の加入者に対して前記複数のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルからＯＦＤＭＡトラフィックチャネルを割り当て、そして、前記少なくとも一つの他の基地局と協働して前記複数の加入者のうちの複数に対して結合ＯＦＤＭＡチャネル割り当てを提供する、ＯＦＤＭＡマルチユーザトラフィックチャネル割り当てを行う段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
8. 前記チャネル状態情報が、前記複数のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルに関する、推定チャネル利得とチャネル干渉とに関する情報を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記トラフィックチャネル割り当てを行う段階が、基地局の一つ又はそれ以上のアンテナと加入者位置の一つ又はそれ以上のアンテナとの間のチャネル状態に基づくことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. 前記アップリンク信号及びダウンリンク信号に関する空間利得を推定する段階を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
11. 前記アップリンク信号及びダウンリンク信号に関する信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を推定する段階を更に含み、チャネル割り当てを行う段階が、前記アップリンク信号及びダウンリンク信号のＳＩＮＲに基づくことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記アップリンク信号及びダウンリンク信号に関する信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を推定する段階が、全てのアクティブな加入者及びアクセス中の加入者に対して、全ＯＦＤＭＡトラフィックチャネル上で行われることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. チャネル割り当てを行う段階が、ＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）要件に基づくことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
14. 前記ＱｏＳ要件が、データ転送速度、タイムアウト、ビットエラー率、及び書込み時間の内の、一つ又はそれ以上を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. チャネル割り当てを行う段階が、優先順位に基づくことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
16. チャネル割り当てを行うときに、符号化と変調方式との組み合わせを決定する段階を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
17. トラフィックチャネル割り当てを行う段階は、前記複数の基地局が前記トラフィックチャネル割り当てを行うために調整する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
18. 前記複数の基地局の各々はセル内にあって、アクセス中の加入者に関して、全ＯＦＤＭＡトラフィックチャネルにわたってアップリンク信号及びダウンリンク信号のＳＩＮＲを推定することを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. 前記複数の基地局が、アクティブな加入者及びアクセス中の加入者に対して推定を行うことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 前記サウンディング信号が、全方向性であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
21. アップリンク信号及びダウンリンク信号に関する空間利得を推定する段階が、
    アクセス中の各加入者に対して、前記複数のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルにわたって広帯域空間チャネルを推定する段階と、
    前記複数のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの各々で、アップリンク信号及びダウンリンク信号の空間処理利得を判定する段階と、
    前記空間処理利得を、一つ又はそれ以上の加入者からフィードバックされたダウンリンク信号強度に追加することによって、利用可能なＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの各々にわたる空間処理で、アップリンク送信及びダウンリンク送信の信号対干渉雑音比(ＳＩＮＲ)を予測する段階と、
    を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
22. 複数の基地局のうちの一つにて、空間的に分散された加入者で測定された、ＯＦＤＭＡチャネル特性と雑音及び干渉情報とを受け取る段階と、
    少なくとも一つの他の基地局のＯＦＤＭＡチャネル特性情報を受け取る段階と、
    受け取った空間的に分散された加入者で測定されたＯＦＤＭＡチャネル特性と雑音及び干渉情報と、少なくとも一つの他の基地局からのチャネル特性情報とに基づいて、ＯＦＤＭＡネットワークのＯＦＤＭＡトラフィックチャネルを割り当て、そして、前記少なくとも一つの他の基地局と協働して前記加入者のうちの複数に対して結合ＯＦＤＭＡチャネル割り当てを提供する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
23. トラフィックチャネルを割り当てる段階が、空間多重化を使用する前記ＯＦＤＭＡネットワークに関して行われることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 複数の加入者の各々が、サウンディング信号に応答して一組のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルのチャネル利得及と雑音及び干渉レベルとを推定する段階と、
    前記多数の加入者が、測定されたＯＦＤＭＡチャネルと雑音及び干渉情報とを第一の基地局に送る段階と、
    前記加入者の一つが、前記測定されたチャネルと雑音及び干渉情報及び前記第一の基地局以外の第二の基地局を含む複数の基地局からのＯＦＤＭＡチャネル情報に応答して割り当てられた一又は二以上のＯＦＤＭＡトラフィックチャネルの割り当てを受け取り、前記少なくとも前記第二の基地局と協働して前記複数の加入者のうちの複数に対して結合ＯＦＤＭＡチャネル割り当てを提供する段階と、
    前記複数の加入者の少なくとも一つが、前記一又は二以上の割り当てられたＯＦＤＭＡトラフィックチャネルを使用してパケットを送る段階と、
    を含む方法。
25. 前記複数の加入者が、予め割り当てられたチャネル上で測定されたチャネル情報と雑音及び干渉情報とを送信することを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
26. 前記複数の加入者が、呼び出し時、又は前記複数の加入者の１人又はそれ以上が前記第一の基地局に送信するパケットを有するとき、前記測定されたチャネル情報と雑音及び干渉情報とを送ることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
27. ＯＦＤＭＡチャネル及び雑音及び干渉推定器と、
    前記推定器に結合されたアクセス信号発生器と、
    前記発生器に結合されたＯＦＤＭＡモデムと、
    複数の基地局間での協働したＯＦＤＭＡチャネル割り当てによって複数の加入者に共通に割り当てられたＯＦＤＭＡトラフィックチャネルについての情報を送信するための無線周波数（ＲＦ）送信器と、
    を備える装置。
28. 前記推定器が、予め定められた組のトラフィックチャネル内で、チャネル利得と雑音及び干渉レベルとを推定することを特徴とする、請求項２７に記載の装置。
29. 前記発生器が、チャネルと雑音及び干渉情報とを符号化してアクセス信号を形成することを特徴とする、請求項２８に記載の装置。
30. 前記ＯＦＤＭＡモデムが、前記アクセス信号を変調して、アクセスチャネルを介して前記アクセス信号の変調されたバージョンを送信することを特徴とする、請求項２９に記載の装置。
31. 前記アクセスチャネルが、タイムスロット中は、全てのトラフィックチャネルの少なくともサブセットを含むことを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
32. 少なくとも一つの空間的に分離されたトランシーバと、
    前記少なくとも一つの空間的に分離されたトランシーバに結合された、アクセス信号検出器及び復調器と、
    空間チャネル及び空間利得推定器と、
    アップリンク及びダウンリンク信号対干渉雑音計算器と、
    前記推定器に結合され、広帯域空間チャネル推定と、加入者及び少なくとも二つの基地局からフィードバックされた測定されたＯＦＤＭＡチャネル情報及び雑音及び干渉情報とに基づいてＯＦＤＭＡチャネル割り当てを判定し、複数の加入者に対して結合ＯＦＤＭチャネル割り当てを提供する、マルチユーザトラフィックチャネル割り当て器と、
    前記割り当て器に結合されたＯＦＤＭＡモデムと、
    を備える装置。
33. 前記割り当て器が、アクセス中の各加入者のためのトラフィックチャネル割り当てと、符号及び変調組み合わせとを判定し、前記ＯＦＤＭＡモデムが、前記トラフィックチャネル割り当てを変調して、前記トラフィックチャネル割り当ての変調されたバージョンを少なくとも１人の加入者に送ることを特徴とする、請求項３２に記載の方法。
34. 前記広帯域空間チャネル推定が、基地局とアクセス中の各加入者との間の前記広帯域空間チャネルを含むことを特徴とする、請求項３２に記載の装置。
35. 前記アクセス信号検出器及び復調器が、加入者によって送信されたアクセス信号を検出し、加入者からフィードバックされた前記測定されたチャネル情報と雑音及び干渉情報とを復調することを特徴とする、請求項３２に記載の装置。

Images