JP4611981B2 - 無線通信システムにおける複数の輸送チャネルがある状態でのアップリンクレート選択のための方法および装置 - Google Patents

Description

米国特許法第119条の下の優先権主張
本特許出願は、2003年8月20日にファイルされ、その譲受人に譲渡され、ここに引用文献として明らかに組み込まれた、仮出願No．60/496,952、題名“Method and Apparatus for Uplink Rate Selection in the Presence of Multiple Transport Channels in a Wireless Communication System”に対し優先権を要求する。

分野
本発明は一般に通信システムに係り、なお特に、無線通信システムにおける複数の輸送チャネルがある状態でのアップリンクレート選択のためのシステムおよび方法に関する。

典型的な無線電気通信システムは、当業者に知られており、引用文献としてここに組込まれる3GPP標準、リリース99に従って設計されるかもしれない。このシステムでは、基地局制御器は、複数の基地トランシーバ、即ち基地局に接続される。基地局制御器に接続される複数の基地局があるかもしれない。基地局制御器は、典型的にバックホール・ネットワークと呼ばれるネットワークを通して、典型的に基地局に接続される。

各基地局は、基地局に関連したカバレッジ領域内にある複数の移動局と通信することができる。再び、基地局のカバレッジ領域には基地局と通信している複数の移動局があるかもしれない。移動局は無線リンクによって基地局と通信する。無線リンクは、移動局から基地局へデータを伝えるための一組のチャネルと同様に、基地局から移動局へデータを伝えるための一組のチャネルを含んでいる。チャネルの第1の組(基地局から移動局へ)は順方向リンクと呼ばれる。チャネルの第2の組(移動局から基地局へ)は逆方向リンクと呼ばれる。

このシステムにおいて、移動局が基地局へ送信する必要のあるデータを持っている場合、リクエストが移動局から基地局に送信される。このリクエストは、基地局へ移動局のデータを送信する許可の要請である。基地局がリクエストを受信した後、それはリクエストに応じて移動局への許可を出すかもしれない。許可は、移動局が割当てられた間隔に対して指定された最大のデータレートまで基地局へデータ送信することを許容する。

許可が移動局によって受信された場合、移動局はそのデータを送信する適切なレートを決定し、次に、割当てられた間隔中に選択されたレートで専用データ・チャネル上でデータを送信する。移動局は大部分その電力制約に基づいて専用データ・チャネル上でデータを送信するデータレートを選択する。例えば、このシステムでは、移動局はそのデータを送信することができる最大の電力(例えば、125ミリワット)を有し、したがって、データレートは移動局にその最大の電力レベルを超過させるとは期待されないように選択されている。このシステムでは、移動局の履歴(与えられたデータレートで送信するのに必要な電力量に関しての)は、最大のレベル未満である電力レベルに対応する最大の許容可能なデータレートを決定するために観察される。

しかしながら、データレートを選択するこの単純な方法は１つのチャネルだけ(専用データ・チャネル)を説明し、移動局が多重チャネル上でデータを送信している場合、レート選択のために受け入れ可能な方法論を提供しない。したがって、多重チャネルがある状態でデータレートを選択するためのシステムと方法を提供することは望ましいであろう。

一実施例は無線通信システムの遠隔トランシーバで実施される方法を含み、トランシーバはデータが確認されるまで、あるいは最大数の再送信が成されるまで二次アップリンク上で保留のデータを再送信するように構成される。方法は、データの送信数に関係して確率値を決定し、複数の保留のデータ送信の各々について、データの送信の回数を決定し、送信の回数に関係した確率を決定し、送信の回数に関係した確率に基づいて次のフレームにおけるデータの送信のための電力を割当てることを含んでいる

一実施例では、方法は最初に従来の方法論を用いて一次アップリンクのための最高のサポート可能なデータレートを選択することを含んでいる。この方法論では、データレートは、どのデータレートが一組の先行するフレームでサポートされていたかを決定し、次に、これらのレートの中で最高のものを選択することにより選択される。一次アップリンクのための最初のデータレートが決定された後、電力は一次アップリンク上でチャネルの最小の組に割当てられる。その後、電力は二次アップリンク上で保留のデータ送信のために割当てられる。次に、トランシーバのための最大の電力レベルが割当てられた電力を説明するように調節され、一次アップリンクのための最高のサポート可能なデータレートが再計算される。

代替実施例は無線通信リンクによってデータを通信するように構成されたトランシーバを含む。この実施例では、トランシーバは、データが確認されるまで、あるいは最大数の再送信が成されるまで、二次チャネル上で保留データを再送信するように構成される。トランシーバはさらに試みられたデータ送信の１つ以上の数に関連した確率値を決定するように構成される。その後、複数の未決のデータ送信の各々について、トランシーバは、データ送信が１つ以上の前のフレームで試みられた回数を決定し、データ送信が試みられた回数に関連した確率を決定し、データ送信が試みられた回数に関連した確率に基づいて次のフレームにおけるデータ送信のための電力を割当てる。

他の代替実施例は、プロセッサに上に記述されたような方法を行なわせるためにプログラム命令を含んでいる、プロセッサによって読出し可能な記憶媒体を含む。一実施例では、プロセッサは無線トランシーバの構成要素であり、記憶媒体における指示は、プロセッサが、試みられたデータ送信の数に関連した確率値を決定し、複数の保留データ送信の各々について、データ送信が試みられた回数を決定し、試みの数に関連した確率を決定し、送信試みの数に関連した確率に基づいて次のフレームにおけるデータ送信のための電力を割当てるように構成する。

さらに、多数の代替実施例が可能である。
発明の種々の態様および特徴は、次の詳細な記述および添付図面の参照により開示される。

発明は様々な変形例および代替形に従うが、その特定の実施例が図面中に例の方法および添付の詳細な記述で示される。しかしながら、図面および詳細な記述が、発明を記述される特定の実施例に限定することを意図されないことは理解されるべきである。
発明の1つ以上の実施例が下記に述べられる。以下に述べられるものおよび他の実施例は典型的であり、限定ではなく発明の例示として意図されることが注目されるべきである。

ここに記述されるように、発明の様々な実施例は１つ以上の二次アップリンク・チャネルがある状態で、一次アップリンク上でデータを送信するデータレートを選択するためのシステムおよび方法を含む。一実施例では、無線通信システムは、基地局および移動局の間でデータを送信するため多重チャネルを使用する。チャネルは、移動局から基地局にデータを送信するための複数の逆方向リンク・チャネルと同様に、基地局から移動局にデータを送信するための複数の順方向リンク・チャネルを含んでいる。このシステムにおいて移動局は、逆方向リンク・チャネルを経て基地局へデータを送信するデータレートを選択するために、データレートおよび送信電力に関係している期待された要求と同様に、履歴情報を考慮に入れる。

この実施例では、移動局は、一組の可能なデータレートのどれが、前のフレーム間隔におけるデータ送信および最大の電力レベルとのこれらの送信の関係に基づいて、第1の(例えば、専用データ)チャネルのためにサポートされるかを決定する。移動局はまた、やって来るフレームのこのチャネル上でなされると期待される送信に基づいて、第2の(例えば、増強されたアップリンク)チャネルのための推定された電力要求を決定する。その後、移動局は第1のチャネル上で送信されるべきチャネルの最小の組のための電力を確保し、第2のチャネル上で送信されると期待されるデータのための電力を確保し、また電力が第2のチャネル上で送信されるべきデータのために確保された後、第1のチャネル上でまだサポートすることができる最高のデータレートを計算する。

発明の一実施例は、リリース99およびリリース6を含む3GPP標準の、様々なリリースに従って設計されている無線電気通信システムで実施される。したがって、発明の理解を援助するためにそのようなシステムの基本構成および作動について記述することは有用であろう。次の記述は主としてこの標準に従うシステムに注目しているが、代替実施例が同様に他の標準に従うシステムで実施されるかもしれないことが注目されるべきである。

図１を参照すると、一実施例に従って無線電気通信システムの構成を示すダイアグラムが示される。システム100は基地局制御器110、バックホール・ネットワーク130によって基地局制御器110に接続される基地局120および移動局140を含んでいる。システム100は、明瞭さの目的のために、図に示されない追加の基地局および移動局を含んでいるかもしれない。

システムの構成要素を参照するために使用される専門用語は、3GPP標準の様々なリリースとわずかに異なる。例えば、基地局制御器110は無線ネットワーク制御器(RNC)と呼ばれるかもしれないし、“ノードB”と呼ばれるかもしれないし、移動局140はユーザ設備(UE)と呼ばれるかもしれない。発明の様々な実施例が無線通信システムの異なるタイプ(例えば、異なる標準または同じ標準の異なるリリースによって設計されたシステム)に実施されるかもしれないので、システムの異なる構成要素への言及は広く解釈されるべきであり、またシステムの特定のタイプに適用可能な専門用語を使用する特定の構成要素への言及は、発明の実施例が特にそのタイプのシステムに限定されることを示唆するように解釈されるべきでない。

図１で描かれたシステムを再び参照すると、移動局140が基地局120へ送信される必要のあるデータを持っている場合に、移動局はこのデータを送信する認可を求めて、基地局120へリクエストを送信する。リクエストに応じて、基地局120は移動局140へ許可を送信するかもしれない。許可は、指定されたデータレートまでで基地局120へデータを送信することを移動局140に認可する。移動局140が許可を受信した後、それは次の無線フレーム中に基地局120へデータを送信し始めるかもしれない。

移動局140は典型的に静止 (いくつかの実例では、それはそうかもしれないが) していない。移動局140はその代りに、基地局120に関して移動するであろう。移動局140の位置変化は、移動局140と基地局120の間の無線リンクのためのチャネル状態を典型的に変えさせる。チャネル状態はまた、大気状態、移動局140と基地局120との間の他の対象物の移動、他の送信機からの干渉などのような他の要因により影響されるかもしれない。

ここの記述および他の実施例の記述は、移動局が基地局に関して移動するかもしれないシステムに焦点をあてているが、他の実施例は代替タイプの装置間の無線通信を可能にするシステムで実施されるかもしれないことが注目されるべきである。装置のうちの1つが“基地局”である必要はなく、装置の他方が“移動”である必要はない。したがって、移動局と基地局へのここでの言及は、互いに通信にある任意の無線トランシーバ装置を含めるように解釈されるべきである。

無線通信リンクのためのチャネル状態の変化のために、移動局140が基地局120へデータを送信するデータレートに変化があるかもしれない。データを送信するために移動局140によって使用されるデータレートのこれらの変化は、基地局120が受け入れ可能な誤り率でデータを受信する十分に高い信号対雑音比、SNR(あるいは信号対干渉および雑音比、SINR) を提供するのに必要である。チャネル状態がよいほど、移動局によって使用することができるデータレートは高い。チャネル状態が悪いほど、典型的に移動局によって使用される必要のあるデータレートは低い。

移動局140がデータを送信できるデータレートは、チャネル状態だけでなく移動局の電力制約によっても制限されている。特定のレートでデータを送信するように要求される電力は、データレートに比例する。したがって、より低いデータレートで送信することは、より高いデータレートでデータを送信することを必要とされるよりもより少ない電力をとる。これは、移動局140が最大の電力レベルで、あるいはその電力レベルより下でデータを送信することを典型的に許可されるので、重要である。例えば、一実施例では、移動局は最大125ミリワットまで使用してデータを送信することを許可される。

リリース99では、特定のチャネルのためのデータレートはまた輸送フォーマット(TF)と呼ばれる。リリース99の専用物理データ・チャネルが複数の論理的または仮想チャネルを実際に含んでいるので、これらのチャネルのためのデータレート(即ち、輸送フォーマット)の特定の組合せは、輸送フォーマットの組合せ(TFC)と呼ばれる。明瞭さの目的のために、輸送フォーマットの組合せと同様に個々輸送フォーマットは、以下単にデータレートと呼ばれるであろう。

特定のチャネルのためのデータレートは送信時間間隔、即ちTTIで割られた送信されるべきデータの量に等しい。移動局は10ミリセカンドの無線フレーム間の各境界で可能なデータレートの組からアップリンク・チャネルに適切なデータレート(TFC)を選択する。様々な可能なTFCは総体としてTFCの組、即ちTFCSと呼ぶことができる。

上に注意されたように、データを送信するために移動局140によって使用することができる電力の量に制限がある。したがってデータが送信されることができるレートに対応する制限がある。特定のレート(即ち特定のTFC)でデータを送信するために必要な電力が、最大許容電力レベルを超過しない場合、その特定なデータレートは移動局の電力制約内でサポートされる。言いかえれば、その最大許容電力で、あるいはその電力以下で作動する移動局は、そのデータレートでデータ送信をサポートすることができる。他方、その特定なレートでデータを送信すると、移動局がその最大の電力レベルを超過する場合、データレートは概して言えば、サポートされない。

図２を参照すると、一実施例における基地局へデータを送信する移動局によって使用される電力を示すダイアグラムが示される。この実施例では、データは10ミリセカンドの無線フレーム210上で移動局140から基地局120に送信される。データは選択されたデータレート(TFC)を使用して送信され、また、対応する電力量はこのレートでそのデータを送信するために使用される。曲線211はデータを送信するために移動局140によって実際に使用される電力を示す。チャネル状態における変化を補償するために、データを送信するために使用される電力がフレーム210によってカバーされた間隔に関して変わることが理解され得る。移動局140によって使用される電力は移動局の最大電力レベル(ダッシュ線230により示された)を超過しない。したがって、そのデータを送信するために移動局140によって使用される特定のデータレートはサポートされる。

次のフレームで特定のデータレートがサポートされることができるかどうかという問題は、データがまだ送信されておらず、チャネル状態が将来（即ち、データが実際に送信されるとき）どうであるか確信をもって知ることができないので、確信をもって答えることができない。したがって、各可能なデータレートがサポートされるかどうかの決定は、移動局のデータ送信の最近の履歴に基づく。より具体的には、移動局は前の間隔中に特定のレートでデータを送信するために必要であった電力量を検査し、各データレートのチャネル状態および対応する所要電力がほぼ同じになるであろうという仮定をする。したがって、データレートが前の間隔中にサポートされた場合、データレートが次の間隔中にサポートされるであろうと仮定されている。

図２を再び参照すると、いくつかの異なる曲線がフレーム210内に描かれる。上で注意されたように、曲線211はフレーム中にデータを送信するために移動局140によって実際に使用される電力を示す。また上で注意されたように、この曲線は最大電力レベル230未満であり、したがって、対応するデータレートはサポートされると考えられる。曲線212,213および214は、同じチャネル状態の下で、しかし異なるデータレートで同じデータを送信するために使用された電力を示す。曲線212および213はより低いデータレートに対応し、従ってデータを送信するのにより少ない電力を要求していたであろう。したがって、これらのデータレートはサポートされる。他方、曲線214は実際に使用されたより高いデータレートに相当し、より多い電力を要求していたであろう。図に示されたように、この曲線は完全に最大電力レベル230以上であるので、サポートされていなかったであろう。

リリース99では、10ミリセカンドのフレームがデータを送信するために使用される。リリース99標準は、前の20ミリセカンドの間に移動局がデータ送信の電力を検査し、この情報に基づいて、可能なデータレート(TFC)の各々がサポートされるかどうか判断するであろうということを明示する。図2の例では、曲線211-213に対応するデータレートはサポートされるが、曲線214に対応するデータレートはサポートされない。したがって移動局はサポートされたデータレートの中で最高のもの(この例における211)を選択し、また、選択されたデータレートが基地局からの許可の中で指定された最高レート以下であるならば、この最高のサポートされたレートは次の10ミリセカンドのフレーム中に(曲線240によって示されたように)データを送信するために使用されるであろう。最高のサポートされたデータレートが許可の中で指定された最高レートより大きければ、移動局は許可の中で指定された最高レート以下であるサポートされたデータレートの中で最高のものを選択するであろう。

移動局が基地局へデータを送信するデータレートを選択するためのこの方式は、単一のデータが送信される専用チャネルだけがあるので、リリース99で実施のために簡単かつ適当である。これは、データが送信されることができるレートを決定する際に、考慮される必要のあるただ１つのチャネルのみがある。しかしながら、この標準の後のリリース(リリース6) によって設計されたシステムにおいて、増強されたアップリンクが定義される。増強されたアップリンクは、データが移動局から基地局に送信されることができる追加の逆方向リンク・チャネルを含んでいる。移動局がこの追加のチャネル上でデータを送信することを可能にするために、移動局の電力制約内に残っている間、データ送信レートを選択する場合、追加チャネルを考慮に入れることが望ましい。

増強されたアップリンクの追加のチャネルがリリース99アップリンクの専用データ・チャネルと同じ方法で管理された場合、データ転送レートを選択する上述されたものに似ている方式を使用することは可能かもしれない。すなわち、チャネル状態が移動局の最近の履歴と同じであろうと仮定し、チャネル状態の履歴に基づいて送信されるべきデータのための電力を割当てることは可能であるかもしれない。しかしながら、増強されたアップリンクのチャネルは、リリース99アップリンクのチャネルと同じ方法で使用されない。これらの違いのうちのいくつかは、図 3に関して下で説明される。

図 3を参照すると、増強されたアップリンク・チャネル上で送信のタイミングを示すダイアグラムが示される。参照番号300は、増強されたアップリンクで移動局から基地局へのデータの送信を示し、一方で参照番号310はダウンリンクによって基地局から移動局への送信を示している。

この実施例では、増強されたアップリンク・チャネルは増強されたデータ・チャネル(E-DCH)、レート指標チャネル(RICH)、リクエスト・チャネル(REQCH)および第2のパイロット・チャネル(SPICH)を含んでいる。一実施例では、リリース99データ・チャネルによって使用される10ミリセカンドのフレームではなく、増強されたアップリンク・チャネルが2ミリセカンドのサブフレームを使用することが図から見られるかもしれない。各2ミリセカンドのサブフレームは、各フレームにおいて合計15のスロットに関する3つのスロットを持っている。増強されたデータ・チャネルは、各2ミリセカンドのサブフレームのHARQ(ハイブリッド自動繰り返しリクエスト)プロセスにより送信されるかもしれない。レート指標情報はHARQプロセスの各々に対応して送信されることができる。リクエストが移動局によって送信される場合、それは、10ミリセカンドのフレーム内の第1の2ミリセカンドのサブフレーム中にリクエスト・チャネル経由で送信される。

増強されたアップリンクはハイブリッド自動繰り返しリクエスト、即ちＨＡＲＱメカニズムを実行する。このメカニズムは、基地局によって確認されないデータの自動的な繰り返し送信のために移動局によって使用される。データのフレームの一連の送信はＨＡＲＱプロセスを含む。したがって、ＨＡＲＱプロセスにおいて、データが増強されたアップリンクのデータ・チャネルを使用して移動局から基地局に送信される場合、基地局はデータを受信し、データを復号し、次に、移動局へ確認（ＡＣＫ）を送信する。移動局が確認を受信する場合、移動局は基地局へ送信したデータが成功裡に受信されかつ復号されたことを知る。この場合、移動局は送信されたデータを完了する（即ち、ＨＡＲＱプロセスは終了される）。

他方、基地局が受信するが成功裡にデータを復号しない場合、基地局は移動局へ非確認（ＮＡＫ）を送信するであろう。移動局が非確認を受信する場合、移動局はデータが成功裡に受信および復号されなかったことを知る。移動局はしたがってこのデータを再送信しなくてはならない（即ち、ＨＡＲＱプロセスが継続される）。確認あるいは非確認が移動局により受信されない場合、同じことが云える。一実施例では、移動局は予定の回数データを再送信することを試みるであろう。再送信の予定数の後に送信がまだ失敗であるならば、データは落とされ、ＨＡＲＱプロセスを終了するであろう。

増強されたアップリンク上でデータの送信のための適当なデータレートの選択を複雑にするいくつかの要因がある。そのような1つの要因は、増強されたアップリンク・チャネルの各々の存在か欠如が確率的であるということである。言いかえれば、これらのチャネルの各々は与えられたフレームで使用されるか、または使用されないかもしれない。例えば、それはリクエスト・チャネル経由で基地局へリクエストを送信する次のフレームにおいて必要かもしれないし、必要ではないかもしれない。

他に、関連する複雑にする要因はＨＡＲＱメカニズムの実施である。上に指摘されたように、このメカニズムは、成功裡に受信されかつ復号されたこととして基地局によって確認されないデータの自動再送信を提供する。データの成功した受取りが直ちに確認されることにならないので、これは問題である。移動局から基地局に対応するデータを送信し、データを復号し、データが成功裡に受信され復号されたと判断し、移動局へ確認を送信するために時間が必要である。この遅れは図 ３で示される。

図 ３で示されるように、ＨＡＲＱプロセス０は、フレームｆの第１の２ミリセカンドのスロットで移動局によって送信される。ＨＡＲＱプロセス０の確認はおよそ３．５スロット（７ミリセカンド）後に受信される。したがって、ＨＡＲＱプロセス０の場合には、確認はフレームｆのスパン内で受信される。したがって、データレートがフレームｆおよびｆ＋ｌの間の境界で選択されている場合、移動局は、ＨＡＲＱプロセス０のデータを再送信する必要があるかどうか知る。これは問題ではない。問題はＨＡＲＱプロセス１−４の確認に関係がある。これらのＨＡＲＱプロセスのうちのいずれかの確認は同じフレーム内に受信することができない。その結果、データレートがフレームｆおよびｆ＋ｌの間の境界で選択されている場合、ＨＡＲＱプロセス１−４のいずれかが基地局によって成功裡に受信されたかどうかは知られない。したがって、移動局はそれが対応するデータを再送信する必要があるかどうか知らない。移動局は、このデータが送信される必要があるかどうか、いかに多くの電力がこれらの送信に割当てられる必要があるかを単に推測することができる。

各フレーム境界では、移動局は、次のチャネルが続くフレーム：E-DPDCH、RICHおよびHARQプロセス0のためのSPICHで送信されるかどうか単に知り、REQCHおよびE-DPDCHがフレームfのスロット3-14中に送信されないならば、E-DPDCH、RICHおよびSPICHはフレーム(f+l)の対応するスロット中に送信されないであろうし、REQCHがフレームfのスロット3-14中に送信されれば、E-DPDCH、RICHおよびSPICHはフレーム(f+l)の対応するスロット中に送信されることができ、そして、E-DPDCHがフレームfのスロット3-14中に送信され、送信が最後の送信でなかったならば、フレーム(f+l)の対応するスロット中にE-DPDCH、RICHおよびSPICHを再送信することができる。

他のいずれかのデータが増強されたアップリンク・チャネル上で送信されるかどうかを移動局は知らないので、リリース99アップリンクのために使用された単純なデータレート選択方式は、直接適用することができない。しかしながら、増強されたアップリンク送信に関する仮定が成される場合、この方式は適用することができる。例えば、次のフレームにおける増強されたアップリンク・チャネル上でデータが送信されないであろうと仮定することができる。この仮定に関する問題は、移動局が増強されたアップリンク・チャネル上でデータの必要な送信をすることができないかもしれないということである。反対に、可能な増強されたアップリンク・チャネル送信のすべてが各フレームでなされると仮定することができる。この仮定に関する問題は、増強されたアップリンク・チャネルが必ずしも必要だとは限らないということであり、したがって、増強されたアップリンク帯域幅のうちのいくらかは未使用であり、一方、リリース99アップリンク・チャネルは十分な帯域幅を持たないかもしれない。したがって、これらの2つの極端に対する中間の仮定が、最も合理的であろうように見える。

一実施例は、HARQ再送信の確率的性質を考慮に入れる方式を実施する。知られていないデータ送信の部分については、この方式は、送信されるであろうデータの量の推定を作成する。リリース99方式に似ているので、その推定は履歴情報に基づくが、履歴情報はチャネル状態に関係がない。代わりに、履歴情報はデータのHARQ再送信に関係がある。

上で注意されたように、特定のＨＡＲＱプロセスのためのデータは移動局から基地局に送信され、また、送信が確認されない場合、データは再送信される。この実施例では、再送信は各ＨＡＲＱプロセスが再送信されるであろう確率を識別するために追跡される。より具体的には、長期残余ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）が追跡される。各送信（あるいは再送信）に対して、データが次のフレームで再び送信されることを必要とする対応する確率がある。

例えば、一度だけ送信された各ＨＡＲＱプロセスについては、再び送信される確率は９０％あるかもしれない。２度送信された各ＨＡＲＱプロセスについては、再送信の確率は５０％あるかもしれない。送信の各続く数は、次のフレームにおける送信の関連する確率を持っている。概して言えば、ＨＡＲＱプロセスのより多くの回数の送信が試みられたなら、このプロセスが次のフレームに再び送信されることを必要とする尤度はより低くなるであろう。上で注意されたように、送信の数は制限されているので、最後の送信の後、次のフレームでデータを再び送信する確率は０であろう。

移動局は、非確認のＨＡＲＱプロセスの各々が再送信されることを必要としているかどうか判断するためにこの確率情報を使用する。これらのプロセスの各々について、移動局は、プロセスが送信された回数を決定し、送信のこの数に関連した確率を決定し、関連した確率に基づいてこのプロセスの送信のための電力を割当てるか、または割当てない。

従って、例えば各HARQプロセスの再送信が4回まで試みられるであろうと仮定する。これらのプロセスが次のフレームで送信されることを必要とする確率が、以下の表で示される通りさらに仮定する。

特定のHARQプロセスのためのデータが移動局から基地局にまだ送信されていない場合、このプロセスが次のフレームで送信されることを必要とする確率は100%である。したがって、移動局はこのプロセスの送信のために電力を割当てる。他方、HARQプロセスが既に一度送信されていると考えられる場合、プロセスが次のフレームで再び送信されることを必要とする確率は90%だけである。したがって、移動局はこのプロセスの送信のために90%の確率で電力を割当てるであろう。プロセスに対応するデータが4回送信されていれば、このデータを再び送信するための電力は割当てられないであろう。

特定の確率で電力の割当ては、移動局がプロセスの送信のため必要な電力の部分だけを割当てるであろうということを意味しない。代わりに、移動局は送信のために必要な電力のすべてを割当てるか、または要求された電力を何も割当てないであろう。例えば、データが再送信される必要があるという90%の機会がある時、移動局は時間の90%電力を割当て、時間の10%電力を割当てないであろう。一実施例では、これは、0と1の間の乱数を生成し、次に、生成された数が0と0.9の間にある場合に、プロセスのために電力を割当て、または生成された数が0.9と1の間にある場合、プロセスのために電力を割当てないことにより達成される。

上に記述した実施例中で、移動局は増強されたアップリンク・チャネルおよびリリース99アップリンク・チャネルの両方でデータを送信するので、増強されたアップリンクのためのこの電力割当て方式は、リリース99データレート選択方式の修正版と共に使用される。結果として方式は図 4に示される。

図 ４を参照すると、一実施例に従って方法を示すフローダイアグラムが示される。この実施例では、移動局は最初に最高のサポートされたデータレートを決定する （ブロック４１０）。次に移動局は、増強されたアップリンク上で保留のＨＡＲＱプロセスを送信するために必要である電力量を決定する（ブロック４２０）。その後、移動局は、リリース９９アップリンク上でチャネルの“最小の組”のために電力を確保し、ブロック４２０で決定された保留のＨＡＲＱプロセスのために電力を確保し、電力が増強されたアップリンク上で保留のＨＡＲＱプロセスのために確保された後、まだサポートされる最高のデータレートを決定する（ブロック４３０）。

ブロック410で最高のサポートされたデータレートを決定することは、従来の方法で行なわれる。言いかえれば、前の10ミリセカンドのフレームの情報が検査され、そしてデータ・チャネルのための最高のサポート可能なデータレートが決定される。これはリリース99で使用されるのと同じ方式である。増強されたアップリンク・チャネルは、最高のサポート可能なデータレートを決定する目的のために無視される。これはリリース99で使用されるのと同じ方式であり、したがって、この実施例はリリース99に基づいてシステムと後方互換性がある。

リリース99では、移動局はそれがアップリンクで送信するデータを持っている場合は常に、その現在のTFCSからTFCを選択する。TFCは、移動局のバッファ中のデータ、現在利用可能な送信電力、利用可能なTFCSおよび移動局の能力に基づいて選択されている。

利用可能なTFCSの中の各TFCは３つの状態、サポートされた、超過電力、または閉鎖された、のうちの１つにある。サポートされた状態のTFCは、アップリンクでデータの送信のために使用することができる。超過電力状態のTFCは最大の許容電力以上を要求し、従ってアップリンクでデータの送信のために選択されないであろう。閉鎖状態にあるTFCは同様にあまりにも多くの電力を要求し、アップリンク送信のために選択されないであろう。

あるパラメーターに基づいて、ＴＦＣがサポート、超過電力および閉鎖状態の間を移動することができることによって消去、回復および閉鎖の評価基準を移動局は連続的に査定する。このＴＦＣのために必要とされた、推定された移動局送信電力が直前の査定で多くのスロットの少なくともある部分のための最大の移動局送信機電力より大きい場合、移動局はＴＦＣの消去評価基準を考慮する。移動局はこのＴＦＣを超過電力状態であると考える。それが一定の期間の間超過電力状態でとどまる場合、移動局はＴＦＣの閉鎖評価基準を考慮する。このＴＦＣのために必要とされた、推定された移動局送信電力が直前の査定で幾らかのスロットのための最大の移動局送信機電力ほど大きくなかった場合、移動局はＴＦＣの回復評価基準を考慮する。移動局はこのＴＦＣをサポートされた状態であると考える。
ブロック４２０では、移動局は増強されたアップリンクのための所要電力を決定する。これは、送信されるかもしれないし、送信されないかもしれないデータのための所要電力（例えば、保留のＨＡＲＱプロセス１−４の再送信）を決定することと同様に、移動局が知っているデータのための所要電力が送信されること（例えば、保留のＨＡＲＱプロセス０の再送信）を決定することを含んでいる。この実施例で決定された所要電力は、ピーク電力ではなく、フレーム上の平均所要電力である。

増強されたアップリンク上でデータを送信するために使用されると期待される電力量は、次の方法で計算される。最初に、いくつかの変数が定義される。
F = フレーム数
M = スロット数
= 15・f + s
0 ≦ s ≦ 14
H = HARQプロセスの数
さらに、いくつかの関数が定義される。

P_s(k；f) = フレームfのスロットkの間のDPCCH送信電力、ここにDPCCHは
リリース99アップリンクの専用物理的制御チャネルである
P(f) = フレームfのための平均DPCCH送信電力

P_av(f) = フレームfにおけるDPCCH送信電力の(Fフレーム上の)移動平均

フレームf中に、移動局はリクエストを送るか、またはE-DPDCH(増強されたアップリンクの専用物理データ・チャネル)を送信するか、あるいは両方を送信する。フレーム(f+1)中の送信はこれに依存する。
次に、我々はいくつかの追加の変数を定義する。

I_r(j;f) = フレームf中のHARQプロセスjのためのREQCH指標関数
=｛０ リクエスト無し、φ リクエスト有り｝
0 ≦ φ ≦ 1
r(j;f) = フレームf中のHARQプロセスjのためのリクエストE-DPDCH TF
I_t(j;f) = フレームf中のHARQプロセスjのためのE-DPDCH送信指標関数
=｛０ 送信無しまたは最後の再送信、1 送信有りまたは潜在的に
再送信可｝
x(j;f) = フレームf中のHARQプロセスjのためのE-DPDCH TF
フレーム(f+1)中の平均要求送信電力の推定値を計算するため、我々は以下を持っている:
p(l) = l送信の後の残余E-DPDCH BLER
1 ≦ l ≦ N_max-1
N_max= 許容される送信の最大数
N_e(j;f) = フレームf中のHARQプロセスjのためのE-DPDCH送信数
さらに、我々は振幅倍率を次のように定義する。

β_d,i = DPDCH TFC iのための倍率
β_e,i = E-DPDCH TF iのための倍率
β_c = DPCCH のための倍率
β_θ,i = E-DPDCH TF iのためのRICH+SPICHに関する倍率
リクエストおよび再送信の重み付けされた確率は以下のように書くことができる：

最大のリクエストされたレートを計算するために次のように定義する：
S_r(f) = {j: I_r(j;f)・(1-I_t(j;f)) > 0 ∀ 0≦ j ≦ H-1}
=フレームf中にREQCHが送信されたHARQの組およびフレーム（f+1）
中に未決の再送信が無い
j_m = arg_r(j;f)max(β² _e,r(j;f)+ β² _θ,r(j;f)) ∀ j∈S_r(f)
フレーム（f+1）のために必要とされる、予測された送信電力は以下のように書くことができる。

上に注意されたように、これはピーク電力というよりも、むしろフレーム（f+1）中に必要とされる平均送信電力である。
必要とされ得るピ-ク送信電力および増強されたアップリンク・チャネルのための確保電力を確率的方法で計算することも可能である。この場合、移動局は未決再送信およびレートリクエストに基づいて、次のフレームにおいて必要とされ得る可能な電力を最初に計算するであろう。次に、各確率について、移動局は対応する電力が必要とされるか、されないかを確率的に決定するであろう。次に移動局は、最大電力を要求する確率をすべての候補確率の中から選択する。移動局は、この最大電力が次のフレームを通して必要とされるであろうと仮定し、リリース99方法論にしたがってTFCを実行する。

ブロック430において、移動局はリリース99アップリンク上のチャネルの“最小の組”のための電力を確保する。アップリンクは様々なタイプのデータを運び、そのあるものは高い優先度を有し、あるものは低い優先度を有する。高い優先度のデータは、例えば音声データ、ストリーミング・ビデオ、または他の遅延に敏感なデータを含むかもしれない。低い優先度のデータは、送信遅延に敏感でない様々なタイプのデータを含むであろう。“最小の組”は遅延なく送信される必要がある高い優先度のデータを含む。したがって、この実施例において電力が最小の組のために確保される。その後、上述されたように、増強されたアップリンク上で期待されるデータ送信のために電力がまた確保される。

電力が増強されたアップリンク送信のために確保された後、リリース99アップリンクのための最高のサポートされたデータレートが、増強されたアップリンク・チャネルのために確保された電力を差し引いて、移動局の電力制限に基づいて再計算される。したがってこのデータレートはリリース99アップリンク送信に使用される。増強されたアップリンク上でHARQプロセスの再送信は、プロセスが当初送信された時に使用されたのと同じデータレートを使用する。HARQプロセスのための再送信されたデータが当初送信されたデータと同一でなければならないので、これは必要である。
最高のサポートされたデータの再計算は以下のように行なわれる。一旦移動局が増強されたアップリンク・チャネルのための平均送信電力を計算すれば、それは優先度ルールに従ってSUPPORTED STATEからDPDCH TFCを除去する必要がある。

次のように定義しよう:
g_d(i) = DPDCH TFC iのための優先度
S_d(f) = フレームfの終わりにサポートされた状態にあるDPDCH TFCの組
g_e(i) = E-DPDCH TF iのための優先度
S_e = E-DPDCH TFS
DPDCHが常に最高の優先度を持っている場合、以下に示すように問題はない。

S_d,0(f) = { i: g_d(i) < g_e(j) ∀ i∈S_d(f), j∈S_e }
= E-DPDCHより少ない優先度でサポートされた状態にあるDPDCH TFC
の組
⇒ S_d,0(f) =き ゼロの組なら ⇒ TFC選択に問題はない
S^c _d,0(f) = S_d(f)- S_d,0(f)
= S_d,0(f)の補数
次のように定義する:

E-DCHより低い優先度を有するDPDCH TFCのための期待される有用な電力は以下になる：

したがって、我々は次の式を持つ：

=フレーム(f+1)のためのDPDCH TFCの候補組
その後、移動局は上に示された候補組からDPDCH TFCを選択する。
上で注意されたように、先の記述は3GPP標準(特にリリース99およびリリース6)に従って設計されている無線通信システムで実施される実施例に焦点を絞ったが、他の実施例がこれらの標準を満たさないシステムで実施されるかもしれない。同様に発明の代替実施例は、様々な他の方法で上記の記述と異なるかもしれない。

例えば、一実施例では、増強されたアップリンク・チャネルのための所要電力を推定する前に、一次(例えばリリース99) アップリンクのために電力を確保することが必要ではない。この実施例に従う1つの方法は、増強されたアップリンク上で未決のHARQプロセスのための所要電力を推定し、未決のHARQプロセスのために推定された電力量を確保し、次に、電力が増強されたアップリンク上で未決のHARQプロセスのために確保された後、一次アップリンク上でサポートされる最高のデータレートを決定することから成るであろう。

上記に詳細に議論されなかったが、プログラマブル・デバイスに適切なプログラムを提供することにより、移動局あるいは他の無線トランシーバが実施されるかもしれないことがまた注目されるべきである。トランシーバの構成は典型的には対応するプログラム命令の実行により装置の機能性(確率追跡レート選択のような)を実施する１つ以上のプロセッサを含んでいる。これらのプログラム命令は１つ以上のプロセッサによって読出し可能な記憶媒体で典型的に具体化される。上に記述された機能性の実施のためにプログラム命令を具体化するそのような記憶媒体は、発明の代替実施例である。

当業者は情報と信号が任意の様々な異なる科学技術および技術を使用して表わされるかもしれないと理解するであろう。例えば、上述の全体にわたって参照されたかもしれないデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光学場または粒子、あるいはそれの任意の組合せによって表わされるかもしれない。

当業者は、ここに示された実施例に関して記述された様々な実例となる論理的なブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム・ステップが電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェアあるいは両方の組合せとして実施されるかもしれないことをさらに認識するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明白に示すために、様々な実例となる構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップは、それらの機能性の見地から一般に上記で説明された。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるかどうかは、システム全体に課せられた特定のアプリケーションおよび設計制約に依存する。当業者は各特定のアプリケーションの方法を変える際に記述された機能性を実施するかもしれないが、そのような実施は本発明の範囲から逸脱を引き起こすと解釈されるべきでない。

ここに示された実施例に関して記述された様々な実例となる論理的なブロック、モジュール、および回路は、一般目的のプロセッサ、デジタル信号プロセサ(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ム可能論理回路、個別のゲートかトランジスタ・ロジック、個別のハードウェア構成要素、あるいはここに記述された機能を行なうように設計されたその任意の組合せで実施または実行されるかもしれない。一般目的のプロセッサはマイクロプロセッサかもしれないが、代案では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、制御器、マイクロコントローラあるいは状態機械であるかもしれない。プロセッサはまた、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コアと協力する１つ以上のマイクロプロセッサ、あるいは他のそのような構成の計算装置の組合せとして実施されるかもしれない。

ここに示された実施例に関して記述された方法および/またはアルゴリズムの１つ以上のステップは、発明の範囲から逸脱することなく交換されてもよい。ここに記述された実施例と関連して記述された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアで直接に、プロセッサによって実行されたソフトウェア・モジュールで、あるいは2つの組合せで実施例されるかもしれない。ソフトウェア・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、リムーバブル・ディスク、CD-ROMあるいは当技術中で既知の記憶媒体の他の任意な形式に存在するかもしれない。典型的な記憶媒体は、記憶媒体から情報を読み出し、記憶媒体へ情報を書き込むことができるプロセッサのようなプロセッサに接続される。代りに、記憶媒体はプロセッサに統合されるかもしれない。例えば、プロセッサと記憶媒体は単一のASICに存在するかもしれない。ASICはユーザ端末に存在するかもしれない。代りにプロセッサおよび記憶媒体はユーザ端末に個別の構成要素として存在するかもしれない。

示された実施例の前の記述はどんな当業者も本発明を作るか使用することを可能にするために提供される。これらの実施例への様々な修正は当業者に容易に明白であり、ここに定義された総括的な原理は、発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施例に適用されるかもしれない。したがって、本発明は、ここに示された実施例に限定されることを意図されず、ここに示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

一実施例に従って無線電気通信システムの構成を示すダイアグラムである。 一実施例において、基地局へデータを送信する移動局によって使用される電力を示すダイアグラムである。 一実施例に従って増強されたアップリンクのチャネル上で送信のタイミングを示すダイアグラムである。 一実施例に従って方法を示すフローダイアグラムである。

Claims (10)

1. データが確認されるまで、又は最大数の再送信が成されるまで保留データを再送信するように構成された無線通信システムにおいて、
   データ送信の数に関連した確率値を決定すること、
   複数の保留データ送信の各々毎に、１つ以上の前のフレームにおいて二次チャネル上で行われたデータ送信の送信回数を決定すること、データ送信が行われた回数に関連した確率を決定すること、データ送信が行われた回数と関連した前記確率に基づいて、次のフレームにおいて二次チャネル上でのデータ送信のために電力を割当てること、を行うこと、
   一次チャネル上でのデータ送信のために電力を割当てること、
   前記一次チャネルでのデータ送信のためのデータレートを選択すること、
   を含み、
   前記一次チャネル上でのデータ送信のためのデータレートを選択することは
   基地局によって特定された最大データレートより大きくない最高サポートデータレートを選択すること、
   前記二次チャネルに対して電力を割当てるための調整を行わないで最大電力レベルに基づいてデータレートを選択すること、
   前記最大電力レベルから前記二次チャネルに割当てられた前記電力を差引いた値に基づいて前記一次チャネル上でのデータ送信のための前記データレートを再計算すること、を含む、無線通信方法。
2. データレート選択が連続したデータ送信フレーム間で行なわれる第１の逆方向リンクチャネルと、データが自動的な再送信メカニズムを使用して送信される第２の逆方向リンクチャネルとを有する無線通信システムにおいて、
   最近の履歴チャネル状態および最大の電力レベルに基づいて、前記第１の逆方向リンクチャネル上でデータ送信のための最初のデータレートを選択すること、
   履歴再送信確率に基づいて前記第２の逆方向リンクチャネル上でデータ送信のための所要電力を推定すること、
   初期データレートに基づいて、前記第１の逆方向リンクチャネル上でデータの最小組の送信のための第１の電力量を確保すること、
   前記第２の逆方向リンクチャネル上でデータの送信のために第２の電力量を確保すること、
   最近の履歴チャネル状態、および最大の電力レベルから第２の電力量を引いた値に等しい電力レベルに基づいて、前記第１の逆方向リンクチャネル上でデータ送信のための最終データレートを選択することを含む方法。
3. 前記履歴再送信確率は、前記第２の逆方向リンクチャネル上でのデータ送信が再送信されるべき確率及び前記第２の逆方向リンクチャネル上でのデータ送信が行われた対応する回数を含む請求項２の方法。
4. 前記第２の逆方向リンクチャネル上でデータ送信のための所要電力を推定することは、保留データ送信毎に、データ送信が行われた回数を識別し、前記送信の回数に対応する確率を識別し、前記識別された確率に基づいてデータ送信のための所要電力を推定することを含む請求項３の方法。
5. 前記識別された確率に基づいて前記データ送信のための所要電力を推定することは、前記識別された確率に基づいて前記データ送信のための全電力または無電力のいずれかを推定することを含む請求項４の方法。
6. 無線通信リンクを介してデータを通信するように構成されたトランシーバを含み、
   前記トランシーバはデータが確認されるまで、または最大数の再送信が成されるまで二次チャネル上に保留データを再送信するように構成され、前記トランシーバはさらに、
   一次チャネル上でのデータの送信のための電力を割当てし、
   前記一次チャネル上でのデータの送信のためのデータレートを選択し、
   基地局によって特定された最大データレートより大きくない最高サポートデータレートを選択することによって前記一次チャネル上でのデータの送信のための前記データレートを選択し、
   前記二次チャネルに対して電力を割当てるため調整しないで最大電力レベルに基づいてデータレートを選択しかつ前記最大電力レベルから前記二次チャネルに対して割当てられた前記電力を差引いた値に基づいて前記一次チャネル上でのデータの送信のための前記データレートを再計算することによって前記一次チャネル上でのデータの送信のための前記データレートを選択し、
   １以上の回数行われたデータ送信と関連する確率値を決定し、
   複数の保留データ送信の各々毎に、前記データ送信が１以上の先のフレームで行われた回数を決定し、前記データ送信が行われた回数と関連する確率を決定し、前記データ送信が行われた回数と関連する前記確率に基づいて先のフレームにおいて前記データ送信のための電力を割当てるように構成される、装置。
7. 無線通信システムのためのトランシーバを具備し、
   前記トランシーバは第１逆方向リンクチャネル上にデータを送信するためにデータレート選択が連続データ送信フレーム間でかつ自動再送信メカニズムを採用する第２逆方向リンクチャネル上で行われるように構成され、
   前記トランシーバは最近の履歴チャネル状態及び最大電力レベルに基づいて前記第1チャネル上でのデータ送信のための初期データレートを選択するように構成され、
   前記トランシーバは更に履歴再送信確率に基づいて前記第２逆方向リンクチャネル上でのデータ送信のための所要電力を推定するように構成され、
   前記トランシーバは前記初期データレートに基づいて前記第１逆方向リンクチャネル上での最小組のデータの送信のための第１電力量を確保するように構成され、
   前記トランシーバは前記第２逆方向リンクチャネル上でのデータの送信のための第２電力量を確保するように構成され、
   前記トランシーバは最近の履歴チャネル状態及び前記最大電力レベルから前記第２電力量に等しい電力レベルを差引いた値に基づいて前記第１逆方向リンクチャネル上でのデータ送信のための最終データレートを選択するように構成される、装置。
8. 前記履歴再送信確率は前記第２逆方向リンクチャネル上でのデータ送信が再送信されねばならない確率及び前記第２逆方向リンクチャネル上でのデータ送信が行われた対応する回数を含む、請求項７の装置。
9. 前記トランシーバは前記データ送信が行われた回数を識別し、行われた送信の回数に対応する前記確率を識別し、前記識別された確率に基づいて前記データ送信のための所要電力を推定することによって各保留データ送信毎に前記第２逆方向リンクチャネル上でのデータ送信のための所要電力を推定するように構成される、請求項８の装置。
10. 前記トランシーバは前記識別された確率に基づいて、前記データ送信のための全電力又は無電力のいずれかを推定することによって前記識別された確率に基づいて前記データ送信のための所要電力を推定するように構成される、請求項９の装置。

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