JP4638352B2 - データ伝送システムにおいてセル内の干渉をできるだけ小さくする方法 - Google Patents

データ伝送システムにおいてセル内の干渉をできるだけ小さくする方法 Download PDF

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Description

本発明は、データ伝送システムにおいてセル内及びセル間の干渉のうち少なくとも一方をできるだけ小さくするシステム及び方法に関する。データ伝送システムはスケジューラを含み、スケジューラは、第１の基地局と通信することによって少なくとも第１のセルを管理する。第１の基地局は、第１のセルにおいて所定の方向をカバーする１以上のセル・セグメントにおいて有効な第１のアンテナシステムにより、第１のセルに存在する多数のユーザ装置と通信する。
略語の説明：
３ＧＰＰ 第３世代パートナーシッププロジェクト(3rd Generation Partnership Project)
ＨＳＤＰＡ 高速下り回線パケットアクセス(High Speed Downlink Packet Access)
ＨＳ−ＴＴＩ 高速送信時間間隔(High Speed transport time interval)
ＨＳ−ＤＡＴＡ 高速データ(High Speed data)
ＵＥ ユーザ装置(User Equipment)
ＲＮＣ 無線ネットワーク制御装置(Radio Network Controller)
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）の仕様書は、第３世代の移動電話システムのための標準規格である。第３世代の移動電話システムは、異なるユーザ毎に異なるユーザデータレートを使用する。あるユーザのために使用される送信電力は、あるセルにおける干渉レベル、ユーザデータレート、チャネル品質、及び、そのセルにおけるデータ伝送に要求される品質によって決定される。
ＨＳＤＰＡは、３ＧＰＰ標準規格の一部であるデータ伝送システムであり、主に、ベストエフォート型の下り回線伝送パケットサービスのために使用され、それゆえ、伝送遅延は致命的ではない。
（ノードＢという別名でも知られている）基地局がセルを運用することは以前から知られており、ノードＢにおけるスケジューリングアルゴリズムがどのユーザ装置（ＵＥ）のデータが送信されるかを決定することも以前から知られている。ＵＥは、歩行中又は車に乗っている人に操作される、いかなる移動体装置又は固定された装置であってもよい。スケジューラによる決定は、すべてのタイムスロット（すなわち、すべての送信時間間隔（ＴＴＩ））で行われる。多数のセルを有するシステムにおいて、各々のセルのために１つの基地局があり、それゆえ、１つのスケジューラがある。
スケジューラは、例えばデータ待ち時間やチャネル品質などの、いくつかのパラメータに基づき得る。ノードＢは、１つのＴＴＩの間に、いくつかのＵＥへ並行してデータを送信することができる。
従来の方法の問題は、特定のＵＥに対して、ＨＳＤＰＡチャネルの干渉があることである。干渉は主に、熱雑音、他のセルから送信される電力、セルにおいて送信される専用チャネルの電力、セルにおけるＨＳＤＰＡ以外の共通チャネルのための電力、及び、セルにおいて他の（複数の）ＵＥへ送信されるＨＳＤＰＡの電力により構成される。
データのスループットをできるだけ大きくするために、ＵＥにおいて発生する干渉をできるだけ小さくすることが望ましい。ビーム形成機能（すなわち、アダプティブアンテナシステム）を導入することによって干渉をできるだけ小さくすることは、以前から知られている。アダプティブアンテナシステムは、１つ又はいくつかのセル・セグメントのみをカバーするビーム形成機能を使用するため、アダプティブアンテナシステムにおいてはセル・セグメントは間隔を空けて離される。これにより、他のセルからの干渉と併せて、自身のセルからの干渉を減少させることになる。なぜなら、アンテナは、１つ又はいくつかの決定された方向に対して機能し、それゆえ、無指向性の方法で送信しないからである。第１のセル・セグメントに存在するＵＥは、第２のセル・セグメントにおける伝送によって影響を受けない。さらに、ビーム形成の方向の外に位置する隣接したセルは、伝送によって影響を受けない。
しかしながら、同一のセル・セグメントに多数のＵＥが存在する場合、種々のＵＥへ送信される電力は依然として干渉し得る。例えば、ユーザ装置ＵＥ１とユーザ装置ＵＥ２とが同一のセル・セグメントにあり、ノードＢが両方のＵＥへデータを送信する場合、両方のＵＥは相互に干渉し得る。
ＨＳＤＰＡチャネルを除くすべてのチャネルのために、ＲＮＣは、いつデータを送信するかを決定する。このことは、複数のＵＥが同一の方向（すなわち、同一のセル・セグメント）に存在する場合、ノードＢにおいて干渉は避けられないということを意味する。
それゆえ、例えばＨＳＤＰＡなどのデータ伝送システムを使用する際にセル内の干渉ができるだけ小さくされるように、多数のユーザ装置を有するセルにおいてより良く情報を送信するという要求が依然として存在する。
本発明の目的は、上述の問題を改善することである。
上述の問題は、第１のセルにおいて所定の方向をカバーする１以上のセル・セグメントにおいて有効な第１のアンテナシステムを介して、第１のセルに存在する多数のユーザ装置と通信する第１の基地局と通信することにより、少なくとも第１のセルを管理するスケジューラを備える、データ伝送システムのために、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方をできるだけ小さくするシステム及び方法によって解決される。
その方法は、
第１の基地局が、第１のアンテナシステムを用いて第１のセルに存在するユーザ装置から情報を受信するステップと、
第１の基地局が、情報をスケジューラへ伝達するステップと、
スケジューラが、第１のセルに存在する各々のユーザ装置を識別するステップと、
スケジューラが、各々のユーザ装置がどのセル・セグメントに位置するかを識別するステップと、
スケジューラが、第１のタイムスロットを、第１のセルの第１のセル・セグメントに存在する少なくとも１つのユーザ装置に割り当てるステップと、
スケジューラが、第１のタイムスロットを、第１のセルの第２のセル・セグメントに存在する少なくとも１つのユーザ装置にも割り当てるステップと、
第１のアンテナシステムが、第１の基地局から、第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へ、並行して情報を送信するステップと、
を備える。
本発明の利点は、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方ができるだけ小さくされ、基地局ＢＳがユーザ装置ＵＥへデータを送信する場合（いわゆるダウンリンク）又はＵＥがＢＳへデータを送信する場合（いわゆるアップリンク）に、比較的少ない電力しか必要とされなくなることである。さらなる利点は、本発明によりネットワークにおける干渉もより小さくなり、その結果、ネットワークにおけるデータ全体のスループットが上昇し得ることである。ここで、セル間(intercell)の干渉は、多数のセル間の干渉を意味し、セル内(intracell)の干渉は、セル内部での干渉を意味する。
ダウンリンクの場合、基地局から第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へアンテナシステムによって送信される情報は、ＵＥが受信して使用することを意図された情報を示す。それは例えば、メッセージや、ＢＳによって続いて発信される情報をＵＥがリッスンするように通知する制御信号である。
アップリンクの場合、基地局から第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へアンテナシステムによって送信される情報は、ＵＥが情報をＢＳへ送信することを指示又は許可する情報を意味する。例えば、ＵＥへ送信される情報は、送信のための許可フラグの形式であってもよいし、他のいかなる適切な制御信号であってもよい。そして、どのＵＥへの送信が許可されたかを参照して、ＢＳはダウンリンクの信号を送る。このようにして、ＢＳは、アップリンクの干渉をできるだけ小さくする。そのような処理の利点は、前述のように、アダプティブアンテナのソリューションを使用する基地局において主に見られるものである。
本発明は、好ましくは、従来から知られているＨＳＤＰＡなどのデータ伝送において使用されるが、ユーザ装置と基地局との間でデータ（好ましくはデータパケット）が通信される他のシステムにおいて使用されてもよい。しかしながら、本発明をさらに説明するために、ＨＳＤＰＡのシステムに言及する。
ＨＳＤＰＡは、ノードＢ（基地局ＢＳ）が、送信されるデータの量と、いつ送信されるかと、そして併せて、使用される送信電力とを決定するサービスである。
すべてのタイムスロットごとに、新しいＨＳＤＰＡの送信がなされる。これは、２ミリ秒の高速送信時間間隔（ＨＳ−ＴＴＩ）に相当する。本発明は（複数の）タイムスロットに関し、ＨＳＤＰＡシステムにおいては、タイムスロットは送信時間間隔（ＴＴＩ）を意味する。本発明は、２ミリ秒のタイムスロットに限定されるものではなく、他の時間間隔を使用してもよい。
本発明によれば、好ましくは、各々のユーザ装置がセルのどこに位置するかに関する位置情報を使用することによりスケジューラによって決定される、セル内の干渉に基づいて、スケジューラは、セルをセル・セグメントに分割する。好ましくは、本発明に従うスケジューラは、例えば送信レートなどに関する最適な条件と、セル間の干渉及びセル内の干渉ができるだけ小さくなることとのうち、少なくとも一方に基づいて、セルをセル・セグメントに分割する。
各々のユーザ装置がセル内のどこに（すなわち、どのセル・セグメントに）位置するかに関する位置情報を使用することにより、２つのＵＥへの送信が行われる場合に発生し得るセル内の干渉を判定することが可能である。ＨＳＤＰＡのスケジューラは、データがいつＵＥへ送信されるかを決定するため、セル内の干渉をできるだけ小さくすることも可能である。これは、同一のタイムスロット（ＨＳ−ＴＴＩ）においてセル内の干渉を引き起こさないように、異なるセル・セグメントに存在するＵＥへ送信することによって、行われ得る。
本発明によれば、好ましくは、各々のユーザ装置がセルのどこに位置するかに関する位置情報を使用することによりスケジューラによって決定される、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方に基づいて、スケジューラは、タイムスロットをユーザ装置に割り当てる。好ましくは、スケジューラは、例えば送信レートなどに関する最適な条件と、セル間の干渉及びセル内の干渉ができるだけ小さくなることとのうち、少なくとも一方に基づいて、タイムスロットを割り当てる。
セル内の干渉を発生させることを考慮しないスケジューラは、例えば、１つのＨＳ−ＴＴＩの間にＨＳ−ＤＡＴＡを第１のユーザ装置ＵＥ１と第２のユーザ装置ＵＥ２へ送信することができ、次のＨＳ−ＴＴＩの間に第３のユーザ装置ＵＥ３と第４のユーザ装置ＵＥ４へ送信することができる。しかしながら、ＵＥ１とＵＥ２が同一のセル・セグメントに（すなわち、同一の方向に）あり、ＵＥ３とＵＥ４が同一のセル・セグメントに存在する場合、これでは、ＵＥ１へ送信される電力がＵＥ２へ送信される電力に干渉し、逆の場合も同じであるという問題が引き起こされ得る。同じことは、ＵＥ３とＵＥ４に対しても当てはまる。上述の方法は、干渉に関しては、４つのＵＥへデータを送信する最適な方法ではないであろう。
本発明に従う、セル内の干渉が発生することを考慮してデータをいつＵＥへ送信するかを決定できるスケジューラは、以下の送信スキーマを提供する。
すなわち、１つのＨＳ−ＴＴＩの間にＵＥ１とＵＥ３へＨＳ−ＤＡＴＡを送信し、次のＨＳ−ＴＴＩの間にＵＥ２とＵＥ４へ送信する。
それゆえ、本発明の１実施形態によれば、アンテナシステムが各々のセル・セグメントにおいて１つのユーザ装置へのみ情報を送信するように、各々のセル・セグメントにおいて１つのユーザ装置のみが第１のタイムスロットに割り当てられる。
これにより、セル内の干渉ができるだけ小さくされ、それゆえ、データを４つすべてのＵＥへ送信するために、この特徴を備えないスケジューラと比べてより少ない電力しか必要とされないという、利点がもたらされる。
しかしながら、本発明の他の実施形態においては、同一のセル・セグメントに存在する多数のＵＥ（すなわち、複数のＵＥのサブセット）が、他のセル・セグメントに存在する多数のＵＥと同一のタイムスロットに割り当てられる。例えば、少なくとも第１のセル・セグメントにおいて２つのユーザ装置が同一のタイムスロットに割り当てられる。この状況は、セル・セグメントごとに１つのＵＥにしか割り当てない状況ほどは最適でないが、さらに多数のＵＥに割り当てることに比べれば、依然として、セル内の干渉を減少させる。
さらに他の実施形態においては、第２のセルにおいて所定の方向をカバーする１以上のセル・セグメントにおいて有効な、第１のアンテナシステム又は第２のアンテナシステムを介して、第２のセルに存在する多数のユーザ装置と通信する、上述の第１の基地局又は第２の基地局と通信することにより、スケジューラは第２のセルも管理する。
さらに本発明の方法は、
第１の基地局又は第２の基地局が、第１又は第２のアンテナシステムを用いて、第２のセルに存在するユーザ装置から情報を受信するステップと、
第１又は第２の基地局が、情報をスケジューラ（２）へ伝達するステップと、
スケジューラが、第２のセルに存在する各々のユーザ装置を識別するステップと、
スケジューラが、各々のユーザ装置がどのセル・セグメントに位置するかを識別するステップと、
スケジューラが、第１のタイムスロットを、第２のセルの第１のセル・セグメントに存在する少なくとも１つのユーザ装置に割り当てるステップと、
スケジューラが、第１のタイムスロットを、第２のセルの第２のセル・セグメントに存在する少なくとも１つのユーザ装置にも割り当てるステップと、
を備える。
本実施形態には、多数の変形例がある。
１．第２のセルは、第１のセルを管理する基地局と同一の基地局によって管理され、アンテナシステムは、第１のセルにおいて使用されるアンテナシステムと同一である。
２．第２のセルは、第１のセルを管理する基地局と同一の基地局によって管理されるが、第２のアンテナシステムを使用する。
３．第２のセルは、第２の基地局によって管理されるが、アンテナシステムは、第１のセルにおいて使用されるアンテナシステムと同一である。
４．第２のセルは、第２のアンテナを使用する第２の基地局によって管理される。
しかしながら、実施形態（変形例１〜４）においては、（複数の）アンテナシステムは、（複数の）基地局から、第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へ、並行して情報を送信する。ここで、異なるセルと異なるセル・セグメントに、同一のタイムスロットに割り当てられた複数のＵＥが存在し得る。
本発明のこの実施形態によれば、異なるセルにおいて各々のＵＥがどこに位置するかに関する位置情報を使用することによりスケジューラによって決定される、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方に基づいて、スケジューラは、第１のセルと第２のセルの両方をセル・セグメントに分割する。好ましくは、スケジューラは、例えば送信レートなどに関する最適な条件と、セル間の干渉及びセル内の干渉ができるだけ小さくなることとのうち、少なくとも一方に基づいて、セルをセル・セグメントに分割する。
さらに、好ましくは、異なるセルにおいて各々のＵＥがどこに位置するかに関する位置情報を使用することによりスケジューラによって決定される、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方に基づいて、スケジューラは、タイムスロットをユーザ装置に割り当てる。好ましくは、スケジューラは、例えば送信レートなどに関する最適な条件と、セル間の干渉及びセル内の干渉ができるだけ小さくなることとのうち、少なくとも一方に基づいて、タイムスロットを割り当てる。
スケジューラはさらに、多数のパラメータに基づいてタイムスロットを割り当てるための選択を行うことができる。例えば、
・個々のＵＥのチャネルの品質
・あるデータの優先度
・使用可能な効果
・アイドル時間
・送信されるデータの量
などである。
すべてのパラメータが、各々のタイムスロットにどのＵＥ又は複数のＵＥへデータが送信されるかに関して、スケジューラによってなされる選択に影響を与える。
本発明のこの実施形態の利点は、セル内の干渉とセル間の干渉の両方ができるだけ小さくされ、ユーザ装置ＵＥへデータを送信する際に比較的少ない電力しか必要とされずに済むことである。さらなる利点は、これにより、ネットワークにおいても干渉もより小さくなり、その結果、ネットワークにおけるデータ全体のスループットが上昇され得るということである。
本発明の１実施形態によれば、アンテナシステムは、ビーム形成機能を用いて各々のセル・セグメントに送信するアダプティブアンテナを備える。
本発明の１実施形態によれば、ユーザ装置の位置を識別するために、スケジューラは、到来方向（ＤＯＡ）を使用する。この技術は、従来から知られている。
さらに、アンテナシステムが、本発明のシステムにおいて同一のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へ並行して送信するために、本発明は、時間順のタイムスロットの順序を使用する。
１実施形態において、スケジューラは基地局（セルのためのノード）内に設置され、ＨＳＤＰＡ送信の場合、いつデータをＵＥへ送信するかを決定する。そして、セル内の干渉をできるだけ小さくするために、スケジューラはＵＥを選択することができる。上述したように、異なるセルのためのスケジューラが（例えば電力の設定とＵＥの位置とを交換して）協力する場合、セル間の干渉もできるだけ小さくされ得る。１つのスケジューラがいくつかのセルを扱う場合も、このことは見られ得る。
他の実施形態においては、スケジューラは、基地局とは別の位置に配置される。そして、セル内の干渉とセル間の干渉とをできるだけ小さくするために、スケジューラは、１以上の基地局と通信する。スケジューラはまた、１つの基地局内に配置され、多数の基地局と通信してもよい。
以下、本発明に従うデータ伝送システムがどのように構成されるかに関する一例として、ＨＳＤＰＡをさらに説明する。
高速下り回線パケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）は、ＷＣＤＭＡのダウンリンクにおいて５ＭＨｚ超の帯域で最大８〜１０Ｍｂｐｓのデータ伝送を行う、ＷＣＤＭＡのダウンリンクにおけるパケットベースのデータサービスである。ＨＳＤＰＡの実装は、適応変調符号化（ＡＭＣ）、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）、高速セルサーチ、及び、アドバンストレシーバデザインを含む。
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）において、標準規格がＨＳＤＰＡを含むように開発されてきた。３Ｇシステムは、電話、ページング、メッセージングインターネット、及び、ブロードバンドデータを含む広範囲のサービスを有する、グローバルな移動性を提供することを意図されている。ＨＳＤＰＡが一部に含まれるすべての３Ｇ標準規格は、継続的に開発されている途中である。そのような開発の一例は、ＨＳＤＰＡ又はアップリンクを使用することである。
ＵＭＴＳは、（会話やＳＭＳのような）遠隔サービスと、アクセスポイント間の情報転送を可能にするベアラサービスとを提供する。セッション又はコネクションを確立する際と、セッション又はコネクションが継続している間とに、ベアラサービスの特性を交換（ネゴシエーション）し、再交換することが可能である。
ＵＭＴＳのネットワークは、３つの相互に作用するドメインから構成される。すなわち、コアネットワーク（ＣＮ）、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）、及び、ユーザ装置（ＵＥ）である。コアネットワークの主な機能は、スイッチング、ルーティング、及び、ユーザトラフィックの転送である。コアネットワークはまた、データベース及びネットワーク管理機能も備える。
ＵＴＲＡＮは、ユーザ装置のためにエアインタフェースにアクセスする方法を提供する。基地局は、ノードＢと呼ばれ、ノードＢのための制御装置は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）と呼ばれる。
コアネットワークは、回路交換式のドメインと、パケット交換式のドメインとに分割される。
コアネットワークのアーキテクチャは、新しいサービス及び特徴が導入されると、変化し得る。
広帯域ＣＤＭＡの技術は、ＵＴＲＡＮのエアインタフェースのために選択された。ＵＭＴＳ ＷＣＤＭＡは、ユーザデータがＷＣＤＭＡ拡散符号から取得された擬似乱数ビット列で乗算される、直接拡散方式のＣＤＭＡシステムである。ＵＭＴＳにおいては、チャネライゼーションに加えて、同期化とスクランブリングのために符号が使用される。ＷＣＤＭＡは、２つの基本動作モードを持つ。すなわち、周波数分割多重（ＦＤＤ）と時分割多重（ＴＤＤ）である。
ノードＢ（基地局）の機能は、
・エアインタフェースによる送信／受信
・変調／復調
・ＣＤＭＡ物理チャネル符号化
・マイクロダイバーシチ
・エラー処理
・閉ループ電力制御
・ＨＳＤＰＡデータのスケジューリング
である。
ＲＮＣの機能は、
・無線リソース制御
・アドミッション制御
・チャネル割り当て
・電力制御設定
・ハンドオーバー制御
・マイクロダイバーシチ
・暗号化
・セグメンテーション／リアセンブリ
・同報シグナリング
・開ループ電力制御
である。
ＵＭＴＳ標準規格は、いかなる方法でもユーザ装置の機能を制限しない。端末は、ノードＢに対応するエアインタフェースとして機能する。
本発明は、多数の図面を参照して以下に説明される。
図１は、本発明に従うシステムを概略的に示す図であり、第１のセル１が基地局ＢＳによって管理されている。第１のセル１は、４つのユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、及び、ＵＥ４を有する。基地局ＢＳは、１以上のセル・セグメントＣＳをカバーする、より好ましい方向へ信号を送信するように適合されたアダプティブアンテナ（図２においてＴｘと示される）を備える。図１では、アンテナＴｘ（図２参照）は、第１のセル１において情報を２つのセル・セグメントＣＳ１及びＣＳ２へ送信する。セル・セグメントＣＳ１には、ユーザ装置ＵＥ１及びＵＥ２が存在し、セル・セグメントＣＳ２には、ユーザ装置ＵＥ３及びＵＥ４が存在する。
図１では、第２のセル６も基地局ＢＳによって管理されている。第２のセル６は、４つのユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、及び、ＵＥ４を有する。アダプティブアンテナ（図２においてＴｘと示される）は、第２のセルにおいても１以上のセル・セグメントＣＳ１，ＣＳ２をカバーする、より好ましい方向へ信号を送信するように適合される。図１では、アンテナＴｘは、第２のセル６において情報を２つのセル・セグメントＣＳ１及びＣＳ２へ送信する。セル・セグメントＣＳ１には、ユーザ装置ＵＥ１及びＵＥ２が存在し、セル・セグメントＣＳ２には、ユーザ装置ＵＥ３及びＵＥ４が存在する。
図２は、ユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、及び、ＵＥ４から基地局ＢＳへのセル内の通信に続いて第１のセル１及び図１に従う基地局ＢＳを管理するように適合されたスケジューラ２における、内部の処理に関するブロック図を概略的に示す。図２において、ユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、及び、ＵＥ４は、信号を受信する受信アンテナＲｘへデータパケットの形式で信号を送信することにより、基地局ＢＳと通信する。アンテナＲｘは、複数のＵＥからの信号を比較手段３へ転送する手段を備える。
スケジューラ２は、到来方向（ＤＯＡ）を決定する、すなわち、ユーザ装置がセル・セグメントＣＳ１，ＣＳ２のどちらに存在するかを決定するように適合された、比較手段３を備える。
ユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、及び、ＵＥ４の位置を決定した後に、スケジューラ２は、第１のセル１内において最小のセル内の干渉で各々のユーザ装置に応答するために、ユーザ装置を体系化する。スケジューラ２はそれゆえ、ユーザ装置ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３、及び、ＵＥ４を、それぞれのセル・セグメントＣＳ１又はＣＳ２へ割り当てる。図２は、ＵＥ１及びＵＥ２がＣＳ１に割り当てられ、ＵＥ３とＵＥ４がＣＳ２に割り当てられることを示す。
次に、スケジューラ２は、第１のセルにおける各々のユーザ装置にタイムスロットＴＳを割り当てる。ここでは、ＵＥ１及びＵＥ３が第１のタイムスロットＴＳ１に割り当てられ、ＵＥ２及びＵＥ４が第２のタイムスロットＴＳ２に割り当てられる。
タイムスロットＴＳ１及びＴＳ２をユーザ装置に割り当てた後に、スケジューラ２は、セル１における各々のユーザ装置向けのデータパケット５に情報を供給する手段４を使用する。応答データパケット５は、セルにおける各々のユーザ装置へ固有の識別情報を与えるために、セル・セグメントＣＳ及びタイムスロット番号ＴＳによってインデックスを付けられる。ＵＥは、専用のチャネルＨＳ−ＳＣＣＨを介して、特定のＵＥへ送信されたデータが存在するか否かに関する情報を与えられる。次に、データパケット５は、特定の正しいＣＳにおいてデータ５を送信可能な送信アンテナＴｘへ転送される。
図３は、基地局ＢＳから、第１のセル１において第１のタイムスロットＴＳ１に割り当てられたユーザ装置ＵＥ１及びＵＥ３への、通信手順を概略的に示す図である。図２及び図３に示されるように、ユーザ装置ＵＥ１への応答データパケット５には「ＣＳ１，ＴＳ１」というインデックスが付けられており、ユーザ装置ＵＥ３への応答データパケット５には「ＣＳ２，ＴＳ１」というインデックスが付けられている。２つのデータパケット５における情報が、同一のタイムスロットＴＳ１であるが異なるセル・セグメントＣＳ１及びＣＳ２へ送信されるということを、インデックス付けは示す。このようにして、ＵＥ１とＵＥ３は異なる方向に存在するので、ＵＥ１への信号は、ＵＥ３への信号と干渉しない。
さらに、図４は、基地局ＢＳから、第１のセル１において第２のタイムスロットＴＳ２に割り当てられたユーザ装置ＵＥ２及びＵＥ４への、通信手順を概略的に示す図である。図２及び図４に示されるように、ユーザ装置ＵＥ２への応答データパケット５には「ＣＳ１，ＴＳ２」というインデックスが付けられており、ユーザ装置ＵＥ４への応答データパケット５には「ＣＳ２，ＴＳ２」というインデックスが付けられている。２つのデータパケット５における情報が、同一のタイムスロットＴＳ２であるが異なるセル・セグメントＣＳ１及びＣＳ２へ送信されるということを、インデックス付けは示す。このようにして、ＵＥ２とＵＥ４は異なる方向に存在するので、ＵＥ２への信号は、ＵＥ４への信号と干渉しない。
スケジューラ２はそれゆえ、空間と時間の両方を用いて、第１のセル１に存在する複数のユーザ装置を分離する。ここで、空間とは、異なるセル・セグメントのことであり、時間とは、異なるタイムスロットのことである。
本発明は、上述の例によって限定されるものと考えられてはならず、請求の範囲の範囲内で変化し得る。例えば、セル内の干渉と同様に、セルとセルとの間の干渉（すなわち、セル間の干渉）ができるだけ小さくされるように、スケジューラ２は、上述のスキーマに従って多のセルを管理してもよい。そして、応答データパケットはさらに、応答データパケットが送信されるセルを示すインデックスが付けられる。さらに、スケジューラはＢＳの一部である必要はなく、システムにおいていくつかの又はすべてのＢＳと通信する、独立した部分であってもよい。
図１乃至図４は、スケジューラ２が２つのセル１及び６を管理する場合の状況を明確にするために適切に使用され得る。上述したように、図２は、第１のセル１を管理するスケジューラを示すが、同一のスキーマは第２のセル６のためにも使用され得る。そして、図１において第２のセル６に存在するユーザ装置ＵＥ１乃至ＵＥ４は、基地局ＢＳと通信する。
スケジューラ２は、第２のセルにおいてユーザ装置ＵＥ１乃至ＵＥ４を識別し、ユーザ装置ＵＥ１乃至ＵＥ４がどこに位置するかを識別する。スケジューラは、第１のセル１及び第２のセル６の両方においてユーザ装置を識別し、ユーザ装置がセル・セグメントＣＳ１とセル・セグメントＣＳ２のどちらに存在するかを識別する。そして、スケジューラは、図２に従い、ユーザ装置ＵＥ１及びＵＥ３に第１のタイムスロットＴＳ１を割り当てる。
そして、スケジューラ２は、セル番号（例えば、Ｃ１又はＣ６）と、対応するＣＳ及び割り当てられたＴＳとで、応答データパケットにインデックスを付ける。そして、第２のセル６に存在するユーザ装置ＵＥ１への応答データパケットは、「Ｃ６，ＣＳ１，ＴＳ１」というインデックスが付けられ、ユーザ装置ＵＥ３への応答データパケットは、「Ｃ６，ＣＳ２，ＴＳ１」というインデックスが付けられる。２つのデータパケットにおける情報が、同一のタイムスロットＴＳ１であるが異なるセル・セグメントＣＳ１及びＣＳ２へ送信されるということを、インデックス付けは示す。このようにして、ＵＥ１とＵＥ３は異なる方向に存在するので、ＵＥ１への信号は、ＵＥ３への信号と干渉しない。しかしながら、ＵＥ３は、第１のセル１におけるＣＳ２に位置していたかもしれず、ＵＥ３への応答データパケットは、「Ｃ１，ＣＳ２，ＴＳ１」というインデックスが付けられていたかもしれない。このようにして、ＵＥ１とＵＥ３は異なるセルに存在するので、ＵＥ１への信号は、ＵＥ３への信号と干渉しない。
セルを示すインデックスを付けることは、もちろん、Ｃ１又はＣ６というラベルを付けることに限られず、あらゆる適切な方法でラベルが付けられてよい。例えば、第１のセルが第１の基地局ＢＳ１によって管理されており、第２のセルが第２の基地局ＢＳ２によって管理されている場合、インデックスを付けることは、どの基地局が使用されるかに従ってラベルを付けることによって行われてもよい。従って、例えば、第１のセル１に存在するユーザ装置ＵＥ１への応答データパケットは、「ＢＳ１，ＣＳ１，ＴＳ１」というインデックスが付けられる。
さらに、上述したインデックスを付けることは、限定的なものとして考えられてはならず、応答データパケットにどのようにインデックスが付けられ得るかに関する単なる例に過ぎないものと考えられるべきである。すなわち、ＴＳ、ＢＳ、及び、ＣＳというインデックスは、ここでは明確化のために用いられているに過ぎず、請求の範囲の範囲内において、他のラベル付けも用いられ得る。
さらに、第２のセルは、上述した１つの基地局に代えて、第２の基地局によって管理されてもよい。そして、スケジューラは、両方の基地局を管理し、それゆえ、両方の対応するセルを管理する。そして、本発明に従ってセル内及びセル間の干渉ができるだけ小さくされることが達成されるように、スケジューラは、セルを分割してタイムスロットを割り当てる。
各々が４つのユーザ装置を有する２つのセルが基地局によって管理されている、本発明に従うシステムを概略的に示す図である。 多数のユーザ装置から基地局へのセル内の通信に続く、図１に従う基地局における内部の処理に関する概略ブロック図である。 基地局から、第１のタイムスロットに割り当てられたユーザ装置への、通信手順を概略的に示す図である。 基地局から、第２のタイムスロットに割り当てられたユーザ装置への、通信手順を概略的に示す図である。

Claims (22)

  1. 第１のセル（１）において所定の方向をカバーする１以上のセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）において有効な第１のアンテナシステム（Ｒｘ，Ｔｘ）を介して、前記第１のセルに存在する多数のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）と通信する第１の基地局（ＢＳ）と通信することにより、少なくとも前記第１のセル（１）を管理するスケジューラ（２）を備える、データ伝送システムのために、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方をできるだけ小さくする方法であって、
    前記第１の基地局（ＢＳ）が、前記第１のアンテナシステム（Ｒｘ）を用いて前記第１のセル（１）に存在する前記ユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）から情報を受信するステップと、
    前記第１の基地局（ＢＳ）が、前記情報を前記スケジューラ（２）へ伝達するステップと、
    前記スケジューラ（２）が、前記第１のセル（１）に存在する各々のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）を識別するステップと、
    前記スケジューラ（２）が、各々のユーザ装置がどのセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に位置するかを識別するステップと、
    前記スケジューラ（２）が、第１のタイムスロット（ＴＳ１）を、前記第１のセル（１）の第１のセル・セグメント（ＣＳ１）に存在する少なくとも１つのユーザ装置（ＵＥ１）に割り当てるステップと、
    前記スケジューラ（２）が、前記第１のタイムスロットを、前記第１のセル（１）の第２のセル・セグメント（ＣＳ２）に存在する少なくとも１つのユーザ装置（ＵＥ３）にも割り当てるステップと、
    前記第１のアンテナシステム（Ｔｘ）が、前記第１の基地局（ＢＳ）から、前記第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置（ＵＥ１，ＵＥ３）へ、並行して情報を送信するステップと、
    を備え、
    各々のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）が前記セル（１，６）のどこに位置するかに関する位置情報を使用することにより前記スケジューラによって決定される、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方に基づいて、前記スケジューラ（２）は、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方をできるだけ小さくするように前記セル（１，６）を前記セル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に分割することを特徴とする方法。
  2. 第２のセル（６）において所定の方向をカバーする１以上のセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）において有効な、前記第１のアンテナシステム（Ｒｘ，Ｔｘ）又は第２のアンテナシステムを介して、前記第２のセル（６）に存在する多数のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）と通信する、前記第１の基地局（ＢＳ）又は第２の基地局と通信することにより、前記スケジューラ（２）は前記第２のセル（６）も管理し、
    さらに、
    前記第１の基地局（ＢＳ）又は前記第２の基地局が、前記第１のアンテナシステム（Ｒｘ）又は前記第２のアンテナシステムを用いて、前記第２のセルに存在する前記ユーザ装置から情報を受信するステップと、
    前記第１の基地局（ＢＳ）又は前記第２の基地局が、前記情報を前記スケジューラ（２）へ伝達するステップと、
    前記スケジューラ（２）が、前記第２のセル（６）に存在する各々のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）を識別するステップと、
    前記スケジューラが、各々のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）がどのセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に位置するかを識別するステップと、
    前記スケジューラが、前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）を、前記第２のセル（６）の第１のセル・セグメント（ＣＳ１）に存在する少なくとも１つのユーザ装置（ＵＥ１）に割り当てるステップと、
    前記スケジューラが、前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）を、前記第２のセル（６）の第２のセル・セグメント（ＣＳ２）に存在する少なくとも１つのユーザ装置（ＵＥ３）にも割り当てるステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 各々のユーザ装置が前記セル（１，６）のどこに位置するかに関する位置情報を使用することにより前記スケジューラ（２）によって決定される、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方に基づいて、前記スケジューラ（２）は、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方をできるだけ小さくするように前記タイムスロットを前記ユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）に割り当てることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）は、ビーム形成機能を用いて各々のセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に送信するアダプティブアンテナを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）が各々のセル・セグメントにおいて１つのユーザ装置へのみ情報を送信するように、各々のセル・セグメントにおいて１つのユーザ装置のみが前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）に割り当てられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 少なくとも前記第１のセル・セグメントにおいて２つのユーザ装置が同一のタイムスロット（ＴＳ１）に割り当てられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）は、前記基地局から、前記第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へ、並行して情報を送信することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
  8. 前記ユーザ装置の位置を識別するために、前記スケジューラ（２）は、到来方向を使用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）は、タイムスロットの順序に従い、前記データ伝送システムにおいて同一のタイムスロット（ＴＳ１）に割り当てられたすべてのユーザ装置へ並行して送信することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）によって送信される前記情報は、アップリンク又はダウンリンクの送信のために使用されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記データ伝送システムはＨＳＤＰＡを使用することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 前記スケジューラ（２）は、セル間の干渉又はセル内の干渉のうち少なくとも一方をできるだけ小さくするということに基づいて、前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）を割り当てること及び前記セルをセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に分割することのうち少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 第１のセル（１）において所定の方向をカバーする１以上のセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）において有効な第１のアンテナシステム（Ｒｘ，Ｔｘ）を介して、前記第１のセルに存在する多数のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）と通信する第１の基地局（ＢＳ）と通信することにより、少なくとも前記第１のセル（１）を管理するスケジューラ（２）を備える、データ伝送システムのために、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方をできるだけ小さくするシステムであって、
    前記第１の基地局（ＢＳ）は、前記第１のアンテナシステム（Ｒｘ）を用いて前記第１のセル（１）に存在する前記ユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）から情報を受信するように適合され、
    前記第１の基地局（ＢＳ）は、前記情報を前記スケジューラ（２）へ送信するように適合され、
    前記スケジューラ（２）は、前記第１のセル（１）に存在する各々のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）を識別するように適合され、
    前記スケジューラ（２）は、各々のユーザ装置がどのセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に位置するかを識別するように適合され、
    前記スケジューラ（２）は、第１のタイムスロット（ＴＳ１）を、前記第１のセル（１）の第１のセル・セグメント（ＣＳ１）に存在する少なくとも１つのユーザ装置（ＵＥ１）に割り当てるように適合され、
    前記スケジューラ（２）は、前記第１のタイムスロットを、前記第１のセル（１）の第２のセル・セグメント（ＣＳ２）に存在する少なくとも１つのユーザ装置（ＵＥ３）にも割り当てるように適合され、
    前記第１のアンテナシステム（Ｔｘ，Ｒｘ）は、前記第１の基地局（ＢＳ）から、前記第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置（ＵＥ１，ＵＥ３）へ、並行して情報を送信するように適合され、
    各々のユーザ装置が前記セルのどこに位置するかに関する位置情報を使用することにより前記スケジューラ（２）によって決定される、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方に基づいて、前記スケジューラ（２）は、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方をできるだけ小さくするように前記セル（１，６）を前記セル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に分割するように適合される
    ことを特徴とするシステム。
  14. 第２のセル（６）において所定の方向をカバーする１以上のセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）において有効な、前記第１のアンテナシステム（Ｒｘ，Ｔｘ）又は第２のアンテナシステムを介して、前記第２のセル（６）に存在する多数のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）と通信する、前記第１の基地局（ＢＳ）又は第２の基地局と通信することにより、前記スケジューラ（２）は前記第２のセル（６）も管理するように適合され、
    さらに、
    前記第１の基地局（ＢＳ）又は前記第２の基地局は、前記第１のアンテナシステム（Ｒｘ）又は前記第２のアンテナシステムを用いて、前記第２のセル（６）に存在する前記ユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）から情報を受信するように適合され、
    前記第１の基地局（ＢＳ）又は前記第２の基地局は、前記情報を前記スケジューラ（２）へ送信するように適合され、
    前記スケジューラ（２）は、前記第２のセル（６）に存在する各々のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）を識別するように適合され、
    前記スケジューラ（２）は、各々のユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）がどのセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に位置するかを識別するように適合され、
    前記スケジューラ（２）は、前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）を、前記第２のセル（６）の第１のセル・セグメントに存在する少なくとも１つのユーザ装置に割り当てるように適合され、
    前記スケジューラが、前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）を、前記第２のセル（６）の第２のセル・セグメント（ＣＳ２）に存在する少なくとも１つのユーザ装置にも割り当てるように適合される
    ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
  15. 各々のユーザ装置が前記セルのどこに位置するかに関する位置情報を使用することにより前記スケジューラによって決定される、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方に基づいて、前記スケジューラ（２）は、セル内の干渉とセル間の干渉とのうち少なくとも一方をできるだけ小さくするように前記タイムスロットを前記ユーザ装置に割り当てるように適合されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のシステム。
  16. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）は、ビーム形成機能を用いて各々のセル・セグメントに送信するように適合されるアダプティブアンテナを備えることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のシステム。
  17. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）が各々のセル・セグメントにおいて１つのユーザ装置へのみ情報を送信するように、各々のセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）において１つのユーザ装置のみに前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）を割り当てるように適合されることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載のシステム。
  18. 少なくとも前記第１のセル・セグメント（ＣＳ１）において２つのユーザ装置に同一のタイムスロットを割り当てるように適合されることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載のシステム。
  19. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）は、前記基地局（ＢＳ）から、前記第１のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へ、並行して情報を送信するように適合されることを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載のシステム。
  20. 前記ユーザ装置（ＵＥ１〜ＵＥ４）の位置を識別するために、前記スケジューラ（２）は、到来方向を使用するように適合されることを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載のシステム。
  21. 前記アンテナシステム（Ｔｘ）は、タイムスロットの順序に従い、前記データ伝送システムにおいて同一のタイムスロットに割り当てられたすべてのユーザ装置へ並行して送信するように適合されることを特徴とする請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載のシステム。
  22. 前記スケジューラ（２）は、セル間の干渉又はセル内の干渉のうち少なくとも一方をできるだけ小さくするということに基づいて、前記第１のタイムスロット（ＴＳ１）を割り当てること及び前記セル（１，６）をセル・セグメント（ＣＳ１，ＣＳ２）に分割することのうち少なくとも一方を行うように適合されることを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれか１項に記載のシステム。
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