JP4648406B2 - 高速アップリンクパケット接続のノイズレベル伝送方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明の分野は移動体通信であり，より特定すれば分散スケジュール決定（ｄｅ−ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を用いるときのリンク適応の改善である。

図１によれば，はん用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）パケットネットワーク構成には主な構成要素として，ユーザ装置（ＵＥ）と，ＵＭＴＳ地上無線接続ネットワーク（ＵＴＲＡＮ）と，コアネットワーク（ＣＮ）と，がある。ＵＥは無線インタフェース（Ｕｕ）を介してＵＴＲＡＮとインタフェースを持ち，一方ＵＴＲＡＮは（有線の）Ｉｕインタフェースを介してコアネットワークとインタフェースを持つ。

図２に，特にＵＴＲＡＮ構成のいくつかの更なる詳細を示す。ＵＴＲＡＮは複数の無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ）を含み，それらはそれぞれ少なくとも１つの無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）を含む。各ＲＮＣは，ＧＳＭにおける基地局に対応するＵＭＴＳの要素である複数のノードＢに接続してもよい。各ノードＢは，図１に示す無線インタフェース（Ｕｕ）を介して複数のＵＥと無線で接続してもよい。１以上のノードＢが別々のＲＮＣに接続しているときでも，特定のＵＥが複数のノードＢと無線で接続してもよい。例えば図２に示すＵＥ１は，ＲＮＳ１のノードＢ２及びＲＮＳ２のノードＢ３と無線で接続してもよい。ここで，ノードＢ２とノードＢ３とは隣接するノードＢである。別のＲＮＳのＲＮＣは，Ｉｕｒインタフェースによって接続してもよい。Ｉｕｒインタフェースは，移動体ＵＥが１つのＲＮＣのノードＢに属するセルからもう１つのＲＮＣのノードＢに属するセルへ移るとき，双方のＲＮＣと接続を保つことができるようにする。ＲＮＣのうち１つが，「サービス提供」ＲＮＣ又は「制御」ＲＮＣ（ＳＲＮＣ又はＣＲＮＣ）として働き，他方が「ドリフト」ＲＮＣ（ＤＲＮＣ）として働く。特定のＳＲＮＣに一連のそのようなドリフトＲＮＣを接続することもできる。これらの複数のノードＢは，それぞれが隣接セルを制御するという意味で隣接ノードＢである。移動体ＵＥは，新たなノードＢとコネクションを再確立しないで隣接セルに移ることができる。なぜならば，ノードＢが同一のＲＮＣに接続しているか，又は，別のＲＮＣに接続しているときは，各ＲＮＣがお互いに接続しているからである。ＵＥがそのような動きをする間，ＵＥがＵＴＲＡＮに対して常に少なくとも１つの無線リンクを維持できるように，時々無線リンクを追加又は放棄する必要がある。これをソフトハンドオーバ（ＳＨＯ）と呼ぶ。

本発明は３ＧＰＰ（第３世代パートナシッププロジェクト）のはん用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線接続（ＵＴＲＡ）に関連し，より特定すれば広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）高速アップリンクパケット接続（ＨＳＵＰＡ）に関連する。ＨＳＵＰＡは，周波数分割デュプレクス（ＦＤＤ）モードで用いる強化アップリンク構成である。この構成は，３ＧＰＰにおいて規定されつつあり，３ＧＰＰ第６リリースを目標としている。

現在の構成ではパケットスケジューラがＲＮＣにあり，そのため，ＲＮＣとＵＥとの間の無線資源制御（ＲＲＣ）層通知インタフェースの帯域制限によって，瞬時トラヒックに適応する能力に限界がある。したがって変動性を持たせるためには，次のスケジュール期間における非活性ユーザの影響を考慮に入れなければならず，パケットスケジューラはアップリンク電力を割り当てることに保守的でなければならない。この解決方法は，高い割当てデータレート及び長い解放タイマ値に対しては帯域的に非効率であることが分かる。

ＨＳＵＰＡの導入によって，いくつかのパケットスケジューラ機能はＲＮＣからノードＢへ移動させられる。分散化によって，より素早く過負荷に反応できる可能性が生じ，例えばビットレートをより速く修正することによって，より高いセル能力が得られ，より積極的なスケジュール決定が可能になる。ＨＳＵＰＡ及び高速ノードＢ制御スケジュール決定は，ソフトハンドオーバにおいても提供される。

３ＧＰＰ技術報告TR25.896 v6.0.0，"Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)"，2004年3月，の７．１章によれば，「ノードＢスケジュール決定」という用語は，ノードＢが，ＲＮＣの設定した限度内でトランスポート形式組合せ（ＴＦＣ）の組を制御し，そこからＵＥが適当なＴＦＣを選択することをいう。ＨＳＵＰＡにおいては，ノードＢスケジュール決定配下のトランスポートチャネル（Ｅ−ＤＣＨ）のトランスポート形式組合せ（Ｅ−ＴＦＣ）はノードＢが制御し，ノードＢはＵＥに，その特定のＵＥに利用が許可された最大のアップリンク資源を許可することができる。Ｅ−ＴＦＣ（Ｅ−ＤＣＨトランスポート形式組合せ）は，適用可能最大数のＨ−ＡＲＱ再送信を伴うＥ−ＤＣＨに対する現在有効なトランスポート形式と，適用される送信電力オフセットとの組合せである。（関連する定義及び詳細な説明については，3GPP TS25.309を参照されたい。）第５リリースにおいては，アップリンクスケジュール決定及びレート制御はＲＮＣにある。更に技術報告TR25.896によれば，ノードＢにこの能力を与えることによって，アップリンク干渉をよりしっかりと制御することが可能になり，それによって通信容量の増加及びカバー範囲の改善が可能になる。TR25.896は，スケジュール決定に対して次の２つの基礎的な方法を述べている。（１）すべてのアップリンク送信が並行して行われるが，ノードＢにおける所望のノイズ増加限界を超えないように十分低いレートで行われるレートスケジュール決定。（２）理論的には送信トラヒックを有する一部のＵＥだけが特定の時間に送信を許可され，やはりノードＢにおける所望の合計ノイズ増加限界を超えないようにする時間スケジュール決定。規定されるＨＳＵＰＡ構成では，双方のスケジュール決定方法が可能になることが期待されている。

本発明は，上述の3GPP TR25.896，"Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD"，及び３ＧＰＰ仕様書，TS25.309，"FDD Enhanced Uplink - Overall description - Stage 2"，v6.1.0，2004年12月，に記載の３ＧＰＰ第６リリースパケットデータトラヒックのためのＨＳＵＰＡ強化アップリンクＤＣＨ（以降ＥＤＣＨと呼ぶ）に関する。前に示唆したように，現在ＨＳＵＰＡ強化は，いくつかのパケットスケジュール決定機能をノードＢに分散させるように検討されている。この方法は，バースト状の非実時間トラヒックを，無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）において第３層を用いて行うより速くスケジュール決定できる。この思想は，より速いリンク適応によって，アップリンク電力資源をパケットデータユーザ間でより効率的に共有できるというものである。１人のユーザからパケットを送信し終わると，スケジュールされた資源が直ちにもう１人のユーザに利用可能になる。これによって，バースト状の高データレートアプリケーションを動作させているユーザに高データレートが割り当てられているとき，ノイズ増加の変動がピークを持つことを避けることができる。

ＥＤＣＨに関して多くのパケットスケジューラ機能がノードＢに移された結果，ノードＢスケジューラがアップリンク資源割当てを行うことになる。しかし，ＲＮＣがノードＢに対してある目標ノイズ増加を設定できることが望ましい。したがって，ＤＣＨ及びＥＤＣＨによって生じる合計ノイズ増加レベルが目標レベル以下に留まるように，ノードＢがスケジュール決定を行う。目標ノイズ増加レベルは，熱及び背景ノイズ（Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}）に比例して設定される。したがってＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}を，ノードＢスケジュール決定において用いられる参照値とする。Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}は，ノードＢにおいて直接測定することもできるし，ノードＢアプリケーション部（ＮＢＡＰ）通知を介してＲＮＣが設定することもできる。測定値に関する背景情報は，3GPP TS25.433，v6.4.0，"UTRAN Iub Interface NBAP Signalling"，9.2.1.12章，2004年12月，から得ることができる。関連する種々の定義は，3GPP TS25.125，v5.4.0，"Physical Layer - Measurements (FDD)"，2003年6月，から得ることができる。

全体のスケジュール決定戦略に応じて，ノードＢにおいて直接Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}を測定するとよい場合と，ＲＮＣにその値を設定させるとよい場合がある。したがってＨＳＵＰＡの通信フローを，ノードＢが熱及び背景ノイズレベル（Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}）を測定，設定できるようにし，同時にまたＲＮＣが同じ値を上書きしてノードＢスケジュール決定に用いることができるように設計することが課題である。

本発明は，ノードＢスケジュール決定が，ノードＢにおいて測定したＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}，又はＲＮＣが通知したＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}のいずれかを用いることができるようにする。ＲＮＣがノードＢにＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}を通知すると，ノードＢが測定した量をノードＢスケジュール決定において上書きすることになる。

ノードＢが熱及び背景ノイズを測定できることは既知である。また，ＲＮＣが値を設定できることも既知であるが，ノードＢが測定し，ＲＮＣがその測定値をほかの値で上書きできることは，一般に，また特にＨＳＵＰＡについて新規である。

本発明は，先行技術に対して多くの利点を有する。その利点は，ノードＢスケジュール決定において参照値として用いる熱及び背景ノイズレベルをノードＢにおいて測定できるか，又はＲＮＣが通知できるようにネットワークを設定できる柔軟性である。更なる利点は複数ベンダシナリオである。すなわち，ノードＢスケジュール決定において，ノードＢの測定能力にかかわらず，既知の参照値を常に用いることができることを保証する手段がＲＮＣに与えられる。

本願明細書ではＨＳＵＰＡ改善に関して開示するが，核となる思想は無線インタフェースにおけるほかの状況にも適用可能であり，ＨＳＵＰＡに限定されることなく，アップリンク方向に限定されることもないことを認識されたい。

本技術に関する当業者であれば，上にまとめた方法を，例えば次のようにまとめることもできることを理解するであろう。ノードＢにおいて，受信合計広帯域電力値を測定する。次にノードＢが受信合計広帯域電力値を，共通測定値情報要素を用いてノードＢから無線ネットワークコントローラへ通知する。次にノードＢスケジューラは，通知に対してノードＢが無線ネットワークコントローラからノイズ値を受信しなかったときは，スケジュール決定を行うために受信合計広帯域電力値を用い，受信したときはノードＢが前述のスケジュール決定においてノイズ値を用いる。また当業者であれば，本願に記載の種々の測定値は，推定値を含んでもよいことを理解するであろう。

本発明の実施例を図３に示す。その図によれば，本発明はノードＢにおいて次のステップを実行することを提案している。ステップ３０２において測定が開始されたことを判定した後，ステップ３０４に示すとおりノードＢは熱及び背景ノイズを測定する。ノードＢは，ＲＮＣの指示によって，又はある内部基準を用いて，上記を実行する。

ステップ３０６において決定したとおり，ノードＢは，要求されたとき又は周期的に，この値をＲＮＣに送信してもよい。測定値を送信するように判定したときは，図示のとおりステップ３０８において送信する。この測定値は，例えば共通測定値（ＣＭＶ）情報要素によって通知された受信合計広帯域電力（ＲＴＷＰ）であってよい。

ＲＮＣはノードＢに対して，測定値の代わりに熱及び背景ノイズレベルをノードＢスケジュール決定の参照値として提供してもよい。ノードＢは，ステップ３１０に図示のとおりそのような値が送信されたかどうか検査することができる。

この新しい値を搬送する通知メッセージをＲＮＣから受信すると，ステップ３１２に図示のとおりノードＢはノードＢスケジュール決定において測定値を新しい値で上書きする。

ノードＢスケジュール決定の参照値として用いられる熱及び背景ノイズレベルは，ステップ３１４に示すように，測定値又はＲＮＣが通知したものである。

図４は，本発明による無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）において実行されるステップを示す簡単なフローチャートである。ステップ４０２において，測定したＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}値がノードＢから受信されたかどうかを判定する。受信されているときはステップ４０４を実行して，ノードＢが測定値を用いるのが望ましいか，又はＲＮＣがノードＢに供給した値を用いるのが望ましいかを判定する。判定後，ステップ４０６においてＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}値と異なる値を送信するか否かを決定する。ステップ４０６においてはまた，ノードＢから受信した測定値がないかどうかも判定する。Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}を送信するときは，図示のとおりステップ４０８において行う。Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}を送信したかどうかにかかわらず，ステップ４１０において復帰する。

図５に本発明によるシステムを示す。スケジューラ５００がノードＢ５０２内にあって，ＲＮＣ５０４の設定した限度内でトランスポート形式組合せ（ＴＦＣ）の組を制御し，その組の中からＵＥ５０６が適当なＴＦＣを選択する。ノードＢは，アンテナ５１０と，受信器５１２と，Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}を測定するデバイス５１４を介した無線インタフェース（Ｕｕ）の熱及び背景ノイズ（Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}）を測定する。本発明によれば，Ｐ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}の測定値はメモリに記憶され，線５１８上の信号として送信器を介してＲＮＣ５０４の受信器５２２へ送信することができる。ＲＮＣには，測定値と異なるＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}値を送信するかどうかを判定するデバイス５２４が提供される。ＲＮＣ５０４が採用する戦略に応じて，線５２６上の信号を送信器５２８に与えてもよく，送信器はＲＮＣが設定したＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}値をノードＢ５０２の受信器５３０に与える。ノードＢは，メモリ５１６に記憶した測定値を上書きするために，ＲＮＣから受信したＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}値を用いるデバイス５３２を含んでもよい。このようにしてスケジューラ５００は，デバイス５１４が測定した測定値，又はＲＮＣが供給したＰ_{ｒｘ＿ｎｏｉｓｅ}値を，ＲＮＣが採用する戦略に応じて用いることになる。

本発明を最良の実施例に関して示し，説明したが，本発明の目的を達成するために種々のほかのデバイス及び方法を提供できることは当業者には明白であり，それらは依然として本願請求項の範囲内に入るものである。本願のすべての図面及び付属の最良の実施例に関する記述は，考慮下の発明を完全に厳密に扱うものではないことを理解されたい。当業者であれば，本願の各ステップ及び信号は一般的な因果関係を表すものであって，種々の中間対話を排除するものではなく，更に本願に記載された種々のステップ及び構造は，ここでは更に詳細な説明を必要としない種々の異なるハードウェアとソフトウェアとの組合せを用いて，種々の異なるシーケンス及び構成によって実現できることを理解するであろう。

はん用移動体通信システム（ＵＭＴＳ）のパケットネットワーク構成を示す図である。 ＵＭＴＳの全体構成を更に詳細に示す図である。 ノードＢにおける本発明を実行するステップを示す簡単なフローチャートである。 無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）における本発明を実行するステップを示す簡単なフローチャートである。 本発明によるシステムを示す図である。

Claims (13)

1. ノードＢにおいて，ユーザ装置と前記ノードＢとの間の無線インタフェース上のノイズの測定値を測定する測定ステップと，
   前記ノイズの測定値を，測定報告信号として前記ノードＢから無線ネットワークコントローラへ送信する送信ステップと，
   前記送信ステップに応答して，前記ノードＢが前記無線ネットワークコントローラからノイズ値を受信しなかったときは，前記ノードＢは前記ノイズの測定値をスケジュール決定に用い，受信したときは，前記ノードＢは前記スケジュール決定に前記の受信したノイズ値を用いるステップと，
   を有する方法。
2. 前記ノイズの測定値を，受信合計広帯域電力値を取得するために用い，
   前記報告信号は，共通測定値情報要素を用いる請求項１に記載の方法。
3. 前記測定報告を，前記無線ネットワークコントローラが行うスケジュール，受付制御，資源割当て，又は輻輳制御の決定に用いる請求項１に記載の方法。
4. ユーザ装置とネットワーク要素との間の無線インタフェース上のノイズの測定値を測定する手段と，
   前記ノイズの測定値を測定報告信号として，前記ネットワーク要素から無線ネットワークコントローラに送信する手段と，
   前記無線ネットワークコントローラが前記ネットワーク要素に送信したノイズ値を，前記ネットワーク要素が受信しなかったときは，前記ノイズの測定値を前記ネットワーク要素が行うスケジュール決定に用い，受信したときは，前記ネットワーク要素は前記ネットワーク要素が行う前記スケジュール決定に，前記ノイズの測定値の代わりに前記の受信したノイズ値を利用する手段と，
   を備えるネットワーク要素。
5. 前記ネットワーク要素をノードＢに置き，
   前記ノイズの測定値を，受信合計広帯域電力値を取得するために用い，
   前記報告信号は，共通測定値情報要素を用いる請求項４に記載のネットワーク要素。
6. ノードＢ及び無線ネットワークコントローラを備えたシステムであって，
   前記ノードＢは，
   ユーザ装置と前記ノードＢとの間の無線インタフェース上のノイズの測定値を測定する手段と，
   前記ノイズの測定値を測定報告信号として前記無線ネットワークコントローラへ送信する手段と，
   設定ノイズ値を示す設定ノイズ値信号を受信しなかったときは，前記ノイズの測定値をスケジュール決定に用い，受信したときは，前記スケジュール決定に，前記ノイズの前記測定値の代わりに前記設定ノイズ値を利用する手段と，
   を備え，
   前記無線ネットワークコントローラは，
   前記設定ノイズ値を示す前記設定ノイズ値信号を，前記ノードＢに提供する手段
   を備えるシステム。
7. 測定報告に応答して，前記ノードＢがスケジュール決定に用いるためにノードＢが測定したノイズ測定値を示す測定値信号を，前記ノードＢとユーザ装置との間の無線インタフェースを介して受信する受信器と，
   設定ノイズ値を示す設定ノイズ値信号を提供するデバイスと，
   前記ノードＢが前記設定ノイズ値信号を前記スケジュール決定に用いるために，前記設定ノイズ値信号に応答して，前記ノードＢに前記測定値信号の代わりに前記設定ノイズ値信号を送信する送信器と，
   を備えるコントローラ。
8. ユーザ装置であって，
   前記ユーザ装置とノードＢとの間に確立された無線リンクを介する前記ノードＢからの指示された送信特性を示すスケジュール信号に反応して，受信スケジュール信号を提供する受信器と，
   前記受信スケジュール信号に反応して，前記送信特性によって前記ノードＢへ前記無線リンクを介して情報信号を送信するために，該情報信号を送信器に提供する信号プロセッサと，
   を備えるユーザ装置において，前記ノードＢが前記無線ネットワークコントローラからノイズ値を受信しなかったときは，前記スケジュール信号は前記ノードＢが測定したノイズ測定値に少なくとも基づき，受信したときは，前記スケジュール信号は前記ノイズ値に少なくとも基づくユーザ装置。
9. 計算機に請求項２に記載の各ステップを実行させる実行可能コードを有する計算機プログラム。
10. ノードＢにおいて，ユーザ装置と該ノードＢとの間の無線インタフェースの熱及び背景ノイズの測定値を測定するステップと，
    無線ネットワークコントローラが自身の中央集中戦略によって設定したノイズ値を前記ノードＢが受信したときは，前記熱及び背景ノイズの測定値を前記ノイズ値で上書きして，前記ノードＢが前記ノイズ値を分散スケジュール決定に用いることができるようにし，前記ノードＢが前記ノイズ値を受信しなかったときは，前記ノードＢが前記熱及び背景ノイズの測定値を分散スケジュール決定に用いるステップと，
    を有するはん用移動体通信システムの高速アップリンクパケット接続方法。
11. 前記測定報告を，前記無線ネットワークコントローラが行うスケジュール，受付制御，又は輻輳制御の決定に用いる請求項５に記載のネットワーク要素。
12. ノードＢにおいて受信合計広帯域電力値を測定するステップと，
    共通測定値情報要素を用いて前記受信合計広帯域電力値を前記ノードＢから無線ネットワークコントローラへ通知するステップと，
    前記通知に対して，前記ノードＢが前記無線ネットワークコントローラからノイズ値を受信しなかったときは，ノードＢスケジューラが前記受信合計広帯域電力値をスケジュール決定に用い，受信したときは，前記ノードＢが前記ノイズ値を前記スケジュール決定に用いるステップと，
    を計算機に実行させる実行可能コードを有する計算機プログラム。
13. ノードＢにおいて受信合計広帯域電力値を測定又は推定するステップと，
    共通測定値情報要素を用いて前記受信合計広帯域電力値を前記ノードＢから無線ネットワークコントローラへ通知するステップと，
    前記通知に対して，前記ノードＢが前記無線ネットワークコントローラからノイズ値を受信しなかったときは，ノードＢスケジューラが前記受信合計広帯域電力値をスケジュール決定に用い，受信したときは，前記ノードＢが前記ノイズ値を前記スケジュール決定に用いるステップと，
    を実行するチップハードウェア。

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