JP4834326B2 - Ｏｆｄｍ移動通信システムのための電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレス通信システムに関し、特に、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）などのマルチキャリア伝送技術を利用するデジタル無線セルラー通信システムにおいて、セル間干渉を最小限にする方法に関する。

多くのサブキャリアを利用する通信システム、たとえばＯＦＤＭ技術を利用するシステムが現在、高速デジタルラジオおよびテレビ信号の伝送、たとえばデジタルオーディオ放送（ＤＡＢ）およびデジタルビデオ放送地上伝送モード（ＤＶＢ−Ｔ）システムに使われている。また、ＯＦＤＭは、現在のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、たとえばＨｉｐｅｒＬＡＮおよびＩＥＥＥ ＷＬＡＮシステムへのワイヤレスアクセス用の広帯域エアインタフェース実現のための、広く受け入れられた標準高ビットレート伝送技術となっている。また、同様に、高速ブロードバンドワイヤレス移動通信システムの標準化のための第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は最近、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）とユーザ装置（ＵＥ）の間の高速データパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）エアインタフェース通信のためにＯＦＤＭ技術の適用を検討している。

ＯＦＤＭはマルチキャリア伝送技術なので、利用可能なスペクトルは、各サブキャリアが比較的低いデータレートのデータによって変調される、多くのサブキャリアに分割される。ＯＦＤＭは、異なるサブキャリアを異なるユーザに割当ることによって、多重アクセスをサポートする。ＯＦＤＭ用のサブキャリアは、直交であり、効率的なスペクトル使用をもたらすように、間隔が狭い。各狭帯域サブキャリアは、４相位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）および直交振幅変調（ＱＡＭ）などの、様々な変調形式を用いて変調される。

高速ブロードバンドワイヤレス移動通信の人気が高まったことにより、帯域幅効率がよい多数のアクセススキームを備えるワイヤレス通信システムが特に興味の対象となっている。ワイヤレスシステムは、共有メディアシステムであり、つまり、システムのユーザ全員の間で共有されなければならない利用可能な帯域幅が固定されるので、無線アクセスシステムは、サービスされ得るユーザ数およびサービスが提供される際のデータレートを最大限にするように、できるだけ効率的であることが望ましい。

一般的な無線アクセスネットワークは、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）によって制御される複数の基地局を備える、いわゆる「セルラー」システムとして実装され、こうした基地局は、基地局のセルサービスエリア内部に位置する複数のユーザ移動端末と通信する。このようなセルラーワイヤレスシステムは、システム容量を制限する特定のセル内および／またはセル間干渉問題を提示し得ることが、当該分野においてよく知られており、セル内干渉とは、同じセル内で通信している他のユーザによって引き起こされる、あるユーザによって経験される干渉であり、セル間干渉とは、あるユーザがいるセル以外のセル内で通信している他のユーザによって引き起こされる、ユーザによって経験される干渉として定義される。

グループスペシャルモバイル（ＧＳＭ）などの従来技術の狭帯域時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムにおいて、隣接する基地局は、利用可能な帯域幅の、オーバーラップしない異なる部分を使用する。しかしながら、それらの間の実質的な干渉を回避するために互いに十分に遠く離れている基地局、すなわち、隣接しない基地局は、利用可能な帯域幅の同じ部分を使うことができる。このような周波数の「再利用」にもかかわらず、各セル内で利用可能な帯域幅は、利用可能なスペクトル全体のごく一部である。その結果、システムの「スペクトル」効率が低くなる。

従来技術の符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムでは、全帯域幅が、各基地局によって使われ、これは、周波数の「再利用」を意味するが、各基地局セル内のダウンリンク通信は、他の少数の隣接高電力基地局から悪影響を受け、これにより、アクセスシステムの容量が制限されることになる。この問題は、伝送基地局および干渉基地局が対象のユーザから等距離にあるセルの境界領域で特に深刻になる。この状況は、２つ以上の基地局が同時にユーザに伝送を行う「ソフトハンドオーバ」によって軽減される。しかし、このソフトハンドオーバ機構は、高速自動再送要求（ＡＲＱ）機構を用いる、最近標準化されたＨＳＤＰＡサービスには利用可能でなく、これは、ＡＲＱは、ただ１つの基地局が関与している場合のみ効率的だからである。

ＯＦＤＭに対しても、ＣＤＭＡの場合のように、５ＭＨｚのチャネル帯域幅における全周波数またはＯＦＤＭサブキャリアが、すべてのセル内で使用されるものの、周波数再利用方式に基づいたネットワーク展開も考える。このような、１つのセルラーネットワークの周波数再利用において、近接基地局は、特にセル到達範囲の端部にいるユーザに対して、強い干渉も生成する。したがって、周辺セルのトラフィック負荷に応じて、基本周波数を「再利用」するＯＦＤＭネットワーク展開の結果、ＣＤＭＡの場合と同様に、セル端部にいるユーザに対して、比較的劣悪なサービス品質、および潜在的に低いデータレートとなり得る。

ＯＦＤＭアクセスシステムにおいてセル全体に渡るデータレートの分散を改善し、全ユーザに対して、特にセル端部にいるユーザに干渉を均一に分散するために、いくつかのセル間干渉緩和技術が提案されている。文書「Ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＯＦＤＭ ＤＬ」、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ１Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃３２、Ｒ１−０３０５２３、Ｍａｒｎｅ Ｌａ Ｖａｌｌｅｅ、Ｆｒａｎｃｅ、２００３年５月１９〜２３日では、伝送に先立って、チャネル帯域幅の一部または全部に渡って、各ＯＦＤＭシンボルで伝送されるサブキャリアを異なってインターリーブするという主要概念のソリューションが提案されている。この変化する周波数インターリービングは、単に各セル（またはセクタ）に、唯一のホッピングシーケンス、すなわち、別個の周波数インターリーバシーケンスを割り当てることによって行われる。したがって、部分的周波数ロードの場合、干渉が緩和される。隣接セルは、セル間干渉を回避するために、異なる周波数グループを使う場合がある。セル間干渉を削減するために提案されている別のソリューションが、文書「Ｒｅｖｉｓｅｄ ｔｅｘｔ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｆｏｒ ＯＦＤＭ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＃３４、Ｒ１−０３０９７０、Ｓｅｏｕｌ、Ｋｏｒｅａ、２００３年１０月６〜１０日に記載されており、このソリューションは、非同期干渉伝送および部分的周波数ロードの場合に大きなダイバーシティゲインおよび小さな相互干渉を同時に達成する特殊な時間周波数マッピングパターンに基づく。
「Ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＯＦＤＭ ＤＬ」、３ＧＰＰ ＴＳＧ−ＲＡＮ１Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃３２、Ｒ１−０３０５２３、Ｍａｒｎｅ Ｌａ Ｖａｌｌｅｅ、Ｆｒａｎｃｅ、２００３年５月１９〜２３日 「Ｒｅｖｉｓｅｄ ｔｅｘｔ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｆｏｒ ＯＦＤＭ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ」、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＃３４、Ｒ１−０３０９７０、Ｓｅｏｕｌ、Ｋｏｒｅａ、２００３年１０月６〜１０日

本発明の目的は、特に、ＯＦＤＭ伝送技術を用いる移動通信システムにおいてセルの境界でサービスを受信するユーザに対してサービス品質を向上させるために、電力プランニングを用いる、新しいセル間干渉調整方法を提供することである。

上記の目的は、本発明によれば、請求項１に記載の電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法によって達成される。上記の目的は、請求項１０に記載の移動無線ネットワーク、請求項１１に記載のネットワーク要素、および請求項１２に記載のユーザ端末によっても達成される。

本発明の有利な構成は、従属請求項、以下の説明、および図面から明らかになる。たとえば、提案された本発明を用いることによって、特にセルの境界領域内に位置する端末に対して、無線リソースがより効率的に使用される。セルの内部サークルエリア内での周波数使用が影響を受けないことも有利である。本発明はさらに、セルエリア全体に渡って、ユーザによって経験されるサービスの品質、および基地局サービスの到達範囲を両方とも改善する。提案された本発明を用いることによって、セルトラフィックスループットが増加され得る。別の利点は、セルのカバーエリア全体、すなわち、セルの境界にある端末に対しても、高速自動再送要求（ＡＲＱ）機構が使われ得ることである。

次に、本発明の実施形態例が、図１〜図５を用いて説明される。

図１は、ＯＦＤＭ時間−周波数（Ｔ−Ｆ）グリッド内での、４つのユーザチャネルＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤへのサブキャリアＳ１〜ＳＮの例示的な割当を示す。

ＯＦＤＭは、このユーザチャネル用のデータレートをコントロールするために、１つまたは複数のサブキャリアＳ１〜ＳＮを１人のユーザあるいは１つの論理チャネルＡ、Ｂ、Ｃ、またはＤに柔軟に割当ることを可能にする。この割当は、ＴＤＭＡシステムにおいて時間の経過によっても（たとえば、Ｋのシンボル期間Ｔｓ（たとえば２ｍｓの期間）の変更期間で）変わり得るので、図１に示されるように、これ以降Ｔ−Ｆグリッドと呼ばれる、２次元の資源割当グリッドを得る。

時間−周波数グリッドの場所の一部は、パイロットまたはシグナリング情報の搬送に使われるので、データ伝送に利用可能でない場合がある。ユーザへの残りの場所の割当ては、周波数または時間あるいはその両方の組合せに基づいて行われ得る。

図２は、移動通信システムのブロック図を示し、このシステムにおいて、複数のネットワーク要素ＮＥ１〜ＮＥｎを含む移動無線ネットワークＮ、および複数のユーザ端末Ｔ１〜Ｔｎが、エアインタフェースのダウンリンクチャネルＤＣおよびアップリンクチャネルＵＣを介し、少なくともダウンリンクでは、ＯＦＤＭなどの多重キャリア変調方式を用いて、データ情報を交換する。ネットワーク要素ＮＥ１〜ＮＥｎは、たとえば基地局、無線ネットワークコントローラ、コアネットワークスイッチ、または一般的にワイヤレス移動通信に使われる他のどの通信要素でもよい。

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃは、ＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドの２つの例示的な分割を、これ以降「Ｔ−Ｆグループ」ＴＦＧ１〜ＴＦＧＳと呼ばれる、Ｓ個の分離した「サブセット」として示す。

本発明によれば、ＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドは、図３Ａおよび３Ｂに示されるように、直交したオーバーラップしないいくつかのＴ−Ｆパターンで分割され、前記Ｔ−Ｆパターンは、Ｓ個の分離したサブセットまたはＴ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧＳにグループ化され、すなわち、図３Ｃに示されるように、各Ｔ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧＳが、少なくとも１つのＴ−Ｆパターンを備える。ＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドの分割は、モバイルネットワークＮによって行われることもでき、通信に先立って、モバイルネットワークＮ内でオペレータによって導入され構成されることもできる。

図３Ａは、ＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドが分割され得る１５個の可能なＴ−Ｆパターンの１つを示し、Ｔ−Ｆパターンは、１５個の異なるサブキャリア周波数サブバンドＦＳ１〜ＦＳ１５からなり、各サブバンドは、４０個のサブキャリアを有し、周波数サブバンドは、時間とともに変更される。このようなＴ−Ｆパターンの１つまたは複数は、グループ化され、次いで、Ｔ−Ｆグループを形成することができる。

図３Ｂは、ＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドが分割されることができ、時間Ｔが経過しても同じサブキャリアを割当てる、１６個の可能なＴ−ＦパターンＦＰ１〜ＦＰ１６のうち、２つを示す。時間が経過しても、周波数サブバンドの割当が一定しているので、こうしたＴ−Ｆパターンはこれ以降、単に「周波数パターン」と呼ばれる。

少なくとも２つのパイロットチャネルが並行して受信され得るようにＯＦＤＭ通信チャネルが設計される、本発明によるＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドの区分が、これ以降、一例であるソリューションを用いて説明される。たとえば、７０４個のサブキャリアを利用し、直流（ＤＣ）搬送波を考慮せず、５ＭＨｚのバンドで、２ｍｓの期間ＴｓにおいてＫ＝１２であるＯＦＤＭシンボルの場合のＯＦＤＭシステムが検討される。

パイロットおよびシグナリング情報は、１２個のサブキャリアごとに、たとえば番号０、１２、２４、３６、４８、６０、７２などのように、６９６まで配置され得る。したがって、たとえば、各偶数ＯＦＤＭシンボルごとに、サブキャリア０、２４、４８、７２などが、パイロット情報を搬送し、他のサブキャリア１２、３６、６０などが、シグナリング情報を搬送し、各の奇数ＯＦＤＭシンボルごとに、サブキャリア１２、３６、６０などが、パイロット情報を搬送し、他のサブキャリア０、２４、４８などが、シグナリング情報を搬送する。隣接セル、たとえばセル２ Ｃ２では、パイロット／シグナリングサブキャリアは、周波数方向に１だけシフトされ、１、１３、２５、３７、４９、６１、７３などのように、６９７まで続く。この構成により、元の場所に再度到達するまで、１２回のシフトが行われる。したがって、１２個の異なるインターリービング非オーバーラップパイロット／シグナリングパターンが可能であり、隣接セルが同じパイロット／シグナリングサブキャリアを使うことがないように、エリア内に分散され得る。

１６×４４＝７０４なので、１６個の周波数パターンＦＰ１〜ＦＰ１６は、それぞれ４４個のサブキャリアからなると定義され得る。４４個のサブキャリアは、たとえば、周波数軸をわたって拡散する１１個の周波数ストリップＦＰｎＳ１〜ＦＰｎＳ１１に配置されることができ、各ストリップＦＰｎＳｎは、図５に示されるように４個の近接サブキャリアを含む。同じ周波数パターンＦＰｎのストリップＦＰｎＳｎの間の距離はしたがって、１６×４＝６４サブキャリア分であるので、たとえば、第１の周波数パターンＦＰ１は、その第１の周波数ストリップＦＰ１Ｓ１に割当られたサブキャリア０〜３、その第２の周波数ストリップＦＰ１Ｓ２に割当られた６４〜６７、第３の周波数ストリップＦＰ１Ｓ３の１２８〜１３１、などを含む。上で説明した区分によれば、各周波数パターンＦＰ１〜ＦＰ１６は、パイロットパターンのシフトを別にして、すべての場所において最大４個のパイロットまたはシグナリングサブキャリアを含む。したがって、データ伝送用に、１２個のＯＦＤＭシンボルで残る４４個のサブキャリアのうち常に４０個があり、その結果、各２ｍｓブロックごとに総レートが１２×４０＝４８０個の複合サブキャリアシンボル（４８０個のＱＡＭシンボル）がデータ伝送に使用可能である。

各基本周波数パターン（ＦＰ１〜ＦＰ１６）は、セル固有のパイロットパターンとは無関係に、すべてのセル内で同じ場所を占め、固有の送信セルパイロット位置を収容するために、各パターンで十分な場所をさらに含み、少なくとも常に、このようなパターンの４８０個の複合サブキャリアシンボルという基本チャネルデータレート用に、基本的な数の時間−周波数場所を残すので、基本周波数パターンは、送信セルパイロットからは干渉を受けず、異なるパイロットパターンを有する隣接セルからの干渉のみを受け、最大でも４個のサブキャリア×１２個のＯＦＤＭシンボルからなるオーバーヘッドの場所に相当する量だけが、パイロット位置の送信用に残される。すなわち、周波数パターンの場所全体（４４×１２個）と、基本チャネルデータレート用の基本的な数の時間−周波数位置（４０×１２）との間の差が残される。

図３Ｃは、Ｔ−ＦグループインデックスＩによる横軸、および伝送の電力Ｐである縦軸に渡る、１次元に配列されたＴ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧＳを示す簡略化した図である。図３Ａおよび図３Ｂで説明した詳細を損なうことなく図面を簡単に表すために、Ｔ−Ｆグループは、これ以降ブロックとして示される。

上述したように、１つまたは複数のＴ−Ｆパターンが、Ｔ−Ｆグループに割り当てられることができ、たとえば、図３Ｂに関して、周波数パターン１ ＦＰ１、パターン３ ＦＰ３、およびパターン１０ ＦＰ１０は、Ｔ−Ｆグループ１ ＴＦＧ１に割り当てられることができ、周波数パターン２ ＦＰ２、パターン６ ＦＰ６、パターン７ ＦＰ７、およびパターン１２ ＦＰ１２は、Ｔ−Ｆグループ２ ＴＦＧ２に割り当てられることができ、利用可能な周波数パターンの残りであるＦＰ４、ＦＰ５、ＦＰ８、ＦＰ９、ＦＰ１１、ＦＰ１３、ＦＰ１４、ＦＰ１５、ＦＰ１６は、Ｔ−Ｆグループ３ ＴＦＧ３に割り当てられることができる。したがって、３個の（Ｓ＝３）分離サブセット、又はＴ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧ３が存在し、前記Ｔ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧ３にある１つまたは複数のＴ−Ｆパターンは、移動無線ネットワークＮとの通信のために、ユーザ端末Ｔに後で割り当てられることができる。

図４Ａ、図４Ｂは、本発明によるセル間干渉調整方法を示す。図４Ａで、本発明によってＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドが７個のＴ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧ７に分割される場合のセルプランニングシナリオの例が示され、図４Ｂは、本発明によって、セルの１つであるＣ３において電力制限がどのようにして行われるかという例を示す。

上述したように、本方法は、通信に先立つリソースプランニング手順を含み、この手順において、全Ｔ−ＦパターンのＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドまたは組は、Ｔ−ＦグループというＳ個の分離サブセットに配列される。

Ｔ−Ｆサブセットの数Ｓは、エリア内で新しいセルの作成が必要とされるときにある程度の柔軟性をもたらすように、たとえば７個（Ｓ＝７）でも、１２個（Ｓ＝１２）でもよい。

図４Ａに、ＯＦＤＭ Ｔ−Ｆグリッドが７個のＴ−ＦサブセットＴＦＧ１〜ＴＦＧ７に分割される場合の、本発明による例示的なセルプランニングシナリオが示されている。図の例には示されていないが、基地局は、各セルの中心に位置し、セル内に位置するユーザ端末との間で、情報信号を中継するものと仮定される。各セルラー領域は、１６進のセルＣ１〜Ｃ７で示され、各セルは、内部セル領域ＩＣ、すなわち、セル間干渉がアクセスシステムの容量を制限しない程十分に減衰している、基地局に近いエリアと、セル間干渉が、ユーザによって受信されるサービスの品質に影響を与えている境界セル領域ＯＣとを有する。旧式のセルプランニングから知られているように、離れた箇所でセル番号が再度繰り返す前に、各基地局には、異なる番号Ｃ１〜Ｃ７が割り当てられる。ここで、あるセルにまさに対応する時間−周波数グループが、本発明による特殊な処理を受ける、すなわち、時間−周波数グループは、その電力が限界電力値Ｐｌより小さくなるように、そのセル内において低電力で放出され、前記限界電力値Ｐｌはまた、他のＴ−Ｆグループがそのセル内で放出され得る際の最大電力Ｐｍａｘより小さい。特に、図４Ａの例において、セル１ Ｃ１内では、Ｔ−Ｆグループ１ ＴＦＧ１が、低電力で放出され、セルＣ１内では、他のＴ−ＦグループＴＦＧ２〜ＴＦＧ７が、最大電力Ｐｍａｘで放出され得る。セル２ Ｃ２内では、Ｔ−Ｆグループ２ ＴＦＧ２が電力を制限され、他のＴ−ＦグループＴＦＧ１およびＴＦＧ３〜ＴＦＧ７は、全出力で放出され得る。このように、以下同様に続き、セル７ Ｃ７内では、Ｔ−Ｆグループ７ ＴＦＧ７が、低電力で放出され、他のＴ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧ６が、全出力で放出され得るようになる。

第１のセルＣ１が６個の近接セルＣ２〜Ｃ７を有している、図４Ａに示されるセルパターンは、より広いサービスエリアをカバーするために繰り返され得る。

本発明は、セルＩＣの内部サークルにおけるリソース状況が、信号対干渉比（ＳＩＲ）によってはあまり制限されないが、帯域幅によって制限され、内部サークルの外、特にセルＯＣの境界領域で、容量がセル間干渉状況によってより制限されるという事実に基づく。したがって、本発明によれば、基地局セルＣｎが、確定したＴ−ＦグループＴＦＧｎを使ってユーザ端末に情報を伝送する際の電力は、確定した電力値Ｐｌに制限される。この電力値は、信号および干渉がほぼ等しく減衰されるセルの境界ＯＣでの状況を考慮して選ばれるべきである。電力値は、その起点基地局との通信のために前記Ｔ−ＦサブセットＴＦＧｎを使用する隣接セルの境界領域ＯＣ内にあるユーザ端末に対して実質的なセル間干渉を生じる程高くなるべきではない。したがって、電力値は、十分な伝送を可能にするＳＩＲを保証するべきである。一方、電力値は、可能な場合、セルＩＣの内部サークルでの十分な使用も可能にする程低過ぎるべきではない。

このことは、図４Ａの例を用いて、さらに詳細に説明される。本発明によれば、ＯＦＤＭ通信チャネルは、端末が少なくとも２つのパイロットチャネルを並行して受信し得るように設計される。端末Ｔは、たとえば、セル７ Ｃ７の基地局によってサービスされ、内部サークルＩＣから、隣接セル、たとえばセル１ ＯＣ７１に向かって前記セルのセル境界へ移動するとき、（セル７ Ｃ７の）起点サービング基地局に、他のどの基地局が最も強い干渉を引き起こしているか、この場合はセル１ Ｃ１の基地局であると報告する。（セル７ Ｃ７の）起点基地局は次いで、外部セル領域ＯＣ７１内にある端末Ｔに、セル１ Ｃ１の基地局が低電力で伝送しているＴ−Ｆグループ１ ＴＦＧ１から１つまたは複数のＴ−Ｆパターンを割り当て、そうすることによって、セル１ Ｃ１の基地局から妨害される、端末Ｔによって経験される信号対干渉レベルが、一定のレベルを上回り、有用な伝送が持続され得るようになる。

さらに、より一般的には、セルＣｎを起点として、端末は、別のセル、たとえばＣｉに向かって境界領域ＯＣｎｉに近づくと、この別のセルＣｉにおいて制限された電力で放出されるＴ−ＦグループＴＦＧｉから、１つまたは複数のＴ−Ｆパターンを割当られると言うことができよう。次いで、通信に先立って、各基地局が、制限された電力で放出する異なる周波数グループＴＦＧ１〜ＴＦＧ７を割り当てられるように、かつ、セルＩＣの内部サークル内で情報を伝送するとともに、端末が境界領域ＯＣに近づき特定のセル番号からの干渉を報告すると、端末に適切なＴ−Ｆグループを割り当てるために、計画された周波数グループＴＦＧ１〜ＴＦＧ７すべてを各基地局が知るように、ネットワークリソースプランニングが行われる。この手順は、ハンドオーバが起こる前に行われる。

この原理は、セルコーナー（３つのセルが接する所）に関して、Ｔ−Ｆグループ、たとえばＴＦＧ１が、セル番号に応じて、限界電力値Ｐｌを超える異なる電力を使用するサブセット、たとえば２つのサブセットＴＦＧ１ａおよびＴＦＧ１ｂにさらに分割される場合、さらに強化されることもできる。

提案した柔軟なネットワークプランニングを用いると、全周波数が、内部サークルにおいて影響を受けない。ネットワークプランニングによる制約は、周波数の利用可能性がわずか、たとえば６／７または６／１２だけ削減される境界領域内でのみ行われる。

図４Ｂは、本発明の教示によって、各Ｔ−ＦグループＴＦＧ１〜ＴＦＧ７に対して、電力放出がセル３ Ｃ３内でどのようにして行われるかという例を示す。Ｔ−Ｆグループ３ ＴＦＧ３は、セルＣ３内で、他のＴ−ＦグループＴＦＧ１、ＴＦＧ２、およびＴＦＧ４〜ＴＦＧ７との通信に使われ得る最大放出電力Ｐｍａｘと比べて、限界電力値Ｐｌより低い低減された電力で放出される。

比Ｐｍａｘ／Ｐｌは、隣接セルから、セル３ ＯＣ１３に向かって境界領域に近づいている端末によって使われる場合、Ｔ−Ｆグループ３ ＴＦＧ３との十分な伝送を可能にするＳＩＲを保証するべきである。

内部セル領域ＩＣ内で調整を用いていない、隣接セル内のユーザ端末に対する干渉を平均化するために、本発明の好ましい実施形態では、こうした端末への時間−周波数パターンまたは時間−周波数グループ割り当ては、周期的に、たとえばＫ個分のＯＦＤＭシンボルという変更期間ごとに、ランダムまたは擬似ランダム方式で変えられる。このように変えることにより、セル間干渉は、すべての時間周波数パターンに渡ってより均一に発生されるようになる。

さらに、本発明による、電力プラニング方法を用いたセル間干渉調整方法の重大な利点は、起点基地局セルが単独で、セルの到達エリア全体に対して端末向けにパケットをスケジュールすることを可能にすることである。起点基地局以外の他の基地局は、端末へのデータパケットの伝送に関与していないので、あるパケットが受信されていないか、または破壊されたことを、受信機が送信機に知らせるためのハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）などの効率的な高速自動再送要求（ＡＲＱ）機構が、起点基地局から端末への前記破壊パケットの再伝送に使われ得るようになる。

図５は、本発明による電力プランニングを用いたセル間調整方法が適用される場合の、境界領域における端末用のリソース使用を、セル繰返し因数７の１６進のセルパターンで示す。

平面エリアでの等方性伝播を仮定し、他のセルからのストリップに、割当られた周波数ブロック番号でも印をつけると、図５で、全周波数１〜７が、完全に対称的にエリア全体で均一に使われ、全リソースが（均一に分散した端末用に）使用されることがわかるであろう。したがって、本発明による方法によって、均一なリソース使用が達成される。このことは、このソリューションに対するＴ−Ｆパターンリソースの利用可能性が、セルの境界領域において既に６／７と、非常に高くなっていることも示す。

概括すると、本発明の説明には、ＯＦＤＭ変調方式が用いられたが、上記の提案は、原則として、ＯＦＤＭとは異なるどのマルチキャリア変調方式にも同様に適合され得ることを理解されたい。

さらに、本発明は、全方向アンテナを伴う、１６進のセル状況に関して説明されたが、他のパターンに関しても、セル内のセクタに関しても一般化されることができる。

本明細書において説明した方法を実施するための手段は、移動無線ネットワークＮ内のどこにでも、つまり、基地局や無線ネットワークコントローラなどのネットワーク要素ＮＥ内、または無線リソースマネージャエンティティを使うことによって、ネットワーク要素ＮＥの内部にも外部にも置かれることができることを理解されたい。前記手段は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの形で実装される。

ユーザチャネルをＯＦＤＭ時間−周波数グリッドへ従来のサブキャリアマッピングする例を示す図である。 ネットワークおよびユーザ端末を含む従来のＯＦＤＭ移動通信システムのブロック図を示す図である。 本発明による、時間−周波数グループでＯＦＤＭ時間−周波数グリッドの例示的な区分を示す図である。 本発明による、時間−周波数グループでＯＦＤＭ時間−周波数グリッドの例示的な区分を示す図である。 本発明による、時間−周波数グループでＯＦＤＭ時間−周波数グリッドの例示的な区分を示す図である。 本発明による電力プランニングを用いた、セル間干渉調整方法を示す図である。 本発明による電力プランニングを用いた、セル間干渉調整方法を示す図である。 本発明による電力プランニングを用いたセル間調整方法が適用されるときの、境界領域内での端末用のリソース使用を、１６進のセルパターンで示す図である。

符号の説明

Ｎ ネットワーク
Ｔ１〜Ｔｎ ユーザ端末
ＮＥ１〜ＮＥ７ ネットワーク要素
Ｃ１〜Ｃ７ セルサービスエリア
ＩＣ 内部セル領域
ＯＣ 境界セル領域

Claims (11)

1. ネットワーク（Ｎ）と複数のユーザ端末（Ｔ１〜Ｔｎ）の間のエアインタフェース通信のために、ＯＦＤＭなどのマルチキャリア技術を利用する無線通信システムにおける、電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法であって、ネットワーク（Ｎ）は、基地局のセルサービスエリア（Ｃ１〜Ｃ７）内部に位置するユーザ端末（Ｔ１〜Ｔｎ）との通信手段を有する複数の基地局（ＮＥ１〜ＮＥ７）を備え、セルは、近接セルパターンに従って配列され、隣接セルは、同じ番号をもたず、同じ番号をもつセルは、リソースプランニングのために、その間で少なくとも１つのセルにより分離され、各セルは、内部セル領域（ＩＣ）および境界セル領域（ＯＣ）を有し、セル間干渉は、ユーザ端末（Ｔ）によって受信されるサービスの品質に影響を与えており、
   端末（Ｔ）が少なくとも２つのパイロットチャネルを並行して受信できるようにＯＦＤＭ無線通信チャネルが設計され、各セルサービスエリアについて１つが、境界セル領域（ＯＣ）で干渉し、
   ＯＦＤＭ時間−周波数グリッドが、いくつかの直交したオーバーラップしない時間−周波数パターンに区分され、前記時間−周波数パターンが、いくつか（Ｓ）の分離サブセットまたは時間−周波数グループ（ＴＦＧ１〜ＴＦＧ７）にグループ化され、分離したサブセットの数（Ｓ）が、リソースプランニングのためのセルパターンのうちの異なるセルの数に対応し、
   各セル（Ｃ１〜Ｃ７）内で、全時間−周波数グループ（ＴＦＧ１〜ＴＦＧ７）が、端末との通信用に使われるが、セル番号（Ｃ３）に対応する確定した時間−周波数グループ（ＴＦＧ３）内での放出は、時間−周波数グループ中の伝送に利用可能な最大電力（Ｐｍａｘ）より小さい、一定の電力値（Ｐｌ）に制限された低電力で行われ、
   端末（Ｔ）が、サービングセル（Ｃ７）の内部セル領域（ＩＣ）から、隣接セル（Ｃ１）に向かって前記セル（ＯＣ７１）の境界セル領域に移動すると、端末は、その領域（ＯＣ７１）内の干渉隣接セル（Ｃ１）からのパイロット信号を測定し、移動無線ネットワーク（Ｎ）に、これらのセルパイロット信号からの受信強度についての情報を報告し、
   ネットワーク基準と端末（Ｔ）情報に基づいて、移動無線ネットワーク（Ｎ）が、端末（Ｔ）に、前記隣接セル（Ｃ１）が限られた電力で放出を行う時間−周波数グループ（ＴＦＧ１）の時間−周波数パターンを割り当てることを特徴とする方法。
2. セル（Ｃ７）を起点とし、隣接セルに向う境界領域（ＯＣ７１）に移動する端末（Ｔ）によって使われる場合には、時間−周波数グループ（ＴＦＧ２〜ＴＦＧ７）を用いた、伝送に利用可能な最大電力（Ｐｍａｘ）と、セル（Ｃ１）内の確定した時間−周波数グループ（ＴＦＧ１）内での伝送のための限られた電力値（Ｐｌ）との比が、前記電力制限された時間−周波数グループ（ＴＦＧ１）を用いた十分な伝送を可能にするＳＩＲを保証することを特徴とする請求項１に記載の電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法。
3. 時間−周波数グループ（ＴＦＧ１）が、時間周波数グループの電力制限に用いられる限界電力値（Ｐｌ）を超える異なる電力限度で、セル番号（Ｃ１）に応じて、３つのセルのセルコーナーでの干渉に対処するように、分離サブセット、たとえば２つのサブセット（ＴＦＧ１ａおよびＴＦＧ１ｂ）にさらに分割されることを特徴とする請求項１に記載の電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法。
4. 移動無線ネットワーク（Ｎ）が、ＨＡＲＱのような、端末（Ｔ）とのＡＲＱ機構をさらに使用して、端末（Ｔ）に送信されたとき、エラーとして受信されたパケットを再スケジュールすることを特徴とする請求項１に記載の電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法。
5. 調整を使わない内部セル領域（ＩＣ）内の、端末（Ｔ）への時間−周波数パターンまたは時間−周波数グループ割り当てが、時間−周波数パターンに渡って、発生するセル間干渉をより均一にさせるようにランダムに、または擬似ランダムに周期的に変えられることを特徴とする請求項１に記載の電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法。
6. 基地局（ＮＥ１〜ＮＥ７）が時間同期しないことを特徴とする請求項１に記載の調整された干渉回避方法。
7. ＯＦＤＭ時間−周波数グリッドが、周波数ホッピングを使用しない、いくつかの直交したオーバーラップしない周波数パターン（ＦＰ１〜ＦＰ１６）に区分されることを特徴とする請求項１に記載の電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法。
8. 異なるセル内の端末（Ｔ）によって受信されるＯＦＤＭシステムパイロットチャネルが、データとしてより高いエネルギーをもつパイロットシンボルを有する、インターリービング非オーバーラップ方式で設計されることを特徴とする請求項７に記載の電力プランニングを用いたセル間干渉調整方法。
9. 各基本周波数パターン（ＦＰ１〜ＦＰ１６）は、セル固有のパイロットパターンとは独立に、すべてのセル内で同じ場所を占め、少なくとも常にこのようなパターンの基本チャネルデータレートのために基本的な数の時間−周波数の場所を残す、固有の送信セルパイロット位置を収容するために、各パターンで十分な場所をさらに含み、それにより、基本周波数パターンは、送信セルパイロットからは干渉を受けず、異なるパイロットパターンを有する隣接セルからの干渉のみを受け、最大でもオーバーヘッドの場所に相当する量だけが、すなわち、周波数パターンの全体の場所と、基本チャネルデータレートについての基本的な数の時間−周波数位置との間の差が、パイロット位置の送信のために残されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. ＯＦＤＭ時間−周波数グリッドを、いくつかの直交したオーバーラップしない時間−周波数パターンに区分し、こうしたパターンを、いくつか（Ｓ）の分離したサブセットまたは前記時間−周波数パターンの少なくとも１つを含む時間−周波数グループ（ＴＦＧ１〜ＴＦＧＳ）にグループ化し、ユーザ端末（Ｔ）に、通信のために前記時間−周波数パターンの１つまたは複数を割り当てる手段と、セル内部で全時間−周波数グループ（ＴＦＧ１〜ＴＦＧＳ）を用いて伝送し、各セル内で前記グループの１つについて放出電力を制限する手段と、境界セル領域（ＯＣ７１）内のセルパイロット信号に関する受信測定値の強度について端末（Ｔ）からシグナリング情報を受信する手段、および前記情報を分析し、端末（Ｔ）に、干渉セル（Ｃ１）が、一定の電力値（Ｐｌ）によって制限された低減された電力で放出するための時間−周波数グループ（ＴＦＧ１）を割り当てる手段とを備えることを特徴とする移動無線ネットワーク（Ｎ）。
11. 確定したセルパターン（Ｃ１〜Ｃ７）および／またはいくつか（Ｓ）の分離サブセットまたは時間−周波数グループ（ＴＦＧ１〜ＴＦＧＳ）でのＯＦＤＭ時間−周波数グリッド配置についての情報を受信する手段であって、時間−周波数グループが、少なくとも１つの時間−周波数パターンを含む手段と、ユーザ端末（Ｔ）に、通信のために前記時間−周波数パターンの１つまたは複数を割り当てる手段と、セル内部で全時間−周波数グループ（ＴＦＧ１〜ＴＦＧ７）を用いて伝送し、各セル内で前記グループの１つについて放出電力を制限する手段と、境界セル領域（ＯＣ７１）内のセルパイロット信号に関する受信測定値の強度について端末（Ｔ）からシグナリング情報を受信する手段、および前記情報を分析し、端末（Ｔ）に、干渉セル（Ｃ１）が、一定の電力値（Ｐｌ）によって制限された低減された電力で放出する時間−周波数グループ（ＴＦＧ１）を割り当てる手段とを備えることを特徴とするネットワーク要素（ＮＥ）。

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