JP4928524B2 - 接続の追加または削除により生じる干渉変動の推定 - Google Patents

Description

本発明は、一般に無線通信システムに関する。具体的には、本発明は、無線通信システムにおける接続の追加または削除に起因する干渉変動を推定するための計算を採用することに関する。本発明は、スロット形通信システムの特定の利点を備えているが、これに限定されることはない。

電力制御無線通信システムの無線リソースマネージャ（ＲＲＭ）においては、システムへの接続（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎ）の追加によって生じる干渉の増加を正確に予測できるという利点がある。「接続」という語は、無線送信／受信装置（ＷＴＲＵ）と基地局間の関連付けを示し、これによりＷＴＲＵは情報が基地局（アップリンク接続）に受信されるように送信するか、または基地局は情報がＷＴＲＵ（ダウンリンク接続）に受信されるように送信する。ＷＴＲＵは、通信リンクから基地局、あるいはさらにネットワークと接続または切断することができる。ＷＴＲＵと基地局間の接続の追加または削除は、「接続イベント」である。ＷＴＲＵは、一度に１つまたは複数の接続を持つことができる。

干渉の増加を予測できる能力は、接続を許可すべきかどうか、およびどのリソースをそこに割り当てるべきかに関して、システムがより正確な決定を行えるようにする。これは通常、コールアドミッション制御と呼ばれるか、あるいはユーザの物理チャネルが割り当てられるタイムスロットを選択する場合には、高速動的リソース割り当てと呼ばれる。さらに、一部のアルゴリズムにとって重要であるのは、接続の離脱、またはタイムスロットからのユーザの物理チャネルの割り当て解除に続いて生じる干渉の減少の予測である。

電力制御を採用する無線システムにおいて、各接続の送信電力は、ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）または信号対干渉比（ＳＩＲ）などのサービス品質の基準が満たされるような方法によって動的に調整される。電力制御の使用は一般に、システムの容量を増加させるが、これは各接続の送信電力、ひいてはこれが他のユーザにもたらす干渉を最小化するためである。

システムへの接続の追加に続いて生じる干渉を前もって推定することの妥当性を説明するため、以下のシナリオを考察してみる。ＷＴＲＵ Ａのような所定のＷＴＲＵが、システムに対して新しいダウンリンク接続を要求する。システムがこの新しい接続を許可した後、ＷＴＲＵ Ａにサービスを提供する基地局は、送信を開始して、一定量の追加的な電力を必要とする。この追加的に送信された電力により、すでにシステムに接続されて同じまたは別の基地局のサービスを受けていたＷＴＲＵ ＢおよびＷＴＲＵ Ｃなど他のＷＴＲＵに追加的な干渉が生じる。この追加の干渉の結果、ＷＴＲＵ ＢおよびＷＴＲＵ Ｃにサービスを提供していた基地局は、ＷＴＲＵ ＢおよびＷＴＲＵ Ｃへのダウンリンク接続がそのＳＩＲを必要な値に維持するように、その送信電力を増加させる必要がある。これは同様に、ＷＴＲＵ Ａにサービスを提供する基地局により結果的に生じる送信電力の増加を伴い、ＷＴＲＵ Ａへの追加の干渉をもたらす。

このサイクルは、以下の２つの可能性の１つが発生するまで継続する。１）送信電力および干渉レベルが収束し、サービスを受けるすべてのＷＴＲＵの最小ＳＩＲが達成できるような値に安定する。または２）送信電力および干渉レベルが、基地局の最大送信電力に到達するまで絶えず増加し、サービスを受けるＷＴＲＵの最低ＳＩＲをもはや達成することはできない。この後者の可能性はもちろん望ましくないものであり、システムが、新しい接続の許可に先立って生じる干渉の増加を推定できる能力を備えていた場合には、回避できるはずである。説明されているシナリオはダウンリンク（すなわち基地局対ＷＴＲＵ接続）に適用するが、同様のシナリオはアップリンク（すなわちＷＴＲＵ対基地局接続）の場合にも存在する。

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を使用する周波数分割二重通信（ＦＤＤ）システムの１つの推定技法では、アップリンク干渉における増加を推定する。この技法は、所定のセルに接続されたユーザがそのセルに接続された他のユーザから大きな干渉（つまりセル内干渉）を受けるＦＤＤ／ＣＤＭＡシステムに適用する。この技法は、ユーザの予想される所要ＳＩＲに基づいて候補ユーザの「負荷率」を最初に推定することを基にして、この負荷率を候補サービス提供側セルの負荷率と共に使用して、干渉増加を推定する。

負荷率を推定する技法は、他のセルから生じる干渉（つまりセル間干渉）と比較して、セル内干渉がごくわずかであるシステムにはうまく適用しない。１つの例としては、ＵＴＲＡ標準のＴＤＤモード（１．２８Ｍｃｐｓまたは３．８４Ｍｃｐｓ）の１つに基づくシステムがあげられる。そのようなシステムにおいて、基地局およびＷＴＲＵは、同じセルに接続されているユーザから生じる干渉を大幅に減少できる能力を備えるマルチユーザ検出器を装備している。

セル内干渉の除去は、ＦＤＤ／ＣＤＭＡシステムにおいて理論的には可能であるが、その複雑さのために現在のシステムでは一般に実装されない。セル内干渉がごくわずかであるシステムにおいて、可能な技法は、ユーザおよび／またはその接続されているセルによって報告される測定値を含む複数の入力パラメータに基づいて、干渉の上昇または減少の推定を行うことである。そのような手法は、「測定ベース」に分類されている。

干渉の増加を推定するのに現在好まれている具体的な手法は、ルックアップテーブルの使用である。これは、以下の入力要素を使用することで構成されている。１）ユーザが十分なサービス品質を維持するための接続の予想所要ＳＩＲ、２）サービス提供側またはサービス提供の可能性のある基地局へのパスロス、および３）熱雑音を含むセル間干渉のレベル（タイムスロット形の場合は関与するタイムスロット内）。関与するタイムスロットは、接続追加の場合は、接続が潜在的にサポートされる候補タイムスロットである。接続削除の場合は、関与するタイムスロットは、現在接続をサポートしているタイムスロットである。

この情報は、ルックアップテーブルと共に使用される。２つのテーブルのセットがあり、１つのセットは接続追加（「雑音増加テーブル」）用、１つのセットは接続削除（「雑音減少テーブル」）用である。雑音増加／減少ルックアップテーブルは、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）にあらかじめ格納されている。ルックアップテーブルは、システムが稼働している特定の配置シナリオに対してあらかじめ計算されている。配置シナリオは、セル半径、伝搬環境、基地局アンテナプロパティなどに関して定義される。ルックアップテーブルは、３つの上記の入力要素を取り込み、推定される干渉の増加または減少の単一の値（ｄＢ単位）を返す。ただし、特定の配置シナリオに対するルックアップテーブルの生成は、シミュレーションまたは測定値収集、さらに高度な統計分析を伴うかなりの作業である。

しかしながら、干渉増加を推定する従来技術の方式には、特定の欠点がある。これは、予想される所要ＳＩＲに基づいて候補ユーザの負荷率が推定される、ＣＤＭＡ／ＦＤＤシステムに関しては重大である。そのような推定におけるユーザのセル内干渉は、無視できる程度ではない。ＣＤＭＡ／ＦＤＤシステムにおける負荷率の推定に使用される方法および定式は、ＴＤＤシステムに効果的に適用することはできない。

マルチユーザ検出の存在によりセル内干渉が無視できないＣＤＭＡ／ＴＤＤシステムに適用される場合のように、ルックアップテーブルの使用は、概念的には単純であるが、実装するのは困難である。第１に、あらゆる可能な配置シナリオに適したテーブルを取得することは極めて困難である。システムレベルのシミュレーション結果の統計的分析からテーブルが取得される場合は、可能な配置（たとえば、インドア、マイクロセルラー、アーバンマクロなど）ごとに別個の分析を実行する必要がある。このような場合、その結果は、パスロス伝搬モデル、さまざまな装置の雑音指数、およびシステム内のセルの数など、いくつかの要因に依存している。所定のテーブルが、すべての展開の状況において許容可能な性能で正確な予測を与える可能性は低い。さらに、システムが、シミュレートされた環境と同じ一般的なタイプの環境に配置された場合であっても、シミュレートされた配置と実際の配置との間の相異は、予測を偏らせるに足りる可能性もある。

第２に、実際的な観点から、３次元入力でテーブルを構築し、その後シミュレーションツールでテーブルを実装するプロセスは、複雑で誤差を生じやすい作業である。

したがって、電力制御無線システムにおいて、接続の追加または削除の影響を効率的かつ正確に推定するシステムおよび方法を備えることが望ましい。

本発明の１つの実施形態により、接続の確立後にユーザによって感知される干渉の増加または減少の推定は、接続の確立に先立って行われる。干渉の増加または減少は、さまざまな配置シナリオに容易に適合できる単純な分析プロセスを使用して推定される。同じセルによるサービスを受けるユーザは互いにごくわずかな干渉を被り、システムは電力制御を採用すると仮定する。

本発明の１つの実施形態により、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）は、接続の確立に先立ち、他の変数の中でも特に配置シナリオを特徴づける特定のパラメータを利用して、接続後にユーザによって感知される干渉の増加を計算する。

以上説明したように、本発明により、電力制御無線システムにおいて、接続の追加または削除の影響を効率的かつ正確に推定するシステムおよび方法が提供される。また、本発明によれば、干渉の動的な計算により、雑音増加／減少ルックアップテーブルを使用することなく干渉の変化を推定できるようになる。雑音増加／減少テーブルの回避は、推定が大幅に簡単に実装できるようになるので有利である。

本発明は、全体を通じて同じ番号が同の要素を示している図を参照して説明される。

前置きとして、これ以降使用されている「無線送受信装置」（ＷＴＲＵ）という用語は、ユーザ装置、移動局、固定または移動加入者装置、ページャ、またはあらゆる種類の無線環境において動作可能な任意の他の種類のクライアント装置を含んでいるが、これらに限定されることはない。無線環境の典型的なタイプには、無線ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）および公衆ＬＡＮモバイルネットワークが含まれるが、これらに限定されることはない。本明細書において説明されているＷＴＲＵは、それぞれＴＤＤおよびＦＤＤのようなタイムスロット形モードおよび周波数分割モードにおいて動作可能であることが好ましい。本明細書に参照される場合、「基地局」という用語は、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境における他の種類のインターフェース装置を含んでいるが、これらに限定されることはない。

本発明は、以下の入力要素に基づく干渉の増加または減少の推定を可能にする。

ａ）熱雑音のレベル（θ）。これは、受信機入力において観測され、アップリンク（ＵＬ）の基地局またはダウンリンク（ＤＬ）のＷＴＲＵのいずれであるかにはかかわりない。このレベルは通常、数式θ＝ｋ_ｂ＊Ｔ＊Ｂ＊Ｆを使用して計算される。ここで、ｋ_ｂはボルツマン定数、Ｔはケルビンの温度、Ｂは受信機の帯域幅、Ｆはその雑音指数である。

ｂ）フェージング平均パスロス（Ｌ）。これは、ＷＴＲＵとそのサービス提供基地局または候補サービス提供基地局との間の、すべてのアンテナ利得を含んでいる。「平均化されたフェージング」とは、パスロスが、高速フェージングによる一時的な変動を除去するのに十分長い期間にわたって測定されて平均されることを意味している。接続削除の場合、この入力要素は、送信電力（Ｐｃ）（これ以降詳細に説明する）が使用可能である場合には必要ないことがある。

ｃ）接続によって使用されるタイムスロットまたは候補タイムスロットの熱雑音を含むフェージング平均干渉レベル（Ｉ_ｏ）。ＵＴＲＡ ＴＤＤシステムの場合、これは干渉信号コード電力（ＩＳＣＰ）である。

ｄ）接続の許容可能な品質を維持するために必要な受信機アンテナコネクタにおけるフェージング平均信号対干渉比（ＳＩＲ）。接続削除の場合、この入力要素は、送信電力（Ｐｃ）が使用可能である場合には必要ないことがある。

ｅ）システム配置シナリオに応じたオプションのパラメータ（Ｇ_ｃ）。配置シナリオは、基地局の配置、基地局が配置される環境のタイプ、基地局で使用されるアンテナのパターンなどに関して定義される。パラメータＧ_ｃはシステムのすべてのＷＴＲＵに対して同一である。

ｆ）サービス供給セルまたは候補サービス供給セルおよび接続によって使用されるタイムスロットまたは候補タイムスロットにおける他の既存の接続の送信電力の合計（Ｐ_ｏ）。この要素は必須ではない。ただし、この要素が使用されない場合、干渉の増加または減少の推定は、わずかに正確さが劣る。

ｇ）接続削除の場合、削除の影響を受ける接続の送信電力（Ｐｃ）は、システムにより認識され場合がある。この場合には、この要素は、フェージング平均パスロス（Ｌ）およびフェージング平均ＳＩＲの代わりにオプションで使用することができる。同様に、接続追加の場合、同一の特性（たとえば、データ転送速度および所要ブロックエラーレート）を備える別の接続がＷＴＲＵと基地局の間にすでに存在するのであれば、この接続の送信電力（Ｐｃ）はフェージング平均パスロス（Ｌ）およびフェージング平均ＳＩＲの代わりに使用することができる。

詳細は、対象となるさまざまな例示のシナリオで上記の要素をいかにして取得できるかに関し、詳細を以下に説明してゆく。要素（ａ）から（ｅ）およびオプションで（ｆ）が取得されると、熱雑音を含む予測される干渉（Ｉ_ｐｒｅｄ）と熱雑音を含む現在の干渉（Ｉ_ｏ）の間の比率（Ｒ）（つまりＲ＝Ｉ_ｐｒｅｄ／Ｉ_ｏ）が、接続追加の場合には、数式（１）に従って計算される。

ここで、オプションの要素（ｆ）が使用されない場合、ｑはゼロ（０）に設定される。すべての値は、線形ユニットである。オプションの要素（ｆ）が使用される場合、ｑは比率（Ｐ_ｏ／Ｉ_ｏ）に設定される。Ｒの負の値は、候補タイムスロットのＷＴＲＵ（ＵＬの場合）または基地局（ＤＬの場合）の送信電力レベルがその最大値に到達するまで干渉は増加し、しかも所要ＳＩＲは決して達成されないことを示している。この状況においては、システムは候補タイムスロットにおいて不安定になるが、これは望ましくない状況である。

接続削除の場合、比率（Ｒ）は以下の数式に従って計算される。

ここで、ｑは接続追加の場合と同様に設定される。接続の削除の結果生じる干渉の減少を推定することは、さまざまな無線リソース管理のシナリオにおいて有用となりうる。たとえば、システムは、１つのタイムスロットから別のタイムスロットへ一部の接続を再割り当てすることにより、システムの無線リソース使用率を最適化することもできる。この作業は、接続の離脱後のタイムスロットの干渉の減少を前もって推定できる場合、さらに正確になる。

接続削除の場合、削除の影響を受ける接続の送信電力（Ｐｃ）は（要素ｇ）、システムに認識される場合がある。Ｐｃが使用可能である場合、ＳＩＲおよび（Ｌ）を単独で取得する代わりに、（必要に応じて）以下の関係を使用することができる。

数式３は、積ＳＩＲ Ｌは数式（２）において比率

で置き換えられることを意味している。つまり、以下のようになる。

接続追加の場合、同一の特性を備える別の接続がＷＴＲＵと基地局の間に存在するのであれば、この候補所要ＳＩＲは既存の接続のＳＩＲと同じである。したがって、前の段落の場合と同様の推論をたどって、数式（１）の代わりに以下の数式を使用することができる。

ここで、Ｐｃは既存の接続の送信電力である。

ＵＴＲＡシステムアーキテクチャにおいては、干渉の増加または減少の推定は通常ＲＮＣ内で行われるが、これは、ＲＮＣが無線リソースの割り当てが行われるノードであるからである。しかし、本発明および数式１から数式５は、接続が電力制御され、セル内干渉がごくわずかな他の任意の無線システムにも適用することができ、本発明の利用は特定のネットワークアーキテクチャに制約されないことに留意されたい。しかしながら、以下の段落において、前述の式を実装する方法の例についてＵＴＲＡ ＴＤＤシステムのフレームワークの中で説明をしてゆく。

次の２つのシナリオについて検討をする。すなわち、１）ダウンリンク接続の追加（削除）によるＷＴＲＵの干渉の増加（減少）の推定、および２）アップリンク接続の追加（削除）による基地局の干渉の増加（減少）の推定である。以下の説明においては、ＷＴＲＵは特定の測定値をレポートすることが示されている場合、これはＷＴＲＵがＵＬチャネルを通じて測定レポートを送信することを意味する。基地局はＷＴＲＵのＳｅｒｖｉｎｇ ＲＮＣ（ＳＲＮＣ）にレポートを転送し、次にＷＴＲＵはサービスをＷＴＲＵに提供する基地局のＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ＲＮＣ（ＣＲＮＣ）にレポートを転送する。ＣＲＮＣは、干渉の増加または減少の推定が行われるノードである。簡潔にするため、このプロセスについては以下の段落で再度説明されることはなく、ＲＮＣという用語が通常使用される。

ＵＴＲＡ ＴＤＤの状況においては、タイムスロットの接続の追加は、このタイムスロットの物理チャネル（またはそのグループ）の割り当てに対応する。逆に、接続の削除は、物理チャネルの割り当て解除に対応する。

最初のシナリオにおいて、ＤＬ接続の追加または削除による干渉の増加または減少を推定することが望ましい。式への入力要素（θ、Ｌ、Ｉ_ｏ、ＳＩＲ、Ｇ_ｃ、Ｐ_ｏおよびＰ_ｃ）は、以下の方法によって取得される。

ＷＴＲＵの熱雑音レベル（θ）の値を取得する最も簡単な方法は、ＷＴＲＵの通常の無線性能に基づいて値を推測することである。この値は、オペレータによって提供される。代替の手法は、熱雑音のレベルのデータベースを構築することを含む。データは、他のＴＤＤユーザから生じる大きな干渉がないことが認識される場合、ＷＴＲＵがそのＩＳＣＰをレポートする際に取得される。

フェージング平均パスロス（Ｌ）は、既知の一定の電力で送信するビーコンチャネル（プライマリ共通制御物理チャネル−ＰＣＣＰＣＨなど）から受信信号コード電力（ＲＳＣＰ）をＷＴＲＵに測定およびレポートさせることによって取得される。代替として、ＷＴＲＵがシステムに別の接続を持っている場合、これは基地局がこのＷＴＲＵから受信した電力をレポートする間にその送信電力をレポートすることができ、パスロス（Ｌ）は送信および受信された電力間の差として推定される。

候補タイムスロットにおけるフェージング平均干渉レベル（Ｉ_ｏ）は、ＷＴＲＵに測定させ、候補タイムスロットにおいて測定されたＩＳＣＰをレポートさせることによって取得される。

接続のフェージング平均ＳＩＲは、接続のデータ転送速度、所要ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）およびチャネル条件など、いくつかの要因に依存している。この要素を取得するために、いくつかの可能な選択肢がある。

第１の選択肢においては、ＲＮＣは、所定のデータ転送速度およびＢＬＥＲに対応する概算の所要平均ＳＩＲを表すあらかじめ定義されたテーブルを使用する。このテーブルは、ＲＮＣによって記録されたＳＩＲの以前のレポートに基づくか、またはシミュレーション結果に基づくオペレータからの直接入力から構築されることが好ましい。第２の選択肢においては、接続削除の場合（または、対象のＷＴＲＵが基地局と同じ特性を持つ接続を持っているのであれば、接続追加の場合）、ＷＴＲＵは既存の接続のＳＩＲをレポートする。

システム配置のシナリオに依存するパラメータ（Ｇ_ｃ）は、オペレータによって決定されたＲＮＣに記憶された固定値であることが好ましい。この値は、おおよそ、基地局と隣接セルにおいて稼働しているＷＴＲＵとの間の標準的なリンク利得（パスロスの逆数）に設定される。Ｇ_ｃの値を増加させることにより、干渉増加推定の値は高くなる（Ｒのより高い値）。逆に、Ｇ_ｃの値を減少させることにより、干渉増加推定の値は低くなる。

最初の配置シナリオにおいて、最も正確な干渉増加推定をもたらすＧ_ｃの値を迅速に決定することが困難であると判明する場合もある。推定プロセスを精密化するために、システムは、ＷＴＲＵが接続される前と後にＷＴＲＵによってレポートされる干渉値の統計を収集し、干渉の推定の増加と実際の増加との間で観測される偏りに従って、Ｇ_ｃの値を調整することができる。

たとえば、干渉増加推定値が実際の干渉の増加を常に下回ると見られる場合、システムはＧ_ｃの値を上げることができ、逆に、推定値が実際の増加を常に上回る場合には、Ｇ_ｃの値を下げることができる。

オプションである、サービス供給セルにおける他の既存の接続の送信電力の合計（Ｐ_ｏ）は、ＤＬ接続の場合には、これが接続の追加の前の基地局送信電力に対応するので、容易に取得される。この値は、基地局によってＲＮＣにレポートされることが好ましい。

削除の影響を受ける（または、接続追加の場合は同じ特性を備える接続が追加される）接続の送信電力（Ｐｃ）は、ＷＴＲＵにサービスを提供する基地局によってレポートされる。

これ以降、手順は個別のステップが構成されるとおりに特定の順序で説明されることに留意されたい。しかし、必然的に前のステップの出現に依存するステップもあれば、そのような連続を必要としないステップもあることを、当業者であれば理解するであろう。さらに、ステップは、手順の結果に影響を及ぼすことなく、結合、分割、または再配列することもできる。したがって、本発明は、本明細書に示されているステップの特定の順序に限定されるべきではない。

図１は、パスロスＬおよびＳＩＲ（要素（ｂ）および（ｄ））が使用され、送信電力Ｐｃ（要素（ｇ））が使用されない場合のＤＬにおける干渉の増加または減少を推定する手順２０を示している。図２は、パスロスＬおよびＳＩＲ（要素（ｂ）および（ｄ））が使用されず、送信電力Ｐｃ（要素（ｇ））が使用される場合のＤＬにおける干渉の増加または減少を推定する手順６０を示している。説明されている手順２０および６０において、サービス提供セルの既存の接続の送信電力のオプションの合計（Ｐ_ｏ）が使用されることが仮定されている。この要素を使用せず、Ｒの計算に先立って単にｑ＝０と設定することも可能である。

図１を参照すると、手順２０はＷＴＲＵ２１、サービス提供基地局２２およびＲＮＣ２３によって実装される。ＷＴＲＵ２１は、候補タイムスロットにおける干渉Ｉ_ｏを測定し（ステップ４４）、ＷＴＲＵ２１は、サービス提供基地局２２へのパスロスＬを測定する（ステップ４５）。サービス提供基地局２２は、その合計送信電力Ｐ_ｏを測定する（ステップ４９）。ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からその熱雑音レベルθを設定し（ステップ５２）、ＲＮＣ２３は、データ転送速度および所要ＢＬＥＲに基づくルックアップテーブルを基にフェージング平均ＳＩＲを設定する（ステップ５３）。

ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からパラメータＧｃを設定する（ステップ５４）。ＷＴＲＵ２１は、干渉Ｉ_ｏおよびパスロスＬをレポートし（ステップ５５）、基地局２２は、合計送信電力Ｐ_ｏをレポートする（ステップ５６）。ＲＮＣ２３はｑをＰ_ｏ／Ｉ_ｏに設定する（ステップ５７）。次にＲＮＣ２３は、適切な数式を使用してＲを計算する（ＷＴＲＵ２１の追加の場合は数式１、あるいはＷＴＲＵ２１の削除の場合は数式２（ステップ５８））。

図２を参照すると、送信電力Ｐｃ（要素（ｇ））が使用される場合の手順６０は、ＷＴＲＵ２１、サービス提供基地局２２およびＲＮＣ２３によって実装される。ＷＴＲＵ２１は、候補タイムスロットにおける干渉Ｉ_ｏを測定する（ステップ６４）。基地局２２は、その合計送信電力Ｐ_ｏを測定する（ステップ６９）。基地局２２は、既存の接続の送信電力Ｐ_ｃを測定する（ステップ７０）。ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からその熱雑音レベルθを設定し（ステップ７２）、ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からパラメータＧｃを設定する（ステップ７４）。ＷＴＲＵ２１は、干渉Ｉ_ｏをレポートするが（ステップ７５）パスロスＬをレポートせず（利用できない）、基地局２２は、合計送信電力Ｐ_ｏおよび既存の接続の送信電力をレポートする（ステップ７６）。次にＲＮＣ２３は、ｑをＰ_ｏ／Ｉ_ｏに設定し（ステップ７７）、適切な数式を使用してＲを計算する（ＷＴＲＵ２１の追加の場合は数式５、あるいはＷＴＲＵ２１の削除の場合は数式４（ステップ７８））。

第２のシナリオにおいては、ＵＬ接続の追加または削除による干渉の増加または減少を推定することが望ましい。式への入力要素（θ、Ｌ、Ｉ_ｏ、ＳＩＲ、Ｇ_ｃ、Ｐ_ｏおよびＰ_ｃ）は、ＤＬ接続の場合と一般に類似した方法で取得されるが、以下の相違点がある。

第１は、熱雑音レベル（θ）が、ＷＴＲＵではなく基地局の値である。

第２は、フェージング平均干渉レベル（Ｉ_ｏ）およびフェージング平均ＳＩＲは、ＷＴＲＵではなく基地局において測定される。基地局は、これらの値をＲＮＣにレポートすることができる。ＳＩＲのあらかじめ定義されたテーブルを使用する手法を、アップリンクにも使用することができる。

第３に、サービス供給セルにおける他の既存の接続のオプションの送信電力（Ｐ_ｏ）は、ＷＴＲＵの送信電力の合計に対応する。この情報は、サービス提供ＲＮＣ（ＳＲＮＣ）がＷＴＲＵ送信電力の測定値を定期的に転送するのであれば、制御ＲＮＣ（ＣＲＮＣ）において使用可能である。測定値が使用できないか、または推定よりもずっと前にレポートされたために信頼できない場合、このオプション要素を使用せずに式でｑ＝０を設定することが好ましい。

削除の影響を受ける（または、接続追加の場合は同じ特性を備える接続が追加される）接続の送信電力（Ｐｃ）は、ＷＴＲＵによってレポートすることができる。

図３は、パスロスＬおよびＳＩＲ（要素（ｂ）および（ｄ））が使用され、送信電力Ｐｃ（要素（ｇ））が使用されない場合の、ＵＬにおける干渉の増加または減少を推定する手順８０を示している。図４は、パスロスＬおよびＳＩＲ（要素（ｂ）および（ｄ））が使用されず、送信電力Ｐｃ（要素（ｇ））が使用される場合の、ＵＬにおける干渉の増加または減少を推定する手順１００を示している。

手順８０および１００において、サービス提供セルの既存の接続の送信電力のオプションの合計（Ｐ_ｏ）は使用されず、ｑはゼロに設定される。これは、最も現実的な状況であると考えられる。基地局に接続されているすべてのＷＴＲＵがその送信電力をレポートすることも可能であり、その場合には、ＲＮＣはＰ_ｏをこれらの送信電力の合計に設定し、Ｒの計算に先立ってｑ＝Ｐ_ｏ／Ｉ_ｏに設定することもできる。

図３を参照すると、パスロスＬおよびＳＩＲ（要素（ｂ）および要素（ｄ））が使用され、送信電力Ｐｃ（要素（ｇ））が使用されない場合の手順８０は、ＷＴＲＵ２１、サービス提供基地局２２およびＲＮＣ２３によって実装される。ＷＴＲＵは、基地局２２へのパスロスＬを測定する（ステップ８５）。サービス提供基地局２２は、候補タイムスロットにおける干渉Ｉ_ｏを測定する（ステップ８８）。ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からその熱雑音レベルθを設定し（ステップ９２）、ＲＮＣ２３は、データ転送速度および所要ＢＬＥＲに基づくルックアップテーブルを基にフェージング平均ＳＩＲを設定する（ステップ９３）。ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からパラメータＧｃを設定する（ステップ９４）。ＲＮＣ２３は、パラメータｑをゼロに設定する（ステップ９５）。ＷＴＲＵ２１はパスロスＬをレポートし（ステップ９６）、基地局２２は干渉Ｉ_ｏをレポートする（ステップ９７）。次にＲＮＣ２３は、ＷＴＲＵ２１の追加または削除のための適切な数式（それぞれ数式１および数式２）を使用してＲを計算する（ステップ９８）。この手順８０において、ＲＮＣ２３はｑをＰ_ｏ／Ｉ_ｏに設定しない。

図４を参照すると、パスロスＬおよびＳＩＲ（要素（ｂ）および要素（ｄ））が使用されず、送信電力Ｐｃ（要素（ｇ））が使用される場合の手順１００は、ＷＴＲＵ２１、サービス提供基地局２２およびＲＮＣ２３によって実装される。ＷＴＲＵは、既存の接続の送信電力Ｐｃを測定する（ステップ１０６）。基地局２２は、候補タイムスロットにおける干渉Ｉ_ｏを測定する（ステップ１０８）。ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からその熱雑音レベルθを設定し（ステップ１１２）、ＲＮＣ２３は、オペレータに提供された値からパラメータＧｃを設定する（ステップ１１４）。ＲＮＣ２３は、パラメータｑをゼロに設定する（ステップ１１５）。ＷＴＲＵ２１は送信電力Ｐｃをレポートし（ステップ１１６）、基地局２２は干渉Ｉ_ｏをレポートする（ステップ１１７）。次にＲＮＣ２３は、ＷＴＲＵ２１の追加または削除のための適切な数式（それぞれ数式５および数式４）を使用してＲを計算する（ステップ１１８）。この手順において、ＲＮＣ２３はｑをＰ_ｏ／Ｉ_ｏに設定しない。

図５は、本発明によるＲＮＣにおける予測干渉を計算する手順１４０のフロー図を示している。手順１４０は、数式（１）または数式（２）のいずれかを使用することが好ましい。

手順１４０の開始において、熱雑音レベル（θ）、パスロス（Ｌ）、干渉レベル（Ｉ_ｏ）、信号対干渉比（ＳＩＲ）、配置パラメータＧ_ｃおよびパラメータ（ｑ）が取得される（ステップ１４１）。ｓ＝（Ｉ_ｏ／θ）−１（ステップ１４２）、ｔ＝Ｌ×ＳＩＲ（ステップ１４３）およびｕ＝ｑ＋１／Ｇｃ（ステップ１４５）に対して、別個に計算が行われる。

ｓ＝（Ｉ_ｏ／θ）−１の計算は、ｓ＜０であるかどうかを判定するために使用される（ステップ１４６）。変数（ｓ）を計算する場合、取得された値が正であることを確認することが好ましい。ＷＴＲＵまたは基地局によってレポートされる干渉レベル（Ｉ_ｏ）は熱雑音（θ）を含んでいるので、干渉レベル（Ｉ_ｏ）は熱雑音（θ）よりも常に大きいはずである。ただし、現実では、ＷＴＲＵまたは基地局で認められる実際の干渉レベルＩ_ｏが熱雑音（θ）に非常に近い場合、ＷＴＲＵまたは基地局による測定エラーが原因か、またはオペレータがＷＴＲＵまたは基地局の熱雑音（θ）に高過ぎる値を仮定したときに生じるＲＮＣによる熱雑音（θ）の過大評価が原因で、干渉レベル（Ｉ_ｏ）に対して報告される値が熱雑音（θ）よりも小さくなる可能性がある。この状況が発生した場合、変数（ｓ）は負となるので、論理的矛盾を避けるために、干渉レベル（Ｉ_ｏ）が熱雑音（θ）と等しいかのようにゼロ（０）にリセットする必要がある。したがって、ｓ＜０である場合、ｓは０と等しいと仮定され、ｓは０に設定される（ステップ１４７）。変数ｓ、ｔおよびｕは、ｖ＝ｓ×ｔ／ｕを計算するために使用される（ステップ１４８）。

変数ｖを計算した後、接続が追加または削除のいずれであるかについて判別が行われる（ステップ１５１）。接続の追加または削除のいずれのシナリオにあるかに応じて、Ｒには（それぞれ数式１または数式２に対応する）２つの計算が考えられる。追加の場合、計算はＲ＝１／（１−ｖ）で行われ（ステップ１５２）、判別（ステップ１５３）はＲ＜０であるかどうかについて行われる。このことが発生する場合、接続の追加に続いて、干渉レベルが所定の最大値を超えて（基地局またはＷＴＲＵの）送信電力レベルまで増大することが予測され、接続は拒否されるべきであることを意味している（ステップ１５４）。したがって推定は終了する（ステップ１５６）。

Ｒがゼロと等しいかまたはそれよりも大きい場合、接続の追加または削除後の予測される干渉レベルは、Ｒと現在の干渉レベル（Ｉ_ｏ）を掛け合わせることで取得され（ステップ１５８）、推定は終了する（ステップ１５６）。

ステップ１５１において判別されて接続が削除である場合、計算はＲ＝１／（１＋ｖ）によって行われる（ステップ１５７）。Ｉ_ｐｒｅｄ＝Ｒ×Ｉ_ｏの予測干渉の計算が行われ（ステップ１５８）、推定は終了する（ステップ１５６）。

図６は、パスロス（Ｌ）およびＳＩＲが使用できないが、既存の接続の送信電力Ｐｃが使用可能である手順１６０のフロー図である。図５の場合と同様に、これは数式（４）または数式（５）を使用する、本発明の数多くある可能な実行の１つである。手順１６０の開始において、熱雑音レベル（θ）、干渉レベル（Ｉ_ｏ）、既存の接続の送信電力Ｐｃ、配置パラメータＧ_ｃおよびパラメータ（ｑ）が取得される（ステップ１６１）。

次に、ｓ＝（Ｉ_ｏ／θ）−１（ステップ１６２）、ｔ＝Ｐｃ／Ｉ_ｏ（ステップ１６４）およびｕ＝ｑ＋１／Ｇｃ（ステップ１６５）に対して、別個に計算が行われる。ｓ＝（Ｉ_ｏ／θ）−１の計算は、ｓ＜０であるかどうかを判定するために使用される（ステップ１６６）。ｓ＜０である場合、ｓは０と等しいと仮定され、ｓ＝０に設定される（ステップ１６７）。変数ｓ、ｔおよびｕは、ｖ＝ｓ×ｔ／ｕを計算するために使用される（ステップ１６８）。ただし、この手順１６０において、ｔの値はステップ１６４のｔ＝Ｐｃ／Ｉ_ｏによって決定される。

ステップ１６８並びにステップ１７１から１７８は、図５のステップ１４８並びにステップ１５１から１５８に対応する。変数ｖを計算した後、接続が追加または削除のいずれであるかについて判別が行われる（ステップ１７１）。追加の場合、計算はＲ＝１／（１−ｖ）によって行われ（ステップ１７２）、判別（ステップ１７３）はＲ＜０であるかどうかについて行われる。Ｒ＜０の場合、干渉が所定の最大値を超えるので接続は拒否すべきであるという予測が行われ（ステップ１７４）、推定は終了する（ステップ１７６）。Ｒ≧０の場合、Ｉ_ｐｒｅｄ＝Ｒ×Ｉ_ｏの予測干渉の計算が行われ（ステップ１７８）、推定は終了する（ステップ１７６）。

ステップ１７１において判別されて接続が削除である場合、計算はＲ＝１／（１＋ｖ）によって行われる（ステップ１７７）。Ｉ_ｐｒｅｄ＝Ｒ×Ｉ_ｏの予測干渉の計算が行われ（ステップ１７８）、推定は終了する（ステップ１７６）。

この手順１６０は、ＤＬおよびＵＬについてそれぞれ図２および図４を参照して説明されている手順６０および手順１００の場合の入力要素ＬおよびＳＩＲの代わりに、Ｐｃの入力要素を使用する場合に使用される。図に示すように図６の手順１６０は、第２のステップにおいて中間変数（ｔ）がｔ＝Ｐ_ｃ／Ｉ_ｏとして異なる方法で計算される点を除いては、図５の手順１４０と非常に似ている。

本発明によれば、干渉の動的な計算により、雑音増加／減少ルックアップテーブルを使用することなく干渉の変化を推定できるようになる。雑音増加／減少テーブルの回避は、推定が大幅に簡単に実装できるようになるので有利である。本発明に従って、干渉変動の推定は、現在の干渉状態と、パスロス（Ｌ）および接続の品質を維持するために必要なＳＩＲの観点から、追加／削除をすべき接続の特性の関数として行われる。配置が変更されるごとに（たとえば、セル半径が変更されるごとに）再計算をして、システムに新しいテーブルをダウンロードしなければならないのではなく、単一のパラメータ（Ｇ_ｃ）を再調整する必要があるだけである。

本発明は、次のいくつかの単純化のための近似を利用する。ａ）セル内干渉（つまり、同じ基地局に接続されているユーザ間の干渉）は全くない、ｂ）（同じセルに属していない基地局とＷＴＲＵのペアとの間の）パスロスは、システム全体を通じて同一であり、この値が使用される（１／Ｇｃに対応）。これらの近似は、数式１から数式５の形またはほぼ同等の形を取ることができる結果を導く。単純化の仮定を利用できることにより、本発明においては雑音増加／減少テーブルを使用せずにすむ。

好ましい実施形態は、第3世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）通信システムに従って特定タイプの通信を使用する音声およびデータと共に使用するために、本発明の好ましい用途と併せて説明されている。３ＧＰＰシステムは、一例として使用されているに過ぎず、本発明は他の符号分割多元接続通信システムに適用することができる。

本発明は、一般的に無線通信システムに利用することができる。例えば、３ＧＰＰシステム、一例として他の符号分割多元接続通信システムに適用することができる。

本発明による、パスロスおよびＳＩＲが使用される場合のダウンリンクにおける干渉の増加または減少を推定するプロセスを示すフロー図である。 本発明による、送信電力が使用される場合のダウンリンクにおける干渉の増加または減少を推定するプロセスを示すフロー図である。 本発明による、パスロスおよびＳＩＲが使用される場合のアップリンクにおける干渉の増加または減少を推定するプロセスを示すフロー図である。 本発明による、送信電力が使用される場合のアップリンクにおける干渉の増加または減少を推定するプロセスを示すフロー図である。 本発明の１つの態様によるＲＮＣにおける予測干渉を計算する手順を示すフロー図である。 本発明のもう１つの態様によるＲＮＣにおける予測干渉を計算する手順を示すフロー図である。

符号の説明

２１ ＷＴＲＵ
２２ 基地局
２３ ＲＮＣ

Claims (10)

1. 無線通信システムにおいて使用するための無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）において、
   無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）との接続が、候補タイムスロットの中に追加されることが可能かどうかを決定するよう構成された回路であって、
   Ｐ₀を、決定された送信電力、
   Ｉ₀を、前記候補タイムスロットにおける決定された干渉、
   θを、追加されるまたはドロップされる接続の熱雑音レベル、
   ＳＩＲを、フェージング平均信号対干渉比、
   Ｇ_Cを、ゲインリンク値、
   Ｌを決定されたパスロスとするとき、
   比Ｒが
   

   

   に従って計算され、前記Ｒが０以上であるという条件で、前記接続が追加される回路
   を備えたことを特徴とするＲＮＣ。
2. 前記回路は、ＷＴＲＵとの接続が候補タイムスロットの中でドロップされることができるかどうかを決定するようさらに構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＮＣ。
3. 前記回路は、存在している接続がドロップされた後の、予測干渉Ｉ_pred＝Ｒ×Ｉ₀を計算するようさらに構成されていることを特徴とする請求項２に記載のＲＮＣ。
4. 無線通信システムにおいて使用するための無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）において、
   無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）との接続が、候補タイムスロットの中に追加されることが可能かどうかを決定するよう構成された回路であって、
   ｑ＝Ｐ₀/Ｉ₀において、
   Ｐ₀を、決定された送信電力、
   Ｐ_Cを、追加されるまたはドロップされる接続の接続送信電力、
   Ｉ₀を、前記候補タイムスロットにおける決定された干渉、
   θを、追加されるまたはドロップされる接続の熱雑音レベル、
   ＳＩＲを、フェージング平均信号対干渉比、
   Ｇ_Cを、ゲインリンク値、
   Ｌを、決定されたパスロスとするとき、
   比Ｒが
   

   

   に従って計算され、前記Ｒが０以上であるという条件で、前記接続が追加される回路
   を備えたことを特徴とするＲＮＣ。
5. 前記回路は、候補タイムスロットの中で、ＷＴＲＵとの接続がドロップされることができるかどうかを決定するようさらに構成されていることを特徴とする請求項４に記載のＲＮＣ。
6. 前記回路は、存在している接続がドロップされた後の、予測干渉Ｉ_pred＝Ｒ×Ｉ₀を計算するようさらに構成されていることを特徴とする請求項５に記載のＲＮＣ。
7. 無線通信システムにおいて使用するための基地局（ＢＳ）において、
   無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）から信号パラメータの報告を受信するよう構成された受信機と、
   前記ＷＴＲＵに関連付けられた全送信電力Ｐ₀、追加される前記ＷＴＲＵに関連付けられた熱雑音レベルθ、前記ＷＴＲＵに関連付けられたフェージング平均信号対干渉比（ＳＩＲ）、および、前記ＷＴＲＵに関連付けられたリンクゲイン値Ｇ_Cを決定するよう構成された回路と
   を備えたことを特徴とするＢＳ。
8. 前記回路は、前記力Ｐ₀、θ、ＳＩＲ、およびＧ_Cを、前記ＢＳに関連付けられた無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）へ提供するようさらに構成されていることを特徴とする請求項７に記載のＢＳ。
9. 無線通信システムにおいて使用するための基地局（ＢＳ）において、
   無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）から信号パラメータの報告を受信するよう構成された受信機と、
   前記ＷＴＲＵに関連付けられた全送信電力Ｐ₀、削除される前記ＷＴＲＵに関連付けられた熱雑音レベルθ、前記ＷＴＲＵに関連付けられたフェージング平均信号対干渉比（ＳＩＲ）、および、前記ＷＴＲＵに関連付けられたリンクゲイン値Ｇ_Cを決定するよう構成された回路と
   を備えたことを特徴とするＢＳ。
10. 前記回路は、前記力Ｐ₀、θ、ＳＩＲ、およびＧ_Cを、前記ＢＳに関連付けられた無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）へ提供するようさらに構成されていることを特徴とする請求項９に記載のＢＳ。

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