JP5209741B2 - 無線通信ネットワークにおける干渉を考慮したスケジューリング - Google Patents

Description

本発明は、一般には無線通信システムに関し、特にこのようなネットワークにおけるスケジューリングに関するものである。

無線通信システムにおいて、スケジューリングは、全体のパフォーマンスに対して重要な役割をはたす。スケジューリングは、通常、一般のリソース管理の一部であり、典型的に、通信システムのユーザに対する通信リソース（例えば共用無線メディアの送信リソース）の割り当てを含む。

特に、多数のユーザが通信サービスを享受するとき、利用可能な通信リソースを効率的に割り当てることが必要となる。これは、通信リソースへのアクセスのスケジューリングに対する効率的な戦略および実施を必要とする。

国際公開第２００６／０９１１７２号パンフレット 米国特許出願公開第２００７／００４２７８４号明細書 国際公開第２００７／０４７５０３号パンフレット

Information capacity and power control in single cell multiuser communications, by R. Knopp and P. Humblet, in Proc. International Conference on Communications, Seattle, WA, June 1995.

本発明の主な目的は、無線通信システムの送信のスケジューリングを改良することである。

特に、データレートの強化、遅延の低減および／またはシステム容量の改良を提供することが望ましい。

特定の目的は、無線通信ネットワークにおける送信のスケジュールの方法および装置を提供することである。

また、無線ネットワークの運用に改良されたスケジューリング・ノードを提供することも特定の目的である。

これら及び他の目的は、添付の特許請求の範囲に記載の本発明により満たされる。

本発明は、複数のノード（例えば無線通信ネットワークの送信ノードおよび指定された（所望の）受信ノード）間の通信に関するものである。本発明の基本アイデアは、送信ノードから指定された受信ノードへの送信がどのような範囲で１つ以上の他の受信ノード（被干渉受信ノード）に影響又は干渉を及ぼすかを考慮するスケジューリング基準を使用することである。特に、本発明は、被干渉受信ノードに引き起こされる平均干渉の推定値と被干渉受信ノードに引き起こされる瞬間干渉の推定値との間の関係に基づいてスケジューリング測定値を決定し、少なくとも部分的にスケジューリング測定値に基づいて送信のスケジュールを実行する。

言い換えると、スケジューリングに使用する関係は、送信ノードにより被干渉受信ノードに生じる瞬間干渉の対応する平均干渉レベルに対する程度の代表値である。

このような方法で、送信ノードが被干渉受信ノードに平均よりも干渉しない時間の瞬間または時間−周波数リソースを発見するか、または複数の候補送信ノードの中から他の候補ノードと比較して相対的に瞬間干渉が低い程度である１つの送信ノードを発見することができる。後者の場合、複数の送信ノードの中のスケジュール優先度順序は、それぞれの干渉を考慮したスケジューリング測定値に基づいて通常決定される。一般に、相対的に低い程度の瞬間干渉は、相対的に高い程度の瞬間干渉に比較し、より高いスケジュール優先度を表す。

これは、送信リソースの効果的な利用が確実になることを意味し、その結果システムパフォーマンスが改良されることを意味する。

好適な、例示的な実施形態において、スケジューリング測定値は送信ノードと所望の受信ノードとの間の両方の通信品質に基づき、送信がどのような範囲で他の被干渉受信ノードに影響を及ぼすかに基づく。所望の受信局に対する「フェージングのピーク（山）」および１以上の被干渉受信局に対する「フェージングのディップ（谷）」は、集約されたシステム・レートの強化と共に個々のユーザに対するレート強化、及び潜在的に遅延の低減の提供を並行して利用できる。

他の本発明の利点は、以下の本発明の実施形態の説明を読むことにより理解されるであろう。

更なる目的および利点と共に、本発明は、添付の図面と共に以下の説明を参照することにより良く理解される。

送信ノード、指定された受信ノードおよび多数の被干渉受信ノードを含む例示的な簡略ネットワークの概略図である。 多数の送信ノード、指定された受信ノードおよび多数の被干渉受信ノードを含む例示的な簡略ネットワークの概略図である。 好適な例示的実施形態に従うスケジューリング方法の模式的フローチャートである。 従来技術に従ったスケジューリング基準を有する基地局および移動端末を含む簡略ネットワークの概略図である。 好適な例示的実施形態に従ったスケジューリング基準を有する基地局および移動端末を含む簡略ネットワークの概略図である。 他の好適な例示的実施形態に従ったスケジューリング基準を有する基地局および移動端末を含む簡略ネットワークの概略図である。 例示的実施形態に従った通信の模式的フローチャートおよびスケジューリング手順を示す図である。 他の例示的実施形態に従った通信の模式的フローチャートおよびスケジューリング手順を示す図である。 図８に対応する例示的実施形態に従ったスケジューリング手順の模式的フローチャートである。 さらに他の例示的実施形態に従った通信の模式的フローチャートおよびスケジューリング手順を示す図である。 図１０に対応する例示的実施形態に従ったスケジューリング手順の模式的フローチャートである。 好適な例示的実施形態に従ったスケジューリング機能性を有するノードの概略ブロック図である。 好適な例示的実施形態に従ってユーザをスケジューリングするネットワーク側ノードの概略ブロック図である。 測定および計算が移動端末側により実行され、報告されたスケジューリング測定値に基づいてスケジューリングが基地局側により実行される状況を示す概要図である。 測定が移動端末側により実行され、報告された干渉／品質情報に基づいて計算およびスケジューリングが基地局側により実行される状況を示す概要図である。

図面の全体にわたって、対応するか類似する要素に対して同一の参照符号が使用されている。

図１の簡略図に示すように、本発明は、複数のノード（例えば無線通信ネットワークの送信ノードＴＸ１０および指定された（所望の）受信ノードＲＸ_ＤＥＳ２０）間の通信に関するものである。本発明の基本アイデアは、送信ノードＴＸ１０から指定された受信ノードＲＸ_ＤＥＳ２０への送信の間、どのような範囲で１つ以上の他の受信ノード（被干渉受信ノードＲＸ_ＩＮＴ２５−１、２５−２）に影響又は干渉を及ぼすかを考慮するスケジューリング基準を使用することである。特に、本発明は、送信ノード１０によって被干渉受信ノード２５−１、２５−２に引き起こされる平均干渉の推定値と、被干渉受信ノードに引き起こされる瞬間干渉の推定値と、の間の関係に基づいて、スケジューリング測定値を決定し、少なくとも部分的にスケジューリング測定値に基づいて、考慮する送信ノード１０から対応する指定された受信ノード２０への送信をスケジュールする。

当該関係は、送信ノードにより被干渉受信ノードに生じる瞬間干渉の対応する平均干渉レベルに対する程度を示す。また、当該関係は、全体の最適化の目的に従って（すなわち、目的関数の最小化または最大化を意図するかどうか）、例えば、平均干渉と瞬間干渉との間の比率、又は瞬間干渉と平均干渉との間の比率により表現され得る。平均干渉と瞬間干渉との間の他の数学的関係を使用することも可能である。

送信ノード１０により１以上の被干渉受信ノード２５−１に生じる平均干渉に対する瞬間干渉をモニタすることによって（図１に小さく示した曲線グラフに示す）、送信ノード１０は平均よりも干渉しない時間の瞬間または時間−周波数の混合空間における時間−周波数リソースを発見することが可能である。これは、この時間の瞬間、同様に時間−周波数の混合空間の最適時間−周波数リソースで、送信をスケジュールすることが適切であることを意味する。無線通信チャネルが周波数選択性（すなわち品質が周波数バンドにわたって信号品質が変化する）である場合、時間−周波数リソースに関するスケジューリングは興味深くなる。

これは、送信リソースの効果的な利用が確実になり、その結果ユーザのデータレートの強化だけでなくシステムの集約データレートが強化され、潜在的に遅延が低減されおよび／または全体のシステムパフォーマンスが改良されることを意味する。

一般に、スケジューリング・アルゴリズムは、関係に基づいてスケジューリング測定値を任意に付加的な入力パラメータを使用して決定し（Ｓ１）、図３に例示されるように、決定されたスケジューリング測定値に基づいてチャネル依存のスケジューリングを実行する（Ｓ２）。

実際のスケジューリングは送信ノード１０において、例えばランダムアクセスチャネルに対するスケジューリング決定として実行され、または指定された受信ノード２０、関連するネットワーク制御装置、または複数ユーザの送信に対してスケジュールする専用のスケジューリング・ノード３０によって実行され得る。

本発明は、このように現在及び将来のシステム（例えばＨＳＰＡ（ハイスピード・パケットアクセス）およびＬＴＥ（ロングターム・エボリューション）システム）のランダムアクセスチャネル・スケジューリング、同じくアップリンク・スケジューリングおよびダウンリンク・スケジューリングに適用できる。

マルチ・ユーザ・スケジューリングの特定の場合において、図２の簡略化された形で例示されるように、目的は、複数の候補送信ノード１０Ａ、１０Ｂの中から他の候補ノードと比較して相対的に低い程度の瞬間干渉を有する１つの送信ノードを発見することである。実際には、複数の送信ノード１０Ａ、１０Ｂ（ユーザ）の各々の相対的な瞬間干渉をモニタし、それぞれの干渉を考慮したスケジューリング測定値に基づいて、複数の送信ノードの中でのスケジュール優先度順序が決定される。一般に、相対的に低い程度の瞬間干渉は、相対的に高い瞬間干渉に比較してより高いスケジュール優先度を表す。

本発明は時分割複信（ＴＤＤ）及び周波数分割複信（ＦＤＤ）ベースの通信の双方に適用できる。ＴＤＤに対して、無線チャネルの相互関係は、シグナリング必要条件を低減するためにチャネル推定に利用できる。

本発明は、少なくとも以下の典型的なスケジューリングのケースに適用できる：
・単一ユーザ（時間領域）、ｉ）周波数フラット・チャネルまたはｉｉ）周波数選択性無線チャネルの選択された周波数サブバンド（単に周波数チャネルと呼ぶ）。
・複数ユーザ（時間領域）、ｉ）周波数フラット・チャネルまたはｉｉ）周波数選択性無線チャネルの選択された周波数サブバンド（単に周波数チャネルと呼ぶ）。
・単一ユーザ（複数の周波数チャネル）。
・複数ユーザ（複数の周波数チャネル）。

複数の送信ノード（ユーザ）の各々に対して、それぞれのスケジューリング測定値を決定し、決定されたスケジューリング測定値に基づいて、考慮する送信ノードの中から１つの送信ノードを選択することによって、送信のスケジューリングを実行することが可能である。

また、考慮した送信ノード（ユーザ）の複数の周波数チャネルの各々に対して、それぞれのチャネル依存スケジューリング測定値を決定し、選択された１つの周波数チャネルでスケジューリング測定値に基づいて送信ノードをスケジューリングすることが出来る。

複数の送信ノード（ユーザ）および複数の周波数チャネルに対して、決定手順は、好ましくは、周波数チャネルの各々に対して、そして、送信ノード（ユーザ）の各々に対して、それぞれのチャネル依存スケジューリング測定値を決定し、選択された周波数チャネルでスケジューリング測定値に基づいて、複数の送信ノードの中から１つの送信ノードを選択することによって、送信のスケジューリングを実行することを含む。当然、スケジューリングは、最も高いスケジュール優先度を有する選択されたユーザを有する複数のユーザに対するスケジュール優先度順位の決定を含み得る。

複数の周波数チャネルでのスケジューリングの場合、全体の手順は、チャネルの割り当てを「自動的に」含む。複数ユーザおよび複数の周波数チャネルが考慮されるとき、後述するように、ユーザのスケジューリングおよびチャネルの割り当てを共同実行することが可能である。

本発明は、一般に、無線通信システム（例えばセルラ・ネットワーク、アドホック・ネットワークと同様、所謂コグニティブ無線ベースのシステム）に適用できる。

好適な、例示的な実施形態において、スケジューリング測定値は送信ノードと所望の受信ノードとの間の双方の通信品質に基づき、送信がどのよう範囲で他の被干渉受信ノードに影響を及ぼすかに基づく。所望の受信局に対する「フェージングのピーク（山）」および１以上の被干渉受信局に対する「フェージングのディップ（谷）」が個々のユーザのレート強化だけで無くシステムの集約レート強化にも平行して利用可能であることを意味する。移動端末の電力リソースが典型的に制限されるため、これは特に移動通信システムのアップリンク・スケジューリングに役立ち、セル境界の移動ユーザに対して良好で堅実なパフォーマンスを提供に不可欠である。本発明で、セル境界の移動ユーザはデータレートの増大が可能になり、その一方で、隣接セルの基地局およびユーザに過剰な干渉を引き起こさない。

上述のように、スケジューラはより高いデータレートを提供するキー要素であって、潜在的に遅延を低減し、例えばパケット・ベースの無線システムのような現代の通信システムのシステム容量を改善する。特に、チャネル依存のスケジューリング（また、日和見（opportunistic）スケジューリングと称する）はシステムを強化しユーザのデータレート・パフォーマンスを強化するセルラシステムの周知のメカニズムである。

従来は、例えば高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および高データレート（ＨＤＲ）に基づくシステムにおいて、チャネル依存の日和見スケジューリングは、ダウンリンクにおいて主に考慮された。例えば、ＨＳＤＰＡのダウンリンク・チャネルは、利用可能無線リソースを最大限に使用するために良好なチャネル状況の利点を享受すべくチャネル依存スケジューリングにより複数のユーザ間で共有される。

また、チャネル依存の日和見スケジューリングは非特許文献１においてアップリンクに対して議論されている。

図４は、従来技術に従って基地局（ＢＳ）２０と通信する移動端末／ユーザ１０を示している。周波数フラット・チャネルのチャネル依存スケジューリング（すなわちここでは１つの例として使用される）に関して、スケジューリングするためのユーザｋに対する単純かつ一般的な品質メトリックＣ_ｋは、以下に従って、平均的な搬送波対雑音および干渉比（ＣＩＮＲ）Γ￣_ｋに対する瞬間的な搬送波対雑音および干渉比（ＣＩＮＲ）Γ_ｋに基づき得る：

スケジュールされるユーザｕ￣_ｋは、それから以下に基づいて全てのユーザＵ（簡略化された図４には示されない）のセットの中から選択され得る：

ここで、相対的に最高の品質比率を有するユーザに対して、最高のスケジュール優先度が選択される又は割り当てられる。また、図４に小さく示される曲線グラフに示されるように、平均ＣＩＮＲレベルに比較して瞬間ＣＩＮＲ値が高い（「フェージングのピークのもの）時を選んで、移動端末のランダムアクセスチャネルへのアクセスをスケジュールしても良い。

代替として、平均および瞬間のチャネル利得（それ故、送信電力、干渉レベル及び雑音レベルを無視できる）を考慮し：

さらなる他の代替として、以下の数式に従って、平均データレートＲ￣_ｋに対する瞬間データレートＲ_ｋ：

レート基準の欠点は、測定されたデータレートよりむしろチャネル容量に基づくならば、（シャノン容量公式と比較した）ＳＮ比とレートとの間の非線形関係により不公平であるということである。

実際には、スケジューリング・プロセスにおいて多くの他の要因が典型的に考慮される。

チャネル依存のスケジューリング基準に対する上述のアプローチに対する問題は、それがリンク図（link view）に基づいており（セルラシステムを選択されない）、システムの他の部分の送信の影響を考慮しないという点である。特に、移動局の電力リソースが概して制限されるため、効果的なスケジューリング基準をアップリンクに対して提供することは興味があり、セル境界のユーザに対して良好なパフォーマンスを提供することは不可欠である。

以下の説明は主にセルラシステムのアップリンクの場合にフォーカスしているが、後述するように本発明はそれに限定されないことは理解されなければならない。

本発明は、自身のリンクがどれだけ良好かを考慮するだけでなく、主にまたは排他的に、図５に示されるように、移動端末１０のような送信ノードから所望の基地局（ＢＳ）のような指定された受信ノード２０への送信が、１以上の他のいわゆる被干渉受信ノード２５（例えば他の基地局）にどのような範囲で影響するかを考慮する。図５に小さく示す曲線グラフに示されるように、移動端末１０は、被干渉受信ノード２５の平均干渉レベルと関連する瞬間干渉の程度に基づいて指定された受信ノード２０への送信に選択され得る。瞬間干渉が平均レベルと比較して低い場合、送信のための移動端末１０をスケジュールすることは適切で有り得る。

例えば、ユーザｋ（例えば移動端末１０）が指定された／所望の受信局ｉ（例えばＢＳ２０）に送信する場合、干渉に（実質的に）影響を受ける（たとえば最悪の影響を受ける）少なくとも１つの受信局ｊ（例えばＢＳ２５）を識別する。この特定の例では、ユーザｋと受信局ｊとの間の瞬間及び平均の搬送波対干渉及び雑音比（ＣＩＮＲ）は、それぞれΓ_ｋｊ及びΓ￣_ｋｊである。送信ノードｋから指定された受信局ｉまでの送信のスケジューリングに使用される典型的なスケジューリング測定値は、以下のように表され得る：

受信局ｉに対する１以上の潜在的被干渉位置ｊの瞬間及び平均干渉考慮したスケジューリング・メトリックは、以下のように一般化され得る：

ここで、ｆは、生成された干渉を抑制するのに適切な形式の目的関数である。

ここで、搬送波対干渉及び雑音比（ＣＩＮＲ）は単に例として使用されており、本発明がこれに制限されないことは理解されなければならない。事実、信号対干渉比（ＳＩＲ）、信号対雑音比（ＳＩＮＲ）、搬送波対干渉比（ＣＩＲ）、搬送波対干渉及び雑音比（ＣＩＮＲ）、チャネル容量、チャネル利得、パケット誤り率（ＰＥＲ）、データレートおよび予想スループットを含むがこれらに限定されず、引き起こされた干渉を推定する任意の適切な測定値を用いることができる。例えば、時々、上述の数式において、搬送波対干渉及び雑音比よりむしろ平均及び瞬間の利得を使用することがより自然である。

送信局１０がいかなる受信局にも実質的に干渉しない場合、古典的に最適化された自身のリンクのチャネル依存スケジューリングのような従来のスケジューリングを使用することができる。

図６に示したように、適切なスケジューリング測定値を決定するとき、相対的な瞬間干渉の程度と同様に自身のリンクの品質の両方を考慮することは有益で有り得る。自身の所望のリンクの品質と他の受信局への干渉の両方が考慮される場合、自身のリンクの相対的な瞬間品質と１以上の他の受信局への相対的な干渉との加重組合せに基づいて共同スケジューリング測定値が好適に決定される。上述のものと同じ表記法において、スケジューリングで使用されるありうる帰納的測定値は以下のように定義され得る：

ここで、ユーザｋと所望の受信局ｉとの間の瞬間及び平均の搬送波対干渉及び雑音比は、それぞれΓ_ｋｉおよびΓ￣_ｋｉとして示される。

この例では、Ｃ_ｋｉの大きい値は高いスケジュール優先度を表すため、数式（７）において、瞬間及び平均比は、所望のリンクと比較して干渉リンクに対して逆転する点に注意する。変数α_１およびα_２は、最も重要なものは何か（干渉の低減または所望のリンクの改善）を示す重み因子である。例えば、他のセル基地局への瞬間干渉に対する平均干渉を考慮するセル境界のユーザがより広い範囲になるように、重み因子はまたユーザ特有であり得る。当該パラメータは、シミュレーションにより測定され得、予め設定され得、または運用中のシステムによって最適に調整され得る。

数式（７）は、また、より一般的な測定値により一般化され得：

ここで、ｆは、送信局と所望の受信局との間の良好な品質の影響が必要であり強化するときに生成された干渉を抑制する適切な形式の目的関数である。また、他の任意の数のセルを特定することができる。他のセルがシステムの少なくとも１つのユーザに含まれる程度まで当該関数は実装特有である。

通常、スケジューリング測定値を決定するための上述の手順は複数の送信ノード（例えばアップリンク送信の移動端末）の各々に対して実行され、それからスケジュール優先度順序が送信ノードに対して決定される。あるいは、個々の送信ノードのスケジューリング測定値が、ランダムアクセス決定のベースとして使用され得る。

図６に示すように、自身の受信ＢＳ２０に対するチャネルは「フェージングのピーク」を経験し、被干渉ＢＳ２５は「フェージングのディップ」を経験する。この状況はスケジューリング測定値Ｃ_ｋｉの大きい値を表し、それは高いスケジュール優先度として反映される。１以上の被干渉受信基地局に対する干渉が平均レベルより低く自身のチャネルが瞬間的に良好である場合、移動端末１０による送信をスケジュールするのに適している。このタイプの運用は、提案された技術の基本および主要な目的を反映する。

ディップの相対的低下がフェージングのピークの相対的上昇より有意であるため、ディップは、しばしば、特にセル境界で有益な深さである。しかしながら、フェージングのディップは通常、短いため、チャネルのピークよりディップを利用するのは難しい。しかしながら、チャネルの予測方法は、ピークまたはディップの間で違いが無いため、それ故、チャネルのピークを利用する従来のチャネル依存スケジューリングのようにディップを利用するための類似の時間期間を考慮に入れなければならない。

周波数フラット・チャネルのスケジューリング・メトリックに基づいて複数のユーザ（またはユーザの優先度付け）の中から１つのユーザを選択することに加えて、選択／優先順位付けは、また、周波数領域においてなされ得る。

チャネルｎを考慮すると、チャネルｎに対する異なるユーザの中からの選択（または優先度付け）の際のチャネル依存スケジューリング基準は、例えば以下のように表され得る：

これは、周波数チャネルｎ＝１，．．．，Ｎの全セットまたはサブセットに対して実行され得る。

例えば数式（６）を周波数領域ベースのスケジューリングに一般化すると、結果として数式は以下のようになる：

もちろん、前述した全てスケジューリング・メトリックは、同様に複数の周波数チャネルに一般化され得る。

ランダムアクセスチャネルの場合において、ユーザは、以下に従って複数の周波数チャネルの中から選択できる：

ここで、Ｎは、全ての考慮され／関連するチャネルのセットである。

更に、ユーザおよびチャネルを共同で割り当てることができ、それはＯＦＯＭＡにおけるアップリンク・データのスケジューリングにとくに有用であり、当該計算は潜在的な受信基地局によりなされる。例えば、各々のユーザが、スケジューリング測定値のベクトルｃ_ｋｉを有すると仮定すると（すなわち各チャネルに対し１つの値）、（スケジューリング測定値に基づいて形成される）集約パフォーマンス測定値が最適化されるように、このような複数のベクトルにアクセスする（例えば基地局に構成される）中心スケジューリング・メカニズムは、複数のユーザに異なるチャネルを割り当てることができる。この種の測定値は、例えば各チャネルに対するメトリックの合計であり得る。もちろん、他のパフォーマンス測定値を使用することも可能である。追加され得る付加的なスケジューリング制約は、スケジューリング・メトリックが閾値以下にあるユーザに対するチャネル割り当てを回避することである。このようにして、平均干渉より高い干渉が起こり得る劣悪なリソースにおけるデータ送信を回避する。

前述のように、本発明は、例えばＴＤＤおよびＦＤＤにおいて適用され得る。ＴＤＤにおいて、無線チャネルの相互関係は、シグナリングを低減に利用でき、結果として移動ユーザのより高速な移動を可能にする。アップリンク送信を目的とする本発明の特別な実施形態においては、相反するチャネルは、対応するアップリンク・チャネルの代表であるダウンリンク・チャネルのユーザによる測定を可能にすると見なされ（ＴＤＤ）、その後、スケジューリング決定の測定値を算出する。これは、例えば、ユーザが接続するスケジューリング決定を実行する所望の受信基地局に報告され得、またはランダムアクセス決定のために使用され得る。望ましくは、チャネル品質評価はパイロット信号の送信に基づく。

このオプションは、送信ノード１０が被干渉受信ノード２５からのパイロット信号に基づいて、またオプションで所望の受信ノード２０からのパイロット信号に基づいてチャネル推定を実行する図６の破線により示される。チャネル推定は、スケジューリング測定値を決定するために、送信ノード１０からの逆方向に対する推定値として使用され得る。

本発明はアップリンクにおいて送信されるデータトラフィックに単に適用しているが、本発明はこれに限定されない。本発明がダウンリンク、例えば１以上の他の受信ＭＳに干渉を引き起こしながらＢＳが所望ＭＳへ送信する場合において使用することも可能である。それでも、概してＢＳは、どのＭＳが受信するかまたは他のセルに対するダウンリンクにおいてスケジュールされているかについて既知であることを必要とする。

マルチ・ユーザ・ダイバーシティ利得が多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信において一般に低減されることが周知であるが、少なくとも支配するチャネル固有値の相違のため、本発明は、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）ケースに類似したマルチユーザの単一入力多出力（ＳＩＭＯ）ケースのマルチ・ユーザ・ダイバーシティ利得を提供することが出来る。

本発明は、特にアップリンク、（周波数領域ベースのスケジューリング決定を有する）直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）または周波数フラット・チャネル、及びマルチユーザＳＩＭＯに適用できる。さらにまた、特に、チャネル相互関係がシグナリング量の低減およびデータを送信する移動ユーザの許可スピードの向上に利用され得るＴＤＤ ＵＬに適している。

特許文献１は、第１の基地局、第２の基地局および現在第１の基地局にサービスされる移動無線を含むセルラシステムを開示している。第１の基地局単独または移動局と共に分散リソース制御が使用され、中央コントローラを含むこと無くリソース管理決定を行う。相対的経路利得が、第２の非サービング基地局へのアップリンク信号の量に関連する第１の平均経路利得と、第１のサービング基地局へのアップリンク信号の量に関連する第２の平均経路利得と、の比較に基づいて移動無線からのアップリンク信号に対して決定される。このようにして、リソースを管理するときに、非サービングセルの干渉の影響を考慮し、移動局からのアップリンク送信に対する送信電力の調整またはデータレートの調整を含む。

特許文献１で提唱される相対経路利得は、異なる複数の基地局の平均経路利得の比較に基づいているという点で、本発明により提案される関係及び関連するスケジューリング測定値と異なる。加えて、本発明はスケジューリングに関するものであるが、特許文献１は移動局の送信電力およびデータレートの制御に関するものである。

特許文献２は、無線通信システム内のセル間干渉の制御のためのアップリンク・リソースの割り当てに関するものである。特許文献２の移動局は当該移動局のアップリンク送信によって生じるセル間干渉の量を推定し、スケジューリング許可が割り当てられる前に、当該移動局のアップリンク送信パラメータが調整される。移動ユーザｉからの所与の送信に対し、適切なメトリックは、他の全てのセルで受信される電力の合計に対するサービングセルＪで受信された電力の比

として推定され得る。ここで、ｇ_ｉｊは、ユーザｉと基地局ｊとの間の経路利得である。他の関連したメトリックは、最も強い隣接セル（Ｋ）の経路利得ｇ_ｉＫに対するサービングセル（Ｊ）経路利得ｇ_ｉＪの比ｇ_ｉＪ／ｇ_ｉＫである。

特許文献１と類似して特許文献２は、移動局のアップリンク送信パラメータの調整に関するものであり、特許文献２で使用されるメトリックもサービング基地局の経路利得と１以上の非サービング基地局の経路利得との間の比較に基づいている。

特許文献３は、複数の基地局接続点から送信されるパイロット信号の測定に関するものである。無線端末は、接続点に対するブロードキャスト格納係数情報をモニタし回復を試み、現在の接続点および１以上の異なる接続点の各々のパイロットベースの測定値、及びアップリンク格納係数情報に基づいて干渉報告を生成し、現在の接続点に当該報告を送信する。特許文献３において、無線端末と異なる基地局との間のチャネル利得が決定され、隣接基地局ｋの無線端末の干渉コストｒ_０，ｋは隣接した基地局ｋに対するチャネル利得Ｇ_０，ｋおよび現在サービング基地局に対するチャネル利得Ｇ_０，０との間の比Ｇ_０，ｋ／Ｇ_０，０として計算される。無線端末は干渉コストを現在の基地局に報告し、アップリンク干渉を制御するためにアップリンク・スケジューリング決定を実行する。

特許文献３の干渉コストは、非サービング基地局の経路利得とサービング基地局の経路利得間との間の比率に基づいており、本発明で使用されるスケジューリング関係及び測定値と明らかに対照的である。

本発明において、スケジューリング関係は、考慮される被干渉受信ノードの平均干渉レベルに対する瞬間干渉の程度の代表値である。本発明とは対照的に、従来技術のソリューションは、考慮するチャネルの速いフェージング変化を利用することができず、例えば送信ノードによる干渉が平均より少ないディップを発見する。

以下に、本発明を、本発明の非限定のさまざまな実施例を示す一組のフローチャートを参照して説明する。

図７は例示的実施形態に従った通信の模式的フローチャートおよびスケジューリング手順を示す図であり、ランダムアクセスチャネルの実装を目指している。考慮する送信ノード（例えば移動端末）から送信するパケットが存在するとき、基本フローチャートはステップＳ１１で始まる。オプションのステップＳ１２において、所望の受信局に対する平均品質および瞬間品質が測定される。ステップＳ１３において、１以上の被干渉受信局に対する平均干渉および瞬間干渉が測定されるかまたは推定される。通常、ここではＴＤＤとみなすと、チャネル相互関係の利用を許可する。平均及び瞬間の干渉の関係に基づいて、またオプションで瞬間及び平均の品質の関係に基づいて、スケジューリング測定値がステップＳ１４において算出され得る。算出された測定値はステップＳ１５で閾値と比較され、測定値が閾値を満たす場合（ＹＥＳ）、ランダムアクセスチャネル・テストがステップＳ１６において実行される。肯定的なランダムアクセス決定がされる場合（ＹＥＳ）、移動端末はステップＳ１７でのデータ送信を許可される。手順は、ステップＳ１８で終わるか、または、必要な限り繰り返される。図７のオプションとして、周波数領域の複数のチャネルが（好ましくは並行して）測定され得、Ｓ１５およびＳ１６において、最高の測定値を有するチャネルが選択され得考慮され得る点に注意する。

図８は、他の例示的実施形態に従った通信の模式的フローチャートおよびスケジューリング手順を示す図である。この実施形態例では、（アップリンク）送信は、どの（潜在的）送信ユーザがデータを送信するかを選択する、対応する指定された受信ノード（または専用のスケジューリング・ノード）により調整される。この例では、アクティブなユーザは常に送信データを有し、スケジューリング基準が満たされるとスケジューラはそれらをスケジュールする、又は、（潜在的）送信ユーザも、送信のスケジューリングがされるユーザのスケジュール順序のスケジューラによる決定をガイドするスケジュール要求またはキュー状態情報を転送すると仮定する。フローチャートは、ステップＳ２１から始まる。オプションのステップＳ２２において、所望の受信局に対する平均品質および瞬間品質が測定される。ステップＳ２３において、１以上の被干渉受信局に対する平均干渉および瞬間干渉が測定されるかまたは推定される。通常、ここではＴＤＤとみなすと、チャネル相互関係の利用を許可する。平均及び瞬間の干渉の関係に基づいて、またオプションで瞬間及び平均の品質の関係に基づいて、スケジューリング測定値がステップＳ２４において算出され得る。ステップＳ２５において、算出された測定値は、対応する受信ノードにおいてまたは専用のスケジューリング・ノードに配置されるスケジューラに送信される。（潜在的）送信ユーザはステップＳ２６においてスケジューリング許可を受信すると（ＹＥＳ）、許可割り当てに基づいてステップＳ２７におけるデータ送信が認められる。手順は、ステップＳ２８で終わるか、または、必要な限り繰り返される。また、ここでは、複数の周波数領域チャネルがオプションとして評価され得る。そしてＳ２５において最高の測定値が選択され送信される、又は、測定値のセットを送信し１（またはそれ以上）のチャネルが選択され、Ｓ２６で通信する。周波数領域ベースチャネル依存スケジューリングと同じ態様が以下のフローチャートに適用できる。

図９は、図８に対応する例示的実施形態に従ったスケジューリング手順の模式的フローチャートである。スケジューラは、ステップＳ３１においてスケジューリング測定値を受信し、典型的には他のユーザからの対応する測定値と共に、受信されたスケジューリング測定値に基づいてスケジューリングを実行する。これは、通常スケジューリング測定値に基づくスケジュール優先度順序の決定を意味し、ステップＳ３２に示されるように、最初に最適（例えば最大）のスケジューリング測定値を有するユーザを選択し、スケジューリング許可を当該ユーザに割り当てる。ステップＳ３３において、スケジューラは、スケジューリング許可を選択されたユーザに送信する。スケジューラ手順は、ステップＳ３４で終わるか、または、必要な限り繰り返される。この手順では、オプションの周波数領域ベースのチャネル依存のスケジューリングが各チャネルにおいて実行され得る。

図１０は、さらに他の例示的実施形態に従った通信の模式的フローチャートおよびスケジューリング手順を示す図である。ＦＤＤに対して、潜在的送信ノード（例えば移動端末）はアップリンク・パイロットを送信する。そして、受信ノード（例えばＢＳ）は受信されたパイロットに基づいてチャネル推定の測定を実行する。それらの測定は実体（エンティティ）、好ましくは分散制御の場合は所望の受信ノードに、中央制御の場合はスケジューリング決定を行う中心スケジューリング・ノードに、送信されるよう構成され、選択された潜在的送信ノードにデータを送信可能なことを知らせる。フローチャートは、ステップＳ４１から始まる。オプションのステップＳ４２において、所望の受信局が平均品質および瞬間品質を測定するかまたは推定可能となるようにパイロットが転送される。ステップＳ４３において、パイロットは、受信局が平均干渉および瞬間干渉を測定するかまたは推定可能となるように、１以上の被干渉受信局に転送される。ステップＳ４４において、スケジューリング許可が受信された場合（ＹＥＳ）、（潜在的）送信ユーザは、ステップＳ４５においてデータを送信できる。手順は、ステップＳ１８で終わるか、または、必要な限り繰り返される。

図１１は、図１０に対応する例示的実施形態に従ったスケジューリング手順の模式的フローチャートである。図１１のフローチャートは、主要部分として、図９のフローチャートと関連して説明されるスケジューリング手順に続き、スケジューリング測定値の受信（Ｓ５１）、１以上のユーザの選択（Ｓ５２）、およびスケジューリング許可の送信（Ｓ５３）を含む。

図１２は、好適な例示的実施形態に従ったスケジューリング機能性を有するノードの概略ブロック図である。ノード１００は基本的に、スケジューリング測定値の決定ユニット１２０、スケジュール・ユニット１３０と共にＴＸバッファ１４０、ＲＸバッファ１５０および、１以上のアンテナと接続されたＲＸ／ＴＸモジュール１６０を備える。オプションで、ノード１００は、上述の干渉を決定するために受信パイロット信号に基づいて動作する測定ユニット１１０を備える。これらの測定値は、スケジューリング測定値の決定ユニット１２０によって使用される。スケジューリング測定値は、スケジュール・ユニット１３０に転送される。必要に応じて、ユニット１２０および１３０は集約できる。スケジュール・ユニット１３０は、例えば、ランダムアクセスチャネルへの直接アクセスを多少許可するために、スケジューリングを実行するために構成される。ＴＸバッファ１４０からの適切なデータが、ＲＸ／ＴＸユニットおよび関連するアンテナを介した送信のために最後に選択され、典型的に移動端末からのアップリンク送信とみなす。ノード１００は移動端末であることが望ましい。

代替あるいは補足として、干渉推定値は、外部ノードからスケジューリング測定値の決定ユニット１２０まで送信され得る。

図１３は、好適な例示的実施形態に従ってユーザをスケジューリングするネットワーク側ノードの概略ブロック図である。この例では、ノード２００は、基地局（例えばノードＢ、ネットワーク制御装置または専用のスケジューリング・ノード）であり得る。とにかく、ノード２００は、基本的に、アップリンク・スケジューラ２１０およびダウンリンク・スケジューラ２２０を含む。本発明はアップリンク・スケジューラに関して記載されているが、本発明はダウンリンク・スケジューラにも適用され得ることが理解されるべきである。アップリンク・スケジューラ２１０は、概して、優先度付けユニット２１２および許可割り当てユニット２１４を含む。優先度付けユニット２１２は、情報（例えばスケジュール優先度順序を決定するために使用される干渉／品質情報またはスケジュール情報）を受信する。ここで、いくつかのオプションが利用できる。例えば、優先度付けユニット２１２は、上述のスケジューリング測定値またはスケジューリング関係の情報代表値を受信することができ、直接スケジューリング・プロセスにこの情報を多少使用できる。あるいは、優先度付けユニット２１２は上述の平均及び瞬間の干渉推定値の情報代表値を受信でき、オプションで、優先度付けユニットが、考慮するユーザ１０に対するスケジューリング測定値を決定できるように平均及び瞬間の品質推定値を受信できる。一旦、スケジュール優先度順序が決定されると、選択されたユーザ１０は許可割り当てユニット２１４により許可を割り当てられ、許可割り当てを知らされる。周波数領域チャネル依存のスケジューリングの場合、優先度付けユニット２１２は、各々が異なるチャネルに複数の受信情報を有する１または複数のユーザを考慮し、好ましくはユーザを適切なチャネルを割り当てる。

図１４は、測定および計算が移動端末１０側により実行され、報告されたスケジューリング測定値に基づいてスケジューリングが基地局２０側により実行される状況を示す概要図である。

図１５は、測定が移動端末側により実行され、報告された干渉／品質情報に基づいて計算およびスケジューリングが基地局側により実行される状況を示す概要図である。基地局２０または類似したネットワーク・ベースのノードが上述の平均の干渉／品質を推定でき、それにより上述の平均及び瞬間の干渉の関係を決定できるように、望ましくは、瞬間の干渉／品質の推定値は定期的にまたは少なくとも断続的に報告される。このようにして、基地局２０または類似のノードは、当該関係に基づいてスケジューリング測定値を決定することができ、したがって、スケジューリングを実行できる。移動端末が平均干渉／品質を決定し、瞬間の干渉／品質に関する最近推定された最新の情報に従って、これをネットワーク側に報告することももちろん可能である。

上述の実施形態は単なる例であり、本発明がこれらに限定されないことは理解されなければならない。本願明細書に開示され請求される基本的な原理を保持する更なる修正、変更および改善は本発明の範囲に含まれる。

Claims (17)

1. 無線通信システムにおけるスケジュール送信の方法であって、前記無線通信システムは、指定された受信ノード（２０）と無線通信すると共に、被干渉受信ノード（２５）と呼ばれる少なくとも１つの他の受信ノードに干渉を引き起こす送信ノード（１０）を含み、前記方法は、
   前記送信ノード（１０）によって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる平均干渉の推定値と、前記送信ノード（１０）によって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる瞬間干渉の推定値と、の間の関係に基づいて、前記送信ノード（１０）から前記指定された受信ノード（２０）への通信に対するスケジューリング測定値を決定するステップと、
   少なくとも部分的に前記スケジューリング測定値に基づいて送信のスケジューリングを実行するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記関係は、前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）の平均干渉レベルに対する瞬間干渉の程度を示し、前記方法は、前記送信ノードにより前記被干渉受信ノードに生じる前記平均干渉に対する前記瞬間干渉をモニタするステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 相対的に低い瞬間干渉の程度は相対的に高い瞬間干渉の程度に比較し相対的に高いスケジューリング優先度を表すことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. スケジューリング測定値を決定する前記ステップは、また、前記送信ノード（１０）と前記指定された受信ノード（２０）との間の通信品質の測定値に基づくことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記通信品質の測定値は、前記指定された受信ノード（２０）との通信の平均品質に対する瞬間品質の程度を表す測定値を取得するため、前記送信ノード（１０）と前記指定された受信ノード（２０）との間の瞬間品質と平均品質との間の関係に基づくことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 送信のスケジューリングを実行する前記ステップは、前記送信ノード（１０）から前記指定された受信ノード（２０）へスケジュール送信するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
7. 決定する前記ステップは、複数の送信ノードの各々のスケジューリング測定値を決定するために前記複数の送信ノードの各々に対して実行され、送信のスケジューリングを実行する前記ステップは、前記スケジューリング測定値に基づいて前記複数の送信ノードの中から１つの送信ノードを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法。
8. 決定する前記ステップは、前記送信ノードに対する複数のチャネル依存スケジューリング測定値を決定するために複数の周波数チャネルの各々に対して実行され、送信のスケジューリングを実行する前記ステップは、前記複数のチャネル依存スケジューリング測定値に基づいて前記複数の周波数チャネルのうちの選択された１つの周波数チャネルでの送信のために前記送信ノードをスケジューリングするステップを含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
9. 決定する前記ステップは、複数の送信ノードの各々に対する複数のチャネル依存スケジューリング測定値を決定するために前記複数の送信ノードの各々に対する複数の周波数チャネルの各々に対して実行され、送信のスケジューリングを実行する前記ステップは、前記複数のチャネル依存スケジューリング測定値に基づいて、選択された１つの周波数チャネルでの送信のために前記複数の送信ノードの中から１つの送信ノードを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。
10. 送信のスケジューリングを実行する前記ステップは、前記複数のスケジューリング測定値に基づいて形成される集約パフォーマンス測定値が最適化されるように、前記複数のスケジューリング測定値に基づいて複数の送信ノードをスケジューリングするステップと、前記複数の送信ノードに周波数チャネルを割り当てるステップと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 無線通信システム内のスケジュール送信のための装置であって、前記無線通信システムは、指定された受信ノード（２０）と無線通信すると共に、被干渉受信ノード（２５）と呼ばれる少なくとも１つの他の受信ノードに干渉を引き起こす送信ノード（１０）を含み、前記装置は、
    前記送信ノード（１０）によって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる平均干渉の推定値と、前記送信ノード（１０）によって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる瞬間干渉の推定値と、の間の関係に基づいて、前記送信ノードから前記指定された受信ノードへの通信に対するスケジューリング測定値を決定する手段（２０；３０；１２０；２１２）と、
    少なくとも部分的に前記スケジューリング測定値に基づいて送信のスケジューリングを実行する手段（２０；３０；１３０；２１４）と、
    を含むことを特徴とする装置。
12. 前記送信ノード（１０）は移動端末であり、前記受信ノード（２０、２５）は基地局であり、前記スケジューリングはアップリンク・スケジューリングを含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記装置は前記移動端末（１０）に実装され、前記移動端末（１０）はスケジューリング決定を行うために前記スケジューリングを実行するよう構成され、前記移動端末（１０）は前記スケジューリング決定に基づいてランダムアクセスチャネルへのアクセスを決定するよう構成されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. ネットワークベースのスケジューリング・ノード（２０；３０；２００）は、前記スケジューリングを実行するよう構成され、前記移動端末（１０）は、前記スケジューリング・ノードによる、多数の候補移動端末の各々のスケジューリング測定値に基づく前記多数の候補移動端末の中からのスケジュール決定と、該スケジュール決定の選択された移動端末への通知と、を許可するための情報を報告するよう構成されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
15. 前記アップリンク・スケジューリングは、複数の移動端末の要求許可スケジューリングであり、スケジューリング許可は、少なくとも部分的に移動端末に対応するスケジューリング測定値に基づいて複数の移動端末に割り当てられることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 無線通信ネットワークのスケジューリング・ノード（２０；３０；２００）であって、前記無線通信ネットワークは、対応する指定された受信ノード（２０）と無線通信すると共に、被干渉受信ノード（２５）と呼ばれる少なくとも１つの他の受信ノードに干渉を引き起こす少なくとも１つの送信ノード（１０）を含み、前記スケジューリング・ノードは、
    前記少なくとも１つの送信ノードの各々に対する、前記送信ノードによって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる平均干渉の推定値と、前記送信ノードによって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる瞬間干渉の推定値と、の間の関係を示すスケジューリング情報を取得する手段（２０；３０；２１２）と、
    少なくとも部分的に前記取得されたスケジューリング情報に基づいて、対応する指定された受信ノードと通信する前記少なくとも１つの送信ノードをスケジューリングする手段（２０；３０；２１４）と、
    を含むことを特徴とするスケジューリング・ノード。
17. 無線通信ネットワークのスケジューリング・ノード（２０；３０；１００；２００）であって、前記無線通信ネットワークは、対応する受信ノード（２０）と無線通信すると共に、被干渉受信ノード（２５）と呼ばれる少なくとも１つの他の受信ノードに干渉を引き起こす少なくとも１つの送信ノード（１０）を含み、前記スケジューリング・ノードは、
    前記少なくとも１つの送信ノードの各々に対する、前記少なくとも１つの送信ノード（１０）によって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる瞬間干渉の推定値を示す情報を継続的に取得する手段（２０；３０；１２０；２１２）と、
    前記少なくとも１つの送信ノードの各々に対する、前記送信ノードによって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる平均干渉の推定値と、前記送信ノードによって前記少なくとも１つの被干渉受信ノード（２５）に引き起こされる瞬間干渉の推定値の最新情報と、の間の関係に基づいてスケジューリング情報を決定する手段（２０；３０；１２０；２１２）と、
    少なくとも部分的に前記決定されたスケジューリング情報に基づいて、対応する指定された受信ノードと通信する前記少なくとも１つの送信ノードをスケジューリングする手段（２０；３０；１３０；２１４）と、
    を含むことを特徴とするスケジューリング・ノード。

Images