JP5265727B2 - 通信システムの送信を制御する装置および方法 - Google Patents
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Description
図1は、複数のユーザをサポートし、本発明の少なくとも幾つかの特徴と実施形態を実行することができる通信システム100 の図である。システム100 は対応する基地局104 によりそれぞれサービスされる複数のセル102A乃至102Gに対する通信を行う。セルは所望の領域にわたるカバー区域を実現するように組織される。カバー区域は例えば端末106 が特定のサービス(GOS)の等級を実現することのできる領域として規定されてもよい。カバー区域の端末106 は固定(即ち静止)または可動でもよく、通常主要な基地局によりサービスされる。各アクチブ端末では、他の基地局および端末からの送信は潜在的に干渉を表している。
表1
変調方式 変調効率 1%のBERで
(bps/Hz) 必要とされるC/I
(dB)
BPSK 1 4.3
QPSK 2 7.3
8−PSK 3 12.6
16−QAM 4 14.3
32−QAM 5 16.8
64−QAM 6 20.5
図2の実現可能なC/Iの累算分布関数と、表1のC/Iの関数として実現可能な変調効率を使用して、各再使用方式の平均チャンネル効率ECHは変調効率の加重された和として決定されることができ、加重は必要とされるC/Iを実現する確率により決定される。例えば、BPSK乃至64−QAMが可能なときにはいつでもシステムにより使用されるならば、平均チャンネル効率は以下のように計算されることができる。
ECH=1・P(4.3<C/I<7.3)
+2・P(7.3<C/I<12.6)
+3・P(12.6<C/I<14.3)
+4・P(14.3<C/I<16.8)
+5・P(16.8<C/I<20.3)
+6・P(20.5<C/I)
種々の再使用パターンの平均チャンネル効率(例えば1−セル、3−セル、5−セル、7−セル)は表2の列2に与えられている。平均スペクトル(即ち全体的な)効率も表2の列3に与えられ、平均チャンネル効率を再使用ファクタにより割算することにより計算される。表2から、平均チャンネル効率が再使用が増加するときに増加することが観察されることができる。しかしながら、再使用の増加によるこのチャンネル効率の増加は、端末の一部だけが同時に各チャンネルを使用することを可能にすることから生じる全体的なスペクトル効率の損失によるオフセットを超える。したがって全体的なスペクトル効率は再使用の増加で減少する。
表2
セルの再使用 チャンネル効率 平均スペクトル効率
当りの平均 (bps/Hz/ セル)
(bps/チャンネル)
1 4.4 4.4
3 5.18 1.73
4 5.4 1.35
7 5.75 0.82
[適合可能な再使用方式]
本発明は利用可能なシステムリソース(即ちスペクトル)が、より大きな効率を実現しシステム要求を達成することが可能なときまたは可能な場所で、より効率的な方法で共有されることを可能にする適合可能な再使用方式を提供する。本発明の適合可能な再使用方式にしたがって、再使用プランが規定され、各セルは最初に全体的な利用可能なシステムリソースの一部を割当てられる。割当ては所望または必要ならば、各セルが全体的な利用可能なリソースの大部分を同時に使用できるように行われることができる。初期割当ては固定された再使用方式に似ていてもよく、例えば利用可能なチャンネルのサブセット、それらのピークが可能にされた送信パワーレベルを伴う1組のチャンネル、または以下説明するように幾つかの他の割当てを含んでもよい。
本発明にしたがって、セルおよびユーザ間で共有するリソースは時分割多重化(TDM)、周波数分割多元化(FDM)、コード分割多元化アクセス(CDMA)、ランダムアクセス技術を含む多数の異なる多重化方式を使用して実現されることができる。他の多重化方式および、その組合わせも使用され、本発明の技術的範囲内にある。利用可能なシステムリソースは選択された多重化方式を使用してフラクションに区分される。
本発明の1特徴によれば、セルからの送信パワーは性能および効率を改良するため規定された方法で制限されてもよい(即ちバックオフ)。特定のセルでは、幾つかのユーザは幾らかの他のユーザよりも他のセルの干渉に対して免疫性がある。この事実を使用するバックオフ構造を課すことにより、システムのスループットと性能の改良が実現されることができる。
s(n)=min{C/I(n)}−γ n=1,2,…,Nc
式(1)
各ユーザのセットの最小のリンクマージンs(n)はセット中のユーザの最小のC/Iと設定点γとの差である。最小のリンクマージンs(n)は全てのセルからのフル送信パワーの仮定に基づいて必要とされる送信パワーと設定点との偏差を表す。正の値のリンクマージンはC/Iが設定点γにより規定される所望レベルの性能を実現するのに必要とされるよりも大きいことを示している。したがって、これらのユーザへの送信パワーはそのマージン量だけ減少され(即ちバックオフ)、依然として所望の性能レベルを与える。
・mod(m,3)=0が0のチャンネルオフセットを割当てられるインデックスを有するセル、
・mod(m,3)=1が4のチャンネルオフセットを割当てられるインデックスを有するセル、
・mod(m,3)=2が8のチャンネルオフセットを割当てられるインデックスを有するセルであり、
ここでmはセル番号である(21セルシステムではm=1,2,…20)。このオフセット方式により、図8のセル0,3,6…18は0のチャンネルオフセットを割当てられ、セル1,4,7…19は4のチャンネルオフセットを割当てられ、セル2,5,8…20は8のチャンネルオフセットを割当てられる。
パワーバックオフを使用する実施形態では、バックオフファクタが計算され、システムのセルに与えられる。その後、各セルはバックオフファクタを送信に使用されるチャンネルに与える。
(a)任意の近隣のセルがフレームiで減少パワーコマンドを送信するならば、
βm (n,i)
=max[βm min (n),βm (n,i−1)・δdown(n)]
(b)そうでなければ、
βm (n,i)
=min[βm max (n),βm (n,i−1)・δup(n)]
バックオフの上限および下限はまた所望または必要なときに調節されることができる。例えば上限および下限はシステムロードまたは要求に基づいて調節されることができる。
本発明の適合的な再使用方式は、リソースをユーザがリクエストするデータ送信へ割当てる構造を提供する。正常なシステム動作中、データ送信のリクエストはシステムを通じて種々のユーザから受信される。その後、セルはデータ送信をスケジュールし、チャンネルをユーザへ割当てるようにタスクされ、したがって高い効率と性能が実現される。
φk (i)=α1 ・φk (i−1)+α0 ・rk (i)/rmax
式(3)
ここでi<0ではφk (i)=0であり、α0 とα1 は加重されたファクタである。例えばα0 とα1 =0.5であるならば、現在のデータ速度rk (i)は従来のスケジュールインターバルからのスコアφk (i−1)と等しい加重が与えられる。スコアφk (i)はユーザの正規化された平均スループットにほぼ比例する。
1以上のチャンネル計量は、リソースと改良された性能のさらに効率的な使用が実現されるようにチャンネル割当てを行うために使用されることができる。このようなチャンネル計量は例えば干渉、供給停止確率、最大スループットまたは幾つかのその他の尺度に基づいた計量を含んでいる。“良好さ”を示すチャンネル計量の幾つかの例を以下説明する。しかしながら、他のチャンネル計量も公式化され、使用され、本発明の技術的範囲内にあることが認識されよう。
βm (n)はセルmのチャンネルnに関連するバックオフファクタであり、0≦β≦1である。βm (n)=0のとき、これはセルmがチャンネルnを使用することを阻止することに等しい。
Pm (n)はセルmがチャンネルnを使用している確率(即ち占有の確率)である。
Im (l,k)はフルパワーで送信するセルlからのセルmのユーザkにより観察される受信されたパワーである。
f(x)はxの関数として所定のデータ速度に対する供給停止確率を示す関数である。
n=1,2,…,Nおよびk=1,2,…,Nにおいて、
Pm (n)はチャンネルnがセルmのユーザにより占有される確率である。
Im (l,k)はセルlからのセルm中のユーザkにより観察される受信されたパワーである。
式(11)の括弧内の量は加重された干渉の和である。和の第1の項はセル2が送信中でありセル3が送信中ではない確率をセル2からの干渉で乗算したことを示している。和の第2の項はセル3が送信中でありセル2が送信中ではない確率をセル3からの干渉で乗算したことを示している。和の第3の項はセル2と3が両者とも送信中である確率をセル2および3からの干渉で乗算したことを示している。“良好さ”は所望の信号パワー対干渉パワーの比に反比例する。
多数の制限および考察はまたデータ送信のスケジュールと、アクチブユーザへのチャンネル割当てにおけるチャンネル計量に加えて使用されてもよい。これらの制限および考察は例えば過度の供給停止確率、ペイロード要求、ユーザデータ速度、近隣のセルへの干渉、他のセルからの干渉、最大送信パワー、実現可能なC/I、必要とされる設定点、ユーザが受ける遅延、送信のためのデータのタイプおよび量、提供されるデータサービスのタイプなどを含んでもよい。前述したことは徹底的なリストではない。他の制限および考察もまた考慮され、本発明の技術的範囲内にある。
システムのセルは前述の方法で、規定されたルールおよび状態にしたがって公式化される適合可能な再使用プランを使用して動作する。正常動作中、各セルはセルの複数のユーザからのデータ送信に対するリクエストを受信する。セルはその後、システムの目標を満たすためにデータ送信をスケジュールする。このスケジュールは各セルにおいて(即ち分布されたスケジュール方式で)、中央制御装置により(即ち中央化されたスケジュール方式で)行われることができ、または幾つかのセルがそれらに固有の送信をスケジュールし中央制御装置が1組のセルの送信をスケジュールするハイブリッド方式により行われることができる。
チャンネルは複数の方式を使用して割当てられることができ、複数のファクタを考慮する。1実施形態では、セルの全てのアクチブユーザは、チャンネルの割当てが最高の優先順位のユーザから最低の優先順位のユーザへ行われることができるように優先順位を付けられる。ユーザの優先順位付けは前述したような多数のファクタに基づくことができる。
(a)ユーザ2がユーザ1よりも高い優先順位を有するならば、ユーザ2はそのスループットを最大にするチャンネルを割当てられる。ユーザ1はその後、デフォルトにより次に最良のチャンネルを割当てられる。両者のユーザはチャンネル割当てによりサービスされる。
(b)ユーザ1がユーザ2よりも高い優先順位を有し、そのユーザのペイロード要求がチャンネル割当てを行うことにおいて考慮されないならば、ユーザ1は任意の1つの利用可能なチャンネルがユーザ1の要求を満たしている場合でも、最大の実効的なマージンを有するチャンネルを割当てられてもよい。ユーザ2はデフォルトにより次に最良のチャンネルを割当てられ、これはその要求を満たさない。ユーザ2はその後、低いデータ速度でサービスされるか、または次のスケジュール期間まで列に残る。
適合可能な再使用方式、データ送信のスケジュール、およびチャンネルの割当ては中央化された制御方式、分布された制御方式、ハイブリッド制御方式のような種々の制御方式を使用して種々の方法で実行されることができる。幾つかのこれらの制御方式を以下さらに詳細に説明する。
パワー制御は割当てられたチャンネルに対するセルにより行われることができる。ユーザがチャンネルを割当てられ、正のリンクマージンを有するならば(即ち予測されたC/Iと設定点との差が正)、送信パワーは決定されたリンクマージンに基づいて減少されることができる。システム中の他のセルが特別な送信のためのバックオフを知っていなくても、全体的な効果は干渉レベルを減少し、適切な送信の確率を改良することである。パワー制御は恐らく、CDMAシステムで実行される方法と類似する方法でダイナミックに実行されることができる。
本発明の種々の特性および実施形態を“セル”のコンテキストで説明する。ここで使用されているように、セルはまたセクタ化されたセルの“セクタ”を意味する。例えば3セクタセルが設計され、3つの異なる地理区域(たとえ典型的にオーバーラップしても)におけるユーザへの3つのデータセットの送信を行うように動作される。ここで使用されるようにセルはしたがって、通常特定の区域へ指向された送信を意味し、典型的に送信ソースからの特別なビームパターンにより規定される。指向された送信は全方向性送信よりも少ない干渉を生じ、したがって改良された性能および容量を生じる。特別なセルが多数のセクタをサポートするように動作するならば、同一セルのセクタ間の調節はリソースの割当て、データ送信のスケジュール、チャンネルの割当てのために実現されることができる。
通信システムは所定の動作環境で可能な限り多くの同時のユーザをサポートするように設計されている。幾つかの構成では、各ユーザはデータ送信のために1以上のセルと通信できる。例えば多数のセルからのデータ送信はユーザの実効的なスループットを増加するために使用されることができる。リソースが利用可能であるか逐次的であるか或いはその両者の組合わせであるならば、データ送信は同時に実現されることができる。例えばユーザは(幾つかのセル間の)特定のセルから良好に得られたC/Iを有する送信をリクエストする。ダイナミック環境では、良好に実現されたC/Iは例えばユーザの移動、近隣のセルからの送信および干渉等の結果として時間にわたって異なるセルと関連されることができる。多数のセルからのデータ送信は特別な構成に基づいて同期され、あるいは同期されない。データ送信を受信するユーザには適切に受信されたデータを組立てるために必要な情報が与えられる。
前述した本発明の特徴、実施形態、構成はセルからユーザへのダウンリンク送信に適用されることができる。多数の特徴、実施形態、構成はユーザからセルへのアップリンク送信での使用に採用されることができる。アップリンクでは、利用可能なリソースの一部分はユーザリクエストおよびその他の通報の送信用に保留されることができる。
本発明は他の再使用構造内またはそれと組合わせて実行されることもできる。1つのこのような構造はT. K. Fongの文献(題名“Radio Resource Allocation in Fixed Broadband Wireless Networks”、IEEE Transactions Communications、46巻、No.6、1998年6月)に記載されており、ここで参考文献とされている。この参考文献は各セルを多数のセクタに区分し、干渉量を減少するように選択された指定された(および恐らく指定されていない)およびスタガーされたタイムスロットで各セルに送信することを説明している。
本発明は多数のアプリケーションで有効に使用されることができる。例えば本発明はブロードバンドパケットデータサービスを行う通信システムで使用されることができ、これはインターネット、E−コマース、内容の分配、メディアの放送および多数の他のアプリケーションをサポートするために使用されることができる。本発明は音声、ビデオ、データ、テキスト等を無線通信システムによって家庭、仕事、移動体環境のユーザへ提供するために使用されることができる。本発明は(例えば小売店、メディアソース等のような分布されたソースから)ユーザへの内容の分配に使用されることができる。内容は例えば映画、イメージ、新しい商品、本、オーディオ等のようにデジタルで表示されることができるものである。
本発明の幾つかの特性をさらに良好に理解するため、パワーバックオフを有するスタガーチャンネル再使用方式を使用する1例の設計を以下説明する。この例の設計では、3セル再使用プランが使用され、Nc =12チャンネルが送信に利用可能である。セルのユーザは図7で示されているC/IのCDFを有する。
第2の設計例では、セルはそれぞれ利用可能なリソースのフラクションを割当てられ、その後、割当てられたリソースでフルパワーで送信する。各セルはまたロードば増加するとき、割当てられていないチャンネルで送信できる。
本発明の幾つかの特徴にしたがって、利用可能なシステムリソースはより大きな効率を実現し、システムの要求を満たすために適合可能に割当てられる。高いスペクトル効率を実現するため、前述の性能基準を満たしながら、可能な限り1に近い再使用ファクタを使用することが望ましい。通常の固定した再使用パターンに対して、最小のデータ速度の要求がカバー区域の幾らかの特定の割合で満たされるように再使用ファクタが典型的に設定される。最悪の場合の要求を満たすように設計するとき(例えば1%の供給停止確率)、通常の固定した再使用パターンは高スペクトル効率を実現するために変化するシステム状態に対して利用可能なリソースをフレキシブルに適合するようにサポートしないので、非常に非効率的である。
通路損失は無線波の伝播路内の人工または自然の障害によるランダムな変化を受ける。これらのランダムな変化は8dBの標準的な偏差を有するログノーマルシャドウイングランダムプロセスとして典型的にモデル化される。実際の通路損失^Lm (k)はdBで示されるLm (k)と、ゼロ平均と8dBの標準的な偏差を有する正常に分布されたランダム変数xとの和により与えられる。
・再使用方式A:ユニティの再使用、ランダムチャンネル割当て、パワー制御なし。
ユーザはランダム化ベースでチャンネルを割当てられる。ユニティの再使用はセルがユーザを任意の利用可能なチャンネルに割当てるように使用される。パワー制御なしが使用され、全てのチャンネルはフルパワーで動作される。ユーザは(図13Aで示されているように)それらの得られたC/Iにより許容される最大のデータ速度で動作することを可能にされる。
・再使用方式B:ユニティの再使用、ランダムチャンネル割当て、パワー制御。
パワー制御が正のマージンを有するユーザに対して使用される点を除いて再使用方式Aと類似する(全てのセルがフルパワーで動作すると仮定して、マージンは測定される)。ユーザに割当てられた送信されたパワーは15dBの設定点を満たすことを必要とするパワーまで減少される。
・再使用方式C:3セル再使用、パワーバックオフが課され、計量ベースのチャンネル割当て、C/Iに基づいたユーザの優先順位、パワー制御なし。
Nr =3の再使用プランが使用され、図13Bで示されているように21セルクラスタ中の各3セルの7サブクラスタを与える。サブクラスタ中の各セルはNs =4チャンネルを割当てられ、セル当たり全部でNc =12チャンネルを割当てのために利用可能にする。表4で与えられたバックオフ構造が適用され、これは12チャンネルの11の15dB設定点を得るように設計されている。チャンネル割当ては式(12)により与えられる予測されたC/Iチャンネル計量をベースとして行われる。ユーザ優先順位は12チャンネルにわたって平均されるチャンネル計量を基礎とする。パワー制御が行われず、各チャンネルで使用されるバックオフファクタは表4で示されているレベルに固定されている。
・再使用方式D:3セル再使用、パワーバックオフが課され、計量ベースのチャンネル割当て、C/Iに基づいたユーザの優先順位、パワー制御。
パワー制御が正のマージンを有するユーザで実行される点を除いて再使用方式Cと類似する。各チャンネルで使用されるバックオフファクタは15dBの設定点を満たすために必要とされるレベルまで減少される(即ち送信パワーは減少される)。
・再使用方式E:3セル再使用、パワーバックオフが課され、計量ベースのチャンネル割当て、平均的な潜在的スループットに基づいたユーザの優先順位、パワー制御。
チャンネル割当てが、10の割当てインターバル(例えば10フレーム)にわたって各ユーザの累算的な“潜在的”スループットを表すユーザの優先順位を使用して行われる点を除いて再使用方式Dに類似する。潜在的なスループットは前述した“実現可能な”データ速度に基づいている。各ユーザの実現化では、10チャンネルの割当てが逐次的な方法で実行される。第1のフレームでは、ユーザの優先順位は式(12)を使用して計算されたチャンネル計量の平均に基づいている。それに続くフレームのユーザの優先順位は10フレームの平均インターバル内の全ての先のフレームのユーザに対して実現された潜在的なスループットの和によって与えられる。例えば、フレーム5のユーザの優先順位はフレーム1、2、3、4のユーザにより得られる潜在的なスループットの和である。
本発明は前述の米国特許出願第09/532,492号、08/963,386号明細書と、米国特許第5,103,459 号明細書に記載されているような多数の通信システムで実行されることができ、これらは全て本発明の出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 通信システムの1以上の特性を決定し、
利用可能なシステムリソースを複数のチャンネルに区分し、
少なくとも部分的に通信システムの決定された1以上の特性に基づいて複数のチャンネルの複数のバックオフファクタを規定し、各チャンネルはピーク送信パワーレベルからの減少を識別するそれぞれのバックオフファクタと関連され、各バックオフファクタはゼロから1の範囲であり、
少なくとも部分的に複数のバックオフファクタに基づいて決定されるパワーレベルで複数のチャンネルにより送信することを含んでいる通信システムの送信を制御する方法。
[2] 利用可能なシステムリソースは複数の時分割多重化(TDM)タイムスロットに区分され、複数のチャンネルは規定されたタイムスロットのセットに対応している[1]の方法。
[3] 利用可能なシステムリソースは複数の周波数分割多元化(FDM)チャンネルに区分される[1]の方法。
[4] 複数のチャンネルは直交周波数分割多重化(OFDM)の側波帯に対応している[3]の方法。
[5] 利用可能なシステムリソースは複数のコード分割多元(CDMA)チャンネルに区分される[1]の方法。
[6] 通信システムの決定された1以上の特性は通信システム中の受信機の搬送波対雑音プラス干渉(C/I)特性を含んでいる[1]の方法。
[7] 通信システムの決定された1以上の特性は通信システムに対するロード確率を含んでいる[1]の方法。
[8] 複数のバックオフファクタは通信システムの1以上の決定された特性にほぼ一致するように規定されている[1]の方法。
[9] 複数のバックオフファクタは通信システムの受信機のC/I特性ににほぼ一致するように規定されている[6]の方法。
[10] 複数のバックオフファクタは要求される供給停止確率に部分的に基づいて規定されている[1]の方法。
[11] 複数のバックオフファクタは複数のチャンネルに対して選択された1以上の設定点に部分的に基づいて規定されており、各設定点はデータ送信で必要とされるC/Iに対応している[1]の方法。
[12] 1以上の設定点は要求される供給停止確率に部分的に基づいて決定される[11]の方法。
[13] 1以上の設定点は複数のチャンネルでのデータ送信の必要とされるデータ速度に部分的に基づいて決定される[11]の方法。
[14] 複数の各チャンネルの必要とされる送信パワーレベルを評価し、
複数のチャンネルに対する評価された要求される送信パワーレベルに基づいて複数のバックオフファクタを調節するステップをさらに含んでいる[1]の方法。
[15] 特定のチャンネルに対して要求される送信パワーレベルは特定のチャンネルのデータ送信のC/I評価に基づいて評価される[14]の方法。
[16] 特定のチャンネルに対して要求される送信パワーレベルは特定のチャンネルのデータ送信のデータ速度に基づいてさらに評価される[15]の方法。
[17] 少なくとも1つのチャンネルは1のバックオフファクタに関連されフル送信パワーを表し、残りのチャンネルは1よりも小さいバックオフファクタに関連される[1]の方法。
[18] 複数のバックオフファクタは通信システムの変化を反映するためにダイナミックに規定される[1]の方法。
[19] 複数のバックオフファクタは通信システムの性能要求の変化を反映するためにダイナミックに規定される[18]の方法。
[20] 複数のバックオフファクタは通信システムの変化にほぼ一致するように適合可能に規定される[1]の方法。
[21] 複数のバックオフファクタは通信システムの受信機の特性の変化にほぼ一致するように適合可能に規定される[20]の方法。
[22] 複数のバックオフファクタは通信システムのロード状態の変化にほぼ一致するように適合可能に規定される[20]の方法。
[23] 1以上のバックオフファクタは測定された性能に基づいて調節される[1]の方法。
[24] 1以上のバックオフファクタは評価されたまたは測定されたC/Iに基づいて調節される[23]の方法。
[25] 1以上のバックオフファクタは測定されたフレーム消去レート(FER)に基づいて調節される[23]の方法。
[26] 1以上のバックオフファクタは評価された供給停止確率に基づいて調節される[23]の方法。
[27] 1以上のバックオフファクタは干渉を減少するために選択された時間インターバルに対して期間で減少される[1]の方法。
[28] 1以上のバックオフファクタは1以上の関連するチャンネルの干渉を消去するために選択された時間期間中でゼロに設定される[1]の方法。
[29] 特定のチャンネルのバックオフファクタは、その特定のチャンネルの性能が特定のしきい値よりも低下される場合にゼロに設定される[1]の方法。
[30] 特定のチャンネルのバックオフファクタは、フレーム消去レート(FER)が特定のFERしきい値を超える場合にはゼロに設定される[29]の方法。
[31] 特定のチャンネルのバックオフファクタは、特定のチャンネルの供給停止確率が特定の値を超える場合にはゼロに設定される[29]の方法。
[32] 通信システムに対して複数のセルを含む再使用パターンを規定し、
再使用パターン中の各セルに対する1以上の特性を決定し、
複数のチャンネルへ利用可能なシステムリソースを区分し、
少なくとも部分的に決定された1以上の特性に基づいて再使用パターンの各セルに対する複数のチャンネルの複数のバックオフファクタを規定し、各セルの各チャンネルはピーク送信パワーレベルからの減少を識別するそれぞれのバックオフファクタと関連され、各バックオフファクタはゼロから1の範囲であり、
少なくとも部分的に関連するバックオフファクタに基づいて決定されるパワーレベルで複数のセルから複数のチャンネルにより送信するステップを含んでいる通信システムの送信を制御する方法。
[33] 再使用パターンの各セルのバックオフファクタは再使用パターンで近隣のセルからほぼスタガーに配列されている[32]の方法。
[34] 再使用パターンの各セルの複数のチャンネルに対する実効的なリンクマージンを評価し、
評価された実効的なリンクマージンに基づいて再使用パターンの各セルに対するバックオフファクタを再度規定するステップをさらに含んでいる[32]の方法。
[35] 1組の状態が満足されるまで、評価および再規定は反復的に実行される[34]の方法。
[36] 実効的なリンクマージンが特定のしきい値内になるまで評価および再規定は反復的に実行される[34]の方法。
[37] 特定のセルにおいて、特定のチャンネルに対するバックオフファクタを減少するために1以上の近隣のセルから1以上のリクエストを受信し、
1以上の受信されたリクエストにしたがって特定のチャンネルのバックオフファクタを減少するステップをさらに含んでいる[32]の方法。
[38] 特定のチャンネルに対するバックオフファクタは1以上の近隣のセルからのリクエストされた減少の最大値により減少される[37]の方法。
[39] バックオフファクタは1以上のタイムスロットまたは1以上のチャンネル、または再使用パターン中の1以上のセルまたはその組合わせで与えられる[32]の方法。
[40] 利用可能なシステムリソースは複数の時分割多重化(TDM)タイムスロット、周波数分割多重化(FDM)チャンネル、または複数のコード分割多元化アクセス(CDMA)チャンネルに区分され、複数のチャンネルは規定されたセットのTDMタイムスロット、複数のFDMチャンネル、または複数のCDMAチャンネル、またはその組合わせに区分されている[32]の方法。
[41] 通信システムの決定された1以上の特性には通信システムの受信装置の搬送波対雑音プラス干渉(C/I)特性、または通信システムのロード確率、またはその両者が含まれている[32]の方法。
[42] 各セルに対する複数のバックオフファクタはセルの受信機のC/I特性、複数のチャンネルで選択された1以上の設定点、要求される供給停止確率、またはその組合わせに部分的に基づいて規定される[32]の方法。
[43] 特定のセルの1以上のバックオフファクタは、測定されたフレーム消去レート(FER)、供給停止確率またはC/Iまたはその組合わせに対応して測定または評価された性能に基づいて調節される[32]の方法。
[44] 特定のセルに対する1以上のバックオフファクタは、測定されたC/Iおよび設定点に関する量だけ調節される[32]の方法。
[45] 複数のセルに割当てられたバックオフファクタは同一チャンネル干渉を減少するために変更される[32]の方法。
[46] 複数のセルはそれぞれデータ送信が可能にされる時間インターバルのそれぞれのセットを指定される[32]の方法。
[47] バックオフファクタはセクタ化されたセル中のセクタに関連されている[32]の方法。
[48] 無線システムにおいて複数の送信機を動作する方法において、
利用可能なシステムリソースを複数のチャンネルに区分し、
通信システムに対する複数のセルを含む再使用パターンを規定し、
再使用パターンにおける各セルに対する1以上の特性を決定し、
少なくとも部分的にセルの決定された1以上の特性に基づいて再使用パターン中の各セルに1組のチャンネルを割当て、
通信システムの変化を反映するために決定および割当てを反復する無線通信システムにおける複数の送信機の動作方法。
[49] 再使用パターンの各セルはフルパワーレベルで送信するためのそれぞれのセットのチャンネルを割当てられる[48]の方法。
[50] 再使用パターン中の各セルはフルパワーレベルで送信するのに利用可能な1以上のチャンネルと、減少されたパワーレベルで送信するのに利用可能な1以上のチャンネルを含んでいるそれぞれのセットのチャンネルを割当てられる[48]の方法。
[51] セルに割当てられたチャンネルのセットは複数の利用可能なチャンネルと再使用パターン中のセルの数に部分的に基づいて決定される[48]の方法。
[52] セルに割当てられたチャンネルのセットはセルの評価されたロード状態に部分的に基づいて決定される[48]の方法。
[53] 再使用パターン中の各セルは再使用パターン中の他のセルに割当てられたチャンネルに直交するそれぞれのチャンネルセットを割当てられる[48]の方法。
[54] 特定のセルに割当てられた1以上のチャンネルは干渉を減少するために減少されたパワーで送信される[48]の方法。
[55] パワーの減少は規定されたステップで実行される[54]の方法。
[56] 特定のセルに割当てられた1以上のチャンネルは干渉を減少するため送信を一時的に禁止される[48]の方法。
[57] 特定のセルは割当てられたチャンネルセットの容量によってサポートされない送信需要に対しては、割当てられていないチャンネルにおいて送信する[48]の方法。
[58] 割当てられていないチャンネルは選択されたチャンネルの評価された性能に基づいて選択される[57]の方法。
[59] 割当てられていないチャンネルは近隣のセルにより選択されたチャンネルの占有の評価された確率に基づいて選択される[58]の方法。
[60] 割当てられていないチャンネルは選択されたチャンネルで実現可能な搬送波対干渉プラス雑音(C/I)に基づいて選択される[58]の方法。
[61] 割当てられていないチャンネルは選択されたチャンネルに対する評価された供給停止確率に基づいて選択される[58]の方法。
[62] 1以上のチャンネルは特定の時間間隔で特定のセルによる送信用に保留される[57]の方法。
[63] 近隣のセルは特定の時間間隔で1以上の保留されたチャンネルで送信することを禁止される[62]の方法。
[64] 各割当てられたチャンネルの送信パワーは割当てられたチャンネルが送信中であるときのパワーレベル範囲に限定される[48]の方法。
[65] 決定および割当ては周期的に実行される[48]の方法。
[66] 決定および割当ては通信システム中の変化の指示を受信したときに実行される[48]の方法。
[67] 再使用パターンは3以上のセルを含んでいる[48]の方法。
[68] 利用可能なシステムリソースは12以上のチャンネルに区分される[48]の方法。
[69] 複数の受信機へのデータ送信に使用される再使用方式を規定し、規定された再使用方式は特定の再使用パターン、利用可能なシステムリソースの初期割当て、1組の動作パラメータを識別し、
規定された再使用方式にしたがって複数の受信機に送信し、
通信システムの性能を評価し、
評価されたシステム性能が特定のしきい値内であるか否かを決定し、
評価されたシステム性能が特定のしきい値内である場合には、再使用方式を再度規定することを含んでいる通信システムにおける複数の受信機へデータ送信を行う方法。
[70] 再使用方式の規定は、
通信システムの1以上のパラメータを特徴付け、
1以上の特徴付けされたパラメータに少なくとも部分的に基づいて再使用プランを規定し、その再使用プランは特定の再使用パターンに基づいて特定の再使用パターンと、初期セルの再使用レイアウトを識別する[69]の方法。
[71] 特徴付けは通信システム中の複数の受信機に対する干渉特性の決定を含んでいる[70]の方法。
[72] 1以上のパラメータは通信システムの変化を反映するために周期的に更新される[70]の方法。
[73] 再使用方式の規定は、
利用可能なシステムリソースを複数のチャンネルに区分し、
1以上の特徴付けされたパラメータに少なくとも部分的に基づいてセルの再使用レイアウトの各セルに対して1組のチャンネルを割当てることをさらに含んでいる[70]の方法。
[74] 特徴付けは、各セルに割当てられたチャンネルセットの占有の予測される確率の決定を含んでいる[73]の方法。
[75] 占有の予測される確率は特徴付けされていないチャンネルでは1に設定される[74]の方法。
[76] 再使用方式の規定は、
チャンネルの各割当てられたセットに関連される1組のバックオフファクタの規定をさらに含んでいる[73]の方法。
[77] 動作パラメータのセットはチャンネルの各割当てられたセットに対して1組のバックオフファクタを含んでいる[73]の方法。
[78] さらに、通信システムにおける変化の指示を受信し、
通信システム中の受信された変化の指示に応答して再使用方式を再度規定する[69]の方法。
[79] 評価は、1つの特定のセルに対して実効的なリンクマージン、フレーム消去レート(FER)、供給停止確率、または平均スループット、
またはその組合わせの決定を含んでいる[69]の方法。
[80] データ送信のスケジュールに使用される第1のセットのパラメータを更新し、
データ送信の優先順位を決定し、
データ送信の優先順位に少なくとも部分的に基づいてそれぞれの利用可能なチャンネルへデータ送信を割当て、
データ送信の送信に使用される第2のセットのパラメータを更新し、
更新されたパラメータの第2のセットを使用して割当てられたチャンネルで複数の受信装置に送信する通信装置の複数の受信機へのデータ送信方法。
[81] 第1のセットのパラメータは、チャンネル占有確率、ロード確率、受信機の搬送波対干渉プラス雑音(C/I)、またはバックオフファクタ、またはその組合わせである[80]の方法。
[82] 優先順位の決定は、更新された第1のセットのパラメータを使用して各受信機の利用可能なチャンネルのチャンネル計量を計算する動作を含んでいる[80]の方法。
[83] チャンネル計量は累積スループットに関するものである[82]の方法。
[84] 累積スループットは実現可能な、または実際のデータ速度に基づいて決定される[83]の方法。
[85] 累算スループットは特定の時間インターバルにわたって実現可能な、または実際のデータ速度のスライディング平均として決定される[83]の方法。
[86] チャンネル計量は供給停止確率に関するものである[82]の方法。
[87] チャンネル計量は予測された実現可能な搬送波対干渉プラス雑音(C/I)に関するものである[82]の方法。
[88] チャンネル計量は干渉ソースからの予測された干渉を示す干渉制限マトリックスを反映したものである[82]の方法。
[89] 優先順位の決定はさらに、計算されたチャンネル計量に部分的に基づいたデータ送信への優先順位の割当てを含んでいる[82]の方法。
[90] 優先順位の決定はさらに、データ送信により受ける遅延に少なくとも部分的に基づいて特定のデータ送信の優先順位をアップグレードさせる[89]の方法。
[91] それぞれの利用可能なチャンネルへのデータ送信の割当ては、データ送信の割当てられた優先順位と、計算されたチャンネル計量に部分的に基づいて行われる[89]の方法。
[92] 適切な低い優先順位のデータ送信は利用可能なチャンネルに割当てられ、最高の優先順位のデータ送信でスタートする[91]の方法。
[93] 適切な小さいロードのデータ送信は利用可能なチャンネルに割当てられ、最高のロードデータ送信でスタートする[91]の方法。
[94] さらに、1以上のデータ送信の性能を測定し、
測定された性能に基づいて1以上のデータ送信の送信パワーレベルを調節する[80]の方法。
[95] 1以上のデータ送信のための送信パワーレベルは1以上のデータ送信の測定フレーム消去レート(FER)に基づいてを調節される[94]の方法。
[96] さらに、特定のデータ送信で必要とされる送信パワーを評価し、
評価された必要とされる送信パワーに少なくとも部分的に基づいて特定のデータ送信のデータ速度を調節する[80]の方法。
[97] 割当てはデータ送信のデータ速度をほぼ等しくするように行われる[80]の方法。
[98] 等しくされたデータ速度は2以上のチャンネルを低いデータ速度で送信されたデータ送信に割当てることにより行われる[97]の方法。
[99] 複数のチャンネルにより通信システムの複数の受信機へデータ送信を行う方法において、
各受信機に対する複数のチャンネルのチャンネル計量を計算し、
データ送信の優先順位を決定し、
データ送信の優先順位と、計算されたチャンネル計量に基づいて複数のチャンネルへデータ送信を割当て、その割当ては、
最高の優先順位を有するデータ送信を選択し、
好ましくないが要求を満たしているチャンネル計量を有するチャンネルへ選択されたデータ送信を割当て、
優先順位を下る順序で残りのデータ送信を利用可能なチャンネルに連続的に割当てることを含んでおり、
割当てられたチャンネルで複数の受信機へ送信する送信方法。
[100] さらに、好ましいチャンネル形状を有する利用可能なチャンネルへ1以上のデータ送信をアップグレードする[99]の方法。
[101] アップグレードはさらに、
最高の優先順位を有するデータ送信を選択し、
利用可能なチャンネルのリストから最も好ましいチャンネル計量を有するチャンネルを選択し、
選択されたチャンネルに関連するチャンネル計量がもとの割当てられたチャンネルに関するチャンネル計量よりも好ましいならば、選択されたデータ送信を選択されたチャンネルに再度割当てる[100]の方法。
[102] 複数のチャンネルで通信システムの複数の受信機へデータ送信を行う方法において、
複数のチャンネルに対する複数のバックオフファクタを規定し、バックオフファクタはそれぞれのチャンネルに対してピーク送信パワーレベルからの減少を識別し、
データ送信を複数のチャンネルに割当て、
データ送信で要求される送信パワーレベルを決定し、
決定された要求される送信パワーレベルにしたがって複数のバックオフファクタを調節し、
複数の調節されたバックオフファクタにしたがって複数のチャンネルでデータ送信を実行するデータ送信方法。
[103] 複数のバックオフファクタの調節は送信の前に行われる[102]の方法。
[104] 1以上のデータ送信の性能を測定し、
測定された性能に基づいて1以上のデータ送信のための送信パワーレベルを調節する[102]の方法。
[105] 複数のチャンネルへのデータ送信の割当ては、データ送信の優先順位に部分的に基づいて行われる[102]の方法。
[106] さらに、複数のバックオフファクタに少なくとも部分的に基づいてデータ送信のチャンネル計量を計算し、
複数のチャンネルへのデータ送信の割当ては計算されたチャンネル計量に部分的に基づいて行われる[102]の方法。
[107] さらに、データ送信の優先順位を決定し、
複数のチャンネルへのデータ送信の割当てはデータ送信の優先順位に部分的に基づいて行われる[102]の方法。
[108] データ送信の優先順位は得られたC/Iに関する[107]の方法。
[109] データ送信の優先順位は実現可能な、または実際の累積スループットに関する[107]の方法。
[110] 高い優先順位を有するデータ送信は割当てにおいて早期のものであると考慮される[107]の方法。
[111] さらに、1以上のパラメータに基づいて特定のデータ送信の優先順位をアップグレードする[107]の方法。
[112] バックオフファクタは通信システムの1以上の特性にしたがって規定される[102]の方法。
[113] 入力データ流を受信し、それを複数のチャンネルデータ流に区分し、それら複数のチャンネルデータ流を処理するように動作するシステムデータプロセッサと、
前記システムデータプロセッサに結合され、複数の処理されたチャンネルデータ流を受信し、変調して1以上の変調された信号を発生する1以上の変調器と、
前記1以上の変調器に結合され、1以上の変調された信号を受信し送信するように動作する1以上のアンテナとを具備し、
前記1以上の信号は複数のチャンネルにより複数の受信機へ送信される複数のデータ送信を含み、各チャンネルがピーク送信パワーレベルからの減少を識別するゼロから1の範囲のそれぞれのバックオフファクタに関連されている通信システムの送信機。
[114] 複数のチャンネルのバックオフファクタはC/I特性または通信システムのロードに基づいて決定される[113]の送信機。
[115] 1以上の変調器は直交周波数分割多重(OFDM)変調を実行するように動作する[113]の送信機。
[116] 複数の受信機へのデータ送信に使用される再使用方式を規定するデータを受信するように動作し、規定された再使用方式は特定の再使用パターン、利用可能なシステムリソースの初期割当て、および1組の動作パラメータを識別するリソース割当てプロセッサと、
入力データ流を受信し、それを複数のチャンネルデータ流に区分し、規定された再使用方式にしたがって複数のチャンネルデータ流を処理するように動作するシステムデータプロセッサと、
システムデータプロセッサに結合され、複数の処理されたチャンネルデータ流を受信し、変調するように動作し、それによって複数のチャンネルにより複数の受信機へ送信される複数のデータ送信を有する1以上の変調された信号を発生する1以上の変調器と、
1以上の変調器に結合され、1以上の変調された信号を受信し送信するように
動作する1以上のアンテナとを具備している通信システムの送信機。
[117] リソース割当てプロセッサはさらに、
通信システムの性能を評価し、
評価されたシステム性能が特定のしきい値内であるか否かを決定し、
評価されたシステム性能が特定のしきい値内でない場合には、再使用方式を再度規定するように動作する[116]の送信機。
[118] データ送信のスケジュールに使用される第1のセットのパラメータを受信するように動作するリソース割当てプロセッサと、
リソース割当てプロセッサに結合され、入力データ流を受信し、それを複数のチャンネルデータ流に区分し、第1のセットのパラメータにしたがって複数のチャンネルデータ流を処理するように動作し、それら複数のチャンネルデータ流が優先順位を付けられ、データ流の優先順位に少なくとも部分的に基づいて複数のチャンネルに割当てられるように構成されているシステムデータプロセッサと、
システムデータプロセッサに結合され、第2のセットのパラメータにしたがって複数の処理されたチャンネルデータ流を受信し、変調するように動作し、それによって複数のチャンネルで複数の受信機へ送信される複数のデータ送信を有する1以上の変調された信号を発生し、第2のセットのパラメータは複数のチャンネルに対する1組のバックオフファクタを含んでいる1以上の変調器と、
1以上の変調器に結合され、1以上の変調された信号を受信し、送信するように動作する1以上のアンテナとを具備する通信システムの送信機。
[119] システムデータプロセッサと、
システムデータプロセッサに結合する1以上の変調器と、
1以上の変調器に結合され、1以上の変調された信号を受信し送信するように動作する1以上のアンテナとを具備し、
前記システムデータプロセッサは、入力データ流を受信し、それを複数のチャンネルデータ流へ区分し、
複数のチャンネルデータ流を処理し、
処理されたチャンネルデータ流を複数のチャンネルに割当て、
前記1以上の変調器は、複数の処理されたチャンネルデータ流を受信して変調し、複数のチャンネルにより送信される複数のデータ送信を含む1以上の変調された信号を発生し、
複数のチャンネルにおけるパワー制限に少なくとも部分的に基づいて複数のデータ送信の送信パワーレベルを決定し、
決定された送信パワーレベルにしたがって複数のチャンネルに関するパワーレベルを調節する通信システムの送信機。
[120] 1以上の変調された信号を受信するように動作する1以上のアンテナと、
前記1以上のアンテナに結合され、1以上の変調された信号を受信し、それを1以上の復調されたシンボル流を発生するように復調するように動作する1以上の復調器と、
前記1以上の復調器に結合され、1以上の復調されたシンボル流を受信し、それを出力データを発生するように処理するように動作するデータプロセッサとを具備し、
前記1以上の変調された信号は、
入力データ流を複数のチャンネルデータ流に区分し、
複数のチャンネルデータ流を処理し、変調して、複数のチャンネルにより送信される複数のデータ送信を含む1以上の変調された信号を発生し、
複数のチャンネルに関連される1組のバックオフファクタにしたがって複数のデータ送信のパワーレベルを調節し、各バックオフファクタはピーク送信パワーレベルから減少を識別することによって発生され送信される通信システムの受信機。
Claims (19)
- 複数のデータ送信のスケジュールに使用される第1のセットの複数のパラメータを更新し、
複数のデータ送信の優先順位を決定し、
複数のデータ送信の優先順位に少なくとも部分的に基づいてそれぞれの利用可能な複数のチャンネルへ複数のデータ送信を割当て、ここで、割り当ては優先順位の高い大きいペイロードのデータ送信から開始して、複数のより小さいペイロードのデータ送信が、前記利用可能な複数のチャンネルに連続的に割当てられ、
複数のデータ送信の送信に使用される第2のセットの複数のパラメータを更新し、
更新された第2のセットの複数のパラメータを使用して複数の受信機に、割当てられた複数のチャンネル上で送信する、通信システム中の複数の受信機への複数のデータ送信を行う方法。 - 第1のセットの複数のパラメータは、チャンネル占有確率、ロード確率、受信機の搬送波対干渉プラス雑音(C/I)、またはバックオフファクタ、またはその組合わせである請求項1記載の方法。
- 優先順位の決定は、更新された第1のセットの複数のパラメータを使用して各受信機の利用可能な複数のチャンネルのチャンネル計量を計算する動作を含んでいる請求項1記載の方法。
- チャンネル計量は累積スループットに関するものである請求項3記載の方法。
- 累積スループットは実現可能な、または実際のデータ速度に基づいて決定される請求項4記載の方法。
- 累算スループットは特定の時間インターバルにわたって実現可能な、または実際のデータ速度のスライディング平均として決定される請求項4記載の方法。
- チャンネル計量は供給停止確率に関するものである請求項3記載の方法。
- チャンネル計量は予測された実現可能な搬送波対干渉プラス雑音(C/I)に関するものである請求項3記載の方法。
- チャンネル計量は干渉ソースからの予測された干渉を示す干渉制限マトリックスを反映したものである請求項3記載の方法。
- 優先順位の決定はさらに、計算されたチャンネル計量に部分的に基づいた複数のデータ送信への優先順位の割当てを含んでいる請求項3記載の方法。
- 優先順位の決定はさらに、特定のデータ送信により受ける遅延に少なくとも部分的に基づいて特定のデータ送信の優先順位をアップグレードさせる請求項10記載の方法。
- それぞれの利用可能な複数のチャンネルへの複数のデータ送信の割当ては、複数のデータ送信の割当てられた優先順位と、計算されたチャンネル計量に部分的に基づいて行われる請求項10記載の方法。
- 最高の優先順位のデータ送信から開始して、複数のより低い優先順位のデータ送信が、前記利用可能な複数のチャンネルに連続的に割当てられる請求項12記載の方法。
- さらに、1以上のデータ送信の性能を測定し、
測定された性能に基づいて1以上のデータ送信の送信パワーレベルを調節する請求項1記載の方法。 - 1以上のデータ送信のための送信パワーレベルは1以上のデータ送信の測定フレーム消去レート(FER)に基づいて調節される請求項14記載の方法。
- さらに、特定のデータ送信で必要とされる送信パワーを評価し、
評価された必要とされる送信パワーに少なくとも部分的に基づいて特定のデータ送信のデータ速度を調節する請求項1記載の方法。 - 割当ては複数のデータ送信のデータ速度をほぼ等しくするように行われる請求項1記載の方法。
- 等しくされたデータ速度は2以上のチャンネルを低いデータ速度で送信された複数のデータ送信に割当てることにより行われる請求項17記載の方法。
- 複数のチャンネルにより通信システムの複数の受信機へ複数のデータ送信を行う方法において、
各受信機に対する複数のチャンネルのチャンネル計量を計算し、
複数のデータ送信の優先順位を決定し、
複数のデータ送信の優先順位と、計算されたチャンネル計量に基づいて複数のチャンネルへ複数のデータ送信を割当て、その割当ては、
最高の優先順位を有するデータ送信を選択し、
好ましくないチャンネル計量を有しているが要求を満たしているチャンネルへ選択されたデータ送信を割当て、
優先順位を下る順序で残りの複数のデータ送信を利用可能な複数のチャンネルに連続的に割当てることを含んでおり、
割当てられた複数のチャンネルで複数の受信機へ送信し、
好ましいチャンネル計量を有する利用可能な複数のチャンネルへ1以上のデータ送信をアップグレードすることを含んでおり、そのアップグレードは、
最高の優先順位を有するデータ送信を選択し、
利用可能な複数のチャンネルのリストから最も好ましいチャンネル計量を有するチャンネルを選択し、
選択されたチャンネルに関連するチャンネル計量がもとの割当てられたチャンネルに関するチャンネル計量よりも好ましいならば、選択されたデータ送信を選択されたチャンネルに再度割当て、
送信パワーを減少するために、全てのチャンネルのバックオフファクタを調節することを含んでいる、
送信方法。
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