JP7393849B2 - マルチユーザ通信ネットワーク上でリソースグラントをランダム化することによるネットワーク伝送電力プロファイルの改善 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、全ての目的のためにその全体が参照により明示的に本明細書に組み込まれる、２０２０年４月６日に出願された、「ＳＡＴＥＬＬＩＴＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＲＥＴＵＲＮ ＬＩＮＫ ＳＣＨＥＤＵＬＥＲ ＲＡＮＤＯＭＩＺＡＴＩＯＮ」と題する米国仮特許出願第６３／００５，９９５号に対する優先権を主張する。

（発明の分野）
本開示は、概して、通信システム内でユーザ端末にリソースグラントを割り当てることに関する。

ネットワーク通信は、コンテンツサーバ及びユーザ端末などのノード間でデータを送受信することを含む。ネットワークを介してデータを送信するために、スケジューラを使用して、ネットワークリソースをデバイスに割り当て、デバイスの送信のスケジュールを作成することができる。次に、スケジュールに基づいて、個々のデバイスは、割り当てられたリソースを使用してデータを送信することができる。ネットワーク通信は、周波数ホッピングされた時系列伝送方式である時分割多重接続（ＴＤＭＡ）、又は大規模なユーザコミュニティが帯域幅を共有することを可能にする多周波数ＴＤＭＡ（ＭＦ－ＴＤＭＡ）を使用することができる。通信ネットワーク上にリソースグラントを割り当てる例には、キャリアを選択するための方法及び装置を開示するＬＧ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｃ．の国際公開第２０１９／０２２４６８号パンフレット、衛星ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）通信システムにおける電力利用認識スペクトルリソース割り当てを開示している、Ｇｏｋｈａｌｅらによる米国特許第１０，１５３，８３１号、及び、広帯域衛星通信システムにおける帯域幅割り当てのための衛星端末における動的キュー深度管理を開示している、Ｗａｌｓｈらによる米国特許出願公開第２００３／００３２４２７号が含まれる。

衛星通信ネットワーク上で複数のビームに対してリソースグラントを割り当てるための方法に関する。本方法は、リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するために、複数のビームの各々についてランダム化マップを生成する工程であって、個々のフレームは、１つ以上のユーザ端末にリソースグラントを割り当てるための複数のスロットを含む、工程を含む。本方法は、複数のビームの各ビームについて、ビームの現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定する工程であって、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含む、工程と、ビームのランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成する工程であって、割り当て順序は、ビームの現在のフレームにおける複数のアクティブスロットの時間順序とは異なる、工程と、個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行する工程と、を含む。

いくつかの実施形態では、ランダム化マップを生成する工程は、ランダムスロットオフセットを生成することを含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの後に、複数のアクティブスロットの時間順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。更なる実施形態では、複数のアクティブスロットを通して進行する工程は、現在のフレーム内の複数のアクティブスロットの時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの前のスロットに到達するまで複数のアクティブスロットを通して時間順序で進むことを更に含む。

いくつかの実施形態では、フレーム内の複数のアクティブスロットの各々は、複数のアクティブスロットの時間的順序に対応するインデックスを含み、ランダム化マップは、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは、衛星通信ネットワークにおける帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。いくつかの実施形態では、リソースグラントは、衛星通信ネットワークにおけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。

いくつかの実施形態では、フレーム内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。更なる実施形態では、ビーム内の複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。いくつかの実施形態では、ビームのランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、統計的ランダム化に少なくとも部分的に基づいてネットワーク負荷分散を改善するためにランダムに生成される。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、平均してスロットにわたる全体的なネットワーク負荷を改善するために特定のビームに割り当てられる。

本開示は、通信ネットワークにおけるネットワークリソースマネージャに関する。ネットワークリソース管理は、通信ネットワークの１つ以上のスケジューラと通信するように構成されたネットワークインターフェースを含む。ネットワークリソース管理は、通信ネットワーク上の複数のパイプにリソースグラントを割り当てるためのコンピュータ実行可能命令を格納するように構成されたデータストアであって、個々のパイプは１つ以上のサービスフローを含む、データストアを含む。ネットワークリソース管理は、コンピュータ実行可能命令を実行して、リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するために、複数のパイプの各々についてランダム化マップを生成し、複数のパイプの各パイプについて、１つ以上のユーザ端末にリソースグラントを割り当てるための複数のスロットを含み、パイプの現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定し、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含み、パイプのランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成し、割り当て順序は、パイプの現在のフレームにおける複数のアクティブスロットの時間順序とは異なり、個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行する、ように構成されたプロセッサを含む。

いくつかの実施形態では、ランダム化マップを生成することは、ランダムスロットオフセットを生成することを含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの後に、複数のアクティブスロットの時間順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。更なる実施形態では、複数のアクティブスロットを通して進行する工程は、現在のフレーム内の複数のアクティブスロットの時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの前のスロットに到達するまで複数のアクティブスロットを通して時間順序で進行することを更に含む。

いくつかの実施形態では、フレーム内の複数のアクティブスロットの各々は、複数のアクティブスロットの時間的順序に対応するインデックスを含み、ランダム化マップは、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおける帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。

いくつかの実施形態では、フレーム内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。更なる実施形態では、パイプ内の複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。いくつかの実施形態では、パイプのランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、統計的ランダム化に少なくとも部分的に基づいてネットワーク負荷分散を改善するためにランダムに生成される。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、平均してスロットにわたる全体的なネットワーク負荷を改善するために特定のパイプに割り当てられる。

本開示は、通信ネットワーク上にリソースグラントを割り当てるための方法であって、リソースグラントは、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロットを有するフレームを使用して割り当てられる、方法に関する。本方法は、リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するためのランダム化マップを生成する工程を含む。本方法は、現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定する工程であって、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含む、工程を含む。本方法は、ランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成する工程であって、割り当て順序は、現在のフレームにおける複数のアクティブスロットの時間順序とは異なる、工程を含む。本方法は、個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行する工程を含む。

いくつかの実施形態では、ランダム化マップを生成する工程は、ランダムスロットオフセットを生成することを含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの後に、複数のアクティブスロットの時間順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。更なる実施形態では、複数のアクティブスロットを通して進行する工程は、現在のフレーム内の複数のアクティブスロットの時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの前のスロットに到達するまで複数のアクティブスロットを通して時間順序で進行することを更に含む。

いくつかの実施形態では、フレーム内の複数のアクティブスロットの各々は、複数のアクティブスロットの時間的順序に対応するインデックスを含み、ランダム化マップは、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおける帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。

いくつかの実施形態では、フレーム内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。いくつかの実施形態では、ランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである。

本開示は、通信ネットワークにおけるスケジューラに関する。スケジューラは、通信ネットワークを介して複数のユーザ端末と通信するように構成されたネットワークインターフェースを含む。スケジューラは、リソースグラントを割り当てるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されたデータストアであって、リソースグラントは、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロットを有するフレームを使用して割り当てられる、データストアを含む。スケジューラはプロセッサを含み、このプロセッサは、コンピュータ実行可能命令を実行して、リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するためのランダム化マップを生成し、現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定し、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含み、ランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成し、割り当て順序は、現在のフレームにおける複数のアクティブスロットの時間順序とは異なり、個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行するように構成されている。

いくつかの実施形態では、ランダム化マップを生成することは、ランダムスロットオフセットを生成することを含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの後に、複数のアクティブスロットの時間順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。更なる実施形態では、複数のアクティブスロットを通して進行する工程は、現在のフレーム内の複数のアクティブスロットの時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの前のスロットに到達するまで複数のアクティブスロットを通して時間順序で進行することを更に含む。

いくつかの実施形態では、フレーム内の複数のアクティブスロットの各々は、複数のアクティブスロットの時間的順序に対応するインデックスを含み、ランダム化マップは、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおける帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。

いくつかの実施形態では、フレーム内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。いくつかの実施形態では、ランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである。

本開示は、通信ネットワーク上にリソースグラントを割り当てるための方法であって、リソースグラントは、複数のスロットを有するフレームを使用して割り当てられる、方法に関する。本方法は、現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定する工程であって、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含む、工程を含む。本方法は、個々のアクティブスロット内のリソースグラントを１つ以上のユーザ端末に割り当てるために、複数のアクティブスロットを通して進行することを含む。本方法は、各リソースグラントのスロット内の時間位置を１つ以上のユーザ端末に調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することを含む。

いくつかの実施形態では、個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への帯域幅割り当てを含み、個々の帯域幅割り当ては、対応するスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。更なる実施形態では、複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは複数の戻りチャネルグループにグループ化され、個々の戻りチャネルグループは、ユーザ端末の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含む。更なる実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、ランダムに選択されたスロットの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む。更なる実施形態では、時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む。更なる実施形態では、ランダムに選択されたスロットは、複数の戻りチャネルグループの約半分のスロットを含む。

いくつかの実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることを含む。更なる実施形態では、開始時間のシフトに起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントは、リソースグラントの一部がスロットの始端に提供されるように分割される。更なる実施形態では、分割されたリソースグラントは、開始時間をシフトする前に対応するリソースグラントに対してリソース割り当てを減少させる。更なる実施形態では、方法は、リソースグラントがスロットの終端を超えて拡張しないように、シフトされた開始時間に起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントの持続時間を切り捨てることを更に含む。更なる実施形態では、スロット内のリソースグラントのいずれもがスロットの終端を超えて拡張しないように、ランダムな時間オフセットは制限される。

本開示は、通信ネットワークにおけるスケジューラに関する。スケジューラは、通信ネットワークを介して複数のユーザ端末と通信するように構成されたネットワークインターフェースを含む。スケジューラは、リソースグラントを割り当てるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されたデータストアであって、リソースグラントは、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロットを有するフレームを使用して割り当てられる、データストアを含む。スケジューラは、コンピュータ実行可能命令を実行して、現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定することであって、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含む、ことと、個々のアクティブスロット内のリソースグラントを１つ以上のユーザ端末に割り当てるために、複数のアクティブスロットを通して進行することと、各リソースグラントのスロット内の時間位置を１つ以上のユーザ端末に調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することと、を実行するように構成されたプロセッサを含む。

いくつかの実施形態では、個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への帯域幅割り当てを含み、個々の帯域幅割り当ては、対応するスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。いくつかの実施形態では、複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは複数の戻りチャネルグループにグループ化され、個々の戻りチャネルグループは、ユーザ端末の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含む。更なる実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、ランダムに選択されたスロットの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む。更なる実施形態では、時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む。更なる実施形態では、ランダムに選択されたスロットは、複数の戻りチャネルグループの約半分のスロットを含む。

いくつかの実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることを含む。更なる実施形態では、開始時間のシフトに起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントは、リソースグラントの一部がスロットの始端に提供されるように分割される。更なる実施形態では、分割されたリソースグラントは、開始時間をシフトする前に対応するリソースグラントに対してリソース割り当てを減少させる。更なる実施形態では、リソースグラントがスロットの終端を超えて拡張しないように、プロセッサはシフトされた開始時間に起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントの持続時間を切り捨てるように更に構成されている。更なる実施形態では、スロット内のリソースグラントのいずれもスロットの終端を超えて拡張しないように、ランダムな時間オフセットは制限される。

衛星通信ネットワーク上の複数のビームにリソースグラントを割り当てるための方法に関する。方法は、リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するために、複数のビームの各々についてランダム化マップを生成することであって、個々のフレームは、１つ以上のユーザ端末にリソースグラントを割り当てるための複数のスロットを含む、ことを含む。方法は、複数のビームの各ビームについて、ビームの現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定することであって、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含む、ことと、ビームのランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成することであって、割り当て順序は、ビームの現在のフレームにおける複数のアクティブスロットの時間順序とは異なる、ことと、個々のアクティブスロット内のリソースグラントを１つ以上のユーザ端末に割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行することと、各リソースグラントのスロット内の時間位置を１つ以上のユーザ端末に調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することと、を実行するように構成されたプロセッサを含む。

いくつかの実施形態では、ランダム化マップを生成することは、ランダムスロットオフセットを生成することを含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの後に、複数のアクティブスロットの時間順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。更なる実施形態では、複数のアクティブスロットを通して進行する工程は、現在のフレーム内の複数のアクティブスロットの時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの前のスロットに到達するまで複数のアクティブスロットを通して時間順序で進行することを更に含む。

いくつかの実施形態では、フレーム内の複数のアクティブスロットの各々は、複数のアクティブスロットの時間的順序に対応するインデックスを含み、ランダム化マップは、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは、衛星通信ネットワークにおける帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。いくつかの実施形態では、リソースグラントは、衛星通信ネットワークにおけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。

いくつかの実施形態では、フレーム内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。更なる実施形態では、ビーム内の複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。いくつかの実施形態では、ビームのランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、統計的ランダム化に少なくとも部分的に基づいてネットワーク負荷分散を改善するためにランダムに生成される。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、平均してスロットにわたる全体的なネットワーク負荷を改善するために特定のビームに割り当てられる。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは複数の戻りチャネルグループにグループ化され、個々の戻りチャネルグループは、ユーザ端末の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含む。更なる実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、ランダムに選択されたスロットの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む。更なる実施形態では、時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む。更なる実施形態では、ランダムに選択されたスロットは、複数の戻りチャネルグループの約半分のスロットを含む。

いくつかの実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることを含む。更なる実施形態では、開始時間のシフトに起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントは、リソースグラントの一部がスロットの始端に提供されるように分割される。更なる実施形態では、分割されたリソースグラントは、開始時間をシフトする前に対応するリソースグラントに対してリソース割り当てを減少させる。更なる実施形態では、方法は、リソースグラントがスロットの終端を超えて拡張しないように、シフトされた開始時間に起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントの持続時間を切り捨てることを更に含む。更なる実施形態では、スロット内のリソースグラントのいずれもスロットの終端を超えて拡張しないように、ランダムな時間オフセットは制限される。

本開示は、通信ネットワークにおけるネットワークリソースマネージャに関する。ネットワークリソースマネージャは、通信ネットワークの１つ以上のスケジューラと通信するように構成されたネットワークインターフェースを含む。ネットワークリソースマネージャは、通信ネットワーク上の複数のパイプにリソースグラントを割り当てるためのコンピュータ実行可能命令を格納するように構成されたデータストアであって、個々のパイプは１つ以上のサービスフローを含む、データストアを含む。ネットワークリソースマネージャは、コンピュータ実行可能命令を実行して、リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するために、複数のビームの各々についてランダム化マップを生成し、複数のビームの各ビームについて、１つ以上のユーザ端末にリソースグラントを割り当てるための複数のスロットを含み、ビームの現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定し、複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム内に複数のスロットのサブセットを含み、ビームのランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成し、割り当て順序は、ビームの現在のフレームにおける複数のアクティブスロットの時間順序とは異なり、個々のアクティブスロット内のリソースグラントを１つ以上のユーザ端末に割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通って進み、各リソースグラントのスロット内の時間位置を１つ以上のユーザ端末に調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配する、ように構成された、プロセッサを含む。

いくつかの実施形態では、ランダム化マップを生成することは、ランダムスロットオフセットを生成することを含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの後に、複数のアクティブスロットの時間順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。更なる実施形態では、複数のアクティブスロットを通して進行する工程は、現在のフレーム内の複数のアクティブスロットの時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットの前のスロットに到達するまで複数のアクティブスロットを通して時間順序で進行することを更に含む。

いくつかの実施形態では、フレーム内の複数のアクティブスロットの各々は、複数のアクティブスロットの時間的順序に対応するインデックスを含み、ランダム化マップは、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。更なる実施形態では、割り当て順序は、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序を含む。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおける帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。いくつかの実施形態では、リソースグラントは、通信ネットワークにおけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる。

いくつかの実施形態では、フレーム内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む。更なる実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。更なる実施形態では、パイプ内の複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。

いくつかの実施形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。いくつかの実施形態では、パイプのランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、統計的ランダム化に少なくとも部分的に基づいてネットワーク負荷分散を改善するためにランダムに生成される。いくつかの実施形態では、各ランダム化マップは、平均してスロットにわたる全体的なネットワーク負荷を改善するために特定のパイプに割り当てられる。

いくつかの実施形態では、リソースグラントは複数の戻りチャネルグループにグループ化され、個々の戻りチャネルグループは、ユーザ端末の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含む。更なる実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、ランダムに選択されたスロットの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む。更なる実施形態では、時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む。更なる実施形態では、ランダムに選択されたスロットは、複数の戻りチャネルグループの約半分のスロットを含む。

いくつかの実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることを含む。更なる実施形態では、開始時間のシフトに起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントは、リソースグラントの一部がスロットの始端に提供されるように分割される。更なる実施形態では、分割されたリソースグラントは、開始時間をシフトする前に対応するリソースグラントに対してリソース割り当てを減少させる。更なる実施形態では、リソースグラントがスロットの終端を超えて拡張しないように、プロセッサはシフトされた開始時間に起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントの持続時間を切り捨てるように更に構成されている。更なる実施形態では、スロット内のリソースグラントのいずれもスロットの終端を超えて拡張しないように、ランダムな時間オフセットは制限される。

本開示を要約する目的で、特定の態様、利点、及び新規な特徴が本明細書に記載されている。そのような利点の全てが、必ずしも任意の特定の実施形態に従って達成される可能性があるわけではないことを理解されたい。したがって、開示される実施形態は、本明細書で教示されるような利点又は利点の群を、本明細書で教示又は示唆される場合がある他の利点を必ずしも達成することなく、達成又は最適化する形態で実施されてもよい。

様々な実施形態が、例示を目的として添付の図面に示されており、決して本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。加えて、開示された異なる実施形態の様々な特徴を組み合わせて、本開示の一部である追加の実施形態を形成することができる。
図１は、例示的な衛星通信ネットワークの図を示す。 図２は、通信ネットワーク内のユーザ端末にリソースグラントを割り当てるためのスケジューリングフレーム、スケジューリングエポック、及びスロットを表すブロック図を示す。 図３Ａは、図１の衛星通信ネットワークにおいてリソースグラントを要求及び受信するための例示的な手順を示す。 図３Ｂは、図１の衛星通信ネットワークにおいてリソースグラントを要求及び受信するための例示的な手順を示す。 図３Ｃは、図１の衛星通信ネットワークにおいてリソースグラントを要求及び受信するための例示的な手順を示す。 図４Ａは、リソースグラント割り当てをランダム化する複数のスケジューラで複数のビームを提供する衛星を有する別の例示的な衛星通信ネットワークを示す。 図４Ｂは、ユーザ端末が、パイプにグループ化されたサービスフローと、各パイプのリソースグラント割り当てをランダム化する複数のスケジューラとによってサービスされる例示的な通信ネットワークを示す。 図５Ａは、リソースグラント割り当てのアクティブスロットを並べ替えるためのランダム化マップの例を示す。 図５Ｂは、リソースグラント割り当てのアクティブスロットを並べ替えるためのランダム化マップの例を示す。 図６は、通信ネットワークにリソースグラントを割り当てる前にアクティブスロットの順序をランダム化するための例示的な方法のフローチャートを示す。 図７は、サービスフローの異なるパイプのために、異なるランダム化マップを用いて、通信ネットワークにリソースグラントを割り当てる前に、アクティブスロットの順序をランダム化するため例示的な方法のフローチャートを例示する。 図８Ａは、通信ネットワークにおける伝送電力プロファイルを改善するためにアクティブスロット内でリソースグラントをシフトする例を示す。 図８Ｂは、通信ネットワークにおける伝送電力プロファイルを改善するためにアクティブスロット内でリソースグラントをシフトする例を示す。 図８Ｃは、通信ネットワークにおける伝送電力プロファイルを改善するためにアクティブスロット内でリソースグラントをシフトする例を示す。 図８Ｄは、通信ネットワークにおける伝送電力プロファイルを改善するためにアクティブスロット内でリソースグラントをシフトする例を示す。 図８Ｅは、通信ネットワークにおける伝送電力プロファイルを改善するためにアクティブスロット内でリソースグラントをシフトする例を示す。 図９は、アクティブスロットにおける割り当てられたリソースグラントの開始時間をランダム化するための例示的な方法のフローチャートを示す。 図１０は、ランダム化マップを使用してリソースグラントを割り当てる前にアクティブスロットの順序をランダム化し、次いで、異なるサービスフローのパイプに対して異なるランダム化マップを用いて、通信ネットワーク上のアクティブスロットにおける割り当てられたリソースグラントの開始時間をランダム化するための例示的な方法のフローチャートを示す。 図１１は、伝送電力プロファイルを改善するために、及び／又は、ネットワーク負荷を分配するために、リソースグラントを割り当てるために、及び／又は、割り当てられたリソースグラントをアクティブスロットにおいて再分配するために、アクティブスロットの順序をランダム化するように構成されたスケジューラの例のブロック図を例示する。

本明細書で提供する見出しは、提供する場合でも単に便宜上のものであり、特許請求された主題の範囲又は意味に必ずしも影響を与えるものではない。

概要
図１は、例示的な衛星通信ネットワーク１００の図を示す。衛星通信ネットワーク１００は、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂ及びゲートウェイルーティングデバイス１５０を互いに、及びネットワーク（インターネット１６０など）に通信可能に結合する衛星ネットワーク１４０を含む。衛星通信ネットワーク１００は、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂへのリソース割り当てのタイミング位置をランダム化することによってネットワーク負荷を分散するように構成されたスケジューラ１７０を含む。本明細書で説明されるように、ランダム化することは、フレーム内のスロットの順序をランダム化すること、及び／又はフレームのスロット内のリソースブロックをランダム化することを含むことができる。このように複数のユーザ端末及び／又は複数のスケジューラにわたってランダム化することにより、リソースグラント割り当てをより均一に分配することによって伝送電力プロファイルを改善することができる。衛星通信ネットワーク１００では、これは、戻りリンク（例えば、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂからゲートウェイルーティングデバイス１５０への通信）での伝送電力の使用を改善又は最適化するので有利であり得る。

衛星通信ネットワーク１００は、宇宙セグメント及び地上セグメントを含む様々なネットワークアーキテクチャを利用することができる。例えば、宇宙セグメントは、１つ以上の衛星を含むことができ、地上セグメントは、１つ以上の衛星ユーザ端末、ゲートウェイ端末、ネットワークオペレーションセンタ（ＮＯＣ）、衛星及びゲートウェイ端末コマンドセンタなどを含むことができる。これらの要素のいくつかは、明確にするために図には示されていない。衛星ネットワーク１４０は、静止地球軌道（ＧＥＯ）衛星、中地球軌道（ＭＥＯ）衛星、及び／又は低地球軌道（ＬＥＯ）衛星を含むことができる。

ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂは、ルータを含むことができ、任意のタイプの消費者宅内機器（例えば、電話、モデム、ルータ、コンピュータ、セットトップボックスなど）を含む衛星通信ネットワーク１００を介してルーティングされるデータを受信するように構成することができる。

ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂは、（それぞれの顧客衛星送受信機１２０ａ、１２０ｂを介して）衛星ネットワーク１４０にデータをルーティングするように構成される。衛星ネットワーク１４０は、ゲートウェイルーティングデバイス１５０からユーザ端末１１０ａ、１１０ｂに情報を送信するための順方向リンクと、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂからゲートウェイルーティングデバイス１５０に情報を送信するための戻りリンクとを含む。順方向リンクは、ゲートウェイルーティングデバイス１５０からゲートウェイ衛星送受信機１３０を通って、衛星アップリンクチャネルを介して衛星１０５を通って、衛星ダウンリンクチャネルを介して顧客衛星送受信機１２０ａ、１２０ｂに、そしてユーザ端末１１０ａ、１１０ｂに至る伝送路を含む。戻りリンクは、顧客衛星送受信機１２０ａ、１２０ｂから衛星アップリンクチャネルを介して衛星１０５に、衛星ダウンリンクチャネルを介してゲートウェイ衛星送受信機１３０に、そしてゲートウェイルーティングデバイス１５０に至る伝送路を含む。各送信チャネルは、複数の衛星及び送受信機を利用することができる。

ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂの各々は、ゲートウェイルーティングデバイス１５０を介してスケジューラ１７０から衛星ネットワーク１４０上の戻りリンクグラントを要求するように構成される。スケジューラ１７０は、戻りリンクの割り当てスケジュールを決定し、ゲートウェイルーティングデバイス１５０を介して各ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂに送信する。

戻りリンク、特に衛星通信ネットワーク１００などの高スループットブロードバンド衛星システムにおける伝送電力の使用を改善又は最適化することが有利であろう。そのような衛星通信ネットワーク１００では、戻りリンクトランスポンダ利得は可変であり得、厳密に制御することが困難であり得る。加えて、戻りリンクダウンリンク電力は、戻りリンク容量に対する主な寄与因子である。戻りリンク電力プロファイルは、ユーザ端末（ＵＴ）による複数の協調していない独立した伝送の集約表現である。戻りリンク上のリソースグラント割り当ては、通常、複数のユーザ端末の総需要に基づいてスケジューラによって事前に決定される。しかしながら、ユーザ端末は、瞬間的なバッファステータスに依存して、割り当てられたグラントを十分に利用しない場合があり、全体的な戻りリンク電力プロファイルにおける変動を生じさせる。ＭＦ－ＴＤＭＡシステムでは、例えば、戻りリンクパケットは、それらの送信機を分離する距離にかかわらず、同じ時間周波数リソースで送信される他のパケットと干渉する可能性がある。したがって、ネットワークリソース利用を改善し、電力使用を改善するためにスケジューリングを改善することが有益であろう。

スロットごとにリソースグラントを割り当てるスケジューラは、割り当てがフレーム内のより早いスロット内でより頻繁に発生するフロント負荷作用を生じることがある。特に、スケジューラエポックにおけるより早いスロットは、典型的には、より多くのグラントを有し、スロット内では、典型的には、スロットの開始に向かってより多くのグラントが存在する。これにより、様々なスケジューラ（例えば、同じ地理的領域内の異なるサブネットワークに配置されたスケジューラ）が時間に高度に相関することになり得る。これらの効果は、混雑していない期間中により顕著であり得る。これは、信号干渉、ネットワーク性能の低下、電力消費の望ましくない増加、及び／又はスケジューリングフレームにわたる望ましくない電力スキューをもたらし得る。例えば、スケジューリングエポックの始まりに向かうスロットは、より多数の戻りリンクバースト又は送信が存在するため、より高い戻りリンクパワーを有し、スケジューリングエポックの終了に向かうスロットは、より低い戻りリンク電力を有する。これは、時間にわたってより高いスキュー（例えば、ピーク対平均電力又は最大対最小電力デルタに関して測定される）をもたらし、これは、戻りリンクの最適以下の性能をもたらす。

したがって、これら及び他の問題に対処するために、ネットワーク負荷を統計的に分散するためにネットワークにおいてリソースグラントをスケジュールするためのシステム及び方法が本明細書で開示される。例えば、本明細書でより詳細に説明するように、スケジューラ１７０は、フロント負荷作用を防止又は低減するために、リソースグラント割り当てを用いてスロットをより均一に分配するために、異なるスケジューラに対して異なるランダム化を用いて、エポック内のスロットの順序をランダム化するように構成される。別の例として、本明細書でより詳細に説明するように、スケジューラ１７０は、フロント負荷作用を防止又は低減するために、スロット内のリソースブロックの開始時間をランダム化するように構成される。

開示されたシステム及び方法は、任意の適切なネットワーク通信システムにおいて機能する。例えば、ネットワーク通信システムは、衛星によって、地上波ベースの機器、又は衛星と地上波ネットワークとの組み合わせによって提供することができる。したがって、リソースグラント割り当てのランダム化に関する本明細書で開示される概念は、任意の様々なネットワーク通信システムによって提供されるサービスフロー（又はパイプ）の集合に関連付けることができ、衛星通信システムによって提供されるビームを必要としない。

いくつかの実施形態では、スケジューラ１７０は、要求割り当て多元接続（ＤＡＭＡ）スケジューリングモデル、拡張モバイル衛星サービス（ＥＭＳＳ）スケジューリングモデル、及び／又は他のスケジューリング技法を利用することができる。ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂから帯域幅割り当ての要求を受信することに応答して、スケジューラ１７０は、要求、ネットワークステータス、ネットワーク輻輳、以前の要求、類似の要求などを分析して、戻りリンク帯域幅のスケジュールを決定する。いくつかの実施形態では、スケジューラ１７０は、要求を達成するために必要な実際の帯域幅の予測又は推定に基づいてスケジュールを生成するように構成される。データは、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂによって要求され、スケジューラ１７０によって割り当てられた帯域幅を使用して、特定のユーザ端末１１０ａ、１１０ｂから衛星１０５を介してゲートウェイルーティングデバイス１５０に送信され得る。

スケジューラ１７０からの割り当てられたリソースグラントに基づいて、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂは、戻りリンクを介して衛星ネットワーク１４０を介してゲートウェイルーティングデバイス１５０にデータを送信する。ゲートウェイルーティングデバイス１５０に到達した後、データをインターネット１６０に向けることができる。インターネット１６０からのデータは、衛星ネットワーク１４０の順方向リンクを介してゲートウェイルーティングデバイス１５０によってユーザ端末１１０ａ、１１０ｂに送信することができる。いくつかの実施形態では、ゲートウェイルーティングデバイス１５０及び／又はスケジューラ１７０の一部又は全部は、パブリック又はプライベートコンピューティングクラウドに存在する仮想デバイスに配置することができる。

図２は、リソースグラントをユーザ端末に割り当てるためのスケジューリングフレーム２００、スケジューリングエポック２１０、及びスロット２２０の一例を示す。ネットワークリソースは、時間をスロット２２０と呼ばれる個別のチャンクに分割するフレーム２００を使用して割り当てることができる。いくつかの実施形態では、スロット２２０をエポック２１０にグループ化することができ、及び／又はフレームをエポック２１０に分割することができ、エポックをスロット２２０に分割することができる。スロット２２０は、ユーザ端末にリソースを割り当てるための時間及び周波数の個別のチャンクを表す。スロット２２０内で、リソースブロック２３０を個々のユーザ端末に割り当てることができる。各リソースブロック２３０は、周波数の割り当て（スロット２２０のｙ軸に沿って示されている）、例えば、特定の周波数チャネル上の割り当て、及び時間の割り当て（スロット２２０のｘ軸に沿って示されている）を表すことができる。スケジューラ（例えば、スケジューラ１７０は、）は、エポック２１０の各アクティブスロット２２０を通って進み、次のエポック２１０に進み、そのエポック２１０のアクティブスロットにリソースブロック２３０を割り当てるなどして、アクティブスロット２２０にリソースブロック２３０を割り当てることができる。本明細書に開示されるように、スケジューラがエポック２１０及び／又はフレーム２００のアクティブスロット２２０を通して進行する順序は、エポック２１０及び／又はフレーム２００にわたってネットワーク負荷を統計的に分散するようにランダム化され得る。本明細書で開示されるように、アクティブスロット２２０にリソースブロック２３０を割り当てた後、スケジューラは、ネットワーク負荷を統計的に分散するためにリソースブロック２３０の開始時間を調整することができる。

いくつかの実施形態では、スケジューリングフレーム２００は、スロット２１０の数Ｎ_フレームに分割することができる。次いで、スケジューラは、スロットの数Ｎ_エポックをエポックにグループ化することができ、Ｎ_フレーム＞Ｎ_エポックである。各スロット２２０は、ゼロ以上のユーザ端末へのゼロ以上のリソースブロック割り当てを含み、これは、一部のスロットが未使用及び／又は未割り当てであり得ることを意味する。

図３Ａ～図３Ｃは、図１の衛星通信ネットワーク内のユーザ端末にリソースグラントを割り当てる例を示す。図３Ａは、ユーザ端末１１０ａがデータ１１２ａの送信のために衛星ネットワーク１４０の戻りリンク上の戻りリンク帯域幅を要求しており、ユーザ端末１１０ｂがデータ１１２ｂの送信のために衛星ネットワーク１４０の戻りリンク上の戻りリンク帯域幅を要求していることを示す。ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂは、バッファサイズ、ＱｏＳパラメータ、及び他のフローパラメータに基づいて、スケジューラ１７０から戻りリンクのリソースを要求する。図３Ｂは、スケジューラ１７０が、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂからの帯域幅要求を処理するために、スロット２２０にリソースブロック２３０（時間周波数リソース）を割り当てることを示す。これらの割り当ては、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂからの要求に基づく。この割り当ては、ブロードキャストメッセージ、マルチキャストメッセージ、又はユニキャストメッセージを介して、テーブル（例えば、ＲＬ－ＭＡＰ）としてユーザ端末１１０ａ、１１０ｂに転送することができる。図３Ｃは、スケジューラ１７０によって割り当てられ、ゲートウェイルーティングデバイス１５０によって送信された時間周波数リソースに従って、ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂがそれらのバッファからデータを送信することを示す。ユーザ端末１１０ａ、１１０ｂは、割り当てられたリソースの全部又は一部のブロックを使用することができる。

ネットワーク負荷分散を改善するために、スケジューラ１７０は、リソースグラントをランダム化して戻りリンク通信を適時に拡散するように構成することができる。スケジューラ１７０は、スケジューラ１７０が各スケジューリングエポックにおいてリソースグラントの割り当てに進むスロットのランダム化された順序を定義するように構成することができる。本明細書で開示されるように、異なるグループのサービスフロー（本明細書では「パイプ」と呼ばれる）は、異なるスロット順序を使用して、全体としてより均一な負荷分散を達成することができる。いくつかの実施形態では、パイプのスロット順序が初期化で定義されると、スケジューリングエポックにわたって同じ順序が使用される。スケジューラ１７０は、要求及びサービス品質（ＱｏＳ）要件に基づいてグラントを割り当てるように構成することができる。他のスケジューラと同様に、スケジューラ１７０は、スケジューリングエポックの開始から始めるか、又はスロット内で時間的に均一に分配されたグラントを作成しようとすることなく、エポック内のスロットのランダム化された順序に従う。有利には、これにより、確立されたアルゴリズムを本明細書に開示されるランダム化技術と併せて使用することが可能になる。次いで、スケジューラ１７０は、より均一なパターンを作成するために、スケジューラ制約を維持しながら、割り当てられたグラントの分配を適時に調整するように構成される。スケジューラ１７０は、リソースグラントの約半分をランダムにフリップすること（無損失フリップ）、全てのスロット及び戻りキャリアグループ（ＲＣＧ）のペアごとにランダムな時間オフセットを追加することによって全てのグラントをシフトすること（損失シフト）、又はアクティブスロットにラップアラウンドがないようにランダムな時間オフセットに制限を設けて全てのリソースグラントをシフトすること（無損失シフト）によってこれを達成することができる。

図４Ａは、複数のビーム３０７ａ～３０７ｄを提供する衛星３０５を有する別の例示的な衛星通信ネットワーク３００を示し、例示的な衛星通信ネットワーク３００は、伝送電力プロファイルを改善するために、及び／又はネットワーク負荷を分散するために、リソースグラント割り当てをランダム化するための複数のスケジューラ３７０ａ～３７０ｄを更に含む。衛星通信ネットワーク３００はまた、スケジューラ３７０ａ～３７０ｄにわたるリソースグラント割り当てのランダム化を管理するように構成されたネットワークリソースマネージャ３８０を含む。スケジューラ３７０ａ～３７０ｄは、スケジューラ３７０ａ～３７０ｄと複数のビーム３０７ａ～３０７ｄによってカバーされるユーザ端末との間の通信を可能にするために、複数の地上局３３０ａ～３３０ｄを介して衛星３０５に結合される。いくつかの実施形態では、個々のスケジューラ３７０ａ～３７０ｄは、複数の地上局３３０ａ～３３０ｄに結合することができる。同様に、個々の地上局３３０ａ～３３０ｄは、複数のスケジューラ３７０ａ～３７０ｄに結合することができる。

いくつかの実施形態では、スケジューラ３７０ａ～３７０ｄは各々、リソースグラントの割り当てのためのスロット順序をランダム化するためのランダム化マップを生成するように構成することができる。ランダム化マップの生成は、他のスケジューラから独立していてもよい。これは、有利には、独立したランダム化によるリソースグラントの割り当て時に、フレーム及び／又はエポックのフロントロードを回避することによって、ネットワーク負荷分散を改善することができる。同様に、スケジューラ３７０ａ～３７０ｄは、フレーム及び／又はエポック内のスロットのフロントローディングを回避することによってネットワーク負荷分散を改善するために、アクティブスロット内のグラントの割り当ての開始時間を調整するためにランダムな時間シフトを独立して生成するように構成することができる。

特定の実施形態では、スケジューラ３７０ａ～３７０ｄがランダム化マップを独立して生成する代わりに、ネットワークリソースマネージャ３８０は、ランダム化マップをスケジューラ３７０ａ～３７０ｄに提供するように構成される。そのような実施形態では、ネットワークリソースマネージャ３８０は、ランダム化マップをランダムに生成するように構成することができ、又はネットワークリソースマネージャ３８０は、スケジューラ３７０ａ～３７０ｄに提供されるランダム化マップを調整して、ネットワーク上で負荷をより均一に分散させ、それによって伝送電力プロファイルを改善するように構成することができる。同様に、いくつかの実施形態では、ネットワークリソースマネージャ３８０は、フレーム及び／又はエポック内のスロットのフロントローディングを回避することによってネットワーク負荷分散を改善するために、アクティブスロット内のグラントの割り当て開始時間を調整するために、各スケジューラ３７０ａ～３７０ｄの時間シフトを生成するように構成され得る。そのような実施形態では、ネットワークリソースマネージャ３８０は、時間シフトをランダムに生成するように構成することができ、又はネットワークリソースマネージャ３８０は、スケジューリングフレームのフロントローディングを低減するためにスケジューラ３７０ａ～３７０ｄに提供される時間シフトを調整するように構成することができる。

衛星３０５は、各ビーム３０７ａ～３０７ｄ内の複数のユーザ端末にネットワーク通信を提供するために、複数のビーム３０７ａ～３０７ｄを生成するように構成することができる。衛星３０５は、チューナブルアクティブアンテナアレイを使用して複数のビーム３０７ａ～３０７ｄビームを形成することができ、その例は２０１９年１１月１９日に発行された、「ＧＲＯＵＮＤ ＮＥＴＷＯＲＫ ＦＯＲ ＥＮＤ－ＴＯ－ＥＮＤ ＢＥＡＭＦＯＲＭＩＮＧ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＡＣＣＥＳＳ ＮＯＤＥ ＣＬＵＳＴＥＲＳ」と題する米国特許第１０，４８４，０８０号に記載され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、リソースグラント割り当てのランダム化は、ビーム３０７ａ～３０７ｄごとに実行することができる。特定の実施形態では、リソースグラント割り当てのランダム化は、ビーム内のサービスフローの集合によって実行され得る。そのような実施形態では、各スケジューラ３７０ａ～３７０ｄは、サービスフローの集合ごとにランダム化マップ及び／又は時間シフトを管理するように構成することができ、サービスフローの集合は、本明細書では「パイプ」と呼ぶことができる。言い換えれば、パイプは、単一のスケジューラエンティティによってまとめて処理されるユーザ端末のセットとの間のサービスフローの集合である。したがって、個々のスケジューラ３７０ａ～３７０ｄは、複数のビーム３０７ａ～３０７ｄによって提供される１つ以上のパイプのランダム化マップ及び／又は時間シフトを管理するように構成される。

特定の実施態様では、各ビーム３０７ａ～３０７ｄは、複数の集約されたサービスフローを搬送することができる。様々な実施態様では、個々のビーム３０７ａ～３０７ｄは、複数のスケジューラ３７０ａ～３７０ｄによってサービスされ得る。そのような実装形態では、パイプは、戻りリンクリソースの共通セットでスケジュールされた１つ以上のユーザ端末のグループにサービスを提供するサービスフローの集合として定義することができる。

特定の実施形態では、ランダム化マップ及び／又は時間シフトパラメータは、特定のパイプ又はビームに関連付けられ、ランダム化マップ及び／又は時間シフトは、エポック及びフレームにわたって一貫したままである。例えば、ランダム化マップは、ビーム（又はパイプ）がアクティブである限り、特定のビーム（又はパイプ）に対して一定であり得る。ランダム化マップ及び／又は時間シフトは、パイプに関連付けられたスケジューラ又はネットワークリソースマネージャ３８０によって生成することができる。

図４Ｂは、ネットワークリソースマネージャ４８０が複数のスケジューラ４７０ａ～４７０ｂを管理し、各スケジューラが１つ以上のパイプ４１５ａ～４１５ｄを管理する別のネットワーク通信システム４００を示し、各パイプは１つ以上のユーザ端末４１０ａ～４１０ｄに提供される１つ以上のサービスフローを含む。このネットワーク通信システム４００では、通信は、衛星によって、地上波ベースの機器、又は衛星と地上波ネットワークとの組み合わせによって提供され得る。したがって、リソースグラント割り当てのランダム化に関する本明細書で開示される概念は、任意の様々なネットワーク通信システムによって提供されるパイプに関連付けることができ、衛星通信システムによって提供されるビームを必要としない。

いくつかの実施形態では、スロット内のリソースグラント割り当てのランダム化（例えば、スロット内ランダム化）は、パイプ４１５ａ～４１５ｄに関連付けられたスケジューラ４７０ａ～４７０ｂによってのみ生成及び管理される。そのような実施形態では、ネットワークリソースマネージャ４８０は、スロット内ランダム化のためのランダム化パラメータを提供しない一方で、リソースグラント割り当て（例えば、スロット間ランダム化）の前にアクティブスロット順序をランダム化するためのランダム化マップを提供するように構成され得る。本明細書で開示されるように、スロット内ランダム化は、スケジューラ４７０ａ～４７０ｂによって個別に提供され得、アクティブスロットにおけるリソースグラントの開始時間のシフト又はフリップは、各アクティブスロットで実行され得る。

いくつかの実施形態では、ネットワークリソースマネージャ４８０は、スケジューラ４７０ａ、４７０ｂのためのランダム化マップを管理する。ランダム化マップは、ネットワークトポロジ全体（例えば、パイプ及び／又はビームの数、どのスケジューラにどのパイプが割り当てられているかなど）に少なくとも部分的に基づいて生成することができる。ランダム化マップは、平均して時間スロットにわたる伝送電力プロファイル及び／又は全体的なネットワーク負荷を改善する目的で生成及び管理することができる。そのような実施形態は、スロット並べ替えパターンを生成するための集中型手法を表す。ランダム化マップは、伝送電力プロファイルを改善するために生成することができるが、各ランダム化マップが各スケジューラ又は各パイプに対して固有である必要はない。いくつかのランダム化方法は、多数の異なるランダム化可能性をもたらさない。したがって、いくつかのランダム化マップは、異なるスケジューラ又はパイプに対して繰り返されてもよい。例えば、ランダム化マップがエポックにおけるスロットオフセットを表し、エポックが典型的には約２０スロットを含む場合、固有のランダム化マップの数は２０（又は２１、０のシフトを含む）に制限され得る。したがって、２つ以上のパイプに同一のランダム化マップを割り当てることができる。何千ものパイプにサービスを提供するネットワーク通信システムでは、繰り返しランダム化マップが頻繁に発生する可能性がある。しかしながら、そのような例では、リソースグラントが全体としてより均一に割り当てられることに少なくとも部分的に起因して、伝送電力プロファイルが統計的に改善され得る。

スロット間ランダム化の例
図５Ａ及び図５Ｂは、リソースグラント割り当てのアクティブスロットを並べ替えるためのランダム化マップの例を示す。図２を参照して本明細書で説明されるように、リソースグラントは、フレーム（又はスケジューリングフレーム）を使用して割り当てられ得る。これらのフレームは、スロット（又はスケジューリングスロット）に分割することができ、スロットは、エポック（又はスケジューリングエポック）にグループ化することができる。図５Ａ及び図５Ｂは、１６個のスロットを有するエポック５１０を示すが、エポック内のスロットの数は、１６以外の任意の適切な数であり得ることを理解されたい。更に、エポック５１０内で、エポック５１０内のスロットの数とは異なり得るアクティブスロット５２０の数を決定することができる。例えば、エポック５１０には１４個のアクティブスロット５２０があるが、これに限定することを意図するものではなく、エポックは１４以外の任意の適切な数のアクティブスロットを有することができ、特定の実施態様では、アクティブスロットの数はエポック５１０内のスロットの数と同じであり得る。

アクティブスロットの数は、本明細書に記載されたいずれかのネットワークリソースマネージャなどのネットワークリソースマネージャによって割り当てられてもよい。ネットワークリソースマネージャは、様々な制約に応じて、アクティブスロットの異なるセットを異なるパイプに割り当てることができる。これを説明するために、パイプＡ、パイプＢ、ビームＡ、及びビームＢに関して例が提供される。

第１の例として、パイプＡ及びＢは、スケジューラ（例えば、スケジューラ４７０ａ及び４７０ｂ）によってそれぞれサービス提供されるビームＣ及びＤに属する。これら２つのビームは地理的に近くてもよく、したがって、これらのビーム上の伝送は相互干渉を生成し得る。この場合、ネットワークリソースマネージャは、重複しないスロットをパイプＡ（例えば、スロット１～８）及びパイプＢ（例えば、スロット９～１６）に割り当てることができる。

第２の例として、パイプＡはビームＣ上にあり、パイプＢはビームＤ上にある。ビームＣ及びＤは、衛星上の異なるリフレクタ（例えば、衛星３０５）によって処理されてもよく、その場合、アクティブスロットはフレームの異なる部分にあってもよい。例えば、スロット１～１６はパイプＡ上のアクティブスロットであり、スロット３３～４０はパイプＢ上のアクティブスロットである。

第３の例として、航空機にサービス提供するモビリティパイプは、数百の住宅顧客にサービスを提供する固定パイプよりも少ないアクティブスロットを有することができる。

第４の例として、それぞれパイプＡはビームＣ上にあり、パイプＢはビームＤ上にある。ビームＣ及びＤは異なる周波数で動作している可能性があり、その場合、アクティブスロットは２つのビーム間で重複する可能性がある。例えば、スロット１～１６はパイプＡ上でアクティブであり、同じスロット１～１６はパイプＢ上でアクティブである。

これらの例の各々において、アクティブスロットは必ずしも連続していなくてもよい（例えば、１、３、６、１０のアクティブスロットセットが許容される）。

本明細書で説明されるように、スケジューリングエポックは、スケジューラが少なくとも部分的にオンデマンドに基づいて複数のサービスフローにグラントを割り当てるスロットの連続したセット（例えば、スロット１～１６）である。特定のエポックの間、（エポックと重複する）アクティブスロットの異なるセットを有する異なるパイプをスケジュールすることができる。アクティブスロットは、パイプに関連付けられ、ネットワークリソースマネージャによって割り当てられ得るが、スケジューラエポックはスケジューラに関連付けられる。

アクティブスロット５２０は、エポック５１０内のそれらの時系列に基づいてインデックス付けされるものとして示されている。これらのインデックスは、時系列とは異なる割り当て順序に基づいてリソースブロックがスロットに割り当てられるようにランダム化することができ、その例を以下に説明する。したがって、エポック５１０（又はフレーム）内の複数のアクティブスロット５２０の各々は、複数のアクティブスロット５２０の時間的順序に対応するインデックスを含み、ランダム化マップは、複数のアクティブスロット５２０のインデックスのランダムな順序を含む。したがって、ランダム化マップは、典型的にはアクティブスロットの時系列とは異なる割り当て順序を生成する。割り当て順序はしたがって、複数のアクティブスロットのインデックスのランダムな順序である。

ランダム化マップは、スケジューラ又はパイプごとに異なり得る。その結果、各スケジューラがパイプごとに独自のランダム化マップを生成するため、ネットワーク全体の負荷が時間的に再分配される。リソースグラント割り当てを時間的により均一に分配することにより、ランダム化された割り当て順序が伝送電力プロファイルを改善することが期待される。

図５Ａは、ランダムスロットオフセットを含むランダム化マップを例示する。ランダムスロットオフセットは、０とエポック５１０内のスロットの最大インデックスとの間の数を表す。いくつかの実施形態では、ランダム化マップは、エポック内のアクティブスロットを決定する前に生成される。そのような実施形態では、仮にアクティブスロット５２０の数がエポック５１０内のスロットの数と異なっていてもよく（例えば、この例では１４個のアクティブスロット対１６個の合計スロット）、ランダム化マップを使用してエポック５２０内のアクティブスロット５２０を並べ替える。その後、ランダムスロットオフセットは、割り当て順序のための新たな開始位置を生成するために使用される。割り当て順序は、スロットにリソースグラント割り当てが割り当てられる順序である。したがって、図５Ａの例では、ランダムスロットオフセットは４であるため、スケジューラがリソースブロックを割り当てる第１のアクティブスロットは、エポック５２０の第５のアクティブスロットである。割り当て順序は時系列に続き、エポックの最後のアクティブスロットに到達すると（時系列的に言えば）、割り当て順序はエポックの第１のアクティブスロット（時系列的に言えば）にループバックする。したがって、図示の例では、割り当て順序は、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１、２、３、４であり、これは、スケジューラがリソースブロックをアクティブスロット５２０に割り当てるために使用する順序であることを意味する。

図５Ｂは、アクティブスロットインデックスの順列を含むランダム化マップを示す。ランダム化マップは、各アクティブスロットインデックスに、１とエポック内のアクティブスロット５２０の総数との間の固有の乱数を割り当てる（例えば、この例では１４）。次に、固有の乱数が新しいインデックスとして使用されて、割り当て順序が生成される。したがって、図示の例では、割り当て順序は、アクティブスロット２、１４、１３、９、１、１０、６、５、８、１２、１１、４、３、７であり、これは、スケジューラがリソースブロックをアクティブスロット５２０に割り当てるために使用する順序であることを意味する。

図６は、通信ネットワークにリソースグラントを割り当てる前にアクティブスロットの順序をランダム化するための例示的な方法６００のフローチャートを示す。リソースグラントは、図２、図５Ａ、及び図５Ｂを参照して本明細書で説明されるように、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロットを各々有するフレームを使用して割り当てられる。方法６００は、図１、図３Ａ～図３Ｃ、図４Ａ、又は図４Ｂを参照して本明細書で説明したスケジューラ又はネットワークリソースマネージャのいずれかで、又はスケジューラとネットワークリソースマネージャとの組み合わせによって実行することができる。しかしながら、説明を容易にするために、方法６００はスケジューラによって実行されるものとして説明される。これは、本開示の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。むしろ、方法６００の全ての工程又は部分は、本明細書に記載した通信ネットワークの任意の構成要素又は構成要素の組み合わせによって実行され得る。

ブロック６０５で、スケジューラは、リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するためのランダム化マップを生成する。ランダム化マップは、ランダムスロットオフセット及びスロットのインデックスの順列を含む、フレーム内のスロットの順序の任意の適切なランダム化であり得る。

ブロック６１０において、スケジューラは、現在のフレーム又はエポックの複数のアクティブスロットを決定する。複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される現在のフレーム又はエポック内に複数のスロットのサブセットである。場合によっては、アクティブスロットの数は、フレーム又はエポックのスロットの総数と同じである。

ブロック６１５において、スケジューラは、ランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成する。割り当て順序は、本明細書で説明されるように、現在のフレーム又はエポックにおける複数のアクティブスロットの時間順序とは異なる。異なる順序は、異なるアクティブスロットから開始し、次いでアクティブスロットを経時的に進み、第１の時系列アクティブスロットにループバックすることを含むことができる。異なる順序は、アクティブスロットの時系列とは異なる順序でアクティブスロットを通って進み、アクティブスロットを通って前後にスキップすることを含むことができる。

ブロック６２０で、スケジューラは、個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。リソースグラントの割り当ては、標準的なスケジューリング技法を使用して達成され得る。リソースグラントの割り当ては、標準的な制約を使用して制約され得る。したがって、方法６００は、ネットワーク負荷分散を有利に改善しながら、新しいスケジューリングアルゴリズムを必要とせずに実施することができる。

いくつかの実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。特定の実施形態では、ユーザ端末は、異なる周波数チャネルで同時に送信することができる複数の送信機を含むことができ、この制約は、リソースグラントを割り当てるときに無視されるか又は強制されない。いくつかの実施形態では、パイプ又はビーム内の複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。いくつかの実施形態では、フレーム又はエポック内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含む。そのような実施形態では、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含むことができる。特定の実装形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。

いくつかの実施形態では、パイプ又はビームのランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままであるか、又はランダム化マップは、パイプ又はビームがアクティブである間は一定である。特定の実施形態では、各ランダム化マップは、統計的ランダム化に少なくとも部分的に基づいてネットワーク負荷分散を改善するためにランダムに生成される。様々な実施形態では、ネットワークリソースマネージャは、平均してスロットにわたる全体的なネットワーク負荷を改善するために、特定のパイプ又はビームに割り当てられるランダム化マップを生成する。

図７は、サービスフローの異なるパイプのために、異なるランダム化マップを用いて、通信ネットワークにリソースグラントを割り当てる前に、アクティブスロットの順序をランダム化するため例示的な方法７００のフローチャートを例示する。リソースグラントは、図２、図５Ａ、及び図５Ｂを参照して本明細書で説明されるように、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロットを各々有するフレームを使用して割り当てられる。方法７００は、図４Ａ又は図４Ｂを参照して本明細書で説明したネットワークリソースマネージャのいずれかで、又はスケジューラとネットワークリソースマネージャとの組み合わせによって実行することができる。しかしながら、説明を容易にするために、方法７００は、ネットワークリソースマネージャによって実行されるものとして説明する。これは、本開示の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。むしろ、方法７００の全ての工程又は部分は、本明細書に記載した通信ネットワークの任意の構成要素又は構成要素の組み合わせによって実行され得る。

ブロック７０５では、ネットワークリソースマネージャは、複数のパイプの各々についてランダム化マップを生成する。各パイプは、１つ以上のサービスフローの集合である。衛星通信ネットワークでは、ビームは、１つ以上のパイプにサービス提供することができる。ランダム化マップは、リソースグラントをフレーム又はエポック内のスロットに割り当てる順序をランダム化するように構成される。ネットワークリソースマネージャは、ネットワーク負荷分散を改善するためにランダム化マップを生成して個々のスケジューラに割り当てるように構成することができる。いくつかの実施形態では、ネットワークリソースマネージャは、現在及び予測されるネットワーク負荷、ネットワーク容量、サービス品質パラメータなどを考慮するアルゴリズムを使用してランダム化マップを選択する。アルゴリズムは、サービス品質を向上させ、ネットワーク帯域幅のボトルネックを低減し、及び／又は電力消費を低減するために、ネットワーク負荷を有利に分配するランダム化マップを生成するように構成される。特定の実施形態では、ネットワークリソースマネージャは、ランダム化マップをランダムに生成し、割り当てる。これは、統計的変動がネットワーク負荷の比較的均一な分散をもたらすことを期待して行うことができる。

ブロック７１０において、ネットワークリソースマネージャは、複数のパイプの各パイプを通って進み、現在のパイプに対して工程７１５、７２０及び７２５の各々を実行する。いくつかの実施形態では、現在のパイプ又はビームに対応するスケジューラは、工程７１５、７２０及び７２５を実行する。これらの工程は方法６００の対応する工程と同様であるため、ここでは工程の簡単な説明のみを提供する。

ブロック７１５において、スケジューラは、ビームの現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定する。ブロック７２０において、スケジューラは、パイプ又はビームのランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成する。ブロック７２５で、スケジューラは、個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。

ブロック７３０において、ネットワークリソースマネージャは、全てのパイプがランダム化されているかどうか判定する。そうである場合、ネットワークリソースマネージャはブロック７３５に進み、結果のスケジュールをユーザ端末に送信する。そうでない場合、ネットワークリソースマネージャはブロック７１０に戻り、リソースブロック割り当てのために次のパイプに進む。

いくつかの実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。特定の実施形態では、ユーザ端末は、異なる周波数チャネルで同時に送信することができる複数の送信機を含むことができ、この制約は、リソースグラントを割り当てるときに無視されるか又は強制されない。いくつかの実施形態では、パイプ又はビーム内の複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。いくつかの実施形態では、フレーム又はエポック内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含む。そのような実施形態では、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含むことができる。特定の実装形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。

方法７００は、ランダム化マップが個々のパイプ又はビームに割り当てられるようにする。ランダム化マップは、特定のパイプ又はビームがアクティブである間、そのパイプ又はビームに対して固定することができる。新しいビーム又はパイプが追加された場合、新しいランダム化マップを生成し、新しいパイプ又はビームに割り当てることができる。

スロット内ランダム化の例
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄは、通信ネットワークにおいてネットワーク負荷を分散するためにアクティブスロット内でリソースグラントをシフトする例を示す。これらの例は、スロット内の割り当てられたリソースグラントの開始時間のシフトを示し、したがって、スロット内ランダム化と呼ばれ得る。これは、スロット間ランダム化と呼ばれる場合がある、上述したようなスロットの割り当て順序のランダム化とは異なる。図８Ａ～図８Ｃに示す例では、スロット８２０ａ～８２０ｃは、スロット８２０ａ～８２０ｃ内に割り当てられた対応するリソースブロック８３０ａ～８３０ｃで表される。リソースブロック８３０ａ～８３０ｃは、固有のリソースグラントを表すために異なる充填パターンを有するボックスとして表される。各スロット８２０ａ～８２０ｃは、周波数領域において戻りリンクキャリアグループ（ＲＣＧ）にグループ化される。したがって、スロット８２０ａはＲＣＧ１とも呼ばれ、スロット８２０ｂはＲＣＧ２とも呼ばれ、スロット８２０ｃはＲＣＧ３とも呼ばれる。対応するスロット内の各リソースブロックはブロックとして表され、ｘ軸に沿った範囲は持続時間を表し、ｙ軸に沿った範囲は周波数チャネルを表し、左端の位置は割り当てられたリソースブロックの開始時間を表す。

スロット内ランダム化は、フレーム内の個々のスロットに対して実行することができる。これは、スロット間ランダム化とは無関係に行うことができる。更に、スロット内ランダム化の利点は、単一のパイプに対して実現され得るが、スロット間ランダム化の利点の少なくともいくつかは、異なるパイプ又はビームにわたるランダム化に起因して生じる統計的効果から生じる。スロット内ランダム化は、一緒にスケジュールされるチャネルのグループ、すなわち、戻りリンクキャリアグループ（ＲＣＧ）に結び付けることができる。個々のＲＣＧは、ユーザ端末の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含むことができる。いくつかの実施態様では、以下に示すスロット内ランダム化の例は相互に排他的であり得る。

図８Ａは、各リソースブロックの持続時間が維持される時間領域においてリソースブロック割り当てを反転又はフリップさせる例を示す。したがって、図８Ａの例は、持続時間、したがって割り当てられたデータの量が変化しないままであるため、無損失フリップと呼ばれることがある。

スケジューラは、ＲＣＧの約半分をランダムに選択し、選択されたＲＣＧ内のリソースブロックの開始時間を反転又はフリップすることによって無損失フリップを実行することができる。図８Ａに示すように、ＲＣＧ２がフリップされるように選択される。結果として得られるフリップされたスロットは、リソースブロック８３０ｂの（時間領域における）鏡像を表すリソースブロック８３０ｄをもたらす。リソースブロックをフリップすると、それらの持続時間は維持されるが、それらの開始時間は変更される。

フリップリソースブロックの例が、図８Ｂのダイアグラム８２５に示されている。ダイアグラム８２５では、時間は水平アクセスで表され、スロットの総持続時間はＴ_ｓｌｏｔである。スロットの持続時間Ｔ_ｓｌｏｔは固定されている。実際には、スロットの開始及び終了時にいくらかのガード時間が存在し得る。これは、スロット内の許容可能なスケジューリングウィンドウの開始及び終了にそれぞれ対応するスロットのＴ_ｍｉｎ及びＴ_ｍａｘとして表される。いくつかの実施形態では、部分的にスケジュールされたスロット（例えば、リフレクタ切り替え）の場合、Ｔ_ｍａｘの値は、停止間隔に基づいて設定される。これらの値は、スロットの開始及び終了におけるガード時間を考慮するように構成することができる。ガード時間は、例えば、衛星又は端末デバイスのハードウェア構成要素がスロット遷移中に安定することを可能にするのに有益であり得る。この計算は、スロットの開始時間及び終了時間が任意のガード時間に対して調整されると仮定する。リソースブロックは、スロットＴ_ｍｉｎの開始からの時間オフセットＴ_ｏｆｆの後に始まる開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ，ｐｒｅ}を有し、その結果、Ｔ_{ｓｔａｒｔ，ｐｒｅ}＝Ｔ_ｏｆｆ＋Ｔ_ｍｉｎである。時間オフセットは、任意のフリップ又は他の調整の前にスケジューラによって割り当てられた時間割当てに依存する。リソースブロックは、リソースブロックの持続時間Ｔ_ｄｕｒによって決定される終了時間Ｔ_{ｅｎｄ，ｐｒｅ}を有し、その結果、Ｔ_{ｅｎｄ，ｐｒｅ}＝Ｔ_{ｓｔａｒｔ，ｐｒｅ}＋Ｔ_ｄｕｒである。これは、ダイアグラム８２５の上部に「元の」リソースブロックとして示されている。このブロックはフリップされ、ダイアグラム８２５の下部に「フリップされた」というラベルで示されている。フリップは、フリップ後のブロックの終了時間Ｔ_{ｅｎｄ，ｐｏｓｔ}が、スロット内の許容可能なスケジューリングウィンドウの終了からの時間オフセットＴ_ｏｆｆに等しい時間距離Ｔ_ｍａｘになるように、ブロックをスロット内で移動させることを含み、Ｔ_{ｅｎｄ，ｐｏｓｔ}＝Ｔ_ｍａｘ－Ｔ_ｏｆｆとなる。時間オフセットの大きさは固定であり、リソースブロックをフリップするプロセスにおいて変化しない。これにより、フリップ後の開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ，ｐｏｓｔ}が持続時間Ｔ_ｄｕｒに基づいて移動され、持続時間はリソースブロックをフリップするプロセスにおいて変化しない。言い換えれば、Ｔ_{ｓｔａｒｔ，ｐｏｓｔ}＝Ｔ_{ｅｎｄ，ｐｏｓｔ}－Ｔ_ｄｕｒである。

本明細書で開示される他のスロット内ランダム化技術と共に、無損失フリップは周波数チャネル割り当てに影響を与えない。戻りキャリアグループのスロットがフリップのために選択されると、全ての周波数チャネルへの全てのリソースグラントがそのＲＣＧスロットについてフリップされる。

スロット内ランダム化は、割り当てられたリソースグラントを時間的にランダムに分配することを含む。無損失フリップは、ランダムに選択されたスロットの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む。時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む。複数の戻りチャネルグループの約半分をランダムに選択することによって、負荷分散は、フロントロードグラントとバックロードグラントとの混合をもたらす。この技術では、スロットの中心にディップが生じる可能性がある。有利には、無損失フリップによる容量の損失はなく、フリップされたリソースグラントの開始時間の再計算に関係する簡単な式があるため、実装が比較的簡単である。

図８Ｃは、スロット内の全てのリソースブロックの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトする例を示す。ランダムな時間オフセットは、いかなるリソースブロック割り当てもスロットの終端を超えて（又はスロットの終端のガード時間を超えて）拡張しないように制限される。したがって、図８Ｂの例は、持続時間、したがって割り当てられたデータの量が変化しないままであるため、無損失シフトと呼ばれることがある。

図８Ｄは、ＲＣＧ１リソースブロック８３０ａ及びＲＣＧ２リソースブロック８３０ｂが無損失シフトを使用してランダム化され、その結果、それぞれシフトされたリソースブロック８３０ｄ、８３０ｅを有するスロットが得られることを示す。しかしながら、ＲＣＧ３リソースブロック８３０ｃは、現在のリソースグラントがスロットの全持続時間を占有するのでシフトを受けず、したがって、いかなるシフトもスロットの終端からリソースグラントを押し出すことになる。無損失シフトの場合、これは許可されず、したがって、ＲＣＧ３リソースブロック８３０ｃは変更されないままである。ＲＣＧ１リソースブロック８３０ｄの場合、第１のランダムな時間オフセット８２１ａを使用して、各リソースブロック８３０ａの開始時間をシフトして、シフトされたリソースブロック８３０ｄをもたらす。同様に、ＲＣＧ２リソースブロック８３０ｅの場合、第２のランダムな時間オフセット８２１ｂを使用して、各リソースブロック８３０ｂの開始時間をシフトして、シフトされたリソースブロック８３０ｅをもたらす。ランダムな時間オフセットのサイズは、リソースブロックが割り当てられているスロットの終端を超えて拡張しないように制限される。

したがって、図８Ｃの無損失シフトは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることによって、割り当てられたリソースグラントを時間に分配することを含む。スロット内のリソースグラントのいずれもスロットの終端を超えて拡張しないように、ランダムな時間オフセットは制限される。その結果、ネットワーク負荷分散は、シフトされていない実装形態に対してより均一にロードされ得る。有利には、無損失シフトは容量の損失をもたらさず、比較的容易に実施することができる。

図８Ｄは、図８Ｃの無損失フリップと同様に、スロット内の全てのリソースブロックの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトする例を示す。しかしながら、図８Ｄでは、ランダムな時間オフセットは、スロットの終端を超えてリソースブロック割り当てを移動させることができる。リソースブロック割り当てがブロックの終端を過ぎてシフトされる場合、ブロックはスロットの先頭に移動されてもよく、又はスロットの終端を過ぎて拡張するリソースブロックの一部は、一部がスロットの終端に留まり、一部がスロットの先頭に移動されるように断片化されてもよい。リソースブロックが断片化される場合、総持続時間、したがって割り当てられるデータ量が低減され得る。したがって、図８Ｃの例は、いくつかのリソースブロックがそれらの持続時間を有することができ、したがって割り当てられるデータの総量が低減されるので、損失シフトと呼ばれることがある。

図８Ｄは、ＲＣＧ１のリソースブロック８３０ａが第１のランダムな時間オフセット８２２ａだけシフトされてリソースブロック８３０ｄをもたらし、ＲＣＧ２のリソースブロック８３０ｂが第２のランダムな時間オフセット８２２ｂだけシフトされてリソースブロック８３０ｅをもたらし、ＲＣＧ３のリソースブロック８３０ｃが第３のランダムな時間オフセット８２２ｃだけシフトされてリソースブロック８３０ｆをもたらすことを示している。損失シフトの場合、全てのリソースグラントは、スロットＲＣＧペアごとにランダムな時間オフセットを追加することによって時間的にシフトされる。時間におけるシフトにより分割されたリソースグラントは、開始時間をシフトする前に対応するリソースグラントに対してリソース割り当てを減少させる。ランダムな時間シフトによりスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントは、ドロップ、切り捨て、断片化、又はラップされ得る。ドロップされたリソースグラントはもはやスロットに含まれない。切り捨てられたリソースグラントは、スロットの終端を超えて拡張するグラントの一部が除去され、それによって割り当てられる容量が減少する。断片化されるリソースグラントは、スロットの終端に残る部分と、スロットの先頭に移動される部分とを有する。断片化は、後述するように、割り当てられたデータの減少をもたらし得る。ラップされたリソースグラントは、スロットの開始に完全に移動され、割り当てられた容量の損失をもたらさない。図８Ｄでは、ラップ、切り捨て、又は断片化されたリソースブロックが破線の輪郭で表されている。損失シフトスロット内ランダム化技術は、割り当てられた容量の減少をもたらし得、いくつかのリソースグラントは、将来の再割り当てを必要とし得る。損失シフトスロット内ランダム化技術は、より優れたネットワーク負荷分散をもたらすことができるが、無損失フリップ及び無損失シフトと比較して実装がより複雑になる可能性がある。

図８Ｅは、図８Ｄを参照して説明したように、損失シフトから生じる断片化の例を示す。リソースブロック割り当て８３１は、元々１０２４バイトである。第１のケース（図８Ｅの上側の図）では、リソースブロック割り当て８３１の途中で断片化が発生する。この場合、結果として得られる断片化されたリソースブロック８３２ａ、８３３ａは各々４４８バイトを有する。これは１２８バイトの損失を表す。第２のケース（図８Ｄの下側の図）では、リソースブロック割り当て８３１の終端近くで断片化が発生する。これにより、８６４バイトの第１の断片化リソースブロック８３２ｂ及び６４バイトの第２の断片化リソースブロック８３３ｂが得られる。これは９６バイトの損失を表す。断片化に起因する容量損失の１つの理由は、パケットのサイズに対する制限である。図８Ｅの例では、パケットは３２バイトの最小サイズを有し、したがって、断片化は、容量損失につながる３２バイトの倍数を必要とするリソースブロックをもたらす。

図９は、アクティブスロットにおける割り当てられたリソースグラントの開始時間をランダム化するための例示的な方法９００のフローチャートを示す。方法９００は、図１、図３Ａ～図３Ｃ、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して本明細書で説明される通信ネットワークのいずれかで実施することができる。割り当てられたリソースグラントは、図２及び図８Ａ～図８Ｄを参照して本明細書で説明されるように、フレーム又はエポックのスロット内のリソースブロックを表す。方法９００は、複雑さと改善されたネットワーク負荷分散とのバランスをとるように設計されている。第１の段階では、スケジューラは、グラントを時間的に均一に分配させようとすることなく、スケジューリングエポックの開始から始めて、ユーザ端末要求及びＱｏＳ要件に基づいてリソースグラントを割り当てる。ステージ１の終わりに、リソースグラントのフロントローディングの可能性がある。ステージ２において、スケジューラは、全てのスケジューラ制約を維持しながら、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配して、より均一なパターンを作成し、ネットワーク負荷分散を改善する。

方法９００は、図１、図３Ａ～図３Ｃ、図４Ａ、又は図４Ｂを参照して本明細書で説明したスケジューラのいずれかで、又はスケジューラとネットワークリソースマネージャとの組み合わせによって実行することができる。しかしながら、説明を容易にするために、方法９００はスケジューラによって実行されるものとして説明される。これは、本開示の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。むしろ、方法９００の全ての工程又は部分は、本明細書に記載した通信ネットワークの任意の構成要素又は構成要素の組み合わせによって実行され得る。更に、ブロック９０５及び９１０は、図６及び図７を参照して本明細書で説明した対応するブロックと同様であり、ここでは簡潔にするために説明を省略する。

ブロック９０５において、スケジューラは、現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定する。ブロック９１０において、スケジューラは、個々のアクティブスロット内のリソースグラントを１つ以上のユーザ端末に割り当てるために、複数のアクティブスロットを通して進行する。ブロック９１５において、スケジューラは、各リソースグラントのスロット内の時間位置を１つ以上のユーザ端末に調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配する。リソースグラントは複数の戻りチャネルグループにグループ化され得、個々の戻りチャネルグループは、ユーザ端末の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含む。

いくつかの実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、ランダムに選択されたスロット又は無損失フリップの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む。時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む。これは周波数割り当てに影響しない。ランダムに選択されたスロットは、複数の戻りチャネルグループの約半分のスロットを含む。

いくつかの実施形態では、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることを含む。開始時間のシフトに起因してスロット又は損失シフトの終端を超えて拡張するリソースグラントは、リソースグラントの一部がスロットの始端に提供されるように分割又は断片化される。断片化されたリソースグラントは、開始時間をシフトする前に対応するリソースグラントに対してリソース割り当てを減少させ得る。特定の実装形態では、リソースグラントは、リソースグラントがスロットの終端を超えて拡張しないように、シフトされた開始時間に起因してスロットの終端を超えて拡張する場合に切り捨てられる。特定の実施形態では、スロット内のリソースグラントのいずれもスロット又は無損失シフトの終端を超えて拡張しないように、ランダムな時間オフセットは制限される。

スロット間ランダム化とスロット内ランダム化との組み合わせの例
図１０は、ランダム化マップを使用してリソースグラントを割り当てる前にアクティブスロットの順序をランダム化し、次いで、異なるサービスフローのパイプに対して異なるランダム化マップを用いて、通信ネットワーク上のアクティブスロットにおける割り当てられたリソースグラントの開始時間をランダム化するための例示的な方法１０００のフローチャートを示す。例示的な方法１０００は、ネットワーク負荷分散を改善するためにスロット間ランダム化及びスロット内ランダム化の両方を実行するために、方法７００を方法９００と組み合わせる。リソースグラントは、図２、図５Ａ、及び図５Ｂを参照して本明細書で説明されるように、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロットを各々有するフレームを使用して割り当てられる。方法１０００は、図４Ａ又は図４Ｂを参照して本明細書で説明したネットワークリソースマネージャのいずれかで、又はスケジューラとネットワークリソースマネージャとの組み合わせによって実行することができる。しかしながら、説明を容易にするために、方法１０００は、ネットワークリソースマネージャ及びスケジューラによって実行されるものとして説明する。これは、本開示の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。むしろ、方法１０００の全ての工程又は部分は、本明細書に記載した通信ネットワークの任意の構成要素又は構成要素の組み合わせによって実行され得る。

ブロック１００５では、ネットワークリソースマネージャは、複数のパイプの各々についてランダム化マップを生成する。各パイプは、１つ以上のサービスフローの集合である。衛星通信ネットワークでは、ビームは、１つ以上のパイプにサービス提供することができる。ランダム化マップは、リソースグラントをフレーム又はエポック内のスロットに割り当てる順序をランダム化するように構成される。ネットワークリソースマネージャは、ネットワーク負荷分散を改善するためにランダム化マップを生成して個々のスケジューラに割り当てるように構成することができる。いくつかの実施形態では、ネットワークリソースマネージャは、現在及び予測されるネットワーク負荷、ネットワーク容量、サービス品質パラメータなどを考慮するアルゴリズムを使用してランダム化マップを選択する。アルゴリズムは、サービス品質を向上させ、ネットワーク帯域幅のボトルネックを低減し、及び／又は電力消費を低減するために、ネットワーク負荷を有利に分配するランダム化マップを生成するように構成される。特定の実施形態では、ネットワークリソースマネージャは、ランダム化マップをランダムに生成し、割り当てる。これは、統計的変動がネットワーク負荷の比較的均一な分散をもたらすことを期待して行うことができる。

ブロック１０１０において、ネットワークリソースマネージャは、複数のパイプの各パイプを通って進み、現在のパイプに対して工程１０１５、１０２０、１０２５及び１０３０の各々を実行する。いくつかの実施形態では、現在のパイプ又はビームに対応するスケジューラは、工程１０１５、１０２０、１０２５及び１０３０を実行する。これらの工程は、方法９００の対応する工程に加えて方法６００の対応する工程と同様であるため、ここでは工程の簡単な説明のみを提供する。

ブロック１０１５において、スケジューラは、ビームの現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定する。ブロック１０２０において、スケジューラは、パイプ又はビームのランダム化マップに従って複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成する。ブロック１０２５で、スケジューラは、個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、割り当て順序で複数のアクティブスロットを通して進行する。ブロック１０３０において、スケジューラは、各リソースグラントの開始時間位置を調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配する。これは、無損失フリップ、無損失シフト、又は損失シフトを含むことができる。

ブロック１０３５において、ネットワークリソースマネージャは、全てのパイプがランダム化されているかどうか判定する。そうである場合、ネットワークリソースマネージャはブロック１０４０に進み、結果のスケジュールをユーザ端末に送信する。そうでない場合、ネットワークリソースマネージャはブロック１０１０に戻り、リソースブロック割り当てのために次のパイプに進む。

いくつかの実施形態では、単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。特定の実施形態では、ユーザ端末は、異なる周波数チャネルで同時に送信することができる複数の送信機を含むことができ、この制約は、リソースグラントを割り当てるときに無視されるか又は強制されない。いくつかの実施形態では、パイプ又はビーム内の複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される。いくつかの実施形態では、フレーム又はエポック内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含む。そのような実施形態では、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含むことができる。特定の実装形態では、リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む。

方法１０００は、スロット内ランダム化又はスロット間ランダム化のみを実行するのと比較して改善されたネットワーク負荷分散を達成するために、スロット内ランダム化とスロット間ランダム化とを組み合わせる。更に、リソースグラントを割り当てる前にランダム化された割り当て順序を生成し、割り当て後にリソースグラントをランダムに分配することによって、リソースグラントを割り当てるための典型的で有益な方法を、開示されたランダム化技術と併せて使用することができる。したがって、リソースグラントを無効にすることなくランダム化技術を実施することができる。

追加の実施形態
図１１は、ネットワーク負荷を分配するために、リソースグラントを割り当てるために、及び／又は、割り当てられたリソースグラントをアクティブスロットにおいて再分配するために、アクティブスロットの順序をランダム化するように構成されたスケジューラ１１７０の例のブロック図を例示する。スケジューラ１１７０は、スロット内ランダム化技法及びスロット間ランダム化技法を使用してリソースグラント割り当てをランダム化するように構成される。スケジューラ１１７０は、図１、図３Ａ～図３Ｃ、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して本明細書に記載されたスケジューラと同様であり、そこに記載されたネットワーク通信システムに実装することができる。スケジューラ１１７０は、図６、図７、図９、及び図１０をそれぞれ参照して本明細書に記載された例示的な方法６００、７００、９００、及び１０００など、リソースグラントをランダム化するために本明細書に記載された任意の方法を使用することができる。

スケジューラ１１７０は、リソースグラント割り当てを管理するためのハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェア構成要素を含むことができる。スケジューラ１１７０は、データストア１１７１と、１つ以上のプロセッサ１１７３と、１つ以上のネットワークインターフェース１１７５と、ランダム化モジュール１１７２と、スケジューリングモジュール１１７４とを含む。スケジューラ１１７０の構成要素は、通信バス１１７９を使用して互いに、外部システムと、及びネットワークの他の構成要素と通信することができる。スケジューラ１１７０は、１つ以上のコンピューティングデバイスを使用して実現することができる。例えば、スケジューラ１１７０は、単一のコンピューティングデバイス、多数のコンピューティングデバイス、分散コンピューティング環境を使用して実現することができ、又は、パブリックコンピューティングクラウド若しくはプライベートコンピューティングクラウドに存在する仮想デバイス内に配置することができる。分散コンピューティング環境では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、モジュール１１７２、１１７４を提供し、記載の機能を提供するように構成することができる。

スケジューラ１１７０は、本明細書に記載されるように、スロット内ランダム化及びスロット間ランダム化を実行するためのランダム化モジュール１１７２を含む。スケジューラ１１７０は、本明細書で説明されるように、リソースグラントをユーザ端末に割り当てるためのスケジューリングモジュール１１７４を含む。

スケジューラ１１７０は、モジュール１１７２、１１７４及びデータストア１１７１の動作を制御するように構成された１つ以上のプロセッサ１１７３を含む。１つ以上のプロセッサ１１７３は、リソースグラント割り当てをスケジュール及びランダム化するように構成されたソフトウェアモジュール、ハードウェア構成要素、及び／又はファームウェア要素を実装及び利用する。１つ以上のプロセッサ１１７３は、任意の好適なコンピュータプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は他の好適なマイクロプロセッサを含み得る。１つ以上のプロセッサ１１７３は、スケジューラ１１７０の様々なモジュール及びデータストアとインターフェースするように構成された他のコンピューティング構成要素を含み得る。

スケジューラ１１７０は、構成データ、ユーザ要件、ネットワークステータス、ネットワーク特性及び機能、制御コマンド、データベース、アルゴリズム、実行可能命令（例えば、１つ以上のプロセッサ１１７３への命令）などを記憶するように構成されたデータストア１１７１を含む。データストア１１７１は、例えば、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、ソリッドステートディスク、ハードドライブ、フラッシュドライブ、バブルメモリなどが挙げられるが、これらに限定されない、任意の好適なデータ記憶デバイス又はデバイスの組み合わせであり得る。

本開示は、様々な特徴を説明するものであり、そのうちのいずれか１つが、本明細書に記載した利益に単独で関与するわけではない。当業者には明らかであるように、本明細書に記載した様々な特徴は、組み合わされ得る、修正され得る、又は省略され得ることが理解されるであろう。本明細書に具体的に記載した以外の他の組み合わせ及び副組み合わせは、当業者には明らかであり、本開示の一部を形成することが意図される。本明細書では、様々なフローチャートの工程及び／又は段階に関連して様々な方法を記載した。多くの場合、特定の工程及び／又は段階は、フローチャートに示した多数の工程及び／又は段階が単一の工程及び／又は段階として実行され得るように組み合わせてよいことが理解されるであろう。また、特定の工程及び／又は段階は、別個に実行される追加の副構成要素に分割され得る。場合によっては、工程及び／又は段階の順序は再編成され得、特定の工程及び／又は段階は完全に省略されてよい。また、本明細書に記載した方法は、本明細書に示し、記載した方法に対する追加の工程及び／又は段階も実行され得るように変更可能であると理解されたい。

本明細書に記載したシステム及び方法のいくつかの態様は、有利には、例えば、コンピュータソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はコンピュータソフトウェア、ハードウェア、及びファームウェアの任意の組み合わせを使用して実行され得る。コンピュータソフトウェアは、実行されると、本明細書に記載した機能を実行する、コンピュータ可読媒体（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体）に記憶されたコンピュータ実行可能コードを含み得る。いくつかの実施形態では、コンピュータ実行可能コードは、１つ以上の汎用コンピュータプロセッサによって実行される。当業者であれば、本開示に照らして、汎用コンピュータ上で実行されるソフトウェアを使用して実行され得る任意の特徴又は機能はまた、ハードウェア、ソフトウェア、又はファームウェアの異なる組み合わせを使用して実行され得ることを理解するであろう。例えば、かかるモジュールは、集積回路の組み合わせを使用してハードウェアで完全に実行され得る。代替的に又は追加的に、かかる特徴又は機能は、汎用コンピュータによってではなく本明細書に記載した特定機能を実行するように設計された専用コンピュータを使用して、完全に又は部分的に実行され得る。

複数の分散型コンピューティングデバイスは、本明細書に記載した任意の単一のコンピューティングデバイスに置き換えられ得る。かかる分散型の実施形態では、１つのコンピューティングデバイスの機能は、分散型コンピューティングデバイスのそれぞれでいくつかの機能が実行されるように、（例えば、ネットワーク上に）分散される。

いくつかの実施形態は、式、アルゴリズム、及び／又はフローチャート図を参照して記載されてよい。これらの方法は、１つ以上のコンピュータで実行可能なコンピュータプログラム命令を使用して実行されてよい。これらの方法はまた、コンピュータプログラム製品として、別々に、又は装置若しくはシステムの構成要素としてのいずれかで実行されてよい。この点に関して、各式、アルゴリズム、ブロック、又はフローチャートの工程、及びこれらの組み合わせは、コンピュータ可読プログラムコード論理で具現化された１つ以上のコンピュータプログラム命令を含むハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアによって実行されてよい。理解されるように、任意のかかるコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ若しくは専用コンピュータ、又は他のプログラム可能な処理デバイスを含むが、これらに限定されない、１つ以上のコンピュータにロードされてマシンをなしてよく、その結果、コンピュータ又は他のプログラム可能な処理デバイスで実行するコンピュータプログラム命令は、式、アルゴリズム、及び／又はフローチャートにおいて指定された機能を実行する。各式、アルゴリズム、及び／又はフローチャート図のブロック、並びにこれらの組み合わせは、特定の機能若しくは工程、又は専用ハードウェア及びコンピュータ可読プログラムコード論理手段の組み合わせを実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステムによって実行されてよいことも理解されたい。

更に、１つ以上のコンピュータ又は他のプログラム可能な処理デバイスを特定の方法で機能するように命令することができる、コンピュータ可読プログラムコード論理で具現化されるなどのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読メモリ（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体）に記憶されてよく、その結果、コンピュータ可読メモリに記憶された命令は、フローチャートのブロックにおいて指定された機能を実行する。コンピュータプログラム命令はまた、１つ以上のコンピュータ又は他のプログラム可能なコンピューティングデバイスにロードされて、１つ以上のコンピュータ又は他のプログラム可能なコンピューティングデバイスで一連の動作工程を実行させて、コンピュータ又は他のプログラム可能な処理装置で実行する命令が、式、アルゴリズム、及び／又はフローチャートのブロックにおいて指定された機能を実行するための工程をもたらすように、コンピュータ実施プロセスを生じさせてよい。

本明細書に記載した方法及びタスクの一部又は全ては、コンピュータシステムによって実行され、完全に自動化されてよい。場合によっては、コンピュータシステムは、ネットワークを介して通信し、相互運用して記載した機能を実行する多数の別個のコンピュータ又はコンピューティングデバイス（例えば、物理サーバ、ワークステーション、ストレージアレイなど）を含んでよい。かかるコンピューティングデバイスのそれぞれは、典型的には、メモリ又は他の非一時的コンピュータ可読記憶媒体若しくはデバイスに記憶されたプログラム命令又はモジュールを実行するプロセッサ（又は多数のプロセッサ）を含む。本明細書に開示した様々な機能は、かかるプログラム命令で具現化されてよいが、開示した機能の一部又は全ては、代替的に、コンピュータシステムの特定用途向け回路（例えば、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ）で実行されてよい。コンピュータシステムが多数のコンピューティングデバイスを含む場合、これらのデバイスは、同一の場所に配置されてよいが、必ずしもそうである必要はない。開示した方法及びタスクの結果は、ソリッドステートメモリチップ及び／又は磁気ディスクなど物理記憶装置を異なる状態に変換することによって永続的に記憶されてよい。

文脈上明白に他の意味に解すべき場合を除き、本明細書及び請求項の全体を通して、単語「備える、含む（comprise）」、「備える、含む（comprising）」などは、排他的又は網羅的な意味ではなく、包括的な意味で、すなわち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈されるべきである。「結合された（coupled）」という語は、本明細書で一般に使用される場合、直接接続されてもよいか、又は１つ以上の中間要素によって接続されてもよい、２つ以上の要素を指す。加えて、「本明細書において（herein）」、「上記（above）」、「下記（below）」、及び同様の意味の単語は、本出願で使用される場合、本出願全体を指し、本出願の任意の特定部分を言及しないものとする。文脈上許される限り、単数又は複数を使用する上記の「発明を実施するための形態」における単語はまた、それぞれ、複数又は単数を含んでよい。単語「又は」は、２つ以上の項目のリストを参照する場合、単語の以下の解釈の全てを包含する。すなわち、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目の全て、及びリスト内の項目の任意の組み合わせ、を包含する。「例示的」という単語は、本明細書において排他的に使用されて、「例、実例、又は説明として機能すること」を意味する。本明細書で「例示的」として記載した全ての実施例は、必ずしも他の実施例よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。

本開示は、本明細書に示した実施例に限定されることを意図するものではない。本開示に記載した実施例に対する様々な修正が、当業者にとって容易に明らかであってよく、本明細書に定義した包括的な原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の実施例に適用されてよい。本明細書において提供した本発明の教示は、他の方法及びシステムに適用され得、上記の方法及びシステムに限定されるものではなく、上記の様々な実施形態の要素及び作用を組み合わせて更なる実施形態が提供され得る。したがって、本明細書に記載した新たな方法及びシステムは、様々な他の形態で具現化されてよく、更には、本明細書に記載される方法及びシステムの形態の様々な省略、置換、及び変更が、本開示の趣旨から逸脱することなく行われてもよい。添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物は、本開示の範囲及び趣旨に含まれるような、そのような形態又は修正を網羅することを意図している。

Claims (50)

1. 通信ネットワーク上でリソースグラントを割り当てるための方法であって、リソースグラントは、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロットを有するフレームを使用して割り当てられる、方法において、
   リソースグラントをフレーム内のスロットに割り当てるための順序をランダム化するためのランダム化マップを生成する工程と、
   現在のフレームの複数のアクティブスロットを決定する工程であって、前記複数のアクティブスロットは、リソースグラントを割り当てるために使用される前記現在のフレーム内に前記複数のスロットのサブセットを含む、工程と、
   前記ランダム化マップに従って前記複数のアクティブスロットの割り当て順序を生成する工程であって、前記割り当て順序は、前記現在のフレームにおける前記複数のアクティブスロットの時間順序とは異なる、工程と、
   個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、リソースグラントの割り当てを、前記割り当て順序で前記複数のアクティブスロットを通して進行する工程と、
   を含む方法。
2. 前記ランダム化マップを生成する工程は、ランダムスロットオフセットを生成することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記割り当て順序は、前記ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、前記ランダムスロットオフセットに対応する前記アクティブスロットの後に、前記複数のアクティブスロットの前記時間順序で前記複数のアクティブスロットを通して進行する、請求項２に記載の方法。
4. リソースグラントの割り当てを前記複数のアクティブスロットを通して進行する工程は、前記現在のフレーム内の前記複数のアクティブスロットの前記時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、前記ランダムスロットオフセットに対応する前記アクティブスロットの前のスロットに到達するまで前記複数のアクティブスロットを通して前記時間順序で進むことを更に含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記フレーム内の前記複数のアクティブスロットの各々は、前記複数のアクティブスロットの時間的順序に対応するインデックスを含み、前記ランダム化マップは、前記複数のアクティブスロットの前記インデックスのランダムな順序を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記割り当て順序は、前記複数のアクティブスロットの前記インデックスの前記ランダムな順序を含む、請求項５に記載の方法。
7. リソースグラントは、前記通信ネットワークにおける帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる、請求項１に記載の方法。
8. リソースグラントは、前記通信ネットワークにおけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる、請求項１に記載の方法。
9. フレーム内の個々のスロットは、１つ以上のユーザ端末への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む、請求項１に記載の方法。
10. 単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される、請求項９に記載の方法。
11. リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記ランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである、請求項１に記載の方法。
13. 通信ネットワーク（１００、３００）内のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）であって、前記スケジューラは、
    前記通信ネットワーク（１００、３００）を介して複数のユーザ端末（１１０ａ、１１０ｂ、４１０ａ～４１０ｄ）と通信するように構成されたネットワークインターフェース（１１７５）と、
    リソースグラントを割り当てるためのコンピュータ実行可能命令を記憶するように構成されたデータストア（１１７１）であって、リソースグラントは、対応するフレーム内のスロットの時間的位置に基づいて順序付けられた複数のスロット（２２０）を有するフレーム（２００）を使用して割り当てられる、データストアと、
    前記コンピュータ実行可能命令を実行するように構成されたプロセッサ（１１７３）であって、
    リソースグラントをフレーム（２００）内のスロット（２２０）に割り当てるための順序をランダム化するためのランダム化マップを生成する工程、
    現在のフレームの複数のアクティブスロット（５２０）を決定する工程、ただし前記複数のアクティブスロット（５２０）は、リソースグラントを割り当てるために使用される前記現在のフレーム内に前記複数のスロット（２２０）のサブセットを含み、
    前記ランダム化マップに従って前記複数のアクティブスロット（５２０）の割り当て順序を生成する工程、ただし前記割り当て順序は、前記現在のフレームにおける前記複数のアクティブスロット（５２０）の時間順序とは異なり、及び
    個々のアクティブスロット内でリソースグラントを割り当てるために、リソースグラントの割り当てを、前記割り当て順序で前記複数のアクティブスロット（５２０）を通して進行する工程、を実行するように構成されたプロセッサ（１１７３）と、
    を備える、スケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
14. 前記ランダム化マップを生成する工程は、ランダムスロットオフセットを生成することを含む、請求項１３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
15. 前記割り当て順序は、前記ランダムスロットオフセットに対応するアクティブスロットで始まり、前記ランダムスロットオフセットに対応する前記アクティブスロットの後に、前記複数のアクティブスロット（５２０）の前記時間順序で前記複数のアクティブスロット（５２０）を通して進行する、請求項１４に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
16. リソースグラントの割り当てを前記複数のアクティブスロット（５２０）を通して進行する工程は、前記現在のフレーム内の前記複数のアクティブスロット（５２０）の前記時間順序で第１のアクティブスロットに戻り、前記ランダムスロットオフセットに対応する前記アクティブスロットの前のスロットに到達するまで前記複数のアクティブスロット（５２０）を通って前記時間順序で進行することを更に含む、請求項１５に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
17. 前記フレーム（２００）内の前記複数のアクティブスロット（５２０）の各々は、前記複数のアクティブスロット（５２０）の時間的順序に対応するインデックスを含み、前記ランダム化マップは、前記複数のアクティブスロット（５２０）の前記インデックスのランダムな順序を含む、請求項１３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
18. 前記割り当て順序は、前記複数のアクティブスロット（５２０）の前記インデックスの前記ランダムな順序を含む、請求項１７に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
19. リソースグラントは、前記通信ネットワーク（１００、３００）における帯域幅要求に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる、請求項１３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
20. リソースグラントは、前記通信ネットワーク（１００、３００）におけるサービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて割り当てられる、請求項１３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
21. フレーム（２００）内の個々のスロット（２２０）は、１つ以上のユーザ端末（１１０ａ、１１０ｂ、４１０ａ～４１０ｄ）への１つ以上のリソースブロック割り当てを含み、個々のリソースブロック割り当ては、個々のスロット（２２０）内の時間及び周波数の割り当てを含む、請求項１３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
22. 単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される、請求項２１に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
23. リソースグラントを割り当てることは、戻りリンク帯域幅を割り当てることを含む、請求項１３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
24. 前記ランダム化マップは、複数のフレームにわたって変化しないままである、請求項２３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
25. 請求項１に記載の方法であって、
    前記リソースグラントは、１つ以上のユーザ端末に割り当てるために、個々のアクティブスロット内で割り当てられており、
    各リソースグラントの前記スロット内の時間位置を前記１つ以上のユーザ端末に調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配する工程、
    を含む方法。
26. 個々のスロットは、前記１つ以上のユーザ端末への帯域幅割り当てを含み、個々の帯域幅割り当ては、前記対応するスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む、請求項２５に記載の方法。
27. 単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される、請求項２６に記載の方法。
28. 複数のユーザ端末が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される、請求項２６に記載の方法。
29. リソースグラントは複数の戻りチャネルグループにグループ化され、個々の戻りチャネルグループは、ユーザ端末の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含む、請求項２５に記載の方法。
30. 割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、ランダムに選択されたスロットの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、前記戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む、請求項３０に記載の方法。
32. 前記ランダムに選択されたスロットは、前記複数の戻りチャネルグループの約半分のスロットを含む、請求項３０に記載の方法。
33. 割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることを含む、請求項２５に記載の方法。
34. 前記開始時間の前記シフトに起因してスロットの終端を超えて延びるリソースグラントは、前記リソースグラントの一部がスロットの開始に提供されるように分割される、請求項３３に記載の方法。
35. 分割されたリソースグラントは、前記開始時間をシフトする前の前記対応するリソースグラントに比較してリソース割り当てが減少される、請求項２４に記載の方法。
36. リソースグラントがスロットの終端を超えて延びないように、前記シフトされた開始時間に起因してスロットの終端を超えて延びるリソースグラントの持続時間を切り捨てることを更に含む、請求項２３に記載の方法。
37. スロット内のリソースグラントのいずれもが前記スロットの終端を超えて延びないように、前記ランダムな時間オフセットは制限される、請求項２３に記載の方法。
38. 請求項１３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）であって、前記プロセッサは、
    個々のアクティブスロット内のリソースグラントを１つ以上のユーザ端末（１１０ａ、１１０ｂ、４１０ａ～４１０ｄ）に割り当てるために、リソースグラントの割り当てを、前記複数のアクティブスロット（５２０）を通して進行するように構成されており、さらに
    前記プロセッサは、各リソースグラントの前記スロット（２２０）内の時間位置を前記１つ以上のユーザ端末（１１０ａ、１１０ｂ、４１０ａ～４１０ｄ）に調整することによって、割り当てられたリソースグラントを時間的に分配する工程、を実行するように構成されている、
    スケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
39. 個々のスロットは、前記１つ以上のユーザ端末（１１０ａ、１１０ｂ、４１０ａ～４１０ｄ）への帯域幅割り当てを含み、個々の帯域幅割り当ては、前記対応するスロット内の時間及び周波数の割り当てを含む、請求項３８に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
40. 単一のユーザ端末が複数の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される、請求項３９に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
41. 複数のユーザ端末（１１０ａ、１１０ｂ、４１０ａ～４１０ｄ）が同一の周波数チャネルで同時に送信するようにスケジュールされないように、リソースグラントの割り当てが制約される、請求項３９に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
42. リソースグラントは複数の戻りチャネルグループにグループ化され、個々の戻りチャネルグループは、ユーザ端末（１１０ａ、１１０ｂ、４１０ａ～４１０ｄ）の集合に割り当てられた周波数チャネルのセットを含む、請求項３８に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
43. 割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、ランダムに選択されたスロットの戻りチャネルグループ内のリソースグラントの時間順序を反転させることを含む、請求項４２に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
44. 前記時間順序を反転させることは、各リソースグラントの持続時間を維持しながら、前記戻りチャネルグループ内の各リソースグラントの開始時間を再計算することを含む、請求項４３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
45. 前記ランダムに選択されたスロットは、前記複数の戻りチャネルグループの約半分のスロットを含む、請求項４３に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
46. 割り当てられたリソースグラントを時間的に分配することは、スロット内の各リソースグラントの開始時間をランダムな時間オフセットだけシフトすることを含む、請求項３８に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
47. 前記開始時間の前記シフトに起因してスロットの終端を超えて拡張するリソースグラントは、前記リソースグラントの一部がスロットの開始に提供されるように分割される、請求項４６に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
48. 分割されたリソースグラントは、前記開始時間をシフトする前の前記対応するリソースグラントに比較してリソース割り当てが減少される、請求項４７に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
49. 前記リソースグラントがスロットの終端を超えて延びないように、前記プロセッサ（１１７３）は、前記シフトされた開始時間に起因して前記スロットの前記終端を超えて延びるリソースグラントの持続時間を切り捨てるように更に構成されている、請求項４６に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。
50. スロット内のリソースグラントのいずれもが前記スロットの終端を超えて延びないように、前記ランダムな時間オフセットは制限される、請求項４６に記載のスケジューラ（１７０、３７０ａ～３７０ｄ、４７０ａ、４７０ｂ、１１７０）。