WO2006011337A1

WO2006011337A1 - 上り回線無線リソース制御の方法、基地局装置、及び無線ネットワーク制御装置

Info

Publication number: WO2006011337A1
Application number: PCT/JP2005/012220
Authority: WO
Inventors: Jinsock Lee
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2006-02-02
Also published as: KR100987245B1; CN100574501C; JP5041049B2; US7747221B2; US20080009244A1; KR20080091270A; EP1773088A1; EP1773088A4; JP2011066919A; CN101626622A; JP4662074B2; EP1773088B1; CN1977562A; JPWO2006011337A1

Abstract

　移動体通信ネットワークのキャパシティ及びカバレッジを改善することができる上り回線無線リソース制御方法は、基地局において、全干渉値及びセル内干渉値の両方を測定するステップと、測定された値を無線ネットワーク制御装置に報告するステップと、無線ネットワーク制御装置において、基地局からの報告に応じて、個々のセルの許容全干渉を計算するステップと、許容全干渉に関する情報を基地局に送信するステップと、基地局によって、許容全干渉に応じて、それぞれのセルについて計算された許容全干渉を超えないように移動局の上り回線データパケット伝送をスケジューリングするステップと、を含む。

Description

明細書

上り回線無線リソース制御の方法、基地局装置、及び無線ネットワーク制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、広帯域符号分割多元接続 (WCDMA)技術による上り回線 (アップリンク）データパケット伝送に関し、特に、各基地局が移動局の上り回線データパケット伝送をスケジューリングするネットワークシステムでの、無線リソース (資源)管理のための方法と装置に関する。

背景技術

[0002] 代表的なセルラ移動体通信ネットワークシステムが図 1に示されている。移動体通信ネットワークは、複数の移動局（MS) 101、 105と、移動局に接続されている複数の基地局（BTS) 102、 104と、基地局 102、 104に接続されている無線ネットワーク制御装置 (RNC) 103とを含む。基地局は、移動体通信ネットワークのそれぞれのセルに割り当てられている。基地局（BTS1) 102はセル 1を受け持ち、セル 1内に位置する移動局（MS1、 MS2) 102、 105と通信することができる。基地局（BTS2) 104 はセル 2を受け持ち、セル 2内に位置する移動局（MS2、 MS3、 MS4)と通信することがでさる。

[0003] 移動局（MS1) 101が無線で上り回線データパケットを基地局トランシーバ（BTS1 ) 102に送信すると、基地局 102はパケットを受信し、受信されたパケットを無線ネットワーク制御装置 (RNC) 103へ向けて転送する。無線ネットワーク制御装置 103は、次に、受信されたパケットを適切な上位レイヤに送信する。移動体通信ネットワーク内での複数の移動局からの効率的な上り回線パケット伝送をサポートするため、基地局は、個々の移動局の QoS (サービス品質； Quarity of Service)要件を満たしながらサポート可能な移動局の数、つまり同等のことである力セルの全上り回線データスループットを最大化するように、複数の移動局をスケジューリングする。上り回線データパケットのスケジューリングの例として、 WCDMA移動体システムの「Enhanceme nt of Uplink Dedicated Channel (上り回線専用チャンネルの機能強化）」が提案されている（3GPP TR 25. 896 VI . 2. 1 (2004— 01) Technical Rep ort 3rd Generation Partnership Project ; Technical Specification Gr oup Radio Access Network； Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD ; (Release 6)を参照）。基地局による上り回線データバケツトのスケジューリングについては、日本国特許公報：特表 2001— 523901号公報に対応する PCT国際公開パンフレット WO99Z13600でも説明されている。

[0004] BTSスケジューリングでの上り回線パケットの伝送では、スケジューリングのための共通無線リソースは、セルによって受信される全干渉である。基地局にさらに多くの無線リソースがあれば、基地局で上り回線のスループットをさらに高めたり、移動局の数を増やしたりできる。従来、無線ネットワーク制御装置が、事前に定義された固定レベルとして、個々のセルの全干渉を設定する。その後、基地局のスケジューラは、この事前に定義された上限まで、移動局をスケジューリングすることができる。

[0005] 日本国特許公報：特開 2003— 244754号公報では、無線ネットワーク制御装置が許容干渉を計算するとヽぅ特徴が開示されてヽる。日本国特許公報：特開 2002— 2 44754号公報では、ネットワーク制御装置が上り回線干渉を計算し、基地局に無線リソースを要求すると、う特徴が開示されて、る。

[0006] 以下、本明細書中で引用した文献を列挙する。

特許文献 1：国際公開 WO99Z13600号

特許文献 2：特開 2003 - 244754号公報

特許文献 3：特開 2002— 247639号公報

非特許文献 1 : 3GPP TR 25. 896 VI . 2. 1 (2004— 01) Technical Report 3rd Generation Partnersnip Project ; Technical Specincation Grou p Radio Access Network； Feasibility Study for Enhanced Uplink f or UTRA FDD (Release 6)

非特許文献 2 : 3GPP TS 25. 215 V5. 5. 0 (2003 -09) 3rd Generation P artnership Project ; Technical Specification Group Radio Access Ne twork； Physical layer― Measurements (FDD) (Release 5)

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0007] 従来の技術、つまり、事前に定義された全干渉を使用することに関連する主要な問題は、スケジューリング可能な無線リソースに関する保証がなぐしたがって、ネットヮークのカバレッジ (送受信範囲）が狭まると!、う点にある。一例が図 1に示されて、る力そこでは、基地局（BTS1、 BTS2) 102、 104は、複数の移動局の上り回線データパケット伝送を制御し、無線ネットワーク制御装置 103は両方のセル（セル 1、セル 2)に対し等しい全干渉を割り当て、両方のセルの移動局の個数は同一である。この場合、 BTS1 102が移動局（MS2) 105をスケジューリングすることによりセル 2に対する高い干渉を引き起こすとすると、セル 2の全干渉は増大する。従来の方法では、 BTS2 104は、セル 1からの干渉が増大するため、スケジューリングリソースを減少させる。すると、セル 2のスケジューリングリソースのこのような低減は、セル 1にとつては都合がよぐ BTS1 102は、より多くの上り回線データパケットをスケジューリングするので、これは、セル 2のスケジューリングリソースのさらなる減少をもたらす。したがつて、セル 2のスケジューリング可能な無線リソースは、徐々に減らされ、 2つのセル間のキャパシティの不平衡が高まる。

[0008] 従来の技術の問題がさらに及ぼす影響は、ネットワークの全体的なキャパシティの減少である。上述と同じシナリオを考察すると、 BTS2 104でスケジューリングするデータが BTS1 102よりも多い場合、 2つのセルの総キャパシティの向上が可能であるとしても、 BTS1 102は、 BTS2 104よりも多くのデータパケットをスケジューリングするであろう。

[0009] 従来の技術の問題がまたさらに及ぼす影響は、ネットワークのカバレッジ (送受信範囲）の減少である。互いに強く干渉しあうセルが多数存在する場合、いくつかの基地局では、移動局をスケジューリングするための利用可能な無線リソースが足りなくなり、その結果、上り回線データパケット伝送が行えなくなる。つまり、従来の技術だと、前記の問題により、ネットワーク内にカバレッジの穴ができる可能性がある。

[0010] 本発明の目的は、総ネットワークキャパシティを最大にし、ネットワークキャパシティのバランスを改善するとともに、ネットワークのカバレッジを改善する最適化されたリソース配分方法を、無線ネットワーク制御装置にお、て見つける方法を提供することである。無線ネットワーク制御装置は、ランダムに分散する移動局に関する知識と、どの無線状態が短時間のうちに急に変化するかに関する知識との両方を持たずに決定を下さなければならず、さらに、基地局スケジューラによって高速で無線リソースの再分配が行われているので、この目的は、決して些細な目的ではない。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明の目的は、複数の移動局と、複数の移動局に接続されている複数の基地局と、複数の基地局に接続されている無線ネットワーク制御装置とを含み、複数の基地局はそれぞれのセルを受け持つ移動体通信ネットワーク内での上り回線 (アップリンク）無線リソース (資源)制御の方法であって、複数の基地局において、全干渉値とセル内干渉値の両方を測定するステップと、複数の基地局から、測定された全干渉値及び測定されたセル内干渉値を無線ネットワーク制御装置に報告するステップと、無線ネットワーク制御装置において、複数の基地局からの報告に応じて、個々のセルに対する許容全干渉を計算するステップと、許容全干渉に関する情報を無線ネットヮーク局力複数の基地局に送信するステップと、複数の基地局によって、送信された許容全干渉に応じて、それぞれのセルにつ!、て計算された許容全干渉を超えな、ように複数の移動局の上り回線データパケット伝送をスケジューリングするステップと、を含む方法によって達成される。

[0012] この方法は、さらに、複数の基地局において、測定された全干渉値及び測定されたセル内干渉値に基づ、てセル干渉値を予測するステップを備えて、てもよ、。この場合、複数の基地局は、無線ネットワーク制御装置に、測定された全干渉値の代わりに、予測されたセル間干渉値を報告する。

[0013] 以下では、測定された全干渉及び測定されたセル内干渉の両方を報告する基地局に関係する、提案された発明の態様の利点について説明する。

[0014] 基地局が、セルに属する複数の移動局の上り回線データパケット伝送をスケジユーリングするときに、基地局は、セルの全干渉及びセル内干渉の両方に関する知識を持っている。他方で、無線ネットワーク制御装置は、ネットワーク内の複数のセルの全干渉を制御しなければならな、。ネットワーク内の複数のセルからの全干渉及びセル内干渉の両方の測定結果により、無線ネットワーク制御装置は、セル間の特性を抽出することができる。その後、ネットワークのキャパシティ及びカバレッジを改善するように、それらの特性を予測することによって、無線リソース管理の効率的な大域的最適化を実現することができる。

[0015] 基地局の報告から、後述の式 (6)で記述されて、る提案された方法によって、上り回線データパケット伝送の重要な特性、すなわち mネットワーク内のセルの間のセル間干渉メトリック（metric)が導かれる。ネットワーク内のセルの間のセル間干渉関係を正確に予測することで、無線ネットワーク制御装置は、与えられた任意の許容されるスケジューリング可能な無線リソースでのセル間干渉、すなわち、後述の式（9)で表されるような許容セル内干渉を推定することができるようになる。

[0016] 測定されたセル内干渉についての基地局の報告から、無線ネットワーク制御装置は、ネットワーク内のそれぞれのセルの無線リソースの利用度を計算することができる。セル間干渉メトリックに加えてこの利用度係数を使用することにより、無線ネットヮーク制御装置は、ネットワークの全キャパシティを改善することができるやり方で、それぞれのセルに割り当てられる無線リソースを調整することができる。

[0017] 以下では、リソース配分をスケジューリングする提案された方法の利点について説明する。

[0018] 本発明で提案されている方法は、無線ネットワーク制御装置が、低利用度であって高く干渉しているセルに比べて多くの無線リソースを高利用度であって低く干渉して V、るセルに割り当てることを可能にする。ネットワークのセル間干渉条件を考慮して!/ヽない従来の技術と比較すると、提案された方法は、限りのある共通無線リソースを使用してネットワークの全キャパシティを改善する。

[0019] 本発明で提案されている方法は、無線ネットワーク制御装置が、セルの利用度を目標 (ターゲットレベル）に維持するように許容全干渉を調整することを可能にする。そのための手順は、後述の図 6に示されている。したがって、ネットワークの共通無線リソースが、配分されたリソースがセル間で均等に利用されるように、ネットワーク内の複数のセル間に分散される。これにより、複数のセル間でバランスのとれたキャパシティ割り当てを行うことができて、ネットワーク内の移動局間での公平な性能をもたらすことができる。 [0020] さらに、提案されている方法は、無線ネットワーク制御装置力ネットワーク内の高利用度及び低利用度のセルの所定の混在において、高利用度のセルに対してリソース配分を優先することを可能にする。そのための手順は、後述の図 6に示されている。。したがって、無線ネットワーク制御装置は、セル間のキャパシティの不均衡を制御し、ネットワークのカバレッジを改善する。さらに、ネットワーク内の高く干渉するセル及び低く干渉するセルの所定の混在において、無線ネットワーク制御装置は、セルの目標利用度を制御することにより、低く干渉するセルに対してリソース配分を優先するようにできる。そのための手順は、後述の図 7に示されている。より低く干渉するセルは、より多くの共通無線リソースを割り当てられるため、これにより、ネットワークの全無線キャパシティが改善される。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]複数の移動局の上り回線 (アップリンク)パケット伝送をスケジューリングする基地局と複数の基地局の上り回線無線リソースを制御する無線ネットワーク制御装置とを備える代表的な移動体通信ネットワークシステムを示す図である。

[図 2]本発明の一実施形態による方法が実現される移動体通信ネットワークシステムを示すブロック図である。

[図 3]隣接するセルカゝら送信されたセル間干渉を示す図である。

[図 4]全干渉を更新するための無線ネットワーク制御装置における手順を示すフローチャートである。

[図 5]全干渉を更新するための基地局における手順を示すフローチャートである。

[図 6]全干渉を計算するための無線ネットワーク制御装置における手順を示すフローチャートである。

[図 7]目標 (ターゲット)利用度を計算するための無線ネットワーク制御装置における手順を示すフローチャートである。

符号の説明

[0022] 101、 105、 201 移動局

102、 104、 202、 301 基地局

103、 203 無線ネットワーク制御装置 204 データパケット送信部

205 スケジューラスレーブ部

206 基地局スケジューラ

207、 209 データパケット受信部

208 データパケット復号部

210、 212 測定部

211 無線リソースコントローラ

301 着目セル

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下では、提案された発明の詳細な実現例について説明する。

[0024] 図 2は、 WCDMA技術に基づき、基地局 202に接続されて!、る複数の移動局 201 を含むとともに、無線ネットワーク制御装置 203が複数の基地局 202に接続されている、移動体通信ネットワークシステムを示している。

[0025] 各移動局（MS)は、データパケット送信部（DCH Tx) 204と、基地局スケジューラ 206により制御されるスケジューラスレーブ部（SCHスレーブ） 205とを含む。

[0026] 各基地局 202は、各移動局 201内のスケジューラスレーブ部 205のマスタとして機能する基地局スケジューラ（SCHマスタ） 206と、各移動局 201からデータパケットを受信するデータパケット受信部（DCH Rx) 207と、受信されたパケットを復号し、復号されたパケットを無線ネットワーク制御装置 203に送信するデータパケット復号部 2 08と、セル内干渉 (Intralnt)を測定する測定部（MSR) 210と、全干渉 (Totlnt)に対する測定部（MSR) 212と、を含む。

[0027] 無線ネットワーク制御装置 203は、各基地局 202からデータパケットを受信するデータパケット受信部（DCH Rx)と、セルの無線リソースを制御する無線リソースコントローラ（RRC) 211とを含む。

[0028] 図 2に示されたシステムでは、移動局 201のデータパケット送信部 204は、接続された受け持ちの基地局 202に上り回線データパケットを送信し、その伝送は、移動局 2 02内のスケジューラのスレーブ部 205により制御される。基地局スケジューラ 206は、基地局 202が受け持つすべての移動局のスケジューラのスレーブ部 205を制御する。基地局 202及び移動局 201は、スケジューリング関係情報を送信することにより互いに通信しあう。例えば、 WCDMA移動体システムの上り回線専用チャネルの機能強化では、専用制御チャネルを使用することによる高速なスケジューリング情報処理を想定している。この高速スケジューリング処理を使用することにより、基地局 202 は、最良の無線状態の移動局をスケジューリングすることによって、所定の全干渉をより効率よく利用することができる。

[0029] 基地局 202内のデータパケット受信部 207は、移動局力もデータパケットを受信し、送信されてきたデータパケットをデータパケット復号部 208により復号して、復号されたパケットを無線ネットワーク制御装置 203内のデータパケット受信部 209に転送する。セルの全干渉、またはそれと同等の全受信電力は、そのセルを受け持つ基地局 202の測定部 212により測定することができる。全干渉 Iは、以下の式で示されているように、 3つの異なる成分に分割することができる。

[0030] [数 1]

I = I Inter + I Intra """ No ("

熱雑音 Nは、無線通信チャネルの自然現象によるものである力 I 及び I で示

0 Intra Inter されるセル内（intra— cell)及びセル間（inter— cell)の両方の干渉は、それぞれ、自セル及び隣接セルの上り回線パケット伝送によるものである。基地局は、測定部 2 12において全受信電力を測定することにより、全干渉 Iを測定することができる。また、基地局 202は、スケジューリングされた移動局により送信された上り回線データパケットを認識しているため、測定部 210においてセル内干渉を測定することもできる。

[0031] 基地局スケジューラ 206の重要なタスクの 1つは、ネットワークを安定させるため、式

(2)に示すように、式（1)内の全干渉 Iを事前に定義されたレベル I よりも小さくなる

MAX

ように維持することである。

[0032] [数 2]

I I = I Inter + I Intra ^ N 、

、るレベルは、無線ネットワーク制御装置 203内の無線リソースコントローラ 211により制御される。

[0033] 上で考察したシステムにおいて、無線ネットワーク制御装置 203は、ネットワーク内のセルの測定された全干渉及び測定されたセル内干渉の両方に関する情報を受信する。その後、基地局の熱雑音レベルがアプリオリ（先験的）に知られていると仮定して、式（2)により、セル間干渉を求めることができる。そして、セル内干渉とセル間干渉との明示的な関係を以下のように定めることができる。

[0034] [数 3]

I Inter O) = L η, i) I_Intra ( ) (3)

/εΨ(«)

ここで、 I (m)及び I (m)は、それぞれ、セル mでのセル間干渉及びセル内干渉を表し、 η (m, i)は、セル mとセル iのセル間干渉メトリックである。また、 Ψ (m)は、セル mに対する 1または複数の干渉セルの集合を表している。

[0035] 図 3は、式（3)における代表的な移動体セルラ配置（レイアウト）との関係を示している。図示されたネットワークレイアウトにおいて、それぞれ六角形であるセクタ分割セルが使用され、それぞれが 3つの隣接セルを受け持つ基地局 (A、 B、 C、 D)が配置されている。セル 1は着目セル 301であり、基地局 A 302により制御される。この例では、セル 1のセル間干渉は、ネットワーク内の全部で 11個のセルのうち 6個の隣接セルからの 6つの独立した寄与を受ける。 6つのセル間干渉のうち、 2つのすぐ隣のセル、つまりセル 4とセル 5からの 3つの強い干渉がある。セル 6及びセル 7もセル 1に近接している力セクタのアンテナ利得のせいで、それらの寄与は取るに足らないとみなすことができる。また、近接して配置されているセル 3は、セル 3とセル 1の内部の干渉を引き起こす移動局の間の経路損失が大きいため（つまりシャドウイング）、遠くに配置されて、るセル 8に比べて、与える干渉が少な！/、。

[0036] 一般に、セル間干渉のメトリックは、セルの距離、セクタの向き、ユーザ分布、及びスケジユーリングポリシーなどによって変わる。さらに、このメトリックの特性は、以下のように述べられる。

[0037] I.時間変動が遅い：

所定の短!、観測間隔で、セル間干渉 I (m)とセル内干渉 I (m)の両方は、時間に関して急激に変化する関数であり、上り回線データパケットのバースト的性質だけでなぐ基地局で展開されるスケジューリングポリシーに左右される。これらのランダム変数の短期間平均により、動的 (ダイナミック)性質を平均化することができ、したがつて、セル間干渉メトリックは、時間に関してゆっくりと変化する関数となる。

[0038] II.制限された隣接集合：

一般性を失うことなぐネットワーク内には、セル mに対して干渉する限られた数のセルがあると仮定され、これらの干渉するセルは、一般に、 ¥ (m)で表される。この仮定をおくことで、ネットワーク内のセルの相互依存性を劇的に低減することができる。この集合は、物理的なセルの距離、セルの周波数割り当て、セクタの向きなどにより、選択することができる。図 3から、セル 1に対しては、強く干渉するセルは 3つしか存在していないことが分かる。

[0039] 上で考察した、図 2に示されたシステムでは、無線ネットワーク制御装置は、以下に示す方法で、全干渉を割り当てる。図 4は、全干渉を割り当てる手順を示している。

[0040] まず、無線ネットワーク制御装置 (RNC)は、ステップ 401において、基地局から、セル間干渉及びセル内干渉に関する N個の測定結果を受信する。もちろん、無線ネットワーク制御装置は、セル間干渉に関する測定結果の代わりに全干渉に関する測定結果を受信し、式 (2)を使用してセル間干渉を推定することができる。さらに、熱雑音 Nは基地局のものであり、事前に測定され、無線ネットワーク制御装置に知られてい

0

ることに注意されたい。

[0041] 次に、無線ネットワーク制御装置は、以下の式を形成するため、ある期間にわたる受信されたセル間干渉及びスケジューリングされたセル内干渉の複数回の測定結果を記憶しておく。

[0042] 画

" >·Γ

¹ Inter ^{=r w}) ^lIntra (^m) (⁴)

ただし、

[0043] [数 5]

¹ Inter (^m)

は、セル mのセル間測定ベクトルを表す N次元ベクトルであり、

[0044] [数 6] ^lMra(^m)

は、セル mに対して干渉するセルのセル内測定行列を表す N XN次元行列である

。セノレ mのセノレ間干渉べクトノレは、

[数 7]

r\im)

により表され、 N 次元ベクトルである。測定の数は Nで表され、セル mに対して干渉する全セルの個数は N で表される。式 (4)をより明確な形式で書き換えると、以下の式（5a)〜（5c)が得られる。

[数 8]

r\(m) = [r^w,¹!^) η^,Ψ^) … η(^,Ψ^)] (5a)

¹ Inter (^m , ^Tl )

1 Inter (^m ,^T2 J

Inter (5b)

¹ Inter ^m '^TN、

Intra Intra (Ψΐ 2) ntraV ノ

Intra (Ψ₂^ι) 丄 Intra (Ψ2, 2) 咖 ( 2，½ノ

■Intra ( ) = (5c)

I Intra V 1 J 11 a Ϋν_ψ， 2

TV) 次に、無線ネットワーク制御装置は、ステップ 402において、各セルのセル間干渉ベクトルを推定する。式 (4)から、セル mのセル間干渉ベクトルは、以下の式を使用して推定することができる。

[数 9]

Inter、^m) Intra (^m))

推定されたセル間干渉ベクトルの存在を保証するために、式（6)内の行列の逆行列が存在可能であるかチェックする必要がある。式（7)は、十分な回数の測定結果が得られれば、無線ネットワーク制御装置がセル間干渉メトリックを推定できることを示している。特に、測定回数が、セル mに対して干渉するセルの個数よりも多ければ、逆行列は存在することが可能である。

[0048] [数 10] 腦 ( ) l_Intra (mf ) = ηήη(Τ _Ψ ,Ν) = Ν_Ψ (7) 実際、測定時間が非常に短い場合、隣接する測定が互いに強い相関関係を持つ可能性があり、独立した測定の実効的な回数が、干渉するセルの個数よりも小さくなる可能性がある。このようなケースを防止するために、可能ならば、十分な測定時間と測定ベクトルの大きな集合とを選択することができる。セル間干渉メトリックもゆっくりと変化する関数であるため、スライディングウィンドウ (移動窓)法に基づく測定期間が、推定の品質の向上に役立つ可能性がある。

[0049] 次に、無線ネットワーク制御装置は、ステップ 403において、ネットワークのセル間干渉行列を形成する。セル間干渉行列は、以下の式で示されているように、式 (6)からの各セルの推定セル間干渉メトリックから、形成することができる。

[0050] [数 11] η ή(1) ή(2) … U (8)

ただし、

[0051] [数 12] r(m)及び η

は、それぞれ、セル mの Ν 次元セル間干渉ベクトル及びネットワークの Ν Χ Ν

cell cell cell 次元セル間干渉行列である。 N はネットワーク内のセルの総数を表すことに注意さ

cell

れたい。式 (6)と比較すると、個々のセル間干渉ベクトルの次元は増大する力その非ゼロ要素の個数は変わらない。式 (8)から、以下の大域的セル干渉関係を導くことができる。

[0052] [数 13]

^± Inter ~ *11 Intra レ)

ただし、セル間干渉ベクトル及びセル内干渉ベクトル

[0053] [数 14] Inter及び Ϊ Intra

は、両方とも、 N 次元ベクトルである、つまり、以下の通りである。

[0054] [数 15]

' Inter

式（9)に示されているシステム式から、上り回線データパケット伝送の基本的な設計フレームワークが得られる。所定のセル内干渉ベクトルにおいて、システム式は、以下のように、予測された全干渉ベクトル

[0055] [数 16]

I

を与える。

[0056] [数 17] 上 — Intra +ェ Inter

(1 1 )

+ r\)I_Intra ただし、

[0057] [数 18]

E

は、 N 次元単位行列である。

cell

[0058] 式（11)は、無線ネットワーク制御装置力ネットワークの推定セル間干渉メトリックのおかげで、与えられた任意の許容セル内干渉でネットワーク内のすべてのセルの全干渉を予測することができることを示して、る。

[0059] 次に、無線ネットワーク制御装置は、ステップ 404において、許容全干渉を調整する。言い換えれば、無線ネットワーク制御装置は、それぞれのセルに対してリソース配分手順を実行する。したがって、リソース配分手順は、全干渉と割り当てられたセル内干渉との関係に関する情報を利用して、セル間のキャパシティの不均衡、カバレツジの狭まり、及び全ネットワークキャパシティの低下などの従来の技術の前述の問題を防止することができる。最後に、無線ネットワーク制御装置は、ステップ 405において、許容全干渉を複数の基地局にシグナリング (報知）し、その後、処理はステップ 4 01に戻る。

[0060] 図 1に示されている 2つのセルのシナリオの例を使用することで、式（6) , (9) , ( 11)により利用可能な情報に基づき、ステップ 404でのリソース配分戦略を考案することができる。

[0061] 次に、それぞれの基地局が実行する手順について、図 5を参照しながら説明する。

[0062] 基地局は、ステップ 501にお、て、制御側の無線ネットワーク制御装置 (RNC)力も報知される許容全干渉を連続的に監視する。無線ネットワーク制御装置が報知すると、基地局は、ステップ 502において、無線ネットワーク制御装置が全干渉の新しい値を報知したことに応じて、値を更新する。その後、基地局は、ステップ 503において、全干渉が報知された許容全干渉よりも小さ！ヽとヽぅ要件を満たす移動局をスケジュ一リングする。セル内干渉と全干渉の平均を計算するために、基地局は、ステップ 50 4において、両方の干渉の瞬時レベルを測定する。所定の報告基準において、例えば、定期的報告により、基地局は、ステップ 505及び 506において、干渉の平均を無線ネットワーク制御装置に送信する。その後、基地局の手順は、ステップ 501に戻る

[0063] 次に、リソース配分の詳細な手順を説明する。

[0064] リソース配分の最初のステップは、着目セルに現在割り当てられているリソースが基地局スケジューラによりどのように利用されて、るかを調べることである。定義できるメトリックの 1つに、以下のようなセル利用度がある。

[0065] [数 19] ひ (ん）ノ / (ん) (12)

I 1 '

ここで、

[0066] [数 20] ntra k)及び /Wra (ん) は、それぞれ、セル kの測定されたセル内干渉及び許容セル内干渉である。利用度は、セル内の移動局の数など、セルのトラフィック負荷に比例する。セルに追加される移動局が多い場合、測定されるセル内干渉は増大し、その結果、利用度も増加する。逆に、利用度は、移動局の数が減るとともに減少する。

[0067] リソース配分の次のステップにおいて、無線ネットワーク制御装置は、 2つのセル、すなわち第 1のセルと第 2のセルの利用度、及びそれらの間のセル間干渉メトリックを比較する。第 1のセルの利用度が第 2のセルの利用度よりも高ぐ第 1のセルにより第 2のセルに高い干渉が生じない場合、無線ネットワーク制御装置は第 1のセルの無線リソースを増やさなければならない。また、第 1のセルの利用度が第 2のセルの利用度よりも低いが、第 1のセルにより第 2のセルに高い干渉が生じる場合、無線ネットヮーク制御装置は、第 1のセルの無線リソースを減らさなければならない。

[0068] リソース配分の次のステップにおいて、無線ネットワーク制御装置は、両方のセルの全干渉が上限であることを保証しなければならない。第 1のセルに追加されるリソースが多い場合、以下のように、第 2のセルに対する影響を考慮しなければならない。

[0069] [数 21]

I MAX 、

IMAX > ntra i?) + {2, 1){Ι _INTRA{\) + Δ)

ただしここでは、一般性を失うことなぐ第 1のセル (セル 1)に対する無線リソースを増やすと想定しており、上の不等式では、そのような変化の影響を第 2のセル (セル 2) が受け入れられるかどうかをチェックして、る。

[0070] 次に、上述の提案された方法の利点について説明する。

[0071] 無線ネットワーク制御装置は、一方のセルのセル間干渉を、他方のセルの測定された全干渉と測定されたセル内干渉力計算することができる。このセル間干渉情報を各セルのリソース配分に使用することで、他方のセルの全干渉を安全しき、値以下に保持しながら、一方のセルの無線リソースを調整することが可能である。

[0072] 無線ネットワーク制御装置は、測定されたセル内干渉から、 2つのセルの無線リソースの利用度を測定し、両方のセルにおける無線リソースの調整が必要力どうかを監視することができる。その後、低利用度または高く干渉するセルに比べて、より低く干渉する、高利用度のセルの無線リソースを高めることにより、無線ネットワーク制御装置は、両方のセルの全キャパシティが増えるように無線リソースを調整することができる

[0073] これまで 2つのセルを含むネットワークのケースを考察してきた力後述のように、前述の原理を任意の数のセルを含むネットワークに一般ィ匕することができる。図 6は、詳細な手順のフローチャートを示して、る。

[0074] 図 6及び図 7にお!/、て、 mlsc (k)及び mloc (k)は、それぞれ、セル kの測定された平均セル内干渉及び測定された平均セル間干渉を表す。 mlsc (k)と mloc (k)との和は、 mltc (k)で表される。同様に、 alsc (k)及び aloc (k)は、それぞれ、セル kの割り当てられたセル内干渉及びセル間干渉を表し、 tlsc (k)及び tloc (k)は、それぞれ、セル kの一時的な（temporary)セル内干渉及びセル間干渉を表す。 alsc (k)と aloe (k)との和は、 altc (k)により表され、 tlsc (k)と tloc (k)との和は、 tltc (k)により表される。セル nからセル kへのセル間干渉メトリックは、 eta (k, n)で表される。

[0075] 変数 K61、 Κ62及び Κ63は、それぞれ、目標利用度、最大全干渉、及びセル内干渉に対する正の調整係数を表す。変数 Κ64、 Κ65及び Κ66は、それぞれ、最大セル内干渉、セル内干渉に対する負の調整係数、及び最小セル内干渉を表す。

[0076] 最初に、ステップ 601において、基地局からの報告された測定結果、つまり全干渉及びセル内干渉が更新され、式（1)で示される関係により、セル間干渉が計算される。ステップ 602において、利用度が最高であるセルから始めて、各セルの新しいセル内干渉の計算が以下のように行われる。

[0077] ステップ 603において、セルの利用度を計算し、その利用度と目標利用度とを比較することにより、選択されたセルが過度に利用されている（over— utileized)力または利用が不足している（under— utilized)かをチェックする。過度に利用されている場合、ステップ 604において、許容全干渉の増大の余地があるかをさらにチェックする。全干渉がすでに最大レベルに近づいている場合、全干渉を最大レベル以下に保つために、利用度をさらに高めることはできない。その後、処理はステップ 613に進む

[0078] ステップ 604にお!/ヽてさらに増大の余地力ある場合、ステップ 605、 606、 607、 60 8において、選択されたセルのセル内干渉の増大により他のセルの最大許容全干渉の違反が生じる可能性があるかどうかがチェックされる。この増大により他のセルに違反が生じる可能性がある場合、処理はステップ 613に進む。ステップ 608においてこの増大により他のセルに違反が生じない場合、ステップ 609において、セル内干渉の新たな調整が実行される。セル内干渉の新たな調整が実行されると、その結果得られる許容全干渉の更新がステップ 610、 611と続き、処理はステップ 613に進む。

[0079] ステップ 613では、利用度が次に最高であるセルが選択され、ステップ 614において制御パラメータ kがインクリメントされ、その後、処理はステップ 603に戻り、利用度が最低のセルに達するまで手順が繰り返される。ステップ 603にお、てセルの利用度がしきい値よりも小さい場合、割り当てられたセル内干渉は、ステップ 612において、事前に定義されているレベルだけ下げられ、処理はステップ 610に進む。

[0080] 上で提案されている方法は、 2セルの場合のシナリオについて説明されている方法の利点を受け継いでいる。

[0081] さらに、上述の方法に関係する利点は、無線ネットワーク制御装置力干渉する 1つのセルまたは複数のセルのセル内干渉を減らすことにより、隣接セルでどれだけセル間干渉が減少するかを推定することができることである。セル間干渉行列を知ることにより、無線ネットワーク制御装置は、隣接セルでのセル間干渉の低下を予測することができ、それはその後でセル内干渉で利用可能となる。

[0082] さらに、さらに多くの無線リソースを必要とする複数のセルがある場合、上述の方法では、無線リソースの利用度が高いセルを、無線リソースの利用度が低いセルよりも優先する。このため、利用度の高いセルは、利用度の低いセルよりも前に共通無線リソースを消費することができ、ネットワーク内のセルは無線リソースについて類似の利用度を示すようにある。異なるセルの間で類似の無線リソース利用が可能な場合、ネットワーク内の異なるセルの間で、エンドユーザは公正な扱いを受ける。図 1に示されている例を考察すると、両方のセルが同等に多数の移動局を持つ場合、ネットワークのキャパシティは、セル 1からの高い干渉のせいで、セル 2の全干渉を上限とする。この場合、セル 2の利用度はセル 1の利用度よりも高くなる。上述の方法では、無線ネットワーク制御装置は、セル 2のリソース配分を優先し、したがって、セル 1にリソースをより多く酉己分することはなくなる。

[0083] 以下では、セルの目標利用度を制御する方法にっ、て説明する。

[0084] 図 6で説明されて、る調整方法は、セルの事前定義された目標利用度を仮定している。セルのターゲット利用度も、図 7に例されている方法により、制御することが可能である。図 7において、 agloc (k)及び tU (k)は、それぞれ、セル kによって引き起こされる全セル間干渉の集計値及びセル kの目標利用度を表す。変数 K71、 Κ72は、それぞれ、高干渉セル及び低干渉セルを定めるしきい値を表し、 Κ73及び Κ74は、それぞれ、目標利用度に関する正の調整係数及び負の調整係数を表す。最大目標利用度及び最小目標利用度は、それぞれ、 Κ75及び Κ76として表される。

[0085] 最初に、無線ネットワーク制御装置は、ステップ 701において、測定されたセル内干渉及び全干渉を更新し、セル間干渉行列を計算する。次に、ステップ 702において、選択されたセルの全セル間干渉の集計値を計算し、ステップ 703において、事前に定義されて、る上限しき、値と比較する。干渉の集計値がしき、値よりも大き、場合、選択されたセルの目標利用度は、ステップ 704において、事前に定義されている調整係数だけ増やされ、処理はステップ 707に進む。調整は、事前に定義されている最大目標利用度係数を上限とする。干渉の集計値が、ステップ 703においてしきい値よりも大きくない場合、ステップ 705において、干渉の集計値を事前に定義されている下限しきい値と比較する。下限しきい値よりも小さい場合には、選択されたセルの目標利用度は、ステップ 706において、事前に定義されている調整係数だけ減らされ、処理はステップ 707に進む。調整は、事前に定義されている最小目標利用度係数を下限とする。干渉の集計値が、ステップ 705において低いしきい値よりも小さくない場合、制御処理は、直接、ステップ 707に進む。ステップ 707において、制御パラメータ kはインクリメントされ、処理はステップ 703に戻り、すべてのセルについて手順が繰り返される。

[0086] 図 6に示されて、るリソース調整方法では、重要なシステムパラメータとして目標利用度を必要とする。上記では目標利用度を判別する方法が説明されている。この方法では、隣接するセルに対してはセル間干渉をほとんど引き起こさない低干渉のセルは、かなりのセル間干渉を引き起こすセルと比べて高いセル内干渉を持つことができる。言い換えれば、この方法により、低干渉のセルの目標利用度が低減され、したがって、図 6の前述のリソース調整方法にしたがって、さらに多くのセル内干渉を配分することができる。図 1に示されている例を考察すると、セル 2がセル 1に対して干渉するのよりもセル 1がセル 2に干渉するほうが大きいため、セル 2の目標利用度は、セル 1よりも小さいレベルに合わせて調整される。 2つのセルの移動局の数が同じであれば、目標利用度が低いセル 2のセル内干渉は、セル 1よりも高くなる。一般に、セルが複数の隣接セルに対して著しい干渉を引き起こしている場合、無線ネットワーク制御装置は、干渉を受けているセルのキャパシティを高めることができるように、そのようなセルのセル内干渉を低減する。そうすることで、ネットワーク全体のキャパシティを向上させることができる。

[0087] 一般に移動体通信ネットワークの基地局装置は、アンテナや無線送受信部の他に、基地局装置の動作を制御するコンピュータを備えている。したがって上述したリソース制御を行う基地局装置は、基地局装置を構成するコンピュータが上述の機能を実現するためのプログラムを読み込んで実行することによって実現されるものであってもよい。同様に上述したリソース制御を行う無線ネットワーク制御装置は、無線ネットヮーク制御装置を構成するコンピュータが上述の機能を実現するためのプログラムを読み込んで実行することによって実現されるものであってもよい。

[0088] このようなプログラムは、例えば、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されており、その記録媒体をコンピュータに装着することによってコンピュータに読み込まれる。あるいはそのようなプログラムは、インターネットなどのネットワークを介してコンピュータに読み込まれるものであってもよい。したがって、そのようなプログラム、そのようなプログラムを記録した記録媒体、そのようなプログラムを含むプログラムプロダタトも本発明の範疇に含まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の移動局と、前記複数の移動局に接続された複数の基地局と、前記複数の基地局に接続された無線ネットワーク制御装置とを備え、前記複数の基地局はそれぞれのセルを受け持つ移動体通信ネットワーク内での上り回線無線リソース制御の方法であって、

前記複数の基地局において全干渉の値とセル内干渉の値の両方を測定するステップと、

前記複数の基地局から、測定された全干渉の値及び測定されたセル内干渉の値を前記無線ネットワーク制御装置に報告するステップと、

無線ネットワーク制御装置において、前記複数の基地局からの前記報告に応じて、個々のセルの許容全干渉を計算するステップと、

前記無線ネットワーク局から、前記許容全干渉に関する情報を前記複数の基地局に送信するステップと、

前記複数の基地局によって、前記送信された許容全干渉に応じて、それぞれのセ、て計算された前記許容全干渉を超えな、ように、前記複数の移動局の上り回線データパケット伝送をスケジューリングするステップと、

を含む方法。

[2] 複数の移動局と、前記複数の移動局に接続された複数の基地局と、前記複数の基地局に接続された無線ネットワーク制御装置とを備え、前記複数の基地局はそれぞれのセルを受け持つ移動体通信ネットワーク内での上り回線無線リソース制御の方法であって、

前記複数の基地局において、測定された全干渉値及び測定されたセル内干渉値に基づ!/、て、セル間干渉値を予測するステップと、

前記複数の基地局から、前記予測されたセル間干渉値及び前記測定されたセル内干渉値を前記無線ネットワーク制御装置に報告するステップと、

を含む方法。

[3] 前記移動体通信ネットワークは CDMAネットワークである請求項 1または 2に記載の方法。

[4] 前記無線ネットワーク制御装置は、それぞれのセルの予測セル間干渉力以下の式：

[数 1]

¹ Inter (^m) = 0¹ Intra (0

/εΨ(»?)

[ここで、 I (m)及び I (m)は、それぞれ、 m番目のセルでの前記予測セル間干渉及び前記許容セル内干渉を表し、 r? (m, i)は i番目のセル力も m番目のセルへのセル間干渉メトリックであり、 Ψ (m)は前記 m番目のセルに対する 1または複数の干渉セルの集合を表す]

で示されてヽるように、他の隣接するセルの許容セル内干渉の重み付き線形結合であると仮定することにより、予測セル間干渉行列を推定する、請求項 1に記載の方法

[5] 前記無線ネットワーク制御装置は、前記許容全干渉を、許容セル内干渉及び予測セル間干渉の和として計算する、請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の方法。

[6] 前記複数の基地局は、前記複数の移動局の上り回線パケット伝送アクティビティを監視することにより、セル内干渉の平均を定期的に測定する、請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の方法。

[7] 前記無線ネットワーク制御装置は、セル間干渉行列に関する情報により、セル間でのセル間干渉を推定し、前記許容全干渉は、セルの利用度が高ぐ他のセルへの干渉が所定のレベルよりも高くな、場合に増加される、請求項 1に記載の方法。

[8] 前記無線ネットワーク制御装置は、第 1のセル力第 2のセルへのセル間干渉及び前記第 2のセルから前記第 1のセルへのセル間干渉を計算し、前記第 1のセル及び第 2のセルの測定された全干渉値さらに前記第 1のセル及び前記第 2のセルの測定されたセル内干渉値に基づ、て、前記第 1のセル及び前記第 2のセルの許容全干渉を更新する、請求項 1に記載の方法。

[9] 第 1のセルの利用度が第 2のセルの利用度よりも低ぐ前記第 2のセルへの前記第

1のセルの干渉が高い場合に、前記第 1のセルの許容全干渉は低減される、請求項

1乃至 3のいずれか 1項に記載の方法。

[10] 第 1のセルの利用度が第 2のセルの利用度よりも高ぐ前記第 2のセルへの前記第

1のセルの干渉が高くない場合に、前記第 1のセルの許容全干渉は増加される、請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の方法。

[11] 前記無線ネットワーク制御装置は、許容セル内干渉に対する前記測定されたセル内干渉の比として、セルの利用度を計算する、請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の方法。

[12] 前記無線ネットワーク制御装置により、ネットワーク内のセルに対し、目標利用度を割り当てるステップと、

前記無線ネットワーク制御装置により、それぞれのセルの前記利用度が前記目標利用度に維持されるように、前記許容全干渉を調整するステップを含む請求項 1乃至 4の、ずれか 1項に記載の方法。

[13] 前記無線ネットワーク制御装置は、利用度が最高のセル力始めて利用度が最低のセルまで、それぞれのセルの前記許容全干渉を調整する、請求項 12に記載の方法。

[14] 前記無線ネットワーク制御装置は、前記セルにより引き起こされるセル間干渉の集計値がが低いか高い場合に、それぞれ、セルの前記目標利用度をそれぞれ増加させるか減少させる、請求項 12に記載の方法。

[15] 前記無線ネットワーク制御装置は、 1ステップずつ、所定のステップサイズにより前記許容全干渉の割り当てを調整する請求項 12に記載の方法。

[16] 全干渉値及びセル内干渉値の両方を測定する手段と、

測定された全干渉値及び測定されたセル内干渉値を無線ネットワーク制御装置に報告する手段と、

前記無線ネットワーク制御装置から許容全干渉に関する情報を受信する手段と、前記許容全干渉を超えないように、複数の移動局の上り回線データパケット伝送をスケジューリングする手段と、

を備える移動体通信ネットワークの基地局装置。

[17] 全干渉値及びセル内干渉値の両方を測定する手段と、

測定された全干渉値及び測定されたセル内干渉値に基づ、て、セル間干渉値を予測する手段と、

予測されたセル間干渉値及び前記測定されたセル内干渉値を無線ネットワーク制御装置に報告する手段と、

を備える移動体通信ネットワークの基地局装置。

[18] 前記移動体通信ネットワークは CDMAネットワークである請求項 16または 17に記載の基地局装置。

[19] 複数の基地局から、全干渉の測定値及び測定されたセル内干渉の測定値の両方を受信する手段と、

前記受信された全干渉の測定値及び前記受信されたセル内干渉の測定値に基づき、それぞれのセルの許容全干渉を計算する手段と、

前記許容全干渉に関する情報を前記複数の基地局に送信する手段と、を備える、移動体通信ネットワークの無線ネットワーク制御装置。

[20] 複数の基地局から、セル間干渉の予測値及びセル内干渉の測定値の両方を受信する手段と、

前記受信されたセル間干渉の予測値及び前記受信されたセル内干渉の測定値に基づき、それぞれのセルの許容全干渉を計算する手段と、

前記許容全干渉に関する情報を前記複数の基地局に送信する手段と、を備える移動体通信ネットワークの無線ネットワーク制御装置。

[21] 前記移動体通信ネットワークは CDMAネットワークである請求項 17に記載の無線ネットワーク制御装置。

[22] 移動体通信ンットワークの基地局を構成するコンピュータに、

全干渉値及びセル内干渉値の両方を測定する処理と、

測定された全干渉値及び測定されたセル内干渉値を無線ネットワーク制御装置に報告する処理と、

前記無線ネットワーク制御装置力許容全干渉に関する情報を受信する処理と、前記許容全干渉を超えないように、複数の移動局の上り回線データパケット伝送をスケジューリングする処理と、

を実行させるプログラム。

[23] 移動体通信ネットワークの基地局装置を構成するコンピュータに、

全干渉値及びセル内干渉値の両方を測定する処理と、

測定された全干渉値及び測定されたセル内干渉値に基づ、て、セル間干渉値を予測する処理と、

予測されたセル間干渉値及び前記測定されたセル内干渉値を無線ネットワーク制御装置に報告する処理と、

を実行させるプログラム。

[24] 移動体通信ネットワークの無線ネットワーク制御装置を構成するコンピュータに、複数の基地局から、全干渉の測定値及び測定されたセル内干渉の測定値の両方を受信する処理と、

前記受信された全干渉の測定値及び前記受信されたセル内干渉の測定値に基づき、それぞれのセルの許容全干渉を計算する処理と、前記許容全干渉に関する情報を前記複数の基地局に送信する処理と、を実行させるプログラム。

移動体通信ネットワークの無線ネットワーク制御装置を構成するコンピュータに、複数の基地局から、セル間干渉の予測値及びセル内干渉の測定値の両方を受信する処理と、

前記受信されたセル間干渉の予測値及び前記受信されたセル内干渉の測定値に基づき、それぞれのセルの許容全干渉を計算する処理と、

前記許容全干渉に関する情報を前記複数の基地局に送信する処理と、を実行させるプログラム。