【手続補正書】
【提出日】平成15年1月16日(2003.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】ハイデータレートトラフィックのためのダイレクテッド最大比合成方法およびシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】多数の移動局から一つの基地局へデータを伝送する方法であって、
多数の移動局を最初のグループと２番目のグループに分ける過程と、
最初の移動局のセットからのデータを２番目の移動局のセットからのデータより高いタイムアベレージデータレートで伝送する過程とを有し、
前記最初のグループは、最初のタイムアベレージデータレートを用いた最初の移動局のセットから構成され、
前記２番目のグループは、２番目のタイムアベレージデータレートを用いた２番目の移動局のセットから構成され、
前記最初のタイムアベレージレートのセットは、前記２番目のタイムアベレージレートのセットより高い
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】請求項１に記載されたデータ伝送方法において、
最初の移動局のセットが２番目の移動局のセットより低い電力で伝送する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項３】請求項１に記載されたデータ伝送方法において、
多数の移動局が一度に一つずつのみ伝送する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項４】請求項１に記載されたデータ伝送方法において、
最初の移動局のセットが２番目の移動局のセットより頻繁に伝送する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項５】請求項１に記載されたデータ伝送方法において、
最初の移動局のセットが最大限の瞬間データレートで伝送する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項６】多数の移動局から一つの基地局へデータを伝送する方法であって、
多数の移動局を最初のグループと２番目のグループに分ける過程と、
最初のデータレートグループにおけるデータキュー中の最初の局である最初の移動局を伝送のために選択する過程と、
最初の移動局と最初のデータレートグループ中の残りの移動局とのアレイレスポンスベクトル間の最初の相互相関を計算する過程と、
その最初の相互相関を予め決められた閾値と比較する過程と、
全ての最初の相互相関が予め決められた閾値以上で、最初の移動局と２番目のデータレートグループにおける複数の移動局とのアレイレスポンスベクトル間における全ての２番目の相互相関が予め決められた閾値以上でない限り、２番目の移動局を選択する過程と、
前記選択された移動局から同時にデータを伝送する過程とを有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項７】請求項６に記載されたデータ伝送方法において、
最初の相互相関の少なくとも一つが予め決められた閾値より小さい場合に、２番目の移動局が、最初の相互相関の中で最も低い相互相関を有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項８】請求項６に記載されたデータ伝送方法において、
予め決められた閾値より小さい最初の相互相関がない場合、そして、少なくとも一つの２番目の相互相関が予め決められた閾値より小さい場合に、その２番目の移動局が、２番目の相互相関のうち最も低い相互相関を有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項９】請求項６に記載されたデータ伝送方法であって、更に、
３番目の移動局が選択されたかどうかを判断する過程を有し、
その判断する過程は、
２番目の移動局と２番目のデータレートのグループにおける複数の移動局とのアレイレスポンスベクトル間の相互相関を計算する過程と、
最初の移動局と２番目のデータレートのグループにおける複数の移動局とのアレイレスポンスベクトル間の４番目の相互相関を計算する過程と、
２番目のデータレートグループ内に、予め決められた閾値より低い最初の移動局と２番目の移動局についての相互相関を有する移動局があるかを判断する過程と、
予め決められた閾値より低いと判断された最初の移動局および２番目の移動局と２番目のデータレートのグループの任意の移動局との相互相関を合計する過程と、
最初の移動局と２番目の移動局とについて最も小さい相互相関の合計を有する移動局を３番目の移動局として選択する過程とを有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１０】請求項６に記載されたデータ伝送方法であって、更に、
３番目の移動局が選択されたかどうかを判断する過程を有し、
その判断する過程は、
予め決められた閾値より低い相互相関を有する２番目の移動局と最初のデータレートのグループにおける複数の移動局とのアレイレスポンスベクトル間の３番目の相互相関を計算する過程と、
少なくとも一つの最初の相互相関と少なくとも一つの３番目の相互相関が予め決められた閾値より低い場合に、３番目の移動局を選択する過程とを有し、
その３番目の移動局は３番目の相互相関のうち最も低い相互相関を有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１１】請求項６に記載されたデータ伝送方法であって、更に、
３番目の移動局が選択されたかどうかを判断する過程を有し、
その判断する過程は、
予め決められた閾値より低い相互相関を有する２番目の移動局と２番目のデータレートのグループにおける複数の移動局のアレイレスポンスベクトルとの間の３番目の相互相関を計算する過程と、
少なくとも一つの２番目の相互相関と少なくとも一つの３番目の相互相関が予め決められた閾値より低い場合に、３番目の移動局を選択する過程とを有し、
その３番目の移動局は３番目の相互相関のうち最も低い相互相関を有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１２】多数の移動局から基地局へデータを伝送する方法であって、
データキューにおける先頭となる最初の移動局を選択する過程と、
最初の移動局のアレイレスポンスベクトルと他の選択された移動局とのアレイレスポンスベクトル間の相互相関を計算する過程と、
予め決められた閾値より低い相互相関を有する移動局に準拠する１または複数の移動局を選択する過程と、
次のデータパケット継続期間において、選択された移動局を同時に伝送する過程とを有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１３】請求項１２に記載されたデータ伝送方法において、
その伝送が、選択された移動局における最大瞬間データレートである
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１４】多数の移動局から基地局へデータを伝送する方法であって、
データキューにおける先頭となる最初の移動局を選択する過程と、
最初の移動局のアレイレスポンスベクトルと他の移動局のアレイレスポンスベクトル間の最初の相互相関を計算する過程と、
最初の相互相関を予め決められた閾値と比較する過程と、
予め決められた閾値より低い最初の相互相関の数を判断する過程と、
その閾値より低い最初の相互相関に対応する最初の移動局のグループから相互相関の数に基づく付加的な移動局を選択する過程と、
次のタイムスロットにおいて、選択された移動局からデータを同時に伝送する過程とを有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１５】請求項１４に記載されたデータ伝送方法において、
その数が０個、１個または１個より多い
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１６】請求項１５に記載されたデータ伝送方法において、
その選択された付加的な移動局が、
その数が０個の場合に付加的な移動局を選択しない手段と、
その数が１個の場合に２番目の移動局を選択する手段と、
その数が１個より多い場合に２番目の移動局と、可能なら３番目の移動局を選択する手段とを備える
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１７】請求項１６に記載されたデータ伝送方法において、
その数が１個の場合に、２番目の移動局が最初のグループにおける別の移動局である
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１８】請求項１６に記載されたデータ伝送方法において、
その数が１個より大きい場合に、２番目の移動局と、可能なら３番目の移動局を選択する過程を有し、
前記選択する過程は、最初のグループにおける全ての移動局間の２番目の相互相関を計算する過程と、
予め決められた閾値より小さい２番目の相互相関がない場合に２番目の移動局のみを選択する過程と、
少なくとも２番目の相互相関の一つが予め決められた閾値より小さい場合に、その閾値より小さい２番目の相互相関に対応する２番目のグループの移動局から２番目の移動局と３番目の移動局を選択する過程とを有する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項１９】請求項１８に記載されたデータ伝送方法において、
予め決められた閾値より小さい２番目の相互相関がない場合に、その２番目の移動局が、最初のグループにおいて最も低い伝送電力を有する移動局である
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２０】請求項１８に記載されたデータ伝送方法において、
２番目の相互相関のうち少なくとも一つがその閾値より小さい場合に、２番目の移動局と３番目の移動局が、２番目のグループにおいて最も低い合計平均伝送電力を有する移動局のペアである
ことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２１】測定されたレスポンスベクトルＶを有するＮ個の移動局からＬ個の移動局からなるＫ個のグループを無線通信システムの各Ｋ個の通信スロットのために選択する方法であって、
（ａ）Ｎ個の移動局それぞれについての選択が望まれる頻度に基づいて、Ｊ個の移動局のリストをＮ個の移動局から決定する過程と、
（ｂ）そのリストからＬ個の移動局を選択する過程と、
（ｃ）Ｌ個の移動局について、レスポンスベクトルＶのファンクションＦの値を計算する過程と、
（ｄ）その値が予め決められた閾値より小さいかを判断する過程と、
（ｅ）その値が予め決められた閾値以上の場合に、ステップ（ｂ）からステップ（ｄ）を最大Ｍ回繰り返す過程と、
（ｆ）その値が予め決められた閾値より小さい場合に、Ｌ個の移動局を選択し、その値の全てが予め決められた閾値より小さくない場合に、Ｍ個のグループから最も小さい値を有するＬ個の移動局を選択する過程と、
（ｇ）そのリストから選択された移動局を取り出す過程と、
（ｈ）ステップ（ｂ）からステップ（ｇ）をＫ−１回繰りかえす過程とを有する
ことを特徴とするグループ選択方法。
【請求項２２】請求項２１に記載されたグループ選択方法において、
ファンクションＦが次の式
2004504760.tif 000001
で表され、
ここにおいて、｜｜はコンプレックスモジュールファンクションを意味する
ことを特徴とするグループ選択方法。
【請求項２３】請求項２１に記載されたグループ選択方法において、
そのリストが、その選択が望まれる回数が低い移動局よりかなり頻繁な回数選択が望まれる移動局を含むかを判断する
ことを特徴とするグループ選択方法。
【請求項２４】高いデータレートの無線通信を提供するシステムであって、
移動局通信制御アルゴリズムを有するスケジューラ回路を備え、
前記スケジューラ回路は、多数の移動局の中から高い平均データレートのグループの移動局を区分し、前記多数の移動局の中から低い平均データレートの移動局のグループの他の移動局を区分し、前記スケジューラ回路は、前記高い平均データレートのグループが低い平均データレートのグループより頻繁に通信のためにスケジューリングされるように多数の移動局に関する通信をスケジュールする動作をする
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項２５】請求項２４に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記高い平均データレートのグループと前記低い平均データレートのグループにおける前記移動局が、前記通信において、前記スケジューラ回路によってスケジューリングされた最大瞬間データレートで通信する
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項２６】請求項２４に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記高い平均データレートのグループの移動局と前記低い平均データレートのグループの前記移動局とが、前記スケジューラ回路によって、伝送電力レベルのファンクションとして、それぞれ対応するグループに区分される
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項２７】請求項２６に記載された無線通信提供システムにおいて、
特定の移動局の、前記高い平均データレートのグループと低い平均データレートのグループの一つへの区分づけが、移動局の通信全体にとっての最も低い平均電力レベルの１つのファンクションである
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項２８】請求項２７に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記平均電力レベル（ＡＰ）が次の式
2004504760.tif 000002
によって表され、
Ｎは、高い平均データレートのグループのデータレートが前記低い平均データレートのグループのデータレートを超えるファクターであり、Ｋは、通信が要望される前記多数の移動局の中の移動局の数であり、Ｊは全体を通して１とＫとの間の値をとる数であり、Ｐｋは最高の瞬間データレートでの通信が要求されるｋ番目の移動局の電力レベルである
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項２９】請求項２４に記載された無線通信提供システムであって、更に、
前記多数の移動局との通信におけるアンテナアレイからの信号を受信する相互相関回路を備え、
前記相関回路は、前記多数の移動局中の移動局のアレイレスポンスベクトルを決定し、前記多数の移動局中の移動局のアレイレスポンスベクトルを相互相関させ、これにより、前記多数の移動局に関する通信のスケジューリングに役立つ相互相関情報を前記スケジューラ回路に提供する
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３０】請求項２９に記載された無線通信提供システムであって、更に、
前記スケジューラ回路に連結された通信キューを備え、
前記多数の移動局中の移動局が、前記キュー内において、前記高い平均データレートのグループのデータレートが前記低い平均データレートのグループのデータレートを超えることとなるファクターと同じ数だけの回数出現し、前記スケジューラが前記キューから特定の移動局を選択することを通じて前記多数の移動局についての通信のスケジュール動作を行う
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３１】請求項３０に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記スケジューラ回路が、連続するタイムインターバルにおいて前記通信キューから最初の移動局を選択し、そして、前記最初の移動局と同じ平均データレートグループを有する前記キューから別の移動局を前記連続するタイムインターバルにおける通信のために区分し、前記別の移動局の区分は、前記相互相関情報の１つのファンクションとなる
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３２】請求項３１に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記相互相関情報が予め決められた閾値より低い相互相関である
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３３】請求項３１に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記スケジューラ回路が、前記相互相関情報のファンクションによっても、前記最初の移動局と同じ平均データレートのグループを有する前記キューから１の移動局が区分されない場合に、前記連続するタイムインターバルにおいて通信する前記最初の移動局とは異なる平均データレートのグループを有する前記キューから別の移動局を区分する
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３４】請求項２９に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記スケジューラ回路が、連続するタイムインターバルにおける通信のために、前記キューから最初の移動局を選択し、そして、連続するタイムインターバルにおける通信のために、前記キューから別の移動局を区分し、前記別の移動局の区分が前記相互相関情報のファンクションとなる
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３５】請求項３４に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記スケジューラ回路が、予め決められた閾値より小さい前記最初の移動局についての相互相関を有する前記キュー内の全ての移動局を区分し、最初の移動局に関して予め決められた閾値より小さい相互相関を持つ移動局が１個しかない場合は、この移動局が前記連続するタイムインターバルにおいて通信をする２番目の移動局として選択され、最初の移動局に関して予め決められた閾値より小さい相互相関を持つ移動局が１個より多くある場合は、各移動局相互にとっての相互相関が分析され、移動局相互についての予め決められた閾値より小さい相互相関を持つ移動局のペアがあるかが判断される
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３６】請求項２９に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記スケジューラ回路が、前記キューから予め決められた数の移動局を同時に伝送する候補として選択し、同時伝送に関するコスト分析を行う
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３７】請求項３６に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記コスト分析によるコスト値が予め決められた閾値より小さい場合に、前記選択された移動局が同じ連続するタイムインターバルにおける通信のためにスケジューリングされ、前記コスト分析によるコスト値が予め決められた閾値より大きい場合に、前記スケジューラ回路が再び前記キューから前記予め決められた数の移動局を選択する
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３８】請求項３６に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記キューからの前記移動局の選択がかなりランダムである
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項３９】請求項３６に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記予め決められた数が３である
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【請求項４０】請求項３６に記載された無線通信提供システムにおいて、
前記コスト分析が、少なくとも部分的には次式
2004504760.tif 000003
によって達成され、
ｎ１、ｎ２そしてｎ３は選択された移動局のインデックス番号であり、Ｖは関連する移動局のアレイレスポンスベクトルであり、｜｜はコンプレックスモジュールファンクションであり、’は複合連結変換ファンクションである
ことを特徴とする無線通信提供システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、米国仮特許出願番号６０／２１８，９０５、「ハイデータレートトラフィックのためのダイレクテッド最大比合成方法」（Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｒａｔｉｏ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ  Ｔｒａｆｆｉｃ）、２０００年７月１８日の出願を基礎にして優先権主張しており、その開示内容がここに参照文献として挿入される。本出願は、並列的に出願され同時に譲渡された米国特許出願番号０８／９２９，６３８、現在の特許番号６，１０８，５６５、「ＣＤＭＡ通信能力向上のための時空無線方法」、１９９７年９月１５日の出願、そして、出願番号０９／２２９，４８２、「ＣＤＭＡ通信能力向上のための時空無線方法」、１９９９年１月１３日の出願に関連し、その開示内容がここに参照文献として挿入される。本出願は、並列的に出願され、共に譲渡された米国仮特許出願番号６０／２３７，９５１、「ＤＭＲＣの適用とＣＤＭＡネットワークのアップリンクのためのハイデータレート伝送のスケジューリング」、２０００年１０月３日の出願と、同時的に出願され、共に譲渡された米国特許出願番号０９／８７４，９３０、出願日２００１年６月５日の「データネットワークのためのダイレクテッド最大比合成およびデータネットワークのためのハイレート伝送のスケジューリング」に関連し、これらの開示内容は、ここに参照文献として挿入される。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線情報通信システムに関し、そして、そこに有用性があり、特に、干渉を減らす技術を用いることを通じた無線通信システムにおいてデータレートを増加させるシステムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
いわゆる「インターネット」経由の高速のデジタルデータ伝送は、現代社会においてユビキタスになってきてきた。同時に、世界は無線通信技術の中にさらされている。米国のような発展国においては、特に携帯電話サービスのような無線通信は、無線通信ネットワークのバックボーンに付随するものとして急激に増加してきた。発展度合いが低い国では、無線通信サービスは主要な通信媒体として発展している。デジタルデータの無線サービスを増加する実効データレートで提供するするニーズが発生してきた。
【０００４】
無線通信システムによれば、多くの移動局あるいは加入者は、ランドベースの無線電話システムに接続することが可能となり、および／または、ワールドワイドウェブのデジタル情報バックボ−ンへのアクセスができるインターネットサービスプロバイダに接続することが可能となる。伝統的な無線エアーインタフェースは、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、そして、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）そしてその改良を含む。
【０００５】
デジタルデータパケット伝送は、デジタル音声情報の伝送と異なる。フルデュプレックス（同時２方向）音声通信パターンは、基地局と特定のモバイルとの間のデータ伝送がリアルタイムのものであり、バンド幅において実質的に同等であるということを意味する。全体で２００ミリ秒の遅延（スピーチボコーダーにとって約２Ｋビットのデジタルデータ）は、音声チャネルにおける許容できない待ち時間であることを表す。一方、高速のデータパケット伝送のためには、移動局は、現用の無線データシステムにおいて生起する上限１０秒までの待ち時間という、より多くのデータ伝送の待ち時間あるいは遅延を許容できる。そのような遅延は移動局によって許容できる一方で、比較的少ない実効データ伝送レートに起因するその遅延は、それでもなお望ましくない。
【０００６】
データスループットを最適化するために使用される適応アンテナアレイ技術が知られている。適応アンテナアレイを用いた空間次元多重アクセス方法は、ゲルラッヒエトアールに与えられた、米国特許番号５，４７１，６４７および５，６３４，１９９や、Ｍ．Ｃウェルズの論文、「ＧＳＭセルラー無線使用適応アンテナの増加する能力」ＩＫＥ（ＵＫ）Ｐｒｏｃ．ｏｎ  Ｃｏｍｍ．Ｖｏｌ．１４３，Ｎｏ．５，１９９６年１０月、ｐｐ．３０４−３１０、そして、Ｓ．アンダーソン，Ｂ．ヘジャーマン、Ｈ．ダン、Ｕ．フォーセン、Ｊ．カールソン、Ｆ．クロネステット、Ｓ．メツァーとＫ．モリナールの論文、「ＧＳＭおよびＴＤＭＡシステム用の適応アンテナ」、ＩＥＥＥ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃｏｔｉｏｎｓ、１９９９年６月、ｐｐ．７４−８６において記述され、これらは参照文献として挿入される。
【０００７】
「ＣＤＭＡ／ＨＤＲ」として知られている提唱された一つの解決方法は、チャネルデータ伝送レートを測定する知られた技術を用いて、チャネル制御とチャネｋル干渉を緩和し、抑制するものである。このタイプのアプローチは、特に、ポールベンダー、ピーターブラック、マシューグローブ、ロバートパドバニ、ナガブフシャナシンドフシャヤナそしてアンドリュービタービによる論文、「ＣＤＭＡ／ＨＤＲ：移動ユーザへのバンド幅実効高速無線データサービス」、クアルコム社発行において特に記述され、この論文における開示内容はここに完全に挿入される。
【０００８】
別の提唱された解決方法は、電気通信産業協会によって１９９９年８月に発行されたＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００−２というＴＩＡ／ＥＩＡ暫定標準である。ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００−２は、ｃｄｍａ２０００の拡散スペクトルシステムの物理層の標準であり、ｃｄｍａ２０００の標準シリーズの一部である。ｃｄｍａ２０００の拡散スペクトルシステムは、音声通信とデータ通信の双方にとって有用である。
【０００９】
ｃｄｍａ２０００システムおよび多くの新世代のパーソナル通信システムにおいて、専用のパイロットが上りリンクに導入されている。上りリンク専用のパイロット信号は、基地局が移動局の伝送を調査するのに役立つ調節されていない拡散スペクトル信号である。上りリンク専用のパイロット信号は、基地局で統合され、上りリンクの電力制御と上りリンク信号のコヒーレント復調という少なくとも２つの目的のために用いられる。
【００１０】
上りリンクの電力制御メカニズムは、基地局で受信された全ての専用パイロットが同じ信号対干渉電力比（ＳＩＮＲｓ）を持つことを保証する。受信された専用パイロットが同じＳＩＮＲｓを有していても、異なる移動局から受信したこれらの専用パイロットの伝送電力は異なる。専用パイロットの伝送電力は、基地局において必要となるパイロットＳＩＮＲと無線伝搬チャネルに依存する。
【００１１】
コヒーレント復調のメカニズムは、基地局の受信機の感度を上げる。多くの場合、コヒーレント復調は、コヒーレント復調なしに復調する場合より約３ｄＢ受信機の感度がよい。基地局の受信機の感度は、最大比合成（ＭＲＣ）方法を用いることによりさらに増加される。図１Ａは、コヒーレント復調と最大比合成メカニズムを用いた典型的な基地局を示す。多数の受信素子１０から受信した信号は、対応する一のアナログ受信器１２に伝送される。そのアナログ信号は、処理された後、アナログデジタル変換器（ＡＤＣｓ）１４によってデジタル信号に変換される。そして、コヒーレント復調器１６は、ＡＤＣｓ１４とパイロット信号統合回路１６からの信号を処理する。そして、復調器１８の出力は、選択された信号を出力するために、最大比合成器１９に伝送される。
【００１２】
多数アンテナ素子を用いた最大比合成メカニズムは、基地局の受信感度を増加させることができるが、干渉を解消することはできない（高いキャパシティをもったパーソナル通信システムにおいては、データスループットは、通常、セル内およびセル間の干渉により構成される干渉によって制限される。）。一方、標準的な干渉解消アルゴリズム、例えば、マトリックス反転アルゴリズムは、大量の数値計算を要し、システムを実施困難にするか、システム構築が高価になる。このため、従来、効率よく実際に多数の移動局によって基地局へデータを送信する場合に、相互に許容できない干渉を引き起こさずに送信するという解決できないニーズが起こっていた。
【００１３】
そのため、その技術分野におけるシステムおよび方法にとって、従来技術の干渉解消アルゴリズムを実際に用いることなくデータスループットを最適化するというニーズが存在する。
【００１４】
（発明の要旨）
本発明は、移動局のような無線システムにおいて、伝送が干渉を減らすように制御され、それによって増加する平均データレートを提供するシステムおよび方法に関する。好適な具体例によれば、セル内の干渉は、移動局について平均上りデータレートを不均等化する技術を用いることを通じて最小化される。加えて、そして二者択一的に、好適な実施例は、アレイレスポンスベクトル間の相関が低い移動局を選択する技術を通じてセル間の干渉を最小化する。一つまたは複数の選択された局は、最小のセル間の干渉でパケット継続期間において同時に伝送することができる。セル内の干渉もまた、より低い伝送電力の移動局に、より高い伝送電力の移動局より高い平均データレートで伝送させることにより減少させることができる。
【００１５】
一例においては、移動局は高い平均データレートのグループと低い平均データレートのグループの２つのグループに分けられる。各グループの各移動局が、その最大の瞬間データレートで伝送すると、高い平均データレートのグループにおける移動局は、低い平均データレートのグループより頻繁にデータを伝送する。高い平均データレートのグループもまた好ましくは低い伝送電力の移動局を有する。これがセル内の干渉を最小化する。
【００１６】
本発明の別の具体例においては、次のタイムインターバルにおける伝送のために選択されたある移動局が、最も大量のキューされたデータを有する移動局やキューされたデータに関する最も長い遅延を有する移動局や、特定の通信チャネルを有する移動局を選択するなど、他のクライテリアに従って選択されたとしたも、一つのデータキュー内の最初の移動局が、次のタイムインターバルにおける伝送のために選択される。同じデータレートグループ内のこの最初の移動局と他の移動局との間のアレイレスポンスベクトルの相互相関は適宜計算される。ここにおいて、各相互相関は、２つの移動局に関するものである。好ましくは、予め決められた閾値より小さい最初の移動局との相互相関を有する移動局は、最初のグループに入れられる。
【００１７】
この最初のグループ内に移動局が存在する場合は、最も低い相互相関に該当する移動局が、次のタイムインターバルにおいて、伝送する２番目の移動局として最初の移動局とともに選択される。最初のグループにおいて追加の移動局があるなら、２番目の移動局と最初のグループ内の残りの移動局との間の相互相関が適宜計算される。予め決められた閾値より低い相互相関が少なくとも一つある場合は、最も低い相互相関に対応する移動局が、次のタイムインターバルにおいて伝送する３番目の局として最初の移動局と２番目の移動局とともに選択される。
【００１８】
しかし、その閾値より小さい相互相関が存在しない場合や、最初のグループに追加の移動局が存在しない場合は、２番目の移動局と他のデータレートのグループにおける移動局との間の相互相関が、最初の移動局と他のデータレートのグループの移動局との間の相互相関と同時に計算される。計算された相互相関は、適宜分析され、最初の移動局と２番目の移動局それぞれについて、予め決められた閾値より小さい相互相関を有する移動局があるかを判断する。好適な実施例によれば、双方の相互相関が予め決められた閾値より小さい移動局が存在しない場合は、その２つの移動局が次のタイムインターバルにおける伝送のために選択される。しかし、双方の相互相関が予め決められた閾値より小さい移動局が少なくとも１個存在する場合は、３番目の移動局が適宜次のタイムインターバルにおける同時通信のために選択される。好ましくは、双方の相互相関が予め決められた閾値より小さい移動局が１個以上ある場合は、各移動局についての相互相関が合計され、最も小さい合成された相互相関を有する移動局が次のタイムインターバルにおいて伝送する３番目の移動局として選択される。
【００１９】
最初のグループ内に移動局が存在しない場合は、最初の移動局と２番目のデータレートグループとの間の相互相関が適宜計算される。予め決められた閾値より小さい相互相関を有する２番目のデータレートのグループ内の移動局は、適宜２番目のグループに入れられる。好適な具体例によれば、２番目のグループ内に移動局が存在しない場合は、最初の移動局のみが次のタイムインターバルにおける伝送のために選択される。しかし、２番目のグループ内に１又は複数の移動局がある場合は、最も低い相互相関に該当する移動局が、適宜、次のタイムインターバルにおける伝送のための２番目の移動局として最初の移動局とともに選択される。好適な具体例によれば、２番目のグループ内において１個の移動局のみが存在する場合は、２個の移動局のみが次のタイムインターバルにおける伝送のために選択される。
【００２０】
しかし、２番目のグループにおいて２個またはそれ以上の移動局がある場合は、２番目の選択された移動局と２番目のグループ内の残りの移動局との間の相互相関が適宜計算される。２番目に選択された移動局について予め決められた閾値より小さい相互相関を有する２番目のグループ内の移動局は、適宜３番目のグループに入れられる。好適な具体例によれば、３番目のグループ内に移動局が存在しなければ、次のタイムインターバルにおける伝送のためにもはや移動局は選択されない。しかし、３番目のグループ内において少なくとも一つの移動局が存在するなら、最も低い相互相関に該当する移動局が、最初の移動局と２番目の移動局とともに、次のタイムインターバルにおいて伝送する３番目の移動局として選択される。
【００２１】
本発明の別の一つの具体例によれば、望ましくは上記のグルーピングパターンの繰り返しを通じて、付加的な移動局が選択される。本発明によれば、選択された移動局それぞれが適宜次のタイムインターバルにおいて伝送し、そして／または伝送される。
【００２２】
別の具体例においては、データキュー内の最初の移動局が、前に示した具体例と同様に次のタイムスロットにおける伝送のために選択される。しかし、前の具体例と異なり、最初の移動局と他の全ての移動局のアレイレスポンスベクトル間の相互相関が適宜計算され、予め決められた閾値と比較される。この具体例によれば、その閾値より低い相互相関を有する全ての移動局が選択候補となる。好ましくは、そのような移動局が存在しない場合は、最初の移動局のみが次のタイムインターバルにおける移動のために選択される。しかし、そのような候補が１個存在する場合は、この候補は最初に選択された移動局とともに、次のタイムインターバルにおいて伝送する２番目の移動局として選択される。
【００２３】
１個より多くの選択候補が存在する場合は、全ての候補の相互相関が適宜計算され、予め決められた閾値と比較される。１またはそれ以上の相互相関がその閾値より小さいなら、最も小さい合成された平均伝送電力を有する移動局のペアが、最初の移動局とともに次のタイムインターバルにおいて伝送する２番目と３番目の移動局として選択される。しかし、閾値より低い相互相関が存在しない場合は、最も低い伝送電力を有するグループの候補からの移動局が、適宜２番目の移動局として選択され、最初と２番目の移動局のみが次のタイムインターバルに伝送される。
【００２４】
別の具体例においては、全部でＮ個の移動局それぞれが、測定されたレスポンスベクトルＶを有する。各タイムインターバル毎に様々な数の移動局（例えば、１、２、３等の移動局）を選択するより前の具体例と異なり、決まった数Ｌ（例えば３個）の移動局が、この具体例に従って、それぞれＫ個の通信タイムインターバルにおいて選択される。より早く選択されることが望ましい移動局が、他の移動局より頻繁に含まれるリストが適宜生成される。Ｌ個の移動局が例えばランダムにそのリストから選択され、コストファンクションがＬ個の選択された移動局のレスポンスベクトルの相互相関を合計することによって計算される。ある好適な具体例によれば、コストファンクションの値が閾値より低い場合は、これらＬ個の移動局が選択され、最初のタイムスロットを構成する。そして、これらＬ個の移動局が適宜そのリストから取り出される。しかし、コストファンクションの値が閾値以上である場合は、別のＬ個の移動局が適宜リストから選択され、そのコストファンクションが適宜計算される。好適な具体例によれば、このプロセスは、閾値より低いコストファンクションが計算される時まで反復され、その時は関連するＬ個の移動局が選択され、リストから取り出される。
【００２５】
移動局の選択と、閾値より低いコストファンクションを得ることなくコストファンクションを計算するプロセスを予め決められたＭ回繰り返したら、Ｍ個のグループからの最も低いコストファンクション値を有する移動局のセットが適宜選択され、リストから取り出される。これらのステップは、Ｌ個の移動局のＫ個のグループがＫ個の通信タイムスロットについて選択される時まで適宜繰り返される。
【００２６】
よって、データスループットを最適化する場合において、本発明の技術的に有利な一つの点は、一つのタイムインターバルにおいて通信する特定の無線通信システムを選択することによって提供され、そこにおいて、そのようなシステムそれぞれは、干渉解消アルゴリズムを実際に用いることなく最大瞬間データレートで動作する。
【００２７】
以上は、以下に示す発明の詳細な説明がよりよく理解されるように、本発明の特徴と本発明の技術的な有利な点をいくぶん広く示したものである。発明の付加的な特徴と有利な点は、下記の請求項に係る発明の主要な部分を形成する。開示された特定の具体例の概念が、直ちに本発明と同一の目的を達成するための修正を行ったり他の構成を着想するための基礎として役立つことが、この技術分野における当業者に認識されるであろう。その技術分野における当業者には、そのような同等の構成が付随する請求項において示す発明の思想と範囲を逸脱するものではないことも認識される。さらなる有利な点とともに、その構成と動作方法双方に関して本発明の特徴であると信じられている明白な特徴は、添付する図に関連づけて考えた時に以下の説明によってよりよく理解される。しかし、各図は表示と説明のためのみに用いられ、本発明の限界を定義することを意図するものではないことは明確に理解されるべきである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な具体例は、移動局の平均上りデータレートを不均一化することによりセル内の干渉を最小化し、移動局のアレイレスポンスベクトル間の低い相関を持つ移動局を選択することにより、干渉解除アルゴリズムを実際に用いることなくセル間の干渉を最小化して、上りデータスループットを最大化する。好適な具体例におけるアレイレスポンスベクトルは、配列されたアンテナエレメントの信号について、ビーム形成のための重み付け（位相および／または振幅）をすることによってビームを形成するのに役立つ、予め決められたジオメトリーに配列される多数のアンテナエレメントを有するようなアンテナアレイのアンテナエレメントに送信または供給される無線通信信号に関する情報を提供する。適合するアンテナアレイを用いたアップリンクおよびダウンリンクチャネル双方にとっての迅速なビーム形成を行う方法および構成が上記言及した米国特許出願、「ＣＤＭＡ通信能力向上のための有用な時空無線方法」に述べられている。
【００２９】
例えばｃｄｍａ２０００、ＨＤＲ、そしてＧＳＭにおいて、ある瞬間上りリンクデータレートが与えられると、異なる場所における異なる動作条件の移動局（従って異なる無線伝搬チャネル）は、異なる伝送電力を有する。無線伝搬チャネルが悪いほど（すなわち、チャネルにおける電力減衰が高いほど）移動局の伝送電力は高い。
【００３０】
本発明によるセル内の障害を最小化する方法の一つに、低い伝送電力の移動局に高い伝送電力の移動局より高い平均データレートを伝送させることがある。例えば、最大瞬間データレートで伝送している低い伝送電力の移動局に伝送タイムインターバルにおける多くのタイムスロットを割り当て、最大瞬間データレートで伝送している高い伝送電力の移動局に伝送タイムインターバルにおける少ないタイムスロットを割り当てることにより、低い伝送電力の移動局については高い平均データレートとし、高い伝送電力の移動局については低い平均データレートとするのである。
【００３１】
本発明の好適な具体例によれば、高い平均データレートは低い平均データレートのＮ倍であり、各移動局の瞬間データレートは最大限であるＭであり、Ｎは約３から約９であり、Ｍは、例えばｃｄｍａ２０００については１５０Ｋｂｐｓであり、ＨＤＲについては３００Ｋｂｐｓである。あるＮとＭが与えられた場合、本発明の好適な具体例によって移動局全体の伝送電力を最小化するために、移動局は好ましくは最も高い平均データレートを含む高い平均データレートグループと最も低い平均データレートを含む低い平均データレートグループに分けられる。好ましくは、移動局のグルーピングは、移動局全体の伝送量に関して最も低い平均伝送電力を達成するために選択される。例えば、高い伝送電力レベルを要する移動局は、低い平均データレートグループに分類され、低い伝送電力レベルで動作する移動局は、高い平均データレートグループに分類され、２つのグループ間の線引きは、移動局の伝送に関連する平均電力を最小化する機能を果たす。
【００３２】
全ての移動局が最高の瞬間データレートのみで伝送することが許されるなら、前述の高い平均データレートの移動局は、前述の低い平均データレートの移動局よりＮ倍頻繁に、あるいはＮ回長く伝送する。従って、そのような具体例において、前述の高い平均データレートのグループと低い平均データレートのグループとの平均データレートの比はＮであると認められる。
【００３３】
例えば、ある特定のセルあるいはセルのセクターにおいて全部でＫ個の移動局があり、全ての移動局は伝送データを有するとする。Ｋ番目の移動局の最も高い瞬間データレートを伝送するために要する伝送電力はＰｋと表される。Ｐ１≦Ｐ２≦．．．≦Ｐｋであると仮定するが一般性を失うことはない。Ｋ個の移動局を、例えば、前述の高い平均データグループと低い平均データグループという２つの異なるデータレートグループに分けた後、同時に一つの移動局のみが伝送できるとして、全体の移動局の伝送電力の平均は、以下の式（１）によって与えられる。
【００３４】
2004504760.tif 000004
【００３５】
式（１）において、全体を通してＪは１とＫの間の値であり、高い平均データレートのグループの移動局と低い平均データレートのグループの移動局との線引きを行う。上記のように、Ｊは、好ましくは、ＡＰ（平均電力）が与えられたＰｋについて最小となるように選択される。本発明に従って、Ｋ個の移動局の平均電力を減少することにより、セル内の干渉は最小化される。
【００３６】
本発明の好適な具体例によれば、データキャパシティを増加させた通信が可能となる。例えば、好適な具体例によれば、前述したセル内またはセルのセクター内におけるＫ個の移動局のような多数の移動局は、データを同時に伝送することを可能にして、上記のある移動局の一度の伝送に関するデータキャパシティを増加させる。しかし、そのような一つのセルまたはセクターにおける一以上の移動局が同時に基地局に伝送できるなら、他の移動局の伝送は、セル間の干渉を引き起こすであろう。
【００３７】
ダイレクテッドマトリックス反転アルゴリズムのような干渉解消アルゴリズムを実際に用いることにより、受信信号から干渉信号コンポーネントを取り除き、セル間の干渉を減らすことができる。しかし、そのような干渉解消アルゴリズムは、典型的なプロセッサの集中であって実施が困難であり、そして／あるいは、高価である。
【００３８】
従って、本発明の好適な具体例によれば、アレイレスポンスベクトル間の相関が低い移動局のみが同時にデータを伝送することを許すことにより、予めセル間の干渉を最小化する。例えば、図１Ａに示すような最大比合成（ＭＲＣ）アルゴリズムを実施するレシーバー構造を修正することにより、本発明の好適な具体例は、低いアレイレスポンスベクトルの相関を有する移動局を定めて、予め決められた閾値より低いアレイレスポンスベクトルの相関を有する移動局のみが同時に通信するように通信制御する。このような方法によるセル間の干渉の最小化は、ここにおいて、ダイレクテッドＭＲＣ（ＤＭＲＣ）と言われる。本発明の好適な具体例に従って適用された基地局が図１Ｂに示され、その基地局は、本発明に従ってＤＭＲＣを実施するための、スケジューラ１０２に連結された相互相関評価器１０１を備える。
【００３９】
以下の例は、同時に伝送できる移動局の数が最大３のＤＭＲＣの好適な実施例を示すものである。Ｋ＝５，Ｊ＝３，Ｎ＝３とし、全ての５個の移動局は最大瞬間データレートで伝送される連続するデータの流れを有する。そして、これら５個の移動局のデータキューは図２に示すデータキュー２００である。明確には、データキュー２００には、移動局１から５の５個の移動局に関連する１１個のデータパケットＵがある。他のデータパケットの継続期間と様々なデータパケットの継続期間が本発明に従って用いられるが、図２に示すデータパケットＵの継続期間は、好適な具体例によると、５０ｍｓの配列である。
【００４０】
図２のデータパケットの表示はＵｋｉの形をとり、ｋは移動局のインデックスであり、Ｉはパケットのインデックスである。より明確には、移動局１はデータパケットＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１３を有し、移動局２はデータパケットＵ２１，Ｕ２２，Ｕ２３を有し、移動局３はデータパケットＵ３１，Ｕ３２，Ｕ３３を有し、移動局４はデータパケットＵ４１を有し、移動局５はデータパケットＵ５１を有する。従って、データキュー２００の中の伝送を待っている最初のパケットは移動局１からのパケットインデックスが１のデータパケットＵ１１である。しかし、キュー２００のデータパケットは典型的なものであり、本発明は、示されているデータパケットがキューされている移動局の番号やキューされているデータパケットの番号や、示されている移動局間のデータパケットの区分に限られるものではない。
【００４１】
図１Ｂの相互相関評価器１０１を用いて決定される５個の典型的な移動局の正規化されたアレイレスポンスベクトル（ＡＲＶ）を想定することとし、以下の表１に示す。
【００４２】
【表１】
2004504760.tif 000005
ここにおいて、表１の相互相関値の単位はｄＢ（ログベースの正規化されたＡＲＶの１０個のコンプレックスモジュールの相互相関の２０倍）である。
【００４３】
例えば、各移動局のアレイレスポンスベクトルは、ミリ秒から数十ミリ秒の多岐にわたる特定の統合されたインターバルのための上り専用のパイロットを統合することにより測定される。各移動局のアレイレスポンスベクトルは、好ましくは相互相関のために例えばまとまったベクトルの大きさに正規化される。２つの移動局のアレイレスポンスベクトルは相関して、表１に示すような相互相関を提供する。
【００４４】
本発明の好適な実施例に従って、多数の移動局から基地局へ高いデータレートを同時に伝送するためには、同時に伝送されている移動局の信号はお互いにとっての過大な、または過度な干渉を引き起こすべきでない。本発明のアレイレスポンスベクトルの相互相関によると、移動局の各組み合わせによる同時伝送に関する干渉レベルが示される。例えば、その相互相関が、−１０ｄＢのような予め決められた閾値や他の許容される干渉レベルに関して決められた評価値より低いなら、移動局は、本発明に従って、例えば図１Ｂのスケジューラ１０２の制御の下で高いデータレートを同時に伝送する動作をする。
【００４５】
次のパケット継続期間（例えばフレームのタイムスロット）において上りデータを同時に伝送することが可能な移動局を決定する好適な具体的な方法は、図３Ａおよび３Ｂのフローチャートに示される。図３Ａおよび３Ｂの典型的なフローチャートに示される概念をより容易に理解するために、上記典型的な実施例に関する仮定に加えて、無線伝搬環境が静的であって全てのアレイレスポンスベクトルが表１に示すように静的であるという仮定が置かれる。しかし、移動性の高い携帯電話通信のような特定の実施例においては、アレイレスポンスベクトルは時間とともに相当変化する。従って、そのような環境においては、図３Ａと３Ｂのフローチャートは、相互相関を次第にアップデートするために、パケット継続期間毎、伝送フレーム毎、あるいは伝送スーパーフレーム毎など、定期的に表示された相互相関ステップに戻る。
【００４６】
以下の記述は、３個またはそれに満たない数の移動局の選択について述べていることに注意されたい。しかし、そのような具体例は、例証のためであって、本発明による同時伝送のために選択される移動局の数を限定することを意図するものではない。よって、３個以上の移動局が本発明を利用するものとして選択される。
【００４７】
図３Ａのステップ３００において、移動局は、上記の高いデータレートのグループと低いデータレートのグループのようなデータレートのグループにすでに区分されている。図３Ａの具体例においては、ステップ３００において、データキュー中にデータを持つ最初の移動局は、好ましくは次のタイムインターバルにおいてデータ伝送をする最初の移動局として選択される。例えば、選択された移動局と、それに関連する、上記高い平均データレートのグループまたは低い平均データレートのグループの中の一つであるデータレートグループ１のようなデータレートグループは適宜区分される。
【００４８】
ステップ３０２において、最初の移動局とグループ１における残りの移動局との間の相互相関が計算される。データレートグループ１において、予め決められた閾値ＣＣｔより低い相互相関を持つ移動局は、ステップ３０４において、例えば同時に伝送する候補であるグループＡのような新たなグループの移動局として選択される。
【００４９】
もし、ステップ３０６における判断で、例えば同時に伝送する候補であるグループＡのようなＣＣｔより低い相互相関を持つデータレートグループ１に移動局が存在するなら、ステップ３０８において、グループＡ中の最も低い相互相関を持つ移動局が、次のタイムインターバルにおけるデータ伝送のための２番目の移動局として選択される。すなわち、最初のそして２番目の移動局が同時伝送のために選択される。もしステップ３１０における判断で、グループＡにおいて移動局がさらにあれば、２番目の移動局とグループＡにおける残りの移動局との間の相互相関がステップ３１２において計算される。ステップ３１４において、ステップ３１２において計算される最も低い相互相関が選択され、閾値ＣＣｔと比較される。もしこの相互相関がＣＣｔより低いなら、その相互相関に関する移動局は、ステップ３２６において、次のタイムインターバルにおけるデータ伝送する３番目の移動局として選択される。すなわち、最初、２番目、そして、３番目の移動局が同時伝送のために選択される。ステップ３２８において、選択されたグループＡにおける３個の移動局は、次のパケット継続期間におけるデータ伝送の準備ができているものとして通知される。
【００５０】
しかし、ステップ３１０あるいはステップ３１６それぞれにおいて、グループＡに他の移動局がないか、ステップ３１４で選択された相互相関がＣＣｔ以上であるなら、ステップ３１８において、２番目の移動局と別のデータレートグループ（例えば、上記高い平均データレートのグループまたは低い平均データレートのグループのうちの一つのグループであるデータレートグループ２）との相互相関が計算されるとともに、最初の移動局とこの別のデータレートグループとの相互相関が計算される。ステップ３２０において、それぞれＣＣｔより低い最初のユーザと２番目のユーザに関する相互相関を有するこの別のデータレートグループの複数のユーザをグループＣとして選択した後、ステップ３２２において、グループＣ中にユーザが存在するかを判断する。もしグループＣにユーザが存在しないなら、ステップ３００とステップ３０８において判断された最初の２個の選択された移動局のみが、ステップ３２４で、次のタイムインターバルにおいてデータを伝送するために選択される。そして、これら２個の移動局は、次のパケット継続期間におけるデータ伝送の準備ができているものとして通知される。しかし、もしグループＣ内にユーザが存在するなら、グループＣの各ユーザについての最初のユーザと２番目のユーザに関する相互相関が合計され、ステップ３２５において、最も低い合計相互相関を有するグループＣ内のユーザが選択される。ステップ３２５において選択された移動局は、ステップ３２６で、次のタイムインターバルにおいて、データ伝送のための３番目の移動局として選択される。そして、ステップ３２８において、これら３個の移動局は次のパケット継続期間においてデータ伝送の準備ができているものとして通知される。
【００５１】
もし、ステップ３００において、最初の移動局を選択した後、データレートグループ１内に、閾値ＣＣｔより低い相互相関を有する移動局がなければ、図３Ｂのステップ３３０において、最初の移動局と、例えばデータレートグループ２などの別のデータレートグループの移動局との相互相関が計算される。ステップ３３２において、閾値ＣＣｔより低い相互相関を有するデータレートグループ２内の全ての移動局が、例えば同時に伝送する候補としてのグループＢなどの新たなグループの移動局として選択される。ステップ３３４における判断で、グループＢ内に移動局がない場合は、ステップ３３６において、最初の移動局のみが次のタイムインターバルにおいてデータを伝送するように指示される。しかし、グループＢにおいて移動局が存在するなら、ステップ３３８において、最も低い相互相関を有する移動局が、次のタイムインターバルにおけるデータを伝送する２番目の移動局として選択される。もし、ステップ３４０における判断で、これがグループＢにおける唯一の移動局なら、ステップ３４２において、その２つの選択された移動局は、次のパケット継続期間におけるデータを伝送する準備をするように指示される。
【００５２】
もし、グループＢにおいて、１以上の移動局があるなら、（ステップ３３８において選択された）２番目の移動局とグループＢにおける残りの移動局との相互相関がステップ３４４において計算される。２番目の移動局とグループＢの移動局との相互相関のうち最も低い相互相関がステップ３４６において選択され、ステップ３４８において、閾値ＣＣｔと比較される。もし、この相互相関がＣＣｔ以上なら、ステップ３００とステップ３３８において判断された最初の２個の選択された移動局のみが、ステップ３５０において、次のタイムインターバルにおいてデータを伝送するために選択され、その最初の移動局と２番目の移動局が、次のパケット継続期間においてデータを伝送する準備をするように指示される。しかし、もしこの相互相関がＣＣｔより低いなら、ステップ３５２において、この相互相関に該当する移動局が、タイムインターバルにおいてデータ伝送する３番目の移動局として選択される。その３個の選択された移動局はステップ３５４において、次のパケット継続期間におけるデータ伝送の準備をするように指示される。
【００５３】
選択された（この例では１、２、あるいは３個の）移動局が１のパケット継続期間についての伝送を完了した後、その新たなデータパケットは、適宜キューの最後に付加される。よって、上記好適な具体的方法は、その方法におけるステップが反復されるにつれて、全ての移動局のデータ通信を提供するように動作する。
【００５４】
表１に示されたチャネル特性を有し、図２のキュー２００に示されるようなキューされたデータを有し、ＣＣｔ＝−１０ｄＢである５個の移動局についての図３Ａ、図３Ｂの上記好適な具体例の実施の後、キューされたデータは、時間が縦軸に伸びる図４に示すような伝送用のキューから取り出される。例えば、最初のタイムインターバルにおいて、キュー２００中のデータパケットＵ１１とＵ２１（図４における斜線部）が伝送され、キュー４０１となる。図３Ａと３Ｂのステップを繰りかえすうち、キュー４０１のデータパケットＵ１２とＵ２２は２番目のパケット継続期間において伝送される。同様に、キュー４０２のデータパケットＵ１３とＵ２３は、３番目のパケット継続期間において伝送され、キュー４０３のデータパケットＵ３１とＵ２４は４番目のパケット継続期間において伝送され、キュー４０４のデータパケットＵ３２とＵ２５は５番目のパケット継続期間において伝送され、キュー４０５のデータパケットＵ３３とＵ２６は６番目のパケット継続期間において伝送され、キュー４０６のデータパケットＵ４１とＵ５１は７番目のパケット継続期間において伝送され、キュー４０７のデータパケットＵ１４とＵ２６は８番目のパケット継続期間において伝送される。よって、セル間の干渉が最低になるような同時伝送のスケジューリングを行うことを通じてデータキャパシティが増加する一方で、各移動局のデータ通信ニーズが、好適な具体的方法によって満たされる。
【００５５】
図２に示される具体例において、特定の移動局に関連するデータパケットのエントリーは、本発明の好適な具体例によって制御されることが認識される。特に、上記のように、セル内の干渉を減らすことは望ましく、また、本発明の好適な具体例によれば、セル内の干渉は、低い電力レベルで伝送している移動局へ高い平均データレートを提供し、高い電力レベルで伝送している移動局へ低い平均データレートを提供することを通じて制御される。よって、５個の移動局それぞれが連続するデータの流れを持っていると仮定しても、それぞれがここに記述されるように高い平均データレートに該当すると判断される移動局１、移動局２、移動局３に関連するデータパケットは、それぞれがここに記述されるように低い平均データレートに該当すると判断される移動局４および移動局５に関連するデータパケットより３倍頻繁に（すなわちＮ＝３）キュー２００に設定される。よって、ここにおいて記述されるキュー２００からのデータ伝送のスケジューリングをする好適な具体的な方法を実施すると、セル内の干渉が最小化される。
【００５６】
しかし、上記具体例における実際の高い平均データレートは、低い平均データレートの３倍ではないことに注意されたい。例えば、移動局４と移動局５が低い平均データレートのグループに該当しても、これらの局は、多くのあるいは他のすべての移動局との間の通信が両立できるように、すなわちそれらの相互相関がＣＣｔより小さくなるように特定の場所あるいは特定の方向に設置される。よって、そのような移動局は、該当する平均データレートのグループがそうでなければ提示するより頻繁に通信のために選択される。
【００５７】
本発明が実際に用いられるであろう無線伝搬環境下では、移動局のアレイレスポンスベクトル（ＡＲＶｓ）は時間とともに変化することが見込まれる。よって、ＡＲＶｓの相互相関も変化することが見込まれる。こうして、本発明の好適な具体例によれば、上で示したステップによる次の伝送パケットのコンビネーションの選択がなされる直前に、全ての移動局間の相互相関は適宜アップデートされる。
【００５８】
各移動局毎に１のＡＲＶがミリ秒ごとに生成され、最後のアップデートから新たなＡＲＶがＬ個存在すると仮定すると、移動局ｉと移動局ｊ間の相互相関（ＣＣ）は、下記の式（２）において定義される。
【００５９】
2004504760.tif 000006
【００６０】
｜｜は、複合モジュール（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｍｏｄｕｌｕｓ）ファンクションであり、’は複合連結ファンクションである。Ｌはほぼパケット継続期間とＡＲＶ統合期間の比である。
【００６１】
セル内の干渉やセル間の干渉を最小化する別の好適な具体例は、図５のフローチャートに示される。ステップ５００では、キュー内の最初の移動局は、データ伝送の最初の移動局として選択され、設定される。最初の移動局と残りの移動局との相互相関はステップ５０２で計算される。予め決められた閾値ＣＣｔより小さい相互相関を持つ移動局は、最初の同時に伝送する候補のグループ（グループＡ）に属する移動局としてステップ５０４で選択される。ステップ５０６における判断で、グループＡ内に移動局が存在しない場合は、ステップ５０８において、最初の移動局だけが次のタイムインターバルにおけるデータを伝送するように指示される。しかし、ステップ５１０における判断で、グループＡ内に１個の移動局だけがある場合は、ステップ５１２において、その移動局は、次のタイムインターバルにおけるデータを伝送する２番目の移動局として選択される。すなわち、最初と２番目の移動局が同時伝送のために選択される。そして、ステップ５１４において、その２つの選択された移動局は、次のパケット継続期間においてデータを伝送するように指示される。
【００６２】
グループＡ内に１以上の移動局がある場合は、ステップ５１６において、グループＡ内の全ての移動局間の相互相関が計算される。ステップ５１８において、ＣＣｔよりも小さい相互相関を有している全ての移動局のペアが、２番目の同時に伝送する候補のグループ（グループＢ）として選択される。ステップ５２０における判断で、このグループＢ内に移動局のペアがない場合は、ステップ５２２において、グループＡ内の伝送電力が最も低い移動局が選択され、この移動局は次のタイムインターバルにおいてデータを伝送する２番目の移動局として設定される。そして、ステップ５１４において、選択された最初の移動局と２番目の移動局は、次のパケット継続期間においてデータを伝送する準備をするように指示される。しかし、グループＢ中に移動局のペアが少なくとも１つある時は、ステップ５２４において、最も低い合成平均伝送電力を有するペアが次のタイムインターバルにおいてデータを伝送する２番目、３番目の移動局として選択される。すなわち、最初の移動局、２番目の移動局、３番目の移動局が同時伝送のために選択される。その３つの選択された移動局は、ステップ５２６において、次のパケット継続期間においてデータを伝送する準備をするよう指示される。３つの選択された移動局が１のパケット継続期間についての伝送を完了した後は、それらの新たなパケットは、キューの最後に付加される。
【００６３】
この好適な具体的方法を説明するために、上記に図３Ａ、図３Ｂにおける方法に関して記述した具体的な仮定は、図５における方法でＮは１であることを除いて用いられる。また、その具体例の中で示される概念を簡潔にするために、無線伝搬環境が静的であり、また、表１で示されるように、全てのＡＲＶｓの相関もまた静的であると仮定する。しかし、全ての移動局の伝送電力は、どの移動局が次のパケット持続期間において上りリンクデータを伝送することができるかを決定する場合に考慮される。最も高いデータレートで伝送するために５個の典型的な移動局に関して要求される具体的な相対電力水準が下記の表２に示される。
【００６４】
【表２】
2004504760.tif 000007
例えば、ＨＤＲにおいては、全ての移動局の相対伝送電力レベルは、図２で示されているように、上りリンクの電力制御プロセスと上りリンクにおけるデータレート制御チャネルから見積ることができる。
【００６５】
携帯電話通信の高度な移動環境のような特殊な実施例においては、無線伝搬チャネルや、アレイレスポンスベクトル、そして／あるいは相対伝送電力レベルは時間とともに相当変化することが認められる。従って、表１とそして／あるいは表２の情報は、都合よく定期的にアップデートされる。そのような具体例では、図５のフローチャートは、動作情報を次第にアップデートするために、パケット継続期間毎、伝送フレーム毎、あるいは伝送スーパーフレーム毎など、定期的に表示される相互相関ステップに戻り、そして／あるいは、電力レベルを再決定する。例えば、表１、表２双方のデータは、好適な具体例によって、５つのパケット継続期間ごとにアップデートされるだろう。
【００６６】
上記の表１と表２に示されるチャネル特性を持ち、図２のキュー２００中に示されるキューされたデータを持ち、ＣＣｔが−１０である５つの移動局についての図５における好適な具体的方法を実施した後、データが、図６に示される時間が縦軸方向に伸びる伝送のためのキューから取り出される。例えば、最初のタイムインターバルでは、図６のキュー６０１における斜線が施されているユーザブロックによって示されるようなキュー２００の移動局１（データパケットＵ１１、Ｕ１２、Ｕ１３）と移動局４（データパケットＵ４１）と関連するデータパケットが、最初のタイムインターバルにおいて伝送され、キュー６０２となる。図５のステップを繰り返す事により、キュー６０２の移動局１と移動局２に関連するデータパケットは、２番目のタイムインターバルにおいて伝送され、キュー６０３となる。同様に、移動局３と移動局２に関連するデータパケットが、３番目のタイムインターバルにおいて伝送され、キュー６０４になり、移動局５と移動局４に関連するデータパケットが、４番目のタイムインターバルにおいて伝送される。よって、セル間の干渉が最低になるような同時伝送のスケジューリングを行うことを通じてデータキャパシティが増加する一方で、各移動局のデータ通信ニーズが、好適な具体的方法によって満たされる。
【００６７】
本発明の別の好適な実施例によれば、あるアルゴリズムが同時伝送のための移動局のグループの選択に用いられる。各グループのメンバーは、適宜制御され、それらの信号が基地局のビーム形成器による空間的な処理によって分割される同一のタイムスロットにおいて伝送される。各タイムインターバルについて様々な数の移動局（例えば、１、２、３個の移動局）を選択する前述の具体例と異なり、この具体例によれば、各Ｋ個の通信タイムインターバル毎に、固定された数Ｌ個（例えば３個）の移動局が適宜選択される。
【００６８】
例えば、ｎ番目の移動局が測定されたレスポンスベクトルＶ（ｎ）を持っている全部でＮｕ個の移動局があり、Ｎｓ個の割り当て可能なタイムスロットがあると仮定する。レスポンスベクトルは、選択プロセスの間、定数であると仮定される。好適な具体例におけるアルゴリズムは、Ｎｇ個の移動局（典型的にはＮｇは１から４の範囲）のグループを選択し、各グループには、１つのタイムスロットが割り当てられる。
【００６９】
好適な具体例におけるアルゴリズムは、Ｎｓ＊ Ｎｇ個の移動局のリストを作ることによってスタートする。それぞれの移動局は、その移動局が必要とされる相対頻度に応じて、リストされる回数が異なる。典型例として、Ｎｇ＝３個のグループのＮｕ＝３０個の移動局があり、移動局の１０個が他の２０個の２倍頻繁に利用される必要がある場合を想定してみる。リストの最小サイズは、結果として４０（２＊ １０＋２０）となる。そのアルゴリズムは、リストがより大きく作られた場合も良好に作動する。こうして、例えば、６＊ ４０＝２４０のリストがＮｓ＝２４０／ ３＝８０のタイムスロットに対応する。
【００７０】
一旦好適に具体化されたリストが作成されると、Ｎｇ個の移動局は適宜ランダムにリストから選択される。移動局のレスポンスベクトル（Ｖｓ）の相互相関の合計を実現するコストファンクションが、Ｎｇ個の選択された移動局のために適宜計算される。例えば、もしＮｇ＝３であれば、コストファンクションは、下記の式（３）に示すように適宜計算される。
【００７１】
2004504760.tif 000008
上記式（３）においては、ｎ１、ｎ２、ｎ３は、選択された移動局のインデックス番号であり、｜｜はコンプレックスモジュールファンクションであり、’は、複合連結ファンクションである。
【００７２】
もし、計算されたコストが特定の閾値よりも小さい場合は、Ｎｇ個の選択された移動局は、ランダムにそのリストから選択され、そのコストファンクションが計算される。もし、計算されたコストが閾値よりも大きい場合は、別のＮｇ個の移動局のセットがランダムにそのリストから選択され、そのコストファンクションが計算される。このプロセスは、適宜、最大Ｎ回（Ｎは予め決められた値）繰り返される。Ｎ回繰りかえした後、十分に小さいコストを有する移動局のセットが存在しなければ、そのプロセスは終了され、Ｎセットのうち最も小さいコストを有する移動局のセットが、１つのグループとして選ばれる。
【００７３】
一旦１つの移動局のセットがグループとして選択されると、それらの移動局はリストから適宜取り出される。上記のステップは、リストが空になるまで適宜繰り返される。例えば、Ｎｓ個のグループが作られるときまで繰りかえされる。リストが空になった時は、新しいリストが作られ、上記のステップが適宜、再び繰り返される。
【００７４】
この発明の上記の具体例は、ただ単に一例である事を意味するものであって、これに限定されるものではない。その技術の分野における当業者にとって、広い視点からこの発明の範囲を逸脱することのない様々な変更および修正がなされることが明確になる。例えば、３個またはそれより少ない移動局を同時伝送のために選択するいくつかの実施例が記述される。しかし、上りリンクにおけるセル間の干渉を減らすために、本発明を用いた付加的な移動局が選択され得る。同様に移動局に関連する好適な具体例が検討されてきたが、本発明が、いかなる特定の通信デバイスを用いたものにも限定されないことは認識されるべきである。
【００７５】
本発明およびその有利な点が詳細に述べられてきたが、付随する請求項により定義される発明の思想と範囲を逸脱することなく様々な変化、代替、改変がなされ得ることは理解されるべきである。さらに、本出願の範囲は、明細書中のプロセス、機械、製品、構成、方法、手段そしてステップの特定の具体例に限定されない。この技術における一つの通常の技術が本発明の開示からすぐに恩恵を受けるように、ここで述べられる対応する具体例と実質上同じ結果をもたらす現在存在しており、後に発展することとなるプロセス、機械、製品、構成、方法、手段、ステップは、本発明に従って活用される。従って、付随するクレームは、その範囲内でそのようなプロセス、機械、製品、構成、方法、手段、ステップを含むものである。
【図面の簡単な説明】
本発明をより完全に理解するため、以下の図面に関して以下の記述がなされる。
【図１Ａ】
コヒーレント復調と最大比合成メカニズムを実施する典型的な基地局を示す図である。
【図１Ｂ】
本発明の好適な具体例に従って用いられる基地局を示す図である。
【図２】
本発明の一つの具体例に対する連続する期間におけるデータキューの一例を示す図である。
【図３Ａ】
本発明の一つの具体例を示すフローチャートの部分を示す図である。
【図３Ｂ】
本発明の一つの具体例を示すフローチャートの部分を示す図である。
【図４】
図３Ａ、図３Ｂの具体例に対する連続する期間におけるデータキューの一例を示す図である。
【図５】
本発明の別の具体例の一例を示す図である。
【図６】
図５の具体例に対する連続する期間におけるデータキューの一例を示す図である。
異なる図において用いられる同一のまたは類似の参照番号は、同一のまたは類似の要素を示す。