(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム内の複数のユーザデバイスのうちの選択されたユーザデバイスについてリソースブロックの集合からリソース配分を求める方法であって、該方法は、
各ユーザデバイスについて、各リソースブロックのためのスケジューリングメトリックを取得し、
前記取得されたスケジューリングメトリックに基づいて、前記リソースブロックをユーザーデバイスと関連付けられているグループにグループ化し、
前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた選択されたリソースブロックグループ内の前記リソースブロックを用いて、前記選択されたユーザデバイスのための前記リソース配分を求めることを含み、
前記求めるステップは、
ａ）前記選択されたグループから、該選択されたグループ内の他のリソースブロックよりも良好なスケジューリングメトリックを有する初期リソースブロックを特定し、
ｂ）前記初期リソースブロックを、リソースブロックの一時集合に追加し、
ｃ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックに対して、
ｉ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックから、前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックの近傍にあり、かつ最良のスケジューリングメトリックを有するリソースブロックを選択し、
ｉｉ）前記選択されたリソースブロックを前記リソースブロックの一時集合に追加し、
ｉｉｉ）前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの通信要件を満たすことができるか否かを判断する、
ことを反復的に処理することを含む、方法。
【請求項２】
上記のステップａ）〜ｃ）を用いて、前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた別のリソースブロックグループを処理することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップａ）〜ｃ）を用いて、前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた各リソースブロックグループを処理し、前記ユーザデバイスと関連付けられた前記リソースブロックグループの前記処理中に導出された前記リソースブロックの一時集合に基づいて、前記ユーザデバイスに配分するリソースブロックの一時集合を選択することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記リソースブロックの一時セットは、最適な形で、好ましくは最も少ないリソースブロックを用いて前記ユーザデバイスの前記通信要件を満たすことができる前記リソースブロックの集合に基づいて選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記反復的に処理することは、前記判断するステップが、前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの前記通信要件を満たすことができると判断するまで、又は前記選択されたグループ内にこれ以上リソースブロックがなくなるまで、又は前記一時セット内のリソースブロック数が、配分における最大許容リソースブロック数を超えるまで、前記選択されたグループに対し実行される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記反復的に処理することは、前記選択されたグループ内にこれ以上リソースブロックがなくなるまで、又は前記一時セット内のリソースブロック数が、配分における最大許容リソースブロック数を超えるまで、前記選択されたグループに対し実行され、前記方法は、前記グループ内のリソースブロックの、最良の通信機能を提供する組合せを求めることを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
通信システム内の複数のユーザデバイスのうちの選択されたユーザデバイスについてリソースブロックの集合からリソース配分を求めるように動作可能な通信デバイスであって、該通信デバイスは、
各ユーザデバイスについて、各リソースブロックのためのスケジューリングメトリックを取得する手段と、
前記取得されたスケジューリングメトリックに基づいて、前記リソースブロックをユーザデバイスと関連付けられているグループにグループ化する手段と、
前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた選択されたリソースブロックグループ内の前記リソースブロックを用いて、前記選択されたユーザデバイスのための前記リソース配分を求める手段と、
を備え、前記求める手段は、
ａ）前記選択されたグループから、該選択されたグループ内の他のリソースブロックよりも良好なスケジューリングメトリックを有する初期リソースブロックを特定する手段と、
ｂ）前記初期リソースブロックを、リソースブロックの一時集合に追加する手段と、
ｃ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックに対して、
ｉ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックから、前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックの近傍にあり、かつ最良のスケジューリングメトリックを有するリソースブロックを選択し、
ｉｉ）前記選択されたリソースブロックを前記リソースブロックの一時集合に追加し、
ｉｉｉ）前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの通信要件を満たすことができるか否かを判断する、
ことを反復的に処理する手段と、
を備える、通信デバイス。
【請求項８】
上記の前記手段ａ）〜ｃ）を用いて、前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた別のリソースブロックグループを処理するように動作可能である、請求項７に記載の通信デバイス。
【請求項９】
前記手段ａ）〜ｃ）を用いて、前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた各リソースブロックグループを処理するように動作可能であり、前記ユーザデバイスと関連付けられた前記リソースブロックグループの前記処理中に導出された前記リソースブロックの一時集合に基づいて、前記ユーザデバイスに配分するリソースブロックの一時集合を選択するように動作可能である、請求項８に記載の通信デバイス。
【請求項１０】
前記リソースブロックの一時セットを、最適な形で、好ましくは最も少ないリソースブロックを用いて前記ユーザデバイスの前記通信要件を満たすことができる前記リソースブロックの集合に基づいて選択するように動作可能である、請求項９に記載の通信デバイス。
【請求項１１】
前記反復的に処理する手段は、前記判断する手段が、前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの前記通信要件を満たすことができると判断するまで、又は前記選択されたグループ内にこれ以上リソースブロックがなくなるまで、又は前記一時セット内のリソースブロック数が、配分における最大許容リソースブロック数を超えるまで、前記選択されたグループに対し前記反復的な処理を実行するように動作可能である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の通信デバイス。
【請求項１２】
前記反復的に処理する手段は、前記選択されたグループ内にこれ以上リソースブロックがなくなるまで、又は前記一時セット内のリソースブロック数が、配分における最大許容リソースブロック数を超えるまで、前記選択されたグループに対し前記反復的な処理を実行するように動作可能であり、前記通信デバイスは、前記グループ内のリソースブロックの、最良の通信機能を提供する組合せを求める手段を更に備える、請求項１１に記載の通信デバイス。
【請求項１３】
通信システム内の複数のユーザデバイスのうちの選択されたユーザデバイスについてリソースブロックの集合からリソース配分を求めるように動作可能な通信デバイスであって、該通信デバイスは、
各ユーザデバイスについて、各リソースブロックのためのスケジューリングメトリックを取得し、
前記取得されたスケジューリングメトリックに基づいて、前記リソースブロックをユーザデバイスと関連付けられているグループにグループ化し、
前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた選択されたリソースブロックグループ内の前記リソースブロックを用いて、前記選択されたユーザデバイスのための前記リソース配分を求める、
ように動作可能なコントローラ及びメモリを備え、該コントローラ及びメモリは、
ｄ）前記選択されたグループから、該選択されたグループ内の他のリソースブロックよりも良好なスケジューリングメトリックを有する初期リソースブロックを特定し、
ｅ）前記初期リソースブロックを、リソースブロックの一時集合に追加し、
ｆ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックに対して、
ｉ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックから、前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックの近傍にあり、かつ最良のスケジューリングメトリックを有するリソースブロックを選択し、
ｉｉ）前記選択されたリソースブロックを前記リソースブロックの一時集合に追加し、
ｉｉｉ）前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの通信要件を満たすことができるか否かを判断する、
ことを反復的に処理する、
ことによって前記求めることを実行するように動作可能である、通信デバイス。
【請求項１４】
通信デバイスが電気通信ネットワークの基地局である、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の通信デバイス。
【請求項１５】
複数のユーザデバイス及び１つ又は複数の基地局を含む通信システムであって、該１つ又は複数の基地局のうちの少なくとも１つは請求項１４に記載の基地局であり、前記ユーザデバイスのそれぞれについてリソース配分を求めるように動作可能であり、前記複数のユーザデバイスは、前記基地局によって配分された前記リソースを用いて前記基地局と通信するように動作可能である、通信システム。
【請求項１６】
プログラム可能なコンピュータデバイスに、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行させるためのコンピュータ実施可能な命令を含むコンピュータ実施可能プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム内のリソース配分に関する。本発明は、限定ではないが特に、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）通信システムにおける物理リソースブロック（ＰＲＢ）の配分に関する。
【０００２】
本出願は、２００９年１２月２３日付けで出願された、英国特許出願第０９２２５１５．２号に基づき、該特許出願からの優先権の利益を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
シングルキャリアＦＤＭＡは、３ＧＰＰ（第３世代移動通信システムの将来の発展を見据えた、標準規格に準拠した共同作業）において現在研究されているＥ−ＵＴＲＡエアインターフェースに対するアップリンクの多元アクセス方式として選択されている。Ｅ−ＵＴＲＡシステムの下で、効率的かつ高速なリンクアダプテーションを可能とするとともに、最大のマルチユーザ・ダイバーシティ利得を達成するために、複数の移動電話と通信する基地局は、（帯域幅に依存して）時間／周波数リソースの総量を、なるべく多くの同時ユーザに配分する。各移動電話に配分されるリソースは移動電話と基地局との間の瞬時チャネル状態に基づいており、移動電話によってモニタリングされる制御チャネルを通じて通知される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アップリンクの使用を最大にするために、アップリンクにおいてリソースを配分するための計算効率のよいメカニズムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの例示的な態様によれば、本発明は、複数のユーザデバイスのうちの選択されたユーザデバイスについてリソースブロックの集合からリソース配分を求める方法であって、該方法は、各リソースブロックのためのスケジューリングメトリックを取得し、前記取得されたスケジューリングメトリックに基づいて、前記リソースブロックをユーザデバイスと関連付けられているグループにグループ化し、前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた選択されたリソースブロックグループ内の前記リソースブロックを用いて、前記選択されたユーザデバイスのための前記リソース配分を求める、ことを含み、前記求めるステップは、ａ）前記選択されたグループから、規定された特性を満たす（例えば、該選択されたグループ内の他のリソースブロックよりも良好なスケジューリングメトリックを有する）初期リソースブロックを特定し、ｂ）前記初期リソースブロックを、リソースブロックの一時集合に追加し、ｃ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックに対して、ｉ）前記選択されたグループから、近傍リソースブロックを選択し、ｉｉ）前記選択されたリソースブロックを前記リソースブロックの一時集合に追加し、ｉｉｉ）前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの通信要件を満たすことができるか否かを判断する、ことを反復的に処理する、ことを含む、方法を提供する。このように、可能なリソース配分の検索は、選択されたグループ内のリソースブロックの全ての可能な組合せを検討する必要なく実行することができる。
【０００６】
本方法は、上記のように、選択されたユーザデバイスと関連付けられた全てのグループを処理し、次に結果に基づいて配分を選ぶことができるか、又は本方法はリソースブロックグループを順番に処理し、ユーザデバイスの通信要件を満たす配分が見つかったときに終了することができる。上記の方法で全てのグループが処理された場合、選択されるリソースブロックの一時集合は、最も少ないリソースブロックを用いる等、最適な形でユーザデバイスの通信要件を満たすことができるリソースブロックの集合に基づくことができる。
【０００７】
前記反復的に処理することは、前記判断するステップが、前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの前記通信要件を満たすことができると判断するまで、又は前記選択されたグループ内にこれ以上リソースブロックがなくなるまで、前記選択されたグループに対し実行することができる。前記反復的に処理することが、前記選択されたグループ内にこれ以上リソースブロックがなくなるまで前記選択されたグループに対し実行される場合、本方法は、前記グループ内のリソースブロックの、最良の通信機能を提供する組合せを求めることを更に含むことができる。
【０００８】
近傍リソースブロックは、最も良好な関連付けられたスケジューリングメトリックを有する近傍リソースブロックに基づいて選択することができる。
【０００９】
様々な異なるスケジューリングメトリックを用いることができる。１つの例示的な実施の形態では、スケジューリングメトリックは、ユーザデバイスと、該ユーザデバイスが通信するデバイス（例えば基地局）との間の通信チャネルの品質を表す。例えば、リソースブロックについて求められた信号対干渉比を用いることができる。リソース配分が行われると、これをユーザデバイスにシグナリングすることができ、該ユーザデバイスは、次にこの配分を用いて、該ユーザデバイスが基地局と行う通信を制御することができる。
【００１０】
本方法は、様々なリソースブロックのスケジューリングメトリックを求めることを含むこともできるし、スケジューリングメトリックは何らかの他の方法又はデバイスによって提供することもできる。
【００１１】
別の例示的な態様によれば、本発明は、通信システム内の複数のユーザデバイスのうちの選択されたユーザデバイスについてリソースブロックの集合からリソース配分を求めるように動作可能な通信装置であって、該通信装置は、各リソースブロックのためのスケジューリングメトリックを取得する手段と、前記取得されたスケジューリングメトリックに基づいて、前記リソースブロックをユーザデバイスと関連付けられているグループにグループ化する手段と、前記選択されたユーザデバイスと関連付けられた選択されたリソースブロックグループ内の前記リソースブロックを用いて、前記選択されたユーザデバイスのための前記リソース配分を求める手段と、を備え、前記求める手段は、ａ）前記選択されたグループから、該選択されたグループ内の他のリソースブロックよりも良好なスケジューリングメトリックを有する初期リソースブロックを特定する手段と、ｂ）前記初期リソースブロックを、リソースブロックの一時集合に追加する手段と、ｃ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックに対して、ｉ）前記選択されたグループ内の前記リソースブロックから、前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックに隣接するリソースブロックを選択し、ｉｉ）前記選択されたリソースブロックを前記リソースブロックの一時集合に追加し、ｉｉｉ）前記リソースブロックの一時集合内の前記リソースブロックが前記ユーザデバイスの通信要件を満たすことができるか否かを判断する、ことを反復的に処理する手段と、を備える、通信装置を提供する。
【００１２】
通信装置は、ユーザデバイスが通信している基地局の一部を形成することができる。
【００１３】
本発明は、複数のユーザデバイス及び１つ又は複数の基地局を含む通信システムであって、該１つ又は複数の基地局のうちの少なくとも１つは上記の通信装置を含み、前記基地局と関連付けられた各ユーザデバイスについてリソース配分を求めるように動作可能であり、これらの関連付けられたユーザデバイスは、前記基地局によって配分された前記リソースを用いて前記基地局と通信するように動作可能である、通信システムも提供する。
【００１４】
本発明は、全ての開示された方法について、対応するユーザ通信デバイス又はネットワーク通信デバイス上で実行するための対応するコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム製品も提供する。本発明は、本方法を実施するように構成されるか又は動作可能なユーザ通信デバイス及びネットワーク通信デバイス、並びにそれらの構成要素、並びにこれらを更新する方法も提供する。
【００１５】
例示としてのみ与えられ、添付の図面を参照して説明される一例示的な実施形態の以下の詳細な説明から、本発明のこれらの例示的な態様及び他の例示的な態様が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電話網に接続された基地局と通信する複数のユーザ移動（セルラー）電話を含む通信システムを概略的に示す図である。
【図２】周波数サブキャリアがどのようにリソースブロックに分割され、タイムスロットがどのように複数のシンボルに分割されるかを概略的に示す図である。
【図３】図１に示す基地局の主要構成要素を示すブロック図である。
【図４】図３に示す基地局のスケジューラ形成部によって実行される主要ステップを示すフローチャートである。
【図５】様々な移動電話と関連付けられたリソースブロックのグループ又はアイランド（island）を示す図である。
【図６】移動電話用のアップリンクを提供するのに用いることができるリソースブロックの組合せを得るためのアイランドの網羅的検索（exhaustive search）を示す図である。
【図７】本発明を実施して移動電話用のアップリンクを提供するのに用いることができるリソースブロックのセットを特定する検索戦略を示すフローチャートである。
【図８】リソースブロックの候補セットを拡張して移動電話用のアップリンクに用いられるリソースを特定することができる方法を示す図である。
【図９】一実施例において、スケジューラによって実行されるプロセスがどのように動作するかを示す図である。
【図１０】図１に示す移動電話の主要構成要素を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
概説
図１は移動（セルラー）通信システム１を概略的に示しており、その通信システムでは、移動電話３−０、３−１及び３−２のユーザが基地局５及び電話網７を介して他のユーザ（図示せず）と通信することができる。この例示的な実施形態では、基地局５は、移動電話３にダウンリンクデータを送信するのに直交周波数分割多元アクセス（ＯＦＤＭＡ）技法を用い、移動電話３は、該移動電話のアップリンクデータを基地局５に送信するのに単一キャリア周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ）技法を用いる。基地局５は、各移動電話３に、アップリンク及びダウンリンクの双方のリソースを配分する役割を担う。本発明は、基地局５がアップリンクにおいて移動電話３へのリソース配分を求める方法に特に関連する。
【００１８】
ＬＴＥサブフレームデータ構造
基地局５が移動電話３にリソースを配分する特定の方法を検討する前に、ＬＴＥリリース８（Ｒｅｌ８）について合意された一般フレーム構造、したがってこれらのリソースが表すものについて説明する。上述したように、移動電話３が、基地局５とのエアインターフェースを介して自身のデータを送信できるようにするために、アップリンクに対してＳＣ−ＦＤＭＡ技法が用いられる。移動電話３によって送信されることになるデータ量に応じて、基地局５によって（所定の時間）各移動電話３に異なるサブキャリアが配分される。これらのサブキャリア及び時間の配分は、ＬＴＥ仕様書において物理リソースブロック（ＰＲＢ）として規定される。それゆえ、ＰＲＢは時間及び周波数次元を有する。基地局５は、該基地局５がサービス提供しているデバイスごとにＰＲＢを動的に配分し、制御チャネルにおいて、サブフレーム（ＴＴＩ）ごとの配分を、スケジューリングされた移動電話３のそれぞれにシグナリングする。
【００１９】
基地局５とのエアインターフェースを介したＬＴＥ  Ｒｅｌ８の通信について合意された一般的なフレーム構造は、１０ｍｓｅｃ長であり、１ｍｓｅｃの持続時間（送信時間間隔（ＴＴＩ）として知られる）の１０個のサブフレームを含む。各サブフレーム又はＴＴＩは０．５ｍｓｅｃの持続時間の２つのスロットを含む。各スロットは、標準サイクリックプレフィックス（ＣＰ）が用いられるか、又は拡張サイクリックプレフィックスが用いられるかに依拠して、６個又は７個のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを含む。利用可能なサブキャリアの総数は、システムの総送信帯域幅に依拠する。ＬＴＥ標準規格は、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのシステム帯域幅のパラメータを規定し、１つのＰＲＢは、１つのスロットについて１２個の連続したサブキャリアを含むように現在規定されている。また、ＬＴＥ標準規格によって、２つのスロットにわたるＰＲＢが、基地局スケジューラによって割り当てられるリソース配分の最小要素として規定されている。次に、これらのサブキャリアは、コンポーネントキャリア上に変調され、信号を所望の送信帯域幅にアップコンバートする。このため、送信されたアップリンク信号は、Ｎｓｙｍｂ個のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの持続時間の間にＮＢＷ個のサブキャリアを含み、図２に示すようにリソースグリッドによって表すことができる。グリッド内の各ボックスは、１つのシンボル期間のための単一サブキャリアを表し、リソース要素と呼ばれる。示すように、各ＰＲＢ１１は１２個の連続サブキャリア及び（この例では）サブキャリアごとに７つのシンボルから形成されるが、実際には、各サブフレームの第２のスロットにおいても同様に同じ配分が行われる。
【００２０】
基地局
図３は、本発明の例示的な実施形態において用いられる基地局５の主要構成要素を示すブロック図である。示すように、基地局５はトランシーバ回路２１を備え、トランシーバ回路は、１つ又は複数のアンテナ２３を介して、移動電話３に対し信号を送受信し、かつ、ネットワークインターフェース２５を介して、電話網７に対し信号を送受信するように動作可能である。コントローラ２７が、メモリ２９に格納されるソフトウェアに従って、トランシーバ回路２１の動作を制御する。ソフトウェアは、特に、オペレーティングシステム３１と、通信制御モジュール３３と、スケジューラ３５とを含む。通信制御モジュール３１は、基地局５と移動電話３との間及び基地局５と電話網７との間の通信を制御するように動作可能である。スケジューラ３５は、該スケジューラの移動電話３との通信において、トランシーバ回路２１において用いられるリソースを配分するように動作可能である。
【００２１】
この例示的な実施形態では、基地局５のスケジューラ３５は、移動電話３から基地局５へのアップリングデータを送信する際に用いる連続した物理リソースブロックを移動電話３に配分するように構成される。基地局スケジューラ３５はまた、基地局５から移動電話３へのダウンリンクデータを送信する際に用いるリソースを各移動電話３に配分する。
【００２２】
一般的なスケジューリング問題
一般的なスケジューリング問題において、０〜Ｋ−１のラベルを付けられたＫ個のリソースからなるセットが存在し、これらは０〜Ｎ−１のラベルを付けられたＮ人のユーザ（移動電話）間で共有される。ａｕ，ｋを、
ａｕ，ｋ＝１    リソースｋがユーザｕに配分される場合
ａｕ，ｋ＝０    そうでない場合
となるような変数として定義する。
【００２３】
通例、各リソースは１人のユーザにのみ配分することができるため、以下の制約が適用される。
【数１】
0005622002.tif 000002
【００２４】
ψ（ｕ，ｋ）がリソースｋをユーザｎに割り当てることによって得られる利益の基準（measure）である場合、一般的なスケジューリング問題は、全体利益
【数２】
0005622002.tif 000003
を最大にする割当てを見つけることである。
【００２５】
これに対する解は、各リソースを、そのリソースについてψ（ｕ，ｋ）の最大値を有するユーザに割り当てることであり、すなわち、リソースｋについて、ａｊ，ｋ＝１を設定し、ここで、
【数３】
0005622002.tif 000004
である。
【００２６】
ＬＴＥアップリンクスケジューリング問題
Ｅ−ＵＴＲＡＮのロングタームエボリューション（ＬＴＥ）の場合、アップリンクにおいて割り当てられるべきリソースは物理リソースブロック（ＰＲＢ）である。この例では、Ｋはシステム帯域幅内のＰＲＢの総数である（又は代替的に、ユーザデータに利用可能なＰＲＢの総数であり、すなわち、制御チャネル等に割り当てられたＰＲＢは除く）。
【００２７】
ＬＴＥの場合、利益、又は「スケジューリングメトリック」ψ（ｕ，ｋ）は、一般に以下のように定義される。
【数４】
0005622002.tif 000005
ここで、ｒｕ，ｋは移動電話ｕがＰＲＢ  ｋにおいて達成することができる瞬時データレートである。これはＰＲＢ  ｋにおいて移動電話ｕによってサポートすることができる変調符号化方式（ＭＣＳ）の関数であり、そしてＭＣＳは瞬時チャネル状態に依拠する。チャネル状態は通常、移動電話３によって周期的に送信される既知の基準信号（サウンディング基準信号又はＳＲＳと呼ばれる）の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を測定することによって推定される。Ｔｕは現在移動電話ｕによって達成されている平均スループットであり、αはスケジューラ３５の「公平性」を制御する正の定数（通常１．０と２．０との間）である。
【００２８】
ψ（ｕ，ｋ）の上記の定義に基づいて動作するスケジューラ３５は、通常、比例公平スケジューラと呼ばれる。ψ（ｕ，ｋ）の他の定義も当然可能であり、以下の説明はψ（ｕ，ｋ）のいかなる特定の定義にも依拠しない。
【００２９】
ＬＴＥアップリンクスケジューリング問題は複数の追加の制約を有する。これらは以下にリストされる。
１．移動電話３に配分されるＰＲＢは連続していなくてはならない。これは、ＬＴＥアップリンクのために用いられる変調のタイプによって課されるいわゆる「単一キャリア」制約である。
２．移動電話３に配分されるＰＲＢ数が１より大きい場合、その数は、２、３、及び５以外の因数を有してはならない。換言すれば、その数はＴＳ３６．２１１バージョン８．０．０セクション５．３．３（その内容は参照により本明細書に援用される）に規定するように、以下の関係
【数５】
0005622002.tif 000006
を満たさなくてはならない。
３．所与の移動電話３は、該移動電話に配分された全てのＰＲＢにおいて同じＭＣＳを用いなくてはならない。これは、或るＰＲＢ  ｋのためのメトリックψ（ｕ，ｋ）が、いずれの他のＰＲＢが移動電話ｕに配分されたかに依拠することを意味する。
４．ＬＴＥアップリンクにおいて、各ＰＲＢにおいて受信した電力を基地局５によって設定された目標値に近づけておくために、低速電力制御が用いられる。しかしながら、移動電話３は、超えることができない最大総送信電力Ｐｍａｘを有する。割り当てられたＰＲＢ数が大きすぎる場合、移動電話３は、各ＰＲＢにおいて電力制御目標を満たすのに十分な電力を送信することができなくなる。これは「電力クリッピング」として説明される。電力クリッピング状態において、より多くのＰＲＢを移動電話３に割り当てることによって、総送信電力は変わらないが、ＰＲＢあたりの電力が低下することとなり、これは、移動電話３に割り当てるＭＣＳを選択する際に考慮に入れなくてはならない（移動電話３が電力クリッピングしていないとき、更なるＰＲＢを割り当てることによって総送信電力が増大するが、ＰＲＢあたりの電力は変化しない）。
５．移動電話３は、現在キュー内に待機している全てのデータを送信するのに必要であるよりも多くのＰＲＢを配分されるべきでない。
【００３０】
これらの追加の制約は、一般的なスケジューリング問題において用いられる単純な解を適用することができないことを意味する。実際に、利益関数
【数６】
0005622002.tif 000007
を最大にする唯一の方法は、全ての可能な配分にわたる網羅的検索によるものであり、これは計算の観点から非常にコストが高い。したがって、全ての実際的なＬＴＥスケジューリングアルゴリズムは、妥当な計算コストを用いて可能な限り最良の配分を達成しようとする或る種の準最適検索戦略に依存する。本発明は１つのこうした検索戦略を提案しており、該戦略を以下で説明する。
【００３１】
スケジューラ動作
定義
Ｒ  スケジューラ３５によって割り当てるのに利用可能な全てのＰＲＢで満たされた利用可能なＰＲＢの集合。
Ｕ  新たな送信を要求する移動電話３の集合（ＨＡＲＱ再送信を要求する移動電話３のスケジューリングは別個のアルゴリズムによってハンドリングされる）。
Ｉ（ｕ，ｉ）  ユーザ移動電話ｕに属する連続ＰＲＢの候補アイランドの集合。全ての移動電話について空集合に初期化される。
Ａｕ  移動電話ｕに割り当てられたＰＲＢの集合。全ての移動電話について空集合に初期化される。
Ａｕ＿ｔｅｍｐ  一時的に移動電話ｕに割り当てられたＰＲＢの集合。全ての移動電話について空集合に初期化される。
ＴＢＳｍａｘ（ｕ，ｉ）  所与のアイランドにおいて移動電話に配分することができる最大トランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）。
ＴＢＳｔｅｍｐ（ＰＲＢ）  １組のＰＲＢを割り当てた結果のＴＢＳ。
ＳＩＲ（ｋ）  ＰＲＢ  ｋについて測定されたＳＲＳ  ＳＩＲ。
Ｎｕｓｅｒｓ  スケジューリングされたユーザ数。
【００３２】
図４は、図３に示すスケジューラ３５によって実行される処理ステップを示すフローチャートである。示すように、ステップｓ１において、スケジューラ３５は以下のようにスケジューリングパラメータを初期化する。
【００３３】
移動電話ｕに物理リソースブロック（ＰＲＢ）ｋのみが割り当てられると仮定して、各ＰＲＢ  ｋにおける各移動電話ｕのスケジューリングメトリックψ（ｕ，ｋ）が計算される。
【００３４】
Ｒ、すなわち利用可能なＰＲＢの集合は、スケジューラ３５によって割り当てるのに利用可能な全てのＰＲＢで満たされる。
【００３５】
Ｕ、すなわち候補移動電話の集合は、送信されるデータを有し、動的送信を要求しているユーザで初期化される（候補ユーザ数を低減するために事前選択アルゴリズムを適用することができる）。
【００３６】
Ａｕ、すなわち移動電話ｕに割り当てられたＰＲＢの集合が、全ての移動電話について空集合に初期化される。
【００３７】
次に、ステップｓ３において、スケジューラ３５は、利用可能なＰＲＢの集合（Ｒ）が空でないことを検査する。空である場合、処理が終了し、空でない場合、スケジューラ３５は、ステップｓ５において候補移動電話の集合（Ｕ）が空であるか否かを検査する。空である場合、処理は終了し、そうでない場合、スケジューラ３５はステップｓ７に進む。ステップｓ７において、スケジューラ３５は配分のための移動電話（ＭＴ）を選択する。スケジューラ３５は、まず、配分されていない各ＰＲＢ  ｋについて、このＰＲＢにおける最良メトリックψ（ｕ，ｋ）を有する移動電話を見つけることによってこの選択を行う。
【数７】
0005622002.tif 000008
【００３８】
次に、スケジューラ３５は、所与の移動電話が全ての他の移動電話よりも高いメトリックを有する連続ＰＲＢのブロックを特定する。連続ＰＲＢの各ブロック又はグループは、以下の説明において「アイランド」と呼ばれる。移動電話は２つ以上のアイランドを有することができる。図５に示す例では、移動電話３−０は２つのアイランドを有するのに対し、移動電話３−１及び３−２は１つのアイランドを有する。次に、スケジューラ３５は、各アイランド（ｉ）について、アイランド内の全てのＰＲＢにわたってスケジューリングメトリックの和を計算する。
【数８】
0005622002.tif 000009
【００３９】
最終的に、ステップｓ７において、スケジューラ３５はμ（ｉ）の最大値を有するアイランドを選択し、配分のためにスケジューリングする対応する移動電話ｕ０を選択する。
【００４０】
ステップｓ９において、スケジューラ３５は選択された移動電話ｕ０に属するアイランドを抽出する。この時点において、アイランドは、任意選択で、エッジにおいて更なるＰＲＢを付加することによって拡張することができる。ステップｓ１１において、スケジューラ３５は、選択されたユーザｕ０に属する各アイランドを調べ、アイランド内で、ＴＢＳ（トランスポートブロックサイズ）を最大にするか、又は可能な限り最も少ないＰＲＢを用いてユーザのキューを空にするＰＲＢの組合せを見つける。これが、選択された移動電話に割り当てられるＰＲＢ配分である。
【００４１】
ＴＢＳは割り当てられたＰＲＢの数と、これらのＰＲＢにおいてサポートすることができるＭＣＳとの関数である。ＭＣＳを選択する厳密な方法は変化する可能性があるが、通常、ブロック内のＰＲＢのそれぞれからのＳＩＲ測定値を組み合わせることによって、ＰＲＢの割り当てられたブロックの「有効ＳＩＮＲ（effective SINR）」を見つけることを伴う。次に、この有効ＳＩＮＲはしきい値の集合と比較され、適切なＭＣＳが選択される。該適切なＭＣＳはＭＣＳインデックスによって識別される。有効ＳＩＮＲが最低しきい値未満である場合（最もロバストなＭＣＳであってもサポートすることができないことを意味する）、ＭＣＳインデックスを−１に設定し、対応するＰＲＢ割当てが回避されるべきであることを示すことができる。ＭＣＳインデックスが見つけられると、３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１３バージョン８．８．０セクション７．１．７．２．１に記載されているように、ＴＢＳを取得することができる。ＭＣＳインデックスが−１である場合、ＴＢＳは０に設定することができる。
【００４２】
ステップｓ１３において、スケジューラ３５はＲ、Ｕ、及びＮｕｓｅｒｓを更新する。特に、スケジューラ３５は、候補（Ｕ）から、選択された移動電話を除去し、可能なＰＲＢの集合（Ｒ）から、選択された移動電話に配分されたＰＲＢを除去し、送信のためにスケジューリングされた移動電話数（Ｎｕｓｅｒｓ）に１を加算する。次に、スケジューラ３５は、ステップｓ１５において、（Ｎｕｓｅｒｓをしきい値と比較することによって）最大数の移動電話がリソースを配分されたか否かを検査する。最大数に達していない場合、処理はステップｓ３に戻り、ステップｓ３において上記のプロセスが繰り返される。
【００４３】
上述したように、理想的にはステップｓ１１において、スケジューラ３５は、ＴＢＳを最大にするか、又は最も少ない数のＰＲＢを用いてユーザのデータキューを空にするＰＲＢの組合せを見つけるために、（図６に概略的に示すような）所与のアイランド内の全ての可能なＰＲＢ割当てをテストする。しかしながら、テストされる可能なＰＲＢの組合せの数が多数であるので、こうした方法の複雑度は実施に適していない。ここで実際の実施態様により適した代替的な方法を説明する。
【００４４】
この例示的な実施形態においてスケジューラ３５によって実行される方法が図７に示され、選択された移動電話（ｕ０）に属する各アイランドについて実行される。本方法の目的は、ＴＢＳを最大にするＰＲＢのセットを見つけるように試みることである。
【００４５】
最初にステップｓ２１において、スケジューラ３５は集合Ａｕを空集合に初期化して、ＴＢＳｍａｘを０に初期化する。次に、ステップｓ２３において、スケジューラ３５は、処理されている現在のアイランド内で最も高いＳＩＲ値を有するＰＲＢを見つける。次に、スケジューラ３５はこのＰＲＢ（すなわち最も高いＳＩＲ値を有するＰＲＢ）のみを含むようにＡｕ＿ｔｅｍｐを初期化する。ステップｓ２５において、スケジューラ３５は有効ＭＣＳインデックス及び結果として得られるＴＢＳを計算し、この値をＴＢＳｔｅｍｐに格納する。ステップｓ２７において、スケジューラ３５は、Ａｕ＿ｔｅｍｐにおけるＰＲＢ数が、アイランドにおける最大ＰＲＢ数未満であり、かつ現在のＴＢＳｔｅｍｐがキューサイズ（すなわちアップリンクにおいて移動電話によって送信されるデータ量）未満であるか否かを確かめる。この条件が満たされる場合、処理はステップｓ２９に進み、そうでない場合、処理はステップｓ４３に進む。ステップｓ４３は以下で説明される。ステップｓ２９において、スケジューラ３５は、Ａｕ＿ｔｅｍｐ内の集合に隣接した最も良好なＰＲＢを見つける。これは、ＰＲＢのＳＩＲを、Ａｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢの集合の左及び右と比較し、最も高いＳＩＲを有するＰＲＢを選択することによって行われる。Ａｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢは、アイランドのエッジにある可能性があり、このため次に選択される候補ＰＲＢが１つしか存在しない可能性があることに留意されたい。選択されたＰＲＢはＡｕ＿ｔｅｍｐに追加される。ステップｓ２９において実行される処理は図８に示され、図８は、３つの異なるアイランド５１−１、５１−２、及び５１−３、並びに各アイランド５１の下に、それぞれ５３−１、５３−２、及び５３−３としてラベル付けされた集合Ａｕ＿ｔｅｍｐ内の現在のＰＲＢを示している。集合Ａｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢの左及び右の候補ＰＲＢが影付きにされている。アイランド５１−１の場合、２つの可能なＰＲＢが存在し、最も高いＳＩＲを有するＰＲＢ（この例では右側のＰＲＢ）が選択され、（矢印によって表されるように）集合Ａｕ＿ｔｅｍｐに追加される。アイランド５１−２及び５１−３について、Ａｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢは対応するアイランドのエッジにあり、このため、アイランド５１−２の場合、右側のＰＲＢが集合Ａｕ＿ｔｅｍｐに追加され、アイランド５１−３の場合、左側のＰＲＢが集合Ａｕ＿ｔｅｍｐに追加される。
【００４６】
ステップｓ２９に続いて、スケジューラ３５は、ステップｓ３１において、Ａｕ＿ｔｅｍｐのサイズが許容される、すなわち、Ａｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢ数が２、３、及び５以外のいかなる因数も有しない（すなわち
【数９】
0005622002.tif 000010
規則を満たす）か否かを検査する。許容されない場合、処理は上記で検討したステップｓ２７に戻る。許容される場合、処理はステップｓ３３に進む。ステップｓ３３において、スケジューラ３５は集合Ａｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢの有効ＭＣＳインデックスを計算する。ステップｓ３５において、ＭＣＳインデックスが−１に等しく、かつ電力がクリッピングしている（すなわち、移動電話電力＞Ｐｍａｘ）場合、現在のアイランドのための処理が終わり、スケジューラ３５はステップｓ４９に進み、次のアイランドを検討する。そうでない場合、スケジューラ３５は、ステップｓ３７において、計算されたＭＣＳインデックス及びＡｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢについて、結果として得られるＴＢＳｔｅｍｐを見つける。一方、ＭＣＳインデックス＝−１によって、結果としてＴＢＳ＝０が得られることに留意されたい。
【００４７】
ステップｓ３９において、スケジューラ３５は、ＴＢＳｔｅｍｐのこのように求められた値が、現在のアイランドについて以前に得られたＴＢＳの最大値（すなわちＴＢＳｍａｘ（Ｉｓｌａｎｄ））よりも大きいか否かを判断する。大きい場合、スケジューラ３５はステップｓ４１において、ＴＢＳｍａｘ（Ｉｓｌａｎｄ）を更新し、その後ステップｓ２７に戻る。ステップｓ２７において、アイランド内にこれ以上ＰＲＢが残されていないか、又はＴＢＳｔｅｍｐがキュー内のアップリンクデータを送信するのに十分になると、処理はステップｓ４３に進み、ステップｓ４３において、現在のアイランドについて得られたＴＢＳの最大値（ＴＢＳｍａｘ（Ｉｓｌａｎｄ））がキューサイズよりも大きい場合、ＴＢＳｍａｘ（Ｉｓｌａｎｄ）はキューサイズまで低減される。次に、処理はステップｓ４５に進み、ステップｓ４５において、スケジューラ３５は、ＴＢＳｍａｘ（Ｉｓｌａｎｄ）の値が、同じ移動電話３と関連付けられた他のアイランドから得られた最大ＴＢＳ（ＴＢＳｍａｘ）以上であるか否かを判断する。ＴＢＳｍａｘ以上でない場合、処理はステップｓ４９に進み、次のアイランドを検討する。ＴＢＳｍａｘ以上の場合、処理はステップｓ４７に進む。スケジューラ３５は、ＴＢＳｍａｘ（Ｉｓｌａｎｄ）が最大ＴＢＳ（ＴＢＳｍａｘ）よりも大きい場合、Ａｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢの組合せを用いて（Ａｕ）を更新し、そうでない場合、現在のアイランドについてのＡｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢの組合せが、現在の移動電話３についてこれまで得られたＰＲＢの組合せ（Ａｕ）よりも良好であるか否かを検討する。この例示的な実施形態では、ＰＲＢの最良の組合せは、最も少ないＰＲＢを有する組合せであり、同じ数のＰＲＢを有する場合、最も高い有効ＳＩＲを有するＰＲＢの組合せである。現在のアイランドについてのＡｕ＿ｔｅｍｐ内のＰＲＢの組合せがより良好である場合、ＡｕはＡｕ＿ｔｅｍｐとして設定され、そうでない場合、変更は行われず、処理は、次のアイランドの検討のためにステップｓ４９に続く。所与の移動電話について全てのアイランドが上記の方式で処理されたとき、スケジューラ３５は、集合Ａｕにおいて、移動電話ｕ０に割り当てるＰＲＢを特定している。次に、処理は次の移動電話について繰り返すことができる。
【００４８】
図９は上記の処理の例を示しており、ここで、各ＰＲＢのＳＩＲはＰＲＢを表すボックス内に含まれる数によって規定される。このため、説明される例において、現在選択された移動電話は２つのアイランド（アイランド０及びアイランド１をラベル付けされる）を有し、４００バイトのキューサイズを有する。図９は、Ａｕ＿ｔｅｍｐの各集合が上記の手順を用いて構築されるときに、各集合について求められるＴＢＳを示している。図９から見て取ることができるように、アイランド０は２５０バイトの最大ＴＢＳをサポートすることができるのに対し、アイランド１は４３０バイトの最大ＴＢＳをサポートすることができ、これはキューを空にするのに十分である。このため、このＰＲＢの組合せ（図９において５５としてラベル付けされる）が選択される。
【００４９】
「弱い」ＰＲＢを追加した結果として、求められるＴＢＳが低下し得る可能性があることに留意されたい。しかしながら、ＴＢＳは再び増大する場合があるので、検索は更なるＰＲＢを追加することによって継続するべきである。これは、最終ＰＲＢがＡｕ＿ｔｅｍｐに追加されたときにＴＢＳが２５０から２００に減少するときのアイランド０、及び５のＳＩＲを有するＰＲＢがＡｕ＿ｔｅｍｐに追加されたときにＴＢＳが３５０から３００に低下するときのアイランド１について、図９にも示されている。
【００５０】
移動電話
図１０は、図１に示す移動電話３のそれぞれの主要構成要素を概略的に示している。示すように、移動電話３は、１つ又は複数のアンテナ７３を介して基地局５に対して信号を送受信するよう動作可能なトランシーバ回路７１を備える。示すように、移動電話３は、移動電話３の動作を制御し、トランシーバ回路７１、並びに、ラウドスピーカ７７、マイクロフォン７９、ディスプレイ８１、及びキーパッド８３に接続されているコントローラ７５も備える。コントローラ７５は、メモリ８５内に格納されているソフトウェア命令に従って動作する。示すように、これらのソフトウェアの命令は、特に、オペレーティングシステム８７、リソース判断モジュール８９、及び通信制御モジュール９１を含む。リソース判断モジュール８９は、基地局５からシグナリングされたリソース配分データを復号し、アップリンク及びダウンリンクの双方について移動電話の物理リソースブロック配分を求めるように動作可能であり、通信制御モジュールは、基地局５によって配分されたリソースを用いて基地局５との通信を制御するように動作可能である。
【００５１】
変更及び代替
詳細な実施形態について上記で説明した。当業者であれば理解するように、上記の例示的な実施形態に具体化された本発明の恩恵を受けつつ、これらの実施形態に対して、多数の変更及び代替を行うことができる。ここで、例示として、これらの代替及び変更のうちのいくつかについてのみ説明する。
【００５２】
上記の例示的な実施形態では、上記で説明したリソース配分技法が用いられた、移動電話に基づく通信システムを説明した。当業者であれば理解するように、こうした通信のためのリソースをスケジューリングするための技法を、複数のリソースブロックを用いる任意の通信システムにおいて用いることができる。一般的な場合においては、基地局は、多数の異なるユーザデバイスと通信する通信ノードに置き換えられる。例えば、本明細書全体を通じて、用語「移動電話」が用いられているが、説明される方法及び装置は、任意の通信ユーザデバイス、例えば携帯情報端末、ラップトップコンピュータ、ウェブブラウザ等に等しく適用可能である。
【００５３】
上記の例示的な実施形態では、基地局は、２０ＭＨｚの動作帯域幅を有すると仮定され、各リソースブロックは１２個のサブキャリアを含んでいた。当業者であれば理解するように、本発明は、この特定のサイズの帯域幅又はリソースブロックサイズにも、上述したサブキャリアの周波数間隔にも限定されない。
【００５４】
上記の例示的な実施形態では、スケジューラは、リソースブロックの潜在的な集合（Ａｕ＿ｔｅｍｐ）の開始点として、アイランド内で最良のＳＩＲ値を有するリソースブロックを特定した。当業者であれば理解するように、いくつかの実施形態では、最良のＳＩＲ（又は他のスケジューリングメトリック）を有するリソースブロックで開始することは必須ではない。例えば、２番目又は３番目に最良のスケジューリングメトリックを有するブロックを開始点として用いることができる。
【００５５】
上記の例示的な実施形態では、基地局は、選択されたユーザデバイス（移動電話）と関連付けられたリソースブロックの全てのグループ（又はアイランド）を処理し、ユーザデバイスへの割当てのためにリソースブロックの最良のセットを選択した。代替の例示的な実施形態では、基地局は、単にグループを順番に処理し、必要とされる通信機能を提供することができるリソースブロックのセットが特定されたときに終了することができる。
【００５６】
上記の例示的な実施形態では、多数のソフトウェアモジュールについて説明した。当業者であれば理解するように、ソフトウェアモジュールは、コンパイル形式又は非コンパイル形式で提供されてもよく、基地局若しくは移動電話に、コンピュータネットワークを介した信号として供給されてもよく、又は記録媒体上において供給されてもよい。さらに、このソフトウェアの一部又は全部によって実施される機能は、１つ又は複数の専用ハードウェア回路を用いて実施されてもよい。しかしながら、ソフトウェアモジュールの使用によって、基地局５及び移動電話３の機能を更新するために該基地局５及び移動電話３を更新することが容易になるため、ソフトウェアモジュールの使用が好ましい。また、上記で説明したモジュールは、別個のモジュールとして規定されない場合があり、代わりに、基地局及び／又は移動電話のオペレーティングシステム内に組み込んでもよい。
【図１】
0005622002.tif 000011
【図２】
0005622002.tif 000012
【図３】
0005622002.tif 000013
【図４】
0005622002.tif 000014
【図５】
0005622002.tif 000015
【図６】
0005622002.tif 000016
【図７】
0005622002.tif 000017
【図８】
0005622002.tif 000018
【図９】
0005622002.tif 000019
【図１０】
0005622002.tif 000020