(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークのスモール・セルの基地局に属するユーザ装置のアップリンク通信での出力レベルを管理するための方法であって、前記属するユーザ装置の出力レベルを決定する際に、前記基地局で生じた干渉レベルにおける隣接するセルのユーザ装置からの干渉が考慮され、
前記属するユーザ装置の最大出力レベルは、擬似乱数アルゴリズムに従って時間とともに変動する、方法。
【請求項２】
前記基地局で生じる前記干渉レベルでの前記隣接するセルのユーザ装置の貢献が増加すると、前記基地局に属する前記ユーザ装置の最大出力レベルは減少する、請求項１に記載の出力レベルを管理する方法。
【請求項３】
前記管理は、トラフィック変動および干渉レベル変動を考慮するために動的である、請求項１または２に記載の出力レベルを管理する方法。
【請求項４】
前記擬似乱数アルゴリズムは、隣接するセルの数に関して構成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の出力レベルを管理する方法。
【請求項５】
アップリンク・トラフィックは、拡張専用チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）技術を通じて伝送される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の出力レベルを管理する方法。
【請求項６】
セル・クラスターで使用され、前記セル・クラスター内の干渉軽減につながる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の出力レベルを管理する方法。
【請求項７】
前記擬似乱数アルゴリズムは、２つの隣接セルの前記属するユーザ装置の最大出力レベルが、同時に高レベルに対応する可能性を減らすように構成される、請求項６に記載の出力レベルを管理する方法。
【請求項８】
ネットワークのスモール・セルにおいてユーザ装置のアップリンク通信での出力レベルを管理するための命令を含む無線資源管理アルゴリズムであって、前記属するユーザ装置の出力レベルを決定する際に、前記干渉レベルにおける隣接するセルのユーザ装置からの干渉が考慮され、前記属するユーザ装置の最大出力レベルは、擬似乱数アルゴリズムに従って時間とともに変動する、無線資源管理アルゴリズム。
【請求項９】
スモール・セル基地局であって、前記基地局に属する少なくとも１つのユーザ装置のアップリンク通信での出力レベルを決定するための手段と、前記少なくとも１つの属するユーザ装置に出力レベル命令を送信するための手段と、前記属するユーザ装置の出力レベルを決定する際に、前記基地局で生じた干渉レベルにおける隣接するセルのユーザ装置からの干渉を考慮する手段と、を含み、前記属するユーザ装置の最大出力レベルを、擬似乱数アルゴリズムに従って時間とともに変動するための手段をさらに含む、基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気通信の分野に関し、より具体的にはスモール・セルを含むセルラー・ネットワークにおけるアップリンク（ＵＬ）出力レベル管理の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラフィックの増加は、特に都市地域において、ネットワーク容量の拡張を可能にするスモール・セルの開発につながった。実際に、図１に示すように、１つのマクロ・セル（ａ）によって扱われる領域が、多数のスモール・セル（ｂ）によって扱われ、これによって１つのセル当たりのアクティブなユーザの数が減るため、１人のユーザの帯域幅を増やすことにつながる。そのようなスモール・セルは、一般的に、マクロ・セルに加えて使用され、屋内の受信範囲を改善したり、または局所的なホット・スポットを提供したりするために主に使用される。
【０００３】
マクロ・セルでは、図２に示すように、基地局１と隣接するセル（セルＣ２に関してセルＣ１など）のユーザ装置３との間の距離Ｄによって引き起こされる出力制御および伝送損失の隔離、ならびにセル境界の近く、結果的に柔軟なハンドオーバー領域５に位置するユーザ装置の柔軟なハンドオーバー制御のために、アップリンク（ＵＬ）セル間干渉は無視できる。したがって、マクロ・セルで使用される出力管理アルゴリズムは、セル内干渉レベルに関してユーザ装置３の出力レベルを選択する。
【０００４】
マクロ・セルとは違い、図３に示すｃ３およびｃ４などのスモール・セルは、一般的に、（ラスト・マイルのコストを減らすために）柔軟なハンドオーバー機構を持たず、基地局１と隣接するセルとの間の短縮された距離ｄにより、（マクロ・セルの）伝送損失の隔離が打ち消され、無視できないセル間干渉を引き起こす。
【０００５】
したがって、マクロ・セルに使用される出力レベル管理アルゴリズムは、スモール・セルでは効率的に適用することができない。実際に、隣接するセルのユーザ装置３を考慮せずにスモール・セルのユーザ装置３の出力レベルを増やすと、両方のセルにおいて干渉が増え、隣接するセルのユーザ装置の出力レベルが増加し、異なる隣接するセルの間でアバランシェ効果を引き起こし、最終的には接続の停止につながる。伝送スループットを改善するために、ユーザ装置の出力レベルが高レベルに達し、アップリンクの過負荷を生じさせる可能性があるため、この問題は拡張専用チャネル（Ｅ−ＤＣＨ：ｅｎｈａｎｃｅｄ−ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）などの技術においてさらに重要になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、スモール・セルの基地局に属するユーザ装置の出力管理を可能にする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明は、ネットワークのスモール・セルの基地局に属するユーザ装置のアップリンク通信において出力レベルを管理するための方法に関し、属するユーザ装置の出力レベルを決定する際に、前記基地局で生じる干渉レベルでの隣接するセルのユーザ装置の貢献が考慮される。
【０００８】
本発明の他の態様によると、前記基地局で生じる干渉レベルでの隣接するセルのユーザ装置の貢献が増加すると、基地局に属するユーザ装置の最大出力レベルは減少する。
【０００９】
本発明の追加の態様によると、前記管理は、トラフィック変動および干渉レベル変動を考慮するために動的である。
【００１０】
本発明のさらに他の態様によると、属するユーザ装置の最大出力レベルは、擬似乱数アルゴリズムに従って時間とともに変動する。
【００１１】
本発明の他の態様によると、擬似乱数アルゴリズムは、隣接するセルの数に関して構成される。
【００１２】
本発明の追加の態様によると、アップリンク・トラフィックは拡張専用チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）技術を通じて伝送される。
【００１３】
本発明のさらに他の態様によると、前記方法は、セル・クラスターで使用され、前記セル・クラスター内の干渉軽減につながる。
【００１４】
本発明の追加の態様によると、擬似乱数アルゴリズムは、２つの隣接セルの属するユーザ装置の最大出力レベルが、同時に高レベルに対応する可能性を減らすように構成される。
【００１５】
本発明は、また、ネットワークのスモール・セルにおいてユーザ装置のアップリンク通信での出力レベルを管理するための命令を含む無線資源管理アルゴリズムに関し、属するユーザ装置の出力レベルを決定する際に、干渉レベルでの隣接するセルのユーザ装置の貢献が考慮される。
【００１６】
本発明は、また、スモール・セルの基地局であって、前記基地局に属する少なくとも１つのユーザ装置のアップリンク通信での出力レベルを決定するための手段と、前記少なくとも１つの属するユーザ装置に出力レベル命令を送信するための手段とを含み、属するユーザ装置の出力レベルを決定する際に、前記基地局で生じた干渉レベルでの隣接するセルのユーザ装置の貢献が考慮される基地局に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】マクロ・セル（ａ）およびスモール・セル（ｂ）の受信範囲を示す図である。
【図２】マクロ・セルの構成を示す図である。
【図３】スモール・セルの構成を示す図である。
【図４】本発明による２個の隣接するスモール・セルの第１の構成における出力配分を示す図である。
【図５】本発明による２個の隣接するスモール・セルの第２の構成における出力配分を示す図である。
【図６】本発明による基地局によって属するユーザ装置に割り当てられた最大出力レベルの時間にともなう変遷を示す図である。
【図７】本発明による時間にともない２つの隣接する基地局によって属するユーザ装置に割り当てられた最大出力レベルの時間にともなう変遷を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書で使用する場合、「ＲＯＴ」という用語は熱雑音分の増加量（Ｒｉｓｅ  Ｏｖｅｒ  Ｔｈｅｒｍａｌ）の頭字語を指す。
【００１９】
本明細書で使用する場合、「ＲＲＭ」という用語は、無線資源管理（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）の頭字語を指す。
【００２０】
本明細書で使用する場合、「スモール・セル」という用語は、例えばフェムト・セル、ピコ・セル、またはマイクロ・セルなど小さな半径を有するセルを指す。
【００２１】
本発明の実施形態は、前記基地局１の隣接するセルに位置するユーザ装置３によって生じた干渉に関して、スモール・セルの基地局１に属するユーザ装置３のアップリンク通信の最大出力レベルの適応に関する。
【００２２】
属するユーザ装置３のアップリンク通信の出力レベルは、基地局１によって測定される信号品質に関して決定され、最大の熱雑音分の増加量（ＲＯＴ）のしきい値によって上限が制限される。したがって、ユーザ装置３と基地局１との間のアップリンク通信の品質が低すぎて効率的な接続を提供できない場合、ユーザ装置３の放出出力を高めて通信の品質を改善するために、基地局１のアップリンク・スケジューラは、ユーザ装置３に要求を送信する。しかし、この出力レベルは、干渉を限定し、接続されている異なるユーザ装置３の間で公平性を提供するために限定するべきである。したがって、最大出力レベルは、接続されているユーザ装置３によって要求されるトラフィックの量に関して、無線資源管理（ＲＲＭ）アルゴリズムによって決定される。
【００２３】
そのような出力の配分は帯域幅割り当てとして記述することができ、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の測定に基づいて決定され、熱雑音分の増加量（ＲＯＴ）の要素として処理される。これは次のように定義される。
ＲＯＴ＝Ｉｔｏｔ／Ｎ０、ここでＩｔｏｔは、基地局１によって受信される全出力であり、Ｎ０は熱雑音出力である。
【００２４】
全受信出力Ｉｔｏｔは、次のように分解することができる。
【００２５】
【数１】
0005496360.tif 000002
Ｅｉは、ｉ番目の属するユーザ装置によって受信される出力であり、Ｅｊは、隣接するセルに属するｊ番目のユーザ装置によって受信される出力である。
【００２６】
すでに述べたように、マクロ・セルの場合には、Ｅｊは無視することができ、アップリンク・スケジューラの出力管理アルゴリズムは、利用可能な全出力および基地局１で生じる干渉レベルに関して、属するユーザ装置間の出力の量を分散し、属する異なるユーザ装置３の間の公平性の基準を尊重する。
【００２７】
しかし、スモール・セルの場合には、特に拡張専用チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）を使用するネットワークの場合には、Ｅｊ値は無視できず干渉レベルに貢献するため、基地局１で受信される信号品質に影響を及ぼす。結果として、前記貢献は、スケジューラによる出力レベルの管理を変更し、隣接するセルのユーザ装置３の貢献に対応するアップリンク（ＵＬ）無線資源管理（ＲＲＭ）アルゴリズムにおいて追加的な出力の予約を導入することを意味する。予約は隣接するセルの数に依存する可能性があることに注意されたい。
【００２８】
そのような差は図４に示している。図４では出力配分は２つの隣接するスモール・セルｃ３およびｃ４について表されている。出力配分は、複数の部分に分割することができる。
−熱雑音出力（Ｎ０）７に対応する部分、
−属するユーザ装置の熱雑音分の増加量（ＲＯＴ）９に対応する部分、
−隣接するセルのユーザ装置の熱雑音分の増加量（ＲＯＴ）１１に対応する部分、および
−ユーザ装置を基地局に新しく取り付ける場合に、正しく機能させるために必要な差に対応する「収束」のための差１３に対応する部分。
【００２９】
したがって、この構成では、それら
【００３０】
【数２】
0005496360.tif 000003
がセルｃ３の値に貢献するため、スモール・セルｃ３のアップリンク・スケジューラは、隣接するセルｃ４のユーザ装置ＵＥ１およびＵＥ２用の出力資源１１を予約しなければならない。
【００３１】
同様に、セルｃ４は、隣接するセルｃ３のユーザ装置ＵＥ３を考慮するためにＵＬリソース１１を予約しなければならない。
【００３２】
出力配分は、属するユーザ装置の変動および
【００３３】
【数３】
0005496360.tif 000004
が値に貢献するため干渉レベルに貢献する隣接するセルのユーザ装置の数の変動を考慮するために、この定義された範囲内で動的な状態を維持する。
【００３４】
図５は、図４に示すセルの組の他の構成を表し、ユーザ装置ＵＥ３は、セルｃ３の基地局１にもはや属していない。
【００３５】
したがって、セルｃ４の全体的な干渉レベルが下がり、隣接するセルｃ３に影響することなく、より大きな出力を基地局１からＵＥ１およびＵＥ２に割り当てることができる。結果として、セルｃ４の属する装置のＲＯＴ値９が増加する一方、セルｃ３に属するユーザ装置がなくなるため、隣接するセルのユーザ装置に対応するＲＯＴ部分１１がなくなる。
【００３６】
セルｃ３について、属するユーザ装置がなくなるため、ネットワーク・パフォーマンスに影響を与えることなく、隣接するセルｃ４のユーザ装置ＵＥ１およびＵＥ２に予約されたリソース・レベル１１に追加のリソースを追加することができる。したがって、干渉レベルを調整し、ネットワークを正しく機能させるために、属するユーザ装置の数が変動するたびに、スモール・セルおよびその隣接するセルの出力レベル配分が更新される。
【００３７】
したがって、本発明によると、隣接するセルに位置するユーザ装置によるＲＯＴのバースト（つまり干渉レベルの一時的な増加）を考慮するため出力資源も予約され（例えばバースト・データ転送を使用する）、基地局で生じる干渉レベルに貢献する。ＲＲＭアルゴリズムの計算に基づいて、アップリンク・スケジューラは、属するユーザ装置の出力レベルを定義し、出力レベル命令は前記属するユーザ装置に送信される。
【００３８】
結果として、隣接するセルのユーザ装置によって生じる干渉レベルを考慮して、スモール・セル内の出力配分をそのように管理することで、異なるユーザ間に公平性を導入し、全体的な干渉レベルを下げ、したがってネットワーク・パフォーマンスを改善することが可能になる。
【００３９】
しかし、そのような差は、使用されない場合に浪費される、新しく入って来るユーザを確保するための使用されていない出力量を表している。
【００４０】
本発明の他の態様によると、そのような出力差は、擬似乱数アルゴリズムに従って基地局によって一時的に使用される。余分な出力１５は、すでに説明したスケジューラによって計算される最大出力１７に関して、基地局１に散発的に提供される。そのような一時的な追加の出力差の割り当ては、図６に示している。出力の量および擬似周期は、隣接するセルの数に関して調整される。隣接するセルの前記数は、設定するか、または基地局１によって自己学習することができる。
【００４１】
そのような一時的な差は、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）と比較し、時間にともなう２つの隣接するセルの最大出力レベルの変遷が示されている図７に示すような衝突の確率を限定することができる。時間Ｔ０において、第１のセル１９の出力レベルは高レベルであり（余分な一時的な差に対応）、その一方で第２のセル２１の出力レベルは低レベルにある。時間Ｔ１において、第２のセルのＲＲＭアルゴリズムの擬似周期が経過し、余分な差が第２のセルへ許可される。時間Ｔ２において、第１のセルのＲＲＭアルゴリズムの擬似周期が経過し、その出力レベルは低レベルに戻る。次に、時間Ｔ３において、第２のセルの出力レベルは低レベルに戻る。異なる隣接するセルは、連続的にいくらかの余分な出力差を得る。図７に示すように、両方のセルが高レベルにあり（Ｔ１とＴ２の間）、高い衝突確率２３を有する期間に一致する期間は非常に短い。したがって、衝突確率は限定される。利用可能な余分な出力領域を共有するために、そのような連続する許可は隣接するセルの擬似同期に対応する。したがって、共有領域に位置する複数のスモール・セルは、セル・クラスターとして「集める」ことができ、擬似乱数アルゴリズムは、連続的にクラスターのセルに余分な出力差を配分する。さらに、アルゴリズムは、追加の出力差の割り当てが、２つの隣接セルにおいて同時に生じる可能性を下げるために構成されるため、アップリンク干渉の可能性が低下する。
【００４２】
したがって、その属するユーザ装置の出力レベル決定において隣接するセルに属するユーザ装置の貢献を考慮し、対応する出力差を予約することによって、本発明は、セル間の無線周波数隔離の欠如のためにスモール・セルに必要なセルの規模より高い規模で公平性を提供し、ネットワークの世界的なパフォーマンスに害を与えるリスクを防ぐことが可能になる。さらに、擬似同期を使用することで、浪費される出力の部分を限定し、ネットワーク資源の最適化に貢献することができる。
【図６】
0005496360.tif 000005
【図７】
0005496360.tif 000006
【図１】
0005496360.tif 000007
【図２】
0005496360.tif 000008
【図３】
0005496360.tif 000009
【図４】
0005496360.tif 000010
【図５】
0005496360.tif 000011