(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて、複数の通信リンクを介した、複数のユーザと、遠隔送信所との間の通信の方法において、
前記複数のユーザの各々を前記複数の通信リンクの少なくとも１つに割り当てることと、
スケジューラーメトリックを前記複数の通信リンクの各々に割り当てることと、ここにおいて、前記スケジューラーメトリックは、リンク品質、前記リンクの送信スループット、または前記リンクに関連したユーザのスループットに基づき、前記リンク品質は、前記リンクのキャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比または前記リンクの可能な最大通信データレートに基づく、
前記割り当てられたスケジューラーメトリックに基づいて、前記通信に関するデータ送信のために、前記複数の通信リンクのうち多数の通信リンクを選択することと、
瞬時のリンク品質と平均ユーザデータスループットの比に基づいて、前記スケジューラーメトリックを決定することと、
を備え、
ここにおいて、前記スケジューラーメトリックは、各リンクに対して各リンク上に送信されたデータ量を表す値、所定の時間量にわたって、前記ユーザに関連するすべての前記リンクを介してユーザに送信されたデータ量を表す値、各リンクが現在データを受信することができる最も高いデータレートを表す値、または、前記送信されたデータ量を表す値と、前記最も高いデータレートを表す値との比に基づいて決定される、
方法。
【請求項２】
前記複数のユーザにとって共通の送信時間フレーム上で、前記選択された多数の通信リンクのうちの１つ以上を介して、前記複数のユーザの少なくとも１人に前記遠隔送信所から送信すること
をさらに備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なるチャネル送信周波数上にある、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なる送信アンテナ上にある、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記瞬時のリンク品質は、決定された可能な最大通信データレートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の通信リンクに割り当てられた前記スケジューラーメトリックは、前記複数のユーザの少なくとも１人から受信した少なくとも１つの通信リンク品質リポートに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記通信リンク品質リポートは、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルにより提供される前記複数の通信リンクの少なくとも１つの通信リンクのリポートを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記通信に対して、送信周波数、送信時間および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルの少なくとも１つに前記複数の通信リンクを割り当てることをさらに備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記スケジューラーメトリックを決定することは、
各通信リンクに対して、
データスループットを表す値と、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの１つ以上を介して、ある期間にわたってユーザに送信されたデータ量により決定されるユーザデータスループットを表す値と、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの少なくとも１つを介して最も高い可能な通信データレートを表す値と、
前記値のうち少なくとも２つの瞬時のまたはフィルターされた値の比を表す値と、
から選択された少なくとも１つを決定することを含むこと
をさらに備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記割り当てられたスケジューラーメトリックに基づいて、前記通信のために、前記複数の通信リンクのうち前記多数の通信リンクを前記選択することは、高い値のスケジューラーメトリックに関連する前記通信リンクを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記通信のために、前記複数の通信リンクのうち前記選択された通信リンクを介して送信することをさらに備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
通信システムにおいて、複数の通信リンクを介した、複数のユーザと遠隔送信所との間の通信のための装置において、
前記複数のユーザの各々を前記複数の通信リンクの少なくとも１つに割り当てるための手段と、
スケジューラーメトリックを前記複数の通信リンクの各々に割り当てるための手段と、ここにおいて、前記スケジューラーメトリックは、リンク品質、前記リンクの送信スループット、前記リンクに関連したユーザのスループット、各リンクに対して各リンク上に送信されたデータの量を表す値、所定の時間量にわたって、前記ユーザに関連するすべての前記リンクを介して、ユーザに送信されたデータ量を表す値、各リンクが現在データを受信することができる最も高いデータレートを表す値、または、前記送信されたデータ量を表す値と、前記最も高いデータレートを表す値との比に基づき、前記リンク品質は、キャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比または可能な最大通信データレートに基づく、
前記割り当てられたスケジューラーメトリックに基づいて、前記通信に関するデータ送信のために、前記複数の通信リンクのうち多数の通信リンクを選択するための手段と、
瞬時のリンク品質と平均ユーザデータスループットの比に基づいて、前記スケジューラーメトリックを決定するための手段と、
を備えた装置。
【請求項１３】
前記複数のユーザにとって共通の送信時間フレーム上で、前記選択された多数の通信リンクのうちの１つ以上を介して前記複数のユーザの少なくとも１人に前記遠隔送信所から送信するための送信機をさらに備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なるチャネル送信周波数上にある、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なる送信アンテナ上にある、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記瞬時のリンク品質は、決定された可能な最大通信データレートを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数の通信リンクに割り当てられた前記スケジューラーメトリックは、前記複数のユーザの少なくとも１人から受信した少なくとも１つの通信リンク品質リポートに基づく、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記通信リンク品質リポートは、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルにより提供される前記複数の通信リンクの少なくとも１つの通信リンクのリポートを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記通信に対して、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルの少なくとも１つに前記複数の通信リンクを割り当てるための手段をさらに備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
各通信リンクに対して、
データスループットを表す値と、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの１つ以上を介して、ある期間にわたってユーザに送信されたデータの量により決定されるユーザデータスループットを表す値と、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの少なくとも１つを介して最も高い可能な通信データレートを表す値と、
前記値のうち少なくとも２つの瞬時のまたはフィルターされた値の比を表す値と、
から選択された少なくとも１つに基づいて、前記スケジューラーメトリックを決定するための手段
をさらに備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項２１】
前記割り当てられたスケジューラーメトリックに基づいて、前記通信のために、前記複数の通信リンクのうち前記多数の通信リンクを前記選択することは、高い値のスケジューラーメトリックに関連する前記通信リンクを選択することを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
前記通信のために、前記複数の通信リンクのうち前記選択された多数の通信リンクを介して送信するための送信機をさらに備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項２３】
請求項１乃至１１のいずれかの方法の実行のための実行可能な命令を備えたコンピュータープログラム。
【請求項２４】
複数のユーザの各々を通信システム内の複数の通信リンクの少なくとも１つに割り当て、
スケジューラーメトリックを前記通信リンクの各々に割り当てる、ここにおいて、前記スケジューラーメトリックは、リンク品質、前記リンクの送信スループット、前記リンクに関連したユーザのスループット、各リンクに対して各リンク上に送信されたデータ量を表す値、所定の時間量にわたって、前記ユーザに関連するすべての前記リンクを介してユーザに送信されたデータ量を表す値、各リンクが現在データを受信することができる最も高いデータレートを表す値、または前記送信されたデータ量を表す値と、前記最も高いデータレートを表す値との比に基づき、前記リンク品質は、キャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比または可能な最大通信データレートに基づく、
前記割り当てられたスケジューラーメトリックに基づいてデータ送信に関する前記複数の通信リンクのうち多数の通信リンクを選択し、
瞬時のリンク品質と平均ユーザデータスループットの比に基づいて、前記スケジューラーメトリックを決定する、
ように構成されたプロセッサを備えた、通信装置。
【請求項２５】
共通の送信時間フレーム上で、前記選択された多数の通信リンクの少なくとも１つを介して、前記複数のユーザの少なくとも１人に遠隔送信所から送信するように構成された送信機をさらに備えた、請求項２４の通信装置。
【請求項２６】
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なるチャネル送信周波数上にある請求項２５の通信装置。
【請求項２７】
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なる送信アンテナ上にある請求項２５の通信装置。
【請求項２８】
前記瞬時のリンク品質は、通信リンクに関連したキャリア対干渉比に相当する、請求項２４の通信装置。
【請求項２９】
前記瞬時のリンク品質は、送信データレートに相当する、請求項２４の通信装置。
【請求項３０】
前記スケジューラーメトリックは、前記複数のユーザの少なくとも１人から受信された通信リンク品質リポートに少なくとも基づく、請求項２４の通信装置。
【請求項３１】
前記プロセッサは、
データスループットを表す値と、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの１つ以上を介して、ある期間にわたってユーザに送信されたデータ量により決定されるユーザデータスループットを表す値と、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの少なくとも１つを介して最も高い可能な通信データレートを表す値と、
前記値のうち少なくとも２つの瞬時のまたはフィルターされた値の比を表す値と、
から選択された少なくとも１つに基づいて各通信リンクに関する前記スケジューラーメトリックを決定するようにさらに構成される、請求項２４の通信装置。
【請求項３２】
前記プロセッサは、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルの少なくとも１つに前記複数の通信リンクを割り当てるようにさらに構成された、請求項２４の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．関連出願
この出願は、１９９９年６月３０日に出願された米国特許出願番号０９／３４５，７００の継続である、２００２年２月４日に出願された米国特許出願番号１０／０６７，６０９の一部継続出願であり、現在２００２年９月１０日に発行された米国特許番号第６，４４９，４９０であり、この出願の譲受人にすべて譲渡される。
【０００２】
２．発明の分野
この発明は通信システムに関する。
【０００３】
特に、この発明は、符号分割多元接続システムにおいて、通信サービスへのアクセスのために数人のユーザの中で一人以上のユーザを選択するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
３．関連技術の記述システムにおける通信アクセスは、一度に一人のユーザに供給されるかもしれない。
【０００５】
それゆえ、第１のユーザがシステムへのアクセスを許可される場合、他のユーザは、第１のユーザがシステムを解放するまで待たなければならない。次に、アクセスは新しいユーザに許可される。スケジューラーは、システムへのアクセスを待つユーザの間で新規のユーザを選ぶかもしれない。ユーザはそれぞれ、スケジューラーにアクセスの要求を送ってもよい。次に、スケジューラーは、アクセスの要求をしたユーザの中から新規のユーザを選ぶ。
【０００６】
符号分割多元接続システム（ＣＤＭＡ）では、アクセスは、同じチャネル周波数上で同時に数人のユーザに許可されるかもしれない。アクセスはいくつかの基準に基づいてユーザに許可されるかもしれない。最初の基準は、各ユーザが通信システムに加入したサービスのタイプに関係するかもしれない。アクセスは、加入したサービスの優先順位に基づいて各ユーザに提供される。例えば、ユーザは固定ビットレート（ＣＢＲ）サービス、可変ビットレート（ＶＢＲ）サービス、あるいは利用可能ビットレート(ＡＢＲ）サービスを要求してもよい。ＣＢＲサービスを備えたユーザは加入したデータレート（すなわち、ビットレート)で通信サービスを受信するように保証される。それにひきかえ、ＶＢＲサービスを備えたユーザの場合、ユーザは情報を送信するのに必要なレートで通信サービスを供給される。そのような場合、ユーザの料金は、要求され、ユーザに許可されたレートに基づいて、典型的に計算される。ユーザがＡＢＲサービスの代価を払えば、ユーザが、アクセスの時に利用可能なデータレートでアクセスを与えられる。優先順位の中で、さらにＡＢＲユーザへのアクセスを提供するシステムに十分な容量がある場合、ＡＢＲユーザは利用可能なデータレートでアクセスを与えられる。１つの観点では、システムの容量は、ＣＢＲおよびＶＢＲユーザの電力要件の各々に要求される電力量の観点から増幅器を過度に駆動することなしに十分な電力でＡＢＲユーザの情報を送信機の増幅器が送信することができるかどうかに典型的に依存する。アクセスが許可される利用可能なデータレートは、ＡＢＲユーザのデータを送信するために利用される電力量に依存する。ＡＢＲユーザの一例は、インターネットサービスプロバイダー（ＩＳＰ）の場合である。ＩＳＰの顧客が遅れおよびより低いデータレートを許容することができるので、ＩＳＰは典型的にはそれほど高価でないＡＢＲサービスを選択するかもしれない。さらに、特定の時にＡＢＲサービスを要求しているすべてのＡＢＲユーザのためにデータを送信するのに不十分な電力がある状況がしばしばある。したがって、送信所は、優先順位においてどのＡＢＲユーザにサービスを提供することになっているか決定するかもしれない。
【０００７】
共有アクセス通信システムにおいて、通信システムへのアクセスのためにどのようにしてユーザを選択するかを決定するためのいくつかの技術が知られている。共有アクセス通信システムにおいて、アクセスは、一度に一人のユーザに許可されるか、または、サービスを要求しているすべてのユーザより少ない数人のユーザに許可される。システムへのアクセスは、１つ以上のチャネル（すなわちエアーインターフェースは、共通送信所とユーザとの間でリンクする）によってユーザに供給されるかもしれない。従って、各ユーザは少なくとも１つのチャネルに関係しているかもしれない。ＣＤＭＡシステムでは、各チャネルはユニークなＣＤＭＡコードに関係している。典型的には、各ユーザに向けられたチャネルの条件（すなわち、品質）は、時間に対して変化している。更に、チャネルの条件はユーザごとに変化する。アクセスは、システムを最も効率的に使用することができるユーザに許可されるかもしれない。そのようなユーザは、最も高いレートでデータを受信することができる最良のチャネル条件に関係している。そのため、通信システムのスループットは最大限にされる。システムのスループットは、期間に関するシステムによって通信されたデータ量の点から測定されるかもしれない。アクセスは、また、各ユーザが期間に対してシステムへの本質的に等しいアクセスが提供されるように許可してもよい。等しいアクセスは、各ユーザがシステム上で通信するための等しい時間量を受信してもよいという事実、または、各ユーザは、ある期間にわたって、等しいデータ量を送信／受信してもよいという事実に言及してもよい。
【０００８】
最も効率的なシステムユーザがアクセスするスキーム、および等しいアクセスが各ユーザに供給されるスキームは不十分である。スループットを最大限にすることに注目するスキームは、何人かのユーザがシステムにアクセスする最小の機会を受信する状況に導いてもよい。さらに、ユーザがそれぞれ等しいアクセスを与えられるスキームは、異なるタイプのサービスのためのアクセスの生じる不公正な分配により容認できない。
【０００９】
さらに、そのユーザが効率的にシステムを使用する能力にかかわらずユーザがそれぞれ等しいアクセスを与えられるスキームでは、システムのスループットは損害を受ける。
【００１０】
従って、各ユーザが通信システムへの公平なアクセスを許可されることを保証しながら、システムにスループットが最大化されるように、共有アクセス通信システムにおいて、どのユーザにアクセスを許可するかを決定するための方法および装置の必要性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、発明の種々の観点に従って作動することができる通信システムの簡略ブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、時間上で、第１のユーザおよび第２のユーザにより見られるチャネル条件のグラフ表示である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、時間上で、第１のユーザおよび第２のユーザにより見られるチャネル条件のグラフ表示である。
【図３】図３は、この発明の種々の観点に従って、動作することができる共通送信所の簡略ブロック図である。
【図４】図４は、この発明の種々の観点に従ってプロセッサにより実行される機能の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
この発明の特徴、目的および利点は、同一部に同符号を付した図面とともに以下に述べる詳細な説明からより明白になるであろう。
【００１３】
この発明の種々の観点は、ユーザ間で公正さを維持しながらシステムを最大化するためにマルチユーザダイバーシティを採用する送信機志向の多重受信機(ユーザ)通信システムを含む。送信機は、１つ以上のチャネルを使用する複数の受信機（ユーザ）にデータを送信する。チャネルは、送信器によって使用される通信媒体を表わすかもしれないし、１つ以上の受信機（ユーザ）によって共有されるかもしれない。チャネルは、そのチャネルを共有するユーザのうちのいずれかへ送信機がデータを送信することを可能にする。通信リンクあるいはエアーインターフェースリンクは、各ユーザと共通の送信源との間に存在してもよい。チャネルはチャネルを共有するユーザに関連した多重通信リンクを支援するために使用されてもよい。そのため、チャネルは、チャネルを共有する各ユーザに送信器を接続する通信リンクのコレクションかもしれない。
【００１４】
送信電力制限あるいは他の制限により、送信器は、共有チャネル上のすべてのユーザへいつでもデータを送信できないかもしれない。送信器は、いつでも、チャネルによりサービスされるユーザの部分集合を決定するためにスケジューリングアルゴリズムを使用する。ある場合には、スケジューリングアルゴリズムが、いつでもチャネル上で高々一人のユーザにサービスするように選択してもよい。スケジューラーは、少なくともレシーバー（ユーザ）のうちのいくつかが他のレシーバーに関してユニークに位置するという事実を利用することによりマルチユーザダイバーシティを提供する。伝搬路および散乱を異ならせることにより、異なる受信機（ユーザ）に見られたリンク状態における変化は無相関であろう。それゆえ、任意の特定の時間に、いくつかの受信機(ユーザ)へのリンクは、ある期間にわたって測定したそのリンクの平均品質に対してより良い瞬時の品質を有する。
【００１５】
この発明の種々の観点は、どの時点においてもすべてのユーザより少ないユーザにアクセスが供給されるシステムにおいて、２つの本質的に競合する目標を達成する。これらの２つの目標の第１は、複数のユーザ(受信機)により共有される１つ以上のチャネルに対して通信システムのユーザに公平にアクセスを供給することである。これらの２つの目標の第２は、ある期間にわたって通信システムのすべてのユーザに通信されるデータの合計量（すなわちシステムスループット)を最大化することである。この発明の種々の観点の各々は、時間にわたるリンク状態における無相関の変化を利用することにより２つの競合する目標をバランスする。共有チャネル上のシステムへのアクセスを競合する２つのユーザの場合には、第１のユーザ（すなわち、第１のリンクの質）のためのリンク状態が、比較的高い時が、第２のユーザ（すなわち、第２のリンクの質）のためのリンク状態が、比較的高い時に関して本質的に任意である。発明の様々な実施形態では、この事実は、そのリンクの平均品質に関する最も高い瞬時のリンク品質を持っているユーザに送信することにより利用される。すなわち、平均リンク状態に対する現在のリンク状態の中で最も大きな比率を持ったユーザにチャネルを介して送信することによって、その最良の状態にある時、共有チャネルによってサービスされたリンクはそれぞれ使用されるだろう。それにより、システムの全面的なスループットは増加されるだろう。
【００１６】
チャネルに対してアクセスを許可するためにユーザ（リンク）を選択するための決定がなされる。共通の送信所は、情報タイムスロットでユーザに送信する。タイムスロットは所定の期間を有する期間である。共通の送信所は、同じタイムスロット上の限られた数のユーザに送信するかもしれない。単純な場合では、共通の送信機は一度にたった１つのチャネル上で送信してもよい。従って、タイムスロットごとに、共通の送信所は１つのユーザ（すなわち、１つのリンク）を選ぶかもしれない。ユーザと共通の送信所の間のリンクの瞬時の条件は、ユーザによって監視される。瞬時のリンク品質インジケーターは、タイムスロット毎に共通の送信所にユーザにより通信される。瞬時のリンク品質インジケーターは、１つ以上のタイムスロット期間にユーザのリンクの条件を表す値である。共通の送信所は、各タイムスロットで各リンクのフィルターされた出力値を生成するために各ユーザに関連した瞬時のリンク品質インジケーターをフィルターする。
【００１７】
この発明の１つ以上の観点に従って、フィルター機能は、各ユーザ（リンク)および各送信タイムスロットに関連するフィルター出力値が平均スループット（すなわち、ある期間にわたってそのユーザに送信される平均データ量)を表すように定義してもよい。あるいは、フィルター機能は、フィルター出力値が共通の送信所とユーザとの間のリンクの品質の平均を表すように定義してもよい。
【００１８】
この発明の１つ以上の観点に従って、ユーザ（リンク）ごとに、瞬時のリンク状態インジケーターの値は、そのチャネルのフィルター出力値と比較され、そのチャネルの「スケジューラー基準」を発生する。スケジューラー基準は、ユーザに、他のユーザのためにアクセスを許可する望ましさに関連のあるアクセスを与えるための望ましさのものさしである。共通の送信所は互いにアクセスを許可する望ましさを持った任意の１つのユーザにチャネルへのアクセスを許可する望ましさを直接比較するのにスケジューラー基準を使用する。最も大きなスケジューラー基準を有するユーザは、発明の１つ以上の観点に従って、チャネルへのアクセスを提供される。
【００１９】
この発明の１つ以上の観点に従って、フィルター出力値はロウパスフィルター機能を使って発生され、フィルター出力値を生成してもよい時間窓を定義する。フィルターの時定数は「公平時間スケール」（すなわち、時間窓の期間)を反映する。公平時間スケールは、各ユーザに公正なアクセスを供給することが望ましい時の期間を表わす。公平時間スケールが、ユーザに送信されているデータのタイプを含んでいる因子に依存することが理解されなければならない。１例は、インターネットへのアクセスを獲得することを試みるユーザへのインターネットデータの送信を含んでいるかもしれない。ユーザがそれぞれ１秒以内のシステムへの公正な量のアクセスを受信すれば、１つのユーザが第２の始め部分でより大きなアクセスを得ても、ユーザはそれぞれアクセスを与えるスキームが公平であると考えるだろう。従って、１秒は適切な公平時間スケールになるだろう。対照的に、もし公平時間スケールが唯一の１ミリ秒ならば、その秒の最初の１００ミリ秒間に一人のユーザにシステムへのアクセスを可能にすることは、公平であると考えられないだろう。
【００２０】
この発明の１つ以上の観点に従って、そのフィルターに関連したユーザ（リンク）がアクセスを提供された場合に限り、フィルター出力値は更新される。発明の１つ以上の観点に従って、フィルター出力値はそのユーザがデータを受信したレートに基づいて更新される。このように、フィルター出力値は、各ユーザ（リンク）への平均スループットを反映する。これは、ユーザがアクセスを獲得しようとしている選択を偏らせる内蔵フィードバック機構を結果として生じる。そういうものとして、この発明の１つ以上の観点に従って、ユーザがアクセスを許可されたとき、近い将来にアクセスを競合する場合、そのユーザは、自動的にペナルティーが科せられるかもしれない。
【００２１】
あるいは、フィルター出力値がユーザに見られた平均リンク品質を表わす時に、バイアスは、その期間にアクセスを受信しなかったユーザに関してそのユーザへのスループットの増加を補償する人為的にスケジューラー基準を増加させることにより作成される。この補償の量は固定されるかもしれない。あるいは、その補償は、最後のアクセス中に受信されたデータ量に比例するかもしれない。これは、より少ないデータを受信したユーザを支持するために、ユーザへの平均スループットの制御に重み付けをすることを可能にする。
【００２２】
図１は、発明の１つ以上の観点に従う通信システム１００の簡略ブロック図である。システム１００は共通の送信所１０２および複数のユーザ１０４を含んでいる。図１では、４つのそのようなユーザ１０４が示される。しかしながら、ユーザ１０４のどんな数もシステム１００に含めてもよいことは当業者によって理解されるだろう。更に、ユーザ１０４の１人以上がモバイルの時に、システムでのユーザ１０４の数は時間に対して変えてもよい。
【００２３】
各ユーザ１０４は、ユーザ１０４のすべてまたはいくつかを含む分散された受信機の受信エレメントとして見なすことができる。しかしながら、現在示された方法および装置のユーザ１０４は結合する必要がないか、共通のエンドユーザに、各ユーザ１０４によって受信されるデータを提供する必要はない。従って、ユーザ１０４も、完全に独立していると考えられるかもしれない。ユーザ１０４はそれぞれ、共有チャネル１０６上の共通の送信所１０２で通信することができる。チャネル１０６はユーザに多数の通信リンクを供給する。例えば、図１に示されるように第１のユーザ１０４Ａは、リンク１０６Ａを介してチャネル上で共通の送信所１０２から送信を受信する。しかしながら、各ユーザ１０４は、１つ以上のチャネルを介して共通の送信所１０２から通信を受信してもよいことに留意する必要がある。さらに、各ユーザ１０４は、共通の送信所を備えた１つ以上の通信リンクを有していてもよい。ユーザとの通信リンクの各々は１つ以上のチャネルあるいは多重チャネルかもしれない。そのような追加チャンネルは異なる周波数、アンテナなどを使用して作られるかもしれない。さらに、そのような追加チャンネルは、共通の送信所１０２とユーザ１０４の間の複数の伝搬路により存在するかもしれない。しかしながら、１つの実施形態では、同じ信号用の複数の伝搬路は組み合わせられ、同じチャネルの単一のリンクとして扱われる。
【００２４】
この発明の種々の観点に従って、共通の送信所１０２は異なるタイムスロット上のユーザに信号を送信する。各タイムスロットは望ましくは、あらかじめ定義された等しい期間を有する。しかしながら、そのようなタイムスロットの期間は変わるデータレートを提供するためにあるいは他の理由のために変わるかもしれない。共通の送信所１０２は、望ましくは、各タイムスロット期間に一人のユーザ１０４に送信するだけである。別の実施形態では、共通の送信所１０２は、各タイムスロット中のユーザ１０４の一人以上だがすべてより少ないユーザに信号を送信する。いずれの場合も、タイムスロット毎に、共通の送信所１０２は、どのユーザあるいはユーザ群１０４に信号を送信するかを決定する必要があるかもしれない。この発明の種々の観点は、各ユーザ１０４が所定の「公平タイムスケール」上で各他のユーザに対して公平なデータ量を受信することを保証しながら、すべてのユーザ１０４に送信されるデータ量を最大化する方法で、共通の送信所１０２がどのユーザまたはユーザ群１０４に送信するかを決定することを提供する。
【００２５】
「公正なデータ量」はその本質的に等しい受信能力比を意味する。受信能力比は、チャネルがサポートすることができるデータレートに関連してチャネル上で送信されたデータ量に等しい。しかしながら、種々の観点は、公正タイムスケール上でより高いデータレートをサポートすることができるチャネルを用いてユーザにより多くのアクセスを供給することを犠牲にして、より大きなデータスループットを支持するように調節してもよい。
【００２６】
この発明の種々の観点に従って、各ユーザ１０４は望ましくは、共通の送信所１０２からリンクの条件を監視し、共通の送信所１０２へ瞬時のリンク品質インジケーターを送信する。各瞬時のリンク品質インジケーターは、１つ以上のタイムスロット中に一人のユーザによって経験されたリンク条件を表す値である。この発明の種々の観点に従って、瞬時のリンク品質インジケーターは、データが共通の送信所１０２によってユーザ１０４に送信されることになっている所望のレートを表わす値である。１つのそのような実施形態では、瞬時のチャネル条件インジケーターはデータレートリクエスト（ＤＲＣ）メッセージである。そのようなＤＲＣは、典型的にはデータを所定のビットエラーレート(ＢＥＲ）で共有チャネル１０６を介して（ユーザに関連する通信リンクを介して)送信することができる最大データレートを示す。
【００２７】
特定のリンク１０６のための最大データレートは、そのリンク１０６のためのキャリア対干渉比（Ｃ／Ｉ）を示す。あるいは、各ユーザ１０４は、Ｃ／Ｉを直接監視し、通信する。この発明の種々の観点に従って、Ｃ／Ｉまたはデータレートに直接参照することなく、共通送信所１０２にリンクの条件（すなわち、品質)の表示を供給する瞬時のリンク条件インジケーターにユーザ１０４は通信する。例えば、ユーザ１０４は、共通送信所１０２に、ユーザ１０４により受信した干渉量の表示および共通送信所とユーザ１０４との間のリンク１０６Ａの損失量を供給してもよい。ユーザにより見られるリンク条件（すなわち、リンク品質)を特徴づけるために、共通の送信所１０２に通信することができる、いくつかのパラメーター値、特徴値等があることは当業者には明らかでなければならない。種々の特定のパラメーターおよび特徴が送信されるかもしれない。この発明の種々の観点に従って、リンク条件インジケーターは、そのユーザがタイムスロット内のチャネル１０６へのアクセスが許可されるなら、共通の送信所１０２がユーザにデータを送信してもよいデータレートに直接比例する。そのようなタイムスロットは次のタイムスロットかもしれない。
【００２８】
図２Ａは、破線２０３により表される、例えば、リンク１０６Ａである、第１のリンクのリンク条件および時間に対してライン２０１により表される、例えばリンク１０６Ｂであり第２リンクのリンク条件のグラフ表示である。図２から、両方のリンクの品質は、時間に対して、著しく変化することがわかる。更に、ほぼすべての時では、リンク１０６Ａと比較して、リンク１０６Ｂは優れた条件を持っている。これは図１を参照することにより理解することができる。図１は、リンク１０６Ａを介して送信機からの信号を受信するユーザ１０４Ａは、リンク１０６Ｂを介して送信機と通信するユーザ１０４Ｂより共通の送信所１０２から遠い。共通の送信所１０２とユーザ１０４Ａの間のより大きな距離は、第１ユーザ１０４Ａにより受信される信号のより大きな減衰を生じる。これは、第２リンク１０６Ｂの（破線２０７により表される)平均品質より質が悪い(ライン２０５により表される)第１リンク１０６Ａのための平均品質を生じる。
【００２９】
図２Ａから２つのリンク１０６Ａおよび１０６Ｂの品質における変化が無相関であることがわかる。したがって、最初のリンクの品質が比較的高い時は、第２のリンク用の品質が比較的高い時に関して本質的に任意である。発明の種々の観点は、平均リンク状態に関する比較的高い瞬時のリンク品質を持っているリンクに関連したユーザ１０４に送信することを試みることにより、この事実の利用を可能にする。すなわち、そのリンクが現在のリンク状態対平均リンク状態に対する最大比を有するユーザにチャネルを介して送信することにより、チャネルの各リンクは、その最良の状態で使用してもよい。その最良の状態にある場合のみ、リンクがそれぞれ使用されれば、システムの全面的なスループットが増加されるかもしれない。したがって、この発明の種々の観点に従って、データが任意の１つのタイムスロットの中で送信されることになっているユーザは、平均リンク状態に関する瞬時のリンク品質の機能として選択される。しかしながら、この発明の種々の観点に従う実施形態において、データが各スロットで送信されるリンクの選択は、チャネルの平均データスループットに対する瞬時のリンク品質の機能に基づく。
【００３０】
平均リンク状態に関する最高品質を有するリンクに関連したユーザにチャネル１０６のアクセスを許可することは、リンク品質に、より大きな時間変動を有するリンクを有するチャネルのためのデータスループットを大幅に増大させるであろうことは、当業者により理解されるであろう。しかしながら、各ユーザに等しいアクセスタイムを許可したアクセススキームによって提供されるスループットと対比された時、そのようなスキームはそのリンクが品質において比較的低い時間変動を持っているチャネル用のデータスループットを増大させなかったであろう。
【００３１】
これは、第１ユーザ１０４Ａが、リンク品質において、相対的に大きな変動を有するリンク１０６Ａに関連し、一方、第２ユーザ１０４Ｂは、品質において、相対的に小さな変動を有するリンク１０６Ｂに関連している場合を解析することにより理解することができる。図２Ｂは、そのような第１のリンク１０６Ａおよび第２のリンク１０６Ｂの品質のグラフ表示である。Ａライン２０９は、第１のリンク１０６Ａの品質を表わす。また、点線２１１は、第２のリンク１０６Ｂの品質を表わす。Ａライン２１３は、第１のリンク１０６Ａの平均品質を表わす。また、点線２１５は、第２のリンク１０６Ｂの平均品質を表わす。
【００３２】
選択された公正な時間スケールにわたって、第１のリンク１０６Ａの品質は、その時間の半分に対する平均よりも大きく、その時間の半分に対する平均未満であると仮定すると、同じ量のアクセスタイムが第１および第２ユーザ１０４Ａおよび１０４Ｂの両方に許可されるであろう。しかしながら、第１のユーザ１０４Ａはもし等しいアクセス時間が各ユーザに任意に（例えば、ラウンドロビンの方法で）許可されたなら有したであろうより大きなスループットを持つかもしれない。第１のリンク１０６Ａの品質における変化が共通の送信所１０２における選択処理を支配するので、第２のユーザ１０４Ｂはほとんど同じデータスループットを有するであろう。すなわち、第１のリンク１０６Ａが相対的に高い品質を有する期間に、第２のリンク１０６Ｂは、平均品質を有する。従って、第１のユーザが選択される。第１のリンク１０６Ａが相対的に低い品質を有する期間に、第２のリンク１０６Ｂは、平均品質を有するかもしれない。従って、第２のユーザが選択される。
【００３３】
この特性を補償するために、リンク状態における比較的小さな変化を持っているリンクに関連したユーザ１０４にスループットの増加のうちのいくらかが配布されることを可能にする方法でデータが送信されるリンクをこの発明の種々の観点は提供する。
【００３４】
図３は、この発明の種々の観点に従って動作することができる共通送信所１０２の簡略ブロック図である。共通の送信所１０２は、アンテナ３０１上の瞬時のリンク品質インジケーターを含んでいる信号を受け取る。アンテナ３０１は１つのエレメントとして描かれたアンテナのアレイであってよい。アンテナ３０１はトランシーバーフロントエンド３０３に接続される。トランシーバーフロントエンドは、周知の従来の無線周波数(ＲＦ）コンポーネントを含む。このコンポーネントは、ダイプレクサー、ダウンコンバーター、フィルター等のように信号を受信し、ベースバンド信号に変換することを可能にする。
【００３５】
次に、ベースバンド信号は復調器３０５に接続される。復調器３０５は、ベースバンド信号を復調して、瞬時のリンク品質インジケーター情報をアクセス可能にする。次に、瞬時のリンク品質インジケーター情報はプロセッサ３０７に接続される。プロセッサ３０７は、プロセッサ３０７に関連した機能を行なうことができるあらゆる（特定用途向け集積回路(ＡＳＩＣ）またはプログラマブルアレイ内に含まれるかもしれない)プログラマブルデバイス、ステートマシン、ディスクリートロジックまたはこれらの組み合わせであってよい。
【００３６】
図４は、プロセッサ３０７によって実行される機能の機能ブロック図である。
【００３７】
図４に示されるように、プロセッサ３０７はフィルターモジュール４０１、スケジューラーメトリック計算機モジュール４０３およびリンク選択プロセッサ４０５を含む。
プロセッサ３０７によって実行され、図４に描かれた機能の各々が、単一のソフトウェアまたはハードウェアモジュールに集積してもよく、またはもうひとつの方法として、所望される任意のグループ内のモジュールに集積してもよい。従って、プロセッサ３０７によって実行される１つ以上の機能のグループは単一のモジュールにより実行してもよい。それにもかかわらず、明瞭さのために、１つのフィルターモジュール４０１Ａおよび１つのメトリック計算機モジュール４０３Ａは、チャネル１０６のリンクとフィルターモジュール４０１の間、同様に、フィルターモジュール４０１とスケジューラーメトリック計算機モジュール４０３との間に１対1の対応があるように、一人のユーザ１０４Ａから受信した瞬時のリンク品質インジケーターに関連するように示される。
【００３８】
たった１つのリンク１０６Ａの処理はこの開示を簡単化するために詳細に記述される。
【００３９】
プロセッサ３０７は、タイムスロット毎にそのリンク１０６Ａに関連するフィルターモジュール４０１Ａ内のリンク１０６Ａの瞬時の状態を示す瞬時リンク品質インジケーターを受信する。フィルターモジュール４０１Ａは、リンク１０６Ａのために受信される瞬時リンク品質インジケーターに基づいてフィルター出力値を計算する。この発明の種々の観点に従って、フィルターは、ロウパスフィルター機能を実行する。
【００４０】
ロウパス機能は、いくつかのフィルター機能の１つを用いて実行することができる。１つのそのようなフィルター機能に従って、下記式で提供されるように、フィルター出力値Ｆ（ｔ）は計算される：
【数１】
0005985575.tif 000002
【００４１】
但しＦｋ（ｔ）はｋ番目のリンクのための時間ｔにおける現在のフィルター出力値であり、ｔｃはこの式により提供されるロウパスフィルター機能の時定数であり、ＣｈＣｋは、ｋ番目のリンクの瞬時のリンク品質インジケーターである。時定数は「公正時間＿スケール」を表す。公正時間＿スケールは、各ユーザに送信される本質的に等しい量のデータを持つことが望ましい期間を表す。公正時間＿スケールは、ユーザに送信されるデータのタイプを含む因子に依存することが理解されなければならない。例えば、インターネットへのアクセスを獲得することを試みるユーザへのインターネットデータの送信を仮定する。各ユーザが約１秒の期間、本質的に等しいデータ量を受信するなら、各ユーザは、たとえ、一人のユーザが１秒の全体の開始の部分でより大きなアクセス得たとしても、アクセス許可スキームは公正であると考えるであろう。従って、１秒は適切な公正時間＿スケールになるだろう。
【００４２】
あるいは、フィルター出力値を生成するために使用されるロウパスフィルター機能は、リンクのために受信された瞬時のリンク品質インジケーターを合計し、合計された瞬時のリンク品質インジケーターの合計数で和を割る。
【００４３】
これは次の方程式の中で示される：
【数２】
0005985575.tif 000003
【００４４】
しかしながら、この発明の種々の観点に従って、フィルター出力値は平均データスループットである。この場合、フィルター出力値は、リンクが選択された期間リンク品質を表わす瞬時のリンク品質の平均として計算される。従って、フィルター出力値は、リンク１０６Ａが最後のスロットで選択されたか否かに違ったふうに依存して計算される。フィルターモジュール４０１Ａは望ましくは、リンク選択プロセッサ４０５に接続される。リンク選択プロセッサ４０５は、リンク１０６Ａが最後のスロットで選択されたかどうか示す。
【００４５】
そうならば、次に、フィルター出力値は下記式によって計算される：
【数３】
0005985575.tif 000004
【００４６】
フィルター出力値に平均スループットを表わさせるために、リンク状態ＣｈＣはデータレートに比例しなければならない。もしリンク１０６Ａが選択されれば、最も最近の瞬時のリンク品質インジケーターの値が決定された時に瞬時のリンク品質を表わす値に値が近くなるようにフィルター出力値は変更されるであろうことが、式３からわかる。あるいは、リンク１０６Ａが最後のスロットで選択されなかった場合、フィルター出力値は下記式によって計算される：
【数４】
0005985575.tif 000005
【００４７】
瞬時のリンク品質がチャネル１０６の選択されたリンクを介してユーザ１０４への送信のために使用されるデータレートに比例するなら、結果として得られるフィルター出力値は、時定数ｔｃを有するロウパスフィルターによりフィルターされた平均データスループットであろう。
【００４８】
式４から、リンク１０６Ａが選択されなかったときはいつでも、フィルター出力値は、時定数ｔｃにより決定されたレートで減少することがわかる。更新された値は、リンクの瞬時の条件を考慮に入れない。リンク１０６Ａが再び選択されるまで、リンク１０６Ａに対するフィルター出力値はリンクの条件にかかわらず減少し続けるだろう。その時に、フィルター出力値は瞬時のリンク品質インジケーター（すなわち、共通の送信所１０２によって、ユーザから最も最近受信された瞬時のリンク品質インジケーター値）を使用して更新されるだろう。瞬時のリンク品質インジケーターが、データがリンク１０６Ａを介して送信されることになっているレートに関連する場合、フィルター出力値はリンク１０６Ａのトータルスループットを表す。すなわち、データがリンクを介して送信されている瞬時レートに適用された時定数を有したロウパスフィルター機能として、考えることができる。フィルタリングの結果は、データが時定数ｔｃに等しい期間、リンクを介して送信されている平均レートである。
【００４９】
フィルターに関連するリンクが選択されるごとに、平均データスループットを決定するように設計された代替フィルターにおいて、ロウパスフィルター機能は、リンクのために受信された瞬時のリンク品質インジケーターを合計し、合計されたような瞬時のリンク品質インジケーターの合計数で和を割る。フィルターに関連したリンクが選択されていない場合、フィルター出力値は式４に従って減少する。
【００５０】
ここに開示された方法および装置の一実施形態において、フィルター出力値のための初期値がＲｍｉｎ／Ｎに等しい、但しＲｍｉｎは、瞬時のリンク品質インジケーターに対して許容された最小値であり、Ｎは、ユーザ１０４の合計数である。しかしながら、任意の合理的な初期値をフィルター出力値のために予め決定してもよい。
【００５１】
ここに開示された方法および装置の別の実施形態に従って、フィルター出力値は、そのフィルター出力に関連するリンクが選択されるごとに、定数により上方向にバイアスされる。フィルター出力値にバイアスをかけるそのような１つの方法は、そのフィルター出力値に関連するリンクが選択されるときはいつでも、時定数またはその値への任意の他の調整に加えて、フィルター出力値に正数の定数値をフィルター出力値に加えるかまたはフィルター出力値を１より大きい定数と乗算することである。フィルター出力値へのそのような直接のバイアスはフィルター出力値を増加させるであろう。従って、そのフィルター出力値に関連したリンクが次のスロットで選択されるであろうということをそれほどありそうでなくするだろう。
【００５２】
一度計算されると、フィルター出力値は、最も最近受信される瞬時のリンク品質インジケーターと一緒にスケジューラーメトリック計算機４０３Ａに接続される。最も最近受信される瞬時のリンク品質インジケーターは、瞬時のリンク品質を、リンクのＣ／Ｉ比の形態で、瞬時のデータレートで、またはリンクの現在の品質を示す任意の他のそのようなパラメーターの形態で表す。
【００５３】
スケジューラーメトリックは、瞬時のリンク状態および平均リンク状態の関数として計算される。この発明の種々の観点に従って、スケジューラーメトリックは次のものの関数として計算される：（１）  リンクのＣ／Ｉ比およびフィルター出力；あるいは（２）瞬時のデータレートおよびフィルター出力値。
【００５４】
この発明の種々の観点に従って、スケジューラーメトリックは、フィルター出力値に関連のある瞬時のリンク状態の他の手段の関数として計算することができる。
【００５５】
フィルター出力値はどちらかの関数である：（１）  平均データレート、あるいは（２）平均リンク状態。したがって、スケジューラーメトリックは例えば次のものの関数である：（１）  平均データレートおよび瞬時のリンク状態、（２）平均リンク品質および瞬時のリンク品質、（３）平均データレートおよび瞬時のデータレート、あるいは（４）平均リンク品質および瞬時のデータレート。１つの実施形態に従って、スケジューラーメトリック計算機４０３ａは、最も最近に受信した瞬時のリンク品質インジケーターをフィルター出力値により除算し、スケジューラーメトリックＡＭを計算する。
【数５】
0005985575.tif 000006
【００５６】
スケジューラーメトリックの値が瞬時のリンク品質に正比例することがわかる。瞬時のリンク品質が高いほど、その特定のリンクに対するスケジューラーメトリックは大きい。スケジューラーメトリックは、各リンクに対して計算されたフィルター出力値に基づいでリンクごとに計算される。次に、チャネル１０６のどのリンクが次のスロットにおける送信に対して選択されることになっているか決めるために、チャネル１０６に含まれるリンクのすべてのスケジューラーメトリックは、リンク選択プロセッサ４０５によって直接比較される。最も大きなスケジューラーメトリック値に関連したチャネルが選択される。
【００５７】
リンク選択プロセッサ４０５は信号ライン４０７を介して各スケジューラーメトリック計算機４０３に接続される。リンク選択プロセッサ４０５からの情報を各フィルターモジュール４０１に接続する。この情報は、チャネル１０６のどのリンクが次のスロットにおける送信のために選択されたかを示す。この情報は、選択されたチャネル１０６の特別のリンクを示す値の形をしているかもしれない。あるいは、この情報は、受信するフィルターモジュール４０１が選択されたリンクと関連しているか否かを示すデジタル値かもれしれない。フィルターモジュール４０１、スケジューラーメトリック計算機、およびリンク選択プロセッサの関数がすべて１つのモジュールで実行される場合、各関数の結果を示すために「複数の信号」を発生する必要が無い。あるいは、関数の１つ以上の結果は、他の関数の１つ以上にアクセス可能な場所に記憶されるかもしれない。
【００５８】
図３に戻ると、プロセッサ３０７は、チャネル１０６のどのリンクがデータマルチプレクサー／リンクセレクター３１１への信号ライン３０９上で選択されたかを示す情報を出力する。いくつかのデータライン３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃ、３１３Ｄは、データをデータマルチプレクサー／リンクセレクター３１１に供給する。データラインの各々は、ユーザ１０４のうちの１人に送信されることになっているデータを提供する。信号ライン３０９上で提供される信号に応じて、データマルチプレクサー／リンクセレクター３１１は、トランシーバーフロントエンド３０３に接続されるいくつかのデータストリームのうちの１つを選択する。選択されたデータストリームは、信号ライン３１５上のトランシーバーフロントエンドに接続される。ここに開示された方法および装置の好適実施形態に従って、トランシーバーフロントエンド３０３は、信号ライン３１５上で受信された情報を、選択されたユーザ１０４から受信した最も最近の瞬時のリンク品質インジケーターに比例するレートで、チャネル１０６の選択されたリンクに関連するユーザ１０４に、送信する。
【００５９】
この発明の種々の観点に従って、共通の送信所１０２は、各タイムスロット中の２以上のユーザに信号を送信する。共通の送信所１０２は、共通の送信所１０２がデータを有するすべての定数ビットレート(ＣＢＲ）ユーザおよびすべての可変ビットレート(ＶＢＲ）ユーザに最初にデータを送信するために利用可能な電力を使用する。あるいは、ＣＢＲユーザへの送信の後で、更なる電力が利用可能であるなら、共通の送信機は、送信所１０２がデータを有するすべての可変ビットレート(ＶＢＲ）ユーザに送信する。
【００６０】
すべてのＣＢＲおよびＶＢＲユーザに送信した後に、送信すべきさらなる信号のための利用可能な電力が残る場合、共通送信所１０２は、利用可能なビットレート(ＡＢＲ）ユーザに送信する。すべてのＡＢＲユーザによって要求される合計電力が利用可能な電力を超過する場合、次のスキームを使用して、どのＡＢＲユーザに共通送信機が送信するかを決定する。受信機が、再送信なしに信号に送信された情報をデコードするのに必要な電力よりも少ない電力で信号を受信することを可能にする技術を使用することができることが理解されなければならない。これらの技術に従って、電力はいくつかの反復される送信（例えば、Ｒ−レーキ受信機を用いて)累積される。従って、「必要な」電力の量は、共通の送信所が情報を再送信する回数に依存するだろう。
【００６１】
ここに開示された方法および装置の１つの実施形態に従って、共通の送信器１０２は、各ユーザへのリンクおよび「スループット」の条件に基づいてスケジューラーメトリックを決定する。スループットは、ある期間にわたって送信された情報量として定義される。
【００６２】
従って、スループットは１つ以上のユーザに関係することができる。
【００６３】
特定のユーザに関連したスループットはそのユーザに送信された情報量である。
【００６４】
システムのスループットはすべてのユーザに送信された情報の合計量である。
【００６５】
スループットは、望ましくは、以下のようにフィルター機能を適用することによりユーザごとに決定される：
【数６】
0005985575.tif 000007
【００６６】
但し、Ｔｋ(ｔ)はｋ番目のユーザにおける時刻ｔにおけるスループットであり、ｔｆはフィルター時定数であり、Ｒｋ（ｔ）は、データが、最後にｋ番目のユーザに送信されたレートである。
【００６７】
開示された方法および装置の一実施形態に従って、共通の送信機１０２が最後のタイムスロットにおいて、ｋ番目のユーザに送信されなかったなら、Ｒｋ（ｔ）はゼロに等しい。
【００６８】
従って、共通の送信器がｋ番目のユーザに送信されなかったなら、式６は、ｋ番目のユーザのための以下の式に帰する。
【数７】
0005985575.tif 000008
【００６９】
但し、Ｔｋ（ｔ）は、ｋ番目のユーザのための時刻ｔにおけるスループットであり、ｔｆはフィルター時定数である。従って、フィルターは式６あるいは式７のいずれかを適用し、各ユーザに関連したフィルター出力価値を出力する。各そのような値は、ユーザのスループットを表す。瞬時のリンク品質は、共通の送信所１０２と各ユーザの間でリンクごとに決定される。
【００７０】
ここに開示された方法および装置の１つの実施形態では、ｋ番目のユーザへのリンクの瞬時の品質は、ｋ番目のユーザへのリンクのためのキャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比である。いくつかの周知の方法の任意の１つを用いてＣ／Ｉの値を決定することは当業者により理解されるであろう。ここに開示された方法および装置の１つの実施形態では、スケジューラーメトリックはＣ／Ｉとスループットの関数である。１つのそのような実施形態では、ｋ番目のユーザへのリンクの瞬時の品質は、ｋ番目のユーザへのリンクのスループットにより除算されスケジューラーメトリックを生成する。ここに開示された方法および装置の別の実施形態において、スケジューラーメトリックは、時間に対して平均化されたリンク品質に対する瞬時のリンク品質の比の関数である。
【００７１】
スケジューラーメトリックがスループットに対するＣ／Ｉの比の関数である場合に、スケジューラーメトリックは、どのＡＢＲユーザ、またはユーザ群に、すべてのＡＢＲユーザに「公正さ」（すなわち、本質的に等価なシステムアクセス)のいくつかのレベルを維持しながら、合計システムスループットを最適化するように、情報が送信されるかを決定する。
【００７２】
ここに開示された方法および装置の一実施形態において、ユーザは、データのフレームが受信されなかったかしきい値エラー回数を越えて受信されたことを共通の送信所１０２へ示してもよい。
【００７３】
この場合、望ましくは、そのユーザに関連したスループット値は送られたデータが適切に受信されなかったという事実に対処するために修正される。ここに開示された方法および装置の１つの実施形態に従って、修正は以下のように行われる：
【数８】
0005985575.tif 000009
【００７４】
但し、Ｔｋ（新しい）は、修正されたスループット値であり、Ｔｋ（古い）は、修正前のスループット値であり、Ｒｋ（ｔ）は、最後のタイムスロットｔ期間中にｋ番目のユーザにデータが送信されたレートであり、ｔｆは、情報が時刻ｔにおいて送信されたレートを考慮するために、スループット値Ｔｋ（古い)を更新するために使用されたフィルター時定数である。
【００７５】
従って、結果として生じるＴｋ（新しい）は、時刻ｔに送信が試みなければ計算されたであろう値を有するであろう。ユーザが時刻ｔに送信されたデータを受信しなかったので、これは適切である。他の方法と装置では、Ｔｋ（ｔ＋１）の値は、値Ｔｋ（ｔ）に戻ることができる。
【００７６】
各ユーザは、適切である任意のデータレートで共通の送信所１０２からデータを受信することができるということもあり得るということに留意する必要がある。したがって、共通の送信所１０２は、データが各選ばれたＡＢＲユーザに送信されることになっているレートを決定しなければならなない。開示された方法および装置の１つの実施形態に従って、利用可能な電力の量はデータが各選ばれたＡＢＲユーザに送信されるレートを決定するために使用される。最も大きなスケジューラーメトリックを持ったＡＢＲユーザが最初に選ばれる。送信は、望ましくは、可能な最も高いレートでそのユーザに対して行われる。利用可能な何らかのさらなる電力があるなら、次に最も高いスケジューラーメトリックを有するＡＢＲユーザが選択される。共通の送信器は、望ましくは、可能な最も高いレートでこのユーザに送信する。このプロセスはできるだけたくさんの利用可能な電力が割り当てられるまで継続する。あるいは、利用可能な電力は、各ＡＢＲユーザに関連するスケジューラーメトリックの相対値に基づいて各ユーザに割り当てることができる。まだ別の代案では、データレートおよび各ユーザに送信するのに使用される電力の量の両方は、共通の送信所１０２が送信することを望むＡＢＲユーザの数および有能電力の量の両方に基づいて決定することができる。
【００７７】
例えば、そのユーザがスケジューラーメトリックＡｉを有するＮの選択されたユーザの場合、各ユーザは、合計の利用可能な電力の以下の一部分を与えられることができる。共通の送信所１０２は５つの最も大きいスケジューラーメトリック値を有する５つのＡＢＲユーザに送信することができる。
【数９】
0005985575.tif 000010
【００７８】
電力は、各ユーザに関連するスケジューラーメトリックに比例してユーザの中で分割される。ＡＢＲユーザの数、および情報がＡＢＲユーザに送信されることになっているレートの選択ができる種々様々の方法があることは当業者によって理解されるに違いない。開示された方法および装置の重要な特徴は、スケジューラーメトリックは、複数のＡＢＲユーザの中から、どのユーザに送信が行われるかを選択するのを補助するために使用されることである。
【００７９】
ある場合には、共通の送信器１０２が、最良のスケジューラーメトリックを持ったＡＢＲユーザに対して送信のために準備したデータを持ってないかもしれない。この場合、そのユーザに関連したスループット値は、少なくとも３つの方法のうちの１つで調節することができる。第１、あたかもデータが、もし情報が送信に利用可能ならば選択されていたであろうレートでそのユーザのもとへ送られることになっていたかのように、スループット値は調節することができる。第２に、スループット値はそのタイムスロットに対して未調整にしておくことができる。第３に、あたかもユーザが送信のために選ばれないかのように、スループット値は同じ方法で調節することができる。
【００８０】
この発明の様々な実施形態は、通信システム１００に複数のユーザと複数のチャネル１０６上の遠隔の送信所１０２の間の通信の装置および方法を含む。プロセッサ３０７は、複数のチャネル１０６の少なくとも１つに複数のユーザ１０４の各１人を関連させる。ユーザは２以上のチャネルに関連させられるかもしれない。同様に、チャネルは複数のユーザに関連しているかもしれない。ユーザは、そのユーザに関連する任意のチャネル上の送信機からデータを受信してもよい。言いかえれば、ユーザがチャネルに関係している場合は常に、チャネルは送信器からそのユーザまでのリンクを含んでいる。したがって、ユーザは、そのユーザに関連するチャネルの各々上の送信機と１つのリンクを有していてもよい。例えば、図１で示されるリンク１０６Ａは、実施形態に従って、多数のチャネル上の多数のリンクを表わすかもしれない。複数のチャネルの各々は、通信を提供するために使用される送信周波数、送信時間および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられてもよい。例えば、送信所１０２は、ユーザ１０４への送信用の多数の送信アンテナを含んでいるかもしれない。エレメントがそれぞれアンテナと考えられるかもしれない場合、送信アンテナ１０３は多数の放射素子（示されない）を含んでいるかもしれない。要素は、放射パターンと方向のような異なる特性を持っているかもしれない。送信周波数、送信時間および送信アンテナは、各割り当てられたチャネル上の各ユーザへのデータ伝送３１３のためにプロセッサ３０７によって選ばれてもよい。
【００８１】
プロセッサ３０７は、更に、複数のチャネルの複数のリンクの各々スケジューリングメトリックを割り当てる。同等に、ユーザは、ユーザに関連したチャネルの各リンク上のスケジューリングメトリックを割り当てられる。スケジューリングメトリックは、リンク品質、リンクの送信スループットあるいはそのリンクに関連したユーザのスループットのような多数の因子に基づくかもしれない。リンク品質は、リンクの（Ｃ／Ｉ）、そのリンクの可能な最大通信データレート、等に基づくかもしれない。スケジューリングメトリックを複数のチャネルに割り当てることは、少なくとも複数のユーザから受信した少なくともリンク品質リポートに基づいているかもしれない。リンク品質リポートは、複数のユーザ１０４のうちの１人に割り当てられた少なくとも１セットのチャネルのリポートを含んでいるかもしれない。
【００８２】
スケジューリングメトリックは全体にわたって記載されるように、瞬時の因子またはフィルターされた因子に基づくかもしれない。スケジューリングメトリックは、各リンクに対して、各リンク上に送信されたデータの量を表す値、または、所定の時間量にわたって、ユーザに関連するすべてのそのリンク上のユーザに送信されたデータ量を表す値、各リンクが現在データを受信している最も高いデータレートを表す値、送信されたデータ量を表す値に対する最も高いデータレートを表す受信した値の比により決定してもよい。各チャネル上で、送信器は、決定された多数のリンクを選択してもよい。そのリンクのスケジューラーメトリックは、そのチャネルのすべての他のリンクのスケジューラーメトリックより悪くない。次に、チャネルは、選択されたリンクのユーザへのそれぞれのリンク上でデータを送信するために使用される。
【００８３】
プロセッサ３０７は、各リンクに対して計算されたスケジューリングメトリックに基づいて、複数のチャネルに含まれる複数のリンクの中から通信のための多数のリンクを決定する。よいリンク品質を表わすメトリックを有するリンクはユーザ１０４への通信のための決定された多数のリンクとして選択されてもよい。一実施形態において、リンクのいくつかに関連するメトリックは、質の悪いリンクの品質を示すかもしれない。そして、プロセッサ３０７は、ユーザ１０４への通信のための決定された多数のリンクに対してそのようなリンクを含まない。別の実施形態では、リンクはすべて、ユーザ１０４への通信のための決定された多数のチャネルに含まれるのに満足なリンク品質を示すかもしれない。
【００８４】
１つの実施形態では、送信所１０２は、本質的に共通の送信時間フレーム上の決定された多数のチャネルの２以上のチャネル上で複数のユーザの少なくとも１つに送信するかもしれない。そのような実施形態では、ユーザはいくつかのチャネル上で本質的に同じ時間上で通信を受信するかもしれない。チャネルは、異なる周波数上であってもよいし、または異なる送信アンテナからであってもよし、または両方の組み合わせであってもよい。そのようなものとして、２以上の決定された多数のチャネルは、少なくとも２つの異なる送信周波数上にあるか、または少なくとも２つの異なる送信アンテナからのものであるか、または両方の組み合わせである。
【００８５】
多くの実施形態が記述された。しかしながら、様々な変更を、この発明の精神および範囲から逸脱することなく行ってもよいことが理解されるであろう。従って、この発明は、特定の図解した実施形態により限定されるものではなく、添付したクレームの範囲によってのみ、限定されることが理解されるべきである。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
下記を具備する、通信システムにおいて、複数の通信リンクを介して、複数のユーザと、遠隔送信所との間の通信の方法：
前記複数のユーザの各々を前記複数の通信リンクの少なくとも１人に割り当てること；
スケジューリングメトリックを前記複数の通信リンクの各々に割り当てること；
前記割り当てられたスケジューリングメトリックに基づいて、前記通信のためのデータの送信のために、前記複数の通信リンクのうち多数の通信リンクを選択すること。
［Ｃ２］
さらに下記を具備する、Ｃ１に記載の方法：
本質的に共通の送信時間フレーム上で、前記選択された多数の通信リンクのうちの１つ以上を介して、前記複数のユーザの少なくとも１人に前記遠隔送信所から送信すること。
［Ｃ３］
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なるチャネル送信周波数上にある、Ｃ２に記載の方法。
［Ｃ４］
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なる送信アンテナ上にある、Ｃ２に記載の方法。
［Ｃ５］
さらに下記を具備する、Ｃ１に記載の方法：
通信リンク品質、通信リンクデータスループット、およびユーザデータスループットの少なくとも１つに基づいて、前記スケジューリングメトリックを決定すること。
［Ｃ６］
前記通信リンク品質は、決定された可能な最大通信データレートの因子を含む、Ｃ５に記載の方法。
［Ｃ７］
前記通信リンク品質は、雑音および干渉比に対する通信リンクキャリアの因子を含む、Ｃ５に記載の方法。
［Ｃ８］
前記複数の通信リンクに割り当てられた前記スケジューリングメトリックは、前記複数のユーザの少なくとも１人から受信した少なくとも１つの通信リンク品質リポートに基づく、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ９］
前記通信リンク品質リポートは、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルにより提供される前記複数の通信リンクの少なくとも１つの通信リンクのリポートを含む、Ｃ８に記載の方法。
［Ｃ１０］
下記をさらに具備する、Ｃ１に記載の方法：
前記通信に対して、前記複数の通信リンクを、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる少なくとも１つの通信チャネルに割り当てること。
［Ｃ１１］
さらに下記を具備する、Ｃ１に記載の方法：
各通信リンクに対して、下記を含む多数の品質因子から選択された少なくとも１つの品質因子を決定することにより前記スケジューリングメトリックを決定すること：
データスループットを表す値、
前記ユーザに割り当てられた通信リンクの１つ以上を介して、ある期間にわたってユーザに送信されたデータ量により決定されるユーザデータスループットを表す値、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの少なくとも１つを介して、最も高い可能な通信データレートを表す値、
前記多数の品質因子のうちの少なくとも２つの瞬時のまたはフィルターされた値の比を表す値。
［Ｃ１２］
前記割り当てられたスケジューリングメトリックに基づく前記通信のために、前記複数の通信リンクのうち前記多数の通信リンクを前記選択することは、高い値のスケジューリングメトリックに関連する前記通信リンクを選択することを含む、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１３］
さらに下記を具備する、Ｃ１に記載の方法：
前記通信のために、前記複数の通信リンクのうち前記選択された多数の通信リンクを介して送信すること。
［Ｃ１４］
下記を具備する通信システムにおいて、複数の通信リンクを介する、複数のユーザと遠隔送信所との間の通信のための装置：
前記複数のユーザの各々を前記複数の通信リンクの少なくとも１つに割り当てる手段；
スケジューリングメトリックを前記複数の通信リンクの各々に割り当てる手段；
前記割り当てられたスケジューリングメトリックに基づいて前記通信に対してデータの送信のために前記複数の通信リンクのうち多数の通信リンクを選択する手段。
［Ｃ１５］
さらに下記を具備する、Ｃ１４に記載の装置：
本質的に共通の送信時間フレーム上で、前記選択された多数の通信リンクのうち１つ以上を介して前記複数のユーザの少なくとも１人に前記遠隔送信所から送信する送信機。
［Ｃ１６］
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なるチャネル送信周波数上にある、Ｃ１５に記載の装置。
［Ｃ１７］
前記複数の通信リンクは、少なくとも２つの異なる送信アンテナ上にある、Ｃ１５に記載の装置。
［Ｃ１８］
さらに下記を具備する、Ｃ１４に記載の装置：
通信リンク品質、通信リンクデータスループット、およびユーザデータスループットの少なくとも１つに基づいて前記スケジューリングメトリックを決定する手段。
［Ｃ１９］
前記通信リンク品質は、決定された可能な最大通信データレートの因子を含む、Ｃ１８に記載の装置。
［Ｃ２０］
前記通信リンク品質は、雑音および干渉比に対する通信リンクキャリアの因子を含む、Ｃ１８に記載の装置。
［Ｃ２１］
前記複数の通信リンクに割り当てられた前記スケジューリングメトリックは、前記複数のユーザの少なくとも１人から受信した少なくとも１つの通信リンク品質リポートに基づく、Ｃ１４に記載の装置。
［Ｃ２２］
前記通信リンク品質リポートは、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルにより提供される前記複数の通信リンクの少なくとも１つの通信リンクのリポートを含む、Ｃ２１に記載の装置。
［Ｃ２３］
さらに下記を具備する、Ｃ１４に記載の装置：
前記通信に対して、送信周波数、送信時間、および送信アンテナの少なくとも１つにより特徴づけられる通信チャネルの少なくとも１つに前記複数の通信リンクを割り当てる手段。
［Ｃ２４］
さらに下記を具備する、Ｃ１４に記載の装置：
各通信リンクに対して、下記を含む多数の品質因子から選択された少なくとも１つの品質因子を決定することにより前記スケジューリングメトリックを決定する手段：
データスループットを表す値、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンク上の１つ以上を介して、ある期間にわたってユーザに送信されたデータの量により決定されるユーザデータスループットを表す値、
前記ユーザに割り当てられた前記通信リンクの少なくとも１つを介して、最も高い可能な通信データレートを表す値、
前記多数の品質因子のうち少なくとも２つの瞬時のまたはフィルターされた値の比を表す値。
［Ｃ２５］
前記割り当てられたスケジューリングメトリックに基づいて前記通信のための前記複数の通信リンクのうち前記多数の通信リンクを前記選択することは、高い値のスケジューリングメトリックに関連する前記通信リンクを選択することを含む、Ｃ１４に記載の装置。
［Ｃ２６］
さらに下記を具備する、Ｃ１４に記載の装置：
前記通信のために前記複数の通信リンクのうち前記選択された多数の通信リンクを介して送信する送信機。
【図１】
0005985575.tif 000011
【図２Ａ】
0005985575.tif 000012
【図２Ｂ】
0005985575.tif 000013
【図３】
0005985575.tif 000014
【図４】
0005985575.tif 000015