(57)【要約】  セル設計動作、ルーチンおよび基地局が開示され、ユーザエンティティは、システム（ノードＢ）の少なくとも１つのセル（Ａ、Ｂ）の互いに干渉を起こさない少なくとも２つのキャリア（Ｃ１、Ｃ２）に割り当てられ、第１のキャリア（Ｃ１）は少なくとも第１のチャネル（ＤＰＣＨ）を有し、第２のキャリア（Ｃ２）は少なくとも第２のチャネル（ＤＰＣＨ）を有し、ユーザエンティティ（ＵＥ）は、第１のチャネルおよび／または第２のチャネルに選択的に割り当てられてもよい。少なくとも１つのセル内のそれぞれの分布ユーザの雑音耐久能力（ＭＡＸＲＯＴ（ＵＥｎ））に関するそれぞれの測定値に関する情報が収集される。分布ユーザエンティティは、それぞれの雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）＿ＵＥ）によって順序付けられる。雑音耐久能力の小さいユーザエンティティは第１のキャリア（Ｃ１）のチャネルに割り当てられるのに対して、雑音耐久能力の大きい（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））ユーザエンティティは第２のキャリア（Ｃ２）のチャネルに割り当てられる。
2009510872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザエンティティをシステム（ノードＢ）の少なくとも１つのセル（Ａ；Ｂ）の少なくとも２つのキャリア（Ｃ１；Ｃ２）に割り当てる方法であって、第１のキャリア（Ｃ１）は少なくとも第１のチャネル（ＤＰＣＨ）を有し、第２のキャリア（Ｃ２）は少なくとも第２のチャネル（ＤＰＣＨ）を有し、前記少なくとも２つのキャリアは相互に干渉することはなく、複数のユーザエンティティ（ＵＥ）は前記第１のチャネルおよび／または前記第２のチャネルに選択的に割り当てられ、
−前記少なくとも１つのセル内の個々の分布ユーザの雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））に関する個々の測定値の情報を収集するステップと、
−個々の雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）＿ＵＥ）に基づいて、複数の分布ユーザエンティティを順序付けるステップと、
−雑音耐久能力が低いユーザエンティティを前記第１のキャリア（Ｃ１）のチャネルに割り当てまたは再割り当てするステップと、
−雑音耐久能力が高い（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））ユーザエンティティを前記第２のキャリア（Ｃ２）のチャネルに割り当てまたは再割り当てするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のキャリアは少なくとも第１の個別チャネル（ＤＰＣＨ）とランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）とを含み、
前記第２のキャリアは少なくとも第２の個別チャネル（ＤＰＣＨ）を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のキャリアは少なくとも第１の個別チャネル（ＤＰＣＨ）を含み、
前記第２のキャリアは少なくとも第２の個別チャネル（ＤＰＣＨ）を含み、
第３のキャリアはランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
暫定推定負荷値（ＴＭＰ＿ＲＯＴ）は、対象となる候補ユーザエンティティだけでなく以前に割り当てられたユーザエンティティ（ＵＥ）候補の負荷にも基づいて計算されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記暫定推定負荷値（ＴＭＰ＿ＲＯＴ）が候補ユーザの許容雑音耐久能力より大きい場合（７）、前記キャリアにはそれ以上候補ユーザを割り当てず輻輳状態が検出される（１０）ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記暫定推定負荷値（ＴＭＰ＿ＲＯＴ）は、保証された（ＲＡＣＨ）キャリア動作のために所定の最大負荷と比較されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
チャネルの前記（再）割り当ては、準備状態（１７）または輻輳検出状態（１０）の完了後に実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
分布ユーザ（ＵＥｎ）の雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））に関する前記測定値は、
ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）＝（（Ｐ＿ＭＡＸ（ＵＥｎ）−Ｐ＿ＭＡＲＧＩＮ）−（Ｐ＿ＵＳＥＤ（ＵＥｎ）−ＲＳＳＩ（ＵＥｎ）））−ＳＩＲ（ＵＥｎ）
に従って推定され、ここで、
・ＲＳＳＩ（ＵＥｎ）は、特定のＵＥに関する測定受信信号強度、
・Ｐ＿ＵＳＥＤ（ＵＥｎ）は、特定のＵＥに関する使用電力、
・Ｐ＿ＭＡＲＧＩＮは、接続がスケジューリング間隔内のチャネル変動を処理し得ることを確実にするための電力マージン、
・ＳＩＲ（ＵＥｎ）は、特定のＵＥに関する測定信号対干渉比、
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ダウンリンク・ユーザエンティティ・ハンドラ（ＤＬ＿ＵＥ＿ＨＡＮＤＬＥＲ）と、スケジューラと、アップリンク・ユーザエンティティ・ハンドラ（ＵＬ＿ＵＥ＿ＨＡＮＤＬＥＲ）と、を含む基地局（ノードＢ）であって、ＭＡＸ＿ＲＯＴ決定ユニットと、チャネルＳＩＲおよびＲＳＳＩ推定ユニットと、をさらに備え、
ダウンリンク・データは、ダウンリンク・ハンドラに転送され、スケジュール機能に基づいて対象となる様々なユーザエンティティに送信され、
アップリンク・データは、前記ユーザエンティティから受信され、前記アップリンク・ハンドラを介して転送され、
前記アップリンク・ハンドラは、
−前記少なくとも１つのセル内の個々の分布ユーザの雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））に関する個々の測定値の情報を収集するステップと、
−個々の雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）＿ＵＥ）に基づいて、複数の分布ユーザエンティティを順序付けるステップと、
−雑音耐久能力が低いユーザエンティティを前記第１のキャリア（Ｃ１）のチャネルに割り当てまたは再割り当てするステップと、
−雑音耐久能力が高い（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））ユーザエンティティを前記第２のキャリア（Ｃ２）のチャネルに割り当てまたは再割り当てするステップと、
を実行することを特徴とする基地局。
【請求項１０】
少なくとも１つのセル（Ａ；Ｂ）を含むシステムのセル設計動作であって、前記少なくとも１つのセルは、少なくとも複数のユーザエンティティからのアップリンクトラフィックを搬送する少なくとも２つのキャリアを含み、前記キャリアは相互に干渉することはなく、複数のユーザエンティティ（ＵＥ）は第１のチャネルおよび／または第２のチャネルに選択的に割り当てられ、
雑音耐久能力が低いユーザエンティティは、前記第１のキャリア（Ｃ１）のチャネルに割り当てられ、
雑音耐久能力が高い（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））ユーザエンティティは、前記第２のキャリア（Ｃ２）のチャネルに割り当てられる、
ことを特徴とするセル設計動作。
【請求項１１】
前記第１のキャリア（Ｃ１）は、複数のユーザエンティティにより共有アクセスされる少なくとも１つのランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）と、ユーザエンティティに対し時間多重方式で個別に割り当てられる少なくとも１つの個別チャネル（ＤＰＣＨ）と、を含み、前記第２のキャリア（Ｃ２）は、少なくとも１つの個別チャネル（ＤＰＣＨ）を含むことを特徴とする請求項１０に記載のセル設計動作。
【請求項１２】
前記第１のキャリア（Ｃ１）のカバレッジは、前記第２のキャリアのカバレッジよりも広くなるよう制御されることを特徴とする請求項１０に記載のセル設計動作。
【請求項１３】
全セルにおいて同一の第１のキャリアと同一の第２のキャリアとを有する複数のセル（Ａ，Ｂ）が提供され、前記第１のキャリア（Ｃ１）のカバレッジは連続領域を形成し、前記第２のキャリア（Ｃ２）のカバレッジは複数の孤立セルのセル・パターンを形成することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載のセル設計動作。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムなどの通信システムの電力制御に関する。より詳細には、本発明は、ＵＭＴＳシステム（Ｗ−ＣＤＭＡ）のエンハンスドアップリンク（ＥＵＬ）トラフィックなどの（高速パケット）アップリンクパケットアクセス通信の側面に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように広帯域直接シーケンスＣＤＭＡシステムでは、信号は、キャリアを変調する異なる疑似ランダムバイナリシーケンスで構成される。それによって、信号のスペクトルは、システムの相当数のチャネルに共通の広い周波数範囲にわたって拡散される。直接シーケンス符号化によって、信号間の直交が達成され、共通の周波数範囲から信号の個別復号が可能になる。
【０００３】
この符号化原理は、多くの利点を有する。例えば、直接シーケンス拡散スペクトル符号化により、マルチパスフェージングの深刻さを大幅に軽減し、スペクトル資源の効果的利用が可能になる。
【０００４】
信号が周波数／時間領域で同じ部分を占有するので、個々のチャネルの正確な電力調整はＣＤＭＡシステムの重要な面である。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムは、アップリンクとダウンリンクの両方で電力制御を行う。電力制御の一目的は、それぞれの移動機の位置または伝搬損失にかかわらず、信号が基地局受信機で同じ電力レベルになるように、セルサイトの基地局受信機が受信できる範囲内で動作する各移動機の送信機を調整することである。留意すべきは、各ユーザエンティティ（ＵＥ）に関する電力レベルは、送信データレートに比例することである。
【０００６】
セルサイト内のすべての移動機の送信機がそのように制御されるとき、基地局受信機における総信号電力は、全ＵＥが同じデータレートを使用するという条件で、公称受信電力と移動機数との積に等しい。
【０００７】
基地局で受信され選択された各信号は狭帯域デジタル情報を運ぶ信号に変換されるのに対して、選択されない他の信号は、広帯域雑音信号になる。また一方では、復号プロセスによって行われる帯域減少は、信号対雑音比を負の値から条件に合ったビットエラー率での動作を可能にするレベルに高める。
【０００８】
例えばセル内で同時に動作してもよいユーザ数などの全体的なシステム容量は、所与の容認可能なビットエラー率を作り出す最小信号対雑音比に依存する。
【０００９】
第３世代携帯電話技術システム用の第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）仕様規格は、異なるユーザに対して異なるユーザデータレートを利用可能にする。
【００１０】
Ｗ−ＣＤＭＡ仕様によれば、アップリンクパケットデータセッションは、以下のように実行される。
【００１１】
ネットワークに接続（アタッチ）を試みるユーザエンティティは、それぞれのセルで利用可能なランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）キャリアを通知される。ユーザエンティティは、自身のアイデンティティおよび現在の送信アップリンク電力レベルに関する情報を送信する。周知のように、それぞれの各ユーザエンティティの出力電力は、激変を避けるために基地局ノードＢによるＴＰＣ（送信電力制御）に従った段階的なやり方で調整される。
【００１２】
ＲＡＣＨチャネルは全ユーザからのアップリンクトラフィックによって共用されるので、過負荷により輻輳することがある。その結果、データスループットは、このような状況下では制限されることがある。
【００１３】
それ故、所与のユーザは、特定のアダマール符号によって１つのユーザエンティティに限定された個別パケットチャネル（ＤＰＣＨ）を割り当てられてもよい。ＤＰＣＨチャネルは、それぞれのセルおよびそれぞれのキャリアで所与のユーザが利用可能である。代わりに、ユーザエンティティは、ＲＡＣＨチャネルに留まってもよい。
【００１４】
ユーザエンティティ（ＵＥ）からノードＢへの最初のメッセージは、常にＲＡＣＨチャネルで送信されるのに対して、それに続くメッセージは、ＲＡＣＨチャネルで送信されてもよいし、またＤＰＣＨチャネルで送信されてもよい。従って、ＲＡＣＨメッセージが全然転送され得ない場合、ＵＥはネットワークへのアクセスを開始できない。
【００１５】
セルの実際の干渉レベル、ユーザデータレート、チャネル品質およびデータ伝送の要求品質によって、ユーザが必要な送信電力レベルが決まる。アップリンク送信は、特に大きなセルでは、多くの場合に電力制限される。すなわち最大送信電力は、所望のユーザデータレートまたは伝送品質に到達するほど十分に大きくない。
【００１６】
アップリンクセル負荷を決定する通常のやり方は、システムノイズレベルと比較して総受信電力レベルを決定することである。この手段は、しばしばＲｏＴ（Rise over Thermal noise）と呼ばれる。
【００１７】
【数１】
2009510872.tif 000003
上式で、Ｎ＿Ｔは、基地局の受信機の熱雑音である。
【００１８】
所与のリンク対して、次式が成立するのは明らかである。
【００１９】
【数２】
2009510872.tif 000004
上式で、Ｃ＿ＭＡＸ（ＵＥｎ）は、ノードＢまでの距離に主に依存する経路損失Ｌのパスに、ユーザエンティティがその最大許容電力Ｐ＿ＭＡＸで送信するときの、ノードＢにおける受信最大電力である。
【００２０】
ノードＢにおける所与のユーザエンティティ（例えばＵＥ１）からの受信信号の信号対雑音比は、以下のように表現される。
【００２１】
【数３】
2009510872.tif 000005
【００２２】
経路損失（ＵＥからノードＢ）は、ＵＥが屋内にあるかそれとも屋外にあるかに依存するのに加えて、ＵＥとノードＢとの間の距離に応じて大きく変り得る。また、自セルと隣接セルとの間の隔離は、ＵＥの位置に応じて大幅に異なる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
経路損失推定の困難さおよび初期セル設計の本質により、スペクトル資源を効率的に割り当てることが問題となる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本願の第１の目的は、少なくともスループットおよびアクセスの最適化を優先するような結果を生じる、ユーザエンティティのそれぞれのキャリアへの割り当てを提供することである。
【００２５】
本目的は、請求項１の主題によって達成される。
【００２６】
本発明の第２の目的は、スループットを最適化する基地局を明らかにすることである。
【００２７】
本目的は、請求項９によって達成される。
【００２８】
本発明の第２の目的は、スループットを最適化するセル設計動作を提供することである。
【００２９】
本目的は、請求項１０に記載の主題によって達成される。
【００３０】
さらなる利点は、本発明の以下の詳細説明から明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明によるセル設計の第１の実施形態を示し、この実施形態ではＷ−ＣＤＭＡアップリンクトラフィックに関連する２つのセルＡおよびＢを有する。キャリア周波数Ｃ１は、複数の個別パケットチャネルＤＰＣＨおよび１つのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨで使用されるのに対して、キャリア周波数Ｃ２は、ユーザエンティティが個別に時間多重方式で割り当てられる複数の個別パケットチャネルＤＰＣＨで使用され、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨでは使用されない。Ｃ１とＣ２は、互いに干渉しない。
【００３２】
エリア内の全部でＮ個のユーザエンティティＵＥ１〜ＵＥｎは、様々なチャネルで上記の２つのキャリアの１つに割り当てまたは再割り当てされる。両方のセルは、同じチャネライゼーション（アダマール）符号を使用しているため、カバー範囲内において同じユーザエンティティにサービスしてもよい。ＣＤＭＡで周知のように、ユーザエンティティは、ソフトハンドオーバの状態にある場合、セルＡとセルＢの両方に断続的にまたはほぼ同時に送信してもよい。
【００３３】
上述の図１のセル設計では、個別のユーザエンティティのデータ伝送の必要性およびユーザエンティティの実際の場所は、時間とともに変化する。その結果、１つ以上のセルの負荷が時間とともに変化する。上述のように本発明の目的は、スループットを最適化するように、所与の間隔でユーザエンティティの割り当てまたは再割り当てを遂行することである。事業者の視点からは、収入はスループットに関連しており、スループットは最大にされるべきであるが、これは、アクセス困難になるという犠牲を払って達成されるべきではない。この点に関して、ユーザエンティティの出力電力の最小化は、個別のユーザエンティティのバッテリ寿命の増大をもたらすので、次の優先事項と見なされる。
【００３４】
好ましい実施形態をさらに取り扱う前に、本発明によるパラメータおよび定義を検討する。
【００３５】
例えば図１に示すセル内の最悪の位置にあるＵＥが、常にＲＡＣＨチャネルで送信可能であることは主要な必要条件である。言い換えると、個別のユーザエンティティの送信電力割り当て若しくは電力要求、ならびに、場合によってはセルへの参加を許可されるユーザエンティティの数は、その結果生じる実際の負荷が、セルの最悪位置のＵＥがＲＡＣＨチャネルで常に送信可能である基準を満足するように制御されるべきである。
【００３６】
本発明によれば、少なくとも１つのセル内の各分布ユーザ（prevalent user）の雑音耐久能力ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）に関する測定値は、所与の位置にいる所与の実際の分布ユーザエンティティに関する最大キャリア負荷として定義され、その特定のＵＥがその送信を基地局によって首尾よく受信してもらうために、許容し得る最大キャリア負荷である。その値は、所与のＱｏＳ（サービス品質）を獲得するために必要な信号対干渉比（ＳＩＲ）に加えて、基地局に関して他のユーザエンティティの位置および伝送特性と比較した所与のユーザエンティティの配置および条件に依存する。
【００３７】
ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）の値は、次式により推定され得る。
【００３８】
ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）＝（（Ｐ＿ＭＡＸ（ＵＥｎ）−Ｐ＿ＭＡＲＧＩＮ）［ｄＢｍ］−（Ｐ＿ＵＳＥＤ（ＵＥｎ）−ＲＳＳＩ（ＵＥｎ））［ｄＢｃ］）−ＳＩＲ（ＵＥｎ）［ｄＢｃ］
【００３９】
ここで、
・ＲＳＳＩ（ＵＥｎ）：基地局が推定した特定のＵＥに対する測定受信信号強度。
・Ｐ＿ＵＳＥＤ（ＵＥｎ）：特定のＵＥに関する使用電力。この値は、ＵＥに関して基地局へ報告される。
・Ｐ＿ＭＡＲＧＩＮ：ＵＥと基地局との接続がスケジューリング間隔内のチャネル変動の処理を確実にするための電力マージン。
・ＳＩＲ（ＵＥｎ）：基地局が概算する特定のＵＥに関する推定信号対干渉比。
【００４０】
本発明の第１の好ましい実施形態によれば、ノードＢは、資源を効率的に割り当てまたは再割り当てするためにすべての分布ユーザエンティティに対してＭＡＸ＿ＲＯＴ推定を繰り返し実行する。対応する割当ルーチンについては、図３に示す。
【００４１】
前述のように、キャリアの総負荷はＲＯＴによって表され得る。これに関連して、それぞれのキャリアの負荷は、ＲＯＴ＿Ｃ１およびＲＯＴ＿Ｃ２で示される。
【００４２】
しかし、所与の状況で最悪の状態にある分布ユーザエンティティ（最小ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））が起こり得る最悪の状態の状況を表すとは想定されなくてもよい。それ故、セル設計の目的に対しては、保証されたＲＡＣＨカバレッジ（例えば、図１の現在の状況では、ＲＡＣＨキャリアＣ１のカバレッジ）であるＭＲＣＲに対する所定の最大負荷が規定される。
【００４３】
ＭＲＣＲ値は、所望のセルカバレッジエリア内に生じ得ると予期される起こり得る最大経路損失を有する仮想の所与のＵＥが、ノードＢにその最初のＲＡＣＨメッセージを転送し得るように設定される。言い換えると、ＭＲＣＲは、特定の最大経路損失を有するＵＥが特定の最小データレートで常に送信し得るように選択されるべきである。さらに、ＭＲＣＲは、隣接セルへの干渉が所与のレベルを超えないように選択されるべきである。
【００４４】
実際の負荷ＲＯＴを制限するために、適切なＭＲＣＲ値の決定に関係するいくつかの様相がある。とりわけ、以下のことに留意すべきである。
【００４５】
・所与のセルに関して負荷が大きくなるほど、セルのアップリンク送信データレートの上限が高くなる。
・所与のセルに関して負荷が大きくなるほど、隣接セルに生じる干渉が大きくなる。
・所与のセルに関して負荷が大きくなるほど、所与のデータレートを達成するためにＵＥが使用しなければならないアップリンク電力が大きくなる。
【００４６】
その結果、ＭＲＣＲが高く設定されすぎる場合、セル内の大きな経路損失を有するＵＥ（例えば、セル境界のＵＥまたは屋内のＵＥ）は、ＵＥがその最大送信電力を使用しているにもかかわらず所望（最小）のデータレートで送信できないことがある。
【００４７】
さらなる定義
・Ｎ：セル内のＵＥ数。
・Ｃ＿ＩＮＤＥＸ：個別ユーザエンティティ（ＵＥ１〜ＵＥｎ）が割り当てられる各チャネルの順序番号（１〜Ｎ）。
・ｉ：ルーチンの繰り返し数。
・Ｎ＿ＬＥＶＥＬ（Ｃ）：使用キャリアに関する熱雑音量。
・ＩＯＣ（Ｃ）：所与のキャリアに対する隣接セルからの干渉の推定値。干渉は、熱雑音レベルＮ＿ＬＥＶＥＬと自セルに属する全ＵＥからの受信信号強度とを知ることによって推定され得る。
・ＭＲＮＣＲ：セルの電力制御ループが不安定になるリスクなしに、特権キャリアＣ２（例えば、図１の非ＲＡＣＨキャリア）に対して使用され得る最大ＲｏＴ値。通常ＭＲＣＲ＜＝ＭＲＮＣＲであることに留意すべきである。
・ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ：以下のように計算されてもよい暫定計算負荷値。
【００４８】
いずれかのＵＥが割り当てられる前に、初期化が次のように実行される。
ＲＯＴ＿Ｃ１＝（Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃ１＋ＩＯＣ（１））／Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃ１
ＲＯＴ＿Ｃ２＝（Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃ２＋ＩＯＣ（２））／Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃ２
【００４９】
セルに対する暫定ＲＯＴ値は、次の疑似コードを実行することによって、ＵＥ（Ｃｎ＿ＩＮＤＥＸ）が割り当てられるとき推定され得る。（留意すべきは、「ＦＯＲ  ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ＝１  ＴＯ  Ｃｎ＿ＩＮＤＥＸ」はＣ１に有効なことである。Ｃ２の場合は、その行は「ＦＯＲ  ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ＝Ｎ  ＴＯ  Ｃｎ＿ＩＮＤＥＸ」に変更されるものとする。ここで、Ｎは、割り当てられるＵＥ数である）。
【００５０】
ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ＝ＲＯＴ＿Ｃｎ
ＵＥ＿ＣＡＲＲ（Ｃｎ＿ＩＮＤＥＸ）＝ＲＯＴ＿Ｃｎ＊Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃｎ＊ＳＩＲ（Ｃｎ＿ＩＮＤＥＸ）
ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ＝ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ＋ＵＥ＿ＣＡＲＲ（Ｃｎ＿ＩＮＤＥＸ）／Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃｎ
ＲＥＰＥＡＴ
ＣＯＮＶＥＲＧＥＮＣＥ＿ＲＯＴ＝ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ
ＦＯＲ  ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ＝１  ＴＯ  Ｃｎ＿ＩＮＤＥＸ
ＴＭＰ＿ＣＡＲＲ＝（ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ＊Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃｎ−ＵＥ＿ＣＡＲＲ（ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ））＊ＳＩＲ（ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ）
ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ＝ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ＋（ＴＭＰ＿ＣＡＲＲ−ＵＥ＿ＣＡＲＲ（ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ））／Ｎ＿ＬＥＶＥＬ＿Ｃｎ
ＵＥ＿ＣＡＲＲ（ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ）＝ＴＭＰ＿ＣＡＲＲ
ＮＥＸＴ  ＵＥ＿ＩＮＤＥＸ
ＵＮＴＩＬ（ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃｎ−ＣＯＮＶＥＲＧＥＮＣＥ＿ＲＯＴ）＜ＣＯＮＶＥＲＧＥＮＣＥ＿ＲＥＱ
【００５１】
基地局
図９は、本発明による基地局（ノードＢ）の好ましい実施形態を示す。
【００５２】
基地局ノードＢは、ダウンリンク・ユーザエンティティ・ハンドラＤＬ＿ＵＥ＿ＨＡＮＤＬＥＲと、スケジューラと、複数のアップリンク・ユーザエンティティ・ハンドラＵＬ＿ＵＥ＿ＨＡＮＤＬＥＲとを備える。各アップリンク・ハンドラは、ＭＡＸ＿ＲＯＴ決定部とチャネルＳＩＲおよびＲＳＳＩ推定部とを備える。
【００５３】
ダウンリンク・データは、ダウンリンク・ハンドラに運ばれ、スケジューリング機能によって様々なユーザエンティティに送信される。
【００５４】
アップリンク・データは、ユーザエンティティから受信され、アップリンク・ハンドラによってバックボーンネットワーク（図に示されていない）にさらに運ばれる。
【００５５】
アップリンク・ハンドラは、様々なＭＡＸ＿ＲＯＴの決定を実行する。さらに、スケジューラは、各ＵＥに対してキャリア割り当てを決定するために、ＵＬ＿ＵＥ＿ＨＡＮＤＬＥＲからの情報と一緒に、ＭＲＣＲ値およびＭＲＮＣＲ値を使用する。最後に、アップリンク・ハンドラおよびダウンリンク・ハンドラは、スケジューラが算出し決定したユーザエンティティの割り当てまたは再割り当てを実行する。
【００５６】
各部で実行される推定は前述の定義によって行われるのに対して、最適化割り当てを実行するルーチンは以下で取り扱う。
【００５７】
ルーチン
図３は、本発明の好ましい実施形態のフロー図を示す。
【００５８】
方法について、これより図５で与えられる第１の典型的なシナリオを参照して説明する。
【００５９】
ネットワークのスループットを最適化するために、キャリア（再）割り当てのルーチンは、所定の間隔で実行される。ステップ１では、この間隔の期間が始まる。
【００６０】
ステップ２では、アクセスを求める１つ以上のすべての分布ユーザエンティティ１〜Ｎ内の各分布ユーザの雑音耐久能力例えばＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）に関するそれぞれの測定情報が収集される。
【００６１】
さらにステップ２では雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））に関するそれぞれの測定値が概算され、ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ｎ）＞ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ｎ＋１）のように求められた値によってソートされる。
【００６２】
ステップ３では、キャリア１用のインデックスであるＣ１＿ＩＮＤＥＸはＮに設定され、キャリア２のインデックスであるＣ２＿ＩＮＤＥＸは１に設定される。ステップ４では、繰り返し回数ｉは、最初ゼロに設定される。
【００６３】
ステップ５では、ＲＯＴ（Ｃ１＿ＩＮＤＥＸ）＜ＲＯＴ（Ｃ２＿ＩＮＤＥＸ）かどうかが判定される。以下では、ユーザエンティティは、図５に示すようにキャリア１とキャリア２に一般に交互に割り当てられる。そのために、最小のＲＯＴＭＡＸ値を有するユーザエンティティからキャリアＣ１に増加順に割り当てられるのに対して、最大のＲＯＴＭＡＸ値を有するユーザエンティティからキャリアＣ２に減少順に割り当てられる。現在の例では、５回の繰り返し後、ユーザエンティティＵＥ＃１、ＵＥ＃１１、ＵＥ＃２３はＣ１に割り当てられるのに対して、ＵＥ＃３、ＵＥ＃１０はＣ２に割り当てられる。
【００６４】
図３でステップ６〜９に相当する左側の列では、ユーザエンティティ候補はキャリアＣ２への割り当てを考慮されるのに対して、ステップ１１〜１４に相当する右側の列では、ユーザエンティティ候補はキャリアＣ１への割り当てを考慮される。
【００６５】
ステップ５においてＹＥＳの返答を得た場合、ステップ１１では、暫定推定負荷値ＴＭＰ＿ＲＯＴは、当該候補ユーザエンティティに加えて、先に割り当てられた候補の負荷に対応して計算される。
【００６６】
ステップ１２では、暫定負荷が最小の分布ＭＡＸ＿ＲＯＴ値に相当するＭＡＸ＿ＲＯＴ（Ｎ）と比べられる。ＮＯである場合、プロセスはキャリア２の割り当てに続く。
【００６７】
ステップ１３では、暫定負荷値は、保証されたＲＡＣＨキャリア動作のための所定最大負荷と比較される。所定最大負荷値未満の場合、プロセスはステップ１４に続き、そうでない場合、プロセスはステップ６に続く。
【００６８】
ステップ１４では、所与のインデックスのユーザエンティティはキャリア１に割り当てられ、キャリア１に対する負荷ＲＯＴ＿Ｃ１が推定される。図６から明らかになるように、負荷はＵＥＮ＝ＵＥ＃２に対して小さい。さらにキャリア割り当てに対するインデックスは減少し、Ｃ１＿ＩＮＤＥＸは順番に減少し、すなわち、プロセスは次に大きいＭＡＸ＿ＲＯＴを有するユーザエンティティに対して準備ができている。
【００６９】
同様に、最大許容ＭＡＸ＿ＲＯＴ値を有するユーザエンティティは、ステップ７〜９によってＲＡＣＨ以外のキャリアＣ２に減少順に割り当てられる。
【００７０】
暫定負荷値ＴＭＰ＿ＲＯＴが、ステップ７で候補ユーザの許容負荷値より大きい場合、それ以上の候補は、キャリアに割り当てられなくてもよく、ステップ１０で輻輳状況が検出される。
【００７１】
同じことは選択するステップ８にも当てはまり、暫定負荷値は上で定義された値ＭＲＮＣＲを超えているかをテストされる。
【００７２】
要約すれば、ルーチンは、システム（ノードＢ）の少なくとも１つのセル（Ａ、Ｂ）の少なくとも２つのキャリア（Ｃ１、Ｃ２）へのユーザエンティティの割り当てを含み、互いに干渉を起こさない少なくとも２つのキャリアは、少なくとも第１のチャネル（ＤＰＣＨ）を有する第１のキャリア（Ｃ１）と少なくとも第２のチャネル（ＤＰＣＨ）を有する第２のキャリア（Ｃ２）であり、そこではユーザエンティティ（ＵＥ）は、第１のチャネルおよび／または第２のチャネルに選択的に割り当てられてもよい。ルーチンは、
・少なくとも１つのセル内のそれぞれの分布ユーザの雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））に関するそれぞれの測定情報を収集するステップと、
・そのそれぞれの雑音耐久能力（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）＿ＵＥ）によって分布ユーザエンティティを順番付けるステップと、
・雑音耐久能力の低いユーザエンティティに第１のキャリア（Ｃ１）のチャネルを割り当てまたは再割り当てするステップと、
・雑音耐久能力の高い（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））ユーザエンティティに第２のキャリア（Ｃ２）のチャネルを割り当てまたは再割り当てするステップと、
を備える。
【００７３】
図３に示すルーチンによって実行されるＵＥの割り当ては、低いＲＯＴだけを処理し得るＵＥはＣ１に割り当てられるのに対して、より高いＲＯＴを処理し得るＵＥはＣ２に割り当てられるようにする。図４に描写されるシナリオは、Ｃ１の負荷（負荷Ｃ１）がＭＲＣＲまたはＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥ＃１）によって限定されることなしに、全ＵＥを割り当て得るシナリオに相当する。所与のシナリオでは、ルーチンは、総負荷がＣ１とＣ２との間で等しく分割される効果を持つ。個別のＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）値からわかるように、一般にＣ２のカバレッジは、最も恵まれた条件のユーザがＣ２に割り当てられ、最悪条件（すなわち、通常セルの境界）のユーザがＣ１に割り当てられるので、Ｃ１のカバレッジより小さい。
【００７４】
留意すべきは、チャネル（再）割り当ては、ステップ１４の特定の時間に実行される必要はないが、例えばステップ１０またはステップ１７の別の時間にされる必要がある。従って、上記の割り当てプロセスは設計プロセスを形成してもよい。また、割当ルーチンは、前に割り当てられていないユーザの割り当てと、既存割り当てユーザの再割り当ての両方に適している。
【００７５】
図６は、別のシナリオを示す。
【００７６】
図６に描写するシナリオは、ＲＡＣＨのカバレッジを確実にするために、Ｃ１の負荷がＭＲＣＲによって限定されるシナリオに相当する。Ｃ１の負荷がＭＲＣＲより低い限り、暫定負荷が当初はＣ１およびＣ２で等しく上昇するように、ルーチンはＵＥの割り当てを行う。図３のステップ１３参照。Ｃ１の負荷がＭＲＣＲに達すると、すべての残っているＵＥは、Ｃ２に割り当てられる。この状況で、全ＵＥは割り当てられる。Ｃ１の負荷は、ＲＡＣＨカバレッジ要件によって制限される。
【００７７】
図７は、また別のシナリオを示す。
【００７８】
図７に描写する事例は、Ｃ１の負荷が最小のＭＡＸ＿ＲＯＴ値を有するＵＥ（すなわち、ＭＡＸ＿ＲＯＴ（Ｎ））によって制限されるシナリオに相当する。図３のステップ１２参照。Ｃ１の負荷がこの最小ＭＡＸ＿ＲＯＴ値を超えた場合、対応するＵＥはセルの範囲外にあったはずである。Ｃ１の負荷が最小のＭＡＸ＿ＲＯＴより小さい限り、システムは、負荷がＣ１とＣ２で等しく増加するようにＵＥを割り当てる。次いで、Ｃ１の負荷がＭＡＸ＿ＲＯＴに達するとき、すべての残りのＵＥはＣ２に割り当てられる。全ＵＥは割り当てられる。ＵＥ＃２の許容ＭＡＸ＿ＲＯＴは、Ｃ１の負荷を制限する。
【００７９】
図８は、また別のシナリオを示す。
【００８０】
図８に示す事例は、ＵＥの一部をセルに割り当てられないシナリオに相当する。Ｃ１の負荷は、ＲＡＣＨカバレッジを確実にするために、ステップ１３に示すようにＭＲＣＲによって制限される。さらに、Ｃ２の負荷は、最後に割り当てられたＵＥのＭＡＸ＿ＲＯＴに相当するレベルに達する。割り当てられていない残りのすべてのＵＥは、ＴＭＰ＿ＲＯＴ＿Ｃ２値より小さいＭＡＸ＿ＲＯＴ値を有するので、これらは割り当てられることはない。従って、輻輳状況が検出される。
【００８１】
Ｃ１の負荷がＭＲＣＲより小さい限り、図３のルーチンは、Ｃ１とＣ２の負荷を最初は等しく増加させる。Ｃ１の負荷がＭＲＣＲに達すると、ルーチンはＵＥをＣ２に割り当て続ける。しかし、Ｃ２の負荷は、対応するインデックス番号のユーザエンティティのＭＡＸ＿ＲＯＴ値を超えるレベルに達し、相当数のＵＥを割り当てできないことを暗示する。
【００８２】
この状況で、個別ユーザエンティティのＱｏＳ制限など、ネットワークの他の測定値を利用してもよい。
【００８３】
図２は、代替のキャリア割り当てを示しており、第１のキャリアＣ１は、少なくとも第１の個別チャネルＤＰＣＨを有し、第２のキャリアＣ２は、少なくとも第２の個別チャネルＤＰＣＨを有し、第３のキャリアＣ３は、ランダムアクセスチャネルＲＡＣＨを有する。ランダムアクセスキャリアＣ３は、全カバレッジを提供するように動作するよう構成される。より多くのセルが提供される場合に、Ｃ３のキャリアは、上記の理由で有利に隣接エリアを提供する。個別キャリアＣ１は、より大きなカバレッジを狙うロバストなキャリアであるのに対して、特権キャリアＣ２は、高い雑音耐久能力を有するユーザエンティティに特に割り当てられる。従って、先に提示の割当メカニズムは、２つの個別チャネルにユーザエンティティを配分するためにも使用されてもよい。
【００８４】
本発明によって、且つ図１および図２に即して、キャリアＣ１は、ロバストキャリアと呼ばれ、キャリアＣ２は特権キャリアと呼ばれ得る。
【００８５】
上記のように、経路損失（ＵＥからノードＢ）は、ＵＥが屋内にあるかまたは屋外にあるかに依存するのに加えて、ＵＥとノードＢとの間の距離に大きく依存して変化し得る。さらに、自セルと隣接セルとの間の隔離は、ＵＥの位置次第で大幅に異なるだろう。本記述では、自セルと隣接セルとの間の隔離は次のように定義されてもよい。「ＵＥと隣接セルのノードＢとの間の経路損失（単位：ｄＢ）」−「ＵＥと自セルのノードＢとの間の経路損失（単位：ｄＢ）」。
【００８６】
大きい経路損失を有するＵＥはすべてＲＡＣＨを扱うキャリアに割り当てられ、経路損失が小さい他のＵＥはすべて別のキャリアに割り当てられるよう、全ＵＥを分離することによって、総データスループットは大幅に増加され得る。
【００８７】
従って、本発明の一態様によれば、少なくとも１つのランダムアクセスチャネルＲＡＣＨおよび少なくとも１つの個別チャネルのセル半径（またはカバレッジ）は、セルの現在の負荷状況に対して動的に適応する。
【００８８】
本発明によれば、ネットワークの観点からは以下の制限／可能性が生じる。
【００８９】
・（ＭＡＸ＿ＲＯＴの控えめな設定を有する）キャリアＣ１に対しては、ネットワークの全カバレッジがあるはずである。すなわち、２つの隣接セル間でソフトハンドオーバを実行することは常に可能である。また、このキャリアはＲＡＣＨを扱う。
・（ＭＡＸ＿ＲＯＴが現在の負荷状況に適応している）キャリアＣ２に対しては、セルＡとセルＢとの間のソフトハンドオーバが実行可能でなくてもよいほどに、セルカバレッジが限定されることが許容される。
【００９０】
従って、本発明は、少なくとも１つのセル（Ａ、Ｂ）を備えるシステムのセル設計動作にもかかわり、その少なくとも１つのセルは、少なくともユーザエンティティからのアップリンクトラフィックを運ぶ互いに干渉を起こさない少なくとも２つのキャリアを備え、ユーザエンティティ（ＵＥ）は第１のチャネルおよび／または第２のチャネルに選択的に割り当てられてもよく、そこでは、雑音耐久能力の低いユーザエンティティは第１のキャリア（Ｃ１）のチャネルに割り当てられるのに対して、雑音耐久能力の高い（ＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ））ユーザエンティティは第２のキャリア（Ｃ２）のチャネルに割り当てられる。
【００９１】
セル計画では、第１のキャリア（Ｃ１）のカバレッジは、第２のキャリアのカバレッジより大きくなるように制御される。
【００９２】
セル計画業務は、全セルが少なくとも同じ第１のキャリアと同じ第２のキャリアとを有する複数のセル（Ａ、Ｂ）にもかかわり、第１のキャリア（Ｃ１）のカバレッジエリアは隣接エリアを形成するのに対して、第２のキャリア（Ｃ２）のカバレッジエリアは複数の隔離されたセルのセルパターンを形成する。
【００９３】
ロバストなＭＡＸ＿ＲＯＴ（ＵＥｎ）を有するユーザエンティティをＣ２キャリアに割り当てることによって、ＲＡＣＨのキャリアＣ１で資源が解放され得、それによって、Ｃ１キャリアの最大カバレッジを確保する。キャリア１は、高い経路損失のＵＥを扱うのに対して、キャリア２は低い経路損失のＵＥを扱う。それによって、キャリア２に対する最大データスループットは、キャリア１に対する最大データスループットより高くなり得る。さらに、２つのキャリアＣ１＋Ｃ２にＵＥの特定の割り当てを提供することによって、全体的なスループットは最大化され得る。これは、ＵＥ割り当てが任意に実行された場合に比べて、より大きいＲＯＴがＣ２で使用され得ることに導く。より大きいＲＯＴは、高いデータスループットに関連する。
【００９４】
すべてのＵＥに対して隔離および経路損失を決定することによって、所与の時間に適切なキャリアへ分布ＵＥを個別に最適化することが可能である。大きな隔離と低経路損失のＵＥを有するキャリアは、より大きなＭＡＸ＿ＲＯＴを使用できる。より大きいＣ／Ｉを確立し得るＵＥと「カバレッジ」を必要とするＵＥとを分離することによって、全キャリアに対する総伝送レートは、この分離が実行されていないキャリアを有するシステムに比べて上がり得る。ネットワークのセル半径を減少することによってネットワークのセル間の隔離は高められる。短い半径は、より大きいＣ／Ｉ値にも導く。それによって、より大きいデータレートが確立され得る。
【００９５】
例：
チャネルの最大利用は、受信電力の１００％が信号電力であり、受信電力の０％が雑音に相当すると定義してもよい。
【００９６】
２つのキャリアが両方ともＲＡＣＨおよびＤＰＣＨを扱う従来のシステムを想定する。ＲＡＣＨカバレッジを確立するために、ＭＡＸ＿ＲＯＴは３ｄＢに選択される。言い換えると、受信電力の５０％は雑音であり、５０％は信号電力である。これは、２つのキャリアを有する従来のシステムは約２＊５０％＝１００％の伝送容量を利用することを意味する。（２つのキャリアに対する最大伝送は、２＊１００％＝２００％に相当する）。
【００９７】
対照的に、好ましい発明によるシステムは以下のように構成されてもよい。図１に示すように、キャリア１はＲＡＣＨを扱う。この理由のために、カバレッジはセル全体で保証される必要がある。従って、ＭＡＸ＿ＲＯＴは通常３ｄＢに選択される。ＲＡＣＨを扱わないキャリア２は、低い経路損失を持つＵＥをもっぱら扱うように制御される。先に示したように、ＭＡＸ＿ＲＯＴは、扱われるＵＥの実際の経路損失（および隔離）に応じて適応的に設定される。例えば、ＭＡＸ＿ＲＯＴ＝１０ｄＢとする。ＲｏＴ＝１０ｄＢは、９０％の信号と１０％の雑音に相当する。本発明による所与の簡略化例は、所与のデータスループット値の約５０％＋９０％＝１４０％を利用する。
【００９８】
これは、キャリア２に対する伝送容量が５０％から９０％に増加したことを意味する。従って、本発明によるシステムは、従来のシステムに比較して約４０％の伝送容量増を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明によるセルラ無線システムの２つのセルの第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明によるセルラ無線システムの２つのセルの第２の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による第１の配分ルーチンのフロー図である。
【図４】本発明からもたらされるセルカバレッジ状況を示す図である。
【図５】図３の配分ルーチンを使用した第１のシナリオの概略図である。
【図６】図３の配分ルーチンを使用した第２のシナリオの概略図である。
【図７】図３の配分ルーチンを使用した第３のシナリオの概略図である。
【図８】図３の配分ルーチンを使用した第４のシナリオの概略図である。
【図９】本発明による基地局を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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