(57)【要約】【課題】本発明は、無線資源を割り当てるように構成される複数の端末および割り当てエンティティを含み、無線資源が送信電力に関連する移動体通信網に関する。【解決手段】通信網内の端末は、選択された端末にすでに割り当てられた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に基づいて端末を通信網から選択する（２１）。次に、利用可能な無線資源は、選択された端末に割り当てられる。選択された端末に割り付けられる総送信電力が減少するように、送信電力を選択された端末に事前に割り当てた無線資源に関連付ける（２３）。少なくとも１つの利用可能な無線資源が割り当て条件を満たす間、前段のステップが繰り返される（２４）。【選択図】  図２
2009503973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末（１０２）を含む移動体通信網（１０３）内の無線資源を割り当てる方法であって、
／ａ／端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるステップ（２１）と、
／ｂ／選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるステップ（２２）と、
／ｃ／前記選択された端末の総送信電力が減少するように、送信電力を、前記選択された端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるステップ（２３）と、
／ｄ／少なくとも１つの無線資源が割り当て条件を満たす間ステップ／ａ／〜／ｄ／を繰り返すステップ（２４）とを含む方法。
【請求項２】
前記ステップ／ａ／では、前記通信網内の少なくとも１つの端末が規定の送信基準を満たさない場合に該端末が選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ／ｃ／では、前記選択された端末に対して、前記ステップ／ｂ／で割り当てられる無線資源に関連する総送信電力の減少を示す値を求め、該値が規定値未満である場合、前記ステップ／ｄ／が前記選択された端末を除く前記通信網内の端末に対して実行される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ／ａ／では、前記規定の送信基準をさらに満たす端末は、該端末の利用可能なエネルギー量を示す値に応じて選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ／ａ／の送信電力に応じた前記端末の選択は、各端末に対して、
前記端末に割り当てられる無線資源上の送信電力の合計を計算するステップと、
測定時間を乗算し、エネルギー消費を示す値を得るステップと、
前記複数の端末の利用可能なエネルギー量を示す値から前記エネルギー消費を示す値を差し引くステップと、
前記差し引くステップで、最小値が得られる端末を選択するステップとを実行することによって実施される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ／ａ／では、前記送信電力に応じた前記端末の選択は、前記端末に割り当てられる無線資源に関連する前記送信電力の合計を端末ごとに計算するステップと、前記計算するステップで、最大値が得られる端末を選択するステップに従う、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
複数の端末を含む移動体通信網の基地局であり、前記複数の端末から１つの端末の総送信電力が減少するように無線資源を前記複数の端末に割り当てるように構成され、前記送信電力は、割り当てられる無線資源に関連する基地局であって、
端末は該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源とそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるように構成される端末選択手段（３０１）と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
前記選択された端末の総送信電力を減少させるために、前記選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）とを含む基地局。
【請求項８】
前記選択手段は、少なくとも１つの端末が規定の送信基準を満たさない場合に、該端末を選択するように構成される、請求項７に記載の基地局。
【請求項９】
前記通信網内の端末から前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むメッセージを受信するように構成されるインタフェース手段（３０５）をさらに含む、請求項７または８に記載の基地局。
【請求項１０】
複数の端末を含む移動体通信網内の無線資源を割り当てる装置であって、前記装置は、前記複数の端末から１つの端末の総送信電力を減少させるために、無線資源を前記複数の端末に割り当てるように構成され、前記送信電力は、割り当てられる無線資源に関連し、端末は該端末に割り当てられる少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるように構成される端末選択手段（３０１）と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
前記選択された端末の総送信電力を減少させるために、前記選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）とを含む装置。
【請求項１１】
前記選択手段は、少なくとも１つの端末が規定の送信基準を満たさない場合に、該端末を選択するように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記通信網内の端末から該端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むメッセージを受信するように構成されるインタフェース手段（３０５）をさらに含む、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
移動体通信網内の端末であって、エネルギー量を与える手段と、
無線資源の識別子を受信する手段であって、前記無線資源は、端末に該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて割り当てられる手段と、
割り当てエンティティと協同する手段とを含み、前記協同する手段は、
端末が該端末に割り当てられる少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択するように構成される端末選択手段（３０１）と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
前記選択された端末の総送信電力を減少させるために、前記選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）とを含む端末。
【請求項１４】
前記割り当てエンティティ（１０１）にメッセージを送信するように構成されるインタフェース手段（３０７）を含み、前記メッセージは、前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含む、請求項１３に記載の端末。
【請求項１５】
複数の端末および無線資源を割り当てるエンティティを含む無線資源を割り当てるシステムであって、通信網内の端末が規定の送信基準を満たさない場合、該端末を選択するか、あるいは、端末が該端末に割り当てられる無線資源に対してそれぞれ求められる送信電力に応じて前記通信網から選択されるように構成される端末選択手段３０１と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
前記選択された端末の総送信電力を減少させるために、前記選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）とを含むシステム。
【請求項１６】
前記割り当てエンティティ（１０１）にメッセージを送信するように構成されるインタフェース手段（３０７）を有する少なくとも１つの端末を含み、前記メッセージは、前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
基地局にインストールするためのコンピュータプログラムであって、前記基地局の処理手段によるプログラムの実行中に請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行できる指示を含むプログラム。
【請求項１８】
端末にインストールするためのコンピュータプログラムであって、前記端末の処理手段によるプログラムの実行中に請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行できる指示を含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の移動端末を含む移動体通信網で無線資源を割り当てるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる通信網では、端末は、端末自体による使用またはバッテリ自体の特性による使用に応じて長時間または短時間で端末のエネルギーを蓄積するバッテリを備える。端末のエネルギー蓄積は、移動体通信網の中でも重要な特性であることに留意する必要がある。
【０００３】
特に、移動端末は、画面管理のようなローカル管理のためにエネルギーを消費する。また、移動体通信網の無線チャネルにデータを送信するのにエネルギーを消費する。
【０００４】
データ送信する端末の消費エネルギー量は、特にデータ送信が実施される条件、正確には、端末に割り当てられる無線チャネルの質に依存する。具体的には通常、端末は、伝送特性の質が低い無線チャネルへ送信する際、伝送特性の質が高い無線チャネルに比べて高い電力で送信する。従って、移動端末の送信状態が好ましくなければ、端末は多くのエネルギーを消費し、エネルギー蓄積の消耗が速いことに留意する。
【０００５】
また、端末による消費エネルギー量は、データ転送のスループットに依存する。従って、実質的に同じ質の無線チャネルでは、高スループットの送信は、低スループットの送信より多くのエネルギー量を必要とする。現在、移動網では、かかる通信網内の端末に対して送信スループットが著しく高くなっていることから、エネルギー消費がますます増大し、蓄積されたエネルギーが速く消耗する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、端末のエネルギー蓄積を増加させ、端末のデータ転送に使用されるエネルギーの消費を減少させることが極めて有益である。本発明の目的は、このような基準を満たす解決方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、複数の移動端末を含む移動体通信網内の無線資源を割り当てる方法であって、／ａ／端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるステップと、／ｂ／選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるステップと、／ｃ／前記選択された端末の総送信電力が減少するように、送信電力を前記選択された端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるステップと、／ｄ／少なくとも１つの無線資源が割り当て条件を満たす間ステップ／ａ／〜／ｄ／を繰り返すステップを含む方法を提案する。
【０００８】
本明細書では、送信電力と端末に割り当てられる無線資源との関連は、端末が考慮される無線資源で送信するのに必要な電力量を端末に示すことである。
【０００９】
この装置によれば、利用可能な無線資源は、送信基準を満たさない通信網内の端末に優先してに割り当てられる。この目的のため、無線資源を割り当てられた後、端末が規定の送信基準を満たさない場合、送信電力は、端末の総送信電力（すなわち使用可能な無線資源全体での総送信電力）が減少するように端末の各無線資源に関連付ける。当業者であれば、データを送信するのに使用可能なさまざまな無線資源に応じて端末の総送信電力を最適化することを目的とする特定のアルゴリズムを使用することができる。このアルゴリズムによって、割り当てられる無線資源での送信電力をそれぞれ求めることができる。
【００１０】
特に、Ｄａｖｉｄ  Ｔｓｅおよび  Ｐｒａｍｏｎｄ  Ｖｉｓｗａｎａｔｈ  の「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」，  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，  ２００５の文書では、「注水（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）」と呼ばれるアルゴリズムが提案されている。
【００１１】
本発明は、本明細書の内容から、端末に事前に割り当てられた無線資源上の送信電力を好適に配分することによって端末のエネルギー消費を最適化できるすべてのアルゴリズムを網羅する。
【００１２】
次に、このように求められる送信電力は、割り当てられる無線資源にそれぞれ関連している。
【００１３】
ステップ／ｄ／では、まだ利用可能であり、かつ、割り当て可能な無線資源に応じて前段のステップの繰り返すかどうかについて判定される。この判定を実施するために、本発明の実施形態では、割り当てられることができる少なくとも１つの無線資源が、割り当て条件を満たすかどうかを確認するチェックを実施する。好都合には、例えば、無線資源は、少なくとも１つの端末の伝送特性（特に利得が高い）が有益である場合、かかる割り当て条件を満たすことが考慮される。割り当てられる無線資源が満たす割り当て条件での他の有利な用途は、この実施例から容易に導き出すことできる。
【００１４】
本発明の実施形態では、無線資源は、利用可能になれば割り当て条件を満たす。次に、かかる方法は、利用可能な無線資源をすべて割り当てることを目的とする。
【００１５】
通信網内の端末が規定の送信基準を満たす場合、すでに割り当られた無線資源にそれぞれ関連する送信電力を考慮することによって、利用可能な無線資源を特定の端末に割り当てることができる。
【００１６】
他の無線資源を割り当てるとき、このように端末の送信電力を考慮することによって、エネルギー消費が比較的著しい条件下の端末を選択することができる。この著しいエネルギー消費は、特に困難な送信条件が原因である可能性がある。そのような状況では、このような端末は他の無線資源を割り当てられ、送信条件を改善してから選択されることによって有利となる。従って、かかる端末のエネルギー消費を減少させることができる。
【００１７】
さまざまな手順に従って、端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて通信網内から選択されることが可能である。従って、端末に事前に割り当てられた無線資源の全部または一部にそれぞれ関連する送信電力の合計を考慮することができる。
【００１８】
かかる合計値は、この送信電力のさまざまな値を単に加算することによって求めることができる。また、かかる合計値は、このさまざまな電力値を重み付けできる式に従って計算することができる。この目的のために、以下のような式を用いることができる。
Ｆ（ｘ）  ＝  （１＋ｘ−１／ｓ）−ｓ
式中、ｓは正の値であり、例えば０〜１である。
【００１９】
本発明の実施形態では、ステップ／ａ／で、規定の送信基準を満たしていない端末が優先的に選択される。従って、端末は、通信網内の端末すべてが規定の送信基準を満たす場合にのみ、事前に割り当られた無線資源に関連する少なくとも１つの送信電力に応じて選択される。
【００２０】
本発明の実施形態では、ステップ／ａ／の前に、通信網内の各端末に利用可能な各無線資源に関連する利得値が求められ、ステップ／ｂ／では、この端末の利得値が最大である無線資源を選択される端末に割り当てられる。
【００２１】
このようにして、この端末に対する最も有効な無線資源は、選択された端末に割り当てられる。
【００２２】
ステップ／ｃ／では、選択された端末に対して、ステップ／ｂ／で割り当てられる無線資源に関連する総送信電力の減少を示す値が求められ、この値が規定値未満である場合、選択された端末を除く通信網内の端末に対してステップ／ｄ／が実行される。本発明による方法は、他の無線資源を割り当てることによって端末の総送信電力が確実に減少できる端末に対して利用される。一方では、新たに無線資源を割り当てても、端末の総送信電力をほとんど減少できないと推定される場合、この端末は、ステップ／ａ／で考慮される端末群から除外される。好ましくは、特定の端末に関して、かかる総送信電力の減少は、前段のステップ／ｃ／を繰り返して得られるこの端末の総送信電力から今回のステップ／ｃ／で得られる該端末の総送信電力を差し引くことによって求められる。
【００２３】
ステップ／ａ／では、規定の送信基準をさらに満たす端末は、端末の利用可能なエネルギー量を示す値に応じて選択することができる。この場合、通信網内の移動端末にある電池の利用可能なエネルギー量を示す値は、利用可能な割り当てエンティティである。一方では、割り当てられる無線資源に対してそれぞれ求められる送信電力に基づいて、他方では、端末のバッテリの状態に基づいて端末を選択することによって他の無線資源を割り当てることができる。従って、バッテリの充電量が少ないと考えられる場合、端末の送信条件が好都合であると考えられる。
【００２４】
より正確に、本発明の実施形態では、端末の選択は、ステップ／ａ／の送信電力に応じ、各端末に対して以下のステップを実行することによって実施される。
前記端末に割り当てられる無線資源に関連する送信電力の合計を計算する
測定時間を乗算し、エネルギー消費を示す値を得る
端末の利用可能なエネルギー量を示す値から前記エネルギー消費を示す値を差し引く
前段のステップで、最小値が得られる端末を選択する
【００２５】
この場合では、エネルギー消費を示す値の測定時間は、無線資源を端末に割り当てる時間に実質的に対応させるのが好ましい。
【００２６】
別の変形では、ステップ／ａ／で、端末の選択は、送信電力に応じ、以下のステップに従って実施される。
前記端末に割り当てられる無線資源上の送信電力の合計を端末ごとに計算する
最大値が前段のステップで得られる端末を選択する
【００２７】
本発明の実施形態では、ステップ／ａ／で、前記端末は、割り当てられる無線資源によって、特定の送信スループットおよび任意の値未満の総送信電力で送信できる場合に規定の送信基準を満たす。
【００２８】
本発明の第２の態様は、複数の端末を含む移動体通信網の基地局を提案する。
【００２９】
基地局は、複数の端末から１つの端末の総送信電力が減少するように、無線資源を前記端末に割り当てるように構成され、送信電力は、無線資源に関連して割り当てられる。基地局は、
端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源とそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて通信網から選択されるように構成される端末選択手段と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段と、
選択された端末の総送信電力を減少させるために、選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段とを含む。
【００３０】
本発明の実施形態では、選択手段は、少なくとも１つの端末が規定の送信基準を満たさない場合に端末を選択するように構成される。
【００３１】
本発明の実施形態では、基地局は、通信網内の端末から前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むメッセージを受信するように構成されるインタフェース手段をさらに含む。
【００３２】
本発明の第３の態様は、複数の端末を含む移動体通信網内の無線資源を割り当てる装置である。この装置は、複数の端末から１つの端末の総送信電力を減少させるために、無線資源を前記端末に割り当てるように構成され、送信電力は、割り当てられる無線資源に関連する。
【００３３】
この装置は、前記端末に事前に割り付けられた少なくとも１つの無線資源とそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて通信網からの端末を選択するように構成される端末選択手段と、選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段と、選択された端末の総送信電力を減少させるために、選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源と関連付けるように構成される関連手段と、前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段とを含む。
【００３４】
本発明の第４の態様は、
エネルギー量を与える手段と、
端末に、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて割り当てられる無線資源の識別子を受信する手段と、
割り当てエンティティと協同する手段とを含み、協同する手段は、
端末に割り当てられる少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記端末を通信網から選択するように構成される端末選択手段（３０１）と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
選択された端末の総送信電力を減少させるために、選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）を含む端末を提案する。
【００３５】
本発明の実施形態では、端末は、割り当てエンティティにメッセージを送信するように構成されるインタフェース手段を含み、前記メッセージは、前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含む。
【００３６】
本発明の第５の態様は、本発明の第２の態様による基地局および本発明の第３の態様による複数の端末を含む無線資源を割り当てるシステムを提案する。
【００３７】
本発明の第６の態様は、基地局にインストールすることが意図されるコンピュータプログラムであって、基地局の処理手段によるプログラムの実行中に本発明の第１の態様による方法を実行できる指示を含むプログラムを提案する。
【００３８】
本発明の第７の態様は、端末にインストールすることが意図されるコンピュータプログラムであって、端末の処理手段によるプログラムの実行中に本発明の第１の態様による方法を実行できる指示を含むプログラムを提案する。
【００３９】
他の態様、本発明の目的および効果は、その実施形態のうちの１つの記載によって明らかである。本発明は、図面を用いて十分に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明は、いくつかの伝送チャネルを有するマルチユーザーシステム（例えばＯＦＤＭ「直交波周波数分割多重」型のシステム）への利用について以下に記載する。従って、ＯＦＤＭ型のシステムで割り当てられる無線資源は、ＯＦＤＭサブキャリアである。
【００４１】
本明細書の記載は、限定するものではなく、本発明が、他の形式のあらゆる移動体通信網の簡単かつ有効な利用について見いだすことができることに留意する必要がある。
【００４２】
図１は、無線資源またはサブキャリア１０１を割り当てるエンティティと、複数の移動端末１０２を含む移動体通信網を示す図である。従来の移動電話網では、割り当てエンティティは、基地局１０１でもよい。
【００４３】
図２は、本発明の一実施形態による方法の主なステップを示す図である。基地局１０１は、端末１０２に割り当てられる各種のサブキャリアを利用することができる。
【００４４】
ステップ２１では、端末は、利用可能なサブキャリアを割り当てるように通信網１０３内の端末１０２の中から選択される。このステップには、最初に規定の送信基準を満たさない端末を選択するという目的がある。かかる送信基準は、目標スループット（すなわち通信網内のすべての端末によって予想されるスループット）を含むことができる。また、かかる送信基準は、最大電力またはこの２つの基準の組み合わせを含むこともできる。詳しくは、移動端末のユーザーを保護するか、あるいは端末間の著しい干渉を回避するために、特定の標準によって端末ごとの総送信電力の最大値を定めている。他の送信基準は、この選択ステップで容易に考慮することができる。また、端末のユーザーが契約した受信契約の種類によるさまざまな基準を想定することが可能である。
【００４５】
ステップ２１では、端末が規定の送信基準を満たさない限り、基地局は該端末を選択される。この場合、特に通信網内の端末には、サブキャリアが割り当てられない。例えば、かかる端末は、割り当てられる無線資源が規定の送信基準で定められる目標スループットおよび送信基準で定義される最大電力値より低い総送信電力で送信する間選択される。
【００４６】
いくつかの端末が規定の基準を満たさない場合、無作為に、あるいは好適には特性が規定の基準から離れた端末を選ぶことによって端末を選択することができる。
【００４７】
すべての端末が送信基準を満たす場合、端末は、すでに割り当てられる無線資源に関連する少なくとも１つの送信電力に応じて選択される。本発明の実施形態では、実際、かかる選択によって、端末が最も好適ではない送信条件であるかどうかを判定するという目的がある。ここで、前記条件は、通信網内の他端末に対して著しいエネルギー消費を必要とする。このため、端末に利用可能な無線資源に対して求められる送信電力は、基礎として使用される。
【００４８】
ステップ２１が終了すると、端末が選択される。
【００４９】
ステップ２２では、利用可能な無線資源が、選択された端末に割り当てられる。本発明の実施形態では、いくつかの無線資源が利用可能な場合には、端末の送信条件に好都合となるようこの無線資源のうちの１つを選択する。無線資源および選択された端末に対応する利得値に応じて無線資源を選択することは有利である。
【００５０】
このために、基地局は、好ましくはステップ２１の前に通信網内の各端末に関連する無線資源ごとに利得値を求める。従って、基地局は、一時的に、かつ、短時間で正確に利用可能なすべての無線資源を通信網内の端末の各々に割り当てる。この間、基地局は、すべての端末に対するすべてを無線資源の利得値を求める。当業者は、この利得値を求める手順を認識している。従って、チャネルの伝送特性を評価するこの手順については、以下の章では詳述しない。
【００５１】
このようにして、ステップ２２で、基地局は、選択された端末の利得値が最大である無線資源を選択して割り当てることができる。
【００５２】
ステップ２３では、選択された端末の利用可能なサブキャリアに基づき、送信電力を配分する新たな構成を決める。このために、本発明は、無線資源上の送信電力を効果的に配分することによって、端末に割り当てることができるすべての手順（特に上記で参照される注水（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）アルゴリズムなど）を網羅する。
【００５３】
以下の章に記載するステップを利用することも可能である。
【００５４】
送信電力の配分が求められる端末（すなわち新たなサブキャリアが割り当てられた端末）をｋとする。以下の表記を定義する。
Ｒｋ    端末ｋが要求するスループット（すなわち目標スループット）
ｖｋ，ｎ  端末ｋおよびサブキャリアｎに対応するチャネルの利得（Ｈｋ，ｎで示す）に対する熱雑音の電力スペクトル密度（Ｎ０で示す）比すなわち比Ｎ０／Ｈｋ，ｎ
Ｓｋ    端末ｋに割り当てられるサブキャリアｎ群
ε、δおよびρ  定数
Ｐｋ，ｎ  端末ｋに割り当てられるサブキャリアｎ上の送信電力
ｗ      参照電力値
Ｒ      スループット
【００５５】
Ｒおよびｗは値０に初期化される。
【００５６】
次に、端末が利用可能な送信スループット間の差および目標スループットＲｋが、特定の値（εで示す）より大きい、すなわち｜Ｒｋ−Ｒ｜＞ε，（１）である場合、次のステップを実行する。
参照電力値は式ｗ’＝ｗ＋δに従って増加する
端末ｋに割り当てられるサブキャリア上の送信電力を、式Ｐｋ，ｎ＝ｍａｘ（ｗ−ｖｋ，ｎ，０）（ｎ∈Ｓｋの間）に従って求める
この新たな送信電力の配分に対応するスループットを、以下の式に従って計算する
【００５７】
【数１】
2009503973.tif 000003
このように計算されるスループットが目標スループットＲｋ未満である場合、以下の式を利用する。
ｗ’＝ｗ
一方δの値は、以下の式に従って減少する
δ＝δ／２
次いで（１）で示す式に戻る。
【００５８】
従って、目標スループットＲｋと計算したスループットＲとの差がε未満である場合、送信電力は、以下の式に従って設定された各サブキャリアｎのＳｋについて求めることができる。
Ｐｋ，ｎ＝ｍａｘ（ｗ’−ｖｋ，ｎ，０）
【００５９】
次に、本発明の実施形態で、他のサブキャリアを割り当てることによって得られた総送信電力の減少量を好適に求めることができる。この減少量が少ないと考えられる場合、この端末の総送信電力は他のサブキャリアを割り当てることによってこれ以上減少できない可能性があることを示唆する。端末ｋが新たなサブキャリアを割り当てられた後に得られるρ未満の総送信電力が減少することによって、他のサブキャリアの割り当てから再度利点を得る可能性はないと考えられる。
【００６０】
従って、この端末ｋは、ステップ２１で考慮される端末群から除外される。その後、ステップ２１で考慮される端末群をＴと表記する。
【００６１】
この条件は、以下のように記述することができる。
Ｉｆ
【００６２】
【数２】
2009503973.tif 000004
ｔｈｅｎ
【００６３】
【数３】
2009503973.tif 000005
ステップ２４では、無線資源がまだ利用可能である（判定２４から出力している矢印ｏ）場合、この方法のステップを繰り返す。その逆の場合、基地局は、本発明の一実施形態による無線資源を割り当てる方法を利用できるように、割り当てられている無線資源が解放されるのを待つ。
【００６４】
利用可能なサブキャリアをもはや基地局が利用できない場合、基地局はサブキャリアの解放を待って待機した状態のままとなる。この場合、方法２１〜２４のステップが再び実行される。
【００６５】
多様な変形例に従って、送信電力に応じて端末を選択することができる。
【００６６】
従って、ステップ２１の第１の変形例では、少なくとも１つの送信電力に応じて選択することは、端末群Ｔに属する各端末に対して、端末にそれぞれ割り当てられる無線資源に関連する送信電力の合計値を考慮することによって実施される。Ｔは、他のサブキャリアの割り当てによるエネルギー消費の減少が不可能であると考慮される端末を含む。
【００６７】
この場合、通信網内のすべての端末が規定の送信基準を満たすと、他のサブキャリアの割り当ては、通信網内の他端末から得られる総送信電力よりも大きい総送信電力の端末に対して実施される。このために、基地局は、事前に定めた端末群Ｔ内の各端末ｋに対して適切な場合、通信網内の各端末ｋのＡｋ値を以下の式を用いて計算することができる。
【００６８】
【数４】
2009503973.tif 000006
次に、Ａｋの最大値で得られる端末ｋが選択される。
【００６９】
さらに、第２の変形例では、少なくとも１つの送信電力に応じて端末を選択することは、端末のバッテリの状態考慮することによって実施することができる。この場合、好ましくは、基地局は、端末からバッテリの状態に関する情報キューを受信する。この情報キューは、各端末の電池の利用可能なエネルギー量を示す。
【００７０】
端末から基地局へ周期的にその情報キューを送信することができる。かかる情報キューを頻繁に更新する必要はない。バッテリの状態に関する情報キューを含むメッセージを、約２、３分の間隔で好適に送信することができる。
【００７１】
本発明の実施形態では、この情報キューは、制御フレームまたは接続要求フレームに含まれる。ＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）型のメッセージをによって、かかる情報キューを基地局に送信することを想定することができる。本発明は、かかる情報キューを送信するすべての手順を網羅する。
【００７２】
端末から基地局への情報送信は、簡単に実施でき、バンド幅をほとんど費やさない点に留意する必要がある。
【００７３】
以下の章では、第２の変形例による実施形態について記載する。考慮されるシステムは、端末ｋの整数Ｋを含む。ｋで示す端末の送信基準は、送信スループットＲｋおよびＰｍａｘと表記する総送信電力に対応する。通信網のサブキャリアの数はＮと表記し、通信網の全帯域幅はＢと表記する。
【００７４】
端末に割り当てられる各サブキャリアは、異なる無線チャネルに対応し、その利得はＨｋ，ｎと表記する。更にまた、端末ｋのバッテリ内の利用可能なエネルギー量を示す情報キューは、Ｅｋと表記する。
【００７５】
この変形例では、割り当てられる無線資源に特定時間にわたってデータを送信した後、バッテリの最小のエネルギーを利用できると考えられる端末を選択することが好ましい。
【００７６】
バッテリおよび割り当てられる各サブキャリアでの送信電力の状態に関する情報キューを有する各端末の利用可能な基地局は、Δｔと表記する時間にわたって送信した後、各端末のバッテリの状態を推計することができる。
【００７７】
本発明の実施形態では、エネルギー消費量を測定する時間Δｔは、無線資源の割り当てがその通信網で有効である平均時間に好適に依存する。
【００７８】
例えば、システムの初期化によって定められる値を求めることが可能であり、チャネル変更が一定間隔で生じることが推定される。推定されるチャネル変更が極めて多い場合、考慮される最新の時間でのエネルギー消費を計算する時間Δｔは、好適に減少することができる。また、チャネル変更が少ない場合、同じ時間が保持され、さらに、チャネル変更が極めて少ない場合、時間Δｔの増加もを想定することができる。
【００７９】
従って、本発明の実施形態では、他のサブキャリアが割り当てられる端末を選択するために、基地局は、通信網内の端末のバッテリの状態と、次の時間Δｔですでに割り当てられたサブキャリアにデータを送信するのに消費されるエネルギーを考慮する。従って、基地局は、この時間ですでに割て当られたサブキャリア上にデータを送信した後、バッテリ内の利用可能なエネルギー量を推計する。
【００８０】
基地局は、以下の式に従って、通信網内の各端末のバッテリ状態の推計値Ｅ’ｋを好適に求める。
【００８１】
【数５】
2009503973.tif 000007
式中、Ｓｋは端末ｋに割り当てられるサブキャリア群である。
【００８２】
次に、基地局は、得られたＥ’ｋが最小の端末を選択する。
【００８３】
第３の変形例は、特に通信網内の特定の端末がバッテリ状態に関する情報キューを基地局に送信できない場合、第１の変形例および第２の変形例に同様である。
【００８４】
別の変形例では、規定の送信基準を満たし、他のサブキャリアを割り当てるように選択される通信網内の端末は、位置する通信網を管理する通信事業者との受信契約している端末である。従って、特定の受信契約をしている端末のみが、エネルギー消費を減少できる他のサブキャリアから利点を得ることができるため、エネルギー蓄積を増加させる。
【００８５】
ステップ２１の実現方法に関するこの変形例に基づいて、当業者が他のものを導き出すことは容易である。
【００８６】
図３は、複数の端末を含む移動体通信網の基地局を示す図である。
【００８７】
基地局は、
通信網内の端末が規定の送信基準を満たさない場合、前記端末を選択するか、あるいは、前記端末に割り当てられる無線資源に対してそれぞれ求められる送信電力に応じて通信網から端末を選択するように構成される端末選択手段３０１と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段３０２と、
選択された端末の総送信電力を減少させるために、前記端末に割り当てられる各無線資源上の選択される端末の送信電力を求めるように構成される判定手段３０３と、
前記選択手段を制御するように構成される制御手段３０４とを含み、
前記割り当て手段および前記判定手段は、本発明の一実施形態による方法を実行する。
【００８８】
基地局は、通信網内の端末から前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むメッセージを受信するように構成されるインタフェース手段（３０５）をさらに含む。
【００８９】
また、図３は、本発明の実施形態の端末を示す図である。この端末は、基地局１０１と協同するように構成される。
【００９０】
変形例では、端末は、基地局１０１にメッセージを送信するように構成されるインタフェース手段３０７をさらに含み、メッセージは、移動端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含む。
【００９１】
本発明の実施形態は、移動体通信網内の端末のエネルギー蓄積を好適に増大させることができる。従って、かかる方法は、かかる通信網内のユーザーの交信時間を長くすることができる。本発明の実施形態は、実施するのが容易である。
【００９２】
前述のように、かかる方法によって、通信事業者は他のサービスを提供することもできる。
【００９３】
システムは、本発明の一実施形態による特に比較的モビリティが低い端末（例えば歩行者が使用する端末）に適している。
【００９４】
具体的には、時間に応じてチャネル変更が多いほど、実施形態を実施することが容易となる。「チャネル変更」とは、端末に対して無線資源の割り当てを変更することを意味することであると理解される。この変更は、移動端末が通信網外を出て、通信網内に入るという事実によるものである。このモビリティによって、無線資源の割り当てが変更することから、端末のモビリティに応じて高速または低速でチャネル変更が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態による電気通信網を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による方法の主なステップを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による基地局および端末を示す図である。
【図１】
2009503973.tif 000008
【図２】
2009503973.tif 000009
【図３】
2009503973.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末（１０２）を含む通信網（１０３）内の無線資源を割り当てる方法であって、
／ａ／端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源に関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるステップ（２１）と、
／ｂ／選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるステップ（２２）と、
／ｃ／送信電力を、前記選択された端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるステップ（２３）と、
／ｄ／少なくとも１つの無線資源が割り当て条件を満たす間ステップ／ａ／〜／ｄ／を繰り返すステップ（２４）とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップ／ａ／では、前記通信網内の少なくとも１つの端末が規定の送信基準を満たさない場合に該端末が選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ／ｃ／では、前記選択された端末に対して、前記ステップ／ｂ／で割り当てられる無線資源に関連する総送信電力の減少を示す値を求め、該値が規定値未満である場合、前記ステップ／ｄ／が前記選択された端末を除く前記通信網内の端末に対して実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ／ａ／では、前記規定の送信基準をさらに満たす端末は、該端末の利用可能なエネルギー量を示す値に応じて選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ／ａ／の送信電力に応じた前記端末の選択は、各端末に対して、
前記端末に割り当てられる無線資源上の送信電力の合計を計算するステップと、
測定時間を乗算し、エネルギー消費を示す値を得るステップと、
前記複数の端末の利用可能なエネルギー量を示す値から前記エネルギー消費を示す値を差し引くステップと、
前記差し引くステップで、最小値が得られる端末を選択するステップとを実行することによって実施されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ／ａ／では、前記送信電力に応じた前記端末の選択は、
前記端末に割り当てられる無線資源に関連する前記送信電力の合計を端末ごとに計算するステップと、
前記計算するステップで、最大値が得られる端末を選択するステップに従うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
複数の端末を含む移動体通信網の無線資源割り当てエンティティであり、前記複数の端末から１つの端末の総送信電力が減少するように無線資源を前記複数の端末に割り当てるように構成され、前記送信電力は、割り当てられる無線資源に関連する無線資源割り当てエンティティであって、
端末は該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源と関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるように構成される端末選択手段（３０１）と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
前記選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）とを含むことを特徴とする無線資源割り当てエンティティ。
【請求項８】
前記選択手段は、少なくとも１つの端末が規定の送信基準を満たさない場合に、該端末を選択するように構成されることを特徴とする、請求項７または８に記載の無線資源割り当てエンティティ。
【請求項９】
前記通信網内の端末から前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むメッセージを受信するように構成されるインタフェース手段（３０５）をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の無線資源割り当てエンティティ。
【請求項１０】
前記無線資源割り当てエンティティは、基地局であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の無線資源割り当てエンティティ。
【請求項１１】
通信網内の端末であって、
割り当てられる無線資源の識別子を受信する手段と、
前記端末に割り当てられる無線資源に送信電力を送信する手段と、
無線資源割り当てエンティティと協同する手段とを含み、前記協同する手段は、
端末が該端末に割り当てられる少なくとも１つの無線資源に関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるように構成される端末選択手段（３０１）と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
前記選択された端末の送信電力を該端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）とを含むことを特徴とする端末。
【請求項１２】
前記無線資源割り当てエンティティ（１０１）にメッセージを送信するように構成されるインタフェース手段（３０７）を含み、前記メッセージは、前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の端末。
【請求項１３】
無線資源割り当てエンティティにインストールするためのコンピュータプログラムであって、前記基地局の処理手段によるプログラムの実行中に請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行できる指示を含むプログラム。
【手続補正２】
【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】      端末の送信電力を減少させるための無線資源の割り当て
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の移動端末を含む移動体通信網で無線資源を割り当てるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる通信網では、端末は、端末自体による使用またはバッテリ自体の特性による使用に応じて長時間または短時間で端末のエネルギーを蓄積するバッテリを備える。端末のエネルギー蓄積は、移動体通信網の中でも重要な特性であることに留意する必要がある。
【０００３】
特に、移動端末は、画面管理のようなローカル管理のためにエネルギーを消費する。また、移動体通信網の無線チャネルにデータを送信するのにエネルギーを消費する。
【０００４】
データ送信する端末の消費エネルギー量は、特にデータ送信が実施される条件、正確には、端末に割り当てられる無線チャネルの質に依存する。具体的には通常、端末は、伝送特性の質が低い無線チャネルへ送信する際、伝送特性の質が高い無線チャネルに比べて高い電力で送信する。従って、移動端末の送信状態が好ましくなければ、端末は多くのエネルギーを消費し、エネルギー蓄積の消耗が速いことに留意する。
【０００５】
また、端末による消費エネルギー量は、データ転送のスループットに依存する。従って、実質的に同じ質の無線チャネルでは、高スループットの送信は、低スループットの送信より多くのエネルギー量を必要とする。現在、移動網では、かかる通信網内の端末に対して送信スループットが著しく高くなっていることから、エネルギー消費がますます増大し、蓄積されたエネルギーが速く消耗する。
【０００６】
欧州特許第１５３１５９４号明細書には、ＯＦＤＭ（直交波周波数分割多重）−ＭＩＭＯ（多重入力多重出力）でのサブキャリアの割り当てについて記載されている。サブキャリアは、ＰＰＡＲ（ピーク対平均電力比）を減少させ、サービス品質を高めるために、各アンテナに対して最適化された方法によって割り当てられる。米国特許出願第２００４／０２０４１８１号には、電池のエネルギー量に応じて送信スループットを調整する移動電気通信網内の端末について記載されている。端末は、電池の充電量の減少を検出すると、対応する基地局に要求を送信する。端末は、基地局から送信される認証を受信すると、エネルギーの消費を減少させるために、送信スループットを減少させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、端末のエネルギー蓄積を増加させ、端末のデータ転送に使用されるエネルギーの消費を減少させることが極めて有益である。本発明の目的は、このような基準を満たす解決方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、複数の移動端末を含む移動体通信網内の無線資源を割り当てる方法であって、／ａ／端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記通信網から選択されるステップと、／ｂ／選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるステップと、／ｃ／前記選択された端末の総送信電力が減少するように、送信電力を前記選択された端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるステップと、／ｄ／少なくとも１つの無線資源が割り当て条件を満たす間ステップ／ａ／〜／ｄ／を繰り返すステップを含む方法を提案する。
【０００９】
本明細書では、送信電力と端末に割り当てられる無線資源との関連は、端末が考慮される無線資源で送信するのに必要な電力量を端末に示すことである。
【００１０】
この装置によれば、利用可能な無線資源は、送信基準を満たさない通信網内の端末に優先してに割り当てられる。この目的のため、無線資源を割り当てられた後、端末が規定の送信基準を満たさない場合、送信電力は、端末の総送信電力（すなわち使用可能な無線資源全体での総送信電力）が減少するように端末の各無線資源に関連付ける。当業者であれば、データを送信するのに使用可能なさまざまな無線資源に応じて端末の総送信電力を最適化することを目的とする特定のアルゴリズムを使用することができる。このアルゴリズムによって、割り当てられる無線資源での送信電力をそれぞれ求めることができる。
【００１１】
特に、Ｄａｖｉｄ  Ｔｓｅおよび  Ｐｒａｍｏｎｄ  Ｖｉｓｗａｎａｔｈ  の「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」，  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，  ２００５の文書では、「注水（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）」と呼ばれるアルゴリズムが提案されている。
【００１２】
本発明は、本明細書の内容から、端末に事前に割り当てられた無線資源上の送信電力を好適に配分することによって端末のエネルギー消費を最適化できるすべてのアルゴリズムを網羅する。
【００１３】
次に、このように求められる送信電力は、割り当てられる無線資源にそれぞれ関連している。
【００１４】
ステップ／ｄ／では、まだ利用可能であり、かつ、割り当て可能な無線資源に応じて前段のステップの繰り返すかどうかについて判定される。この判定を実施するために、本発明の実施形態では、割り当てられることができる少なくとも１つの無線資源が、割り当て条件を満たすかどうかを確認するチェックを実施する。好都合には、例えば、無線資源は、少なくとも１つの端末の伝送特性（特に利得が高い）が有益である場合、かかる割り当て条件を満たすことが考慮される。割り当てられる無線資源が満たす割り当て条件での他の有利な用途は、この実施例から容易に導き出すことできる。
【００１５】
本発明の実施形態では、無線資源は、利用可能になれば割り当て条件を満たす。次に、かかる方法は、利用可能な無線資源をすべて割り当てることを目的とする。
【００１６】
通信網内の端末が規定の送信基準を満たす場合、すでに割り当られた無線資源にそれぞれ関連する送信電力を考慮することによって、利用可能な無線資源を特定の端末に割り当てることができる。
【００１７】
他の無線資源を割り当てるとき、このように端末の送信電力を考慮することによって、エネルギー消費が比較的著しい条件下の端末を選択することができる。この著しいエネルギー消費は、特に困難な送信条件が原因である可能性がある。そのような状況では、このような端末は他の無線資源を割り当てられ、送信条件を改善してから選択されることによって有利となる。従って、かかる端末のエネルギー消費を減少させることができる。
【００１８】
さまざまな手順に従って、端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて通信網内から選択されることが可能である。従って、端末に事前に割り当てられた無線資源の全部または一部にそれぞれ関連する送信電力の合計を考慮することができる。
【００１９】
かかる合計値は、この送信電力のさまざまな値を単に加算することによって求めることができる。また、かかる合計値は、このさまざまな電力値を重み付けできる式に従って計算することができる。この目的のために、以下のような式を用いることができる。
Ｆ（ｘ）  ＝  （１＋ｘ−１／ｓ）−ｓ
式中、ｓは正の値であり、例えば０〜１である。
【００２０】
本発明の実施形態では、ステップ／ａ／で、規定の送信基準を満たしていない端末が優先的に選択される。従って、端末は、通信網内の端末すべてが規定の送信基準を満たす場合にのみ、事前に割り当られた無線資源に関連する少なくとも１つの送信電力に応じて選択される。
【００２１】
本発明の実施形態では、ステップ／ａ／の前に、通信網内の各端末に利用可能な各無線資源に関連する利得値が求められ、ステップ／ｂ／では、この端末の利得値が最大である無線資源を選択される端末に割り当てられる。
【００２２】
このようにして、この端末に対する最も有効な無線資源は、選択された端末に割り当てられる。
【００２３】
ステップ／ｃ／では、選択された端末に対して、ステップ／ｂ／で割り当てられる無線資源に関連する総送信電力の減少を示す値が求められ、この値が規定値未満である場合、選択された端末を除く通信網内の端末に対してステップ／ｄ／が実行される。本発明による方法は、他の無線資源を割り当てることによって端末の総送信電力が確実に減少できる端末に対して利用される。一方では、新たに無線資源を割り当てても、端末の総送信電力をほとんど減少できないと推定される場合、この端末は、ステップ／ａ／で考慮される端末群から除外される。好ましくは、特定の端末に関して、かかる総送信電力の減少は、前段のステップ／ｃ／を繰り返して得られるこの端末の総送信電力から今回のステップ／ｃ／で得られる該端末の総送信電力を差し引くことによって求められる。
【００２４】
ステップ／ａ／では、規定の送信基準をさらに満たす端末は、端末の利用可能なエネルギー量を示す値に応じて選択することができる。この場合、通信網内の移動端末にある電池の利用可能なエネルギー量を示す値は、利用可能な割り当てエンティティである。一方では、割り当てられる無線資源に対してそれぞれ求められる送信電力に基づいて、他方では、端末のバッテリの状態に基づいて端末を選択することによって他の無線資源を割り当てることができる。従って、バッテリの充電量が少ないと考えられる場合、端末の送信条件が好都合であると考えられる。
【００２５】
より正確に、本発明の実施形態では、端末の選択は、ステップ／ａ／の送信電力に応じ、各端末に対して以下のステップを実行することによって実施される。
前記端末に割り当てられる無線資源に関連する送信電力の合計を計算する
測定時間を乗算し、エネルギー消費を示す値を得る
端末の利用可能なエネルギー量を示す値から前記エネルギー消費を示す値を差し引く
前段のステップで、最小値が得られる端末を選択する
【００２６】
この場合では、エネルギー消費を示す値の測定時間は、無線資源を端末に割り当てる時間に実質的に対応させるのが好ましい。
【００２７】
別の変形では、ステップ／ａ／で、端末の選択は、送信電力に応じ、以下のステップに従って実施される。
前記端末に割り当てられる無線資源上の送信電力の合計を端末ごとに計算する
最大値が前段のステップで得られる端末を選択する
【００２８】
本発明の実施形態では、ステップ／ａ／で、前記端末は、割り当てられる無線資源によって、特定の送信スループットおよび任意の値未満の総送信電力で送信できる場合に規定の送信基準を満たす。
【００２９】
本発明の第２の態様は、複数の端末を含む移動体通信網の基地局を提案する。
【００３０】
基地局は、複数の端末から１つの端末の総送信電力が減少するように、無線資源を前記端末に割り当てるように構成され、送信電力は、無線資源に関連して割り当てられる。基地局は、
端末が、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源とそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて通信網から選択されるように構成される端末選択手段と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段と、
選択された端末の総送信電力を減少させるために、選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段とを含む。
【００３１】
本発明の実施形態では、選択手段は、少なくとも１つの端末が規定の送信基準を満たさない場合に端末を選択するように構成される。
【００３２】
本発明の実施形態では、基地局は、通信網内の端末から前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むメッセージを受信するように構成されるインタフェース手段をさらに含む。
【００３３】
本発明の第３の態様は、複数の端末を含む移動体通信網内の無線資源を割り当てる装置である。この装置は、複数の端末から１つの端末の総送信電力を減少させるために、無線資源を前記端末に割り当てるように構成され、送信電力は、割り当てられる無線資源に関連する。
【００３４】
この装置は、前記端末に事前に割り付けられた少なくとも１つの無線資源とそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて通信網からの端末を選択するように構成される端末選択手段と、選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段と、選択された端末の総送信電力を減少させるために、選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源と関連付けるように構成される関連手段と、前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段とを含む。
【００３５】
本発明の第４の態様は、
エネルギー量を与える手段と、
端末に、該端末に事前に割り当てた少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて割り当てられる無線資源の識別子を受信する手段と、
割り当てエンティティと協同する手段とを含み、協同する手段は、
端末に割り当てられる少なくとも１つの無線資源にそれぞれ関連する少なくとも１つの送信電力に応じて前記端末を通信網から選択するように構成される端末選択手段（３０１）と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段（３０２）と、
選択された端末の総送信電力を減少させるために、選択された端末の送信電力を前記端末に事前に割り当てた無線資源に関連付けるように構成される関連手段（３０３）と、
前記選択手段、前記割り当て手段および前記判定手段を制御するように構成される制御手段（３０４）を含む端末を提案する。
【００３６】
本発明の実施形態では、端末は、割り当てエンティティにメッセージを送信するように構成されるインタフェース手段を含み、前記メッセージは、前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含む。
【００３７】
本発明の第５の態様は、本発明の第２の態様による基地局および本発明の第３の態様による複数の端末を含む無線資源を割り当てるシステムを提案する。
【００３８】
本発明の第６の態様は、基地局にインストールすることが意図されるコンピュータプログラムであって、基地局の処理手段によるプログラムの実行中に本発明の第１の態様による方法を実行できる指示を含むプログラムを提案する。
【００３９】
本発明の第７の態様は、端末にインストールすることが意図されるコンピュータプログラムであって、端末の処理手段によるプログラムの実行中に本発明の第１の態様による方法を実行できる指示を含むプログラムを提案する。
【００４０】
他の態様、本発明の目的および効果は、その実施形態のうちの１つの記載によって明らかである。本発明は、図面を用いて十分に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明は、いくつかの伝送チャネルを有するマルチユーザーシステム（例えばＯＦＤＭ「直交波周波数分割多重」型のシステム）への利用について以下に記載する。従って、ＯＦＤＭ型のシステムで割り当てられる無線資源は、ＯＦＤＭサブキャリアである。
【００４２】
本明細書の記載は、限定するものではなく、本発明が、他の形式のあらゆる移動体通信網の簡単かつ有効な利用について見いだすことができることに留意する必要がある。
【００４３】
図１は、無線資源またはサブキャリア１０１を割り当てるエンティティと、複数の移動端末１０２を含む移動体通信網を示す図である。従来の移動電話網では、割り当てエンティティは、基地局１０１でもよい。
【００４４】
図２は、本発明の一実施形態による方法の主なステップを示す図である。基地局１０１は、端末１０２に割り当てられる各種のサブキャリアを利用することができる。
【００４５】
ステップ２１では、端末は、利用可能なサブキャリアを割り当てるように通信網１０３内の端末１０２の中から選択される。このステップには、最初に規定の送信基準を満たさない端末を選択するという目的がある。かかる送信基準は、目標スループット（すなわち通信網内のすべての端末によって予想されるスループット）を含むことができる。また、かかる送信基準は、最大電力またはこの２つの基準の組み合わせを含むこともできる。詳しくは、移動端末のユーザーを保護するか、あるいは端末間の著しい干渉を回避するために、特定の標準によって端末ごとの総送信電力の最大値を定めている。他の送信基準は、この選択ステップで容易に考慮することができる。また、端末のユーザーが契約した受信契約の種類によるさまざまな基準を想定することが可能である。
【００４６】
ステップ２１では、端末が規定の送信基準を満たさない限り、基地局は該端末を選択される。この場合、特に通信網内の端末には、サブキャリアが割り当てられない。例えば、かかる端末は、割り当てられる無線資源が規定の送信基準で定められる目標スループットおよび送信基準で定義される最大電力値より低い総送信電力で送信する間選択される。
【００４７】
いくつかの端末が規定の基準を満たさない場合、無作為に、あるいは好適には特性が規定の基準から離れた端末を選ぶことによって端末を選択することができる。
【００４８】
すべての端末が送信基準を満たす場合、端末は、すでに割り当てられる無線資源に関連する少なくとも１つの送信電力に応じて選択される。本発明の実施形態では、実際、かかる選択によって、端末が最も好適ではない送信条件であるかどうかを判定するという目的がある。ここで、前記条件は、通信網内の他端末に対して著しいエネルギー消費を必要とする。このため、端末に利用可能な無線資源に対して求められる送信電力は、基礎として使用される。
【００４９】
ステップ２１が終了すると、端末が選択される。
【００５０】
ステップ２２では、利用可能な無線資源が、選択された端末に割り当てられる。本発明の実施形態では、いくつかの無線資源が利用可能な場合には、端末の送信条件に好都合となるようこの無線資源のうちの１つを選択する。無線資源および選択された端末に対応する利得値に応じて無線資源を選択することは有利である。
【００５１】
このために、基地局は、好ましくはステップ２１の前に通信網内の各端末に関連する無線資源ごとに利得値を求める。従って、基地局は、一時的に、かつ、短時間で正確に利用可能なすべての無線資源を通信網内の端末の各々に割り当てる。この間、基地局は、すべての端末に対するすべてを無線資源の利得値を求める。当業者は、この利得値を求める手順を認識している。従って、チャネルの伝送特性を評価するこの手順については、以下の章では詳述しない。
【００５２】
このようにして、ステップ２２で、基地局は、選択された端末の利得値が最大である無線資源を選択して割り当てることができる。
【００５３】
ステップ２３では、選択された端末の利用可能なサブキャリアに基づき、送信電力を配分する新たな構成を決める。このために、本発明は、無線資源上の送信電力を効果的に配分することによって、端末に割り当てることができるすべての手順（特に上記で参照される注水（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）アルゴリズムなど）を網羅する。
【００５４】
以下の章に記載するステップを利用することも可能である。
【００５５】
送信電力の配分が求められる端末（すなわち新たなサブキャリアが割り当てられた端末）をｋとする。以下の表記を定義する。
Ｒｋ    端末ｋが要求するスループット（すなわち目標スループット）
ｖｋ，ｎ  端末ｋおよびサブキャリアｎに対応するチャネルの利得（Ｈｋ，ｎで示す）に対する熱雑音の電力スペクトル密度（Ｎ０で示す）比すなわち比Ｎ０／Ｈｋ，ｎ
Ｓｋ    端末ｋに割り当てられるサブキャリアｎ群
ε、δおよびρ  定数
Ｐｋ，ｎ  端末ｋに割り当てられるサブキャリアｎ上の送信電力
ｗ      参照電力値
Ｒ      スループット
【００５６】
Ｒおよびｗは値０に初期化される。
【００５７】
次に、端末が利用可能な送信スループット間の差および目標スループットＲｋが、特定の値（εで示す）より大きい、すなわち｜Ｒｋ−Ｒ｜＞ε，（１）である場合、り次のステップを実行する。
参照電力値は式ｗ’＝ｗ＋δに従って増加する
端末ｋに割り当てられるサブキャリア上の送信電力を、式Ｐｋ，ｎ＝ｍａｘ（ｗ−ｖｋ，ｎ，０）（ｎ∈Ｓｋの間）に従って求める
この新たな送信電力の配分に対応するスループットを、以下の式に従って計算する
【数１】
2009503973.tif 000011
このように計算されるスループットが目標スループットＲｋ未満である場合、以下の式を利用する。
ｗ’＝ｗ
一方δの値は、以下の式に従って減少する
δ＝δ／２
次いで（１）で示す式に戻る。
【００５８】
従って、目標スループットＲｋと計算したスループットＲとの差がε未満である場合、送信電力は、以下の式に従って設定された各サブキャリアｎのＳｋについて求めることができる。
Ｐｋ，ｎ＝ｍａｘ（ｗ’−ｖｋ，ｎ，０）
【００５９】
次に、本発明の実施形態で、他のサブキャリアを割り当てることによって得られた総送信電力の減少量を好適に求めることができる。この減少量が少ないと考えられる場合、この端末の総送信電力は他のサブキャリアを割り当てることによってこれ以上減少できない可能性があることを示唆する。端末ｋが新たなサブキャリアを割り当てられた後に得られるρ未満の総送信電力が減少することによって、他のサブキャリアの割り当てから再度利点を得る可能性はないと考えられる。
【００６０】
従って、この端末ｋは、ステップ２１で考慮される端末群から除外される。その後、ステップ２１で考慮される端末群をＴと表記する。
【００６１】
この条件は、以下のように記述することができる。
Ｉｆ
【数２】
2009503973.tif 000012
ｔｈｅｎ
【数３】
2009503973.tif 000013
【００６２】
ステップ２４では、無線資源がまだ利用可能である（判定２４から出力している矢印ｏ）場合、この方法のステップを繰り返す。その逆の場合、基地局は、本発明の一実施形態による無線資源を割り当てる方法を利用できるように、割り当てられている無線資源が解放されるのを待つ。
【００６３】
利用可能なサブキャリアをもはや基地局が利用できない場合、基地局はサブキャリアの解放を待って待機した状態のままとなる。この場合、方法２１〜２４のステップが再び実行される。
【００６４】
多様な変形例に従って、送信電力に応じて端末を選択することができる。
【００６５】
従って、ステップ２１の第１の変形例では、少なくとも１つの送信電力に応じて選択することは、端末群Ｔに属する各端末に対して、端末にそれぞれ割り当てられる無線資源に関連する送信電力の合計値を考慮することによって実施される。Ｔは、他のサブキャリアの割り当てによるエネルギー消費の減少が不可能であると考慮される端末を含む。
【００６６】
この場合、通信網内のすべての端末が規定の送信基準を満たすと、他のサブキャリアの割り当ては、通信網内の他端末から得られる総送信電力よりも大きい総送信電力の端末に対して実施される。このために、基地局は、事前に定めた端末群Ｔ内の各端末ｋに対して適切な場合、通信網内の各端末ｋのＡｋ値を以下の式を用いて計算することができる。
【数４】
2009503973.tif 000014
【００６７】
次に、Ａｋの最大値で得られる端末ｋが選択される。
【００６８】
さらに、第２の変形例では、少なくとも１つの送信電力に応じて端末を選択することは、端末のバッテリの状態考慮することによって実施することができる。この場合、好ましくは、基地局は、端末からバッテリの状態に関する情報キューを受信する。この情報キューは、各端末の電池の利用可能なエネルギー量を示す。
【００６９】
端末から基地局へ周期的にその情報キューを送信することができる。かかる情報キューを頻繁に更新する必要はない。バッテリの状態に関する情報キューを含むメッセージを、約２、３分の間隔で好適に送信することができる。
【００７０】
本発明の実施形態では、この情報キューは、制御フレームまたは接続要求フレームに含まれる。ＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）型のメッセージをによって、かかる情報キューを基地局に送信することを想定することができる。本発明は、かかる情報キューを送信するすべての手順を網羅する。
【００７１】
端末から基地局への情報送信は、簡単に実施でき、バンド幅をほとんど費やさない点に留意する必要がある。
【００７２】
以下の章では、第２の変形例による実施形態について記載する。考慮されるシステムは、端末ｋの整数Ｋを含む。ｋで示す端末の送信基準は、送信スループットＲｋおよびＰｍａｘと表記する総送信電力に対応する。通信網のサブキャリアの数はＮと表記し、通信網の全帯域幅はＢと表記する。
【００７３】
端末に割り当てられる各サブキャリアは、異なる無線チャネルに対応し、その利得はＨｋ，ｎと表記する。更にまた、端末ｋのバッテリ内の利用可能なエネルギー量を示す情報キューは、Ｅｋと表記する。
【００７４】
この変形例では、割り当てられる無線資源に特定時間にわたってデータを送信した後、バッテリの最小のエネルギーを利用できると考えられる端末を選択することが好ましい。
【００７５】
バッテリおよび割り当てられる各サブキャリアでの送信電力の状態に関する情報キューを有する各端末の利用可能な基地局は、Δｔと表記する時間にわたって送信した後、各端末のバッテリの状態を推計することができる。
【００７６】
本発明の実施形態では、エネルギー消費量を測定する時間Δｔは、無線資源の割り当てがその通信網で有効である平均時間に好適に依存する。
【００７７】
例えば、システムの初期化によって定められる値を求めることが可能であり、チャネル変更が一定間隔で生じることが推定される。推定されるチャネル変更が極めて多い場合、考慮される最新の時間でのエネルギー消費を計算する時間Δｔは、好適に減少することができる。また、チャネル変更が少ない場合、同じ時間が保持され、さらに、チャネル変更が極めて少ない場合、時間Δｔの増加もを想定することができる。
【００７８】
従って、本発明の実施形態では、他のサブキャリアが割り当てられる端末を選択するために、基地局は、通信網内の端末のバッテリの状態と、次の時間Δｔですでに割り当てられたサブキャリアにデータを送信するのに消費されるエネルギーを考慮する。従って、基地局は、この時間ですでに割て当られたサブキャリア上にデータを送信した後、バッテリ内の利用可能なエネルギー量を推計する。
【００７９】
基地局は、以下の式に従って、通信網内の各端末のバッテリ状態の推計値Ｅ’ｋを好適に求める。
【数５】
2009503973.tif 000015
式中、Ｓｋは端末ｋに割り当てられるサブキャリア群である。
【００８０】
次に、基地局は、得られたＥ’ｋが最小の端末を選択する。
【００８１】
第３の変形例は、特に通信網内の特定の端末がバッテリ状態に関する情報キューを基地局に送信できない場合、第１の変形例および第２の変形例に同様である。
【００８２】
別の変形例では、規定の送信基準を満たし、他のサブキャリアを割り当てるように選択される通信網内の端末は、位置する通信網を管理する通信事業者との受信契約している端末である。従って、特定の受信契約をしている端末のみが、エネルギー消費を減少できる他のサブキャリアから利点を得ることができるため、エネルギー蓄積を増加させる。
【００８３】
ステップ２１の実現方法に関するこの変形例に基づいて、当業者が他のものを導き出すことは容易である。
【００８４】
図３は、複数の端末を含む移動体通信網の基地局を示す図である。
【００８５】
基地局は、
通信網内の端末が規定の送信基準を満たさない場合、前記端末を選択するか、あるいは、前記端末に割り当てられる無線資源に対してそれぞれ求められる送信電力に応じて通信網から端末を選択するように構成される端末選択手段３０１と、
選択された端末に利用可能な無線資源を割り当てるように構成される割り当て手段３０２と、
選択された端末の総送信電力を減少させるために、前記端末に割り当てられる各無線資源上の選択される端末の送信電力を求めるように構成される判定手段３０３と、
前記選択手段を制御するように構成される制御手段３０４とを含み、
前記割り当て手段および前記判定手段は、本発明の一実施形態による方法を実行する。
【００８６】
基地局は、通信網内の端末から前記端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含むメッセージを受信するように構成されるインタフェース手段（３０５）をさらに含む。
【００８７】
また、図３は、本発明の実施形態の端末を示す図である。この端末は、基地局１０１と協同するように構成される。
【００８８】
変形例では、端末は、基地局１０１にメッセージを送信するように構成されるインタフェース手段３０７をさらに含み、メッセージは、移動端末の利用可能なエネルギー量を示す値を含む。
【００８９】
本発明の実施形態は、移動体通信網内の端末のエネルギー蓄積を好適に増大させることができる。従って、かかる方法は、かかる通信網内のユーザーの交信時間を長くすることができる。本発明の実施形態は、実施するのが容易である。
【００９０】
前述のように、かかる方法によって、通信事業者は他のサービスを提供することもできる。
【００９１】
システムは、本発明の一実施形態による特に比較的モビリティが低い端末（例えば歩行者が使用する端末）に適している。
【００９２】
具体的には、時間に応じてチャネル変更が多いほど、実施形態を実施することが容易となる。「チャネル変更」とは、端末に対して無線資源の割り当てを変更することを意味することであると理解される。この変更は、移動端末が通信網外を出て、通信網内に入るという事実によるものである。このモビリティによって、無線資源の割り当てが変更することから、端末のモビリティに応じて高速または低速でチャネル変更が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電気通信網を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による方法の主なステップを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による基地局および端末を示す図である。
【国際調査報告】
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