(57)【要約】【解決手段】通信システム内のセル間で利用可能なシステムリソースを分割し、割当て、およびアップリンクを介したデータ送信のために各セル内のリソースを端末に割当てるための技術。一形態において、適応再使用スキームが提供される。利用可能なシステムリソースは、観察される干渉レベル、負荷条件、システム要件等のような多数の因子に基づいて、動的におよび／または適応的に分割され、セルに割当てられる。再使用計画は初期的に定義され、システム内の変更を反映するために再定義することができる。他の形態において、各セルに、異なる性能レベルを有するチャネルのセットが割当てられるように分割することができる。さらに、他の形態において、各セル内の端末は、（例えば、優先順位または負荷要件に基づいて）データ送信のためにスケジュールされ、干渉に対する許容度およびチャネルの性能に基づいてチャネルが割当てられる。【選択図】図３
2005505954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を具備する、通信システムにおいて、アップリンクを介した送信を制御するための方法：
前記通信システムの１つ以上の特性を決定する；
利用可能なシステムを複数のチャネルに分割する；
少なくとも一部分、前記通信システムの前記１つ以上の決定された特性に基づいて、複数のチャネルに対して、複数のバックオフ因子を定義する、各チャネルは、ピーク送信電力レベルからの減少を特定するそれぞれのバックオフ因子に関連し、各バックオフ因子は０乃至１の範囲である；および
前記少なくとも一部分、前記複数のバックオフ因子に基づいて決定された電力レベルで，データ送信のために複数のチャネルを端末に割当てる。
【請求項２】
前記１つ以上の決定された特徴は複数のチャネル上の干渉の特徴づけを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の決定された特徴は、前記通信システムの負荷確率を含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記複数のバックオフ因子は、前記通信システムの前記１つ以上の決定された特徴にほぼ一致するように定義される、請求項１の方法。
【請求項５】
前記複数のバックオフ因子は、前記通信システム内の端末のＣ／Ｉ特徴にほぼ一致するように定義される、請求項１の方法。
【請求項６】
前記複数のバックオフ因子は、一部分、前記複数のチャネルに対して選択された１つ以上の設定点に基づいて定義され、各設定点は、特定レベルの性能に必要なＣ／Ｉに相当する、請求項１の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の設定点は一部分、前記複数のチャネル上のデータ送信のデータレートに基づいて決定される、請求項６の方法。
【請求項８】
下記をさらに具備する、請求項１の方法：
各チャネルに対するリンクマージンを推定する；
前記推定されたリンクマージンに基づいて、前記複数のバックオフ因子を調節する。
【請求項９】
前記少なくとも１つのチャネルは、全送信電力を表す１つのバックオフ因子に関連し、残りのチャネルは１未満のバックオフ因子に関連する、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記通信システム内の変更を反映するように前記複数のバックオフ因子を適応的に調整することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記関連するチャネル上の干渉を低減するための特定の時間分、１つ以上のバックオフ因子を低減することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項１２】
１つ以上の関連するチャネル上の干渉を消去するために、特定の時間分１つ以上のバックオフ因子をゼロに設定することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項１３】
前記利用可能なシステムリソースは、複数の時分割多重（ＴＤＭ）タイムスロットに分割され、前記複数のチャネルは、定義されたセットのタイムスロットに相当する、請求項１の方法。
【請求項１４】
前記利用可能なシステムリソースは、複数の周波数分割多重（ＦＤＭ）チャネルに分割される、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記利用可能なシステムリソースは複数の符号分割多重（ＣＤＭ）チャネルに分割される、請求項１の方法。
【請求項１６】
下記を具備する、通信システムにおいて、アップリンクを介した送信を制御するための方法：
通信システムのための再使用パターンを定義する、前記再使用パターンは複数のセルを含む；
前記通信システム内の各セルに対する１つ以上の特徴を決定する；
利用可能なシステムリソースを複数のチャネルに分割する；
少なくとも一部分、前記決定された１つ以上の特徴に基づいて、前記通信システム内の各セルに対する前記複数のチャネルに対して複数のバックオフ因子を定義する、各セルの各チャネルは、ピーク送信電力レベルからの減少を特定するそれぞれのバックオフ因子に関連し、各バックオフ因子は０乃至１の範囲である；および
少なくとも一部分、前記割当てられたチャネルに関連するバックオフ因子に基づいて決定された電力レベルで、データ送信のために、各セル内の複数のチャネルを前記セル内の端末に割当てる。
【請求項１７】
各セルに対する前記１つ以上の決定された特徴は、前記セル内の前記複数のチャネル上の干渉の特徴づけを含む、請求項１６の方法。
【請求項１８】
各セルに対する前記複数のバックオフ因子は、一部分前記セルに対する前記干渉特徴づけに基づいて定義される、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記再使用パターン内の各セルに対するバックオフ因子は前記再使用パターン内の隣接するセルのバックオフ因子とほぼ千鳥状である、請求項１６の方法。
【請求項２０】
同一チャネル干渉を低減するために、各セル内の前記チャネルに割当てられた前記バックオフ因子を調節することをさらに具備する、請求項１６の方法。
【請求項２１】
各セル内の前記チャネルに対するリンクマージンを推定する；および
前記推定されたリンクマージンに基づいて各セルに対するバックオフ因子を調節する；
ことをさらに具備する、請求項１６の方法。
【請求項２２】
下記をさらに具備する、請求項１６の方法：
特定のセルにおいて、特定のチャネルに対するバックオフ因子を低減するために１つ以上の隣接セルから１つ以上の要求を受信する；および
前記１つ以上の受信した要求に従って、前記チャネルに対する前記バックオフ因子を低減する。
【請求項２３】
下記を具備する、無線通信システムのアップリンクを動作させるための方法：
利用可能なシステムリソースを複数のチャネルに分割する；
前記通信システムのための再使用パターンを定義する、前記再使用パターンは複数のセルを含む；
前記通信システム内の各セルに対する１つ以上の特徴を決定する；
少なくとも一部分、前記セルに対する前記決定された１つ以上の特徴に基づいて、チャネルのセットを各セルに割当てる、各割当てられたチャネルは、アップリンクを介したデータ送信のために端末に割当てても良い；および
前記通信システム内の変更を反映するために、前記決定と割当てを反復する。
【請求項２４】
再使用パターン内の各セルには、全電力レベルでの送信のために利用可能な１つ以上のチャネルと、低減された電力レベルでの送信のために利用可能な１つ以上のチャネルを含むチャネルのそれぞれのセットが割当てられる、請求項２３の方法。
【請求項２５】
各セルに割当てられたチャネルのセットは、一部分、前記セル内の推定された負荷条件に基づいて決定される、請求項２３の方法。
【請求項２６】
下記を具備する、通信システムにおいて、アップリンクを動作させるための方法：
複数の端末によるデータ送信のために使用される再使用スキームを定義する、前記定義された再使用スキームは、特定の再使用パターン、利用可能なシステムの最初の割当て、および動作パラメータのセットを特定する；
前記定義された再使用スキームに従って、データ送信のために端末をスケジュールする；
スケジュールされた端末からの送信を受信する；
前記通信システムの性能を評価する；
前記評価されたシステム性能が特定のしきい値内にあるかどうか判断する；および
前記評価されたシステム性能が前記特定のしきい値内に無いなら、前記再使用スキームを再定義する。
【請求項２７】
前記再使用スキームを定義することは、
前記通信システム内の各セルにおいて、受信した干渉の特徴付けを作成し；
前記利用可能なシステムリソースを複数のチャネルに分割し；および
少なくとも一部分、前記セルに対する前記作成された干渉特徴づけに基づいてチャネルのセットを各セルに割当てる；
ことを含む、請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記再使用スキームを定義することは、さらに、各割当てられたチャネルのセットに関連するバックオフ因子のセットを定義することを含む、請求項２７の方法。
【請求項２９】
下記を具備する、通信システムにおいて、アップリンクを介したデータ送信のために複数の端末をスケジュールするための方法：
データ送信のために端末をスケジュールするために使用される第１のセットのパラメータを受信する；
スケジュールするために、考慮すべき端末に優先順位をつける；
少なくとも一部分、前記端末の優先順位に基づいてデータ送信のために１つ以上の端末をスケジュールする；
各スケジュールされた端末にチャネルを割当てる；
前記スケジュールされた端末による送信を制御するために使用される第２のセットのパラメータを更新する；および
前記割当てられたチャネル上の前記１つ以上のスケジュールされた端末から１つ以上の送信を受信する。
【請求項３０】
前記第１のセットのパラメータは各セルの干渉特徴付けを含む、請求項２９の方法。
【請求項３１】
各スケジュールされた端末には、前記端末の前記優先順位に基づいてチャネルが割当てられる、請求項２９の方法。
【請求項３２】
各スケジュールされた端末には、前記端末の負荷要件に基づいて、チャネルが割当てられる、請求項２９の方法。
【請求項３３】
下記を具備する、通信システムにおいて、アップリンクを介したデータ送信のために複数の端末をスケジュールするための方法：
スケジュールするために考慮すべき端末に優先順位をつける；
各端末に対して複数のチャネルの各々に対してチャネル測定基準を計算する；
前記端末の有線順位および前記計算されたチャネル測定基準に基づいて前記端末を前記チャネルに割当てる、前記割当ては、
最高の優先順位を有する端末を選択する、
前記選択された端末を、最小の好都合なチャネル測定基準を有するが前記端末の要件を満足するチャネルに割当てる、および
残りの端末を、減少する優先順位の順番に、残りの割当てられていないチャネルに連続的に割当てる、
ことを含み；および
前記割当てられたチャネル上の前記スケジュールされた端末からの送信を受信する。
【請求項３４】
前記端末を割当てることは、１つ以上の端末を、より好都合なチャネル測定基準を有する割当てられていないチャネルにアップグレードすることをさらに含む、請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記アップグレードは下記を含む、請求項３４の方法：
最高の優先順位を有する端末を選択する；
割当てられていないチャネルのリストから、最も好都合なチャネル測定基準を有するチャネルを選択する；および
前記選択されたチャネルに関連する前記チャネル測定基準が、前記選択された端末に現在割当てられているチャネルに関連する前記チャネル測定基準よりもより好都合であるなら、前記選択された端末を前記選択されたチャネルに再割り当てする。
【請求項３６】
下記を具備する、通信システム内の基地局：
複数の端末によるアップリンクデータ送信のために使用される再使用計画を定義するデータを受信するように構成されたリソース割当てプロセッサ、前記定義された再使用計画は、特定の再使用パターン、基地局によりカバーされるセルへの利用可能なシステムリソースの割当て、および動作パラメータのセットを特定する、前記リソース割当てプロセッサは、さらに、データ送信のために１つ以上の端末をスケジュールし、チャネルを各スケジュールされた端末に割当てるように構成される；
前記１つ以上のスケジュールされた端末からの１つ以上の受信した信号を処理し、１つ以上の受信した記号ストリームを供給するように構成された少なくとも１つのフロントエンドプロセッサ；および
前記１つ以上の受信した記号ストリームを処理し、１つ以上の復号されたデータストリームを供給し、前記セルの１つ以上の特徴を推定するように構成された少なくとも１つの受信プロセッサ、前記リソース割当てプロセッサは、さらに、１つ以上の特徴を示すチャネル状態情報（ＣＳＩ）を受信し、端末をスケジュールし、ＣＳＩに基づいてチャネルを割当てるように構成される。
【請求項３７】
前記割当てられたシステムリソースは複数のチャネルから構成され、前記リソース割当てプロセッサは、少なくとも一部分ＣＳＩに基づいて複数のチャネルに対して複数のバックオフ因子を決定するように構成される、請求項３６の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データ通信に関し、特に、効率を増大させ、性能を改良するために、無線通信システムのアップリンク送信を制御するための新規で改良された方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは多数のユーザに音声、データ、等のような種々のタイプの通信を提供するために広範囲に配備されている。これらのシステムは符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）またはその他の複数のアクセス技術に基づくことができる。
【０００３】
無線通信システムにおいて、ユーザ間の通信は、１つ以上の基地局を介して行なわれる。アップリンクを介してデータを基地局に送信することにより、第１の端末の第１のユーザは、第２の端末の第２のユーザと通信することができる。基地局はデータを受信し、そのデータを他の基地局に送ることができる。次に、データはダウンリンクを介して基地局から第２の端末に送信される。ダウンリンクは、基地局から端末への送信に言及し、アップリンクは、端末から基地局への送信に言及する。多くの場合、アップリンクとダウンリンクは、異なる周波数が割当てられる。
【０００４】
無線通信システムにおいて、各送信ソース（例えば、端末）はシステム内の他の送信ソースに対して潜在的な干渉として動作する。端末と基地局により経験される干渉に対抗し、必要なレベルの性能を維持するために、一般的なＴＤＭＡシステムおよびＦＤＭＡシステムは、再使用技術の手段を取る。それにより、すべての周波数帯域またはタイムスロットは各セルにおいて使用されない。例えば、ＴＤＭＡシステムは７セル再使用パターンを採用することができる。この場合、合計動作帯域幅、Ｗは７つの等価な動作周波数帯域（すなわち、Ｂ＝Ｗ／７）に分割され、７セルクラスタ内の各セルはその周波数帯域の１つに割当てられる。従って、このシステムにおいて、すべての７つのセルは、同じ周波数帯域を再使用する。再使用を用いると、各セルにおいて、経験される同一チャネル干渉レベルは、すべてのセルが同じ周波数帯域に割当てられる場合の同一チャネル干渉に対して低減される。しかしながら、（いくつかの一般的なＴＤＭＡシステムにおいて使用される７セル再使用パターンのような）１つ以上の再使用パターンは、各セルが合計システムリソース（例えば、動作帯域幅）の一部に割当てられ、その一部のみしか利用することができないので、利用可能なリソースの非能率的な使用を表す。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムは、１セル再使用パターンを用いて動作することができる（すなわち、隣接するセルは、同じ動作帯域幅を使用することができる）。第一世代のＣＤＭＡシステムは、は主として、低いデータレート（例えば、３２ｋｂｐｓまたはそれ以下）を有する音声データを運ぶように設計されている。符号分割スペクトラム拡散を用いて、低レートデータは広い（例えば、１．２２８８ＭＨｚ）帯域幅に拡散される。大きな拡散因子のために、送信された信号は、低いまたは負の搬送波対雑音プラス干渉（Ｃ／Ｉ）レベルで受信することができ、コヒーレント信号に逆拡散され、処理することができる。より新しい世代のＣＤＭＡシステムは、多くの新しいアプリケーション（音声、パケットデータ、ビデオ、等）をサポートするように設計され、高いデータレート（例えば、１Ｍｂｐｓ）で送信することができる。しかしながら、高いデータレートを得るためには、高いＣ／Ｉレベルが必要であり、干渉を制御するための必要性がより重要になってくる。
【０００６】
それゆえ、高いデータレートでデータ送信をサポートし、利用可能なリソースのより良い利用を得るためにアップリンク送信を制御するための技術の必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の観点は、（１）通信システム内のセル間で利用可能なシステムリソース（例えば、スペクトラム）を分割し、割当てる、および（２）アップリンクを介したデータ送信のために各セル内のリソースを端末に割当てるための技術を提供する。これらの両方は、システム要件に合致しながら、より大きな効率が得られるように、実行することができる。
【０００８】
一形態において、適応再使用スキームが提供される。この場合、利用可能なシステムリソースは、動的におよび／または適応的に分割可能であり、例えば、観察される干渉レベル、負荷条件、システム要件等のような多数の因子に基づいてセルに割当てることができる。再使用計画が最初に定義され、各セルは、合計利用システムリソースの一部が割当てられる。所望であれば、または必要であれば、各セルが合計利用可能なリソースの大部分を同時に利用できるように割当てをすることができる。システムが変更すると、再使用計画は、システム内の変更を反映するように再定義することができる。このように、適応再使用計画は、他のシステム要件を満足しながら、非常に低い効率的な（例えば、１に近い）再使用因子を得ることができる。
【０００９】
他の形態において、システムリソースは、各セルに、異なる性能レベルを有するチャネルのセットが割当てられるように分割することができる。例えば、軽度に共有されたチャネルおよび／または隣接するセルにおいて低い送信電力レベルに関連するチャネルに対してより高い性能を得ることができる。反対に、例えば、そのチャネルに対して許される低い送信電力レベルからは、より低い性能を生じることができる。異なる性能レベルを有するチャネルは、以下に述べるように、そのチャネルに対して異なるバックオフ因子を定義することにより得ることができる。
【００１０】
さらに他の形態において、各セル内の端末は、干渉に対する端末の許容範囲およびチャネルの性能に基づいてチャネルに割当てられる。例えば、干渉からのより良い保護を必要とする不利な条件に置かれた端末は、より多くの保護を持つだけの余裕があるチャネルに割当てることができる。対照的に、良好な伝搬条件を有した利点に恵まれた端末は、より重度に共有されたおよび／または、それらの使用に関連するより大きな干渉レベルを有するチャネルに割当てることができる。
【００１１】
動的におよび／または適応的にリソースをセルに割当てる能力およびセルが、理知的にリソースを端末に割当てる能力により、システムは、一般的な調節できない、固定の再使用スキームを採用するシステムにより調和しない、高レベルの効率と性能を得ることができる。
【００１２】
この発明は、以下にさらに詳細に記載するように、この発明の種々の観点、実施の形態および特徴を実現する方法、システム、および装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の特徴、性質、および利点は全体を通して、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らかになるであろう。
【００１４】
図１は、多数のユーザをサポートし、この発明の種々の観点と実施の形態を実現することができる通信システム１００の図である。システム１００は多数のカバー領域１０２ａ乃至１０２ｇに対して通信を供給し、これらのカバー領域の各々は対応する基地局１０４によりサービスを受ける。各基地局のカバー領域は、例えば、端末が特定のサービス程度（ＧｏＳ）を得ることができる領域として定義することができる。基地局のカバー領域は、指定された地理上の区域に対して全体をカバーできるように組織化される。基地局およびそのカバー領域はしばしば「セル」と呼ばれる。
【００１５】
図１に示すように、種々の端末１０６は、システム全体に分散される。カバー領域内の端末は、固定（すなわち静止）されていてもよいし、移動してもよく、主要な（すなわちサービスする）基地局によりサービスされる。各端末は、「ソフトハンドオフ」が採用されるかどうかおよび／または端末が（同時にまたは連続的に）複数の端末に複数の送信を送信したり、複数の基地局から複数の送信を受信したりするように設計され動作されるかどうかに応じて、いつなんどきでも、ダウンリンクおよびアップリンクを介して少なくとも１つの基地局そしておそらく１つ以上の基地局と通信する。ダウンリンクは、基地局から端末への送信に言及し、アップリンクは端末から基地局への送信に言及する。
【００１６】
図１において、基地局１０４ａは、アップリンクを介して端末１０６ａおよび１０６ｂからのデータ送信を受信し、基地局１０４ｂは、端末１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄおよび１０６ｉからのデータ送信を受信し、基地局１０４ｃは、端末１０６ａ、１０６ｅ、１０６ｆ、および１０６ｇ等からのデータ送信を受信する。アップリンクを介して、各通信端末からの送信はシステム内の他の端末に対する潜在的干渉を表す。簡単のためにダウンリンク送信は図１に示されていない。
【００１７】
システム１００は、データ送信のための複数（ＮＴ）の送信アンテナおよび複数（ＮＲ）の受信アンテナを採用する複数入力−複数出力（ＭＩＭＯ）システムであり得る。ＮＴ送信アンテナおよびＮＲ受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネルは、Ｎｃの独立したチャネルに分解することができる。この場合Ｎｃ≦ｍｉｎ｛ＮＴ，ＮＲ｝である。Ｎｃの独立したチャネルの各々はまたＭＩＭＯチャネルの空間サブチャネルとも呼ばれる。複数の送信アンテナおよび受信アンテナにより作られる空間サブチャネルが利用されるなら、ＭＩＭＯシステムは、改良された性能（例えば、増大された送信能力）を供給することができる。
【００１８】
ＭＩＭＯシステムの一例は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、米国特許出願シリアル番号第０９／５３２，４９２（発明の名称：「マルチキャリア変調を採用する高効率、高性能通信システム」(HIGH EFFICIENCY, HIGH PERFORMANCE COMMUNICATION SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION)に記載されている。システム１００はまた、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、および他の複数のアクセススキームに対するいかなる数の標準および設計を実施するように設計することができる。ＣＤＭＡ標準は、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、Ｗ−ＣＤＭＡ標準を含み、ＴＤＭＡ標準は、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）を含む。これらの標準は技術的に知られている。
【００１９】
システム１００において、大多数の端末が共通のシステムリソース、すなわち合計動作帯域幅を共有する。システム内の特定の端末に対して所望のレベルの性能を得るために、他の送信からの干渉を受け入れ可能なレベルまで低減する必要がある。また、所定の動作帯域幅に対して高データレートで確実に送信するために、特定の搬送波対雑音プラス干渉（Ｃ／Ｉ）レベルまたはそれ以上で動作する必要がある。干渉の低減と必要なＣ／Ｉの獲得は一般的に合計利用可能なリソースを一部分に分割することにより得られる。次に、各部がシステム内の特定のセルに割当てられる。
【００２０】
例えば、合計動作帯域幅、Ｗ、はＮｒの等価な動作周波数帯域に分割することができ（すなわち、Ｂ＝Ｗ／Ｎｒ）、次に、各セルに、Ｎｒの周波数帯域の１つを割当てることができる。周波数帯域は、より高いスペクトル効率を得るために周期的に再使用される。図１によりサポートされるような７セル再使用パターンの場合、セル１０２ａには第１の周波数帯域を割当てることができ、セル１０２ｂには第２の周波数帯域を割当てることができ、等々、そして、セル１０２ｇには第７の周波数帯域を割当てることが出来る。
【００２１】
通信システムは一般に、例えば、サービスの質（ＱｏＳ）、受信地域および性能要件を含むことができる多数のシステム要件に準拠するように設計される。サービスの質は一般に、所定のパーセンテージの時間、受信地域内のすべての端末が特定の最小平均ビットレートを得ることができるものとして定義される。例えば、システムは、９９．９９％の時間、少なくとも１Ｍｂｐｓの最小平均ビットレートで受信地域内のいかなる端末をもサポートするように要求されるかもしれない。受信地域は、特定のＣ／Ｉしきい値を超える受信信号レベルを有した端末の特定のパーセンテージ（例えば、９９％）が特定のサービス程度を得ることができることを命令するようにしてもよい。そして、性能要件は、いくつかの特定の最小平均ビットレート、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、パケットエラーレート（ＰＥＲ）、フレームエラーレート（ＦＥＲ）またはその他の要件により定義してもよい。これらの要件は、以下に記載するように、利用可能なリソースの割当ておよびシステム効率に影響を与える。
【００２２】
図２は受信地域全体に渡って、ランダムに分布される端末のシミュレーションから得た多数の再使用パターンに基づいて、通信システム内の端末に対して得たＣ／Ｉの累積分布関数（ＣＤＦｓ）の例を示す。水平軸、ｘはＣ／Ｉを表し、垂直軸は、特定の端末に対して得たＣ／Ｉが水平軸に示される値よりも小さい確率、すなわちＰ（Ｃ／Ｉ＜ｘ）を表す。図２に示すように、事実上、０ｄＢより悪いＣ／Ｉ得る端末は無い。図２は、また、再使用が大きくなるにつれＣ／Ｉが大きくなる確立が増えることを示す。従って、７セル再使用パターンに対するＰ（Ｃ／Ｉ＞ｘ）は１セル再使用パターンに対するＰ（Ｃ／Ｉ＞ｘ）より大きい。
【００２３】
図２のＣ／Ｉ  ＣＤＦｓは、システムの潜在能力を特徴づけるために使用することができる。一例として、９９．９９％の時間に対して１Ｍｂｐｓの最小瞬時ビットレートに適合するために少なくとも１０ｄＢのＣ／Ｉが必要であると仮定する。１の再使用因子（すなわち、Ｎｒ＝１、すべてのセルが同じチャネルを再使用する）を用いて、必要とされる性能が得られない確率（すなわち、機能停止確率）は約１２％である。同様に、３、４、および７のセル再使用因子は、それぞれ５．４％、３．４％、および１．１％の機能停止確率に相当する。従って、この例では、端末の９９％に対して１０ｄＢのＣ／Ｉを得るためには、少なくとも７の再使用因子（Ｎｒ≧７）が必要である。
【００２４】
送信する前に、データを変調するために多数の変調スキームを使用することができる。そのような変調スキームは、Ｍ進位相シフトキーイング（Ｍ−ＰＳＫ）、Ｍ進直交振幅変調（Ｍ−ＱＡＭ）、およびその他を含む。一般に、Ｍ−ＱＡＭのような帯域幅効率変調スキームは変調記号につきより高い数の情報ビットを送信することができるが、所望のレベルの性能を得るために高いＣ／Ｉを必要とする。表１は、ヘルツ当り毎秒送信される情報ビット（ｂｐｓ／Ｈｚ）の数により計られる、多数の帯域幅効率変調スキームのスペクトル効率を一覧表にしたものである。表１はまた、これらの変調スキームに対して１％のビットエラーレート得るために仮定される必要なＣ／Ｉを一覧表にしたものである。
【００２５】
【表１】
2005505954.tif 000003
【００２６】
特定の再使用スキームの平均チャネル効率、ＥCHは、（図２に示すように）そのスキームに対して得ることができるＣＤＦ、および（表１に示すように）Ｃ／Ｉの関数として得ることができる変調効率に基づいて決定してもよい。可能ならいつでも最も効率の良い変調スキームが使用されるなら、平均チャネル効率、ＥCHは、変調効率の重み付けされた合計として得ることができる。重み付けは、要求されるＣ／Ｉを得る確率により決定される。例えば、可能ならいつでも、６４−ＱＡＭを介してＢＰＳＫがシステムにより採用されるなら、平均チャネル効率は以下のようにして計算することができる。
【００２７】
【数１】
2005505954.tif 000004
【００２８】
表２は（列２において）種々の再使用因子（例えば、１セル、３セル、５セル、７セル）の平均チャネル効率を一覧表にしたものである。表２はまた、（列３において）、平均チャネル効率を再使用因子により割り算して得られる、これらの再使用因子に対する平均スペクトル（すなわち、全体の）効率をリストアップする。表２から、再使用が増えるにつれ、平均チャネル効率が増えることがわかる。しかしながら、増大する再使用に伴うチャネル効率のこの利得は、そのシステムに対する合計利用可能リソースの一部のみを各セルが使用することができることにより生じる全体のスペクトル効率における損失によるオフセット以上である。従って、全体のスペクトル効率は、増加する再使用に伴って減少する。
【００２９】
【表２】
2005505954.tif 000005
【００３０】
図２および表２に示すように、より高い再使用因子を採用することにより、隣接するセル内の端末からの干渉が低減されるなら、所定の端末に対するＣ／Ｉは改良することができる。しかしながら、多くのセルからなる複数のアクセスシステムにおいて、１つのセル内の単一の端末に対してＣ／Ｉを最大化することは、一般的に、システムのその他のセル内において、リソースを再使用することができないことを意味する。従って、より高い再使用因子を用いて端末のいくつかに対してより高いＣ／Ｉおよびより高いスループットを得ることができるけれども、全体のシステムスループットは減少する。何故なら、同じチャネルを用いて同時に送信することができる端末の数はより高い再使用因子を用いることにより減少するからである。
【００３１】
一般的に、高いＣ／Ｉ動作基点を必要とするシステムは固定再使用スキームを採用する。これらの固定再使用システムにおいて、１つのセル内の１つの端末に使用するために利用可能な「チャネル」は、同じチャネル再使用パターンを有する他のセル内でのみ再使用可能である。例えば、セル１、２、および３を含む３セル再使用クラスターを考える。このスキームにおいて、異なるチャネルセットは、この最初の再使用クラスター内の各セルに割当てられる。再使用クラスター内のいずれか１つに割当てられたセット内のチャネルは、そのクラスター内の他のセルに割当てられた他のセット内のチャネルに直交する。この方法は、再使用クラスター内の端末により生じた相互干渉を低減または消去する。再使用クラスターはある所定の方法でネットワークの全体に渡って反復される。従って、例えば、セル４、５、および６の第２再使用クラスターは、それぞれセル１、２、および３と同じチャネルセットを使用することが許可されるであろう。第２再使用クラスター内の端末により生じた第１再使用クラスター内のセル内の端末への干渉は、同じチャネルセットを使用するセル間の分離が増加することにより低減される。分離が増加することは経路損失の増加および干渉電力の低下を意味する。固定再使用スキームは、最小の必要とされるＣ／Ｉに適合する端末のパーセンテージを最大化するために使用できるけれども、それらのスキームは、高い再使用因子を採用しているので、一般的に能率的でない。
【００３２】
この発明の観点は、（１）通信システム内のセル間で利用可能なシステムリソース（例えばスペクトラム）を分割して割当てる技術、および（２）アップリンクを介したデータ送信のために各セル内のリソースを端末に割当てる技術を提供する。これら両方の技術は、システム要件に適合しながら、固定再使用スキームよりより大きな効率が得られるように実行することができる。この発明のある観点は、いくつかの主要な観察に基づく。
【００３３】
第１に、端末からの送信は、効率を増加させるためにシステムにより調整することができるので、アップリンクは、ダウンリンクとは異なる。システム（例えば、セル）は、システム内の端末のある特徴（例えば、サービスしているセルに対する経路損失）を記載する情報を受信する。次に、この情報を用いて、アップリンクを介したデータ送信のためにどのようにして最善に端末をスケジュールするかを決定する。アップリンクデータ送信を調節することにより種々の利点が得られる。例えば（１）システムワイドベース上の増加されたアップリンクスループットおよび（２）システム内の端末により観察される性能のより小さな変動、これはより均一なサービスの質（ＱｏＳ）を端末に配信できることを意味する。
【００３４】
第２に、システム内の端末は一般的に干渉に対して異なる許容範囲を持つ。貧弱なシャドーイングおよび幾何学を有した、セル境界付近の端末のような不利な条件に置かれた端末は、大きな経路損失を克服するために、より高い電力で送信しなければならない。基本的に、これらの端末は、小さなリンクマージン(link margin)を有する。この場合、リンクマージンは、ピーク電力制約と、セルサイトにおいて所望のＣ／Ｉ動作基点を得るのに必要な送信された電力との間の差異として定義される。従って、これらの端末は、他の端末からの干渉に対して被害を受け易く、また、付近のセル内の端末に対してより大きなレベルの干渉を生じ易い。対照的に、好ましい伝搬損失とシャドーイングを有した、セルサイトに近い端末のような、有利な立場に置かれた端末は、より大きなリンクマージンを有しているので干渉に対してより寛容的である。さらに、これらの有利な立場に置かれた端末は、他のセル内の端末により見られる干渉電力に寄与する度合いが少ない傾向にある。
【００３５】
一般的なシステムにおいて、システム内のかなりのパーセンテージの端末は設定値と等価なまたは設定値を越えるＣ／Ｉを得ることができる。設定値は、所望のレベルのＣ／Ｉを得るのに必要な特定のＣ／Ｉであり、例えば１％ＢＥＲ、０．０１％機能停止確率、またはその他の基準における特定の平均データレートとして計ることができる。これらの端末の場合、単一再使用パターンを採用して、システムに対して高い効率を得ることができる。システム内の一部の端末のみが一般的には、いつなんどきでも不利な立場に置かれる。設定値より低いＣ／Ｉを得る一部の端末に対しては、その他の再使用スキームおよび／またはその他の技術を採用して必要な性能を供給することができる。
【００３６】
一形態において、適応再使用スキームが供給される。この場合、利用可能なシステムリソースは、動的におよび／または適応的に分割してもよく、例えば、観察される負荷条件、システム要件等のような多数の因子に基づいてセルに割当てても良い。再使用計画が最初に定義され、各セルには合計の利用可能なシステムリソースの一部が割当てられる。所望であればまたは必要ならば、各セルは合計の利用可能なリソースの大部分を同時に利用することができるように割当てを行なってもよい。システムが変更すると、再使用計画はシステム内の変更を反映するように再定義することができる。このようにして、適応再使用計画は、他のシステム要件を満足しながら、（例えば１に近い）非常に低い効果的な再使用因子を得ることができる。
【００３７】
他の形態において、各セルに異なる性能レベルを有するチャネルのセットが割当てられるように、システムリソースを分割しても良い。例えば、軽度に共有されるチャネルおよび／または隣接セル内の低い送信電力レベルに関連するチャネルに対してより高い性能を得ることができる。反対に、例えば、そのチャネルに対して容認された低い送信電力レベルから低い性能を生じてもよい。以下に記載するように、そのチャネルに対して異なるバックオフ因子を定義することにより、異なる性能レベルを有するチャネルを得るようにしてもよい。
【００３８】
さらに、他の形態において、各セル内の端末には、干渉に対する端末の許容範囲およびチャネルの性能に基づいてチャネルが割当てられる。例えば、干渉に対してより良い保護を必要とする不利な立場に置かれた端末は、より多く保護する余裕があるチャネルに割当てても良い。対照的に、好ましい伝搬条件を有する、有利な立場に置かれた端末には、より重度に共有されるチャネルおよび／またはそれらの使用に関連するより大きな干渉レベルを有するチャネルを割当てても良い。
【００３９】
動的および／または適応的にリソースをセルに割りあてる能力およびセルが理知的にリソースを端末に割当てる能力により、一般的に調節できない、固定された再使用スキームを採用するシステムと一致しない高レベルの効率と性能を得ることができる。ここに記載される技術は、例えば、無線（例えば、セルラー）通信システム、衛星通信システム、無線通信システム、および再使用が性能を改良することができるその他のシステムのような、干渉を経験するいかなる通信システムにも適用可能である。１つの特定の実施において、これらの技術は、高データレートサービスに適合するように設計された、固定端末の、複数アクセス通信システムのスペクトル効率を改良するために有利に使用してもよい。
【００４０】
適応再使用スキーム
適応再使用スキームは、高いシステム性能を得るために、通信システムのある特徴を利用するように設計してもよい。これらのシステム特性は、負荷効果および干渉に対する端末の異なる許容範囲を含む。
【００４１】
セルにおける負荷は、システムの全体の性能（例えば、スループット）に影響する。低負荷において、利用可能なシステムリソースは、「直交」チャネルのセットに分割してもよく、次に再使用クラスターにおいて、１セルにつき１チャネルセットの割合で、分割されたチャネルセットをセルに割当てても良い。各セット内のチャネルは、他のセット内のチャネルに対して直交しているので、これらの直交チャネル上の干渉は低く、高いＣ／Ｉ値を得ることができる。負荷が増えるにつれ、各セット内の直交チャネルの数は要求を満足するには不十分かもしれない。したがって、セルは直行チャネルのみの使用から逸脱してもよい。非直交チャネルを介した送信は、使用されるチャネルにおいて観察される平均干渉レベルを増加させる。しかしながら、非直交チャネルを介して送信レベルを適切に制御することにより、干渉量を制御することができ、より高い負荷においても高い性能を得ることができる。
【００４２】
負荷が増加するにつれ、データを送信したいアクティブ端末の数も増加し、セルがデータ送信のためにスケジュールするために選択可能でありチャネルを割当てることが可能な端末のたまりも増加する。そのたまり内の各端末はシステム内の他の端末に干渉を与え、このレベルは、（部分的に）サービスしているセル並びに他の隣接セルに対する端末の特定の位置に依存していてもよい。さらに、より大きなリンクマージンを有する端末は、他のユーザ干渉に対してより大きな許容範囲を持つ。端末の異なる干渉特性は、堅固な再使用（すなわち、単一に近い）を得るために端末をスケジュールし、チャネルを割当てる際に利用することができる。特に、負荷が増加するにつれ、干渉に対するより高い許容範囲を有する端末は、高い干渉レベルを受信するより大きな可能性を有するチャネルに割当ててもよい。
【００４３】
図３は、この発明の一実施の形態に従う適応再使用スキームのフロー図である。再使用計画を開発し、その計画を、システム条件を変更することに適用することは、通信システムの通常の動作と同時に実行してもよい。
【００４４】
最初に、システムは、ステップ３１０において、１つ以上のパラメータに対して、およびデータベースに記憶してもよい、システムのために集められた情報に基づいて、特徴づけられる。例えば、各セルにおいて観察される、端末により経験される干渉を決定してもよく、以下に記載するように、干渉の特徴付けを作成してもよい。干渉の特徴付けはセルベース単位で実行してもよく、配電のような干渉レベルの静的な特徴付けを作成することを含めても良い。特徴付けのために使用される情報は、新しいセルと端末を含めるために、そしてシステム内の変更を反映させるために、周期的に更新される。
【００４５】
次に、ステップ３１２において、作成されたシステム特徴付けおよび他のシステム制約および考慮すべき事柄を用いて、再使用計画が定義される。再使用計画は、特定の再使用因子Ｎｒ、および再使用因子Ｎｒに基づく特定の再使用セルレイアウトのような種々の成分を含む。例えば、再使用因子は、１セル、３セル、７セル、または１９セル再使用パターンまたはクラスターに相当させることができる。再使用因子の選択および再使用セルレイアウトの設計は、ステップ３１０において作成されたデータおよびその他の利用可能なデータに基づいて達成することができる。再使用計画は、システムの動作のための骨組みを提供する。
【００４６】
次に、ステップ３１４において、さらなるシステムパラメータおよび／または動作条件が定義される。これは、一般的に合計利用可能なシステムリソースをチャネルに分割することを含む。チャネルは、以下に記載するように、タイムユニット、周波数帯域、その他のユニットに相当する。採用されるチャネルの数、Ｎｃは、ステップ３１２において定義された再使用計画に基づいて決定するようにしてもよい。次に、利用可能なチャネルがセットに関連づけられ、各セルには、それぞれのチャネルセットが割当てられる。このセットは重複するチャネルを含むことができる（すなわち、特定のチャネルを１つ以上のセットに含めることができる）。リソースの分割と割当ては、以下にさらに詳細に記載される。
【００４７】
他のパラメータもステップ３１４において、定義される。例えば、スケジューリングインターバル、システム内のセルの動作基点または設定点、割当てられたチャネルセットに関連するバックオフ因子、バックオフ因子制限、バックオフ因子に対して調整するためのステップサイズ、その他がある。バックオフ因子は、そのチャネルに対するピーク送信電力レベルにおける減少を決定する。以下にさらに詳細に記載する、これらのパラメータおよび条件は、通常の動作期間にセルにより従う動作ルールのセットに似ている。
【００４８】
次に、システムは定義された再使用計画に従って動作し、セルは、データ送信のためにスケジュールされた端末からの送信を受信する。通常動作のコースの期間、システム性能は、ステップ３１６において、定義された再使用計画に対して評価される。そのような評価は、例えば、各端末からいくつかの付近のセルへの効果的な経路損失および関連するリンクマージンを決定する、スループット、機能停止確率、および他の性能の測定値を含めても良い。例えば、各セルにおける各チャネルにおける各スケジュールされた端末に対する有効リンクマージンを計算するようにしてもよい。計算されたリンクマージンに基づいて、端末のそれぞれの性能と同様に、システムの平均スループットの推定値を作成することができる。
【００４９】
システム性能が評価されると、ステップ３１８において、定義された再使用計画の有効性（すなわち、性能）に関して判断がなされる。システム性能が受け入れられなければ、プロセッサは、ステップ３１２に戻り、再使用計画が、再定義される。システム性能がシステム要件のセットに準拠していなければおよび／または所望の性能レベルを達成しないならば、システム性能は受け入れることが出来ないかもしれない。再定義された再使用計画は、種々の動作パラメータに対する変更を含んでいても良く、およびさらに他の再使用パターンの選択および／または再使用セルレイアウトを含んでいても良い。例えば、過度の干渉に遭遇したなら、再使用パターンは増大するかもしれない（例えば３セルから７セルに）。ステップ３１２乃至３１８は、システム目標が達成されるまで、反復的に実行される（例えば、受信地域内の端末に対して最小性能要件を同時に満足しながら、最大化されたスループット）。ステップ３１２乃至３１８は、システムが使用されている間の進行中の過程を表す。
【００５０】
システム性能が受け入れ可能であるならば（すなわち、システム要件に一致するならば）、次に、ステップ３２０において、システムが変更されたかどうかの判断がなされる。変更が無ければ、プロセスは終了する。そうでなければ、システムの変更を反映するために、ステップ３２４において、データベース３３０が更新され、システムが再特徴化される。図３のステップは、以下にさらに詳細に記載される。
【００５１】
図３に示すプロセスは、周期的に、またはシステムの変更が検出されたときはいつでも、実行してもよい。例えば、システムが大きくなったり、変更したりしたとき、例えば、新しいセルおよび端末が追加されたり、既存のセルおよび端末が除去または変更されたとき、プロセスは、実行してもよい。プロセスは、例えば、端末の分布、トポロジー、トポグラフィーにおける変更に対してシステムを適合可能にする。
【００５２】
チャネル
セルおよび端末間で共有するリソースは、時分割多重（ＴＤＭ）、周波数分割多重（ＦＤＭ）、符号分割多重（ＣＤＭ）、その他の多重スキーム、またはそれらの組合せを用いて達成してもよい。利用可能なシステムリソースは、選択された多重スキーム（ｓ）を用いて一部分に分割される。
【００５３】
ＴＤＭベースのスキームの場合、送信時間は、タイムユニット（例えばタイムスロットまたはフレーム）に分割され、各セルに多数のタイムユニットが割当てられる。各タイムユニットに対して、システムの合計動作帯域幅は、そのタイムユニットが割当てられたセルにより１つ以上の端末に割当てることができる。ＦＤＭベーススキームの場合には、合計動作帯域は、周波数帯域に分割することができ、各セルには、周波数帯域のセットが割当てられる。次に、各セルは、割当てられた周波数帯域を受信地域内の端末に割当てることができ、その後（同時に）これらの周波数帯域を介して端末からのデータ送信を受信する。ＣＤＭベーススキームの場合には、システムに対して符号を定義することができ、各セルには符号のセットを割当てても良い。次に、各セルは割当てられた符号を受信地域内の端末に割当てることができ、その後（同時に）これらの符号を介してデータ送信を受信することができる。さらに、これらのスキームの組合せは、分割プロセスにおいても使用することができる。例えば、ＣＤＭＡシステム内のある符号チャネルには、特定のタイムスロットまたは周波数チャネルを割当てても良い。次に、これらの分割されたチャネルの使用を支配する共通のルールが定義される。
【００５４】
図４は、３セル再使用パターン（すなわち、Ｎｒ＝３）の場合のリソース分割および割当ての実施の形態の図である。この例において、システムリソースは、１２の部分に分割される。この分割は、時間、周波数、または符号ドメイン、またはこれらの組合せにおいて実施できる。従って、図４の水平軸は、ＴＤＭが採用されるかまたはＦＤＭが採用されるかによって、時間または周波数を表すことができる。例えば、１２の部分は、ＴＤＭベーススキームの場合、１２の時分割多重タイムスロットを、またはＦＤＭベーススキームの場合、１２の周波数帯域を表すことができる。部分の各々はここでは、「チャネル」とも呼ばれ、各チャネルは他のチャネルに対して直交である。
【００５５】
３セル再使用パターンの場合、システムリソースは、利用可能なチャネルを３つのセットにグループ化することにより分割してもよい。３セルクラスター内の各セルにチャネルセットの１つを割当てることができる。各チャネルセットは、利用される特定の再使用スキームに応じて、１２の利用可能なチャネルのいくつかまたはすべてを含む。図４に示す実施の形態の場合、各セルには等価な数のチャネルが割当てられ、セル１には全出力で送信するためにチャネル１乃至４が割当てられ、セルにはチャネル５乃至８が割当てられ、セル３には、チャネル９乃至１２が割当てられる。その他の実施の形態において、各セルには、何らかの数のチャネルを含むことができるそれぞれのチャネルセットを割当てても良い。チャネルのうちのいくつかは、また他のセルに割当てても良い。
【００５６】
バックオフ因子
一形態において、負荷が増大するにつれ、大部分の時間チャネルを用いて信頼できる性能が達成されるように、システムによりチャネル構造が定義され、採用される。特定のセルの場合、いくつかの端末は、その他の端末よりも、他のセル干渉に対して、より免疫性があると思われる。この事実をうまく利用するチャネル構造を供給することにより、システムスループットおよび性能における改良を実現することができる。
【００５７】
チャネル構造の場合、再使用クラスター内の各セルには、受信地域内の端末に割当てることができるチャネルのそれぞれのセットが割当てられる。各セルにはさらに、割当てられたチャネルのセットに対するバックオフ因子のセットが割当てられる。各割当てられたチャネルのためのバックオフ因子は、そのチャネルに対して使用可能な全送信出力の最大パーセンテージを示す。バックオフ因子は、ゼロ（０．０）からイチ（１．０）の範囲のいずれかの値を取ることができる。ゼロは、チャネル上にデータ送信することができないことを示し、イチは、全送信出力までの出力でデータ送信することを示す。バックオフ因子は、異なる性能レベルを達成することができるチャネルを生じる。
【００５８】
全送信出力からのバックオフは、１つ以上の選択されたチャネルで、１つ以上の選択されたタイムスロットで、１つ以上の選択されたセルにより、またはそれらのいずれかの組合せにおいて、適用することができる。バックオフは、付加的または択一的に、セル内の選択された端末に適用することができる。一実施の形態において、各セルは、バックオフをデータ送信のために割当てられた各チャネルに対して適用する。バックオフのための特別な値は、他のセル内の端末に対する干渉量を制限しながら、所望の性能が達成されるように、セルの動作条件に基づく。
【００５９】
各セルのためのバックオフ因子は、多数の因子に基づいて決定することができる。例えば、バックオフ因子、端末の特性、セルにおける負荷条件、要求される性能、等を考慮して決定することができる。各セルに割当てられるバックオフ因子のセットは、固有であってもよく、あるいは、システム内の異なるセル間で共通であってもよい。一般に、各セルに割当てられたチャネルおよび割当てられたバックオフ因子は、例えば動作条件（例えば、システム負荷）に基づいて、動的におよび／または適合的に変更してもよい。
【００６０】
一実施の形態において、各セルのためのバックオフ因子は、セル内の（アクティブ）な端末の合計集合に対する達成可能なＣ／Ｉ値の分布に基づいて決定される。これらの端末の非均一な重み付けは、例えば、以下に記載するように、それらのプロファイルに基づいて適用することができる。この重み付けは、適合的におよび／または動的に、例えば、日時に依存して行なっても良い。
【００６１】
アップリンクに関して、特定の端末のためのＣ／Ｉは、例えば、端末により送信されるパイロット信号に基づいて決定するようにしてもよい。端末のためのＣ／Ｉは、（１）サービスしている（またはホーム）セルに対する端末の経路損失および（２）他のセル干渉レベルを含む種々の因子に依存する。固定端末システムにおいては、ある端末の経路損失は、目につくほどに変わらず、端末の信号レベル（”Ｃ”）の予測は正確に行なうことができる。他のセルの干渉レベル（すなわち、”Ｉ”の一部）は、他の干渉端末からサービスするセルまでの経路損失並びにこれらの端末から関心のあるセルまでの経路損失に依存する。他のセル干渉レベルの正確な推定は、一般的に、他のセル内のどの端末が送信しているかという、瞬時の知識およびそれらの電力レベルを必要とする。
【００６２】
干渉特徴づけを簡単にするために、多数の仮説を立てることができる。例えば、各セルは、他のセルの干渉レベルに関して上限を設定してもよい。これは、各セル内の１つの端末が各チャネルに送信可能であると仮定することにより達成可能である。この場合、最悪の場合の他のセルの干渉レベルは、干渉している端末が全出力で送信しているという仮定に基づいて決定してもよい。それに相応するものとして、各セル内の各端末に対する最悪のＣ／Ｉは、この端末および干渉している端末が全出力で送信しているという仮定に基づいて推定してもよい。各セル内の端末のためのＣ／Ｉ値はそのセルのための効果的なＣ／Ｉ  ＣＤＦを特徴づけるために収集し、使用してもよい。
【００６３】
図５は、各セル内の各チャネル上に全出力で送信している１つの端末を有する１セル再使用パターンのためのセル内の端末により得られるＣ／ＩのＣＤＦの一例である。Ｃ／Ｉ  ＣＤＦは、端末が全出力で送信しているとき、特定のＣ／Ｉより大きなＣ／Ｉを有するセル内の端末のパーセンテージを示す。図５から、セル内の端末は異なるＣ／Ｉ特性を有することがわかる。これらの端末は異なるレベルの性能を得ることができる。あるいは、特定のレベルの性能に対しては、異なる電力レベルで送信する必要があるかもしれない。サービスしているセルに対してより小さな経路損失を有する端末は、一般により高いＣ／Ｉを有する。これは、より高いスループットを得ることができることを意味する。
【００６４】
一形態において、各セル内の端末は、リンクマージンに基づいて分類される。そしてバックオフ因子は、リンクマージン分類に基づいて選択される。図５に示すＣ／Ｉ分布の例を用いて、端末の集団はセットに分類され、各セットは、同様の他のセルの干渉レベルを経験する（すなわち、値の範囲内にＣ／Ｉを有する）端末を含む。一例として、図５に示すＣＤＦはＮｃセットに分割することができ、この場合、Ｎｃはセル当りに割当てられたチャネルの合計数である。セットはサイズが等しくなるように選択してもよいが、（すなわち、同じパーセンテージの端末が各セットに含まれる）等しくないサイズのセットの分割も定義してもよい。
【００６５】
表３はＮｃ＝１２端末セットを識別し、（列２において）１２端末セットの各々における端末のための最小Ｃ／Ｉを表にする。１２の端末セットがあり、各セットは等しいサイズであるので、各セットは、セル内の端末の約８．３％を含む。第１のセットは１０ｄＢ以下のＣ／Ｉを有する端末を含み、第２セットは、１０ｄＢから１３ｄＢの範囲のＣ／Ｉを有する端末を含み、第３セットは、１３ｄＢ乃至１５ｄＢの範囲のＣ／Ｉを有する端末を含む、等々、および最後のセットは３４．５ｄＢより大きなＣ／Ｉを有する端末を含む。
【００６６】
【表３】
2005505954.tif 000006
【００６７】
セルは、受け入れ可能な誤差率を有した所望のデータレートで動作させるために最小の必要なＣ／Ｉである特定の設定値γ（または動作基点）をサポートするように設計してもよい。一般的なシステムにおいて、設定値は端末により選択された瞬時データレートの関数であり、従って、端末ごとに変化する。簡単な例として、１５ｄＢの設定値がセル内のすべての端末により必要とされると仮定する。
【００６８】
従って、端末の各セットに対する最小リンクマージン、ｓ（ｎ）は以下のように計算することができる。
【００６９】
【数２】
2005505954.tif 000007
【００７０】
各端末のセットに対する最小リンクマージン、ｓ（ｎ）はセット内の端末の最小Ｃ／Ｉと設定値γとの間の差分である。最小リンクマージンｓ（ｎ）は、必要な送信電力から、システム内のすべての端末からの全送信出力の仮定に基づく設定値までの偏差値を表す。正のリンクマージンは、Ｃ／Ｉが、設定値により定義される性能の所望のレベルを達成するために必要な値より大きいことを示す。従って、これらの端末の送信出力は、それらのリンクマージンに比例する量だけ低減（すなわち、バックオフ）してもよく、依然として所望のレベルの性能を供給する。
【００７１】
各セルのためのバックオフ因子は、セルによりサービスされる端末への経路損失の知識および他のセルの干渉レベルの特徴づけに基づいて派生することができる。最大送信電力レベルが１．０として正規化されるなら、各端末のセットに対する正規化されたバックオフ因子は以下のように表すことができる。
【００７２】
【数３】
2005505954.tif 000008
【００７３】
特定の端末セットに関係するバックオフ因子は、依然として所望の設定値γを、従って所望のレベルの性能を維持しながら、端末のそのセットに適用可能な送信出力の低減を表す。送信出力におけるバックオフは、これらの端末がより良いＣ／Ｉを享受するので可能である。バックオフ因子により、スケジュールされた端末の送信出力を低減することにより、他のセル内の端末への干渉量は、この端末の性能に影響を与えることなく、低減することができる。
【００７４】
表３は、１５ｄＢの設定値γに対する端末の各設定値に対して、（列３に）最小リンクマージンを、（列４）にバックオフ因子をリストアップする。表３に示すように、チャネル１乃至４は０ｄＢ以下のリンクマージンを有し、チャネル５乃至１２は次第に良くなるリンクマージンを有する。従って、チャネル１乃至４は全出力で作動され、チャネル５乃至１２は次第に減少する電力で作動される。バックオフ因子は、関連する端末セット内の端末からの送信に課すようにしてもよい。例えば、セット５内の端末は、１７ｄＢまたはそれより良いＣ／Ｉと２ｄＢの最小リンクマージンｓ（ｎ）を有するので、これらの端末からの送信電力は、ピーク送信電力の６３．１％にバックオフすることができる。
【００７５】
設定値γを下回るＣ／Ｉを有する端末に対して、多数のオプションを適用してもよい。これらの端末からのデータレートは、Ｃ／Ｉによりサポートすることができるデータレートに低減してもよい。あるいは、低いＣ／Ｉを生じる干渉する端末は、（一時的に）送信電力を低減するように、あるいは低いＣ／Ｉ端末が満足にサービスされるまで、影響されたチャネルへの送信を停止するように要求されてもよい。
【００７６】
一実施の形態において、バックオフ因子が再使用パターン内の１つのセルに対して決定されると、再使用パターン内の他のセルに対するバックオフ因子をずらすことができる。例えば、１２チャネルで動作し、Ｎｓ＝４チャネルオフセットを使用するＮｒ＝３（すなわち、３セル）再使用パターンの場合、セル２に対するバックオフ因子は、４モジュロ−Ｎｃだけずらすことができ、セル３に対するバックオフ因子は、８モジュローＮｃだけずらすことができる。この再使用パターンの場合、セル１は、（チャネルを含み、表３の第４列に示されるバックオフ因子を含む）チャネル１に関連するバックオフ因子を適用し、セル２は、（チャネルを含み、表３の第４列に示されるバックオフ因子を含むが、４チャネルだけシフトダウンされ、ラップアラウンドされる）チャネルセット２に関連するバックオフ因子を適用し、およびセル３は、（チャネルを含み、表３に示すバックオフ因子を含むが８チャネルだけシフトダウンされ、ラップアラウンドされる）チャネルセット３に関連するバックオフ因子を適用する。この例においては、４チャネルオフセットが採用されているが、他のオフセットも使用することができる。
【００７７】
表４は、表３に示すバックオフ因子および４チャネルオフセットを用いてセル１乃至３に対するバックオフ因子を表にしたものである。例えば、チャネル１の場合、セル１はセット１のチャネル１に関連するバックオフ因子を適用し、セル２は、セット１のチャネル９に関連するバックオフ因子を適用し、セル３は、セット１のチャネル５に関連するバックオフを適用する。
【００７８】
【表４】
2005505954.tif 000009
【００７９】
低い負荷において、セルの各々は、端末を、「より良く」割当てられたチャネルに割当てる。表４に示すチャネル割当ての場合、セル１内の端末は、チャネル１乃至４に割当てられ、セル２内の端末は、チャネル５乃至８に割当てられ、セル３内の端末はチャネル９乃至１２に割当てられる。各セル内の負荷が４端末以下のとき、（１２のチャネルは互いに直交しているので）隣接するセル内の端末からの同一チャネル干渉は無く、各端末はアップリンク送信のためにセルにおいて、その設定値を得ることができなければならない。セルのいずれかの負荷が４つの端末を越えると、そのセルは、他のセルのチャネルに直交しないチャネルにある端末を割当てることができる。負荷は、一般には、各セルにおいて、独立して変化するので、割当てられた非直交チャネルが隣接するセルのいずれかによって占有されないことが可能である。このイベントの確率（すなわち、「非衝突」の確率）は隣接するセルの各々における負荷の関数である。
【００８０】
バックオフを有するチャネル構造は、システム内のすべての端末により観察される実行マージュの増加を生じることができる。表４に示すバックオフ因子は、最初に、図５に示すＣ／Ｉ  ＣＤＦに基づいて示される。図５に示すＣ／Ｉ  ＣＤＦは、他のセル内の端末は全出力で送信されているという仮定のもとに発生される。しかしながら、表４に示すように、ずれた再使用チャネルスキームと共にバックオフ因子が適用されると、他のセル内の端末からの干渉は適用されたバックオフ因子により低減されるので、各セル内の端末により得られる実際のＣ／Ｉ値は、表３の列２において与えられる最小Ｃ／Ｉ値より大きいかもしれない。
【００８１】
例として、端末がセル１において、１７ｄＢのＣ／Ｉを得た場合を考える。従って、セル１はチャネル５をこの端末に割当てることができる。セル２内の端末は、このチャネルを介して全出力で送信することができ、セル３内の端末は、全出力の１２．６％で送信することができる。セル１内の端末に対する１７ｄＢのＣ／Ｉは全送信出力および最悪の場合の干渉アセスメントに基づいて計算された。しかしながら、セル３内の端末により送信される電力は、１．０から０．１２６に低減されるので、セル１内の端末に対する実行マージュは増加するであろう。リンクマージンの実際の増加量は、（セル３内のチャネル５に割当てられた）バックオフされた干渉端末からセル１への経路損失に依存する。
【００８２】
簡単な例として、各セル内の端末は、０ｄＢマージン、３ｄＢマージン、および６ｄＢマージンを有する３つの異なるセットに分類してもよい。０ｄＢマージンを有した端末は、（スケジュールされるとき）全出力で送信可能であろう。３ｄＢマージンを有する端末は、１／２の出力で送信可能であろう。そして、６ｄＢマージンを有する端末は、全出力の２５％で送信可能であろう。３つのチャネルがセル毎に割当てられるなら、割当てられるバックオフ因子は、チャネル１の場合１．０であり、チャネル２の場合０．５であり、チャネル３の場合、０．２５であり得る。３セル再使用パターンにおいて、各セルには同じ３つのチャネルが割当てられるが、異なるバックオフ因子のセットを用いて割当てられるようにチャネルをずらしてもよい。表５は、この簡単な例の場合のずらされたチャネル割当てをリストアップする。
【００８３】
【表５】
2005505954.tif 000010
【００８４】
実際のシステムは一般には、上述した理想化されたシステムモデルに適合しない。例えば、端末の非均一な分布、非均一な基地局の分布、変化される領域および形態学、等々、すべて、各セル内で観察される干渉レベル内の変化に寄与する。セルの特徴づけおよびセルにおける性能の正規化は一般に上述したものよりも複雑である（すなわち、セルに対するＣ／Ｉ  ＣＤＦは、同一でない可能性が高い）。さらに、各セルの端末は、他のセル内の端末からの異なるレベルの干渉を見る。従って、システム内のセルを横切って特定のしきい値レベル内に実効マージュを正規化するためにより多くの計算が必要かもしれない。
【００８５】
従って、各セルに対して派生されたバックオフ因子は異なり、再使用クラスター内の他のセルに対するバックオフ因子のモジュロシフトされたバージョンでないかもしれない。さらに、所望であれば、セルおよび／またはチャネルに対する異なる設定値も用いて正規化された性能のレベルを得るようにしても良い。設定値は、また非均一なシステム性能を得るために変更してもよい。バックオフ因子に関する異なるＣ／Ｉ  ＣＤＦｓの効果、およびシステム性能を改良するためのバックオフ因子の調節は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、２０００年３月３０日に出願した米国特許出願シリアル番号第０９／５３９，１５７（発明の名称：「通信システムの送信を制御するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSIONS OF A COMMUNICATION SYSTEM)に記載されている。
【００８６】
多数の異なるスキームを用いてセルのためのバックオフ因子を決定してもよい。１つのスキームにおいて、バックオフ因子を決定するための手続きは、多数回反復され、すべてのチャネルに対して、最大の達成可能な設定値が満足されるように、バックオフ因子は、各反復において調節される。一実施の形態において、最初のバックオフ因子を決定する際に最悪の場合の他のセルの干渉が仮定される。他の実施の形態において、最悪の場合の干渉レベルの代わりに、他の値を使用してもよい。例えば、他のセル干渉分布の平均値、中央値、９５パーセンタイル値を用いて初期バックオフ因子を決定してもよい。さらに、他の実施の形態において、干渉レベルは適合的に推定され、バックオフ因子は、推定された干渉レベルを反映するために周期的に調節される。各セルにより採用されるバックオフ因子は隣接するセルと通信しても良いし、しなくても良い。
【００８７】
いくつかの実施の形態において、セル内において、割当てられたチャネルの部分集合にある形態の「保護」を与えても良い。この保護は、例えば、セル内の端末により専用のための定期的に１つ以上のチャネルを予約することにより達成してもよい。排他性は、また、必要な時のみ行使できるように定義してもよく、そして、不利な立場に置かれた端末を満足させるのに必要な範囲まで定義してもよい。保護されたチャネルは、隣接するセルに対して種々の手段により識別してもよい。例えば、セルは、その隣接するセルに対して保護されるチャネルのリストを通信してもよい。従って、隣接セルは、受信地域内の端末により、保護されたチャネル上へのデータ送信を低減または防止してもよい。隣接するセル内の端末からの過度の干渉のために必要なＣ／Ｉを得ることができない不利な立場に置かれた端末にサービスするためにチャネル保護を使用してもよい。これらの場合、不利な立場に置かれた端末がサービスされると、チャネル保護を取り除いても良い。
【００８８】
いくつかの実施の形態において、チャネル条件が受け入れられないレベルまで悪化するなら、（例えば、ＦＥＲがあるパーセンテージを越えるなら、または機能停止確率が特定のしきい値を超えるなら）、セルはあるチャネルに「ブロッキング」を課してもよい（すなわち、受信地域内の端末により送信は無い）。各セルは、チャネル条件が改良されたおよび信頼できる通信を得ることができるという確実性があるまで、各セルはチャネルの性能を測定することができ、そして、性能の悪いチャネルをブロッキングすることを自主的に課すことができる。
【００８９】
チャネルの保護とブロッキングは、例えば、セルの条件に基づいて、動的および／または適合的に実行してもよい。
【００９０】
デフォルトバックオフ因子への調節
電力バックオフを採用する実施の形態において、バックオフ因子は計算され、システム内のセルに供給される。その後、アップリンクへのデータ送信のための端末をスケジュールし、チャネルを端末に割当てるとき、各セルはバックオフ因子を適用する。
【００９１】
一形態において、初期バックオフ因子は、例えば、システム負荷の変更、端末特性の変更、ユーザ要望の変更、性能要件の変更、等に基づいて、動的におよび／または適合的に調節してもよい。バックオフ因子は多数のスキームを用いて調節してもよい。そのうちのいくつかを下記に記載する。
【００９２】
１つのバックオフ調節スキームにおいて、目障りなセルのバックオフ因子は、不利な立場に置かれた端末が積極的に通信している期間、目障りなセルのバックオフ因子が低減される。上述したように、多くの場合、不利な立場に置かれた端末は、他のセル内の限られた数の端末からの過度の干渉のために所望の設定値を得ることができない。
【００９３】
最善の利用可能なチャネル（「ソフトブロッキング」と呼ばれる条件）に割当てられたときでも、不利な立場に置かれた端末が所望の設定値を得ることができないなら、干渉を生じる他のセル内の端末は、不利な立場に置かれた端末が所望の設定値を得ることができるように、送信電力を一時的に低減してもよい。一例として、セル１内の不利な立場に置かれた主要な干渉源がセル２内の端末であるなら、セル２内の端末の送信電力は、不利な立場に置かれた端末が所望の設定値（例えば、β（ｎ）＝ｘからβ（ｎ）＝０．５ｘに到るまでのさらなる３ｄＢ）で動作可能にするのに必要な量だけバックオフしてもよい。
【００９４】
上述の例において、バックオフ因子がセル２内の端末に適用されるなら、この端末ももはやその設定点を満足することができないかも知れず、潜在的に他のセルのバックオフ因子にさらなる低減を生じる。それゆえ、バックオフ因子に加えて目障りなセルの指定されたチャネルに採用される設定値を調節してもよい。さらに、これらの調節は、両方のセル１および２の設定値が低減されるように同様に局所的に行なっても良い。例えば、両方のセル内の端末の機能停止基準を依然として満足しながら、全体のスループットを効果的に最大化させる値に調節してもよい。
【００９５】
他のバックオフ調節スキームにおいて、不利な立場に置かれた端末がサービスを受けることができるように、目障りなセルは特定のチャネルを使用することを一時的に防止してもよい。結果のチャネルに対するバックオフ因子β（ｎ）は目障りなセルに対して０．０に設定することができる。
【００９６】
特定の端末に対する主要な干渉は他の再使用クラスター内の１つのセル内の他の端末からの同一チャネル干渉であってもよい。同一チャネル干渉を低減するために、目障りなセルに対するバックオフ因子は変更してもよい。例えば、高レベルの干渉を経験するチャネルに対してバックオフ因子が高くないようにバックオフ因子をシフトしてもよい。
【００９７】
他のバックオフ調節スキームにおいて、再使用パターン内の各セルによる排他的使用のために１つ以上のチャネルを取っておいても良い。従って、再使用パターン内の他のセルは、これらのチャネルに送信することが防止（すなわち、阻止）される。予約されるチャネルの数は負荷またはシステム要件に基づくことができ、動作条件が変化するにつれ、動的におよび／または適合的に調節することができる。また、この場合もやはり、システム設計と条件に依存して、セルには、異なる数の予約されたチャネルを割当てることができる。
【００９８】
他のセルからの要求に対する電力バックオフの量も種々の方法で得ることができる。いくつかの実施において、各セルは、不利な立場に置かれた端末が所望の設定値で動作可能にするのに必要なバックオフ因子を知る。バックオフ因子はあらかじめ計算してセーブしてもよいし、または以前の送信から決定してもよい。不利な立場に置かれた端末がアクティブになると、セルは端末にとって必要なバックオフ因子を知り、これを目障りなセルに通信する。
【００９９】
目障りなセルにおける端末の送信電力を調節（例えば、低減するまたは阻止する）したい場合、バックオフ調整を要求するセルは、目障りなセルに対して、不利な立場に置かれた端末の要件を満足するためにバックオフ因子に対する所望の調節を運ぶことができる。この調節はシステム内の他のセルにも送信することができ、他のセルはこの情報を用いてこれらのセルの性能を改良することができる。目障りとなるセルは次に、定義されたバックオフ調節スキームに基づいて要求されたバックオフ因子を要求するであろう。そのような調節スキームは、例えば、その調節を適用するための期間を定義することができる。目障りとなるセルが多数の他のセルからのバックオフ要求を受信するなら、目障りとなるセルは、一般に、目障りとなるセルが要求しているセルから受信するバックオフ因子の最大数を適用する。
【０１００】
他のセル内の送信を一時的に低減または阻止するための要求（または指示）は、不利な立場に置かれた端末がサービスされ得るように目障りなセルに通信することができる。この要求は、必要に応じて、または規則的な方法で（例えば、数フレーム毎に）またはその他の方法により、目障りなセルに動的に通信してもよい。例えば、各セルは、その要求が次の送信フレームで適用されるであろうという見込みで各送信フレームの開始時にそのような要求のリストを隣接するセルに送信してもよい。要求を他のセルに通信するための他の方法も意図することができ、この発明の範囲内である。
【０１０１】
バックオフ調節は、多数の方法を用いて調節可能である。１つの方法において、バックオフ因子は隣接セルに動的に送信され、その後間もなく（例えば、次のフレームにおいて）印加される。他の方法において、バックオフ因子は、影響されたセルにより知られる所定時刻に印加される。
【０１０２】
バックオフ因子をオリジナル値に復元することもまた多数の方法を用いて達成することができる。１つの方法において、オリジナルバックオフ因子は、「復元」コマンドを目障りなセルに発行することにより復元することができる。他の方法において、バックオフ因子は、バックオフ因子を増加的に増加させることによりオリジナル値に徐々に復元される。
【０１０３】
バックオフ調節のためのさらに他の方法において、各セルは、各チャネル内のバックオフ因子を調節するための周知のステップサイズを保持する。各セルは、各チャネルに対して採用されるバックオフ因子の現在値およびバックオフ因子を増加および減少するためのステップサイズを保持する。その後、セルが送信電力を減少するための要求を受信するごとに関連するステップサイズに従ってバックオフ因子を調節する。
【０１０４】
一実施の形態において、特定のセルの各チャネルは、バックオフ因子に関する最大限度および最小限度に関連づけてもよい。一例として、各セルで動作するスケジューラーは共通フレーム境界、ｉ＝１，２，３…でスケジュールすると仮定する。さらに、βｍｍａｘ（ｎ）およびβｍｍｉｎ（Ｎ）をセルｍ内のチャネルｎに対するバックオフ因子の最大値および最小値とし、δｕｐ（ｎ）およびδｄｏｗｎ（ｎ）がチャネルｎに対するバックオフ因子を増加および減少するためのステップサイズを表すとする。従って、チャネルｎに対するセルｍ内のフレームｉにおけるバックオフ調節は以下のように表すことができる：
【０１０５】
（ａ）隣接セルがフレームｉにおいて、減少電力コマンドを送信したなら：
【数４】
2005505954.tif 000011
【０１０６】
（Ｂ）そうでなければ：
【数５】
2005505954.tif 000012
【０１０７】
最大および最小バックオフ限度も要望に応じてあるいは必要に応じて調節してもよい。例えば、最大および最小限度はシステム負荷またはシステム要件に基づいて調節することができる。
【０１０８】
バックオフ因子の動的調節は、負荷、性能またはその他の基準に基づいて、システム設定値の動的調節またはそのチャネルに対する最大許可データレートと同等と見なしてもよい。システム負荷が増加すると、チャネル内の信頼できる動作を可能にするレベルに設定値を調節（すなわち、減少）してもよい。一般的に、各チャネルのための設定値も適応させることができる。これにより、要望に応じてあるいは必要に応じてチャネルに関連するデータレートを異ならせて設定することができる。各チャネル内の設定値の適応は各セルにより局所的に実行してもよい。
【０１０９】
すべてのセルにおける全てのチャネルに対するバックオフ因子が動的に調節することができるように、バックオフ因子の動的調節を拡張してもよい。この特徴により、システムは、チャネルの各々における電力レベルを効果的に調節することができ、指定されたチャネルにおけるアクティブな端末は、所望の設定値を満足させることができる。従って、隣接セルのチャネル内の電力は、例えば、ローカルセル内のアクティブ端末のグループ、それらの要件、等の関数になることができる。すべての端末が、割当てられたチャネル内の設定値を受信できるようにセル内の端末が構成されているなら、デフォルトバックオフ因子が採用される。そうでなければ、バックオフ因子におけるさらなる低減（すなわち、低減された送信電力）が指定されたチャネル内の目障りな隣接セルに、指定された期間、一時的に印加される。
【０１１０】
バックオフ因子が動的に変更可能であるとき、特定のセル内のスケジューラーは、隣接セルにより送信されている電力を確信できないかもしれない。これは、ローカルセル内の端末に対して実際の動作基点に不明確さを生じ得る。しかしながら、例えば、影響されたチャネルの観察された性能についての調節の基礎を形成することにより、バックオフ因子への調節は依然として動的に実行可能である。
【０１１１】
例えば、一実施において、セルは、特定のチャネル内の端末に関連する平均フレーム消去レート（ＦＥＲ）を監視する。実際のＣ／Ｉが設定点より低ければ、フレーム消去が生じる確率が高くなり、エラーフレームの再送信を生じる。従って、セルは、（１）端末に対するデータレートを低減することができ、（２）目障りなセル内の端末にこのチャネル上での送信電力を低減するように要求することができ、あるいは（１）および（２）の両方を行なうことができる。
【０１１２】
スケジューリングおよびチャネル割当てのために使用されるパラメータ
適応再使用スキームは、アップリンクを介してデータを送信することを要求する端末にリソースを割当てるための構造を提供する。通常のシステム動作の期間、データを送信するための要求は、システムの全体にわたって、種々の端末から受信される。次に、セルはデータ送信のために端末をスケジュールし、高い効率と性能が得られるように、チャネルを端末に割当てる。
【０１１３】
データ送信のための端末のスケジューリングと端末へのチャネルの割当ては、種々のスケジューリングスキームに基づいておよび多数の因子に基づいて達成することができる。そのような因子は、（１）１つ以上のチャネル測定基準、（２）アクティブ端末に割当てられた優先度、および（３）公正さに関する基準を含んでも良い。他の因子（それらのいくつかは以下に記載する）も、端末をスケジュールし、チャネルを割当てる際に考慮しても良く、この発明の範囲内である。
【０１１４】
システムリソースのより効率的な使用および改良された性能の両方が得られるように、端末をスケジュールし、および／またはチャネルを割当てるために１つ以上のチャネル測定基準を使用することができる。そのようなチャネル測定基準は、スループット、干渉、機能停止確率、その他の基準に基づく測定基準を含めても良い。「優秀性」を示すチャネル測定基準を以下に記載する。しかしながら、他のチャネル測定基準も公式化することができ、この発明の範囲内であることが認識されるであろう。
【０１１５】
チャネル測定基準は、（１）端末の経路損失およびサービスしているセルに対するピーク送信電力、（２）他のセルの干渉特徴づけ、（３）バックオフ因子およびおそらく他の因子のような種々の因子に基づくことが出来る。一実施の形態において、アクティブ端末に対するチャネル測定基準、ｄｍ（ｎ，ｋ）は以下のように定義してもよい。
【０１１６】
【数６】
2005505954.tif 000013
但し、βｍ（ｎ）は、０≦β≦１の場合のセルｍのチャネルｎに関連するバックオフ因子である。（βｍ（ｎ）＝０のとき、これは、セルｍがチャネルｎを使用するのを防止することと等価である）；
Ｐｍａｘ（ｋ）は、端末ｋに対する最大送信電力である。
ζｍ（ｋ）は端末ｋからセルｍまでの経路損失である。
Ｉｍ（ｎ）はチャネルｎ上でセルｍにより観察される干渉電力である。および
ｆ（ｘ）は、引数ｘの「優秀性」を記載する関数であり、ｘはＣ／Ｉに比例する。
【０１１７】
他のセル干渉の正確な計算、Ｉｍ（ｎ）は各干渉する端末からそのサービスしているセル並びに考慮中のセルｍまでの経路損失（すなわち、同じチャネルに割当てられた経路損失）の知識を必要とする。サービスしているセルに対する経路損失は、電力制御が使用されるなら、この干渉している端末により送信される電力量を決定する。セルｍに対する経路損失は、干渉としてセルｍにおいて受信されるであろう干渉している端末からの送信電力の量を決定する。他のセル干渉の直接計算、Ｉｍ（ｎ）は一般的に実用的でない。何故なら、干渉している端末についての情報は通常利用できず（例えば、これらの端末は、ほぼ同時に他のセルによりスケジュールされ、割当てられる）、これらの端末に対する経路損失の特徴づけは一般的に正確でない（例えば、平均に基づくと思われ、フェ−ディングを反映しないかもしれない）。
【０１１８】
従って、他のセルの干渉、Ｉｍ（ｎ）は種々のスキームに基づいて推定してもよい。１つの干渉推定スキームにおいて、各セルは、各チャネルに対する受信した干渉電力のヒストグラムを保持する。チャネルｎに対してセルｍにおける合計受信電力、Ｉｏ，ｍ（ｎ）は、チャネルｎにおけるスケジュールされた端末ｋに対して受信された電力Ｃｋ（ｎ）および他のセル（プラス熱雑音および他の背景雑音）における他の干渉している端末から受信された干渉電力から構成される。従って、他のセル干渉は以下のように推定してもよい。
【０１１９】
【数７】
2005505954.tif 000014
但し、
【０１２０】
【数８】
2005505954.tif 000015
はチャネルｎ内のセルｍに対する推定された他のセル干渉である。他のセル干渉
【０１２１】
【数９】
2005505954.tif 000016
は各チャネルおよび各スケジューリング間隔において推定することができ、各チャネルに対する他のセルの干渉の分布を形成する。従って、この分布の平均値、最悪のケース、または、いくらかの百分率は式（３）における他のセルの干渉Ｉｍ（ｎ）として使用してもよい。
【０１２２】
チャネル測定基準に対して種々の関数ｆ（ｘ）を使用してもよい。一実施の形態において、チャネル測定基準ｄｍ（ｎ，ｋ）はチャネルｎ内のセルｍ内の端末ｋに対する機能停止確率を表す。他の実施の形態において、チャネル測定基準ｄｍ（ｎ，ｋ）は、Ｃ／Ｉ＝ｘにおいて確実に維持することができる最大データレートを表す。他の関数もチャネル測定基準のために使用してもよく、この発明の範囲内である。
【０１２３】
チャネル測定基準ｄｍ（ｎ，ｋ）はチャネルｎ上のセルｍ内の端末ｋに対する「得点」を表す。チャネル測定基準は、データ送信のために端末をスケジュールするために、または端末にチャネルを割当てるために、またはその両方のために使用してもよい。端末をスケジュールする際に、および／またはチャネルを割当てる際に、セル内の各チャネルに対する各アクティブ端末に対して得点を計算してもよい。各端末に対して、（Ｎｃまでの）得点は、割当てに対して利用可能なチャネルに関連する予想性能を示す。特定の端末に対して、「最良」の得点を有するチャネルは、端末に割当てるための最良のチャネルであり得る。例えば、チャネル測定基準ｄｍ（ｎ，ｋ）が機能停止確率を表すなら、最も低い機能停止確率を有するチャネルが端末に割当てるための最良のチャネルである。
【０１２４】
チャネル測定基準ｄｍ（ｎ，ｋ）は関数ｆ（ｘ）（例えば、端末ｋからセルｍへの経路損失、セルｍにより観察される干渉電力Ｉｍ（ｎ）、等）を構成するパラメータの推定値に基づいてある信頼度に対して計算してもよい。ｄｍ（ｎ，ｋ）の値は、精度を改良するためにある期間にわたって平均化してもよい。ｄｍ（ｎ，ｋ）の値の変動は、信号と干渉の両方の小さな信号フェージングにより生じる可能性が高い。干渉源の位置が変化することにより、干渉電力が変化し、おそらく時々発生するシャドー（例えば、主要信号経路を阻止するトラック）が変化する。変動を考慮するために、多少のマージンを与えるためにより大きなバックオフ因子を有するチャネルを選択しても良いし、動作条件の変化に基づいて、データレートを適合させてもよい。
【０１２５】
一形態において、一般に、低い優先度の端末の前に、より高い優先度の端末がサービスされるように、端末は、優先度に基づいてデータ送信のためにスケジュールしてもよいし、チャネルが割当てられるようにしても良い。優先順位は一般に簡単な端末スケジューリングとチャネル割当てプロセスを生じ、以下に記載するように、端末間であるレベルの公正さを保証するために使用してもよい。各セル内の端末は、平均スループット、端末により経験される遅延、等のような多数の基準に基づいて優先順位を決めても良い。これらの基準の幾つかは以下に記載する。
【０１２６】
１つの端末優先順位スキームにおいて、端末はそれらの平均スループットに基づいて優先順位が決められる。このスキームにおいて、データ送信のためにスケジュールするために、各アクティブ端末に対して「得点」が保持される。セルは、セルがサービスするアクティブ端末に対して（すなわち、分散制御スキームに対して）得点を保持することができ、または、中央コントローラは、すべてのアクティブ端末に対して（すなわち、集中的制御スキームにおいて）得点を保持することができる。端末のアクティブ状態は、通信システムのより高い層において、確立してもよい。
【０１２７】
一実施の形態において、平均スループットを示す得点φｋ（ｉ）は各アクティブ端末に対して保持される。一実施において、フレームｉにおける端末ｋに対する得点φｋ（ｉ）は、指数平均スループットとして計算され、以下のように表すことができる。
【０１２８】
【数１０】
2005505954.tif 000017
但し、ｉ＜０に対してφｋ（ｉ）＝０であり、
ｒｋ（ｉ）は、（ビット／フレームを単位にして）フレームｉにおける端末ｋに対するデータレートである。
α０およびα１は指数平均化のための時定数である。一般に、ｒｋ（ｉ）は特定の最大達成可能なデータレート、ｒｍａｘ、および特定の最小データレート（例えば、ゼロ）により制限される。（α０に対して）α１に対するより大きな値はより長い平均時定数に相当する。例えば、α０およびα１が共に０．５ならば、現在のｒｋ（ｉ）は、以前のスケジューリング間隔からの得点φｋ（ｉ−１）として等価な重みが与えられる。得点φｋ（ｉ）は端末の正規化された平均スループットにほぼ比例する。
【０１２９】
このデータレートｒｋ（ｉ）は、この端末に対して得られた（すなわち、測定された）または得ることのできる（すなわち、推定された）Ｃ／Ｉに基づいて端末ｋに対する「実現可能な」（すなわち、「潜在的な」）データレートであり得る。端末ｋに対するデータレートは、以下のように表すことができる。
【０１３０】
【数１１】
2005505954.tif 000018
但し、ｃｋ端末ｋに対して選択された符号化および変調スキームにより達成される理論上生産能力の一部分を反映する正の定数である。データレートｒｋ（ｉ）は現在のスケジューリング期間に割当てられる実際のデータレートであってもよいし、その他の定量化できるデータレートであってもよい。実現可能なデータレートを使用することにより、チャネル割当てプロセス期間に「シャフリング」(shuffling)効果がもたらされ、以下に記載するように、不利な立場に置かれた端末の性能を改良することができる。
【０１３１】
他の実施において、端末ｋの得点φｋ（ｉ）は、ある期間にわたって得られる線形平均スループットとして計算され、以下のように表すことができる。
【０１３２】
【数１２】
2005505954.tif 000019
端末の平均（実現可能なまたは実際の）スループットは、特定数のフレーム（例えば、最新の１０フレームにわたって）計算することができ、得点として使用することができる。アクティブ端末のための得点φｋ（ｉ）のための他の公式化も意図することができ、この発明の範囲内である。
【０１３３】
一実施の形態において、端末がデータを送信したいとき（すなわち、アクティブになると）端末はリストに追加され、その得点が初期化される（例えば、ゼロまたは、端末が、現在のＣ／Ｉに基づいて得ることができる正規化されたデータレート）。リスト内の各アクティブ端末のための得点はその後、各フレームにおいて更新される。アクティブ端末がフレーム内において、送信のためにスケジュールされないときは、そのデータレートはゼロ（すなわち、ｒｋ（ｉ）＝０）に設定され、それに応じてその得点も更新される。フレームがエラーで端末により受信されるなら、そのフレームに対する実効的なデータレートもゼロに設定される。（例えば、データ送信のために使用されるアクノレジメント／ネガティブアクノレジメント（Ａｃｋ／Ｎａｋ）スキームのラウンドトリップ遅延により）フレームエラーはすぐにはわからないかもしれないが、この情報が入手可能になると、それに応じて得点を調節することができる。
【０１３４】
従って、スケジューラーはその得点を用いて、スケジューリングおよび／またはチャネル割当てのために端末の優先順位を決めることができる。特定の実施の形態において、最も低い得点を有する端末には最も高い優先度が割当てられ、最も高い得点を有する端末には、最も低い優先度が割当てられるように、アクティブ端末のセットは優先順位が決められる。スケジューリングプロセッサは、また、優先順位を実行する際に、非均一な重み付け因子を端末の得点に割当てても良い。そのような、非均一の重み付け因子は、端末優先度を決定する際に、考慮すべき（以下に記載するような）他の因子を含めることができる。
【０１３５】
ある実施の形態において（例えば、実現可能なデータレートが使用されるなら）、特定の端末のための得点φｋ（ｉ）は端末により何がサポート可能かを必ずしも示す必要がない（すなわち、端末の潜在データレートを反映しないかもしれない）。例えば、一方の端末が他方の端末よりも、より高いデータレートをサポートすることができるとしても、２つの端末に同じデータレートを割りあてて良い。従って、この場合、より高い潜在データレートを有する端末はより低い優先度を有するであろう。
【０１３６】
端末の優先度は種々の他の因子の関数とすることができる。これらの因子は、例えば、ペイロード要件、達成可能なＣ／Ｉおよび要求される設定値、端末により経験される遅延、機能停止確率、隣接セルへの干渉、他のセルからの干渉、データレート、最大送信電力、送信されるデータのタイプ、提供されるデータサービスのタイプ、等を含むことができる。上述したものは、完全な表ではない。他の因子も意図することができ、この発明の範囲内である。
【０１３７】
端末のペイロードを使用して優先度を決定することができる。大きなペイロードは一般に、より少数の利用可能なチャネルによりサポートすることができる高いデータレートを必要とする。対照的に、小さなペイロードは、一般に、より多くの利用可能なチャネルによりサポートすることができる。小さなペイロードは、大きなペイロードに必要な高いデータレートをサポートすることができないかもしれない大きなバックオフ因子を持つチャネルに割当てることができる。大きなペイロードに対してデータ送信をスケジュールすることはより困難なので、大きなペイロードを有する端末には、高い優先度を割当てることができる。このようにして、大きなペイロードを有する端末は、小さなペイロードを有する端末として匹敵するレベルの性能を享受することができる。
【０１３８】
端末の得られたＣ／Ｉはまた優先度を決定するためにも使用することができる。より低い、得られたＣ／Ｉを有する端末はより低いデータレートをサポートすることしかできない。より高い、得られたＣ／Ｉを有する端末への送信のために利用可能なリソースが使用されるなら、平均システムスループットは増加する可能性が高く、それによりシステムの効率を改良する。一般的には、より高い、得られたＣ／Ｉを有する端末に送信することがより好ましい。
【０１３９】
端末によりすでに経験された遅延量も優先度を決定する際に、考慮してもよい。リソースアロケーションが優先度に基づいて達成されるなら、低い優先度の端末は、より長い遅延を経験する可能性が高い。最小レベルのサービスを保証するために、端末により経験される遅延量が増加するにつれ、端末の優先度をアップグレードすることができる。このアップグレードは低い優先度の端末が、容認し得ない時間量またはおそらく無期限に遅延されるのを防止する。
【０１４０】
端末により送信されるデータのタイプも優先度を決定する際に考慮することができる。いくつかのデータタイプは時間に依存し、迅速な注意を必要とする。他のデータタイプは、送信の際により長い遅延を容認することができる。より高い優先度を時間的に重要なデータに割当てることができる。一例として、再送信されるデータは最初に送信されるデータよりも高い優先度を与えることができる。再送信されるデータは、一般に、以前に送信され、エラーで受信されるデータに相当する。セルにおける他の信号処理は、エラーで受信されたデータに依存するので、再送信されたデータにより高い優先度を与えることができる。
【０１４１】
与えられるデータサービスのタイプは、端末の優先度を割当てる際に考慮することができる。より高い優先度はプレミアムサービス（例えば、より高い価格がつけられたサービス）に割当てても良い。価格構成を異なるデータ送信サービスに対して確立してもよい。価格構成を通して、端末は、端末が享受できると予測することができる優先度とサービスのタイプを個々に決定することができる。
【０１４２】
上述した因子および他の因子は重み付けされ結合されて端末の優先度を派生することができる。最適化されるシステム目標のセットに応じて異なる重み付けスキームを使用することができる。一例として、セルの平均スループットを最適化するために、より大きな重みを端末の達成できるＣ／Ｉに与えることができる。他の重み付けスキームも使用することができ、この発明の範囲内である。
【０１４３】
最小のサービス程度（ＧＯＳ）を確実にする（または多分保証する）ために、端末をスケジュールし、チャネルを割当てる際に公正さの基準を課すことができる。特定の一部の端末（例えば、プレミアム端末）もまた公正さの基準の適用のために選択してもよいが、公正さの基準は一般には、システム内のすべての端末に適用される。公正さは優先度を用いて得ても良い。例えば、端末がデータ送信のためにスケジュールされないたびに、および／または失敗に終わった送信ごとに、端末の優先度を上げるようにしてもよい。
【０１４４】
上述した端末優先順位スキームの場合、リソースの割当ては得点の比率に基づいて行なってもよい。この場合、すべてのアクティブ端末の得点は端末の得点の最大値を基準として参照をつけることができ、それにより変更された得点
【０１４５】
【数１３】
2005505954.tif 000020
を形成することができる。これは、以下のように表すことができる。
【０１４６】
【数１４】
2005505954.tif 000021
【０１４７】
従って、特別な端末に割当てられたリソースは変更された得点に基づくことができる。例えば、端末１が端末２の２倍の得点を有しているなら、スケジューリングプロセッサは、（そのようなチャネルが利用可能であるという条件で）これら２つの端末のデータレートを等価にするのに必要な容量を持つチャネル（またはチャネルの数）を割当てることができる。公正さの考慮すべき事柄として、スケジューラーは各スケジューリング間隔においてデータレートを正規化しようと試みることができる。他の公正さの基準も課することができ、この発明の範囲内である。
【０１４８】
データ送信のスケジューリング
システム内のセルは、上述した方法で公式化された適合再使用計画を用いておよび所定のルールおよび条件に従って動作する。通常の動作の期間、各セルはデータ送信のためにセル内の多数の端末から要求を受信する。次に、セルはシステム目標を満足するためにデータ送信のために端末をスケジュールする。スケジューリングは、（すなわち、集中スケジューリングスキームに対して）中央スケジューラーによって、または、セルのいくつかが自分の送信をスケジュールし、中央スケジューラーがセルのセットに対して送信をスケジュールするハイブリッドスキームにより、（すなわち、分散スケジューリングスキームに）対して各セルにおいて実行することができる。
【０１４９】
図６は、データ送信のために端末をスケジュールするために優先度ベーススケジューリングスキームの一実施の形態のフロー図である。この優先度ベーススケジューリングスキームにおいて、最も高い優先度から最も低い優先度に、一度に１つの端末の割合で、アクティブ端末はそれらの優先度に基づいて送信のためにスケジュールされる。各スケジューリング間隔において、データ送信のためにスケジュール可能な端末の数は利用可能なチャネルの数により制限される。例えば、セル当り、Ｎｃまでの端末がＮｃの利用可能なチャネルを介して送信するためにスケジュールすることができる。
【０１５０】
最初に、ステップ６１０において、端末をスケジュールするために使用されるパラメータが更新される。これらのパラメータは、バックオフ因子、他のセルの干渉特徴づけ、端末に対する経路損失、およびおそらくその他を含むことができる。パラメータは端末のためのチャネル基準を決定するために使用してもよい。
【０１５１】
次に、端末は、ステップ６１２において、優先順位が決められ、等級が付けられる。一般に送信すべきデータを有するアクティブ端末のみがスケジューリングのために考慮され、これらの端末は優先順位がつけられ、等級が付けられる。端末の優先順位は、多数の端末格付けスキームのいずれか１つを用いて実行することができ、および平均スループット、ペイロード、等のような上述した１つ以上の基準に基づくことができる。従って、実際の端末は、最も高い優先度から最も低い優先度まで、それらの優先度に基づいてそれに応じて等級が付けられる。
【０１５２】
次に、ステップ６１４において、利用可能なチャネルがアクティブ端末に割当てられる。チャネル割当ては一般に多数のステップを含む。最初に、１つ以上のチャネル測定基準が更新されたパラメータに基づいて各利用可能なチャネルに対して各端末ごとに計算される。式（３）に示す測定基準のように、いかなる数のチャネル測定基準も使用することができる。次に、端末は、優先度、計算されたチャネル測定基準、およびおそらく要望要件のような他の因子に基づいて、利用可能なチャネルに割当てられる。チャネル割当ては、種々のチャネル割当てスキームに基づいて実行することができ、それらのいくつかを以下に記載する。
【０１５３】
チャネル割当ては割当てられたチャネル並びに、使用されたデータレートを意味することができる。可能なデータレートの各々は、それぞれの符号化および変調スキームに関連づけることができる。各スケジュールされた端末は、割当てられたデータレートに基づいて、使用される適当な符号化および変調スキームを（例えば、先験的に）知ることができる。あるいは、符号化および変調スキームは、スケジュールされた端末に運ぶようにしてもよい。この「適応できる」符号化および変調を用いて、改良された性能を供給することができる。
【０１５４】
次に、システムパラメータは、ステップ６１６において、チャネル割当てを反映するように更新される。更新されるシステムパラメータは、（１）このセル内のスケジュールされた端末に対するチャネル割当て、（２）他のセルからのバックオフ因子の調節のための要求、等に基づいて、例えば、セル内のチャネルのためのバックオフ因子に対する調節を含むことができる。セルはまた、隣接セルによるバックオフ因子の調節を要求することができる。
【０１５５】
次に、ステップ６１８において、割当てられたチャネルを介してスケジュールされた端末からデータ送信を受信する。受信した送信から、セルは、各チャネルに対する干渉のような、将来スケジューリングする間隔のために使用可能な種々の期間を推定する。一般に、ステップ６１９乃至６１８はセルの通常の動作期間に実行される。ステップ６２０において、別のスケジューリング間隔が発生したかどうかの判定がなされる。答えがイエスであれば、プロセスはステップ６１０に戻り、端末は、次のスケジューリング間隔のためにスケジュールされる。そうでなければ、プロセスはステップ６２０において待つ。これらのステップのいくつかについて、以下にさらに詳細に記載する。
【０１５６】
チャネル割当てスキーム
利用可能なチャネルは、種々のスキームに基づいておよび種々の因子を考慮してアクティブ端末に割当てることができる。チャネル割当てスキームは、割当て結果の複雑さおよび最適性（すなわち、性質）において、変動することができる。いくつかのチャネル割当てスキームが例として以下に記載され、これらは、（１）優先度ベースチャネル割当てスキーム、（２）要望ベースチャネル割当てスキーム、および（３）機能向上を有したチャネル割当てを含む。他のスキームも実施することができ、この発明の範囲内である。
【０１５７】
優先度ベースチャネル割当てスキームにおいて、チャネル割当ては一度に１つの端末に対してチャネル割当てが実行され、最も高い優先度の端末がチャネル割当てに対して最初に考慮され、最も低い優先度の端末がチャネル割当てに対して最後に考慮される。セル内のすべてのアクティブ端末は最初に、上述した因子のような多数の因子に基づいて優先順位が決められる。
【０１５８】
図７は、優先度チャネル割当てスキームの一実施の形態のフロー図である。最初に、ステップ７１０において、チャネル測定基準がアクティブ端末および利用可能なチャネルに対して計算される。上述した測定基準のような種々のチャネル測定基準を使用することができる。次に、ステップ７１２において、アクティブ端末は、上述した因子に基づいて優先順位がつけられ、等級がつけられる。優先順位はまた、ステップ７１０において計算された計算測定基準に基づくことができる。次に、端末優先度とチャネル測定基準を用いてチャネル割当てを実行することができる。
【０１５９】
ステップ７１４において、最も高い優先度の端末が、アクティブ端末のリストから選択され、ステップ７１６において、利用可能なチャネルが割当てられる。一実施の形態において、選択された端末は最初に選択されたチャネルが与えられ、最良のチャネル測定基準を有する利用可能なチャネルが割当てられる。他の実施の形態において、選択された端末は、依然として端末の要件に適合する最悪の測定基準を有した利用可能なチャネルに割当てられる。ステップ７１８において、選択された端末にはまた、（１）端末により要求される最大レート、（２）端末の利用可能な送信電力および割当てられたチャネルに関連するバックオフ因子、および（３）端末の要件（例えば、機能停止基準）に基づいて決定された特定のデータレートが割当てられる。
【０１６０】
ステップ７２０において、割当てられた端末がアクティブ端末のリストから取り除かれる。ステップ７２２において、すべてのアクティブ端末にチャネルが割当てられていることを示す、アクティブ端末リストが空かどうかの判断がなされる。リストが空でないなら、プロセスはステップ７１４に戻り、最も高い優先度の、リスト内の割当てられていない端末がチャネル割当てのために選択される。そうでなければ、すべての端末にチャネルが割当てられているならプロセスは終了する。
【０１６１】
一実施の形態において、チャネル割当ての期間に同順位があれば（すなわち、１つ以上のチャネルが同じまたは同様のチャネル測定基準に関連しているなら）、チャネルはすぐには割当てられない。そのかわり、同順位を生じたこれらのチャネルにはタグが付けられ、他の低い優先度の端末の評価が続く。次の端末が、タグが付けられたチャネルのいずれか１つに関連する最大測定基準を有するなら、そのチャネルをその端末に割当てることができ、利用可能なチャネルのリストから取り除かれる。特定の端末に対して、タグがつけられたチャネルのリストが１に減少すると、そのチャネルにタグを付けた最も優先度の高い端末に残りのチャネルが割当てられる。
【０１６２】
チャネル割当てが、割当てられたデータレートに対して要求されるリンクマージンに対してさらなるリンクマージンを有する端末を生じるなら、（すなわち、割当てられたチャネル上の端末のＣ／Ｉは設定値より大きいならば）、（１）性能の要求されたレベルを満足するあるレベルまで、端末のデータレートを増加することができる。または（２）システム内の干渉を低減するために、リンクマージンの量まで（例えば、バックオフ因子を下げることにより）端末の送信電力を低減することができる。効果的なリンクマージンによりサポートされる、増加した端末のデータレートは、端末ならびにシステムのためのスループットを増加させる。このようにして、電力制御はスケジュールされた端末に対して効果的に実行される。データレートおよび／またはバックオフ因子における調節はそのチャネル割当てに基づいて各スケジュールされた端末に対して行なうことができる。
【０１６３】
端末に、所望のデータレートをサポートすることができないチャネルが割当てられたなら、いくつかのオプションを適用することができる。１つのオプションにおいて、端末は、低減されたデータレート（ここでは、「ダイミング」(dimming)と呼ばれる条件）で送信するようにスケジュールされる。他のオプションにおいて、端末は現在のスケジューリング間隔（ここでは、「ブランキング」と呼ばれる条件）で送信するように許可されておらず、チャネルは他のアクティブ端末に利用可能させられる。いずれの場合にも、ぼやけたまたは見えなくされた端末の優先度は増加することができ、次のスケジューリング間隔において、より早い考慮のための端末の機会を改良する。
【０１６４】
端末の優先度がその平均スループットに従って更新されるなら、チャネル割当てスキームは、チャネルを割当てるとき端末の達成可能なデータレートを考慮することができる。一実施の形態において、端末に割当てられた特定のチャネルは所定の機能停止レベルにおける端末のスループットを最大化するチャネルである。チャネル割当てスキームは、利用可能なチャネルのリストから端末のための最良のチャネルを最初に評価することができる。従って、要求される機能停止基準を満足する最大データレートはそのチャネルのための端末に割当てられる。
【０１６５】
要望ベースチャネル割当てスキームにおいて、利用可能なシステムリソースがより良く利用できるように、チャネル割当てを行なうとき端末の要望またはペイロード要件が考慮される。特定のセットの利用可能なチャネルの場合、低いペイロード要件（これは低いデータレートで満足される）を持つ端末は、多数の利用可能なチャネルによりサービスされることができ、同様に、高いペイロード要件（これは高いデータレートを必要とするかもしれない）を持つ端末は、低減された数の利用可能なチャネルによりサービスされることができる。低いペイロード要件を有する端末が、高い優先度を有し、（端末の要件を満たす多くのチャネルの中で）最良の利用可能なチャネルが割当てられるなら、そして、そのチャネルが高いペイロードを有する端末の要件を満たすことができる唯一のチャネルなら、ただ１つの端末のみがサービスされリソースは効果的に使用されない。
【０１６６】
一例として、２つの端末への割当てのために３つのチャネルが利用可能であり、端末１は１Ｋバイトのペイロード要件を有し、端末２は１０Ｋバイトのペイロード要件を有する情況を考える。さらに、３つのチャネルの１つのみが端末２の要件を満足し、同様に、３つのチャネルのすべてが端末１の要件を満足すると仮定する。チャネルは以下のように割当てられることができる。
（ａ）端末２が端末１より高い優先度を有するなら、端末２には、そのスループットを最大化するチャネルが割当てられる。従って、端末１にはデフォルトにより次に最良なチャネルが割当てられる。両方の端末はそれらのチャネル割当てによってサービスされる。
（ｂ）端末１が端末２より高い優先度を有するなら、そして、端末のペイロード要件がチャネル割当てを行なう際に考慮されないなら、たとえ、利用可能なチャネルのいずれかが、端末１の要件を満足していたであろうとも、端末１には、最大効果マージンを有するチャネルを割当てることができる。端末２には、その要件を満足することができない次に最良のチャネルがデフォルトにより割当てられるであろう。従って、端末２は低いデータレートでサービスされるであろう、または次のスケジューリング期間までキューにとどまるであろう。
【０１６７】
ケース（ｂ）の場合に、いくつかの割当てオプションが利用可能である。チャネル割当てが上述のように実行されたなら、端末１に割当てられたチャネルにおいて使用される電力は、所望のデータレートで確実な通信のために必要とされるレベルまで低減することができる。ケース（ｂ）における他の割当てオプションは、端末１に、端末１の要件を満足する最も低いマージンを有するチャネルを割当てることである。このチャネル割当ての場合に、（例えば、より高いペイロード要件またはより低い得られたＣ／Ｉのために）他のより良いチャネルがそれらを必要とするかもしれない他の端末に利用可能である。この要望またはペイロードベースチャネル割当てを用いて、より大きなマージンを有したチャネルは、さらなるマージンを必要とするかもしれない次の端末への割当てのために利用可能である。従って、ペイロードベースチャネル割当ては、スケジューリング間隔における効果的なスループットを最大化することができる。
【０１６８】
要望ベースチャネル割当てスキームのためのフロー図は、図７の優先度ベースチャネル割当てスキームのために示したフロー図と同様に実施することができる。一実施の形態において、チャネル割当てのために選択された各端末は、端末の要件を依然として満足する最悪の測定基準を有した利用可能なチャネルに割当てられる。他の実施の形態において、より大きなペイロードを有する端末を先に割当てるために考慮するように端末の優先度を変更してもよい。多数のその他の変更も可能であり、この発明の範囲内である。
【０１６９】
アップグレードスキームを有するチャネル割当てにおいて、アクティブ端末は、（例えば、上述した優先度または要望に基づいて）最初にチャネルが割当てられ、その後何らかのチャネルが利用可能であれば、より良いチャネルにアップグレードされる。上述したスキームのある実施の形態において、より高い優先度の端末が最初に、それらの要件を依然として満足している最悪のチャネルに割当てられ、より良いチャネルが必要な場合に、より低い優先度の端末のためにセーブされる。これらのスキームは、単一性に近いバックオフ因子に関連する連続するより良いチャネル（すなわちより大きな送信電力）に割当てられる連続した低い優先度の端末を生じる。
【０１７０】
アクティブ端末の数が利用可能なチャネルの数より少なければ、端末をアップグレードすることが可能である。端末は、最初に割当てられたチャネルよりも高いマージンを有する他の割当てられていないチャネルにアップグレードすることができる。端末をアップグレードするための理由は、信頼性を増加させ、および／または送信をサポートするために必要な実効送信電力を低下させることである。すなわち、多数の割当てられていないチャネルは端末の要件を満足するので、より高いマージンを有したチャネルに端末を再割当てすることは、マージン量だけ送信電力の低減を可能にする。
【０１７１】
チャネルをアップグレードするために種々のスキームを使用することができる。それらのいくつかを以下に記載する。他のチャネルアップグレードスキームも実施可能であり、この発明の範囲内である。
【０１７２】
１つのチャネルアップグレードスキームにおいて、より良い利用可能なチャネルが端末の要件を満足し、より大きなリンクマージンを供給することができるなら、端末はこれらのチャネルに再割り当てされる。チャネルが利用可能なら、高い優先度の端末が最初にアップグレードされ、低い優先度の端末が後でアップグレードされるように、優先度に基づいて、チャネルのアップグレードを実行することができる。このアップグレードスキームは、いくつかのまたは全てのアクティブ端末がより高いリンクマージンを有するより良いチャネルを享受可能にする。
【０１７３】
図８は端末が優先度に基づいてアップグレードされる、チャネルアップグレードスキームの一実施の形態のフロー図である。図８に示すアップグレードプロセスを開始する前に、アクティブ端末は初期チャネル割当てに割当てられる。これは、図７において、上述したチャネル割当てスキームを用いて達成することができる。ステップ８１０において、すべての利用可能なチャネルがアクティブ端末に割当てられたかどうかの判断がなされる。すべてのチャネルが割当てられたなら、アップグレードのために利用可能なチャネルは無いので、プロセスはステップ８２８に進む。そうでなければ、利用可能なチャネルが元々割当てられたチャネルよりも良い（すなわち、より良いチャネル測定基準に関連している）なら、端末は利用可能なチャネルにアップグレードされる。
【０１７４】
ステップ８１２において、アクティブ端末のリストから最も高い優先度の端末が、可能なチャネルアップグレードのために選択される。選択された端末のために、割当てられていないチャネルのリストから「最良」のチャネルが選択される。最良のチャネルは、選択された端末のための「最良」のチャネル測定基準を有するチャネルに相当することができる。
【０１７５】
次に、ステップ８１６において、選択された端末に対してアップグレードが可能かどうかの判断がなされる。最良の利用可能なチャネルのチャネル測定基準が、選択された端末に元々割当てられたチャネルの測定基準よりも悪ければ、アップグレードは実行されず、プロセスはステップ８２４に進む。そうでなければ、ステップ８１８において、選択された端末が最良の利用可能なチャネルにアップグレードされる。このチャネルは、次に、ステップ８２０において、利用可能なチャネルのリストから取り除かれる。ステップ８２２において、選択された端末に最初に割当てられたチャネルは、その他の低い優先度の端末への可能な割当てのために利用可能なチャネルのリストに戻される。次に、ステップ８２４において、チャネルアップグレードが実効されたかどうかにかかわらず、アクティブ端末のリストから選択された端末が取り除かれる。
【０１７６】
ステップ８２６において、アクティブ端末のリストが空かどうかの判断が行なわれる。端末リストが空でないなら、プロセスはステップ８１０に戻り、可能なチャネルアップグレードのためにリスト内で最も高い優先度が選択される。そうでなければ、アップグレードのためにチャネルが利用できないなら、またはすべてのアクティブ端末を考慮したなら、プロセスはステップ８２８に進み、すべてのチャネルのためのバックオフ因子は、スケジュールされ、割当てられた端末の送信電力を低減するために調節される。その後、プロセスは終了する。
【０１７７】
図８のアップグレードプロセスは、改良された性能を供給する可能性が高い利用可能なチャネルにアクティブ端末を効果的にアップグレードする。図８に示すチャネルアップグレードスキームは、改良されたチャネルアップグレードを供給するように変更することができる。例えば、特定の端末の場合、低い優先度の端末により解放されるチャネルは、この端末に対してより良い場合がある。しかしながら、低い優先度を考慮するまでには、端末リストから端末がすでに取り除かれているので、このチャネルに端末は割当てられない。従って、図８のプロセスは多数回実効可能である、あるいは、この情況を考慮して他のテストを実行することができる。
【０１７８】
他のチャネルアップグレードスキームにおいて、割当てられた端末は利用可能なチャネルの数によりアップグレードされる。例えば、３つのチャネルが可能なら、各スケジュールされ、割当てられた端末は３スロットだけ、繰り上がる。このアップグレードスキームにより、殆ど（全部ではないが）の端末はより良いチャネルを享受することができる。例えば、だんだん悪くなるチャネル１乃至１２が割当てのために利用可能なら、９つの端末が最初にチャネル４乃至１２に割当てられ、次に各端末を３つのチャネルによってアップグレードすることができる。従って、９つの端末はチャネル１乃至９を占有し、チャネル１０乃至１２をディスエーブルにすることができる。
【０１７９】
他のチャネル割当てスキームにおいて、チャネルに関連するチャネル測定基準間の差異はチャネル割当ての際に考慮することができる。ある場合には、最高の優先度の端末に、最良のチャネル測定基準を割当てないほうがよいかもしれない。例えば、特定の端末に対して、多数のチャネルはほぼ同様の測定基準に関連づけることができる、あるいは多数のチャネルは必要なＣ／Ｉを供給することができる。これらの場合に、端末にはいくつかのチャネルのうちの１つを割当てることができ、以前として適切にサービスされることができる。低い優先度の端末が、その最良のチャネルとして、高い優先度の端末により選択された同じチャネルを有するなら、そして、低い優先度の端末の最良のチャネルと２番目に良いチャネルとの間に大きな格差があるなら、高い優先度の端末に２番目に良いチャネルを割当て、低い優先度のチャネルに最良のチャネルを割当てることがより最適かもしれない。例えば、端末１がチャネル２および３のための同様なチャネル測定基準有し、次に低い優先度の端末２がチャネル２よりも大きなチャネル３のためのチャネル測定基準を有するなら、端末１にはチャネル２を割当ててもよいし、端末２にはチャネル３を割当ててもよい。
【０１８０】
さらに、他のチャネル割当てスキームにおいて、最も優先度の高い端末は、（上述した結合されたチャネルのタグ付けと同様に）要求された性能を供給する利用可能なチャネルにタグをつける。次に、次に低い優先度の端末がその受け入れ可能なチャネルにタグをつける。従って、チャネル割当ては、低い優先度の端末に最初にチャネルが割当てられるが、高い優先度の端末により必要とされるチャネルが予約されるように、実行される。
【０１８１】
さらに他のチャネル割当てスキームにおいて、セル内のアクティブ端末のグループに対してチャネル割当ての多数の順列を考慮することによりセル内のアクティブ端末にチャネルがより最適に割当てられる。この場合、特定の端末に対するチャネル割当ての判断は端末の測定基準および優先度のみに基づいて行なわれない。一実施において、端末の優先度は、セル内のチャネル割当ての計算において、測定基準に倍率をかけるために使用される重みに変換することができる。
【０１８２】
アクティブ端末は、上述したように、優先度、要望、（例えば、式（３）において計算される）得点、等に基づいて、送信および割当てられたチャネルに対してスケジュールしてもよい。データ送信およびチャネル割当てのために端末をスケジュールするためのその他の考察を以下に記載する。
【０１８３】
最初に、複数のチャネルが利用可能であり、１つのチャネルが端末の要件を満足することができないなら、特定の端末には複数のチャネルを割当てても良い。例えば、端末には、端末の要件の５０％をサポートすることができる第１のチャネルを割当ててもよいし、端末の要件の３５％をサポートすることができる、第２のチャネルを割当てても良いし、端末の要件の残りの１５％をサポートすることができる第３のチャネルを割当てても良い。リソースのこの特定の割当てが、端末がそれらの要件を得ることを防止するなら、次のスケジューリング間隔において、リソースの割当てに対して優先度を早く考察するように、サービスが行き届いていない端末の優先度を改良してもよい。
【０１８４】
第２に、「シャッフル」効果を提供するために、異なるスケジューリング間隔に対して異なるチャネルに特定の端末を割当てるようにしてもよい。割当てられたチャネルのこのシャッフルは、ある場合に干渉の平均化を供給することができ、これは不利な立場に置かれた端末の性能を改良することができる。
【０１８５】
第３に特定のチャネルに送信する他の端末の確率を考慮に入れることができる。占有確率を考慮することなしに殆ど等しいチャネル測定基準を多数のチャネルが持つなら、割当てるためにより良いチャネルは、使用される最も低い確率を有するチャネルである。従って、チャネル占有の確率を用いて、最良のチャネル割当てを決定することができる。
【０１８６】
第４に、チャネル割当てを行なうのに際し、過度の機能停止確率を考慮してもよい。ある場合には、特定の端末に対するチャネルの割当ては、保証されないまたは賢明でない場合がある。例えば、特定のチャネルに対する端末の予測される機能停止確率が過度であれば、そのチャネル上の全体の送信が改悪され、再送信が必要になるであろう合理的な可能性があるかもしれない。さらに、チャネルの割当ては、隣接セル内の端末による送信もさらなる干渉により改悪される可能性を増大させるかもしれない。そのような場合に、端末に対するチャネルの割当ては、賢明でないかもしれない、そして全くチャネルを割当てないことがよいかもしれない。あるいは、そのチャネルをより良く利用することができる他の端末にチャネルを割当てることがよいかもしれない。
【０１８７】
利用可能なチャネルはまた、ゼロまたはそれ以上の条件または使用上の制約を有する端末に割当てても良い。そのような条件は、例えば（１）データレートの制限、（２）最大送信電力、（３）設定値上の制約等を含めることができる。
アクティブ端末に最大データレートを課すようにしてもよい。例えば、期待Ｃ／Ｉが要求されるデータレートをサポートすることができないのであれば、データレートはその要件を得るために低減してもよい。
【０１８８】
最大送信電力制約をある割当てられたチャネルに設定するようにしてもよい。システム内のセルが他のセル内のチャネルに対する電力制約の知識を有しているなら、干渉レベルは、より高い確度で局所的に計算してもよく、より良い計画とスケジューリングが可能である。
【０１８９】
特定の設定点を割当てられたチャネル、例えば重い負荷情況において、課すことができる。（例えば優先度の低い）端末には、要求された最小の機能停止確率（すなわち、割当てられたチャネルは要求されたものよりも低い期待されたＣ／Ｉを有する）を満足しないチャネルを割当てても良い。この場合、端末は、要求される性能基準を満足する低い設定点において、割当てられたチャネルを用いて動作する必要があるかもしれない。採用される設定点は静的であってもよいし、システム負荷に応じて調節可能であってもよい。また、設定点はチャネルベース毎に課すようにしてもよい。
【０１９０】
制御スキーム
適応できる再使用スキーム、データ送信のための端末のスケジューリング、およびチャネルの割当ては、種々の方法で、そして、中央集権化の、分散型の、およびハイブリッド制御スキームのような多数の制御スキームを用いて実施することができる。これらの制御スキームのいくつかを以下に記載する。
【０１９１】
中央集権化制御スキームにおいて、共通に制御されるすべてのセル内のアクティブ端末からの情報は、受信した情報およびシステム目標のセットに基づいて情報を処理し、データ送信をスケジュールし、チャネルを割当てる、中央プロセッサに供給される。分散型制御スキームにおいて、各セル内のアクティブ端末からの情報は、そのセル内の端末から受信した情報およびおそらくは、他のセルから受信した他の情報に基づいて、情報を処理し、データ送信をスケジュールし、チャネルを割当てるセルプロセッサに供給される。
【０１９２】
分散型制御スキームは、ローカルレベルでデータ送信のための端末のスケジューリングおよびチャネル割当てを実行する。分散型制御スキームは各セルにおいて実行してもよく、セル間の複雑な調整は必要ない。
【０１９３】
分散型制御スキームにおいて、たとえ、スケジューリングとチャネル割当てが各セルにおいて局部的に実行できるとしても、ローカル情報は、システム内の他のセルと動的に共有することができる。共有情報は、例えば、特定のセルにおけるローディング、セルにおけるアクティブ端末のリスト、チャネル利用可能性情報、割当てられたバックオフ因子等を含めてもよい。分散型制御スキームにおいて、この情報は動的な態様で共有する必要はなく、システム内のセルに利用可能な「静的」情報であってよい。共有情報は、いかに最善にリソースを局部的に割当てるかを判断するのを助けるためにセルにより使用可能である。
【０１９４】
分散型制御スキームは、低負荷条件および高負荷条件の両方において有利に使用することができ、中央集権化の制御スキームよりもより簡単に実施される。低負荷において、セル内の端末は、直交チャネルを用いて送信できる可能性が高い。これにより、他のセル内の端末への干渉が最小となる。負荷が増加するにつれ、システム内の干渉レベルは一般的に増加し、端末には非直交チャネルが割当てられるより高い可能性がある。しかしながら、負荷が増加すると、スケジューリングのためにセルが選択できる端末のグループも増加する。これらの端末のいくつかは、他の端末よりも他のセル干渉により寛容であってよい。分散型制御スキームは、端末をスケジュールし、チャネルを割当てるときに、この事実を利用する。
【０１９５】
分散型スケジューリングスキーム、中央集権化スケジューリングスキーム、およびハイブリッドスケジューリングスキーム、この発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる、１９９９年７月１３日に発行された米国特許第５，９２３，６５０（発明の名称：「逆方向リンクレートスケジューリングのための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR REVERSE LINK RATE SCHEDULING)）、１９９９年６月２２日に発行された米国特許第５，９１４，９５０（発明の名称：「逆方向リンクレートスケジューリングのための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR REVERSE LINK RATE SCHEDULING)）、および１９９９年９月１７日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／７９８，９５１（発明の名称：「順方向リンクレートスケジューリングのための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD LINK RATE SCHEDULING)）に記載されている。
【０１９６】
電力制御は、割当てられたチャネルに対してセルにより、働かせるようにしてもよい。端末にチャネルが割当てられ、正のリンクマージンを有するなら、（すなわち、期待されるＣ／Ｉと設定値との間の差異が正なら）、端末の送信電力は決定されたリンクマージンに基づいて低減することができる。例え、システム内の他のセルが、特定のチャネルに対するバックオフの低減に気がつかなかったとしても、全体の効果は、干渉レベルを低減し、送信を成功させる確率を改善することである。電力制御は動的に行なってもよく、おそらく、ＣＤＭＡシステムにおけるアップリンク電力制御に対して行なわれる方法と同様の方法で行なっても良い。
【０１９７】
他の再使用構造との組合せ
ここに記載される適応再使用スキームは他の再使用構造内において実施してもよいし、あるいは、他の再使用構造と組み合わせて実施してもよい。そのような構造の１つは、参照することによりここに組み込まれる、論文（タイトル：「固定ブロードバンド無線ネットワークにおける無線リソース割当て」(Radio Resource Allocation in Fixed Broadband Wireless Networks)T.K.Fong他著、IEEE Transactions on Communications, Vol. 46, No.6,１９９８年６月に開示されている。この文献は、各セルを多数のセクタに分割し、干渉量を低減するために選択された、指定された（およびおそらくは指定されない）および千鳥状のタイムスロットにおいて、各セクタに送信することを記載する。
【０１９８】
他の再使用構造は、ここに参照することにより組み込まれる、論文（タイトル：「固定無線ネットワークにおけるブロードバンドサービスのためのダウンリンクおよびアップリンクリソースの動的割当て」(Dynamic Allocation of Downlink and Uplink Resource for Broadband Services in Fixed Wireless Networks)K.K.Leung他著、IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 17, Ｎｏ．５、１９９９年５月に開示されている。この文献は、各セルを多数のセクタに分割し、干渉量を低減するために選択された、指定された（およびおそらくは指定されない）および千鳥状のタイムスロットおよびサブタイムスロットにおいて、各セクタに送信することを記載する。端末のＣ／Ｉが決定され、端末はｑの同時送信までの許容度に基づいてグループに分類される。次に、送信パターンが選択され、端末の要件と一致することを保証するためにデータ送信がスケジュールされる。
【０１９９】
さらに他の再使用構造は、ここに参照することにより組み込まれる、論文（タイトル：「固定無線システムのための干渉回避を有した準静的なリソース割当て」(Quasi-Static Resource Allocation with Interference Avoidance for Fixed Wireless Systems)K.C.Chala他著、IEEE Journal on Selected Areas in Communications. Vol. 17, No.3、１９９９年３月に開示されている。この文献は、「ビームオフ(beam-off)」シーケンスを用いて各セルを割当て、端末がセルに、データ送信のための最善のタイムスロットを通知することを可能にすることを記載する。
【０２００】
システム設計
図９は、この発明の種々の観点と実施の形態を実施することができる、通信システム１００における基地局１０４および端末１０６のブロック図である。各スケジュールされた端末１０６において、データソース９１２は、データ（すなわち、情報ビット）を送信（ＴＸ）データプロセッサ９１４に供給する。ＴＸデータプロセッサ９１４は特定の符号化スキームに従ってデータを符号化し、特定のインターリービングスキームに基づいて、符号化されたデータをインターリーブ（すなわち、順序づける）し、そして、データ送信のために端末に割当てられた１つ以上のチャネルに対し、インターリーブされたビットを変調記号にマップする。符号化は、データ送信の信頼性を増加させる。インターリービングは、符号化されたビットのための時間ダイバーシチを供給し、割当てられたチャネルに対して平均Ｃ／Ｉに基づいてデータが送信されることを可能にし、フェージングと戦い、そして、さらに、各変調記号を形成するために使用される符号化ビット間の相関を取り除く。符号化されたビットが複数の周波数サブチャネルを介して送信されるなら、インターリービングはさらに周波数ダイバーシチを供給する。一形態において、符号化とシンボルマッピングは、基地局により供給される情報に基づいて行なっても良い。
【０２０１】
符号化、インターリービング、および信号マッピングは、種々のスキームに基づいて得ることができる。そのようなスキームのいくつかは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することにより、ここに組み込まれる、２０００年３月２２日に出願された米国特許出願シリアル番号第０９／５３２，４９２（発明の名称：「複数キャリア変調を採用した、高効率、高性能通信システム」(HIGH EFFICIENCY, HIGH PERFORMANCE COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION)、および２００１年３月２３日に出願された米国特許出願シリアル番号第０９／８１６，４８１（発明の名称：「無線通信システムにおいて、チャネル状態情報を利用するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM)、および２００１年２月１日に出願された米国特許出願シリアル番号第０９／７７６，０７３（発明の名称：「無線通信のための符号化スキーム」(CODING SCHEME FOR A WIRELESS COMMUNICATION)に記載されている。
【０２０２】
ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ９２０は、ＴＸデータプロセッサ９１４からの変調記号を受信し、逆多重化し、１タイムスロットあたり１変調記号の割合で、各送信チャネル（例えば、各送信アンテナ）に対して変調記号のストリームを供給する。完全チャネル状態情報（ＣＳＩ）が利用可能なら、（例えば、チャネル応答マトリクスＨ）、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ９２０はさらに、各割当てられたチャネルに対して変調記号をあらかじめ調整することができる。ＭＩＭＯおよび完全−ＣＳＩ処理は、上述した米国特許出願シリアル番号第０９／５３２，４９２に記載されている。
【０２０３】
ＯＦＤＭが採用されないなら、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ９２０は、データ送信のために使用される各アンテナに対して変調記号のストリームを供給する。ＯＦＤＭが採用されるなら、ＴＸ  ＭＩＭＯ  プロセッサ９２０は、データ送信のために使用される各アンテナに対して変調記号ベクトルのストリームを供給する。そして、完全−ＣＳＩ処理が実行されるなら、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ９２０は、データ送信のために使用される各アンテナに対して、あらかじめ調整された変調記号のストリームまたはあらかじめ調整された変調記号ベクトルのストリームを供給する。次に、それぞれの変調器（ＭＯＤ）９２２により各ストリームが受信されおよび変調され、関連するアンテナ９２４を介して送信される。
【０２０４】
基地局１０４において、多数の受信アンテナ９５２は、スケジュールされた端末により送信される信号を受信し、各受信アンテナは、受信した信号をそれぞれの復調器（ＤＥＭＯＤ）９５４に供給する。各復調器（またはフロントエンド装置）９５４は、変調器９２２において実行される処理と相補的な処理を実行する。すべての復調器９５４からの変調記号は次に、受信（ＲＸ）ＭＩＭＯ／データプロセッサ９５６に供給され、端末に対して送信された１つ以上のデータストリームを再生するために処理される。ＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ９５６は、ＴＸデータプロセッサ９１４およびＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ９２０により実行される処理と相補的な処理を実行し、復号されたデータをデータシンク９６０に供給する。基地局１０４による処理は、上述した米国特許出願シリアル番号第０９／７７６，０７３にさらに詳細に記載されている。
【０２０５】
ＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ９５６はさらにアクティブ端末のためのリンク条件を推定する。例えば、ＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ９５６は各アクティブ端末のための経路損失、各チャネル上の干渉、等を推定することができる。これは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）を構成する。このＣＳＩは再使用計画を作成し適応するために使用することができ、そしてアクティブ端末をスケジュールし、チャネルを割当てるために使用することができる。パイロット信号に基づいて、単一の送信チャネルを推定するための方法またはデータ送信は技術的に利用可能な多数の論文に発見することができる。そのようなチャネル推定方法の１つは、論文「文献に支援された、アプリケーションとのコヒーレントなＣＤＭＡ通信の最適受信、性能境界、およびカットオフレート解析」(Optimal Reception, Performance Bound, and Cutoff-Rate Analysis of References-Assisted Coherent CDMA Communications with Applications)、F. Ling著、IEEE Transaction on Communication、１９９９年１０月に記載されている。
【０２０６】
基地局１０４におけるセルプロセッサ９６４はＣＳＩを用いて、多数の関数を実行する。これらの関数は、（１）再使用計画を作成し、適応すること、（２）データ送信のために最良のセット端末をスケジュールすること、（３）チャネルをスケジュールされた端末に割当てること、および（４）データレートおよびおそらくは、各割当てられたチャネルに対して使用される符号化および変調スキームを決定することを含む。上述したように、セルプロセッサ９６４は、高いスループットを得るために、またはその他の性能基準または測定基準に基づいて、端末をスケジュールすることができる。各スケジューリング間隔に対して、セルプロセッサ９６４はアップリンクを介して送信するためにスケジュールされた端末のリスト、およびそれらの割当てられたチャネル、および（おそらくは）データレート（すなわち、スケジューリング情報）を供給する。図９において、セルプロセッサ９６４は、基地局１０４内において、実施されるように図示される。他の実施において、セルプロセッサ９６４により実行される機能は、通信システムのその他のエレメント内で実施することができる（例えば、多数の基地局と接続し、相互作用する基地局コントローラ内に位置する中央コントローラ）。
【０２０７】
次に、ＴＸデータプロセッサ９６２は、スケジューリング情報を受信し処理し、処理したデータを１つ以上の変調器９５４に供給する。変調器９５４はさらに処理したデータに条件をつけ、ダウンリンクチャネルを介して、スケジューリング情報を端末１０６に送信し戻す。スケジューリング情報は、上述した米国特許出願シリアル番号第０９／８２６，４８１に記載されたような種々のシグナリング技術を用いて、基地局によりスケジュールされた端末に送信してもよい。例えば、スケジューリング情報は指定されたダウンリンクチャネル（例えば、制御チャネル、ページングチャネル、あるいはその他のタイプのチャネル）を介して送信してもよい。アクティブ端末は基地局にアップリンクを介したデータ送信を要求するので、これらの端末は、端末のスケジュールに対して、指定されたダウンリンクチャネルを監視することを知るであろう。これは、端末が送信されるためにスケジュールされる時刻、端末の割当てられたチャネルおよび（おそらく）データレートを特定するであろう。
【０２０８】
端末１０６において、送信されたフィードバック信号はアンテナ９２４により受信され、復調器９２２により復調され、ＲＸデータ／ＭＩＭＯプロセッサ９３２に供給される。ＲＸデータ／ＭＩＭＯプロセッサ９３２はＴＸデータプロセッサ９６２により実行される処理に対して相補的な処理を実行し、スケジュールを再生する。このスケジュールは、端末によるデータの処理と送信を指示するために使用される。スケジュールは、いつおよびどのチャネルに対して、端末がアップリンクを送信可能であるかを決定し、そして一般的には、さらに、データ送信のために使用されるデータレートおよび／または符号化および変調スキームを特定する。どのチャネルにどのデータレートを使用するかに関する情報が端末に備わっていないなら、端末は「ブラインド(blind)」レート選択を使用することができ、符号化および変調スキームを決定することができる。この場合、基地局は、端末により送信されるデータを再生するために、ブラインドレート検出を実行することができる。
【０２０９】
基地局と端末のエレメントは、１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向集積回路（ＡＳＩＣ）、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理装置、他の電子装置またはそれらのいずれかの組合せを用いて実施することができる。
【０２１０】
この発明のある観点はソフトウエアとハードウエアの組合せを用いて実施することができる。例えば、スケジュールするための処理（すなわち、端末を選択し、送信アンテナを割当てる）はプロセッサ（例えば、図９のセルプロセッサ９６４）上で実行されるプログラムコードに基づいて実行してもよい。
【０２１１】
見出しは参照のためおよびある節の位置をつきとめるのを助けるためにここに含まれる。これらの見出しは、そこの欄に記載されている概念の範囲を限定することを意図したものではなく、これらの概念は明細書の全体にわたって、他の節における応用性を有することができる。
【０２１２】
好適実施の形態の上述の記載は当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であろう、そしてここに定義される包括的原理はこの発明の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施の形態に適用可能である。従って、この発明は、ここに示した実施の形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示した原理と新規な特徴に一致する最も広い範囲が許容されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０２１３】
【図１】図１は、多数のユーザをサポートし、この発明の種々の観点および実施の形態を実現することができる通信システムの図である。
【図２】図２は、特定の通信システムの場合の多数の固定再使用パターンに対して得られるＣ／Ｉの累積分布関数（ＣＤＦｓ）を示す。
【図３】図３は、この発明の一実施の形態に従う、適応再使用スキームの特定の実施のフロー図である。
【図４】図４は、３セル再使用の場合のリソースの分割と割当ての一実施の形態の図である。
【図５】図５は、全てのセルが全出力で送信する１セル再使用パターンに対して得られるＣ／ＩのＣＤＦを示す。
【図６】図６は、データ送信をスケジュールするためのスキームの一実施の形態のフロー図である。
【図７】図７は、優先度ベースチャネル割当てスキームの一実施の形態のフロー図である。
【図８】図８は、チャネル性能向上スキームのフロー図である。
【図９】図９は、この発明の種々の観点および実施の形態を実現することができる通信システムにおける基地局と端末のブロック図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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