(57)【要約】  無線送受信ユニットＷＴＲＵ(Wireless Transmit/Receive Unit)の電池効率を最大限にするための方法が開示される。ある実施例において、あらかじめ定められた数のＨＳ−ＳＣＣＨ(High-speed shared control channels)  が示され、ＷＴＲＵはあらかじめ定められたスケジュールによって、ＨＳ−ＳＣＣＨを監視するよう命令されている。その既定のスケジュールはおなじタイムスロットでＨＳ−ＳＣＣＨの監視を含める。そしてそれは、ＨＳ−ＳＣＣＨのためだけのタイムスロット、またはもう一つのチャネルで活用されるタイムスロットのどちらかである。
2007511171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送受信ユニットＷＴＲＵ(Wireless Transmit/Receive Unit)の電池効率を最大化する方法であって、
高速共有制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ(High-speed Shared Control Channel)の、あらかじめ定められた数を特定するステップと、
あらかじめ定められたスケジュールに従って、前記ＨＳ−ＳＣＣＨを監視するためにＷＴＲＵへ指示するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記あらかじめ定められたスケジュールは、同じタイムスロット内のＨＳ−ＳＣＣＨ監視を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記あらかじめ定められたスケジュールは、もう一つのチャネルによって使用されるように、同じタイムスロットのＨＳ−ＳＣＣＨ監視を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
残りのチャネルがプライマリ共通制御物理チャネルであることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
残りのチャネルがダウンリンク専用チャネルであることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
もう一つのアップリンク送信としての同じタイムスロットへの、アップリンク高速共有情報チャネルＨＳ−ＳＩＣＨ(High-speed Shared Information Channel)を割り当てるステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記割り当てるステップは、ＷＴＲＵが高速下り回線共有チャネルＨＳ−ＤＳＣＨ(High-speed Downlink Shared Channel)伝送を復号した後に、実行されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記タイムスロットはアップリンク専用チャネルによっても使用されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ＷＴＲＵの電池効率を最大化するための方法であって、
前記ＷＴＲＵのもう一つのアップリンク伝送として、同じタイムスロットへアップリンクＨＳ−ＳＩＣＨを割り当てるステップを備えたことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記割り当てるステップは、前記ＷＴＲＵがＨＳ−ＤＳＣＨ伝送を復号した後に、実行されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記タイムスロットは、アップリンク専用チャネルによっても使用されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ(Radio Network Controller)とノードＢを持つ、無線通信システムにおけるＷＴＲＵの電池効率を最大化するためのシステムであって、
前記ＲＮＣに位置づけられた、高速下りパケットアクセスＨＳＤＰＡ(High-speed downlink Packet Access)割り当て制御装置であって、前記ＷＴＲＵによって監視されるチャネルを割り当てる、前記ＨＳ−ＤＰＡの割り当て制御装置を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記ＨＳＤＰＡ割り当て制御装置は、前記ＷＴＲＵによって監視されるＨＳ−ＳＣＣＨを、同じダウンリンクのタイムスロットへ割り当てることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ＨＳＰＤＡ割り当て制御装置は、ＷＴＲＵによって監視されるＨＳ−ＳＣＣＨを、前記ＷＴＲＵがダウンリンク専用チャネルを受信するダウンリンクのタイムスロットへ割り当てることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＨＳＤＰＡ割り当て制御装置は、ＨＳ−ＳＩＣＨを、ＷＴＲＵがアップリンク専用チャネルを送信するアップリンクのタイムスロットへ割り当て、前記ＨＳ−ＳＩＣＨは前記ＷＴＲＵがＨＳ−ＤＳＣＨを復号した後に割り当てられることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、さらに詳しくは、高速下りパケットアクセスＨＳＤＰＡ(High-speed downlink Packet Access) を採用する無線システムにおいて、チャネルを割り当てる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第５世代移動体通信システムＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication System)と、周波数分割複信ＦＤＤ(Frequency Division Duplex)モードと、時分割複信ＴＤＤ(Time division Duplex)モードは、スループットと待ち時間とダウンリンクＤＬ(Downlink)のスペクトル効率を改善するために、ＨＳＤＰＡと呼ばれる機能を組み入れてきた。ＨＳＤＰＡ の方式は、動的な方法により、無線ユニットが即時に体感された無線及びサービスの状態の関数として、エアインターフェース上で、異なった無線ユニットへのパケット送信のスケジューリングを行うことである（つまり、例えば、ＦＤＤの２ミリ秒ごと、またはＴＤＤの１０ミリ秒ごとの速さ）。ＦＤＤモードとＴＤＤモードの両方におけるＨＳＤＰＡの主要機能は、以下を含む。Ｕｕ（エアインターフェース）上のエラー受信したＤＬパケットの早い再送（自動再送制御ＡＲＱ(Hybrid Automatic repeat Request)）。エラー受信したＤＬパケットの早いアップリンクＵＬ(Uplink)通知（肯定応答／否定応答）。ＷＴＲＵのＤＬチャネル状態における、ＵＬの早いチャネルフィードバック。ＤＬの多くのユーザーへ効果的なサービスをするための太い伝送路のスケジューリング。この機能性、つまりその早い動的ＨＳＤＰＡパケットスケジューラーは、基地局に位置づけられ（つまりそのノードＢ）、ＲＮＣからのむしろ自立した方式で操作する。
【０００３】
ＴＤＤシステムにおいて、ＲＮＣは、ＨＳＤＰＡデータチャネル（つまり、そのＨＳ−ＤＳＣＨ）の使用のために、それぞれのセルに一定数のタイムスロットを割り当てる。ＲＮＣは、Ｉｕｂ／Ｉｕｒ信号方式によるＨＳ−ＤＳＣＨについて、どのタイムスロットが使えるか、タイムスロットのそれぞれにおいてどの拡散コードのセットが使えるかを、ノードＢへ通信する。ＲＮＣは続いて、選択されたタイムスロットのＤＬパケットと拡散コードをいつ送るべきかの制御をノードＢへ渡す。
【０００４】
さらに、ＴＤＤのＨＳＤＰＡ操作にとって、ノードＢからＷＴＲＵ、ＷＴＲＵからＲＣＮへの、ＤＬ、ＵＬ制御信号は重要である。2つのタイプのＨＳＤＰＡ制御チャネルがある。それは、速いＤＬ信号方式のための高速共有制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ(High-speed Shared Control Channel)と、速いＵＬ信号方式のための高速共有情報チャネルＨＳ−ＳＩＣＨ(High-speed Shared Information Channel)である。ＨＳ−ＳＣＣＨとＨＳ−ＳＩＣＨの両方が、一つの情報資源の単位を占有する（一つのタイムスロット内に、一つの16進数拡散符号）。
【０００５】
ノードＢはＤＬ ＨＳ−ＳＣＣＨを使って、ＷＴＲＵグループ内のＷＴＲＵに、高速データがＨＳ−ＤＳＣＨ上にＷＴＲＵのためにスケジューリングされることを知らせる。ある特定のＷＴＲＵは、並行して最大４つのＨＳ−ＳＣＣＨを監視できる。５以上のＨＳ−ＳＣＣＨをセル内に設定できることも注意すべきである。
【０００６】
ＷＴＲＵは、ＵＬ ＨＳ−ＳＩＣＨを使って、ＨＳ−ＤＳＣＨ復号の試み（つまり、データ受信の成功／成功でない）の結果をノードＢへ知らせる。ノードＢに、ＨＳ−ＳＣＣＨ上にアドレス付けされたＷＴＲＵと、ＨＳ−ＤＳＣＨ復号後のＵＬ送信に一致する同じＷＴＲＵの間の明確な関係をノードＢが確立できるように、どのＨＳ−ＳＩＣＨも、特定のＨＳ−ＳＣＣＨ（修正された時間関係とコードマッピング）の発生に明らかに結び付けられている。
【０００７】
ＦＤＤとＴＤＤ両方のＨＳＤＰＡ操作にとって、ＲＮＣは、専用チャネルＤＣＨ(Dedicated Channel)を用いて、永続的な低速のＵＬとＤＬによるＮＴＲＵへの信号接続を維持する。このいわゆる関連したＤＣＨは、電波資源制御ＲＲＣ(Radio Resource Control)情報（例えば、ハンドオーバーコマンドまたは測定データ）を運び、ＵＬ内でユーザーの生データを運ぶためにも使われる（例えば、ＴＣＰ／ＩＰの確認応答）。この関連したＤＣＨは、はるかに低いデータ転送速度（つまり３．４ｋｂｐｓ）が必要とされる場合も、機能的な観点上、従来のＵＭＴＳ Ｒ９９またはＲ４専用チャネルと、同一である。
【０００８】
ＨＳＤＰＡのチャネル構成、つまりＨＳ−ＤＳＣＨの割り当てとＨＳ−ＳＣＣＨとＨＳＤＰＡ操作及びタイムスロットと拡散符号とに関連したＵＬ及びＤＬ ＤＣＨｓのために必要なＨＳ−ＳＩＣＨチャネルとは、接続設定時にＲＮＣによってなされる。ＲＮＣは、Ｉｕｂ／Ｉｕｒネットワークインターフェースを越えて、ＲＲＣ信号方式によってチャネル構成を、ノードＢのＮＢＡＰ(Node B application part)によってノードＢを、ＷＴＲＵに知らせる。
【０００９】
ＨＳＤＰＡサービスの間、ＷＴＲＵが定期的に受信または送信しなければならない、多数のチャネル（つまり、最大４つのＤＬ ＨＳ−ＳＣＣＨ、ＤＣＨに結び付けられる１つのＤＬ、ＤＣＨに結び付けられる１つのＵＬ、最終的ＵＬ ＨＳ−ＳＩＣＨ）は、その電力消費とその電池効率において、重大な負荷を構成する。これは特に、節電モードの間、問題である。つまり、ノードＢのパケットスケジューラーが他のＷＴＲＵのサービス中のとき、短い（一から数十、またはもっと多くの、休止フレーム）が、頻繁なＨＳＤＰＡの送信が中断する。
【００１０】
ＷＴＲＵ電力消費全体の確定要素は、その無線周波ＲＦ(Radio Frequency)部(電力増幅器、周波数発振段、即時周波数変換、フィルタ)に電源が入っている時間の長さである。そしてそれは、データを含むタイムスロットで受信するために、またはデータを含むタイムスロットに送信するために必要とされる。ＷＴＲＵベースバンド操作部（デジタルＤＳＰ、ＡＳＩＣなど）は、電力消費の観点では要求が少ない。そしてペースバンド部はたいてい、バックグランドタスクで操作するか、またはＲＦ部の電源が切れている間に復号する。通常は、ベースバンド部とＲＦ部が同時に動作中のとき、ＷＴＲＵ電池電力消費のだいたい８０％が、ＷＴＲＵのＲＦ部へ行く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＨＳＤＰＡサービスをサポートするのに必要な同時チャネルの多くは、ＷＴＲＵの電力消費を最小化するために、どうやってチャネルを割り当てるかについて難題をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
無線送受信ユニットＷＴＲＵ（Wireless Transmit/Receive Unit）の電池効率を最大化する方法を開示する。一実施例において、あらかじめ定められた数のＨＳ−ＳＣＣＨが特定されていて、ＷＴＲＵはあらかじめ定められたスケジュールに沿ってＨＳ−ＳＣＣＨを監視するよう指示されている。あらかじめ定められたスケジュールは、同じタイムスロットすなわち、ＨＳ−ＳＣＣＨのためだけのタイムスロットか、もう一つのチャネルで利用されたタイムスロットのどちらかにおいて、ＨＳ−ＳＣＣＨを監視することを含むことができる。
【００１３】
ＲＮＣをもつ無線通信システムにおけるＷＴＲＵの電池効率を最大化するためのシステムは、ＲＮＣにある高速ダウンリンクパケットアクセスの割り当て制御装置を含む。割り当て制御装置は、次の３つの方法のうちの一つでチャネル割り当てを行う。（１）同じＤＬタイムスロットへのＷＴＲＵによって監視されるＨＳ−ＳＣＣＨ。（２）ＷＴＲＵがＤＬ ＤＣＨを受信するＤＬタイムスロットへのＷＴＲＵによって監視されるＨＳ−ＳＣＣＨ。（３）ＷＴＲＵにＵＬ ＤＣＨを送るＵＬタイムスロットへのＨＳ−ＳＩＣＨ、つまりＷＴＲＵがＨＳ−ＤＳＣＨを復号した後に割り当てられるＨＳ−ＳＩＣＨ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明のより詳細な理解は、次の好適な実施例の説明から得られ、実例によって与えられ、添付の図面と連動して理解される。
【００１５】
以下、ＷＴＲＵは、ユーザー装置、移動局、固定または無線の加入者ユニット、ポケベル、他のあらゆるタイプの無線環境で操作可能な装置を含むが、これらに制限されない。
以下、基地局は、ノードＢ、位置制御装置、アクセスポイント、無線環境における他のあらゆるタイプの装置を含むが、これらに制限されない。
【００１６】
本発明において、（全体決定要素としての）ＷＴＲＵのＲＦ側オンタイムを最小化するために、ＴＤＤ  ＨＳＤＰＡ  ＷＴＲＵチャネル（監視のためのＨＳ−ＳＣＣＨ、ＤＣＨへ結び付けられるＤＬとＵＬ、ＨＳ−ＳＩＣＨ）を割り当てるＲＮＣによって、ＨＳＤＰＡサービスにおけるＷＴＲＵの電池効率を最大化することが提案されている。各フレームについて一回（または多くて２回）、そのＷＴＲＵは、プライマリ共通物理チャネルＰ−ＣＣＰＣＨ(Primary Common Control Physical Channel)または、ＵＬ送信電力を設定するための経路損失の測定を得るためのセカンダリビーコンタイムスロットを受信しなくてはならないことに注意すべきである。
【００１７】
個々のＷＴＲＵへのＨＳＤＰＡチャネル割り当てを実行するためにＲＮＣへ自由に与えられる手段を用いて、特定のＷＴＲＵが各フレームを監視するのに必要とすることができる、最大全部で４つのＨＳ−ＳＣＣＨは、同じタイムスロットへ入れることができる。加えて、各ＨＳ−ＳＩＣＨ資源（特定のタイムスロットの16進数拡散符号）は、正確に一つのＨＳ−ＳＣＣＨへ対応する。しかし、異なったＷＴＲＵのためのＨＳ−ＳＣＣＨとＨＳ−ＳＩＣＨ間の独立した関係性を、ＲＲＣ信号を用いてＲＮＣによって設定できる。
【００１８】
図１で示される方法の第１の実施例において、ＨＳ−ＳＣＣＨのいくつかまたはすべてを割り当てるＲＮＣによって、ＷＴＲＵ電力消費は減少する。ＷＴＲＵは同じＤＬタイムスロットを監視する。図１で示される方法の第２の実施例において、ＨＳ−ＳＣＣＨのいくつかまたはすべてを割り当てるＲＮＣによって、ＷＴＲＵ電力消費は減少する。ＷＴＲＵは定期的に同じタイムスロットを監視し、そしてＮＴＲＵは既にＮＴＲＵ関連するＤＬ ＤＣＨを定期的に受け取っている。
【００１９】
もし、監視されることになる各ＨＳ−ＳＣＣＨが異なったＤＬタイムスロットに割り当てられるならば、１５のタイムスロットのうち最大７つのタイムスロットまでの可能性があることと比較すると、第１と第２の実施例による方法を使うＲＦ部のオンタイムは、（１５のうち）少なくとも３つのタイムスロットであろう。つまりＰ‐ＣＣＰＣＨタイムスロット、ＤＬ ＤＣＨタイムスロット及びＵＬ ＤＣＨタイムスロットである。第２の実施例の若干修正されたバージョンは、代わりに、ＨＳ−ＳＣＣＨをＰ−ＣＣＰＣＨ（またはセカンダリのビーコンタイムスロット）へ割り当てることになる。なぜなら、ＷＴＲＵのＲＦ部が、そのＵＬ伝送のためのＤＬの経路損失を測るためにすでに活性化されるからである。
【００２０】
図２で示されるその方法の第３の実施例において、ＨＳ−ＤＳＣＨの復号の試みの後、ＷＴＲＵがその一致するＵＬ ＤＣＨを定期的に送るそのＵＬタイムスロットへ、ＨＳ−ＳＩＣＨを割り当てるＲＮＣは、ＷＴＲＵの電力消費を減らす（図２のフレーム３を参照）。ＨＳ−ＳＩＣＨは、フレーム２の代わりにフレーム３へ送られる。なぜならば、ＨＳ−ＤＳＣＨの処理データへ割り当てられる最少の処理時間になるだろうことをその標準規格は保障しているからである。特定のＨＳ−ＤＳＣＨのデータのために肯定応答または否定応答含んでいるＨＳ―ＳＩＣＨは、そのＨＳ−ＤＳＣＨが受信されるように同じフレームには送られず、通常２フレーム後に送られる（図２参照）。標準規格は、ＴＤＤモードでおよそ１５から１６のタイムスロット、ＦＤＤモードでだいたいだいたい７．５タイムスロットを割り当てることに留意されたい。ＨＳ−ＳＩＣＨ割り当ては、セットアップすなわちＷＴＲＵのＤＬ ＨＳ−ＳＣＣＨへのＵＬ ＨＳ−ＳＩＣＨの関連を相応に選択する時にＲＲＣ信号を用いてＲＮＣによって実行される。
【００２１】
ＴＤＤは多重フレーム割り当てを許可することに注意すべきである。つまり、チャネルはフレームごとに規則的に生じるのではなく、代わりに２，４，８などのフレームごとに生じる。図１，２に関連して上記に説明した方法は、図３に示されるように、自然にこれらの場合に拡張される。
【００２２】
図４は、本発明に従って構成されたシステム４００を示す。システム４００は、ＲＮＣ４１０とノードＢ４２０とＷＴＲＵ４３０とを含む。ＲＮＣ４１０は、ＨＳＤＰＡ割り当て制御装置４１２を含む。ＲＮＣ４１０は、Ｉｕｒインターフェース４１４を通してＵＭＴＳシステムの他のＲＮＣと通信し、Ｉｕｂインターフェース４１６を通して、ノードＢ４２０と通信する。ＷＴＲＵ４３０は、ＷＴＲＵ４３０で、内部でお互いに通信するＲＦ部４３２とベースバンド部４３４とを含む。
【００２３】
ノードＢ４２０は、ＨＳＤＰＡチャネル４４０のセットを通ってＷＴＲＵ４３０と通信する。チャネル４４０は、一つまたは複数のＨＳ−ＤＳＣＨ４４２ａ−４４２ｎ、一つまたは複数のＨＳ−ＳＣＣＨ４４４ａ−４４４ｎ、一つまたは複数のＨＳ−ＳＩＣＨ４４６ａ−４４６ｎ、ＤＬ ＤＣＨ４４８、ＵＬ ＤＣＨ４５０を含む。割り当て制御装置４１２は、セット４４０からのチャネルを選択することによってＷＴＲＵ４３０によって使われることになるそのチャネルを割り当てる。上記に書かれたいずれかの方法に従ってチャネル割り当ては実行される。システム４００は、追加修正することなく、これらの方法のどれでも使うことができる。
【００２４】
簡単に言うと、本発明はＵＭＴＳ型技術の背景において述べられてきた一方で、本発明があらゆるタイプの無線通信システムに導入されてもよいことに留意すべきである。純粋に例として、ＵＭＴＳ−ＦＤＤ、ＵＭＴＳ−ＴＤＤ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００（ＥＶ−ＤＯとＥＶ−ＤＶ）、または述べられてきたような他のあらゆるタイプの無線通信システムで、本発明を実装することができる。
【００２５】
本発明の特徴と要素は、特定の組み合わせの好適な実施例で述べられてきたにも関わらず、それぞれの特徴または要素はそれだけで（好適な実施例の、他の特徴と要素なしで）、あるいは本発明の他の特徴と要素の有無にかかわらず様々な組み合わせで使われてよい。本発明の特定の実施例が示され説明されてきた一方で、たくさんの修正と変化が発明の範囲から離れることなく、同業者によってなされるだろう。上記記述は、例証につとめてきたが、決してその特定の発明に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１と第２の実施例にかかる、チャネル監視のためのタイムスロット図である。
【図２】本発明の第３の実施例にかかる、チャネル監視のためのタイムスロット図である。
【図３】多重フレームのチャネル割り当てに従う、チャネル監視のためのタイムスロット図である。
【図４】本発明に従って構成されたシステムの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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