(57)【要約】無線資源が移動局（４０）と基地局（２０）との間の通信に割当てられる。もし、移動局（４０）が隣接セルからの同一チャネル干渉が瞬間的に低レベルになったことを経験するなら、利用可能なセットの無線資源は、そのような隣接セルに最初に割当てられた無線資源を含むかもしれない。同一チャネル干渉の存在はパイロット信号の信号品質測定から推定されるのが好ましい。割当てはアップリンクとダウンリンク（５４）の内の少なくとも１つの通信に関係する。測定を実行する機器（４１）は移動局（４１）に置かれる一方、評価（２２）、選択（２３）、実際の割当て（２４）を実行する機器は通信システムの異なる部分、即ち、移動局（４０）、基地局（２０）、或は、コアネットワーク（７０）に設置されたり、或は分散した手段として設けられると良い。
2007533224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々が最初に割当てられた無線資源のセット（Ｒ１−Ｒ６）を有した複数の基地局（２０；２０：１−５）を含む無線通信システム（１）の無線資源を動的に割当てる方法であって、
第１の基地局（２０；２０−１）に接続された第１の移動局（４０；４０−１）において、前記複数の基地局（２０；２０：１−５）から送信された信号（６０）の品質指標を測定する工程と、
前記測定された品質指標に基づいて、前記複数の基地局（２０；２０：１−５）の内のどの基地局が受容できない同一チャネル干渉を生じさせる前記第１の移動局（４０；４０：１）と関係した無線条件をもつのかを評価する工程と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な無線資源のサブセット（２３；７３）を選択する工程と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の前記第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な前記無線資源のサブセットから無線資源を割当てる工程とを有し、
前記サブセットは、前記第１の基地局（２０；２０：１）の割当てられた無線資源（Ｒ４）のセットとともに、前記評価する工程に従って、受容できない同一チャネル干渉を生じさせることが見出された基地局に対して最初に割当てられたのではない無線資源のセットとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定が実行される前記信号（６０）はパイロット信号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】
前記測定が実行される前記信号（６０）はユーザデータ信号を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記品質指標は経路損失を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記品質指標は干渉レベル指標を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第１の方向はダウンリンク方向（５４）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記第１の方向はアップリンク方向（５６）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記最初に割当てられた無線資源（Ｒ１−Ｒ６）のセットは無線資源再利用計画により定義されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記評価する工程は、前記第１の基地局（４０；４０：１）で実行されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の移動局（４０；４０：１）から前記第１の基地局（２０；２０：１）に前記品質指標を示すデータを転送する工程をさらに有し、
前記評価する工程は、通信システムのノード（２０；２０：１−５；７０）において実行されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記通信システムのノードは前記通信システム（１）のコアネットワーク（１０）のノード（７０）であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記割当てる工程はパケットを基本として実行されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
夫々が最初に割当てられた無線資源のセット（Ｒ１−Ｒ６）を有した複数の基地局（２０；２０：１−５）を含む無線通信システム（１）における装置であって、
第１の基地局（２０；２０−１）に接続された第１の移動局（４０；４０−１）から、前記複数の基地局（２０；２０：１−５）から前記第１の移動局に送信された信号（６０）の品質指標を示すデータを受信する手段と、
前記測定された品質指標に基づいて、前記複数の基地局の内のどの基地局が受容できない同一チャネル干渉を生じさせる前記第１の移動局（４０；４０：１）と関係した無線条件をもつのかを評価する手段（２２；４２；７２）と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な無線資源のサブセット（２３；７３）を選択する手段と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の前記第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な前記無線資源のサブセットから無線資源を割当てる手段とを有し、
前記サブセットは、前記第１の基地局（２０；２０：１）の割当てられた無線資源（Ｒ４）のセットとともに、前記評価する手段（２２；４２；７２）により、受容できない同一チャネル干渉を生じさせることが見出された基地局に対して最初に割当てられたのではない無線資源のセットとを有することを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記装置の少なくとも一部は移動局（４０；４０：１−３）に含まれることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置の少なくとも一部は前記通信システム（１）のノード（２０；２０：１−５；７０）に含まれることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ノードは基地局（２０；２０：１−５）であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は前記通信システム（１）の１つ以上のノード（２０；２０：１−５；７０）に分散されることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至１７のいずれかに記載の装置を少なくとも１つ有することを特徴とする通信システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には移動体通信システムにおける無線資源の割当てに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムに割当てられた無線スペクトラムは、一般に異なる地理的サブエリア、所謂、セル内で再利用され、カバレッジとキャパシティとを提供しなければならない。しかしながら、どの多元接続技術が用いられるのか、そして移動局と基地局の受信器に対する干渉に対してどれほど耐性があるのか等のような技術的選択やファクタに依存して、所謂、スペクトラムの同じ部分を用いる異なるセル間の再利用距離は変化するかもしれない。この変化は、異なるタイプのシステム間のみならず、同じシステム内でも現れる。後者は、例えば、サービスエリアの地形による。
【０００３】
実際のところ、移動体通信システムのセルレイアウトをモデル化するために、正六角形の異質的なグリッドがしばしば用いられる。実際のセルの真実の記述とそのカバレッジ領域を備えるのではないが、１つの近似形として、六角形はセル計画のために有用であることが実証されている。なぜなら、それは便利なフレームワークを提供し、そのフレームワークでは、広範囲にわたるセル再利用クラスタのモザイク化が、与えられたシステムの全サービスエリアにわたり利用可能なスペクトラム／チャネル資源の分布を記述するために定義される。
【０００４】
もし、Ｎ＝ｉ2＋ｉｊ＋ｊ2であるなら、サイズＮのクラスタのモザイク化がなされることは知られている。
【０００５】
ここで、ｉとｊは負ではない整数であり、ｉ≧ｊである。上記の関係から、利用可能なクラスタのサイズはＮ＝１、３、４、７、９、１２……であることが導かれる。
【０００６】
明らかに、与えられたシステムのスペクトラム効率を最適化するために、できる限り小さなクラスタ再利用ファクタを用いることが望ましい。しかしながら、スペクトラム拡散や空間分割多重化技術が用いられないなら、小さな再利用ファクタを用いることは、隣接セルからの同一チャネル干渉の影響が余りにも大きくなるために可能ではないかもしれない。即ち、同一チャネル干渉の影響によりサービスで期待される品質に合う意図したデータを復調して回復させるための異なるセルにおける受信器の能力を損なってしまう可能性がある。この問題を回避し、チャネル相互の放射と影響に対する制御を行うために、“１”よりも大きい再利用ファクタが実際には多くのシステムで用いられるのが通常である。
【０００７】
“１”よりも大きい固定的な再利用ファクタを用いることは自動的に、利用可能なシステムバンド幅の一部分だけが与えられたセルにおけるいずれかの移動体に提供されるものであることを示唆する。このことは、ネットワークの観点から見ても、また、ユーザの観点から見ても多くの理由のために利点がないことは明らかである。そのような理由のいくつかは以下の通りである。
【０００８】
・最大ピークのスループット率が低下する。
【０００９】
・伝送時間が増加するにつれ、同一チャネル干渉に移動局が曝されることが増える。それ故に、近接セルにおける基地局が同時にパケットを異なるユーザに同じチャネル資源を用いて送信する確率が増加する。
【００１０】
・隣接セルへ干渉波を基地局が放射する時間が増加する。
【００１１】
・チャネル資源の接続性が低下する。多くの移動局にサービスを行っているので、基地局における遅延は相当なものとなる。これは、実際の伝送時間と再送に必要な時間の両方のために生じる。
【００１２】
・低下したピークデータ率にリンクされたりチャネル接続性が劣化することにはまた、エアインタフェースが低速になったとユーザが知覚することが増えるという危険性がある。
【００１３】
周波数計画の一例は特許文献１に開示されている。ここでは、改善された経路損失評価が用いられ、チャネルを異なる基地局に割当てる。経路損失評価は、システムに接続された移動局に、ある隣接セルの信号を測定し、移動局の電力をロックして隣接基地局における同期測定を可能にするように指示することにより得られる。これらの測定から、経路損失における統計値が計算され、次に、その計算が周波数計画を改善するために用いられる。
【００１４】
特許文献２には、通信システムのセルの再利用計画が動的に再定義される方法が開示されている。観測された干渉レベル、負荷条件、システム要求などのような数多くのファクタに基づいて、資源を異なるセルに分割するための再利用計画が適合される。その文献はまた、各セルに対する資源の利用可能なセット内での効率的な資源割当てについての方法を開示している。
【特許文献１】米国特許第６，４９８，９３４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／００１３４５１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献２で呈示された再利用計画を適合させることについての問題は、通信システム全体がその適合に関与しなければならない点にある。その適合により影響を受ける資源は再利用されねばならず、システム構成データは新しい再利用計画が利用される前にシステム全体にわたって更新されねばならない。この問題は、少なくとも通信システムにおける短期間での変更に適合させるという適合思想を用いることをより利点の少ないものにしている。
【００１６】
従来の資源割当てについての一般的な問題とは、特定の場所や特定の時間において移動局が被る実際の干渉状況という観点からすれば、無線資源が効率的に利用できない点にある。
【００１７】
従って、本発明の一般的な目的とは、無線資源利用効率を改善する資源割当て機器と方法とを提供することにある。本発明に係る更なる目的は、局所的かつ現在の信号品質を用いて無線資源利用効率を改善することにある。本発明に係る更なる別の目的は、非常に短時間に割当て適合を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は添付した請求の範囲に従う方法と装置により達成される。一般に、無線資源が移動局と基地局との間の通信に割当てられる。もし、移動局が隣接セルからの同一チャネル干渉が瞬間的に低レベルになったことを経験するなら、利用可能なセットの無線資源は、そのような隣接セルに最初に割当てられた無線資源を含むかもしれない。同一チャネル干渉の存在はパイロット信号の信号品質測定から推定されるのが好ましい。割当てはアップリンクとダウンリンクの内の少なくとも１つの通信に関係する。測定を実行する機器は移動局に位置する一方、評価、選択、実際の割当てを実行する機器は通信システムの異なる部分、即ち、移動局、基地局、或は、コアネットワークに設置されたり、或は分散した手段として設けられると良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の利点は、全体的な無線資源の利用が改善することである。更に、時間的に短期間での資源要求のばらつきを効率的に扱うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明と、その更なる目的や利点は共に、添付図面と共に以下の記載を参照することにより最善の理解が得られる。
【００２１】
１回以上の再利用を考慮する基本的な理由は、同一チャネル干渉（ＣＣＩ）の影響を制御する手段を提供することにある。セルの境界にある移動局は理論的にはおそらくＣＣＩに曝されるものであるので、“１”以上の再利用ファクタを用いる考えとは、少なくともある程度は、全セルの全ての場所でのスループットを保証することである。このことは、ほとんどの移動局がサービスを受けることができるため、ネットワークの観点からすればもちろん非常に望ましいことである。しかしながら、このやり方は保守的なものである。セルのいくつかの位置において、例えば、基地局に近接してはいるが潜在的には他のサブエリアでもあるエリアにおいて、干渉条件はスペクトラムの大部分が他の隣接するセルにおける強い同一チャネル干渉の原因とならずに用いられるようにすることであるかもしれない。即ち、そのようなエリアにいくつかの移動局だけが存在するなら、より小さい値の再利用ファクタが用いられる。このような観察はこの開示において説明する本発明が利用する基礎を形成するものとなる。移動局が存在するセルの一部における実際の干渉の状況により、最初に適用された再利用計画により元々保証されたものよりも大きい部分のシステムバンド幅を用いてトラフィックが実現されることを可能にする。
【００２２】
この基本的な考えを例示するために、最初に、一般的な移動体通信ネットワークについて検討する。図１では、移動体通信ネットワーク１はコアネットワーク１０を有する。次に、コアネットワーク１０は外部ネットワーク１２に接続される。数多くの基地局２０：１〜２０：５はコアネットワーク１０に接続される。各基地局２０：１〜２０：５は夫々が一定の地理的なエリア又はセル３０：１〜３０：５をカバーすることを担当する。この開示では、セル３０：１〜３０：５は例示のために便宜上、六角形で表現されている。あるセルに位置する移動局は通常、対応する基地局２０：１〜２０：５への無線リンクを介して通信ネットワークに接続される。
【００２３】
セルの外周部分に位置する移動局は隣接セルからの相対的に高い電力の信号を受けるであろう。異なるセル間での干渉を抑えるために、通常の場合、各セルでは利用可能な無線資源全ての一部だけが用いられる。一般的に用いられる方法では、利用可能な資源は数多くのグループに分割され、各セルはそのようなグループの１つの中にある無線資源を用いる機会をもつ。これは資源再利用の基本的な考えである。１つの典型的な例が図２Ａに例示されている。ここでは、無線資源は３つの部分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に分割され、各セルはこれら無線資源のセットの１つを用いることが許される。この図示した例では、所謂、再利用ファクタは“３”である。同じ無線資源が近接セルでは用いられていないが、更に離れたセルでは用いられることにすぐに気づかれるであろう。
【００２４】
図２Ｂは無線資源空間のボリュームを図示している。この図示では、無線資源空間は時間、周波数、符号という量に関して拡がりをもっている。用いられる実際の無線技術に依存して、全体として利用可能な無線資源空間はより小さなボリュームに分割され、その小さなボリュームが基地局と移動局との間のアップリンク或はダウンリンク通信に対して割当てられる。再利用計画が適用されるとき、全ての利用可能な無線資源空間は数多くの部分的なボリュームに分割される。図２Ｂでは、全ての利用可能な無線資源空間は３つの部分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に分割され、それらは例えば、図２Ａで図示されたように利用される。図２Ｂにおける分割は周波数の次元に対してなされている。即ち、各セルに割当てられる無線資源は数多くの周波数により定義される。しかしながら、資源空間の部分の定義は、時間の次元、符号の次元、或は、それらの組み合わせなど、どのような方法でなされても良い。資源空間はまた、空間領域を加えたようなより多くの次元へと拡張できる。
【００２５】
図３は本発明に従う移動体通信システムの実施例を図示したものである。数多くの基地局の内、３つだけに参照番号が付されており、基地局２０：１〜３が各セル３０：１〜３と関係している。無線資源のセットＲ４は最初に基地局２０：１に割当てられ、無線資源のセットＲ５は最初に基地局２０：２に割当てられ、無線資源のセットＲ６は最初に基地局２０：３に割当てられる。Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は通常は期待される干渉距離内では互いに関して排他的である。即ち、これらの無線資源は同一チャネル干渉を生じさせるなら、おそらくは共通の資源を有していない。しかしながら、互いに対してさらに離れた無線資源のセットは共通の資源を有する。即ち、そのセットは、大きな規模で見るときには通常、排他的ではない。無線資源のセットは通常、再利用計画に従って割当てられるが、他の方法で決定されても良い。
【００２６】
３つの移動局４０：１〜３はセル３０：１と３０：２のカバレッジ内に存在するように図示されている。移動体４０：１はそれ自身の基地局２０；１の近くに位置し、無線資源５０により基地局２０：１と通信する。移動局４０：２はセル３０：１内に位置しているが、相対的にはセル３０：２の境界近くに位置し、無線資源５１により基地局２０：１と通信する。移動局４０：３はセル３０：２内に位置するが相対的にセル３０：３に近く、無線資源５２により基地局２０：２と通信する。
【００２７】
移動局４０：１は一般には通信システム内の異なる基地局からの多くの無線信号６０を受ける。最大強度の信号はおそらく基地局２０：１からのものであるが、通常は、最も近接した他の基地局からの信号も検出できる。基地局２０；１に近接した位置にいる移動局４０：１についていえば、基地局２０：１からのおそらく２番目の強度をもつ信号、この例では、おそらくは基地局２０：３からの信号はよりはるかに強度が大きい。しかしながら、移動局４０：２についていえば、基地局２０：１と２０：２からの信号強度はおそらくさほど変わることはない。移動局４０：２は通常、移動局４０：１よりももっと同一チャネル干渉に曝されることは当業者には明らかである。それ故に、無線資源の割当ては通常、最悪の事態、例えば、移動局４０：２を考慮してなされる。しかしながら、移動局４０：１についていえば、無線資源のより効率的な利用に関心がある。
【００２８】
本発明の実施例に従えば、基地局にセル全体で用いられるその基地局に最初に割当てられたのではない無線資源を割当てることが許される。ある場合、例えば、ある場所に位置した、或は、ある干渉状況にある移動局に関しては、隣接セルに割当てられた無線資源も利用される。言い換えると、本発明に従う可変資源割当てを用いると、移動局はある状態では他のセルからスペクトラムを“借用する”ことができる。このための条件とは、同一チャネル干渉の状態がそれを行うのが可能であることにある。このことは、アップリンクとダウンリンクの状態の両方において有効である。
【００２９】
アップリンクのシナリオでは、図３を参照すれば、移動局は一般にはあるセルに割当てられた無線資源Ｒ４〜Ｒ６を利用することが許されている。移動局４０：１と４０：２とは、例えば、Ｒ４内の無線資源を用いて基地局２０：１と通信することができ、一方移動局４０：３はＲ５からの無線資源を用いて基地局２０：２と通信を行う。
【００３０】
しかしながら、基地局２０：１に近接した位置にあり、（無線という意味において）例えば、基地局２０：２から離れた場所にいる移動局４０：１はＲ５からの無線資源を用いて送信しても良い。この理由には、基地局２０：２で創成される同一チャネル干渉が距離が長いことと移動局４０：１がおそらく低電力で送信するという事実のために非常に小さいことがある。これに対して、移動局４０：２はＲ５からの無線資源を用いることはできない。なぜなら、これを行うと基地局２０；２で大きな干渉を引き起こす結果となり、対応するセル３０：２にある端末が基地局２０：２に送信を行なう可能性をだめにしてしまうからである。
【００３１】
ダウンリンクのシナリオでも、状況は類似している。移動局４０：２に対して良好な性能を保証するために、基地局２０：１から移動局４０：２へのダウンリンク伝送はＲ４の資源を用いてのみ行う。しかしながら、移動局４０：１については、状況は多少異なる。なぜなら、それが基地局２０：１以外の他の基地局からは遠く離れて位置しているからである。それ故に、基地局２０：１から移動局４０：１への伝送は、（移動局４０：１がＲ４以外の周波数では十分に低い干渉レベルをレポートするなら、）Ｒ５とＲ６からも資源を用いることもできる。
【００３２】
特定の移動局にサービスを行うとき、基地局が最初に割当てられたものよりも高い無線資源の利用効率を考慮するかどうかを決定するために、その基地局は、パケットが実際に送信されるときの移動局の場所での干渉状況を知る必要がある。一般的な場合には、移動局は多くの基地局から送信された信号の品質指標を測定する。これらの品質指標から、多数の基地局の内、どの基地局が重大な同一チャネル干渉の原因となる危険をはらんでいないかについての結論をだす評価がなされる。言い換えると、第１の移動局と関係した同一チャネル干渉の距離或はエリアの外側と内側にある基地局が夫々決定される。干渉を起こさない基地局によって用いられる無線資源だけが問題としている移動局に対する或はその移動局からの通信のための割当て候補となりえる。
【００３３】
ここで、その間で選択をするために許される或は利用可能な無線資源のセットが各移動局と各状況に対してユニークであることに気づくのは重要である。異なる基地局により一般に用いられる無線資源の割当ては変更されない。その代わりに、最初に割当てられた資源以外の資源の利用を許可する規則が変更され、一定の干渉状況では隣接セルに最初に割当てられた資源を用いることを許可する。このようにして、通信システムのカバレッジエリア全体にわたり資源空間の全ての分割を一般的に適合させる必要はない。スペクトラムの使用或は“借用”は、特定の状況で特定の移動局に接続された一時的な状況に基づいてなされる。その適合の時間スケールは非常に高速であり、その適合は１つのバーストと次のバーストとの間で変化することさえもあるかもしれない。さらに、通信システムの残りの部分にわたり通知を広げる必要はない。
【００３４】
たいていの通信システムで、パケットデータ伝送は通常、本来的にバースト的である。基地局の実際の伝送時点では有効であったデータ信号において、ある時刻或は期間で見られる実際の干渉に基づいて、移動局が正確な干渉状況の評価を確立することができないかもしれないので、このことは、潜在的な問題を持ち出すことになる。本発明の好適な実施例、通常、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）をベースにしたシステムでは、個々の移動局は観測されるパイロットの電力を測定する。パイロットトーン、或はより一般的にはパイロット信号は、異なる副搬送波或は副搬送波グループで異なるセルから異なる再利用クラスタ識別番号を付けて送信される。異なる再利用クラスタグループについて測定されたパイロット信号電力は、パケットが基地局から移動局に送信されることになるのに先立ってレポートされるのが好ましい。即ち、スペクトラム割当ては、実際のデータトラフィックではなく、受信パイロット電力に基づいて決定される。このやり方は、パケットデータトラフィックとは反対に、異なるセルからのパイロット情報の伝送が時間的に連続的であるので有益であり利点がある。
【００３５】
もし全てのセルで送信されるパイロット搬送波の電力がそのセルを定義するなら、即ち、与えられたセルでの他の搬送波はそのパイロット搬送波よりも大きな電力で送信されないなら、移動局からのパイロット電力測定レポートは２つの重要な情報をサービスを行っている基地局に提供するであろう。干渉レベルの最悪の場合の評価が、隣接する無線資源空間において、即ち、再利用計画により最初に割当てられたもの以外の全ての資源において、予期されることがあり得る。なお、実際の干渉状況はおそらくはもっと良いものであろう。さらに、割当てられた周波数バンドにおけるレポート受信信号電力を知られた送信電力と比較することにより基地局から移動局への絶対的な経路損失を評価する手段を提供する。全てのセルにおけるパイロットの送信は連続的であるため、得られた干渉の評価は控えめなものであろう。しかしながら、それらを控えめなものとする同じ理由のため、その評価は準静的なものであろうし、従って、もし、その測定が実際の送信時間に対して時間的に十分に近い基地局により要求されるなら、その評価をパケット送信時間において有効なものとするであろう。
【００３６】
従って、移動局からの測定レポートが与えられると、基地局は評価された経路損失と予め定義されたある信号対干渉比（ＳＩＲ）の目標値に基づいて、移動局にある予め定められたサービス品質でデータを搬送するために各サブバンドでどのくらいの伝送電力が必要とされるのかを計算することができる。もし、これらの計算された電力レベルが受け入れ可能であるなら、即ち、そのレベルがあるネットワーク制御アルゴリズムにより最終的に決定されたある最大値より小さいか、或は、最初に割当てられた資源における最大許容電力に比例するある固定レベルにセットされるなら、基地局は個々の資源がデータ伝送のために用いられるかどうかを決定することができる。最後に、送信されるパケットサイズと与えられた移動局に対して理論的に割当て可能な資源の数に依存して、基地局は、例えば、ある論理制御チャネルを用いる移動局にどの資源を次のパケット伝送で考慮するのかを通知することができる。
【００３７】
また、移動局からネットワークに送信される干渉評価はアップリンクにおける特定の移動局に対して許される無線資源を決定するためにも用いられる。もし移動局が自分自身以外のダウンリンク周波数での低電力レベルをレポートするなら、例えば、図３を参照すると、移動局４０：１がＲ５のダウンリンク資源で低干渉レベルをレポートしているなら、おそらく、その移動局は自分自身の基地局に近接しており、ネットワークはその移動局にアップリンクでは複数の資源で通信を行わせることを決定する、即ち、隣接セルから資源を借用することができる。その移動局はまた、ダウンリンク測定に基づいてアップリンク送信において用いるためのバンド幅について自律的に決定することができる。しかしながら、その決定過程でネットワークを関与させることが好ましい。基地局から端末に送信されるアクティビティ・インディケータも瞬間的なアップリンク無線資源の使用について決定を行うために用いられる。もし、隣接する基地局全てが自分の資源について低いトラフィック強度をレポートするなら、隣接セルの端末はアップリンク送信に関してこれらの資源を借用することができる。
【００３８】
この開示は基本的には周波数の再利用とＯＦＤＭシステムの環境に関したものであるが、本発明の利用はこの場合に限定されるものではない。他の送信技術、例えば、ＣＤＭＡや周波数以外の次元での再利用も可能である。
【００３９】
図４Ａは、本発明の思想に従って共に動作している移動局４０と基地局２０とを有した本発明に従う通信システムの実施例を図示したものである。基地局２０はさらにコアネットワーク１０とそこにあるノード７０に接続されている。移動局４０は周辺の基地局から多くの信号６０を受信する。上述のように、信号６０はパイロット信号であることが好ましいが、例えば、ユーザデータを含む他の信号が用いられても良い。移動局４０は信号５４、６０の品質指標を測定する手段４１を有している。この品質指標は信号電力に基づいており、結果として、例えば、経路損失指標、チャネル利得指標、或は異なる種類の干渉指標が得られる。その測定は集計され、測定レポートで基地局２０に送信される（５３）。
【００４０】
基地局２０は測定レポートを受信する。基地局２０はこの実施例では異なる基地局と関係する品質指標を評価する評価手段２２を有する。もっと正確に言うなら、評価手段２２は潜在的な同一チャネル干渉の問題を持ち出すのは複数の基地局のうちどれなのかを決定する。言い換えると、異なる基地局が移動局４０と関係した同一チャネル干渉距離の内側にあるのか外側にあるのかを決定する。同一チャネル干渉距離は、例えば、Ｃ／Ｉ比の閾値によって定義される。この実施例の基地局２０はさらに移動局４０が用いるのを許される無線資源のセットを取得する選択手段２３を有している。もちろん、資源の利用可能なこのセットは基地局２０に最初に割当てられた無線資源を有している。さらに、もし同一チャネル干渉距離の外側にある基地局にのみ最初に割当てられた別の無線資源があるなら、これらの無線資源は特定の移動局４０に対する資源の利用可能なセットに含まれる。同一チャネル干渉の危険性は、たとえ基地局２０に最初に割当てられたのではないこれらの資源が用いられたとしても少ない。
【００４１】
基地局２０はさらに、移動局４０と基地局２０との間の通信のための無線資源の実際の割当てを担当する割当て手段２４を有している。この実施例では、無線資源の利用可能なセットから選択された無線資源がダウンリンク通信５４のために割当てられる。その割当てが実行されて移動局４０に同じ基地局２０に接続された他の移動局と競争して適切なサービス品質を提供する。その時、接続された移動局各々は自分自身の利用可能な資源のセットをもつ。基地局２０に最初に割当てられたのではない資源を干渉状況としては良好な状況にある移動局に対して利用することにより、基地局２０に最初に割当てられた資源が節約され、同一チャネル干渉にもっと曝される別の移動局に対して用いることができる。このようにして、無線資源全体のより効率的な利用が達成される。
【００４２】
図４Ｂは本発明に従う通信システムの別の実施例を図示したものである。図４Ａと類似の部分は同じ参照番号で示されており、これ以上の検討は一般的には行わない。この実施例では、移動局４０は測定手段４１を有している。しかしながら、この実施例では、移動局４０も評価手段４２を有し、その評価手段は機能的には前の実施例における基地局の対応する手段に類似している。基地局２０は移動局４０にデータとパイロット信号との間の相対的な放射電力についての情報を提供することができる。そのような情報は自分自身の基地局に対して提供されるのみならず可聴（無線）距離内にあると信じられる基地局に対しても提供される。メッセージ５５は移動局４０から基地局２０に送信され、メッセージ５５は今や、どの隣接基地局が干渉を被っているのかついての情報を有している。この情報は移動局４０についての利用可能なセットの無線資源を得るための選択手段２３において用いられる。
【００４３】
もし移動局４０に無線資源の最初の割当てについての情報も提供されるなら、選択手段２３により実行される機能はその代わりに移動局で実行され、そのような場合、移動局４０はどの無線資源が後続の通信で用いられるのかついてさえも提案を行うことができる。
【００４４】
本発明に従う方法の異なる機能は通信システムの異なる部分で実行される。このことは、本発明に従う手順を実行する機器が通常、分散した手段であることを意味する、基地局信号の測定は移動局で実行されねばならない。しかしながら、残りのステップは、各実施形に対して適切な場所で実行される。
【００４５】
図４Ｃは本発明に従う通信システムの別の実施例を図示している。この実施例では、その測定は移動局４０で実行され、測定レポート５３は基地局２０に提供される。しかしながら、この実施例では、基地局２０はその情報をコアネットワーク１０のノード７０に転送する。そのとき、ノード７０は先に説明した実施例と類似の評価手段７２と選択手段７３とを有する。それから、利用可能なセットの無線資源はダウンリンクトラフィックの最終的な割当ての基礎として基地局２０に送り返される。
【００４６】
図４Ｄはほとんどの部分が図４Ｃと同一であるが、無線資源の利用可能なセットには今やアップリンク通信５６を意図した資源を含んでいる。移動局４０は前述のように隣接する基地局からの信号を測定し、測定レポートを基地局２０に送信する。その基地局はその情報をコアネットワーク１０のノード７０に転送する。アップリンクトラフィックを割当てる時の基本的な考えは、他の基地局からの干渉を被ることはない移動局はその同じ基地局との干渉を創成することはあまりないであろうというものである。ノード７０は、例えば、実際のＣ／Ｉ評価を実行し、推定された同一チャネル干渉の指標として一定の閾値を超えるＣ／Ｉ指標を用いるかもしれない。ノード７０はまた、通信システムについての付加的な地理的知識を用いて、干渉状況の評価をさらに良くすることが好ましい。他の補足情報は隣接セルからのアクティビティ指標であるかもしれない。
【００４７】
利用可能な無線資源のセットを選択するとき、ノード７０はまた、各資源のために用いられることが許されている最大放射電力をセットすると良い。そのような電力制限は、アップリンク通信５６のために資源を割当てるときに考慮される。
【００４８】
当業者であれば理解するように、アップリンク資源とダウンリンク資源の割当てを組み合わせることが好ましい。
【００４９】
従来のセルラ通信システムでは、“再利用”という概念がしばしば用いられる。再利用はセルを基本に定義される。即ち、各セルには無線資源のある一部分が割当てられる。しかしながら、本発明では従来の再利用の概念を壊してしまうであろう。なぜなら、個々の移動局は自分自身の許可された無線資源のセットをもつかもしれないからである。図５はこの状態を図示している。その図には多数のセル３０が六角形として図示されている。セルの各セル３０の外周部分３１では、無線という意味では、無線資源のある一部分が用いられる。隣接セルからの干渉の危険性が大きいので、通常は“１”よりも大きい“再利用”ファクタが用いられる。各セル３０の内側部分３３では、無線という意味では、干渉の危険性は非常に小さく、基本的には全ての無線資源が用いられる。このことは再利用ファクタが１であることに対応する。各セル３０の中間部分３２では、無線という意味では、ある基地局との干渉の危険性が大きいが、その危険性は他の基地局に対しては依然として小さい。このことは、外周部分３１と比較して、いくらかの付加的な資源が利用可能であることを意味する。しかしながら、内側部分３３と比較すると、許される無線資源には制限がある。当業者であれば理解できるように、もちろん、これら異なる段階の間にはスムーズな遷移があり、その場所はセルからセルへと、或は、１つ移動局から別の移動局へと変化するかもしれない。
【００５０】
図６は本発明に従う方法の実施例の基本的なステップのフローチャートを示している。この実施例は基本的には図４Ａに図示されたシステムに対応している。その手順はステップ２００でスタートする。ステップ２０２では、可聴距離内にある全ての基地局からの信号の品質指標が移動局で測定される。ステップ２０４では、その測定が基地局にレポートされる。ステップ２０６では、どの基地局が移動局と干渉を生じる無線距離の内側にあるのか、或は外側にあるのかが評価される。ステップ２０６の結果に基づいて、ステップ２０８では利用可能な資源のセットが選択される。この選択は自分の基地局に最初に割当てられた資源とともに、干渉を起こさない基地局にだけ割当てられた資源をも含む。ステップ２１０では、利用可能な資源のセットからの資源が移動局と基地局との間の通信のために割当てられる。ステップ２１２では、割当てられた資源を用いてデータが送信される。ステップ２１４でこの手順は終了する。
【００５１】
上述の実施例は本発明の２、３の例示として理解されるべきである。種々の変形、組み合わせ、及び変更が本発明の範囲から逸脱することなくその実施例に対して行なわれてもよいことが当業者には理解されるだろう。特に、異なる実施例における異なる部分の解決策は技術的に可能な別の構成で組み合わせることができる。しかしながら、本発明の範囲は添付の請求の範囲により定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】セルラ通信システムを模式的に示す図である。
【図２Ａ】セルラ通信システムの無線資源の再利用について模式的に示す図である。
【図２Ｂ】無線資源空間をサブセットに分割する様子を示す図である。
【図３】本発明に従って動作するセルラ通信システムの実施例を模式的に示す図である。
【図４Ａ】本発明に従う基地局と移動局の実施例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明に従う基地局と移動局の別の実施例を示すブロック図である。
【図４Ｃ】本発明に従うコアネットワークと基地局と移動局の実施例を示すブロック図である。
【図４Ｄ】本発明に従うコアネットワークと基地局と移動局の別の実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明の結果として、従来の再利用の概念を分解して可視化して示すことを試みていることを示す図である。
【図６】本発明に従う方法の実施例の基本的なステップを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月14日(2006.11.14)
【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】
夫々が最初に割当てられた無線資源のセット（Ｒ１−Ｒ６）を有した複数の基地局（２０；２０：１−５）を含む無線通信システム（１）の無線資源を動的に割当てる方法であって、
第１の基地局（２０；２０−１）に接続された第１の移動局（４０；４０−１）において、前記複数の基地局（２０；２０：１−５）から送信された信号（６０）の品質指標を測定する工程と、
前記測定された品質指標に基づいて、前記複数の基地局（２０；２０：１−５）の内のどの基地局が受容できない同一チャネル干渉を生じさせる前記第１の移動局（４０；４０：１）と関係した無線条件をもつのかを評価する工程と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な無線資源のサブセット（２３；７３）を選択する工程と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の前記第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な前記無線資源のサブセットから無線資源を割当てる工程とを有し、
前記サブセットは、前記評価する工程に従って、低レベルの同一チャネル干渉を生じさせることが見出された前記第１の基地局（２０；２０：１）に対して最初に割当てられたのではない無線資源とともに、前記第１の基地局（２０；２０：１）に最初に割当てられた無線資源（Ｒ４）のセットとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定が実行される前記信号（６０）はパイロット信号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】
前記測定が実行される前記信号（６０）はユーザデータ信号を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記品質指標は経路損失を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記品質指標は干渉レベル指標を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第１の方向はダウンリンク方向（５４）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記第１の方向はアップリンク方向（５６）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記最初に割当てられた無線資源（Ｒ１−Ｒ６）のセットは無線資源再利用計画により定義されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記評価する工程は、前記第１の基地局（４０；４０：１）で実行されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の移動局（４０；４０：１）から前記第１の基地局（２０；２０：１）に前記品質指標を示すデータを転送する工程をさらに有し、
前記評価する工程は、通信システムのノード（２０；２０：１−５；７０）において実行されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記通信システムのノードは前記通信システム（１）のコアネットワーク（１０）のノード（７０）であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記割当てる工程はパケットを基本として実行されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
夫々が最初に割当てられた無線資源のセット（Ｒ１−Ｒ６）を有した複数の基地局（２０；２０：１−５）を含む無線通信システム（１）における装置であって、
第１の基地局（２０；２０−１）に接続された第１の移動局（４０；４０−１）から、前記複数の基地局（２０；２０：１−５）から前記第１の移動局に送信された信号（６０）の品質指標を示すデータを受信する手段と、
前記測定された品質指標に基づいて、前記複数の基地局の内のどの基地局が受容できない同一チャネル干渉を生じさせる前記第１の移動局（４０；４０：１）と関係した無線条件をもつのかを評価する手段（２２；４２；７２）と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な無線資源のサブセット（２３；７３）を選択する手段と、
前記第１の基地局（２０；２０：１）と前記第１の移動局（４０；４０：１）との間の前記第１の方向での通信（５０；５４；５６）のための利用可能な前記無線資源のサブセットから無線資源を割当てる手段とを有し、
前記サブセットは、前記評価する手段（２２；４２；７２）により、低レベルの同一チャネル干渉を生じさせることが見出された前記第１の基地局（２０；２０：１）に対して最初に割当てられたのではない無線資源とともに、前記第１の基地局（２０；２０：１）に最初に割当てられた無線資源（Ｒ４）のセットとを有することを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記装置の少なくとも一部は移動局（４０；４０：１−３）に含まれることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置の少なくとも一部は前記通信システム（１）のノード（２０；２０：１−５；７０）に含まれることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ノードは基地局（２０；２０：１−５）であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は前記通信システム（１）の１つ以上のノード（２０；２０：１−５；７０）に分散されることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至１７のいずれかに記載の装置を少なくとも１つ有することを特徴とする通信システム（１）。
【国際調査報告】
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