(57)【要約】【課題】高速ダウンリンクＧＰＲＳのためのチャネル推定及びチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）測定【解決手段】チャネル推定の使用を含むリンク適合のための時分割多重化（ＴＤＭ）スキームと、既存のＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステム内の１つのフレームからのいくつかのタイムスロットをまとめることによりチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）測定とを提供する装置。各々のＭＳユーザがフレームの全てのタイムスロットの測定から恩恵を受けられるように、ＭＳユーザの循環を提供する１つのアルゴリズムであり、これにより、信頼性及び正確性の高い情報送信が得られる。【選択図】      図８
2007538467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、無線リンク上で信号を送信する方法であって、前記方法は、
第１エンティティについての前記リンクの品質測定値を示す情報を受信することと、
前記情報に基づいて送信用のタイムフレームを決定することと、
前記タイムフレーム中に前記信号を送信することと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記信号を送信することは、前記情報に基づいて、情報ビットのストリームを送信することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記情報を受信することは、チャネル品質インジケータを受信することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記無線リンクは、第１エンティティから第２エンティティへの送信用のダウンリンクであり、前記チャネル品質インジケータは、前記ダウンリンクの測定値であり、アップリンク上で前記第２エンティティから前記第１エンティティへ送信される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記情報に基づいてチャネルを割り当てることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記システムは、汎用パケット無線サービス（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）（ＧＰＲＳ）プロトコルをサポートする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記システムは、グローバルな展開のための拡張データレート（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ａ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（ＥＤＧＥ）プロトコルをサポートする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
移動体通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、無線リンク上で信号を送信するように構成されたインフラストラクチャ装置であって、前記インフラストラクチャ装置は、
前記リンクの品質測定値を示す情報を受信する手段と、
前記情報に基づいて送信用のタイムフレームを決定する手段と、
前記タイムフレームの間に前記信号を送信する手段と、
を備える、インフラストラクチャ装置。
【請求項９】
前記信号は、前記情報に基づいた情報ビットのストリームをさらに備える、請求項８に記載のインフラストラクチャ装置。
【請求項１０】
前記情報はチャネル品質インジケータを備える、請求項８に記載のインフラストラクチャ装置。
【請求項１１】
前記無線リンクは、第１エンティティから第２エンティティまでの送信用のダウンリンクであり、前記チャネル品質インジケータは前記ダウンリンクの測定値であり、前記アップリンク上で前記第２エンティティから前記第１エンティティまで送信される、請求項１０に記載のインフラストラクチャ装置。
【請求項１２】
移動体通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、無線リンク上で信号を移動局へ送信するように構成されたインフラストラクチャ装置であって、前記インフラストラクチャ装置は、
前記無線リンクの品質測定値を示す情報を受信するように構成された受信機と、
前記受信機に接続しており、１つのタイムスロットの最中に、前記情報に基づいて、チャネルの割り当てを含んだ前記信号を送信するように構成された送信機とを備え、前記タイムスロットは前記情報に基づいて選択される、インフラストラクチャ装置。
【請求項１３】
前記信号は、前記情報に基づいた情報ビットのストリームをさらに備える、請求項１２に記載のインフラストラクチャ装置。
【請求項１４】
前記情報はチャネル品質インジケータである、請求項１３に記載のインフラストラクチャ装置。
【請求項１５】
前記無線リンクは第１エンティティから第２エンティティまでの送信用のダウンリンクであり、前記チャネル品質インジケータはダウンリンクの測定値であり、前記アップリンク上で前記第２エンティティから前記第１エンティティまで送信される、請求項１４に記載のインフラストラクチャ装置。
【請求項１６】
移動体通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、１つのタイムフレーム内の１つのタイムスロットの間に、無線リンク上で信号を送信する方法であって、前記方法は、
第１エンティティから、前記無線リンクの品質測定値を示す情報を送信することと、
前記タイムスロットの最中に、前記第１エンティティにて、前記情報に基づくチャネルの割り当てを含んでいる信号を遅延後に受信することと、
を備える、方法。
【請求項１７】
前記信号を受信することは、前記情報に基づいて、情報ビットのストリームを受信することをさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記無線チャネルについてキャリア波対干渉比を測定値することをさらに備え、品質測定値を示す前記情報は測定されたキャリア波対干渉比に基づく、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記送信することは、無線リンクのキャリア波対干渉比を示す情報を送信することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
移動体通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、無線リンクを介してインフラストラクチャ装置から信号を受信する移動局であり、前記移動局は、
１つのタイムフレーム内の１つのタイムスロットの間に、前記無線リンクの品質測定値を示す情報を前記インフラストラクチャ装置に送信する手段と、
前記タイムスロットの最中に、前記インフラストラクチャ装置から、前記情報に基づくチャネルの割り当てを含む前記信号を、遅延後に受信する手段と、
を備える、インフラストラクチャ装置。
【請求項２１】
前記信号は、前記情報に基づく情報ビットのストリームをさらに備える、請求項２０に記載のインフラストラクチャ装置。
【請求項２２】
品質測定値を示す前記情報を取得するために、無線リンクについてキャリア波対干渉比を測定する手段をさらに備える、請求項２０に記載の移動局。
【請求項２３】
前記送信する手段は、前記無線リンクのキャリア波対干渉比を示す情報を送信する手段を備える、請求項２０に記載の移動局。
【請求項２４】
移動体通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、無線リンクを介して、インフラストラクチャ装置から信号を受信する移動局であって、前記移動局は、
１つのタイムフレーム内の１つのタイムスロットの間に、前記無線リンクの品質測定値を示す情報を、前記インフラストラクチャ装置に送信するように構成された送信機と、
前記タイムスロットの最中に、前記インフラストラクチャ装置から、前記品質測定値に基づくチャネルの割り当てを含む信号を、遅延後に受信するように構成された受信機と、
を備える、無線局。
【請求項２５】
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、装置が、
第１の複数のタイムスロットを生成する手段と、
品質インジケータに基づいて、第１の情報ビットのストリームを、前記第１の複数のタイムスロットのうち少なくとも１つで送信し、さらに、前記品質ヒンジケータに基づき、第２の情報ビットのストリームを、前記第１の複数のタイムスロットのうち少なくとも１つで送信する手段と、
を備える、装置。
【請求項２６】
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、前記装置は、情報ビットのストリームの送信と受信をスケジューリングする手段をさらに備える、装置。
【請求項２７】
前記スケジューリング手段は、
通信リンクのリンク品質を繰り返し測定する品質測定ユニットと、
前記測定したリンク品質に基づいて、前記情報ビットのストリームを生成する品質メッセージ処理ユニットと、
をさらに備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記スケジューリング手段は、前記リンク品質をオフセットで補正するユニットをさらに備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記オフセットは送信電力の関数である、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、装置が、
複数の通信リンクについて品質インジケータを受信する手段と、
前記品質インジケータを決定する手段と、
第１の情報ビットのストリームを生成し、これを少なくとも１つのタイムスロットで送信し、さらに、第２の情報ビットのストリームを生成し、これを少なくとも１つのタイムスロットで送信する手段と、
を備える、装置。
【請求項３１】
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルをサポートする通信システムにおいて、移動局が、
メモリ記憶ユニットと、
前記メモリ記憶ユニットに結合されたプロセッサとを備え、前記プロセッサは、アップリンク上での送信のためのスロット位置を決定し、前記スロット位置を循環するためのアルゴリズムを適用するように適合されている、移動局。
【請求項３２】
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルと、第１の複数のタイムスロットを有するダウンリンク通信と、第２の複数のタイムスロットを有するアップリンク通信とをサポートする通信システムにおいて、方法が、
移動局にて、データが前記移動局に宛てられたものであるか否かを決定することと、
前記データが前記移動局宛である場合には、前記移動局を、前記第２の複数のタイムスロットの最終位置に配置することと、
前記データが前記移動局宛でない場合には、循環するためのアルゴリズムを実行し、選択された移動局は、前記第２の複数のタイムスロットの前記最終位置上に配置されていることと、
を備える、方法。
【請求項３３】
前記アルゴリズムはプロポーショナルフェアスケジューラである、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記アルゴリズムは、前記データの最良平均を受信することが可能であり、現在は前記データを受信していない移動局を循環する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記循環ステップは右回りである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記循環ステップは左回りである、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して無線通信システム、特に、ＧＳＭとして参照されるモバイル通信のグローバルシステムにおけるスケジューリングデータ送信に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）無線電気通信基準は、デジタル無線電話システムにおいて使用される、広範囲な利用が可能なデジタル通信プロトコルの組を定義する。ＧＳＭ規定は、国際的な尽力によって開発され、欧州電気通信規格協会（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）（ＥＴＳＩ、０６９２１  ソフィア・アンチポリス  Ｃｅｄｅｘ（特別配達企業郵便物）、フランス）によって採択された。汎用パケット無線サービス（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）（ＧＰＲＳ）は、公衆地上移動体ネットワーク（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｌａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＰＬＭＮ）内において、また外部ネットワークへ高速パケットモード送信を提供する１組のＧＳＭベアラサービスである。さらに、回路スイッチとパケットスイッチＧＳＭデータサービスを向上させるために、グローバルな展開のための拡張データレート（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ａ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（ＥＤＧＥ）を導入した。音声と高速パケットデータサービスとをサポートするＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ基準の開始時に、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥオーバ・ジ・エア（ＯＴＡ）プロトコル内の時分割多元接続（ＴＤＭＡ）の使用により、無線通話を実施するために所与の無線周波数帯域幅を使用できる効率性が増加した。さらに増加を続けるサービスと需要によって、さらなるデータユーザにシステムリソースを提供するための効率的な方法が必要である。したがって、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ環境に高速データ送信を提供することが必要である。
【発明の開示】
【０００３】
ここで開示する実施形態は、上述の必要性を、チャネル推定と、既存のＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥフレームワーク内の１つのフレームの複数のタイムスロットをまとめることによるチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）測定との使用を含む、時分割多重化（ＴＤＭ）スケジューリングスキームを提供する装置を提供することによって検討する。
【０００４】
一実施形態は、音声と高速パケットデータサービスとをサポートする無線通信システムにおいて、チャネル推定を実行し、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）指数を決定し、このＣＱＩ指数に基づいて割り当て／データ情報を戻す装置を提供する。この実施形態によれば、アルゴリズムによって移動局（ＭＳ）ユーザの循環が可能になることで、各ユーザがこのフレームの全てのタイムスロットの測定から恩恵を受けられるようになり、その結果、情報送信の信頼性及び正確性が増加する。
【０００５】
本発明は、限定的ではない例証と添付の図面によって説明される。これらの図面では、類似又は一致する部分に対して同様の参照符号を付している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
「代表的な」という用語は、ここでは、「例、実例、又は例証」という意味で排他的に使用されている。ここで「代表的」として示される実施形態はどれも、他の実施形態と比較して好ましいもの又は有利なものとして解釈される必要はない。本発明の様々な態様を図面に提示しているが、これらの図面は、特に記載がない限り、必ずしも実寸で描かれているわけではない。
【０００７】
本発明は、既存のＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムにおいて、チャネルの品質を推定し、割り当て及びデータ情報を優れたチャネル品質にて移動局（ＭＳ）へ送信するために、１つのフレームの複数のタイムスロットをまとめる動作に関する。一実施形態はさらに、各自がフレームの全てのタイムスロットの測定からの恩恵を受け、より信頼性の高い正確な送信が得られるよう、ＭＳユーザの循環を可能にするアルゴリズムを提供する。高速パケットデータシステムでは、１つ以上の基地局よりページングメッセージを受信すると、ＭＳがフォワードリンク信号の信号対雑音干渉比（ＳＮＩＲ）を測定し、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を各フレーム又はタイムスロットの束毎に基地局（ＢＳ）へ送信する。次に、このＢＳが割り当て／データ情報を優れたチャネル品質を有するＭＳへ送信する。
【０００８】
以下の解説は、次の方法により好ましい実施形態を発展させる。第１に、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムをサポートするシステムを提示する。次に、リンク適合のＴＤＭスケジューリングスキームを紹介する。次に、各移動局によって経験され、スケジューラが無線リソースを最適に割り当てるために使用することが可能なチャネル推定の使用を含む、ＴＤＭスケジューリングスキームについて説明する。最後に、このＴＤＭスケジューリングスキームをＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステム内でどのようにして実現でき、上述の恩恵がどのようにして得られるかを解説することが有用である。
【０００９】
この解説をとおして実施形態は例証として提供されるが、しかし、別の実施形態は本発明の範囲から逸脱しない限り様々な態様を包括することができる点に留意されたい。詳細には、本発明は、データ処理システム、無線通信システム、１方向放送システム、これ以外の、情報の効果的な送信が望ましいシステムに適用可能である。
【００１０】
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）
移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）無線電気通信基準は、デジタル無線電話システムにおいて使用される、広範囲な利用が可能なデジタル通信プロトコルの組である。ＧＳＭ規定は、国際的な尽力によって開発され、欧州電気通信規格協会（ＥＴＳＩ、０６９２１  ソフィア・アンチポリス  Ｃｅｄｅｘ（特別配達企業郵便物）、フランス）によって採択された。汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）は、ＰＬＭＮ内において、また外部ネットワークへ高速パケットモード送信を提供する１組の新規なＧＳＭベアラサービスである。さらに、回路スイッチとパケットスイッチＧＳＭデータサービスを向上させるために、グローバルな展開のための拡張データレート（ＥＤＧＥ）を導入した。図１に、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ基準の使用と一致する方法で構成された無線電話システムを示す。ＧＳＭ移動体サービス交換センター（ＧＳＭ  Ｍｏｂｉｌｅ−ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ）（ＭＳＣ）１６が、即ち基地局サブシステム（ＢＳＳ）１５である無線システムアクセスネットワークと、やはり公衆地上移動体ネットワーク（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｌａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＰＬＭＮ）であってよい有線ベースの公衆電話交換網（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＰＳＴＮ）１８との間の通話を、交換又は接続する。ＧＳＭ  ＭＳＣ１６は、電話交換、課金、加入者ユニット追跡、加入者ユニット権限付与、さらに何らかのハンドオフ制御機能を提供する。
【００１１】
ＢＳＳ１５は、基地局制御装置（ＢＳＣ）１４と、これに結合された任意の基地トランシーバ局（ＢＴＳ）１２とを備えている。ＧＳＭ規定に定義されているように、ＧＳＭ  ＭＳＣ１６とＢＳＳ１５の間のインターフェースは、ＧＳＭ「Ａ又はＩｕ−ＣＳインターフェース」と呼ばれ、これは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥネットワーク交換機器を、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ベースの無線機器から分離させる。ＢＳＣ１４には、ＢＴＳ１２内におけるハンドオフ処理と信号処理リソース割り当てが関与しているため、移動体局（ＭＳ）とも呼ばれる複数の加入者ユニット１０が、複数の通話を同時に実施することができる。ＢＴＳ１２は、無線周波数（ＲＦ）信号と、明確なＯＴＡプロトコルとを介して、加入者ユニット１０をＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ無線ネットワークとつなぐ。ＢＴＳ１２は、アンテナ装置まで届きこれを含む無線送受信装置と、さらに、無線インターフェースに特化した全ての信号処理とを備える。ＢＴＳは、複雑な無線モデムとして考えることができる。加入者ユニットＭＳ１０は、加入者ユニット１０のユーザ又はこれ以外のファクシミリマシンやパーソナルコンピュータのような端末機器のいずれかとの無線インターフェースを介して、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥネットワークにアクセスするための無線機能及び処理機能を提供する。特定の加入者ユニットＭＳ１０は、場所が変わる度に、つながれるＢＴＳ１２を交換することができるが、通信できるＢＴＳ１２は各場合に１つのみである。この出願では、各場合に１つの無線インターフェースが存在する場合にＢＴＳ１２から別のＢＴＳ１２へ交換される可能性を、加入者ユニット・ハードハンドオフと呼ぶ。
【００１２】
無線通話をかけるには、多くの場合「移動体ユニット」と呼ばれる加入者ユニット１０とＰＳＴＮ１８との間にネットワーク接続を確立する必要がある。ＰＳＴＮ１８は、従来の有線電話システムである。移動体様式の通話を実施するため、即ちネットワーク接続の一部が、加入者ユニット１０とＢＴＳ１２の間の無線周波数（ＲＦ）信号の交換を介して形成される。ネットワーク接続のこれ以外の部分は、ＢＳＳ１５とＧＳＭ  ＭＳＣ１６を通る有線ベースの接続を介して形成されることが一般的である。ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ無線電話基準を作成しているプロトコルの１つであるＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ  ＯＴＡプロトコルによれば、ＴＤＭＡ技術は、上で識別された、加入者ユニット１０をＢＴＳ１２とつなぐために使用されるＲＦ信号内に、１組のチャネルを確立するために使用される。これらのチャネルは、任意の時間にかけられた様々な通話に関連した様々なデータの組を分離及び区別するために使用される。様々なデータの組は、通常デジタル化されたオーディオ情報形式であるユーザデータと、通話処理の編成に使用される発信メッセージを備える発信データとを含む。
【００１３】
ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ基準の開始時において、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ  ＯＴＡプロトコル内のＴＤＭＡを使用することで、従来のアナログセルラーシステムに関連して無線通話を実施するべく所与の無線周波数帯域幅を使用する効率性が増加する。存在するＲＦ帯域幅は限られており、通常、この帯域幅の量は特定の無線セルラー電話システムが実施できる通話数の規制要因であるので、使用可能な無線周波数帯域幅を使用する効率性を増加させることが望ましい。しかし、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ無線電気通信プロトコルの開始以降は、所与の帯域幅内でより多くの通話数を実施できる別の無線技術が完成された。無線周波数帯域幅の効率的な使用が非常に望ましいため、現在は、これらのより効率的な技術を用いることが好ましい。ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムは、音声の送受信、高速回路切り換えデータ、高速パケットデータをサポートする。
【００１４】
図２は、送信ユニット（Ｔｘ）フレーム２０のタイムスロット１に入れて送信された音声データを示す図である。基地局（ＢＳ）からの情報の送受信が見られる点に留意されたい。音声データは同一のタイムスロットに入れて送受信しなければならないため、このデータは受信ユニット（Ｒｘ）フレーム２５のタイムスロット１に受信される。１つのフレーム２０は８個のタイムスロットで作成されている。明瞭性のため、タイムスロット３０を識別している点に留意されたい。データの送信と受信を同時に行うことはできないため、ＴｘとＲｘの間の３個のタイムスロットの構造的なオフセットが必要である。即ち、データは、３個のタイムスロットのオフセットを有するフレーム２５で受信される。情報は送信された順序で受信される。このオフセットは、データが送信と受信の間で遷移できるようにするために、少なくとも１つのタイムスロット３０を含む。ＢＳが、タイムスロット受信データの割り当てについてＭＳに通知する。ＢＳにおける上層発信により、タイムスロットの予約が可能になる。
【００１５】
図３は、送信ユニット（Ｔｘ）フレーム３５のタイムスロット１、２で送信された高速回路切り換えデータを示す図である。タイムスロットを使用する高速データ回路切り換えデータは、受信ユニット（Ｒｘ）フレーム４０のタイムスロット１で受信される。やはりここでも、８個のタイムスロットが１つのフレーム３５を形成しており、また、データの送信と受信を同時に実施することはできないため、Ｔｘフレーム３５とＲｘフレーム４０の間に３個のタイムスロットのオフセットを使用している。通常は、送信状態と受信状態の間の遷移にタイムスロットを１つのみ、即ちタイムスロット４５だけを使用する。この構成により、データ送信では２つのタイムスロットにわたってデータが分散され、データ受信では１つのタイムスロットにわたってデータが分散されるため、フレキシビリティが増加する。追加されるタイムスロットの数によって送信又は受信の品質が影響を受けることはないので、音声送信時にはこの構成は不要である点に留意されたい。上述したように、必要なタイムスロットは、送信用に１つのみ、受信用に１つのみである。ここでもやはり、ＢＳが、タイムスロット受信データの割り当てについて、この割り当てがデアロケートされるまで、ＭＳに通知を行う。ＢＳ内の上層発信により、タイムスロットの予約が可能になる。
【００１６】
図４は、最大数のタイムスロットを使用して高速回路切り換えデータの送信を実施する場合を示す。この構成では、データが最大数のタイムスロットにわたって分散されるため、さらなるフレキシビリティが可能になる。このデータは、Ｔｘフレーム５０のタイムスロット１、２、３、４で送信され、Ｒｘフレーム５５のタイムスロット３、４で受信される。ここでも、８個のタイムスロットがフレーム５５を形成し、また、データの送信と受信を同時に実施することができないので、ＴｘとＲｘの間に３個のタイムスロットオフセットが必要である。タイムスロット６０を使用して送信から受信への切り換えを行う。やはり、ＢＳが、タイムスロット受信データの割り当てをＭＳに通知する。ＢＳ内の上層発信により、タイムスロットの予約が可能になる。
【００１７】
図１に示すように、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）は、ＰＬＭＮ内に、また外部ネットワークに向けて高速パケットモード送信を提供する、新規のＧＳＭベアラサービスの組である。ＧＳＭは音声用に設計され、さらに回路データ機能を備えている。一方、ＧＰＲＳはパケットデータ用に設計されている。ＧＰＲＳでは、新規のＧＰＲＳ無線チャネルが定義されても、コアＧＳＭアクセス技術は２００ｋＨｚのキャリア波によって維持される。これらチャネルの割り当ては次のようにフレキシブルである。１から８までの無線インターフェースタイムスロットが各ＴＤＭＡフレームに割り当てられる。〜２１ｋｂｐｓ／タイムスロットの速度がタイムスロット８個分で、最大で〜１７０ｋｂｐｓの原データの速度がＧＰＲＳに得られる。回路スイッチ及びパケットスイッチＧＳＭデータサービスを向上させるために、グローバルな展開のための拡張データレート（ＥＤＧＥ）が導入された。ＥＤＧＥは、８位相シフトキーイング（８ＰＳＫ）として知られている新規の変調技術を導入する。この８ＰＳＫの適用により、移動局を優れたチャネル条件でスケジューリングできるようになる。８ＰＳＫを使用することにより、基地局の最高及び平均スループットが増加する。必要に応じて、又は要求に応じてタイムスロットが割り当てられる。ＧＰＲＳにより、さらに、ユーザ間の物理チャネル又はタイムスロットのダイナミックな共有が可能になる。図５は、タイムスロット１、３を使用してＢＳ  Ｔｘフレーム６５上でデータを送信し、タイムスロット２を使用してＢＳ  Ｒｘフレーム７０上でデータを受信する例を示す。データの送信と受信を同時に行うことができない端末、即ち現在の全ての市販のＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ端末により、ＢＳ  ＴｘとＢＳ  Ｒｘの間に３個のタイムスロットのオフセットが必要とされる。既存のシステムではこのオフセットは要素であるが、本発明はこのようなオフセットを採用するシステムに限定されないことに留意されたい。タイムスロット７５は、送信から受信への切換えを行うために使用されている。図５に見られるように、ユーザ間のダイナミック共有が許可されているため、ＢＳ  Ｔｘフレーム６５の、送信に使用されるタイムスロットは連続していなくてよい。ＢＳ内の上層発信は、一群のＭＳユーザを選択する場所の割り当てを行う。次に、インバンド発信の補助により、一群のユーザのうちの１人のＭＳユーザを選択する場所の割り当てを行う。この割り当てはフレーム上でフレーム毎に実行されるため永久的ではない。
【００１８】
上述したように、図１は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムの様々な構成要素間の相互作用を実証する。ＭＳ１０は、音声用ＭＳ及び上述した回路データサービスから多岐にわたる。ＭＳ１０は、フレキシビリティと機能性を増加させたマルチスロット機能を有する。例えば、データの送信／受信に使用できる最大数のスロットと、受信／送信が分離される最小数のスロットの間には大きな違いが見られる。サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）９５は、ＭＳ１０に対処するノードである。ＳＧＳＮ９５は、ＭＳ１０の移動性と安全性に関する情報を含んだ移動性管理コンテキストを確立する。ＳＧＳＮ９５はさらに充電情報を収集する。ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）９０は、Ｇｂインターフェースを介して外部パケットデータネットワークによってアクセスされるノードである。ＧＧＳＮ９０に記憶されているルーティング情報は、ユーザデータをＭＳ１０の現在の付着地点、即ちＳＧＳＮ９５へトンネルする。ＧＧＳＮ９０も充電情報を収集する。従来のＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムでは、各端末によって使用されるタイムスロットを決定するスケジューラは、基地局制御装置（ＢＳＣ）１４内に配置されている。以降で説明するように、本発明では、スケジューラは、高速スケジューリングを実行できるよう基地局（ＢＴＳ）１２内に配置されている。
【００１９】
図６では、ＭＳ１０で受電した電力を時間に対して曲線で示している。最高電力点１０５と最低電力点１１０の間で、チャネルのフェーディングを表すフェードマージンを計算することができる。以降で説明するＴＤＭスケジューリングスキームではこのフェードマージンが遥かに小さくなるため、既存のＧＳＭシステムにこの周知の技術を使用して、システム性能と信号品質を向上させることが有利である。
【００２０】
リンク適合のためのＴＤＭスケジューリングスキーム
本発明のデータ通信システムの実施形態によれば、ダウンリンクデータ送信は、ＥＤＧＥでのより高速なデータ速度を可能にする、より高位の変調（８ＰＳＫ）の使用の可能性を含む、ダウンリンク及びシステムがサポートできる最大データ速度、又はこの付近の速度で、１つのＢＴＳ１１５から１つのＭＳ１２５（図８を参照されたい）までに生じる。アップリングデータ通信は、１つのＭＳ１２０から１つ以上のＢＴＳ１１５までに生じる。データはデータパケットに区分され、１つ以上のタイムスロットに送信される。各フレーム又はマルチスロットにて、ＢＴＳ１１５は、データ送信を、ＢＴＳ１１５と通信している任意のＭＳ１２０、１２５へ誘導することができる。
【００２１】
まず、ＭＳ１２０、１２５の各々が、所定のアクセス手順を使用してＢＴＳ１１５との通信を確立する。ＭＳ１２０、１２５は、この接続状態において、ＢＴＳ１１５からデータ及び制御メッセージ１２７を受信し、このデータ及び制御メッセージ１２７をＢＴＳ１１５へ送信することができる。次に、ＭＳ１２０、１２５は、これらのアクティブな組における基地局からの送信についてダウンリンクを監視する。詳細には、ＭＳ１２０、１２５が、機能する基地局からのダウンリンクパイロットの信号対雑音干渉比（ＳＮＩＲ）を、ＭＳ１２０、１２５にて受信されたとおりに測定する。ＭＳ１２０、１２５は、受信したＳＮＩＲに応じて、チャネル品質インジケータ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）（ＣＱＩ）をＢＴＳ１１５に送り戻す。図７に示すように、ＭＳ１２０、１２５の各々が、各タイムフレームおいてＣＱＩをＢＴＳ１１５へ送信する。
【００２２】
図９に示すように、各フレームにおいて、ＭＳ１、ＭＳ２のそれぞれがＣＱＩをＢＳへ送信する。次に、これら２つのパラメータに基づき、ＢＳが内部アルゴリズムに基づいてＭＳを選択する。この内部アルゴリズムは、他の要素の中でも、全ての移動局からのＣＱＩレポートをとりわけ考慮する。次に、ＢＳが、例えばヘッダに含まれているような割り当て情報を、選択したＭＳへ送信する。この後ＢＳは、図８に示すように、このＭＳに対して、若干時間をずらしてデータを送信する。
【００２３】
ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥシステムおける、リンク適合のためのＴＤＭスケジューリングスキームの実現
ＨＳＤ−ＰＲＳ（高速ダウンリンクＧＰＲＳ）によって、最適化したデータ／データ音声（ＤＯ／ＤＶ）状の共有チャネルを作成するために、いくつかのタイムスロットをまとめることが可能になる。このようにして、ＨＳＤ−ＰＲＳは、既存のＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥフレームワーク内に、例えば高速フィードバック、高速ＣＱＩレポーティング等の概念を導入する。ＨＳＤ−ＰＲＳでは、チャネル推定及びＣＱＩ測定が重要なプロセスであるが、これは、ダウンリンクリソースの最適な割り当てがこれらに基づいているためである。
【００２４】
図１３で実証しているように、ＨＳＤ−ＰＲＳは、いくつかのタイムスロットをまとめて１つのチャネルにし、これが１人のユーザへ向けられる。全ての端末はタイムスロットを受信し、ヘッダを読むことができる。ヘッダは、ＨＳＤ−ＰＲＳチャネルを共有している端末のうちのどれが目的の受信者であるかを示している。受信側の端末は、データ部分を読まなければならない一方で、これ以外の全ての端末はデータ部分をまったく読まない、又は一部あるいは全てを読むことができる。
【００２５】
図１４に示すように、レポーティングの目的から、タイムスロットの重要な部分はミッドアンブルである。それぞれのタイムスロットはミッドアンブル又はセンターポイントを含んでいる。ＭＳは、ミッドアンブルを使用して、チャネル推定及びＣＱＩ測定を実施する。その結果、各端末が、ＨＳＤ−ＰＲＳチャネルのＴＤＭＡフレーム内の特定数のタイムスロットを読むことになる。次に、各タイムスロットにかけて測定と推定の平均値を算出する。この平均値は、端末が全てのダウンリンクタイムスロットを読んでいる場合にはより正確になる。そのため、このようなレポーティングの正確性はレポート自体に含まれているので、ネットワークはこれに従ってレポートを検討することができる。ネットワークはレポート及びこの検討を使用して、端末の高速スケジューリングを実行する。
【００２６】
送信電力がスロット毎に大幅に異なる場合には、ＣＱＩレポーティングが影響を受けるため、基地局はこれに従ってスケジューリングを調整する必要がある。このような場合、移動局は、ＣＱＩの推定でどのスロットが考慮されたかを報告しなければならない。これにより、基地局は、移動局がＣＱＩ推定に使用した各スロット内の送信電力の関数であってよいオフセットにより、ＣＱＩ値を補正することができるようになる。
【００２７】
レポーティングはＨＳＤ−ＰＲＳの基礎部分である。このようなレポーティングに基づいて、ネットワークがダウンリンクリソースの高速スケジューリングを実行する。ＴＤＭＡフレームベースで高速スケジューリングが実行される。これには、どのユーザがＴＤＭＡフレームへ送信された情報の受信者であるかの決定と、暗号化及び変調パラメータとの両方が含まれている。ＨＳＤ−ＰＲＳはＴＤＭＡフレーム内の複数のタイムスロットにわたるため、関連するアップリンクタイムスロットはレポーティングに使用することができる。レポーティングはチャネル推定に基づく。次にこれが、端末によって、ダウンリンク上で送信されたミッドアンブルで実行される。
【００２８】
前出の部分で説明したように、設計の選択は、端末が送信と受信を同時に実行することを防止するために実行された。送信と受信の間の３個のタイムスロットのＧＳＭオフセットにより、これを達成することが可能である。しかし、いくつかの端末は、アップリンク上での送信を開始するためにチャネル推定を早期に中断しなくてはならないであろう。移動局が同時の受信／送信をサポートしない場合には、１つのタイムスロットを受信と送信に分割する必要がある。これは最も一般的なケースである。
【００２９】
ＣＱＩの割り当てと、ＴＤＭスケジューリングスキームによってＧＳＭに提供された高速スケジューリングとを実現することで、容量が拡大した、より進化したシステムを得ることができる。図１０に示すように、各ＭＳが、ＭＳ  Ｔｘフレーム１３５上のＢＳへＣＱＩレポートを送信する。即ち、ＭＳ１がそのＣＱＩをタイムスロット０で送信し、ＭＳ２がそのＣＱＩをタイムスロット１で送信し、この他も同様に送信する。ＢＳは、受信したＣＱＩの値に基づいて、ＢＳ  Ｔｘフレーム１３０上のヘッダ（Ｈ）／データ情報を全てのＣＱＩレポートに基づいて選択されたユーザへ送信する。図７では、一例として、ＣＱＩが最も高いＭＳを選択することができる。よりフェアな（ｆａｉｒｅｒ）スケジューラがさらに、過去の割り当ての履歴、ＭＳへ送信されるべきデータの量、ＭＳへ送信されるべきデータの優先順位を考慮する。スケジューラの一例には、スケジューリング送信内の要求されたデータ速度とスループットを考慮する「プロポーショナルフェア（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  ｆａｉｒ）」スケジューラが挙げられる。ここでもやはり、ＭＳが受信と送信を同時に実行できないため、２つのフレームの間に３個のタイムスロットのオフセットが設けられている。１つのタイムスロットを使用してヘッダ情報を送信できる。各ユーザはこのヘッダ情報を読むことで、このデータの宛先を知ることができる。このヘッダは、様々なデータ速度を適用する異なる変調に関する情報を含んでよい点に留意されたい。これ以外のスケジューリング方法を使用することも可能である。
【００３０】
従来のシステムでは、どのタイムスロットをデータ送信に使用し、どれを高速スケジューリング（ヘッダ情報）に使用し、またどの周波数で情報を送信し、どのユーザがリソースの使用権利を得ているかの決定を、ＢＳＣが実行していた。本発明では、これらのタスクはＢＳＣが実行するのではなく、ＢＳに割り当てられている。これにより、優れたチャネル条件を必要とするより高次の変調（例えば８ＰＳＫ）を頻繁に使用できるようになるため、さらに高速化したスケジューリングと、したがってシステム全体の容量の増加とを実現することが可能になる。
【００３１】
図１０を参照すると、フレーム内のタイムスロット数が増加するに従い、ＣＱＩの信頼性と正確性が増加する。上述したように、端末が全ての送信タイムスロットを読んでいる場合には、平均測定値と推定値の正確性が増加する。これにより、ＵＬ１３５のタイムスロット１４１、１４２が全てのＢＳ  Ｔｘ１３０スロットを測定することができるので、ＭＳ３、ＭＳ４は信頼性の最も高いＣＱＩ推定を提供する。各ユーザが、フレーム内のタイムスロットの位置による最大データ受信からの恩恵を受けられるようにするために、ＭＳユーザを循環するアルゴリズムが設計された。図１１は、このようなアルゴリズムを組み込んだフローチャートである。ブロック１４５では、ＭＳ内の受信ユニットが、データがこのＭＳに宛てられたものかどうかを決定する。このＭＳ宛てである場合には、ＭＳが自己を、使用可能な最終のタイムスロット上に配置して（ブロック１５０）、適切なデータ送信に備える。データがＭＳ宛てでない場合は、ブロック１５５にて、アルゴリズムがユーザを右回り又は左回りに循環し、正しいＭＳが使用可能な最終のタイムスロット上のデータを受信できるようにする。ダウンリンクを受信しない移動局からのレポート自体の順位が変更される。この循環により、アップリンクレポートが発生するタイムスロットがこのレポートの正確性をも決定することから、公平性（ｆａｉｒｎｅｓｓ）が確保される。これらのステップは、ブロック１６０で示すように、次のフレームについても繰り返されるであろう。このアルゴリズムは、２人のユーザが同一のタイムスロット上で送信を行っていないかどうかを確認する。
【００３２】
図１２で観察される別の例の方法により、Ｒｘフレーム１７０のタイムスロット１７５は、Ｔｘフレーム１６５のタイムスロット１９５、２００のみを測定することができる。Ｒｘフレーム１７０のタイムスロット１８０は、Ｔｘフレーム１６５のタイムスロット１９５、２００、２０５を測定することができる。最後に、ＢＳ  Ｒｘフレーム１７０のタイムスロット１８５、１９０は、Ｔｘフレーム１６５の全てのタイムスロット１９５、２００、２０５、２１０を測定することができる。この例では、タイムスロット１９０は常にデータの受信を行う。タイムスロット１９０は、まだデータを受信しているため、同じ位置に停留している。Ｒｘフレーム１７０の第２部分に示した循環を上述のアルゴリズムを使用して行った後に、タイムスロット１８０はＲｘフレーム１７０上の第３位置に位置する。タイムスロット１８０は、この新たな位置のために、Ｔｘフレーム１６５の全てのタイムスロット２１５、２２０、２２５、２３０を測定することができる。このシステムにより、データ受信の公平性が確保される。このアルゴリズムは、各ユーザが最大データ受信からの恩恵を受けられるようなユーザの循環を提供する。一実施形態では、「プロポーショナルフェア」スケジューラ機構を循環アルゴリズムに組み込んでいる。こうすることで、循環がチャネル品質とスループットの両方を考慮するようになる。
【００３３】
当業者は、異なる技術や技法のいずれを使用しても情報と信号を提示できることを理解するであろう。例えば、上述の説明全体において参照できるデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、記号、チップを、電圧、電流、電磁波、磁場又は磁性粒子、光場又は光粒子、あるいはこれらの任意の組み合わせによって示すことができる。
【００３４】
当業者はさらに、ここで開示している実施形態に関連して説明した様々な例証的な論理ブロック、モジュール、回路、アルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又はこの両方の組み合わせとして実現できることも理解するであろう。このハードウェアとソフトウェアの相互交換性を明示するために、様々な例証的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、ステップについて、上述において、主にこれらの機能性に関連して説明した。このような機能性がハードウェアとソフトウェアのどちらとして実現されるかは、システム全体に課された特定の用途及び設計上の制約によって異なる。当業者は、説明された機能性を、それぞれの用途毎に多様な方法を用いて実現できるが、しかし、このような実現決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものとして解釈されるべきではない。
【００３５】
本明細書で開示された実施形態に関連して説明された様々な例証的な論理ブロック、モジュール、回路は、ここで説明された機能を実行するべく設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーション専用集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又はこれ以外のプログラマブル論理デバイス、個別ゲート、又はトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいはこれらの任意の組み合わせにより、実現又は実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替案として、プロセッサは任意の従来型プロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、状態機械であってよい。プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連係した１つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせといった計算装置の組み合わせ、あるいはこれ以外の同様の構成として実現することもできる。
【００３６】
本明細書で開示された実施形態に関連して説明した方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェア内、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内、又はこの２つの組み合わせにおいて直接実現することができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又はこれ以外の当技術分野において知られている記憶媒体形式に常駐することができる。ある例証的な記憶媒体はプロセッサと接続しているため、プロセッサがこの記憶媒体から情報を読み出したり、記憶媒体に情報を書き込むことができる。代替例では、記憶媒体はプロセッサと一体であってよい。プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣ内に常駐することができる。ＡＳＩＣはユーザ端末内に常駐できる。代替例では、プロセッサと記憶媒体は１つのユーザ端末内に個別構成要素として常駐することが可能である。
【００３７】
ここでは、参照のため、また特定の区間内での探索を補助するためにヘディングが含まれている。これらのヘディングは、以降で説明する概念の範囲を制限することを意図したものではなく、本明細書全般の別の部分にも応用できる。
【００３８】
開示された実施形態の先の説明は、あらゆる当業者が本発明を作成又は使用できるようにするために提供されている。当業者には、これらの実施形態への様々な改良が容易に明白となり、ここで定義された包括的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱しない限り、別の実施形態にも応用できる。したがって、本発明はここに示した実施形態によって制限されるものではなく、ここで開示された原理及び新規特徴に一貫する最大の範囲と一致するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ基準に従って構成されたセルラー電話システムのブロック図である。
【図２】基地局から見て、音声サービスが送信ユニット（Ｔｘ）フレームのタイムスロット１に入れられて送信され、受信側ユニット（Ｒｘ）フレームのタイムスロット１上で受信されている場合を示す図である。
【図３】基地局から見て、高速回路スイッチデータが送信ユニット（Ｔｘ）フレームのタイムスロット１、２に入れられて送信されており、受信側ユニット（Ｒｘ）フレームのタイムスロット１上で受信されている場合を示す図である。
【図４】基地局から見て、高速回路スイッチデータが送信ユニット（Ｔｘ）フレームのタイムスロット１、２、３、４に入れられて送信されており、受信側ユニット（Ｒｘ）フレームのタイムスロット３、４上で受信されている場合を示す図である。
【図５】高速パケットデータが送信ユニット（Ｔｘ）フレームのタイムスロット１、３に入れられて送信されており、受信ユニット（Ｒｘ）フレームのタイムスロット２上で受信されている場合を示す図である。
【図６】ＭＳ内で受電した電力の、時間に対する図である。
【図７】２つの移動局のＣＱＩの、時間に対する図である。
【図８】ＢＳが受信したＣＱＩに基づいて、ＭＳへ送信された割り当てとデータを示すブロック図である。
【図９】ＢＳが受信したＣＱＩに基づいて、各フレームについて特定のＭＳへ送信された割り当てとデータを示す図である。
【図１０】フレームの一部に送信された割り当てとデータ情報とを実証する図である。
【図１１】各ユーザがフレームの全てのタイムスロットの測定から恩恵を受け、その結果、チャネル品質が向上するようにするために、フレーム上のユーザの位置を循環させるアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２】図１１の循環アルゴリズムの実行後のＭＳユーザの位置を示す図である。
【図１３】複数のタイムスロットを１つのチャネルにまとめる様子を示す図である。
【図１４】チャネル推定とＣＱＩレポーティングに使用されるミッドアンブルを含むタイムスロットを実証する図である。
【図１】
2007538467.tif 000003
【図２】
2007538467.tif 000004
【図３】
2007538467.tif 000005
【図４】
2007538467.tif 000006
【図５】
2007538467.tif 000007
【図６】
2007538467.tif 000008
【図７】
2007538467.tif 000009
【図８】
2007538467.tif 000010
【図９】
2007538467.tif 000011
【図１０】
2007538467.tif 000012
【図１１】
2007538467.tif 000013
【図１２】
2007538467.tif 000014
【図１３】
2007538467.tif 000015
【図１４】
2007538467.tif 000016
【国際調査報告】
2007538467.tif 000017
2007538467.tif 000018
2007538467.tif 000019
2007538467.tif 000020
2007538467.tif 000021