(57)【要約】  本発明は、通信システムにおける送信電力割り振りのための送信電力レベルの決定に関する。送信電力割り振りのための送信電力レベル決定方法は、チャネルゲインデータおよびパフォーマンス要求データを取得すること（ステップ７０６）を含み、通信システムの計算上のデータビットスループットを増加させるために、これらのデータに一群のリソースブロックごとの送信電力レベルが適合され（ステップ７０８）、その後、決定された送信電力レベルは、少なくとも、スーパーフレームレベルでの、サービス提供第１基地局送信電力の上限として用いられる。フレームレベルでの送信電力レベルを適合させるステップ（ステップ７１６，７２２）は、スーパーフレームレベルで決定（ステップ７０８）された電力レベルを、チャネル品質情報およびチャネルゲインデータに依存して変更することを含む。これによって、データビットスループットは最適化され、一方で、セル間の干渉は軽減される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおける送信電力割り振りのための送信電力レベル決定方法であって：
少なくとも第１のユーザ装置と、そのサービス提供第１基地局とに関連するチャネルゲインデータを取得するステップ（ステップ７０６）、
少なくとも前記第１のユーザ装置に関連するパフォーマンス関連データを取得するステップ（ステップ７０６）、
前記少なくとも第１のユーザ装置に関連する送信のための少なくとも前記サービス提供第１基地局のための一群のリソースブロックごとの送信電力レベルを、前記通信システムの計算されたデータビットスループットを増加させるために、前記取得されたチャネルゲインデータおよび前記取得されたパフォーマンス関連データに依存して適合させるステップ（ステップ７０８）、および
スーパーフレームレベルでの前記少なくともサービス提供第１基地局送信電力の上限として、電力割り振りのための一群のリソースブロックごとの前記送信電力レベルを提供するステップ（ステップ７１０）、
を含み、
前記スーパーフレームレベルは、少なくとも１つのフレームのためのレベルを含み、前記一群のリソースブロックは、少なくとも１つのリソースブロックを含む、送信電力レベル決定方法。
【請求項２】
前記送信電力を適合させるステップ（ステップ７０８）は、増加した割り振り電力によってシステムの計算上のスループットが増加する場合に、前記電力決定のときに前記サービス提供第１基地局によって用いられていないリソースブロックに関連する電力を、前記電力決定のときに前記サービス提供第１基地局によって用いられている少なくとも１群のリソースブロックに再割り振りすることを含む、請求項１に記載の送信電力レベル決定方法。
【請求項３】
前記パフォーマンス関連データは、
前記少なくとも第１のユーザ装置のための基地局でのバッファ状態、
電力決定のときの前記少なくとも第１のユーザ装置に関連するサービスの種類、
過去のスーパーフレームの間の前記少なくとも第１のユーザ装置に対するスループットデータ、
チャネル品質指標入力データ、および
チャネル状態情報入力データ、
のうち１またはそれ以上を含む、請求項１または２に記載の送信電力レベル決定方法。
【請求項４】
通信システムに関する基地局における送信電力レベル関連データの処理方法であって：
少なくともサービス対象（served）第１ユーザ装置からチャネルゲインデータを取得するステップ（ステップ７０４）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置にパフォーマンス関連データを提供するステップ（ステップ７０６）、
スーパーフレームレベルにおいて決定された、一群のリソースブロックごとに決定される送信電力レベルデータを取得するステップ（ステップ７１０）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に、送信電力関連のパイロット信号を提供するステップ（ステップ７１２）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置から、チャネル品質関連情報を取得するステップ（ステップ７１４）、および
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に関連する前記取得されたチャネル品質関連情報と、前記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、前記スーパーフレームレベルにおいて一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベルを変更することを含む、フレームレベルでのリソースブロックごとの送信電力レベルの適合のステップ（ステップ７１６）、
を含む、送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項５】
前記チャネル品質関連情報を取得するステップにおける前記チャネル品質関連情報は、信号対干渉雑音比目標を含む、請求項４に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項６】
前記フレームレベルでリソースブロックごとに前記決定された送信電力レベルを変更することは、少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に関連する、前記取得された信号対干渉雑音比目標と、前記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、前記スーパーフレームレベルで決定された送信電力レベルを減少させることを含む、請求項５に記載の送信電力レベル関連データの処理方法（ステップ７１６）。
【請求項７】
前記フレームレベルで前記決定された送信電力レベルを変更すること（ステップ７１６）は、前記取得された信号対干渉雑音比目標に依存して、フレームレベルでの送信電力レベルを、スーパーフレームレベルで決定されたレベルから増加させる一方で、サービス対象基地局によって用いられる全リソースブロックでの送信電力レベル平均値を、前記スーパーフレームレベルで決定された全リソースブロックでの送信電力レベル平均値と等しく、またはより低く維持することを含む、請求項４に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項８】
前記チャネルゲインデータを取得するステップにおける前記チャネルゲインデータは、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを含む、請求項４〜７のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項９】
前記取得されたチャネルゲインデータから、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを計算することをさらに含む、請求項４〜７のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項１０】
前記チャネル品質情報を取得するステップにおける前記チャネル品質情報は、ほぼ瞬間的なチャネル品質関連情報を含む、請求項４〜９のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項１１】
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に、パイロット信号を提供することをさらに含む、請求項４〜１０のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項１２】
送信電力割り振りに関連するユーザ装置によるチャネルゲインデータ提供方法であって：
前記ユーザ装置にサービスを提供する基地局にチャネルゲインデータを提供するステップ（ステップ７０４）、
スーパーフレームレベルで一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベル関連情報を含むパイロット信号情報を取得するステップ（ステップ７１２）、および
前記取得されたパイロット信号情報に基づいて、チャネル品質情報を提供するステップ（ステップ７１４）、
を含む、チャネルゲインデータ提供方法。
【請求項１３】
前記チャネルゲインデータを提供するステップにおける前記チャネルゲインデータは、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを含む、請求項１２に記載のチャネルゲインデータ提供方法。
【請求項１４】
前記チャネル品質関連情報を提供するステップにおける前記チャネル品質関連情報は、ほぼ瞬間的なチャネル品質関連情報を含む、請求項１２または１３に記載のチャネルゲインデータ提供方法。
【請求項１５】
定期的なパイロット信号情報を取得するステップをさらに含み、
基地局のためのチャネルゲインデータの提供は、前記取得された最初のパイロット信号情報に基づく、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のチャネルゲインデータ提供方法。
【請求項１６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法を実行するように設定された、無線通信システムの無線ネットワークを制御するための無線ネットワークコントローラ（６０４）。
【請求項１７】
ユーザ装置ごとのリソースブロックの数を決定するように設定されたレギュレータユニット（６１０）と、
一群のリソースブロックごとのスーパーフレームレベルでの長期的な電力割り振りレベルを決定するように設定された電力決定ユニット（６１２）と、
を備え、
前記一群のリソースブロックは、少なくとも１つのリソースブロックを含み、前記スーパーフレームは、少なくとも１つのフレームを含む、請求項１６に記載の無線ネットワークコントローラ（６０４）。
【請求項１８】
請求項４〜１１のいずれか１項に記載の方法を実行するように設定された、無線通信システムのための基地局ユニット（６０２）。
【請求項１９】
少なくとも第１のユーザ装置に関連するゲインデータを提供するように設定されたゲインコントロールユニット（６０６）と、
送信電力レベルに基づいて、少なくとも前記第１のユーザ装置との通信のための送信電力を割り振るように設定された電力割り振りユニットと、
を備える、請求項１８に記載の基地局ユニット（６０２）。
【請求項２０】
前記送信電力レベルは、少なくとも、スーパーフレームレベルで決定された長期的な送信電力レベルを含む、請求項１９に記載の基地局ユニット。
【請求項２１】
前記送信電力レベルは、フレームレベルで決定された短期的な送信電力レベルを含む、請求項１９または２０に記載の基地局ユニット（６０２）。
【請求項２２】
請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の方法を実行するように設定された、無線通信システムのためのユーザ装置（６０６）。
【請求項２３】
前記ユーザ装置（６０６）にサービスを提供する基地局（６０２）にゲインデータを提供するように設定されたゲインユニット（６１４）と、
前記基地局（６０２）にチャネル品質関連データを提供するように設定された無線チャネルユニット（６１８）と、
を備える、請求項２２に記載のユーザ装置（６０６）。
【請求項２４】
前記ユーザ装置は、携帯電話（６０６）を含む、請求項２２または２３に記載のユーザ装置（６０６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはセル間干渉を軽減するための方法およびシステムに関し、具体的にはセル間干渉を軽減するような送信電力決定および割り振りのための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）は、ブロードバンド無線ネットワークのための有望な送信技術である。ＯＦＤＭは、例えば、ＤＶＢ−Ｔ（Digital  Video  Broadband-Terrestrial）およびＡＤＳＬ（Asymmetrical  Digital  Subscriber  Line）に既に適用され、３Ｇ−ＬＴＥ（Long  term  Evolution）セルラーシステムのための無線送信スキームとして最近提案された。ＯＦＤＭの重要な特徴は、“セル内の”干渉を低減または除去する副搬送波の間の直交性である。それにもかかわらず、“セル間の”干渉が存在し、ネットワークの全体のパフォーマンスを低下させうる。具体的に、ダウンリンク方向において、セル間干渉の影響は、セル端部のユーザにとってより顕著であり、ユーザそれぞれのサービス提供基地局への比較的低いチャネルゲインと、隣接する基地局の近接とが原因となりうる。
【０００３】
マルチセルＯＦＤＭネットワークのダウンリンク方向におけるリソース割り振りの問題は、広く研究されてきた。１９９８年のスーとジェラニオティスによる無線リソースマネジメント（ＲＲＭ：Radio  Resource  Management）の初期の研究（H.J.Su  and  E.Geraniotis，“A  Distributed  Power  Allocation  Algorithm  with  Adaptive  Modulation  for  Multi-Cell  OFDM  Systems”，in  IEEE  International  Symposium  on  Spread  Spectrum  Techniques  and  Applications，1998）、および２００６年のキアーニほか（S.Kiani，D.Gesbert，J.E.Kirkebo，A.Gjendemsjo  and  G.E.Oien，“A  Simple  Greedy  Scheme  for  Multicell  Capacity  Maximization”，in  International  Telecommunications  Symposium，2006）は、セルごとに単一のユーザを想定することによって、リソース割り振り問題の複雑さを低減した。ユーザがすべての帯域幅へのアクセスを有するため、これらの研究において、副搬送波割り当て問題は、事実上、電力割り当て問題の同等物になり、それによって問題の複雑性は大きく低減される。
【０００４】
これらの研究は、電力の制限を条件とする総通信速度の最大化問題を定式化するという意味において、同様の過程をたどる。この問題を解決するために、彼らは、よく知られた注水（water-filling）アルゴリズムに基づく電力割り振りを実行する、オフラインの発見的分散アルゴリズム（distributed  offline  heuristic  algorithms）を提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マルチセル環境における電力割り振りの問題は、多項式時間における分散型のやり方においては最適に解決されていない、非凸の問題である。
【０００６】
その上、１９９８年のスーとジェラノイティス、および２００６年のキアーニほかにおける分散アルゴリズムの収束スピードは、比較的低い。周波数チャネルの動的割り振りを通じた細かい粒度のために容易になる、高速パケットスケジューリングと利用可能なスペクトル全体へのアクセスとに主として頼るＬＴＥのようなシステムにおいて、このようなアルゴリズムの収束は、より一層難易度が高いであろう。
【０００７】
リとリウ（G.Li  and  H.Liu，"Downlink  radio  resource  allocation  for  multi-cell  OFDMA  system"，in  IEEE  Transactions  on  wireless  communications，vol.5，No.12，Dec.2006）において、無線リソース割り振りシステムは、割り振られる電力が、リソースブロックの総数で割った基地の総送信電力である均一の電力であるものとして提示されている。ここで、電力はセル間の干渉を考慮に入れることなく割り振られ、ユーザへの周波数チャネルの割り当てを決定することに焦点がおかれている。
【０００８】
そのようなわけで、上記のような問題の少なくともいくらかを低減および／または回避する、電力およびチャネル割り振りの方法およびシステムの必要性がある。
【０００９】
なお、“含む”という言葉が本明細書において用いられたとき、記載された機能、数値、ステップまたは構成要素の存在が特定されるのであって、１またはそれ以上の他の機能、数値、ステップまたは構成要素またはグループの存在または追加が除外されるものではないことを強調しておく。
【００１０】
本発明の目的は、セル間の干渉を軽減する、最適に近いチャネルおよび送信電力割り振りを提供することでありうる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１つの側面によれば、通信システムにおける送信電力割り振りのための送信電力レベル決定方法であって、少なくとも第１のユーザ装置と、そのサービス提供第１基地局とに関連するチャネルゲインデータを取得するステップ、少なくとも上記第１のユーザ装置に関連するパフォーマンス関連データを取得するステップ、上記少なくとも第１のユーザ装置に関連する送信のための少なくとも上記サービス提供第１基地局のための一群のリソースブロックごとの送信電力レベルを、上記通信システムの計算されたデータビットスループットを増加させるために、上記取得されたチャネルゲインデータおよび上記取得されたパフォーマンス関連データに依存して適合させるステップ（ステップ７０８）、およびスーパーフレームレベルでの上記少なくともサービス提供第１基地局送信電力の上限として、電力割り振りのための一群のリソースブロックごとの上記送信電力レベルを提供するステップ（ステップ７１０）を含み、上記スーパーフレームレベルは、少なくとも１つのフレームのためのレベルを含み、上記一群のリソースブロックは、少なくとも１つのリソースブロックを含む、送信電力レベル決定方法が提供される。
【００１２】
上記送信電力を適合させるステップ（ステップ７０８）は、増加した割り振り電力によってシステムの計算上のスループットが増加する場合に、上記電力決定のときに上記サービス提供第１基地局によって用いられていないリソースブロックに関連する電力を、上記電力決定のときに上記サービス提供第１基地局によって用いられている少なくとも１群のリソースブロックに再割り振りすることをさらに含んでもよい。
【００１３】
上記パフォーマンス関連データを取得するステップにおける上記パフォーマンスデータは、上記少なくとも第１のユーザ装置のための基地局（ＢＳ：base  station）でのバッファ状態、電力決定のときの上記少なくとも第１のユーザ装置に関連するサービスの種類、過去のスーパーフレームの間の上記少なくとも第１のユーザ装置に対するスループットデータ、チャネル品質指標（ＣＱＩ：channel  quality  indicator）入力データ、およびチャネル状態情報（ＣＳＩ：channel  state  information）入力データのうち１またはそれ以上を含んでもよい。
【００１４】
別の側面によれば、通信システムに関する基地局における送信電力レベル関連データの処理方法であって、少なくともサービス対象（served）第１ユーザ装置（ＵＥ：user  equipment）からチャネルゲインデータを取得するステップ、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置にパフォーマンス関連データを提供するステップ、スーパーフレームレベルにおいて決定された、一群のリソースブロックごとに決定される送信電力レベルデータを取得するステップ、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置に、送信電力関連のパイロット信号を提供するステップ、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置から、チャネル品質関連情報を取得するステップ、および少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置に関連する上記取得されたチャネル品質関連情報と、上記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、上記スーパーフレームレベルにおいて一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベルを変更することを含む、フレームレベルでのリソースブロックごとの送信電力レベルの適合のステップを含む、送信電力レベル関連データの処理方法が提供される。
【００１５】
上記チャネル品質関連情報を取得するステップにおける上記チャネル品質関連情報は、信号対干渉雑音比目標をさらに含んでもよい。
【００１６】
上記フレームレベルでリソースブロックごとに上記決定された送信電力レベルを変更するステップは、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置に関連する、上記取得された信号対干渉雑音比目標と、上記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、上記スーパーフレームレベルで決定された送信電力レベルを減少させることをさらに含んでもよい。
【００１７】
上記フレームレベルで上記決定された送信電力レベルを変更するステップは、上記取得された信号対干渉雑音比目標に依存して、フレームレベルでの送信電力レベルを、スーパーフレームレベルで決定されたレベルから増加させる一方で、サービス対象基地局によって用いられる全リソースブロックでの送信電力レベル平均値を、上記スーパーフレームレベルで決定された全リソースブロックでの送信電力レベル平均値と等しく、またはより低く維持することをさらに含んでもよい。
【００１８】
上記チャネルゲインデータを取得するステップにおける上記チャネルゲインデータは、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを含んでもよい。
【００１９】
上記送信電力割り振り関連データの処理方法は、上記取得されたチャネルゲインデータから、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを計算することをさらに含んでもよい。
【００２０】
上記チャネル品質情報を取得するステップにおける上記チャネル品質情報は、ほぼ瞬間的なチャネル品質関連情報を含んでもよい。
【００２１】
上記送信電力割り振り関連データの処理方法は、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置に、パイロット信号を提供することをさらに含んでもよい。
【００２２】
さらに別の側面によれば、送信電力割り振りに関連するユーザ装置によるチャネルゲインデータのためのユーザ装置であって、上記ユーザ装置にサービスを提供する基地局にチャネルゲインデータを提供するステップ、スーパーフレームレベルで一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベル関連情報を含むパイロット信号情報を取得するステップ、および上記取得されたパイロット信号情報に基づいて、チャネル品質情報を提供するステップを含む、チャネルゲインデータ提供のためのユーザ装置が提供される。
【００２３】
上記チャネルゲインデータを提供するステップにおける上記チャネルゲインデータは、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データをさらに含んでもよい。
【００２４】
上記チャネル品質関連情報を提供するステップにおける上記チャネル品質関連情報は、ほぼ瞬間的なチャネル品質関連情報を含んでもよい。
【００２５】
上記チャネルゲインデータ提供方法は、定期的なパイロット信号情報を取得するステップをさらに含んでもよく、基地局のためのチャネルゲインデータの提供は、上記取得された最初のパイロット信号情報に基づいてもよい。
【００２６】
さらに別の側面によれば、少なくとも第１のユーザ装置とそのサービス提供第１基地局とに関連するチャネルゲインデータを取得し、少なくとも上記第１のユーザ装置に関連するパフォーマンス関連データを取得し、上記少なくとも第１のユーザ装置に関連する送信のための少なくとも上記サービス提供第１基地局のための一群のリソースブロックごとの送信電力レベルを、上記通信システムの計算されたデータビットスループットを増加させるために、上記取得されたチャネルゲインデータおよび上記取得されたパフォーマンス関連データに依存して適合させ、そしてスーパーフレームレベルでの上記少なくともサービス提供第１基地局送信電力の上限として、電力割り振りのための一群のリソースブロックごとの上記送信電力レベルを提供するように設定され、上記スーパーフレームレベルは少なくとも１つのフレームのためのレベルを含み、上記一群のリソースブロックは少なくとも１つのリソースブロックを含む、無線ネットワークコントローラが提供される。
【００２７】
上記無線ネットワークコントローラは、ユーザ装置ごとのリソースブロックの数を決定するように設定されたレギュレータユニットをさらに備えてもよく、また、一群のリソースブロックごとのスーパーフレームレベルでの長期的な電力割り振りレベルを決定するように設定された電力決定ユニットをさらに備えてもよく、上記一群のリソースブロックは、少なくとも１つのリソースブロックを含み、上記スーパーフレームは、少なくとも１つのフレームを含む。
【００２８】
さらに別の側面によれば、少なくともサービス対象第１ユーザ装置（ＵＥ）からチャネルゲインデータを取得し、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置にパフォーマンス関連データを提供し、スーパーフレームレベルにおいて決定された、一群のリソースブロックごとに決定される送信電力レベルデータを取得し、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置に、送信電力関連のパイロット信号を提供し、少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置から、チャネル品質関連情報を取得し、そして少なくとも上記サービス対象第１ユーザ装置に関連する上記取得されたチャネル品質関連情報と、上記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、上記スーパーフレームレベルにおいて一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベルを変更することを含む、フレームレベルでのリソースブロックごとの送信電力レベルの適合をするように設定された無線通信システムのための基地局ユニットが提供される。
【００２９】
上記基地局ユニットは、少なくとも第１のユーザ装置に関連するゲインデータを提供するように設定されたゲインコントロールユニットをさらに備えてもよく、送信電力レベルに基づいて、少なくとも上記第１のユーザ装置との通信のための送信電力を割り振るように設定された電力割り振りユニットを備えてもよい。
【００３０】
上記基地局の上記送信電力レベルは、少なくとも、スーパーフレームレベルで決定された長期的な送信電力レベルをさらに含んでもよい。
【００３１】
上記基地局の上記送信電力レベルは、フレームレベルで決定された短期的な送信電力レベルをさらに含んでもよい。
【００３２】
さらにまた別の側面によれば、上記ユーザ装置にサービスを提供する基地局にチャネルゲインデータを提供し、スーパーフレームレベルで一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベル関連情報を含むパイロット信号情報を取得し、そして上記取得されたパイロット信号情報に基づいて、チャネル品質情報を提供するように設定された、無線通信システムのためのユーザ装置が提供される。
【００３３】
上記ユーザ装置は、上記ユーザ装置にサービスを提供する基地局にゲインデータを提供するように設定されたゲインユニットをさらに備えてもよく、上記基地局にチャネル品質関連データを提供するように設定された無線チャネルユニットを備えてもよい。
【００３４】
上記ユーザ装置は、携帯電話をさらに含んでもよい。
【００３５】
本発明において用いられるリソースブロック（ＲＢ：resource  block）という用語は、ＯＦＤＭアクセス（ＯＦＤＭＡ）における物理的な時間周波数リソースを意味する。典型的には、１よりも多いリソースブロックが、データ送信のために割り振られる。Ｅ−ＵＴＲＡＮ（evolved  universal  Terrestrial  Radio  Access  Network）において、１つのリソースブロックは、０．５ｍｓの間にそれぞれが１５ｋＨｚの搬送波間隔を有する１２の副搬送波を含む。すなわち、１ＲＢ＝１８０ｋＨｚ×０．５ｍｓである。
【００３６】
ＯＦＤＭＡにおいても、Ｅ−ＵＴＲＡＮにおいてと同様に、各フレームは典型的には１０ｍｓの時間の長さである。
【００３７】
なお、“含む”という言葉が本明細書において用いられたとき、記載された機能、数値、ステップまたは構成要素の存在が特定されるのであって、１またはそれ以上の他の機能、数値、ステップまたは構成要素またはグループの存在または追加が除外されるものではないことを強調しておく。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
ここで、利点および特徴をより詳細に説明するために、以下の添付図面を参照して、いくつかの実施形態が以下で説明される。
【００３９】
【図１】先行技術に係るメッセージシーケンスダイヤグラムを示す図である。
【図２】いくつかの実施形態に係る電力割り振りの特徴を示す方法ステップを表す図である。
【図３】リソース割り振りの様々な態様を示す図である。
【図４】リソース割り振りの様々な態様を示す図である。
【図５】リソース割り振りの様々な態様を示す図である。
【図６】いくつかの実施形態に係る通信システムを示す図である。
【図７】少なくともいくつかの実施形態に係るメッセージシーケンスダイヤグラムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
上述のように、先行技術文献のアルゴリズムは局所的なもの（localized）であり、そのようなわけで、基地局（ＢＳ）がそれ自身の副搬送波に電力を割り振ろうとする度に、干渉の新たな評価が必要とされる。これは、結果として、パイロット信号送信の数の増加をもたらすであろう。
【００４１】
その上さらに、２００６年のクツォプロスとタッシウラスによれば、すべてのセルラーシステムにわたる電力割り振りを調整する完全な集中型のアルゴリズムは、計算上の、遅延およびシグナリングオーバヘッドの観点から、実行可能ではない。
【００４２】
加えて、従来の先行技術は、承認されたセッションのための通信レート要求を、最小、最大、または平均といったように明示的に考慮に入れていない。
【００４３】
図１は、先行技術のシステムのメッセージシーケンスダイヤグラムを示す。各フレームの最初に、基地局（ＢＳ）は、ユーザ装置（ＵＥ）によって瞬間的なチャネル分析結果を評価するために用いられうる、例えばＣＱＩ、またはＣＳＩといったパイロット信号を送信する（ステップ１０２）であろう。これらの測定結果は、セル間の干渉を考慮せずにスケジューリングおよび電力割り振りを実行するサービス提供基地局（ＢＳ）に送り返される（ステップ１０４）であろう。各基地局（ＢＳ）は、次に、そのサービスを提供されるユーザへ、パイロット信号とともにデータを送信する（ステップ１０６）であろう。ここで、これらの新たなパイロット信号は、次のフレームのチャネルゲインの評価のために用いられ（ステップ１０８）、次に、さらなるダウンリンクスケジューリングおよび電力割り振りのために用いられる（ステップ１１０）であろう。
【００４４】
シグナリングは、それゆえ、ユーザ装置（ＵＥ）とサービス提供基地局（ＢＳ)との間だけで、単一のタイムスケールと同じように行われる。
【００４５】
本発明の少なくともいくつかの実施形態の基本的な着想は、電力割り振りが２つのタイムスケールにおいて発生する動的なスキームを用いて電力を割り振ることである。
【００４６】
秒単位のより緩やかなタイムスケールを有する第１のレベルで、電力割り振りは、長期的なチャネルゲイン、または長期的なユーザの無線状態、および、例えば達成されたユーザスループット、バッファサイズ、ビットレート要求などのような、長期的なユーザパフォーマンス基準および状態の、ネットワーク規模の情報を用いて実行されうる。“スーパーフレーム（super-frame）”レベルとして言及されるであろうこのレベルの幅は、セル間の干渉を扱い、最適に近いネットワーク規模の電力割り振りを手に入れることである。
【００４７】
ミリ秒単位のより速いタイムスケールで実行される第２のレベル、電力割り振りは、瞬間的なチャネルゲインまたは短期的なユーザの無線状態と同様に、スーパーフレームレベルによって課される電力レベルの制限を用いて、各基地局（ＢＳ）で局所的に実行される。“フレーム”レベルとして言及されるであろうこのレベルの幅は、多重伝搬および高速フェージングを利用することである。
【００４８】
加えて、いくつかの実施形態に係る電力割り当てスキームは、ユーザ毎のリソースブロックＲＢの数に対応し、彼らの定義された通信レート要求に対して、ユーザ間のリソースの公平な割り振りを保証する通信レート要求を考慮に入れるであろう。
【００４９】
以下で、少なくともいくつかの実施形態に係る詳細な例が示される。
【００５０】
直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システムを、六角形のグリッドに配置され、各基地局（ＢＳ）が各セルの中心に位置するＬ基地局（ＢＳ）とともに検討する。Ｌをこの一連の基地局（ＢＳ）とし、Ｍｌを基地局ｌに接続された一連のユーザとする。それゆえｌ番目の基地局ＢＳにおけるユーザの数はＭｌであり、ネットワーク全体は合計でＭのユーザを有する。
【００５１】
【数１】
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【００５２】
無線リソースは、周波数領域および時間領域の両方において分割されるであろう。利用可能な帯域幅の全体は、それぞれのサブバンドがｋの連続したＯＦＤＭ副搬送波のクラスタであるＮのサブバンドに分割されるであろう。
【００５３】
加えて、時間リソースはフレームに分割され、多数の連続したフレームはスーパーフレームを構成するであろう。データを搬送しうる最小のリソース単位は、１つの周波数リソース単位（サブバンド）および１つの時間リソース単位（フレーム）の組み合わせである。基本的なリソース単位は、１つのリソースブロック（ＲＢ）に対応する。
【００５４】
少なくともいくつかの実施形態によれば、リソース割り振りに関与する無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio  Resource  Control）は、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ：Radio  Network  Controller）および基地局（ＢＳ）の両方によって実現されうる。この半分散型のＲＲＣスキームは、決定をＲＮＣレベルと基地局（ＢＳ）レベルに分けることによる計算の負荷を低減させるであろう。
【００５５】
ＲＮＣアルゴリズムは、より緩やかなタイムスケールにおいて実行され、長期的な各ユーザの達成されたパフォーマンスのような、長期的なチャネル分析結果に基づいて、スーパーフレームレベルでリソースを割り振るであろう。ＲＮＣエンティティの幅は、その基地局（ＢＳ）の間の干渉を制御し、干渉回避ゲインを最大化することでありうる。
【００５６】
基地局（ＢＳ）アルゴリズムは、しかしながら、より速いタイムスケールにおいて実行され、ＲＮＣアルゴリズムの決定および／または制限のような、各ユーザの瞬間的なチャネル分析結果に基づいて、フレームレベルでリソースを割り振るであろう。
【００５７】
いくつかの実施形態によれば、ＲＮＣは、集中型の論理ノードを指す。
【００５８】
さらにいくつかの実施形態によれば、ＲＮＣは、互いに通信できる基地局が提供される分散型のシステムにおいても実現されうる。このようなシステムにおいて、基地局の１つは、必要なスーパーフレーム情報を基地局から集め、それを局所的なリソース割り振りのために用いるために所望の一連の基地局に再分配する、集中的なサーバとしてふるまうように設定されうる。
【００５９】
以下で、１スーパーフレームサイクルの間のシステム挙動の説明が示される。１スーパーフレームに対応するこのタイムスケールにおいて、長期的な電力割り振りが実行されるであろう。長期的な電力割り振りは、今度は、それぞれの分散した電力割り振りのための個別の基地局への入力として用いられるであろう。これは、さらに後に説明される。
【００６０】
（集中型またはＲＮＣベースの反復電力およびチャネル割り振り：より長いタイムスケール）
１つのスーパーフレームは、ＲＮＣの決定の動作時間に対応し、典型的には、送信時間間隔（ＴＴＩ：transmission  time  intervals）、として言及されるいくつかのスケジューリングインスタンスの間持続する。各基地局（ＢＳ）は、ユーザ装置（ＵＥ）のダウンリンク測定および測定結果報告を可能にし、チャネル評価を容易にするために、リファレンスまたはパイロット信号を送信する。具体的には、受信した信号に基づいて、各ユーザ装置（ＵＥ）は、高速フェージングを平均した、長期的なチャネルゲインまたは任意の関連する長期的なダウンリンク測定結果を計算するであろう。次に、ＲＮＣが物理的なノードとして存在していれば、各ユーザ装置（ＵＥ）は、これらの測定結果をＲＮＣに報告する。そうではなく、分散型のアーキテクチャにおいては、各ユーザ装置（ＵＥ）は、例えばＬＴＥにおいて規格化されたＸ２インターフェースを通じてクラスタの他の基地局（ＢＳ）に情報を分配するサービス提供基地局に、これらの測定結果を報告する。
【００６１】
これらの測定結果を用いて、論理ノードまたは物理ノードのいずれかによって表されるＲＮＣは、ユーザ装置（ＵＥ）が第１の次元にあり、基地局（ＢＳ）が第２の次元にある、ネットワークの平均ゲイン行列Ｇを構成するであろう。ここで、Ｇ行列の次元は、Ｍ×Ｌ（M-by-L）である。行列Ｇに基づいて、ユーザｉによって用いられた場合のリソースブロック（ＲＢ）ｎのシャノン限界容量は、以下の数式形計算でありうる。
【００６２】
【数２】
2011512728.tif 000004
【００６３】
ここで、ＢＲＢはＲＢの帯域幅であり、Ｇｉｊは基地局（ＢＳ）ｊとユーザｉとの間の長期的なゲインであり、Ｇｉｉ'はユーザｉとそのサービス提供基地局（ＢＳ）ｉ’との間の長期的なゲインであり、Ｐｉ'ｎはリソースブロック（ＲＢ）ｎでの有用な信号の送信電力であり、Ｐｊｎはリソースブロック（ＲＢ）ｎでのｊ番目の基地局からの干渉信号の送信電力であり、σ２ＲＢは０平均値の付加的なホワイトガウシアンノイズ（ＡＷＧＮ：additive  white  Gaussian  noise）の分散である。
【００６４】
それゆえ、ＲＮＣの目的は、リソースブロック（ＲＢ）への電力割り振りによって、システムの総体的なスループットを最大化することでありうる。これは、集中的な電力割り振り、または、ＲＮＣによる割り振りと呼ばれ、論理的でも物理的でもありうる。具体的には、最適化問題は以下のように数式化される。
【００６５】
【数３】
2011512728.tif 000005
【００６６】
（アルゴリズムの説明）
（Ｐ．１）によって特徴付けられる最適化問題は、一般的にはその非凸の特性のために解くことが難しい。それを解くために、発見的反復アルゴリズム（iterative  heuristic  algorithm）が提案される。アルゴリズムは、２つの部分を含む。
【００６７】
第１の部分において、アルゴリズムは、ユーザの現在のビットレート要求と、リソースブロック（ＲＢ）の間の均等な電力分配の仮定とに基づいて、ユーザにリソースブロック（ＲＢ）を割り振るであろう。第１のパラメータであるユーザの現在のビットレート／パフォーマンス要求は、同様に、ユーザサービス種類／要求およびその達成されたパフォーマンス（すなわち、最近のスーパーフレームにおいて）の２組の主要なパラメータによってＲＮＣにおいて導き出される。
【００６８】
異なるユーザは異なるパフォーマンスを得うるため、第１の反復ステップは、必ずしもすべてのユーザに同じな図のリソースブロック（ＲＢ）を割り振らなくてもよい。少なくともいくつかの基地局において、いくつかのリソースブロック（ＲＢ）が用いられずに残ることも、実際の状況においてはありうる。この資産は、第２の反復ステップにおいて利用される。
【００６９】
第２の部分において、アルゴリズムは、既に割り当てられたリソースブロック（ＲＢ）に、用いられないリソースブロック（ＲＢ）による第１の部分からの残余であるどのような余剰電力をも割り振ることによって、さらなるシステムスループットの最大化を試みる。
【００７０】
図２を参照すると、割り振りアルゴリズムに関する無線ネットワーク制御のステップの概要が説明されたフローチャートが示されている。方法は、ステップ２０２において最初の基地局（ＢＳ）、ここではＢＳ  ｋを選択することから始まるであろう。その後、リソースブロック（ＲＢ）ｎを割り振られた場合の、各ユーザ装置（ＵＥ）ｍのシステムへのスループット寄与が、すべてのユーザ装置（ＵＥ）について計算される。続くステップ、ステップ２０６において、ｋが最後の基地局（ＢＳ）、基地局（ＢＳ）Ｌであるか否かが判定される。インデックスｋがインデックスＬと等しくないと判定された場合、ステップ２０２において、別の基地局（ＢＳ）がインクリメントされたインデックスとともに選択されるであろう。一方、ステップ２０６において、ｋがＬに等しいと判定された場合、続くステップは、ステップ２０８において、基地局（ＢＳ）ｋを選択し、余剰電力ΔＰを計算することである。余剰電力は、現在の基地局（ＢＳ）ｋによって用いられないリソースブロックに関連する電力である。従って、この電力は他の場所で用いられてもよい。
【００７１】
次のステップは、ｋ番目の基地局（ＢＳ）によって用いられる一連のリソースブロック（ＲＢ）である一連のＮｋからリソースブロック（ＲＢ）を選択し、追加の電力ΔＰを割り振ることである。追加の電力によってスループットが増加するか否かについての判定が、次にステップ２１２において実行される。
【００７２】
ステップ２１２において、スループットが増加しない場合、次はステップ２１４、ステップ２１４において余剰電力を更新することである。ステップ２１２においてスループットが増加したと判定された場合、続くのはステップ２１６、ステップ２１６において、ｈａｒｅに基地局（ＢＳ）のための利用可能なリソースブロック（ＲＢ）があるか否かを判定することである。ステップ２１６において、さらなる利用可能なリソースブロック（ＲＢ）があると判定された場合、次のステップはステップ２１０、一連のＮｋなどからリソースブロック（ＲＢ）を選択することである。ステップ２１６において、基地局（ＢＳ）のための利用可能なリソースブロック（ＲＢ）はないと判定された場合、ｋがＬに等しいか否かが判定される。ｋがＬに等しくない場合、続くステップは、ステップ２０８において、基地局（ＢＳ）ｋを選択して、余剰電力を計算することである。
【００７３】
しかしながら、ステップ２１８において、ｋがＬに等しいと判定された場合、方法はステップ２２０において終了する。それゆえ、余剰電力は、基地局（ＢＳ）ｋによって用いられるリソースブロック（ＲＢ）に割り振られるであろう。
【００７４】
以下で、ＲＮＣ割り振りアルゴリズムの擬似コードが与えられる。
【００７５】
表１．ＲＮＣ割り振りアルゴリズムの擬似コード変数
【表１】
2011512728.tif 000006
【００７６】
2011512728.tif 000007
2011512728.tif 000008
【００７７】
（リソース割り振り優先順位）
基地局（ＢＳ）が評価される順番の影響が、最終的な結果のためには重要でありうる。理由は、最初に調べられた基地局（ＢＳ）が干渉のないリソースブロック（ＲＢ）を得られ、それゆえにリソースブロック（ＲＢ）の割り振りにおいて利益を有することである。この見解に基づいて、この問題は、各スーパーフレームで基地局（ＢＳ）評価の順番を変更することによって対処されうる。順番はランダムでもよい。この場合、基地局（ＢＳ）リソース割り振り優先順位は、それぞれの確率：
【００７８】
【数５】
2011512728.tif 000009
【００７９】
によって定められる。少なくとも１つの実施形態によれば、すべての基地局（ＢＳ）は、同じリソース割り振り優先順位可能性を有する、すなわち
【００８０】
【数６】
2011512728.tif 000010
【００８１】
他のいくつかの実施形態によれば、割り振り優先順位は、基地局（ＢＳ）における負荷に基づいてもよい。例えば、負荷が重い基地局（ＢＳ）は、最初にサービスを提供される優先権を有し、または、過去のスーパーフレームの間、十分なデータを送信することができなかった基地局（ＢＳ）は、今度は最初に評価される優先権を与えられる。
【００８２】
さらに別の実施形態によれば、割り当てが始まる基地局（ＢＳ）は、ラウンドロビン方式であってもよい。
【００８３】
（アルゴリズムの最適な条件）
上述の最適化問題の解を用いることによって、ＲＮＣは、電力をリソースブロック（ＲＢ）に割り振り、最適に近い解を達成する。しかしながら、この解は、チャネルゲインを瞬間的ではなく“平均値”とみなす場合にのみ有効である。ＲＮＣアルゴリズムの出力は、各リソースブロック（ＲＢ）での電力割り振り、ひいては、特定のリソースブロック（ＲＢ）での電力割り振りが０の場合における各ユーザへのリソースブロック（ＲＢ）割り当てを示す行列Ｐである。
【００８４】
具体的な基地局（ＢＳ）のための、リソースブロック（ＲＢ）を通じたＲＮＣ電力割り振りからの出力の例が、図３において示され、集中型のまたはＲＮＣレベルの電力割り振りを実証する。上述のように、具体的な電力割り振りは、チャネルゲインを平均値とみなす場合にのみ、全体的な最適条件を有する。換言すると、基地局（ＢＳ）が厳密にＲＮＣの推薦に従う場合、多重伝搬によるチャネルゲインの変動を考慮しないため、ＲＮＣ電力割り振りはもはや最適ではないであろう。しかしながら、基地局（ＢＳ）においては、ＴＴＩレベルでのＣＱＩレポートを通じて、瞬間的な無線状態の情報が利用可能でありうる。従って、基地局（ＢＳ）は、同時にＲＮＣアルゴリズムの決定を考慮に入れながら、高速フェージングを利用してシステムスループットをさらに増加させうる。
【００８５】
各基地局（ＢＳ）は、隣接する基地局が干渉している基地局に近いセル端またはその近くに位置するユーザ装置のために用いるリソースブロックでは、総電力の半分だけを割り振られるか、または全く電力を割り振られないであろう。このことは、さらに低いセル間の干渉をもたらす。
【００８６】
（集中的な割り振りのための無線測定結果）
上記のように、集中的な電力割り振りは、２組の測定結果に基づき、１つは無線に関係する、高速フェージングの効果が除去されているであろう長期的な無線状態でありうる。従って、原理的には、集中的な電力割り振りのために必要とされる測定もまた、ユーザ装置（ＵＥ）と基地局（ＢＳ）との間のアップリンク方向でなされうる。
【００８７】
それでもなお、ＬＴＥシステムの仕様書におけるＴＤＤ（Time  Division  Duplex）のサポートと同じく、アップリンクとダウンリンクの異なるアンテナ設定のために、ダウンリンク測定が望ましい。加えて、ユーザ装置（ＵＥ）は、ハンドオーバの目的のために、長期的な平均値に基づくダウンリンク測定結果をサービス提供基地局に報告しているであろう。それゆえ、各ユーザ装置（ＵＥ）のための集中型の電力レベルを導くために必要とされる測定結果は、容易に入手されうる。
【００８８】
（分散型の、または基地局（ＢＳ）ベースの電力割り振り：より短いタイムスケール）
上記（P.1）のような最適化問題を解いた後、ＲＮＣは、基本的にはＰ行列であるその決定を、その制御する基地局（ＢＳ）のクラスタに分配する。これらの決定は、現在のスーパーフレームのすべての持続時間について有効であり、ＲＮＣアルゴリズムが再び実行されるであろう次のスーパーフレームの始めに更新されるであろう。
【００８９】
それゆえに、現在のスーパーフレームについて、各基地局（ＢＳ）は、どのリソースブロック（ＲＢ）が使用を許可されているかを把握しており、加えて、他の基地局（ＢＳ）が用いるであろう一連のリソースブロック（ＲＢ）を正確に把握している。換言すれば、ＲＮＣアルゴリズムの実行後、スーパーフレーム期間のすべてについて、干渉が確定するであろう。そこで、各基地局（ＢＳ）の目的は、ＲＮＣの決定と、例えばＣＱＩのようなユーザの瞬間的なチャネル分析結果とに基づいて、システムスループットをさらに改善することである。
【００９０】
基地局（ＢＳ）レベルでは、システムのスループットをさらに改善するために採用されうる２つの戦略がある。これらの戦略は、ＲＮＣによって、スーパーフレームの各ＴＴＩの間、各リソースブロックに設定されるであろう最大電力限界に基づく。
【００９１】
最新技術によれば、最大電力限界は、一般的に各サービスタイプに固有の固定パラメータであり、例えば、音声ユーザには１ワット、タイプ１のパケットデータレートサービスには２ワット、タイプ２のパケットデータレートサービスには３ワット、といったようなものである。
【００９２】
このような、最新技術による最大電力限界の設定方法は、隣接するセルにおける干渉の影響を考慮していない。
【００９３】
（厳密な電力制限戦略）
この戦略を用いると、少なくともいくつかの実施形態において、各基地局（ＢＳ）は、ＲＮＣによって決定された電力以上の電力をリソースブロックに割り振ることを禁じられる；厳密な最大電力限界に基づく分散型の電力割り振りを示す図４を参照されたい。
【００９４】
各モバイルのＳＩＮＲターゲットと、瞬間的なチャネルゲインまたはＣＱＩとに基づいて、基地局（ＢＳ）は、ＲＮＣによって割り振られた電力を上限とする最終的な送信電力を割り振る。サービス提供基地局（ＢＳ）とのチャネルゲインが好ましく、かつ／または干渉する基地局（ＢＳ）とのチャネルゲインが低い場合、基地局（ＢＳ）は、特定のリソースブロック（ＲＢ）により少ない量の電力を割り振り、これによってシステムにおけるより少ない干渉を生じさせる。
【００９５】
換言すれば、厳密な、または決定性の電力レベルが、集中型の電力割り振りノードによって基地局に提供される。それゆえ、基地局（ＢＳ）は、この限界を超えることを許容されない。
【００９６】
これは、スループットの観点からは控えめなアプローチである。しかしながら、それは隣接セルにおける干渉が最小化されることを保証する。
【００９７】
（柔軟な電力制限戦略）
この戦略を用いて、柔軟な最大電力限界に基づく分散型の電力割り振りを示す図５を参照すると、各基地局（ＢＳ）は、総電力割り振りの平均値がＲＮＣ割り振りによって設定された限界を超えてはならないという制約のもとに、特定のリソースブロック（ＲＢ）により多くの電力を割り振る自由を有する。この戦略によって、基地局（ＢＳ）が、特定のリソースブロック（ＲＢ）でのＳＩＮＲ閾値を満たすために電力の量をさらに増加させる能力を有するため、基地局（ＢＳ）レベルでの割り振りは、さらに柔軟になる。それでもなお、基地局（ＢＳ）は、過剰な電力割り振りの経過を追い、結果としてのリソースブロック（ＲＢ）の電力割り振りにおいてそれらを吸収しなければならない。
【００９８】
少なくともいくつかの実施形態によれば、基地局（ＢＳ）がスーパーフレームの終わりに向けて、ＲＮＣに課された望ましい制限を満たすことが容易になるように、移動平均が用いられてもよい。スーパーフレームレベルでの電力割り振りに関するＲＮＣの制約を満たしうる基地局によって、他の平均化技術または測定基準（例えば、パーセンタイル法）が用いられてもよい。
【００９９】
柔軟な電力制限戦略は、より積極的であってもよく、また、基地局が機敏なスケジューリングスキームをよりよく利用することを許容してもよい。
【０１００】
（通信システムの概要）
図６において、いくつかの実施形態に係るリソース割り振りのための通信システム６００が示されている。上記システムは、分散型の送信電力割り振りのための基地局６０２、分散型の送信電力決定のための無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）６０４、および少なくとも１つのユーズ装置６０６を含みうる。
【０１０１】
無線ネットワークコントローラ６０４は、電力決定ユニット６１２に接続されたレギュレータ機能６１０を含みうる。基地局６０２は、ゲインユニットコントロール６０６および電力割り振りユニット６０８を含みうる。一方、ユーザ装置６０６は、ゲインユニット６１４の他に無線チャネルユニット６１６を含みうる。
【０１０２】
これらのユニットおよびそれらの機能は、複数の機能を有する他のユニットに含まれてもよい。図６は、いくつかの実施形態に係るシステムの概要を示しているに過ぎない。
【０１０３】
図６において、平均ゲイン行列Ｇは、基地局６０２のゲインユニットコントロール６０６から、電力決定ユニット６１２に提供されうる。基地局６０２のゲインユニットコントロール６０６から、待ち行列の長さまたはバッファ状態である各ユーザのバッファの長さを示す行列Ｑが、無線ネットワークコントローラ６０４のレギュレータ機能６１０に提供されうる。先行のスーパーフレームで達成されたユーザごとのスループット、換言すれば最近のスーパーフレームの間に各ユーザがどれだけ多くのビットを受信したかであるＴpreviousも、ｂａｓ局６０２によってレギュレータ６１０に提供されうる。ベストエフォートであるか、保証ビットレートであるか、ナローバンド対応であるか、または可変（elastic）であるかという、ユーザごとのサービスの種類Ｓも同様に、基地局６０２によって、無線ネットワークコントローラ６０４のレギュレータ機能６１０に提供されうる。
【０１０４】
ユーザごとの実際のビットレートまたはリソースブロック（ＲＢ）の数でありうるサービス品質（ＱｏＳ：quality  of  service）制約を満たすために要求されるユーザごとのスループットであるＴreqは、レギュレータ機能６１０によって電力決定ユニット６１２に提供されうる。長期的な電力割り振りのための送信電力レベル行列Ｐは、電力決定ユニット６１２によって基地局６０２の電力割り振りユニット６０８に提供されうる。
【０１０５】
レギュレータ６１０は、ＱｏＳ要求に関して、ユーザ装置（ＵＥ）のユーザを満足させ続けるために、ユーザごとのリソースブロック（ＲＢ）の数（または次回のスーパーフレーム期間のためのビットレート）を調整／決定することを目的とする、無線ネットワークコントローラエンティティに内蔵された機能でありうる。
【０１０６】
リソースブロック（ＲＢ）決定は、待ち行列の長さ、先行するスーパーフレーム期間の間に達成できたスループット、およびサービス種類に基づきうる。これらの測定結果に基づいて、レギュレータ６１０は、次回のスーパーフレームのためのユーザごとの要求されるスループット（またはリソースブロック（ＲＢ）の数）を見積もってもよい。
【０１０７】
加えて、瞬間的なゲインデータ、または平均ゲイン報告が、ユーザ装置６０６のゲインユニット６１４によって提供されてもよい。
【０１０８】
本発明の少なくともいくつかの実施形態によれば、ユーザ装置は携帯電話を含む。ユーザ装置は、代替的に、パーソナルコンピュータ、またはＰＤＡ（personal  digital  assistant）装置を含んでもよい。
【０１０９】
無線チャネルユニット６１８は、基地局６０２の電力割り振りユニット６０８からのパイロット信号を含むダウンリンクデータトラフィックを受信しうる。また、以下でより詳しく紹介される、本発明のいくつかの実施形態に係るシグナリングスキームを表す図７に目を向けると、チャネル品質指標のような瞬間的な報告も、ユーザ装置（ＵＥ）の無線チャネルユニット６１８によって、基地局６０２の電力割り振りユニット６０８に提供されうる。
【０１１０】
（いくつかの実施形態に係るメッセージシーケンス図）
図７を参照すると、少なくともいくつかの実施形態に係るメッセージシーケンス図を示す。
【０１１１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、ユーザ装置（ＵＥ）と基地局（ＢＳ）との間で交換されるメッセージに加えて、新たなメッセージが基地局（ＢＳ）とＲＮＣとの間に設けられる。スーパーフレームの始めに、基地局（ＢＳ）はパイロット信号を送信し（ステップ７０２）、その後パイロット信号は、各ユーザ装置（ＵＥ）によって、それ自身と、ＲＮＣによって制御されるクラスタの残りの基地局（ＢＳ）との間の、高速フェージングするチャネルゲインの平均値を見積もるために用いられる。高速フェージングするチャネルゲインの平均値は、高速フェージングまたは小規模フェージングの影響が除去されるため、一般的には長期的平均値と呼ばれる。
【０１１２】
ここで、平均値チャネルゲイン見積もりは、接続された基地局（ＢＳ）に折り返し報告されうる（ステップ７０４）。次に、各基地局（ＢＳ）は、基本的には上述のＧ行列の行に対応するこれらのゲイン値と、加えて各ユーザのパフォーマンス要求を、ＲＮＣに報告する（ステップ７０６）。ここで、ＲＮＣは、ゲイン行列Ｇを構成し、そして、割り振られたときにシステムの最適に近い長期的なデータビットスループットを達成するであろう、最適に近い電力レベルを計算しうる（ステップ７０８）。ここで、結果であるＰ行列がすべての基地局（ＢＳ）に分配される（ステップ７１０）。各基地局（ＢＳ）は、それがＲＮＣによって定義されたので、許可された一連のリソースブロック（ＲＢ）にわたってパイロット信号を送信する（ステップ７１２）。これらの信号は、ユーザ装置（ＵＥ）による瞬間的なチャネルゲインの評価のために用いられ、この評価はその後、それらのサービス提供基地局に報告される（ステップ７１４）。これらの測定結果に加えて電力割り振り行列Ｐに基づいて、各基地局（ＢＳ）は、前節で紹介した戦略によって、許可された一連のリソースブロック（ＲＢ）にわたって、スケジューリングおよび電力割り振りを実行する（ステップ７１６）。その後、新たなパイロット信号を伴うデータが、許可された電力を用いてユーザ装置（ＵＥ）に送信されうる（ステップ７１８）。
【０１１３】
受信されたパイロット信号は、その後、ユーザ装置（ＵＥ）によって瞬間的なチャネルゲインの評価のために用いられ、ステップ７２０において、この評価は再び、例えばＣＱＩとして、それらのサービス提供基地局に報告される。再び、これらの測定結果に加えて電力割り振り行列Ｐに基づいて、各基地局（ＢＳ）は、上述のような戦略によって、許可された一連のリソースブロック（ＲＢ）にわたって、新たなスケジューリング電力割り振りを実行する（ステップ７２２）。ここで、更新されたパイロット信号を伴うデータが、許可された電力を用いてユーザ装置（ＵＥ）に送信されうる（ステップ７２４）。
【０１１４】
このような、パイロット信号を伴うダウンリンクトラフィックを送ることと、瞬間的な報告を受信することが、フレームレベルで続けられる（ステップ７２６）。現在のスーパーフレームが終わりに来たとき、スーパーフレームレベルでの更新された送信電力レベル決定のための入力データとして、ユーザ装置（ＵＥ）からサービス提供基地局（ＢＳ）に、平均値ゲイン報告が送信され（ステップ７２８）、その後、上述のステップ７０６以降のようなステップが予定されうる。
【０１１５】
（アップリンクチャネルおよび電力割り振りへの適用性）
前節における説明は、ダウンリンクシナリオだけを考慮している。しかしながら、本発明は、アップリンクにおけるセル間干渉を軽減するためにも適用可能である。
【０１１６】
ダウンリンクと同様に、アップリンクシナリオのために、ＲＮＣは、前節において説明されたのと同じパラメータおよび原理を用いることによって、長期的なアップリンク電力およびチャネル割り振り（アップリンクリソースブロック）を実行する。短期的なアップリンクリソース割り振りも、従って、上述されたのと同じような方法論を用いて基地局においてなされる。現在のＬＴＥシステム設計は、アップリンクにおいても、チャネル依存スケジューリングの実行の可能性を許容している。これは、全帯域にわたって少なくともまばらに（sparsely）、サウンディングリファレンス信号と呼ばれるアップリンクリファレンス信号を送るように、ユーザ装置（ＵＥ）が設定されうるという事実によるものである。それゆえ、スーパーフレームの間、いつでも、ユーザ装置（ＵＥ）は、基地局によってスケジュールされ、リソースブロック（ＲＢ）ごとの最大許容アップリンク電力限界についての情報を与えられる。このことは、ＲＮＣによって設定される長期的な状態が満たされることを保証し、ひいてはアップリンクのセル間干渉を最小化するであろう。
【０１１７】
紹介された本発明の実施形態は、本発明に含まれる実施形態の多様さのわずかな例に過ぎないことが理解されるであろう。
【０１１８】
本発明は様々なやり方で変化させることができ、紹介されたような代替的な実施形態はほんのわずかな例に過ぎないことを強調しておく。これらの異なる実施形態は、それゆえに限定的ではない例である。
【０１１９】
無線ネットワークコントローラは、１つのエンティティに含まれてもよいが、代替的に、１またはいくつかの基地局に分散された機能に含まれてもよい。
【０１２０】
少なくともいくつかの実施形態の利点：
隣接するセルにおける干渉を軽減し、システムが帯域幅のより有効な利用を達成する周波数再利用−１によって動作することを許容する。
短期すなわちフレームレベル、および長期すなわちスーパーフレームレベル、での品質ターゲットが達成されうる。
ユーザビットレートパフォーマンス要求が達成される。
電力およびチャネルリソースがより効率的に用いられうる。
既存の測定結果を活用するという意味で、最適化スキームが単純である。
スキームがアップリンクおよびダウンリンク送信の両方において利用可能である。
【図１】
2011512728.tif 000011
【図２】
2011512728.tif 000012
【図３】
2011512728.tif 000013
【図４】
2011512728.tif 000014
【図５】
2011512728.tif 000015
【図６】
2011512728.tif 000016
【図７】
2011512728.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月1日(2009.12.1)
【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】
通信システムに関する基地局における送信電力レベル関連データの処理方法であって：
少なくともサービス対象（served）第１ユーザ装置からチャネルゲインデータを取得するステップ（ステップ７０４）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置にパフォーマンス関連データを提供するステップ（ステップ７０６）、
スーパーフレームレベルにおいて決定された、一群のリソースブロックごとに決定される送信電力レベルデータを取得するステップ（ステップ７１０）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に、送信電力関連のパイロット信号を提供するステップ（ステップ７１２）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置から、チャネル品質関連情報を取得するステップ（ステップ７１４）、および
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に関連する前記取得されたチャネル品質関連情報と、前記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、前記スーパーフレームレベルにおいて一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベルを変更することを含む、フレームレベルでのリソースブロックごとの送信電力レベルの適合のステップ（ステップ７１６）、
を含む、送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項２】
前記チャネル品質関連情報を取得するステップにおける前記チャネル品質関連情報は、信号対干渉雑音比目標を含む、請求項１に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項３】
前記フレームレベルでリソースブロックごとに前記決定された送信電力レベルを変更することは、少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に関連する、前記取得された信号対干渉雑音比目標と、前記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、前記スーパーフレームレベルで決定された送信電力レベルを減少させることを含む、請求項２に記載の送信電力レベル関連データの処理方法（ステップ７１６）。
【請求項４】
前記フレームレベルで前記決定された送信電力レベルを変更すること（ステップ７１６）は、前記取得された信号対干渉雑音比目標に依存して、フレームレベルでの送信電力レベルを、スーパーフレームレベルで決定されたレベルから増加させる一方で、サービス対象基地局によって用いられる全リソースブロックでの送信電力レベル平均値を、前記スーパーフレームレベルで決定された全リソースブロックでの送信電力レベル平均値と等しく、またはより低く維持することを含む、請求項１に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項５】
前記チャネルゲインデータを取得するステップにおける前記チャネルゲインデータは、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項６】
前記取得されたチャネルゲインデータから、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを計算することをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項７】
前記チャネル品質情報を取得するステップにおける前記チャネル品質情報は、ほぼ瞬間的なチャネル品質関連情報を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項８】
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に、パイロット信号を提供することをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の送信電力割り振り関連データの処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実行するように設定された、無線通信システムのための基地局ユニット（６０２）。
【請求項１０】
少なくとも第１のユーザ装置に関連するゲインデータを提供するように設定されたゲインコントロールユニット（６０６）と、
送信電力レベルに基づいて、少なくとも前記第１のユーザ装置との通信のための送信電力を割り振るように設定された電力割り振りユニットと、
を備える、請求項９に記載の基地局ユニット（６０２）。
【請求項１１】
前記送信電力レベルは、少なくとも、スーパーフレームレベルで決定された長期的な送信電力レベルを含む、請求項１０に記載の基地局ユニット。
【請求項１２】
前記送信電力レベルは、フレームレベルで決定された短期的な送信電力レベルを含む、請求項１０または１１に記載の基地局ユニット（６０２）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011512728.tif 000018
【図２】
2011512728.tif 000019
【図３】
2011512728.tif 000020
【図４】
2011512728.tif 000021
【図５】
2011512728.tif 000022
【図６】
2011512728.tif 000023
【図７】
2011512728.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【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】
通信システムに関する基地局における送信電力レベル関連データの処理方法であって：
少なくともサービス対象（served）第１ユーザ装置からチャネルゲインデータを取得するステップ（ステップ７０４）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置にパフォーマンス関連データを提供するステップ（ステップ７０６）、
スーパーフレームレベルにおいて決定された、一群のリソースブロックごとに決定される送信電力レベルデータを取得するステップ（ステップ７１０）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に、送信電力関連のパイロット信号を提供するステップ（ステップ７１２）、
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置から、チャネル品質関連情報を取得するステップ（ステップ７１４）、および
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に関連する前記取得されたチャネル品質関連情報と、前記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、前記スーパーフレームレベルにおいて一群のリソースブロックごとに決定された送信電力レベルを変更することを含む、フレームレベルでのリソースブロックごとの送信電力レベルの適合のステップ（ステップ７１６）、
を含む、送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項２】
前記チャネル品質関連情報を取得するステップにおける前記チャネル品質関連情報は、信号対干渉雑音比目標を含む、請求項１に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項３】
前記フレームレベルでリソースブロックごとに前記決定された送信電力レベルを変更することは、少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に関連する、前記取得された信号対干渉雑音比目標と、前記取得されたチャネルゲインデータとに依存して、前記スーパーフレームレベルで決定された送信電力レベルを減少させることを含む、請求項２に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項４】
前記フレームレベルで前記決定された送信電力レベルを変更すること（ステップ７１６）は、前記取得された信号対干渉雑音比目標に依存して、フレームレベルでの送信電力レベルを、スーパーフレームレベルで決定されたレベルから増加させる一方で、サービス対象基地局によって用いられる全リソースブロックでの送信電力レベル平均値を、前記スーパーフレームレベルで決定された全リソースブロックでの送信電力レベル平均値と等しく、またはより低く維持することを含む、請求項１に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項５】
前記チャネルゲインデータを取得するステップにおける前記チャネルゲインデータは、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項６】
前記取得されたチャネルゲインデータから、高速フェージングするチャネルゲインの平均値データを計算することをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項７】
前記チャネル品質情報を取得するステップにおける前記チャネル品質情報は、ほぼ瞬間的なチャネル品質関連情報を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項８】
少なくとも前記サービス対象第１ユーザ装置に、パイロット信号を提供することをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の送信電力レベル関連データの処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実行するように設定された、無線通信システムのための基地局ユニット（６０２）。
【請求項１０】
少なくとも第１のユーザ装置に関連するゲインデータを提供するように設定されたゲインコントロールユニット（６０６）と、
送信電力レベルに基づいて、少なくとも前記第１のユーザ装置との通信のための送信電力を割り振るように設定された電力割り振りユニットと、
を備える、請求項９に記載の基地局ユニット（６０２）。
【請求項１１】
前記送信電力レベルは、少なくとも、スーパーフレームレベルで決定された長期的な送信電力レベルを含む、請求項１０に記載の基地局ユニット。
【請求項１２】
前記送信電力レベルは、フレームレベルで決定された短期的な送信電力レベルを含む、請求項１０または１１に記載の基地局ユニット（６０２）。
【国際調査報告】
2011512728.tif 000025
2011512728.tif 000026
2011512728.tif 000027
2011512728.tif 000028