(57)【要約】本発明は、ワイヤレス通信ネットワーク（１０）内の移動端末（１２）へのリソース割当てを実行する方法であって、前記ワイヤレス通信ネットワーク（１０）は、複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）を含む、方法に関する。この方法は、前記移動端末（１２）と前記複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のうちの１つまたは複数との間の１つまたは複数のワイヤレス・リンク（１４）のリンク品質を測定するステップと、１つまたは複数のサービスするセクタ内で前記移動端末（１２）にワイヤレス・リソースを割り当てるステップであって、前記サービスするセクタは、前記複数のセル（Ｃ０〜Ｃ１２）のうちの１つまたは複数の中の前記複数のセクタ（ＳＥＣ０．０、ＳＥＣ０．１、ＳＥＣ０．２、ＳＥＣ０、ＳＥＣ１．０、ＳＥＣ１．１、ＳＥＣ１、ＳＥＣ２．０、ＳＥＣ２．１、ＳＥＣ２、ＳＥＣ３〜ＳＥＣ１２）のうちの１つまたは複数である、ステップとを含む。本発明は、さらに、前記方法を実行する複数の基地局および前記複数の基地局を含むワイヤレス通信ネットワーク（１０）に関する。
2011505094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信ネットワーク（１０）内の移動端末（１２）へのリソース割当てを実行する方法であって、前記ワイヤレス通信ネットワーク（１０）は複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）を含み、前記複数の基地局のそれぞれはセルにサービスし、各セルは複数のセクタを含み、前記方法が、
前記移動端末（１２）と前記複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のうちの複数との間の複数のワイヤレス・リンク（１４）のリンク品質を測定するステップと、
複数のサービスするセクタ内で前記移動端末（１２）にワイヤレス・リソースを割り当てるステップとを含み、前記サービスするセクタは、前記複数のセル（Ｃ０〜Ｃ１２）のうちの複数の中の前記複数のセクタ（ＳＥＣ０．０、ＳＥＣ０．１、ＳＥＣ０．２、ＳＥＣ０、ＳＥＣ１．０、ＳＥＣ１．１、ＳＥＣ１、ＳＥＣ２．０、ＳＥＣ２．１、ＳＥＣ２、ＳＥＣ３〜ＳＥＣ１２）のうちの複数である、方法。
【請求項２】
前記ワイヤレス通信ネットワーク（１０）はラジオ通信ネットワークであり、ラジオ・リソースの全セットが潜在的に前記ラジオ通信ネットワーク・エリア内のすべての点で割り当てられ得ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動端末（１２）と前記複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のうちの複数との間の前記複数のワイヤレス・リンク（１４）のトラフィック要件を測定する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のワイヤレス・リンク（１４）を介して前記移動端末（１２）から前記複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のうちの複数で受信される信号に対して信号処理を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のうちの複数から前記複数のワイヤレス・リンク（１４）を介して前記移動端末（１２）で受信される信号に対して信号処理を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
各セルは複数のリソース割当てモジュールを含み、前記複数のリソース割当てモジュールのそれぞれは前記複数のセクタ（ＳＥＣ０．０、ＳＥＣ０．１、ＳＥＣ０．２、ＳＥＣ０、ＳＥＣ１．０、ＳＥＣ１．１、ＳＥＣ１、ＳＥＣ２．０、ＳＥＣ２．１、ＳＥＣ２、ＳＥＣ３〜ＳＥＣ１２）のうちの少なくとも１つに関連し、
前記リソース割当ては、前記複数のサービスするセクタに関連する前記１つまたは複数のリソース割当てモジュールによって実行される、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のサービスするセクタに関連する前記１つまたは複数のリソース割当てモジュールの中でマスタ・リソース割当てモジュールを決定するステップをさらに含み、前記マスタ・リソース割当てモジュールは、前記サービスするセクタ内の前記移動端末（１２）への前記リソース割当てを他の関連するリソース割当てモジュールと協力して実行する、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記マスタ・リソース割当てモジュールの前記決定は、複数のサービスするセクタに関連する前記リソース割当てモジュールによって実行される、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記リソース割当てモジュールのそれぞれは媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インスタンスである、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
ワイヤレス通信ネットワーク（１０）の複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）であって、前記複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のそれぞれはセル（Ｃ０〜Ｃ１２）にサービスし、各セル（Ｃ０〜Ｃ１２）は複数のセクタ（ＳＥＣ０．０、ＳＥＣ０．１、ＳＥＣ０．２、ＳＥＣ０、ＳＥＣ１．０、ＳＥＣ１．１、ＳＥＣ１、ＳＥＣ２．０、ＳＥＣ２．１、ＳＥＣ２、ＳＥＣ３〜ＳＥＣ１２）を含み、
前記複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のそれぞれは、移動端末（１２）への１つまたは複数のワイヤレス・リンク（１４）のリンク品質を測定するように適合され、複数のサービスするセクタを判定する手段を含み、前記サービスするセクタは、前記複数のセル（Ｃ０〜Ｃ１２）のうちの複数の中の前記複数のセクタ（ＢＳ０〜ＢＳ１２）のうちの複数であり、前記移動端末（１２）へのリソース割当ては、前記複数のサービスするセクタ内で実行される、複数の基地局。
【請求項１１】
前記基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）がラジオ通信ネットワークの基地局であり、ラジオ・リソースの全セットが潜在的に前記ラジオ通信ネットワーク・エリア内のすべての点で割り当てられ得る、ことを特徴とする請求項１０に記載の複数の基地局。
【請求項１２】
それぞれの基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）は、前記移動端末（１２）への前記１つまたは複数のワイヤレス・リンク（１４）のトラフィック要件を測定するように適合される、ことを特徴とする請求項１０に記載の複数の基地局。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のワイヤレス・リンク（１４）を介して前記移動端末（１２）から受信される信号に対して信号処理を実行する手段を特徴とする、請求項１０に記載の複数の基地局。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のワイヤレス・リンク（１４）を介して前記移動端末（１２）に送信される信号に対して信号前処理を実行することを特徴とする、請求項１０に記載の複数の基地局。
【請求項１５】
各セル（Ｃ０〜Ｃ１２）は複数のリソース割当てモジュールを含み、前記複数のリソース割当てモジュールのそれぞれは前記複数のセクタ（ＳＥＣ０．０、ＳＥＣ０．１、ＳＥＣ０．２、ＳＥＣ０、ＳＥＣ１．０、ＳＥＣ１．１、ＳＥＣ１、ＳＥＣ２．０、ＳＥＣ２．１、ＳＥＣ２、ＳＥＣ３〜ＳＥＣ１２）のうちの少なくとも１つに関連し、前記リソース割当ては、前記複数のサービスするセクタに関連する前記１つまたは複数のリソース割当てモジュールによって実行される、ことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の複数の基地局。
【請求項１６】
前記複数のサービスするセクタに関連する前記１つまたは複数のリソース割当てモジュールの中で、前記複数のサービスするセクタ内の前記移動端末（１２）への前記リソース割当てを実行するマスタ・リソース割当てモジュールを決定する手段、をさらに特徴とする、請求項１５に記載の複数の基地局。
【請求項１７】
前記マスタ・リソース割当てモジュールの前記決定は、前記複数のサービスするセクタに関連する前記リソース割当てモジュールによって実行されることを特徴とする、請求項１６に記載の複数の基地局。
【請求項１８】
前記リソース割当てモジュールのそれぞれは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インスタンスであることを特徴とする、請求項１５に記載の複数の基地局。
【請求項１９】
請求項１０に記載の複数の基地局（ＢＳ０〜ＢＳ１２）を含むワイヤレス通信ネットワーク（１０）。
【請求項２０】
ラジオ・リソースの全セットが潜在的にワイヤレス・ネットワーク・エリア内のすべての点で割り当てられ得るラジオ・ネットワークであることを特徴とする、請求項１９に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信ネットワーク内の移動端末へのリソース割当てを実行する方法であって、前記ワイヤレス通信ネットワークは、複数の基地局を含み、前記複数の基地局のそれぞれは、セルにサービスし、各セルは、複数のセクタを含む、方法に関する。本発明は、さらに、前記方法を実行する複数の基地局および前記複数の基地局を含むワイヤレス通信ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信、特に高速ブロードバンド・ワイヤレス通信の高まる人気に起因して、帯域幅効率のよい多元接続方式を含むワイヤレス通信システムが、特に関心を持たれている。ワイヤレス・システムは、共有媒体システムである。システムのすべてのユーザの間で共有されなければならない固定の使用可能帯域幅がある。したがって、ワイヤレス・アクセス・システム、特にラジオ・アクセス・システムは、サービスできるユーザの数を最大にし、サービスが提供されるデータ・レートを最大にするために、できる限り効率的であることが望まれる。
【０００３】
通常のワイヤレス・アクセス・ネットワーク、特にラジオ・アクセス・ネットワークは、複数のセルを含み、基地局によってサービスされるいわゆるセルラ・システムとして実施され、この基地局は、ラジオ・ネットワーク制御装置によって制御される。基地局は、１つまたは複数のワイヤレス・リンクを介して１つまたは複数の移動端末と通信し、この移動端末は、セル・サービス・エリアの内部に配置される。ある基地局のセル・サービス・エリアは、前記基地局によってサービスされるセルである。セルを、単一または複数のアンテナおよびＲＦチェーンを有するトランシーバからそれぞれがなる複数のセクタに分割することができ、エリア、いわゆるセクタは、通常、そのトランシーバによってサービスされる。移動端末は、たとえば、モバイル・コンピュータ、携帯電話機、またはワイヤレスで通信できる任意の移動デバイスもしくは固定デバイスとすることすらできる。
【０００４】
当技術分野では、セルラワイヤレス・システムが、システムの容量を制限する、セル内干渉問題および／またはセル間干渉問題を経験する場合があることも既知である。セル内干渉は、同一セル内で通信する他のユーザによって引き起こされる、あるユーザが経験する干渉である。セル間干渉は、あるユーザが位置するセル以外のセル内で通信する他のユーザによって引き起こされる、そのユーザが経験する干渉と定義される。セル間干渉は、特に、セルの境界に存在する。
【０００５】
欧州特許出願公開第１５９４２６０Ａ１号では、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）などの複数搬送波技法を使用するラジオ通信システムで電力計画を使用するセル間干渉調整の方法が提示されている。この方法では、各セル内で、境界セル領域および内側セル領域が識別される。電力計画は、セルの境界セル領域から通信する端末に適用される。
【０００６】
現在のブロードバンド・ワイヤレス・アクセス・ネットワークでは、カバレージおよびスループットは、同一チャネル干渉によって制限される。同一チャネル干渉は、セル内干渉またはセル間干渉に起因する可能性がある。ＯＦＤＭシステムでは、同一チャネル干渉は、通常、セル間干渉によって引き起こされる。カバレージおよびスループットは、ラジオ・リソースの全セットが潜在的にワイヤレス・ネットワーク・エリア内のすべての点で割り当てられ得るラジオ通信ネットワークでの同一チャネル干渉によって特に制限される。これらのネットワークは、周波数再利用（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅ−ｕｓｅ）１ネットワークとしても知られる。周波数再利用は、一般に、所定のパターンに基づく、チャネルとも呼ばれる周波数セットのセルへの割当てを記述するものである。周波数再利用１システムでは、同一の周波数セットまたはチャネルが、システム内のすべてのセルに割り当てられる。
【０００７】
米国特許出願公開第２００５／０２７２４３２Ａ１号には、セル内干渉を避けるか減らすためにセルのセクタに固有のリソースを割り当てる、リソース割当ての方法が記載されている。
【０００８】
国際公開第９８／２９９８８Ａ１号には、セルラ・ワイヤレス通信システムでのリソース割当てが記載されている。
【０００９】
国際公開第０３／１０５５１３Ａ２号には、セル内での帯域幅割当ての方法が記載されている。帯域幅割当ては、全帯域幅の分数をセルのセクタに割り当てることによって、セル内のセクタについて最適化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１５９４２６０Ａ１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０２７２４３２Ａ１号
【特許文献３】国際公開第９８／２９９８８Ａ１号
【特許文献４】国際公開第０３／１０５５１３Ａ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ワイヤレス通信ネットワーク内、特に周波数再利用１ネットワーク内でカバレージおよびスループットを高めることである。本発明のもう１つの目的は、高められたカバレージおよびスループットを提供する複数の基地局をワイヤレス通信ネットワーク内で提供することである。本発明のもう１つの目的は、高められたカバレージおよびスループットを有するワイヤレス通信ネットワーク、特に周波数再利用１ネットワークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの目的および以下で示される他の目的は、請求項１による移動端末へのリソース割当てを実行する方法、請求項１０によるワイヤレス通信ネットワークの複数の基地局、および請求項１９による前記複数の基地局を含むワイヤレス通信ネットワークによって達成される。
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、ワイヤレス通信ネットワーク、特にラジオ通信ネットワークのカバレージおよびスループットは、異なる基地局および前記基地局の異なるセクタの間で伝送を調整することによって高められる。移動端末は、１つまたは複数のワイヤレス・リンクを介して１つまたは複数の基地局と通信する。ワイヤレス通信ネットワーク内のワイヤレス・チャネルまたはラジオ通信ネットワーク内のラジオ・チャネルは、前記ワイヤレス通信ネットワークまたはラジオ通信ネットワークを使用して通信する複数の端末の間で共有されるリソースである。したがって、ワイヤレス・リソースまたはラジオ・リソースは、リソース割当てモジュールによって移動端末に割り当てられなければならない。ＯＦＤＭシステムでは、ラジオ・リソースは、タイム・スロットまたは周波数領域内の副搬送波である。ＣＤＭＡシステムでは、ラジオ・リソースは、拡散符号とすることもできる。好ましくは、リソース割当てモジュールは、セルのセクタのそれぞれにサービスする。リソース割当てモジュールが、あるセルの複数のセクタ、あるセルのすべてのセクタ、または異なるセルのセクタにさえサービスすることも可能である。異なる基地局の伝送の調整は、端末が異なる基地局から類似する強度を有する信号を受信するエリア（端末位置）または異なる基地局が１つの端末から類似する強度の信号を受信するエリアで特に有用である。従来のシステムでは、これは、セル・エッジ・エリアであり、異なる信号が互いに干渉する。異なるセクタによって１つの端末にサービスすることは、セクタ・エリアがオーバーラップすることを意味する。構成的重畳（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、干渉が減らされ、信号品質が改善される。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、移動端末と１つまたは複数の基地局との間の１つまたは複数のワイヤレス・リンクのリンク品質が測定される。この測定の結果に応じて、ワイヤレス・リソースが、端末に割り当てられる。ワイヤレス・リソースは、１つまたは複数のサービスするセクタ内で割り当てられる。サービスするセクタは、通信ネットワークの１つのセルまたは複数のセル内に配置され得る。ある端末のサービスするセクタに関連するリソース割当てモジュールの中で、ラジオ・リソースの割当てを調整しなければならない。１つの解決策は、１つのマスタ・リソース割当てモジュールを決定することである。マスタ・リソース割当てモジュールは、サービスするセクタ内の移動端末にリソースを割り当てる。サービスするセクタに関連するリソース割当てモジュールの間でラジオ・リソースの割当てを調整する他の方法は、リソース割当てモジュールの間でネゴシエーションを行うこと、またはリソース割当てモジュールの間で投票を行うことであるはずである。各モジュールは、たとえば、提案を行うことができ、他のリソース割当てモジュールは、同意するか反対することができる。すべてのリソース割当てモジュールが同意するか、その過半数が合意する場合に、提案は、決断に変わる。あるセクタに割り当てられたリソース割当てモジュールは、そのセクタ内の異なる端末に関するリソース割当てを調整する責任を負う。同一リソースの望まれない複数の割当てを防ぐために、たとえば、そのリソース割当てモジュールは、その割当の責任を負うマスタ・リソース割当てモジュールと通信しなければならない。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、サービスするセクタのそれぞれで、そのサービスするセクタに関連する送信器は、同一のラジオ・リソース上で同一の情報を移動端末に送信する。サービスするセクタ内では、そのサービスするセクタに関連する受信器は、移動端末から情報を受信する。
【００１６】
本発明の方法によれば、移動端末に同一の情報を送信する送信器の個数およびサービスするセクタの基地局で移動端末から受信された信号を処理する受信器の個数は、移動局と異なる基地局との間のリンク品質に依存して選択される。
【００１７】
本発明の好ましい一実施形態によれば、異なる送信器からのダウンリンク信号が、ＲＦ（ラジオ周波数）組合せを使用することによって、空中で加算される。これは、ＯＦＤＭシステムについて特に有利である。合計信号を、端末の単一のアンテナを用いて受信することができる。本発明を適用することによって、移動端末で単一のアンテナを使用することによって性能利得が達成される。移動端末でのさらなる処理は、この利得を達成するために必要ではない。
【００１８】
本発明のもう１つの好ましい実施形態によれば、異なる受信器によって受信されるアップリンク信号が、マスタ基地局で組み合わされる。マスタ基地局は、前記マスタ・リソース割当てモジュールを含む基地局とすることができる。異なる受信器によって受信された信号の組合せは、好ましくは、信号処理を使用して行われる。
【００１９】
本発明のもう１つの実施形態によれば、サービスするセクタに関連する送信器によって送信されたダウンリンク信号は、受信器で有利に重畳する形で、または性能利得が達成される形で受信器によって処理できる形で、事前にコーディングされる。事前コーディングは、たとえば、受信器に到着する異なる信号がすべての時に各副搬送波で同一の位相を有する形で、または、平均チャネル統計に基づいて、構成的重畳の確率が高まる形で行うことができる。
【００２０】
本発明のもう１つの好ましい実施形態によれば、リソース割当てモジュールは、レイヤ２モジュール、好ましくは媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インスタンスである。異なるラジオ・アクセス・モジュールの間での情報交換は、レイヤ２またはレイヤ３を介するものとすることができる。
【００２１】
本発明のもう１つの実施形態によれば、前記移動端末と基地局との間のワイヤレス・リンクのトラフィック要件が測定される。その後、ワイヤレス・リソースの割当ては、測定されたトラフィック要件をも考慮に入れて行われる。
【００２２】
本発明のもう１つの好ましい実施形態では、マスタ・リソース割当てモジュールは、候補リソース割当てモジュールの中で決定される。候補リソース割当てモジュールは、１つまたは複数のサービスするセクタに関連するリソース割当てモジュールである。ラジオ・リソース（時間／周波数インターバル）ごとに、異なるマスタ・リソース割当てモジュールを、端末への周波数リソースのマッピングに応じて決定することができる。通常、１つのマスタ・リソース割当てモジュールが、端末ごとに必要である。このマスタ・リソース割当てモジュールは、端末にサービスするすべてのセクタのリソース割当てモジュールでのリソース割当てを調整し、前記端末のために使用されるすべてのリソースを割り当てる。
【００２３】
本発明のもう１つの態様によれば、ワイヤレス通信ネットワーク内の複数の基地局は、移動端末への１つまたは複数のワイヤレス・リンクのリンク品質を測定するように適合される。複数の基地局は、１つまたは複数のサービスするセクタを判定する手段と、マスタ・リソース割当てモジュールを判定する手段とを含む。サービスするセクタは、前記複数の基地局によってサービスされるセル内に配置される。サービスするセクタは、移動端末への測定されたリンク品質に従って決定される。マスタ・リソース割当てモジュールは、ワイヤレス・リソースを移動端末に割り当てる。マスタ・リソース割当てモジュールは、サービスするセクタのリソースを割り当てる。マスタ・リソース割当てモジュールは、サービスするセクタに関連するリソース割当てモジュールのうちの１つである。
【００２４】
本発明の好ましい一実施形態によれば、複数の基地局は、好ましくは、周波数再利用１ネットワークに含まれる。したがって、同一の周波数リソースが、ネットワーク内のすべての基地局によって割り当てられる。
【００２５】
本発明の好ましい一実施形態によれば、リソース割当てモジュールは、レイヤ２モジュールであり、好ましくは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インスタンスである。
【００２６】
本発明のもう１つの好ましい実施形態によれば、複数の基地局は、基地局と移動端末との間のトラフィック要件を測定するように適合される。トラフィック要件は、送信されるデータの量に関する要件である。トラフィック要件は、１つまたは複数のワイヤレス・リンクのリンク品質に加えて測定される。その後、サービスするセル・セクタに関する判断が、リンクの品質およびトラフィック要件に依存して行われる。
【００２７】
本発明のもう１つの好ましい実施形態によれば、マスタ・リソース割当てモジュールの決定は、１つまたは複数のサービスするセクタに関連するリソース割当てモジュールによって実行される。リソース割当てモジュールは、１つまたは複数の基地局に含まれる。
【００２８】
本発明のもう１つの態様によれば、ワイヤレス通信ネットワーク、好ましくは周波数再利用１ラジオ・ネットワークは、異なる基地局と基地局の異なるセクタとの間のワイヤレス伝送を調整することによって、高められたカバレージおよびスループットを提供する。本発明の好ましい一実施形態によれば、基地局は、基地局の間の論理リンクまたは物理リンクによって接続される。論理リンクは、コア・ネットワークを介するリンクとすることができる。物理リンクは、たとえばワイヤ、ファイバ、ワイヤレス、ラジオ、光、マイクロ波などから作られる直接リンクとすることができる。
【００２９】
複数の基地局を、同一のタイプとすることができる。異なるタイプの基地局、たとえば異なるワイヤレス標準規格の基地局を適用し、調整することも可能である。
【００３０】
本発明のもう１つの態様によれば、カバレージおよびスループットは、適当な動作のモードを選択することによって最適化される。動作のモードは、移動端末へのリソース割当てに用いられるサービスするセクタの特徴がある。動作のモードは、測定されたリンク性能データと、オプションで、移動端末およびリンクごとのトラフィック要件を使用して決定される。トラフィック要件は、たとえば、移動端末およびリンクごとの必要なデータ・レートである。動作のモードは、適当なアルゴリズムを適用することによって、前記測定されたデータから導出される。移動端末、移動端末の異なる位置ならびに異なるリンク品質およびデータ・レート要件に依存して、動作の異なるモードを、異なる移動端末に適用することができる。
【００３１】
本発明の他の特性および利点は、非限定的な例示として与えられる添付図面によって示される本発明の好ましい実施形態の次の詳細な説明で明白になる。同一の符号が、同一のまたは類似する要素を識別するために図面の異なる図で使用される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】３つの基地局および３つのセルを含むワイヤレス通信ネットワークの概略的概要を示す図である。
【図２】７つのセルおよび７つの対応する基地局を含むワイヤレス通信ネットワークの概略的概要を示す図である。
【図３】セクタを有するワイヤレス通信ネットワークの概略的概要を示す図である。
【図４】セクタを含むエリアを有するワイヤレス通信ネットワークの概略的概要を示す図である。
【図５】１３個のセルおよびセクタを含むエリアを有する１３個の対応する基地局を有するワイヤレス通信ネットワークの概要を示す図である。
【図６】７つのセルおよびセルのセクタの部分を含むエリアを有する７つの基地局を含むワイヤレス通信ネットワークの概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１に示されているのは、３つのセルＣ０、Ｃ１、およびＣ２と対応する基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２とを含むワイヤレス遠隔通信ネットワーク１０の概略的概要を示す図である。基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２は、リンク２０によって接続される。リンク２０は、基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２の間の論理リンクまたは物理リンクとすることができる。論理リンク２０は、たとえば、コア・ネットワークを介するリンクである。物理リンク２０は、基地局の間の直接接続であり、たとえば、ワイヤ、ファイバ、ワイヤレス、光、マイクロ波、ワイヤレス、ラジオその他である。図１には、ワイヤレス・リンク１４を介して基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２に接続された移動端末１２も示されている。基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２の間のリンク２０は、移動端末１２に送信されるか移動端末１２から受信される有用な情報を輸送することができる。リンク２０は、ワイヤレス・リソース割当てに必要な情報、たとえば、リアル・タイム情報または信号統計のいずれかの形のラジオ・リソース割当てを輸送することもできる。本発明の好ましい一実施形態では、リンク２０は、ローカルであり、これは、リンク２０が、直接に隣接する基地局の間にあることを意味する。
【００３４】
図２には、ワイヤレス通信ネットワークが示されている。このワイヤレス通信ネットワークは、７つのセルＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、およびＣ６と、対応する基地局ＢＳ０、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５、およびＢＳ６とを含む。隣接する基地局は、リンク２０によって接続される。図２に示された例では、各セルは、６つのセクタに分割される。セルＣ０は、たとえば、セクタＳＥＣ０．２、ＳＥＣ０．１、ＳＥＣ０．０、および３つのセクタＳＥＣ０に分割される。セルＣ１は、たとえば、６つのセクタ、ＳＥＣ１．０、ＳＥＣ１．１、および４つのセクタＳＥＣ１に分割される。セルＣ２は、たとえば、６つのセクタ、ＳＥＣ２．０、ＳＥＣ２．１、および４つのセクタＳＥＣ２に分割される。セルＣ３は、たとえば、６つのセクタＳＥＣ３に分割される。セルＣ４は、たとえば、６つのセクタＳＥＣ４に分割される。セルＣ５は、たとえば、６つのセクタＳＥＣ５に分割される。セルＣ６は、たとえば、６つのセクタＳＥＣ６に分割される。
【００３５】
セルＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、およびＣ６内のリソース割当ては、セルのセクタごとに行われる。本発明の好ましい一実施形態では、１つのリソース割当てモジュールが、各セクタに関連する。本発明の好ましい一実施形態では、各セクタは、基地局の１つの送信器および１つの受信器によってサービスされる。１つのセクタに、もちろん、複数の受信器および／または複数の送信器、あるいは複数のアンテナを有する送信器／受信器によってサービスすることができる。
【００３６】
本発明の好ましい一実施形態では、レイヤ２媒体アクセス制御インスタンスが、リソース割当てモジュールとして働く。リンク性能データおよびトラフィック要件は、端末ごとにおよびワイヤレス・リンク１４ごとに、基地局ＢＳ０、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５、およびＢＳ６で測定される。
【００３７】
ネットワーク１０を、トランシーバ、リソース割当てモジュール、およびワイヤレス・リソースを含むセクタの所与の時の端末へのマッピングの特徴がある、異なる動作のモードで動作させることができる。異なる動作のモードは、ある端末にサービスするセクタおよびリソース割当てモジュールの個数ならびにその相互作用の特徴もある。カバレージおよびスループットは、異なる位置にあり異なるリンク品質および異なるデータ・レート要件を有する異なる移動端末１２の動作のモードを導出するために、リンク１４ごとの測定されたリンク性能データおよびユーザ端末１２ごとのトラフィック要件ならびに適当なアルゴリズムを使用して適当な動作のモードを選択することによって最適化される。トラフィック要件は、たとえば、ユーザ端末１２ごとのすなわち、端末と１つまたは複数のラジオ・リンク１４を含むネットワークとの間の論理リンクごとの要求されたデータ・レートである。図１から図６のうちの１つに示された基地局ＢＳ０、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５、ＢＳ６、ＢＳ７、ＢＳ８、ＢＳ９、ＢＳ１０、ＢＳ１１、およびＢＳ１２のそれぞれは、本発明の方法を実行するように適合される。
【００３８】
基地局ＢＳ０からＢＳ１２のそれぞれは、移動端末１２へのリンク１４のリンク品質を測定する手段を有する。基地局ＢＳ０からＢＳ１２のそれぞれは、リンク１４ごとにトラフィック要件を測定する手段を有する。各基地局ＢＳ０からＢＳ１２は、同一の移動端末１２に関して隣接する基地局によって測定されたリンク１４の品質情報を収集する手段をも有し、隣接する基地局によって測定された移動端末１２のトラフィック要件情報を収集する手段を有する。
【００３９】
基地局ＢＳ０からＢＳ１２のそれぞれは、他の基地局と協力して、スケジューリング判断を行うマスタ割当てモジュールを決定する手段を有することができる。マスタ・リソース割当てモジュールは、移動端末１２のリソース割当てを実行する。各基地局ＢＳ０からＢＳ１２は、マスタ・リソース割当てモジュールによって実行されるリソース割当てを実行するように適合される。これは、各基地局ＢＳ０からＢＳ１２が、リンク品質およびトラフィック要件に依存して、端末ごとにリソース割当のために複数の動作のモードのうちの１つを実行することを意味する。各基地局ＢＳ０からＢＳ１２は、移動端末１２に送信される有用な情報を複数の隣接する基地局に分配するようにも適合され、移動端末１２から隣接する基地局によって受信される有用な情報を収集するように適合される。各基地局ＢＳ０からＢＳ１２は、隣接する基地局から受信された有用な情報を処理し、組み合わせるようにも適合される。
【００４０】
本発明の好ましい一実施形態では、各基地局は、正確に１つのアンテナによって１つのセクタにサービスする。本発明のもう１つの好ましい実施形態では、各基地局は、複数のアンテナによって１つのセクタにサービスする。この実施形態では、各基地局ＢＳ０からＢＳ１２は、基地局と移動端末１２との間のワイヤレス・リンク１４ごとに複数のアンテナ信号を処理する手段を有する。いくつかのセクタが正確に１つのアンテナによってサービスされ、他のセクタが複数のアンテナによってサービスされる、混合トポロジも可能である。１つのアンテナ−複数アンテナの混合は、１つのセルの中またはネットワーク１０の中で可能である。１つのセルがセクタごとに正確に１つのアンテナを有し、別のセルがセクタごとに複数のアンテナを有することも可能である。
【００４１】
アップリンク内の信号組合せを、さまざまな形で行うことができる。移動端末１２によって送信され、異なる基地局ＢＳによって受信される信号を、たとえば、次の形で処理することができる。
【００４２】
本発明の一実施形態によれば、信号は、組み合わされる前に、共通の位置、たとえば基地局ＢＳのうちの１つに輸送される。共通の位置への輸送は、たとえば、基地局ＢＳを接続するネットワーク２０、たとえば固定ネットワークを介して行われる。その後、単一基地局のケースと同様に、ラジオ周波数（ＲＦ）信号を加算し、さらに処理することができる。受信されたＲＦ信号を、ベース・バンドに変換し、さらなる前処理なしでベース・バンドに加算することもできる。もう１つの可能性は、重みを用いてベース・バンド信号を加算することである。重みは、たとえば、信号強度に依存するものとすることができる。ベース・バンド信号を、前処理し、たとえば等化し、その後に加算することもできる。好ましくは、ベース・バンド信号は、重みを用いて加算され、かつ／または等化され、その後に加算される。
【００４３】
信号の前処理を、移動端末１２の送信器で行うこともできる。
【００４４】
本発明のもう１つの実施形態によれば、最も強い信号が、受信時に選択され、ベース・バンドに変換され、さらなる処理、たとえば誤り訂正のために共通の位置に輸送される。もう１つの実施形態によれば、受信された信号は、ベース・バンドに変換される。次に、ベース・バンド信号は、個別に復調され、かつ／または復号され、復調／復号されたデータが、共通の位置に輸送される。その後、さらなる処理、たとえば誤り訂正が、共通の位置で行われる。好ましくは、信号は、個別に復調され、復号され、誤りなしに復号できるデータだけが、共通の位置に輸送される。
【００４５】
１つまたは複数の基地局から１つまたは複数のワイヤレス・リンク１４を介するダウンリンク方向では、信号は、好ましくは、必ず空中で加算される。端末が１つのアンテナだけを有する場合、特にＯＦＤＭの場合には、合計信号を受信し、従来のマルチパス信号のように処理することができる。この場合に、１つまたは複数の基地局送信器で信号を前処理することが有利である可能性がある。１つまたは複数の基地局での前処理は、チャネル状態に応じて、全周波数帯域内でコヒーレントに組み合わされる形で行うことができる。前処理は、性能利得を達成するために必要ではないが、利得を増やすことができる。移動端末１２が複数のアンテナを有する場合には、合計信号の成分を、たとえば到着方向に従って分離し、アップリンク信号と同様に処理することができる。
【００４６】
異なる動作のモードを選択することによるリソース割当ての本発明の方法の好ましい一実施形態は、次のステップを含む。まず、複数の異なる移動端末１２へおよびそれらからのリンク１４のリンク品質を、異なる基地局を介して測定する。第２に、移動端末１２のトラフィック要件を、測定するか別の形で判定する。次に、異なる動作のモードのシステム性能の判断基準、たとえばエリアごとの平均スループットを計算する。エリアは、セクタの１つもしくは複数の部分または１つもしくは複数のセクタを含む。次に、システム性能判断基準を最大にする動作のモードを選択する。最適化は、上で説明したように平均スループットによってまたはある他の１つもしくは複数の判断基準について行うことができる。
【００４７】
１つの可能な動作のモードを示す図３に示された例では、セルＣ０のセクタのそれぞれ、ＳＥＣ０．０、ＳＥＣ０．１、ＳＥＣ０．２、および３つのセクタＳＥＣ０が、基地局ＢＳ０および正確に１つのリソース割当てモジュールによってサービスされる。リソース割当てを実行する、サービスするリソース割当てモジュールは、図３に示された例では、移動端末１２が配置されたセクタに関連するリソース割当てモジュールである。セルＣ２内の網掛けされたセクタＳＥＣ２．０は、基地局ＢＳ２のセクタＳＥＣ２．０に関連するリソース割当てモジュールによってサービスされる。セルＣ１のセクタＳＥＣ１．０内に配置された移動端末１２は、基地局ＢＳ１内のセクタＳＥＣ１．０に関連するリソース割当てモジュールによってサービスされる。リソース割当てのこのモードでは、カバレージは、セクタの境界での干渉に起因して制限される。
【００４８】
第２の動作のモードを示す図４に示された網掛けされたエリアＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、およびＡ５は、３つのセクタを含む。たとえば、エリアＡ０は、セルＣ６の１つのセクタ、セルＣ１の１つのセクタ、およびセルＣ０の１つのセクタを含む。たとえば、エリアＡ１は、セルＣ２のオリジナル・セクタのうちの１つ、セルＣ１の１つのセクタ、およびセルＣ０の１つのセクタを含む。これを、３つの基地局によってサービスされる新しいセクタとみなすことができる。これは、オリジナル・セクタの範囲を拡大し、これらを１つに組み合わせることから生じた。たとえば、エリアＡ２は、セルＣ２の１つのセクタ、セルＣ３の１つのセクタ、およびセルＣ０の１つのセクタを含む。トランシーバおよび３つのリソース割当てモジュールを有する３つのセクタが、これらのエリアのそれぞれにサービスするのに用いられる。たとえば、エリアＡ１について、これは、セクタＳＥＣ１．０にサービスする基地局ＢＳ１内のリソース割当てモジュール、セクタＳＥＣ２．０にサービスする基地局ＢＳ２内のリソース割当てモジュール、およびセクタＳＥＣ０．０にサービスする基地局ＢＳ０内のリソース割当てモジュールである。リソース割当てモジュールに関する情報およびリソース割当てモジュールからの情報ならびに有用なデータの部分が、網掛けされたエリアのリソース割当てに用いられる基地局の間で交換されなければならない。ダウンリンクについて、空中でのラジオ周波数（ＲＦ）組合せを使用することができる。たとえば、ＯＦＤＭシステムについて、空中でのＲＦ組合せは、たとえば、サイクリック・プレフィックス（ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ）内の相対伝搬遅延を用いて行うことができる。伝搬遅延差がサイクリック・プレフィックス持続時間内である限り、合計信号を、１つのアンテナを用いて受信し、１つの基地局だけからの信号のように処理することができる。異なる基地局からの成分は、受信器にとって、反射に起因するマルチパス成分のように見える。ＯＦＤＭ受信器は、そのようなマルチパス信号を処理するように設計される。たとえばＣＤＭＡなどの他のシステムについて、同期化が必要である場合がある。アップリンクについて、異なるセクタによって受信される信号の選択またはベース・バンド組合せを適用することができる。これは、コヒーレントにまたは非コヒーレントに行うことができる。
【００４９】
図４に示された動作モードでは、カバレージは、図４の領域の内側にあるが図３の領域の境界にある位置で信号対雑音および干渉比（ＳＩＮＲ）を改善することによって、図３の動作モードと比較して増やされる。しかし、この動作のモードのエリアごとのスループットは、リソース割当てのより広いエリアおよび端末ごとのサービスするセクタのより多い個数に起因して、第１の動作のモードと比較して低下する場合がある。これは、マスタ・リソース割当てモジュールが、サービスされるエリアごとに１回、ワイヤレス・リソース、たとえばラジオ・リソースを割り当てるという事実に起因する。図４で与えられる例では、これは、ワイヤレス・リソース、たとえばラジオ・リソースが、１つのエリアに含まれる３つのオリジナル・セクタについて１回割り当てられることを意味する。セル全体でこの動作のモードを使用する時のスループット低下の問題は、後で図６で説明する方法を用いて対処される。図６では、動作のモードは、全体的なスループットが高まる形で選択される。
【００５０】
図５には、動作モードの第３の例が示されている。図５に示されたネットワークの部分は、１３個のセルＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、およびＣ１２を、対応する基地局ＢＳ０、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４、ＢＳ５、ＢＳ６、ＢＳ７、ＢＳ８、ＢＳ９、ＢＳ１０、ＢＳ１１、およびＢＳ１２と共に含む。網掛けされたエリアＡ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、およびＡ１５が示されている。各エリアは、４つの異なるセルの６つのセクタを含む。たとえば、エリアＡ１０は、セルＣ８の１つのセクタ、セルＣ１のセクタのＳＥＣ１のうちの１つ、セルＣ２のセクタのＳＥＣ２のうちの１つ、ならびにセクタＳＥＣ１．０、ＳＥＣ２．０およびセクタＳＥＣ０．０を含む。エリアＡ１０の６つのセクタに関連する６つのリソース割当てモジュールの間で、１つのマスタ・リソース割当てモジュールが決定される。同一のことが、他のエリアＡ１１からＡ１５にあてはまる。ワイヤレス・リソース、たとえばラジオ・リソースが、６つのセクタの中で１回割り当てられる。これは、より遠い位置でのＳＩＮＲを改善するが、エリアＡ１０、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、またはＡ１５ごとのスループットを下げる場合がある。図５に示された動作のモードは、特に２つの直接隣接する基地局（たとえば、ＢＳ２およびＢＳ３）の間の直接の線上のユーザにとって、カバレージを増やす。ＢＳ０とＢＳ３との間の直接の線上のカバレージを増やすために、１つの端末にサービスするのに基地局ＢＳ０、ＢＳ２、ＢＳ３、およびＢＳ４を用いるもう１つの動作のモードを選択することができる。
【００５１】
図６には、セル間調整の例が示されている。図示の例では、移動端末１２の位置に依存する動作モードが選択される。セル内の移動端末１２の位置は、リンク１４のリンク品質を測定することによって判定される。リンク品質は、好ましくは、１つまたは複数の基地局によって測定される。リンク品質に関する情報は、リンク２０を介して基地局の間で交換される。基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２は、それらの間にリンク２０を有する。可視性を改善するために、基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２の間でのこれらのリンク２０は、図６には示されていないが、存在する。これらのリンクは、たとえば、図１に示されている。
【００５２】
移動端末１２が図６に示されたエリア７０内にある場合には、図４を参照して説明した動作のモードが適用される。エリア７０は、セクタＳＥＣ０．０、ＳＥＣ１．０、およびＳＥＣ２．０の一部をカバーする。端末は、セクタＳＥＣ０．０、ＳＥＣ１．０、およびＳＥＣ２．０によってサービスされる。リソース割当てに用いられる３つのリソース割当てモジュールは、セクタＳＥＣ０．０に関連するリソース割当てモジュール、セクタＳＥＣ２．０に関連するリソース割当てモジュール、およびセクタＳＥＣ１．０に関連するリソース割当てモジュールである。これらの３つのリソース割当てモジュールは、たとえばリソース割当てを調整するマスタ・リソース割当てモジュールを決定することによって、リソース割当てを調整する。リソース割当てに用いられる３つのリソース割当てモジュールは、移動端末１２がエリア７０内に配置されている場合に、基地局ＢＳ０、ＢＳ１、およびＢＳ２内に配置される。移動端末１２がエリア６２、６４、または６０のうちの１つに配置されている場合には、図３を参照して説明した動作のモードが適用される。移動端末１２がエリア６０、６２、または６４のうちの１つの中に配置されている場合には、移動端末１２は、１つのセクタによってサービスされ、１つのリソース割当てモジュールが、この移動端末のためのリソース割当てを行う。移動端末がエリア６０内にある場合には、移動端末は、セクタＳＥＣ０．０内にあり、リソース割当ては、基地局ＢＳ０内のセクタＳＥＣ０．０に関連するリソース割当てモジュールによって行われる。移動端末１２がエリア６２内に配置されている場合には、移動端末１２は、セクタＳＥＣ１．０内にある。リソース割当ては、セクタＳＥＣ１．０に関連するリソース割当てモジュールによって行われる。このリソース割当てモジュールは、基地局ＢＳ１内にある。移動端末１２がエリア６４内に配置されている場合には、移動端末１２は、セクタＳＥＣ２．０内にあり、リソース割当ては、セクタＳＥＣ２．０に関連するリソース割当てモジュールによって行われる。このリソース割当てモジュールは、基地局ＢＳ２内にある。
【００５３】
好ましくは、端末の動作のモードは、リンク品質測定によって決定される。図６のエリアは、リンク品質が通常は対応する動作のモードが適当になるものである領域を示す。実際の動作では、エリアが、たとえば地理的条件に依存して、異なる場合がある。
【００５４】
好ましくは、動作のモードの選択は、チャネルの長期統計、たとえば、端末の位置に伴ってゆっくり変化するのみであり、高速フェージングに起因する瞬間的チャネル状態のように高速ではない、平均経路損失に基づく。これらの統計は、端末の位置に相関する。
【００５５】
移動端末１２が、エリア５０、５２、または５４のうちの１つの中に配置されている場合には、図５を参照して説明した動作のモードが適用される。たとえば、エリア５０のリソース割当てでは、トランシーバおよび６つのリソース割当てモジュールを有する６つのセクタが用いられる。用いられるのは、セルＣ８のセクタＳＥＣ８のうちの１つに関連するリソース割当てモジュール、セルＣ１のセクタＳＥＣ１のうちの１つに関連するリソース割当てモジュール、セルＣ２のセクタＳＥＣ２のうちの１つに関連するリソース割当てモジュール、およびセクタＳＥＣ１．０、ＳＥＣ２．０、およびＳＥＣ０．０に関連するリソース割当てモジュールである。これらの６つのリソース割当てモジュールの中で、リソース割当てを実行する１つのマスタ・リソース割当てモジュールが決定される。同一のケースが、移動端末１２がエリア５２またはエリア５４内に配置されている時にあてはまる。
【００５６】
一般的に言って、動作モードは、リンク品質に依存して選択される。好ましくは、エリアごとの高い平均スループットすなわち少数のサービスするセクタを有するモードが使用される。必要な場合には、より多数のサービスするセクタを有するモードを使用して、カバレージおよび平均セル・エッジ・スループットを高める。リンク品質および干渉状況に依存して、ワイヤレス・リソース、たとえばラジオ・リソースが、１つの移動端末１２に割り当てられ、１つ、３つ、または６つのセクタで予約されなければならない。リソース割当てに用いられる基地局は、必要な情報をリンク２０を介して交換する。説明される方法は、カバレージを増やすと同時に、エリアごとの平均システム・スループットを高める。
【００５７】
それと同時に、エリアごとの総送信電力を同一のままにすることができ、アンテナ・サイトも同一のままにすることができる。移動端末１２の１つのアンテナで充分とすることができる。これは、移動端末１２のコストを下げる。
【００５８】
セクタごとに１つのアンテナで充分とすることもできるが、さらに、複数アンテナ・テクノロジを使用することができる。適用できる複数アンテナ・テクノロジは、たとえば、ビーム・フォーミング、たとえば複数セル／セクタ・アンテナまたは複数ユーザ・アンテナを含むｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ技法を含む。これらの複数アンテナ・テクノロジの使用は、エリア内の空間多重化によってスループットを高めることができる。
【００５９】
本発明は、ワイヤレス通信ネットワーク１０内での改善されたカバレージを、セルごとの改善された平均スループットと同時に提供する。現在の解決策と同一のアンテナ・サイトを使用することができる。本発明を適用して、同一のアンテナ・サイトを使用してカバレージおよびスループットを高めることができる。セル内の総送信電力を同一のままにすることができる。ワイヤレス・リソース、たとえばラジオ・リソースは、よりよく利用され、スループットは、リンク１４の異なるリンク品質を有する異なる移動端末１２の間でより均等に分配される。ワイヤレス・リソース、たとえばラジオ・リソースの全セットを、ワイヤレス・ネットワーク・エリア内のすべての点で使用可能にすることができる。これは、本発明がワイヤレス通信ネットワーク１０内の干渉調整を実行するので、真の周波数再利用１を可能にする。
【００６０】
本発明のもう１つの態様によれば、基地局の間のリンク２０を、干渉のセル間調整に使用することができる。リンク２０を、セルの間でのトラフィック調整に使用することができる。これは、信号処理を使用する、異なる基地局との間の信号の組合せを可能にする。信号のコヒーレントな組合せが可能である。容量制限またはカバレージ制限を克服することができる。セル内の空間信号対雑音比分布を改善することができる。
【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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【国際調査報告】
2011505094.tif 000009
2011505094.tif 000010
2011505094.tif 000011
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