(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて、移動局から基地局へのリバースリンク通信のためのデータ速度を決定するための方法であって、
多数の通信サービスのために移動局からの送信のためのデータパケットを決定することと、
前記データパケットの各々の送信期限を決定することと、
前記決定された送信期限に従って、送信のためのキュー内のデータパケットを配置することと、
前記データパケットの各々に対する送信期限を満足する、前記キュー内における前記データパケットの配置に基づいて、前記データパケットの送信のためのデータ速度を決定することと、
前記キュー内における前記データパケットの配置に基づいて、前記データパケットの送信のための前記決定されたデータ速度の使用に対する期間を決定することと、
前記決定されたデータ速度と前記期間とを前記移動局から前記基地局へ通信することと、
前記決定されたデータ速度と期間での前記移動局からの送信のために、利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できるかどうかを決定することと、を具備する方法。
【請求項２】
前記データ速度での前記移動局からの送信のために、前記決定された利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できない場合には、輻輳レベル警告を前記移動局に対して指示すること、をさらに具備する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
データパケットの新たなキューを決定するために、前記キュー内における前記データパケットから少なくとも１つのデータパケットを欠落することと、
データパケットの前記新たなキューの送信のために新たなデータ速度を決定することであって、前記新たなデータ速度は前記データ速度よりも低いことと、をさらに具備する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記キュー内における前記データパケットの配置に基づいて、データパケットの送信のために前記決定された新たなデータ速度の使用のための新たな期間を決定すること、をさらに具備する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
通信システムにおいて、移動局から基地局へのリバースリンク通信のためにデータ速度を決定するための方法であって、
多数の通信サービスに対して前記移動局からの送信のためのデータパケットを決定することと、
前記データパケットの各々に対する送信期限を決定することと、
前記決定された送信期限に従った送信のために、前記データパケットを多数のキュー配置に配置することと、
前記多数の可能なキュー構成に基づいて前記データパケットの送信のために多数のデータ速度を決定することと、
前記キュー内における前記データパケットの配置に基づいて、前記データパケットの送信のために前記決定された多数のデータ速度の各々の使用のための期間を決定することと、
前記決定された多数のデータ速度と前記期間とを前記移動局から前記基地局へ通信することと、
前記多数のデータ速度と期間のうちの少なくとも１つでの前記移動局からの送信のために、利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できるかどうかを決定することと、を具備する方法。
【請求項６】
前記決定された多数のデータ速度は、要求されたデータ速度と、少なくとも１つの輻輳レベルデータ速度とを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記多数のデータ速度の少なくとも１つでの前記移動局からの送信のために、前記決定された利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できるときに前記移動局に指示することをさらに具備する請求項５に記載の方法。
【請求項８】
通信システムにおいて、移動局から基地局へのリバースリンク通信のためにデータ速度を決定するための装置であって、
多数の通信サービスのために移動局からの送信のためのデータパケットを決定する手段と、
前記データパケットの各々の送信期限を決定する手段と、
前記決定された送信期限に従って、前記データパケットを送信のためのキューに配置する手段と、
前記データパケットの各々に対する送信期限を満足する、前記キュー内における前記データパケットの構成に基づいて、前記データパケットの送信のためのデータ速度を決定する手段と、
前記キュー内における前記データパケットの配置に基づいて、前記データパケットの送信のための前記決定されたデータ速度の使用に対する期間を決定する手段と、
前記決定された多数のデータ速度と前記期間とを前記移動局から前記基地局へ通信する手段と、
前記データ速度と期間での前記移動局からの送信のために、利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できるかどうかを決定する手段と、を具備する装置。
【請求項９】
前記データ速度での前記移動局からの送信のために、前記決定された利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できない場合には、輻輳レベル警告を前記移動局に対して指示する手段をさらに具備する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
データパケットの新たなキューを決定するために、前記キュー内における前記データパケットから少なくとも１つのデータパケットを欠落する手段と、
データパケットの前記新たなキューの送信のために新たなデータ速度を決定する手段であって、前記新たなデータ速度は前記データ速度よりも低い手段と、をさらに具備する請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記キュー内における前記データパケットの配置に基づいて、データパケットの送信のために前記決定された新たなデータ速度の使用のための新たな期間を決定する手段をさらに具備する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
通信システムにおいて、移動局から基地局へのリバースリンク通信のためにデータ速度を決定するためのシステムであって、
多数の通信サービスに対して前記移動局からの送信のためのデータパケットを決定する手段と、
前記データパケットの各々に対する送信期限を決定する手段と、
前記決定された送信期限に従った送信のために、前記データパケットを多数のキュー配置に配置する手段と、
前記多数の可能なキュー構成に基づいて前記データパケットの送信のために多数のデータ速度を決定する手段と、
前記キュー内における前記データパケットの配置に基づいて、前記データパケットの送信のために前記決定された多数のデータ速度の各々の使用のための期間を決定する手段と、
前記決定された多数のデータ速度と前記期間とを前記移動局から前記基地局へ通信する手段と、
前記多数のデータ速度のうちの少なくとも１つでの前記移動局からの送信のために、利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できるかどうかを決定する手段と、を具備する装置。
【請求項１３】
前記決定された多数のデータ速度は、要求されたデータ速度と、少なくとも１つの輻輳レベルデータ速度とを含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記多数のデータ速度の少なくとも１つでの前記移動局からの送信のために、前記決定された利用可能な資源が前記基地局での割り当てを実現できるときに前記移動局に指示する手段をさらに具備する請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第１１９条に基づく優先権主張
本特許出願は、暫定的な出願６０／４４８２６９（名称：リバースリンクデータ通信、出願日：２００３年２月１８日）と、６０／４６９３７６（名称：通信システムにおけるリバースリンクのデータ速度を制御するための方法および装置、出願日：２００３年５月９日）とに対する優先権を主張するものであり、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
分野
本発明は概して通信分野に関連し、より詳細には、通信システムにおける移動局からのリバースリンクのデータ速度（data rate）を制御することに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
無線通信システムにおいて、ユーザによる不必要かつ余剰の送信はシステム容量を低減させるだけでなく、他のユーザに対して干渉を引き起こす可能性がある。不必要かつ余剰の送信は、通信システムにおけるリバースリンクのデータ速度の選択が非効率的であった場合に引き起こされる。２つのエンドユーザ間で通信されるデータは、当該システムを介してデータが正しく流れることを確実にするために、いくつかのプロトコルレイヤを通過する。通常では、移動局は、リバースリンクを介した送信のためのアプリケーションからデータブロックを受信する。データブロックは多数のフレームに分割されて通信リンクを介して送信される。少なくとも１つの側面における適正なデータの配送は、各データフレーム内のエラーを検査して、当該データフレーム内に許容できないエラーあるいはエラー速度が検出されたならば、同じデータフレームの再送を要求するといったシステムによって確実にされる。データブロックは任意の種類であり、例えば音楽データ、映像データ、などである。データブロックはサイズが異なっており、配送要求も異なっている。そのような配送要求はしばしばサービス品質に関連している。サービス品質は、通信データ速度、当該サービスが許容可能なパケット損失の速度、データ配送時の時間遅延の堅牢度、データ通信に対する許容できる最大遅延、によって測定される。しばしば、送信のために選択されたデータ速度が十分でなかったならば、要求されたパケット損失と通信遅延パラメータは達成されないであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フォワードリンク通信において、基地局はしばしば、多数の移動局とのフォワードリンク品質について十分な情報をもっている。その点において、基地局はフォワードリンク通信データ速度を中央集権的に管理することができる。しかしながら、リバースリンクについて、移動局は他の移動局からの送信についての情報をもっていない。したがって、移動局はあるデータ速度で送信するための許可を要求する。基地局は、すべての移動局からの要求を検討した後、要求されたデータ速度を受け入れるかあるいは拒絶する。要求されたデータ速度が拒絶された場合、移動局は当該基地局が要求されたデータ速度を受け入れるまでより低いデータ速度を要求する。移動局は、要求および受信工程を経ることなしにあるデータ速度よりも低い速度で送信する許可をもつ。そのようなデータ速度は概して非常に低いデータ速度である。リバースリンクを介して送信に先立って、移動局はデータ速度要求に対して通信を完了しておく必要がある。移動局と基地局間のそのようなオーバヘッド通信は容認できないレベルに達し、所望のサービス品質に悪影響を与えてしまう。したがって、通信システムにおけるリバースリンクデータ速度の選択に対するシステム、方法及び装置を提供することに対する必要性が存在する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
好ましい実施形態の詳細な説明
以下に記載される１つまたはそれ以上の例示的な実施形態はデジタル無線データ通信システムを例にとって説明する。この例で用いることが望ましいが、他の環境あるいは構成では本発明の他の実施形態が組み込まれることは勿論である。概して、ここで述べられる種々のシステムは、ソフトウェア制御によるプロセッサ、集積回路、あるいは離散ロジックを用いて実現される。アプリケーション全体において参照されるデータ、指令、命令、情報、信号、符号、チップは、電圧、電流、電磁波、磁界あるいは磁気粒子、光場あるいは光粒子、あるいはそれらの組み合わせによって表示される。
【０００６】
より詳細には、本発明の種々の実施形態は、遠隔通信工業協会（TIA）及び他の標準化機構によって発行される種々の標準において開示及び記述されている符号分割多元接続（CDMA）技術に従って動作する無線通信システムに組み込まれる。そのような標準は、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５標準、ＴＩＡ／ＥＩＡ−ＩＳ−２０００標準、ＩＭＴ−２０００標準、ＵＭＴＳ及びＷＣＤＭＡ標準、を含み、それら全てが参照によりここに組み込まれている。データ通信のためのシステムは、“ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６ ｃｄｍａ２０００高速度パケットデータエアインタフェース仕様”に詳しく記載されており、参照によりここに組み込まれている。上記標準のコピーは、ワールドワイドウェブのアドレスhttp://www.3qpp2.orgにアクセスするか、あるいは、ＴＩＡの標準及び技術部門（2500 Wilson Boulevard, Arlington, VA 22201）に手紙を出すことによって入手することができる。概してＵＭＴＳ標準と呼ばれる標準は、3GPP Support Office, 650 Route des Lucioles-Sophia  Antipolis, Valbonne-Franceに連絡することにより入手できる。
【０００７】
図１は、本発明の種々の実施形態を組み込みながら、任意の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システム標準に従って動作可能な通信システム１００の一般的なブロック図である。通信システム１００は音声、データあるいは両方の通信に使用される。概して、通信システム１００は、移動局１０２−１０４などの多数の移動局間の通信リンクを提供するとともに、移動局１０２−１０４間及び公衆回線電話及びデータ通信網１０５間の通信リンクを提供する。
【０００８】
図１における移動局は、本発明の主な範囲及び種々の利点から逸脱することなしにデータ接続端末（ＡＴ）として実現され、基地局はデータ接続通信網（ＡＮ）として実現される。基地局１０１は基地局コントローラ及び基地トランシーバシステムなどの多数の要素を含む。説明を簡単にするためにここではそのような要素は図示しない。基地局１０１は他の基地局例えば基地局１６０と通信可能である。移動交換局（図示せず）は通信システム１００の種々の動作側面を通信網１０５及び基地局１０１及び１６０間のバックホール１９９に関連して制御する。
【０００９】
基地局１０１は基地局１０１から送信されたフォワードリンク信号を介してカバレージ領域内の各移動局と通信を行う。移動局１０２−１０４に向けて送信されたフォワードリンク信号は加算されてフォワードリンク信号１０６を形成する。フォワードリンクは多数の異なるフォワードリンクチャネルを搬送する。フォワードリンク信号を受信する各移動局１０２−１０４はフォワードリンク信号１０６を復号して当該ユーザに向けて送信された情報を抽出する。基地局１６０は、基地局１６０から送信されたフォワードリンク信号を介してそのカバレージ領域における移動局と通信する。移動局１０２−１０４は対応するリバースリンクを介して基地局１０１及び１６０と通信を行う。各リバースリンクは各移動局１０２−１０４に対するリバースリンク信号１０７−１０９などのリバースリンク信号によって維持される。リバースリンク信号１０７−１０９は１つの基地局に対して向けられているが、他の基地局で受信される。
【００１０】
基地局１０１及び１０６は共通の移動局に対して同時に通信を行う。例えば、移動局１０２は、両方の基地局１０１及び１６０との通信を維持する、基地局１０１及び１６０と近接している。フォワードリンクに関して、基地局１０１はフォワードリンク信号１０６に関して送信し、基地局１６０はフォワードリンク信号１６１に関して送信を行う。リバースリンクに関して、移動局１０２は、両方の基地局１０１及び１６０によって受信されるべきリバースリンク信号１０７に関して送信する。パケットデータを移動局１０２に送信するために、移動局１０１及び１６０の一方が選択されて、パケットデータを移動局１０２に送信する。リバースリンクに関して、両方の基地局１０１及び１６０は移動局１０２からのトラフィックデータ送信を復号することを行う。本発明の種々の側面によって示されるように、基地局と移動局とのチャネル状態に従って、リバース及びフォワードリンクのデータ速度と電力レベルとが維持される。
【００１１】
図２は、本発明の種々の側面に従って動作しながら、受信したCDMA信号を処理及び復調するのに使用される受信機２００のブロック図である。受信機２００はリバース及びフォワードリンク信号に関して情報を復号するのに使用される。受信機２００は、基本チャネル、制御チャネル、補充チャネルに関する情報を復号するのに使用される。受信（Rx)サンプルはRAM２０４に記憶される。受信サンプルは無線周波数／中間周波数（ＲＦ／ＩＦ）システム２９０及びアンテナシステム２９２によって生成される。ＲＦ／ＩＦシステム２９０及びアンテナシステム２９２は、複数の信号を受信するとともに、受信ダイバーシチゲインを利用するための受信信号のＲＦ／ＩＦ処理を行うために１つまたはそれ以上の要素を含む。異なる伝播経路を介して伝播された複数の受信信号は共通のソースからであってもよい。アンテナシステム２９２はＲＦ信号を受信し、当該ＲＦ信号をＲＦ／ＩＦシステム２９０に渡す。ＲＦ／ＩＦシステム２９０は任意の従来のＲＦ／ＩＦ受信機である。受信ＲＦ信号はろ波され、ダウンコンバートされ、デジタル化されてベースバンド周波数でのＲＸサンプルが生成される。サンプルはマルチプレクサ（muｘ）２５２に供給される。muｘ２５２の出力はサーチャユニット２０６及びフィンガ要素２０８に供給される。制御システム２１０はそれに結合される。合成器２１２は復号器２１４をフィンガ要素２０８に合成する。制御システム２１０はソフトウェアによって制御されるマイクロプロセッサであり、同一の集積回路あるいは別個の集積回路上に配置される。復号器２１４における復号機能は、ターボ復号器あるいは任意の他の適当な復号アルゴリズムに従ったものである。ソースから送信される信号は、いくつかのレイヤの符号によって符号化される。復号器２１４は２つまたはそれ以上の符号に従って復号機能を実行する。例えば、送信されたデータは２つの異なるレイヤすなわち外部レイヤと物理レイヤで復号化される。物理レイヤはターボ符号に従ったものであり、外部レイヤはリードソロモン符号に従ったものである。したがって、復号器２１４はそのような符号にしたがって受信サンプルを復号する。
【００１２】
動作中において、受信サンプルはｍｕｘ２５２に供給される。ｍｕｘ２５２はサンプルをサーチャユニット２０６及びフィンガ要素２０８に供給する。制御ユニット２１０は、サーチャユニット２０６からのサーチ結果に基づく異なるオフセットで受信信号の復調及び逆拡散を実行する。復調の結果は合成されて復号器２１４に渡される。復号器２１４は当該データを復号して復号されたデータを出力する。チャネルの逆拡散は受信サンプルに、ＰＮ系列の複素共役と、単一のタイミング仮定(single timing hypothesis)での割り当てウォルシュ関数を乗算し、その結果としてのサンプルを（図示せぬ）インテグレート及びダンプアキュミュレータ回路によってデジタル的にろ波することによって実行される。そのような技術は当業界において良く知られている。受信機２００は、移動局からの受信リバースリンク信号を処理するために基地局１０１及び６０の受信部、及び受信フォワードリンク信号を処理するために任意の移動局の受信部において使用される。
【００１３】
復号器２１４はデータ符号の検出のために合成されたエネルギを蓄積する。各パケットのデータはサイクリックリダンダンシーチェック（ＣＲＣ）フィールドを備えている。復号器２１４は受信データパケットにエラーが含まれているかをチェックするために制御システム２１０に接続されるかあるいは他の制御システムに接続される。ＣＲＣデータが通らなかったならば、受信データパケットはエラー状態で受信される。制御システム２１０及び他の制御システムは当該パケットデータを再送するために送信機に対して否定応答メッセージを送信する。
【００１４】
図３は、リバース及びフォワードリンク信号を送信するためトランスミッタ３００のブロック図である。送信のためのチャネルデータは変調のための変調器３０１に入力される。変調は、QAM、PSK、あるいはBPSKなどの広く知られた任意の変調技術にしたがって行われる。変調に先立って、送信のためのチャネルデータは１つまたはそれ以上の符号化レイヤを通過する。送信のためのチャネルデータは、変調器３０１のために生成される。送信のためのチャネルデータは変調器３０１によって受信される。
【００１５】
変調データ速度は、データ速度及び電力レベルセレクタ３０３によって選択される。データ速度の選択は送信先から受信したフィードバック情報に基づいて行われる。データ速度は、チャネル状態、その他の考慮すべき要因、本発明の種々の側面に従ってしばしば決定される。チャネル状態は時間の経過とともに変化する。データ速度の選択も時間の経過とともに変化する。
【００１６】
データ速度及び電力レベルセレクタ３０３は変調器３０１においてデータ速度を選択する。変調器３０１の出力は信号拡散処理を経て、アンテナ３０４から送信するためにブロック３０２において増幅される。データ速度及び電力レベルセレクタ３０３は送信された信号の増幅レベルのための電力レベルを選択する。選択されたデータ速度と電力レベルの組み合わせによって、受信先での送信データの適正な復号が可能になる。パイロット信号はブロック３０７において生成される。パイロット信号はブロック３０７において適正なレベルにまで増幅される。パイロット信号電力は受信先においてチャネル状態に従って設定される。パイロット信号は合成器３０８においてチャネル信号と合成される。合成された信号は増幅器３０９において増幅され、アンテナ３０４から送信される。アンテナ３０４はアンテナアレイ及び多元入力多元出力構成を含む任意の組み合わせである。
【００１７】
CDMA２０００システムにおいて、移動局（MS）は数個の通信サービスを同時に備えることが可能である。各通信サービスは異なるサービス品質（QoS）要求を持っている。サービスオプションのために、パケットデータは、特別なデータ速度、データ速度の範囲、パケット損失速度、データパケットあるいは多数のデータパケットの通信で許容される最大遅延、などの特別に規定されたQoSパラメータと通信を行う。通信リンクのサービスネゴシエーションフェーズの間、MSと基地局（BS）とは一連のQoSパラメータについて同意する。QoSパラメータは規定の通信サービスの期間に対して規定される。次にBSはデータ速度、パケット損失、最大遅延などの交渉されたQoSに高い確率で合致しなければならない。
【００１８】
本発明の種々の側面に従って、方法及び装置は、リバースリンクに関するQoSの実装を提供するものである。キューの長さとパケット遅延期限に関する更新された情報はMSにいて入手可能である。一方、交渉されたQoSを割り当てるリソースマネージャはBSにおいて利用可能である。MSは、キュー長さ（バックログ）情報を報告するのではなく、BSからの要求された速度を要求する。ＭＳは、データ速度をＢＳに要求する前に、要求されたデータ速度と期間とを計算する。データ速度に対する要求は、パイロット（Ｔ／Ｐ）比に対して１つまたはそれ以上のフォワードリンクトラフィックチャネル電力を要求する形態を伴う。利用可能なデータ速度の組は、対応するＴ／Ｐ比をもつ。テーブルは、Ｔ／Ｐとデータ速度間の対応付けを提供する。ＭＳによる自律的なデータ速度制御はＢＳからの輻輳フィードバックに従って行う。ＢＳはＭＳに速度を割り当て、輻輳を制御し、リバースリンクの安定化を行う役目をもつ。また、ＢＳは許可制御を行う。データ速度要求に応答する資源の割り当ては、以下のメッセージ及び処理フローも従って示される。
【表１】
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【００１９】
ＢＳによって管理される実際の資源は、パイロット電力比（Ｔ／Ｐ）に対するトラフィックチャネルである。データ速度からチャネルのＴ／Ｐへのマッピングは、許可された再送の数とハイブリッドＡＲＱの使用とに基づいて選択される動作点である。ＢＳは各サービスに対する遅延要求（許可された再送）の関数として異なるマッピングを割り当てる。そのような最適化は、短いトランザクションと非常に低い遅延要求（例えばインタアクティブなゲーム）をもつサービスに対して有用である。たいていのサービスにおいて、ＢＳにとって最善の選択は、リバースリンクスループットを最大にするマッピングを選択することである。左側の番号（１−８）は、実際に発生するイベントのあるいは処理の順番を示す。
【００２０】
１．ＢＳは入力制御を管理し、許可可能でかつ実現できるＱｏＳ要求をもうつ通信サービス（またはフロー）のみを許可する。サービスあるいはデータパケットの通信フローが許可されると、ＭＳは、許可可能なデータ速度、パケット損失速度そしてフローに関連する最大遅延などの、交渉されたＱｏＳパラメータを認識する。チャネルの変更及び移動度のために、ＱｏＳ保証は必然的に蓋然的(necessarily probabilistic)であることに注意されたし。
【００２１】
２．ＭＳは、入り口で適合しないデータパケットを廃棄する（上流の）方針を実行する。すなわち、ＭＳは当該方針の実行によって許可されたフローに対して交渉されたＱｏＳを満足するとみなされたすべてのパケットを受け入れる。例えば通信データ速度によって規定されたような交渉されたＱｏＳを超えるＱｏＳを要求するパケットは、出力キューイング段階に先立ってＭＳで廃棄される。ＭＳは、動作状態に基づいて方針パラメータを調整するために外部ループ機構を実装する。ＢＳは、当該ＢＳが実際にその交渉速度に適合することを“検査”する。
【００２２】
３．ＭＳで許可された適合パケットは出力キューに配置される。期限は、パケット到着時間と当該サービス（またはフロー）に対する許可された最大遅延に基づく各パケットに関連する。好ましくは、ＭＳは、パケットは最も早い期限が最初になるように、期限の順番に記憶されるように、出力キューを配列する。ＭＳはパケットがその期限の前に送信されることを確実にするためにその送信スケジュールを管理しなければならない。
【００２３】
４．ＭＳは、出力キューにおけるパケットに関連する期限に基づいて要求されたデータ速度を決定する。実行手順について以下により詳細に説明する。ＭＳによって決定されるデータ速度は交渉されたＱｏＳを満足する必要があるので、要求されたデータ速度は単なる“優先度”の表示ではない。輻輳、過負荷制御あるいは他の理由により要求された速度が基地局によって割り当てられない場合には、要求された速度よりも低い割り当てをＢＳにより作成するのを支持するために、キュー内のどのパケットが欠落(drop)したのかを決定することによって１つまたはそれ以上の輻輳データ速度を計算する。輻輳速度は要求された速度及びキュー内で欠落するであろうパケットの数に基づいて、ＭＳによって決定される。概して、パケットがキューから欠落したとき、残りのパケット数を送信するのに要するデータ速度は減少する。ＢＳは要求された速度及び輻輳速度を要求された速度及び輻輳Ｔ／Ｐに変換するかあるいは、ＭＳが要求された速度及び輻輳Ｉ／Ｐを直接計算する。
【００２４】
５．ＭＳは要求された速度及び輻輳Ｔ／Ｐを通信するかあるいはＴ／Ｐはそれを増大あるいは減少させてＢＳに通信する。ＢＳは利用可能な資源を受けるＴ／Ｐ増大に対する要求を満足しようしなければならない。なぜならば、これらの資源はそのＱｏＳ基準を満たすためにＭＳによって要求されるからである。ＭＳからのいくつかの連続するＴ／Ｐ増大要求は増大する優先度を示し、満足されない場合には、いくつかのＱｏＳ基準が満足されないことになる。
【００２５】
６．ＢＳスケジューラは、リバースリンク資源（すなわちrise over thermal）及び時間の点においてこれらのＴ／Ｐ要求を積み重ねる。ＢＳはまた、既知の低い遅延、一定の帯域フロー例えば音声呼のためにある資源をとっておく。ＢＳは例えばあるＴ／Ｐ割り当てを遅延させるかあるいは短い期間に対してより高いＴ／Ｐ割り当てを提供することによって、そのような積み重ねを最適化する。ＢＳがＭＳに対する割り当てを遅延させるならば、ＭＳからの次の要求は、遅延に敏感なパケットに対するＱｏＳを満足するためにより高いＴ／Ｐを要求する。これは、データパケットを送信するときの遅延が長くなればなるほど、同じＱｏＳを満足するために送信に要求されるデータ速度は高くなるからである。すなわち、ＢＳはスケジューリングにおいて制限された柔軟性をもつ。利用可能な余剰の帯域がある場合、ＢＳはＴ／Ｐ減少に対する要求を無視することを選択するかあるいは、要求されたＴ／Ｐよりも高いものを提供する。
【００２６】
７．ＢＳはＭＳに対するＴ／Ｐ割り当てを生成する。当該割り当ては現在のデータ速度割り当てに対する増大（あるいは減少）としてＭＳに通知される。
【００２７】
８．Ｔ／Ｐ割り当てに基づいて、ＭＳは送信のためのパケットをスケジューリングする。ＭＳは、最も早い期限を第一にするスケジューリング手順に従ってパケットを提供するが、変更可能である。例えば、パケットの送信開始に先立って、ＭＳはデータパケットの送信が当該期限内に発生するか否かを決定する。この決定は、割り当てられたＴ／Ｐと期限の関数であり、将来の割り当てを増大する可能性を示している。ＭＳは、その送信期限を見逃すパケットをすべて欠落させる。当該期限の満了に先立って首尾よく送信されなかったパケットは失われたものとして扱われる。ＭＳは、前記フローに関連するパケット損失速度を追跡する。
【００２８】
そのようなフレームワークにおいて、時間ステップ２，３及び８の処理はそれぞれ、ＭＳがそのフローに関連するＱｏＳ（速度、最大遅延及びパケット損失保証）を管理することを可能にする。時間ステップ４及び５の処理により、ＭＳがすべてのフローに対する必要性を１つのＴ／Ｐ要求に併合するのを可能にする。時間ステップ１でのＢＳ許可制御プロセスは、許可された全ての要求、すべてのＭＳからの交渉されたＱｏＳフローを満足するために、時間ステップ６において十分な資源をもつであろうことを確実なものにする。ＭＳはＱｏＳを満足するために要求されたデータ速度を決定する。ＭＳは複数の（交渉されたＱｏＳ）サービスに対するキューを１つの速度要求に併合する。さらに、概して、要求された速度を決定し、要求されたＴ／Ｐに変換する代わりに、ＭＳは要求されたＴ／Ｐに直接作用する。このことはより一般的である。それは、Ｔ／Ｐから速度への異なるマッピングをもつ異なるサービスからのパケットの送信を容易に行うからである。
【００２９】
ここで、時間ｔ0でＭＳキューが、期限ｄiの順番に配置されたサイズｓiのパケットＰi｛ｉ＝１、…、Ｎ｝から構成されることを仮定する。各パケットＰiはデータサービスｋ（ｉ）に関連する。データサービスｋのときに、Ｔ／Ｐマップに対する既知のデータ速度は、Ｒk（Ｔ／Ｐ）として規定する。次に、割り当てられたＴ／Ｐ値Ｔ0のとき、次の式が規定されかつ決定される。速度Ｒk(i)（Ｔ0）のとき、空中を送られるパケットＰiの送信時間、ｘi は
ｘi   ＝  ｓi／Ｒk(i)（Ｔ0）                                        （１）
パケットはその期限の順番に配置されたので、パケットＰiは、
ｚi   ＝  ｔ0＋Σｓi／Ｒk(i)（Ｔ0）、ここで和は［１、…、ｉ］以上である  （２）
において、その送信を完了する。
【００３０】
すなわち、ｄiに先立つ期限を有するパケットＰ1…Ｐi-1は、Ｐ1の前に送信される。すなわち、プロセスは、ＭＳ出力キューにおける任意のパケットがその期限を見逃すかどうかを決定することができる。すなわち、
ｚi   ＞  ｄi  （但し、１≦ｉ≦Ｎ                                      （３）
ＭＳがキュー内の任意のパケットが現在の速度で期限を見逃してしまうと決定したならば、そのＱｏＳを満足するためにより高い速度が要求される。注意：そのようなデータ速度計算は、ＭＳキュー内の全てのパケットに関連する期限情報を使用する。ＢＳは、バックログとＱｏＳクラスのみに基づいてそのようなデータ速度に関する決定を行うことができない。
【００３１】
要求されたＴ／Ｐ情報をＢＳに提供するのにいくつかの方法が存在する。要求チャネル及びＭＳからＢＳへの要求情報の送信の回数の設計に応じて、ＭＳにおいて要求された期間を計算してＢＳに対して指示を提供することは有用なことである。上記の式２は、ＭＳが要求された期間を決定することを可能にする。基本的には、割り当てられたＴ／Ｐ比Ｔ0で、ＭＳキュー内の最後のパケットは時間ＺNで送信を完了する。したがって、現在のパケットキューと割り当てられた速度に基づいて、要求された期間はＺNである。式２は非常に少ない計算量で更新可能である。例えば、次の時間ＰiかつパケットＰ1の送信の完了で、割り当てられたＴ／ＰがＴ1に変化したならば、更新されたパケット完了時(instant)は、以下のように表わすことができる。
【００３２】
ｚi （ｔ1）  ＝  ｔ1＋Σｓi／Ｒk(i)（Ｔ1）、ここで和は［２、…、ｉ］以上である。（４）
これらの完了時間は、以下の式を用いて以前のパケット完了時間から計算可能である。
【００３３】
ｚi（ｔ1）−ｔ1  ＝  ｚi（ｔ0）−ｔ0−ｓ1／Ｒk(1)（Ｔ0）＋Σｓi［１／Ｒk(i)（Ｔ1）
−１／Ｒk(i)（Ｔ0）］                                                  （５）
次に、サイズｓnewの新たなパケットＰnew、サービスｋ（ｎｅｗ）及び期限ｄnewが時間ｔ2に到着することを仮定する。概して、新たなパケットに対する期限は、パケットｋ及びｋ＋１に対する（順序良く配置された）複数の期限の間に存在する。すなわち、あるｋ＜Ｎに対して、ｄk≦ｄnew≦ｄk+1である。この場合、ｉ≦ｋならば、ｚi（ｔ2）は変化しない。Ｔ／Ｐ値がＴ1が変化しないならば、
ｚi （ｔ2）  ＝  ｚi （ｔ1）＋ｓnew／Ｒk(new)（Ｔ1）、但し、ｉ＞ｋ              （６）
すなわち、ＭＳは、その要求されたＴ／Ｐ、要求された期間さらには当該キュー内のパケットの送信スケジュールを計算して更新された状態を維持することができる。
【００３４】
輻輳の期間の間の速度割り当てを行うに当たってＢＳを支援するために、ＭＳは、当該キュー内のどのパケットが欠落するかを決定することによって、輻輳レートを計算する。ＭＳはどのパケットが欠落するかについて優先順位を付けるための多くの基準を使用する。
【００３５】
パケットの欠落を容認するサービスからのパケット
・その現在のパケット損失レートが交渉されたパケット損失レートよりも小さいサービスからのパケット
・要求されたＴ／Ｐが割り当てられないときに遅延期限を見逃してしまうパケット
欠落の優先度に基づいて、ＭＳは、種々の輻輳レベルで受け入れ可能なＱｏＳを依然として満足しながら、どのパケットが欠落する可能性があるか決定する。ＭＳは次に、これらのパケットをＭＳキューから除去することによって形成される架空のキューに対して式（１）から（３）を適用して、輻輳Ｔ／Ｐ値を計算する。ここで、スループット、パケットデータ及びデータブロックは交換可能であることに注意されたし。
【００３６】
速度マッピングに対するＴ／Ｐが固定であるならばより都合がよく、データ速度を扱うのに等しくなる。図で示した概念図及び、要求された及び輻輳データ速度の計算例が以下に示される。パケットサイズ及び期限も図で示されている。（ビットで示された）各パケットのサイズは、時間フレーム軸における期限の位置に置かれた垂直のバーとして示される。垂直バーのサイズはパケットのサイズを表わしている。（座標の）原点を中心にして回転されて正の傾斜をもつ線は、速度（ビット／秒）に対応する。原点は、現在の時間あるいは割り当て開始の時間である。要求された速度はすべての期限を満足する最小の傾斜、すなわち図のすべてのパケットが線よりも下方に位置する最小の傾斜である。さらに、キュー内の第１のパケットが欠落すること（輻輳レベル１）及びキュー内の最大のパケットを欠落することに関連する輻輳レート、を仮定してＭＳが輻輳レートを計算する。
【表２】
0004611973.tif 000003
【００３７】
時間ｔ0において、ＭＳキューは、それらの期限の順番に配置された、サイズｓiのパケットＰi｛ｉ＝１、…、Ｎ｝からなる。次に、割り当てられたレートＲ0では次の式が成立する。レートＲ0、空中を介したパケットＰiの送信時間で、ｘiは、
ｘi  ＝  ｓi／Ｒ0                                          （７）
パケットはそれらの期限の順に配置されているので、パケットＰiは、
ｚi  ＝  ｔ0＋Σｓi／Ｒ0  但し、和は［１、…ｉ］以上である。（８）
すなわち、ｄiに先立つ期限をもつパケットＰ1，…Ｐi-1は、Ｐiの前に送信される。
【００３８】
すなわち、本プロセスは、ＭＳ出力キュー内のパケットのどれかがその期限を見逃すか否かを決定する。すなわち、
ｚi  ＞  ｄi  但し、１≦ｉ≦Ｎ                        （９）
ＭＳが当該キュー内の任意のパケットがその期限を見逃すと決定した場合には、当該ＱｏＳを満足するためにより高いレートが必要になる。そのようなデータ速度計算は、ＭＳキュー内のすべてのパケットに関連する期限情報を使用する。ＢＳは、バックログとＱｏＳクラスのみに基づいてこのレートに関する決定を行うことができない。
【００３９】
要求されたレート情報をＢＳに提供するためにいくつかの方法が考えられる。要求されたチャネルの設計と、ＭＳからＢＳへの要求情報の送信の回数によって、ＭＳにおいて要求された期間を計算し、指示をＢＳに提供することは有用なことである。上記のこと（式２）は、ＭＳが要求された期間を決定するのを可能にする。基本的には、割り当てられたレートＲ0で、ＭＳキュー内の最後のパケットは時間ｚNで送信を完了する。したがって、現在のパケットキューと割り当てられたレートに基づいて、要求された期間はｚNである。式（２）は非常に少ない計算量で更新される。例えば、パケットＰ1の送信の完了後、次の時間ｔ1で、割り当てられたレートがＲ1に変化した場合には、更新されたパケット完了時は、以下のように記載することができる。
【００４０】
ｚi（ｔ1）＝  ｔ1＋Σｓi／Ｒ1  但し、和は［2、…ｉ］以上である。（１０）
これらの完了時間は、以下の式を使用して既出のパケット完了時間から計算することができる。
【００４１】
ｚi（ｔ1）−ｔ1＝［（ｚi（ｔ0）−ｔ0）Ｒ0−ｓ1］／Ｒ1          （１１）
次に、サイズｓnewの新たなパケットＰnew及び期限ｄnewは時間ｔ2に到着することを仮定する。概して、新たなパケットに対する期限は、パケットｋ及びｋ＋１に対する（順序付けられた）期限の間である。すなわち、あるｋ＜Ｎにおいて、ｄk≦ｄnew＜ｄk+1である。これより、ｉ≦ｋならば、ｚi（ｔ2）は変化しない。レートＲ1が変化しないならば、
ｚi（ｔ2）＝ｚi（ｔ1）＋ｓnew／Ｒ1    但し、ｉ＞ｋ              （１２）
すなわち、ＭＳはその要求されたレート、要求された期間及びキュー内のパケットの送信スケジュールを計算して更新を維持することができる。
【００４２】
上記したように、ＭＳバッファ内のすべてのパケットの遅延期限を検査することによって、ＭＳは要求されたレートあるいはＴ／Ｐを決定することができる。あるいは、ＭＳがバッファ内の第１のパケット、すなわち、最短の遅延期限をもつパケットのみを検査して、上記したようなＴ／Ｐ（あるいはレート）計算を適用するならば、その結果は、ＢＳに対する遅延期限フィードバックと同じになる。この場合、計算されたＴ／Ｐ（あるいはレート）の値は、最短の期限及び等価である高い優先度は最短の期限を示している。リバースリンクチャネルに対する知見期限の２ビット符号化の一例が後で示されかつ使用される。
【００４３】
リバースリンク要求はメッセージを介してあるいは、連続的な低ビットレート制御チャネルを用いてＢＳに送られる。次の方法が考慮され且つ使用される。
【００４４】
・ＢＳに対してキュー長さあるいはバックログ情報を提供するためにリバースリンクメッセージを用いること。
【００４５】
・ＭＳが周期的により高いレートのための要求を示すビットを挿入する連続的Ｔ／Ｐあるいはレート要求チャネル。これは、ＢＳに対してＱｏＳの指示をなんら提供しない。
【００４６】
ＢＳによって管理された資源は、パイロット電力比（Ｔ／Ｐ）に対するトラフィックチャネルを含む。概して、高いＴ／Ｐ比は高いデータ速度にマッピングされる。本システムはＴ／Ｐ比と対応するデータ速度間に１つ以上のマッピング方法を可能にする。概して、ＭＳは常に、リバースリンクスループットを最大にするＴ／Ｐマッピングに対するデータ速度を選択する。短い処理と非常に低い遅延要求をもつある種のサービス（例えば、インターアクティブなゲーム）については、少ない再送と高いＴ／Ｐで動作する必要がある。すなわち、ＭＳでキューのヘッドのデータパケットが非常に短い期限（例えば４０ｍｓ以下）をもつならば、ＭＳは、低遅延サービスに適したＴ／Ｐマッピングに対して特別なレートを選択する。レートを使用してそれをＴ／Ｐにマッピングするかあるいは、要求されたＴ／Ｐを直接計算するかによって方法を動作させることが可能である。
【００４７】
要求されたＴ／Ｐに加えて、ＢＳ資源マネージャが輻輳の期間における優先割り当てを可能にするために、ＭＳは、ＢＳに対する輻輳Ｔ／Ｐの１つまたはそれ以上の値を示す。ＢＳは要求されたＴ／ＰをすべてのＭＳに割り当てようと企てる。要求された資源が利用可能な資源を超えるならば、ＢＳは、全移動局に対する全割り当てが利用可能な資源の範囲内に入るまで、（ＢＳによって決定されたある主の順番で）１つのＭＳに対して一度に要求されたＴ／Ｐ（小さいＴ／Ｐは輻輳レベル１に関連する）を変更する。必要に応じて、ＢＳは輻輳レベル２などに関連するＴ／Ｐに移行する。要求されたＴ／Ｐあるいはデータ速度及び輻輳Ｔ／Ｐあるいはレートの指示は、短い制御メッセージ、連続メッセージあるいはそれらの組み合わせにより通信される。
【００４８】
ＢＳに対する要求メッセージにおいて、要求されたＴ／Ｐ及びその期間は、ＭＳでの計算に基づいて提供される。そのような要求メッセージはバックログ及びＢＳに対するＱｏＳフィードバックを含む。ＢＳはバックログ及びＱｏＳクラスに基づいて要求されたＴ／Ｐ及びその期間を計算することができない。ＱｏＳ（レート、パケット損失、最大遅延）を管理するために、Ｔ／Ｐ及びその期間を要求する周期的メッセージは、バックログ及びＱｏＳクラスの周期的フィードバックに対して望ましい。応答として、ＢＳは許可メッセージを介してＭＳに対するＴ／Ｐ及び期間割り当てを行う。ＭＳはその（ローカル）レート及び期間計算の更新を続ける。要求されたＴ／Ｐにおける大きな変化がある場合、あるいは要求された期間が割り当てられた期間を大きく超える場合にはいつでも、更新された要求がトリガされる。ゼロＴ／Ｐ割り当てをもつ許可は、ＭＳに対する許可の停止を示す。
【００４９】
Ｔ／ＰがＭＳに対して許可されると、要求メッセージオーバヘッドを減らすために、低帯域の連続的リバースリンク要求チャネルが利用される。ＭＳはＢＳからの許可に基づいて現在の許可変数を維持する。あるいは、許可が暗黙的である、すなわち、任意のＭＳが自律的に、現在の許可変数を現在の許可のグローバル(初期)値に設定することが可能であり、メッセージに対する必要性を除去することが可能である。
【００５０】
要求されたレート計算に基づいて、ＭＳは、現在の許可を増大する、低減する或いは変化なしにしておくための要求を連続的に送信する。増大したＴ／Ｐに対する要求は、種々の輻輳レベルでのＴ／Ｐを満足するのに増大が必要であるかどうかを示すものである。２ビット差動レートの符号化がメッセージ内に含まれる。ＭＳは、現在の許可が要求された速度と輻輳速度に関して現在の許可のレベルを示す。例えば、現在の許可が、要求されたＴ／Ｐと輻輳１  Ｔ／Ｐの間にあるならば、ＭＳ要求は、符号化ビット“１０”を含む。あるいは、１つの輻輳レベルと遅延に敏感なトラフィックに対してバッファアンダフローを防止する新たなレベルのみを含む２ビット差動速度要求フィールドが含まれる。
【表３】
0004611973.tif 000004
【００５１】
選択的に、先を考える(look-ahead)長い許可しきい値Ｄ0が規定される。ＭＳがＤ0を超える要求された期間を計算するならば、長い許可に対する要求を示す。このことは、ＢＳが先を考える、すなわち、資源割り当てとスケジューリング決定をより良く管理することを可能にするという点で有用である。スケジューラにとって、高いレートに対する要求は、“優先度”要求であり、長い許可に対する要求はバックログを示す。
【００５２】
あるいは、キューのヘッドでのパケットの遅延期限（あるいは優先レベル）を示すのに２ビットが用いられる。
【００５３】
優先レベル                キューパケットのヘッドの遅延期限
３                        Ｘ未満
２                        Ｘよりも大きいが３Ｘよりも小さい
１                        ３Ｘよりも大きいが９Ｘよりも小さい
０                        ９Ｘよりも大きい（すなわち最善の努力）
Ｘはその値がＢＳに対して固定であるかあるいはＭＳごとのサービスの混合によって固定であるシステムパラメータである。
【００５４】
ＭＳはＴ／Ｐ値  現在許可を用いてリバースリンクを介して送信する。ＢＳは、現在の送信からＭＳでの現在の許可変数の値を決定する。ＢＳは、ＭＳ送信におけるパイロット電力に対するトラフィック電力の比を測定することによって、あるいは、送信のためにＭＳによって用い、それをＴ／Ｐにマッピングされるレートから、この値を決定する。
【００５５】
ＢＳ資源マネージャは、ＭＳの間でＴ／Ｐを公平に割り当てるために、Ｔ／Ｐ要求における情報とともに、ＭＳによって用いられる現在のＴ／Ｐを使用する。例えば、輻輳のレベルによって、すべてのＭＢに対して輻輳レベル１の要求のみを満足することができる。ＢＳは次に、その要求が００あるいは０１を示すＭＳに対してＴ／Ｐ増大を割り当てる。このとき、ＭＳ要求に対する高い優先度は００を示す。ＢＳは、その要求が１１あるいは１０を示すＭＳに対してＴ／Ｐ減少を割り当てる。ＢＳはＭＳの間の輻輳を管理するためにさらなる基準を用いる。
【００５６】
BS資源マネージャ動作について次の例を用いて説明する。以下の３つのMSの場合を考慮する。
【００５７】
MS  １：Ec_Pilot[1]、現在の許可［1］、要求＝１０
MS  ２：Ec_Pilot[2]、現在の許可［2］、要求＝０１
MS  ３：Ec_Pilot[3]、現在の許可［3］、要求＝０１
MS  ４：Ec_Pilot[4]、現在の許可［4］、要求＝１１
MS  ５：Ec_Pilot[5]、現在の許可［5］、要求＝００
MS  ６：Ec_Pilot[6]、現在の許可［6］、要求＝１０
上記の例を考慮して、MS4以外のすべてのMSは、要求されたT/Pを満足するために現在の許可よりも高いT/Pを要求する。MS4は現在の許可の減少を割り当てられる。増大の割り当ては、さらなる計算に応じて他のMSに提供されたりされなかったりする。BS資源マネージャは、Ec＿Pilotと各MSに対する現在の許可から現在の資源利用を次のように計算することができる。
【００５８】
資源利用＝ΣEc_Pilot[i]*[現在の許可[i]+1]      （１３）
BSは、現在の許可に関して、増大（アップ調整）あるいは減少（ダウン調整）を許可する。増大あるいは減少は、その値Adjust[i]がそれぞれ（１＋ａ）あるいは（１−ａ）によって与えられる現在の許可に対する増大因子である。割り当てに従って、更新された資源利用は、
資源利用＝ΣEc_Pilot[i]*[Adjust[i]* [現在の許可[i]+1]      （１４）
として計算される。
【００５９】
資源マネージャアルゴリズムは次のステップに従って進む。それは、更新された資源利用が最大資源利用しきい値Tmaxよりも小さくなり、一組の調整値Adjust[i]が見つかったときのステップで停止する。
【００６０】
ステップ１  MS4に対して減少を割り当て、他のすべてのMSに対して増大を割り当てる。Adjust[4]=1-a,  Adjust[i]=1+a、ここでｉ＝１，２，３，５，６である。この割り当ては、要求されたT/Pを満足するためにすべてのMSを移動することを企てる。交信された資源利用を決定すること。更新された資源利用が最大しきい値Ｔmaxよりも下回ったならば、この割り当ては、許可され割り当てられる。資源利用がＴmaxを超えたならば、ステプ２に移行する。
【００６１】
ステップ２  すべてのＭＳを要求されたＴ／Ｐに移動することはできない。公平のために、プロセスはすべてのＭＳを輻輳レベル１Ｔ／Ｐに移動する。これは、ＭＳ４に加えて、ＭＳ１及び６はダウン調整が割り当てられることを意味する。すなわち、Adjust[i]=1-a、但しｉ＝１，４，６、かつAdjust[i]=1+a、但しｉ＝２，３，５。ここで再び、この更新された資源割り当てが許可されるかあるいはされないか、すなわち、全体の許可された割り当てを超えないか否かを決定する。許可されないならば、ステップ３に移行する。
【００６２】
ステップ３  すべてのＭＳを輻輳レベル１  Ｔ／Ｐに移動することはできない。公平のために、プロセスはすべてのＭＳを輻輳レベル２  Ｔ／Ｐに移動する。これは、ＭＳ５以外のすべてのＭＳはダウン調整が割り当て可能であることを意味する。すなわち、Adjust[i]=1-a、但しｉ＝１，２，３，４，６及びAdjust[5]=1+a。ここで再び、この更新された資源割り当てが許可されたか否か、すなわち許可された全体の割り当てを超えていないかどうかを決定する。許可されていないならば、ステップ４に移行する。
【００６３】
ステップ４  ＢＳ  Ｔ／Ｐ調整アルゴリズムは、満足する割り当てを決定することができない。１つまたはＭＳからの送信を停止するためには明示的なメッセージが必要である。ＢＳは、公平さ及びＭＳに対する現在の割り当てのサイズ：を含む種々の基準に基づいて、どの許可を停止するかを選択する。
【００６４】
ＭＳに対する現在の許可の調整を示すために、低帯域の連続フォワードリンク許可チャネルが使用される。ＭＳはそれがＢＳから受信する実際の許可（及び調整）に基づいて現在の許可変数を変更する。許可はＭＳに対して連続的に延長されるので、ＭＳに対して長い許可を示す必要はない。長い許可要求は（もし使用されたとしても）単にＢＳが先のことを考えて、すなわち、より良いスケジューリング決定を行うのを可能にするだけである。
【００６５】
低帯域の連続フォワードリンク許可チャネルに関する符号化は次のように行われる：
＋１ 移動局がＴ／Ｐを構成された量、ａ（Ｔ／Ｐに従属可能）だけ増大するように指示された場合
−１ 移動局がＴ／Ｐを構成された量、ａ（Ｔ／Ｐに従属可能）だけ減少するように指示された場合
０ 移動局がＴ／Ｐを変化なしに維持するように指示された場合
ＢＳが連続的要求チャネルを信頼性をもって復号しない（例えばリバースパイロットチャネル（Ｒ−ＰＩＣＨ）が低い電力で受信されかつ、連続的要求チャネルシンボルが消去される）ならば、ＢＳはフォワード許可チャネルシンボルを０に設定する。一方、連続的要求チャネルが信頼性を持って復号されるならば、ＢＳはフォワード許可チャネルシンボルを適切に設定する。
【００６６】
ＢＳ資源マネージャはＭＳ要求に従って輻輳レベルを決定する一方、ＭＳごとに連続的な許可チャネルを要求する代わりに、柔軟性が幾分失われるが、ＢＳにおいて輻輳の現在の計算されたレベルを単に示す（例えば上記の３つのレベルの１つとして符号化されたような）連続的共通許可チャネルを使用することが可能である。そのような指示に基づいて、ＭＳは、同じロジックに従ってそのデータ速度を自立的に調整することができる。例えば、ＢＳ共通許可が輻輳レベル１を示すとき、１０を要求するMSはT/Pを減少しなければならないが、０１を要求するMSは次の送信のためにT/Pを増大しなければならない。さらに、フォワードリンクに関するオーバヘッドを低減しながら、連続的共通許可チャネルは、さらなる基準に基づいて競合するMSの間で識別するために、BSの能力を取り去らねばならない。連続的要求チャネルを除去してこれをMSによる自立的動作に低減することも可能である。BSからの輻輳指示は、MS要求ではなく、MSによる資源使用の現在の測定値に基づいている。すなわち、MSごとに閉じたループは存在しない。この場合、BSは、QoSが満足されているMSとQoSが満足されず公平さを実行することができないMSとを識別することができない。
【００６７】
したがって、連続的要求および許可チャネルに関するシグナリングエラーは破壊的なものではない。連続的フォワード許可チャネルに関する消去は、現在の許可を変更なしに維持するための命令であると仮定される。低い遅延の閉ループ機構により、どんなシグナリングエラーも次の要求および許可によって迅速に補正される。特に、MSでのローカル変数である現在の許可は、あらゆるリバースリンクフレーム送信でBSに既知となり、制御ループの両側が同じ状態を維持することを可能にしている。
【００６８】
要求および許可メッセージのみを使用してリバースリンクQoS管理を動作することが可能である。しかしながら、厳しいQoS管理、すなわちバースト状態での信号の到着、可変レートおよび厳しい遅延拘束をもつサービスに対するQoSを管理する場合には、連続的要求および許可チャネルを使用することが必要である。
【００６９】
連続的要求チャネルは連続的許可チャネルがなくとも使用可能であることに注意されたし。
【００７０】
交渉されたQoSトラフィックに関して、MSは以下のように動作する。
【００７１】
・MSは、要求されたT/P（及び輻輳T／Ｐ）を示す要求メッセージを送信する。要求メッセージは最大Ｔ／Ｐ（ＭＳの上部空間）を含む。ＢＳはメッセージを介してＴ／Ｐ許可を示すかあるいは、許可は暗黙なもの（既知の初期Ｔ／Ｐ）である。後者の場合、何の要求あるいは許可メッセージも要求されない。
【００７２】
・要求されたＴ／Ｐに対する変化は、低いオーバヘッドの連続的レート要求チャネルに関して示される。当該チャネルは設定されてレイヤ３シグナリングで出力される。このチャネルはＭＳに対する総合レート要求を表しているので、ＭＳごとに１つのチャネルのみが必要となる。
【００７３】
・許可されたＴ／Ｐに対する変化は、フォワードリンクに関する低いオーバヘッドの連続的許可チャネルによって示される。あるいは、受信された要求にしたがって輻輳レベルを示す、低いオーバヘッドの連続的共通許可チャネルが使用される。
【００７４】
ソフトハンドオフ動作中において、メッセージを主としたリバース資源管理は、担当のＢＳ（ＭＳで受信された最高の平均パイロットレベルをもつＢＳ）のみによって処理される。連続的要求および許可チャネルが担当のＢＳのみによって送信されるならば、ソフトハンドオフ中の動作は、移動局がソフトハンドオフにないときと相違しない。しかしながら、フォワード高速許可チャネルがアクティブ設定(active set)において１つ以上のＢＳから受信された場合には、異なるＢＳが独立して動作し、異なる許可命令を生成する。次にＭＳは、現在の許可変数をアクティブ設定におけるすべてのＢＳによって許可されたレート調整を最小に調整する必要がある。
【００７５】
連続的要求および許可チャネルに対するＭＳごとのオーバヘッドは、数百ｍｓごとにメッセージ主体のチャネルを使用することに相当する。すなわち、オーバヘッドに一致するために、レート要求およびレート許可メッセージは、ＭＳでのすべてのサービスを含む、ＭＳごとに例えば２５０ｍｓよりも頻繁に送信される必要はない。連続的フィードバックチャネルは、最大遅延が例えば１００ｍｓ以下であるサービスに対するＱｏＳを管理する必要がある。キューのサイズが数１０ｍｓ以上大きく変化するバースト状態の到着が考えられるサービスでも管理が必要である。遅延期限が２５０ｍｓよりも大きいならば、ＱｏＳはメッセージ主体の要求および許可チャネルを介して管理される。連続的リバースレート要求チャネルに対して各２０−３０ｍｓごとに２−４ビットが必要である。これらのビットはＢＳに対して、割り当てられたレートおよび／あるいは長い許可に対する必要性に対する要求された変更を示している。
【００７６】
概して、リバースリンクに関して、ＱｏＳおよび資源管理に対するフレームワークが開示される。ここでは、パケットキューはＭＳで分配され、中央集権の資源マネージャがＢＳに存在する。このフレームワークにおいて、リバースリンクＱｏＳ管理の責任は、ＭＳに割り当てられ、ＢＳは集約された資源と交渉されたＱｏＳサービスに対する許可制御とを管理する。ＭＳは、そのＱｏＳを満足する必要がある要求された資源（レートあるいはＴ／Ｐ）を資源マネージャに対して提供する。このことは、ＭＳがキューバックログ情報を資源マネージャに提供する前記した方法とは異なるものである。資源マネージャがＱｏＳ保証を満足するためにはキューバックログ情報は十分ではない。リバースリンクＱｏＳは、割り当てられたレートの閉ループ制御あるいはＭＳによるＴ／Ｐを介して管理される。複数のサービス（あるいはフロー）に対するＱｏＳ要求は資源（レートあるいはＴ／Ｐ）の簡略化された１つの表示に併合される。これは、閉ループ制御に対して高効率（低い通信オーバヘッド）を可能にする。これは、MSがすべてのサービスのQoS要求を満足するのを可能にする要求されたT/Pを決定するのを可能にする。パケット出発、パケット到着、割り当てられたレートの変化あるいはリンク品質の変化に続いて、レート（またはT/P）を再計算するための低い複雑さの機構。フレームワークに一致し、１００ｍｓ以下の最大遅延要求をもつサービスに対するQoSを管理するのに適した、低いオーバヘッドの連続的要求及び許可チャネル。パケットに対する欠落優先度を用いて輻輳の異なるレベルに対するT/P要求を計算するためのプロセスが開示される。MSの間で分配されるパケットキューでの輻輳レベルを決定するためにBS資源マネージャ情報を提供するために、レート要求チャネルの簡略化された符号化が開示される。さらにそれは、BSが競合するMS間で知的な割り当て決定を行うことを可能にする。したがって、BS資源マネージャは競合するMSの間で資源を割り当てるために動作する。この動作はソフトハンドオフ時における閉ループレート制御の動作を含む。
【００７７】
図４に示された種々のステップを参照することによって本発明の種々の側面がより明確になる。図４は、メッセージのフロー４００と通信システム１００においてBS及びMSでの処理ステップを示す。図２及び図３に示される受信機及び送信機システム２００及び３００は、通信システム１００内の各基地局及び移動局に組み込まれたときに種々のステップを実行するように動作する。ステップ４０１で、移動局は、多数の通信サービスに対して送信のためのデータパケットを決定する。ステップ４０２及び４０３において、それぞれ、移動局は、各データパケットの送信期限を決定して、当該データパケットを決定された送信期限に従って送信のためのキューに配置する。ステップ４０５、４０６，４０７においてそれぞれ、移動局は、キュー内のデータパケットの構成に基づいて、各データパケットに対する送信期限を満足する、データパケットの送信のためのデータ速度を決定し、前記キュー内のデータパケットの構成に従って、データパケットの送信に対する決定されたデータ速度の期間を決定し、当該データ速度と期間とを移動局から基地局に通信する。ステップ４０８において、基地局は、利用可能な資源が、前記決定されたデータ速度及び期間で移動局からの送信のために基地局での割り当てが可能であるかどうかを決定する。ステップ４０９において、基地局は、移動局からのデータパケットの送信のために決定されたデータ速度の受信を通信する。ステップ４１０において、移動局は受信されたデータ速度で送信する。ステップ４１１において、基地局は、決定された利用可能な資源が、決定されたデータ速度で移動局から送信するための基地局での割り当てを禁止する、輻輳レベル警告を移動局に対して指示する。ステップ４１２，４１３，４１４において、移動局は、データパケットの新たなキューを決定するためにキュー内におけるデータパケットから少なくとも１つのデータパケットを欠落し、データパケットの新たなキューの送信のための新たなデータ速度を決定し（当該新たなデータ速度はすでに決定されたデータ速度よりも低い）、新たなキュー内のデータパケットの構成に基づいてデータパケットの送信のために決定された新たなデータ速度の使用のための新たな期間を決定する。フロー４００は受信あるいは拒絶のための決定を繰り返すためにステップ４０８に移行する。
【００７８】
当業者ならば、ここに開示された実施形態に関して記載された種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、アルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアあるいはそれらの組み合わせとして実現されることを理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアの交換可能性を明確にするために、種々の例示的な要素、ブロック、モジュール、回路及びステップについて概してそれらの機能の観点から説明がなされた。そのような機能がハードウェアとして実行されるかソフトウェアとして実行されるかは特定のアプリケーションと全体システムに課せられた設計上の拘束に依存する。熟練者ならば、各特定のアプリケーションに対して種々の方法により上記の機能を実装することができる。しかし、そのような実装は本発明の範囲からの逸脱するものと解釈されるべきではない。
【００７９】
ここに開示された実施形態に関連して説明された種々の例示的論理ブロック、モジュール、回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（DSP）、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）あるいは他のプログラマブルロジックデバイス、デスクリートゲートあるいはトランジスタロジック、デスクリートハードウェア要素、あるいは上記した機能を実行するように設計されたそれらの組み合わせ、によって実装あるいは実行される。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであるが、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラあるいは状態マシンを代わりに用いることができる。プロセッサは計算装置の組み合わせ、例えばDSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連する１つまたはそれ以上のマイクロプロセッサあるいは任意の他の同様の構成、として実装される。
【００８０】
ここに開示された実施形態に関して説明された方法あるいはアルゴリズムのステップは、ハードウェアによって直接、あるいは、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あるいはそれらの組み合わせによって具現化される。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あるいは業界で既知の他の任意の形態の記憶媒体に書き込まれる。例示的な記憶媒体は、当該プロセッサが記憶媒体に対して情報の読み出し及び書き込みができるようにプロセッサに接続される。記憶媒体がプロセッサと一体化してもよい。プロセッサと記憶媒体とはASIC内に配置されていても良い。ASICはユーザ端末に配置される。プロセッサ及び記憶媒体はユーザ端末内の離散的な要素として配置してもよい。
【００８１】
好ましい実施形態の上記の説明は、当業者が本発明を製造あるいは使用することができるようにするために提供された。これらの実施形態に対する種々の変更は当業者にとって自明なことであり、ここに規定された一般的な原理は、発明能力を使用しなくとも他の実施形態に適用可能である。すなわち、本発明は、ここに開示された実施形態に限定されることはなく、ここに開示された原理と新規な特徴に適合する最も広い権利が与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
本発明の特徴、目的及び利点は、図面を参照した以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。図面においては、同一の参照符号は明細書全体に渡って同一の要素を示すものとする。
【図１】図１は、本発明の種々の側面に従った、データ送信及び受信のための通信システムを示す。
【図２】図２は、本発明の種々の側面に従った、データ受信のための受信機システムを示す。
【図３】図３は、本発明の種々の側面に従った、データ送信のための送信機システムを示す。
【図４】図４は、リバースリンク通信のためのデータ速度を決定するためのメッセージフローとプロセスとを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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