(57)【要約】本発明は、無線システム内の複数のモバイル・デバイスにユニキャスト送信およびマルチキャスト送信を供給するための方法を提供する。本方法は、モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するチャネル品質指標の関数である総利用可能電力の第１の部分を使用してマルチキャスト信号を供給するステップを備える。その後、ユニキャスト信号は、総利用可能電力の第１の部分の関数である総利用可能電力の第２の部分を使用して供給される。
2010517428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線システム内の複数のモバイル・デバイスにユニキャスト送信およびマルチキャスト送信を供給する方法であって、
前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するチャネル品質指標の関数である総利用可能電力の第１の部分を使用してマルチキャスト信号を供給するステップと、
総利用可能電力の前記第１の部分の関数である総利用可能電力の第２の部分を使用してユニキャスト信号を供給するステップと
を備える方法。
【請求項２】
総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップが、前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する長期チャネル品質指標の関数である総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップが、前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する信号対干渉雑音比の関数である総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップが、前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するビット誤り率の関数である総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップが、前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するブロック誤り率の関数である総利用可能電力の前記第１の部分を使用して前記マルチキャスト信号を供給するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
無線システム内の複数のモバイル・デバイスにユニキャスト送信およびマルチキャスト送信を供給する方法であって、
前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するチャネル品質指標の関数として電力を周期的に配分するステップ、
を備える方法。
【請求項７】
前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する前記チャネル品質指標の関数として電力を周期的に配分するステップが、前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する長期チャネル品質指標の関数として電力を周期的に配分するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する前記チャネル品質指標の関数として電力を周期的に配分するステップが、前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する信号対干渉雑音比の関数として電力を周期的に配分するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する前記チャネル品質指標の関数として電力を周期的に配分するステップが、前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するビット誤り率の関数として電力を周期的に配分するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連する前記チャネル品質指標の関数として電力を周期的に配分するステップが、前記ユニキャスト送信と前記マルチキャスト送信との間で前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するブロック誤り率信号の関数として電力を周期的に配分するステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の無線通信システムは、ユーザ機器、モバイル・デバイス、加入者機器、およびアクセス端末などの用語を使用して言及されることもある１つまたは複数のモバイル・ユニットへの無線接続を提供するためのノードＢｓと呼ばれることもある１つまたは複数の基地局を含む。モバイル・ユニットの例には、携帯電話、携帯情報端末、スマートフォン、テキスト・メッセージング・デバイス、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータなどがある。各基地局は、基地局に関連する地理的エリアまたはセル内の１つまたは複数のモバイル・ユニットへの無線周波数（ＲＦ）信号を介しての無線接続を提供することができる。例えば、ユニバーサル移動電気通信システム（ＵＭＴＳ）プロトコルに準拠して動作する基地局は、無線通信リンクを介して、基地局に関連するセル内の１つまたは複数のモバイル・ユニットへの無線接続を提供することができる。
【０００３】
無線通信リンクは、通常、マルチキャスト送信および／またはユニキャスト送信の両方あるいはどちらかを使用して各アクセス端末に情報を配信する能力を含む。通常、ユニキャスト送信は単一のアクセス端末に向けられるが、マルチキャスト送信は複数のアクセス端末に向けられる。典型的なマルチキャスト利用形態には、テレビ信号、ラジオ、オーディオおよびビデオ・ストリーミング、株価、ニュース概要などの送信がある。ユニキャスト利用形態には、典型的な音声通信セッション、インターネット・セッション、インスタント・メッセージ・セッションなどがある。どのセルにおいても、単一のマルチキャスト信号は全てのアクティブ・ユーザに向けて送信されるが、複数のユニキャスト信号は各アクティブ・ユーザに個別に送信される。
【０００４】
マルチキャスト信号およびユニキャスト信号を多重化するために重畳符号化が使用できる。すなわち、マルチキャスト信号および様々なユニキャスト信号が整然としたやり方で重畳される。最近この技法の簡略化版が提案され、いくつかの無線規格での採用の可能性が議論されている。この簡略化版では、図１に形式的に示されているように、ユニキャスト信号が時間および／または周波数で（すなわち、重畳されるのではなく直交して）多重化され、マルチキャスト信号だけがその上に重畳される。したがって、各時間／周波数リソース上では、送信はマルチキャスト信号のおよび単一のユニキャスト信号の重畳にある。任意の変調フォーマットがマルチキャスト信号およびユニキャスト信号のために使用されてもよい。
【０００５】
マルチキャスト・トラフィックとユニキャスト・トラフィックとの間にはかなりの違いがある。例えば、マルチキャスト信号は固定レートで符号化され、大部分（例えば、９０％から９５％）の位置での成功裡の復号を保証するためにアプリオリに設定される。さらに、マルチキャスト信号は、しばしば、システム内の全ての送信サイトから同時に送信され、レートおよび変調フォーマットは、ユーザ端末での構造的結合を可能にするために、全てに共通である。他方、ユニキャスト信号は、それぞれのユーザ受信機に対するチャネル状態および干渉状態に依存する可変レートで符号化される。その場合、一般に、そのようなレートは各時間／周波数リソースで異なる可能性がある。
【０００６】
各ユーザは、最初、マルチキャスト信号を復号する。復号が成功した場合、ユーザは、続いてマルチキャスト信号の寄与を無効にし、重畳されたユニキャスト信号をさらに復号する。マルチキャスト信号はユニキャスト信号からの干渉とともに復号されるので、マルチキャスト信号はユニキャスト信号に関して十分強力でなければならない。マルチキャスト信号およびユニキャスト信号両方の送信のために利用可能な総電力はＰＴで示される。ＰＴのうちのマルチキャストに配分される部分はαとして示される。したがって、マルチキャスト送信電力はαＰＴであり、利用可能なユニキャスト送信電力は（１−α）ＰＴである。標準的な手法は、マルチキャスト符号化レートを判定するときに、静的αを使用し、結果としてのユニキャスト干渉の程度を明らかにすることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、マルチキャスト送信を受信することを意図した様々なモバイル・デバイスにマルチキャスト信号を送信するのに必要とされる電力の量は、時の経つにつれてかなり変化する可能性がある。すなわち、様々なモバイル・デバイスは、送信がそれほど強力でなくてもよいように、状態がより役に立つ位置に移転することができる。しかし、現在のシステムは、静的αを与えられると、同一の電力レベルで送信し続け、ユニキャスト送信のために使用できる電力を不必要に制限する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述の１つまたは複数の問題の影響に対処することを対象とする。下記は、本発明のいくつかの態様の基本的理解を提供するために、本発明の簡略化された概要を提示する。この概要は、本発明の網羅的な概観ではない。この概要は、本発明の重要なまたは不可欠な要素を確認するものでもなく、本発明の範囲を概説するものでもない。その唯一の目的は、以下で論じられるより詳細な説明の序として簡略化された形でいくつかの概念を提示することである。
【０００９】
本発明の一実施形態では、無線システム内の複数のモバイル・デバイスにユニキャスト送信およびマルチキャスト送信を供給するための方法が提供される。本方法は、モバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するチャネル品質指標の関数である総利用可能電力の第１の部分を使用してマルチキャスト信号を供給するステップを備える。その後、ユニキャスト信号が、総利用可能電力の第１の部分の関数である総利用可能電力の第２の部分を使用して供給される。
【００１０】
本発明の他の実施形態では、無線システム内の複数のモバイル・デバイスにユニキャスト送信およびマルチキャスト送信を供給する方法が提供される。本方法は、ユニキャスト送信とマルチキャスト送信との間でモバイル・デバイスのうちの少なくとも１つに関連するチャネル品質指標の関数として電力を周期的に配分するステップを備える。
【００１１】
本発明は、同様の参照数字は同様の要素を識別する添付の図面に関連して行われる以下の説明を参照することによって理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】マルチキャスト信号およびユニキャスト信号を重畳する無線通信システムの一例示的実施形態を概念的に示す図である。
【図２】本発明による無線通信システムの一例示的実施形態を概念的に示す図である。
【図３】本発明の諸態様を利用した基地局および複数のモバイル・デバイスの一例示的実施形態を概念的に示す図である。
【図４】マルチキャスト信号およびユニキャスト信号を送信するために使用される電力の量を動的に制御するために実施できる制御ルーチンの流れ図の一例示的実施形態を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、様々な変更形態および代替形態が可能であるが、それらの特定の諸実施形態が諸図面に例として示されており、本明細書で詳細に説明される。しかし、本明細書における特定の諸実施形態の説明は、本発明を、開示された特定の諸形態に限定することを意図するものではなく、それとは逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲に含まれる全ての変更形態、同等形態、および代替形態を含むものとすることを理解されたい。
【００１４】
本発明の諸例示的実施形態が以下で説明される。明確にするために、実際の実施形態の全ての特徴が本明細書で説明されるわけではない。いかなるそのような実際の実施形態の開発においても、実施形態ごとに異なる可能性があるシステム関連およびビジネス関連の制約に従うことなどの開発者の特定の目標を達成するために、多数の実施形態固有の決定が行われてもよいことが理解されよう。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず、本開示の利益を受ける当業者にとっては決まりきった仕事であり得ることが理解されよう。
【００１５】
本発明の一部分およびそれに対応する詳細な説明は、コンピュータメモリの中のデータビットに対する演算のソフトウェア、またはアルゴリズムおよび記号表現によって提示される。これらの説明および表現は、当業者が他の当業者にその仕事の本質をそれによって効果的に伝達するものである。アルゴリズムは、本明細書では、および一般には、所望の結果につながる首尾一貫した一連のステップであると考えられる。これらのステップは、物理量の物理的操作を必要とするステップである。通常、必ずしもではないが、これらの量は、格納、転送、結合、比較、およびそれ以外の方法で操作できる光信号、電気信号、または磁気信号の形を取る。これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、用語、数字などと呼ぶことは、主に共通の使用のために、ときどき都合がよいと判明している。
【００１６】
しかし、これらの用語および類似の用語は全て、適切な物理量に関連付けられているべきであり、これらの量に貼り付けられた都合のいいラベルにすぎないことに留意されたい。別途明記されていない限り、または議論から明らかなように、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「判定する」、または「表示する」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの中の物理量、電子量として表されたデータを操作し、コンピュータ・システムのメモリまたはレジスタあるいは他のそのような情報ストレージ、送信装置または表示装置の中の物理量として同様に表される他のデータに変換するコンピュータ・システムまたは類似の電子計算装置の動作および処理を表す。
【００１７】
本発明のソフトウェア実施態様は、通常、何らかの形態のプログラム記憶媒体上で符号化されるか、または何らかのタイプの伝送媒体を介して実施されることにも留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクまたはハードドライブ）または光（例えば、コンパクトディスク読出し専用メモリ、すなわち「ＣＤ−ＲＯＭ」）でもよく、読出し専用またはランダムアクセスでもよい。同様に、伝送媒体は、当技術分野に知られている対より線、同軸ケーブル、光ファイバ、または他の何らかの適切な伝送媒体でもよい。本発明は、いかなる所与の実施形態のこれらの態様によっても限定されない。
【００１８】
次に、本発明は、添付の図面を参照しながら説明される。これらの図面には、様々な構造体、システム、および装置が、説明のためだけに、かつ当業者にはよく知られている詳細によって本発明を分かりにくくしないように、概略的に示されている。それにもかかわらず、添付の図面は、本発明の例示的実施例を記述し説明するために含まれている。本明細書で使用される語および句は、当業者によるそれらの語および句の理解と矛盾しない意味を有すると理解され解釈されるべきである。用語または句の特別な定義、すなわち当業者によって理解されているような普通の慣習的な意味とは異なる定義はどれも、本明細書での用語または句の一貫した使用には含意されないものとする。用語または句が特別な意味、すなわち当業者によって理解されている以外の意味を有することが意図される場合は、そのような特別な定義は、用語または句の特別な定義を直接かつ明白に提供する明確なやり方で本明細書に明記される。
【００１９】
一般に、本発明の一実施形態では、マルチキャスト送信に配分される電力を動的に調整するための方法が説明される。本方法は、モバイル・デバイスの実際の位置を効果的に利用してユニキャストデータ転送速度を高め、同時にマルチキャスト・カバレッジ所要量を温存する。
【００２０】
図２は、通信システム１００の一例示的実施形態を概念的に示す。図示されている実施形態では、通信システム１００は、無線ネットワーク・コントローラ１０５を含む無線通信システムである。通信システム１００および無線ネットワーク・コントローラ１０５は、ユニバーサル移動電気通信サービス（ＵＭＴＳ）プロトコルに準拠して動作することができ、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）を実施することができる。しかし、本発明はＵＭＴＳおよび／またはＯＦＤＭＡに準拠して動作する通信システムに限定されないことを本開示の利益を受ける当業者は理解されたい。代替実施形態では、通信システム１００は、グローバル移動体通信システム（ＧＳＭ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ  ２０００）などを含むがそれらに限定されない１つまたは複数の他のプロトコルに準拠して動作することができる。
【００２１】
無線ネットワーク・コントローラ１０５は、基地局１１０（１〜２）に通信可能に結合される。添字（１〜２）は、以下で、個々の基地局および／または基地局のサブセットを表すために使用される。しかし、明確を期すために、添字（１〜２）は、基地局１１０が集合的に表される場合は除去されることもある。このきまりは、以下では、単一の参照数字および１つまたは複数の添字を使用して表される他の要素にも適用される。基地局１１０は、対応する地理的エリアまたはセルへの無線接続を提供することができる。上記で論じられたように、基地局１１０は、ＵＭＴＳプロトコルに準拠した無線接続を提供することができ、ＯＦＤＭＡを実施することができるが、基地局１１０はこれらのプロトコルに限定されない。図示されている実施形態では、基地局１１０（１）は、モバイル・ユニット１２０への接続を提供し、基地局１１０（２）は、モバイル・ユニット１２５（１〜２）への無線接続を提供し、基地局１１０（３）は、モバイル・ユニット１３０（１〜２）への無線接続を提供する。しかし、基地局１１０は、セルの中のまたはセルのすぐ近くのいかなる位置にあるいかなる数のモバイル・ユニットへの無線接続をも提供することができることを本開示の利益を受ける当業者は理解されたい。
【００２２】
次に、図３を参照しながら、基地局１１０に関連して上記で説明されたタイプの個々の基地局３００およびそれに接続されたＫ個のモバイル・デバイス３１０について考察する。モバイル・デバイス３１０は、複数の近くの基地局（図２には示されていない）からマルチキャスト信号を受信するために重畳を利用していてもよいことを当業者は理解するであろう。したがって、基地局３００によってブロードキャストされたマルチキャスト信号はそれだけでは不十分である可能性があるが、他の近くの基地局（図２には示されていない）から受信された総信号は十分であり得る。したがって、いくつかの適用形態では、接続をマルチキャスト・トラフィック送信ではなくユニキャスト・トラフィック送信に基づいて定義することは有用であり得る。本発明を説明するために、全送信電力がマルチキャスト信号に配分される、すなわち、α＝１、と仮定する。基地局３００とＫ個のモバイル・デバイス３１０との間のチャネル状態が与えられ、予め決められたマルチキャスト・レートが与えられれば、
・  モバイル・デバイス３１０のうちのいくつか（通常、大多数）がマルチキャスト信号を復号することができ、
・  いくつかのユーザはマルチキャスト信号を復号することができない可能性がある。そのようなユーザは使用不能になり、システムによって支援できない。
【００２３】
ｋ０によって、信号を復号することができる全てのユーザのうちで、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、ビット誤り率（ＢＥＲ）、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）、または他の何らかの長期チャネル品質指標（ＣＱＩ）を含むがそれらに限定されない長期品質測定基準などの品質測定基準によって測定された最悪の受信信号を有するユーザを示す。γ（ｋ０）によって、受信されたＳＩＮＲによって単調に向上する、あるいはＢＥＲまたはＢＬＥＲによって単調に低下する受信信号品質の程度を示す。さらに、γｍｉｎによって、マルチキャスト信号をその符号化レートに基づいて復号するのに必要とされる長期ＣＱＩを示す。
【００２４】
送信電力のうちの一部がマルチキャストからユニキャストに再配分され、それによってαを低減した場合、全てのユーザのための受信マルチキャスト信号の平均品質は低下する。しかし、γ（ｋ０）がγｍｉｎより下に低下しない限り、マルチキャスト性能は変わらない。したがって、項Δ＝ｍａｘ（０，γ（ｋ０）−γｍｉｎ）は、マルチキャストの大した劣化なしに、ユニキャスト構成要素に少なくとも部分的に再配分できる過剰電力の程度に対応する。ユニキャスト構成要素への実際の再配分に向けられた過剰電力はｇ（Δ）として表され、それによって、関数ｇ（・）はまた、マルチキャスト構成要素からユニキャスト構成要素に再配分された電力もマルチキャスト信号に対する追加の干渉を引き起こすということを表す。この再配分された電力は、マルチキャスト・ブロードキャストの性能を犠牲にすることなく、より高いレートでのユニキャスト送信を可能にする。
【００２５】
前述の点は、提案された動的電力配分アルゴリズムのための基本を構成し、その流れ図が図４に示されている。このアルゴリズムの反復性に対応するために、αによって取られる一連の値を示すためにα（ｔ）が使用される。したがって、プロセス４００はブロック４１０から開始し、α（０）が１に設定される。ブロック４２０で、基地局３００が、マルチキャスト送信を受信しようとする各モバイル・デバイス３１０から長期ＣＱＩフィードバックを受信する。ブロック４３０で、最悪の長期ＣＱＩを有するモバイル・デバイス３１０が識別される。図４に示されている実施形態では、γｍｉｎより高い最低のＳＩＮＲを有するモバイル・デバイス３１０が識別される。次いで、ブロック４４０で、この情報が、方程式Δ＝ｍａｘ（０，γ（ｋ０）−γｍｉｎ）を使用してユニキャスト送信に少なくとも部分的に再配分できる過剰電力の程度を算出するために使用される。
【００２６】
ブロック４５０で、更新アルゴリズムを使用してユニキャスト送信とマルチキャスト送信との間の電力の新規分配量が算出される。更新アルゴリズムは、様々なやり方で実施できる。本発明の一実施形態では、全過剰マルチキャスト電力分配量が、
α（ｔ＋１）＝α（ｔ）−ｇ（Δ）
として、ユニキャスト信号に再配分できる。しかし、ユニキャスト電力とマルチキャスト電力との間の過度の電力変動を回避するために、利用可能マルチキャスト電力分配量の更新は、例えば、「忘却係数」βを有する１−ｔａｐ  ＩＩＲフィルタなどのローパスフィルタを使用して、
α（ｔ＋１）＝（１−β）α（ｔ）−βｇ（Δ）
として、フィルタリングできる。
【００２７】
βの選択は、電力再配分のアグレッシブネスを決める。高いβは、場合によってはマルチキャスト事故率の多少の上昇を代償として、ユニキャストに再配分される過剰電力の更新率を上げる。そのような上昇は、βを下げることによってより小さくできる。
【００２８】
より一般的には、他のタイプのフィルタリングが使用でき、したがって、更新方程式が、
α（ｔ＋１）＝ｆ（α（ｔ），ｇ（Δ））
として表現でき、式中、ｆ（・，・）は２つの引数の総称関数であることを当業者は理解するであろう。
【００２９】
アルゴリズムは、システム内の各基地局３００によって独立して実行される。その場合、静的状態では、各基地局３００におけるαの値が安定値に収束する可能性がある。ユーザの移動、到着、出発などとともに、アルゴリズムはこれらの安定値を追跡する。
【００３０】
アルゴリズムの実施は長期ＣＱＩだけに依存することを当業者は理解するであろう。したがって、ユニキャスト送信とマルチキャスト送信との間で電力を動的に配分するために、モバイル・デバイス３１０はそれらのそれぞれの基地局３００にそれらのそれぞれのＣＱＩに関するフィードバックをたまにしか提供することを許可できない。本発明のいくつかの実施形態では、ユニキャスト信号の時間／周波数多重化を構成し、対応するユニキャスト・レートを制御するために、追加の高速フィードバックを使用することが有用であり得る。
【００３１】
本発明は、本明細書の教示の利益を受ける当業者には明らかな、異なるが同等のやり方で、変更および実施できるので、上記で開示された特定の諸実施形態は例示だけである。さらに、本明細書に示されている構成または設計の詳細に対する制限は、添付の特許請求の範囲に記載されている以外には何も意図されていない。したがって、上記で開示された特定の諸実施形態は改変または変更されてもよく、そのような変形形態は全て本発明の範囲および趣旨の中にあるとみなされることは明らかである。したがって、本明細書で求められる保護は、添付の特許請求の範囲に記載されているとおりである。
【図１】
2010517428.tif 000003
【図２】
2010517428.tif 000004
【図４】
2010517428.tif 000005
【図３】
2010517428.tif 000006
【国際調査報告】
2010517428.tif 000007
2010517428.tif 000008
2010517428.tif 000009