(57)【要約】スループット要件と一般的なチャネル条件とに基づき、エネルギ考慮型方法でリンク資源を割り当て、リンク・パラメータを適応させることにより、データ送信中の移動端末のエネルギ消費量を低減するための方法と装置を開示する。スループット要件とデータ送信に関連する１つ以上のチャネル条件とに基づき、送信チャネル化方式を含み、データ送信中に消費する全エネルギを最小化するよう設計した、送信パラメータの組合せが選択される。チャネル化方式には、使用すべき多数のサブチャネルと、拡散符号、拡散要因およびサブチャネル電力レベルなどのサブチャネルごとのサブチャネル構成パラメータとが含まれる。また、送信パラメータの組合せには、変調フォーマットと、符号化方式および送信電力設定と、同じく多重アンテナ送信方式に関連するパラメータとが含まれてもよい。
2010539743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける移動端末とネットワーク・ノードとの間のデータ送信のための送信パラメータを決定する方法であって、
スループット要件と、前記データ送信に関連する１つ以上のチャネル条件とを決定するステップと、
前記スループット要件と前記チャネル条件とに基づき、複数のサブチャネルと、前記データ送信中の前記移動端末によって消費される総エネルギを最小化する複数のサブチャネル構成パラメータとを選択するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
選択された前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとに基づき、リンク資源の割当て要求を送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記割当て要求に応答して資源割当てメッセージを受信するステップと、
前記資源割当てメッセージから１つ以上の送信機設定を決定するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記資源割当てメッセージは、制限パラメータを備え、
前記資源割当てメッセージから１つ以上の送信機設定を決定する前記ステップは、前記制限パラメータによって制限された設定の範囲から前記送信機設定の１つを選択するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記１つ以上のチャネル条件は、パス損失を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上のチャネル条件は、分散メトリックをさらにを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する前記ステップは、
前記スループット要件に対応するスループット・パラメータと、前記チャネル条件の少なくとも１つに対応するチャネル条件パラメータとによってインデックス付けされたルックアップテーブルから、前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを検索するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する前記ステップは、
各サブチャネルにおける拡散符号と拡散要因とを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する前記ステップは、
各サブチャネルにおけるサブチャネル電力レベルを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記サブチャネル構成パラメータは、第１のサブチャネルに対応する第１の変調フォーマットと、該第１の変調フォーマットとは異なる、第２のサブチャネルに対応する第２の変調フォーマットとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記サブチャネル構成パラメータは、第１のサブチャネルに対応する第１の符号化手法と、該第１の符号化手法とは異なる、第２のサブチャネルに対応する第２の符号化手法とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
チャネル変調フォーマットと、チャネル符号化手法とを選択するステップをさらに含み、
前記チャネル変調フォーマット、前記チャネル符号化手法、前記複数のサブチャネル、及び、前記複数のサブチャネル構成パラメータは、前記データ送信中に前記移動端末によって消費される前記総エネルギを最小化するように、まとめて選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
多重アンテナ送信方式に関連する１つ以上の送信パラメータを選択するステップをさらに含み、
前記送信パラメータ、前記複数のサブチャネル、及び、前記複数のサブチャネル構成パラメータは、前記データ送信中に前記移動端末によって消費される前記総エネルギを最小化するように、まとめて選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は前記ネットワーク・ノードで実行され、
スループット要件と、前記データ送信に関連する１つ以上のチャネル条件とを決定する前記ステップは、前記移動端末から、スループット要件情報とチャネル条件情報とを含むメッセージを受信するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する前記ステップは、１つ以上の移動端末に関連する資源要件にさらに基づくことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記移動端末に対する更新されたスループット要件を決定するステップと、
前記移動端末に対する１つ以上の更新されたチャネル条件を決定するステップと、
前記更新されたスループット要件と、前記１つ以上の更新されたチャネル条件とに基づき、前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとの少なくとも一方を更新するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
無線通信システムのノードで使用するための処理回路であって、
スループット要件と、移動端末とネットワーク・ノードとの間のデータ送信に関連する１つ以上のチャネル条件とを決定し、
前記スループット要件とパス損失とに基づき、複数のサブチャネルと、前記データ送信中の前記移動端末によって消費される総エネルギを最小化する複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する
ように構成されることを特徴とする処理回路。
【請求項１８】
前記移動端末に対する更新されたスループット要件を決定し、
前記移動端末に対する１つ以上の更新されたチャネル条件を決定し、
前記更新されたスループット要件と、前記１つ以上の更新されたチャネル条件とに基づき、前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとの少なくとも一方を更新するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【請求項１９】
前記スループット要件に対応するスループット値と、前記チャネル条件の少なくとも１つに対応する値とによってインデックス付けされたルックアップテーブルを記憶するメモリを備え、
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを、前記ルックアップテーブルから前記値を用いて検索することによって、前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【請求項２０】
選択された前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとに基づき、前記無線通信システムにおけるリンク資源の割当て要求を送信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【請求項２１】
前記割当て要求に応答して、少なくとも１つの制限パラメータを含む資源割当てメッセージを受信し、
前記制限パラメータによって制限された設定の範囲から前記送信機設定を選択する
ようにさらに構成されることを特徴とする請求項２０に記載の処理回路。
【請求項２２】
選択された送信チャネル化方式に基づき、前記移動端末に資源割当てメッセージを送信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、無線通信システムにおいて、送信パラメータを無線条件に適応させる方法と装置に関し、具体的には、エネルギ消費量を低減し、移動端末の電池寿命を延ばすため、ＣＤＭＡ拡散パラメータを含む移動端末送信パラメータを適応させることに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動端末から基地局または“ノードＢ”に送信する上りリンク（または逆方向リンク）信号の設計は、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムのような高度なセルラ・システムにおいて困難な課題を突きつけている。より速いデータ速度に対する要望は、より高度な変調方式の設計を促進する。これらの高度な変調方式は、同様に、コスト効率が良く、エネルギ効率の良い携帯機器の設計のために新しい課題を生み出す。具体的には、これらの高度な上りリンク設計は、移動端末での電力消費量を増加させ、より大きな要求を携帯機器の電池に課す傾向がある。
【０００３】
移動端末の電力消費量の鍵となる成分は、端末の送信電力増幅器（ＰＡ）が消費する電力である。電力増幅器の効率を最大にするため、上りリンク信号フォーマットは低いピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）を持つべきである。電力増幅器の効率の観点から、最良のケースは、情報がキャリアの位相にのみ存在する定振幅変調である。定振幅方式は、高い効率で動作可能な非線形（クラスＣ）ＰＡの使用を可能とする。例えば、広く普及しているＧＳＭシステムは、この型式の変調方式を使用する。
【０００４】
しかしながら、データ速度を増加させ、かつ、限られたスペクトル資源をもっと効率的に活用するため、変調したキャリアの振幅にも情報が存在するような、もっと高度な変調方式を益々使用することになる。これらの変調方式により、送信信号に対してより高いＰＡＰＲが可能となり、それ故、より高い要求をＰＡに課す。具体的には、ＰＡはもっと厳しい直線性要件を満足しなければならないが、それ故、より悪い効率で動作する傾向となる。従って、所定の送信電力のために、より多くの電力を消費し、移動端末の電池からより多くのエネルギが失われる。
【０００５】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、チャネルを拡散符号で定義する拡散スペクトル技術を使用する。その技術では、第１世代Ｗ−ＣＤＭＡ端末において、単一のチャネル化符号（ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）を使用し、同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）分岐を合成して上りリンク信号を形成する。結果となるＰＡＰＲは受け入れ可能であるが、ピーク・データ速度は３８４ｋｂ／ｓに制限される。高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）といわれる第２世代では、対応する拡散符号を有する最大で４個までのサブチャネルを使用するが、まだ低次の位相変調を使用している。最高で５．７６Ｍｂ／ｓまでの最高のピーク・データ速度を達成するためには、非常に低い拡散係数を使用する。ＨＳＰＡの向上（いわゆるＨＳＰＡ＋）を図る現在の開発では、１６−ＱＡＭのようなより高次の変調フォーマットを考慮している。さらに、４個以上のサブチャネルを使用してもよい。最終的には、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）アンテナ技術も標準化している。これらの方策はピーク速度を増加するであろうが、一般的にはＰＡＰＲが増加するという犠牲を伴う。従って、将来の移動端末における電力消費量と電池寿命は引き続き課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、スループット要件と一般的なチャネル条件に基づき、電力を考慮した方法でリンク資源を割り当て、リンク・パラメータを適応させることにより、データ送信期間の移動端末のエネルギ消費量を低減する方法と装置を提供する。説明する方法は、活用されていないシステム容量を、移動端末におけるエネルギ消費量の改善、従って電池寿命の改善と交換できるような軽い負荷のネットワークで特に有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの典型的な実施形態では、データ送信に関連するスループット要件と１つ以上のチャネル条件とを決定し、そのスループット要件とチャネル条件とに基づき、データ送信中に消費する総エネルギを最小化するよう設計した送信チャネル化方式を選択することにより、移動端末は送信パラメータを選択する。選択したチャネル化方式には、使用すべき多数のサブチャネルと、各チャネルのための拡散符号と拡散パラメータとを含む、対応するサブチャネル構成パラメータとを含む。また、チャネル化方式と一緒に考慮し、選択する送信パラメータには、多重アンテナ送信方式に関するパラメータと同様、変調フォーマット、符号化方式、送信電力設定を含めてもよい。ある実施形態では、送信チャネル化方式にはまた、各サブチャネルのためのサブチャネル電力レベルを含めてもよい。
【０００８】
１つ以上の実施形態では、移動端末は、資源の割当て要求を基地局に送信する。この要求の内容は、選択した送信チャネル化方式に基づく。応答では、基地局は、移動端末へのリンク資源の割当てのスケジュールを決定し、割り当てた資源を示すメッセージを送信する。
【０００９】
もう一実施形態では、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのノードＢのような無線通信システムにおける固定ノードは、スループット要件の情報およびチャネル条件の情報を移動端末から受信する。固定ノードはその情報を使用して、移動端末のために送信チャネル化方式を選択し、移動端末送信機によるエネルギ消費量を最小化するよう、送信チャネル化方式を再度設計する。固定ノードはまた、１つ以上の他の移動端末に関連する資源要件を使用して、チャネル化方式を選択する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】無線通信システムの一実施形態のブロック図である。
【図２】送信機の一実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明による送信機の一実施形態を示すもう１つのブロック図である。
【図４】移動端末の送信パラメータを決定する一実施形態を示すフローチャートである。
【図５】固定ネットワーク・ノードに実装した典型的な方法を示すフローチャートである。
【図６】移動端末の送信パラメータを決定するための代替的方法を示すフローチャートである。
【図７】変化した条件に基づき送信パラメータの更新を示すフローチャートである。
【図８】移動端末の送信パラメータを決定する処理回路の一実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、データ送信中の移動端末のエネルギ消費量を低減するための方法と装置を提供する。説明する方法は、活用されていないシステム容量を、移動端末におけるエネルギ消費量の改善、即ち電池寿命の改善と交換できるような軽い負荷のネットワークで特に有益である。以下の説明は、ＨＳＰＡまたはＨＳＰＡ＋を使用するＷ−ＣＤＭＡに適用するように本発明を説明するが、本発明の技術はまた、その他のＣＤＡＭ型無線通信システムにも適用できる可能性があるということを、当業者は認識するであろう。更に、固定基地局と通信する移動端末という文脈で本発明の技術について下記に説明するが、また、アドホック・ネットワークまたは中継のシナリオのような移動対移動送信に、これらの技術を適用してもよいということを、当業者は理解するであろう。
【００１２】
図１はＷ−ＣＤＭＡ無線通信システムにおける移動端末１００と基地局１１０とを示す。移動端末１００は、１つ以上の上りリンク（ＵＬ）チャネルを介して音声およびその他の信号を送信する。また、移動端末１００は、１つ以上の下りリンク（図示せず）チャネルを介して音声およびその他の信号を受信する。図１に示す例示的な実施形態では、移動端末１００には、高度なマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）方式を含む送信ダイバーシティ、受信ダイバーシティ、または両方のために採用してもよい２つのアンテナ１０２、１０４を含む。
【００１３】
Ｗ−ＣＤＭＡ、特にＨＳＰＡおよびＨＳＰＡ＋で適用される高度な変調技術は、ピーク速度を増加するよう設計され、共用チャネルの全体データ・スループットを改善する。しかしながら、これらの高度な変調技術は、移動端末の電力消費量に対する要求を増大する。しばしば、移動端末を走行するアプリケーションは、許容されるまさしく最大のデータ速度を要求しないので、これらの端末は、これらの高いピーク速度に対応する非常に最高のスループット条件の下で動作しない。したがって、それが必要とする共有チャネルの資源のみを移動端末に与えるよう、上りリンク・スケジューリングおよびリンク適応制御方式を使用する。
【００１４】
今日まで、移動端末の範囲と速度要件を前提として、ネットワーク容量と全体システム・スループットを最適化するよう、これらのスケジューリングおよびリンク適応制御方式が開発されてきた。結果として、これらの現行のスケジューリングおよびリンク適応制御方法は、端末の電力とエネルギ消費量とを考慮に入れていない。多くの場合、セルラ・ネットワークの全てまたは一部は利用されていない、または“軽い負荷である”可能性がある。そのような環境では、システム・スループットを最適化することは殆んど重要性がなく、エネルギ消費量を強調することができる。
【００１５】
送信中の移動端末におけるエネルギ消費量を低減するリンク適応制御のための方法と装置について、本明細書で開示する。適応可能なパラメータには、使用する多数のＣＤＭＡサブチャネルを含む可能性はあるが、それに限定はしない送信チャネル化方式と、各サブチャネルと、拡散係数および各サブチャネルのための拡散符号とを含む。考慮し適応する可能性のある追加の送信パラメータには、送信電力レベル、１つの変調フォーマットまたは複数の変調フォーマット、誤り訂正符号化パラメータおよび各拡散符号（ベータ・ファクタ）のために使用する電力を含む。
【００１６】
逆方向チャネルのパス損失と分散が分かっている場合、上りリンク送信に受け入れ可能なパラメータの可能な全ての組合せに対して、ノードＢ受信機の性能を予測できる。以下で詳細に説明するように、所定の組合せは、移動送信機でより低いエネルギ消費量をもたらす。具合的には、チャネル化方式、符号化、変調フォーマットおよび送信電力レベルの適切な組合せを選択することにより、ピーク送信電力を低減することができるか、電力増幅器（ＰＡ）の効率を改善することができるか、または両方ともできる。
【００１７】
もちろん、送信時間も考慮しなければならない。上記のパラメータの幾つかの組合せは、低減されたピーク・データ速度をもたらし、従って、所定のデータ量を転送するのに必要な送信時間を増加させる可能性がある。幾つかの環境では、送信電力レベルを低減しても、または、ＰＡ動作の効率を改善しても、送信時間におけるこの増加は、全エネルギ消費量を増加させるだろう。その他の環境では、ＰＡ電力消費量における改善は、送信時間における増加が原因で増加したエネルギ消費量を相殺すること以上となるであろう。
【００１８】
以下でさらに詳細に説明するように、電力増幅器による電力消費量は、具体的には、移動端末がセル境界に近い位置にあり、高い送信電力レベルで送信している場合、幾つかの環境の下で移動端末の全電力消費量を支配するのみである。これらの場合では、ＰＡの電力消費量が支配的であり、ＰＡＰＲを改善するためのパラメータの選択は、ＰＡ電力消費量に、それ故、移動端末の総電力消費量に劇的な効果を持つ。したがって、時には、より低いＰＡＰＲをもたらす送信パラメータの選択を許容する必要のある増加した送信時間は、ＰＡＰＲにおける改善よりも全エネルギ消費量への効果はより少ない可能性がある。
【００１９】
一方、いわゆる低電力領域では、移動端末は基地局の近くにあり、ＰＡは全エネルギ消費量にほんの少ししか寄与しない可能性がある。これらの環境では、移動端末送信機のその他の回路が総電力消費量を支配し、最適なエネルギ消費量を達成するためには、異なる組のパラメータを選択しなければならない。例えば、低電力領域では、全送信時間を短縮するため、高いピーク速度を有する変調フォーマットは一般的に好ましい。
【００２０】
以下に示すように、移動端末において、パラメータの最良の組合せの選択が決定され、基地局に選択した組合せを通信しうる。或いは、その他の移動端末のニーズを同様に考慮に入れることが可能である基地局で、所定の移動端末に設定するパラメータが決定される。
【００２１】
移動端末１００に含まれるＷ−ＣＤＭＡ送信機２００の機能ブロックを図２に示す。送信すべき符号は信号処理部２１０で生成され、基地局１１０へ送信する前に、デジタル対アナログ変換器（ＤＡＣ）２２０、アナログ条件付け部２３０および電力増幅器２４０を通過する。支援回路２５０には、クロック、局部発信機、電力変換器等を備えてもよい。これらの機能ブロックが消費する電力は、上述した送信パラメータに依存して、データ送信中に変化するであろう。さらに、これらのブロックが消費する全エネルギはまた、送信パラメータの各々の可能な組合せで変化するであろう。最終的には、ＭＩＭＯ方式を実装するため、これらの機能ブロックの幾つかを二重化してもよい。その結果、送信パラメータの選択した組合せは、移動端末の電池寿命に最終的に影響を及ぼすであろう。
【００２２】
送信期間の移動送信機の送信部分の総電力消費量Ｐｔｏｔは、次式でモデル化可能である：
Ｐｔｏｔ＝Ｐ０＋Ｐ１（Ｒ）＋Ｐｐａ（Ｐｏｕｔ）
Ｐ０は、一般的に、変調フォーマット、符号化方式、拡散パラメータまたは送信電力レベルで直接変化しない支援回路２５０からの寄与分である。送信と送信との間、Ｐ０を消費する回路を切断してもよいが、そうでなければ、Ｐ０は送信パラメータに独立である。したがって、Ｐ０からのエネルギ消費量は、データ送信の継続期間でのみ変化する。
【００２３】
Ｐ１は、情報速度Ｒに依存する寄与分であり、Ｒは各時間区間中に処理するビット数を表わす。クロック速度の変動の結果として、または、Ｒにおける変動を支援するために異なる論理ブロックを必要とするなら、Ｒの変化による電力消費量の変動はＤＡＣ回路４２０および信号処理回路４１０に現れる可能性がある。変調フォーマット、符号化方式、および拡散要因における変化は全て、Ｒに影響を及ぼし、その結果Ｐ１にも影響を及ぼす。
【００２４】
最終的に、Ｐｐａは、ＰＡの動作の効率および送信電力レベルＰｏｕｔ（即ち、送信無線波の電力）によって決定される、ＰＡからの寄与分である。ＰＡの効率は、とりわけ、ＰＡバイアスに依存し、これは順に送信電力レベルＰｏｕｔおよび送信信号のＰＡＰＲに依存する。信号歪みとスプリアス発射を低減するため、より高いＰＡＰＲを有する送信信号は、ＰＡにおいてより大きなバックオフ（例えば、１ｄＢ圧縮ポイントからの）を必用とし；より大きなバックオフはより低い効率をもたらす。ＰＡＰＲを低減することは、ＰＡバイアスを所定の送信電力レベルに調整することを可能とし、効率を改善し、送信電力消費量を低減する。
【００２５】
要求送信電力レベルは、主として伝搬条件に依存するが、またその他の要因にも依存する。例えば、基地局受信機で要求される最小信号レベルは、選択された送信パラメータで変化するので、変調フォーマット、拡散要因および符号化方式のような送信パラメータの選択は、要求送信レベルに影響を与える可能性がある。そこで、送信電力レベルＰｏｕｔは、伝搬損失（距離とシャドーイングが原因）、基地局１１０での受信機感度（選択した送信機パラメータで変化する可能性がある）および電力減少（ｏｕｔａｇｅｓ）を回避するために追加される任意のフェージング・マージンで変化するだろう。
【００２６】
例えば基地局１１０により、無線通信システム内で前回の要因の幾つかを制御するか、又は、設計上の選択で指示し；他はそうしない。移動端末１００と基地局１１０の相対位置と同様に環境条件によって伝搬損失が決定される。当該変数は時間とともに変化し、制御することはできない。基地局受信機感度は、とりわけ、適用した変調フォーマットに依存する。例えば、１６−ＱＡＭは、同じビット誤り率に対するＱＰＳＫより高いＥｂ／Ｎｏ要件を有する。また、符号化の選択は受信機感度に影響を与える。より簡単な変調フォーマットと符号化を適用することは、より低い実効情報速度の犠牲を払って要求Ｐｏｕｔを低減し、その結果、同じ数の情報ビットを送信するのに要求される、より長い送信バーストを低減する。一般的に、チャネルの分散に対抗するよう、フェージング・マージンを追加しなければならない。ＲＦ帯域幅を増加することにより達成されるダイバーシティを含んでもよいが、ダイバーシティは、所定の電力減少確率を達成するために要求されるフェージング・マージンを低減する。順に、より低いフェージング・マージンは要求Ｐｏｕｔを低減する。
【００２７】
しばしば、電力増幅器電力消費量は非常に大きいが、電力増幅器が消費するエネルギは、全送信機エネルギ消費量を常に支配してはいない。移動端末１００が基地局１１０に近い場合、総電力消費量の他の成分に比べて、Ｐｐａは実際には比較的低い。さらに、電力増幅器の効率は送信電力レベルで変動するだろうから、Ｐｏｕｔにおける部分的な低減は、同じ部分的なＰｐａの低減を常にはもたらさないだろう。
【００２８】
前の議論の多くは、移動端末１００には１つの送信機チェーンのみを含むと、仮定している。もしＭＩＭＯを採用するなら、各送信機に、図２に示す幾つかの機能ブロックを二重化してもよい。それ故、採用する具体的なＭＩＭＯ方式は、移動端末１００の送信機部分の電力およびエネルギ消費量に劇的な効果を持つ可能性がある。前回の方式、空間多重化方式、および／またはダイバーシティ符号化方式を定めるパラメータのような、ＭＩＭＯ方式を定めるパラメータは、時間でＭＩＭＯ方式が変化してもよい範囲まで、移動端末１００の電力およびエネルギ消費量にも影響を及ぼすであろう。また、これらのパラメータは、上述したその他の要因と相互に作用するであろう。
【００２９】
上述のことから、移動端末１００において、しばしば不明確な方法で、エネルギ消費量に影響を与える幾つかのパラメータがある、ということは明らかであろう。より低いピーク・データ速度はＰ１（Ｒ）とＰｐａとの両方を低減する可能性があるが、一方で、送信バーストを伸ばす可能性もある。移動端末が基地局に近ければ、Ｐｐａは式における支配項でない可能性があり；それを低減することは大きな効果を持たない可能性があり、他方、増加したバーストの継続期間は、全エネルギ消費量を増加させる可能性がある。したがって、いずれにしてもピークデータ速度の減少は有益であるか、移動端末１００が低電力または高電力領域にいるかどうかに依存しない可能性がある。
【００３０】
重要なことであるが、Ｗ−ＣＤＭＡでは、変動の可能性のある送信機パラメータには、使用すべきサブチャネルの数と、各サブチャネルに対するサブチャネル構成パラメータとの選択が含まれる。これらのサブチャネル構成パラメータには、拡散符号、拡散要因および、各サブチャネルに適用する電力レベルを含めてもよい。これらのパラメータの選択は、変調フォーマットおよび符号化方式の選択と組み合わせて、送信信号のピーク・データ速度に影響を及ぼすであろうが、ＰＡＰＲにも影響を与えるであろう。したがって、これらのパラメータの選択はまた、移動端末１００の総エネルギ消費量に影響を及ぼすであろう。特に無線システムの容量を十分に活用していない場合、このエネルギ消費量を低減するため、これらのパラメータの選択に内在するトレード・オフを利用できる。
【００３１】
図３は、本発明による送信機の実施形態を示すブロック図である。デマルチプレクサ３１０で、送信すべきデ−タ・ビットを分割し、同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）の分岐に個別に供給する。各分岐で、デマルチプレクサ３１２、３１４を使用して、幾つかのサブチャネルにさらにビットを分離する。次に、符号器３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８を使用して、前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号化を各分岐に個別に適用する。図３の実施形態では、同じか異なる符号化方式を使用して、各ストリームに独立にサブチャネル符号化を適用してもよい。或いは、直列−並列変換器の１つまたは両方の前で、チャネル符号化方式をより早く適用することが可能であろう。ＦＥＣ符号化に続いて、各々のデータ・ストリームは変調マップ回路３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０、３４２を通して流れ、各データ・ストリームからのビット群を符号にマッピングする。一般的に、変調マップ回路３３０−３４２は、合成出力信号における所望の変調の観点から選択した、パルス振幅変調（ＰＡＭ）の一形式を適用するであろう。例えば、ＩおよびＱ分岐の各々のＢＰＳＫはＱＰＳＫ出力を生み出すであろうから、送信機出力でのＱＰＳＫ合成信号のためには２値ＰＡＭを使用する。同様に、１６ＱＡＭ出力を生成するために４値ＰＡＭを使用してもよく；６４ＱＡＭを獲得するため８次ＰＡＭを使用してもよい。
【００３２】
符号化と変調の後、拡散器３５８、３６０、３６２、３６４、３６６、３６８、３７０をそれぞれ使用し、符号ｃで各信号を拡散する。各拡散器３５８−３７０は異なる拡散符号ｃｉを使用し、ＣＤＭＡサブチャネルを生成する。さらに、各拡散器３５８−３７０の拡散要因を独立に選択してもよい。次に、ブロック３５８、３６０、３６２、３６４、３６６、３６８、３７０の、各チャネルにサブチャネル電力レベルβｉを割り当てる。拡散要因と同様に、全てが同じであってもよいが、他とは独立に各チャネルに対してサブチャネル電力レベルβｉを選択してもよい。
【００３３】
次に、ブロック３７２、３７４でサブチャネル信号を集め、加算器（ｓｕｍｍｅｒ）３８０でＩおよびＱ分岐を合成し、合成ベースバンド信号を生成する。それから、ブロック３８２で送信機固有のスクランブル符号（ｓｌｏｎｇまたはｓｓｈｏｒｔ）でこの信号をスクランブルし、送信用の無線周波数にアップ・コンバートする（図示せず）。最終的には、電力増幅器によってアップ・コンバート信号を増幅し（図示せず）、送信アンテナに送信する（図示せず）。
【００３４】
図３から明らかであるが、チャネル化方式を定めるために、即ち、送信用の合成出力信号をまとめるために、幾つかのパラメータを選択する可能性がある。これらのパラメータには、使用するサブチャネル数、各サブチャネルのために使用する前方誤り訂正、適用する変調フォーマットおよび各サブチャネルに適用する符号シーケンスと電力レベルが含まれる。これらのパラメータの選択は、送信信号の実行データ速度に影響を与え、またＰＡＰＲにも影響を与える。結果のＰＡＰＲおよびデータ速度は、所定の電力レベルでの所定のデータ・バーストのエネルギ消費量に対して、予測可能な効果を有する。
【００３５】
さらに、送信機と受信機との間のパス損失と送信機電力レベルの推定を仮定すると、これらのパラメータの各々の可能な組合せに対して、リンクの他のエンドでの受信機の性能を予測できる。したがって、当業者は、データ・リンクを保持するのに必要な最小電力レベルも予測できる、ということを容易に認識するであろう。また、送信機の総エネルギ消費量も予測できる。
【００３６】
上述した幾つかの要因とパラメータの中で、２つの要因、即ち（パス損失のような）チャネル条件と要求スループットとはシステムにより制御できない。前者は物理環境により決定され、一方後者は移動端末ユーザのアプリケーションにより決定される。各々は設計限界または容量制限によって制限を受ける可能性があるが、上述した送信パラメータはシステムが制御する。通常は、システム・スループットを最適化するよう、これらの送信パラメータを選択する。しかしながら、特に無線システム容量を十分に活用していない場合、低減した送信機エネルギ消費量の観点から、チャネル条件および要求スループットの任意の組合せのために、送信パラメータの最適な組合せを決定できる。
【００３７】
必要に応じて、条件の範囲で送信パラメータの最適な組合せを計算してもよいが、後の検索に利用するために、事前に計算し、メモリに蓄積してもよい。具体的な移動端末設計のため、または移動端末の全体のクラスのため、モデルを構築し、パス損失とスループット要件の各種組合せのために消費する電力を決定する。例えば、パス損失とスループット要件の各々の組合せのため、結果の送信電力レベル要件と、同じく送信時間への影響を決定するよう、色々なチャネル化方式の各々を分析してもよい。もし適用可能なら、その他のパラメータとともに、ＭＩＭＯ方式の様々な組合せを分析してもよい。次に、モデルとともにこれらのパラメータを使用し、送信パラメータの各々の可能な組合せに対する総エネルギ消費量を決定する。その結果、最低エネルギ消費量をもたらす組合せは容易に明らかである。これらの最適な組合せを、例えば、それらを容易に検索することができるよう、パス損失とスループット要件とが索引するルックアップテーブルに蓄積されてもよい。
【００３８】
図４は、移動端末１００がデータ送信のための送信パラメータを決定するため、移動端末１００に実装する可能性がある、典型的な方法を示す。現在のチャネル条件と、移動端末１００で実行するアプリケーションのスループット要件とに基づいて、計画した送信のため、当該方法で、移動端末送信機の総エネルギ消費量を低減する送信パラメータの組を選択してもよい。
【００３９】
ブロック４１０で、スループット要件を決定する。音声呼またはビデオ会議のような所定のアプリケーションでは、スループット要件は受け入れ可能なサービス品質を維持するために必要な最小平均データ速度に基づく。平均データ速度に加えて、待ち時間もまた、これらの実時間アプリケーションにおける要因である。しかしながら、一般に、ある時間区間で所定のビット数を送信信しなければならないというように、これらの要件にスループット要件として割り当てることができる。音声呼またはビデオ会議では、セッションの全ての継続期間は勿論、事前には未知である。したがって、実時間アプリケーションのためのスループット要件を、次のＺ時間区間で送信する必要のあるビット数Ｙと表現してもよい。
【００４０】
一般的に、カメラ・イメージまたはビデオ・クリップのアップロードのような、データのバルク転送は、ビデオ会議のような実時間アプリケーションと同じ品質サービス・レベルを要求しないだろう。理論的には、データ・ファイルの送信は、総エネルギ消費量を最小化するため、多くのサブフレームにわたって拡散することができるであろう。もちろん、ファイル転送の全体速度は、提供するサービスの質について移動端末ユーザの知覚に影響を及ぼすだろう。この知覚が、最終的には、スループット要件の下限を設定するであろう。
【００４１】
送信するファイルの大きさは、最小スループット要件に影響を及ぼす可能性がある。多くのアプリケーションに対して、数秒でファイルを転送することは、ユーザには事実上一瞬のように思えるであろう。したがって、ファイルが比較的小さければ、転送を早く思えるようにするのに必要な平均スループットは、比較的低い可能性がある。より大きなファイルに対しては、ユーザの期待を満足させるのに必要な平均スループットは、大きい可能性がある。
【００４２】
どちらにしても、バルク・データ転送のためにスループット要件を決定することは、転送すべき全ビット数を決定することから始める。全ビット数の関数として、平均速度を計算してもよいし、又は、所定のアプリケーションのため若しくは全バルク・データ転送のための最小スループットを決定してもよい。いずれにしても、実時間アプリケーションと同じくバルク・データ転送に対して、次のＺ時間区間にわたって少なくともＹビットを転送するようなスループット要件を決定してもよい。
【００４３】
ブロック４２０で、携帯電話機からのデータ送信に適用可能なパス損失を決定する。また、分散のようなその他のチャネル条件を推定してもよいが、パス損失は、要求送信電力レベルに対する最も直接的な影響を有する。当業者に既知である任意の、または幾つかの各種技術により、パス損失を推定してもよい。例えば、移動端末１００は、前方リンク参照符号に対する受信信号電力を測定することにより、パス損失を決定し、移動端末１００が基地局１１０より受信したレイア３メッセージから抽出する送信電力の値と、測定した受信電力とを比較する。適当なフェージング・マージンを提供するため、または、逆方向チャネルと前方向チャネルのパス損失との間の不整合を補償するため、ドップラ、電力−遅延形状等のようなその他の伝搬関連の情報をパス損失決定手順に組み込んでもよい。
【００４４】
ブロック４３０で、スループット要件とブロック４１０、４２０で決定したパス損失とにそれぞれ基づき、送信チャネル化方式を選択する。上述したように、パス損失とスループット要件との所定の組合せのために、送信エネルギ消費量を最小化するよう、または少なくとも低減するよう設計した送信パラメータの組合せに対応するエントリで、移動端末１００のメモリに蓄積され、スループット・パラメータおよびパス損失パラメータで索引したルックアップテーブルを構築してもよい。ルックアップテーブルのエントリには、変調フォーマットおよび符号化方式と同様に、使用するサブチャネルの最適な数および対応する拡散符号と拡散要因を示す、１つ以上のパラメータを備えてもよい。適用可能な場合には、本エントリにはまた、ＭＩＭＯ方式を定めるパラメータを備えてもよい。また、目標の送信電力レベルをルックアップテーブルから検索してもよいし、或いは、選択したパラメータを考慮して、送信電力レベルを計算してもよい。
【００４５】
ブロック４４０で、移動端末１００は、基地局１１０への資源割当てのための要求を送信する。この要求の内容は、送信チャネル化方式とブロック４３０で選択したその他の送信パラメータとに基づく。例えば、基地局１１０に送信されるメッセージには、タイム・スロットの数、同じく特定のチャネル化方式、変調フォーマットおよび符号化方式のための特定の要求を備えてもよい。或いは、本要求は資源割当ての範囲を示してもよい。どちらの場合でも、要求は、移動端末送信機が消費するエネルギを最小化するよう設計した、選択した送信パラメータに基づく。
【００４６】
資源割当てのための要求に応答して、基地局１００（またはその他の関連ネットワーク・ノード）は、移動端末１００への逆方向リンク資源の割当てのスケジュールを決定する。もし容量が制約されるなら、このスケジュールは、要求に対応できない可能性がある、即ち、資源割当ての効率を悪くするよう要求してもよい。しかしながら、多くの環境では、具体的にはネットワークが軽い負荷を受けている場合には、本スケジュールを資源要求へ整合させることは可能である。いずれにしても、次に、割り当てた資源、変調フォーマット等を示すメッセージを移動端末１００に送信してもよい。このメッセージは、後続のデータ送信で移動端末１００が使用する送信設定を決定する。
【００４７】
図５は、ノードＢまたはＷ−ＣＤＭＡシステムのＲＮＣのような無線通信システムにおける基地局１１０またはその他の固定ノードに実装してもよい、上記方法の変形例を示す。幾つかの状況において、ネットワークの固定側で本方法を実行することは、ネットワーク容量とリンク資源のエネルギ効率的な割当てとの間のトレード・オフを評価する場合、その他の移動端末の資源需要を明らかにすることは、それをより便利にする可能性がある。
【００４８】
上記の図４における最初の説明では、移動端末１００でスループット要件の決定を実行した。移動端末１００で作動するユーザ・アプリケーションが本スループット要件を後押しするので、しばしば、これは便利である。図５に示す方法のような本発明の幾つかの実施形態では、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのノードＢのような無線通信システムにおける固定ノードで、スループット要件を決定してもよい。したがって、スループット要件に関する情報を固定ノードに送信してもよい。例えば、移動端末１００は、明確な最小スループット要件を含むメッセージを基地局１１０に送信してもよい。或いは、固定ノードが実際のスループット要件を決定できるように、本メッセージはアプリケーションおよび／または所望のサービス品質を示してもよい。データのバルク転送の場合には、本メッセージは単に、転送すべきデータ量を示してもよい。
【００４９】
スループット要件の決定と同様に、一般的に、移動端末１００がパス損失の決定を実行する。しかしながら、ノードＢのような固定ノードでパス損失が再び決定される。したがって、無線通信システムの固定部分においてパス損失を実際に計算するように、明確なパス損失データ、または、受信信号強度測定データのようなパス損失に関連する情報を、移動端末１００はノードＢに送信してもよい。再び、移動端末１００がその他のチャネル条件を決定してもよいが、送信機電力消費量に関して、パス損失は一般的に最も重要である。
【００５０】
したがって、図５のブロック５１０で、基地局１１０のようなネットワーク・ノードで、スループット要件情報とパス損失情報とを受信する。当該情報は、移動端末１００から送信する１つ以上のメッセージで受信しても良く、明確なスループット要件と明確なパス損失パラメータとを含んでもよいし、或いは、そこからネットワーク・ノードがスループット要件とパス損失パラメータとを計算する可能性のある情報を含んでもよい。
【００５１】
ブロック５２０で、移動端末１００のため、ネットワーク・ノードは、送信チャネル化方式を含む送信パラメータを選択する。上述したように、スループット要件情報およびパス損失情報の観点で、これらのパラメータを選択し、移動端末１００での送信機エネルギ消費量を最小化する。上述したように、この選択には、移動端末１００のモデル、又は、おそらく移動端末のクラスに適用可能なより一般的なモデルから構築したルックアップテーブルからパラメータを検索するステップを含む。
【００５２】
次に、固定ネットワーク・ノードは、ブロック６３０で示すように、資源割当てを選択した送信パラメータに基づいて、移動端末１００に資源割当てメッセージを送信してもよい。この資源割当てメッセージには、タイム・スロットの割当てを含み、１つ以上のチャネル化方式、変調フォーマットおよび符号化方式を指定して、移動端末１００による送信スケジュールを備えてもよい。チャネル化方式の仕様には、使用すべき多数のサブチャネルと、同じく適用すべき拡散符号、拡散要因および／またはサブチャネル電力レベルのようなサブチャネル構成パラメータとを指定することを含めてもよい。上述したように、特にネットワークが大量に負荷を負っていれば、エネルギ消費量を最小化するよう選択した送信パラメータにこの資源割当てを完全に整合させることは、不可能か非現実的である可能性がある。この場合、移動端末１００でより効率の悪いエネルギ使用をもたらす可能性のある資源の割当てが必要であってもよい。しかしながら、多くの状況では、具体的にはネットワークが軽い負荷を負っている場合、スケジュールを資源要求に整合させることは可能である。
【００５３】
上記の方法の更にもう１つの変形例では、送信パラメータの選択は、スループット要件と移動端末１００に関連するパス損失とに基づくばかりでなく、その他の移動端末からの資源要求も考慮に入れる。このアプローチを使用して、送信パラメータの選択において、ネットワークの容量制限をもっと直接的に考慮する。
【００５４】
図６は、上記アプローチの実施形態を示す。上述した方法のように、移動端末１００のためにスループット要件と１つ以上のチャネル条件とを決定する。図６で、パス損失情報を示すが、その他のチャネル条件もまた使用してもよい。さらに、１つ以上のその他の追加の移動端末と関連する資源割当て要件を集める。ブロック６１０でこの情報を評価し、移動端末１００の資源制限を決定する。次に、スループット要件およびパス損失情報と一緒に資源制限をブロック６２０で使用し、移動端末１００のために送信パラメータを選択する。上述したように、移動端末１００でのエネルギ消費量を低減するよう、これらの選択した送信パラメータを設計する。
【００５５】
資源制限は各種の方法で決定できる。例えば、タイム・スロットのような資源は移動端末間で平等に分割できる可能性がある。或いは、移動端末で実行される各種のアプリケーションのスループット要件に基づいて、資源を分割してもよい。追加の“公平性”の基準が同様に資源制限の要因となってもよい。
【００５６】
いずれにしても、資源制限と、同じくスループット要件と移動端末１００のためのパス損失情報とを使用して、ブロック７２０で移動端末１００のための送信パラメータを選択する。資源制限は送信パラメータ選択に追加の制限を付加するが、現在の環境を前提として、移動端末１００でのエネルギ消費量を最小化するよう、選択したパラメータをさらに設計する。
【００５７】
移動端末１００のために最初に送信パラメータを決定するために使用する方法であるにもかかわらず、変化する条件の責任を負うため、送信パラメータを周期的に更新してもよい。これらの変化する条件には、信号伝搬条件と、同じく移動端末のスループット要件における変化とを含む。この手順は、従来のリンク適応制御手順に類似しているが、単にネットワーク・スループットを最大にするよりはむしろ、移動端末でのエネルギ消費量を低減するよう、適応する送信パラメータ（例えば、チャネル化パラメータ、変調フォーマットおよび符号化フォーマット）を選択する。
【００５８】
図７は、更新したスループット要件と更新したパス損失に基づき、移動端末の送信パラメータを変更する典型的な方法を示す。ブロック７１０で、更新したスループット要件を決定する。移動端末１００で実行するアプリケーションにおける変更のため、スループット要件が変化する可能性がある。一般に、最初のスループット要件を変更したのと同じ方法で、しかし現在の情報を使用して、更新したスループット要件を決定する。
【００５９】
ブロック７２０で、更新したパス損失を決定する。移動端末１００はあちこち移動するので、信号伝搬条件は、時には劇的に変化するであろう。結果として、パス損失とその他の適応可能なチャネル条件とを測定し、頻繁に更新しなければならない。
【００６０】
ブロック７３０で、更新したスループット要件と更新したパス損失に基づき、送信パラメータの変更した組合せを選択する。上述したように、移動端末１００によりエネルギ消費量を低減するよう、変更した送信パラメータを設計する。
【００６１】
各更新区間で全ての送信パラメータが変更されなければならないことはない。多くの環境では、信号伝搬条件を前提として、最小のパケット誤り率および／またはビット誤り率を保持するため、単に送信電力レベルのみを調整する必要があるように、送信パラメータの現在の組合せの殆んどを最適のままとしてもよい。しかしながら、その他の状況のもとでは、チャネル化方式または変調フォーマットに対する変更が、移動端末１００での総エネルギ消費量を最小化するために望ましい可能性があるように、スループット要件とパス損失とのどちらか、または両方に対する変更を行うであろう。チャネル化方式に対する変更には、サブチャネル数、サブチャネル構成パラメータまたは両方の変更を含めてもよい。
【００６２】
本発明の他の実施形態では、移動端末１００に送信した資源割当てメッセージには、固定送信パラメータよりはむしろ限界を表わすパラメータが含まれる。この資源割当てメッセージを受信すると、その限界が境界とする設定範囲から、データ送信に使用するため、移動端末１００は具体的な送信機設定を選択する。このアプローチは、システムが軽い負荷を負っている場合、特に有効である可能性がある。
【００６３】
この実施形態では、例えば、資源割当てメッセージは、最大電力レベルまたは符号化方式の範囲、または両方を特定する。この１つの限界または複数の限界を受信すると、移動端末１００は、所定の送信のために、幾つかの許容された送信機電力レベルまたは符号化方式のうちの何れを使用すべきか、厳密に決定する。このアプローチは、スループットとエネルギ節約との間で詳細なトレード・オフを行うよう、移動端末１００に自主性を与える。
【００６４】
また、このアプローチにより、移動端末１００は、移動端末１００と基地局１１０との間で交換するメッセージがわずかであり、連続する送信間の資源利用を調整することができる。１つ以上の制限パラメータを備える資源割当てメッセージを受信すると、移動端末１００は、総エネルギ消費量を最小化するよう、バーストからバーストの送信設定を調整する。条件が変化するまで、資源割当ての新しい要求は不要であってもよい。一度条件が変化すれば、例えば、伝播損失が著しく変化すれば、または、移動端末１００で実行するアプリケーションのスループット要求が変化すれば、送信パラメータの新しい組を選択してもよいし、資源割当ての新しい要求を送信してもよい。
【００６５】
当業者は認識するであろうが、移動端末１００に実際に使用する送信設定を選択する自主性が提供されれば、基地局１１０は、どの設定を実際に使用するか決定する手段を持たなければならない。幾つかの方法によってこれを行うことができる。例えば、受信信号特性から選択する送信パラメータを決定する回路が基地局１１０に設けられてもよい。採用すべき符号化方式の選択が移動端末１００に提供されれば、おそらく幾つかの復調器で受信信号を復調するステップと、どのやり方が正しく符号化したビットを生み出したかを決定するよう結果を検査するステップとを同時に行なうことにより、どの方式を使用するかを検出する回路を基地局１１０に提供すことができる。
【００６６】
或いは、移動端末１００からの各々の送信には、予測可能な符号化方式を使用して送信したヘッダ情報を含んでもよい。基地局１１０が容易に復号化できるこのヘッダ情報には、移動端末１００どの送信機設定を使用するかを厳密に示す情報を含む。ペイロード・データのために使用するより、異なる符号化方式を使用して、ヘッダ情報を送信してもよい。
【００６７】
図８に示すように、処理回路８１０に上述した方法を実装してもよい。無線通信システムにおける、移動端末１００又は固定ノードに、処理回路８１０をインストールしてもよい。当業者が容易に理解するように、デジタル・ハードウエア、ソフトウエアを実行するマイクロプロセッサ、または両方の組合せを使用して、処理回路８１０を実装してもよい。処理回路８１０には、特定用途または汎用のプロセッサ、またはデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、またはそれぞれの１つ以上を備えてもよい。
【００６８】
処理回路８１０には、スループット要件およびパス損失に対応する値によって検索されるルックアップテーブル８２０を含むメモリ回路８１５が備えられる。スループット要件とパス損失とに対応する指標値を使用して、ルックアップテーブル８２０から送信パラメータの適当な組合せを検索することにより、移動端末１００のために送信パラメータの組合せを選択するよう、処理回路８１０を構成する。
【００６９】
移動端末１００に処理回路８１０をインストールする場合、送信パラメータの組合せに基づき、リンク資源の割当てに対する要求を送信するよう、それを更に構成してもよい。無線通信システム構成に固有のメッセージ・フォーマットとプロトコルを使用して、当該メッセージが送信されるであろう。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡシステムでは、適当な３ＧＰＰ標準規格が、当該メッセージのためのフォーマットとプロトコルを定めるであろう。
【００７０】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムのノードＢのような固定ネットワーク・ノードに処理回路８１０をインストールする場合、資源割当てメッセージを移動端末１００に送信するよう、それを更に構成してもよい。上述したように、この資源割当てメッセージの内容は、移動端末１００のための処理回路９１０が選択する送信パラメータの組合せに基づく。
【００７１】
それがどこにインストールされるかに依存して、処理回路８１０にはまた、移動端末１００または固定ネットワーク・ノードのその他の機能を実行する、追加のベースバンド処理回路を含むか、それと合成されるであろう。具体的には、処理回路８１０には、パス損失情報を評価するよう、および／またはスループット要件を決定するユーザ・アプリケーションとインタフェースするよう構成した回路を含むか、それと合成してもよい。さらに処理回路８１０は、無線受信機と送信機回路と合成して、完全なトランシーバ・デバイスを提供してもよい。セルラ無線電話のような携帯可能なエンドユーザ端末として、このトランシーバ・デバイスを構成してもよい。
【００７２】
これら、およびその他の変更および拡張を考慮して、当業者には理解されるであろうが、上記の説明および添付する図面は、無線通信システムの移動端末によるデータ送信のための送信パラメータを決定するための、本明細書が教示する方法と装置の非限定的な例示を表す。そのようなものとして、前述の説明と添付の図面は本発明を限定するものではない。代わり、添付の特許請求の範囲およびそれらの法定の均等物のみが本発明を限定する。
【図１】
2010539743.tif 000003
【図２】
2010539743.tif 000004
【図３】
2010539743.tif 000005
【図４】
2010539743.tif 000006
【図５】
2010539743.tif 000007
【図６】
2010539743.tif 000008
【図７】
2010539743.tif 000009
【図８】
2010539743.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月6日(2009.7.6)
【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】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）の無線通信システムにおける移動端末とネットワーク・ノードとの間のデータ送信のための送信パラメータを決定する方法であって、
スループット要件と、前記データ送信に関連する１つ以上の伝搬条件とを決定するステップと、
前記スループット要件と前記伝搬条件とに基づき、前記データ送信中の前記移動端末によって消費される総エネルギを最小化する、複数のＣＤＭＡサブチャネルと、対応する複数のサブチャネル構成パラメータとを含む送信パラメータの組み合わせを選択するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
選択された前記複数のＣＤＭＡサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとに基づき、リンク資源の割当て要求を送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記割当て要求に応答して資源割当てメッセージを受信するステップと、
前記資源割当てメッセージから１つ以上の送信機設定を決定するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記資源割当てメッセージは、制限パラメータを備え、
前記資源割当てメッセージから１つ以上の送信機設定を決定する前記ステップは、前記制限パラメータによって制限された設定の範囲から前記送信機設定の１つを選択するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記１つ以上の伝搬条件は、パス損失を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の伝搬条件は、分散メトリックをさらにを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記送信パラメータの組み合わせを選択する前記ステップは、
前記スループット要件に対応するスループット・パラメータと、前記伝搬条件の少なくとも１つに対応するチャネル条件パラメータとによってインデックス付けされたルックアップテーブルから、前記複数のＣＤＭＡサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを検索するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記送信パラメータの組み合わせを選択する前記ステップは、
各サブチャネルにおける拡散符号と拡散要因とを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記送信パラメータの組み合わせを選択する前記ステップは、
各サブチャネルにおけるサブチャネル電力レベルを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記サブチャネル構成パラメータは、第１のサブチャネルに対応する第１の変調フォーマットと、該第１の変調フォーマットとは異なる、第２のサブチャネルに対応する第２の変調フォーマットとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記サブチャネル構成パラメータは、第１のサブチャネルに対応する第１の符号化手法と、該第１の符号化手法とは異なる、第２のサブチャネルに対応する第２の符号化手法とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
チャネル変調フォーマットと、チャネル符号化手法とを選択するステップをさらに含み、
前記チャネル変調フォーマット、前記チャネル符号化手法、前記複数のＣＤＭＡサブチャネル、及び、前記複数のサブチャネル構成パラメータは、前記データ送信中に前記移動端末によって消費される前記総エネルギを最小化するように、まとめて選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
多重アンテナ送信方式に関連する１つ以上の送信パラメータを選択するステップをさらに含み、
前記送信パラメータ、前記複数のＣＤＭＡサブチャネル、及び、前記複数のサブチャネル構成パラメータは、前記データ送信中に前記移動端末によって消費される前記総エネルギを最小化するように、まとめて選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法は前記ネットワーク・ノードで実行され、
スループット要件と、前記データ送信に関連する１つ以上の伝搬条件とを決定する前記ステップは、前記移動端末から、スループット要件情報とチャネル条件情報とを含むメッセージを受信するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記送信パラメータの組み合わせを選択する前記ステップは、１つ以上の移動端末に関連する資源要件にさらに基づくことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記移動端末に対する更新されたスループット要件を決定するステップと、
前記移動端末に対する１つ以上の更新された伝搬条件を決定するステップと、
前記更新されたスループット要件と、前記１つ以上の更新された伝搬条件とに基づき、前記複数のＣＤＭＡサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとの少なくとも一方を更新するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）の無線通信システムのノードで使用するための処理回路であって、
スループット要件と、移動端末とネットワーク・ノードとの間のデータ送信に関連する１つ以上の伝搬条件とを決定し、
前記スループット要件とパス損失とに基づき、前記データ送信中の前記移動端末によって消費される総エネルギを最小化する、複数のＣＤＭＡサブチャネルと、対応する複数のサブチャネル構成パラメータとを含む送信パラメータの組み合わせを選択する
ように構成されることを特徴とする処理回路。
【請求項１８】
前記移動端末に対する更新されたスループット要件を決定し、
前記移動端末に対する１つ以上の更新された伝搬条件を決定し、
前記更新されたスループット要件と、前記１つ以上の更新された伝搬条件とに基づき、前記複数のＣＤＭＡサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとの少なくとも一方を更新するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【請求項１９】
前記スループット要件に対応するスループット値と、前記伝搬条件の少なくとも１つに対応する値とによってインデックス付けされたルックアップテーブルを記憶するメモリを備え、
前記複数のＣＤＭＡサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを、前記ルックアップテーブルから前記値を用いて検索することによって、前記複数のＣＤＭＡサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【請求項２０】
選択された前記複数のＣＤＭＡサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとに基づき、前記無線通信システムにおけるリンク資源の割当て要求を送信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【請求項２１】
前記割当て要求に応答して、少なくとも１つの制限パラメータを含む資源割当てメッセージを受信し、
前記制限パラメータによって制限された設定の範囲から前記送信機設定を選択する
ようにさらに構成されることを特徴とする請求項２０に記載の処理回路。
【請求項２２】
選択された送信チャネル化方式に基づき、前記移動端末に資源割当てメッセージを送信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１７に記載の処理回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、チャネルを拡散符号で定義する拡散スペクトル技術を使用する。その技術では、第１世代Ｗ−ＣＤＭＡ端末では、単一のチャネル化コード（ｃｈａｎｎｅｌｉｚａｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）を使用し、同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）分岐を合成して上りリンク信号を形成する。結果となるＰＡＰＲは受け入れ可能であるが、ピーク・データ速度は３８４ｋｂ／ｓに制限される。高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）といわれる第二世代では、対応する拡散符号を有する最大で４個までのサブチャネルを使用するが、まだ低次の位相変調を使用している。最高で５．７６Ｍｂ／ｓまでの最高のピーク・データ速度を達成するためには、非常に低い拡散係数を使用する。ＨＳＰＡの向上（いわゆるＨＳＰＡ＋）を図る現在の開発では、１６−ＱＡＭのようなより高次の変調フォーマットを考慮している。さらに、４個以上のサブチャネルを使用してもよい。最終的には、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）アンテナ技術も標準化している。これらの方策はピーク速度を増加するであろうが、一般的にはＰＡＰＲが増加するという犠牲を伴う。従って、将来の移動端末における電力消費量と電池寿命は引き続き課題である。米国公開特許ＵＳ２００２／０１７７４４６号明細書Ａ１は、無線ローカル・エリア・ネットワークなどの通信チャネル及びケーブルラインなどの有線チャネルにわたって送信帯域幅を動的に調製するシステム及び方法について説明している。米国公開特許ＵＳ２００７／０１８９２３５号明細書Ａ１は、上位レイヤから受信したデータ特性と物理レイヤから受信した物理資源情報とに基づき、パラレル・データ・ストリームに上位レイヤの割当てを定義するメディア・アクセス・コントロール・レイヤのトランスポート・フォーマット選択デバイスについて説明している。最良の実施形態において、トランスポート・フォーマット選択デバイスは、変調及び符号化速度、送信間隔当たりのサブフレーム数などの物理送信属性を生成する。2003年6月、無線パーソナル通信のＭＰＲＧ／Ｖｉｒｇｉｎｉａ技術シンポジウムの議事録、Ｋａｍｏｌ  Ｋａｅｍａｒｕｎｇｓｉ及びＰｒａｓｈａｎｔ  Ｋｒｉｓｈｎａｍｕｒｔｈｙの”アドホック無線ネットワークにおいてエネルギを保存する適合ＯＦＤＭの使用”は、適合ＯＦＤＭを使用したアドホック・ネットワークにおいて移動デバイスのエネルギ性能を評価している。
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月7日(2010.5.7)
【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】
無線通信システムにおける移動端末とネットワーク・ノードとの間のデータ送信のための送信パラメータを決定する方法であって、
スループット要件と、前記データ送信に関連する１つ以上のチャネル条件とを決定するステップと、
前記スループット要件と前記チャネル条件とに基づき、複数のサブチャネルと、前記データ送信中の前記移動端末によって消費される総エネルギを最小化する複数のサブチャネル構成パラメータとを選択するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
選択された前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとに基づき、リンク資源の割当て要求を送信するステップと、
前記割当て要求に応答して資源割当てメッセージを受信するステップと、
前記資源割当てメッセージから１つ以上の送信機設定を決定するステップと
をさらに含み、
前記資源割当てメッセージは、制限パラメータを備え、
前記資源割当てメッセージから１つ以上の送信機設定を決定する前記ステップは、前記制限パラメータによって制限された設定の範囲から前記送信機設定の１つを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上のチャネル条件は、パス損失と、分散メトリックとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する前記ステップは、
前記スループット要件に対応するスループット・パラメータと、前記チャネル条件の少なくとも１つに対応するチャネル条件パラメータとによってインデックス付けされたルックアップテーブルから、前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを検索するステップ、
各サブチャネルにおける拡散符号と拡散要因とを選択するステップ、又は、
各サブチャネルにおけるサブチャネル電力レベルを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記サブチャネル構成パラメータは、
第１のサブチャネルに対応する第１の変調フォーマットと、該第１の変調フォーマットとは異なる、第２のサブチャネルに対応する第２の変調フォーマットとを含むか、又は
第１のサブチャネルに対応する第１の符号化手法と、該第１の符号化手法とは異なる、第２のサブチャネルに対応する第２の符号化手法とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
チャネル変調フォーマットと、チャネル符号化手法とを選択するステップをさらに含み、
前記チャネル変調フォーマット、前記チャネル符号化手法、前記複数のサブチャネル、及び、前記複数のサブチャネル構成パラメータは、前記データ送信中に前記移動端末によって消費される前記総エネルギを最小化するように、まとめて選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
多重アンテナ送信方式に関連する１つ以上の送信パラメータを選択するステップをさらに含み、
前記送信パラメータ、前記複数のサブチャネル、及び、前記複数のサブチャネル構成パラメータは、前記データ送信中に前記移動端末によって消費される前記総エネルギを最小化するように、まとめて選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は前記ネットワーク・ノードで実行され、
スループット要件と、前記データ送信に関連する１つ以上のチャネル条件とを決定する前記ステップは、前記移動端末から、スループット要件情報とチャネル条件情報とを含むメッセージを受信するステップを含み、
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する前記ステップは、１つ以上の移動端末に関連する資源要件にさらに基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記移動端末に対する更新されたスループット要件を決定するステップと、
前記移動端末に対する１つ以上の更新されたチャネル条件を決定するステップと、
前記更新されたスループット要件と、前記１つ以上の更新されたチャネル条件とに基づき、前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとの少なくとも一方を更新するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
無線通信システムのノードで使用するための処理回路であって、
スループット要件と、移動端末とネットワーク・ノードとの間のデータ送信に関連する１つ以上のチャネル条件とを決定し、
前記スループット要件とパス損失とに基づき、複数のサブチャネルと、前記データ送信中の前記移動端末によって消費される総エネルギを最小化する複数のサブチャネル構成パラメータとを選択する
ように構成されることを特徴とする処理回路。
【請求項１１】
前記移動端末に対する更新されたスループット要件を決定し、
前記移動端末に対する１つ以上の更新されたチャネル条件を決定し、
前記更新されたスループット要件と、前記１つ以上の更新されたチャネル条件とに基づき、前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとの少なくとも一方を更新するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１０に記載の処理回路。
【請求項１２】
前記スループット要件に対応するスループット値と、前記チャネル条件の少なくとも１つに対応する値とによってインデックス付けされたルックアップテーブルを記憶するメモリを備え、
前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを、前記ルックアップテーブルから前記値を用いて検索することによって、前記複数のサブチャネルと、前記複数のサブチャネル構成パラメータとを選択するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１０に記載の処理回路。
【請求項１３】
選択された前記複数のサブチャネルと前記複数のサブチャネル構成パラメータとに基づき、前記無線通信システムにおけるリンク資源の割当て要求を送信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１０に記載の処理回路。
【請求項１４】
前記割当て要求に応答して、少なくとも１つの制限パラメータを含む資源割当てメッセージを受信し、
前記制限パラメータによって制限された設定の範囲から前記送信機設定を選択する
ようにさらに構成されることを特徴とする請求項１３に記載の処理回路。
【請求項１５】
選択された送信チャネル化方式に基づき、前記移動端末に資源割当てメッセージを送信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１１に記載の処理回路。
【国際調査報告】
2010539743.tif 000011
2010539743.tif 000012
2010539743.tif 000013