(57)【要約】  本発明は、無線通信ネットワーク（１００）内で通信するための移動局（２００）、基地局（３００）、方法およびコンピュータプログラムを開示し、そこでは、コンテンションベースチャネルで困難に遭遇しているセルの端のユーザが、電力限界にないおよび／または衝突に遭遇しないユーザとは異なって処理される。この問題に対する提案の解決手段では、直交予約チャネルを通じて通信することによって、またはデータを首尾よく送信した移動局（２００）を特定の時間待たせることによって、または様々な移動局（２００）が遭遇する信号減衰に基づいて移動局（２００）を異なるグループに分けることによって、セルの端のユーザを基地局（３００）のより近くにいるユーザとは異なって処理してもよい。
2010510712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する移動局（２００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（２１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（２２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（２３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニット（２４０）と
を備え、
前記移動局は、
無線チャネルについての前記チャネル品質を示す前記パラメータが所定の閾値を下回ったときと、
通信の衝突についての推定された確率が所定の閾値を超えたときと
の少なくとも一方のときに、前記無線通信ネットワーク（１００）内の基地局（３００）と別の無線チャネルを介して通信することを特徴とする移動局。
【請求項２】
前記移動局（２００）は、
検出された前記衝突に基づいて、前記移動局（２００）と前記基地局（３００）との間で通信に使用される別の無線チャネルを前記基地局（３００）が確立するのを待つ
ことを特徴とする請求項１に記載の移動局。
【請求項３】
前記移動局（２００）は、
前記別の無線チャンネルの確立が失敗すると、検出された前記衝突に基づいて、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）上でリソーススケジューリング要求を前記基地局（３００）に対して送信する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動局。
【請求項４】
前記別の無線チャネルは直交スケジューリング要求チャネルである
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の移動局。
【請求項５】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する移動局（２００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（２１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）にける動作をモニタリングする第１のユニット（２２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（２３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニット（２４０）と
を備え、
前記移動局は、
送信すべきデータが存在しないときに、無線リソース要求を送信する
ことを特徴とする移動局。
【請求項６】
前記無線リソース要求には、スケジューリング要求が含まれている
ことを特徴とする請求項２に記載の移動局。
【請求項７】
前記スケジューリング要求には、推測された将来の無線リソースのニーズについての無線リソーススケジューリング要求が含まれる
ことを特徴とする請求項３に記載の移動局。
【請求項８】
前記移動局（２００）は、送信バッファ（２５０）を備え、該移動局（２００）についての該送信バッファ（２５０）が空になったときに前記リソーススケジューリング要求を送信する
ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の移動局。
【請求項９】
前記移動局（２００）は、前記基地局（３００）からリソーススケジューリング許可を受信すると、前記基地局（３００）へ送信すべきデータを保有しているか否かを判定し、
さらに、前記移動局（２００）は、前記基地局（３００）からリソーススケジューリング許可を受信した際に前記基地局（３００）へ送信すべきデータを保有していなかった場合、新しいリソーススケジューリング要求を前記基地局（３００）へ送信する
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の移動局。
【請求項１０】
前記基地局（３００）へ送信される前記無線リソース要求は、前記移動局（２００）が送信すべきデータを保有していないことを示す優先フラグを有している
ことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載の移動局。
【請求項１１】
前記新しいリソーススケジューリング要求のメッセージフォーマットは、データとともに前記基地局（３００）へ送信されるリソーススケジューリングのメッセージフォーマットとは異なっている
ことを特徴とする請求項７に記載の移動局。
【請求項１２】
前記無線チャネルは、コンテンションベースの無線チャネルである
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の移動局。
【請求項１３】
前記別の無線チャネルは、スケジューリングされたリソースリザベーションチャネルである
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の移動局。
【請求項１４】
前記移動局（２００）は、前記基地局（３００）のカバレッジエリアにおける端部に位置している
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の移動局。
【請求項１５】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する基地局（３００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（３１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（３２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（３３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニット（３４０）と
を備え、
前記基地局（３００）は、
移動局（２００）に関する無線チャネルについての前記チャネル品質を示す前記パラメータが所定の閾値を下回ったときと、
前記移動局（２００）に関する通信の衝突についての推定された確率が所定の閾値を超えたときと
の少なくとも一方のときに、前記無線通信ネットワーク（１００）内の前記移動局（２００）との別の無線チャネルを介して通信することを特徴とする基地局。
【請求項１６】
スケジューリングされた前記無線チャネルは直交した無線チャネルである
ことを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
【請求項１７】
前記基地局（３００）は、１つ以上の移動局（２００）へスケジューリングされた無線チャネルを確立する前に、該１つ以上の移動局（２００）が送信すべきデータを保有しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
【請求項１８】
前記チャネル品質は、
ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）と、
ＩＳＩ（シンボル間干渉）と、
ＲＳＳＩ（受信信号強度インジケータ）と、
経路損失と、
地理的ファクタと、
チャネル品質を表す他のパラメータと
のいずれかによって表現されることを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
【請求項１９】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する基地局（３００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（３１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（３２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（３３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する装置と
を備え、
前記基地局（３００）は、
前記無線通信ネットワーク（１００）内において１つ以上の移動局（２００）からデータを受信し、データの送信が成功した後で所定の待ち時間にわたりデータの送信を遅らせるよう前記１つ以上の移動局（２００）に指示することを特徴とする基地局。
【請求項２０】
前記基地局（３００）は、前記所定の待ち時間にわたり、前記無線通信ネットワーク（１００）内において他の移動局（２００）からのデータを受信する
ことを特徴とする請求項１５に記載の基地局。
【請求項２１】
前記基地局（３００）は、前記無線通信ネットワーク（１００）における１つ以上の移動局（２００）へ前記所定の待ち時間を示す情報を送信する
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の基地局。
【請求項２２】
前記基地局（３００）は、移動局（２００）からのデータの受信に成功すると、該データの受信に成功した移動局（２００）のぞれぞれへ直接的に前記所定の待ち時間を示す情報を送信する
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の基地局。
【請求項２３】
前記基地局（３００）は、前記無線通信ネットワーク（１００）における１つ以上の移動局（２００）へＡＣＫ／ＮＡＣＫのシグナリングとともに前記所定の待ち時間を示す情報を送信する
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の基地局。
【請求項２４】
前記基地局（３００）は、専用の制御チャネルまたはブロードキャストによる制御チャネルによって前記所定の待ち時間を示す情報を送信する
ことを特徴とする請求項１５または１９のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項２５】
前記所定の待ち時間は、決定論的パラメータである
ことを特徴とする請求項１５または２１のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項２６】
前記所定の待ち時間は、乱数値である
ことを特徴とする請求項１５または２１のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項２７】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する基地局（３００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（３１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（３２０）と、
前記無線通信ネットワークにおける１つ以上の移動局（２００）からの受信信号についてチャネル品質を示すパラメータを算出する第２のユニット（３３０）と
を備え、
前記第２のユニットは、前記１つ以上の移動局（２００）のうち信号の品質が所定値を下回っていることが測定された１つ以上の移動局を少なくとも１つの第１移動局グループに分類し、信号の品質が前記所定値を上回っていることが測定された１つ以上の移動局を少なくとも１つの第２移動局グループに分類し、
前記基地局（３００）は、少なくとも１つの第１無線チャネル上で前記第１移動局グループに属している移動局と通信し、少なくとも１つの第２無線チャネル上で前記第２移動局グループに属している移動局と通信する
ことを特徴とする基地局。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの第１無線チャネルおよび前記少なくとも１つの第２無線チャネルは、コンテンションベースのチャネルである
ことを特徴とする請求項２４に記載の基地局。
【請求項２９】
前記第１無線チャネルおよび前記第２無線チャネルは、相互に直交したチャネルである
ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の基地局。
【請求項３０】
前記基地局（３００）は、前記第１移動局グループと前記第２移動局グループとの間の信号減衰の差が一様となるように、前記第１移動局グループに属している移動局と前記第２移動局グループに属している移動局とのそれぞれの送信電力を調整させることを特徴とする請求項２４ないし２６のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項３１】
無線通信ネットワーク（１００）において無線リソースを割り当てる方法であって、
ａ）無線チャネルについてのユーザトラフィックをモニタリングするステップと、
ｂ）前記無線通信ネットワーク（１００）における１つ以上のユーザ装置について前記無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを収集するステップと、
ｃ）記無線チャネルのチャネル品質を示す前記パラメータに基づいて、前記チャネル品質が所定の閾値を下回ったユーザ装置と別の無線リソースを用いて通信を確立するステップと、
ｄ）前記別の無線リソース上でリソーススケジューリング要求を受信するステップと、
ｅ）許可された無線リソース上で送信されたデータを受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記ｃ）のステップは、
ｃ１）前記無線通信ネットワーク（１００）における前記ユーザ装置に直交した専用のリソースを付与するサブステップを含む
ことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記無線通信ネットワーク（１００）における前記ユーザ装置は、前記直交した専用のリソース上でのみリソーススケジューリング要求を送信する
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記無線通信ネットワーク（１００）における前記ユーザ装置に直交した専用のリソースを付与する前記サブステップは、永続的なスケジューリング許可または前記無線通信ネットワーク（１００）における前記ユーザ装置についての専用チャネルを付与するステップを含む
ことを特徴とする請求項２８または２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記ｃ）のステップは、
前記ユーザ装置に前記別の無線リソース上で周期的にスケジューリング要求を送信することを許可し、無線リソースリクエストをスケジューリングされた前記ユーザ装置についての永続的なスケジューリング無線チャネルをモニタリングするステップを含む
ことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３６】
コンピュータプログラムであって、
ａ）無線チャネルについてのユーザトラフィックをモニタリングするステップと、
ｂ）前記無線通信ネットワーク（１００）における１つ以上のユーザ装置について前記無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを収集するステップと、
ｃ）記無線チャネルのチャネル品質を示す前記パラメータに基づいて、前記チャネル品質が所定の閾値を下回ったユーザ装置と別の無線リソースを用いて通信を確立するステップと、
ｄ）前記別の無線リソース上でリソーススケジューリング要求を受信するステップと、
ｅ）許可された無線リソース上で送信されたデータを受信するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ネットワークにおけるリソース割当手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信ネットワークやアドホック通信ネットワークなどの無線通信ネットワークの発展を通して、無線リンクを使用するユーザへの無線リソースの効率的な配分の問題は、様々な最適化手法の主題となっている。そのような最適化手法に関係するパラメータは、ユーザスループット、遅延時間および無線リソース配分の公平性である。これらのパラメータが並立しないことから、様々な最適化手法は、たいていそれらの中の１つを最適化することを目指している。無線通信ネットワークにおいてユーザへ無線リソースを配分する際に実行されるシグナリングは、様々なユーザからの無線リンクへのアクセスの管理を担当するＭＡＣ（媒体アクセス制御、Media Access Control）レイヤでたいてい制御される。
【０００３】
広く使用されている従来のＵＬ  ＭＡＣ（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコルの２つの原理としては、無線チャネルへのスケジューリング（予約）されたアクセスと、コンテンションベースアクセスとがある。コンテンションベースのＵＬ  ＭＡＣプロトコルを使用する利点は、どのユーザ（装置）も、送信すべきデータがあると直ぐに送信を開始できることである。この特性は、コンテンションベースのＵＬ  ＭＡＣプロトコルに、負荷が小さい（それ故、２人以上のユーザからの送信が衝突するリスクが小さい）とき、遅延が少ないという利点をもたらす。コンテンションベースのＭＡＣプロトコルにおける１つの重要な欠点は衝突である。すなわち、衝突は、セルまたはカバレッジエリア内の２人以上のユーザが、同じユーザに同時にデータの送信を開始するときに発生する。コンテンションベースプロトコルの例には、ＡＬＯＨＡ、Ｓｌｏｔｔｅｄ  ＡＬＯＨＡ、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ａｃｃｅｓｓ）、ＣＳＭＡ−ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｓ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、Ｓ−ＭＡＣ（Ｓｅｎｓｏｒ  Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、Ｔ−ＭＡＣ（Ｔｉｍｅｏｕｔ  Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。
【０００４】
しかし、負荷が大きいとき、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＲＡＭＡ（Ｔｒａｆｆｉｃ−Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ）またはＦＬＭＡ（Ｆｌｏｗ−ａｗａｒｅ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）などの予約型のＭＡＣプロトコルは、遅延、システムスループットおよび衝突確率のすべてに関してコンテンションベースのプロトコルより性能が良い。ＵＬ  ＭＡＣプロトコルは、コンテンションベースのリソースと予約リソースの両方をたいてい使用する。通常、ユーザはコンテンションベースのチャネルでスケジューリング要求メッセージを送信でき、そうすることにより、データ送信のためスケジューリングされたリソースを割り当てられる。
【０００５】
そのようなＭＡＣプロトコルの１つは、非特許文献１に提案されており、それは、数人のユーザが、コンテンションベース送信でも予約送信でもよいアップリンクチャネルを共用するＷＩＮＮＥＲにより提案された無線通信ネットワーク内での、ユーザ間の無線リソース配分を目的としている。ユーザが、コンテンションベースのチャネルでリソース要求を送信してもよいのに対して、基地局は、以降のデータ送信に関して対応するユーザに予約チャネルのリソースを割り当てることによって対応してもよい。ユーザはまた、アップリンク予約チャネルで進行中のデータ送信に、スケジューリング要求をピギーバックしてもよい。
【０００６】
さらに、特許文献１は、時間領域におけるコンテンションベースの送信期間（タイムスロット）およびコンテンションフリー送信期間から成るスーパーフレーム構造を提案する無線通信システムを記載している。コンテンションフリー送信期間中、ユーザは予約チャネルで送信するのに対して、コンテンションベース期間中は競争となる。
【０００７】
もう１つのコンテンションベースおよびスケジューリングベースのＭＡＣプロトコルは、Ｗｒｉｇｈｔ氏、他による特許文献２に記載されており、それでは基地局が、無線リンク上の全携帯デバイスにブロードキャストチャネルで制御メッセージを周期的に送信する。その制御メッセージには、アップリンクチャネルの送信ウィンドウのタイプおよびサイズと、送信ウィンドウが割り当てられている携帯デバイスの識別子とを含む。しかし、特許文献２で開示されているＭＡＣプロトコルは、ほぼＣＤＭＡだけに限定されている。
【０００８】
２人のユーザがコンテンションベースのチャネルで衝突すると、基地局は、たいてい最強の信号だけを正しく復号できるであろう。そして、弱い方の信号は通常復号されず、メッセージは、いくらか（通常はランダム）の期間後にまた再送信されなければならない。衝突する信号の受信電力がほぼ等しい場合、衝突で両方の信号とも失われる確率が大きい。しかし、両方のユーザとも、いくらか（ランダム）の待ち時間の後、メッセージを再送信するので、同じユーザ同士が再び衝突する機会を小さくすることができる。これについては、例えば特許文献１および２の両方の特許文献に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００５０７４２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２４０，０８３号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｄａｈｌｍａｎ，  Ｅ．外「未来の無線アクセスのためのフレームワーク（Ａ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ  ｆｏｒ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記のＭＡＣプロトコルには、共通の１つの問題がある。ユーザが基地局から遠く離れた場所にいる場合は、信号は常に低電力で受信される。システムの負荷が大きい場合、セルの端のユーザは、より大きい電力で受信されるセルの中心にいる他のユーザの送信とほとんどの場合に衝突する。直ぐ近くのユーザからの受信電力と遠く離れたユーザからの受信電力との均衡を保つある種の（開ループまたは閉ループ）送信電力制御が行われた場合でさえ、電力の限界に到達して、それ故、それ以上に送信電力を増加することができないユーザが常にいる。そのような電力限界のシナリオでは、セルの端のユーザからのメッセージは、基地局により近い他のユーザとの競合で常に負けるので、負荷が大きいとき、基地局に届くのが困難である。このことは、システムのカバレッジに不要な制限を加える。
【００１２】
それ故、本発明の目的は、既知の技術の少なくともいくつかの問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、無線通信ネットワーク内で通信するための移動局（移動局）であって、少なくとも１つの受信部および少なくとも１つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタする第１のユニットと、通信ネットワーク内の衝突を検出する第２のユニットと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニットとを備え、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータが所定の閾値未満に低下するとき、および／または衝突の推定確率が所定の閾値を超えるとき、セパレートされた（別の）無線チャネルを通して無線通信ネットワークの基地局と通信するように構成される移動局によって達成される。
【００１４】
この移動局の利点は、基地局のカバレッジエリア内の基地局により近い他の移動局と無線リソースを競争せずに、この移動局が基地局と通信することが可能であり、それ故、送信電力による制限を受けにくいことである。本発明による移動局のもう１つの利点は、セルの端のユーザが非直交チャネルで通信できなければならない最悪のシナリオに備えてシステムを設計する必要がないことである。このことは、システムのカバレッジを向上し、システムのコストを下げることになる。
【００１５】
さらに、上記の移動局および基地局が通信を確立し得る別のチャネルは、直交スケジューリング要求チャネルでもよい。
【００１６】
移動局はまた、衝突の検出に基づき、移動局と基地局の通信のために基地局が別の無線チャネルを確立するのを待つように構成されてもよい。しかし、別の無線チャネルの確立が失敗に終わった場合、移動局は、衝突の検出に基づき、ＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）を通じて基地局にリソーススケジューリング要求を送信してもよい。これは、移動局と基地局との間の無線チャネルのトラヒックが、例えばネットワークの高負荷などによって困難な状態にある場合に役に立つことがある。代替チャネルとしてのＲＡＣＨの使用は、ＲＡＣＨがたいていは制御信号伝達に使用され、過負荷になりそうにないので、そのような場合にも移動局から基地局にやはり連絡できる利点をもたらすであろう。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内で通信するための移動局であって、少なくとも１つの受信部および少なくとも１つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタするデバイスと、通信ネットワーク内の衝突を検出するデバイスと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する装置とを備え、送信すべきデータがないときに無線リソース要求を送信するように構成される移動局によって達成される。
【００１８】
直ぐ上に述べた態様の移動局の一実施形態によれば、無線チャネルは、コンテンションベースのチャネルを備えてもよい。
【００１９】
無線リソース要求は、例えば、リソーススケジューリング要求を備えてもよい。このリソーススケジューリング要求は、以降の無線リソースニーズの推定値に対するスケジューリング要求を場合によっては含んでもよい。
【００２０】
このように既知の技術とは対照的に、衝突に遭遇しているかまたは衝突に遭遇しそうな移動局は以降のリソースニーズを予想し、それを基地局に通知する。これは、少し後の送信すべきデータがある時点における、当該移動局で利用可能な無線リソースの見込みを増やす。
【００２１】
それとは別に、移動局は、少なくとも１つの送信バッファをさらに備え、少なくとも１つの送信バッファが空のとき、スケジューリング要求を送信するように構成されてもよい。
【００２２】
上記の移動局の一実施形態によれば、移動局は、基地局からリソーススケジューリング許可を受信したときに、基地局に送信すべきデータがあるかどうかをチェックするように構成されてもよく、その場合、そのリソーススケジューリング許可を受信したときに、移動局に送信すべきデータが少しもない場合、基地局に新しいリソーススケジューリング要求を送信するようにさらに構成される。こうすることにより、利用可能な無線リソースの見込みは、衝突に遭遇しているかまたは衝突に遭遇しそうな移動局が実際に基地局に送信すべきデータを有するとき増加する。
【００２３】
この新しいリソーススケジューリング要求は、データと一緒に例えばスケジューリングされたリザーブチャネル（予約保留）チャネルで伝送された当初送信のリソーススケジューリングメッセージと、異なるフォーマットを有してもよい。
【００２４】
上記の移動局の別の実施形態によれば、基地局に送信される無線リソース要求は、移動局に送信すべきデータがもうないことを示す優先フラグを含んでもよい。優先フラグの使用は、送信すべき重要なデータを有する移動局が、送信すべき優先度の低いデータだけを有し、衝突に遭遇する移動局より高い優先度を与えられるという追加の利点も有するであろう。
【００２５】
上述の本発明による移動局は、基地局のカバレッジエリアの端に位置してもよい。通例、この位置に存在する移動局はたいがい、基地局により近い位置に存在する他の移動局と衝突するか、またはコンテンションベースのチャネルで競争に敗れるであろう。
【００２６】
本発明のまた別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内で通信するための基地局であって、少なくとも１つの受信部および少なくとも１つの送信部と、無線通信ネットワーク内の動作をモニタする第１のユニットと、通信ネットワーク内の衝突を検出する第２のユニットと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニットとを備え、チャネル品質が所定の閾値未満に低下するおよび／または衝突確率が所定の閾値を超える移動局に、スケジューリングされた（予約）無線チャネルを確立するように構成される基地局によって達成される。
【００２７】
このスケジューリングされた無線チャネルは、例えば直交無線チャネルを備えてもよい。このようにして、無線チャネルリソースの競争に勝つのが難しい移動局が基地局によって検出され、衝突に遭遇しそうになく他の移動局と競争する必要がない別の無線チャネルの無線リソースを取得できる。
【００２８】
当然のことながら、１つ以上の移動局への予約無線チャネルを確立する前に、基地局が、それらの１つ以上の移動局に送信すべきデータがあるかどうかをチェックすることは可能であろう。
【００２９】
上記のチャネル品質に関する限り、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比、Signal-to-Interference and Noise Ratio）、ＩＳＩ（符号間干渉、Inter Symbol Interference）、ＲＳＳＩ（受信信号強度、Received Signal Strength Indicator）、経路損失、ジオメトリ要因（ｇｅｏｍｅｔｒｙ  ｆａｃｔｏｒ）、またはチャネル品質を示す他のパラメータに関して表現されてもよい。
【００３０】
本発明の別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内の通信のための基地局であって、少なくとも１つの受信部および少なくとも１つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタするデバイスと、通信ネットワーク内の衝突を検出するデバイスと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する装置とを備え、無線通信ネットワーク内の１つ以上の移動局からデータを受信し、データ送信に成功後の１つ以上の移動局からのデータのさらなる送信を、所定の待ち時間遅らせるように構成される基地局によって達成される。
【００３１】
これをすることによって、基地局は、１つ以上の移動局が無線チャネルを絶えず占有するのを抑制し、そのカバレッジエリアまたはセル内の移動局の間で、利用可能な無線リソースをより平等に配分できる。
【００３２】
本発明による基地局のもう１つの実施形態によれば、基地局は、所定の時間中は無線通信ネットワーク内の他の移動局からデータを受信するように構成されてもよい。
【００３３】
本発明による基地局のまた別の実施形態によれば、基地局は、無線通信ネットワーク内の１つ以上の移動局に待ち時間を示す情報を送信するように構成されてもよい。このようにして、無線通信ネットワーク内の各移動局は、基地局にいつ次のデータを送信すべきかを知る。この情報は、基地局に首尾よくデータを送信した各移動局に直接送信されてもよいし、また無線通信ネットワーク内の１つ以上の移動局へのＡＣＫ／ＮＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ／Ｎｏｔ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ）信号と一緒に送信されてもよい。
【００３４】
無線通信ネットワーク内の各移動局に対して待ち時間についての情報を送信するもう１つの手段は、基地局が制御チャネルで情報を送信するように構成されることでもよい。この制御チャネルは、例えば専用チャネルやブロードキャストチャネルなどでもよい。
【００３５】
ここで、基地局が上述の待ち時間を決定論的パラメータとして取り扱うことも、またランダム変数として取り扱うことも可能であってもよい。
【００３６】
本発明のまた別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内の通信のための基地局であって、少なくとも１つの受信部および少なくとも１つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタする第１のユニットと、無線通信ネットワーク内の１つ以上の移動局から受信した信号の信号品質を示すパラメータを計算する第２のユニットで、かつ信号品質が所定の値未満であると測定された１つ以上の移動局を少なくとも１つの第１の移動局グループに属するようグループ化し、信号品質が前述の所定の値を超えると測定された１つ以上の移動局を少なくとも１つの第２の移動局グループに属するようグループ化するように構成される第２のユニットとを備え、少なくとも１つの第１の移動局グループと少なくとも１つの第１の無線チャネルで通信し、少なくとも１つの第２の移動局グループと少なくとも１つの第２の無線チャネルで通信するように構成される基地局によって達成される。
【００３７】
これは、信号品質の低い移動局がやはり比較的信号品質の低い移動局と競争し、信号品質の高い移動局が比較的信号品質の高い移動局と競争するという利点を有するであろう。従って、信号品質の高い移動局が信号品質の低い移動局に自動的に勝たず、信号品質の低い移動局も基地局から予約無線リソースを取得する公平な機会を有する。
【００３８】
上記の本発明の基地局の一実施形態によれば、少なくとも１つの第１および第２の無線チャネルは、相互に直交してもしなくてもよいコンテンションベースの無線チャンネルであってもよい。
【００３９】
本発明の基地局の別の実施形態によれば、第１のグループの移動局および第２のグループの移動局に、第１のグループと第２のグループ間の信号減衰の差を補償するようにそれらの送信電力を適応させるように基地局を構成することが可能であってもよい。これは、信号品質の低い移動局に基地局からスケジューリングされた無線リソースを取得するさらによい機会を与える。
【００４０】
本発明のまた別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内の無線リソースを割り当てる方法であって、
ａ）無線チャネルのユーザトラヒックをモニタする工程と、
ｂ）無線通信ネットワーク内の１人以上のユーザに対する無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを収集する工程と、
ｃ）無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータに基づき、チャネル品質が所定の閾値未満に低下する前述のユーザの１つ以上と別の無線リソースで通信を確立する工程と、
ｄ）別の無線リソースでリソーススケジューリング要求を受信する工程と、
ｅ）許可したスケジューリングされた無線リソースで送信されたデータを受信する工程と
を備える方法によって達成される。
【００４１】
本発明による方法の利点は、本発明による移動局および基地局の利点に類似している。
【００４２】
本発明の方法の一実施形態によれば、工程ｃ）は、
ｃ１）無線通信ネットワーク内の前述のユーザに対して直交した専用リソースを付与するサブ工程
をさらに備えてもよい。
【００４３】
本発明の方法のまた別の実施形態によれば、無線通信ネットワーク内のユーザは、前述の直交した専用リソースでリソーススケジューリング要求だけを送信してもよい。これは、普通リソーススケジューリング要求を送信するために使用されるコンテンションベースチャネルの負荷を減らす利点があるであろう。
【００４４】
本発明の方法のまた別の実施形態によれば、直交した専用リソースの付与は、無線通信ネットワーク内の１つ以上のユーザに対する永続的なスケジューリング許可または専用チャネルの付与を含んでもよい。
【００４５】
本発明の方法の同様に可能な一実施形態は、工程ｃ）で、ユーザに別の無線リソースでスケジューリング要求を周期的に送信することを許可し、ユーザからの予約無線リソース要求に関して永続的なスケジューリング無線チャネルをモニタする工程を含んでもよい、ことであってもよい。
【００４６】
本発明の別の態様によれば、本発明の目的は、
ａ）無線チャネルのユーザトラヒックのモニタと、
ｂ）無線通信ネットワーク内の１つ以上のユーザに対する無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータの収集と、
ｃ）無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータに基づくチャネル品質が所定の閾値未満に低下した１つ以上のユーザと別の無線リソースで通信の確立と、
ｄ）別の無線リソースでリソーススケジューリング要求の受信と、
ｅ）許可したスケジューリングされた無線リソースで送信されたデータの受信と
の命令セットを備えるコンピュータプログラムによって達成される。
【００４７】
コンピュータプログラム製品は、上述の本発明による方法の工程を実施するように特に構成される。
【００４８】
本発明のこれらの利点および他の利点は、添付の図面を参照した以下の詳細説明から、より容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】無線通信ネットワークのアップリンク衝突問題を示す図である。
【図２】本発明による移動局の一実施形態を示す図である。
【図３】本発明による基地局の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による方法のステップを描くフローチャートである。
【図５】本発明の方法の第２の実施形態による、無線通信ネットワークのコンテンションベースのリソース要求チャネルでの競争で問題を有するユーザに、永続的な直交リソース要求チャネルを割り当てるステップを描くフローチャートである。
【図６】本発明の方法の第３の実施形態による、携帯端末の送信バッファが空の場合に、携帯端末がデータ送信にリソース要求をピギーバックするステップを描くフローチャートである。
【図７】本発明の第４の実施形態による、ユーザ開始のポーリングの実行に必要なステップを描くフローチャートである。
【図８】本発明の方法の第５の実施形態による、遅延時間制御型データ送信の実行に必要なステップを描くフローチャートである。
【図９】本発明の方法の第６の実施形態による、無線通信中の１つ以上の移動局の経路損失に応じて、リソースをスケジュールするために取られるステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、無線通信ネットワーク１００の代表的なシナリオを示し、そこでは、第１と第２の移動局ＡおよびＢが基地局１１０によってカバーされるカバレッジエリアまたはセル１３０の中心近くに位置しており、第３の移動局Ｃが基地局１１０から遠く離れたセルの端に位置している。第３の移動局Ｃは、第２の基地局１２０によってカバーされる第２のカバレッジエリアまたはセル１４０の端にも位置している。このセル１４０内には、第４の移動局Ｄがセル１４０の中心近くに位置している。ここで、移動局ＡとＢの両方とも予定されたデータを同時に送信する必要があり、かつ、両方とも基地局１１０から有効なアップリンク送信許可を受け取っていない場合、その許可を受けるために、両方ともコンテンションベースのチャネルで基地局１１０にスケジューリング要求を送信しなければならない。これらのスケジューリング要求の送信が同じスケジューリング要求チャネルで同時に行われた場合、それらは衝突し、基地局は両方のスケジューリング要求の送信を検出できないことがある。さらに、第３の移動局Ｃが電力限界にある場合、第３の移動局Ｃは、必要とされるＳＩＲ（信号対干渉比）レベルで基地局１１０が受信できるようには信号を送信できないであろう。対照的に、第１と第２の移動局ＡおよびＢは基地局１１０から短い距離のところにあるので、第１と第２の移動局ＡおよびＢからの信号は、基地局１１０までにはるかに小さい経路損失を受け、それ故、移動局ＡおよびＢから送信される信号は、必要なＳＩＲレベルで受信される。この場合、移動局ＡまたはＢが競合に勝ち、基地局は、移動局ＡまたはＢから送信されるスケジューリング要求を復号できるであろうが、電力限界の移動局Ｃから送信されるスケジューリング要求は復号できないであろう。コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルの負荷が大きい場合、第３の移動局Ｃは、より小さい経路損失を有する他のユーザ（ユーザ装置）とほとんど常に衝突し、従って第３の移動局Ｃは、競合にほとんど全く勝てず、その結果、予約（直交）送信チャネルのアップリンク送信許可を少しも付与されない。全く同じシナリオは、第３の移動局Ｃおよび第４の移動局Ｄが、第２の基地局１２０にリソーススケジューリング要求を送信するために、コンテンションベースのチャネルで競争するとき、セル１４０内でも起こりそうである。第４の移動局Ｄがセル１４０の中心近くに位置しているのに対して、第３の移動局Ｃは第２のセル１４０の端近くに位置しているからである。
【００５１】
図２では、本発明による移動局２００の一実施形態の概要が示されている。この例では、移動局２００は、データおよび制御情報を送受信する送受信部２１０を装備している。当然のことながら、送受信部２１０は、２つの別々のユニットでもよい。さらに、移動局２００は、無線通信ネットワーク１００内の動作をモニタする第１のユニット２２０を備えてもよく、第１のユニット２２０は、無線通信ネットワーク１００内の他の移動局がデータを送信中か、スタンバイモードで動作中か、または例えばスリープモードにあるかどうかを検出してもよい。このユニット２２０は、移動局２００の送受信部２１０と伝達しあっている。
【００５２】
また、移動局２００は、無線通信ネットワーク１００内の衝突を検出する第２のユニット２３０を備えてもよく、第２のユニット２３０は、送受信部２１０および無線通信ネットワーク１００内の動作をモニタする第１のユニット２２０と接続している。衝突検出の一例は、リソースリザベーション（予約）要求メッセージを基地局１１０に送信したがリソース許可メッセージを受信できなかった場合、もしくは、基地局１１０からの応答が受信されなかった場合、またはＲＴＳ（送信要求、Request to Send）メッセージを送信したが基地局１１０からＣＴＳ（受信準備完了、Clear to Send）メッセージを受信できなかった場合があろう。第２のユニット２３０は、この場合、衝突情報メッセージを発行するか、または所定の時間の範囲内にそのような衝突がいくつか登録されるまで待ってから、衝突情報メッセージを発行してもよい。
【００５３】
移動局２００は、基地局１１０と通信するときに、無線チャネルのＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）を測定する第３のユニット２４０をさらに備えてもよい。このユニットは、基地局１１０から受信した信号から、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）、ＲＳＳＩ（受信信号強度）、ＩＳＩ（符号間干渉）などのチャネル品質の特性を示す任意のパラメータを測定してもよいし、またこれらのパラメータの中の複数のパラメータからＣＱＩを計算してもよい。この場合、この第３のユニット２４０は、送受信部２１０を通してＣＱＩを基地局に返信するように構成される。動作モニタリングユニット２２０は、ＣＱＩユニット２４０にも接続していてもよい。ＣＱＩ測定をどのように実行するかしだいで、ＣＱＩユニット２４０は、動作についての情報も提供してもよい。
【００５４】
最後に、移動局２００は、直ぐに送信しようとしているデータを格納する送信バッファ２５０も備えてもよい。
【００５５】
ここで図３を参照すると、本発明による基地局３００の一実施形態が提示されている。図２の移動局２００と同様に、基地局３００は、移動局および他の基地局とデータおよび制御情報を送受信する送受信部３１０を備える。この例では、基地局３００は、送受信部３１０を１つだけ備えるが、送信ダイバーシティおよび受信ダイバーシティのために１つを超える送信部および受信部を備えても同様によい。
【００５６】
また、基地局３００は、無線通信ネットワーク１００内の動作をモニタする第１のユニット３２０を備えてもよく、第１のユニット３２０は、例えば、送受信部３１０を通して無線通信ネットワーク１００内の１つ以上の移動局の状態を検出してもよい。この状態は、移動局が取ることができる送信中、アイドルもしくはスリープ、または他の状態でもよい。
【００５７】
また、基地局は、通信ネットワーク内の衝突を検出する第２のユニット３３０を備えてもよい。このユニットは、送受信部３１０と接続していて、無線通信ネットワーク１００内の動作をモニタする第１のユニット３２０とも場合によっては接続しており、無線通信ネットワーク１００内の１つ以上の移動局の衝突を検出する役割と、場合によっては、これらの移動局がそれを通して無線リソースリザベーション要求を送信できる、これらの移動局へ相互に直交したチャネルを確立する役割とを有する。これについては、本明細書の後段でより詳細に説明する。
【００５８】
第１のユニット３２０および第２のユニット３３０とは別に、移動局３００は、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニット３４０も備えてもよい。図２の移動局２００の第３のユニット２４０と同様に、このユニットは、ＳＩＮＲ、ＩＳＩ、無線チャネル減衰またはチャネル品質を示す他のパラメータなどのパラメータを測定することによって、または１つ以上の移動局にテスト信号を送信し、１つ以上の移動局の応答からこれらのパラメータを決定することによって、チャネル品質を計算してもよい。別の実行可能手段は、１つ以上の移動局から受信したデータ信号に直接測定を実行することであろう。無線通信ネットワーク内の１つ以上の移動局に関して測定したパラメータを使用して、第２のユニット３３０は、無線通信ネットワーク１００内の１つ以上の移動局に対する衝突または衝突の可能性を判定してもよい。
【００５９】
さらに、無線通信システム内の動作をモニタする第２のユニット３２０は、無線通信ネットワーク内の衝突を検出する第３のユニット３３０と、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第４のユニット３４０とに接続している。
【００６０】
第１、第２、第３のユニット３２０、３３０、３４０は、１つのユニットとして一体化されてもよい。一体化の利点は、上記のユニットをＩＣ上に組み立てる場合、チップのスペースを節減することであろう。同様に、移動局２００内の第１、第２、第３のユニット２２０、２３０、２４０も、上記と同じように１つのユニットとして一体化されてもよい。
【００６１】
ここで図４を参照すると、フローチャートが本発明による方法の第１の実施形態の方法ステップを示し、そこでは、図１の基地局１１０がコンテンションベースのスケジューリングチャネルの問題を解決する積極的な役割を担う。
【００６２】
ステップ４００で、例えば図１の基地局１１０などの基地局が、コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルのトラヒックをモニタする。このチャネルでは、どの移動局も、データを送信するために必要な無線リソースのスケジューリング要求をいつでも送信することを許可されている。コンテンションベースのチャネルのモニタリングは、基地局１１０のカバレッジエリア１３０内の各移動局からのＣＱＩの検出を含んでもよい。
【００６３】
また、基地局１１０は、各移動局から受信したデータ信号の電力を検出し、無線チャネルの減衰を測定してもよい。移動局から受信した電力および減衰測定値を使用して、移動局の電力限界が判定されてもよい。電力限界の意味は、減衰が甚大であるなど、無線リンクの減衰のせいで、移動局がある最大送信電力限界までしか送信電力を増加させることができないため、ターゲットＳＩＲでもって信号を基地局１１０が検出できるようには、この最大送信電力では十分に当該信号を送信することができないような状況につながることである。
【００６４】
基地局がモニタしてもよい他のパラメータは、無線リンクの負荷、すなわち、利用可能な帯域幅のどのくらいの割合が、基地局１１０のカバレッジエリア内の移動局によってデータ送信に使用されているかに基づいてもよいし、また移動局もしくは基地局１１０の動作、すなわち移動局または基地局が送信中か、アイドルモードか、スタンバイモードか、他の動作モードかに基づいてもよい。
【００６５】
ステップ４１０で、上記で集めたチャネル品質を示すパラメータがある所定の閾値未満に低下する場合、またはこれらから計算されたデータが、１つ以上の移動局が第１の基地局１１０のセル１３０内の他の移動局との競争で問題を有することを示す場合、基地局１１０は、４２０で、対応する電力限界移動局のポーリングを決定する。このようにして、これらの移動局に基地局と通信できる直交リソースが割り当てられる。
【００６６】
それからステップ４３０で、ポーリングされた移動局の１つ以上が基地局１１０に送信すべきデータを有する場合、基地局１１０は、ステップ４４０でポーリングされた移動局の１つ以上から直交アップリンクリソースで無線リソーススケジューリング要求を受信する。
【００６７】
あるいは、ポーリングされた移動局のどれも送信すべきデータを持たない場合、基地局は、ステップ４３２で所定の時間待ってから、再びステップ４２０で１つ以上の移動局をポーリングする。
【００６８】
ステップ４４０で、基地局１１０は、コンテンションベースチャネルでの競争に問題を有すると検出された１つ以上の移動局から、新しく割り当てた直交リソースでリソーススケジューリング要求を受信する。
【００６９】
次にステップ４５０で、１つ以上の移動局からのリソーススケジューリング要求に対して、それらの移動局のデータ送信のためにリソースの予約が認められる。
【００７０】
最後にステップ４６０で、基地局１１０は、予約無線リソースで移動局から送信されたデータを受信し、その後、ステップ４００のコンテンションベースチャネルのモニタリングに戻る。
【００７１】
図４のフローチャートは、本発明による方法の第１の実施形態の１サイクルを示しうるものである。また、フローチャートは、本発明による方法の第１の実施形態に関係した、基地局１１０と１つ以上の移動局の通信の一部だけを描いている。ステップ４００におけるコンテンションベースチャネルのトラヒックのモニタリングのほかに、基地局は、コンテンションベースチャネルでも衝突の問題のない他の移動局とデータの送受信をする。
【００７２】
図５は、本発明による方法の第２の実施形態のステップを示し、図４の方法が幾分変更されている。
【００７３】
ステップ５００で、図４の第１の実施形態と同じように基地局１１０は、コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルで品質を示すパラメータをモニタする。
【００７４】
ステップ５１０でコンテンションベースのチャネルでの競争に問題を有する移動局が検出された場合、ステップ５２０で、基地局１１０からこれらの移動局に非コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルでの永続的なスケジューリング許可が与えられる。このようにして、コンテンションベースチャネルで問題を有する移動局と基地局との間でダイレクトでの通信チャネルが確立される。これらの移動局は、スケジューリング要求をより良好な送信状態にある他の移動局と最早競争する必要がない。
【００７５】
他方、ステップ５１０で基地局１１０が衝突する移動局を検出しなかった場合、基地局１１０は、ステップ５１２で移動局にリソーススケジューリング要求を許可しステップ５１４で移動局から送信されたデータを受信するという通常の手順をたどる。その後、基地局１１０は、ステップ５００に戻り、そこでチャネル品質パラメータのモニタリングをする。
【００７６】
ステップ５３０で、基地局１１０は、永続的なスケジューリング許可を付与された移動局からの周期的なスケジューリング要求を許可したスケジューリングチャネルでモニタする。
【００７７】
ステップ５４０で、基地局１１０が永続的なスケジューリングチャネルでスケジューリング要求を受信した場合、ステップ５５０で１つ以上の移動局が無線リソースを割り当てられる。
【００７８】
最後にステップ５６０で、移動局１１０は、１つ以上の移動局からのデータ送信を受信してから、５００のチャネルモニタリングステップに戻る。もちろん、基地局は、コンテンションベースチャネルをただ受動的にモニタしているだけでなく、無線通信ネットワーク１００内の衝突に遭遇しない移動局とデータの送受信もしている。
【００７９】
図６は、本発明による方法の第３の実施形態の方法ステップを示す。ここでは、方法の実施形態を、コンテンションベースのリソーススケジューリング要求チャネルで競争している移動局の視点から見ている。
【００８０】
ステップ６００で、１つ以上の移動局（Ｂ）が、基地局１１０にリソーススケジューリング要求を送信する。
【００８１】
次のステップ６１０では、１つ以上の移動局が、応答として基地局１１０からリソース許可を受信する。
【００８２】
同時に、１つ以上の移動局は、ステップ６２０でアップリンクチャネルの状態をモニタする。
【００８３】
ステップ６３０で、１つ以上の無線機が、無線リンクでの送信が難しい状態になっていることを検知した場合、すなわちコンテンションベースチャネルで頻繁に衝突に遭遇する場合、ステップ６４０で、１つ以上の無線機は、アップリンクで送信するつもりのデータにスケジューリング要求を「ピギーバック」することを選択する。このピギーバックされたスケジューリング要求は、この先無線リソースが必要である場合に備えて、この先必要になると推定される無線リソースに関するリソース要求を備える。
【００８４】
ピギーバックされたスケジューリング要求は、当該移動局の送信バッファが空のときに出されることを、ここで述べておく価値がある。要求されたリソースは、とてもサイズが小さいだろうから、この先のスケジューリング要求の送信だけを可能にする。基地局は、データ送信のための通常のスケジューリング要求と異なるやり方で、すなわち、移動局が空の送信バッファを有しているので、ユーザ報告のための要求を許可するまでにより大きな遅延を許容することによって、これから先の直交スケジューリング要求リソースに対するこれらの要求を処理してもよい。対照的に、先行技術のシステムのピギーバックされたスケジューリング要求は、移動局の送信バッファが送信すべきデータを格納しているときだけ送信される。
【００８５】
あるいは、１つ以上の移動局が、コンテンションベースのアップリンクスケジューリング要求チャネルで衝突に少しも遭遇しない場合、基地局１１０にデータを送信するステップ６８０に進む。
【００８６】
次いでステップ６５０で、移動局Ｂは、基地局１１０からリソース許可を受信する。
【００８７】
次のステップ６６０で、基地局１１０にデータを送信する前に、１つ以上の移動局は、送信すべきデータがあるかどうかをチェックする。
【００８８】
送信すべきデータがない場合、移動局は、ステップ６７０で、この先必要とするかもしれないリソースのために、再びリソーススケジューリング要求を送信する。１つ以上の移動局は、今回送信すべきデータを持っていないので、リソーススケジューリング要求メッセージを異なるメッセージフォーマットで送信することを選択してもよい。リソース要求メッセージに含めるべき必要のある情報量が、送信すべきデータがある通常の場合よりも少ないからである。バッファ状態についての情報およびデータの優先度は、送信バッファ内にデータがない場合は必要ない。
【００８９】
しかし、送信すべきデータがある場合、基地局１１０にデータを送信するステップ６８０に進む。
【００９０】
その後、全部の手順が最初のステップ６００に戻る。
【００９１】
しかし、アップリンクチャネルに衝突の問題があるか否かにかかわらず、移動局が現在許可されているリソースを使用しても送信バッファを空にできないとき、リソース要求をピギーバックすることも可能であり、これは先行技術で既知である。１つ以上の移動局は、送信すべきデータをより多く有する場合、現在の送信にスケジューリング要求を付加することを常に選択できる。これは、より速く、よりロバストであることから行われる。しかし、既知の技術とは対照的に、ステップ６７０のスケジューリング要求は、送信バッファが空のときに送信され、このステップは、コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルで衝突問題に遭遇する移動局によってだけ実行される。
【００９２】
しかし、ここで留意すべきは、本発明による方法のこの実施形態では１つ以上の移動局は、基地局１１０に送信すべきデータがあるとき、ステップ６００でリソース要求を送信するだけなので、たいてい、１つ以上の移動局がステップ６００に戻るまでにタイムギャップがある。
【００９３】
また、１つ以上の移動局は、リソーススケジューリング要求に優先フラグを付加してもよく（図示せず）、優先フラグは、基地局１１０からスケジューリングされたリソースを割り当てられるとき１つ以上の移動局が実際に送信すべきデータを有している確率を示してもよい。
【００９４】
一部の移動局はリソーススケジューリング要求と一緒に優先フラグを送信し、一部の移動局はそうしないことも同じく実行可能であろう。こうすることにより、基地局は、優先フラグを含まないリソーススケジューリング要求を送信する１つ以上の移動局に対して、リソース許可を遅らせることができる。すなわち、低い優先度を与え、優先フラグ付きのリソーススケジューリング要求を優先的に処理する。基地局は、まず優先フラグ付きのリソーススケジューリング要求のすべてを処理してから、１つ以上の移動局から優先フラグなしで送信されたリソーススケジューリング要求を許可し始める。しかし、アップリンク無線チャネルの負荷が大きいときは、それらの移動局が基地局１１０からリソース許可を受信するまでにより長くかかるであろう。
【００９５】
図７は、無線通信ネットワーク１００内における１つ以上の移動局の視点から本発明の第４の実施形態による方法の各ステップを示す。
【００９６】
前の実施形態と同じように、１つ以上の移動局が、ステップ７００でアップリンクコンテンションベースチャネルのトラヒック状態をモニタする。
【００９７】
ステップ７１０で、１つ以上の移動局が基地局１１０と通信するのが困難であり、かつコンテンションベースチャネルで頻繁に衝突することを検出した場合、１つ以上の移動局は、基地局１１０からのコンタクトを受信して直交アップリンクチャネルを割り当てられるまで、ステップ７２０で所定の時間待つ。
【００９８】
あるいは、基地局１１０との通信が衝突なしに進行する場合、１つ以上の移動局は、ステップ７１４で基地局１１０にリソーススケジューリング要求を送信する。１つ以上の移動局は、ステップ７１６でスケジューリング許可を受信し、ステップ７６０で基地局１１０にデータを送信する。
【００９９】
さて、ステップ７３０で、基地局１１０からのポーリングなしに所定の時間が過ぎた場合、こういうことは種々の理由で起こることがあり、１つ以上の移動局は、ステップ７３２でＲＡＣＨ（ランダムアクセスチャネル）でリソーススケジューリング要求を送信する。次いでステップ７３４で、基地局７３４からリソーススケジューリング許可を受信し、ステップ５６０の基地局１１０へのデータ送信に進む。
【０１００】
基地局は、例えばアップリンクスケジューリングチャネルの高負荷のため、または優先度の高い送信すべきトラヒックを有する他の移動局からのスケジューリング要求のために、コンテンションベースチャネルで衝突するユーザをポーリングしないことがある。
【０１０１】
また、ＲＡＣＨは、すべてのユーザにスケジューリング要求の送信を許可するように設計されるべきである。通常、ＲＡＣＨでの衝突確率は、リソーススケジューリング要求またはデータを送信するように設計された他のコンテンションベースチャネルよりはるかに小さい。また、ＲＡＣＨに対する無線リソースの量は少なく、ランダムアクセスメッセージ数は、他のコンテンションベースチャネルのスケジューリング要求メッセージ数より通常はるかに小さい。
【０１０２】
他方、１つ以上の移動局が所定の待ち時間中に基地局からメッセージを受信する場合、１つ以上の移動局は、ステップ７４０で基地局がリザーブ（保留）した直交スケジューリングチャネルで基地局１１０にリソース要求を送信する。
【０１０３】
ステップ７５０で、１つ以上の移動局は、前述の直交スケジューリングチャネルで基地局１１０からリソーススケジューリング許可を受信する。
【０１０４】
最後にステップ７６０で、１つ以上の移動局は、基地局１１０にデータを送信し、その後、モニタリングステップ７００に戻る。
【０１０５】
ここで図８を参照すると、本発明の第５の実施形態による方法の各ステップが示されている。
【０１０６】
ここで、本発明による方法のこれまでの実施形態のいくつかと同じように、基地局は、ステップ８００でアップリンクスケジューリング要求チャネルをモニタする。
【０１０７】
ステップ８１０で、基地局１１０は、１つ以上の移動局からデータを受信する。ステップ８２０でデータ送信が全部正しく受信されていた場合、ステップ８４０で基地局１１０は、首尾よくデータを送信し終えた１つ以上の移動局に、以降のデータ送信およびリソース要求の送信を所定の時間遅らせるようにさせる。
【０１０８】
この所定の時間すなわち待ち時間は、システム負荷またはランダム変数に応じた決定論的パラメータでもよく、例えばその場合、システム負荷に依存するガウス分布、平均値および分散によって表されてもよい。待ち時間は、基地局１１０からダウンリンクでブロードキャストされてもよく、当該の各移動局に直接通知されてもよい。
【０１０９】
代替形態として、基地局１１０は、基地局１１０に首尾よくデータを送信した１つ以上の移動局のそれぞれに対して待ち時間を計算して、制御チャネルを通して当該移動局にそれを送信してもよい（図示せず）。
【０１１０】
さらなる代替形態として、基地局１１０は、待ち時間パラメータをアップリンクＨＡＲＱ（ハイブリッドＡＲＱ）を制御するためにダウンリンクチャネルで送信するＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリングと一緒に通知してもよい。こうすることにより、スケジューリング要求を送信するために利用可能なリソースを、システムがコンテンションベースの非直交リソースで常に有することを保証するであろう。
【０１１１】
基地局１１０のカバレッジエリア内における１つ以上の移動局からのデータ送信が失敗した場合、基地局１１０は、ステップ８３０で当該の１つ以上の移動局にＡＲＱ（自動再送要求）コマンドを出す。次いで、１つ以上の移動局は、ステップ８１０で再びデータを送信する。
【０１１２】
最後に、ステップ８５０で１つ以上の移動局の待ち時間が終わった後、基地局１１０は、これらの移動局から送信されたデータを受信してから、モニタリングステップ８００に戻り、コンテンションベースチャネルのトラヒック状態を再びモニタする。
【０１１３】
当然ながら、図８に記載のステップは、基地局１１０の動作の一部だけを記述し、基地局１１０は、ステップ８００でコンテンションベースチャネルをモニタするほかに、無線通信ネットワーク１００内における１つ以上の移動局とのデータの送受信も含む。
【０１１４】
図９は、本発明の方法の第６の実施形態による、無線通信中の１つ以上の移動局の経路損失に応じて、リソースをスケジュールするために取られるステップを示すフローチャートである。
【０１１５】
ステップ９００で、基地局は、コンテンションベースのアップリンクチャネルをモニタする。次いでステップ９１０で、基地局１１０は、受信したデータを送信した各移動局の経路損失を計算する。移動局の経路損失は、例えば、対応する移動局からの信号が移動局から基地局１１０までの途中で遭遇するｄＢ単位の減衰と定義してもよい。基地局は、経路損失を推定するために、移動局の送信電力を知る必要がある。この情報は、リソーススケジューリング要求と一緒に送信されてもよい。
【０１１６】
ステップ９２０で１つ以上の移動局の経路損失がある所定の値を超える場合、これらの基地局は、いわゆるコンテンショングループへグループ化される。この例では、一定の閾値を超える経路損失を有する移動局は、ステップ９３０で「高経路損失グループ」に配置され、残りの移動局は、９２５で「低経路損失グループ」に配置される。移動局は２つのコンテンショングループを超えるグループに分類されてもよく、移動局の経路損失を比較する１つを超える閾値があってもよいことを、ここで述べておくべきである。
【０１１７】
ステップ９４０で、基地局１１０は、コンテンショングループのそれぞれに対して非直交スケジューリング要求チャネルを割り当てるが、この場合、「高経路損失グループ」用のスケジューリング要求チャネル１つと、「低経路損失グループ」用のスケジューリング要求チャネル１つであろう、次にその情報を関与している各移動局に送信する。このようにして、基地局１１０のカバレッジエリア１２０内の各移動局は、どのコンテンショングループに属するか、リソーススケジューリング要求を送信するとき、どのリソーススケジューリングチャネルを使用すべきかを知る。
【０１１８】
次のステップ９５０で、基地局１１０は、第１または第２のコンテンションベースのグループに配置された移動局の１つからスケジューリング要求を受信する。
【０１１９】
その後ステップ９６０で、基地局１１０は、スケジューリング要求を送信している１つ以上の移動局の経路損失がステップ９２０で取得した測定値から変わっているかどうかをチェックする。
【０１２０】
経路損失が変化した場合、基地局は、ステップ９６５でそれら１つ以上の移動局に他のコンテンショングループを割り当て、ステップ９６７でそれら１つ以上の移動局にスケジューリング許可を送信する。
【０１２１】
その後ステップ９８０で、基地局１１０は、１つ以上の移動局から送信されたデータを受信する。
【０１２２】
しかし、ステップ９６０で基地局１１０が、スケジューリング要求を送信している１つ以上の移動局の経路損失が、ステップ９２０での最後の測定以降変わっていないと判定した場合、ステップ９７０で基地局１１０は、許可を要求している１つ以上の移動局にスケジューリング許可を発行する。
【０１２３】
最後にステップ９８０で、基地局１１０は、１つ以上の移動局から送信されたデータを受信してから、モニタリングステップ９００に戻る。このようにして、セルの端にいる電力限界のユーザは、たいがい同様に電力限界でセルの端またはセルの端近くに位置しているユーザとだけ衝突しそうである。
【０１２４】
ステップ９００でコンテンションベースチャネルをモニタするほかに、基地局１１０は、コンテンションベースチャネルで衝突しない１つ以上の移動局からもデータを受信する（図示せず）ことを、付け加えておくべきである。
【０１２５】
上記の方法の実施形態は、コンピュータメモリ、すなわち、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはコンピュータプログラム製品を格納するのに適した他のメモリに格納された、コンピュータプログラムによって実施されるのに特に適していることも付け加えてもよい。上記の方法の実施形態の方法ステップを実施するコンピュータプログラム製品は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスクまたはデータ格納に適した他の媒体などの記憶媒体に同様に格納されてもよい。
【０１２６】
最後に、上記の本発明の実施形態は例証目的のためだけであり、本発明は、添付の特許請求の範囲によってだけ限定されることを述べておくべきである。
【図１】
2010510712.tif 000003
【図２】
2010510712.tif 000004
【図３】
2010510712.tif 000005
【図４】
2010510712.tif 000006
【図５】
2010510712.tif 000007
【図６】
2010510712.tif 000008
【図７】
2010510712.tif 000009
【図８】
2010510712.tif 000010
【図９】
2010510712.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月16日(2009.10.16)
【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】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する移動局（２００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（２１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（２２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（２３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニット（２４０）と
を備え、
前記移動局は、
無線チャネルについての前記チャネル品質を示す前記パラメータが所定の閾値を下回ったときと、
通信の衝突についての推定された確率が所定の閾値を超えたときと
の少なくとも一方のときに、前記無線通信ネットワーク（１００）内の基地局（３００）と別の無線チャネルを介して通信することを特徴とする移動局。
【請求項２】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する移動局（２００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（２１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）にける動作をモニタリングする第１のユニット（２２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（２３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニット（２４０）と
を備え、
前記移動局は、
送信すべきデータが存在しないときに、無線リソース要求を送信する
ことを特徴とする移動局。
【請求項３】
前記移動局（２００）は、前記基地局（３００）のカバレッジエリアにおける端部に位置している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動局。
【請求項４】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する基地局（３００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（３１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（３２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（３３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第３のユニット（３４０）と
を備え、
前記基地局（３００）は、
移動局（２００）に関する無線チャネルについての前記チャネル品質を示す前記パラメータが所定の閾値を下回ったときと、
前記移動局（２００）に関する通信の衝突についての推定された確率が所定の閾値を超えたときと
の少なくとも一方のときに、前記無線通信ネットワーク（１００）内の前記移動局（２００）との別の無線チャネルを介して通信することを特徴とする基地局。
【請求項５】
スケジューリングされた前記無線チャネルは直交した無線チャネルである
ことを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
前記基地局（３００）は、１つ以上の移動局（２００）へスケジューリングされた無線チャネルを確立する前に、該１つ以上の移動局（２００）が送信すべきデータを保有しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項７】
前記チャネル品質は、
ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）と、
ＩＳＩ（シンボル間干渉）と、
ＲＳＳＩ（受信信号強度インジケータ）と、
経路損失と、
地理的ファクタと、
チャネル品質を表す他のパラメータと
のいずれかによって表現されることを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項８】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する基地局（３００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（３１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（３２０）と、
前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第２のユニット（３３０）と、
無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する装置と
を備え、
前記基地局（３００）は、
前記無線通信ネットワーク（１００）内において１つ以上の移動局（２００）からデータを受信し、データの送信が成功した後で所定の待ち時間にわたりデータの送信を遅らせるよう前記１つ以上の移動局（２００）に指示することを特徴とする基地局。
【請求項９】
前記基地局（３００）は、前記所定の待ち時間にわたり、前記無線通信ネットワーク（１００）内において他の移動局（２００）からのデータを受信する
ことを特徴とする請求項８に記載の基地局。
【請求項１０】
前記基地局（３００）は、前記無線通信ネットワーク（１００）における１つ以上の移動局（２００）へ前記所定の待ち時間を示す情報を送信する
ことを特徴とする請求項８または９に記載の基地局。
【請求項１１】
前記基地局（３００）は、移動局（２００）からのデータの受信に成功すると、該データの受信に成功した移動局（２００）のそれぞれへ直接的に前記所定の待ち時間を示す情報を送信する
ことを特徴とする請求項８または９に記載の基地局。
【請求項１２】
前記基地局（３００）は、前記無線通信ネットワーク（１００）における１つ以上の移動局（２００）へＡＣＫ／ＮＡＣＫのシグナリングとともに前記所定の待ち時間を示す情報を送信する
ことを特徴とする請求項８または９に記載の基地局。
【請求項１３】
無線通信ネットワーク（１００）において通信する基地局（３００）であって、
少なくとも１つの受信機と、
少なくとも１つの送信機（３１０）と、
前記無線通信ネットワーク（１００）におけるアクティビティをモニタリングする第１のユニット（３２０）と、
前記無線通信ネットワークにおける１つ以上の移動局（２００）からの受信信号についてチャネル品質を示すパラメータを算出する第２のユニット（３３０）と
を備え、
前記第２のユニットは、前記１つ以上の移動局（２００）のうち信号の品質が所定値を下回っていることが測定された１つ以上の移動局を少なくとも１つの第１移動局グループに分類し、信号の品質が前記所定値を上回っていることが測定された１つ以上の移動局を少なくとも１つの第２移動局グループに分類し、
前記基地局（３００）は、少なくとも１つの第１無線チャネル上で前記第１移動局グループに属している移動局と通信し、少なくとも１つの第２無線チャネル上で前記第２移動局グループに属している移動局と通信する
ことを特徴とする基地局。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの第１無線チャネルおよび前記少なくとも１つの第２無線チャネルは、コンテンションベースのチャネルである
ことを特徴とする請求項１３に記載の基地局。
【請求項１５】
前記第１無線チャネルおよび前記第２無線チャネルは、相互に直交したチャネルである
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の基地局。
【請求項１６】
前記基地局（３００）は、前記第１移動局グループと前記第２移動局グループとの間の信号減衰の差が一様となるように、前記第１移動局グループに属している移動局と前記第２移動局グループに属している移動局とのそれぞれの送信電力を調整させることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の基地局。
【請求項１７】
無線通信ネットワーク（１００）において無線リソースを割り当てる方法であって、
ａ）無線チャネルについてのユーザトラフィックをモニタリングするステップと、
ｂ）前記無線通信ネットワーク（１００）における１つ以上のユーザ装置について前記無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを収集するステップと、
ｃ）記無線チャネルのチャネル品質を示す前記パラメータに基づいて、前記チャネル品質が所定の閾値を下回ったユーザ装置と別の無線リソースを用いて通信を確立するステップと、
ｄ）前記別の無線リソース上でリソーススケジューリング要求を受信するステップと、
ｅ）許可された無線リソース上で送信されたデータを受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2010510712.tif 000012
2010510712.tif 000013
2010510712.tif 000014
2010510712.tif 000015
2010510712.tif 000016