(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局を備えたマルチセル無線システムの動作方法において、分数周波数再利用（ＦＦＲ）方式により、１つのセルの相異なる再利用ゾーン内で相異なる周波数再利用係数が使用され、該方法が、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにサイズまたはリソースを割り当てるステップと、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てるステップと
を含み、
上位ネットワークレイヤがデータベースからサイズまたはリソース割り当て情報をロードし、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたサイズまたはリソースを通知し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくは適応的なユーザ割り当て方法に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当て、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくはブロードキャストチャネルを通じて、メトリックを報告するようユーザに要求し、
メトリックが、相異なるゾーンのプリアンブルのキャリア対干渉・ノイズ比（ＣＩＮＲ）を含み、
ユーザが、好ましくはアップリンクフィードバックチャネルを通じて、それぞれの基地局にメトリックを報告し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、報告されたメトリックの値に従って、相異なるゾーンにユーザを割り当て、
２個の相異なる再利用ゾーン、すなわち、より低い再利用係数のゾーン１およびより高い再利用係数のゾーン２に基づくユーザ割り当てステップが、
（ａ）メトリックｒｉ＝ＳＩＮＲ１／ＳＩＮＲ２を計算するステップ、ただし、ＳＩＮＲ１は、ガードサブキャリアおよびＤＣサブキャリアを除くプリアンブルのすべてのサブキャリアにわたる平均ＣＩＮＲの推定値であり、ＳＩＮＲ２は、プリアンブルの変調サブキャリアのみにわたる平均ＣＩＮＲの推定値である、
（ｂ）関係ｒｉ＜Ｔｈ（グループ１）またはｒｉ≧Ｔｈ（グループ２）に応じて、２個の相異なるグループにユーザを分類するステップ、ただし、Ｔｈは所定のしきい値である、
（ｃ）グループ２内のユーザをＳＩＮＲ２の降順にソートし、これらのユーザをＳＩＮＲ２が最高のユーザからゾーン２に割り当て、グループ２内の全ユーザが割り当てられたら、ゾーン２内の全リソースが使用されるまで、グループ１内でＳＩＮＲ２が最高のユーザを選択してゾーン２に割り当て、リソースを割り当てられていないユーザがあればグループ１に分類するステップ、および
（ｄ）グループ１内のユーザをＳＩＮＲ１の降順にソートし、全ユーザがリソースを割り当てられるか、または、全リソースが使用し尽くされるまで、それらのユーザをＳＩＮＲ１が最高のユーザからゾーン１に割り当てるステップ
を含むことを特徴とする、マルチセル無線システムの動作方法。
【請求項２】
複数の基地局を備えたマルチセル無線システムの動作方法において、分数周波数再利用（ＦＦＲ）方式により、１つのセルの相異なる再利用ゾーン内で相異なる周波数再利用係数が使用され、該方法が、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにサイズまたはリソースを割り当てるステップと、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てるステップと
を含み、
上位ネットワークレイヤがデータベースからサイズまたはリソース割り当て情報をロードし、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたサイズまたはリソースを通知し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくは適応的なユーザ割り当て方法に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当て、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくはブロードキャストチャネルを通じて、メトリックを報告するようユーザに要求し、
メトリックが、相異なるゾーンのプリアンブルのキャリア対干渉・ノイズ比（ＣＩＮＲ）を含み、
ユーザが、好ましくはアップリンクフィードバックチャネルを通じて、それぞれの基地局にメトリックを報告し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、報告されたメトリックの値に従って、相異なるゾーンにユーザを割り当て、
２個の相異なる再利用ゾーン、すなわち、より低い再利用係数のゾーン１およびより高い再利用係数のゾーン２に基づくユーザ割り当てステップが、
（ａ）ＳＩＮＲ１≧Ｔｈ＿ＳＩＮＲ１であればユーザをグループ１に分類し、残りのユーザをグループ２に分類するステップ、ただし、Ｔｈ＿ＳＩＮＲ１は、低いほうの再利用係数を使用する場合に必要な最小ＳＩＮＲである、
（ｂ）グループ１内のユーザをＣＩＮＲ３が最低のユーザからゾーン１に割り当て（ＣＩＮＲ３はゾーン２に対するＣＩＮＲである）、リソースを割り当てられていないユーザがあればグループ２に追加するステップ、および
（ｃ）全ユーザが割り当てられるか、または、リソースが使用し尽くされるまで、グループ２内のユーザをＣＩＮＲ３が最高のユーザからゾーン２に割り当てるステップ
を含むことを特徴とする、マルチセル無線システムの動作方法。
【請求項３】
複数の基地局を備えたマルチセル無線システムの動作方法において、分数周波数再利用（ＦＦＲ）方式により、１つのセルの相異なる再利用ゾーン内で相異なる周波数再利用係数が使用され、該方法が、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにサイズまたはリソースを割り当てるステップと、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てるステップと
を含み、
上位ネットワークレイヤがデータベースからサイズまたはリソース割り当て情報をロードし、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたサイズまたはリソースを通知し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくは適応的なユーザ割り当て方法に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当て、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくはブロードキャストチャネルを通じて、メトリックを報告するようユーザに要求し、
メトリックが、相異なるゾーンのプリアンブルのキャリア対干渉・ノイズ比（ＣＩＮＲ）を含み、
ユーザが、好ましくはアップリンクフィードバックチャネルを通じて、それぞれの基地局にメトリックを報告し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、報告されたメトリックの値に従って、相異なるゾーンにユーザを割り当て、
ｎ個の相異なる再利用ゾーン（再利用ゾーンの再利用係数は再利用ゾーン１から再利用ゾーンｎまで増大する）に基づくユーザ割り当てステップが、
１）すべてのユーザをユーザプールに割り当て、再利用ゾーンカウントＮ＝１とおくステップ、
２）ユーザプール内のユーザについて、ＳＩＮＲＮ≧Ｔｈ＿ＳＩＮＲＮであれば１つのグループに分類し、残りのユーザを一時的にユーザプール内に残すステップ、ただし、Ｔｈ＿ＳＩＮＲＮは、再利用ゾーンＮを使用する場合に必要な最小ＳＩＮＲである、
３）Ｎ≦ｎ−１ならば、グループ内のユーザをＳＩＮＲＮ＋１が最低のユーザから再利用ゾーンＮに割り当て（ただし、ＳＩＮＲＮ＋１は、再利用ゾーンＮ＋１に対するＳＩＮＲ測定値を表す）、Ｎ＝ｎならば、グループ内のユーザをＳＩＮＲＮが最高のユーザから再利用ゾーンＮに割り当て、リソースを割り当てられていないユーザがあればユーザプールに追加するステップ、および
４）Ｎ＝Ｎ＋１とし、Ｎ＞ｎとなるまでステップ２およびステップ３を繰り返すステップ、Ｎ＞ｎのとき、すべての再利用ゾーンが考慮されており、このユーザ割り当て手順は終了し、ユーザプールにユーザがある場合、これらのユーザは、チャネル状態が悪いために、この手順ではリソースが割り当てられない、
を含むことを特徴とする、マルチセル無線システムの動作方法。
【請求項４】
複数の基地局を備えたマルチセル無線システムの動作方法において、分数周波数再利用（ＦＦＲ）方式により、１つのセルの相異なる再利用ゾーン内で相異なる周波数再利用係数が使用され、該方法が、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにサイズまたはリソースを割り当てるステップと、
前記基地局が、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てるステップと
を含み、
上位ネットワークレイヤがデータベースからサイズまたはリソース割り当て情報をロードし、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたサイズまたはリソースを通知し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、ユーザのチャネル状態情報に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当て、好ましくは、さらなる更新のために、対応する情報をデータベースに追加するか、または、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当て、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくはブロードキャストチャネルを通じて、メトリックを報告するようユーザに要求し、
メトリックが、相異なるゾーンのプリアンブルのキャリア対干渉・ノイズ比（ＣＩＮＲ）を含み、
ユーザが、好ましくはアップリンクフィードバックチャネルを通じて、それぞれの基地局にメトリックを報告し、
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、報告されたメトリックの値に従って、相異なるゾーンにユーザを割り当て、
複数しきい値ユーザ割り当て方法が使用され、
２個のしきい値および少なくとも２個の相異なる再利用ゾーン、すなわち、より低い再利用係数のゾーン１およびより高い再利用係数のゾーン２に基づくユーザ割り当てステップが、
（１）少なくとも１つの基地局が、選択されたメトリックの高しきい値（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨ）および低しきい値（ＴＨＲ＿ＬＯＷ）をすべてのユーザにブロードキャストするステップ、ここで、選択されたメトリックはＣＩＮＲ１としてもよく、これは、各ユーザの受信信号品質を反映することができる、
（２）ユーザが、選択されたメトリックの自己の値に従って、自己の干渉の状態または値を基地局に報告するステップ、ここで、好ましくは、ユーザが自己の干渉状態を基地局に報告するには２つの可能なオプションがある、
オプション１：各ユーザは３つの選択肢を有する、
ａ）メトリック状態のみを報告する、ここで、メトリック状態は、要求されたメトリックの範囲を記述し、好ましくは、メトリック状態は、ＣＩＮＲ１が低しきい値（ＴＨＲ＿ＬＯＷ）よりも低いか、高しきい値（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨ）よりも高いか、それともＴＨＲ＿ＬＯＷとＴＨＲ＿ＨＩＧＨとの間にあるか、を示すことができる、
ｂ）メトリック値、例えばＣＩＮＲ１、のみを報告する、
ｃ）何も報告しない、
オプション２：各ユーザは、上記のａ）およびｂ）を含む２つの選択肢を有する、および
（３）少なくとも１つのいずれかの基地局、または前記少なくとも１つの基地局が、受信された干渉状態または報告されたメトリックもしくは値と、好ましくはＱｏＳ要求とに従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てるステップ
を含む
ことを特徴とする、マルチセル無線システムの動作方法。
【請求項５】
前記割り当てるステップの前に、分数周波数再利用（ＦＦＲ）に適したブロックまたはフレーム構造を定義するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
全帯域または全帯域の一部が複数のサブバンドに分割されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
１個のブロックまたはフレームがｎ個の再利用ゾーンに分割されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ヘッド情報がブロックまたはフレームの最初に付加されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
各再利用ゾーンが固有のヘッド情報を有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
各再利用ゾーンが周波数分割構造を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
各再利用ゾーンが時分割構造を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
各再利用ゾーンがＫｍ個のサブゾーンを有し、Ｋｍは再利用ゾーンｍ（ｍ＝１，...，ｎ）の再利用係数であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
再利用ゾーンｍ内の各サブゾーンｉに対し、ｋｍ，ｉ個のサブチャネルがそれに割り当てられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、ユーザのチャネル状態情報に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当て、好ましくは、さらなる更新のために、対応する情報をデータベースに追加することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、統計をとるために各フレームまたはブロックごとにリソース利用メトリックを収集し、Ｌ番目のフレームまたはブロック（Ｌ＝１，...）ごとに上位ネットワークレイヤに統計結果を報告することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
統計結果が、ユーザ割り当て方法によってゾーンｋに割り当てられたユーザ数Ｕｋおよび／またはゾーンｋに割り当てが試みられたユーザ数Ｖｋを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上位ネットワークレイヤが、メトリックおよび／または統計結果の現在および／または過去の値に従って、各ゾーンのサイズまたはリソースを適応させることを特徴とする請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
上位ネットワークレイヤが、好ましくはすべての基地局から得られたメトリックに従って、各ゾーンのサブゾーンのサイズまたはリソースを適応させることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ユーザを割り当てるための因子として、各ユーザごとのＱｏＳ（サービス品質）要求も考慮されることを特徴とする請求項１ないし３および請求項５ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
ユーザを割り当てる手順が、
ａ）メトリック値の高い（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨよりも大きい）ユーザを再利用ゾーン１に割り当て、すべてのそのようなユーザを割り当てるにはリソースが足りない場合、より高い優先度のユーザのみを割り当てるステップ、ここで、優先度の定義はＱｏＳ、公平性等を含んでもよい、
ｂ）メトリック値の低い（ＴＨＲ＿ＬＯＷよりも小さい）ユーザを再利用ゾーン２に割り当て、すべてのそのようなユーザを割り当てるにはリソースが足りない場合、より高い優先度のユーザのみを割り当てるステップ、
ｃ）残りのユーザを残存リソースに割り当てるステップ、ここで、好ましくは、考慮すべき第１の因子は優先度であり、第２の因子はシステムスループットまたはカバレジである、および
ｄ）メトリック値では比較不能なユーザをランダムに割り当てるステップ
を含むことを特徴とする請求項４ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
自己の干渉の状態または値を報告しないユーザが、基地局によって、非常に低いメトリック値として分類されることを特徴とする請求項４ないし１８および２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、ユーザに対して、好ましくは、ヘッド情報または制御チャネルを通じて、どのゾーンに割り当てられたかを通知した後、ブロックまたはフレーム全体を送信することを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
マルチセル無線システム、特にＯＦＤＭＡ無線システムにおいて、該システムは、好ましくは請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の方法を実行し、該システムは複数の基地局を備え、分数周波数再利用（ＦＦＲ）方式により、１つのセルの相異なる再利用ゾーン内で相異なる周波数再利用係数が使用され、
サイズまたはリソースが相異なる再利用ゾーンに割り当てられ、ユーザが相異なる再利用ゾーンに割り当てられ、好ましくは、分数周波数再利用（ＦＦＲ）に適したブロックまたはフレーム構造が定義されることを特徴とするマルチセル無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局を備えたマルチセル無線システム、特にＯＦＤＭＡ無線システムの動作方法に関する。本方法において、分数周波数再利用（fractional frequency reuse, ＦＦＲ）方式により、１つのセルの相異なる再利用ゾーン内で相異なる周波数再利用係数が使用される。また、本発明は、マルチセル無線システム、特にＯＦＤＭＡ無線システムに関する。該システムは複数の基地局を備え、分数周波数再利用（ＦＦＲ）方式により、１つのセルの相異なる再利用ゾーン内で相異なる周波数再利用係数が使用される。
【背景技術】
【０００２】
マルチセルＯＦＤＭＡ無線システムにおいて、ユーザスループットおよびカバレジは、特にセル端付近のユーザの場合、セル間干渉によって制限される（ＯＦＤＭＡ：直交周波数分割多元接続）。より大きい周波数再利用係数を使用すれば、同一チャネルセル間干渉を低減することができる。しかし、それにより、必要なスペクトルリソースが増大し、スペクトル効率が低下する。分数周波数再利用（ＦＦＲ）方式は、ユーザスループットとシステムスループットとの間の適切なトレードオフを達成しようとするものである。
【０００３】
分数周波数再利用は、一種のセルラ構造であり、１つのセルにおいて、相異なる周波数再利用係数が使用される。ＦＦＲの背後にある主要な考え方は、干渉およびチャネル状態の情報に従って、相異なる再利用係数ゾーンにユーザを割り当てることである。すなわち、図１に示すように、Ａ＝｛Ｂ，Ｃ，Ｄ｝である。図１では、再利用係数１および再利用係数３のみを考えている。それぞれのセル／セクタにおいて、同一チャネル干渉（co-channel interference, ＣＣＩ）の比較的低いユーザを再利用１のゾーンに割り当てることができ、それ以外は再利用３のゾーンに割り当てることになる。
【０００４】
ＯＦＤＭＡシステムによるＦＦＲについて、これまでいくつかの研究がある。しかし、それらの研究は分析に基づくものであり、現実のシステムでＦＦＲをどのように実施するかについて考察した研究はない。例えば、非特許文献１では、ＯＦＤＭＡシステムとの関連で分数周波数再利用が考察されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“Mobile WiMAX - Part 1: A technical overview and performance evaluation”（モバイルＷｉＭＡＸ−第１部：技術概要およびパフォーマンス評価）, WiMAX Forum, ２００６年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、マルチセル無線システムの動作方法および対応するマルチセル無線システムにおいて、ユーザスループットおよびカバレジを向上させるような改良およびさらなる展開を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法によって達成される。請求項１に記載の通り、本方法は、以下のステップ、すなわち、相異なる再利用ゾーンにサイズまたはリソースを割り当てるステップと、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てるステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的は、請求項３１に記載のマルチセル無線システムによって達成される。請求項３１に記載の通り、サイズまたはリソースが相異なる再利用ゾーンに割り当てられ、ユーザが相異なる再利用ゾーンに割り当てられ、好ましくは、分数周波数再利用（ＦＦＲ）に適したブロックまたはフレーム構造が定義される。
【０００９】
本発明によって初めて認識されたこととして、相異なる再利用ゾーンへのサイズまたはリソースの割り当てと、相異なる再利用ゾーンへのユーザの割り当てとを組合せることで、既知のマルチセル無線システムのユーザスループットおよびカバレジが向上する。
【００１０】
なお、１６ｍあるいは８０２．１６ｍにおいて、「ゾーン」という用語はもはや使用されず、「ゾーン」の代わりに「サブフレーム」という用語が使用される。しかし、これは一般に同じ構造的特徴を意味する。
【００１１】
好ましくは、本方法は、分数周波数再利用（ＦＦＲ）に適したブロックまたはフレーム構造を定義するステップをさらに含む。
【００１２】
好ましくは、全帯域または全帯域の一部が複数のサブバンドに分割される。これにより、ＯＦＤＭＡシステムにおいてＦＦＲを容易に実施することが可能となる。
【００１３】
分数周波数再利用のための好ましいブロックまたはフレーム構造が２種類ある。好ましくは、１個のブロックまたはフレームがｎ個の再利用ゾーン（ただしｎ＝１，...）に分割される。１つのさらに好ましい構造においては、ヘッド情報がブロックまたはフレームの最初に付加される。この構造は、すべてのゾーンが同一またはほぼ同一のヘッド情報を有する場合に、効率的となり得る。
【００１４】
別法として、各再利用ゾーンが固有のヘッド情報を有する。この場合、基地局によってあらゆるゾーンを制御することが容易である。
【００１５】
各再利用ゾーンについても、好ましい構造が２種類ある。一方は周波数分割構造であり、他方は時分割構造である。２つの構造の相違点は、サブゾーンの割り当てが周波数領域または時間領域のいずれで行われるかにある。
【００１６】
さらに好ましい構造においては、各再利用ゾーンがＫｍ個のサブゾーンを有する。ここでＫｍは再利用ゾーンｍ（ｍ＝１，...，ｎ）の再利用係数である。
【００１７】
また、再利用ゾーンｍ内の各サブゾーンｉに対し、ｋｍ，ｉ個のサブチャネルがそれに割り当てられる。これらｋｍ，ｉ個のサブチャネルは、相異なる割り当て手法に従って連続的または離散的に割り当てることができる。上記の構造において、ｉ＝１，...，Ｋｍである。
【００１８】
相異なる再利用ゾーンにサイズまたはリソースを割り当てるステップは、好ましくは、静的な再利用ゾーンサイズ割り当てであり、より好ましくは、動的な再利用ゾーンサイズ割り当てである。
【００１９】
本発明において、長期的には、１つのセクタまたはセルにおけるユーザの統計的特性は不変であると仮定する。したがって、各ゾーンに対するリソースの平均値は不変となる。
【００２０】
静的リソース割り当ては、２つの主要なステップを含む。第１ステップで、上位ネットワークレイヤがデータベースからサイズまたはリソース割り当て情報をロードし、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたサイズまたはリソースを通知する。このサイズまたはリソース割り当て情報は、長期の統計的プロセスから得られ、非常にゆっくりと更新される。
【００２１】
第２ステップで、少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、ユーザのチャネル状態情報に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てる。そして、好ましくは、さらなる更新のために、対応する情報をデータベースに追加する。
【００２２】
静的な再利用ゾーンのサイズまたはリソース割り当てのすぐれた利点は、実施が容易なことである。しかし、良好なパフォーマンスを達成するには、上位レイヤが、適当なサイズまたはリソース割り当て情報を得るために、長期の統計をとらなければならない。
【００２３】
動的な再利用ゾーンのサイズまたはリソース割り当てでは、第１ステップとして、静的割り当てプロセスの場合と同様に、上位ネットワークレイヤがデータベースからサイズまたはリソース割り当て情報をロードする。また、上位ネットワークレイヤは、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたサイズまたはリソースを通知する。好ましい態様では、基地局には等しいサイズまたはリソースが割り当てられる。すなわち、ゾーンｊに対して、サブチャネル数はｋｊ，１＝ｋｊ，２＝...＝ｋｊ，Ｋｊとなる。
【００２４】
第２ステップで、少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくは適応的なユーザ割り当て方法に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てる。このユーザ割り当て手法は、まず、ユーザをｎ個のグループに分類してから、各グループを対応するゾーンに割り当てる。好ましい適応的ユーザ割り当て手法の詳細は後述する。
【００２５】
第３ステップで、少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、統計をとるために各フレームまたはブロックごとにリソース利用メトリックを収集し、Ｌ番目のフレームまたはブロック（Ｌ＝１，...）ごとに上位ネットワークレイヤに統計結果を報告する。非常に有効なサイズまたはリソース割り当てのためには、統計結果は、ユーザ割り当て方法によってゾーンｋに割り当てられたユーザ数Ｕｋおよび／またはゾーンｋに割り当てが試みられたユーザ数Ｖｋを含んでもよい。上位ネットワークレイヤに報告される値は、Ｌ個のブロックまたはフレームにわたるＵｋおよびＶｋの平均値（それぞれＸｋおよびＹｋで表す）であってもよい。この場合、Ｌ個のブロックまたはフレームごとに２ｎ個の値を上位ネットワークレイヤに報告する必要がある。
【００２６】
第４ステップで、上位ネットワークレイヤが、メトリックおよび／または統計結果の現在および／または過去の値に従って、各ゾーンのサイズまたはリソースを適応させる。
【００２７】
第５ステップで、上位ネットワークレイヤが、好ましくはすべての基地局から得られたメトリックに従って、各ゾーンのサブゾーンのサイズまたはリソースを適応させてもよい。
【００２８】
以下、上記の動的な再利用ゾーンのサイズまたはリソース割り当ての第２ステップにおいて好ましい適応的ユーザ割り当てについて説明する。適応的ユーザ割り当ての目的は、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てることによりシステムパフォーマンスを向上させることである。
【００２９】
適応的ユーザ割り当ての第１ステップで、少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、好ましくはブロードキャストチャネルを通じて、メトリックを報告するようユーザに要求する。好ましい態様では、これらのメトリックは、相異なるゾーンのプリアンブルのキャリア対干渉・ノイズ比（ＣＩＮＲ）を含んでもよい。
【００３０】
第２ステップで、ユーザが、好ましくはアップリンクフィードバックチャネルを通じて、それぞれの基地局にメトリックを報告してもよい。
【００３１】
第３ステップで、少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、報告されたメトリックの値に従って、相異なるゾーンにユーザを割り当ててもよい。相異なるゾーンにユーザを効果的に割り当てるため、好ましい３種類の手順Ａ、ＢおよびＣがある。
【００３２】
手順Ａは、最大ＳＩＮＲ（信号対干渉・ノイズ比）の比に基づく。２個の相異なる再利用ゾーン、すなわちより低い再利用係数のゾーン１およびより高い再利用係数のゾーン２に基づくユーザ割り当てステップは、以下のことを含んでもよい。（ａ）メトリックｒｉ＝ＳＩＮＲ１／ＳＩＮＲ２を計算する。ただし、ＳＩＮＲ１は、ガードサブキャリアおよびＤＣサブキャリアを除くプリアンブルのすべてのサブキャリアにわたる平均ＣＩＮＲの推定値であり、ＳＩＮＲ２は、プリアンブルの変調サブキャリアのみにわたる平均ＣＩＮＲの推定値である。（ｂ）関係ｒｉ＜Ｔｈ（グループ１）またはｒｉ≧Ｔｈ（グループ２）に応じて、２個の相異なるグループにユーザを分類する。ただし、Ｔｈは所定のしきい値である。（ｃ）グループ２内のユーザをＳＩＮＲ２の降順にソートし、これらのユーザをＳＩＮＲ２が最高のユーザからゾーン２に割り当て、グループ２内の全ユーザが割り当てられたら、ゾーン２内の全リソースが使用されるまで、グループ１内でＳＩＮＲ２が最高のユーザを選択してゾーン２に割り当て、リソースを割り当てられていないユーザがあればグループ１に分類する。（ｄ）グループ１内のユーザをＳＩＮＲ１の降順にソートし、全ユーザがリソースを割り当てられるか、または、全リソースが使用し尽くされるまで、それらのユーザをＳＩＮＲ１が最高のユーザからゾーン１に割り当てる。
【００３３】
好ましくは、手順Ａは、ｎ個の再利用ゾーンに基づくことも可能である。
【００３４】
手順Ｂは、最大システムスループットに基づく。２個の相異なる再利用ゾーン、すなわち、より低い再利用係数のゾーン１およびより高い再利用係数のゾーン２に基づくユーザ割り当てステップは、以下のことを含んでもよい。（ａ）ＳＩＮＲ１≧Ｔｈ＿ＳＩＮＲ１であればユーザをグループ１に分類し、残りのユーザをグループ２に分類する。ただし、Ｔｈ＿ＳＩＮＲ１は、低いほうの再利用係数を使用する場合に必要な最小ＳＩＮＲである。（ｂ）グループ１内のユーザをＣＩＮＲ３が最低のユーザからゾーン１に割り当て、リソースを割り当てられていないユーザがあればグループ２に追加する。ＣＩＮＲ３は、再利用ゾーン３またはゾーン２に対するＣＩＮＲ測定値を表す。（ｃ）全ユーザが割り当てられるか、または、リソースが使用し尽くされるまで、グループ２内のユーザをＣＩＮＲ３が最高のユーザからゾーン２に割り当てる。
【００３５】
手順Ｂは、ｎ個の再利用ゾーンの一般的概念に基づくことも可能である。この場合、ｎ個の相異なる再利用ゾーン（再利用ゾーンの再利用係数は再利用ゾーン１から再利用ゾーンｎまで増大する）に基づくユーザ割り当てステップは、以下のことを含んでもよい。
１）すべてのユーザをユーザプールに割り当て、再利用ゾーンカウントＮ＝１とおく。
２）ユーザプール内のユーザについて、ＳＩＮＲＮ≧Ｔｈ＿ＳＩＮＲＮであれば１つのグループに分類し、残りのユーザを一時的にユーザプール内に残す。ただし、Ｔｈ＿ＳＩＮＲＮは、再利用ゾーンＮを使用する場合に必要な最小ＳＩＮＲである。
３）Ｎ≦ｎ−１ならば、グループ内のユーザをＳＩＮＲＮ＋１が最低のユーザから再利用ゾーンＮに割り当てる。ただし、ＳＩＮＲＮ＋１は、再利用ゾーンＮ＋１に対するＳＩＮＲ測定値を表す。Ｎ＝ｎならば、グループ内のユーザをＳＩＮＲＮが最高のユーザから再利用ゾーンＮに割り当て、リソースを割り当てられていないユーザがあればユーザプールに追加する。
４）Ｎ＝Ｎ＋１とし、Ｎ＞ｎとなるまでステップ２およびステップ３を繰り返す。Ｎ＞ｎのとき、すべての再利用ゾーンが考慮されており、このユーザ割り当て手順は終了する。ユーザプールにユーザがある場合、これらのユーザは、チャネル状態が悪いために、この手順ではリソースが割り当てられない。
【００３６】
手順ＡおよびＢにおいて、ユーザを割り当てるための因子として、各ユーザごとのＱｏＳ要求を考慮してもよい。
【００３７】
手順Ｃは、複数しきい値方式に基づく。すなわち、複数しきい値ユーザ割り当て方法が使用可能である。
【００３８】
このような複数しきい値ユーザ割り当て方法において、２個のしきい値および少なくとも２個の相異なる再利用ゾーン、すなわち、より低い再利用係数のゾーン１およびより高い再利用係数のゾーン２に基づくユーザ割り当てステップは、以下のステップを含んでもよい。
（１）少なくとも１つの基地局が、選択されたメトリックの高しきい値（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨ）および低しきい値（ＴＨＲ＿ＬＯＷ）をすべてのユーザにブロードキャストする。ここで、選択されたメトリックはＣＩＮＲ１としてもよい。これは、各ユーザの受信信号品質を反映することができる。
（２）ユーザは、選択されたメトリックの自己の値に従って、自己の干渉の状態または値を基地局に報告する。ここで、好ましくは、ユーザが自己の干渉状態を基地局に報告するには２つの可能なオプションがある。
オプション１：各ユーザは３つの選択肢を有する。
ａ）メトリック状態のみを報告する。ここで、メトリック状態は、要求されたメトリックの範囲を記述する。好ましくは、メトリック状態は、ＣＩＮＲ１が低しきい値（ＴＨＲ＿ＬＯＷ）よりも低いか、高しきい値（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨ）よりも高いか、それともＴＨＲ＿ＬＯＷとＴＨＲ＿ＨＩＧＨとの間にあるか、を示すことができる。
ｂ）メトリック値、例えばＣＩＮＲ１、のみを報告する。
ｃ）何も報告しない。
オプション２：各ユーザは、上記のａ）およびｂ）を含む２つの選択肢を有する。
（３）少なくとも１つのいずれかの基地局、または前記少なくとも１つの基地局が、受信された干渉状態または報告されたメトリックもしくは値と、好ましくはＱｏＳ要求とに従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てる。
【００３９】
最後に述べた手順Ｃにおいて、ユーザを割り当てる手順は以下のステップを含んでもよい。
ａ）メトリック値の高い（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨよりも大きい）ユーザを再利用ゾーン１に割り当てる。すべてのそのようなユーザを割り当てるにはリソースが足りない場合、より高い優先度のユーザのみを割り当てる。ここで、優先度の定義はＱｏＳ、公平性等を含んでもよい。
ｂ）メトリック値の低い（ＴＨＲ＿ＬＯＷよりも小さい）ユーザを再利用ゾーン２に割り当てる。すべてのそのようなユーザを割り当てるにはリソースが足りない場合、より高い優先度のユーザのみを割り当てる。
ｃ）残りのユーザを残存リソースに割り当てる。ここで、好ましくは、考慮すべき第１の因子は優先度であり、第２の因子はシステムスループットまたはカバレジである。
ｄ）メトリック値では比較不能なユーザをランダムに割り当てる。
【００４０】
この手順Ｃにおいて、自己の干渉の状態または値を報告しないユーザは、基地局によって、非常に低いメトリック値として分類される。
【００４１】
すべての適応的ユーザ割り当て手順における最終ステップとして、少なくとも１つの基地局、好ましくは各基地局が、ユーザに対して、どのゾーンに割り当てられたかを通知してもよい。この情報は、好ましくは、ヘッド情報または制御チャネルを通じて送信することができる。この通知ステップの後、基地局は、ブロックまたはフレーム全体を送信してもよい。
【００４２】
なお、上記の方法の詳細において、パラメータｎ、ｍ、ｉ、Ｌおよびｊは１以上の整数である。
【００４３】
本発明は、ＦＦＲ、特にＯＦＤＭＡシステムに対する適切なブロックまたはフレーム構造を設計する方法を提供する。また、種々の周波数再利用係数を有するゾーンのサイズまたはリソースを決定することができる。最後に、種々の周波数再利用係数を有するゾーンにユーザを割り当てる方法が提供される。
【００４４】
本発明によれば、再利用ゾーンに対する時分割二重（ＴＤＤ）構造も可能である。これは、アップリンクおよびダウンリンクのデータ速度の非対称性が可変である場合や、ゆっくりと移動するシステムにおいてアップリンクおよびダウンリンクの無線パスが非常に類似しやすい場合に、非常に有効である。すなわち、ビームフォーミングのような技術がＴＤＤシステムにおいて有効に働く。従来の技術は、周波数分割二重（ＦＤＤ）構造しか考慮していない。
【００４５】
静的な再利用ゾーンサイズ割り当て方法に比べて、動的な再利用ゾーンサイズ割り当てでは、オーバーヘッドが低減され、スペクトル効率およびスループットが向上する。
【００４６】
また、新たなメトリックが定義されることで、適応的ゾーンサイズ割り当てが容易になる。
【００４７】
適応的かつ動的な再利用ゾーンサイズ割り当ては、本発明が提案する新しいメトリックに基づくセクタ／セルユーザ負荷に従って、ゾーンまたはリソースのサイズを動的に調整することができる。
【００４８】
新しい複合メトリックにより、適応的なユーザの割り当てが容易になる。従来の技術では、単純なＳＩＮＲ値のみをメトリックとして考慮している。新しいメトリックにより、ユーザがどのゾーンに属するかの決定が容易になる。
【００４９】
新しい複合メトリック（従来の方法はこのメトリックを使用していない）に基づく３つの新規なユーザ割り当て方法を提案している。第１の方法は、より良好なビット誤り率（ＢＥＲ）のパフォーマンスを達成しようとするものであり、第２の方法は、システムスループットのパフォーマンスを向上させようとするものであり、第３の方法は、複数しきい値ユーザ割り当て方法に基づいてユーザリソースを最適化することによりオーバーヘッドを低減する。ＢＥＲは、誤りのある受信ビット数を全送信ビット数で割ったものである。
【００５０】
本発明の利点として、ＦＦＲ配備に対するスペクトル効率が向上し、ＦＦＲ配備／実施に対するフレキシビリティが得られる。
【００５１】
好ましくは、本発明は、ＷｉＭＡＸおよびＬＴＥ（これらは無線通信技術の主流である）、ＷｉＭＡＸおよびＬＴＥフェムトセル、および他のＯＦＤＭＡシステムで使用される。
【００５２】
本発明において、ＯＦＤＭＡ無線システムにおけるＦＦＲの実施例が考察される。第１に、２種類の構造が提示される。これらは、ＷｉＭＡＸおよびＬＴＥのようなＯＦＤＭＡシステムで使用可能である。第２に、相異なる再利用係数を有する相異なるゾーンのサイズを決定するための手法が提案される。最後に、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てる方法が提案される。
【００５３】
本発明を好適な態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】再利用係数１および再利用係数３を有する相異なるセル構造を例示する図である。
【図２】分数周波数再利用のための２種類のブロックまたはフレーム構造ＡおよびＢを例示する図である。
【図３】再利用ゾーンの２種類の構造を例示する図である。
【図４】静的なサイズまたはリソース割り当てを例示するフローチャートである。
【図５】３つの相異なる手順Ａ、ＢおよびＣを含む適応的ユーザ割り当てとともに完全に自動化されたサイズまたはリソース割り当てを模式的に例示するブロック図である。
【図６】動的な再利用ゾーンのサイズまたはリソース割り当てを例示するフローチャートである。
【図７】適応的ユーザ割り当てを例示するフローチャートである。
【図８】ＦＦＲに対する多段しきい値ユーザ割り当てを例示する図である。
【図９】ＦＦＲに対する多段しきい値ユーザ割り当てを例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
分数周波数再利用（ＦＦＲ）は、一種のセルラ構造であり、１つのセルにおいて、相異なる周波数再利用係数が使用される。ＦＦＲの背後にある主要な考え方は、干渉およびチャネル状態の情報に従って、相異なる再利用係数ゾーンにユーザを割り当てることである。すなわち、図１に示すように、Ａ＝｛Ｂ，Ｃ，Ｄ｝である。図１では、再利用係数１および再利用係数３のみを考えている。それぞれのセル／セクタにおいて、同一チャネル干渉（ＣＣＩ）の比較的低いユーザを再利用１のゾーンに割り当てることができ、それ以外は再利用３のゾーンに割り当てることになる。
【００５６】
分数再利用のための２種類のブロックまたはフレーム構造、すなわち構造Ａおよび構造Ｂが（ＯＦＤＭＡシステムに関して）定義される。これらを図２に示す。１個のブロックまたはフレームの継続時間がＴであると仮定する。１ブロック内にｎ個の再利用ゾーンがあり、再利用係数Ｋｉを有するゾーンｉ（データ）の継続時間はＴｉである（ｉは１からｎまで）。構造Ａでは、すべてのヘッド情報がブロックの最初に付加され、各ユーザはこの部分を復号しなければならない。この構造は、すべてのゾーンが同一またはほぼ同一のヘッド情報を有する場合に、効率的となり得る。構造Ｂでは、各ゾーンが固有のヘッド情報を有する。基地局によってあらゆるゾーンを制御することが容易である。
【００５７】
各再利用ゾーンについても、２種類の構造が定義される。図３に示すように、一方は周波数分割構造であり、他方は時分割構造である。２つの構造の相違点は、サブゾーンの割り当てが周波数領域または時間領域のいずれで行われるかにある。図３において、ゾーンｍの再利用係数はＫｍであると仮定する。すなわち、Ｋｍ個のサブゾーンがある。ゾーンｍ内の任意のサブゾーンｉに対して、ｋｍ，ｉ個のサブチャネルがそれに割り当てられている。ただし、ｉ＝１，...，Ｋｍである。これらｋｍ，ｉ個のサブチャネルは、相異なる割り当て手法に従って連続的または離散的に割り当てることができる。
【００５８】
図４は、静的なサイズまたはリソース割り当てのフローチャートを示している。本方法において、２つのステップが設けられる。ステップ１：上位ネットワークレイヤがデータベースからリソース割り当て情報をロードし、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたリソースを通知する。このリソース割り当て情報は、長期の統計的プロセスから得られ、非常にゆっくりと更新される。
【００５９】
ステップ２：基地局が、チャネル状態情報に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てる。そして、さらなる更新のために、対応する情報をデータベースに追加する。
【００６０】
図５は、再利用ゾーンサイズおよびユーザの割り当てに対する完全に自動化されたリソースまたはサイズ割り当ておよび最適化のブロック図を例示している。この動的ＦＦＲにおいて、適応的ユーザ割り当てのために３つの方法Ａ、ＢおよびＣが提案される。
【００６１】
図６は、動的なリソースまたはサイズ割り当てのフローチャートを例示している。動的割り当てにおいては、主として５つのステップがある。
【００６２】
ステップ１：上位ネットワークレイヤがデータベースからリソース割り当て情報をロードし、各基地局に対して、それぞれに割り当てられたリソースを通知する。通常、基地局には等しいサイズまたはリソースが割り当てられる。すなわち、ゾーンｊに対して、ｋｊ，１＝ｋｊ，２＝...＝ｋｊ，Ｋｊ（ただしｊ＝１，...）となる。
【００６３】
ステップ２：基地局が、相異なるゾーンにユーザを割り当てる。随意選択で、ユーザ割り当て方法は、適応的なユーザ割り当てとされる。このユーザ割り当て手法は、まず、ユーザをｎ個のグループに分類してから、各グループを対応するゾーンに割り当てる。本発明が提案する適応的ユーザ割り当て手法の詳細は後述する。
【００６４】
ステップ３：基地局が、各フレームまたはブロックごとにリソース利用メトリックの統計をとり、Ｌ番目のブロックごとに上位ネットワークレイヤに統計結果を報告する。可能な統計変数としては、（１）ゾーンｋに割り当てられたユーザ数Ｕｋ、（２）ユーザ割り当てによってゾーンｋに割り当てが試みられ、ゾーンｋに分類してもよいユーザ数Ｖｋ、が挙げられる。上位ネットワークレイヤに報告される値は、Ｌ個のブロックまたはフレームにわたるＵｋおよびＶｋの平均値（それぞれＸｋおよびＹｋで表す）であってもよい。Ｌ個のブロックごとに２ｎ個の値を上位ネットワークレイヤに報告する必要がある。
【００６５】
ステップ４：上位ネットワークレイヤが、メトリックの現在および過去の値に従って、各ゾーンのサイズを適応させる。時刻ｉに対して、ゾーンｋの現在の報告値がＸｋ（ｉ）およびＹｋ（ｉ）であると仮定する。２つのゾーンだけが使用される状況を考える。ゾーン１の再利用係数は１であり、ゾーン２の再利用係数は３である。
【００６６】
（ａ）ｉ＊Ｌ番目のブロックに対し、平均値の差Ｓｋ（ｉ）＝Ｘｋ（ｉ）−Ｙｋ（ｉ）を計算する。
（ｂ）各ゾーンに対する現在および過去のＤ−１個の報告されたメトリック値を、Ｒｋ（ｉ）＝Ａ０＊Ｓｋ（ｉ）＋...＋ＡＤ−１＊Ｓｋ（ｉ−Ｄ＋１）とフィルタリングする。ただし、Ａ０≠０であり、Ｄ≧２の場合、１からＤ−１までの任意のｊに対して、Ａｊ／Ａ０＜１である。
（ｃ）Ｒの値に従ってゾーンサイズを適応させる。より小さい再利用係数のゾーンが常に、より高い優先度を有することで、そのサイズを増大させる。Ｒ１（ｉ）＞０の場合、ゾーン１のサイズをＦ個のシンボルだけ増大させ、ゾーン２のサイズをＦ個のシンボルだけ減少させる。さもなければ、Ｒ２（ｉ）＞０の場合、ゾーン２のサイズをＦ個のシンボルだけ増大させ、ゾーン１のサイズをＦ個のシンボルだけ減少させる。Ｆは、それぞれの調整の刻みである。
【００６７】
ステップ５：上位ネットワークレイヤが、各ゾーンに対して、ｑ＊Ｌ個のブロックごとに、サブゾーンサイズを適応させる。ｑは１以上の整数である。再利用係数Ｋｊを有するゾーンｊには、Ｋｊ個の基地局を考慮する必要がある。
【００６８】
（ａ）基地局ｉに対して、ｑ＊Ｌ個のブロックの間にリソースを要求したユーザ数（Ｇｉで表す）を計算する。そして、すべての関連する基地局（Ｋｊ個の基地局）に対して、ｑ＊Ｌ個のブロックの間にリソースを要求したユーザ数（Ｚで表す）を計算する。
（ｂ）サブゾーンの新しいサイズを計算する。サブゾーンｐに対して、そのサイズはｋｊ，ｐ＝Ｇｐ／Ｚ＊Ｈとして定義される。ただし、Ｈは１つのゾーンに対する周波数領域または時間領域におけるサブチャネルの総数である。
【００６９】
図７は、本発明による適応的ユーザ割り当てのフローチャートを示している。ユーザは、相異なる再利用ゾーンに割り当てられる。適応的ユーザ割り当てプロセスには４つのステップがある。
【００７０】
ステップ１：基地局が、ブロードキャストチャネルを通じて、メトリックを報告するようユーザに要求する。これらのメトリックは、相異なるゾーンのプリアンブルのキャリア対干渉・ノイズ比を含んでもよい。
【００７１】
ステップ２：ユーザが、要求されたメトリックを基地局に報告する。この手続きは、アップリンクフィードバックチャネルを通じて実現することができる。
【００７２】
ステップ３：報告されたメトリックの値に従って、基地局が、相異なるゾーンにユーザを割り当てる。ここで、一例として、再利用が１のゾーンおよび再利用が３のゾーンのみが使用される状況を考える。以下の３種類の手順が使用可能である。
【００７３】
手法Ａ：最大ＳＩＮＲ比
（ａ）メトリックｒｉ＝ＳＩＮＲ１／ＳＩＮＲ２を計算する。
ただし、ＳＩＮＲ１は、ガードサブキャリアおよびＤＣサブキャリアを除くプリアンブルのすべてのサブキャリアにわたる平均ＣＩＮＲの推定値であり（すなわち、非変調サブキャリア（ガードサブキャリアおよびＤＣサブキャリアを除く）上の信号も、ＣＩＮＲ推定値にとってノイズおよび干渉とみなされる）、ＳＩＮＲ２は、プリアンブルの変調サブキャリアのみにわたる平均ＣＩＮＲの推定値である。
【００７４】
（ｂ）ｒｉ＜Ｔｈの場合、ユーザｉはグループ１に分類され、それ以外の場合、ユーザｉはグループ２に分類される。グループ１内のユーザは、周波数再利用係数が１のゾーン１に割り当てることが試みられ、グループ２内のユーザは、周波数再利用係数が３のゾーン２に割り当てることが試みられる。Ｔｈはしきい値であり、一定値として定義される。
【００７５】
（ｃ）グループ２内のユーザをＳＩＮＲ２の降順にソートし、これらのユーザをＳＩＮＲ２が最高のユーザからゾーン２に割り当てる。グループ２内の全ユーザが割り当てられたら、ゾーン２内の全リソースが使用されるまで、グループ１内でＳＩＮＲ２が最高のユーザを選択してゾーン２に割り当て、リソースを割り当てられていないユーザがあればグループ１に分類する。
【００７６】
（ｄ）グループ１内のユーザをＳＩＮＲ１の降順にソートし、全ユーザがリソースを割り当てられるか、または、全リソースが使用し尽くされるまで、それらのユーザをＳＩＮＲ１が最高のユーザからゾーン１に割り当てる。
【００７７】
手法Ｂ：最大システムスループット
（ａ）ＳＩＮＲ１≧Ｔｈ＿ＳＩＮＲ１であればユーザをグループ１に分類し、残りのユーザをグループ２に分類する。ただし、Ｔｈ＿ＳＩＮＲ１は、再利用係数１を使用する場合に必要な最小ＳＩＮＲである。
【００７８】
（ｂ）グループ１内のユーザをＣＩＮＲ３が最低のユーザからゾーン１に割り当てる。リソースを割り当てられていないユーザがあればグループ２に追加する。
【００７９】
（ｃ）全ユーザが割り当てられるか、または、リソースが使用し尽くされるまで、グループ２内のユーザをＣＩＮＲ３が最高のユーザからゾーン２に割り当てる。
【００８０】
手法ＡおよびＢにおいて、割り当てのための因子として、各ユーザごとのＱｏＳ要求を考慮してもよい。
【００８１】
ステップ４：基地局が、ユーザに対して、ヘッド情報または制御チャネルを通じて、どのゾーンに割り当てられたかを通知した後、ブロック全体を送信する。ユーザは、自己のデータの位置を見つけるために、ヘッド情報を復号する。
【００８２】
手法Ｃ：複数しきい値法（以下では２つのしきい値の例を示す）
図８は、ＦＦＲに対する多段しきい値ユーザ割り当ての考え方を例示している。この提案の要点は、ユーザを対応する再利用ゾーンに割り当てるために、２つのしきい値を使用することである。本発明が提案する、ＷｉＭＡＸ環境におけるＦＦＲに対するユーザ割り当てアルゴリズムの主要なステップは以下の通りである。図９は、ＦＦＲに対する多段しきい値ユーザ割り当てをフローチャート形式で示している。
【００８３】
（１）基地局ＢＳが、選択されたメトリックの高しきい値（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨ）および低しきい値（ＴＨＲ＿ＬＯＷ）をすべてのユーザにブロードキャストする。選択されたメトリックはＣＩＮＲ１としてもよい。これは、各移動局ＭＳすなわちユーザの受信信号品質を反映することができる。
【００８４】
（２）ユーザが、選択されたメトリックの自己の値に従って、自己の干渉状態を基地局に報告する。ここで、ユーザが自己の干渉状態を基地局に報告する際の、２つのオプションを提案する。
オプション１：各ユーザは３つの選択肢を有する。
ａ）メトリック状態のみを報告する。メトリック状態は、要求されたメトリックの範囲を記述する。例えば、メトリック状態は、ＣＩＮＲ１が低しきい値（ＴＨＲ＿ＬＯＷ）よりも低いか、高しきい値（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨ）よりも高いか、それともＴＨＲ＿ＬＯＷとＴＨＲ＿ＨＩＧＨとの間にあるか、を示すことができる。
ｂ）メトリック値、例えばＣＩＮＲ１、のみを報告する。このモードは、メトリック値がＴＨＲ＿ＬＯＷとＴＨＲ＿ＨＩＧＨとの間にあるユーザに対して特に有効である。
ｃ）何も報告しない。ユーザがこの方法を選択する場合、基地局は、選択されたメトリックの非常に低い値をユーザが有するとみなす。
オプション２：各ユーザは、上記のａ）およびｂ）を含む２つの選択肢を有する。
【００８５】
（３）基地局が、報告されたメトリックおよびＱｏＳ要求に従って、相異なる再利用ゾーンにユーザを割り当てる。ユーザは、３つのグループに分類される。基地局にこの情報を送信しないユーザは、それらのユーザに対してトラフィックが要求される際に、基地局によって、非常に低いメトリック値として分類されている。ユーザを割り当てる手順は以下の通りである。
【００８６】
ａ）メトリック値の高い（ＴＨＲ＿ＨＩＧＨよりも大きい）ユーザを再利用１ゾーンに割り当てる。すべてのそのようなユーザを割り当てるにはリソースが足りない場合、より高い優先度のユーザのみを割り当てる。優先度の定義はＱｏＳ、公平性等を含んでもよい。
【００８７】
ｂ）メトリック値の低い（ＴＨＲ＿ＬＯＷよりも小さい）ユーザを再利用３ゾーンに割り当てる。すべてのそのようなユーザを割り当てるにはリソースが足りない場合、より高い優先度のユーザのみを割り当てる。
【００８８】
ｃ）残りのユーザを残存リソースに割り当てる。考慮すべき第１の因子は優先度である。より高い優先度のユーザが先に「より良い」リソースに割り当てられる。例えば、再利用３リソースがまだ残っている場合、より高い優先度のユーザが割り当てられる。第２の因子はシステムスループットまたはカバレジである。スループットの観点からは、より高いメトリック値のユーザが「より良い」リソースに割り当てられ、カバレジの観点からは、より低いメトリック値のユーザが「より良い」リソースに割り当てられる。
【００８９】
ｄ）メトリック値では比較不能なユーザはランダムに割り当てられる。
【００９０】
効果
（１）ユーザは、自己の干渉状態に従って割り当てられるので、システムスループットまたはカバレジを向上させることができる。
【００９１】
（２）ユーザ割り当て方法においてＱｏＳが考慮されている。不良なチャネル条件の場合、より高い優先度のユーザが「より良い」リソースに割り当てられ、そのＱｏＳは、より高い確率で達成することができる。
【００９２】
（３）要求される報告情報が低減される。第１に、ユーザから報告する必要があるのは１つのメトリックのみである。第２に、要求条件に従って３つの相異なる報告フォーマットがサポートされる。これにより、アップリンク報告チャネルのスループット要求を低減することができる。例えば、ユーザが自己の干渉状態のみを報告する場合、各ユーザごとに必要なのは数ビットだけである。また、ユーザは、要求されたメトリックの値が非常に低い場合、沈黙したまま基地局に報告しなくても、基地局はその干渉状態を知る。
【００９３】
（４）実施が容易であり、あまり複雑な作業を必要としない。
【００９４】
上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではないと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005256347.tif 000008
【図８】
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【図９】
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