(57)【要約】第３世代セルラ通信システムにおいてデータ・パケットを送信するため最も適切な論理チャネルを選択する方法及びシステムは、無線ネットワーク制御器（１０２）がユーザ装置（１０４）、及びシステムを備えるノードＢ（１１０）により供給される情報から要求されるビット・レート、拡散係数及びフレームを設定することを可能にする。そのような情報は、ユーザ装置により報告されるキュー・サイズ、及びノードＢにより報告される、ユーザ装置の活動に起因した雑音上昇測定値を有する。本発明は、有利に、論理チャネルを優勢なシステム状態条件に基づいて選定するのを可能にする。従って、システムの性能が最適化される。
2004502362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラ通信システムにおいてキューイングされたデータ・パケットを送信するための送信手順を選択する方法において、
ユーザ装置（ＵＥ）が、測定報告メッセージを無線ネットワーク制御器（ＲＮＣ）に送信するステップ（２０２）と、
ノードＢが、雑音上昇を計算し（２０４）、且つそれを前記ＲＮＣに報告するステップと、
前記ＲＮＣが、キューイングされたパケットを送信するため要求される、ビット・レート、対応の拡散係数（ＳＦ）及びフレームの数を計算するステップ（２０４）と、
前記ＲＮＣが、その上で送信するに最も適切なチャネルを決定するステップ（２０４）と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定報告メッセージが、パケット・キュー・サイズ、関連のサービス品質（ＱｏＳ）要件、パイロット強度、及びロックされるフィンガーの数を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ビット・レート、拡散係数（ＳＦ）及びフレームの数が、前記のパケット・キュー・サイズから計算される請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記送信手順が少なくとも１つの条件に従って選定される請求項３記載の方法。
【請求項５】
次の条件が利用される請求項４記載の方法であって、次の条件とは、
条件１：
パケットを送信するため要求されるフレームの数＜Ｔ１、且つ
ビット・レート＜Ｒ１
ならば、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）を用い、
条件２：
Ｔ１＜パケットを送信するため要求されるフレームの数＜Ｔ２、且つ
Ｒ１＜ビット・レート＜Ｒ２、且つ
目標ノードＢでの雑音上昇＜Ｉ１、且つ
音声ユーザの数＜Ｖ１
ならば、共通パケット・チャネル（ＣＰＣＨ）又は増強されたアクセス・チャネル（ＥＡＣＨ）を用い、
条件３：
条件１も条件２も適合されないならば、専用チャネル（ＤＣＨ）を用い、
ここで、Ｔ１，Ｔ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｉ１及びＶ１は、実行に依存したスレッショルドである、前記方法。
【請求項６】
ノードＢが、特定のＵＥを待つパケット・データのキューのサイズを計算するステップ（３０２）と、
使用していない線形電力増幅器（ＬＰＡ）容量の量、及び音声ユーザの数を測定するステップ（３０２）と
を更に備える請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記送信手順が少なくとも１つの条件に従って選定される請求項６記載の方法。
【請求項８】
次の条件が利用される請求項７記載の方法であって、次の条件とは、
パケットを送信するため要求されるフレームの数＜Ｔ３、且つ
ビット・レート＜Ｒ３
ならば、順方向アクセス・チャネル（ＦＡＣＨ）を用い、
その他の場合には、専用チャネル（ＤＣＨ）に関連した専用の共用チャネル（ＤＳＣＨ）を用い、
ここで、Ｔ３及びＲ３は、実行依存スレッショルドである、前記方法。
【請求項９】
双方向伝送が要求される場合、送信を待つパケット・データのキュー・サイズに無関係に、専用チャネル（ＤＣＨ）がアップリンク上で用いられ、且つＤＣＨと関連して専用の共用チャネル（ＤＳＣＨ）がダウンリンク上で用いられる請求項１記載の方法。
【請求項１０】
ＤＣＨ及びＤＳＣＨ上でのパケット・データ転送と関連して迅速な初期化手順の使用を更に有する請求項９記載の方法。
【請求項１１】
セルラ通信システムにおいてキューイングされたデータ・パケットを送信するための送信手順を選択する送信手順選択装置であって、ノードＢと、無線ネットワーク制御器と、測定報告を前記無線ネットワーク制御器（ＲＮＣ）（１０２）に送信するユーザ装置（１０４）とを含む前記送信手順選択装置において、
ノードＢ（１１０）が、雑音上昇を計算し且つそれを前記ＲＮＣ（１０２）に報告するよう適合され、
前記ＲＮＣ（１０２）は、キューイングされたデータ・パケットを送信するため要求される、ビット・レート、対応の拡散係数及びフレームの数を計算し、且つその上で送信するに最も適切なチャネルを決定するよう適合されている
ことを特徴とする送信手順選択装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明はセルラ通信システムにおける送信手順に関する。より詳細には、本発明は、第３世代セルラ通信システムにおけるデータ・パケットに対する手順の選択に関する。
【０００２】
［発明の背景］
無線通信システムは典型的には多数の無線装置を備え、それらは様々な方法でリンクされ得る。これらの「無線装置」は、移動電話機であり得る。それらは、代替として、移動又は携帯無線装置であり得て、通常「ＰＭＲ」無線装置と呼ばれる。用語「移動局（ＭＳ）」は、本明細書では、移動電話機、及び携帯又は移動無線装置に対して用いられ得る。
【０００３】
移動局は、システムの基地局を介して通信し得る。各基地局は、典型的には、無線通信システムのセルにサービスを提供する。基地局は、システム内において、固定回線電話システム（「ＰＯＴＳ」）又は他の移動局のいずれかへの相互接続を提供する。代替として、移動局は、相互に「直接モード」通信で直接通信し得る。
【０００４】
第３世代標準化団体（パートナーシップ・プロジェクト）（３ＧＰＰ）広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システム、及び他のそのような第３世代（３Ｇ）システムにおいては、アップリンク及びダウンリンクの両方に対するパケット・データの伝送のため利用され得る様々な方法がある。移動加入者又はユーザ装置（ＵＥ）からネットワークへの通信はアップリンクと呼ばれ、そしてネットワークからＵＥへの通信はダウンリンクと呼ばれる。これらは、最新の３ＧＰＰ仕様書に見つけられ得る。
【０００５】
現在、３種類のトランスポート／論理チャネルが、アップリンク・パケット送信のため設けられている。これらのチャネルは、ＵＥからネットワークへのパケットの送信を可能にする。第１のチャネルはランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）であり、第２のチャネルは共通パケット・チャネル（ＣＰＣＨ）又は増強されたアクセス・チャネル（ＣＤＭＡ２０００用）であり、第３のチャネルは専用チャネル（ＤＣＨ）である。
【０００６】
同様に、現在、２種類のトランスポート論理チャネルがダウンリンク・パケット送信のため設けられている。これらは、順方向アクセス・チャネル（ＦＡＣＨ）及びダウンリンク共用チャネル（ＤＳＣＨ）である。これら２つのうちの後者は、ダウンリンクのための専用チャネル（ＤＣＨ）と関連している。
【０００７】
現時点で、ネットワーク又はシステムは、どの手順がアップリンク又はダウンリンク・パケット・データ転送のため無線ネットワーク制御器（ＲＮＣ）により呼び出されるべきかについての知識を持たない。そういうものだから、システムは、どのチャネルが最も適切であるかを命令されることなしに、最も適切なチャネル又は手順を利用することが出来ない。従って、システムがその性能を最適化することが出来ないという問題がある。更に、適切なパケット・データ転送手順の選択を可能にする手順を与える３ＧＰＰ仕様書に条項がない。
本発明は、上記の欠点のうちの１つ以上に対処する。
【０００８】
［発明の概要］
本発明の一局面に従って、セルラ通信システムにおいてキューイングされたデータ・パケットを送信するための送信手順を選択する方法において、
ユーザ装置（ＵＥ）が、測定報告メッセージを無線ネットワーク制御器（ＲＮＣ）に送信するステップと、
ノードＢが、雑音上昇を計算し、且つそれを前記ＲＮＣに報告するステップと、
前記ＲＮＣが、キューイングされたパケットを送信するため要求される、ビット・レート、対応の拡散係数（ＳＦ）及びフレームの数を計算するステップと、
前記ＲＮＣが、その上で送信するに最も適切なチャネルを決定するステップとを備えることを特徴とする方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の局面に従って、セルラ通信システムにおいてキューイングされたデータ・パケットを送信するための送信手順を選択する送信手順選択装置であって、ノードＢと、無線ネットワーク制御器と、測定報告を前記無線ネットワーク制御器（ＲＮＣ）に送信するユーザ装置とを含む前記送信手順選択装置において、
ノードＢが、雑音上昇を計算し且つそれを前記ＲＮＣに報告するよう適合され、
前記ＲＮＣは、キューイングされたデータ・パケットを送信するため要求される、ビット・レート、対応の拡散係数及びフレームの数を計算し、且つその上で送信するに最も適切なチャネルを決定するよう適合されている
ことを特徴とする送信手順選択装置が提供される。
【００１０】
アップリンク上の単方向伝送が要求される場合、アップリンクを要求する各移動加入者又はユーザ装置は、パケット・キュー・サイズ、関連のサービス品質要件、パイロット強度、及びロックされるフィンガーの数に関連した測定報告メッセージを送る。
【００１１】
ダウンリンク上の単方向伝送が要求される場合、それからダウンリンク送信が始まる筈であるＢＴＳ［ノードＢ］が、パケット・データ・キューのサイズを計算し、次いでそれにとって使用可能である使用してない線形電力増幅器（ＬＰＡ）容量の量を測定する。
【００１２】
同様に、双方向伝送が要求される場合、送信を待つパケット・データのキュー・サイズに無関係に、専用チャネル（ＤＣＨ）がアップリンク上で用いられ、且つ専用ダウンリンク・チャネル（ＤＣＨ）と関連して専用の共用チャネル（ＤＳＣＨ）がダウンリンク上で用いられ得る。
本発明の実施形態が、ここで例示としてのみ図面を参照して説明されるであろう。
【００１３】
［好適な実施形態の説明］
図１に見られ得るように、第３世代セルラ通信システムにおいては、無線ネットワーク制御器（ＲＮＣ）１０２は、ある数（１からｋ）のＢＴＳ［又はノードＢ］と通信し、それらのＢＴＳ［又はノードＢ］は、次いでユーザ装置（ＵＥ）として知られているある数（１からｎ）のユーザ１０４、１０６、１０８と通信する。ユーザ装置は、移動電話機、ラップトップ・コンピュータ、ページング装置（ｐａｇｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ）等である。通信は、ソース・ノードＢ（ｓｏｕｒｃｅ　ｎｏｄｅ　Ｂ）１１０を介して行われる。各ソース・ノードＢは、ネットワークの構成要素であり、そしてＲＮＣと通信可能状態にある。これらの構成要素は、グローバル移動通信システム（ＧＳＭ）又は汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）の基地局制御器（ＢＴＳ）、移動局又はサブスクライバ（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ）（ＭＳ）及び送受信機基地局（ＢＴＳ）に等しい。
【００１４】
適切な送信手順を選択する方法は、要求される送信のタイプに依存する。使用可能なタイプの送信は、ｉ）アップリンク上での単方向パケット・データ転送、ｉｉ）ダウンリンク上での単方向パケット・データ転送、及びｉｉｉ）アップリンク及びダウンリンク上での双方向パケット・データ転送として表され得る。ＲＮＣは、実行されるべき送信のタイプを知っている。それは、ＲＮＣが、送信を開始中であるか、又は要求されたアップリンクに対する資源の割当てに関係しているかのいずれかであるからである。そのようにして、送信手順の選択は、行われるべき送信のタイプに従って実行される。送信のそれぞれのタイプに対する選択は、以下に詳細に説明される。
【００１５】
（上記で詳細に説明されたように、）行われるべき送信のタイプに依存しながら、パケット・データ転送で利用されるべき論理チャネルの選定は、主にある一定数の要因に依存する。これらの要因には、ＵＥでの、又は特定のＵＥのためのＲＮＣでのキュー・サイズ、即ち、送信を待っているデータ・パケットの数と、キューイングされたデータ・パケットと関連したサービス品質（ＱｏＳ）要件と、システムを現在用いているある一定数の音声及びデータ・ユーザと、それらのユーザの位置と、被っている干渉の現在レベルと、ＬＰＡ容量等とが含まれる。
【００１６】
アップリンク上での単方向パケット・データ転送のための論理チャネルの選定を図２に関して説明する。機能ボックス２０２は、ＵＥが測定報告メッセージをＲＮＣにソース・ノードＢを介して送るステップを示す。測定報告メッセージは、キュー・サイズ情報、ＵＥにおいて累積されたパケットのＱｏＳ要件、ロックされたフィンガーの数及びパイロット強度測定値等を有する。このステップは、アップリンクを要求するシステム内で現在動作している各ＵＥにより実行される。機能ボックス２０４は、各ノードＢの動作範囲内でアップリンクを要求するＵＥに対処しているその各ノードＢが、ＵＥがそのＵＥの活動に起因して被る雑音上昇（雑音における増大）を計算し且つこの値をＲＮＣに報告するステップを示す。前述したように、３ＧシステムにおけるノードＢは、ＧＳＭ又はＧＰＲＳシステムにおけるＢＴＳに相当する。そういうものだから、各ノードＢは、ＵＥの指定された範囲（ＵＥが動作するセルの範囲）内においてそのＵＥを担当している。
【００１７】
上記の情報の全てが受け取り済みになったとき、ＲＮＣは、情報／チャネル・ビット・レート、ＳＦ及びデータ・フレームの数を計算する。なお、そのデータ・フレームの数は、キューイングされたデータ・パケットを上記の計算された情報／チャネル・ビット・レートで送信するため要求されるものである。これらの値は、キュー・サイズ及び雑音上昇等のような他のシステム情報に基づいて計算される（機能ボックス２０６）。データは、所定数のフレームに対してＲＮＣで計算された情報ビット・レートで物理的チャネルを用いて、宛先装置（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ）へ送信される。各フレームは、特定の持続時間を有し、且つＵＥ又はノードＢによりアップリンク及びダウンリンクで送信のため利用され得るある数の時間スロットを備える。
【００１８】
機能ボックス２０８は、ＲＮＣがアップリンクでの使用に適する３つの論理チャネルのうちのどれを利用すべきであるかを決定する例示的ステップを示す。そのような決定は、次の順次的条件に従って実行される。
【００１９】
条件１：
パケットを送信するため要求されるフレームの数＜Ｔ１、且つ
チャネル・ビット・レート＜Ｒ１
ならば、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）を用いる。
ここで、Ｔ１及びＲ１はスレッショルドであり、そのスレッショルドの値は、実行に依存しており、且つＲＮＣのシステム・オペレータにより設定される。
【００２０】
条件２：
Ｔ１＜パケットを送信するため要求されるフレームの数＜Ｔ２、且つ
Ｒ１＜チャネル・ビット・レート＜Ｒ２、且つ
目標ノードＢでの雑音上昇＜Ｉ１、且つ
音声ユーザの数＜Ｖ１
ならば、共通パケット・チャネル（ＣＰＣＨ）又は増強されたアクセス・チャネル（ＥＡＣＨ）を用いる。
再び、Ｔ１、Ｔ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｉ１及びＶ１はスレッショルドであり、それらのスレッショルドの値は、実行に依存し、且つシステム・オペレータにより定義される。更に、Ｔ２＞Ｔ１、且つＲ２＞Ｒ１である。
【００２１】
条件３：
条件１も条件２も適合されないならば、専用チャネル（ＤＣＨ）を用いる。
【００２２】
上記条件は、どの論理チャネルがデータ・パケットをアップリンク上で転送するため用いられるべきであるかを決定する典型的な方法を示す。その中のスレッショルドは、ＲＡＣＨが短いメッセージ又は送信（例えば１個又は２個のフレーム）に対して用いられることと、ＣＰＣＨ又はＥＡＣＨが中間の長さのメッセージ又は送信（例えば３個から１０個のフレーム）のため用いられることと、ＤＣＨが長いメッセージ又は送信（例えば、＞１０フレーム）のため用いられることを保証する値に設定される。
【００２３】
ダウンリンク上での単方向パケット・データ転送のための論理チャネルの選定が図３に図示されている。分かり得るように、ダウンリンクに対しては、送信されるべきパケットが、ＲＮＣで特定のユーザのためキューアップする（列を作る）（ｑｕｅｕ  ｕｐ）。ノードＢは、キュー・サイズを計算し、そして使用してない線形電力増幅器（ＬＰＡ）容量の量を測定し、次いで、その量を、ノードＢはＲＮＣに送る。ＬＰＡは、ノードＢ内に存在するシステムのハードウエア構成要素である。
【００２４】
機能ボックス３０４は、ＲＮＣが与えられた情報（キュー・サイズの形式で）を利用して、キューイング・データ・パケットを送信するため要求されるチャネル・ビット・レート及びフレームの数を計算する。次いで、この情報を次の条件において用いて、ダウンリンクにとって使用可能である２つの論理チャネルのうちのどれを用いるべきかを決定する（機能ボックス３０６）。
【００２５】
パケットを送信するため要求されるフレームの数＜Ｔ３、且つ
チャネル・ビット・レート＜Ｒ３
ならば、順方向アクセス・チャネル（ＦＡＣＨ）を用い、
その他の場合には、専用チャネル（ＤＣＨ）に関連して専用の共用チャネル（ＤＳＣＨ）を用いる。
再度、Ｔ３及びＲ３は、実行に依存するスレッショルドであり、そのスレッショルドの値は、システム・オペレータにより設定される。
【００２６】
上記条件は、ＦＡＣＨが短い持続時間の送信（例えば１個から２個のフレーム）のため用いられること、及びＤＳＣＨ（ダウンリンクＤＣＨに関連して）がより長い持続時間の送信（例えば２個のフレームより大きい）のため用いられることを保証する。
【００２７】
利用され得る最終のタイプの送信は、アップリンク及びダウンリンク上での双方向パケット・データ転送である。そのような送信が開始されるべきとき、用いるべき送信手順の決定を実行する必要がない。この場合、キュー・サイズに無関係にデータ・パケット転送のための迅速な初期化手順を利用して、ＤＣＨを常にアップリンク上に用いるべきであり、そしてＤＣＨと関連したＤＳＣＨを常にダウンリンク上に用いるべきである。迅速な初期化手順は、データが送信を要求しないとき専用チャネルの終了を、そしてデータが次ぎに送信を要求するときその関連の迅速な再始動を含む手順である。同様に、これは、バーストでのパケットの送信を可能にする。
【００２８】
上記方法は、最も妥当で且つ適切な論理チャネルがデータ・パケットの送信のため、アップリンク上であろうとダウンリンク上であろうと、且つ送信が単方向であろうと双方向であろうと利用されることを保証する利点を有する。論理チャネルは一般的に、優勢なシステム状態及び条件を考慮して選定され、選定を改良し、そしてシステム性能を最適化する。
上記の方法に加えて、その方法を実行することにより、それに固有の利点を達成する手段を備えるシステムが提供される。
【００２９】
図４は、本発明に従った無線通信システム１０の一例の一般的スキームを図示する。図４の移動局２、４及び６は、基地局８と通信することができる。移動局２、４及び６は、移動電話機であることができるであろう。代替として、それらは、ＰＭＲ無線装置、即ち、車両に取り付けられた携帯無線装置又は移動無線装置であることができるであろう。
【００３０】
図４に示される移動局のそれぞれは、基地局８を介して１つ又はそれより多い他の移動局と通信することができる。移動局２、４及び６が直接モード動作の能力がある場合、それらは、直接相互に又は他の移動局と、通信リンクが基地局８を経ることなしに、通信し得る。
【００３１】
図５は、本発明に従って動作する移動局（ＭＳ）を図示する。図５の移動局（ＭＳ）は、無線通信装置であり、そして携帯又は移動無線装置又は移動電話機のうちのいずれかであり得る。
【００３２】
図５の移動局２は、音声を移動局のユーザから送信することができる。移動局は、その移動局による送信のための信号を供給するマイクロフォン３４を備える。マイクロフォン３４からの信号は、送信回路２２により送信される。送信回路２２は、スイッチ２４及びアンテナ２６を介して送信する。
【００３３】
移動局２はまた、制御器２０及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３２を有する。制御器２０はマイクロプロセッサであり得る。
ＲＯＭ３２は、恒久型メモリであり、そして不揮発性の電気的消去可能なプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であり得る。ＲＯＭ３２は制御器２０にライン３０を介して接続されている。
【００３４】
図５の移動局２はまた、ディスプレイ４２及びキーパッド４４を備え、それらは、移動局のユーザ・インターフェース回路の一部として働く。ユーザ・インターフェース回路の少なくともキーパッド４４部分は、ユーザにより付勢可能である。移動局の音声付勢も採用し得る。同様に、例えば、タッチ・センシティブ（接触して感応する）・スクリーンのような、ユーザとの対話の他の手段を用い得る。
【００３５】
移動局により受信された信号は、スイッチ２４により受信回路２８にルート付けされる。そこから、受信信号は、制御器２０及びオーディオ処理回路３８にルート付けされる。スピーカ４０が、オーディオ処理回路３８に接続されている。スピーカ４０は、ユーザ・インターフェースの別の一部を形成する。
【００３６】
データ端末３６を設け得る。データ端末３６は、送信回路２２、スイッチ２４及びアンテナ２６による送信のためのデータを含む信号を与えるであろう。受信回路２８により受信されたデータはまた、データ端末３６に与えられ得る。これを可能にする接続は、図示の明瞭のため図５から省略されている。
【００３７】
本発明が広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムを参照して説明されたが、本発明は汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）を含む他の第３世代セルラ通信システムに等しく適用可能であることが認められるであろう。
勿論、本発明が例示としてのみ説明され、そして詳細の変更が特許請求の範囲内で行われることができることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、３Ｇセルラ通信ネットワークとそのユーザとの間の相互作用を示す。
【図２】
図２は、本発明に従った、アップリンク上の単方向パケット・データ転送のための送信手順の選択を図示するフロー図を示す。
【図３】
図３は、本発明に従った、ダウンリンク上の単方向パケット・データ転送のための送信手順の選択を図示するフロー図を示す。
【図４】
図４は、本発明に従って無線通信システム１０が動作する一般的スキームを図示する。
【図５】
図５は、図面のシステムで使用の移動局（ＭＳ）を図示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
2004502362.tif 000007
2004502362.tif 000008
2004502362.tif 000009
2004502362.tif 000010
2004502362.tif 000011
2004502362.tif 000012
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2004502362.tif 000014
2004502362.tif 000015
2004502362.tif 000016
2004502362.tif 000017
2004502362.tif 000018
2004502362.tif 000019
2004502362.tif 000020
2004502362.tif 000021
2004502362.tif 000022
2004502362.tif 000023
2004502362.tif 000024
【国際調査報告】
2004502362.tif 000025
2004502362.tif 000026
2004502362.tif 000027