(57)【要約】パケットデータ通信システムにおいてパケットデータのための割り当て周期が決定される。移動ステーションから測定値が収集され、そしてその収集した測定値に基づき、少なくとも１つの考えられるベースステーションに対し移動ステーションへデータパケットを送信するための最大割り当て周期が決定される。少なくとも１つの決定された最大割り当て周期に基づいて、ベースステーション及びそれに対応する割り当て周期が選択される。
2004519181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいてパケットデータのための割り当て周期を決定する方法であって、
移動ステーションから測定値を収集し、
その収集した測定値に基づき、少なくとも１つの考えられるベースステーションに対し移動ステーションへデータパケットを送信するための最大割り当て周期を決定し、
少なくとも１つの決定された最大割り当て周期に基づいて、考えられるベースステーションからベースステーションを決定し、そして
その決定されたベースステーション及びそれに対応する割り当て周期を選択するという段階を備えた方法。
【請求項２】
移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうかを検出する段階を更に備え、そして上記決定及び選択段階は、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあることが検出された場合に実行される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうかは、アクティブなＢＳ更新レートに基づいて検出される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうかは、収集された測定値に含まれたチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値に基づいて検出される請求項２に記載の方法。
【請求項５】
収集された測定値は、移動ステーションにより得られたＳＨＯ測定値を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
収集された測定値から、チャンネルの低速フェージング特性が導出される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
収集された測定値から、考えられる当該ベースステーションのチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値と、考えられる他のベースステーションのチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値との差を得る請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの最大割り当て周期は、上記低速フェージング特性及び上記チップ当たりエネルギー・対・干渉比の値間の差から決定される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
移動ステーションの速度は、収集された測定値から決定される請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの最大割り当て周期は、上記低速フェージング特性、上記チップ当たりエネルギー・対・干渉比の値間の差、及び移動ステーションの速度から決定される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記測定値は、セルベースで収集されそして処理される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
上記測定値は、長い時間周期にわたって収集されそして処理される請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
上記対応する割り当て周期は、選択されたベースステーションの最大割り当て周期を越えない請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
最も長い最大割り当て周期が必要とされる場合に、最良のベースステーションが選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
通信システムにおいてパケットデータのための割り当て周期を決定する制御装置であって、
移動ステーションから測定値を収集し、その収集した測定値に基づき、少なくとも１つの考えられるベースステーションに対し移動ステーションへデータパケットを送信するための最大割り当て周期を決定し、そして少なくとも１つの決定された最大割り当て周期に基づいて、考えられるベースステーションからベースステーションを決定するための制御エンティティ（ＲＮＣ）と、
その決定されたベースステーション及びそれに対応する割り当て周期を選択するためのスケジューリングエンティティ（ＰＳ）と、
を備えた制御装置。
【請求項１６】
上記制御エンティティは、更に、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうか検出し、そして上記制御エンティティは、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあることを検出すると、少なくとも１つの最大割り当て周期の決定を実行する請求項１５に記載の制御装置。
【請求項１７】
上記制御エンティティは、アクティブなＢＳ更新レートに基づいて、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうか検出するように構成される請求項１６に記載の制御装置。
【請求項１８】
上記制御エンティティは、収集された測定値に含まれたチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値に基づいて、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうか検出するように構成される請求項１６に記載の制御装置。
【請求項１９】
上記収集された測定値は、移動ステーションにより得られたＳＨＯ測定値を含む請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２０】
上記制御エンティティは、上記収集された測定値からチャンネルの低速フェージング特性を導出するように構成された請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２１】
上記制御エンティティは、収集された測定値から、考えられる当該ベースステーションのチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値と、考えられる他のベースステーションのチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値との差を得るように構成された請求項２０に記載の制御装置。
【請求項２２】
上記制御エンティティは、少なくとも１つの最大割り当て周期を、上記低速フェージング特性及び上記チップ当たりエネルギー・対・干渉比の値間の差から決定する請求項２１に記載の制御装置。
【請求項２３】
上記制御エンティティは、上記収集された測定値から移動ステーションの速度を決定するように構成される請求項２１に記載の制御装置。
【請求項２４】
上記制御エンティティは、少なくとも１つの最大割り当て周期を、上記低速フェージング特性、上記チップ当たりエネルギー・対・干渉比の値間の差、及び移動ステーションの速度から決定するように構成された請求項２３に記載の制御装置。
【請求項２５】
上記制御エンティティは、セルベースで測定値を収集しそして処理する請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２６】
上記制御エンティティは、長い時間周期にわたって測定値を収集しそして処理する請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２７】
上記スケジューリングエンティティは、上記対応する割り当て周期を、上記選択されたベースステーションの最大割り当て周期を越えないように選択する請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２８】
上記最良のベースステーションは、最も長い最大割り当て周期が必要とされる場合に選択される請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２９】
上記制御エンティティ及びスケジューリングエンティティは、同じ物理的ネットワーク要素に配置される請求項１５に記載の制御装置。
【請求項３０】
上記制御エンティティ及びスケジューリングエンティティは、異なる物理的ネットワーク要素に配置され、そして上記スケジューリングエンティティは、上記決定されたベースステーション及びそれに関連した最大割り当て周期に関する情報を上記制御エンティティから受け取るように構成される請求項１５に記載の制御装置。
【請求項３１】
パケットデータのための割り当て周期を決定する通信システムにおいて、
移動ステーションから測定値を収集し、その収集した測定値に基づき、少なくとも１つの考えられるベースステーションに対し移動ステーションへデータパケットを送信するための最大割り当て周期を決定し、そして少なくとも１つの最大割り当て周期に基づいて、考えられるベースステーションからベースステーションを決定するための制御エンティティ（ＲＮＣ）と、
その決定されたベースステーション及びそれに対応する割り当て周期を選択するためのスケジューリングエンティティ（ＰＳ）と、
を備えた通信システム。
【請求項３２】
上記制御エンティティは、更に、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうか検出し、そして上記制御エンティティは、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあることを検出すると、少なくとも１つの最大割り当て周期の決定を実行する請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
上記制御エンティティは、アクティブなＢＳ更新レートに基づき、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうか検出するように構成される請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
上記制御エンティティは、収集された測定値に含まれたチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値に基づいて、移動ステーションがハンドオーバーエリアにあるかどうか検出するように構成される請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
上記収集された測定値は、移動ステーションにより得られたＳＨＯ測定値を含む請求項３１に記載のシステム。
【請求項３６】
上記制御エンティティは、上記収集された測定値からチャンネルの低速フェージング特性を導出するように構成された請求項３１に記載のシステム。
【請求項３７】
上記制御エンティティは、収集された測定値から、考えられるベースステーションのチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値と、他の考えられるベースステーションのチップ当たりエネルギー・対・干渉比の値との差を得るように構成された請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
上記制御エンティティは、少なくとも１つの最大割り当て周期を、上記低速フェージング特性及び上記チップ当たりエネルギー・対・干渉比の値間の差から決定するように構成された請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
上記制御エンティティは、上記収集された測定値から移動ステーションの速度を決定するように構成される請求項３７に記載のシステム。
【請求項４０】
上記制御エンティティは、少なくとも１つの最大割り当て周期を、上記低速フェージング特性、上記チップ当たりエネルギー・対・干渉比の値間の差、及び移動ステーションの速度から決定するように構成された請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
上記制御エンティティは、セルベースで測定値を収集しそして処理する請求項３１に記載のシステム。
【請求項４２】
上記制御エンティティは、長い時間周期にわたって測定値を収集しそして処理する請求項３１に記載のシステム。
【請求項４３】
上記スケジューリングエンティティは、上記対応する割り当て周期を、上記選択されたベースステーションの最大割り当て周期を越えないように選択する請求項３１に記載のシステム。
【請求項４４】
上記最良のベースステーションは、最も長い最大割り当て周期が必要とされる場合に選択される請求項３１に記載のシステム。
【請求項４５】
上記制御エンティティ及びスケジューリングエンティティは、同じ物理的ネットワーク要素に配置される請求項３１に記載のシステム。
【請求項４６】
上記制御エンティティ及びスケジューリングエンティティは、異なる物理的ネットワーク要素に配置され、そして上記スケジューリングエンティティは、上記決定されたベースステーション及びそれに関連した最大割り当て周期に関する情報を上記制御エンティティから受け取るように構成される請求項３１に記載のシステム。
【請求項４７】
上記制御装置は、移動ステーションがアタッチされる無線アクセスネットワークに配置される請求項３１に記載の通信システム。
【請求項４８】
上記制御エンティティは、無線アクセスネットワークを配備したとき以来の測定値を収集しそして処理する請求項４７に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、パケットサービスに特別に焦点を合わせたコード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）のための無線リソース管理（ＲＲＭ）の分野に係る。
【０００２】
【背景技術】
現在のパケットデータ通信システムでは、ダウンリンクパケットサービスに対してソフトハンドオーバー（ＳＨＯ）が使用され、そしてパケットスケジューリングが周期的に行われる。しかしながら、ＳＨＯは、パケットサービスに対して常に有益ではないことが研究により示されている。
干渉の観点から、ダウンリンクにＳＨＯを行うことは望ましくない。例えば、多数のベースステーション（ＢＳ）から到来する平均的な伝播ロスが同じであって、ＲＡＫＥ受信器における多経路合成が僅かであることは、非常に稀である。
【０００３】
更に、パケット送信は回路交換コールに比して短く、又、繋ぎ目のない接続が命令されることもない。パケット移動ステーション（ＭＳ）は、ＤＴＸ（不連続送信）モードであることがしばしばあり、ＤＴＸ中に不必要にＳＨＯ更新を実行しても、システムの性能に影響することはない。
従って、ダウンリンクパケットサービスに対してＳＨＯを使用しても、必ずしもシステム容量を改善することにならず、むしろ、多量のシグナリングを導入することになる。
【０００４】
【発明の開示】
それ故、本発明の目的は、パケット移動ステーションのためのパケットスケジューリングを改善することである。
本発明の１つの特徴によれば、この目的は、通信システムにおいてパケットデータのための割り当て周期を決定する方法により達成される。この方法は、移動ステーションから測定値を収集する段階を備えている。その収集された測定値に基づき、少なくとも１つの考えられるベースステーションに対して移動ステーションへデータパケットを送信するための最大割り当て周期が決定され、そして少なくとも１つの決定された最大割り当て周期に基づいて、考えられるベースステーションからベースステーションが決定される。次いで、その決定されたベースステーション及びそれに対応する割り当て周期が選択される。
【０００５】
本発明の別の特徴によれば、上記目的は、通信システムにおいてパケットデータのための割り当て周期を決定する制御装置により達成される。この制御装置は、移動ステーションから測定値を収集し、そしてその収集した測定値に基づき、少なくとも１つの考えられるベースステーションに対し移動ステーションへデータパケットを送信するための最大割り当て周期を決定するように構成された制御エンティティを備えている。この制御エンティティは、少なくとも１つの決定された最大割り当て周期に基づいて、考えられるベースステーションからベースステーションを決定する。更に、制御装置は、その決定されたベースステーション及びそれに対応する割り当て周期を選択するためのスケジューリングエンティティも備えている。
【０００６】
本発明の更に別の特徴は、従属請求項に規定する。
本発明によれば、適応割り当て周期を伴うハードハンドオーバー（ＨＨＯ）が使用される。従って、ダウンリンクにはＳＨＯがもはや生じない。ＳＨＯはシステムの複雑さ及び容量も減少するので、これは明らかに効果的である。本発明者により行われたシミュレーションによれば、ダウンリンクＳＨＯは、より多くのＢＳ電力を必要とする。無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）及びエアインターフェイス内のシグナリングの著しい減少が達成される。
本発明によれば、パケット割り当て周期を適応式に決定することができ、そしてセルの境界付近では短くすることができる。
【０００７】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明の考え方は、ハンドオーバーなしにパケット送信を実行できる最大パケット割り当て周期（即ち送信時間）を少なくとも１つの考えられるベースステーションに対して決定することである。換言すれば、セルの最大パケット割り当て周期中には、パケット送信がスタートしたときに適切であったセルにおいて行われる送信の中でセルが不適切となる確率が小さい。
【０００８】
パケットスケジューリングを改善するために、パケットスケジューラー（ＰＳ）は、ハンドオーバーエリア、即ちセルの境界付近にいる移動ステーション（ＭＳ）を分離又は少なくとも識別できねばならない。この情報は、ＭＳがアタッチされる無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）内の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）により、アクティブなベースステーション（ＢＳ）更新レートに基づき、又はチップ当たりエネルギー・対・干渉比（Ｅｃ／Ｉｏ）の値から抽出することができる。ＰＳは、ＲＮＣに配置されてもよいし、又はベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）に配置されてもよい。
【０００９】
図１に示すように、ＭＳは、測定報告をＲＡＮに向けて送信する。これら測定値は、現在のＳＨＯ測定値である。ＲＮＣは、ＭＳから送信された測定値を収集しそして処理する。これらの測定値に基づいて、ＲＮＣは、ＭＳがハンドオーバーエリアにいるかどうか識別することができる。更に、処理された測定値から、ＲＮＣは、考えられるＢＳに対する最大割り当て周期を決定し、そしてその決定された最大割り当て周期に基づいて、考えられるＢＳから適切な又は最良のＢＳを決定することができる。最良のセルの最大割り当て周期の間には、別のセルが最良のセルとなる確率は低い。ＲＮＣは、最大割り当て周期及び適切な又は最良のＢＳに関する情報をＰＳに通信する。最初に、ＰＳは、ＭＳに対して適切な又は最良のＢＳを選択し、次いで、ＭＳに対するデータパケットを、ＭＳのビットレート、及びその選択されたＢＳの最大割り当て周期に基づいて設定された割り当て周期で、その選択されたＢＳに送信する。
【００１０】
以上の説明から、適応割り当て周期を伴うハードハンドオーバー（ＨＨＯ）が使用されることが理解できよう。ＨＨＯのみを使用する考え方の背後にある原理は、パケット送信コールが回路交換コールより短いことによるものである。上記のアルゴリズムによれば、パケットの送信中に、パケットＭＳは、いかなるハンドオーバー更新も実行しない。最初に、ＢＳが選択され、そしてＰＳがある容量を割り当てる。
ＲＮＣが、ＭＳに対する最大割り当て周期をいかに決定するかについて、以下に説明する。
【００１１】
割り当て周期は、新たなＢＳが選択されるたびに設定されねばならない。又、割り当て周期は、以前の割り当て周期が終わったときにも設定される。割り当て周期が満了となった後にハンドオーバーを実行する必要はないが、新たな割り当て周期を推定しなければならない（送信すべきデータがまだある場合）。この割り当て周期は、無線チャンネルにおける変化の量に依存し、これは、次いで、低速フェージング及び経路ロス変化に依存する。経路ロスによる変化は、影又は低速フェージングの変化に比して小さく、従って、経路ロスの変化を無視することができる。
【００１２】
例えば、３及び５０ｋｍ／ｈのＭＳ速度がとられ、そして時間に対する低速フェージングの平均変化が測定される。低速フェージングの式から、ＭＳが移動した距離の関数として相関関係が次のように表わされる。
【数１】
2004519181.tif 000003
但し、Ｒｃは、相関係数であり、そしてＸ（ｔ）は、正規分布されたランダム番号である。Ｘ（ｔ）のランダム発生器は、フェージングプロセスの希望の平均及び標準偏差を考慮に入れる。Ｒｃは、次のように計算される。
【数２】
2004519181.tif 000004
但し、ｄｘは、サンプルとサンプルとの間の距離間隔であり、ｄｃｏｒｒは、相関解除（ｄｅ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）距離であり、そしてρｃは、ｄｃｏｒｒにおける対応相関係数である。従って、３及び５０ｋｍ／ｈ、５０ｍのｄｃｏｒｒ、及びρｃ＝０．５の場合に、量ｓｑｒｔ（１−Ｒｃ２）が図２にプロットされている。
【００１３】
図２に示すように、パケット送信時間が増加するにつれて、より大きな影を有する機会が増加する。従って、割り当てられた周期内で適切な又は最良のＢＳが変化しないある程度の信頼性を得るために、ある最大送信時間が必要とされる。
ハンドオーバーのエリアは、かなり大きい（即ち、マクロセル環境ではユーザ又はＭＳの４０％が潜在的にハンドオーバーの候補となる）ので、ハンドオーバーがパケットスケジューリングにおいて考慮されるのが重要である。上述したように、低速フェージングは、送信周期を制限する。「アクティブなセット」（即ちＢＳ）が変化する場合に干渉を回避するために、低速フェージングをパケットスケジューリングにおいて考慮しなければならない。
【００１４】
一般的なルールとして、パケットターミナル又はＭＳに対しＰＳにより決定される最大容量割り当て周期は、ＨＨＯが使用される場合に平均的なアクティブなＢＳ更新より小さくなければならない。これは、パケット送信周期内で低速フェージングが大きく変化しないことを保証する。
典型的なＷＷＷモデルでは、１つのパケットコールにおける平均バッファサイズがほぼ１２キロバイトである。３２ｋｂｐｓでは、これは、平均で３秒の送信を必要とする。パケットサイズが大きなバリアンスを有するときには、１０秒の送信時間をもつことが珍しくはない。これは、異なる割り当て周期における小さな送信へとセグメント化することもできるし、或いは高ビットレートのベアラにおいて送信することもできる。従って、予想される送信周期は、非常に小さくなる（即ち、＜３秒）。図２を参照すれば、５０ｋｍ／ｈの速度及び３秒の送信時間において、低速フェージングを伴い、標準偏差が１０ｄＢの状態で、平均で２ｄＢの変化が予想される。これは、全く受け入れられるものである。
【００１５】
最大の割り当て周期を得るための最良の方法は、規定の周期内にハンドオーバーの確率が低くなるように、ある信頼性を設定することによる。これは、図３により表わすことができる。上述したように、低速フェージングに対し時間の関数として予想される標準偏差は増加する。従って、任意のＢＳのＥｃ／Ｉｏ値が適切な又は最良のＢＳを越える確率は、ＭＳの速度、適切な又は最良のＢＳと他のＢＳとの間の初期Ｅｃ／Ｉｏ差（ΔＥｃ／Ｉｏ）、及びチャンネルの低速フェージング特性に依存する。信頼性間隔を設定することにより最大割り当て周期を決定することができる。
【００１６】
図４は、安全周期即ち最大割り当て周期を、Ｅｃ／Ｉｏの関数として、種々の速度及び初期ΔＥｃ／Ｉｏ値に対し、非相関の影のフェージングを伴い標準偏差が１０ｄＢの状態で、示している。
小さな最大割り当て周期は、図４に示すように小さくする必要はない。というのは、適切な又は最良のＢＳが変化する場合の平均的な差は、最大割り当て周期が小さい場合に小さいからである。
【００１７】
ＲＮＣにおいて最大割り当て周期を決定するために、各環境に対して図４のような曲線を作成する必要がある。このような曲線を作成する場合に、影のフェージングの特性（相関長さ）に関する幾つかの知識が必要となる。これは、ＭＳにより無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）に供給される測定値を後処理することにより達成できる。これらの測定値は、時間級数として得ることができねばならない。というのは、時間的な相関を見つけられる方法に過ぎないからである。このことは、ＲＮＣによって実行されるデータ収集／フィルタリングに、ある程度の変更を必要とする。影のフェージング特性は、環境に依存するので、測定値がセルベースで収集されてもよく、或いはネットワークがその配備時以来入手できるデータを処理してもよい（自動同調特徴）。現在の好ましい実施形態によれば、現在のＳＨＯ測定は、図１を参照して説明したアルゴリズムを実施するのに充分である。
【００１８】
図４は、パケットスケジューリングに考慮されねばならない。このため、ソフトウェアの単純な追加がＲＮＣにおいて必要とされる。
以上、好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、これは、本発明を単に説明するものに過ぎず、本発明を何ら制限するものではない。特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、種々の変更や修正がなされ得ることが当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の好ましい実施形態によるハンドオーバー及びパケットスケジューリングを示すブロック図である。
【図２】
低速フェージング変化・対・パケット送信時間を示す図である。
【図３】
安全なパケット割り当て周期を示す図である。
【図４】
非相関の低速フェージングに対する最大割り当て周期を示す図である。
【図１】
2004519181.tif 000005
【図２】
2004519181.tif 000006
【図３】
2004519181.tif 000007
【図４】
2004519181.tif 000008
【国際公開パンフレット】
2004519181.tif 000009
2004519181.tif 000010
2004519181.tif 000011
2004519181.tif 000012
2004519181.tif 000013
2004519181.tif 000014
2004519181.tif 000015
2004519181.tif 000016
2004519181.tif 000017
2004519181.tif 000018
2004519181.tif 000019
2004519181.tif 000020
2004519181.tif 000021
2004519181.tif 000022
2004519181.tif 000023
2004519181.tif 000024
2004519181.tif 000025
2004519181.tif 000026
2004519181.tif 000027
2004519181.tif 000028
2004519181.tif 000029
2004519181.tif 000030
【国際調査報告】
2004519181.tif 000031
2004519181.tif 000032
2004519181.tif 000033