(57)【要約】【課題】無線通信システムにおけるふくそう制御のための方法と装置。【解決手段】一実施形態において、ふくそうビットのステータスは、アクセス端末において実行される、増加または減少のような、調整のタイプを示し、逆方向リンク上の伝送のための次のデータ転送速度を決定する。ふくそうビットのステータスはふくそうパラメータを所定の閾値（１８６）と比較することにより決定される。一実施形態は、所望のふくそう測定基準閾値に対してあるマージンを有する外部ループ閾値を実施する。外部ループ閾値は、測定されたふくそう測定基準を所望の閾値（１９２，１９４，１９６）と比較することに応じて調整される。外部ループ閾値調整はふくそう測定基準を所望の閾値を超える所定の確率以内に維持する。【選択図】図３
2004533188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を具備する、ふくそうインジケータを発生するための方法：
所望の閾値の関数として外部ループ閾値を決定し、ふくそう測定基準を測定する；
る；
前記ふくそう測定基準を前記所望のしきい値と比較する；
前記測定されたふくそう測定基準と前記所望の閾値との比較に応じて前記外部ループ閾値を更新する。
【請求項２】
前記ふくそう測定基準がライズ・オーバー・サーマル測定値である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに下記を具備する、請求項１記載の方法：
前記ふくそう測定基準を前記外部ループ閾値と比較する；および
前記ふくそう測定基準と前記外部ループ閾値との比較に応じてふくそうインジケータを送信する。
【請求項４】
前記外部ループ閾値を更新することが下記をさらに具備する、請求項１記載の方法：
前記ふくそう測定基準を前記所望の閾値と比較した第１の結果に応じて前記外部ループ閾値から第１の値Δを減算する；
前記ふくそう測定基準を前記所望の閾値と比較した第２の結果に応じて前記外部ループ閾値から第２の値δを減算する。
【請求項５】
Δ対δの比が前記ふくそう測定基準の前記所望の閾値を超える確率に相当する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
無線通信システムにおいて、下記を具備する装置：
前記無線システムのふくそう測定基準を測定するように機能するふくそう測定基準測定ユニット；および
所望の閾値の関数として外部ループ閾値を決定するように機能する外部ループ閾値調整ユニット。
【請求項７】
さらに下記を具備する、請求項６記載の装置：
前記ふくそう測定基準測定ユニットおよび前記外部ループ閾値調整ユニットに接続され、測定されたふくそう測定基準と前記外部ループ閾値との比較に応じて次のふくそうインジケータを決定するように機能する比較器。
【請求項８】
さらに下記を具備する、請求項６記載の装置：
前記ふくそう測定基準測定ユニットおよび前記外部ループ閾値調整ユニットに接続され、前記測定されたふくそう測定基準を所望の閾値と比較するように機能し、前記外部ループ閾値調整ユニットは、前記第２の比較器に応答して前記外部ループ閾値を調節する。
【請求項９】
前記外部ループ閾値調整ユニットは下記を具備する、請求項８記載の装置：
前記ふくそう測定基準を前記所望の閾値と比較した第１の結果に応じて前記外部ループ閾値から第１の値Δを減算することにより前記外部ループ閾値を調整する第１の手段；および
前記ふくそう測定基準を前記所望の閾値と比較した第２の結果に応じて前記外部ループ閾値から第２の値δを減算することにより前記外部ループ閾値を調整するための第２の手段；
ここでΔ対δの比は前記ふくそう測定基準の前記所望の閾値を超える確率に相当する。
【請求項１０】
前記第１の手段はコンピュータ読み出し可能な記憶装置上に記憶されたコンピュータ読み出し可能な命令群のセットであり、および前記第２の手段は前記コンピュータ読み出し可能な記憶装置上に記憶されたコンピュータ読み出し可能な命令群の第２のセットある、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記外部ループ閾値調整ユニットは前記外部ループ閾値を前記所望の閾値に初期化する、請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記外部ループ閾値調整ユニットは前記所望の閾値に関して所定のマージンを有する前記外部ループ閾値を決定する、請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関する。特に、本発明は無線通信システムにおけるふくそう制御のための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信では、１基地局は複数の移動体ユーザと通信する。無線通信は、音声またはビデオ伝送のような、少遅延のデータ通信、あるいはパケット化データ伝送のような、高速データ通信を含むことができる。１９９７年１１月３日提出、米国特許出願番号第０８／９６３，３８６号、タイトル“高速パケットデータ伝送のための方法と装置（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＲＡＴＥ  ＰＡＣＫＥＴ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ）”は高速パケットデータ伝送を記述しており、そしてこれによって引用により明確に組み込まれる。
【０００３】
無線通信システム、特にパケット化された伝送に適したシステムでは、ふくそうおよび過負荷がシステムのスループットを低減することがある。ふくそうはそのシステムの定格出力に関してペンディング(pending) およびアクティブ・トラフィックの量の尺度である。システムの過負荷はペンディングおよびアクティブ・トラフィックが定格出力を超えた時に起こる。システムは中断無しにトラフィック状態を維持するために、すなわち、資源の過負荷および不足負荷(underloading)を避けるために、目標ふくそうレベルを実施することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
過負荷での１つの問題は遅延伝送レスポンスである。レスポンス時間の増加はしばしばアプリケーション・レベルタイムアウト(application level timeouts)を引き起こし、この場合、そのデータを必要とするアプリケーションは、アプリケーションが許されるようにプログラムされるよりも長く待つ。アプリケーションはその後、タイムアウトでメッセージを不必要に再送し、さらなるふくそうを引き起こすであろう。もしもこの状態が続くと、システムはどのユーザにもサービスできない状態になるかもしれない。したがって、何もふくそう制御が無いときは、システムはその定格出力よりも大幅に下回って実行するであろう。従って無線システムの効率を増加し、過負荷または故障の確率を減少させるふくそう制御の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここに開示された実施形態は、閾値に対する測定されたふくそう測定基準の比較によりふくそうインジケータを決定するふくそう制御の効率的な方法を提供することにより、上述した必要性に対処する。一観点によれば、ふくそうインジケータを発生するための方法は、所望の閾値の関数とし外部ループ閾値を決定し、ふくそう測定基準を測定し、ふくそう測定基準を所望の閾値と比較し、および測定されたふくそう測定基準と所望の閾値との比較に応答して外部ループ閾値を更新することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
術語“典型的な(exemplary) ”は“実施例、事例、または実例として機能すること(serving) ”を意味すべくここでは、独占的に使用される。“典型的な”としてここに記載されたいかなる実施形態も必ずしも他の実施形態以上に好ましいとか有利であると解釈されない。
【０００７】
ここで、アクセス端末ＡＴと呼ばれる移動加入者局は、移動式または固定式であってもよく、また１つ以上の基地局と通信してもよい。アクセス端末はここでは、モデムプールコントローラＭＰＣと呼ばれる基地局コントローラに、１つ以上のモデムプールトランシーバを介してデータパケットを送受信する。モデムプールトランシーバおよびモデムプールコントローラは、アクセスネットワークと呼ばれるネットワークの部品である。アクセスネットワークは複数のアクセス端末間でデータパケットを運ぶ。アクセスネットワークはさらに、企業内イントラネットまたはインターネットのような、アクセスネットワーク外部のさらなるネットワークにさらに接続してもよく、そして各アクセス端末とそのような外部ネットワークとの間でデータパケットを運ぶことができる。１つ以上のモデムプールトランシーバとアクティブトラフィックチャネル接続を確立したアクセス端末は、アクティブアクセス端末と呼ばれ、そしてトラフィック状態にあると言われる。留意すべきは、アクセスネットワークは基地局で構成してもよく、ここで基地局は複数のアクセス端末および基地局コントローラとの通信用に適合される点である。
【０００８】
１つ以上のモデムプールトランシーバとのアクティブトラフィックチャネル接続を確立する過程にあるアクセス端末は、接続セットアップ状態にあると言われる。アクセス端末は、無線チャネルを介して、または例えば光ファイバや同軸ケーブルを用いた有線チャネルを介して通信する、いずれかのデータ装置であってよい。アクセス端末はさらに、これらに限定されないが、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）、外部または内部モデム、あるいは無線または有線電話を含む多数のタイプの装置のいずれかであってよい。それを介してアクセス端末がモデムプールトランシーバに信号を送る通信リンクは逆方向リンクと呼ばれる。それを介してモデムプールトランシーバがアクセス端末に信号を送る通信リンクは順方向リンクと呼ばれる。
【０００９】
図１は多数のユーザをサポートし、そしてこの発明の少なくともいくつかの観点および実施形態を実施することができる通信システム１００の図である。システム１００は多数のセル１０２Ａ乃至１０２Ｇに通信を提供し、各セルはそれぞれ対応する基地局１０４Ａ乃至１０４Ｇによりサービスされる。典型的な実施形態では、基地局１０４のいくつかは複数の受信アンテナを有し、そして他は１つの受信アンテナのみを有する。同様に、基地局１０４のいくつかは複数の送信アンテナを有し、そして他は単一の送信アンテナを有する。送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせに関して制約はない。したがって、１つの基地局１０４が、複数の送信アンテナと単一の受信アンテナとを有すること、あるいは複数の受信アンテナと単一の送信アンテナとを有すること、あるいは両方とも単一または複数の送信および受信アンテナを有することが可能である。
【００１０】
有効範囲領域内の端末１０６は固定される（すなわち、固定式）か移動式であってよい。図１に示されるように、種々の端末１０６はシステムの全体にわたって分散される。各端末１０６は、例えば、ソフトハンドオフが使用されるかどうか、あるいは端末が複数の基地局からの複数の伝送を（同時にまたは連続的に）受信するように設計されて動作するかどうかにより、いつなんどきでもダウンリンクおよびアップリンク上の少なくとも１局、および恐らく１局以上の基地局１０４と通信する。ＣＤＭＡ通信システムにおけるソフトハンドオフはこの分野では周知であり、そして米国特許番号第５，１０１，５０１号、タイトル“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいてソフトハンドオフを提供するための方法とシステム（ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  Ａ  ＳＯＦＴ  ＨＡＮＤＯＦＦ  ＩＮ  Ａ  ＣＤＭＡ  ＣＥＬＬＵＬＡＲ  ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ  ＳＹＳＴＥＭ）”に詳細に記述され、これは本発明の譲受人に譲渡され、言及することによりここに組み込まれる。
【００１１】
ダウンリンクは基地局から端末への伝送を指し、アップリンクは端末から基地局への伝送を指す。典型的な実施形態では、端末１０６のいくつかは複数の受信アンテナを有し、そして他は１つの受信アンテナのみを有する。同様に、端末１０６のいくつかは複数の送信アンテナを有し、そして他は単一の送信アンテナを有する。送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせ上に制約はない。したがって、１つの端末１０６が、複数の送信アンテナと単一の受信アンテナとを有すること、あるいは複数の受信アンテナと単一の送信アンテナとを有すること、あるいは両方とも単一または複数の送信または受信アンテナを有することが可能である。図１では、基地局１０４Ａはダウンリンク上で端末１０６Ａおよび１０６Ｊにデータを送信し、基地局１０４Ｂは端末１０６Ｂおよび１０６Ｊにデータを送信し、基地局１０４Ｃは端末１０６Ｃにデータを送信する、などである。
【００１２】
システムがパケット化された伝送に適合される、図１のシステム１００のような無線通信システムにおいて、ふくそうおよび過負荷はこのシステムのスループットを低減することがある。さらに、音声およびデータの両タイプのトラフィックの混合用に適合された無線通信システムでは、１セル内の過負荷はドロップ呼(dropped calls) 、および音声能力(capacity)における重大な劣化を引き起こすかもしれない。
【００１３】
ふくそう制御はしばしば、システムによって良くは評価されない自律的なトラフィックに対して何らかの対策を取る必要がある。無線通信システムにおけるふくそう制御システムは典型的に、チャネルまたはリンク占有期間、メッセージングの遅延、ユーザ数、等のような種々の因数をモニタする。これらの因数に基づいて、システムが過負荷、すなわち、ふくそう基準閾値以上の時にふくそうを制御するための判断がなされる。過負荷状態の場合、システムはトラフィックを拒絶することおよび／またはデータ伝送速度を調整することにより負荷を低減するための行動を開始してもよい。所定のシステムは、そのシステムのトラフィック負荷がほぼ目標のふくそうレベルにある時に、そのシステムが現在のトラフィック状態を維持するように、目標のふくそうレベルを有してもよい。もしもシステムが負荷不足になれば、トラフィック状態は同様に調整される。
【００１４】
ふくそうはシステムの定格出力に対してペンディングおよびアクティブ・トラフィック量の尺度である。システム過負荷はペンディングおよびアクティブ・トラフィックが定格出力を超える時に起こる。過負荷はアクティブ・ユーザが多過ぎるか、伝送当たりのペンディング・データが多いことによる場合がある。過負荷での１つの問題は遅延された伝送レスポンスである。レスポンス時間の増加はしばしばアプリケーションレベルをタイムアウトを引き起こす。すなわち、そのデータを必要とするアプリケーションは、そのアプリケーションが許されるようにプログラムされるよりも長く待つ。アプリケーションはその後、タイムアウトでメッセージを不必要に再送し、さらなるふくそうを引き起こすであろう。もしもこの状態が続くと、システムはどのユーザにもサービスできない状態に至るかもしれない。このように何もふくそう制御が無いときは、システムは過度のトラフィックを処理することすら考慮せずに、その定格出力を大幅に下回って実行するであろう。
【００１５】
ふくそう制御はシステムをほぼ目標または定格出力で実行し続けさせようとする。ふくそう制御の１方法はサービスにアクセスするユーザ数を制限する。一実施形態において、ふくそう制御は、非常に低下したサービスをすべてのユーザに与えるよりもむしろほんの一握りのユーザに満足なサービスを提供する。サービスにアクセスするユーザはサービスの完了後にはシステムを解放し、従ってシステム上の負荷を低減し、異なる組のユーザがサービスにアクセスすることを可能にする。それは、全ユーザが時間の少なくともある部分、そのシステムからのサービスの少なくともあるレベルにアクセスするであろうようなシステムの目標である。
【００１６】
システムにおけるふくそうのレベルはペンディングおよびアクティブユーザのデータ転送速度、および所望のサービスの質を達成するために必要な受信された信号強度をモニタすることにより決定してもよい。ＣＤＭＡ無線システムでは、ＲＬ容量は干渉制限される(interference-limited)。セル／セクタふくそうの１つの尺度は基地局での総受信電力である。基地局での総受信電力対熱雑音の比はふくそうの正規化尺度を与え、そしてライズ・オーバー・サーマル(Rise-Over-Thermal) 、ＲＯＴと呼ばれる。ＲＯＴはダイナミックレンジ制限のために制限される。ＲＯＴのもう１つの変形(variant) は総セル負荷(cell-load) である。基地局との通信における各アクセス端末によるセル負荷の寄与は信号対干渉電力比により測定してもよい。
【００１７】
さらに、ふくそう制御行動のタイミングはシステムの動作に影響を与える。もしもふくそう制御の導入が早すぎると、処理できたトラフィックを拒絶するかもしれない。同様に、もしもふくそう制御があまりに長く遅延すると、システムは重いトラフィックにより動作不能となるかもしれない。
【００１８】
図２は無線通信システム、特にパケット化された伝送に適合された通信システムに適用可能なふくそう制御の方法１５０を図解する。この方法１５０は、基地局、または基地局コントローラのような、アクセス・ネットワークにおいて実行される。この方法は、ステップ１５２で、ふくそうレベルおよび対応するふくそうビットＣＢを決定することにより始まる。ふくそうレベルは、全ユーザの平均データ転送速度、またはＲＯＴ等のような、ふくそう測定基準により決定してもよい。ふくそうビットまたはＣＢという用語は、アクセスネットワークからアクセス端末に送信され、システムのふくそうレベルを示すふくそうインジケータに言及するものとしてこの議論全体を通して使用される。一実施形態によれば、ＣＢは極性により示される有意(significance)を有する単一ビットである。論理１、すなわちビットがセットされることは、システムがふくそうしているおよび／または過負荷であることを示し、したがって効率的な、正確な動作は逆方向リンクＲＬのデータ転送速度の対応する調整を必要とする。論理０、すなわちビットがクリヤされることは、システムがふくそうしておらず、および不足負荷かもしれない。したがって効率的な動作はＲＬデータ転送速度の調整を示唆する。代りの実施形態は代りの極性スキームを実施してもよい。
【００１９】
同様に、他の実施形態は１符号語または複数ビットのふくそうインジケータを実施してもよい。この場合、ふくそうのレベルに関するさらなる情報をアクセス端末に供給してもよい。例えば、複数ビットは輻輳の精度を厳格から軽度に指定してもよい。次に、各アクセス端末は、ふくそうのレベルに基づいて判断を行う。そのような複数ビットスキームに従って、アクセス端末は優先順位を付けるかまたは分類してもよく、ここでは、高い優先順位のアクセス端末は厳しいふくそう状態に対する速度調整のみを実行し、そして低い優先順位のアクセス端末はより厳しくないふくそうレベルでデータ転送速度を調整するように指示してもよい。優先順位は伝送のタイプ、またはアクセス端末によりアクセスされたサービス、またはシステムに特有の何か他の基準の関数であってよい。
【００２０】
さらに他の実施形態はふくそう状態またはレベルを示すために専用信号を送信してもよい。一実施形態は、システムが過負荷にあればふくそう情報を送信するのみである。代りの実施形態は、システムが不足負荷であればふくそう情報のみを送信し、ここでは、アクセス端末は、そうでない情報を受け取らない限り、システムは過負荷であると推測する。さらに、他の実施形態は、システムが過負荷に近づいている時にはふくそうビットをセットしてもよい。ここでは、保守的な制御スキームを適用するために極限値が使用される。ふくそうを示すためにいろいろな機構を使用してもよい。
【００２１】
引き続き図２において、ステップ１５２におけるふくそうビットの決定は、ふくそう測定基準により決定される現在のふくそう状態に基づいてもよいし、あるいは履歴状態を考慮してもよい。過去のデータを含めることは、なだらかな制御判断を可能にする。ステップ１５４において、アクセスネットワークはＣＢをアクセス端末に送信する。
【００２２】
アクセスネットワークと通信している各アクセス端末は、ＲＬ伝送データ転送速度の制御のためのふくそうビット情報を使用する。ステップ１５６において、各アクセス端末ＡＴ（ｉ）は、送信されたＣＢを受信して評価する。判断ひしがた１５８において、ＣＢがセットされている、すなわちＣＢ＝１ならば、過負荷状態に応答するために、処理はステップ１６０に続く。次に、ステップ１６２において、アクセス端末は過負荷状態を解決することと一致するＲＬ伝送速度を決定する。例えば、一実施形態によれば、ＣＢがセットされると、各アクセス端末は伝送データ転送速度を下げるであろう。また一方、判断ひしがた１５８において、ＣＢがクリヤされるなら、すなわちＣＢ＝０ならば、不足負荷状態に応答するために処理はステップ１６４に続く。次に、ステップ１６６において、アクセス端末は不足負荷状態を解決することと一致するＲＬ伝送速度を決定する。例えば、一実施形態によれば、ＣＢがクリヤされると、各アクセス端末は伝送データ転送速度を上げるであろう。最後に、ステップ１６８において、各アクセス端末は調整された速度で送信し、そして処理はステップ１５２に戻り、次のふくそうビットを待ち受ける。
【００２３】
アクセス・ネットワークはふくそう情報またはレベルを周期的に決定する。ふくそう測定基準が測定され、ふくそう閾値と比較される。この場合、ふくそう閾値はシステムの定格出力の関数であってよい。ふくそうビットはそのとき、システムがこの閾値を上回るまたは下回るふくそうレベルで動作しているかどうかを示す。
【００２４】
図３はアクセスネットワークがふくそう閾値を決定するための外部ループ方法１８０を図解する。ここでは、外部ループは閾値を調整する処理に言及し、内部ループはふくそう状態を決定する際に、閾値の使用に言及する。次に、ＣＢは、測定されたふくそう測定基準と外部ループ閾値との比較に従ってセットされる。外部ループ閾値はここでは、“ＴＨ ＯＵＴＥＲＬＯＯＰ”と呼ばれるであろう。処理はステップ１８２において、外部ループ閾値を、ここでは、“ＴＨ ＤＥＳＩＲＥＤ”と呼ばれる、所望の閾値に初期化することにより開始する。所望の閾値はアクセスネットワークにより決定される。ステップ１８４において、アクセスネットワークはシステムのふくそう測定基準を測定する。一実施形態によれば、ふくそう測定基準は、ライズ・オーバー・サーマル、ＲＯＴの関数の尺度であり、それは総受信電力対熱雑音の比として定義される。代りの実施形態は、セル負荷に関連した測定基準を使用する。いろいろな測定基準を用いてふくそう状態を決定してもよい。
【００２５】
判断ひしがた１８６において、アクセスネットワークは、ＲＯＴのような、測定された測定基準を外部ループ閾値と比較する。測定された測定基準が外部ループ閾値よりも大きいならば、ステップ１９０において、ふくそうビットがセットされ、そうでなければステップ１８８において、ふくそうビットはクリヤされる。判断ひしがた１９２において、アクセスネットワークは、測定された測定基準を、所望の閾値と比較する。測定された測定基準が所望の閾値よりも大きいならば、ステップ１９４において、外部ループ閾値は値Δだけ調整され、さもなければアクセスネットワークは、ステップ１９６において、外部ループ閾値を値δだけ調整する。外部ループ閾値の調整された値は、アクセスネットワークにより使用され、次のふくそう決定期間に対してふくそうビットを発生するためにふくそう測定基準と比較する。アクセスネットワークはステップ１９８において、ふくそうビットを送信する。
【００２６】
値Δおよび値δは機能停止(outage)確率を所望のレベルに維持するように決定される。一実施形態における機能停止確率は、所定のふくそう測定基準が所望の閾値を超える確率に言及する。特に、（δ／Δ）の比は機能停止確率を制御する。所定の（δ／Δ）比に関して、Δおよびδの値が小さいと、より少ない応答のふくそう制御を生じる、すなわち、より遅く、そしてよりなだらかになる。所定の（δ／Δ）比に関して、δおよびΔの値が大きいと、値はより応答性の良いふくそう制御を生じるが、しかしながらより応答性の良い制御はまた、より不安定でもある。この方法は動作条件における変化に適合し、この場合、機能停止確率は、これらに限定されるわけではないが、ユーザ数、目標速度、およびチャネル状態を含む動作条件の変化に対して維持される。一実施形態において、近隣のセルからの干渉が、他のセル内の負荷条件を動的に変更することによって変化する時、無線通信システムにおける外部ループ閾値の訂正を使用して、１セルの使用できる容量を訂正してもよい。
【００２７】
図４に図解するように、一実施形態は、所定の確率内で、伝送速度が目標閾値を超えないように、目標閾値に対してあるマージンを有する外部ループ閾値をセットする。一実施形態において、外部ループ閾値は測定されたふくそう測定基準を、機能停止確率内で所望のレベルに維持するように計算される。外部ループ閾値の動的な調整は、これらに限定されるわけではないが、チャネル状態とユーザ数とを含む変化する条件に適合する必要がある。
【００２８】
各アクセス端末はふくそうビットを受信し、それに基づいてある伝送速度を決定する。一実施形態において、図５Ａに図解される方法２００によれば、ステップ２０２において、アクセス端末はふくそうビットを受信し、判断ひしがた２０４において、ふくそうビットを評価する。ＣＢ＝１の場合、処理は判断ひしがた２０６に続き、過負荷状態を処理し、さもなければ、処理は判断ひしがた２１４に続き、不足負荷状態を処理する。過負荷状態の場合、判断ひしがた２０６で最終速度が目標と比較される。目標速度はアクセス端末固有に決定される。最終速度が目標速度よりも大きいならば、速度はステップ２０８において、そのアクセス端末に特有の、かつその速度の減少に特有の確率で減少される。確率はＰｄ（ｉ）のラベルが付けられ、この場合、ｉはシステム内のアクセス端末のためのインデックスであり、ｄは、減少確率に相当し、各アクセス端末は、固有の確率を持ってもよい。判断ひしがた２０６において、最終速度が目標速度より大きくなかったならば、アクセス端末は、判断ひしがた２１０において、Ｎ連続ＣＢ＝１があったかどうか判断する。Ｎ連続ＣＢ＝１があったならば、アクセス端末はステップ２１２において最終データ転速度をＲＬ伝送に適用する。さもなければ、処理はステップ２０８に続き、速度を減少させる。このようにして、アクセス端末は、データ転送速度を調節し、伝送データ転送速度を目標値以下に維持する。データ転送速度が目標以下でかつアクセス端末が、システムがふくそうしている所定数Ｎの表示を受信したならば、アクセス端末はデータ転送速度を減少する。このシナリオでは、アクセス端末は、そのアクセス端末に固有な目標以下にデータ転送速度を維持しているが、システムは依然として過負荷であり、すなわち、ＡＴ（ｉ）のふくそう制御はふくそうを十分に低減していない。その結果、アクセス端末は、ステップ２２２において、新しい速度で送信する。
【００２９】
留意すべきは、一実施形態によれば、Ｐｄ（ｉ）のような少なくとも１つの以前のデータ転送速度を調節する確率はデータ転送速度の関数であり、この場合、減少する確率は、Ｐｄ（ｉ，Ｒ）として与えられ、増加する確率ははＰｕ（ｉ，Ｒ）として与えられる。Ｒは、アクセス端末により使用される最終速度に言及し、あるいは履歴データ転送速度情報に言及してもよい。より高い速度に対するより低い確率および、より低い速度に対するより高い確率は、アクセスネットワークにおいて経験される負荷変化をなだらかにするように作用する。
【００３０】
図５Aの判断ひしがた２０４に戻って、ふくそうビットがクリアされると、処理は、判断ひしがた２１４に続き、不足負荷状態を処理する。最終速度が目標未満ならば、ステップ２１８において、そのアクセス端末に固有でかつその速度の増加に固有の確率で速度が増加される。その確率にはＰｕ（ｉ）のラベルが付けられ、この場合ｕは増加確率に相当し、各アクセス端末は固有の確率を持つようにしてもよい。判断ひしがた２１４において、最終速度が目標速度未満でなければ、判断ひしがた２１６において、アクセス端末は、Ｎ連続ＣＢ＝０があったかどうか判断する。Ｎ連続ＣＢ＝０があったならば、ステップ２２０において最終データ転送速度をＲＬ伝送に適用する。さもなければ、処理はステップ２１８に進み、速度を増加させる。このようにして、アクセス端末はデータ転送速度を調節して、出来る限り目標に近づくように伝送データ転送速度を維持する。データ転送速度が目標を上回り、かつシステムがふくそうしていない所定数Ｎの表示をアクセス端末が受信したならば、アクセス端末はデータ転送速度を増加させる。このシナリオでは、アクセス端末はそのアクセス端末に特有の目標以上のデータ速度を維持してはいるが、しかしシステムはなお不足負荷である、すなわち、ＡＴ（ｉ）のふくそう制御はシステムの資源を十分に使用していない。従って、アクセス端末は、ステップ２２２において、新しい速度で送信する。
【００３１】
図５Ｂはふくそう制御についての代りの実施形態を図解し、この場合、ふくそうインジケータは複数のビットを含む。第１のビット（ビット群）はデータ転送速度調整の方向、すなわち、増加または減少を示すための調整インジケータに対応する。少なくとも１つの他のビットは目標インジケータに対応し、そして移動局が目的としているデータ転送速度を使用するためにあるかどうか、すなわち、移動局に固有のデータ転送速度目標を常に調節するかまたは比較するためにあるかどうかを示すために使用される。一実施形態において、図５Ｂに図解された方法３００によれば、ステップ３０２において、アクセス端末はふくそうビットを受信し、そして判断ひしがた３０４において調整インジケータＣＢ1 を評価する。ＣＢ1 ＝１の場合、処理は判断ひしがた３０６に続き過負荷状態を処理し、さもなければ、処理は判断ひしがた３１４に続き、不足負荷状態を処理する。過負荷状態の場合、判断ひしがた３０６において、処理は目標インジケータＣＢ2 を評価し、この場合ＣＢ2 はＣＢ1 の値によりシステムが厳しく過負荷されるか不足負荷されることを示す。第１の値の場合、移動局は目標データ転送速度の考慮無しにステップ３０８において速度を調整するように命令される。ＣＢ２の第２の値の場合、移動局は判断ひしがた３１０において、最終速度を目標データ速度と比較する。目標データ速度はそのアクセス端末または移動局固有に決定される。最終速度が目標速度よりも大きいならば、速度はステップ３０８において、このアクセス端末に固有の、かつこのデータ速度の減少に固有の確率で減少される。確率はＰｄ（ｉ）のラベルが付けられ、ここでｉはシステム内のアクセス端末用のインデックスであり、ｄは減少確率に相当し、そして各アクセス端末は固有の確率を有してもよい。判断ひしがた３１０において、最終速度が目標速度よりも大きくなかったならば、そのアクセス端末はステップ３１２において最終速度を使用する。アクセス端末はその後、ステップ３２２において、新しい速度で送信する。
【００３２】
図５Ｂの判断ひしがた３０４に戻って、ふくそうビットがクリヤされた時、処理は判断ひしがた３１４に続き、不足負荷状態を処理する。ステップ３１４において、目標インジケータＣＢ2 が評価される。第１の値の場合、ステップ３１８において、移動局は目標データ転送速度の考慮無しに速度を調整するように命令される。ＣＢ2 の第２の値の場合、判断ひしがた３１６において、移動局は最終速度を目標データ速度と比較する。目標データ速度はそのアクセス端末または移動局固有に決定される。最終速度が目標速度未満ならば、ステップ３１８において、速度は、このアクセス端末に固有の、かつこの速度の減少に固有の確率で減少される。確率はＰｕ（ｉ）のラベルが付けられ、ここでｉはシステム内のアクセス端末用のインデックスであり、ｕは増加確率に相当し、そして各アクセス端末は固有の確率を有してもよい。判断ひしがた３１６において、最終速度が目標速度未満でなければ、ステップ３２０において、アクセス端末は最終速度を使用する。アクセス端末はその後、ステップ３２２において新しい速度で送信する。
【００３３】
図５Ａの方法２００は単一のふくそうビットの使用を可能にし、この場合、所定数のふくそうインジケータが同じ値を有するかどうかを決定するための処理が移動局において実行される。この処理は、移動局が、従ってシステムが、移動局がデータ速度調整を強行するであろう前に所定数のふくそうインジケータを受信するために少なくとも所定回数待つことを必要とする。その一方、図５Ｂの方法３００は、アクセス・ネットワークが目標インジケータを用いて、移動局におけるでデータ転送速度調整を強制するような、高速の、応答性のよいふくそう制御を提供する。従って、移動局は、単一のふくそうインジケータを受け取ると、ふくそう判断を行うための十分な情報を、輻輳インジケータにおいて、受信する。方法３００の応答性の増加は、さらなるビットまたはビット群をふくそうインジケータに追加することを犠牲にする。
【００３４】
代わりの実施形態は他のビット組み合わせを実施してもよいし、または各移動局において、目標とするデータ転送速度を可能にし、一方目標とされた調整が全体のシステム性能に影響を与えるのに十分でないとき強制調整を可能にするふくそうインジケータ方法を実施してもよい。
【００３５】
代りの実施形態は過負荷および不足負荷状態を識別するための代りの極性スキームを実施できる。同様に代りの実施形態は以前のデータ速度の履歴を考慮してもよい。この場合、次のデータ転送速度は、少なくとも１つの以前のデータ転送速度への調整として計算されるか、または履歴的な情報に基づいた統計的な計算である。追加ステップおよび判断基準は所望のシステムまたはユーザに固有のふくそう制御に対して付加してもよい。
【００３６】
ここに開示された方法および装置は、個々の移動局、または閉ループ資源割当制御方法法を備えているアクセス端末が目標とするデータ転送速度を付加することにより、無線通信システム内の強化されたふくそう制御を提供する。さらに、ふくそう制御は所望のふくそう測定基準を超える確率を直接制御することによりさらに強化してもよい。
【００３７】
図６は速度制御ユニット４０６に接続された受信回路４０２および送信回路４０４を有するトランシーバであるアクセス・ネットワーク４００を図解する。ＡＮ４００はさらにふくそう制御ユニット４０８を備える。ふくそう制御ユニット４０８は伝送のふくそうレベルを測定し、そしてこのふくそうレベルを図３に記述されたような閾値と比較する。ＡＮ４００はまた通信バス４１０、プロセッサ４１２および記憶装置４１４を含む。ふくそう制御ユニット４０８および速度制御ユニット４０６の動作はこれらのユニット内のハードウェアにより制御してもよいし、または記憶装置４１４に記憶され、プロセッサ４１２により動作されるソフトウェア命令により制御してもよい。閾値の計算は図３に記述されたように実行してもよく、ここでこの閾値はふくそう制御ユニット４０８により計算されて適用される。代りの実施形態は代りの制御ユニットを有したＡＮ４００の種々の機能を実施してもよいし、１つのユニット内の複数の機能を結合してもよい。
【００３８】
図７は図３に図解された方法と同様のふくそう制御方法を実施するために応用されるアクセスネットワーク５００を図示する。アクセスネットワーク５００は受信した信号の無線周波数処理のための受信回路５０２を備える。受信回路５０２はふくそう測定基準測定ユニット５０８に接続される。図３の方法１８０のステップ１８４におけるようにふくそう測定基準測定ユニット５０８は受信した信号のＲＯＴを測定してもよいし、あるいはセル負荷、あるいはシステムのふくそう状態を表示するその他の測定基準を測定してもよい。ふくそう測定基準測定ユニット５０８はその測定結果を外部ループ閾値調整ユニット５０４および比較器５１０に供給する。ふくそう測定基準測定ユニット５０８の出力は各ユニット５０４、５１０のニーズに固有なフォーマットで情報を提供してもよい。外部ループ閾値調整ユニット５０４はまたふくそう状態を決定するための所望の閾値を受信する。留意すべきは、一実施形態において、過負荷か不足負荷かを示すために単一の目標が使用されるが、しかしながら、代りのシステムはふくそうレベルを示すために複数の目標値を使用する点である。外部ループ閾値調整ユニット５０４は図３のステップ１８２におけるように外部ループ閾値を初期化する。初期化は外部ループ閾値を所望の閾値と等しくなるように設定する。外部ループ閾値調整ユニット５０４はその後、図３のステップ１９４および１９６におけるように外部ループ閾値を調整する。外部ループ閾値調整ユニット５０４はまた比較器５１０の比較の結果を受信し、ここでこの結果は調整のタイプを決定する。一実施形態において、外部ループ閾値は、図３の判断ひしがた１９２における場合のように、比較器５１０における、測定されたふくそう測定基準と所望の閾値との比較の結果に応じて異なる値だけデクリメントされる。次に、外部ループ閾値調整ユニット５０４は、比較器５０６に接続され、ここでユニット５０４により発生された外部ループ閾値はユニット５０８の測定されたふくそう測定基準と比較される。その結果はふくそうインジケータの値を決定し、それは本実施形態ではふくそうビットであり、それゆえ、その結果はふくそうビットの極性を決定する。比較器５０６の出力はふくそうビット発生器５１２に供給される。
【００３９】
図７を続けると、所望の閾値はまた比較器５１０に供給され、ここでユニット５０８の測定されたふくそう測定基準は所望の閾値と比較される。比較器５１０の結果はユニット５０４に供給されて、外部ループ閾値への調整量を決定する。このようにして、マージンは外部ループ閾値と所望の閾値との間で維持される。
【００４０】
図８は図５Ａの方法を実行するように適合されたアクセス端末６００を図解する。アクセス端末６００は無線周波数処理のための受信回路６０２を備え、ここで受信回路６０２はふくそうビットをふくそうビットカウンタ６０４および比較器６０６に供給する。カウンタ６０４はアクセス端末６００において受信された同じ値を有する連続するふくそうビットを追跡する。カウンタ６０４はソフトウェアで実施してもよく、その場合、カウンタは異なる値のふくそうビットを受信するとクリアされる。
【００４１】
比較器６０６は最終データ転送速度を目標データ転送速度と比較して、その結果をデータ転送速度調整ユニット６１０に供給する。データ転送速度調整ユニットはふくそう状態に対して第１の制御を、および不足負荷状態に対して第２の制御を適用する。ふくそう状態はふくそうビットの第１の極性により、そして不足負荷は反対の極性により示される。データ転送速度調整ユニット６１０はまた計数値、すなわち、現在のふくそうビットと同じ極性を有する連続ふくそうビット数を受信する。比較器６０６の結果およびユニット６０４からの計数値に応じて、データ転送速度調整ユニット６１０はデータ転送速度を調整する。計数値は最大数の許容調整値と比較される。図５Ａのステップ２１２および２２０に図解されるように、計数値が最大数未満ならば、アクセス端末は最終データ速度を維持する。計数値が最大値と等しいかまたはそれよりも大きい時には、アクセス端末はふくそうビット情報と一致したデータ転送速度を調整する。
【００４２】
上述したように、ふくそう制御はふくそう閾値の外部ループ調整により強化され、ここでこの調整はその閾値を超える所定の確率を有する閾値にマージンを適用する。一実施形態によれば、外部ループは測定されたふくそう測定基準を外部ループ閾値に対して、および所望の閾値に対して比較する。
【００４３】
上文に記述されたように、特別のデータ転送速度目標を各アクセス端末に供給することによりふくそう制御は強化される。各アクセス端末は、ふくそうインジケータにより示されるように、データ転送速度をそのアクセス端末に固有の目標速度以下に低減するように最終データ転送速度を減少させることにより、過負荷状態に応答する。アクセス端末が目標速度以下のデータ転送速度で送信している時には、そのアクセス端末は最終速度を使用することによりふくそう状態に応答するであろう。システムふくそうが救済されないならば、アクセス端末はシステム負荷を下げようとして、データ転送速度を減少させるであろう。この状態では、アクセス端末は所定数のシステムふくそうインジケータを受信した後にデータを減少させる。
【００４４】
一実施形態は、外部ループ閾値調整方法を個々のアクセス端末の特定の目標に適用して、データ転送速度を決定する。アクセス端末は履歴情報をアクセス・ネットワークに提供してもよく、この場合この情報を用いて外部ループ閾値および／または所望の閾値を決定する。
【００４５】
この分野の技術者は、情報および信号がいろいろな異なる科学技術および専門技術のいずれかを使用して表わしてもよいことを理解するであろう。例えば、上記説明の全体を通して参照されるかもしれないデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光学界または粒子、あるいはそれのいずれかの組合わせにより表されることができる。
【００４６】
技術者は、ここで開示された実施形態に関して記述された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両者の組合わせとして実施してもよいことをさらに認識するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、種々の実例となる構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、一般にそれらの機能性の観点から上述された。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるかどうかはシステム全体に課された特定のアプリケーションと設計の制約とによる。熟練工は各特定のアプリケーションについて異なる方法で記述された機能性を実施できるが、しかしそのような実施の決定が本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと理解されてはならない。
【００４７】
この中に開示された実施形態に関して記述された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラム可能な論理装置、ディスクリートゲートかトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成要素、あるいはここに記載した機能を実行するように設計されたそれのいずれかの組合わせで実施または実行されることができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、しかし別の方法では、プロセッサはいずれかの一般的なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであることができる。プロセッサはまた計算装置、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動した１つ以上のマイクロプロセッサ、あるいはいずれか他のそのような構成、として実施されることができる。
【００４８】
ここに開示された実施形態に関して記述された方法またはアルゴリズムのステップはハードウェアで直接具現化してもよいし、プロセッサにより実行されるソフトウェア・モジュールで、またはこの２つの組合わせで直接具現化してもよい。ソフトウェア・モジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、着脱可能形ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはこの分野において既知のいずれか他の形式の記憶媒体に常駐してもよい。典型的な記憶媒体は、プロセッサがこの記憶媒体から情報を読み取り、および記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに接続される。別の方法では、記憶媒体はプロセッサと一体化してもよい。プロセッサと記憶媒体は１つのＡＳＩＣ内に常駐してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末内に存在してもよい。別の方法では、プロセッサと記憶媒体とはディスクリート構成要素として１つのユーザ端末内に存在してもよい。
【００４９】
開示された実施形態の以上の説明は、この分野のいかなる技術者も本発明を製作または使用することを可能とする。これらの実施形態へのいろいろな変更は、この分野の技術者にはたやすく明白であるだろうし、この中に定義された包括的な原理は本発明の精神および範囲を逸脱すること無しに他の実施形態に適用されることができる。したがって、本発明はこの中に示された実施形態に限定することを意図したものではなく、この中に開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、無線通信システムを示す図。
【図２】図２はパケット化伝送に適合した無線通信システム内のアクセスネットワークにおいて、ふくそう制御の方法のすフロートチャートである。
【図３】図３は、本発明のパケット化伝送に適合した無線通信システムにおいてふくそう制御判断を行う方法の示すフロートチャートである。
【図４】図４は、外部ループふくそう閾値に関連する所望のふくそう閾値のタイミング図である。
【図５Ａ】図５Ａはパケット化伝送に適合した無線通信システム内のアクセス端末におけるふくそう制御の方法のフロートチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂはパケット化伝送に適合した無線通信システム内のアクセス端末におけるふくそう制御の方法のフロートチャートである。
【図６】図６は、本発明の無線通信システム内のアクセス・ネットワークを示す図。
【図７】図７は、図３におけるようなふくそう制御を実施するためのアクセス・ネットワークである。
【図８】図８は、図４におけるようなデータ速度制御を実施するためのアクセス端末である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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