(57)【要約】【解決手段】後の期間（例えば次のフレーム）のデータサービスに使用可能な送信電力を（より正確に）推定する技術。１観点によれば時間経過による使用可能送信電力の変動が推定される。次に第１のマージンが演算され推定された使用可能送信電力の変動に対処するのに用いられる。後の時間インスタンス（例えば次のフレームの開始時）での使用可能送信電力が予測され第１のマージンにより低減されることで、より正確な次のフレームのための使用可能送信電力の推定を導く。他の観点によれば特定のデータユーザのための要求送信電力の変動が推定され、このデータユーザへのデータ伝送のスケジューリングに用いられる。第２のマージンは演算できデータユーザのための要求送信電力の推定変動に対処するのに用いられる。第１のマージンは（全）使用可能送信電力の変動に対処するが、第２のマージンはデータユーザが受けた特定のリンク状態に対して特有である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて、後の期間内のデータ伝送に使用可能な送信電力を推定するための方法であり、
時間経過による前記使用可能送信電力の変動量を推定し、
前記推定された前記使用可能送信電力の変動量に対処するためにマージンを決定し、
後の時間インスタンスでデータ伝送に使用可能な送信電力を予測し、
前記予測使用可能送信電力および前記マージンに基づき、前記後の期間に対するデータ伝送に使用可能な送信電力を推定すること、
を有する方法。
【請求項２】
前の期間に対する前記使用可能送信電力を示す値のセットを受信することをさらに有し、
前記推定された前記使用可能送信電力の変動量は、前記受信された値のセットに基づく請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前の時間インスタンスのための予測使用可能送信電力と前の期間に対する平均使用可能送信電力とを受信することをさらに有し、
前記推定された前記使用可能送信電力の変動量は、前記受信された予測および平均使用可能送信電力に基づく請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受信された平均使用可能送信電力は、前の伝送間隔にわたって平均化される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記変動量の推定は、
前記受信された予測使用可能送信電力と平均使用可能送信電力との間の差を決定し、
前記差の標準偏差に関連する第１の値を決定することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の値の決定は、
第１の重み付け方式に従って前記差を平均化し、
第２の重み付け方式に従って前記差の二乗を平均化して平均二乗差を供給し、
前記平均化された差および前記平均二乗差に基づき、前記第１の値を演算することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記差の平均化および前記二乗差の平均化は、伝送間隔に関連する時間枠にわたって行われる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および第２の重み付け方式の一方または両方は、指数関数的な平均化方式である請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１および第２の重み付け方式の一方または両方は、線形の平均化方式である請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の値の決定は、
第１の重み付け方式に従って前記差を平均化し、
前記差および前記平均化された差に基づき第２の値を演算し、
第２の重み付け方式に従って前記第２の値を平均化して前記第１の値を供給することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記マージンは、前記差および前記第１の値に基づき決定される請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記マージンは、前記差と倍率をかけられた前記第１の値の平方根との和に等しい請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マージンは、前の期間に対する使用可能送信電力のために得られた統計に基づき決定される請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記後の期間のための前記推定使用可能送信電力は、前記後の時間インスタンスにおける前記予測使用可能送信電力から前記マージンを減算することにより得られる請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記後の時間インスタンスにおける前記予測使用可能送信電力は、現時の時間インスタンスまたは１以上の前の時間インスタンス、または前記現時の時間インスタンスおよび前の時間インスタンスの組み合わせの関数である請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記通信システムは、複数の形式のサービスをサポートするように作動し、前記推定使用可能送信電力はデータサービス用に用いられる請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記通信システムは、ＣＤＭＡシステムである請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
無線通信システムにおいて、後の期間に対するデータ伝送に必要な送信電力を推定する方法であり、
時間経過による前記要求送信電力の変動量を推定し、
前記推定された前記要求送信電力の変動量に対処するためにマージンを決定し、
前記マージンに一部基づき、前記後の期間に対するデータ伝送に必要な送信電力を推定すること、
を有する方法。
【請求項１９】
後の時間インスタンスにおいてデータ伝送に必要な送信電力を予測することをさらに有し、
前記推定要求送信電力はさらに前記予測要求送信電力に基づく請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記推定要求送信電力はさらに前の期間にわたって演算された平均要求送信電力に基づく請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
データ伝送に用いられるチャネルのためのフェージングのレートを推定することをさらに有し、
前記推定要求送信電力はさらに前記推定されたフェージングのレートに基づく請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記推定されたフェージングのレートが特定の閾値より小さい場合、前記推定要求送信電力は、さらに後の時間インスタンスでデータ伝送のために必要になると予測された送信電力に基づく請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記推定されたフェージングのレートが特定の閾値より大きい場合、前記推定要求送信電力は、さらに前の期間にわたって演算された平均要求送信電力に基づく請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前の時間インスタンスのための予測要求送信電力と前の期間に対する平均要求送信電力とを受信することをさらに有し、
前記変動量の推定は、
前記受信された予測要求送信電力と平均要求送信電力との間の差を決定し、
前記差の標準偏差に関連する値を決定することを含み、
前記マージンは、前記差と前記標準偏差に関連する値とに基づき決定される請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
無線通信システムにおいて、後の期間に対するデータ伝送に使用可能な送信電力を推定する方法であり、
前の時間インスタンスのための予測使用可能送信電力と前の期間に対する平均使用可能送信電力とを受信し、
前記受信された予測使用可能送信電力と平均使用可能送信電力との間の差を決定し、
前記差の標準偏差に関連する第１の値を決定し、
推定された前記使用可能送信電力の変動量に対処するためにマージンを決定し、前記マージンは前記差および前記第１の値に基づき決定され、
後の時間インスタンスにおいてデータ伝送に使用可能な送信電力を予測し、
前記後の時間インスタンスにおける前記予測使用可能送信電力および前記マージンに基づき、前記後の期間に対するデータ伝送に使用可能な送信電力を推定すること、
を有する方法。
【請求項２６】
無線通信システムにおいてデータ伝送をスケジューリングする方法であり、
データ伝送に使用可能な送信電力の変動量を推定し、
前記推定された使用可能送信電力の変動量に対処するために第１のマージンを決定し、
前記第１のマージンに一部基づき、後の期間に対するデータ伝送に使用可能な送信電力を推定し、
特定のデータ伝送に必要な送信電力の変動量を推定し、
前記推定された前記要求送信電力の変動量に対処するために第２のマージンを決定し、
データ伝送のための前記推定使用可能送信電力および前記第２のマージンに一部基づき、前記特定のデータ伝送に使用可能な送信電力を推定すること、
を有する方法。
【請求項２７】
前記第２のマージンは、前記特定のデータ伝送に関連するリンクの状態の変化に対処する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
無線通信システムにおいて、複数のデータユーザーのためにデータ伝送をスケジューリングする方法であり、
データ伝送に使用可能な送信電力の推定変動量に対処するために第１のマージンを決定し、
前記第１のマージンに一部基づき、後の期間に対するデータ伝送に使用可能な送信電力を推定し、
前記推定使用可能送信電力と前記データユーザーのために決定された第２のマージンとに一部基づき、各データユーザーのための可能なデータレートを決定し、
各データユーザーのための優先度指標を決定し、
前記推定使用可能送信電力と前記決定された複数のデータユーザーのための可能なデータレートおよび優先度指標とに基づき、前記複数のデータユーザーのためのデータ伝送をスケジューリングすること、
を有する方法。
【請求項２９】
前記各データユーザーのための第２のマージンは、リンクの状態の変化に起因する要求送信電力の変動に対処する請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記各データユーザーのための第２のマージンは、推定された前記データユーザーのための要求送信電力の変動に基づき決定される請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記データ伝送のスケジューリングは、
最も高い優先度指標を有するデータユーザーを選択し、
前記データユーザーのために決定された可能なデータレートに基づき、前記選択されたデータユーザーのためのデータレートをスケジューリングし、
前記スケジューリングされたデータレートに必要な送信電力を推定し、
前記推定された使用可能送信電力を、前記選択されたユーザーのための推定要求送信電力を反映するために更新することを含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記データ伝送のスケジューリングは、
前記データユーザーの選択、前記データレートのスケジューリング、要求送信電力の推定、および前記推定使用可能送信電力の更新を、前記複数のデータユーザーがスケジューリングされるか、あるいは前記推定使用可能送信電力が追加のデータ伝送のために不十分になるまで繰り返すことをさらに含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記各データユーザーの優先度指標は、前記データユーザーのための可能なデータレートおよびスループットに基づく請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記各データユーザーのための可能なデータレートは、さらに前記データユーザーへのデータ伝送に必要になると推定されたビットあたりの電力に基づく請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
前記データユーザーへのデータ伝送に必要な前記ビットあたりの要求電力は、前記データユーザーへの第２の伝送に基づき推定される請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
無線通信システムにおけるスケジューラーであり、
コントローラに連結され、データ伝送をスケジューリングするために用いられるデータを記憶するために作動するメモリーユニットと、
前記メモリーユニットに連結され、かつ
データ伝送に使用可能な送信電力の推定変動量に対処するために第１のマージンを決定し、
前記第１のマージンに一部基づき、後の期間に対するデータ伝送に使用可能な送信電力を推定し、
前記推定使用可能送信電力と前記データユーザーのために決定された第２のマージンとに一部基づいて、各データユーザーのための可能なデータレートを決定し、
各データユーザーのための優先度指標を決定し、
前記推定使用可能送信電力と前記決定された可能なデータレートおよび前記複数のデータユーザーのための優先度指標とに基づいて、前記複数のデータユーザーのためのデータ伝送をスケジューリングするよう作動するコントローラと、
を具備したスケジューラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ通信に関する。さらに詳しくは、本発明は無線通信システムにおけるデータ伝送用の使用可能送信電力を決定するための新規で改善された技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代の通信システムには、様々な用途をサポートすることが必要とされている。そのような通信システムの１つが、地上波リンク上のユーザー間の音声およびデータ通信をサポートする符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムである。多元接続通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、米国特許４，９０１，３０７号、名称「ＳＰＲＥＡＤ  ＳＰＥＣＴＲＵＭ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＡＣＣＥＳＳ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ  ＵＳＩＮＧ  ＳＡＴＥＬＬＩＴＥ  ＯＲ  ＴＥＲＲＥＳＴＲＩＡＬ  ＲＥＰＥＡＴＥＲＳ」、および米国特許５，１０３，４５９号、名称「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ  ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ  ＩＮ  Ａ  ＣＤＭＡ  ＣＥＬＬＵＬＡＲ  ＴＥＬＥＰＨＯＮＥ  ＳＹＳＴＥＭ」に開示されている。特定のＣＤＭＡシステムが、１９９７年１１月３日出願（ＨＤＲシステム）の米国出願０８／９６３，３８６号、名称「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＲＡＴＥ  ＰＡＣＫＥＴ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」に記述されている。これらの特許および特許出願は、本発明の譲受人に譲渡され本明細書中に参照により組み込まれている。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは、一般に１つ以上の規格に準拠して設計されている。そのような規格には、「デュアルモード広帯域拡散スペクトルセルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ｂ移動局−基地局互換性規格」（ＩＳ−９５規格）、「デュアルモード広帯域拡散スペクトルセルラ移動局のためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９８勧告最低基準」（ＩＳ−９８規格）、「第三世代提携事業（３ＧＰＰ）」という名の共同体により提案され文献Ｎｏｓ．３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１１、３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１２、３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１３および３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１４（Ｗ−ＣＤＭＡ規格）を含む文献のセットに具体化されている規格、および「ｃｄｍａ２０００拡散スペクトルシステムのためのＴＲ−４５．５物理レイヤ規格」（ｃｄｍａ２０００規格）がある。新しいＣＤＭＡ規格が、頻繁に提案され採用されている。これらのＣＤＭＡ規格は、本明細書中に参照により組み込まれている。
【０００４】
いくつかのＣＤＭＡシステムは、フォワードリンクおよびリバースリンク上で、異なる形式のサービス（例えば、音声、データ、等々）をサポートすることができる。各形式のサービスは、一般に特有の要求のセットで特徴づけられる。
【０００５】
一般に音声サービスは、（比較的）厳密で一定な遅延だけでなく、全てのユーザーのために一定で共通なサービス品位（ＧＯＳ）を必要とする。例えば、スピーチフレームの総一方向遅延は、１００ｍ秒よりも小さくなるよう規定することができる。これらの要求は、（例えば、通信セッションの継続時間の間にユーザーに割り当てられた専用チャネルを介して）各ユーザーのために固定の（かつ保証された）データレートを供給し、リンクリソースから独立したスピーチフレームのための最大（許容）誤り率を保証することにより、満足することができる。特定のデータレートで必要な誤り率を維持するには、劣化したリンクを有するユーザーのためにリソースをより多く割り当てることが必要である。
【０００６】
一方で、データサービスは異なるユーザーのための異なるＧＯＳを許容することができてもよく、さらに遅延の変動量を許容することができてもよい。データサービスのＧＯＳは、一般にデータメッセージの搬送中に受けた総遅延として定義される。伝送遅延は、データ通信システムの効率を最適にするために用いるパラメータとすることができる。
【０００７】
両方の形式のサービスをサポートするために、特定のＧＯＳとより短い遅延とを必要としている（音声）ユーザーに、最初に送信電力を割り当てるよう、ＣＤＭＡシステムを設計し作動することができる。次に、任意の残存送信電力を、より長い遅延を許容することができる（データ）ユーザーに割り当てることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
異なる形式のサービスをサポートできるＣＤＭＡシステムの実施において、多くの課題が生じている。まず、音声ユーザーにより必要とされる送信電力は、彼らの通信セッションの間に変動することがある。このため、データユーザーのために使用できる送信電力量が、１つの（例えば、２０ｍ秒）伝送間隔から次の伝送間隔までに、場合によると伝送間隔内でも変動することがある。第２に、特定のデータユーザーに必要な送信電力も、データ伝送の間に変動することがある。
【０００９】
データサービス用の使用可能送信電力と特定のデータ伝送用の要求送信電力とは、一般に特定の将来の時点（例えば、次の伝送間隔の開始時）のために、特定の時点（例えば、データ伝送がスケジューリングされた時点）で、各々推定または予測される。しかしながら、リンクの状態は次の伝送間隔の間に変化する可能性があり、推定された使用可能送信電力と要求送信電力は、伝送間隔全体にわたって正確でない可能性がある。推定された使用可能送信電力が高すぎるか推定された要求送信電力が低すぎるかの一方または両方の場合、データ伝送に過大なフレームエラーが発生する可能性がある（その結果、性能が低下する）。あるいは、推定された使用可能送信電力が低すぎるか推定された要求送信電力が高すぎるかの一方または両方の場合、有益なシステムリソースを十分に使用できない可能性がある。
【００１０】
以上のように、データサービスに使用可能な送信電力と、ＣＤＭＡ通信システムにおけるデータ伝送に必要な送信電力とを正確に推定するために用いることができる技術が、高く望まれている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、データ伝送に使用可能な送信電力と、後の期間（例えば、次のフレーム）に対する特定のデータ伝送に必要な送信電力とを正確に推定する技術を提供する。本発明の１つの観点によれば、時間経過による使用可能送信電力の変動が推定される。次に、第１のマージンが演算され、推定された使用可能送信電力の変動に対処するために用いられる。後の時間インスタンス（例えば、次のフレームの開始時）における使用可能送信電力が予測され、第１のマージンにより低減されることで、より正確な使用可能送信電力の推定が導かれる。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、特定のデータユーザーへのデータ伝送に必要な送信電力の変動が推定され、このデータユーザーへのデータ伝送のスケジューリングに用いられる。第２のマージンは、演算することができ、このデータユーザーのための要求送信電力の推定変動に対処するために用いられる。第１のマージンは（全）使用可能送信電力の変動に対処するが、第２のマージンはデータユーザーが受けたリンクの状態に対して特有である。
【００１３】
本発明の特定の実施形態は、後の期間（例えば、次のフレーム）に対するデータ伝送に使用可能な送信電力を推定するための方法を提供する。この方法によれば、（あらかじめ）予測された前の時間インスタンスのための使用可能送信電力と、（あらかじめ演算された）前の期間に対する平均使用可能送信電力とが、受信される。時間経過による使用可能送信電力の変動は、受信された予測使用可能送信電力および平均使用可能送信電力に基づき推定される。次にマージンが、使用可能送信電力の推定変動に対処するために決定される。次に、後の時間インスタンス（例えば、次のフレームの開始時）が予測され、マージンを減じられることで、後の期間のための推定使用可能送信電力が導かれる。
【００１４】
他の実施形態は、以下にさらに詳細に述べるように、本発明の様々な観点と特徴を実施する方法、スケジューラー、および他の構成要素を含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、性質、および利点は、以下に述べる詳細な説明を図面とともに参照することでより明らかになるであろう。図面全体を通じて同じ参照符号により対応付けがなされている。
【００１６】
図１は、複数のユーザーをサポートし、本発明の様々な観点を実施するために使用できる通信システム１００を示す図である。システム１００は、ＩＳ−９５、Ｗ−ＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００のような１つ以上のＣＤＭＡ規格、または他のいくつかの規格、ＨＤＲ設計のような１つ以上のＣＤＭＡ設計、またはそれらの組合わせに準拠して設計することができる。システム１００は複数のセル１０２ａ〜１０２ｇのために通信を提供し、各セル１０２は対応する基地局１０４によりサービスを受ける。様々な遠隔端末１０６が、システム全体にわたって分散されている。
【００１７】
各遠隔端末１０６は、（例えば、特定のＣＤＭＡシステム設計と遠隔端末がソフトハンドオフ中であるかどうかに応じて）ダウンリンクおよびアップリンク上で１つ以上の基地局と任意の所定の瞬間において通信することができる。フォワードリンク（ダウンリンク）は、基地局から遠隔端末への伝送に関係し、リバースリンク（アップリンク）は、遠隔端末から基地局への伝送に関係する。図１において、矢印付きの破線は、基地局から遠隔端末への一形式のサービス（例えば、音声）の伝送を示しており、矢印付きの実線は他の形式のサービス（例えば、データ）の伝送を示している。図１には明示されていないが、遠隔端末は１つの基地局から音声伝送とデータ伝送の両方を受信することもできる。
【００１８】
図１に示すように、基地局１０４ａはダウンリンク上で遠隔端末１０６ａおよび１０６ｈへ送信する。基地局１０４ｂは遠隔端末１０６ｂ，１０６ｅ，１０６ｈ，および１０６ｉへ送信する。基地局１０４ｃは遠隔端末１０６ａ，１０６ｃ，および１０６ｄへ送信する。以下同様である。図１に示す例では、遠隔端末１０６ｈは、基地局１４０ａおよび１０４ｄからの音声伝送（例えば、ソフトハンドオフの間に）と基地局１０４ｂからのデータ伝送とを受信する。
【００１９】
いくつかのＣＤＭＡシステムにおいて、電力制御機構は各遠隔端末へのフォワードリンクの送信電力を調整するよう維持され、それにより所望レベルの性能（例えば、１％のフレーム誤り率（ＦＥＲ））が達成される。フォワードリンクの電力制御機構は、遠隔端末から受信した信号の品質（例えば、信号と総雑音の比率）を測定し、受信した信号の品質を基にフォワードリンクの状態を推定し、それに応じてフォワードリンクの送信電力を調整することができる。受信した信号の品質が低く、リバースリンクが劣化していることを示している場合、フォワードリンクは対応する量だけ劣化していると推定することができ、それに応じてフォワードリンクの送信電力を増加することができる。
【００２０】
図２は、遠隔端末への特定の音声伝送用の、フォワードリンクの送信電力を示すグラフである。横軸は時間を示し、秒を単位にして設けられている。縦軸は遠隔端末への伝送用の送信電力を示し、相対的な線形スケールで設けられている。このグラフにおいて、遠隔端末への送信電力は、所望レベルの性能（例えば、１％のＦＥＲ）を維持するように調整される。なお、音声伝送用の送信電力は、例えばフェージングとマルチパスに起因する伝送リンクにおける劣化量に応じて、時間が経過すると大きく変動し得る。
【００２１】
ＣＤＭＡシステムは、異なる形式のサービスをサポートするために設計し、動作させることができる。１つの形式のサービスは、付加的な処理遅延（例えば、音声、高いレイヤのための肯定応答メッセージのような特定の形式のデータ、等々）を許容できないために、一般にスケジューリングされない伝送を含むことがある。他の形式のサービスは、付加的な処理とキューイング遅延を許容できる伝送を含むことができ、そのためスケジューリングすることができる。この形式は、基地局と遠隔端末との間のほとんどのデータ通信を含む。
【００２２】
音声サービスとデータサービスをサポートするＣＤＭＡシステムの場合、一般に音声サービスが優先される。これは、遅延がより短くＱＯＳ要求が固定されているためである。各スケジューリングの時間間隔で、音声サービスと他の伝送（例えば、オーバーヘッド）に必要な送信電力量の決定を行うことができる。それから、データサービスのために用いることができる残存使用可能送信電力の決定を行うことができる。
【００２３】
多くのＣＤＭＡシステムの場合、データは特定の時間間隔をカバーする「フレーム」で送信される。例えば、ｃｄｍａ２０００システムの場合、基本チャネル上および補助チャネル上の各々で、データを５ｍｓｅｃから２０ｍｓｅｃまでの範囲のフレームサイズで送信することができる。一般に、各基地局用のデータ伝送のスケジューリングは、特定のスケジューリング時間インスタンスｔｓｃｈで、各スケジューリング間隔（例えば、２０ｍｓｅｃフレーム毎）の間に一度実施される。スケジューリング時間インスタンスの前に、データ伝送のスケジューリングに必要な次のフレーム内のパラメータが収集される。これらのパラメータは、例えば、データサービスに使用可能な送信電力、データ要求、等々を含むことができる。収集されたパラメータ値に基づき、次の間隔のためにデータ伝送がスケジューリングされる。
【００２４】
ｃｄｍａ２０００システムにおいて、音声伝送は一般に基本チャネル（ＦＣＨ）によって送られ、データ伝送は一般に補助チャネル（ＳＣＨ）によって送られる。補助チャネル上のデータ伝送を受信するために、遠隔端末には一般に基本チャネルも割り当てられる。基本チャネル用の送信電力は、所望レベルの性能を維持するために、電力制御機構により調整される。ｃｄｍａ２０００システムにおいて、遠隔端末は、音声伝送のために１つ以上の基地局と通信することができ、データ伝送のために一般に（必ずしもそうではないが）ただ１つの基地局と通信することができる。これらの基地局は、対応する遠隔端末の音声およびデータアクティブセット内に置かれる。
【００２５】
時間ｔ内のどの特定のインスタンスでも、（例えば、補助チャネル上の）データ伝送に使用可能な送信電力は、次のように演算することができる。
【数１】
2004521526.tif 000003
【００２６】
ここで、
Ｐｔｏｔａｌ（ｔ）は、セクタ（すなわち基地局）用の時間ｔにおける全送信電力である。
【００２７】
ＰｉＦ（ｔ）は、補助チャネルとも関連する基本チャネル（例えば、音声＋データユーザーの音声成分）用の時間ｔにおける送信電力である。
【００２８】
Ｐｖｏｉｃｅ（ｔ）は、音声のみのユーザー用の時間ｔにおける送信電力である。
【００２９】
Ｐｏｔｈｅｒ（ｔ）は、他のチャネル（例えば、パイロット、ぺージング、制御、または他のオーバーヘッドチャネル）用の時間ｔにおける送信電力である。
【００３０】
式（１）は、全ての送信電力の項が適切に定義された場合（すなわち、送信電力が既知であり、各フレームにわたって一定である場合）、簡単な方法で演算することができる。しかしながら、リンクの状態は変化するので、所望のフレーム誤り率を維持するために、基本チャネル用の送信電力をフレーム間隔の間に調整することができる。例えば、ｃｄｍａ２０００システムの場合、各基本チャネル用の実際の送信電力は、最大８００回／秒（すなわち、１．２５ミリ秒毎）のレートで、上下に（規定の刻みで）調整することができる。このように、基本チャネル用の実際の送信電力は、フレーム間隔にわたって変動することができ、フレームの開始時の送信電力よりも高くすることができる。
【００３１】
図３は、複数のフレームに対するデータサービス用の使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｔ）を示す図である。現時のフレームｋの間の特定のスケジューリング時間インスタンスｔｓｃｈで、次のフレームｋ＋１におけるデータ伝送のためにスケジューリングが実施される。次のフレームｋ＋１の開始時の使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾は、フレームｋ内の現時のスケジューリング時間インスタンスに対して時間的に近いことから（フォワードリンクの送信電力の履歴に基づき）（比較的）高い信頼度で予測することができる。しかしながら、リンク状態の変化のために、使用可能送信電力は、フレームｋ＋１にわたっておそらく変動するであろう。
【００３２】
本発明の観点に基づき、時間経過による使用可能送信電力の変動（例えば、他の形式のサービスおよび伝送用の要求送信電力における変動に起因する）は、推定され、次のフレームｋ＋１のための使用可能送信電力をより良く推定するために用いられる。特に、推定される使用可能送信電力の変動量に対処するために（すなわち、次のフレーム内で発生することが推定される変動のために）マージンが演算される。いくつかの後の時間インスタンス（例えば、次のフレームの開始時）における使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾は、予測することができ、次に、演算されたマージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）により低減することができる。それにより、次のフレームのためのデータサービス用の使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣の（一般に、より正確な）推定を導き出す。
【００３３】
推定された使用可能送信電力の変動量の精度は、システムの性能に関して大きな影響力を有することがある。推定された変動量が実際の量よりも（非常に）少ない場合（例えば、他の形式のサービスおよび伝送用の送信電力が、フレームの間に、推定されたものよりも増加する）、それに応じてデータ伝送用の送信電力は減少する。これが発生すると、データ伝送の信号品質が低下することがあり、これによりフレームの誤り率が高くなるという結果になる可能性がある。あるいは、推定された変動量が実際の量よりも（非常に）多い場合、過大なマージンが供給され、使用可能送信電力は十分に利用されない。
【００３４】
ある実施形態において、次のフレームのために用いられるべきマージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）は、現時のフレームおよび過去のフレームの間に（すなわち、現時のスケジューリング時間インスタンスより前に）、推定された使用可能送信電力の変動量に基づき演算される。一実施例において、マージンは、前の時間インスタンスのための（あらかじめ）予測された使用可能送信電力と前回のフレームの間の（あらかじめ演算された）平均使用可能送信電力との間の差に基づき、演算される。これらの量は、両方とも現時のスケジューリング時間インスタンスで使用できる。
【００３５】
図３に示すように、前回のフレームｋ−１の間の平均使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）−と、前回のフレームｋ−１の開始時のための予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）＾とは、両方とも現時のフレームｋ内のスケジューリング時間インスタンスｔｓｃｈで利用できる。使用可能送信電力は、平均使用可能送信電力を得るために、特定の期間（例えば、１フレーム）にわたって平均化することができる。例えば、使用可能送信電力は、図３に示すように、先行するフレームｋ−１にわたって平均化することができる。あるいは、使用可能送信電力は、現時のスケジューリング時間インスタンスｔｓｃｈより前にいつでも終えることができる整列されていないフレーム期間にわたって（すなわち、フレーム範囲を越えて）平均化することができる。この平均化は、フレーム上で受信した全ての測定値に等しく重み付けをする線形の重み付け、より新しい測定値に対してより高い重みを与える指数関数的な重み付け、または他のいくつかの重み付け方式を基に実現することができる。
【００３６】
フレームｋ−１の開始時の予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）＾とフレームｋ−１の間の平均使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）−との間の差ｄ１（ｋ−１）は、次のように演算することができる。
【数２】
2004521526.tif 000004
【００３７】
あるいは、フレームｋの開始時の予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ）＾とフレームｋ−１の間の平均使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）−との間の差を演算することができる。次に、差ｄ１（ｋ−１）を、例えば指数関数的な重み付け関数を用いて平均化することができる。指数関数的に平均化された差ｅ１（ｋ）は、次のように演算することができる。
【数３】
2004521526.tif 000005
【００３８】
ここで、Ｗ１は指数関数的な平均化のための時定数を決定する重み付け係数（Ｗ１＜１０）である。より小さな係数Ｗ１は現時点の差ｄ１（ｋ−１）をより多く重み付けし、より小さな時定数に対応する（Ｗ１＝０は、平均化が実施されないことになる）。あるいは、より大きな係数Ｗ１は現時点の差ｄ１（ｋ−１）をより少なく重み付けし、より大きな時定数に対応する。他の重み付け方式も、差ｄ１（ｋ−１）を平均化することに用いることができ、本発明の範囲内である。
【００３９】
平均二乗差ｍ１２（ｋ）も、次のように演算することができる。
【数４】
2004521526.tif 000006
【００４０】
式（４）は、二乗された差の指数関数的平均化を、同じ重み付け係数Ｗ１を用いて示している。しかしながら、他の平均化方式および／または重み付け係数も用いることができる。
【００４１】
使用可能送信電力における変動の標準偏差は、様々な方法で推定することができる。一実施形態において、差の標準偏差σ１２（ｋ）は、次のように推定される。
【数５】
2004521526.tif 000007
【００４２】
他の実施形態において、差の標準偏差σ１２（ｋ）は、次のように推定される。
【数６】
2004521526.tif 000008
【００４３】
使用可能送信電力における変動の標準偏差を推定するかあるいは演算する他の手法も用いることができ、本発明の範囲内である。
【００４４】
ある実施形態において、次のフレームｋ＋１のためのマージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）は、（１）平均差ｅ１（ｋ）、および（２）平均および予測使用可能送信電力との間の差について推定された標準偏差σ１（ｋ）に基づいて決定することができる。ある実施形態において、マージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）は次のように演算される。
【数７】
2004521526.tif 000009
【００４５】
2004521526.tif 000010
【００４６】
次のフレームｋ＋１のためのデータサービス用の使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣は、後の時間インスタンス（例えば、次のフレームｋ＋１の開始時）における予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾と上記の演算されたマージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）とに基づいて、次のように推定することができる。
【数８】
2004521526.tif 000011
【００４７】
式（８）において、次のフレーム（ｋ＋１）の開始時における予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾は、従来から知られている複数の予測方式を基に得ることができる。１つの簡単な予測方式において、次のフレーム（ｋ＋１）の開始時における予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾は、現時のフレームｋ内のスケジューリング時間インスタンスｔｓｃｈにおける使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｔｓｃｈ）に等しい。しかしながら、他の予測シーケンスも用いることができる（例えば、Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾はＰａｖａｉｌ（ｔｓｃｈ）と前回の値の特定の関数である）。フレームｋ＋１のための推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣は、データサービスのために用いることができ、様々なスケジューリング方式に基づいて１以上のデータユーザーに割り当てることができる。
【００４８】
本発明の他の観点に基づき、特定のデータユーザー用の要求送信電力における変動も推定され、このデータユーザーに対するデータ伝送のスケジューリングに用いられる。第２のマージンは演算することができ、このデータユーザー用の要求送信電力における推定された変動に対処するために用いることができる。第１のマージンが（全）使用可能送信電力における変動に対処するのに対して、第２のマージンはデータユーザーが受けた特定のリンク状態に対して特有である。
【００４９】
ある実施形態では、次のフレームｋ＋１のための特定のデータユーザーｉ用の第２のマージンＰｍａｒ２，ｉ（ｋ＋１）は、データユーザーへの送信電力の推定変動量を基に演算される。ｃｄｍａ２０００システムにおいて、特定のデータユーザーへの補助チャネル上での各データ伝送は、基本チャネルと対応付けることができる。基本チャネル上の送信電力は、上述した方法でフォワードリンク電力コントロールループにより制御される。補助チャネル上の送信電力は、基本チャネルと共に電力制御されてもよく、されなくてもよい。データユーザー用の基本チャネル上の送信電力における変動量は、（例えば、使用可能送信電力に関して上述したものと同様の方法で）推定することができる。
【００５０】
現時のフレームｋにおけるスケジューリング時間インスタンスｔｓｃｈでは、フレームｋ−１の間でこのデータユーザーのために必要になるとあらかじめ（例えば、フレームｋ−２の間に）予測された送信電力Ｐｉ（ｋ−１）＾と、フレームｋ−１の間でデータユーザーに必要な平均送信電力Ｐｉ（ｋ−１）−との両方を使用できる。これらの量は、Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）＾およびＰａｖａｉｌ（ｋ−１）−に関して上述したものと同様の方法で演算することができる。絶対的または相対的な差を、データユーザーへの送信電力における変動量を推定するために用いることができる。例えば、予測要求送信電力Ｐｉ（ｋ−１）＾と平均要求送信電力Ｐｉ（ｋ−１）−との間の相対的な差ｄ２，ｉ（ｋ−１）は、データユーザーのために次のように演算することができる。
【数９】
2004521526.tif 000012
【００５１】
あるいは、予測要求送信電力Ｐｉ（ｋ）＾を、Ｐｉ（ｋ−１）＾の代わりに式（９）で用いることができる。次に、相対的な差ｄ２，ｉ（ｋ−１）を、例えば指数関数的な重み付け関数を用いて平均化することができる。指数関数的に平均化された相対的な差ｅ２，ｉ（ｋ）は、次のように演算することができる。
【数１０】
2004521526.tif 000013
【００５２】
ここで、ｗ２は指数関数的な平均化のための時定数を決定する重み付け係数（ｗ２は≦１．０）である。他の重み付け方式も相対的な差ｄ２，ｉ（ｋ−１）を平均化するために用いることができ、本発明の範囲内である。
【００５３】
平均二乗相対差ｍ２，ｉ２（ｋ）も、データユーザーのために次のように演算することができる。
【数１１】
2004521526.tif 000014
【００５４】
式（１１）は、式（１０）に関して、同じ重み付け係数ｗ２を用いた二乗相対差の指数関数的な平均化を示している。しかしながら、他の重み付け方式および／または重み付け係数も用いることができる。
【００５５】
一実施形態において、相対差の標準偏差σ２，ｉ２（ｋ）はデータユーザーのために次のように推定することができる。
【数１２】
2004521526.tif 000015
【００５６】
ここで、平均二乗相対差ｍ２，ｉ２（ｋ）と平均相対差ｅ２，ｉ（ｋ）は、それぞれ式（１１）と（１０）に示すように演算される。他の実施形態において、相対差の標準偏差σ２，ｉ２（ｋ）は、次のように演算することができる。
【数１３】
2004521526.tif 000016
【００５７】
ここで、相対差ｄ２，ｉ（ｋ−１）と平均相対差ｅ２，ｉ（ｋ）は、それぞれ式（９）と（１０）に示すように演算される。
【００５８】
ある実施形態において、次のフレームｋ＋１のためのデータユーザー用のマージンＰｍａｒ２，１（ｋ＋１）は、平均相対差ｅ２，ｉ（ｋ）と相対差の推定偏差σ２，ｉ（ｋ）とに基づき決定することができる。データユーザー用のマージンＰｍａｒ２，１（ｋ＋１）は、次のように演算することができる。
【数１４】
2004521526.tif 000017
【００５９】
2004521526.tif 000018
【００６０】
上述したマージンの計算は、非連続のフレームから得られた送信電力値に基づくことができる。例えば、マージンは送信するデータのために選択されたフレーム上の電力値に基づくことができる。
【００６１】
式（８）で演算された次のフレームｋ＋１のためのデータサービス用の推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣は、特定のデータユーザーｉに割り当てることができる。この場合、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣は、上記のように演算されたデータユーザー用のマージンＰｍａｒ２，ｉ（ｋ＋１）により低減することができ、次のようにデータユーザー用の推定使用可能送信電力Ｐｄａｔａ，ｉ（ｋ＋１）￣が導かれる。
【数１５】
2004521526.tif 000019
【００６２】
式（１５）において、第１のマージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）は電力の単位を有しており（式（２）参照）、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣から減算される。第２のマージンＰｍａｒ２，ｉ（ｋ＋１）は単位がなく（式（９）参照）、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣をスケーリングするために用いられる。
【００６３】
フレームｋ＋１のためのデータユーザー用のデータレートＲｉ（ｋ＋１）は、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣と他のパラメータに基づき、次のように演算することができる。
【数１６】
2004521526.tif 000020
【００６４】
ここで、ＰｉＦ（ｋ＋１）￣は、データレートＲｉＦ（ｋ）における、次のフレームｋ＋１のためのデータユーザー向け基本チャネル用の推定要求送信電力である。
【００６５】
ＲｉＦ（ｋ）は、現時のフレームｋにおけるデータユーザー用の基本チャネル上のデータレートである。
【００６６】
ＰＣＣは、特定の畳み込み符号を用いてレートＲｉＦ（ｋ）でデータを送信するために必要な電力である。
【００６７】
ＰＴＣは、特定のターボ符号を用いてレートＲｉＦ（ｋ）でデータを送信するために必要な電力である。
【００６８】
αａｓｍは、アクティブセットマージンである。
【００６９】
式（１６）に示すように、他の伝送（例えば、基本チャネル上の）のためのパラメータは、データ伝送（例えば、補助チャネル上の）のためのデータレートを導くために用いられる。推定送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣とデータレートＲｉＦ（ｋ）は、データユーザーのための１ビットあたりの要求送信電力を演算するために用いられる。ｃｄｍａ２０００システムの場合、補助チャネル上のデータはターボ符号を用いて符号化され、基本チャネル上のデータは畳み込み符号を用いて符号化される。したがって、比率ＰＣＣ／ＰＴＣは、基本チャネル上で必要な１ビットあたりの送信電力を、補助チャネルのために効果的に調整する。そして、アクティブセットマージンαａｓｍは、基本チャネル用のアクティブセットと補助チャネル用のアクティブセットとの間の差（もしあれば）に対処する。基本チャネルアクティブセットが１より大きく（例えばソフトハンドオフの間、基本チャネル上の伝送が１つより多い基地局から受信されている）、補助チャネルアクティブセットが１に等しい場合は、αａｓｍは１より大きい。αａｓｍが１より大きいと、補助チャネル上でデータレートが低減される結果となる。これは、補助チャネルはただ１つの基地局から送信されるが、基本チャネルは複数の基地局から送信されるので、補助チャネル上で信頼性が低減する原因となる。
【００７０】
式（１６）において、次のフレームｋ＋１のためのデータユーザー向け基本チャネル用の推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣は、様々な方式に基づき決定することができる。その１つを以下に述べる。また、要求送信電力を推定する他の方式を用いることもでき、本発明の範囲内である。
【００７１】
本発明の観点に基づき、推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣は、チャネル内の推定フェージングに一部基づき決定される。データ伝送のスケジューリングは、遅いフェージングに対するチャネル変化を利用でき、推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣は、予測要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）＾に基づくことができる。より速いフェージングのために、予測要求送信電力が次のフレーム内の実際の要求送信電力と関連している必要はなく、推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣は、平均要求送信電力ＰｉＦ（ｋ）−に基づくことができる。
【００７２】
この実施形態において、データユーザーのためのデータ伝送をスケジューリングするために用いられる要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣は、次のように推定することができる。
【数１７】
2004521526.tif 000021
【００７３】
ここで、「閾値」は特定のフェージング閾値（または、遠隔端末の閾値速度）に相当する。例えば閾値として３０ｋｍ／ｈｒを選択することができる。式（１７）に示すように、遠隔端末の推定速度が閾値速度以下の場合、予測要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）＾を、推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣として用いる。そうでなければ、推定速度が閾値速度より大きい場合、平均要求送信電力ＰｉＦ（ｋ）−を、推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣として用いる。予測要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）＾は、従来から知られている様々な予測方式に基づくことができる。ある実施形態において、平均要求送信電力ＰｉＦ（ｋ）−は、指数関数的な平均化に基づき次のように演算することができる。
【数１８】
2004521526.tif 000022
【００７４】
チャネル上のフェージングは、遠隔端末の速度に関係している。速度は最大ドップラー周波数に基づいて推定することができ、これは「共分散法」を用いて次のように順に推定することができる。初めに、同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）パイロットが、各々複数のチップ（例えば、Ｍチップ）にわたってコヒーレントに合成され、ＰＩｉおよびＰＱｉパイロットサンプルが得られる。次に、パイロットサンプルの二乗が次のように演算される。
【数１９】
2004521526.tif 000023
【００７５】
次に、平均二乗差Ｖを次のように演算することができる。
【数２０】
2004521526.tif 000024
【００７６】
次に、二乗の分散Ｖａｒを従来から知られている方法で演算することができる。最大ドップラー周波数ｆｄ￣は次のように演算することができる。
【数２１】
2004521526.tif 000025
【００７７】
ここで、τは分離であり、τ＝Ｍ／チップレートとして定義される。最大ドップラー周波数を推定するための共分散法は、本明細書中に参照により組み込まれたＪ．Ｍ．ＨｏｌｔｚｍａｎおよびＡ．Ｓａｍｐｔｈによる文献、名称「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ｈａｎｄｏｆｆｓ  ｉｎ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈ．，１９９５年２月、５９−６６頁にさらに詳しく述べられている。
【００７８】
最大ドップラー周波数が速度に対して比例していることを示すことができる。したがって、式（１２）から推定された最大ドップラー周波数と推定速度との間で（例えば、ルックアップテーブルを用いて）マッピングを生成することができる。次に、推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣を、式（１７）に示すように、推定速度に一部基づき決定することができる。あるいは、ドップラー閾値（閾値速度に相当する）を式（１７）で用いることができる。この場合、推定最大ドップラー周波数は、式（２１）に基づき演算することができ、ドップラー閾値と比較することができる。次に、推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ＋１）￣を、推定速度に一部基づき決定することができる。
【００７９】
上記実施形態において、第１および第２のマージンの各々は、予測送信電力と平均送信電力との間の差に基づいて演算される。各マージンは、伝送間隔の間の各送信電力の変動に対処するよう試みる。この変動は、上述したように、差および標準偏差に基づき推定することができる。また、この変動は他の統計的な測定と計算に基づいて推定でき、これは本発明の範囲内である。
【００８０】
図４は、本発明の実施形態による、データサービス用の使用可能送信電力を推定するための処理４００を示すフローチャートである。これらの形式のサービスは、音声、データ、および他のサービスを含むことができる。このシステムの場合、他の形式のサービスは、データサービスよりも高い優先度で与えられ、送信電力は、まずこれら他のサービスに割り当てられる。次に、任意の残存使用可能送信電力がデータユーザーへの伝送のために用いられる。
【００８１】
初めに、ステップ４１２で、各スケジューリング時間インスタンスにおいて、次のフレームｋ＋１のための使用可能送信電力を推定するために用いられる、パラメータのセット用の値が収集される。上述したように、これらのパラメータは、フレームｋ−１の間の平均使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）−と、フレームｋ−１の開始時のための予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ−１）＾とを含むことができる。一度、要求パラメータ値が収集されると、ステップ４１４で、平均使用可能送信電力と予測使用可能送信電力との間の差が演算され、差の標準偏差が推定される。差と標準偏差は、上述した方法で演算または推定することができる。
【００８２】
次に、ステップ４１６で、マージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）は、次のフレームｋ＋１のために、演算された差および標準偏差に基づき演算される。次に、ステップ４１８で、次のフレームの開始時の使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾が予測される。これは、他の形式のサービスおよび伝送（例えば、音声、オーバーヘッド、等々）に必要な可変および固定送信電力を推定し、式（１）に示すように、セルからの全送信電力から要求送信電力を減算することにより実現できる。次に、ステップ４２０で、次のフレームｋ＋１のためのデータサービス用の推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣は、式（８）に示すように、予測使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）＾と、演算されたマージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）とに基づき演算することができる。その後、以下に述べるように、データユーザーに対する伝送を、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣および他の要因に基づきスケジューリングすることができる。
【００８３】
図５は、本発明の実施形態による、スケジューリングを行いデータをデータユーザーへ送信するための処理５００を示すフローチャートである。処理５００は、各伝送間隔（例えば、各２０ｍ秒フレーム）の間に実行することができる。
【００８４】
新しいデータユーザーへの伝送をスケジューリングする前に、ステップ５１２で、データユーザーのスループットＴｉ（０）は、特定のデータレート（例えば、Ｔｉ（０）＝９．６Ｋｂｐｓ）に初期化される。データの伝送を要求しデータユーザーセットＳ内に置かれている各データユーザーのために、ステップ５１４で、次のフレームｋ＋１のためのデータユーザー用の可能なデータレートＲｉ（ｋ＋１）が演算される。各データユーザー用の可能なデータレートＲｉ（ｋ＋１）は、式（１５），（１６），および（１７）に基づき演算することができ、数ある要因の中で、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣、使用可能送信電力のための第１のマージンＰｍａｒ１（ｋ＋１）、およびデータユーザーのための第２のマージンＰｍａｒ２，１（ｋ＋１）に依存する。
【００８５】
図５に示す実施形態において、データユーザーへの伝送は、（１）フレームｆ＋１のための推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣と、（２）各データユーザーのために演算された優先度指標Ｉｉ（ｋ）とに基づきスケジューリングされる。ある実施形態において、各データユーザーの優先度指標Ｉｉ（ｋ）は、その可能なデータレートＲｉ（ｋ＋１）と、その現時のスループットＴｉ（ｋ）とに基づいて決定される。ある実施形態において、優先度指標Ｉｉ（ｋ）は、各データユーザーのために次のように演算することができる。
【数２２】
2004521526.tif 000026
【００８６】
優先度指標Ｉｉ（ｋ）を決定する際にスループットＴｉ（ｋ）を用いることにより、公正水準が保証され、劣化したリンクに関連するデータユーザーはデータ伝送を無期限に待つことになる。他の優先度も用いることができ、本発明の範囲内である。
【００８７】
一度、可能なデータレートＲｉ（ｋ＋１）と優先度指標Ｉｉ（ｋ）が、ユーザーセットＳ内の全てのデータユーザーのために演算されると、データユーザーのためにデータ伝送をスケジューリングすることができる。ステップ５２２で、ユーザーセットＳ内で最も高い優先度指標を有するデータユーザーｊが、スケジューリングのために選択される。この選択は、以下に基づき実現できる。
【数２３】
2004521526.tif 000027
【００８８】
次に、以前に決定された、選択されたデータユーザーのための可能なデータレートＲｉ（ｋ＋１）は、ステップ５２４で、サポートされたデータレート｛０，Ｒｍｉｎ，…Ｒｌ，Ｒｌ＋１，…Ｒｍａｘ｝の１つに量子化される。選択されたデータユーザーのための量子化されたレートＲｊ＊（ｋ＋１）は、次のように決定することができる。
【数２４】
2004521526.tif 000028
【００８９】
式（２４）において、選択されたデータユーザーのためのデータレートは、（１）可能なデータレートＲｊ（ｋ＋１）が、サポートされた最も低いデータレートＲｍｉｎ未満である場合に、ゼロに設定され、（２）可能なデータレートＲｊ（ｋ＋１）が、サポートされた最も高いデータレートＲｍａｘ以上である場合に、Ｒｍａｘに設定され、あるいは（３）その他の場合に、次の最も低い量子化されたデータレートＲｌ、ここではＲｌ≦Ｒｊ（ｋ＋１）＜Ｒｌ＋１、に設定される。
【００９０】
次のフレームにおける、選択されたデータユーザーを量子化されたデータレートＲｊ＊（ｋ＋１）でサポートするために必要とされる送信電力Ｐｊ＊（ｋ＋１）は、ステップ５２６で、次のように演算することができる。
【数２５】
2004521526.tif 000029
【００９１】
次に、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣は、ステップ５２８で、ユーザーｊのためのスケジューリングされたデータ伝送を、量子化されたデータレートＲｊ＊（ｋ＋１）で反映するよう、更新される。これは、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣からユーザーｊ用の推定送信電力Ｐｊ＊（ｋ＋１）を減算することで実現できる。ユーザーセットＳも、ステップＳ５３０で、選択されスケジューリングされたデータユーザーを取り除くことで更新される。次に、ステップＳ５３２で、ユーザーセットＳ内に残っている各ユーザーのための可能なデータレートＲｉ（ｋ＋１）は、残存推定使用可能送信電力に基づき更新される。
【００９２】
次に、ステップ５３４で、ユーザーセットＳが空であるか、あるいは残存推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ￣が任意の追加のデータ伝送のために不十分であるかどうかが決定される。残存推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ￣は、ユーザーセットＳ内の各残存データユーザーのための可能なデータレートが、サポートされた最も低いデータレートＲｍｉｎ未満である場合に、不十分である。ユーザーセットが空ではなく、残存推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ￣が十分である場合、処理はステップ５２２に戻り、ユーザーセットＳ内の最も高い優先度のデータユーザーが、スケジューリングのために選択される。そうでなければ、処理はステップ５４２に進む。
【００９３】
ステップ５４２で、スケジューリングされた各データユーザーのためにスケジューリングされた送信電力は、次のように決定することができる。
【数２６】
2004521526.tif 000030
【００９４】
ここで、式（２６）中のＰａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣は、次のフレームｋ＋１のための推定使用可能送信電力である（しかも、ステップ５２８で演算された残存推定使用可能送信電力ではない）。ステップ５４２は、推定使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣をスケジューリングされた各データユーザーに割り当て、ステップ５２４で実行されたデータレートの量子化に対処する（そして、スケジューリングされていない任意の残存使用可能送信電力の割り当てについても）。次に、ステップ５４４で、スケジューリングされた各データユーザーのスループットＴｉ（ｋ＋１）は、スケジューリングされたデータ伝送を反映するよう、更新される。ある実施形態において、スループットＴｉ（ｋ＋１）は、次のように更新することができる。
【数２７】
2004521526.tif 000031
【００９５】
式（２７）は、スループットＴｉ（ｋ）の指数関数的な平均化を実行し、ＷＴは指数関数的な平均化のための時定数（例えば、多数のフレームについて）である。次にステップ５４６で、データは、量子化されたデータレートＲｉ＊（ｋ＋１）で、かつスケジューリングされた送信電力Ｐｉ（ｋ＋１）により、スケジューリングされた各データユーザーに伝送される。
【００９６】
フォワードリンク上でのデータ伝送のスケジューリングは、双方とも本発明の譲受人に譲渡され本明細書中に参照により組み込まれた、２０００年３月１７日出願の米国特許出願０９／５２８，２３５号、および１９９７年２月１１日出願の０８／７９８，９５１号、名称「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＦＯＲＷＡＲＤ  ＬＩＮＫ  ＳＣＨＥＤＵＬＩＮＧ」にさらに詳しく述べられている。
【００９７】
明確にするために、ｃｄｍａ２０００システムにおける実施に関して本発明の様々な実施形態を述べた。しかしながら本発明は、１以上の他の規格および／または設計に準拠して設計することができる他のＣＤＭＡシステムにも適用できる。例えば、本発明はＷ−ＣＤＭＡ規格に準拠するＣＤＭＡシステムのために用いることができる。
【００９８】
図６は、本発明の様々な観点を実施するために動作することができる特定設計の通信システム１００を示す簡単なブロック図である。システム１００は、複数の基地局１０４（簡単にするために、図６では１つの基地局だけを図示している）と通信する基地局コントローラ（ＢＳＣ）１００を含んでいる。さらにＢＳＣ１１０は、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）１１２（例えば、音声サービス用）およびパケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）１１４（例えば、データサービス用）とインターフェースする。ＢＢＣ１１０は、通信システム内の遠隔端末と、基地局１０４、ＰＳＴＮ１１２、およびＰＤＳＮ１１４との間の通信を調整する。
【００９９】
図６に示す特定設計において、ＢＢＣ１１０は呼制御プロセッサ６１２、複数のセレクタ素子６１４（簡単にするために、図６では１つのセレクタ素子だけを図示している）、およびスケジューラー６１６を含んでいる。呼制御プロセッサ６１２は、各遠隔端末のための呼の処理を制御する（例えば、フォワードリンク上の遠隔端末にチャネル割り当てメッセージを送信するよう、基地局に指示する）。１つのセレクタ素子６１４は、各遠隔端末と１つ以上の基地局との間の通信を制御するために割り当てられる。スケジューラー６１６は、ＢＳＣ１１０内で全てのセレクタ素子６１４に連結し、データユーザーへの伝送をスケジューリングする。
【０１００】
図６に示す設計において、基地局１０４は複数のチャネル素子６４２ａ〜６４２ｎを含んでいる。１つのチャネル素子６４２は、各遠隔端末との通信を処理するために割り当てられ、遠隔端末にも割り当てられている対応するセレクタ素子６１４に連結する。各セレクタ素子６１４は、割り当てられた遠隔端末のためのスケジューリング情報（例えば、データレート、送信電力、および伝送時間）をスケジューラー６１６から受信し、その情報を対応するチャネル素子６４２に転送する。チャネル素子６４２は、受信したスケジューリング情報に基づき、割り当てられた遠隔端末のために、データを受信し、符号化して、変調する。変調された信号は、送信機（ＴＭＴＲ）６４４によりアップコンバートされて調整され、送受切換え器６４６を通して送られ、アンテナ６４８を介してフォワードリンク上で送信される。
【０１０１】
受信側の遠隔端末１０６では、フォワード信号はアンテナ６７０により受信され、フロントエンド６７２に送られる。フロントエンド６７２は、受信した信号をフィルタリングし、増幅し、ダウンコンバートして、デジタル化する。次に、デジタル化されたサンプルは、復調器（ＤＥＭＯＤ）６７４により復調され、復号器６７６により復号されて、データシンク６７８に供給される。復調と復号は、基地局で実行された変調と符号化に対して相補的な方法で実行される。
【０１０２】
リバースリンク上のデータ伝送は、同様の方法で行なわれる。データは、遠隔端末１０６内で、データソース６８０から供給され、符号器６８２により符号化されて、変調された信号を供給するために変調器（ＭＯＤ）６８４により変調される。次に、変調された信号はフロントエンド６７２によりアップコンバートされて調整され、アンテナ６７０を介して送信される。
【０１０３】
基地局１０４では、リバースリンク信号はアンテナ６４８により受信され、送受切換え器６４６を通して送られ、受信機（ＲＣＶＲ）６５０に供給される。受信機６５０は、リバースリンク信号をフィルタリングし、増幅し、ダウンコンバートし、デジタル化して、デジタル化されたサンプルを、遠隔端末に割り当てられたチャネル素子６４２に供給する。割り当てられたチャネル素子６４２は、遠隔端末で実行された変調と符号化に対して相補的な方法で、サンプルを復調し復号する。復号されたデータは、遠隔端末に割り当てられたセレクタ素子６１４に供給することができ、これによりデータをさらに他の基地局１０４、ＰＳＴＮ１１２、またはＰＤＳＮ１１４に転送することができる。上述したような設計は、システム上で、データサービスと音声サービスの両方の伝送をサポートする。上述した機能を実現する他の設計は、考察することができ、本発明の範囲内である。
【０１０４】
フォワードリンクとリバースリンクのための処理（例えば、符号化と変調）は、特定のＣＤＭＡ規格、または実施中のシステム（例えば、ＩＳ−９５Ａ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００、またはＨＤＲ）により規定されるが、本明細書中では詳しくは述べない。
【０１０５】
上述したように、フォワードリンク電力コントロールループは、（例えば、受信したリバースリンク信号の品質に基づいて）フォワードリンク伝送の送信電力を調整するために維持することができる。リバースリンク信号の品質は、従来から知られている方法で、受信機６５０により推定することができる。各遠隔端末への（音声）伝送用の推定要求送信電力ＰｉＦ（ｋ）￣およびデータレートＲｉＦ（ｋ）と、他の形式のサービスおよび伝送のための送信電力とは、スケジューラー６１６に供給することができる。スケジューラー６１６は、使用可能送信電力Ｐａｖａｉｌ（ｋ＋１）￣を推定しデータユーザーへの伝送をスケジューリングするために、受信した情報を用いることができる。
【０１０６】
上述したスケジューリング処理は、様々な設計により実現できる。スケジューラーの位置は、集中あるいは分散スケジューリングが望まれているかどうかによって決まる。例えば、スケジューラーは各基地局内に置くことができる。この分散処理により、各基地局が独自のスケジューリングを実行することが可能になり、これにより処理遅延を低減することができる。逆に、（図６に示すように）スケジューラーはシステム内の全ての基地局のために伝送を制御するよう設計することができる。この集中処理により、システムリソースをより有効に使用できることになる。
【０１０７】
図１に示すように、遠隔端末はシステム全体にわたって分散され、１つ以上の基地局と同時に通信することができる。集中スケジューリング方式において、スケジューラーは全システムにわたって、スケジューリングされたタスクおよびスケジューリングされていないタスクの伝送を調整し、その結果、スケジューリングされた伝送およびスケジューリングされていない伝送の劣化が最小限になり、有効なシステムリソースを効果的に利用できる。スケジューラーはシステム内で、スケジューリングされた各ユーザーに対してデータレートを割り当てる機能を課せられ、その結果、目的のセットが最適化される。これらの目的は、（１）システム容量の制約内でサポートできるタスクと同量程度に、スケジューリングされたタスクおよびスケジューリングされていないタスクを送信することにより、フォワードリンク容量の利用性を向上すること、（２）通信における品質の向上および伝送遅延の最小化、および（３）優先度のセットに基づき、スケジューリングされた全てのユーザーに対してフォワードリンク容量を公平に割り当てること、を含むことができる。フォワードリンクスケジューリングは、前述の米国特許出願０９／５２８，２３５号および０８／７９８，９５１号に、さらに詳しく述べられている。
【０１０８】
図７は、スケジューラー６１６の実施形態を示す簡単なブロック図である。この実施形態において、スケジューラー６１６は、メモリー素子７１４およびタイミング素子７１６に連結するコントローラ７１２を含んでいる。コントローラ７１２は、さらにＢＳＣ１１０内のセレクタ素子６１４に連結しており、システム内の基地局から適切な情報（例えば、各遠隔端末のための送信電力およびデータレート）を受信し、フォワードリンクのための需要と容量に関する情報を受信し、データユーザーへの伝送をスケジューリングする。受信された情報は、メモリー素子７１４に記憶することができ、必要に応じてコントローラ７１２により検索される。タイミング素子７１６は、フォワードリンクのスケジューリングを実行するために用いられるタイミング信号をコントローラ７１２に供給する。また、タイミング信号により、コントローラ７１２が適切な時間にスケジューリング情報（例えば、スケジューリングされたデータレートおよび送信電力）をセレクタ素子６１４へ送ることが可能になる。
【０１０９】
スケジューラーの構成要素（および、基地局と遠隔端末の他の構成要素）は、様々な方法で実施できる。例えば、コントローラ７１２は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、コントローラ、マイクロ・コントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書中で述べた機能を実行するよう設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせで実施できる。メモリー素子７１４は、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、フラッシュＲＡＭ、他の形式のメモリー、またはそれらの組み合わせで実施できる。タイミング素子７１６は、システムクロックによるカウンタの作動、外部信号に対してロックされる搭載発振器、外部ソースからシステムタイミングを受信するための記憶素子、または任意の他の設計で実施できる。
【０１１０】
本発明の様々な観点および実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実施できる。例えば、平均、予測、および推定使用可能送信電力、第１および第２のマージン、データレートを導く計算、および上述した他の計算は、プロセッサ上で実行されるソフトウェアにより行うことができる。図４および図５で述べた処理も、ソフトウェアルーチンにより実施することができる。ソフトウェアの実施のために、コードをメモリーユニット（例えば、メモリー素子７１４）内に記憶し、プロセッサ（例えば、コントローラ７１２）により実行することができる。
【０１１１】
上記した好ましい実施形態の説明は、当業者が本発明を実施し使用できるように提供されている。これらの実施形態の様々な変更は当業者にとって容易なものとなり、本明細書中で規定された一般的な原理は、発明能力を用いることなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は本明細書中で示された実施形態に限定されることなく、本明細書中で開示された原理と新規な特徴に沿う最も広い範囲に適合することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
複数のユーザーをサポートし、本発明の様々な実施形態を実施するために使用できる通信システムを示す図。
【図２】
遠隔端末への特定の音声伝送用の、フォワードリンクの送信電力を示すグラフ。
【図３】
複数のフレームに対するデータサービス用の使用可能送信電力を示す図。
【図４】
本発明の実施形態による、データサービス用の使用可能送信電力を推定するための処理を示すフローチャート。
【図５】
本発明の実施形態による、スケジューリングを行いデータをデータユーザーへ送信するための処理を示すフローチャート。
【図６】
図１に示す通信システムにおける構成要素の一部を示す簡単なブロック図。
【図７】
データ伝送のスケジューリングを行うために用いられるスケジューラーの実施形態を示す簡単なブロック図。
【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】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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