(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャネルを介して連結された送信器および少なくとも１つの受信器を有し、少なくとも１つのユーザアプリケーションに通信パスを提供するよう動作可能な無線通信システムにおける、該ユーザアプリケーションにシステム資源を割り当てる方法であって、該方法は、
該ユーザアプリケーションの各々に対するシステム資源の初期割り当てを決定するステップと、
該無線伝送システムによってサービスされる該ユーザアプリケーションの全てに対する該初期割り当てのための総動作伝送資源負荷を決定するステップと、
該総動作資源負荷と該最大伝送資源負荷との間の差を決定するために該総動作伝送資源負荷を該無線伝送システムの最大伝送資源負荷と比較するステップと、
該資源負荷の差の一部を、該ユーザアプリケーションにさらに割り当てるために選択するステップと、
該資源負荷の差の該選択された部分から、該サービスを提供するユーザアプリケーションのサブセットにさらなる資源割り当てを提供するステップと
からなり、
所与のユーザアプリケーションへの資源の前記初期割り当てが、
通信チャネルに関して所定のチャネル状況情報に基づき、第１および第２の性能特性曲線のセットを決定するステップであって、該第１の性能特性曲線のセットが該通信チャネルの階層プロトコルモデルのアプリケーションレイヤに関連するパラメータ値を表し、該第２の性能特性曲線のセットが該階層プロトコルモデルの物理レイヤに関連するパラメータ値を表し、該第１の性能特性曲線のセットがエラーパラメータ及びデータレートに対するデータスループットを表し、該第２の性能特性曲線のセットが前記エラーパラメータ及びデータレートに対して表された伝送パワーパラメータに関する、ステップと、
該ユーザアプリケーションのサービスクォリティ（ＱｏＳ）を決定するステップと、
該ＱｏＳ要件に対応する該第１の性能特性曲線のセット上のデータペアのセットを決定するステップと、
該第１の性能特性曲線のセット上の該決定されたデータペアのセットを、該第２の性能特性曲線のセット上の対応するデータペアのセットにマッピングするステップであって、該第２の性能特性曲線のセット上の該マッピングされたデータペアはそれぞれ、該通信チャネルにおける伝送パワーレベルに関数的に関連している、ステップと、
該第２の性能特性曲線のセット上の該マッピングされたデータペアから、該通信チャネルにおける下限伝送パワーレベルに対応するペアを選択するステップと
に従って実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、該方法がさらに、
最大伝送資源負荷に対する動作伝送資源負荷の比として負荷係数を提供するステップと、
該負荷係数に関して少なくとも１つの負荷閾値を定義するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、該資源負荷の差の該選択された部分は、該少なくとも１つの負荷閾値に関して確立されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、該サービスを提供するユーザアプリケーションのサブセットにさらなる資源割り当てを提供するステップが、
該システム資源の初期割り当て中に、該ユーザアプリケーションそれぞれに割り当てられた目標フレームエラーレート（ＦＥＲ）に従って評価するものを該ユーザアプリケーションのうちから選択するサブステップと、
該初期に割り当てられた目標ＦＥＲを定義したパーセント分増大するとして、該選択されたユーザアプリケーションそれぞれの改訂された目標ＦＥＲを計算するサブステップと、
該改訂した目標ＦＥＲに関連する伝送資源パラメータと該初期に割り当てられた目標ＦＥＲの対応する伝送資源パラメータの間の差を決定し、該差を所定の閾値と比較するサブステップと、
該差が該閾値を上回る場合、該改訂した目標ＦＥＲを該ユーザアプリケーションに割り当てるサブステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
通信チャネルを介して連結された送信器および少なくとも１つの受信器を有し、少なくとも１つのユーザアプリケーションに通信パスを提供するよう動作可能な無線通信システムにおける、該ユーザアプリケーションにシステム資源を割り当てる装置であって、該装置は、
該ユーザアプリケーションの各々に対するシステム資源の初期割り当てを決定するよう確立される処理手段と、
該無線伝送システムによってサービスされる該ユーザアプリケーションの全てに対する該初期割り当てのための総動作伝送資源負荷を決定し、該動作資源負荷と該最大資源負荷との間の差を決定するために該総動作伝送資源負荷を該無線伝送システムの最大伝送資源負荷と比較するよう確立される処理手段と、
該資源負荷の差の一部を、該ユーザアプリケーションにさらに割り当てるために選択する手段と、
該資源負荷の差の該選択された部分から、該サービスを提供するユーザアプリケーションのサブセットにさらなる資源割り当てを提供する負荷手段と
からなり、
前記初期割り当てを決定するよう確立される処理手段がさらに、
第１および第２の性能特性曲線のセットを格納するよう確立されるメモリ手段であって、該曲線が該通信チャネルに関するチャネル状況情報の関数として決定され、該第１の性能特性曲線のセットが該通信チャネルに対する階層プロトコルモデルのアプリケーションレイヤに関連するパラメータ値を表し、該第２の性能特性曲線のセットが該階層プロトコルモデルの物理レイヤに関連するパラメータ値を表し、該第１の性能特性曲線のセットがエラーパラメータ及びデータレートに対するデータスループットを表し、該第２の性能特性曲線のセットが前記エラーパラメータ及びデータレートに対して表された伝送パワーパラメータに関する、メモリ手段と、
該ユーザアプリケーションのサービスクォリティ（ＱｏＳ）要件を決定する手段と、
該ＱｏＳ要件に対応する該第１の性能特性曲線のセット上のデータペアのセットを決定する手段と、
該第１の性能特性曲線のセット上の該決定されたデータペアのセットを、該第２の性能特性曲線のセット上の対応するデータペアのセットにマッピングするマッピング手段であって、該第２の性能特性曲線のセット上の該マッピングされたデータペアはそれぞれ、該通信チャネルにおける伝送パワーレベルに関数的に関連している、マッピング手段と、
該通信チャネルにおける下限伝送パワーレベルに対応する、該第２の性能特性曲線のセット上の該マッピングされたデータペアのうちの１つを識別し、選択するよう動作する選択手段とからなることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、該装置はさらに、
最大伝送資源負荷に対する動作伝送資源負荷の比として負荷係数を決定するよう動作する処理手段と、
該負荷係数に関して定義された少なくとも１つの負荷閾値を選択する手段とからなることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、該資源負荷の差の該選択された部分が、該少なくとも１つの負荷閾値に関して確立されることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項５に記載の装置において、該負荷手段はさらに、
該システム資源の初期割り当て中に、該ユーザアプリケーションそれぞれに割り当てられた目標フレームエラーレート（ＦＥＲ）に従って評価するものを該ユーザアプリケーションのうちから選択する手段と、
該初期に割り当てられた目標ＦＥＲを定義したパーセント分増大するとして、該選択されたユーザアプリケーションの改訂された目標ＦＥＲを計算する処理手段と、
該改訂した目標ＦＥＲに関連する伝送資源パラメータと該初期に割り当てられた目標ＦＥＲの対応する伝送資源パラメータの間の差を決定し、該差を所定の閾値と比較する手段と、
該差が該閾値を超える場合、該改訂した目標ＦＥＲを該ユーザアプリケーションに割り当てる手段とからなることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、無線通信システムに関し、より詳細にはサービスクォリティパラメータの関数としてのシステム資源パラメータの管理に関する。
尚、本出願は、本出願人に譲渡された米国出願「Method And Apparatus For Multi-Layer Recourse Management In Wireless Communication Systems」に関連する。
【０００２】
【発明の背景】
無線通信システムでは、移動ユーザと固定された基地局との間で情報信号を伝送することができる。基地局は通常、１つまたは複数の陸線通信ネットワーク(landline communications networks)と相互接続される。移動ユーザを陸線ネットワークにリンクする通信チャネルを介して情報信号を伝送するために、アナログシステム（第１世代）およびデジタルシステム（第２世代）の双方が開発された。デジタル方法は、チャネル雑音および干渉に対する改善された耐性、容量の増大、および安全な通信のための暗号化を含め、アナログシステムに勝るいくつかの利点を提供する傾向がある。
【０００３】
第１世代の無線システムは、主に音声通信に向けられたものであったが、第２および第３世代のシステムデジタル技術は、音声およびデータの双方のアプリケーションをサポートする。無線ネットワークにアクセスすることのできるユーザの数を増大するために、周波数分割多元接続（Ｆrequency Ｄivision ＭultipleＡccess：ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（Ｔime Ｄivision Ｍulitple Ａccess：ＴＤＭＡ）、および符号分割多元接続（Ｃode Ｄivision Ｍultiple Ａccess：ＣＤＭＡ）等、いくつかの変調／符号化装置が開発されてきた。ＣＤＭＡシステムは、ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡの各システムよりも多重通路歪みおよび同一チャネル干渉に対して耐性があり、ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡの各システムでは一般的な周波数／チャネル計画の負担を軽減する。
【０００４】
無線ネットワークの基地局は、関連する移動ユーザと通信リンクを確立するに当たって様々な資源を管理する。このような資源には、出力パワーとデータレートとがある。出力パワーとデータレートとは比例関係にあり、データレートが増大するにつれて、ユーザとのリンクの確立または維持に必要な出力パワーが増大する。データレートの増大に伴うこの出力パワーの増大は、ビット当たりの出力エネルギを一定レベルに維持するために必要である。パワー出力の管理において、基地局は、サービスを提供している移動ユーザ間のチャネル間干渉、ならびに基地局の総出力パワーに関する制約に対して、個人または集団のユーザの伝送ニーズの均衡を保たなければならない。
【０００５】
したがって、ユーザによる無線ネットワークへの入来要求(entry request)があると、基地局は、現在のユーザの環境とパワー需要とに対し、ユーザのデータレートとパワー需要とを評価しなければならない。ユーザの環境がシステムの総容量に近づくにつれ、基地局はシステムへのユーザの入来を遅らせ、基地局の出力パワー容量の過負荷(overload)を回避することができる。
【０００６】
パワー制御を利用する通信システムにおいて、通常、利用可能なＲＦパワーの割り当ては、パワーを調整して、変化するチャネル状況下で必要なフレームエラーレート（Ｆrame Ｅrror Ｒate：ＦＥＲ）を維持するためのフィードバック機構を備えるパワー制御システムを用いて、必要ＦＥＲにより指図される。したがって、所定の必要ＦＥＲについて、出力パワーは、必要ＦＥＲとチャネルに起因して検出されるＦＥＲとの間の差に応じて様々である。チャネルの瞬間Ｅｂ／Ｉｏ比（本質的には、デジタル信号対雑音比）は、パワー制御システムの内部ループにおけるその設定ポイント付近の偏差により制御される。目標とするＦＥＲが設定されると、チャンネルに起因するＦＥＲを必要ＦＥＲから許容可能な偏差内に維持するため、パワー制御システムが動作してＲＦパワーを動的に割り当て、チャネルのフェージングおよび干渉を克服する。
【０００７】
音声呼の場合、ＦＥＲは通常、要求されるサービスメリット（Merit of Service: ＭｏＳ）パラメータに見合うように１％と２％の間に設定される。一方、データ通信アプリケーションは、概していくらか高いＦＥＲを許容することができるが、選択されるＦＥＲは、かかるアプリケーションのサービス品質（Quality of Service: ＱｏＳ）基準を満たさなければならない。各種ユーザおよびユーザアプリケーション要件に対する無線システム資源の効率的な割り当てを提供する必要性がある。
【０００８】
【発明の概要】
無線通信システムにおけるパワーおよびシステム資源を、かかる資源の複数ユーザへの割り当てに関して聡明に利用する方法を提供する。特に、本発明は、無線システムにおいて最適な資源の割り当てを達成する等のため、ユーザアプリケーション要件に比例するパワーおよびシステム資源の動的割り当てを提供する。
【０００９】
本発明の方法は、サービスを提供するユーザアプリケーションの必要ＱｏＳ基準を満たしながら伝送資源を最適化するようにして、無線システムがサービスを提供する各ユーザアプリケーションに対する無線伝送資源の割り当てを決定するよう動作する。このようにして、すべてのユーザアプリケーションに対して伝送資源を割り当てた後、割り当てられた総伝送資源を決定し、これを無線システムの上限伝送資源レベルと比較する。次に、本発明の方法に従い、各ユーザアプリケーションに提供された初期割り当てに比例して、サービス提供しているユーザアプリケーションが上限と現在割り当てられている伝送資源レベルの間の差の一部を利用できるようにする。
【００１０】
本発明の好ましい実施例において、各ユーザアプリケーションへの初期最適資源割り当ての決定は、上述の米国特許出願に開示されるマルチレイヤ資源管理方法に従って行われる。該方法によれば、考慮中のユーザアプリケーションおよび無線チャネルの性能特性が決定され、テーブルセットまたは対応する曲線（またはそれの数学的に同等なもの）の形態で格納される。次に、考慮中のユーザアプリケーションに必要な性能パラメータに対応する、それら曲線上のデータ点（たとえば、データスループット）が決定される。アプリケーション性能特性曲線からのそれらのデータ点は、次に物理チャネルの性能特性曲線上の対応するデータ点にマッピングされる。そのマッピングから、アプリケーションおよび選択されたチャネルの特性についてのデータスループット要件に関して、システムパワー割り当てを最適化するＦＥＲおよびデータレートが選択される。
【００１１】
今説明した手順等の手順に従い、システムにおいて各ユーザに資源を割り当てた後、すべてのユーザへの総資源割り当てが決定される。この総割り当ては、無線システムの無線資源の利用を表す。次に、この総資源割り当てを無線システムが利用可能な最大無線伝送資源と比較し、これらの値間の差の一部を、「ボーナス(bonus)」分配プロセスで使用するために確立する。ボーナス分配プロセスは、利用可能な「クレジット(credit)」負荷資源を分配し、システムにおける総計スループットを最大にしながらユーザ間干渉を最小限に抑えるよう動作する。
【００１２】
本発明のボーナスプロセスを用いると、サービスを提供するユーザの必要ＦＥＲ／ＱｏＳ要件の達成に向けて資源割り当てを行った後に残る利用可能な資源負荷が、それぞれの初期割り当てに比例してユーザに分配され、それによって完全に負荷されていないシステムの利用を増大する。この手順に従ってボーナス資源割り当てを受信したユーザには増大した伝送パワーが割り当てられ、これにより所与のデータファイルの伝送をより早く完了することができるため、その開放された時間増分中に別のユーザアプリケーションがシステム資源を利用できるようになる。
【００１３】
【発明の詳細な記述】
比較的高いデータレートのデータ通信アプリケーションをサポートする無線ネットワークでは、不十分なチャネルの利用を原因とする伝送の遅延を回避するために、チャネルの利用を注意深く管理しなければならない。上述したように、本発明は、無線システム資源の最適な利用を達成するよう通信チャネルを管理するための新規方法を提供する。本発明を、無線信号のＣＤＭＡ符号化に基づく好ましい実施例に関して説明するが、本発明の方法を、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗidebad ＣＤＭＡ：Ｗ−ＣＤＭＡ）、ＴＤＭＡ、およびＧＳＭを含む他の無線チャネル化構成にも適用できることは明白なはずである。
【００１４】
本発明は、無線システムが完全に負荷されていない場合に、無線システムにおける無線チャネルの利用を最大化する方法を提供する。本発明のプロセスを通して実現されるチャネル利用の増大に伴い、無線システムのユーザに対して、最大システム総スループットが実現される。特に、本発明は、無線システムの最大伝送資源可用性と所与の時間における無線システムがサービス提供するユーザに割り当てられた伝送資源レベルの間の差を決定し、その伝送資源差分の一部を追加の資源割り当てを行うために、幾人か、またはすべてのシステムユーザに提供する。この追加の資源割り当ては、本明細書において「ボーナス」分配プロセスと特徴付けられる。ボーナス分配プロセスは、伝送資源差分（以下、「負荷クレジット」と特徴付けることもある）の選択部分を、概して各ユーザの初期資源割り当てに比例して、サービスを提供しているユーザに再分配するよう動作する。
【００１５】
本発明のプロセスにおける第１のステップとして、無線システムがサービスを提供する各ユーザアプリケーションに初期伝送資源割り当てが行われる。この初期割り当ては、概して、ユーザアプリケーションの必要ＱｏＳ基準およびシステム伝送資源消費の最小化の達成を目的としている。本発明の好ましい実施例の場合、各ユーザへのこの初期資源割り当ては、上述の米国特許出願に開示されるマルチレイヤ資源管理方法に従って行われる。該プロセスは、上記出願に十分に記載されており、また該プロセスの詳細について上記出願に譲るが、該プロセスの本質的なステップについて以下に概説する。しかし、本明細書に記載する本発明のプロセスは、各ユーザに初期資源の割り当てを確立するこの好ましい方法に限定されないことを理解されたい。本発明のプロセスは、好ましい初期割り当て方法と協動して、無線システム資源の特定に効率的な利用を達成するものと考えられるが、実際、本発明のプロセスは、かかる初期資源割り当てを行うあらゆる方法と共に適用可能である。
【００１６】
好ましい割り当て方法に従って、所与のユーザアプリケーションに初期資源割り当てを行うに当たり、ユーザアプリケーションが満たすべき性能パラメータ、たとえばデータスループットが、（通信チャネルの階層プロトコルモデルの）アプリケーションレイヤに関連する性能特性曲線（または表）のセットに関して評価される。好ましい実施例の場合、これらの性能特性曲線は、データスループットおよびフレームエラーレートの各特性を記述する。所与のチャネル状況について、それぞれ無線システムによりサポートされるデータレートに対する複数の曲線がプロットされる（かかる特性曲線がプロットされたものからのデータ点は、考慮中のアプリケーションのデータファイル伝送前に既知であるか、または少なくとも計算可能であることに留意する）。したがって、考慮中のユーザアプリケーションおよび選択した性能特性曲線に対応する特定したチャネル状況についての所与の必要データスループットについて、そのデータスループットは殆どの場合、複数のデータレートにおいて達成される。したがって、｛ＦＥＲ、データレート｝データ点の複数ペアを、必要データスループットに対応するものとして選択しうる。
【００１７】
物理レイヤ（チャネル）に関連する第２の性能特性曲線（または表）のセットもまた決定され、割り当て方法は、必要スループットに対応するデータ点をアプリケーションレイヤ性能曲線から物理レイヤ性能曲線にマッピングするよう動作する。好ましい実施例において、物理レイヤ性能特性曲線は、ＦＥＲおよびＥｂ／Ｎｏ性能特性に関して記述される。既知のように、チャネルの伝送パワーはＥｂ／Ｎｏパラメータの関数であり、したがってかかる性能特性曲線のセットもまた、チャネルの出力パワーに関連する。これらのＦＥＲ――Ｅｂ／Ｎｏ特性曲線は、ドップラー周波数、ライスＫ係数(Rician K factor)、チャネル遅延プロファイル、および他のチャネルフェージングパラメータ等のチャネル情報から導き出される。
【００１８】
アプリケーションレイヤ特性曲線のように、所与のチャネル状況について、物理レイヤにおいて利用可能な異なるデータレートに対応する複数の曲線がある。また、アプリケーションレイヤ曲線のように、これらの物理レイヤ特性曲線も、大まかなチャネル状況に基づくと共にアプリケーションレイヤからの任意特定のデータ伝送から独立して導き出すことができる。したがって、アプリケーション（ＴＣＰ／ＲＬＰ）性能特性曲線から選択される｛ＦＥＲ、データレート｝データ点は、これらの物理チャネル性能特性曲線上の対応する点にマッピングすることができる。そのマッピングから、無線システムに最小の資源を割り当てながら、ユーザアプリケーションデータスループット基準を満たすデータレートおよびＥｂ／Ｉｏパラメータセットを選択することができる。なお、好ましい実施例において、所与のユーザへの割り当ては、データレートおよび目標ＦＥＲに関して表現されることに留意されたい。また、これらのパラメータは、その後既知の方法に従って無線システムにより、選択されたデータレートに目標ＦＥＲを維持するために必要な必要伝送パワーレベルに変換される。
【００１９】
システムにおける各ユーザへの資源割り当ては、今説明した手順等の手順に従って決定される。次に、これらの割り当てがサービスを提供しているユーザに提供され、これらの割り当てレベルでの無線システムの初期動作が開始される。本発明の方法の次のステップにおいて、先行ステップで決定されたユーザ割り当ての維持に必要な総伝送パワーが測定され、その割り当てられた伝送資源を提供する無線システムの最大伝送パワーレベルと比較される。最大伝送パワーレベルと、初期ユーザ割り当ての維持に必要な測定された伝送パワーとの間の差が決定され、次にサービス提供しているユーザへの追加資源割り当ての分配にこの差の一部である「負荷クレジット」を利用できるようになる。
【００２０】
本発明のボーナス分配プロセスについては、以下逆方向リンクへのパワー割り当ての文脈で説明するが、該プロセスを順方向リンクに実施してもよいことは明白なはずである。基地局での逆方向リンク総受信パワー（ＲＳＳＩ）は負荷に関連し、サービス提供エリアについてのシステム負荷を推定するために用いることができる。考慮中の無線システムの各アンテナ毎に、基地局は、所定のサンプリング間隔中に測定される総受信パワーのｎ個のサンプルの平均からＲＳＳＩの測定を得る。サンプルサイズｎは、動作的および工学的考慮事項に基づき、システムオペレータにより選択される。次に、サンプリング間隔中に収集された測定のセットが、局所中央値付近に格納される。該中値値は、サンプリングした値について累積密度関数（Ｃumulative Ｄensity Ｆunction：ＣＤＦ）を計算し、ＣＤＦが５０％である値を選択することで決定される。以下、局所中央値をRSSI_procと呼ぶ（測定されたＲＳＳＩ信号のランダム性により、ＲＳＳＩ中央値を直接用いることは困難があることに留意する。上述した局所中央値を用いることは、ＲＳＳＩ信号を平滑化するよう作用する）。
【００２１】
本発明のプロセスの実施において、位置に関連する負荷ビンについてまず説明する。該負荷ビンは、基地局における負荷状況の概念的な測定を提供するよう意図される。現在の基地局の負荷を％で表すパラメータμは次のように定義される。
【数１】
0003964153.tif 000002
式中、Ｓｉは基地局におけるｉ番目のユーザの受信信号強度であり、βは他のセルからの干渉を表す係数であり、ΣＳｉ（１＋β）は、上述したようにRSSI_procにより決定される総受信信号強度を表す。Ｓｍａｘは無線システムの最大信号強度に対応する基準点である。したがって、μ＝１は、理想的な場合における最大負荷に対応する。３つの閾値がμについて定義される。これらの閾値を本発明の負荷ビンと共に図１に示す。該図を参照し、これらの閾値を次のように定義する。
Ａ−システム仕様において確立される、実際の動作時に基地局に許される最大負荷を表す閾値。この限度を越える場合、次のサービスに対するユーザの要求が拒絶される。
Ｂ−これよりも上ではボーナス分配が処理されない点を表す上限閾値。（閾値ＡとＢの間の距離は、システムオペレータにより経験的に決定されると共に、データレート、ＦＥＲ、およびチャネルフェージング関数の量子ステップ(quantum step)の関数である伝送パワーの量子ステップの関数であることに留意する）。
Ｃ−これよりも下ではボーナス分配プロセスが開始される点を表す下限閾値。ボーナス分配プロセスは閾値レベルＣよりも上では開始されないが、μが閾値レベルＣおよびＢの間の範囲に移行する場合には、ボーナス分配プロセスを維持することができる（閾値レベルＢおよびＣの間の差は、システムオペレータにより経験的に決定されると共に、チャネルフェージング分散および干渉レベルに依存することに留意する。）。
【００２２】
本発明の方法の残りのステップについては、図２のフローチャートを参照してより良く理解することができる。該図に見られるように、ステップ２０１、２０２、２０３、および２０４はそれぞれ、上述した（１）サービスを提供しているユーザに初期資源割り当てを提供するステップ（この割り当ては、システム資源の割り当てを最適化するよう確立されることが好ましい）と、（２）無線システムを初期資源割り当てレベルで動作し、総逆方向リンク受信パワーを測定するステップと、（３）基地局負荷係数を確立するステップと、（４）基地局の負荷係数に関して閾値のセットを定義するステップと、に対応する。
【００２３】
次に、本発明の方法はステップ２０５に進み、ユーザをセット｛ＦＥＲｉ｝およびサブセット｛Ｔｉ｝に格納する。ここで、ＦＥＲｉはｉ番目のユーザアプリケーションの目標ＦＥＲを表し、Ｔｉは、現時刻からｉ番目のユーザのデータ伝送が完了するまでに必要な時間である。｛ＦＥＲｉ｝セットは、ＦＥＲの増減に従ってソートされ、所与の目標ＦＥＲが複数のユーザにとって共通である場合には、これらの共通ＦＥＲをユーザＴｉｓの増減に従ってソートする。ステップ２０６において、各ユーザアプリケーションがボーナス分配について評価され、かつ好ましい実施例では、最大の目標ＦＥＲを有するユーザから評価が開始され、続いてより低い目標ＦＥＲを通して継続される。複数のユーザが共通の目標ＦＥＲを有する場合には、かかるグループ内のユーザを、ユーザのデータ伝送の完了時間Ｔｉｓが増していく順に処理する。
【００２４】
本発明のステップはステップ２０７に進み、ステップ２０６においてボーナス分配について評価された各ユーザについて、新しい目標ＦＥＲをユーザに割り当てる。ここで、新しい目標ＦＥＲは、初期に割り当てられた目標ＦＥＲと、係数(1+x)との積として決定される。ただし、ｘは、「負荷クレジット」で表される最大システム負荷の一部未満になるよう、システムオペレータにより選択される小さな部分を表す。本発明の好ましい実施例において、ｘは、「負荷クレジット」部分よりもはるかに小さいものとして選択され、ボーナス分配プロセスは、基地局の負荷係数μが負荷ビンの上限閾値に達するまで、ｘの値を増大させて再帰的に続けられる。（「ｘ」の実際の値はシステムオペレータにより経験的に決定され、実際には最終結果と必要な処理資源間のトレードオフを表す。すなわち「ｘ」が小さい場合、最終結果は良好であるが、アルゴリズムは、収束までに多くのステップをとることに留意する）。
【００２５】
ステップ２０８において、先行ステップで割り当てられた新しいデータスループットが新しい目標ＦＥＲ毎に決定され、ステップ２０９において、その新しいデータスループットがアプリケーション性能特性曲線に対して評価され、新しいスループットに対応する新しい｛ＦＥＲ、データレート｝データ点のペアが存在するか否かを決定する。かかる新しい｛ＦＥＲ、データレート｝データ点のペアが見つかった各ユーザについて、ステップ２１０において、それらの新しいデータ点が物理チャネル性能特性曲線にマッピングされ、マッピングされた新しいデータ点ペアに対応するＥｂ／Ｎｏパラメータが決定される。次に、初期に割り当てられた｛ＦＥＲ、データレート｝ペアおよび新しくマッピングされたペアの｛ＦＥＲ、データレート｝に対応するＥｂ／Ｎｏパラメータ間の差を決定し、これを所定の閾値と比較する。Ｅｂ／Ｎｏの差がこの閾値を上回る場合、新しい｛ＦＥＲ、データレート｝ペアがユーザアプリケーションに割り当てられる。しかし、Ｅｂ／Ｎｏの差が閾値量未満である場合、変更は行われず、ユーザアプリケーションは初期割り当てを保持する。先行ステップにおいて新しい｛ＦＥＲ、データレート｝ペアがユーザアプリケーションに割り当てられる場合すべてにおいて、ステップ２１１で、新しいＳｉがユーザアプリケーションについて決定される。次に、ステップ２１２において、基地局負荷係数μが、新しい資源割り当てを提供したすべてのユーザアプリケーションについて、新しいＳｉを反映するように更新される。
【００２６】
更新された負荷係数μは、負荷ビンの上限閾値Ｂと比較される。μが閾値レベルＢ未満である場合、追加のすなわち先行ステップにおいて識別したボーナスの資源割り当てを有資格ユーザアプリケーションに分配することができる。分配は通常、その出力パワーを増大して、追加の資源割り当てに対応する新しいＦＥＲおよび／またはデータレートを維持することを認める所与のユーザアプリケーションについて、移動ユニットへのメッセージを介して実施される。しかし、更新されたμが上限閾値レベルＢを上回る場合には、追加のボーナス分配を行うことはできず、ボーナス分配プロセスは停止する。
【００２７】
これまで説明してきた本発明の方法により提供されるボーナス分配プロセスは、サービスを提供しているユーザの必要ＦＥＲ／ＱｏＳ基準の達成を目的とした割り当てプロセスを完了した後、完全には負荷がかかっていないシステムの利用を増大するよう動作する。本発明の方法を用いると、残っている利用可能な負荷がシステムユーザに分配され、その結果ユーザへの伝送パワーを増大したボーナス資源が割り当てられる。このボーナス割り当てを用いると、ユーザは所与のデータファイルの伝送をより早く完了することができるため、その開放された時間増分中に別のユーザアプリケーションがシステム資源を利用できるようになる。
【００２８】
本発明の方法は、通信チャネルを構成可能であり、かつメモリとリンクされた「プロセッサ」において実施することができる。この実施例において、メモリは、性能特性曲線および物理レイヤ特性曲線を特徴付ける表を含む。プロセッサは、通信チャネルを監視し、ユーザアプリケーションと対話し、そして本発明の方法について上述したデータ収集および処理タスクを実行する。プロセッサが実行する機能は、ソフトウェア実行可能なハードウェアを含むがこれに限定されない共有または専用ハードウェアのいずれかを用いて提供しうる。「プロセッサ」という語の使用は、ソフトウェア実行可能なハードウェアを排他的に指すよう解釈されるべきではない。プロセッサの例示的な実施例は、マイクロプロセッサおよび／またはデジタル信号プロセッサ（「Ｄigital Ｓervice Ｐrocessor：ＤＳＰ」）ハードウェア、以下に記述する動作を実行するソフトウェアを格納する読み出し専用メモリ（Ｒead Ｏnly Ｍemory：「ＲＯＭ」）、結果を格納するランダムアクセスメモリ（Ｒandom Ａccess Ｍemory：「ＲＡＭ」）を備えることができる。超大規模集積（Ｖery Ｌarge Ｓcale Ｉntegration：「ＶＬＳＩ」）ハードウェア実施例、ならびに汎用ＤＳＰ回路と組み合わせたカスタムＶＬＳＩ回路を提供してもよい。
【００２９】
【結論】
本発明は、無線システムの最大データスループットおよびシステム資源の割り当てにおける最適な効率化を達成するために、システム資源を動的に割り当てるための新規方法を提供する。本方法は、フレームエラーレート（Ｆrame Ｅrror Ｒate」ＦＥＲ）、データレート、または他のアプリケーション資源パラメータを動的に調整して無線システムの負荷クレジットを利用し、かかるスループットおよび資源利用最適化を達成する。
【００３０】
上記説明を鑑みて、当業者には本発明の多数の変更および代替実施例が明らかであろう。したがって、この説明は、例示的なものとしてのみ解釈すべきであり、当業者に本発明の実行に最良の形態を教示する目的のためのものであり、本発明の可能な形態すべてを例示する意図はない。また、使用した用語は、制限ではなくむしろ説明のための用語であり、構造の詳細は、実質的に本発明の精神から逸脱せずに様々であってもよく、また、添付の特許請求の範囲内のすべての変更の排他的な使用が確保されることが分かろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法による負荷ビンおよび関連する基地局負荷係数閾値を示す図である。
【図２】本発明のボーナス分配プロセスに関するフローチャートを示す図である。
【図１】
0003964153.tif 000003
【図２】
0003964153.tif 000004