(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動局にサービスするように動作する複数の基地トランシーバ局を有するワイヤレス通信システムのリソース割当て方法であって、
１つの移動局に対して基地トランシーバ局のアクティブセットが決定され、
該方法は、
アクティブセット内の基地トランシーバ局の組合せから複数の限定アクティブセットを作成するステップと、
該複数の限定アクティブセットのそれぞれに対する入手可能データレートを決定するステップと、
該複数の限定アクティブセットのそれぞれの入手可能データレートから１つのデータレートを選択するステップとを含むワイヤレス通信システムのリソース割当て方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、該少なくとも１つの限定アクティブセットのそれぞれに対して、信号対干渉比を近似する尺度であるジオメトリを計算するステップをさらに有する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、該複数の限定アクティブセット内の基地トランシーバ局のパワー要求を評価するステップをさらに有する方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法において、該少なくとも１つの限定アクティブセットのジオメトリは、
ジオメトリ＝（限定アクティブセット内のＢＳからのパワーの総和）／（他のすべてのパワーの総和）
に基づいて計算され、ただし、「限定アクティブセット内のＢＳからのパワーの総和」は、該移動局によって受信される、該少なくとも１つの限定アクティブセット内のすべての基地トランシーバ局の全パワーであり、「他のすべてのパワーの総和」は、該移動局によって受信される他のすべてのパワーの総和である方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法において、限定アクティブセットのジオメトリは、
ジオメトリ＝（限定アクティブセット）／（アクティブセット内の他のＢＴＳ＋その他）
に基づいて計算され、ただし、「限定アクティブセット」は、該移動局によって受信される、限定アクティブセット内のすべての基地トランシーバ局の全パワーであり、「アクティブセット内の他のＢＴＳ」は、アクティブセット内の他のすべての基地トランシーバ局のパワーであり、「その他」は、該移動局によって受信される他のすべてのパワーの総和である方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、基地トランシーバ局の限定アクティブセットから該移動局において受信される相対信号強度を検出するステップをさらに有し、該限定アクティブセットは、
最も強力なセットのみ、
２番目に強力なセットのみ、
最も強力なセットおよび２番目に強力なセットのみ、
最も強力なセットおよび３番目に強力なセットのみ、
２番目に強力なセットおよび３番目に強力なセットのみ、および、
最も強力なセット、２番目に強力なセットおよび３番目に強力なセットのみ、
からなる群から選択され、最も強力なセット、２番目に強力なセットおよび３番目に強力なセットは、アクティブセット内の基地トランシーバ局からなる方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、該少なくとも１つの限定アクティブセットのパワー調整を計算するステップをさらに有し、  該少なくとも１つの限定アクティブセットの入手可能データレートは該パワー調整に基づいて計算される方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、該パワー調整は、
【数９】
0003897510.tif 000012
に基づいて計算され、ただし、「アクティブセットジオメトリ」は、該移動局に対応する基地トランシーバ局のアクティブセットのジオメトリであり、「限定アクティブセットジオメトリ」は、基地トランシーバ局の限定アクティブセットのジオメトリであり、ｓｌｏｐｅ＿ｔ及びＯＦＦＳＥＴ＿ＦＰは、所定のパラメータである方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、該入手可能データレートは、
【数１０】
0003897510.tif 000013
に基づいて決定され、ただし、Ｐｄａｔａはデータチャネルパワー平均であり、
【数１１】
0003897510.tif 000014
であり、ただし、「ＤＣＣＨパワー平均」は特定のパワー平均であり、Ｆｗ＿ｓｃａｌ＿ｓｔｄはスケーリングパラメータであり、「負荷」はパワー負荷であり、
【数１２】
0003897510.tif 000015
はパワーの標準偏差であり、「調整」は、計算されるパワー調整であり、「ヘッドルーム」は所定のパラメータである方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、限定アクティブセットの入手可能データレートは、該限定アクティブセット内の基地トランシーバ局のすべてのデータレートのうちの最小のデータレートである方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、選択されるデータレートは、すべての入手可能データレートのうちの最大の入手可能データレートである方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、ジオメトリ、フレーム誤り率および符号化構造の入力パラメータを受け取るように設定された少なくとも１つのルックアップテーブルを作成するステップをさらに有し、入手可能データレートは、該少なくとも１つのルックアップテーブルから決定される方法。
【請求項１３】
請求項２に記載の方法において、入力パラメータを受け取るように設定された少なくとも１つのルックアップテーブルを作成するステップをさらに有し、ジオメトリは、該少なくとも１つのルックアップテーブルから決定される方法。
【請求項１４】
請求項７に記載の方法において、ジオメトリ、フレーム誤り率および符号化構造の入力パラメータを受け取るように設定された少なくとも１つのルックアップテーブルを作成するステップをさらに有し、パワー調整は、該少なくとも１つのルックアップテーブルから決定される方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法において、該システムは、順方向リンクおよび逆方向リンクを有するＣＤＭＡシステムであり、バースト伝送能力を有する方法。
【請求項１６】
複数の移動局にサービスするように動作する複数の基地トランシーバ局を有するワイヤレス通信システムであって、
１つの移動局に対して基地トランシーバ局のアクティブセットが決定され、  該システムは、
アクティブセット内の基地トランシーバ局の組合せから複数の限定アクティブセットを作成する手段と、
該複数の限定アクティブセットのそれぞれに対する入手可能データレートを決定する手段と、
該複数の限定アクティブセットのそれぞれの入手可能データレートから１つのデータレートを選択する手段とを含むワイヤレス通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤレス通信方式に関し、特に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムのバースト制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発信（ソース）ロケーションと宛先（デスティネーション）ロケーションの間で情報信号を伝送することを可能にするためにワイヤレス通信方式が開発されている。発信ロケーションと宛先ロケーションをリンクする通信チャネルを通じてこのような情報信号を伝送するために、アナログ（第１世代）およびディジタル（第２世代）方式が使用されてきている。ディジタル方式は、例えば、チャネルのノイズや干渉に対する高い耐性、大容量、暗号化の使用による高い通信セキュリティなどのいくつかの点で、アナログ方式より有利になっている。
【０００３】
第１世代の方式は主に音声通信を目的としていたが、第２世代の方式は、音声およびデータの両方の応用をサポートする。第２世代方式において、さまざまな伝送要求条件を有するデータ伝送を扱うためのいくつかの技術が知られている。多元接続技術に基づくワイヤレス方式のためのいくつかの変調／符号化方式が開発されており、例えば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）および符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）がある。ＦＤＭＡ方式では、各ユーザに、１個以上の特定の周波数サブバンドが割り当てられる。ＴＤＭＡ方式では、周期的に繰り返すタイムスロットが指定され、各時間セグメントごとに、各ユーザに１個以上のタイムスロットが割り当てられる。ＣＤＭＡ方式は、マルチパス歪みや共通チャネル干渉が小さく、ＦＤＭＡ方式やＴＤＭＡ方式に共通の周波数／チャネル計画の負担が軽減される。
【０００４】
ＣＤＭＡ方式では、固有のバイナリ拡散系列（符号）が、各ユーザへの各呼ごとに割り当てられる。ユーザの信号は、割り当てられた符号が乗じられ、ユーザ信号帯域幅よりもずっと広いチャネル帯域幅へと拡散される。システムチャネル帯域幅の、ユーザ帯域幅に対する比を、一般に拡散利得という。すべてのアクティブユーザは、同時に同じシステムチャネル帯域幅周波数スペクトルを共有する。信号対干渉（Ｓ／Ｉ）比を計算することにより、伝送リンクの接続品質が決定される。必要なＳ／Ｉ比が与えられると、システム容量は、拡散利得に比例する。各ユーザの信号は、対応する符号系列でキーイングされる相関器を用いて所望の信号を逆拡散することによって、受信機で他の信号から分離される。
【０００５】
第１世代のアナログ方式および第２世代のディジタル方式は、限定されたデータ通信能力とともに音声通信をサポートするように設計された。第３世代のワイヤレス方式は、ＣＤＭＡのような広帯域多元接続技術を用いて、音声、ビデオ、データおよび画像のようなさまざまなサービスを効果的に扱うことが期待される。第３世代方式によってサポートされる機能のうちには、移動端末と陸上通信線ネットワークの間での高速データ伝送がある。知られているように、高速データ通信は、しばしば、高いデータ伝送レートでの短い伝送「バースト」と、それに続いて、データソースからの伝送アクティビティがほとんどまたは全くない、やや長い期間とによって特徴づけられる。
【０００６】
第３世代方式においてこのような高速データサービスのバースト性に対処するために、通信システムは、ときどきのデータバーストの期間中に（高いデータレートに対応する）大きい帯域幅セグメントを割り当てる必要がある。第３世代方式はこのようなバースト性の高速データ伝送を扱うことができるため、ユーザに対するスループットおよび遅延を改善することができて有利である。しかし、高速データバーストの伝送に要求される瞬間的な帯域幅が大きいため、このようなバーストの管理、特に、パワーおよびシステムリソースの割当ては、同じ周波数割当てを使用する他のサービスとの不当な干渉を避けるように、注意して扱わなければならない。
【０００７】
その結果、システム設計者は、ワイヤレスリンクを通じてのさまざまなタイプの通信に対して効率的なデータレートを設定する際に、高速データサービスで生じるデータバーストに対する適切なシステムリソースの割当てを含む多くの問題点を扱う必要がある。
【０００８】
また、広く認識されているように、周波数スペクトルは稀少な資源であり、ワイヤレス通信システムには、そのスペクトルのうち、固定の比較的限定された部分が割り当てられている。従って、ワイヤレスシステム設計における重要な目的は、高いスペクトル効率の達成である。また、音声伝送およびデータ伝送の両方を扱うワイヤレスシステムの場合には、各ユーザに対する信号対干渉比（ＳＩＲ）の目標を維持しながら、システムによって同時にサポート可能なユーザ数を増大させ、一部のユーザに対する高いデータレートに対処する必要もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、異なるデータレートのさまざまなユーザに対処することによって、通信システムのパフォーマンスを向上させることが依然として必要とされている。特に、高速データ伝送サービスを有するＣＤＭＡシステムのパフォーマンスを改善する、より良いバースト制御方法が必要とされている。
【００１０】
さらに、個々のワイヤレスシステムユーザのスループットおよびデータレートを、特に高速データに対して増大させる必要がある。これに伴い、このようなシステムにおけるデータチャネルの伝送レートをモニタし測定するための、より良い方法が必要とされている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、異なるレートのさまざまなユーザに対処することによって、パケットデータサービスを有するＣＤＭＡシステムのパフォーマンスを向上させる新規な方法を提供する。本発明は、無線リソースを効率的に利用するために、基地トランシーバ局（ＢＴＳ：base transceiver station）の最適な伝送セットを使用し、適切なデータレートを割り当てることによって、ワイヤレスシステムのスペクトル効率を向上させるように動作する。本発明は、ＣＤＭＡシステムにおけるデータ伝送の品質が維持されるようにするために、干渉を減少させるように動作する。さらに、本発明は、帯域幅の割当てを、特に高速データサービスに対して増大させるように動作する。本発明は、特定の移動局（ＭＳ：mobile station）と接続可能なＢＴＳのさまざまな組合せのデータレートを評価し、そのＭＳに適当なデータレートを割り当て、マルチユーザ環境においてシステムリソースの割当てを効率的にする方法を提供する。
【００１２】
本発明の方法は、まず、特定のＭＳにおいて、アクティブセット（すなわち、そのＭＳと接続可能なＢＴＳのセット）内のＢＴＳから受信される相対信号強度を検出する。アクティブセットのうち、そのＭＳにサービスするＢＴＳからなる限定アクティブセット（サブセット）を作成する。サブセットは、アクティブセット内でそのＭＳにサービスするＢＴＳの可能な組合せである。次に、各サブセットのジオメトリを決定する。このジオメトリは、サブセット内のＢＴＳをＭＳに接続するデータチャネルの信号対ノイズ比（ＳＩＲ）に関係する。次に、パワー調整（ビットあたりのパワーの差分）を、ジオメトリを使用して各サブセットごとに計算する。次に、サブセット内のＢＴＳのパワー調整および利用可能なパワーを使用して、各サブセットごとに入手可能データレートを決定する。１つのサブセット内のすべてのＢＴＳのデータレートのうちの最小値を、そのサブセットに対する入手可能データレートとして選択する。すべてのサブセットの入手可能データレートのうちの最大値を、このＭＳのデータレートとして選択する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
初期のワイヤレス方式、特に、第１世代アナログ方式の中心は、主に音声通信であった。ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡおよびＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)などの第２世代ワイヤレス方式とともに、音声品質、ネットワーク容量および高度なサービスに関して、さまざまな程度の改善があった。しかし、第２世代方式は音声、低レートデータ、ファックスおよびメッセージングの提供には適しているが、一般に移動体高速データレートの要求に有効に対処することはできない。第３世代ワイヤレス通信への進展は、本質的に、マルチメディア移動体通信の世界へのパラダイムシフトを表し、ユーザは、音声サービスだけではなく、ビデオ、画像、テキスト、グラフィックおよびデータ通信にアクセスすることができる。第３世代ネットワークは、１４４Ｋｂｐｓ〜２Ｍｂｐｓのデータレートを移動体ユーザに提供すると期待される。
【００１４】
それにもかかわらず、高速データ通信アプリケーションをサポートするワイヤレスネットワークでは、同じネットワークによってサポートされる高速アプリケーションと他のアプリケーション（例えば、音声通話）との間の許容できないほどの干渉を避けるために、帯域幅およびパワー制御は非常に注意深く管理しなければならない。以下で説明するように、本発明は、このような高速データアプリケーションに関するパワーおよび帯域幅の管理を改善することにより、干渉レベルを許容可能な範囲内に維持しながら、動作効率を改善する新規な方法を提供する。以下では、本発明について、ワイヤレス信号のＣＤＭＡ符号化に基づく好ましい実施例の場合で説明するが、本発明の方法は、ＴＤＭＡやＧＳＭなどの他のワイヤレスチャネル化構成にも適用可能であることは明らかなはずである。
【００１５】
図１は、本発明が実現されるＣＤＭＡワイヤレスシステムの概略図である。図を参照すると、移動通信交換センタ（ＭＳＣ：Mobile Switching Center）は、周知の制御機能を実行する複数の基地局コントローラ（ＢＳＣ：Base Station Controller、特に、ＢＳＣ１を含む）に接続されている。ＭＳＣは、ユーザの移動をモニタし、位置登録手続きを処理し更新するのに必要なリソースを管理し、その制御範囲内をＭＳが移動する間にハンドオフ機能を実行する。ＭＳＣは、ＰＳＴＮ（公衆交換電話網、Public Switched Telephone Network）やＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network)のような他のネットワークと通信するネットワーク間機能に関係する。また、ＭＳＣは、地理的に関連する領域内に位置する移動局（ＭＳ）のための交換およびネットワーク間機能も実行することが可能である。また、ＭＳＣは、呼のルーティング、制御およびエコー制御機能も実行する。
【００１６】
基地局コントローラは、さらに、送受信機能を実行する複数の基地トランシーバ局（ＢＴＳ、特に、ＢＴＳ１を含む）に接続されている。ＢＳＣは、支配下のＢＴＳに対する制御および管理機能の少なくとも一部を提供する。ＢＳＣは、ＢＴＳおよびＭＳＣの両方と通信する。場合により、メッセージはＢＳＣを透過的に通過することが可能である。ＢＴＳは、単一の地点に配置された１個以上のトランシーバからなり、支配下のＭＳに対するＲＦ（無線周波数）インタフェースとなる。図１を参照すると、例えば、ＢＳＣ１は、ＢＴＳ１を含む複数の既知トランシーバ局に対する制御および管理の責任を有する。
【００１７】
図２は、ＣＤＭＡ２０００標準（ＩＳ−９５ＣまたはＩＳ−２０００）により確立されたワイヤレス方式のさまざまなデータチャネルの概略図である。この標準は、米国電気通信工業会（ＴＩＡ：Telecommunications Industry Association)によって開発されたワイヤレス標準である。パイロットチャネル（ＰＣＨ：Pilot Channel、２０１）は、ＣＤＭＡシステムにおいて非変調信号を連続的に送信するように動作する。ＰＣＨは、コヒーレント変調のための位相基準と、ＢＴＳ間の信号強度比較の手段を提供する。専用制御チャネル（ＤＣＣＨ：Dedicated Control Channel、２０２）は、ＢＴＳからＭＳへディジタル制御情報（パワー制御情報を含む）を送信するために使用される。基本チャネル（ＦＣＨ：Fundamental Channel、２０３）は、高レベルのデータおよびパワー制御情報の組合せを伝送する。補助チャネル（ＳＣＨ：Supplemental Channel、２０４）は、ＤＣＣＨあるいはＦＣＨとともに作用して、高レベルデータを伝送する高データレートサービス（あるいはバーストデータ転送）を提供する。
【００１８】
これらのチャネルは、順方向リンク（ＢＴＳからＭＳへの通信リンク）および逆方向リンク（ＭＳからＢＴＳへの通信リンク）の両方に存在し、それぞれ適当な名称を有する。すなわち、順方向リンクのチャネルには、Ｆ−ＰＣＨ(Forward Pilot Channel)、Ｆ−ＤＣＣＨ(Forward Dedicated Control Channel)、Ｆ−ＦＣＨ(Forward Fundamental Channel)およびＦ−ＳＣＨ(Forward Supplemental Channel)がある。同様に、逆方向リンクのチャネルには、Ｒ−ＰＣＨ(Reverse Pilot Channel)、Ｒ−ＤＣＣＨ(Reverse Dedicated Control Channel)、Ｒ−ＦＣＨ(Reverse Fundamental Channel)およびＲ−ＳＣＨ(Reverse Supplemental Channel)がある。
【００１９】
ＤＣＣＨ／ＦＣＨとＳＣＨとの間には重要な作用上の相違点がある。ＤＣＣＨ／ＦＣＨに対するＢＴＳのアクティブセット（すなわち、与えられたＭＳとのソフトハンドオフモードにあるＢＴＳのセット）は、呼サバイバル(call survival)のためのものである。シグナリングおよび音声フレームでは再送は許容されないため、アクティブセットは、ターゲットＦＥＲ（フレーム誤り率）からのずれの可能性が最小になるようにして、アクティブセット内の強い干渉を避けるように選択される。シグナリングメッセージの再送（すなわち、損失）は、遅い動作のペナルティを生じ、これにより、重大な信号劣化や呼損を引き起こす可能性がある。なお、ＤＣＣＨ／ＦＣＨは、システム動作の無線設定に応じて、９．６Ｋｂｐｓ（毎秒キロビット）または１４．４Ｋｂｐｓの固定データレートを有する。
【００２０】
他方、ＳＣＨの目的は、高いデータレートを提供してスループットを改善しデータ遅延を最小にすることである。このチャネルは、ＤＣＣＨ／ＦＣＨにより伝送可能なものより高いデータレートを有する信号のためにのみ実装される。しかし、データは、音声トラフィックよりも再送の影響をずっと受けにくい。従って、ＳＣＨデータチャネルは、高いターゲットＦＥＲ（例えば、１０％）で動作することが可能である。また、ＳＣＨ伝送のためにアクティブセットのサブセットを選択することも可能である。以下でさらに詳細に説明するように、このようなアクティブセットのサブセットは、ＳＣＨ伝送のためのアクティブセット全体を使用することによって提供されるレートより良好なデータレートを提供する可能性がある。例えば、パワー容量に関して、アクティブセット内の「最も強力な」ＢＴＳに重い負荷をかけ、そのアクティブセット内の他のＢＴＳには軽い負荷をかけるときには、ＳＣＨの場合、負荷の軽いほうのＢＴＳを使用するほうがデータレートが良好になる可能性がある。
【００２１】
また、このような限定されたアクティブセットを使用することにより、帯域幅利用も効率的になる可能性が高い。ＤＣＣＨ／ＦＣＨチャネルは、呼サバイバル基準に基づいて、常にＢＴＳのアクティブセット全体を使用するが、チャネルの接続帯域幅は通常９．６Ｋｂｐｓである。従って、３個以上のＢＴＳのアクティブセットの場合でさえ、ＤＣＣＨ／ＦＣＨチャネルに要求される全帯域幅は比較的小さい。しかし、ＳＣＨでは、４６０．８Ｋｂｐｓやさらには９２１．６Ｋｂｐｓというレートを有する可能性があり、３ウェイや４ウェイのソフトハンドオフ中の並列接続は、アクティブセット内のすべてのＢＴＳへの接続のためにさらに多くの帯域幅を占有する。これは、輻輳の問題やネットワークの効率低下を生じることがある。ＳＣＨに対する限定アクティブセット動作により、システムリソースの割当てが効率的になる。チャネルがデータの伝送のために使用される期間に関して、ＤＣＣＨ／ＦＣＨは通常、ＳＣＨよりもずっと長い時間持続する。すなわち、ＳＣＨは、必要に応じて割り当てられるため、データアクティビティに従って急速に設定・解放を行うことができる。
【００２２】
図３に、ＣＤＭＡ方式における限定アクティブセット動作の方法の応用例を示す。図からわかるように、重畳するカバレジエリアを有する３個のＢＴＳが示されている。以下の説明のために、これらの３個のＢＴＳは、ＢＴＳ１、ＢＴＳ２およびＢＴＳ３からなるアクティブセットを構成すると仮定する。各ＢＴＳは、特定のパワー容量を有し、特定の地理的領域（セル）にサービスする。図を参照すると、ＢＴＳ１は、Ｆ１で示す境界を有するセルをカバーする。これは、ＢＴＳ１が支配下のＭＳとの通信を維持することができる地理的領域である。同様に、ＢＴＳ２は、Ｆ２で示すセル境界を有し、ＢＴＳ３は、Ｆ３で示すセル境界を有する。セル内にあるＭＳは、通常、そのセルのＢＴＳと通信することになる。しかし、ソフトハンドオフでは、ＭＳは、他のＢＴＳ（一般に、そのＭＳへの信号強度が次に強力な１〜３個のＢＴＳ）とも通信を維持する。
【００２３】
一般の場合、ＢＴＳとＭＳの間の主要な通信路は、ＭＳにおける信号強度が最も強いものが選択される。しかし、これによると、ＳＣＨチャネルでは、主要なＢＴＳのパワー容量が同じセル内の別のＭＳ（１個または複数）によってほとんど占められているために追加のＭＳの負荷要求に有効に対処するための十分なパワーがない場合、効率およびパワー利用が最適ではなくなる可能性がある。
【００２４】
図３の例では、ＭＳ１はセルＦ１内にあるが、他に４個のＭＳが同じセル内にある。従って、ＢＴＳ１は、セル内のＭＳが多数のため、負荷が重い。これに対して、ＢＴＳ２では、セル内の追加のＭＳは１個だけであり、ＢＴＳ３も同様である。この場合、ＢＴＳ１とＭＳ１の間の信号路の信号強度が、ＭＳ１から他のＢＴＳへの経路のものよりも強いとしても（特に、他のＢＴＳのうちの一方または両方がアイドルである場合でも）、ＭＳ１に対するＳＣＨを限定アクティブセット（ＢＴＳ２、ＢＴＳ３またはその両方）に割り当てることにより、このチャネルに対して、より効果的な信号路が提供される。従って、本発明によれば、パワー過負荷なしに伝送効率を最大にするために、システムは、地理的領域内の与えられたＭＳのＳＣＨチャネルに対して、ＢＴＳのアクティブセットから限定アクティブセットを選択する。
【００２５】
さらに、ＢＴＳの限定アクティブセットをいったん決定した後は、本発明の方法によれば、各ＭＳに利用可能な最大のパワー容量を割り当てる必要がない。アクティブセット内のＢＴＳに対して、ＭＳにおける相対信号強度の測定に基づいて、データ伝送品質を犠牲にせずにスループット効率およびパワー利用率が両方とも最大になるように、入手可能データレートが決定される。
【００２６】
図４に、本発明の方法の基本的なステップをフローチャート形式で示す。本発明の方法は、まず、ステップ４０１で、アクティブセット内のＢＴＳから特定のＭＳで受信される相対信号強度を検出する。アクティブセットは、ＭＳに接続可能なＢＴＳのセットである。ステップ４０２で、限定アクティブセット、すなわち、ＭＳにサービスするＢＴＳのアクティブセットのサブセットを作成する。このサブセットは、アクティブセットにおいて、ＭＳにサービスするＢＴＳの可能な組合せ（サブセットがアクティブセット全体である場合を含む）である。次に、ステップ４０３で、各サブセットのジオメトリを決定する。このジオメトリは、サブセット内のＢＴＳをＭＳに接続するデータチャネルの信号対ノイズ比（ＳＩＲ）に関係する。次に、ステップ４０４で、各サブセットごとに、ジオメトリを使用して、パワー調整（ビットあたりのパワーの差分）を計算する。次に、ステップ４０５で、各サブセットごとに、サブセット内のＢＴＳのパワー調整および利用可能なパワーを用いて、入手可能データレートを決定する。サブセット内のすべてのＢＴＳのデータレートのうちの最小値が、そのサブセットに対する入手可能データレートとして選択される。ステップ４０６で、すべてのサブセットの入手可能データレートのうちの最大値が、ＭＳに対するデータレートとして選択される。これらのステップについて、以下でさらに詳細に説明する。
【００２７】
図４のステップ４０１では、相異なる限定アクティブセット（サブセット）が提供可能な入手可能データレートの差を定量化するために、各チャネルレートに要求されるパワーを決定する必要がある。順方向リンクでは、基地局制御機能（通常はＢＳＣ）は、過度の干渉やパワー過負荷なしにシステム動作を維持しながら、データユーザに対する最適な割当てを決定する必要がある。各割当てプロセスの前に、ＢＴＳは、ＭＳに対して、相対パイロット強度に関する更新された測定値を報告するよう命令する（コマンドを発する）。パイロット測定値報告のコマンドは、バーストごとに、ＰＭＲＯ（パイロット測定値要求命令、Pilot Measurement Request Order）のような従来の無線インタフェースメッセージングプラットフォームによって実行可能である。ＰＭＲＯは、ＭＳが相対信号強度を報告する標準的なメカニズムである。
【００２８】
図４のステップ４０２では、適切なデータレートを評価するために、ＢＴＳのアクティブセットのうち、ＭＳと接続可能な限定アクティブセット（サブセット）が作成される。サブセットは、相異なるレベルの信号強度を有するアクティブセットのＢＴＳの可能な組合せである。ＭＳから見て最も強力なＢＴＳ（信号強度に関して）を用いて順方向データチャネル情報を送信することは最もパワー効率が高い（すなわち、ビットあたりに必要なパワーが低い）が、このような使用法ではデータレートが最高にならないことがある。実際、最も強力なＢＴＳの負荷が重い場合、２番目あるいは３番目に強力なＢＴＳのみを使用するほうがデータレートが良くなる可能性がある。
【００２９】
従って、最高のデータレートを達成するために、アクティブセットの最適なサブセット（サブセット全体を選択する場合を含む）を選択するのが有効である。本発明の原理によれば、バースト割当てプロセスの最初に、ＢＴＳのアクティブセットのうちのすべての、または少なくとも主要なサブセットを評価し、データレートが最高のサブセットを選択する。例えば、順方向リンクでは以下の６個のサブセットを（ステップ４０２で）作成し、バースト割当てプロセスで、各サブセットの入手可能データレートを計算すること、および、これに基づいて最高データレートを選択することができるようにする。
Ａ．最も強力なＢＴＳのみを用いたサブセット。
Ｂ．２番目に強力なＢＴＳのみを用いたサブセット。
Ｃ．最強のＢＴＳおよび２番目に強力なＢＴＳのみを用いたサブセット。
Ｄ．最強のＢＴＳおよび３番目に強力なＢＴＳのみを用いたサブセット。
Ｅ．２番目に強力なＢＴＳおよび３番目に強力なＢＴＳのみを用いたサブセット。
Ｆ．最強のＢＴＳ、２番目に強力なＢＴＳおよび３番目に強力なＢＴＳのみを用いたサブセット。
【００３０】
なお、ユーザのＤＣＣＨ／ＦＣＨ(Dedicated Control Channel/Fundamental Channel)が３ウェイ以上のソフトハンドオフにある場合、上記のすべてのサブセットが有効であるが、ユーザのＤＣＣＨ／ＦＣＨが２ウェイソフトハンドオフにある場合、サブセットＡ〜Ｃのみが有効である。ユーザのＤＣＣＨ／ＦＣＨが単信(simplex)である場合、サブセットＡのみが有効である。
【００３１】
図４のステップ４０３では、ＢＴＳの特定のサブセットに関して、ＭＳで受信される相対信号強度（パイロットＥc／Ｉo）を利用して、その特定のサブセットに対するジオメトリ計算を行う。ジオメトリは、順方向リンクチャネルに対して、ＭＳと接続するＢＴＳ（１個または複数）のＳＩＲを近似する尺度である。一般に、ＢＴＳのジオメトリは、ＢＴＳのパワーと、ＢＴＳ−ＭＳ間伝送路の干渉との関数である。複数のＢＴＳの間の相対減衰（すなわち、経路損失およびシャドウフェージングの正味の効果）と、各ＢＴＳにおける順方向負荷を確かめる。その情報により、各限定アクティブセット（サブセット）に対するジオメトリは次のように評価される。
ジオメトリ＝（限定アクティブセット内のＢＳからのパワーの総和）／（他のすべてのパワーの総和）
詳細には、ジオメトリは、次のように定義される。
【数１】
0003897510.tif 000002
ただし、
【数２】
0003897510.tif 000003
は、ＭＳにおけるｋ番目のＢＴＳからの実際の受信パワーの、Ｉo（ＭＳにおける全受信パワー）に対する比である。この公式に基づけば、アクティブセットのジオメトリは次式に基づいて計算される。
ジオメトリ＝（アクティブセットのパワーの総和）／（その他）
ただし、「アクティブセットのパワーの総和」は、アクティブセット内のすべての基地トランシーバ局の全パワーであり、「その他」は、移動局によって受信される他のすべてのパワーの総和である。限定アクティブセットのジオメトリは、次式に基づいて計算される。
ジオメトリ＝（限定アクティブセット）／（アクティブセット内の他のＢＴＳ＋その他）
ただし、「限定アクティブセット」は、限定アクティブセット内のすべての基地トランシーバ局の全パワーであり、「アクティブセット内の他のＢＴＳ」は、アクティブセット内の他のすべての基地トランシーバ局のパワーであり、「その他」は、移動局によって受信される他のすべてのパワーの総和である。
【００３２】
例えば、基地トランシーバ局｛Ａ，Ｂ，Ｃ｝からなるアクティブセットによる動作シナリオでは、アクティブセット全体のジオメトリは次のように定義される。
【数３】
0003897510.tif 000004
ただし、「その他」は、他のすべての受信パワーの総和を表す。
【００３３】
｛Ａ｝からなる限定アクティブセットの動作シナリオでは、この限定アクティブセットのジオメトリは次のように定義される。
【数４】
0003897510.tif 000005
【００３４】
ＢＳＣに埋め込まれたマイクロチップあるいはＤＳＰ（ディジタル信号処理）機能は、上記のアルゴリズムによる計算を実行することができる。別法として、ＢＳＣは、そのときの特定のＢＴＳ−ＭＳ伝送に関連する記憶されたルックアップテーブルで値を検索することも可能である。ワイヤレスシステムが固定網においてさらに多くのレイヤを有する場合、すなわち、プライマリＢＴＳとサブＢＴＳがある場合、この処理機能はプライマリおよびサブのいずれのＢＴＳに存在することも可能である。
【００３５】
図４のステップ４０４では、パワー推定値調整（ビットあたりのパワーの差分）が、ＢＴＳの各サブセットごとに、次のように計算される。
【数５】
0003897510.tif 000006
ただし、ｓｌｏｐｅ＿ｔおよびＯＦＦＳＥＴ＿ＦＰは、ジオメトリの差によるパワー要求の差と、異なるターゲットＦＥＲおよび符号化構造によるパワー要求の差を考慮に入れるためのパラメータである。なお、式（２）を使用する代わりに、ジオメトリ、ターゲットＦＥＲ、符号化構造などに基づいてパワー推定値調整を評価するためのルックアップテーブル（上記と同様に）を作成することも可能である。
【００３６】
図４のステップ４０５では、サブセットの入手可能データレートを次のようにして計算することができる。入手可能データレートは、各サブセットごとに、サブセット内のＢＴＳのパワー調整および利用可能パワーを用いて決定される。サブセット内のすべてのＢＴＳのデータレートのうちの最小値が、そのサブセットに対する入手可能データレートとして選択される。順方向リンクにおけるサブセットの入手可能データレートは次のように計算される。
【数６】
0003897510.tif 000007
ただし、Ｐdata＝データチャネルパワー平均、であり、
【数７】
0003897510.tif 000008
であり、
【数８】
0003897510.tif 000009
はパワーの標準偏差である。
【００３７】
なお、順方向リンクにおける限定アクティブセット（サブセット）には最小の動作が適用される。調整は、ＢＴＳの限定アクティブセット（サブセット）に応じて異なる。順方向負荷のヘッドルームは、真の動作限界を考慮に入れるためのパラメータである。Ｆｗ＿ｓｃａｌ＿ｓｔｄは、パワー変動を含めるためのスケーリングパラメータである。ヘッドルームは、パワーがずれたときのパワー負荷保護として作用する。例えば、ＭＳに１００パーセントのパワー割当てではなく９０パーセントのパワー割当てがある場合、パワー割当てが９０パーセットのしきい値からずれた場合に過負荷制御のための余裕がある。
【００３８】
また、ＢＴＳのサブセットの入手可能データレートは、システムを動作させるために採用されたレートであり、ＣＤＭＡ２０００標準で規定されるデータレート（９．６Ｋｂｐｓまたは１４．４Ｋｂｐｓの倍数）の可能な組合せである。具体的な動作は、データレート（例えば、ＳＣＨの場合、５７．６Ｋｂｐｓおよび４６０Ｋｂｐｓのレートのみを用いて）の組合せを選択することができる。
【００３９】
しかし、入手可能データレートを評価するには別の方法も使用可能であるが、そのようないずれの方法も、本発明の考慮の範囲内にある。当業者には明らかなように、本発明の方法の要点は、アクティブセットから、最高データレートを生じる最適なサブセットを決定することである。
【００４０】
図４のステップ４０６では、特定のＢＴＳ−ＭＳ経路に対して、すべての限定アクティブセット（サブセット）の入手可能データレートのうちの最大値を、最高のスループットおよび負荷効率のデータレートとして選択する。
【００４１】
本発明の方法を例示するため、ＢＴＳ｛Ａ，Ｂ｝からなる例示的な限定アクティブセット（サブセット）を考える。Ａのみがアクティブであるとき、システムはパワー消費Ｐ1を要求する。対応するデータレートはＲ1＝ＬA／Ｐ1である。ただし、ＬAはＡの残りのパワー負荷である。Ｂのみがアクティブであるとき、システムはパワー消費Ｐ2を要求する。対応するデータレートはＲ2＝ＬB／Ｐ2である。ただし、ＬBはＢの残りのパワー負荷である。ＡおよびＢが両方ともアクティブであるとき、システムはパワー消費Ｐ3を要求する。入手可能データレートを計算する際は、まず、ＬA／Ｐ3とＬB／Ｐ3の最小値をとる。すなわち、Ｒ3＝ｍｉｎ｛ＬA／Ｐ3，ＬB／Ｐ3｝とする。ＢＴＳ｛Ａ，Ｂ｝からなるサブセットのＢＴＳ−ＭＳ伝送路に対するデータレートは、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3のうちの最大値、すなわち、Ｒfinal＝ｍａｘ｛Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3｝となる。
【００４２】
本発明の方法による限定アクティブセット（サブセット）の選択についての３つの例を以下に示す（表１）。場合１は、最も強力なＢＴＳ（信号強度に関して）の負荷が重く、２番目および３番目に強力なＢＴＳの負荷は軽い場合を表す。場合２は、場合１と同様であるが、２番目および３番目に強力なＢＴＳは中程度の負荷である。場合３は、２番目に強力なＢＴＳの負荷は重いが、他の２つのＢＴＳの負荷は軽い場合を表す。表２に、アクティブセット全体の場合に比べて、ＢＴＳの限定アクティブセットを使用した場合の利益（データレートに関して）を示す。
【００４３】
表１：考察する例のシナリオ
【表１】
0003897510.tif 000010
【００４４】
表２：限定アクティブセットの相異なる選択によって得られる瞬間レート
【表２】
0003897510.tif 000011
【００４５】
ＢＳＣに埋め込まれたマイクロチップあるいはＤＳＰ（ディジタル信号処理）機能は、上記のアルゴリズムによる計算を実行することができる。別法として、ＢＳＣは、そのときの特定のＭＳ／ＢＴＳの組合せに関連する記憶されたルックアップテーブルで値を検索することも可能である。ルックアップテーブルは、入手可能データレートを決定するために使用可能なパワー調整を出力する。
【００４６】
図５において、ルックアップテーブルにより本発明の方法を実現することは、式（１）、（２）および（３）により本発明を実装する場合と類似している。図を参照すると、ステップ５０１および５０２は、図４に示した本発明の方法と同様である。図において、本発明の方法は、まず、ステップ５０１で、アクティブセット内のＢＴＳから特定のＭＳで受信される相対信号強度を検出する。ステップ５０２で、限定アクティブセット、すなわち、このＭＳにサービスするＢＴＳのアクティブセットのサブセットを作成する。ステップ５０３および５０４で、ルックアップテーブルの助けを借りて、ジオメトリおよびパワー調整（ビットあたりのパワーの差分）を決定する。パワー調整は、ＢＴＳの個々のサブセットに関連するパワー負荷値を記憶するルックアップテーブルの助けを借りて決定される。ルックアップテーブルを使用して、ワイヤレスシステムは、サブセットの入手可能データレートに必要なパワーを、そのサブセットのＢＴＳ内の残りのパワー負荷を比較し評価することによって出力する。次に、ステップ５０５で、各サブセットごとの入手可能データレートを決定する。サブセット内のすべてのＢＴＳのデータレートのうちの最小値が、そのサブセットに対する入手可能データレートとして選択される。ステップ５０６で、すべてのサブセットの入手可能データレートのうちの最大値が、ＭＳに対するデータレートとして選択される。
【００４７】
当業者には認識されるように、ここには具体的に記載しないが、本発明の方法を適用可能なワイヤレスシステムの多くの構成がある。以上では、本発明について、好ましい実施例で説明したが、これは、本発明を具体的な実施例に限定することを意図するものではない。特に、本発明は、電話、会議通話、ボイスメール、プログラムサウンド、ビデオ電話、ビデオ会議、リモート端末、ユーザプロフィール編集、ファックス、音声帯域データ、データベースアクセス、メッセージブロードキャスト、無制限ディジタル情報、ナビゲーション、位置探索およびインターネットアクセスサービスのような、さまざまな動作シナリオで多様なデータサービスを提供する第３世代の移動体あるいはパーソナル通信システム(personal communication system)に利用可能である。本発明のバースト制御方法は、第２世代方式や、バーストデータ転送機能を有する任意のシステムでも利用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、異なるデータレートのさまざまなユーザに対処することによって、通信システムのパフォーマンスを向上させることが可能となる。特に、高速データ伝送サービスを有するＣＤＭＡシステムのパフォーマンスを改善する、より良いバースト制御方法が実現される。さらに、個々のワイヤレスシステムユーザのスループットおよびデータレートを、特に高速データに対して増大させることが可能となる。これに伴い、このようなシステムにおけるデータチャネルの伝送レートをモニタし測定するための、より良い方法も実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いられる第３世代ＣＤＭＡシステムの図である。
【図２】第３世代システムの１つであるＣＤＭＡ２０００のさまざまなデータチャネルの図である。
【図３】本発明の方法の動作を示す図である。
【図４】本発明の方法の流れ図である。
【図５】ルックアップテーブルを実装した本発明の方法を説明する流れ図である。
【符号の説明】
２０１  パイロットチャネル（ＰＣＨ）
２０２  専用制御チャネル（ＤＣＣＨ）
２０３  基本チャネル（ＦＣＨ）
２０４  補助チャネル（ＳＣＨ）
【図１】
0003897510.tif 000016
【図２】
0003897510.tif 000017
【図３】
0003897510.tif 000018
【図４】
0003897510.tif 000019
【図５】
0003897510.tif 000020