(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信システムにおいて、リンクを介した通信の副搬送波割当て方法であって、該方法は、
前記セットから複数の副搬送波を割り当てて前記サブセットを与えるステップと、
前記セットの各副搬送波で受信する信号を測定するステップと、
前記リンクで使用するのに、前記サブセットを与えるために割当てられた前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップと、
前記好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップを実行中における肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成するステップと、
を含む、副搬送波割当て方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記測定ステップは、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定するステップを含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記測定ステップは、
前記サブセットの各副搬送波の信号品質（Ｃ／Ｉ）を測定するステップを含む方法。
【請求項４】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信システムにおいて、リンクを介した通信の副搬送波割当て方法であって、該方法は、
少なくとも、前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定し、前記セットの複数の最低干渉未使用副搬送波を含む前記サブセットを決定することにより、前記セットから複数の副搬送波を割り当てて前記サブセットを与えるステップと、
前記セットの各副搬送波で受信する信号を測定するステップと、
前記リンクで使用するのに前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップと、
前記好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップを実行中における肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成するステップと、
を含む、副搬送波割当て方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法であって、干渉レベル（Ｉ）を測定する前記ステップは、さらに、
前記干渉レベル（Ｉ）測定の複数の結果を前記リンク受信機から前記システムへ送信するステップを含み、送信される前記複数の結果の数は前記セット内の副搬送波数よりも少ない方法。
【請求項６】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信システムにおいて、リンクを介した通信の副搬送波割当て方法であって、該方法は、
前記セットから複数の副搬送波を割り当てて前記サブセットを与えるステップと、
前記セットの各副搬送波で受信する信号を測定するステップと、
前記リンクで使用するのに前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップと、
前記サブセットの前記副搬送波の干渉レベルをもつ前記少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップを実行中における肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成するステップとを含み、
前記セットの各副搬送波で受信する信号を測定するステップは、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定するステップと、
前記サブセットの各副搬送波の信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を測定するステップとを含み、
前記確認するステップは、
前記リンクで使用するのに、前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも候補副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップを含み、該ステップは、
最低信号品質（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの副搬送波を決定するステップと、
前記最低信号品質（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの前記副搬送波の干渉レベル（Ｉ）よりも低い干渉レベル（Ｉ）を有する前記セットの未使用副搬送波が存在するどうかを決定するステップと
を含む、副搬送波割当て方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、前記再構成ステップは、
前記サブセットの前記副搬送波の干渉レベルより低い干渉レベルをもつ前記未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップを実行中における肯定的確認に応答して前記最低信号品質（Ｃ／Ｉ）を有する前記副搬送波を前記サブセットから除去するステップと、
前記未使用副搬送波を前記サブセットへ挿入するステップと、を含む方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法であって、干渉レベル（Ｉ）を測定する前記ステップは、
さらに、前記干渉レベル（Ｉ）測定の複数の結果を前記リンク受信機から前記システムへ送信するステップを含み、送信される前記結果の数は前記セット内の副搬送波数よりも少なく、
信号品質（Ｃ／Ｉ）を測定する前記ステップは、さらに、
前記信号品質（Ｃ／Ｉ）測定の複数の結果を前記リンク受信機から前記システムへ送信するステップを含み、送信される前記結果の数は前記サブセット内の副搬送波数よりも少ない方法。
【請求項９】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信システムにおいて、リンクを介した通信の副搬送波割当て方法であって、該方法は、
前記セットから複数の副搬送波を割り当てて前記サブセットを与えるステップと、
前記セットの各副搬送波で受信する信号を測定するステップと、
前記リンクで使用するのに前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップと、
前記好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップを実行中における肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成するステップとを含み、
前記割当てステップは、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定するステップと、
前記セットの複数の最低干渉副搬送波を含む候補サブセットを決定するステップと、
サブセット要求メッセージを前記リンク受信機から前記システムへ送信するステップと、
前記システムからの１つ以上の副搬送波拒絶メッセージを含む返答メッセージを前記リンク受信機において受信するステップと、
前記候補サブセットが前記リンクに対して受諾されるかどうかを前記返答メッセージから確認するステップとを含み、
前記候補サブセットが前記リンクに対して受諾されるかどうかを前前記返答メッセージから確認するステップは、
前記サブセットに対する１つ以上の次の候補副搬送波を決定するステップと、
１つ以上の副搬送波要求メッセージを前記リンク受信機から前記システムへ送信するステップと、
完全なサブセットが受諾されるまで、１つ以上の次の候補副搬送波を決定する前記ステップおよび１つ以上の副搬送波要求メッセージを前記システムへ送信するステップを繰り返すステップと、
を含む、副搬送波割当て方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法であって、返答メッセージを受信する前記ステップは、サブセット受諾メッセージを受信するステップを含む、方法。
【請求項１１】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信システムにおいて、リンクを介した通信の副搬送波割当て方法であって、該方法は、
前記セットから複数の副搬送波を割り当てて前記サブセットを与えるステップと、
前記セットの各副搬送波で受信する信号を測定するステップと、
前記リンクで使用するのに前記サブセットの副搬送波よりも好ましい候補副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認するステップと、
未使用の前記候補副搬送波が得られたかどうかを前記システムからの返答から確認するステップを実行中における肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成するステップとを含み、
前記測定するステップは、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定するステップと、
前記サブセットの各副搬送波の信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を測定するステップとを含み、
前記確認するステップは、
最低信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの副搬送波を決定するステップと、
前記最低信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの前記副搬送波の干渉レベル（Ｉ）よりも低い干渉レベル（Ｉ）を有する前記セットの候補副搬送波が存在するかどうかを確認するステップとを含み、
前記確認するステップはさらに、
副搬送波要求メッセージを前記リンク受信機から前記システムへ送信するステップと、
前記システムからの返答を前記リンク受信機において受信するステップと、
前記候補副搬送波が未使用であるかどうかを前記返答から確認するステップと、
前記返答結果から確認を行う前記ステップにおいて肯定的確認がなされるまで、前記候補副搬送波が使用されたかどうかを前記返答から確認するステップを実行中に否定的確認に応答して、より好ましい前記セットの副搬送波が存在するかどうかを確認し、副搬送波要求を送信し、返答を受信し、前記返答から確認を行うステップを、毎回異なる候補副搬送波により繰り返すステップと、
を含む、副搬送波割当て方法。
【請求項１２】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信メットワークにおける、リンクを介した通信の副搬送波割当てシステムであって、該システムは、
前記セットから複数の副搬送波を割当てて前記サブセットを与える手段と、
前記サブセットの各副搬送波で受信する信号を測定する手段と、
前記リンクで使用するのに、前記割当て手段により割当てられた前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認する手段と、
前記好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認する手段による肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成する手段と、
を含む、副搬送波割当てシステム。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムであって、前記割当て手段は、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定する手段と、
前記セットの複数の最低干渉副搬送波を含む前記サブセットを決定するステップと、
を含むシステム。
【請求項１４】
請求項１３記載のシステムであって、干渉レベル（Ｉ）を測定する前記手段は、さらに、
前記干渉レベル（Ｉ）測定の複数の結果を前記リンク受信機から前記システムへ送信する手段を含み、送信される前記複数の結果の数は前記セット内の副搬送波数よりも少ないシステム。
【請求項１５】
請求項１２記載のシステムであって、前記測定手段は、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定する手段を含むシステム。
【請求項１６】
請求項１２記載のシステムであって、前記測定手段は、
前記サブセットの各副搬送波の信号品質（Ｃ／Ｉ）を測定する手段を含むシステム。
【請求項１７】
請求項１２記載のシステムであって、前記測定手段は、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定する手段と、
前記サブセットの各副搬送波の信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を測定する手段と、を含み、
前記確認する手段は、
最低信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの副搬送波を決定する手段と、
前記最低信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの前記副搬送波の干渉レベル（Ｉ）よりも低い干渉レベル（Ｉ）を有する前記セットの未使用副搬送波が存在するかどうかを確認する手段と、
を含むシステム。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムであって、前記再構成手段は、
前記サブセットの前記副搬送波の干渉レベル（Ｉ）よりも低い干渉レベル（Ｉ）を有する前記セットの未使用副搬送波が存在するかどうかを確認する手段による肯定的確認に応答して前記最低信号品質（Ｃ／Ｉ）を有する前記副搬送波を前記サブセットから除去する手段と、
前記未使用副搬送波を前記サブセットへ挿入する手段と、
を含むシステム。
【請求項１９】
請求項１７記載のシステムであって、干渉レベル（Ｉ）を測定する前記手段は、さらに、
前記干渉レベル（Ｉ）測定の複数の結果を前記リンク受信機から前記システムへ送信する手段を含み、送信される前記結果の数は前記セット内の副搬送波数よりも少なく、
信号品質（Ｃ／Ｉ）を測定する前記手段は、さらに、
前記信号品質（Ｃ／Ｉ）測定の複数の結果を前記リンク受信機から前記システムへ送信する手段を含み、送信される前記結果の数は前記サブセット内の副搬送波数よりも少ないシステム。
【請求項２０】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信メットワークにおける、リンクを介した通信の副搬送波割当てシステムであって、該システムは、
前記セット各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定する手段と、
前記セットの複数の最低干渉副搬送波を含む候補サブセットを決定する手段と、
サブセット要求メッセージを前記リンク受信機から前記システムへ送信する手段と、
前記システムからの１つ以上の副搬送波拒絶メッセージから形成される返答メッセージを前記リンク受信機において受信する手段と、
前記候補サブセットが前記リンクに対して受諾されるかどうかを前記返答メッセージから確認する手段と、
前記サブセットの各副搬送波で受信する信号を測定する手段と、
前記リンクで使用するのに、前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認する手段と、
肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成する手段と、を含み、
前記候補サブセットが前記リンクに対して受諾されるかどうかを前記返答メッセージから確認する手段は、
前記サブセットに対する１つ以上の次の候補副搬送波を決定する手段と、
１つ以上の副搬送波要求メッセージを前記リンク受信機から前記システムへ送信する手段と、
完全なサブセットが受諾されるまで、前記決定する手段による１つ以上の次の候補副搬送波を決定することと、前記送信する手段により１つ以上の副搬送波要求メッセージを前記システムへ送信することを繰り返す手段と、
を含む、副搬送波割当てシステム。
【請求項２１】
請求項２０記載のシステムであって、返答メッセージを受信する前記手段は、サブセット受諾メッセージを受信する手段を含む、システム。
【請求項２２】
リンク送信機からリンク受信機への通信がリンクが利用可能な複数の副搬送波のセットのサブセットを介して送信される電気通信メットワークにおける、リンクを介した通信の副搬送波割当てシステムであって、該システムは、
前記セットから複数の副搬送波を割当てて前記サブセットを与える手段と、
前記サブセットの各副搬送波で受信する信号を測定する手段と、
前記リンクで使用するのに、前記サブセットの副搬送波よりも好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が前記セット内に存在するかどうかを確認する手段と、
肯定的確認に応答して前記サブセットを再構成する手段とを含み、
前記好ましい少なくとも１つの未使用副搬送波が存在するかどうかを確認する手段は、
前記リンクで使用するのに、前記サブセットの副搬送波よりも好ましい前記セットの候補副搬送波が存在するかどうかを確認する手段と、
副搬送波要求メッセージを前記リンク受信機から前記システムへ送信する手段と、
前記システムからの返答を前記リンク受信機において受信する手段と、
前記候補副搬送波が未使用であるかどうかを前記返答から確認する手段とを含み、
前記サブセットの各副搬送波で受信する信号を測定する手段は、
前記セットの各副搬送波の干渉レベル（Ｉ）を測定する手段と、
前記サブセットの各副搬送波の信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）を測定する手段とを含み、
前記リンクで使用するのに、前記サブセットの副搬送波よりも好ましい前記セットの候補副搬送波が存在するかどうかを確認する手段は、
最低信号品質（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの副搬送波を決定する手段と、
前記最低信号品質（Ｃ／Ｉ）を有する前記サブセットの前記副搬送波の干渉レベル（Ｉ）よりも低い干渉レベル（Ｉ）を有する前記セットの候補副搬送波を決定する手段とを含む、
副搬送波割当てシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の分野
本発明はセルラー電気通信システムに関し、特に、周波数分割多重システムにおけるアダプティブチャネル割当てに関する。
従来技術の説明
セルラー電気通信システムでは、移動局のユーザはシステムの地理的カバレッジエリアの周りを移動しながら無線インターフェイスを介してシステムと通信する。移動局とシステム間の無線インターフェイスは、各々がシステム内で作動する移動局と無線通信することができる、システムのカバレッジエリアにわたって分散された基地局を設けることにより実施される。典型的なセルラー電気通信システムでは、システムの各基地局はセルと呼ばれるある地理的カバレッジエリア内の通信を制御し、特定のセル内に位置する移動局はそのセルを制御する基地局と通信する。移動局がシステム中を移動すると、システムと移動局間の通信の制御はシステム全体の移動局の移動に従ってセルからセルへ転送される。既存のセルラー電気通信システムは、特定のシステムで作動するようにされた装置のコンパチビリティを保証するさまざまなエアインターフェイス標準(air interface standards)に従って作動する。各標準は全ての動作モードでシステムの移動局と基地局間で行われるプロセスの特定の詳細を提供し、それにはアイドル中、制御チャネル再走査中、登録中、および音声もしくはトラフィックチネルへ接続中が含まれる。最近のセルラーシステム技術の発展は急速である。これらの技術的発展はセルラーシステムにより提供される次第に複雑化するサービスに対する需要の増大により推進されている。セルラーシステム技術およびセルラーシステムの総数が世界中でこの需要を満たすように増加しているため、それらのシステムを作動させるためのシステム標準数もそれに伴って増加している。
大概の無線システムと同様に、セルラー電気通信システムでは使用できる周波数帯域は限定された資源である。そのため、新しいセルラーシステムを開発する時は、利用可能な周波数帯域を最も効率的に使用できるようにすることに強調点が集中される場合が多い。さらに、セルラーシステム内での通信はマルチパス伝搬や同一チネル干渉等のある種のＲＦ信号歪を受ける場合が多い。また、新しいシステム標準の開発ではシステムのセル内の通信に及ぼすこれらのＲＦ信号歪の影響を最小限に抑えることも強調される。
周波数分割多重化（ＦＤＭ）はセルラーシステムに応用されるデータ通信方法である。直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）はセルラーシステムに特に適したＦＤＭの特別な方法である。ＯＦＤＭ信号は多重化されたいくつかの副搬送波により構成され、各副搬送波は異なる周波数で連続的ではなく離散的に変動する信号により変調される。変調信号のレベルが個別に変動するため、各副搬送波のパワースペクトルは（ｓｉｎｘ／ｘ）2分布に従う。各副搬送波により伝送されるスペクトル形状は、個別の副搬送波のスペクトルが他の副搬送波周波数においてゼロであり副搬送波間に干渉は生じないようにされている。一般的に、ＮシリアルデータエレメントはＮ副搬送波周波数を変調し、それは次に周波数分割多重化される。Ｎシリアルデータエレメントの各々がＴ＝１／ｆｓの持続時間のデータブロックを含み、ｆｓはＯＦＤＭ信号の帯域幅である。ＯＦＤＭシステムの副搬送波は１／Ｔの倍数により周波数が分離される。副搬送波の周波数スペクトルは重畳するが、この周波数間隔により副搬送波は１シンボル期間にわたって直交とされ、変調された各搬送波のパワーのピークは他の搬送波のパワースペクトルのゼロに対応する周波数で生じるようにされる。ＯＦＤＭ信号の全体スペクトルは、ＯＦＤＭ信号に多数のＯＦＤＭ搬送波が含まれる場合には、矩形に近い。
期間Ｔ中に、ＯＦＤＭ信号はＮサンプルのブロックで表すことができる。Ｎサンプルの値は次式で表される。
0003850878.tif 000002
Ｎ値Ｘ（ｋ）はＯＦＤＭ搬送波ｅ2jnK/Nを変調する離散変動信号の期間Ｔ中のデータを表す。前記したことから、ＯＦＤＭ信号はデータサンプルＸ（ｋ）のセットの離散逆フーリエ変換に対応する。データストリームをＯＦＤＭ信号へ変換するために、データストリームはＮサンプルＸ（ｋ）のブロックへ分割され、各ブロックに離散逆フーリエ変換が実行される。時間をかけて特定のサンプル位置に現れるブロックのストリングは、周波数ｆｎである副搬送波を変調する離散変動信号を構成する。
ＯＦＤＭによりセルラーシステムにおいて望ましいいくつかの利点が提供される。ＯＦＤＭでは、周波数スペクトルにおける副搬送波の直交性によりＯＦＤＭ信号の全体スペクトルは矩形に近くすることができる。その結果、システムに利用可能な帯域幅が効率的に使用される。ＯＦＤＭはマルチパス伝搬効果による干渉が低減される利点も提供する。マルチパス伝搬効果は無線波のパスにある建物や他の構造から散乱する無線波により生じる。マルチパス伝搬により周波数選択マルチパスフェージングが生じる。あるＯＦＤＭシステムでは、個別の各データエレメントのスペクトルは、通常利用可能な帯域幅の小部分しか占有しない。それにはマルチパスフェージングを多くのシンボルにわたって拡散するという影響がある。それにより周波数選択マルチパスフェージングによるバーストエラーが有効にランダム化され、１つもしくはいくつかのシンボルが完全に破壊されるのではなく、多くのシンボルが僅かに歪むようにされる。さらに、ＯＦＤＭにより、期間Ｔは伝送チネルのシンボル遅延時間に較べて比較的大きく選択できるという利点が提供される。それはさまざまなシンボルの一部を同時に受信することにより生じるシンボル間干渉を低減する効果がある。
セルラーシステムにＯＦＤＭを使用することはシミニの論文“Analysis and Simulation of a Digital Mobile Channel Using Orthogonal Frequency Division Multiplexing”IEEE Trans. Commum.,Vol.33,No.7,pp 665-675（１９８５年７月）に提案されている。ＯＦＤＭのモバイルシステムへの同様な応用は、キャサの論文“OFDM for Data Communication Over Mobile Radio FM-Channels-PartＩ: Analysis and Experimental Results",IEEE Trans.Commun.Vol.39,No.5,pp.783-793（１９９１年５月）でも提案されている。これらのＯＦＤＭセルラーシステムでは、セル内で作動している基地局から移動局（下り）および移動局から基地局（上り）への伝送のために作り出される各通信リンクに１組の副搬送波周波数が割り当てられる。各通信リンクに割り当てられる副搬送波セットはシステムに利用可能な全副搬送波周波数から選択される。セル内では、２つ以上の通信リンクに同じ副搬送波周波数を割り当てることはできない。したがって、同じセル内の副搬送波間で同一チャネル干渉は生じない。しかしながら、このようなＯＦＤＭシステムでは、システムのセル内の通信リンクに、システム内の他のセル内に設定された通信リンクにも割り当てられる１つ以上の副搬送波を含む１組の副搬送波が割り当てられることがある。このような共通に割当てられる各副搬送波周波数は、同じ副搬送波周波数を他のセルで使用することにより生じる同一チャネル干渉を受けることがある。これらのＯＦＤＭシステムには、異なるセル内に作り出される通信リンクへの副搬送波周波数の割当てを調整する方法およびシステムは何も存在しない。このようなシステムでは、近隣セルで使用する副搬送波により生じる通信リンク内の同一チャネル干渉は非常に大きくなることがある。
非ＯＦＤＭシステム内のセル間でチャネル周波数を割り当てる方法が開発され、それにより同一チャネル干渉は低減されたり最小限に抑えられている。アダブティブチャネル割当て（ＡＣＡ）はそのような方法である。ＡＣＡでは、セルラーシステムに割り当てられた任意のチャネル周波数を使用して、ある干渉基準が満たされる限りシステム内のどこかでその周波数が使用されるかどうかに無関係に、システムの任意のセル内でリンクを設定することができる。また、干渉基準が満たされる限り、チャネル周波数はシステム全体を通して自由に再利用することができる。
アダブティブチャネル割当てでは、ダイナミックに割り当てられたチャネル周波数による信号品質および干渉レベルのさまざまな測定はセルのカバレッジエリア内で実行されて、セル内に作り出される通信リンクへ割り当てられるトラフィックもしくは音声チャネルのリストが作られる。セルを制御する基地局およびセルのカバレッジエリア内の移動局は、システム内の通信にダイナミックに割り当てられるようにシステムオペレータが割り当てているチャネル周波数セットにより測定を実行する。一般的には、上りおよび下りの両方の測定が行われる。これらの測定に基づいて、新しいリンクを作り出す時は、あるルールに基づいてリンクにチャネル周波数が割り当てられる。例えば、最小干渉ＡＣＡでは、システムは各セル内で測定される最小干渉（最大品質）チャネルから最大干渉（最低品質）チャネルまでのチャネルのテーブルを作る。次に、システムはそのリストからある数の最小干渉チャネル周波数を選択してそのセル内での通信へ割り当てる。選択されるチャネル間の所要の周波数分離およびその周波数により相互変調を生じるようなチャネルの組合せを回避する等の、他の基準も配慮される。ＡＣＡの例として、エッチ．エリクソンの論文“Capacity Improvement by Adaptive Channel Allocation",IEEE Global Telecomm. Conf., pp.1355-1359，１９８８年１１月２８日−１２月１日には、全チャネルが全ての基地局により共有される共通資源であるセルラー無線システムに関連する容量利得が例示されている。前記した報告書では、移動機は下りの信号品質を測定し、チャネルは最高搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉレベル）を有するチャネルの選択に基づいて割り当てられる。各リンクに対して１つの搬送波周波数を使用する非ＯＦＤＭセルラーシステムのために作られている既存のＡＣＡアルゴリズムは、ＯＦＤＭを使用するセルラーシステムでは有効に使用できない。既存のＡＣＡ技術の１つの問題点は、ＯＦＤＭシステムにおける副搬送波の数が各通信リンクに対して１つの搬送波を使用するシステムの搬送波の数に較べて大きいことである。それはＡＣＡに必要な上りおよび下り測定結果を得るのに時間およびシステム資源の両方を費やす広範な測定努力を必要とする。さらに、移動局で行った多数の下り測定の結果をシステムへ転送して処理するために、大量のシグナリング資源を使用する必要がある。
したがって、ＯＦＤＭシステムに使用するアダプティブチャネル割当て方法およびシステムを使用すれば利点が得られる。この方法およびシステムは、システムのセル間の同一チャネル干渉を低減するようなＯＦＤＭ内の副搬送波の割り当てを行わなければならない。この方法およびシステムは、また、チャネル割当て時にシステム資源を有効に利用するためにＯＦＤＭシステムのユニークな特徴を考慮するように設計しなければならない。本発明によりこのような方法およびシステムが提供される。
発明の要約
本発明により、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムにおけるアダプティブチャネル割当て（ＡＣＡ）方法およびシステムが提供される。この方法およびシステムにより、システムのセル間の同一チャネル干渉を緩和するようにＯＦＤＭシステムの各リンクへの副搬送波の割当てが行われる。
また、本発明により、非ＯＦＤＭシステムで使用するように設計されている従来のＡＣＡ方法およびシステムをＯＦＤＭシステム内で実施する時の困難や欠点が克服される。従来のＡＣＡ方法は、リンク当たり１チャネルが使用されるシステムへＲＦチャネルをアダプティブに割り当てるように設計されている。ＯＦＤＭシステムに応用する場合、これら従来のＡＣＡ方法では、ユーザへ割り当てられる全てのＯＦＤＭ副搬送波をアダプティブに割り当てる必要がある。全てのＯＦＤＭ副搬送波をＯＦＤＭシステムにアダプティブに割り当てるには、システムの送信機と受信機間でチャネル測定情報および割当て情報を転送するために必要な測定およびシグナリング資源があまりにも大量なものとなる。アダプティブに割り当てられる副搬送波を選択し、割当て決定基準を設定することにより、本発明の方法およびシステムでは有効なＡＣＡを提供しながら測定およびシグナリング資源の使用を最小限に抑えらる。
本発明の最初の局面において、ＯＦＤＭシステムの別々の各リンクでの通信に利用可能なＮ副搬送波の大きな群からＭ副搬送波の初期サブセットが選択される。数Ｍは特定リンクのデータレートによって決まり、システムのリンク間で変動することがある。次に、Ｍ副搬送波のサブセットはリンクを介して通信を運ぶのに使用される。通信が行われると、Ｍ副搬送波のサブセット内の副搬送波の信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）、および利用可能なＮ副搬送波の全ての干渉レベル（Ｉ）が周期的に測定される。これらのＣ／ＩおよびＩ測定結果はシステムへ報告される。リンクを介した通信中に、システムはＭのセットの副搬送波よりも良好にリンク上の信号受信を行えるより好ましい未使用副搬送波を、リンクが存在するセル内で利用可能であるかどうかをＣ／ＩおよびＩ測定値から決定する。より好ましい副搬送波が存在すると決定されると、システムは未使用副搬送波を含むようにＭ副搬送波のサブセットを再構成する。
本発明の第２の局面において、移動局はリンク受信機として、ある選定報告期間に全ての測定結果ではなく測定結果の限定されたセットだけをシステムへ送信する。送信される測定結果の限定されたセットは、最低Ｃ／Ｉ測定結果の選定番号および最低Ｉ測定結果の選定番号を含んでいる。結果の限定されたセットの送信により上りシグナリング資源の使用が低減される。
本発明の別の実施例では、リンク受信機としての移動局はＭ副搬送波のサブセット内の副搬送波の信号品質レベル（Ｃ／Ｉ）、および利用可能なＮ副搬送波の全ての干渉レベル（Ｉ）を周期的に測定する。次に、移動局はＣ／ＩおよびＩ測定値に基づいてリンクの候補置換副搬送波を決定し、副搬送波要求メッセージをシステムへ送信して候補副搬送波を割り当ててリンクの副搬送波を置換するよう要求する。システムは副搬送波受諾もしくは副搬送波拒絶メッセージにより副搬送波要求メッセージに応答する。副搬送波受諾メッセージが受信されると、移動局は候補置換副搬送波を含むようにＭ副搬送波のサブセットを再構成する。副搬送波が拒絶されると、移動局は新しい候補副搬送波を要求する副搬送波要求メッセージを送信する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明を実施することができるセルラー電気通信ネットワークを示す図。
図２Ａは本発明に従った直交周波数分割多重システムによる副搬送波の割当てを示す図。
図３Ａは本発明の実施例に従ったシステムのブロック図。
図３Ｂおよび図３Ｃは本発明の実施例に従った、それぞれ、リンク送信機およびリンク受信機のブロック図。
図４Ａおよび図４Ｂはリンク受信機により実行される本発明の実施例に従ったプロセスステップのフロー図。
図５はセルラー電気通信ネットワーク内で実行される本発明の実施例に従ったプロセスステップのフロー図。
図６Ａおよび図６Ｂはリンク受信機により実行される本発明の別の実施例に従ったプロセスステップのフロー図。
図７はセルラー電気通信システム内で実行される本発明の別の実施例に従ったプロセスステップのフロー図。
発明の詳細な説明
図１を参照して、本発明が一般的に関連する周波数分割多重（ＦＤＭ）セルラー電気通信システムを示す。図１において、任意の地理的エリアは複数の隣接無線カバレッジエリア、すなわちセルＣ１−Ｃ１０、へ分割することができる。図１のシステムには１０セルしか図示されていないが、セル数は遥かに多くすることができる。
各セルＣ１−Ｃ１０内にそれに関連して基地局があり、複数の基地局Ｂ１−Ｂ１０の対応する１つとして示されている。各基地局Ｂｌ−Ｂ１０は、従来技術で周知のように、送信機、受信機および基地局コントローラを含んでいる。図１では、基地局Ｂ１−Ｂ１０はそれぞれ各セルＣ１−Ｃ１０の中心に配置されており、全指向性アンテナを備えている。しかしながら、別の構成のセルラー無線システムでは、基地局Ｂ１−Ｂ１０は周辺付近、すなわちセルＣ１−Ｃ１０の中心から離れて配置することができ、セルＣ１−Ｃ１０に全指向性もしくは指向性で無線信号を照射することができる。したがって、図１に示すセルラー無線システムは単なる説明用にすぎず、本発明が実施されるセルラー電気通信システムの考えられる実施例を制限するものではない。
引き続き図１を参照して、セルＣ１−Ｃ１０内には複数の移動局Ｍ１−Ｍ１０がある。ここでも、図１には１０基の移動局しか図示されていないが、実際上移動局の実際の数は遥かに多く常に基地局の数を大きく上回ることをお解り願いたい。さらに、いくつかのセルＣ１−Ｃ１０では移動局Ｍ１−Ｍ１０が見つからないが、セルＣ１−Ｃ１０の中の任意特定の１つに移動局Ｍ１−Ｍ１０が存在するか否かは、実際上セル内の１つの位置から別の位置へ、もしくは１つのセルから隣接セルや近隣セルへ、さらには特定のＭＳＣが受け持つ１つのセルラー無線システムからこのような別のシステムへローミングすることがある移動局Ｍ１−Ｍ１０のユーザの個別の要望によって決まることをお解り願いたい。
各移動局Ｍ１−Ｍ１０は１つもしくはいくつかの基地局Ｂ１−Ｂ１０および移動局交換局ＭＳＣを介して電話呼を開始もしくは受信することができる。移動局交換局ＭＳＣは通信リンク、例えば、ケーブルを介して図示する各基地局Ｂ１−Ｂ１０および、図示せぬ、固定公衆交換電話網ＰＳＴＮもしくは統合システムデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）施設を含むことができる同様な固定網に接続することができる。移動局交換局ＭＳＣと基地局Ｂ１−Ｂ１０間、もしくは移動局交換局ＭＳＣとＰＳＴＮもしくはＩＳＤＮ間の関連する接続は図１に完全には図示されていないが当業者ならば周知である。さらに、セルラー無線システムに２つ以上の移動局交換局を含め、各付加移動局交換局をケーブルや無線リンクを介して異なる基地局群および他の移動局交換局に接続することも知られている。
各ＭＳＣはシステム内で各基地局Ｂ１−Ｂ１０およびそれと通信する移動局Ｍ１−Ｍ１０間の通信の管理を制御することができる。移動局がシステムの周りをローミングすると、移動局はそれが位置するエリアを制御する基地局を介してその位置をシステムに登録する。移動局電気通信システムが特定の移動局へアドレスされた呼を受信すると、その移動局へアドレスされたページングメッセージが、移動局が位置すると思われるエリアを制御する基地局の制御チャネルを介して同報される。そこへアドレスされたページングメッセージを受信すると、移動局はシステムアクセスチャネルを走査して最強アクセスチャネル信号を受信した基地局へページ応答を送る。次に、呼接続を生じるプロセスが開始される。ＭＳＣは、通信の進行中にセルからセルへシステム中を移動する移動局に応答して移動局との通信を１つの基地局から別の基地局へ切替えを制御するだけでなく、その基地局Ｂ１−Ｂ１０が受け持つ地理的エリアにいると思われる移動局のその移動局に対する呼の受信に応答したページング、移動局からページ応答を受信した時の基地局による移動局への無線チャネルの割当て、を制御する。
各セルＣ１−Ｃ１０に複数のＦＤＭ副搬送波および少なくとも１つの専用制御チャネルが割り当てられる。制御チャネルはこれらのユニットに対して送受信される情報により移動局の動作を制御もしくは管理するのに使用される。このような情報には着信呼信号、発信呼信号、ページ信号、ページ応答信号、位置登録信号および音声およびトラフッィク副搬送波割当てを含むことができる。
本発明には、図１に示すようにアダプティブチャネル割当（ＡＣＡ）方法およびシステムをＦＤＭセルラーシステムに実施することが含まれる。本発明の代表的な実施例では、５ＭＨｚの総システム帯域幅および５ｋＨｚの副搬送波で作動するＯＦＤＭシステムにＡＣＡが実施される。このシステムに利用可能な総副搬送波数はおよそ５ＭＨｚ／５ｋＨｚ＝１０００となる。副搬送波は２ＧＨｚの周波数でシステムＲＦ搬送波へ変調されてシステムＲＦチャネルを介して伝送され、送信信号の周波数スペクトルはＲＦ搬送波を中心としている。全ての搬送波を各セル内で使用することができるが、副搬送波はセル内の２つ以上のリンクで同時に使用することはできない。周波数分割二重化（ＦＤＤ）が上りおよび下り副搬送波の分離に使用される。本システムは、切替制御情報、長期チャネル割当情報、長期電力制御情報および測定メッセージおよび測定結果を伝送する上りおよび下りの両チャネルである専用制御チャネル（ＤＣＣＨ）を含んでいる。本システムは、また、短期チャネル割当情報、短期電力制御情報、測定メッセージおよび測定結果を伝送する上りおよび下りの両チャネルである物理的制御チャネル（ＰＣＣＨ）も含んでいる。
本発明のＡＣＡでは、移動局と基地局間の各上り／下りリンクに対して、システムはいくつか（Ｎ）の副搬送波のセットからいくつか（Ｍ）の副搬送波のサブセットを選択する。Ｎ副搬送波のセットは各リンクに対してシステム内で利用可能な副搬送波のセットであり、Ｎ＞Ｍである。Ｎ副搬送波のセットは通信中は変動しない。Ｎ副搬送波のセットはシステムの全副搬送波を含むことができる。また、Ｎ副搬送波のセットは利用可能な副搬送波の総数よりは少ないがＭ副搬送波のサブセット内の搬送波数よりも多いセットとすることができる。
次に、図２を参照して、ＯＦＤＭシステムにおける本発明に従った副搬送波の割当てを示す。基地局２００は下りリンク２０６および上りリンク２０８を介して移動局２０２と通信する。基地局２００は下りリンク２１０および上りリンク２１２を介して移動局２０４とも通信する。リンク２０６，２０８，２１０および２１２を介した伝送はシステムＲＦチャネルにより行われる。各リンクを介して伝送される音声およびデータはいくつか（Ｍ）の副搬送波により変調される。次に、Ｍ副搬送波はシステムＲＦチャネルにより変調されてシステムＲＦチャネルにより伝送される。セル内の各リンク２０６，２０８，２１０および２１２はＭ副搬送波の別々のサブセットを使用する。副搬送波はセル内で１回しか使用できない。
次に、図３Ａを参照して、本発明に従ったシステムのブロック図を示す。本システムはリンク送信機３００、リンク受信機３３０、ＡＣＡ処理部３６０およびＲＦチャネル３８０により構成される。特定リンクの受信機３３０および送信機３００はリンクの両端に配置されている。下りリンクでは、受信機３３０は移動局内に配置され送信機３００は基地局内に配置されている。上りリンクでは、受信機３３０は基地局内に配置され送信機３００は移動局内に配置されている。ＲＦチャネルは利用可能なＮ副搬送波のセットを有している。リンク受信機３３０およびリンク送信機は、利用可能なＭ副搬送波のサブセットを使用してＲＦチャネル３８０により通信する。
次に、図３Ｂおよび図３Ｃを参照して、図３Ａのそれぞれ送信機３００および受信機３３０の機能ブロック図を示す。図３Ｂおよび図３Ｃに示す機能的特徴は基地局および移動局の両方の受信機および送信機に共通である。
送信機３００はシリアル／パラレルコンバータ３０２、マッピング回路（ＭＡＰ）３０４、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路３０６、周波数マルチプレクサ（ＭｕＸ）３０８、および変調器３１０を含んでいる。送信機の動作において、シリアル／パラレルコンバータ３０２はシリアルデジタルデータストリーム３１２をＭシンボルのブロック３１４へ変換し、Ｍはシンボルサイズおよびシステムのデータレートにより決定される。次に、ＭシンボルはＭＡＰ回路３０４へ入力され、Ｍシンボルの各々がＩＦＦＴ回路３０６の副搬送波入力へマップされる。次に、ＩＦＦＴ回路３０６へ入力されるデータブロックに逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）が実行される。次に、ＩＦＦＴ回路３０６のＮ出力に発生される信号３１８がＭｕＸ３０８において多重化されて、各々がＭシンボル３１４の中の１つのシンボルを含むデータを運ぶ、多重化されたＭ副搬送波を含む信号３２０が作り出される。次に、信号３２０は変調器３１０においてシステムＲＦ搬送波３２４上へ変調され、ＯＦＤＭ信号としてシステムＲＦチャネル３２２により伝送される。
受信機３３０は復調器３３２、周波数デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）３３４、高速フーリエ変換回路３３６、デマッピング回路（ＤＥＭＡＰ）３３８、パラレル／シリアルコンバータ３４０、干渉測定手段３４４、信号品質測定手段３４２およびプロセッサ３４６を含んでいる。受信機の動作において、システムＲＦ搬送波がシステムＲＦチャネル３２２により受信され次に復調器３３２において復調され、ＤＥＭＵＸ３３４においてデマルチプレクされて、多重化されたＭ副搬送波を含む信号のＮサンプル３４８が得られる。次に、Ｎサンプル３４８を入力として、ＦＦＴ回路３３６により高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が実行され、各副搬送波により伝送された任意の変調データを含むデータ信号３５０を発生する。復調されＦＦＴされるＮ副搬送波はプロセッサ３４６からＤＥＭＵＸ３３４およびＦＦＴ回路３３６へ入力されるパラメータにより決定される。干渉測定手段３４４はＮサンプル３４８の各々から回復される各データ信号３５０の干渉（Ｉ）レベルを測定する。次に、Ｎ受信データ信号３５０がデマッピングブロック３３８へ入力され、現在リンク通信に割り当てられているＭ副搬送波周波数Ｎデータ信号３５０からデマップされる。デマッピングはプロセッサ３４６からＤＥＭＡＰブロック３３８へ入力されるパラメータに従って行われる。次に、デマップされたＭデータ信号３５２がパラレル／シリアルコンバータ３４０へ入力されてシリアル受信データ３５４へ変換される。受信機３３０が受信しているリンクに現在割り当てられているＭ副搬送波周波数により受信されるデマップされたＭデータ信号３５２の各々について、デマッピングブロック３３８の出力において信号品質（Ｃ／Ｉ）が測定される。
各リンクに対するアダプティブチャネル割当ては、リンク受信機内で実行される測定の結果を演算する図３ＡのＡＣＡ処理部３６０により実行される。図示する実施例では、プロセッサ３４６は干渉測定手段３４４からの干渉測定値および信号品質測定手段３４２からの信号品質測定結果を受信する。プロセッサ３４６は測定結果を演算してシステムのＡＣＡ処理部３６０へ入力するデータを発生する。次に、プロセッサ３４６から発生されたデータはインターフェイス３６２を介してＡＣＡ処理部３６０へ転送される。図示する実施例では、ＡＣＡ処理部３６０はＭＳＣ内に配置されている。ＡＣＡ処理部３６０はシステムの基地局内に配置することもできる。ＡＣＡ処理部により実行される機能を移動局、基地局およびＭＳＣ間に分散することも考えられる。必要なデータを格納するメモリの構成方法、およびこの種の機能を実行するマイクロプロセッサおよびソフトウェアの構成方法は当業者ならば周知である。
移動局がリンク受信機として機能する場合には、プロセッサ３４６はＡＣＡデータを移動局送信機へ転送し、適切な制御チャネルの上りリンクを含むインターフェイス３６２を介してシステムへ伝送する。リンク受信機としての基地局において、プロセッサ３４６はランドラインおよび他の接続を含むインターフェイス３６２を介してＭＳＣへＡＣＡデータを転送する。ＡＣＡ処理部３６０はデータを演算し、基地局がリンク受信機である場合にはランドラインもしくは他の接続を含み、移動局がリンク受信機である場合には適切な制御チャネルの下りリンクを含む、インターフェイス３６４を介してリンク受信機３３０へ適切な副搬送波割当てコマンドを戻す。リンク受信機３３０のプロセッサ３４６はコマンドを受信し、次に、リンクに正しい副搬送波が受信されるように受信機に正しい入力パラメータを発生する。また、ＡＣＡ処理部３６０はインターフェイス３６６を介してリンク送信機３００に関連するＭＡＰ回路３０４へコマンドを送る。次に、ＭＡＰ回路３０４はＭシンボルをＭＡＰ回路３０４の適切な出力へマップして、Ｍ副搬送波の正しいサブセットが伝送されるようにする。
移動局、基地局およびシステムのＭＳＣ間の必要なデータ転送は周知の方法により達成することができる。ここに記載する実施例では、ＤＣＣＨおよびＰＣＣＨチャネルを上りおよび下りの両方で使用して、移動局とシステムの間で測定結果や副搬送波割当てメッセージを転送することができる。
次に、図４Ａを参照して、ＡＣＡプロセス中にリンク受信機３３０により実行されるステップを示すフロー図を示す。下りリンクで受信する移動局により実行されるステップおよび上りリンクで受信する基地局により実行されるステップは本質的に同じであり、図４Ａは両方の場合にリンク受信機３３０により実行されるステップを説明するのに使用することができる。移動局および基地局で実行されるプロセスステップの違いは図４Ａのステップ４２８である。図４ＢはＡＣＡ測定プロセスのステップ４２８中に移動局により実行される付加ステップを示すフロー図である。これらの特別なステップは、図４Ａのプロセスを説明する時に図４Ｂを参照して説明される。
ＡＣＡプロセスは、上りリンクもしくは下りリンクのいずれかにより一対の移動局および基地局間にシステムが通信リンクを作り出す必要がある時に開始される。再び図４Ａを参照して、ステップ４０２においてリンク受信機はシステムから測定順メッセージを受信して、リンクに利用可能な一群のＮ副搬送波の各々の干渉（Ｉ）を測定する。Ｎ副搬送波はシステム内で利用可能な全ての副搬送波もしくはシステム内で利用可能な全ての副搬送波から選択される小さな一群の副搬送波とすることができる。次に、ステップ４０４において、Ｉが実行される。次に、ステップ４０４からプロセスはステップ４０６へ移り、そこでＩ測定結果がシステムへ送られる。移動局がリンク受信機であれば、Ｉ測定結果はＤＣＣＨもしくはＰＣＣＨチャネルを介して基地局へ送信され、次に、ＭＳＣへ転送される。基地局がリンク受信機であれば、Ｉ測定結果は適切なオーバランド手段を介してＭＳＣへ転送される。Ｉ測定結果を送信した後で、プロセスはステップ４０８へ移り、そこでリンク受信機はシステムからの応答を待つ。次に、図５を参照して、リンク受信機がステップ４０８において待機状態である時にとられるステップについて説明する。
図５を参照して、ＡＣＡプロセス中にシステムのＡＣＡ処理部内で実行されるプロセスステップを示す。ステップ５０２において、リンク受信機がＮ副搬送波により実行するＩ測定の結果がＡＣＡプロセッサにより受信される。次に、ステップ５０４において、ＡＣＡプロセッサはＮ副搬送波によるＩ測定の結果から最小干渉未使用Ｍ副搬送波を決定する。ステップ５０５からプロセスはステップ５０６へ移り、そこで、最小干渉Ｍ副搬送波のサブセットをリンクへ割り当てる副搬送波割当てメッセージがリンク受信機およびリンク送信機の両方へ送られる。ここで、ＡＣＡプロセッサはステップ５０８へ移り、リンク受信機からの入力をさらに待機する。次に、プロセスフローは図４Ａのステップ４０８へ戻る。副搬送波割当てメッセージのＭ副搬送波を決定する別の方法をステップ５０６の替わりに使用することができる。例えば、副搬送波は、それらの使用が近隣セルの送信にどのような影響を及ぼすかに基づいて割り当てることができた。最小干渉Ｍ副搬送波の１つが近隣セルで使用される場合には、副搬送波は使用されないことがある。この場合、Ｍ副搬送波は最小干渉Ｍ副搬送波ではないことがある。
再び図４Ａを参照して、４０８において待機状態であるリンク受信機はステップ４１０へ移り、Ｍ副搬送波のサブセットをリンクへ割り当てるチャネル割り当てメッセージを受信する。次に、リンク受信機がＭ副搬送波の割り当てられたサブセットを使用するリンクによる受信を開始すると、プロセスはステップ４１２へ移る。次に、ステップ４１２からプロセスはステップ４１４へ移り入力をさらに待機する。ステップ４１６において、入力が受信される。リンク受信機は、Ｍ副搬送波の割り当てられたサブセットを使用して受信しながら、３種の入力を受信することができる。判断ステップ４１８において、リンク受信機は呼終了信号が受信されているかどうかを確認する。呼終了信号が受信されておれば、プロセスは終わる。呼終了信号はシステムによりリンク受信機へ送信されていたり、リンク受信機自体において開始されていることがある。呼終了信号はリンクを介した通信が終止していることをプロセスに示す。呼終了信号が受信されていなければ、プロセスはステップ４２０へ移り、リンク受信機は測定タイマメッセージが受信されているかどうかを確認する。測定タイマはリンク受信機に関連するプロセッサ内に含まれている。測定タイマは周期的間隔で測定メッセージを発生してリンク受信機に測定を行うよう知らせる。各測定タイマ信号により測定間隔が規定される。測定タイマメッセージが受信されておれば、プロセスはステップ４２４へ移る。ステップ４２４において、リンク受信機はＮ副搬送波のセットについてＩを測定する。Ｉ測定値は各副搬送波に対するある数の前のＩ測定値の結果を平均化して精度を得ることができる。最初にステップ４２４を通る時に、測定値はステップ４０４で得られる結果で平均化される。その後にステップ４２４を通る時は、測定結果は前の最後のｎ測定値により平均化され、ｎはシステム内で副搬送波の干渉レベルを正確に追従できる値である。ステップ４２４からプロセスはステップ４２６へ移り、リンク受信機はＭ搬送波のサブセットの各々についてＣ／Ｉを測定する。Ｃ／Ｉ測定値も前の最後のｎのＣ／Ｉ測定値により平均化される。次に、ステップ４２８において、リンク受信機はＩおよびＣ／Ｉ測定結果をシステムのＡＣＡ処理部へ送る。リンク受信機が基地局であるか移動局であるかに応じて、ステップ４２８は異なる方法で実行することができる。リンク受信機が基地局であれば、平均化された測定結果がＡＣＡプロセッサへ直送される。リンク受信機が下りリンク内の移動局であれば、図４Ｂに示すサブステップを使用して、結果が基地局を介して上りリンクによりシステムへ送信される時のシグナリングトラフィックを低減することができる。
次に、図４Ｂを参照して、図４Ａのステップ４２８を実行する移動局により実行されるプロセスサブステップを示す。上りリンクのシグナリングトラフィックは、測定結果の異なるセットを異なる時間間隔にわたってシステムへ送信することにより低減される。長い報告期間にわたって、全てのＩ測定値およびＣ／Ｉ測定結果がシステムへ送信される。より短い報告期間にわたって、Ｉ測定値およびＣ／Ｉ測定結果の各々の低減されたセットが送信される。長いおよび短い期間は、第ｎ番の短い期間毎にもしくは第ｎ番の測定期間毎に長い期間が生じるように規定することができ、ｎは例えば２５等の数である。ステップ４２８ａにおいて、移動局は測定期間に測定結果を報告する短い時間間隔が含まれているどうかを確認する。測定期間に測定結果を報告する短い時間間隔が含まれていることが確認されれば、プロセスはステップ４２８ｂへ移り、そこで移動局はＭ副搬送波のサブセットのＹの最悪品質副搬送波に対するＣ／Ｉ測定値、Ｙ＜Ｍ、およびＮ副搬送波のＺの最小干渉に対するＩ測定値、Ｚ＜Ｎ、をシステムへ送信する。ＹおよびＺの値は、シグナリングトラフィックを最小限に抑えながら有効なＡＣＡに対する適切な情報を与えるように選択される。Ｙは１に設定することができ、Ｚは同じセル内で使用されない少なくとも１つの副搬送波のＩ測定結果を平均として含む計算された数に設定することができる。次に、プロセスはステップ４１４へ移り、そこで移動局はさらに入力を待機する。しかしながら、ステップ４２８ａにおいて、測定期間に測定結果を報告するための短い時間間隔が含まれないことが確認されると、プロセスはステップ４２８ｃへ移る。ステップ４２８ｃにおいて、移動局はＭ副搬送波の全サブセットに対するＣ／Ｉ測定値および全Ｎ副搬送波に対するＩ測定値をシステムへ送る。次に、プロセスはステップ４１４へ移り、そこで移動局はさらに入力を待機する。次に、ＡＣＡプロセッサがリンク受信機から測定結果を受信するとプロセスフローは図５へ移る。
再び、図５を参照して、ステップ５０８において待機状態にあるＡＣＡプロセッサは、ステップ５１０においてリンク受信機からの入力を受信する。ステップ５１０において、ＡＣＡプロセッサは測定結果もしくは呼終了信号を受信することができる。入力が受信されると、プロセッサはステップ５１２へ移り、そこでどのタイプの入力が受信されたかが確認される。セル終了信号が受信されると、プロセスが終わる。この例では、受信メッセージは測定結果であるためプロセスはステップ５１４へ移る。ステップ５１４において、ＡＣＡプロセッサはＭのサブセットの副搬送波が最低Ｃ／Ｉ測定値を有する副搬送波を使用したかどうかを確認する。次に、ステップ５１６において、Ｍ副搬送波のサブセットの最低Ｃ／Ｉ測定値がＡＣＡ  Ｃ／Ｉトリガしきい値よりも低いかどうかが確認される。ステップ５１６において、最低Ｃ／Ｉ測定値がＡＣＡ  Ｃ／Ｉトリガしきい値よりも低くないことが確認されれば、プロセスフローはステップ５０８へ戻りそこでＡＣＡプロセッサはさらに入力を待機する。しかしながら、ステップ５１６において、最低Ｃ／Ｉ測定値がＡＣＡ  Ｃ／Ｉトリガしきい値よりも低いことが確認されれば、プロセスフローはステップ５１８へ移る。ステップ５１８において、ＡＣＡプロセッサは最低Ｃ／Ｉ測定値を有するＭのサブセットの副搬送波のＩ測定値よりも小さいＩ測定値を有するＮ副搬送波のセットの未使用副搬送波が存在するかどうかを確認する。ステップ５１８において、小さいＩ測定値を有する未使用副搬送波が存在しないことが確認されれば、プロセスフローはステップ５０８へ戻りそこでＡＣＡプロセッサはさらに入力を待機する。しかしながら、ステップ５１８において小さいＩ測定値を有する未使用副搬送波が存在すれば、より好ましい副搬送波が存在し、プロセスはステップ５２０へ移る。ステップ５２０において、ＡＣＡプロセッサは最小干渉未使用副搬送波をＭ副搬送波のサブセットへ挿入して、最低Ｃ／Ｉ測定値を有するＭのサブセットの副搬送波をサブセットから除去する。ヒステリシス効果を回避するために、ステップ５１８中に最小干渉未使用副搬送波に対するＣ／Ｉを算出した後で副搬送波の変化を行って、算出したＣ／Ｉが除去すべき副搬送波のＣ／Ｉよりも最少量上回ることを確認することができる。最小干渉未使用副搬送波に対するＣ／Ｉが除去すべき副搬送波のＣ／Ｉを最少量上回らない場合には、未使用副搬送波は置換副搬送波として受諾できないと見なされる。ステップ５２０から、プロセスはステップ５２２へ移り、そこでシステムは再構成サブセットメッセージをリンク受信機へ送り、リンクに割り当てられたＭ副搬送波のサブセットを再構成してプロセッサが行う変化に従わせるようリンク受信機を命令する。次に、ＡＣＡプロセッサはステップ５０８へ移り、さらにリンク受信機からの入力を待機する。複数のより干渉の少ない未使用副搬送波を決定しそれらをＣ／Ｉしきい値よりも干渉の少ない複数の未使用副搬送波と交換することにより、ステップ５１４−５２０による手順を交互に実行することができる。サブセットは他の基準に従って再構成することもできる。例えば、リンクのセル内で、サブセットを使用することが近隣セル内で生じる通信へ及ぼす影響に基づいてＭのサブセットを再構成することができる。セル内で使用されるいくつかのＭ副搬送波が近隣セルでも使用される場合には、それらは近隣セルでも使用されないセル内で未使用の副搬送波と置換することができる。使用する副搬送波がＣ／Ｉしきい値よりも小さくなかったり、未使用副搬送波の干渉レベルが置換した副搬送波よりも大きい場合でも、再構成を行うことができる。
呼が進行しリンクを介した通信が継続する限り、プロセスは継続する。次に、リンク受信機は入力を受信するとステップ４０８の待機状態から移り、呼が終了するまで図４Ａ、図４Ｂおよび図５に示すプロセストテップが繰り返され、呼終了信号がリンク送信機、リンク受信機およびシステムのＡＣＡ処理部により受信される。
本発明の別の実施例では、リンク受信機としての移動局は、リンク上で使用される、Ｍ副搬送波のあるサブセットを要求する、もしくはＭ副搬送波と置換する副搬送波を要求する要求メッセージを送信する。信号測定結果は移動局からシステムへ送信する必要がない。次に、システムはサブセット受諾もしくは副搬送波受諾メッセージを移動局へ送信する。下りリンクＡＣＡ処理は主として移動局内の受信機のプロセッサ３４６内で行われる。この実施例では、最初の実施例のシステムにより実行される、図５に示すステップ５０４，５１４，５１６，５１８および５２０は移動局内のプロセッサ３４６により実行される。上りリンク測定のための基地局ＡＣＡプロセスフローは図４Ａ、図４Ｂおよび図５に示すものと変わらない。
次に、図６Ａを参照して、本発明の別の実施例のＡＣＡプロセス中にリンク受信機としての移動局により実行されるステップを示すフロー図を示す。ＡＣＡプロセスは移動局がステップ６０２において測定順メッセージを受信する時に開始される。次に、ステップ６０４において、リンクにとって利用可能なＮ副搬送波群の各々について干渉（Ｉ）が移動局で測定される。次に、プロセスはステップ６０６へ移り、そこで最少干渉Ｍ副搬送波が決定される。ステップ６０６から、プロセスはステップ６０８へ移り、サブセット要求メッセージが移動局によりシステムへ送られる。サブセット要求メッセージは、移動局が要求したサブセット内の各副搬送波の使用を要求することをシステムへ示す。次に、プロセスはステップ６１０へ移り、移動局はシステムからの返答を待機する。次に、図７を参照して、プロセスがステップ６１０において待機状態である時にとられるプロセスステップについて説明する。
図７を参照して、ＡＣＡプロセスに移動局が含まれる場合に本発明の別の実施例に従ったシステムのＡＣＡ処理部内で実行されるプロセスステップを示す。ステップ７０２において、ＡＣＡ処理部はサブセット要求メッセージを受信する。次に、ステップ７０４において、システムは移動機が要求したサブセット内のＭ副搬送波の全てを使用できるかどうかを確認する。例えば、他の移動局が使用中であったり、特殊用途のためにシステム内に保存されている場合、ある副搬送波はセル内で利用できないことがある。Ｍ副搬送波の可用性はその使用が近隣セルの通信に及ぼす影響として決定することもできる。ＡＣＡはシステムオペレータがこれらの判断を行う際に柔軟性を与えるように設計される。移動局が要求したサブセット内のＭ副搬送波を全て使用できることが確認されれば、システムはサブセット受諾メッセージをリンク受信機へ送信する。しかしながら、ステップ７０４において、提示されるサブセットの副搬送波は移動局により使用されないことが確認されると、プロセスはステップ７２０へ移りシステムは利用不能な副搬送波を拒絶する副搬送波拒絶メッセージをＭ副搬送波のサブセットの一部として送信する。次に、プロセスフローはステップ７２２へ移り移動局からの返答を待機する。
次に、図６Ａを参照して、ステップ６１２において、移動局はシステムから送信されるサブセット受諾メッセージもしくは副搬送波拒絶メッセージを受信する。サブセット受諾メッセージが受信されると、プロセスはステップ６２０へ移りそこでリンク受信機は割り当てられたサブセットを使用して受信を開始する。しかしながら、ステップ６１４において、副搬送波拒絶メッセージが受信されていることが確認されると、プロセスはステップ６１６へ移る。ステップ６１６において、リンク受信機は拒絶された要求副搬送波と置換する次の候補を決定する。これらの候補はＭの提示されたセット内には無い利用可能なＮ副搬送波のセットの次に干渉の少ない副搬送波である。
ステップ６１６から、プロセスはステップ６１８へ移りそこで次の候補副搬送波を要求する副搬送波要求メッセージがシステムへ送信される。次に、プロセスはステップ６１０へ移りリンク受信機は返答を待つ。Ｍ副搬送波の完全なサブセットが受諾されるまで、プロセスはステップ６１０，６１２，６１４，６１６，６１８，および７０６，７０８により形成されるループを継続する。次に、プロセスはステップ６２０へ移り、そこで移動局は受諾されたサブセットを使用してリンクを介した受信を開始する。次に、プロセスはステップ６２２の待機状態へ移る。ステップ６２２の待機状態において、プロセスは呼終了もしくは測定タイマメッセージを受信することができる。呼終了および測定タイマメッセージは本発明の前記実施例について説明した呼終了および測定メッセージと同等である。リンク受信機はステップ６２４において呼終了もしくは測定タイマメッセージを受信してステップ６２６へ移り、そこで呼終了が受信されているかどうかが確認される。呼終了が受信されておれば、プロセスは終了する。しかしながら、測定タイマメッセージが受信されておれば、プロセスはステップ６２８へ移る。ステップ６２８において、移動局は利用可能なＮ副搬送波の全てについてＩを測定し、各副搬送波について結果を平均化する。次に、ステップ６３０において、リンク受信機はＭ副搬送波のサブセットについてＣ／Ｉを測定し、各副搬送波について結果を平均化する。次に、プロセスは図６Ｂのステップ６３２へ移る。
ステップ６３２において、リンク受信機は最低Ｃ／Ｉを有するＭのサブセットの副搬送波を決定する。次に、ステップ６３４において、最低Ｃ／Ｉがしきい値よりも小さいかどうかが確認される。しきい値よりも小さくなければ、プロセスはステップ６２２へ戻りそこでリンク受信機は別の呼終了もしくは測定タイマメッセージを待機する。しかしながら、最低Ｃ／Ｉがしきい値Ｃ／Ｉよりも小さいことが確認されると、プロセスはステップ６３６へ移る。ステップ６３６において、Ｎのセットのより干渉の少ない副搬送波がＭのセット内に存在しないかどうかが確認される。より干渉の少ない副搬送波が存在しなければ、プロセスはステップ６２２へ戻る。しかしながら、より干渉の少ない副搬送波が存在すれば、より好ましい副搬送波が存在しプロセスはステップ６３８へ移る。ステップ６３８において、移動局は副搬送波要求メッセージをシステムへ送信して、Ｍ副搬送波のサブセット内に無い最少干渉副搬送波を最低Ｃ／Ｉ副搬送波に置換する副搬送波として要求する。次に、移動局内のプロセスはステップ６４０の待機状態へ移りプロセスフローは図７のステップ７０８へ移る。システムのＡＣＡ処理部はステップ７１０において要求した副搬送波メッセージを受信する。ステップ６３２−６３８で略述した手順は、サブセットの最低Ｃ／Ｉを有する複数の使用副搬送波を決定し、次に複数のより干渉の少ない未使用副搬送波を要求した置換副搬送波と決定して実行することもできる。副搬送波要求メッセージの受信後、ステップ７１６において、要求した副搬送波が別の移動局のあるリンクを介してセル内で使用されるかどうかが確認される。要求した副搬送波がセル内で使用される場合、システムはステップ７１８へ移って要求した副搬送波拒絶メッセージを移動局へ送信し、プロセスはステップ７０８へ戻る。しかしながら、提示された置換副搬送波がセル内で使用されない場合には、システムは要求した副搬送波受諾メッセージを移動局へ送信し、プロセスはステップ７０８へ戻る。要求した副搬送波がセルにより使用されるかどうかを確認する替わりに、他の基準を使用して可用性を決定することができる。例えば、要求した副搬送波が近隣セル内で使用される場合には、システムは副搬送波要求を拒絶することができる。次に、プロセスはステップ６４０の待機状態からステップ６４２へ移り、移動局は受諾もしくは拒絶メッセージを受信する。次に、ステップ６４４において、要求した副搬送波が受諾されたかどうかが確認される。要求した副搬送波が受諾されておれば、プロセスはステップ６４６へ移り移動局はそれを介して受信しているＭ副搬送波のサブセットを、要求した副搬送波を含み最低Ｃ／Ｉ副搬送波を削除するように再構成する。次に、プロセスはステップ６２２の待機状態へ移る。しかしながら、要求した副搬送波が受諾されなければ、プロセスはステップ６４８へ移る。ステップ６４８において、移動局は、この測定期間内で要求した副搬送波としてまだ拒絶されていない、最低Ｃ／ＩのＭ副搬送波の搬送波よりも干渉が少ない新しい副搬送波が存在するかどうかを確認する。新しい候補副搬送波が存在しなければ、プロセスはステップ６２２の待機状態へ移る。しかしながら、新しい候補副搬送波が存在すれば、プロセスはステップ６３８へ移りそこで移動局は副搬送波要求メッセージをシステムへ送信する。メッセージはステップ６４８で見つけた新しい候補副搬送波を新しい置換副搬送波として要求する。次に、プロセスはステップ６４０へ移りシステムからの返答を待つ。要求した副搬送波が受諾されるかあるいは新しい候補が存在しなくなるまで、プロセスはステップ６４２，６４４，６４８，６５０および６３８および７１０，７１２，７１４および７１６もしくは７１８により形成されるループを継続する。次に、プロセスはステップ６２２の待機状態へ移る。ＡＣＡプロセスは呼全体を通して継続され、測定タイマメッセージが受信される度に呼び出される。呼が終了すると、プロセスはステップ６２４および６２６を通って終了する。
前記説明からお判りのように、本発明によりＯＦＤＭシステム用アダブティブチャネル割当て方法およびシステムが提供される。本発明を使用すれば、それを実施するＯＦＤＭシステムの性能が向上する。アダブティブチャネル割当ては、システム上りリンクを介して測定結果を運ぶのに必要なシグナリング資源を最小限に抑え、しかもアダブティブチャネル割当ての利点を提供するように設計されている。その結果、スペクトル効率が高く、消失呼が少なく各リンクについて良好な品質の通信を行えるシステムが得られる。
本発明の動作および構造は前記した説明から明白であり、ここに図示しかつ説明した本発明は特定の実施例として特徴付けられるものであるが、請求の範囲に明示された発明の精神および範囲を逸脱することなく変更や修正が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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