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技術 分散型アーキテクチャのディジタル・ワイヤレス通信システムを設ける方法および装置

出願人 モトローラソリューションズインコーポレイテッド
発明者 ラブ、ロバートティ.スチュワート、ケネスエイ.ゴーシュ、アミタバ
出願日 2003年10月30日 (17年1ヶ月経過) 出願番号 2004-550304
公開日 2006年2月9日 (14年10ヶ月経過) 公開番号 2006-505219
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 妥当性基準 リソース関連情報 信号強度計 ディジタル化信号 電力余裕 拠り所 再送信後 適応技術
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題・解決手段

通信ステム(300、1000)は、ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ)、適応変調符号化(AMC)、アクティブ・セット・ハンドオフ、およびスケジューリング機能分散方式で対応する。そのために、移動局(MS)(1014)に、増強逆方向リンク送信に対応する制御情報をアクティブ・セット基地送受信局BTS)(301、303、304)に通知させ、従来技術では無線ネットワークコントローラ(RNC)が対応していた制御機能(314、316、318)を、BTSに実行させる。この通信システムによって、ソフト・ハンドオフ(SHO)の間にBTSにおいて時間およびSIRに基づくH−ARQフラッシュ機能が可能となり、増強逆方向リンク、即ち、アップリンクチャネル(414)のためのスケジューリング、H−ARQ、AMC機能に対応する制御チャネル構造が設けられ、スループット最大限に高め、SHO領域にあるMSが、多数のアクティブ・セットBTSから受信した多数の割り当ての中から最良のTFRIに対応するスケジューリング割り当てを選択することが可能となる。

概要

背景

暫定規格IS−95−A(IS−95)は、セルラ・システムにおいてCDMAを実施するために、米国電気通信工業会(Telecommunications Industry Association )によって採用されている。CDMA通信システムでは、移動局(MS:Mobile Station)が地理的領域散在する複数の基地局サブシステムBSS:Base Station Subsystem)のいずれか1カ所以上と通信を行う。各BSSは、同一の拡散符号を有するが符号位相オフセットが異なるパイロットチャネル信号を連続的に送信する。位相オフセットによって、パイロット信号を互いに区別することができ、これによって基地局を区別することが可能になる。以後、BBSのパイロット信号のことを単にパイロットと呼ぶことにする。MSはパイロットを監視し、パイロットの受信エネルギーを測定する。

IS−95は、MSとBSとの間の通信に対して多数の状態およびチャネルを規定する。例えば、トラフィック状態に対する移動局制御では、BSSは順方向リンクにおいて順方向トラフィック・チャネル上でMSと通信を行い、MSは逆方向リンクにおいて逆方向トラフィック・チャネル上でBSSと通信を行う。呼の間、MSは4つのパイロットのセットを常時監視し維持しなければならない。4つのパイロットのセットはまとめてパイロット・セットと呼ばれ、アクティブ・セット、候補セット近隣セット、および残余セットを含む。

アクティブ・セットは、MSに割り当てられた順方向トラフィック・チャネルに関連するパイロットである。候補セットは、現在はアクティブ・セットにはないが、関連する順方向トラフィック・チャネルを変調すれば成功することを示すだけの十分な強度で、MSに受信されているパイロットである。近隣セットは、現在はアクティブ・セットにも候補セットにもないが、ハンドオフの候補となる可能性が高いパイロットである。残余セットは、近隣セット、候補セット、およびアクティブ・セットにおけるパイロットを除く、現在のCDMA周波数割り当て現行のシステムにおいて可能なパイロットの全てである。

通常、BSSが担当するカバレッジエリアは、多数のセクタに分割されている。一方、各セクタを、BSSに含まれる多数の基地送受信局BTS:Base Transceiver Station)のうちの複数個が担当する。MSが第1BTSに担当されている場合、そのMSは常時近隣BTSのパイロット・チャネルを検索し、閾値よりも十分に強いパイロットを求める。MSは、このイベントを、第1の担当BTSに、パイロット強度測定メッセージを用いて通報する。MSが、第1BTSが担当する第1セクタから、第2BTSが担当する第2セクタに移動すると、通信システムは、候補セットからアクティブ・セットに、そして近隣セットから候補セットに、特定のパイロットを繰り上げる。担当BTSは、ハンドオフ・ディレクション・メッセージ(handoff direction message) によって、繰り上げについてMSに通知する。次いで、MSが、旧BTSとの通信を終了する前に、アクティブ・セットに加入した新たなBTSとの通信を開始すると、「ソフト・ハンドオフ」が行われたことになる。

逆方向リンクでは、通例、アクティブ・セット内の各BTSは、MSから受信する各フレームまたはパケットを独立に復調し、デコードする。次いで、各アクティブ・セットBTSのデコードしたフレーム間の調整を担うのは交換局である。そのようなソフト・ハンドオフ動作には多数の利点がある。定性的には、この機構は、ユーザが一つのセクタから隣接するセクタに移動する際、BTS間のハンドオフを改善し、信頼性を向上させる。定量的には、ソフト・ハンドオフはCDMAシステムにおける容量/カバレッジを改善する。

例えば、図1は、従来技術の通信システム100のブロック図である。好ましくは、通信システム100は、CDMA2000またはWCDMAシステムである。通信システム100は、多数のセル(7つ示されている)を含み、各セルは3つのセクタ(a、b、c)に分割されている。基地局サブシステム(BSS)101〜107が各セルに配置され、当該セル内に位置する各移動局通信サービスを提供する。各BSS101〜107は多数のBTSを含み、これらのBTSは、BSSが担当するセルのセクタ内に位置する移動局とワイヤレスインターフェースする。更に、通信システム100は、各BSSに接続されている無線ネットワークコントローラ(RNC:Radio Network Controller)110と、RNCに接続されているゲートウェイ112とを含む。ゲートウェイ112は、公衆電話交換網(PSTN:Public Switched Telephone Network )またはインターネットのような外部ネットワークとのインターフェースを通信システム100に提供する。

通常、MS114のようなMSと、このMSを担当するBSS101のようなBSSとの間の通信リンク品質は、経時的に、かつMSの移動によって変動する。その結果、MS114とBSS101との間の通信リンクが低下すると、通信システム100は、ソフト・ハンドオフ(SHO:Soft Handoff)手順を提供し、これによってMS114は、品質が低下した第1通信リンクから、品質が高い別の通信リンクにハンドオフすることが可能となる。例えば、図1に示すように、セル1のセクタb担当BTSにより担当されるMS114は、セル3のセクタcおよびセル4のセクタaとの三方向ソフト・ハンドオフ(3-way soft handoff)状態となる。MSを同時に担当するそれらのセクタに関連するBTS、即ち、セクタ1−b、3−c、および4−aに関連するBTSは、当技術分野ではMSのアクティブ・セットとして知られている。

以下に図2を参照すると、通信システム100が実行するソフト・ハンドオフ手順が示されている。図2は、通信システム100の階層構造のブロック図である。図2に示すように、RNC110は、ARQ機能210、スケジューラ212、およびソフト・ハンドオフ(SHO)機能214を含む。更に、図2は、多数のBTS201〜207も示し、各BTSは、対応するBSS101〜107と、当該BSSが担当するセクタ内に位置するMSとの間のワイヤレス・インターフェースを提供する。

ソフト・ハンドオフを実行する場合、MS114のアクティブ・セットにおける各BTS201、203、204は、それぞれの通信チャネル221、223、224の逆方向リンクを通じて、MS114からの送信を受信する。アクティブ・セットのBTS201、203、および204は、SHO機能214によって決定される。MS114からの送信を受信すると、各アクティブ・セットBTS201、203、204は、受信した無線フレームの内容を復調し、デコードする。次いで、各アクティブ・セットBTS201、203、204は、復調し、かつデコードした無線フレームを、関連するフレーム品質情報と共にRNC110に伝達する。

RNC110は、復調し、かつデコードした無線フレームを、関連するフレーム品質情報と共に、アクティブ・セットにおける各BTS201、203、204から受信し、そのフレーム品質情報に基づいて最良のフレームを選択する。次に、RNC110のスケジューラ212およびARQ機能210は、制御チャネル情報を生成し、アクティブ・セットにおける各BTS201、203、204に、同一の予めフォーマットされた無線フレームとして分配する。そうすると、アクティブ・セットのBTS201、203、204は、その予めフォーマットされた無線フレームを順方向リンクを通じて同時放送(simulcast) する。次いで、制御チャネル情報は、MS114が用いる送信レートを決定する際に用いられる。

スループット向上およびレイテンシ低下を達成するためには、逆方向リンクの高データレート範囲を増大することが望ましい。逆方向リンク上でこれらの要件を達成するために、通信システム100のような通信システムは、例えば、ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ:Hybrid Automatic Repeat Request )および適応変調符号化(AMC:Adaptive Modulation and Coding)のような適応技術を有している。

適応変調符号化(AMC)により、変調および前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)符号化方式を、通信システムが担当する各ユーザ、即ち、MS毎の平均チャネル条件に合わせる際に柔軟性が得られる。AMCは、ユーザがBTSに近接することにより好ましいチャネル品質を有する場合、あるいはその他の地理的な利点を有する場合に、平均データ・レートの大幅な上昇を約束する。AMCを用いた改良GSMシステムは、AMCがない場合の100kbpsに比較して、384kbpsという高さのデータ・レートを提供する。同様に、5MHzのCDMAシステムでは、通常、AMCを用いないと、それぞれ2Mbpsおよび384kbpsのダウンリンクおよびアップリンクピーク・データ・レートであるが、AMCを用いることによって、それぞれ10Mbpsおよび2Mbpsという高さのダウンリンクおよびアップリンクのピーク・データ・レートを提供することが可能である。

AMCにはいくつかの欠点がある。AMCは、測定誤差および遅延に敏感である。適切な変調を選択するためには、スケジューラ212のようなスケジューラは、チャネル品質を把握していなければならない。チャネル推定値誤差があると、スケジューラが誤ったデータ・レートを選択し、過度に高い電力で送信してシステム容量を浪費するか、あるいは過度に低い電力で送信して、ブロック・エラー・レートの上昇を招く原因となる。チャネル測定値報告の遅延も、常に変動する移動チャネルのために、チャネル品質推定値の信頼性低下を招く。測定遅延を克服するためには、チャネル測定報告の頻度を高めればよい。しかしながら、測定報告が増加すると、そうしなければデータ搬送のために用いることができたはずのシステム容量を消費することになる。

ハイブリッドARQは、間接的なリンク適応技術である。AMCでは、明白なC/I測定値または同様の測定値を用いて変調および符号化フォーマットを設定するのに対して、H−ARQでは、リンクレイヤ肯定応答再送信判断に用いる。H−ARQを実施するために、多くの技法が開発されており、追跡合成(chase combining) 、レート・コンパチブル・パンクチャード・ターボ符号(rate compatible Punctured Turbo code)、および増加的冗長性(incremental redundancy)などがある。増加的冗長性、またはH−ARQ−type−IIは、H−ARQの一つの実施形態であり、最初の試行でデコードに失敗した場合、符号化されたパケット全体を単純に繰り返し送信する代わりに、追加の冗長情報を増加的に送信する。

また、H−ARQ−type−IIIは、増加的冗長性ARQ方式クラスにも属する。しかしながら、H−ARQ−type−IIIでは、各再送信は自己デコード可能であり、これはH−ARQ−typeIIの場合とは異なる。追跡合成(1冗長性型のH−ARQ−type−IIIとも呼ばれている)は、同一の符号化データ・パケットの送信機による再送信を伴う。受信機におけるデコーダは、受信SNRで重み付けされた送信パケットのこれら多数のコピーを合成する。こうして、ダイバーシティ(時間)利得および符号化利得(IRに対してのみ)が各再送信後に得られる。多数の冗長性を有するH−ARQ−type−IIIでは、各再送信において、異なるパンクチャビット(puncture bit)を用いる。種々のH−ARQ方式の実施方法の詳細は、当技術分野では一般に周知であり、したがってここでは論じないことにする。

H−ARQをAMCと組み合わせると、ユーザ・スループットが大幅に向上し、システム容量を潜在的に2倍/3倍にすることが可能となる。実際、ハイブリッドARQは、追加の冗長性増加分を送信することによって、符号化レートを高め、データ・レートを事実上低下させてチャネルに合わせることによって、チャネルに適合化する。ハイブリッドARQは、チャネル推定値を拠り所とはしないが、ARQ制御によって通報される誤差を拠り所とする。現在のCDMA2000およびWCDMAシステムでは、ARQ機能210のような逆方向リンクARQ機能、およびスケジューリング機能212のようなスケジューリング機能は、RNC110のようなRNCに常駐する。RNCにおけるARQ機能およびスケジューリング機能の位置(location)は、ソフト・ハンドオフに対応する必要性によって決められる。何故なら、ソフト・ハンドオフ機能214のようなソフト・ハンドオフ機能もRNCに常駐するからである。しかしながら、これらの機能をRNCに設けた結果、BSS101〜107のようなBSSおよびそれらに関連するBTS201〜107は、RNCを介してのみ通信が可能となり、その結果、レイテンシの悪化がもたらされる。

概要

通信システム(300、1000)は、ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ)、適応変調符号化(AMC)、アクティブ・セット・ハンドオフ、およびスケジューリング機能に分散方式で対応する。そのために、移動局(MS)(1014)に、増強逆方向リンク送信に対応する制御情報をアクティブ・セット基地送受信局(BTS)(301、303、304)に通知させ、従来技術では無線ネットワーク・コントローラ(RNC)が対応していた制御機能(314、316、318)を、BTSに実行させる。この通信システムによって、ソフト・ハンドオフ(SHO)の間にBTSにおいて時間およびSIRに基づくH−ARQフラッシュ機能が可能となり、増強逆方向リンク、即ち、アップリンク・チャネル(414)のためのスケジューリング、H−ARQ、AMC機能に対応する制御チャネル構造が設けられ、スループットを最大限に高め、SHO領域にあるMSが、多数のアクティブ・セットBTSから受信した多数の割り当ての中から最良のTFRIに対応するスケジューリング割り当てを選択することが可能となる。

目的

基地局サブシステム(BSS)101〜107が各セルに配置され、当該セル内に位置する各移動局に通信サービスを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
8件

この技術が所属する分野

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請求項1

基地局によって移動局アップリンク送信スケジューリングする方法であって、複数の移動局のうちの少なくとも1つの移動局からスケジューリング情報を受信するステップであって、該スケジューリング情報は、前記少なくとも1つの移動局のキューステータスおよび電力ステータスのうちの少なくとも一方を備える、スケジューリング情報を受信するステップと、前記複数の移動局から1つの移動局を選択し、かつ、前記スケジューリング情報と、前記選択された移動局に対応する基地局干渉計量およびリンク品質とのうちの少なくとも一方を用いて、前記選択された移動局のためのアップリンクチャネルスケジューリング割り当てを決定するステップと、前記選択された移動局に対して、前記アップリンク・チャネル・スケジューリング割り当てを送信するステップであって、前記アップリンク・チャネル・スケジューリング割り当ては、送信割り当てと、最大電力余裕目標と、最大電力レベル目標と、トランスポートフォーマットおよびリソース関連情報(TFRI割り当てとのうちの少なくとも1つを備える、前記アップリンク・チャネル・スケジューリング割り当てを送信するステップと、を備える方法。

請求項2

請求項1に記載の方法であって、更に、順方向リンク制御チャネルを介して、前記選択された移動局に基地局干渉情報を伝達することを備える、方法。

請求項3

移動局の送信をスケジューリングする方法であって、複数の基地局のうちの1つの基地局によって、複数の移動局の各移動局から受信したスケジューリング情報に基づいて、更に、リンク品質計量に基づいて、前記複数の移動局のうちの1つの移動局を送信間隔にスケジューリングすること、前記基地局によって、前記スケジューリングされた移動局からの第1のデータ送信を受信することであって、該データ送信は、前記移動局によって前記送信間隔の間に伝達され、かつトランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)を備える、第1のデータ送信を受信すること、前記第1のデータ送信をデコードすること、前記第1のデータ送信のデコードに失敗した場合には、前記基地局によって、少なくとも1回のデータ再送信に対応する通信を、前記スケジューリングされた移動局から受信すること、前記基地局によって、前記少なくとも1回のデータ再送信の各々を、以前に受信したデータと合成して合成データを生成することであって、該合成データの生成は、該合成データのデコードに最初に成功するまで、あるいはハイブリッド自動再送要求(H−ARQバッファ一括消去が最初に行われるまで行われる、合成データを生成すること、前記第1のデータ送信および前記合成データのうちの一方のデコードに成功した場合には、前記移動局に肯定応答を伝達すること、前記肯定応答の伝達に応答して、前記H−ARQバッファを一括消去すること、を備える方法。

請求項4

請求項3に記載の方法において、前記ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ)バッファを一括消去することは、前記肯定応答の伝達に応答して、前記H−ARQバッファを一括消去する命令を受信し、該バッファを一括消去することを備える、方法。

請求項5

請求項3に記載の方法であって、更に、タイマーの終了以前に、前記合成データのデコードに成功しなかった場合には、前記ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ)バッファを一括消去することを備える、方法。

請求項6

請求項3に記載の方法であって、更に、逆方向リンク電力制御計量を判定すること、前記逆方向リンク電力制御計量を内部ループ電力制御設定点と比較すること、前記逆方向リンク電力制御計量の前記内部ループ電力制御設定点との比較が好ましくない結果の場合には、前記ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ)バッファを一括消去すること、を備える、方法。

請求項7

請求項3に記載の方法であって、更に、新たなデータ・インジケータを受信すること、前記受信したデータ・インジケータの状態に基づいて、前記ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ)バッファを一括消去すること、を備える、方法。

請求項8

請求項3に記載の方法において、前記スケジューリング情報は第1逆方向リンク制御チャネルを介して受信され、前記トランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)は第2逆方向リンク制御チャネルを介して受信される、方法。

請求項9

請求項3に記載の方法において、前記スケジューリング情報は第1逆方向リンク制御チャネルを介して受信され、前記トランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)は、受信側基地局によってブラインド検出される、方法。

請求項10

請求項3に記載の方法において、前記スケジューリング情報は、電力ステータスおよびキュー・ステータス情報を備える、方法。

請求項11

請求項3に記載の方法であって、更に、順方向リンク制御チャネルを介して、前記選択された移動局に基地局干渉情報を伝達することを備える、方法。

請求項12

請求項11に記載の方法であって、更に、前記送信間隔の1つ以上のサブフレームを、関連するトランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)にマッピングすることを備える、方法。

請求項13

請求項3に記載の方法において、スケジューリングは、前記移動局が送信し得るサブフレームの数と、前記送信間隔における前記サブフレームの位置とを前記移動局に通知することを備える、方法。

請求項14

移動局によってデータを送信する方法であって、第1逆方向リンク・チャネルにおいてデータを送信するステップと、第2逆方向リンク・チャネルにおいて、前記送信データ復調し、かつデコードするために利用可能な対応するトランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)を送信するステップと、を備える、方法。

請求項15

請求項14に記載の方法であって、更に、基地局に関連する干渉情報を備えるスケジューリング割り当てを受信すること、前記受信した干渉情報に基づいて、前記トランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)を決定すること、を備える、方法。

請求項16

請求項15に記載の方法において、スケジューリング割り当てを受信することは、複数の基地局から複数のスケジューリング割り当てを受信することを備え、該複数のスケジューリング割り当ての各スケジューリング割り当ては干渉情報と関連付けられており、前記方法は、更に、該関連干渉情報に基づいて、前記複数のスケジューリング割り当てから1つのスケジューリング割り当てを選択することを備える、方法。

請求項17

請求項16に記載の方法において、各スケジューリング割り当てに関連する前記干渉情報は、トランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)を備える、方法。

請求項18

請求項16に記載の方法は、更に、前記複数の基地局のうちの唯1つの基地局のTFRIに基づいて、前記第2逆方向リンク・チャネルにおいて送信される対応トランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)を決定することを備える、方法。

請求項19

請求項15に記載の方法において、前記スケジューリング割り当ては、順方向リンク制御チャネルを介して受信される、方法。

請求項20

請求項14に記載の方法であって、更に、複数の基地局から干渉情報を受信すること、前記複数の基地局のうちの唯1つの基地局の干渉情報に基づいて、前記第2逆方向リンク・チャネルにおいて送信される、前記対応するトランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)を決定すること、を備える、方法。

請求項21

請求項14に記載の方法において、前記第1逆方向リンク・チャネルおよび第2逆方向リンク・チャネルは、同一の物理制御チャネル上に時分割多重化されており、任意の送信間隔において、第1逆方向リンク・チャネルの10ミリ秒(ms)フレーム・フォーマットが用いられるか、あるいは第2逆方向リンク・チャネルの2ミリ秒(ms)フレーム・フォーマットが用いられるようにする、方法。

請求項22

基地局によって、移動局との通信を制御する方法であって、前記基地局によって、前記移動局からのトラフィック・データをトラフィック・データ・バッファに格納するステップと、前記基地局においてリンク品質計量を判定するステップと、前記リンク品質計量を閾値と比較するステップと、前記リンク品質計量と前記閾値との比較が好ましくない結果の場合には、前記トラフィック・データ・バッファを一括消去するステップと、を備える方法。

請求項23

基地局によって、移動局との通信を制御する方法であって、前記基地局によって、前記移動局からのトラフィック・データをトラフィック・データ・バッファに格納するステップと、前記基地局によって、第1制御データをダウンリンク制御チャネル上で前記移動局に送信するステップと、前記第1制御データの送信時に、前記基地局によってタイマーを起動するステップと、前記移動局からの第2制御データをアップリンク制御チャネル上で受信する以前に所定の時間間隔が経過した場合には、前記トラフィック・データ・バッファを一括消去するステップと、を備える方法。

請求項24

基地局によって、移動局との通信を制御する方法であって、前記基地局によって、当該基地局におけるリンク品質計量を判定するステップと、前記基地局によって、前記リンク品質計量を閾値と比較するステップと、前記リンク品質計量と前記閾値との比較が好ましくない結果の場合には、前記基地局によって、前記移動局に関連する第1アップリンク制御チャネルに割り当てられている復調リソースの割り当てを解除しつつ、前記移動局に関連する第2アップリンク制御チャネルに関連する復調リソースの割り当てを維持するステップと、を備える方法。

請求項25

基地局によって、移動局との通信を制御する方法であって、前記基地局によって、ダウンリンク制御チャネル上で第1制御データを前記移動局に送信するステップと、前記第1制御データの送信時に、前記基地局によって、タイマーを起動するステップと、前記移動局からの第2制御データをアップリンク制御チャネル上で受信する以前に所定の時間間隔が経過した場合には、前記基地局によって、前記移動局に関連する第1アップリンク制御チャネルに割り当てられている復調リソースの割り当てを解除しつつ、前記移動局に関連する第2アップリンク制御チャネルに関連する復調リソースの割り当てを維持するステップと、を備える方法。

請求項26

移動局によってスケジューリング割り当てを選択する方法であって、複数のアクティブ・セット基地局のうちの各基地局からのスケジューリング割り当てを受信して、複数のスケジューリング割り当てを生成するステップと、前記受信した複数のスケジューリング割り当てから、1つのスケジューリング割り当てを選択するステップと、を備える方法。

技術分野

0001

本発明は、一般に、ワイヤレス通信システムに関し、更に特定すれば、ハイブリッドRQ適応変調符号化高速スケジューリング、並びにソフト・ハンドオフに効率的に対応する、分散型アーキテクチャディジタル・ワイヤレス通信システムを設ける方法および装置に関する。

0002

関連出願に対する引用
本願は、2002年10月30日に出願され、「分散型アーキテクチャのディジタル・ワイヤレス通信システムを設ける方法および装置」と題された仮出願第60/422,734号の優先権を主張する。これは、本願と所有者を同じとし、その内容はここで引用したことにより本願にも含まれるものとする。

背景技術

0003

暫定規格IS−95−A(IS−95)は、セルラ・システムにおいてCDMAを実施するために、米国電気通信工業会(Telecommunications Industry Association )によって採用されている。CDMA通信システムでは、移動局(MS:Mobile Station)が地理的領域散在する複数の基地局サブシステムBSS:Base Station Subsystem)のいずれか1カ所以上と通信を行う。各BSSは、同一の拡散符号を有するが符号位相オフセットが異なるパイロットチャネル信号を連続的に送信する。位相オフセットによって、パイロット信号を互いに区別することができ、これによって基地局を区別することが可能になる。以後、BBSのパイロット信号のことを単にパイロットと呼ぶことにする。MSはパイロットを監視し、パイロットの受信エネルギーを測定する。

0004

IS−95は、MSとBSとの間の通信に対して多数の状態およびチャネルを規定する。例えば、トラフィック状態に対する移動局制御では、BSSは順方向リンクにおいて順方向トラフィック・チャネル上でMSと通信を行い、MSは逆方向リンクにおいて逆方向トラフィック・チャネル上でBSSと通信を行う。呼の間、MSは4つのパイロットのセットを常時監視し維持しなければならない。4つのパイロットのセットはまとめてパイロット・セットと呼ばれ、アクティブ・セット、候補セット近隣セット、および残余セットを含む。

0005

アクティブ・セットは、MSに割り当てられた順方向トラフィック・チャネルに関連するパイロットである。候補セットは、現在はアクティブ・セットにはないが、関連する順方向トラフィック・チャネルを変調すれば成功することを示すだけの十分な強度で、MSに受信されているパイロットである。近隣セットは、現在はアクティブ・セットにも候補セットにもないが、ハンドオフの候補となる可能性が高いパイロットである。残余セットは、近隣セット、候補セット、およびアクティブ・セットにおけるパイロットを除く、現在のCDMA周波数割り当て現行のシステムにおいて可能なパイロットの全てである。

0006

通常、BSSが担当するカバレッジエリアは、多数のセクタに分割されている。一方、各セクタを、BSSに含まれる多数の基地送受信局BTS:Base Transceiver Station)のうちの複数個が担当する。MSが第1BTSに担当されている場合、そのMSは常時近隣BTSのパイロット・チャネルを検索し、閾値よりも十分に強いパイロットを求める。MSは、このイベントを、第1の担当BTSに、パイロット強度測定メッセージを用いて通報する。MSが、第1BTSが担当する第1セクタから、第2BTSが担当する第2セクタに移動すると、通信システムは、候補セットからアクティブ・セットに、そして近隣セットから候補セットに、特定のパイロットを繰り上げる。担当BTSは、ハンドオフ・ディレクション・メッセージ(handoff direction message) によって、繰り上げについてMSに通知する。次いで、MSが、旧BTSとの通信を終了する前に、アクティブ・セットに加入した新たなBTSとの通信を開始すると、「ソフト・ハンドオフ」が行われたことになる。

0007

逆方向リンクでは、通例、アクティブ・セット内の各BTSは、MSから受信する各フレームまたはパケットを独立に復調し、デコードする。次いで、各アクティブ・セットBTSのデコードしたフレーム間の調整を担うのは交換局である。そのようなソフト・ハンドオフ動作には多数の利点がある。定性的には、この機構は、ユーザが一つのセクタから隣接するセクタに移動する際、BTS間のハンドオフを改善し、信頼性を向上させる。定量的には、ソフト・ハンドオフはCDMAシステムにおける容量/カバレッジを改善する。

0008

例えば、図1は、従来技術の通信システム100のブロック図である。好ましくは、通信システム100は、CDMA2000またはWCDMAシステムである。通信システム100は、多数のセル(7つ示されている)を含み、各セルは3つのセクタ(a、b、c)に分割されている。基地局サブシステム(BSS)101〜107が各セルに配置され、当該セル内に位置する各移動局通信サービスを提供する。各BSS101〜107は多数のBTSを含み、これらのBTSは、BSSが担当するセルのセクタ内に位置する移動局とワイヤレスインターフェースする。更に、通信システム100は、各BSSに接続されている無線ネットワークコントローラ(RNC:Radio Network Controller)110と、RNCに接続されているゲートウェイ112とを含む。ゲートウェイ112は、公衆電話交換網(PSTN:Public Switched Telephone Network )またはインターネットのような外部ネットワークとのインターフェースを通信システム100に提供する。

0009

通常、MS114のようなMSと、このMSを担当するBSS101のようなBSSとの間の通信リンク品質は、経時的に、かつMSの移動によって変動する。その結果、MS114とBSS101との間の通信リンクが低下すると、通信システム100は、ソフト・ハンドオフ(SHO:Soft Handoff)手順を提供し、これによってMS114は、品質が低下した第1通信リンクから、品質が高い別の通信リンクにハンドオフすることが可能となる。例えば、図1に示すように、セル1のセクタb担当BTSにより担当されるMS114は、セル3のセクタcおよびセル4のセクタaとの三方向ソフト・ハンドオフ(3-way soft handoff)状態となる。MSを同時に担当するそれらのセクタに関連するBTS、即ち、セクタ1−b、3−c、および4−aに関連するBTSは、当技術分野ではMSのアクティブ・セットとして知られている。

0010

以下に図2を参照すると、通信システム100が実行するソフト・ハンドオフ手順が示されている。図2は、通信システム100の階層構造のブロック図である。図2に示すように、RNC110は、ARQ機能210、スケジューラ212、およびソフト・ハンドオフ(SHO)機能214を含む。更に、図2は、多数のBTS201〜207も示し、各BTSは、対応するBSS101〜107と、当該BSSが担当するセクタ内に位置するMSとの間のワイヤレス・インターフェースを提供する。

0011

ソフト・ハンドオフを実行する場合、MS114のアクティブ・セットにおける各BTS201、203、204は、それぞれの通信チャネル221、223、224の逆方向リンクを通じて、MS114からの送信を受信する。アクティブ・セットのBTS201、203、および204は、SHO機能214によって決定される。MS114からの送信を受信すると、各アクティブ・セットBTS201、203、204は、受信した無線フレームの内容を復調し、デコードする。次いで、各アクティブ・セットBTS201、203、204は、復調し、かつデコードした無線フレームを、関連するフレーム品質情報と共にRNC110に伝達する。

0012

RNC110は、復調し、かつデコードした無線フレームを、関連するフレーム品質情報と共に、アクティブ・セットにおける各BTS201、203、204から受信し、そのフレーム品質情報に基づいて最良のフレームを選択する。次に、RNC110のスケジューラ212およびARQ機能210は、制御チャネル情報を生成し、アクティブ・セットにおける各BTS201、203、204に、同一の予めフォーマットされた無線フレームとして分配する。そうすると、アクティブ・セットのBTS201、203、204は、その予めフォーマットされた無線フレームを順方向リンクを通じて同時放送(simulcast) する。次いで、制御チャネル情報は、MS114が用いる送信レートを決定する際に用いられる。

0013

スループット向上およびレイテンシ低下を達成するためには、逆方向リンクの高データレート範囲を増大することが望ましい。逆方向リンク上でこれらの要件を達成するために、通信システム100のような通信システムは、例えば、ハイブリッド自動再送要求(H−ARQ:Hybrid Automatic Repeat Request )および適応変調符号化(AMC:Adaptive Modulation and Coding)のような適応技術を有している。

0014

適応変調符号化(AMC)により、変調および前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)符号化方式を、通信システムが担当する各ユーザ、即ち、MS毎の平均チャネル条件に合わせる際に柔軟性が得られる。AMCは、ユーザがBTSに近接することにより好ましいチャネル品質を有する場合、あるいはその他の地理的な利点を有する場合に、平均データ・レートの大幅な上昇を約束する。AMCを用いた改良GSMシステムは、AMCがない場合の100kbpsに比較して、384kbpsという高さのデータ・レートを提供する。同様に、5MHzのCDMAシステムでは、通常、AMCを用いないと、それぞれ2Mbpsおよび384kbpsのダウンリンクおよびアップリンクピーク・データ・レートであるが、AMCを用いることによって、それぞれ10Mbpsおよび2Mbpsという高さのダウンリンクおよびアップリンクのピーク・データ・レートを提供することが可能である。

0015

AMCにはいくつかの欠点がある。AMCは、測定誤差および遅延に敏感である。適切な変調を選択するためには、スケジューラ212のようなスケジューラは、チャネル品質を把握していなければならない。チャネル推定値誤差があると、スケジューラが誤ったデータ・レートを選択し、過度に高い電力で送信してシステム容量を浪費するか、あるいは過度に低い電力で送信して、ブロック・エラー・レートの上昇を招く原因となる。チャネル測定値報告の遅延も、常に変動する移動チャネルのために、チャネル品質推定値の信頼性低下を招く。測定遅延を克服するためには、チャネル測定報告の頻度を高めればよい。しかしながら、測定報告が増加すると、そうしなければデータ搬送のために用いることができたはずのシステム容量を消費することになる。

0016

ハイブリッドARQは、間接的なリンク適応技術である。AMCでは、明白なC/I測定値または同様の測定値を用いて変調および符号化フォーマットを設定するのに対して、H−ARQでは、リンクレイヤ肯定応答再送信判断に用いる。H−ARQを実施するために、多くの技法が開発されており、追跡合成(chase combining) 、レート・コンパチブル・パンクチャード・ターボ符号(rate compatible Punctured Turbo code)、および増加的冗長性(incremental redundancy)などがある。増加的冗長性、またはH−ARQ−type−IIは、H−ARQの一つの実施形態であり、最初の試行でデコードに失敗した場合、符号化されたパケット全体を単純に繰り返し送信する代わりに、追加の冗長情報を増加的に送信する。

0017

また、H−ARQ−type−IIIは、増加的冗長性ARQ方式クラスにも属する。しかしながら、H−ARQ−type−IIIでは、各再送信は自己デコード可能であり、これはH−ARQ−typeIIの場合とは異なる。追跡合成(1冗長性型のH−ARQ−type−IIIとも呼ばれている)は、同一の符号化データ・パケットの送信機による再送信を伴う。受信機におけるデコーダは、受信SNRで重み付けされた送信パケットのこれら多数のコピーを合成する。こうして、ダイバーシティ(時間)利得および符号化利得(IRに対してのみ)が各再送信後に得られる。多数の冗長性を有するH−ARQ−type−IIIでは、各再送信において、異なるパンクチャビット(puncture bit)を用いる。種々のH−ARQ方式の実施方法の詳細は、当技術分野では一般に周知であり、したがってここでは論じないことにする。

0018

H−ARQをAMCと組み合わせると、ユーザ・スループットが大幅に向上し、システム容量を潜在的に2倍/3倍にすることが可能となる。実際、ハイブリッドARQは、追加の冗長性増加分を送信することによって、符号化レートを高め、データ・レートを事実上低下させてチャネルに合わせることによって、チャネルに適合化する。ハイブリッドARQは、チャネル推定値を拠り所とはしないが、ARQ制御によって通報される誤差を拠り所とする。現在のCDMA2000およびWCDMAシステムでは、ARQ機能210のような逆方向リンクARQ機能、およびスケジューリング機能212のようなスケジューリング機能は、RNC110のようなRNCに常駐する。RNCにおけるARQ機能およびスケジューリング機能の位置(location)は、ソフト・ハンドオフに対応する必要性によって決められる。何故なら、ソフト・ハンドオフ機能214のようなソフト・ハンドオフ機能もRNCに常駐するからである。しかしながら、これらの機能をRNCに設けた結果、BSS101〜107のようなBSSおよびそれらに関連するBTS201〜107は、RNCを介してのみ通信が可能となり、その結果、レイテンシの悪化がもたらされる。

発明が解決しようとする課題

0019

したがって、従来技術の通信システムのスケジューリングおよびARQ遅延を低減するディジタル・ワイヤレス通信システムの新たなアーキテクチャが求められている。

課題を解決するための手段

0020

従来技術の通信システムのスケジューリングおよび自動再送要求(ARQ)の遅延を低減する新たなアーキテクチャのディジタル・ワイヤレス通信システムのための必要性に対処するために、適応変調符号化(AMC)、ハイブリッドARQ(H−ARQ)、およびARQ遅延を短縮した高速スケジューリングを備える増強逆方向リンク・チャネル(enhanced reverse link channel )の実現を可能にする通信システムを提供する。この通信システムは、移動局(MS)に増強逆方向リンク送信に対応する制御情報をアクティブ・セットの基地送受信局(BTS)に通報させることにより、かつBTSに、従来技術では無線ネットワーク・コントローラ(RNC)が対応していた制御機能を実行させることによって、H−ARQ、AMC、アクティブ・セット・ハンドオフ、およびスケジューリング機能に分散方式で対応する。この通信システムは、ソフト・ハンドオフ(SHO)の間に、BTSにおける時間および信号対ノイズ比(SNR:Signal-to-Noise Ratio )に基づいたH−ARQフラッシュ機能を可能とし、効率的な制御チャネル構造を提供し、増強逆方向リンク、即ち、アップリンク・チャネルのためにスケジューリング、H−ARQ、AMC機能に対応してスループットを最大限に高め、SHO領域におけるMSが、多数のアクティブ・セットBTSから受信する多数のスケジューリング割り当ての中から最良のトランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI:Transport Format and Resource-related Information )に対応するスケジューリング割り当てを選択することを可能にする。その結果、増強アップリンク・チャネルは、H−ARQおよびAMCに対応しつつ、SHOの間にスケジューリングすることが可能であり、BTS間に明白な通信は全く存在しない。

0021

概略的には、本発明の一つの実施形態は、移動局によってスケジューリング割り当てを選択する方法を包含する。その方法は、多数のアクティブ・セット基地局のうちの各基地局からスケジューリング割り当てを受信して、多数のスケジューリング割り当てを生成するステップと、受信した多数のスケジューリング割り当てから1つのスケジューリング割り当てを選択するステップとを含む。

0022

本発明の別の実施形態は、移動局によってデータを送信する方法を包含する。その方法は、第1アップリンク・チャネルにおいてデータを送信するステップと、第2アップリンク・チャネルにおいて対応するトランスポート・フォーマット関連情報を送信するステップとを含み、そのトランスポート・フォーマット関連情報は、その送信データを復調し、かつデコードするために利用可能である。

0023

本発明の更に別の実施形態は、基地局によって、移動局との通信を制御する方法を包含する。その方法は、基地局によって、移動局からのトラフィック・データをトラフィック・データ・バッファに格納するステップと、基地局においてリンク品質計量を判定するステップと、リンク品質計量を閾値と比較するステップと、そのリンク品質計量と閾値との比較が好ましくない結果の場合には、トラフィック・データ・バッファを一括消去するステップとを含む。

0024

本発明の更に別の実施形態は、基地局によって、移動局との通信を制御する方法を包含する。その方法は、基地局によって、移動局からのトラフィック・データをトラフィック・データ・バッファに格納するステップと、基地局によって、ダウンリンク制御チャネル上で第1制御データを移動局に送信するステップと、第1制御データの送信時に、基地局によって、タイマー起動するステップとを含む。その方法は、更に、移動局からの第2制御データをアップリンク制御チャネル上で受信する以前に所定の時間間隔が経過した場合には、トラフィック・データ・バッファを一括消去するステップを含む。

0025

本発明の更に別の実施形態は、基地局によって、移動局との通信を制御する方法を包含する。その方法は、基地局によって、当該基地局におけるリンク品質計量を判定するステップと、基地局によって、リンク品質計量を閾値と比較するステップと、そのリンク品質計量と閾値との比較が好ましくない結果の場合には、基地局によって、移動局に関連する第1アップリンク制御チャネルに割り当てられている復調リソースの割り当てを解除しつつ、移動局に関連する第2アップリンク制御チャネルに関連する復調リソースの割り当てを維持するステップとを含む。

0026

本発明の更に別の実施形態は、基地局によって、移動局との通信を制御する方法を包含する。その方法は、基地局によって、ダウンリンク制御チャネル上で第1制御データを移動局に送信するステップと、第1制御データの送信時に、基地局によって、タイマーを起動するステップとを含む。その方法は、更に、アップリンク制御チャネル上で移動局からの第2制御データを受信する以前に所定の時間間隔が経過した場合には、基地局によって、移動局に関連する第1アップリンク制御チャネルに割り当てられている復調リソースの割り当てを解除しつつ、移動局に関連する第2アップリンク制御チャネルに関連する復調リソースの割り当てを維持するステップを含む。

0027

本発明の更に別の実施形態は、基地局によって、複数の移動局から選択した移動局のために、移動局アップリンク送信をスケジューリングする方法を包含する。その方法は、複数の移動局のうちの少なくとも1つの移動局からスケジューリング情報を受信するステップであって、そのスケジューリング情報は少なくとも1つの移動局のキューステータスおよび電力ステータスのうちの少なくとも一方を含む、スケジューリング情報を受信するステップと、複数の移動局から1つの移動局を選択するステップと、スケジューリング情報と、選択した移動局に対応する基地局干渉計量およびアップリンク品質とのうちの少なくとも一方を用いて、選択した移動局のためにアップリンク・チャネル・スケジューリング割り当てを決定するステップとを含む。その方法は、更に、アップリンク・チャネル・スケジューリング割り当てを、選択した移動局に送信するステップを含み、そのアップリンク・チャネル・スケジューリング割り当ては、サブフレームの割り当てと、最大電力余裕(power margin)目標と、最大電力レベル目標と、最大トランスポート・フォーマット関連情報とのうちの少なくとも1つを含む。

発明を実施するための最良の形態

0028

本発明は、図3から図13を参照することにより、更に詳しく説明される。図10は、本発明の一つの実施形態による通信システム1000のブロック図である。好ましくは、通信システム1000は、符号分割多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access )通信システム、例えば、CDMA2000または広帯域CDMA(WCDMA)通信システムであり、多数の通信チャネルを含む。各通信チャネルは、ウォルシュ符号のような直交符号を備え、これは他の通信チャネルの各々に伴う直交符号とは異なる形式であり、直交している。しかしながら、通信システム1000が、グローバル移動通信システム(GSM:Global System for Mobile communication)の通信システム、時分割多元接続TDMA:Time Division Multiple Access )通信システム、周波数分割多元接続FDMA:Frequency Division Multiple Access)通信システム、または直交周波数分割多元接続(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiple Access )通信システムのような種々のワイヤレス通信システムのうちのいずれか一つに対応した動作を行ってもよいことは、当業者は理解されよう。

0029

通信システム100と同様に、通信システム1000は、多数のセル(7つ示されている)を含む。各セルは、多数のセクタ(セル毎に3つのセクタa、b、cが示されている)に分割されている。基地局サブシステム(BSS)1001〜1007が各セルに配置されており、当該セル内に位置する各移動局に通信サービスを提供する。各BSS1001〜1007は、多数の基地局を含み、これらをここでは基地送受信局(BTS)とも呼ぶ。BTSは、BSSが担当するセルのセクタ内に位置する移動局とワイヤレスでインターフェースする。更に、通信システム1000は、好ましくは3GPP TSGUTRAN Iubインターフェースを通じて各BSSに接続されている無線ネットワーク・コントローラ(RNC)1010と、RNCに接続されたゲートウェイ1012とを含む。ゲートウェイ1012は、公衆電話交換網(PSTN)またはインターネットのような外部ネットワークとのインターフェースを、通信システム1000に提供する。

0030

以下、図3および図10を参照すると、通信システム1000は、更に、少なくとも1つの移動局(MS)1014を含む。MS1014としては、セルラ電話機携帯電話機無線電話機、あるいはパーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer )またはラップトップ・コンピュータのようなデータ端末機器DTE:Data Terminal Equipment )と共に用いるワイヤレス・モデムのようなあらゆる形式のワイヤレス・ユーザ機器(UE:User Equipment)があり得る。MS1014を、当該MSに関連するアクティブ・セットに含まれる多数の基地局、即ち、BTSが担当する。MS1014は、ワイヤレスで通信システム1000における各BTSとエア・インターフェースを通じて通信する。エア・インターフェースは、順方向リンク(BTSからMSへ)および逆方向リンク(MSからBTSへ)を含む。各順方向リンクは、多数の順方向リンク制御チャネルページング・チャネル、およびトラフィック・チャネルを含む。各逆方向リンクは、多数の逆方向リンク制御チャネル、ページング・チャネル、およびトラフィック・チャネルを含む。しかしながら、従来技術の通信システム100とは異なり、通信システム1000の各逆方向リンクは、更に、別のトラフィック・チャネル、増強アップリンク専用トランスポート・チャネル(EUDCH:Enhanced Uplink Dedicated Transport Channel )を含む。これにより、動的な変調および符号化、並びに復調およびデコードのできるデータ送信が、サブフレーム毎に可能となり、高速データ・トランスポートが促進される。WCDMAにおいて用いられている逆方向リンク拡散およびチャネル化構造の中にEUDCHを組み込むことを可能にする方法の一例を図6に示す。

0031

通信システム1000は、ソフト・ハンドオフ(SHO)手順を含み、これによって、品質が低下した第1エア・インターフェースから、品質が高い別のエア・インターフェースにMS1014を引き継ぐことが可能である。例えば、図10に示すように、セル1のセクタb担当BTSにより担当されているMS1014は、セル3のセクタcおよびセル4のセクタaと3方向ソフト・ハンドオフ状態にある。同時にMSを担当するそれらのセクタに関連するBTS、即ち、セクタ1−b、3−c、および4−aに関連するBTSは、MSのアクティブ・セットである。言い換えると、MS1014は、当該MSを担当するセクタ1−b、3−c、および4−aに関連するBTS301、303、および304とソフト・ハンドオフ(SHO)状態にあり、これらのBTSはMSのアクティブ・セットとなる。本明細書において用いる場合、アクティブ・セットBTSや担当BTSというような、「アクティブ・セット」および「担当」という用語は、相互交換可能であり、双方とも、関連するMSのアクティブ・セットに含まれるBTSを意味する。更に、図3および図10では、BTS301、303、および304は、単一のMSのみを担当するものとして示しているが、当業者であれば、各BTS301〜307が同時に多数のMSのスケジューリングを行い、担当してもよいこと、即ち、各BTS301〜307が同時に多数のアクティブ・セットのメンバーであってもよいことは理解されよう。

0032

図3は、本発明の一つの実施形態による通信システム1000のネットワーク・アーキテクチャ300を示す。図3に示すように、通信システムは多数のBTS301〜307を含み、各BTSは、対応するBSS1001〜1007と当該BTSが担当するセクタ内に位置するMSとの間にワイヤレス・インターフェースを提供する。通信システム1000では、スケジューリング機能316、ARQ機能314、およびSHO機能318が、BTS301〜307の各々に分散されている。その結果、従来技術のRNC110と比較すると、RNC1010の機能性は低下している。RNC1010は、MS1014のような、通信システム1000が担当する各MSのアクティブ・セットのメンバーを定義することによって移動性を管理すること、かつマルチキャスト多重受信グループを調整することに関与する。通信システム1000における各MSについて、インターネット・プロトコル(IP:Internet Protocol )パケットは、MSのアクティブ・セットの各BTS、即ち、MS1014のアクティブ・セットのBTS301、303、304に直接マルチキャストされる。

0033

先に注記したように、通信システム1000の各BTS301〜307は、従来技術のRNC110のSHO機能214が実行するSHO機能の少なくとも一部を実行するSHO機能318を含む。例えば、MS1014のアクティブ・セットの各BTS301、303、304のSHO機能318は、フレーム選択や、ARQフラッシュコマンドとして機能する新たなデータ・インジケータの通報といったSHO機能を実行する。更に、各BTS301〜307は、スケジューラ、即ち、スケジューリング機能316を含む。これも従来技術ではRNC110に常駐していたものである。その結果、MS1014に関するBTS301、303、および304のような各アクティブ・セットBTSは、MSによってBTSに通報されるスケジューリング情報、並びにBTSにおいて測定された局所干渉およびSNR情報に基づいて、他のアクティブ・セットBTSへの伝達を必要とせずに、関連するMS1014をスケジューリングすることの選択が可能である。スケジューリング機能316をBTS301〜307に分散することによって、通信システム1000におけるEUDCHのアクティブ・セットのハンドオフは不要となる。ARQ機能314およびAMC機能は、通信システム100ではRNC110に常駐する機能性であるが、これらも通信システム1000ではBTS301〜307に分散されている。その結果、特定のハイブリッドARQチャネルで送信されたデータ・ブロックがアクティブ・セットBTSによるデコードに成功した場合、BTSは、RNC1010によるACK送信命令待機することなく、ACKをソースMS、即ち、MS1014に伝達することによって、デコードの成功を肯定する。

0034

各アクティブ・セットBTS、即ち、BTS301、303、304の各々は、それぞれのEUDCHを、それらのBTSが担当するMS、即ち、MS1014に、短いフレーム間隔、例えば、2ミリ秒(ms)を用いてスケジューリングし、一方、制御情報は、短いフレーム間隔と長いフレーム間隔との間、例えば、2ms〜10msのフレーム間隔の間に分割され、SNRを最小化することによって、干渉を低減する。即ち、MSによるより頻繁なまたは連続的な報告を必要とする制御情報は、10msのようなより大きなフレーム・サイズを用い、干渉を低減する。送られる頻度が少ない制御情報、または、ユーザ、即ち、MSをスケジューリングするときにのみ送られる制御情報は、2msのような、増強アップリンク・フレーム間隔に一致するようなより短いフレーム間隔で送信され、レイテンシを低減する。

0035

各アクティブ・セットBTS301、303、304が各EUDCHフレームをデコードすることを可能にするために、MS1014は、各アクティブ・セットBTSに対して、EUDCHフレームに付随して、変調符号化情報、増加的冗長バージョン情報、H−ARQステータス情報、およびトランスポート・ブロック・サイズ情報を伝達する。これらの情報をまとめてトランスポート・フォーマットおよびリソース関連情報(TFRI)と呼ぶ。本発明の別の実施形態では、TFRIはレートおよび変調符号化情報、ならびにH−ARQステータスのみを定義する。好ましくは、MS1014はTFRIを符号化し、TFRIをEUDCHと同一のフレーム間隔で送信する。

0036

各増強逆方向リンク送信に対応するTFRIのMS1014によるシグナリングをアクティブ・セットBTS301、303、304に供給することにより、通信システム1000は、H−ARQ、AMC、アクティブ・セット・ハンドオフ、およびスケジューリング機能に分散方式で対応する。以下で更に詳しく説明するが、従来技術では、RNC110のようなRNCが対応していた制御機能をBTS301〜307に移動させることによって、通信システム1000は、アクティブ・セットBTS301、303、304に、ソフト・ハンドオフ(SHO)の間に、時間およびSNRに基づくH−ARQフラッシュ機能を実行させ、効率的な制御チャネル構造を提供し、増強逆方向リンク、即ち、アップリンク・チャネルのためのスケジューリング、H−ARQ、AMC機能に対応し、スループットを最大限に高め、SHO領域にあるMSに、多数のアクティブ・セットBTSから受信した多数の割り当てのうちの最良のTFRIに対応するスケジューリング割り当てを選択する。その結果、SHOの間における増強アップリンク・チャネル(EUDCH)のスケジューリングにより、通信システム1000は、アクティブ・セットBTS301、303、304間を非連携(uncoordinated )にしながらも、即ち、それらの間の明白な通信をなくすことを可能としながらも、H−ARQおよびAMCに対応し、マクロ選択ダイバーシティ(macro-selection diversity) およびアップフェード・スケジューリング(upfade scheduling) の利便を得ることができる。

0037

以下、図4を参照すると、メッセージ・フロー図400は、本発明の一つの実施形態による、MS1014のような通信システム1000のMSと、MSのアクティブ・セットに含まれる多数のBTS、即ち、BTS301、303、および304の各々との間の通信の交換を示す。MS1014は、第1逆方向リンク制御チャネル406を用い、既知の固定変調および符号化レートならびにトランスポート・ブロック・サイズで、スケジューリング情報402を各アクティブ・セットBTS301、303、304に伝達する。第1逆方向リンク制御チャネルに対して対応する符号割り当ては、半静的に(semi-static basis) に行われる。好ましくは、MS1014は、MSの対応するデータ・キューが空のときには制御情報を送信しない。

0038

各アクティブ・セットBTS301、303、304は、第1逆方向リンク制御チャネル406を介して、それらのBTSが担当するMS1014からのスケジューリング情報402を受信する。スケジューリング情報402は、MSのデータ・キュー・ステータスおよび電力ステータスを含み得る。本発明の別の実施形態では、データ・キュー・ステータスは、キュー・レイヤ3シグナリング(queued layer 3 signaling)およびキュー・データ(queued data )により構成され得る。本発明の更に別の実施形態では、スケジューリング情報402は、更に、タイプ・フィールドを含んでいてもよく、この中で、データ・キュー・ステータスまたは電力ステータスのいずれかを送信することが可能である。

0039

BTSが担当する各MSから受信したスケジューリング情報402に基づいて、各担当の、即ちアクティブ・セットのBTS301、303、304は、スケジューリング送信間隔410毎に、BTSが担当するMSの1つ以上、即ち、MS1014のスケジューリングを行う。本発明の一つの実施形態では、スケジューリング送信間隔410は10msであり、このスケジューリング送信間隔を5つの2msのサブフレーム422に分割する。MS1014のようなBTSが担当する各MSは、BTS301に関して、第2逆制御チャネル412およびEUDCH414の各々において、2msのサブフレーム上で送信を行い、シグナリングを削減し、したがってシグナリング干渉オーバーヘッドを削減する。10msのスケジューリング送信間隔410を5つの2msのサブフレーム422に分割することによって、MS1014のような担当されるMSは、最新チャネル状態に基づいてレート(TFRI)を最適化すると同時に、第2逆方向リンク制御チャネル412のサブフレーム間隔424のような2msのサブフレーム間隔の代わりに、第1逆方向リンク制御チャネル406の間隔のように、10ms間隔で、スケジューリング情報402のような制御情報の一部を送信させることにより制御チャネルの干渉を最小化する。

0040

各アクティブ・セットBTS301、303、304は、逆方向リンク干渉ベル、MSスケジューリング情報402、および電力制御情報を用いて、BTSが担当する、MS1014のようなMS毎に最大許容電力余裕(power margin)目標を決定する。電力余裕とは、現在の専用物理制御チャネルDPCCH:Dedicated Physical Control Channel)の電力レベルと、MSが対応する最大電力レベルとの間の差である。パイロットとは、自動周波数制御同期化、および電力制御のような復調の目的に用いられる逆方向リンク・チャネルである。例えば、WCDMAシステムでは、このチャネルはDPCCHの一部である。本発明の別の実施形態では、最大電力レベル目標を電力余裕目標の代わりに決定してもよい。本発明の更に別の実施形態では、最大EUDCH対DPCCH(またはEUDCH対パイロット)電力比率目標を電力余裕目標の代わりに決定する。

0041

スケジューリング対象の、MS1014のようなMSを選択すると、各アクティブ・セットBTS301、303、304は、第1順方向リンク制御チャネル426上で、スケジューリング割り当て418を選択されたMS、即ち、MS1014に伝達する。本発明の一つの実施形態では、スケジューリング割り当て418は、最大許容「電力余裕」目標と、第1順方向リンク制御チャネル426を用いた次の10ms送信間隔に対する2msサブフレーム間隔のような許容EUDCHサブフレーム送信間隔のマップとから成る。図12は、スケジューリング割り当て418(図4)に含まれるマップの一例を示す。列1205は、1組の状態インジケータを備え、割り当てられたスケジューリング送信間隔1210、例えば、図4のスケジューリング送信間隔410の間に、MS1014がどのEUDCHサブフレームを用いることが可能であるのかを示す。本発明の別の実施形態では、図4のスケジューリング割り当て418は、更に、物理チャネル・ウォルシュ符号割り当てを含んでいてもよく、これを、本明細書においては、図4の第2順方向リンク制御チャネル(SFLCCH:Second Forward Link Control Channel )420の第2順方向リンク制御チャネル符号(SFLCCH符号)とも呼ぶ。本発明の更に別の実施形態では、マップは、また、EUDCHサブフレーム毎にTFRI割り当て、即ち、各EUDCHサブフレームに対応するTFRIサブフレームも含んでいてもよい。かかるマップの一例を図13に示す。ここでも、マップは、状態インジケータの列1205と、TFRI値の列1315とを含む。また、各アクティブ・セットBTS301、303、304は、第2順方向リンク制御チャネル420も用いて、MSのEUDCHサブフレーム送信に関連するMSにACK/NAK情報を伝達する。

0042

各アクティブ・セットBTS301、303、304は、第1順方向リンク制御チャネル426に対して、それらのBTSが担当するMS、即ち、MS1014に一意的に関連付けられているMS識別子(ID)を作成する。BTSは、MSに一意的に関連付けられている(MSおよびアクティブ・セットBTSにおいては既知の)n−ビットIDをBTSにおけるCRC発生器に通すことによって、MS IDを作成する。BTSがMS IDを用いることによって、関連付けられたMSは、第1順方向制御チャネル426上で送信されたスケジューリング割り当て418がいつそのMSに該当するのかを判断することが可能になる。本発明の一つの実施形態では、第1順方向リンク制御チャネル426は、図4に示す10msフレーム・フォーマットを用いており、このフォーマットは、スケジューリング割り当て418、テール・ビット、およびCRCを含む。本発明の別の実施形態では、第1順方向リンク制御チャネル426のフレーム・サイズは、2msのフレーム・フォーマットを用いていてもよい。第1順方向リンク制御チャネル426は、さらなるレイテンシを回避するためにずらされている。

0043

MS1014のような、SHO領域におけるMSは、1つ以上のスケジューリング割り当て418を1つ以上のアクティブ・セット、即ち、担当BTS301、303、304から受信し得る。MSが複数のスケジューリング割り当てを受信した場合、MSは最良のTFRIに対応するスケジューリング割り当て418を選択すればよい。MSは、選択したスケジューリング割り当て418からの干渉情報(最大許容電力余裕)と、MSにおいて測定した現在のスケジューリング情報402、即ち、現在のデータ・キューおよび電力ステータスまたは電力余裕とに基づいて、EUDCHサブフレーム422毎にTFRIを決定する。次いで、MSは高速電力制御機能を有効にし、フィードバック・レートを、スロット毎に、例えば、3GPP UMTSの場合には1500Hzにする。次いで、MSは、選択されたTFRIを用いて、EUDCHサブフレーム422をアクティブ・セットBTS301、303、304に送信する。

0044

本発明の別の実施形態では、ソフト・ハンドオフ領域におけるMS1014のようなMSは、アクティブ・セットBTS301、303、304のうちの少なくとも1つからの第1順方向リンク制御チャネル426および第2順方向リンク制御チャネル420を監視し得る。MSによって監視される順方向リンク制御チャネルは、専用物理データ・チャネル(DPDCH:Dedicated Physical Data Channel )/DPCCHまたは関連する専用物理チャネル(DPCH)、高速ダウンリンク共有チャネル(HS−DSCH:High Speed Downlink Shared Channel)、即ち、高速共有制御チャネル(HS−SCCH:High Speed Shared Control Channel )に対応する制御チャネル、ならびにEUDCH送信に対応する第1順方向リンク制御チャネル426および第2順方向リンク制御チャネル420を含み得る。また、ソフト・ハンドオフ領域におけるMSは、EUDCH情報を送信する多数のアクティブ・セットBTS制御チャネルから受信した多数のスケジューリング割り当てのうちから、最良のTFRIに対応するスケジューリング割り当て418を選択し得る。

0045

EUDCHサブフレーム422をアクティブ・セットBTS301、303、304に伝達することに加えて、それらのBTSが担当するMS、即ち、MS1014は、送信されたEUDCHサブフレームに関連するTFRI416も伝達する。TFRI416は、各受信側BTSに、関連するEUDCHサブフレームを復調しデコードするために必要な情報を提供する。例えば、図4を再度参照すると、TFRIサブフレーム「TFRI k」はEUDCHサブフレーム「EUDCH k」に対応し、TFRIサブフレーム「TFRI k+1」はEUDCHサブフレーム「EUDCH k+1」に対応し、TFRIサブフレーム「TFRI k+2」はEUDCHサブフレーム「EUDCH k+2」に対応する等である。本発明の一つの実施形態では、TFRI416は、MS1014によって、第2逆方向リンク制御チャネル412を介して2msフレーム間隔、即ち、サブフレーム間隔を用いて伝達される。図4に示すように、第2逆方向リンク制御チャネル412のサブフレームは、TFRI情報、テール・ビット、およびCRCビットを含む。本発明の別の実施形態では、TRFI416は、EUDCH414を介して、既知の固定変調および符号化によって伝達してもよい。これは、データ・ビットをパンクチャすることによって、あるいはプリアンブルまたはミッドアンブルとして実施される。本発明の更に別の実施形態では、TFRI416を送信しなくてもよい。例えば、第2逆方向制御チャネルが存在しない場合もあり、TFRIのブラインド検出は、各アクティブ・セット、即ち、担当BTS301、303、304において行われる。

0046

以下、図5Aを参照すると、本発明の別の実施形態による、MS1014のようなMSと担当BTS301、303、304との間の通信の交換が示されている。図5Aに示すように、EUDCHサブフレームを含むEUDCH414がMSによって用いられて、トラフィック・データをBTSに伝達する。第2逆方向リンク制御チャネル512が、MS1014のようなMSによって用いられて、EUDCHサブフレームに対応するTFRIデータをBTSに送信する。この場合も、MSによって伝達されるTFRIデータは、受信側BTSによって用いられて、関連するEUDCHサブフレームを復調しデコードする。しかしながら、第2逆方向リンク制御チャネル412のサブフレーム424とは異なり、第2逆方向リンク制御チャネル512のサブフレーム524は、第1部分502および第2部分504を含む。MSは、サブフレーム524の第1部分502に、チャネル化符号セットおよび変調(MCS)情報を含めても、更に、拡散係数を含む復調リソースのどれをEUDCHと共に用いるか判断するために用いることが可能なテール・ビットも含めてもよい。MSは、サブフレーム524の第2部分504に、1つ以上のトランスポート・ブロック・サイズ、新たなデータ・インジケータ、ならびにH−ARQおよびIR情報を含み得る。第1部分502を第2逆方向リンク制御チャネル512のサブフレーム524に含ませることによって、受信側BTSは、第1部分502の終了後に、EUDCHサブフレームが時間間隔「t1」506において開始する前の推測的なデコードを回避することが可能であり、それゆえ、EUDCHに適用される僅かな変調リソースが要求されるのみである。

0047

以下に、図5Bを参照すると、本発明の更に別の実施形態によるMS1014のようなMSと担当BTS301、303、304との間の通信の交換が示されている。図5Bに示す第2逆方向リンク制御チャネル513は、MS1014のようなMSによって用いられ、TFRIデータを担当BTSに送信する。図5Aの第2逆方向リンク制御チャネル512と同様に、図5Bの第2逆方向リンク制御チャネル513は、第1部分503および第2部分505を含む。しかしながら、図5Aの第2逆方向リンク制御チャネル512とは異なり、第2逆方向リンク制御チャネル513は、第1逆方向リンク制御チャネル406と同一の物理チャネルにおいて送信される。10msの送信間隔410がスケジューリングされていない場合は、第1逆方向リンク制御チャネル406の10msフレーム・フォーマットが第1逆方向リンク制御チャネル513に用いられ、MSに10ms送信間隔410がスケジューリングされている場合は、第2逆方向リンク制御チャネル513の2msフレーム・フォーマットが用いられる。以下、図7を参照すると、本発明の更に別の実施形態では、EUDCH414、第2逆方向リンク制御チャネル513、および第2順方向リンク制御チャネル420の各々のサブフレーム・サイズは、2msの代わりに3.33msとしてもよい。

0048

以下、図4図5A図5B、および図7を参照すると、任意のH−ARQチャネルに対する、他の情報の中でも特にトラフィック・データを含むEUDCHサブフレーム422を受信し、かつ更に関連するTFRIデータを受信すると、受信側BTS301、303、304は、EUDCHサブフレームにおけるデータを復調し、デコードする。BTSは、得られたEUDCHの軟判定情報を合成して、この情報を格納する。この情報は、トラフィック・データ・バッファ、好ましくは、BTSのH−ARQバッファにおいて、デコードされ、かつ復調されたトラフィック・データを、以前の送信および後続の送信からのトラフィック・データと共に、受信されたEUDCHサブフレーム422に含まれるデータのデコードに成功するまで含む。受信されたEUDCHサブフレームのデコードに成功すると、受信側BTSはACKを、EUDCHサブフレームを発信したMS、即ち、MS1014に、第2順方向リンク制御チャネル420を介して伝達する。受信側BTSが受信されたEUDCHサブフレームのデコードに成功しなかった場合は、BTSは、第2順方向リンク制御チャネル420を介して、NACKを、EUDCHサブフレームを発信したMSに伝達する。

0049

MS1014のようなMSが、アクティブ・セットBTS301、303、304のようなBTSからACKを受信すると、MSは、第2逆方向リンク制御チャネル412、512、513上で送信される次のアップリンクTFRIメッセージに新たなデータ・インジケータを設定する。その新たなインジケータ・ビットは、各アクティブ・セットBTS301、303、304に、EUDCHサブフレームのデコードに成功したことを通知し、かつBTSによって、対応するH−ARQチャネルに対するH−ARQフラッシュ・コマンドとして解釈される。即ち、新たなインジケータ・ビットの受信に応答して、各アクティブ・セットBTS301、303、304は、新たなインジケータ・ビットを発信したMS、即ち、MS1014の対応する現在のH−ARQチャネルのためのH−ARQバッファを一括消去(flush)する。次いで、BTSは、新たなEUDCH送信に対応する軟判定情報でH−ARQバッファを満たす。

0050

本発明の別の実施形態では、各アクティブ・セットBTS301、303、304は、タイマーを起動して、EUDCHサブフレームの1回目の送信を誤って受信した後の所定時間間隔の経過を測定する。本発明の更に別の実施形態では、BTSは、第1順方向リンク制御チャネル426上で、スケジューリング割り当て418のような制御データを送信した後にタイマーを起動してもよい。タイマーが終了した後に、BTSが誤って受信したEUDCHサブフレームの再送信をスケジューリングした場合、あるいはBTSが第2逆方向リンク制御チャネル412を介してTFRIサブフレーム424のような第2制御データを受信した場合、あるいはBTSが別のアクティブ・セットBTSによってスケジューリングされたEUDCHサブフレームの再送信を受信した場合、あるいは上記のいずれかの組み合わせが発生した場合、BTSは、EUDCHサブフレームを伝達したMSと関連付けてBTSが維持している、トラフィック・データ・バッファ、即ち、H−ARQ軟判定バッファを一括消去する。本発明の更に別の実施形態では、タイマーの終了時にH−ARQバッファを一括消去するのに加えて、あるいはその代わりに、BTSが、許容不能な程度に低い受信SNRで受信したデータによりバッファが破損したと判断したときには、BTSは、MSに関連するH−ARQバッファを一括消去してもよい。

0051

アクティブ・セットBTS301、303、304は、ローカル・アップリンク・パイロット信号対干渉比(SIR)のようなリンク品質計量、または高速ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA:High Speed Downlink Packet Access )構造セットに対するリリース5WCDMAの一部としてフィードバックされるチャネル品質インジケータ(CQI:Channel Quality Indicator )のようなダウンリンクSIR計量、またはRNC1010によって通報される信号強度計量、またはSIRおよび信号強度計量の双方、に基づいて、MS1014のようなMSに対して(複数のBTSを含むアクティブ・セットの場合)、スケジューリング・コンテンションが考慮されるべきか、あるいはMSのEUDCH送信を復調しデコードしてH−ARQバッファに格納すべきかを判断する。本発明の一つの実施形態では、信号強度計量は、アクティブ・セットBTS301、303、304の各々から周期的に受信される逆方向リンク信号強度情報から選択されてもよい。例えば、信号強度計量は、「受信信号強度表示RSSI:Received Signal Strength Indication )」または単にパイロットSIRとして計算してもよい。しかしながら、本発明の技術思想および範囲から逸脱することなく、本明細書において使用され得るリンク品質計量および信号強度計量を判定する方法が数多くあることを、当業者は認識されよう。また、BTSは、SIRまたは信号強度計量を用いると、低いSNRによって破損した軟判定情報または使用不可能となった軟判定情報をH−ARQバッファに追加することを回避し得る。更に、アクティブ・セットBTS301、303、304は、信号強度またはSIR計量が劣悪な場合、スケジューリング割り当て418を担当MS1014に送信しなくてもよい。本発明の別の実施形態では、ローカル逆方向リンク・パイロットSIRを、外部ループ電力制御によって決定される内部ループ設定点と比較して、BTSは、MSに対してスケジューリング・コンテンションまたはスケジューリング割り当て418の送信を考慮すべきか否か判定してもよい。

0052

本発明の別の実施形態では、複数のアクティブ・セットBTSが存在する場合、このアクティブ・セットBTSのうちの1つのBTSは、特定の時間間隔において信号強度またはSIR計量が劣悪であるときは、EUDCHまたは第1および第2逆方向リンク制御チャネルに復調リソースを割り当てなくてもよい。例えば、図11は、本発明の一つの実施形態による、BTS301〜307のような、BTSの受信信号経路1100のブロック図である。受信信号経路110は、受信ユニット1120および信号処理ユニット1130を含む。受信ユニット1120は、MS1014のような送信側MSから、アンテナを介して信号を受信する。

0053

受信ユニット1120は、低ノイズ増幅器(LNA:Low Noise Amplifier )1102、LNA1102に接続されている復調器1104、および復調器1104に接続されているアナログディジタル変換器(A/D)1106を含む。受信信号はLNA1102に送信される。LNA1102は、その受信信号を増幅し、増幅した信号を復調器1104に送信する。復調器1104は、その増幅信号を復調して、ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をA/D1106に送信する。A/D1106は、所定のサンプリング・レートでそのベースバンド信号をディジタル化し、多数の信号サンプルを含むディジタル化ベースバンド信号を生成する。次いで、そのディジタル化ベースバンド信号は、信号処理ユニット1130に送信される。

0054

信号処理ユニット1130は、補間フィルタ1110に接続されたパルス整形フィルタ1108を含むフィルタ、またはフィルタリング・プロセスを含む。信号処理ユニット1130は、受信ユニット1120から受信したディジタル化ベースバンド信号を、パルス整形フィルタ1108に送信する。パルス整形フィルタ1108は、多重タップ有限インパルス応答(FIR: Finite Impulse Response )フィルタであり、ディジタル化ベースバンド信号を濾波して、送信フィルタスペクトラムに適合させ、ナイキストパルス近似することによって、チップ間干渉(interchip interference)を低減する。パルス整形フィルタ1108は、ディジタル化ベースバンド信号を濾波して、濾波ディジタル化信号を生成する。

0055

次に、濾波ディジタル化信号は補間フィルタ1110に送信される。補間フィルタ1110は、フィルタ1108から受信した濾波ディジタル化信号を補間して、信号の周波数スペクトルの歪みを最少限度に抑え、所望のサンプリング・レートの信号サンプル・ストリームを生成する。次に、この信号サンプル・ストリームは、信号処理ユニット108の多成分復調リソース1112〜1114のうちの1つに送信される。本発明の一つの実施形態では、BTSは、BTSと、このBTSが担当するMS、即ち、MS1014との間の通信に関与するEUDCHを含む各逆方向リンク制御チャネルおよび逆方向リンク・トラフィック・チャネルに、別個の復調リソース1112〜1114を割り当てる。

0056

複数のアクティブ・セットBTSが存在する場合、複数のアクティブ・セットBTSのうちの1つのBTSは、信号強度またはSIR計量が一部の時間間隔の間に劣悪であるならば、EUDCHまたは第1および第2逆方向リンク制御チャネルの復調のためにBTSの復調リソース1112〜1114を割り当てなくてもよい。あるいは、複数のアクティブ・セットBTSが存在する場合、複数のアクティブ・セットBTSのうちの1つのBTSは、ローカル逆方向リンク・パイロットSIRが、一部の時間間隔の間に外部ループ電力制御計量によって決定される内部ループ設定点未満に低下し劣悪であるならば、EUDCHまたは第1および第2逆方向リンク制御チャネルに復調リソース1112〜1114を割り当てなくてもよい。

0057

更に、アクティブ・セットBTS301、303、304が、BTSにより判定されるリンク品質計量がリンク品質計量閾値未満であると判定した場合、BTSは、担当されるMS1014に関連する第1逆方向リンク制御チャネルに割り当てられた復調リソース1112〜1114の割り当てを解除し、MSに関連する第2逆方向リンク制御チャネルに関連する復調リソース1112〜1114の割り当てを維持してもよい。本発明の別の実施形態では、アクティブ・セットBTS301、303、304は、順方向リンク制御チャネル上で第1制御データをMS1014に送信し、その第1制御データの送信時にタイマーを起動する。逆方向リンク制御チャネル上でMSからの第2制御信号をBTSが受信する前に、所定の時間間隔の経過がタイマーによって測定された場合に、BTSは、MSに関連する第1逆方向リンク制御チャネルに割り当てられた復調リソース1112〜1114の割り当てを解除し、MSに関連する第2逆方向リンク制御チャネルに関連する復調リソース1112〜1114の割り当てを維持してもよい。

0058

以下、図8を参照すると、本発明の更に別の実施形態による、多数のMS831、832、833と、多数のMS831〜833の各MSを担当する同一のBTS840との間における通信の交換が示されている。多数のMS831〜833の各MSは、多数の逆方向リンク制御チャネルと、ページング・チャネルと、逆方向リンク・トラフィック・チャネルとを含む逆方向リンク、および多数の順方向リンク制御チャネルと、順方向リンク・トラフィック・チャネルとEUDCHとを含む順方向リンクを介して、BTS840と通信する。MS831、832、833は、例えば、10ms毎のように、周期的にそれぞれのスケジューリング情報802、803、801を、それぞれの第1逆方向リンク制御チャネル806、807、805を介して、担当BTS840に送信する。BTS840は、受信したスケジューリング情報802、803、801、および妥当性基準のような、当技術分野では周知のその他の情報を用いて、多数のMS831〜833のうちのどのMSを各スケジューリング送信間隔810にスケジューリングするかの選択を行う。次いで、BTS840は、スケジューリング割り当てを、スケジューリングされたMSに送信する。

0059

例えば、図8に示すように、BTS840は、最初に、第1順方向リンク制御チャネル826上において第1物理チャネルを用いて、第1直交符号「A」でスケジューリング割り当て818をMS831に対して送信し、かつ別の第1順方向制御チャネル827上において、第2物理チャネルを用いて、第2直交符号「B」でスケジューリング割り当て817をMS832に対して送信することによって、MS831およびMS832の両方のスケジューリングを行う。MS831は、第1順方向リンク制御チャネル826上でそのスケジューリング割り当て818を検出し、MS832は第1順方向リンク制御チャネル827上でそのスケジューリング割り当て817を検出する。

0060

スケジューリング割り当て情報および現在のローカル・スケジューリング情報に基づいて、MS831は、EUDCHサブフレームkのためにTFRIを選択する。MS831は、選択したTFRIをその第2逆方向リンク制御チャネル812上で送信し、次いで、EUDCHサブチャネルkにおけるその選択したTFRIに対応するデータを、EUDCH814を介して送信する。スケジューリング割り当て情報および現在のローカル・スケジューリング情報に基づいて、MS832はTFRIサブフレームkおよびEUDCHサブフレームk上でDTXを送信する。MS831およびMS832は、次に、それらの各サブフレームk+1のためにそれらの各TFRIを選択する。MS831およびMS832の各々は、次に、選択したTFRIをそれぞれのTFRIサブフレームk+1において、それぞれの第2逆方向リンク制御チャネル812、813を介して送信し、次いで、選択したTFRIに対応するデータを、それぞれのEUDCH814、815を介して、それぞれのEUDCHサブフレームk+1において送信する。TFRIおよびEUDCHサブフレームの送信は、各MS831および832のスケジューリング送信間隔810の終了まで継続する。

0061

あらかじめ、BTS840は、次のスケジューリング送信間隔(MS831およびMS832の後)においてMS833がスケジューリングされるように、スケジューリング割り当て819をMS833に対して第1順方向リンク制御チャネル826上で送信していた。次のスケジューリング送信間隔では、MS833がそのMSの第2逆方向リンク制御チャネル811を介してTFRIの送信を開始し、次いでそのMSのEUDCH816を介してデータを送信する。その間に、BTS840は、第2順方向リンク制御チャネル820を介して、MS831に対してACK/NAK情報を送信し、更に、第2順方向リンク制御チャネル821を介して、MS832に対してACK/NAK情報を送信する。最終的に、BTS840は、さらに、第2順方向リンク制御チャネル820を介して、MS833に対してACK/NAK情報を送信する。

0062

以下、図9を参照すると、チャネル割り当ておよび使用の別の実施形態が示されている。ここでは、担当BTS840においてブラインド・レートTFRI検出を用いるか、あるいは担当BTSがスケジューリングしたMS831〜833に、スケジューリング送信間隔810の各EUDCHサブフレームに用いるTFRIを割り当てる。本発明の一つの実施形態では、担当BTS840がMS831〜833に用いるTFRIを割り当て、MSは、第1順方向リンク制御チャネル826、827上における選択された担当BTSのスケジューリング割り当て817、818、819から受信したTFRIを送信しない。この場合、EUDCHに対するソフト・ハンドオフには対応していない。本発明の別の実施形態では、BTS840がMS831〜833に各EUDCHサブフレームに対するTFRIを割り当てる場合に、EUDCHソフト・ハンドオフに対応しており、MSは、第2逆方向リンク制御チャネル812、813を用いて、選択された担当BTSのスケジューリング割り当て817、818、819から第2順方向リンク制御チャネル826、827を介して受信したTFRIを送信、即ち、「エコーバック」する。

0063

要約すると、移動局(MS)に各増強逆方向リンク送信の制御情報をアクティブ・セット基地局または基地送受信局(BTS)に通報させることによって、かつ、従来技術ではRNCが対応していた制御機能を、BTSに実行させることによって、通信システム1000は、H−AQR、AMC、アクティブ・セット・ハンドオフ、およびスケジューリング機能に分散して対応することが可能である。分散型ネットワーク・アーキテクチャ、および増強逆方向リンク、即ち、アップリンク・チャネルのためのスケジューリング、H−ARQ、AMC機能に対応する効率的な制御チャネル構造を設けることによって、通信システム1000は、更に、ソフト・ハンドオフ(SHO)の間にBTSにおいて時間およびSNRに基づくH−ARQフラッシュ機能にも対応し、SHO領域におけるMSが、当該MSがBTSから受信した多数のスケジューリング割り当ての中から最良のTFRIに対応するスケジューリング割り当てを選択することが可能となり、更に、H−ARQおよびAMCに対応しながらも、SHOの間における増強アップリンク・チャネルのスケジューリングにより、BTS間の通信を非連携にすること、即ち、それらの間の明白な通信をなくすことが可能となる。

0064

通信システム1000は、BTS間の通信を必要とせずに、多重セル・カバレッジ内、即ち、SHO領域内の、アクティブ・セットBTSにおいてユーザ、即ち、MSのために、逆方向リンク・アップフェード・スケジューリング(reverse link upfade scheduling)の利便を得る。通信システム1000は、増強逆方向リンク・チャネルのアクティブ・セットBTSのハンドオフを必要とせず、通信システム1000は、通信システム100におけるRNCのような、集中選択機能と、アクティブ・セットBTSとの間での通信を必要とせずに、パケット・データの高速BTSスケジューリングを行いながら、マクロ選択ダイバーシティの利便を得る。

0065

通信システム1000の増強逆方向リンク・チャネル(EUDCH)は、フレームの再送信を以前の送信と軟合成(soft combining)することによって、利用することにより、高速H−ARQからの利便を得る。また、増強逆方向リンク・チャネルは、低ドップラーの高速スケジューリングという利便を得る。何故なら、レイリー・フェーディングを追跡し、建設的なフェードでスケジューリングして(アップフェード・スケジューリング)、著しいシステム・スループットの利便を得ることが可能であるためである。レイリー・フェーディングは、周波数帯域分離(周波数分割二重(FDD)システムにも共通)により、アップリンクとダウンリンクとの間で相関しないため、セルまたはBTS内部におけるアップリンクおよびダウンリンクのためのスケジューリング機能を独立に行うことが可能である。また、アンテナ・ダウンティルト(antenna downtilt)における差や、その他のRF機器の問題により、MSに対して多重カバレッジ・エリアにおいて最良のダウンリンクを有するアクティブ・セットBTSが、最良のアップリンクを有するアクティブ・セットBTSとは異なる可能性がある。レイリー・フェーディングのために、多重カバレッジ・エリア内の任意のユーザにとって最良のアップリンクを有するアクティブ・セットBTSは、フェーディング・レートにおいても変わる場合がある。多重カバレッジ領域では、通信システム1000は、フレームのデコードが成功したときには肯定応答し、それ以外の場合はNAKを送信する任意のMSの増強アップリンク・フレームを受信する各アクティブ・セットBTSによって、低レイテンシおよび低ビット・エラー・レート(10〜6)を要求するパケット・データの高速スケジューリングに対応しつつも、マクロ選択ダイバーシティの利便を得る。

0066

以上、特定の実施形態を参照して、本発明を詳細に示し、かつ説明したが、特許請求の範囲に明記した本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更が可能であること、および構成要素をその均等物に交換可能であることは、当業者には理解されよう。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく、例示として見なすものとし、かかる変更や交換の全ては、本発明の範囲に含まれることを意図している。

0067

具体的な実施形態に関して、利便、その他の利点、および問題に対する解法についてこれまで説明した。しかしながら、利便、利点、問題に対する解法、およびいずれの利便、利点、または解法を生み出す、または一層顕著にし得る任意の構成要素(複数の構成要素)も、いずれかのまたは全ての請求項の重要な、必要な、または本質的な特徴または構成要素としては解釈しないこととする。本明細書において用いる場合、用語「備える」、「備えている」、またはそのいずれの変形も、非排他的包含を含むことを意図しており、構成要素のリストを備えるプロセス、方法、物品、または装置が、これらの構成要素のみを含むのではなく、明示的にはリストに掲載されていない他の構成要素、またはかかるプロセス、方法、物品、若しくは装置に固有のその他の構成要素を含み得るものとする。

図面の簡単な説明

0068

従来技術の通信システムの一例のブロック図。
図1の通信システムの階層構造のブロック図。
本発明の一つの実施形態による分散型ネットワーク・アーキテクチャを示す図。
本発明の一つの実施形態によるフレーム・フォーマット情報を含むメッセージ・フロー図。
本発明の別の実施形態による第2逆方向リンク制御チャネル、第2順方向リンク制御チャネル、および増強アップリンク専用トランスポート・チャネルのブロック図。
本発明の別の実施形態による第1逆方向リンク制御チャネル、第2逆方向リンク制御チャネル、第1順方向リンク制御チャネル、第2順方向リンク制御チャネル、および増強アップリンク専用トランスポート・チャネルのブロック図。
本発明の一つの実施形態による逆方向リンク(即ち、アップリンク)DPCCH、DPDCH、およびEUDCH、ならびに関連する逆方向リンク制御チャネルの拡散構成の構成例。
本発明の別の実施形態による、第1逆方向リンク制御チャネル、第2逆方向リンク制御チャネル、第1順方向リンク制御チャネル、第2順方向リンク制御チャネル、および増強アップリンク専用トランスポート・チャネルのブロック図。
本発明の別の実施形態による、単一の基地局が担当するユーザが多数ある場合における制御チャネルおよびデータ・チャネルの使用および割り当てを示すブロック図。
本発明の別の実施形態による、単一の基地局が担当するユーザが多数ある場合における制御チャネルおよびデータ・チャネルの使用および割り当てを示すブロック図。
本発明の一つの実施形態による通信システムのブロック図。
本発明の一つの実施形態による図3の基地局の受信信号経路のブロック図。
本発明の一つの実施形態によるスケジューリング割り当てに含まれるマップの一例を示す図。
本発明の別の実施形態によるスケジューリング割り当てに含まれるマップの一例を示す図。

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