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技術 チャネル品質パラメータが所定の閾値未満に低下したときに別のアップリンクで基地局と通信する移動局

出願人 テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン(パブル)
発明者 フレンジャー,ポルマグヌッスン,ペルヴィベルイ,ニクラス
出願日 2006年11月17日 (14年0ヶ月経過) 出願番号 2009-537112
公開日 2010年4月2日 (10年7ヶ月経過) 公開番号 2010-510712
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 ユーザ報告 モニタリングユニット モニタリングステップ タイムギャップ 代替チャネル 衝突なし 電力限界 減衰測定
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重要な関連分野

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図面 (10)

課題・解決手段

本発明は、無線通信ネットワーク(100)内で通信するための移動局(200)、基地局(300)、方法およびコンピュータプログラムを開示し、そこでは、コンテンションベースチャネルで困難に遭遇しているセルの端のユーザが、電力限界にないおよび/または衝突に遭遇しないユーザとは異なって処理される。この問題に対する提案の解決手段では、直交予約チャネルを通じて通信することによって、またはデータを首尾よく送信した移動局(200)を特定の時間待たせることによって、または様々な移動局(200)が遭遇する信号減衰に基づいて移動局(200)を異なるグループに分けることによって、セルの端のユーザを基地局(300)のより近くにいるユーザとは異なって処理してもよい。

概要

背景

移動通信ネットワークアドホック通信ネットワークなどの無線通信ネットワーク発展を通して、無線リンクを使用するユーザへの無線リソースの効率的な配分の問題は、様々な最適化手法主題となっている。そのような最適化手法に関係するパラメータは、ユーザスループット遅延時間および無線リソース配分の公平性である。これらのパラメータが並立しないことから、様々な最適化手法は、たいていそれらの中の1つを最適化することを目指している。無線通信ネットワークにおいてユーザへ無線リソースを配分する際に実行されるシグナリングは、様々なユーザからの無線リンクへのアクセスの管理を担当するMAC(媒体アクセス制御、Media Access Control)レイヤでたいてい制御される。

広く使用されている従来のUL MAC(Uplink Media Access Control)プロトコルの2つの原理としては、無線チャネルへのスケジューリング予約)されたアクセスと、コンテンションベースアクセスとがある。コンテンションベースのULMACプロトコルを使用する利点は、どのユーザ(装置)も、送信すべきデータがあると直ぐに送信を開始できることである。この特性は、コンテンションベースのUL MACプロトコルに、負荷が小さい(それ故、2人以上のユーザからの送信が衝突するリスクが小さい)とき、遅延が少ないという利点をもたらす。コンテンションベースのMACプロトコルにおける1つの重要な欠点は衝突である。すなわち、衝突は、セルまたはカバレッジエリア内の2人以上のユーザが、同じユーザに同時にデータの送信を開始するときに発生する。コンテンションベースプロトコルの例には、ALOHA、Slotted ALOHA、CSMA(Carrier Sense Multiple−Access)、CSMA−CD(Carries Sense Multiple Access with Collision Detection)、S−MAC(Sensor Media Access Control)、T−MAC(Timeout Media Access Control)がある。

しかし、負荷が大きいとき、TDMA(Time Division Multiple Access)、TRAMA(Traffic−Adaptive Medium Access)またはFLMA(Flow−aware Medium Access Framework)などの予約型のMACプロトコルは、遅延、システムスループットおよび衝突確率のすべてに関してコンテンションベースのプロトコルより性能が良い。UL MACプロトコルは、コンテンションベースのリソース予約リソースの両方をたいてい使用する。通常、ユーザはコンテンションベースのチャネルスケジューリング要求メッセージを送信でき、そうすることにより、データ送信のためスケジューリングされたリソースを割り当てられる。

そのようなMACプロトコルの1つは、非特許文献1に提案されており、それは、数人のユーザが、コンテンションベース送信でも予約送信でもよいアップリンクチャネル共用するWINNERにより提案された無線通信ネットワーク内での、ユーザ間の無線リソース配分を目的としている。ユーザが、コンテンションベースのチャネルでリソース要求を送信してもよいのに対して、基地局は、以降のデータ送信に関して対応するユーザに予約チャネルのリソースを割り当てることによって対応してもよい。ユーザはまた、アップリンク予約チャネルで進行中のデータ送信に、スケジューリング要求ピギーバックしてもよい。

さらに、特許文献1は、時間領域におけるコンテンションベースの送信期間タイムスロット)およびコンテンションフリー送信期間から成るスーパーフレーム構造を提案する無線通信システムを記載している。コンテンションフリー送信期間中、ユーザは予約チャネルで送信するのに対して、コンテンションベース期間中は競争となる。

もう1つのコンテンションベースおよびスケジューリングベースのMACプロトコルは、Wright氏、他による特許文献2に記載されており、それでは基地局が、無線リンク上の全携帯デバイスブロードキャストチャネルで制御メッセージ周期的に送信する。その制御メッセージには、アップリンクチャネルの送信ウィンドウのタイプおよびサイズと、送信ウィンドウが割り当てられている携帯デバイスの識別子とを含む。しかし、特許文献2で開示されているMACプロトコルは、ほぼCDMAだけに限定されている。

2人のユーザがコンテンションベースのチャネルで衝突すると、基地局は、たいてい最強の信号だけを正しく復号できるであろう。そして、弱い方の信号は通常復号されず、メッセージは、いくらか(通常はランダム)の期間後にまた再送信されなければならない。衝突する信号の受信電力がほぼ等しい場合、衝突で両方の信号とも失われる確率が大きい。しかし、両方のユーザとも、いくらか(ランダム)の待ち時間の後、メッセージを再送信するので、同じユーザ同士が再び衝突する機会を小さくすることができる。これについては、例えば特許文献1および2の両方の特許文献に記載されている。

概要

本発明は、無線通信ネットワーク(100)内で通信するための移動局(200)、基地局(300)、方法およびコンピュータプログラムを開示し、そこでは、コンテンションベースチャネルで困難に遭遇しているセルの端のユーザが、電力限界にないおよび/または衝突に遭遇しないユーザとは異なって処理される。この問題に対する提案の解決手段では、直交予約チャネルを通じて通信することによって、またはデータを首尾よく送信した移動局(200)を特定の時間待たせることによって、または様々な移動局(200)が遭遇する信号減衰に基づいて移動局(200)を異なるグループに分けることによって、セルの端のユーザを基地局(300)のより近くにいるユーザとは異なって処理してもよい。

目的

本発明の目的は、既知の技術の少なくともいくつかの問題を解決することである

効果

実績

技術文献被引用数
5件
牽制数
4件

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請求項1

無線通信ネットワーク(100)において通信する移動局(200)であって、少なくとも1つの受信機と、少なくとも1つの送信機(210)と、前記無線通信ネットワーク(100)におけるアクティビティモニタリングする第1のユニット(220)と、前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第2のユニット(230)と、無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第3のユニット(240)とを備え、前記移動局は、無線チャネルについての前記チャネル品質を示す前記パラメータが所定の閾値を下回ったときと、通信の衝突についての推定された確率が所定の閾値を超えたときとの少なくとも一方のときに、前記無線通信ネットワーク(100)内の基地局(300)と別の無線チャネルを介して通信することを特徴とする移動局。

請求項2

前記移動局(200)は、検出された前記衝突に基づいて、前記移動局(200)と前記基地局(300)との間で通信に使用される別の無線チャネルを前記基地局(300)が確立するのを待つことを特徴とする請求項1に記載の移動局。

請求項3

前記移動局(200)は、前記別の無線チャンネルの確立が失敗すると、検出された前記衝突に基づいて、RACH(ランダムアクセスチャネル)上でリソーススケジューリング要求を前記基地局(300)に対して送信することを特徴とする請求項1または2に記載の移動局。

請求項4

前記別の無線チャネルは直交スケジューリング要求チャネルであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の移動局。

請求項5

無線通信ネットワーク(100)において通信する移動局(200)であって、少なくとも1つの受信機と、少なくとも1つの送信機(210)と、前記無線通信ネットワーク(100)にける動作をモニタリングする第1のユニット(220)と、前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第2のユニット(230)と、無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第3のユニット(240)とを備え、前記移動局は、送信すべきデータが存在しないときに、無線リソース要求を送信することを特徴とする移動局。

請求項6

前記無線リソース要求には、スケジューリング要求が含まれていることを特徴とする請求項2に記載の移動局。

請求項7

前記スケジューリング要求には、推測された将来の無線リソースニーズについての無線リソーススケジューリング要求が含まれることを特徴とする請求項3に記載の移動局。

請求項8

前記移動局(200)は、送信バッファ(250)を備え、該移動局(200)についての該送信バッファ(250)が空になったときに前記リソーススケジューリング要求を送信することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1項に記載の移動局。

請求項9

前記移動局(200)は、前記基地局(300)からリソーススケジューリング許可を受信すると、前記基地局(300)へ送信すべきデータを保有しているか否かを判定し、さらに、前記移動局(200)は、前記基地局(300)からリソーススケジューリング許可を受信した際に前記基地局(300)へ送信すべきデータを保有していなかった場合、新しいリソーススケジューリング要求を前記基地局(300)へ送信することを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1項に記載の移動局。

請求項10

前記基地局(300)へ送信される前記無線リソース要求は、前記移動局(200)が送信すべきデータを保有していないことを示す優先フラグを有していることを特徴とする請求項2ないし6のいずれか1項に記載の移動局。

請求項11

前記新しいリソーススケジューリング要求のメッセージフォーマットは、データとともに前記基地局(300)へ送信されるリソーススケジューリングのメッセージフォーマットとは異なっていることを特徴とする請求項7に記載の移動局。

請求項12

前記無線チャネルは、コンテンションベースの無線チャネルであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の移動局。

請求項13

前記別の無線チャネルは、スケジューリングされたリソースリザベーションチャネルであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の移動局。

請求項14

前記移動局(200)は、前記基地局(300)のカバレッジエリアにおける端部に位置していることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の移動局。

請求項15

無線通信ネットワーク(100)において通信する基地局(300)であって、少なくとも1つの受信機と、少なくとも1つの送信機(310)と、前記無線通信ネットワーク(100)におけるアクティビティをモニタリングする第1のユニット(320)と、前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第2のユニット(330)と、無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する第3のユニット(340)とを備え、前記基地局(300)は、移動局(200)に関する無線チャネルについての前記チャネル品質を示す前記パラメータが所定の閾値を下回ったときと、前記移動局(200)に関する通信の衝突についての推定された確率が所定の閾値を超えたときとの少なくとも一方のときに、前記無線通信ネットワーク(100)内の前記移動局(200)との別の無線チャネルを介して通信することを特徴とする基地局。

請求項16

スケジューリングされた前記無線チャネルは直交した無線チャネルであることを特徴とする請求項12に記載の基地局。

請求項17

前記基地局(300)は、1つ以上の移動局(200)へスケジューリングされた無線チャネルを確立する前に、該1つ以上の移動局(200)が送信すべきデータを保有しているか否かを判定することを特徴とする請求項12に記載の基地局。

請求項18

前記チャネル品質は、SINR(信号対干渉雑音比)と、ISIシンボル間干渉)と、RSSI(受信信号強度インジケータ)と、経路損失と、地理ファクタと、チャネル品質を表す他のパラメータとのいずれかによって表現されることを特徴とする請求項12に記載の基地局。

請求項19

無線通信ネットワーク(100)において通信する基地局(300)であって、少なくとも1つの受信機と、少なくとも1つの送信機(310)と、前記無線通信ネットワーク(100)におけるアクティビティをモニタリングする第1のユニット(320)と、前記無線通信ネットワークにおいて発生する通信の衝突を検出する第2のユニット(330)と、無線チャネルについてのチャネル品質を示すパラメータを決定する装置とを備え、前記基地局(300)は、前記無線通信ネットワーク(100)内において1つ以上の移動局(200)からデータを受信し、データの送信が成功した後で所定の待ち時間にわたりデータの送信を遅らせるよう前記1つ以上の移動局(200)に指示することを特徴とする基地局。

請求項20

前記基地局(300)は、前記所定の待ち時間にわたり、前記無線通信ネットワーク(100)内において他の移動局(200)からのデータを受信することを特徴とする請求項15に記載の基地局。

請求項21

前記基地局(300)は、前記無線通信ネットワーク(100)における1つ以上の移動局(200)へ前記所定の待ち時間を示す情報を送信することを特徴とする請求項15または16に記載の基地局。

請求項22

前記基地局(300)は、移動局(200)からのデータの受信に成功すると、該データの受信に成功した移動局(200)のぞれぞれへ直接的に前記所定の待ち時間を示す情報を送信することを特徴とする請求項15または16に記載の基地局。

請求項23

前記基地局(300)は、前記無線通信ネットワーク(100)における1つ以上の移動局(200)へACK/NACKのシグナリングとともに前記所定の待ち時間を示す情報を送信することを特徴とする請求項15または16に記載の基地局。

請求項24

前記基地局(300)は、専用の制御チャネルまたはブロードキャストによる制御チャネルによって前記所定の待ち時間を示す情報を送信することを特徴とする請求項15または19のいずれか1項に記載の基地局。

請求項25

前記所定の待ち時間は、決定論的パラメータであることを特徴とする請求項15または21のいずれか1項に記載の基地局。

請求項26

前記所定の待ち時間は、乱数値であることを特徴とする請求項15または21のいずれか1項に記載の基地局。

請求項27

無線通信ネットワーク(100)において通信する基地局(300)であって、少なくとも1つの受信機と、少なくとも1つの送信機(310)と、前記無線通信ネットワーク(100)におけるアクティビティをモニタリングする第1のユニット(320)と、前記無線通信ネットワークにおける1つ以上の移動局(200)からの受信信号についてチャネル品質を示すパラメータを算出する第2のユニット(330)とを備え、前記第2のユニットは、前記1つ以上の移動局(200)のうち信号の品質所定値を下回っていることが測定された1つ以上の移動局を少なくとも1つの第1移動局グループ分類し、信号の品質が前記所定値を上回っていることが測定された1つ以上の移動局を少なくとも1つの第2移動局グループに分類し、前記基地局(300)は、少なくとも1つの第1無線チャネル上で前記第1移動局グループに属している移動局と通信し、少なくとも1つの第2無線チャネル上で前記第2移動局グループに属している移動局と通信することを特徴とする基地局。

請求項28

前記少なくとも1つの第1無線チャネルおよび前記少なくとも1つの第2無線チャネルは、コンテンションベースのチャネルであることを特徴とする請求項24に記載の基地局。

請求項29

前記第1無線チャネルおよび前記第2無線チャネルは、相互に直交したチャネルであることを特徴とする請求項24または25に記載の基地局。

請求項30

前記基地局(300)は、前記第1移動局グループと前記第2移動局グループとの間の信号減衰の差が一様となるように、前記第1移動局グループに属している移動局と前記第2移動局グループに属している移動局とのそれぞれの送信電力を調整させることを特徴とする請求項24ないし26のいずれか1項に記載の基地局。

請求項31

無線通信ネットワーク(100)において無線リソースを割り当てる方法であって、a)無線チャネルについてのユーザトラフィックをモニタリングするステップと、b)前記無線通信ネットワーク(100)における1つ以上のユーザ装置について前記無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを収集するステップと、c)記無線チャネルのチャネル品質を示す前記パラメータに基づいて、前記チャネル品質が所定の閾値を下回ったユーザ装置と別の無線リソースを用いて通信を確立するステップと、d)前記別の無線リソース上でリソーススケジューリング要求を受信するステップと、e)許可された無線リソース上で送信されたデータを受信するステップとを含むことを特徴とする方法。

請求項32

前記c)のステップは、c1)前記無線通信ネットワーク(100)における前記ユーザ装置に直交した専用のリソースを付与するサブステップを含むことを特徴とする請求項28に記載の方法。

請求項33

前記無線通信ネットワーク(100)における前記ユーザ装置は、前記直交した専用のリソース上でのみリソーススケジューリング要求を送信することを特徴とする請求項29に記載の方法。

請求項34

前記無線通信ネットワーク(100)における前記ユーザ装置に直交した専用のリソースを付与する前記サブステップは、永続的なスケジューリング許可または前記無線通信ネットワーク(100)における前記ユーザ装置についての専用チャネルを付与するステップを含むことを特徴とする請求項28または29に記載の方法。

請求項35

前記c)のステップは、前記ユーザ装置に前記別の無線リソース上で周期的にスケジューリング要求を送信することを許可し、無線リソースリクエストをスケジューリングされた前記ユーザ装置についての永続的なスケジューリング無線チャネルをモニタリングするステップを含むことを特徴とする請求項28に記載の方法。

請求項36

コンピュータプログラムであって、a)無線チャネルについてのユーザトラフィックをモニタリングするステップと、b)前記無線通信ネットワーク(100)における1つ以上のユーザ装置について前記無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを収集するステップと、c)記無線チャネルのチャネル品質を示す前記パラメータに基づいて、前記チャネル品質が所定の閾値を下回ったユーザ装置と別の無線リソースを用いて通信を確立するステップと、d)前記別の無線リソース上でリソーススケジューリング要求を受信するステップと、e)許可された無線リソース上で送信されたデータを受信するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

技術分野

0001

本発明は、無線通信ネットワークにおけるリソース割当手法に関する。

背景技術

0002

移動通信ネットワークアドホック通信ネットワークなどの無線通信ネットワークの発展を通して、無線リンクを使用するユーザへの無線リソースの効率的な配分の問題は、様々な最適化手法主題となっている。そのような最適化手法に関係するパラメータは、ユーザスループット遅延時間および無線リソース配分の公平性である。これらのパラメータが並立しないことから、様々な最適化手法は、たいていそれらの中の1つを最適化することを目指している。無線通信ネットワークにおいてユーザへ無線リソースを配分する際に実行されるシグナリングは、様々なユーザからの無線リンクへのアクセスの管理を担当するMAC(媒体アクセス制御、Media Access Control)レイヤでたいてい制御される。

0003

広く使用されている従来のUL MAC(Uplink Media Access Control)プロトコルの2つの原理としては、無線チャネルへのスケジューリング予約)されたアクセスと、コンテンションベースアクセスとがある。コンテンションベースのULMACプロトコルを使用する利点は、どのユーザ(装置)も、送信すべきデータがあると直ぐに送信を開始できることである。この特性は、コンテンションベースのUL MACプロトコルに、負荷が小さい(それ故、2人以上のユーザからの送信が衝突するリスクが小さい)とき、遅延が少ないという利点をもたらす。コンテンションベースのMACプロトコルにおける1つの重要な欠点は衝突である。すなわち、衝突は、セルまたはカバレッジエリア内の2人以上のユーザが、同じユーザに同時にデータの送信を開始するときに発生する。コンテンションベースプロトコルの例には、ALOHA、Slotted ALOHA、CSMA(Carrier Sense Multiple−Access)、CSMA−CD(Carries Sense Multiple Access with Collision Detection)、S−MAC(Sensor Media Access Control)、T−MAC(Timeout Media Access Control)がある。

0004

しかし、負荷が大きいとき、TDMA(Time Division Multiple Access)、TRAMA(Traffic−Adaptive Medium Access)またはFLMA(Flow−aware Medium Access Framework)などの予約型のMACプロトコルは、遅延、システムスループットおよび衝突確率のすべてに関してコンテンションベースのプロトコルより性能が良い。UL MACプロトコルは、コンテンションベースのリソース予約リソースの両方をたいてい使用する。通常、ユーザはコンテンションベースのチャネルスケジューリング要求メッセージを送信でき、そうすることにより、データ送信のためスケジューリングされたリソースを割り当てられる。

0005

そのようなMACプロトコルの1つは、非特許文献1に提案されており、それは、数人のユーザが、コンテンションベース送信でも予約送信でもよいアップリンクチャネル共用するWINNERにより提案された無線通信ネットワーク内での、ユーザ間の無線リソース配分を目的としている。ユーザが、コンテンションベースのチャネルでリソース要求を送信してもよいのに対して、基地局は、以降のデータ送信に関して対応するユーザに予約チャネルのリソースを割り当てることによって対応してもよい。ユーザはまた、アップリンク予約チャネルで進行中のデータ送信に、スケジューリング要求ピギーバックしてもよい。

0006

さらに、特許文献1は、時間領域におけるコンテンションベースの送信期間タイムスロット)およびコンテンションフリー送信期間から成るスーパーフレーム構造を提案する無線通信システムを記載している。コンテンションフリー送信期間中、ユーザは予約チャネルで送信するのに対して、コンテンションベース期間中は競争となる。

0007

もう1つのコンテンションベースおよびスケジューリングベースのMACプロトコルは、Wright氏、他による特許文献2に記載されており、それでは基地局が、無線リンク上の全携帯デバイスブロードキャストチャネルで制御メッセージ周期的に送信する。その制御メッセージには、アップリンクチャネルの送信ウィンドウのタイプおよびサイズと、送信ウィンドウが割り当てられている携帯デバイスの識別子とを含む。しかし、特許文献2で開示されているMACプロトコルは、ほぼCDMAだけに限定されている。

0008

2人のユーザがコンテンションベースのチャネルで衝突すると、基地局は、たいてい最強の信号だけを正しく復号できるであろう。そして、弱い方の信号は通常復号されず、メッセージは、いくらか(通常はランダム)の期間後にまた再送信されなければならない。衝突する信号の受信電力がほぼ等しい場合、衝突で両方の信号とも失われる確率が大きい。しかし、両方のユーザとも、いくらか(ランダム)の待ち時間の後、メッセージを再送信するので、同じユーザ同士が再び衝突する機会を小さくすることができる。これについては、例えば特許文献1および2の両方の特許文献に記載されている。

0009

米国特許出願公開第2006/0050742号明細書
米国特許第6,240,083号明細書

先行技術

0010

Dahlman, E.外「未来無線アクセスのためのフレームワーク(A Framework for Future Radio Access)」

発明が解決しようとする課題

0011

しかし、上記のMACプロトコルには、共通の1つの問題がある。ユーザが基地局から遠く離れた場所にいる場合は、信号は常に低電力で受信される。システムの負荷が大きい場合、セルの端のユーザは、より大きい電力で受信されるセルの中心にいる他のユーザの送信とほとんどの場合に衝突する。直ぐ近くのユーザからの受信電力と遠く離れたユーザからの受信電力との均衡を保つある種の(開ループまたは閉ループ送信電力制御が行われた場合でさえ、電力の限界に到達して、それ故、それ以上に送信電力を増加することができないユーザが常にいる。そのような電力限界シナリオでは、セルの端のユーザからのメッセージは、基地局により近い他のユーザとの競合で常に負けるので、負荷が大きいとき、基地局に届くのが困難である。このことは、システムのカバレッジに不要な制限を加える。

0012

それ故、本発明の目的は、既知の技術の少なくともいくつかの問題を解決することである。

課題を解決するための手段

0013

この目的は、無線通信ネットワーク内で通信するための移動局(移動局)であって、少なくとも1つの受信部および少なくとも1つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタする第1のユニットと、通信ネットワーク内の衝突を検出する第2のユニットと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第3のユニットとを備え、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータが所定の閾値未満に低下するとき、および/または衝突の推定確率が所定の閾値を超えるとき、セパレートされた(別の)無線チャネルを通して無線通信ネットワークの基地局と通信するように構成される移動局によって達成される。

0014

この移動局の利点は、基地局のカバレッジエリア内の基地局により近い他の移動局と無線リソースを競争せずに、この移動局が基地局と通信することが可能であり、それ故、送信電力による制限を受けにくいことである。本発明による移動局のもう1つの利点は、セルの端のユーザが非直交チャネルで通信できなければならない最悪のシナリオに備えてシステムを設計する必要がないことである。このことは、システムのカバレッジを向上し、システムのコストを下げることになる。

0015

さらに、上記の移動局および基地局が通信を確立し得る別のチャネルは、直交スケジューリング要求チャネルでもよい。

0016

移動局はまた、衝突の検出に基づき、移動局と基地局の通信のために基地局が別の無線チャネルを確立するのを待つように構成されてもよい。しかし、別の無線チャネルの確立が失敗に終わった場合、移動局は、衝突の検出に基づき、RACH(ランダムアクセスチャネル)を通じて基地局にリソーススケジューリング要求を送信してもよい。これは、移動局と基地局との間の無線チャネルのトラヒックが、例えばネットワークの高負荷などによって困難な状態にある場合に役に立つことがある。代替チャネルとしてのRACHの使用は、RACHがたいていは制御信号伝達に使用され、過負荷になりそうにないので、そのような場合にも移動局から基地局にやはり連絡できる利点をもたらすであろう。

0017

本発明の別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内で通信するための移動局であって、少なくとも1つの受信部および少なくとも1つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタするデバイスと、通信ネットワーク内の衝突を検出するデバイスと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する装置とを備え、送信すべきデータがないときに無線リソース要求を送信するように構成される移動局によって達成される。

0018

直ぐ上に述べた態様の移動局の一実施形態によれば、無線チャネルは、コンテンションベースのチャネルを備えてもよい。

0019

無線リソース要求は、例えば、リソーススケジューリング要求を備えてもよい。このリソーススケジューリング要求は、以降の無線リソースニーズ推定値に対するスケジューリング要求を場合によっては含んでもよい。

0020

このように既知の技術とは対照的に、衝突に遭遇しているかまたは衝突に遭遇しそうな移動局は以降のリソースニーズを予想し、それを基地局に通知する。これは、少し後の送信すべきデータがある時点における、当該移動局で利用可能な無線リソースの見込みを増やす。

0021

それとは別に、移動局は、少なくとも1つの送信バッファをさらに備え、少なくとも1つの送信バッファが空のとき、スケジューリング要求を送信するように構成されてもよい。

0022

上記の移動局の一実施形態によれば、移動局は、基地局からリソーススケジューリング許可を受信したときに、基地局に送信すべきデータがあるかどうかをチェックするように構成されてもよく、その場合、そのリソーススケジューリング許可を受信したときに、移動局に送信すべきデータが少しもない場合、基地局に新しいリソーススケジューリング要求を送信するようにさらに構成される。こうすることにより、利用可能な無線リソースの見込みは、衝突に遭遇しているかまたは衝突に遭遇しそうな移動局が実際に基地局に送信すべきデータを有するとき増加する。

0023

この新しいリソーススケジューリング要求は、データと一緒に例えばスケジューリングされたリザーブチャネル(予約保留)チャネルで伝送された当初送信のリソーススケジューリングメッセージと、異なるフォーマットを有してもよい。

0024

上記の移動局の別の実施形態によれば、基地局に送信される無線リソース要求は、移動局に送信すべきデータがもうないことを示す優先フラグを含んでもよい。優先フラグの使用は、送信すべき重要なデータを有する移動局が、送信すべき優先度の低いデータだけを有し、衝突に遭遇する移動局より高い優先度を与えられるという追加の利点も有するであろう。

0025

上述の本発明による移動局は、基地局のカバレッジエリアの端に位置してもよい。通例、この位置に存在する移動局はたいがい、基地局により近い位置に存在する他の移動局と衝突するか、またはコンテンションベースのチャネルで競争に敗れるであろう。

0026

本発明のまた別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内で通信するための基地局であって、少なくとも1つの受信部および少なくとも1つの送信部と、無線通信ネットワーク内の動作をモニタする第1のユニットと、通信ネットワーク内の衝突を検出する第2のユニットと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第3のユニットとを備え、チャネル品質が所定の閾値未満に低下するおよび/または衝突確率が所定の閾値を超える移動局に、スケジューリングされた(予約)無線チャネルを確立するように構成される基地局によって達成される。

0027

このスケジューリングされた無線チャネルは、例えば直交無線チャネルを備えてもよい。このようにして、無線チャネルリソースの競争に勝つのが難しい移動局が基地局によって検出され、衝突に遭遇しそうになく他の移動局と競争する必要がない別の無線チャネルの無線リソースを取得できる。

0028

当然のことながら、1つ以上の移動局への予約無線チャネルを確立する前に、基地局が、それらの1つ以上の移動局に送信すべきデータがあるかどうかをチェックすることは可能であろう。

0029

上記のチャネル品質に関する限り、SINR(信号対干渉雑音比、Signal-to-Interference and Noise Ratio)、ISI符号間干渉、Inter Symbol Interference)、RSSI(受信信号強度、Received Signal Strength Indicator)、経路損失ジオメトリ要因(geometry factor)、またはチャネル品質を示す他のパラメータに関して表現されてもよい。

0030

本発明の別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内の通信のための基地局であって、少なくとも1つの受信部および少なくとも1つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタするデバイスと、通信ネットワーク内の衝突を検出するデバイスと、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する装置とを備え、無線通信ネットワーク内の1つ以上の移動局からデータを受信し、データ送信に成功後の1つ以上の移動局からのデータのさらなる送信を、所定の待ち時間遅らせるように構成される基地局によって達成される。

0031

これをすることによって、基地局は、1つ以上の移動局が無線チャネルを絶えず占有するのを抑制し、そのカバレッジエリアまたはセル内の移動局の間で、利用可能な無線リソースをより平等に配分できる。

0032

本発明による基地局のもう1つの実施形態によれば、基地局は、所定の時間中は無線通信ネットワーク内の他の移動局からデータを受信するように構成されてもよい。

0033

本発明による基地局のまた別の実施形態によれば、基地局は、無線通信ネットワーク内の1つ以上の移動局に待ち時間を示す情報を送信するように構成されてもよい。このようにして、無線通信ネットワーク内の各移動局は、基地局にいつ次のデータを送信すべきかを知る。この情報は、基地局に首尾よくデータを送信した各移動局に直接送信されてもよいし、また無線通信ネットワーク内の1つ以上の移動局へのACK/NACK(Acknowledged/Not Acknowledged)信号と一緒に送信されてもよい。

0034

無線通信ネットワーク内の各移動局に対して待ち時間についての情報を送信するもう1つの手段は、基地局が制御チャネルで情報を送信するように構成されることでもよい。この制御チャネルは、例えば専用チャネルやブロードキャストチャネルなどでもよい。

0035

ここで、基地局が上述の待ち時間を決定論的パラメータとして取り扱うことも、またランダム変数として取り扱うことも可能であってもよい。

0036

本発明のまた別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内の通信のための基地局であって、少なくとも1つの受信部および少なくとも1つの送信部と、通信ネットワーク内の動作をモニタする第1のユニットと、無線通信ネットワーク内の1つ以上の移動局から受信した信号の信号品質を示すパラメータを計算する第2のユニットで、かつ信号品質が所定の値未満であると測定された1つ以上の移動局を少なくとも1つの第1の移動局グループに属するようグループ化し、信号品質が前述の所定の値を超えると測定された1つ以上の移動局を少なくとも1つの第2の移動局グループに属するようグループ化するように構成される第2のユニットとを備え、少なくとも1つの第1の移動局グループと少なくとも1つの第1の無線チャネルで通信し、少なくとも1つの第2の移動局グループと少なくとも1つの第2の無線チャネルで通信するように構成される基地局によって達成される。

0037

これは、信号品質の低い移動局がやはり比較的信号品質の低い移動局と競争し、信号品質の高い移動局が比較的信号品質の高い移動局と競争するという利点を有するであろう。従って、信号品質の高い移動局が信号品質の低い移動局に自動的に勝たず、信号品質の低い移動局も基地局から予約無線リソースを取得する公平な機会を有する。

0038

上記の本発明の基地局の一実施形態によれば、少なくとも1つの第1および第2の無線チャネルは、相互に直交してもしなくてもよいコンテンションベースの無線チャンネルであってもよい。

0039

本発明の基地局の別の実施形態によれば、第1のグループの移動局および第2のグループの移動局に、第1のグループと第2のグループ間信号減衰の差を補償するようにそれらの送信電力を適応させるように基地局を構成することが可能であってもよい。これは、信号品質の低い移動局に基地局からスケジューリングされた無線リソースを取得するさらによい機会を与える。

0040

本発明のまた別の態様によれば、本発明の目的は、無線通信ネットワーク内の無線リソースを割り当てる方法であって、
a)無線チャネルのユーザトラヒックをモニタする工程と、
b)無線通信ネットワーク内の1人以上のユーザに対する無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを収集する工程と、
c)無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータに基づき、チャネル品質が所定の閾値未満に低下する前述のユーザの1つ以上と別の無線リソースで通信を確立する工程と、
d)別の無線リソースでリソーススケジューリング要求を受信する工程と、
e)許可したスケジューリングされた無線リソースで送信されたデータを受信する工程と
を備える方法によって達成される。

0041

本発明による方法の利点は、本発明による移動局および基地局の利点に類似している。

0042

本発明の方法の一実施形態によれば、工程c)は、
c1)無線通信ネットワーク内の前述のユーザに対して直交した専用リソースを付与するサブ工程
をさらに備えてもよい。

0043

本発明の方法のまた別の実施形態によれば、無線通信ネットワーク内のユーザは、前述の直交した専用リソースでリソーススケジューリング要求だけを送信してもよい。これは、普通リソーススケジューリング要求を送信するために使用されるコンテンションベースチャネルの負荷を減らす利点があるであろう。

0044

本発明の方法のまた別の実施形態によれば、直交した専用リソースの付与は、無線通信ネットワーク内の1つ以上のユーザに対する永続的なスケジューリング許可または専用チャネルの付与を含んでもよい。

0045

本発明の方法の同様に可能な一実施形態は、工程c)で、ユーザに別の無線リソースでスケジューリング要求を周期的に送信することを許可し、ユーザからの予約無線リソース要求に関して永続的なスケジューリング無線チャネルをモニタする工程を含んでもよい、ことであってもよい。

0046

本発明の別の態様によれば、本発明の目的は、
a)無線チャネルのユーザトラヒックのモニタと、
b)無線通信ネットワーク内の1つ以上のユーザに対する無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータの収集と、
c)無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータに基づくチャネル品質が所定の閾値未満に低下した1つ以上のユーザと別の無線リソースで通信の確立と、
d)別の無線リソースでリソーススケジューリング要求の受信と、
e)許可したスケジューリングされた無線リソースで送信されたデータの受信と
命令セットを備えるコンピュータプログラムによって達成される。

0047

コンピュータプログラム製品は、上述の本発明による方法の工程を実施するように特に構成される。

0048

本発明のこれらの利点および他の利点は、添付の図面を参照した以下の詳細説明から、より容易に理解されるであろう。

図面の簡単な説明

0049

無線通信ネットワークのアップリンク衝突問題を示す図である。
本発明による移動局の一実施形態を示す図である。
本発明による基地局の一実施形態を示す図である。
本発明の第1の実施形態による方法のステップを描くフローチャートである。
本発明の方法の第2の実施形態による、無線通信ネットワークのコンテンションベースのリソース要求チャネルでの競争で問題を有するユーザに、永続的な直交リソース要求チャネルを割り当てるステップを描くフローチャートである。
本発明の方法の第3の実施形態による、携帯端末の送信バッファが空の場合に、携帯端末がデータ送信にリソース要求をピギーバックするステップを描くフローチャートである。
本発明の第4の実施形態による、ユーザ開始のポーリングの実行に必要なステップを描くフローチャートである。
本発明の方法の第5の実施形態による、遅延時間制御型データ送信の実行に必要なステップを描くフローチャートである。
本発明の方法の第6の実施形態による、無線通信中の1つ以上の移動局の経路損失に応じて、リソースをスケジュールするために取られるステップを示すフローチャートである。

実施例

0050

図1は、無線通信ネットワーク100の代表的なシナリオを示し、そこでは、第1と第2の移動局AおよびBが基地局110によってカバーされるカバレッジエリアまたはセル130の中心近くに位置しており、第3の移動局Cが基地局110から遠く離れたセルの端に位置している。第3の移動局Cは、第2の基地局120によってカバーされる第2のカバレッジエリアまたはセル140の端にも位置している。このセル140内には、第4の移動局Dがセル140の中心近くに位置している。ここで、移動局AとBの両方とも予定されたデータを同時に送信する必要があり、かつ、両方とも基地局110から有効なアップリンク送信許可を受け取っていない場合、その許可を受けるために、両方ともコンテンションベースのチャネルで基地局110にスケジューリング要求を送信しなければならない。これらのスケジューリング要求の送信が同じスケジューリング要求チャネルで同時に行われた場合、それらは衝突し、基地局は両方のスケジューリング要求の送信を検出できないことがある。さらに、第3の移動局Cが電力限界にある場合、第3の移動局Cは、必要とされるSIR(信号対干渉比)レベルで基地局110が受信できるようには信号を送信できないであろう。対照的に、第1と第2の移動局AおよびBは基地局110から短い距離のところにあるので、第1と第2の移動局AおよびBからの信号は、基地局110までにはるかに小さい経路損失を受け、それ故、移動局AおよびBから送信される信号は、必要なSIRレベルで受信される。この場合、移動局AまたはBが競合に勝ち、基地局は、移動局AまたはBから送信されるスケジューリング要求を復号できるであろうが、電力限界の移動局Cから送信されるスケジューリング要求は復号できないであろう。コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルの負荷が大きい場合、第3の移動局Cは、より小さい経路損失を有する他のユーザ(ユーザ装置)とほとんど常に衝突し、従って第3の移動局Cは、競合にほとんど全く勝てず、その結果、予約(直交)送信チャネルのアップリンク送信許可を少しも付与されない。全く同じシナリオは、第3の移動局Cおよび第4の移動局Dが、第2の基地局120にリソーススケジューリング要求を送信するために、コンテンションベースのチャネルで競争するとき、セル140内でも起こりそうである。第4の移動局Dがセル140の中心近くに位置しているのに対して、第3の移動局Cは第2のセル140の端近くに位置しているからである。

0051

図2では、本発明による移動局200の一実施形態の概要が示されている。この例では、移動局200は、データおよび制御情報送受信する送受信部210を装備している。当然のことながら、送受信部210は、2つの別々のユニットでもよい。さらに、移動局200は、無線通信ネットワーク100内の動作をモニタする第1のユニット220を備えてもよく、第1のユニット220は、無線通信ネットワーク100内の他の移動局がデータを送信中か、スタンバイモードで動作中か、または例えばスリープモードにあるかどうかを検出してもよい。このユニット220は、移動局200の送受信部210と伝達しあっている。

0052

また、移動局200は、無線通信ネットワーク100内の衝突を検出する第2のユニット230を備えてもよく、第2のユニット230は、送受信部210および無線通信ネットワーク100内の動作をモニタする第1のユニット220と接続している。衝突検出の一例は、リソースリザベーション(予約)要求メッセージを基地局110に送信したがリソース許可メッセージを受信できなかった場合、もしくは、基地局110からの応答が受信されなかった場合、またはRTS(送信要求、Request to Send)メッセージを送信したが基地局110からCTS受信準備完了、Clear to Send)メッセージを受信できなかった場合があろう。第2のユニット230は、この場合、衝突情報メッセージを発行するか、または所定の時間の範囲内にそのような衝突がいくつか登録されるまで待ってから、衝突情報メッセージを発行してもよい。

0053

移動局200は、基地局110と通信するときに、無線チャネルのCQI(チャネル品質インジケータ)を測定する第3のユニット240をさらに備えてもよい。このユニットは、基地局110から受信した信号から、SINR(信号対干渉雑音比)、RSSI(受信信号強度)、ISI(符号間干渉)などのチャネル品質の特性を示す任意のパラメータを測定してもよいし、またこれらのパラメータの中の複数のパラメータからCQIを計算してもよい。この場合、この第3のユニット240は、送受信部210を通してCQIを基地局に返信するように構成される。動作モニタリングユニット220は、CQIユニット240にも接続していてもよい。CQI測定をどのように実行するかしだいで、CQIユニット240は、動作についての情報も提供してもよい。

0054

最後に、移動局200は、直ぐに送信しようとしているデータを格納する送信バッファ250も備えてもよい。

0055

ここで図3を参照すると、本発明による基地局300の一実施形態が提示されている。図2の移動局200と同様に、基地局300は、移動局および他の基地局とデータおよび制御情報を送受信する送受信部310を備える。この例では、基地局300は、送受信部310を1つだけ備えるが、送信ダイバーシティおよび受信ダイバーシティのために1つを超える送信部および受信部を備えても同様によい。

0056

また、基地局300は、無線通信ネットワーク100内の動作をモニタする第1のユニット320を備えてもよく、第1のユニット320は、例えば、送受信部310を通して無線通信ネットワーク100内の1つ以上の移動局の状態を検出してもよい。この状態は、移動局が取ることができる送信中、アイドルもしくはスリープ、または他の状態でもよい。

0057

また、基地局は、通信ネットワーク内の衝突を検出する第2のユニット330を備えてもよい。このユニットは、送受信部310と接続していて、無線通信ネットワーク100内の動作をモニタする第1のユニット320とも場合によっては接続しており、無線通信ネットワーク100内の1つ以上の移動局の衝突を検出する役割と、場合によっては、これらの移動局がそれを通して無線リソースリザベーション要求を送信できる、これらの移動局へ相互に直交したチャネルを確立する役割とを有する。これについては、本明細書の後段でより詳細に説明する。

0058

第1のユニット320および第2のユニット330とは別に、移動局300は、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第3のユニット340も備えてもよい。図2の移動局200の第3のユニット240と同様に、このユニットは、SINR、ISI、無線チャネル減衰またはチャネル品質を示す他のパラメータなどのパラメータを測定することによって、または1つ以上の移動局にテスト信号を送信し、1つ以上の移動局の応答からこれらのパラメータを決定することによって、チャネル品質を計算してもよい。別の実行可能手段は、1つ以上の移動局から受信したデータ信号直接測定を実行することであろう。無線通信ネットワーク内の1つ以上の移動局に関して測定したパラメータを使用して、第2のユニット330は、無線通信ネットワーク100内の1つ以上の移動局に対する衝突または衝突の可能性を判定してもよい。

0059

さらに、無線通信システム内の動作をモニタする第2のユニット320は、無線通信ネットワーク内の衝突を検出する第3のユニット330と、無線チャネルのチャネル品質を示すパラメータを決定する第4のユニット340とに接続している。

0060

第1、第2、第3のユニット320、330、340は、1つのユニットとして一体化されてもよい。一体化の利点は、上記のユニットをIC上に組み立てる場合、チップスペース節減することであろう。同様に、移動局200内の第1、第2、第3のユニット220、230、240も、上記と同じように1つのユニットとして一体化されてもよい。

0061

ここで図4を参照すると、フローチャートが本発明による方法の第1の実施形態の方法ステップを示し、そこでは、図1の基地局110がコンテンションベースのスケジューリングチャネルの問題を解決する積極的な役割を担う。

0062

ステップ400で、例えば図1の基地局110などの基地局が、コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルのトラヒックをモニタする。このチャネルでは、どの移動局も、データを送信するために必要な無線リソースのスケジューリング要求をいつでも送信することを許可されている。コンテンションベースのチャネルのモニタリングは、基地局110のカバレッジエリア130内の各移動局からのCQIの検出を含んでもよい。

0063

また、基地局110は、各移動局から受信したデータ信号の電力を検出し、無線チャネルの減衰を測定してもよい。移動局から受信した電力および減衰測定値を使用して、移動局の電力限界が判定されてもよい。電力限界の意味は、減衰が甚大であるなど、無線リンクの減衰のせいで、移動局がある最大送信電力限界までしか送信電力を増加させることができないため、ターゲットSIRでもって信号を基地局110が検出できるようには、この最大送信電力では十分に当該信号を送信することができないような状況につながることである。

0064

基地局がモニタしてもよい他のパラメータは、無線リンクの負荷、すなわち、利用可能な帯域幅のどのくらいの割合が、基地局110のカバレッジエリア内の移動局によってデータ送信に使用されているかに基づいてもよいし、また移動局もしくは基地局110の動作、すなわち移動局または基地局が送信中か、アイドルモードか、スタンバイモードか、他の動作モードかに基づいてもよい。

0065

ステップ410で、上記で集めたチャネル品質を示すパラメータがある所定の閾値未満に低下する場合、またはこれらから計算されたデータが、1つ以上の移動局が第1の基地局110のセル130内の他の移動局との競争で問題を有することを示す場合、基地局110は、420で、対応する電力限界移動局のポーリングを決定する。このようにして、これらの移動局に基地局と通信できる直交リソースが割り当てられる。

0066

それからステップ430で、ポーリングされた移動局の1つ以上が基地局110に送信すべきデータを有する場合、基地局110は、ステップ440でポーリングされた移動局の1つ以上から直交アップリンクリソースで無線リソーススケジューリング要求を受信する。

0067

あるいは、ポーリングされた移動局のどれも送信すべきデータを持たない場合、基地局は、ステップ432で所定の時間待ってから、再びステップ420で1つ以上の移動局をポーリングする。

0068

ステップ440で、基地局110は、コンテンションベースチャネルでの競争に問題を有すると検出された1つ以上の移動局から、新しく割り当てた直交リソースでリソーススケジューリング要求を受信する。

0069

次にステップ450で、1つ以上の移動局からのリソーススケジューリング要求に対して、それらの移動局のデータ送信のためにリソースの予約が認められる。

0070

最後にステップ460で、基地局110は、予約無線リソースで移動局から送信されたデータを受信し、その後、ステップ400のコンテンションベースチャネルのモニタリングに戻る。

0071

図4のフローチャートは、本発明による方法の第1の実施形態の1サイクルを示しうるものである。また、フローチャートは、本発明による方法の第1の実施形態に関係した、基地局110と1つ以上の移動局の通信の一部だけを描いている。ステップ400におけるコンテンションベースチャネルのトラヒックのモニタリングのほかに、基地局は、コンテンションベースチャネルでも衝突の問題のない他の移動局とデータの送受信をする。

0072

図5は、本発明による方法の第2の実施形態のステップを示し、図4の方法が幾分変更されている。

0073

ステップ500で、図4の第1の実施形態と同じように基地局110は、コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルで品質を示すパラメータをモニタする。

0074

ステップ510でコンテンションベースのチャネルでの競争に問題を有する移動局が検出された場合、ステップ520で、基地局110からこれらの移動局に非コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルでの永続的なスケジューリング許可が与えられる。このようにして、コンテンションベースチャネルで問題を有する移動局と基地局との間でダイレクトでの通信チャネルが確立される。これらの移動局は、スケジューリング要求をより良好な送信状態にある他の移動局と最早競争する必要がない。

0075

他方、ステップ510で基地局110が衝突する移動局を検出しなかった場合、基地局110は、ステップ512で移動局にリソーススケジューリング要求を許可しステップ514で移動局から送信されたデータを受信するという通常の手順をたどる。その後、基地局110は、ステップ500に戻り、そこでチャネル品質パラメータのモニタリングをする。

0076

ステップ530で、基地局110は、永続的なスケジューリング許可を付与された移動局からの周期的なスケジューリング要求を許可したスケジューリングチャネルでモニタする。

0077

ステップ540で、基地局110が永続的なスケジューリングチャネルでスケジューリング要求を受信した場合、ステップ550で1つ以上の移動局が無線リソースを割り当てられる。

0078

最後にステップ560で、移動局110は、1つ以上の移動局からのデータ送信を受信してから、500のチャネルモニタリングステップに戻る。もちろん、基地局は、コンテンションベースチャネルをただ受動的にモニタしているだけでなく、無線通信ネットワーク100内の衝突に遭遇しない移動局とデータの送受信もしている。

0079

図6は、本発明による方法の第3の実施形態の方法ステップを示す。ここでは、方法の実施形態を、コンテンションベースのリソーススケジューリング要求チャネルで競争している移動局の視点から見ている。

0080

ステップ600で、1つ以上の移動局(B)が、基地局110にリソーススケジューリング要求を送信する。

0081

次のステップ610では、1つ以上の移動局が、応答として基地局110からリソース許可を受信する。

0082

同時に、1つ以上の移動局は、ステップ620でアップリンクチャネルの状態をモニタする。

0083

ステップ630で、1つ以上の無線機が、無線リンクでの送信が難しい状態になっていることを検知した場合、すなわちコンテンションベースチャネルで頻繁に衝突に遭遇する場合、ステップ640で、1つ以上の無線機は、アップリンクで送信するつもりのデータにスケジューリング要求を「ピギーバック」することを選択する。このピギーバックされたスケジューリング要求は、この先無線リソースが必要である場合に備えて、この先必要になると推定される無線リソースに関するリソース要求を備える。

0084

ピギーバックされたスケジューリング要求は、当該移動局の送信バッファが空のときに出されることを、ここで述べておく価値がある。要求されたリソースは、とてもサイズが小さいだろうから、この先のスケジューリング要求の送信だけを可能にする。基地局は、データ送信のための通常のスケジューリング要求と異なるやり方で、すなわち、移動局が空の送信バッファを有しているので、ユーザ報告のための要求を許可するまでにより大きな遅延を許容することによって、これから先の直交スケジューリング要求リソースに対するこれらの要求を処理してもよい。対照的に、先行技術のシステムのピギーバックされたスケジューリング要求は、移動局の送信バッファが送信すべきデータを格納しているときだけ送信される。

0085

あるいは、1つ以上の移動局が、コンテンションベースのアップリンクスケジューリング要求チャネルで衝突に少しも遭遇しない場合、基地局110にデータを送信するステップ680に進む。

0086

次いでステップ650で、移動局Bは、基地局110からリソース許可を受信する。

0087

次のステップ660で、基地局110にデータを送信する前に、1つ以上の移動局は、送信すべきデータがあるかどうかをチェックする。

0088

送信すべきデータがない場合、移動局は、ステップ670で、この先必要とするかもしれないリソースのために、再びリソーススケジューリング要求を送信する。1つ以上の移動局は、今回送信すべきデータを持っていないので、リソーススケジューリング要求メッセージを異なるメッセージフォーマットで送信することを選択してもよい。リソース要求メッセージに含めるべき必要のある情報量が、送信すべきデータがある通常の場合よりも少ないからである。バッファ状態についての情報およびデータの優先度は、送信バッファ内にデータがない場合は必要ない。

0089

しかし、送信すべきデータがある場合、基地局110にデータを送信するステップ680に進む。

0090

その後、全部の手順が最初のステップ600に戻る。

0091

しかし、アップリンクチャネルに衝突の問題があるか否かにかかわらず、移動局が現在許可されているリソースを使用しても送信バッファを空にできないとき、リソース要求をピギーバックすることも可能であり、これは先行技術で既知である。1つ以上の移動局は、送信すべきデータをより多く有する場合、現在の送信にスケジューリング要求を付加することを常に選択できる。これは、より速く、よりロバストであることから行われる。しかし、既知の技術とは対照的に、ステップ670のスケジューリング要求は、送信バッファが空のときに送信され、このステップは、コンテンションベースのスケジューリング要求チャネルで衝突問題に遭遇する移動局によってだけ実行される。

0092

しかし、ここで留意すべきは、本発明による方法のこの実施形態では1つ以上の移動局は、基地局110に送信すべきデータがあるとき、ステップ600でリソース要求を送信するだけなので、たいてい、1つ以上の移動局がステップ600に戻るまでにタイムギャップがある。

0093

また、1つ以上の移動局は、リソーススケジューリング要求に優先フラグを付加してもよく(図示せず)、優先フラグは、基地局110からスケジューリングされたリソースを割り当てられるとき1つ以上の移動局が実際に送信すべきデータを有している確率を示してもよい。

0094

一部の移動局はリソーススケジューリング要求と一緒に優先フラグを送信し、一部の移動局はそうしないことも同じく実行可能であろう。こうすることにより、基地局は、優先フラグを含まないリソーススケジューリング要求を送信する1つ以上の移動局に対して、リソース許可を遅らせることができる。すなわち、低い優先度を与え、優先フラグ付きのリソーススケジューリング要求を優先的に処理する。基地局は、まず優先フラグ付きのリソーススケジューリング要求のすべてを処理してから、1つ以上の移動局から優先フラグなしで送信されたリソーススケジューリング要求を許可し始める。しかし、アップリンク無線チャネルの負荷が大きいときは、それらの移動局が基地局110からリソース許可を受信するまでにより長くかかるであろう。

0095

図7は、無線通信ネットワーク100内における1つ以上の移動局の視点から本発明の第4の実施形態による方法の各ステップを示す。

0096

前の実施形態と同じように、1つ以上の移動局が、ステップ700でアップリンクコンテンションベースチャネルのトラヒック状態をモニタする。

0097

ステップ710で、1つ以上の移動局が基地局110と通信するのが困難であり、かつコンテンションベースチャネルで頻繁に衝突することを検出した場合、1つ以上の移動局は、基地局110からのコンタクトを受信して直交アップリンクチャネルを割り当てられるまで、ステップ720で所定の時間待つ。

0098

あるいは、基地局110との通信が衝突なしに進行する場合、1つ以上の移動局は、ステップ714で基地局110にリソーススケジューリング要求を送信する。1つ以上の移動局は、ステップ716でスケジューリング許可を受信し、ステップ760で基地局110にデータを送信する。

0099

さて、ステップ730で、基地局110からのポーリングなしに所定の時間が過ぎた場合、こういうことは種々の理由で起こることがあり、1つ以上の移動局は、ステップ732でRACH(ランダムアクセスチャネル)でリソーススケジューリング要求を送信する。次いでステップ734で、基地局734からリソーススケジューリング許可を受信し、ステップ560の基地局110へのデータ送信に進む。

0100

基地局は、例えばアップリンクスケジューリングチャネルの高負荷のため、または優先度の高い送信すべきトラヒックを有する他の移動局からのスケジューリング要求のために、コンテンションベースチャネルで衝突するユーザをポーリングしないことがある。

0101

また、RACHは、すべてのユーザにスケジューリング要求の送信を許可するように設計されるべきである。通常、RACHでの衝突確率は、リソーススケジューリング要求またはデータを送信するように設計された他のコンテンションベースチャネルよりはるかに小さい。また、RACHに対する無線リソースの量は少なく、ランダムアクセスメッセージ数は、他のコンテンションベースチャネルのスケジューリング要求メッセージ数より通常はるかに小さい。

0102

他方、1つ以上の移動局が所定の待ち時間中に基地局からメッセージを受信する場合、1つ以上の移動局は、ステップ740で基地局がリザーブ(保留)した直交スケジューリングチャネルで基地局110にリソース要求を送信する。

0103

ステップ750で、1つ以上の移動局は、前述の直交スケジューリングチャネルで基地局110からリソーススケジューリング許可を受信する。

0104

最後にステップ760で、1つ以上の移動局は、基地局110にデータを送信し、その後、モニタリングステップ700に戻る。

0105

ここで図8を参照すると、本発明の第5の実施形態による方法の各ステップが示されている。

0106

ここで、本発明による方法のこれまでの実施形態のいくつかと同じように、基地局は、ステップ800でアップリンクスケジューリング要求チャネルをモニタする。

0107

ステップ810で、基地局110は、1つ以上の移動局からデータを受信する。ステップ820でデータ送信が全部正しく受信されていた場合、ステップ840で基地局110は、首尾よくデータを送信し終えた1つ以上の移動局に、以降のデータ送信およびリソース要求の送信を所定の時間遅らせるようにさせる。

0108

この所定の時間すなわち待ち時間は、システム負荷またはランダム変数に応じた決定論的パラメータでもよく、例えばその場合、システム負荷に依存するガウス分布平均値および分散によって表されてもよい。待ち時間は、基地局110からダウンリンクブロードキャストされてもよく、当該の各移動局に直接通知されてもよい。

0109

代替形態として、基地局110は、基地局110に首尾よくデータを送信した1つ以上の移動局のそれぞれに対して待ち時間を計算して、制御チャネルを通して当該移動局にそれを送信してもよい(図示せず)。

0110

さらなる代替形態として、基地局110は、待ち時間パラメータをアップリンクHARQハイブリッドARQ)を制御するためにダウンリンクチャネルで送信するACK/NACKシグナリングと一緒に通知してもよい。こうすることにより、スケジューリング要求を送信するために利用可能なリソースを、システムがコンテンションベースの非直交リソースで常に有することを保証するであろう。

0111

基地局110のカバレッジエリア内における1つ以上の移動局からのデータ送信が失敗した場合、基地局110は、ステップ830で当該の1つ以上の移動局にARQ(自動再送要求コマンドを出す。次いで、1つ以上の移動局は、ステップ810で再びデータを送信する。

0112

最後に、ステップ850で1つ以上の移動局の待ち時間が終わった後、基地局110は、これらの移動局から送信されたデータを受信してから、モニタリングステップ800に戻り、コンテンションベースチャネルのトラヒック状態を再びモニタする。

0113

当然ながら、図8に記載のステップは、基地局110の動作の一部だけを記述し、基地局110は、ステップ800でコンテンションベースチャネルをモニタするほかに、無線通信ネットワーク100内における1つ以上の移動局とのデータの送受信も含む。

0114

図9は、本発明の方法の第6の実施形態による、無線通信中の1つ以上の移動局の経路損失に応じて、リソースをスケジュールするために取られるステップを示すフローチャートである。

0115

ステップ900で、基地局は、コンテンションベースのアップリンクチャネルをモニタする。次いでステップ910で、基地局110は、受信したデータを送信した各移動局の経路損失を計算する。移動局の経路損失は、例えば、対応する移動局からの信号が移動局から基地局110までの途中で遭遇するdB単位の減衰と定義してもよい。基地局は、経路損失を推定するために、移動局の送信電力を知る必要がある。この情報は、リソーススケジューリング要求と一緒に送信されてもよい。

0116

ステップ920で1つ以上の移動局の経路損失がある所定の値を超える場合、これらの基地局は、いわゆるコンテンショングループへグループ化される。この例では、一定の閾値を超える経路損失を有する移動局は、ステップ930で「高経路損失グループ」に配置され、残りの移動局は、925で「低経路損失グループ」に配置される。移動局は2つのコンテンショングループを超えるグループに分類されてもよく、移動局の経路損失を比較する1つを超える閾値があってもよいことを、ここで述べておくべきである。

0117

ステップ940で、基地局110は、コンテンショングループのそれぞれに対して非直交スケジューリング要求チャネルを割り当てるが、この場合、「高経路損失グループ」用のスケジューリング要求チャネル1つと、「低経路損失グループ」用のスケジューリング要求チャネル1つであろう、次にその情報を関与している各移動局に送信する。このようにして、基地局110のカバレッジエリア120内の各移動局は、どのコンテンショングループに属するか、リソーススケジューリング要求を送信するとき、どのリソーススケジューリングチャネルを使用すべきかを知る。

0118

次のステップ950で、基地局110は、第1または第2のコンテンションベースのグループに配置された移動局の1つからスケジューリング要求を受信する。

0119

その後ステップ960で、基地局110は、スケジューリング要求を送信している1つ以上の移動局の経路損失がステップ920で取得した測定値から変わっているかどうかをチェックする。

0120

経路損失が変化した場合、基地局は、ステップ965でそれら1つ以上の移動局に他のコンテンショングループを割り当て、ステップ967でそれら1つ以上の移動局にスケジューリング許可を送信する。

0121

その後ステップ980で、基地局110は、1つ以上の移動局から送信されたデータを受信する。

0122

しかし、ステップ960で基地局110が、スケジューリング要求を送信している1つ以上の移動局の経路損失が、ステップ920での最後の測定以降変わっていないと判定した場合、ステップ970で基地局110は、許可を要求している1つ以上の移動局にスケジューリング許可を発行する。

0123

最後にステップ980で、基地局110は、1つ以上の移動局から送信されたデータを受信してから、モニタリングステップ900に戻る。このようにして、セルの端にいる電力限界のユーザは、たいがい同様に電力限界でセルの端またはセルの端近くに位置しているユーザとだけ衝突しそうである。

0124

ステップ900でコンテンションベースチャネルをモニタするほかに、基地局110は、コンテンションベースチャネルで衝突しない1つ以上の移動局からもデータを受信する(図示せず)ことを、付け加えておくべきである。

0125

上記の方法の実施形態は、コンピュータメモリ、すなわち、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read−only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−only Memory)またはコンピュータプログラム製品を格納するのに適した他のメモリに格納された、コンピュータプログラムによって実施されるのに特に適していることも付け加えてもよい。上記の方法の実施形態の方法ステップを実施するコンピュータプログラム製品は、CD−ROM、DVD、ハードディスクまたはデータ格納に適した他の媒体などの記憶媒体に同様に格納されてもよい。

0126

最後に、上記の本発明の実施形態は例証目的のためだけであり、本発明は、添付の特許請求の範囲によってだけ限定されることを述べておくべきである。

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