JP2006087110A - 無線通信システムのレート制御、スケジューリング、および応答を行う方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線通信システムでアクティブ・セットの複数の基地局から移動装置に制御情報を伝送する方法により、複数のアクティブ基地局から発信される情報を単一のサービング基地局を介してルーティングすることによって、リソースの消費を低減すること。
【解決手段】 サービング基地局は、アクティブ基地局からの情報をプールし解析して、プールした情報の解析をダウンリンク制御チャネルを介して送信し、移動装置が評価し応答する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無線通信システムに関する。

無線システムなど通信システムは、様々な加入者の要求を満たすように設計されている。サービス提供者は、通信システムの性能全体を向上させる方法を常に追求している。無線通信システムは、過去においては音声通信に使用されていたが、最近の技術開発により高速データ伝送も可能になった。加入者がデータ（すなわち電子メールまたはインターネットからの情報）を得るための無線通信がますます一般的になってきているため、通信システムはより高い処理能力を有し、高品質のサービスを維持するようにより厳密に制御されなければならない。通信は、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＵＭＴＳ）またはＣＤＭＡ規格など任意の所望の通信規格に従って行われる。

当技術分野で周知であり図１で全般的に示したように、無線通信システム１００は、１つまたは複数のセクタ１０２を有するセル１０１に分割されたサービスカバレッジ領域をサーブする。基地局１０４、１０４ａは、少なくとも１つのセル１０１内のセクタ１０２と関連する。適応変調および符号化によって、ユーザが見る現在のチャネル状態に適したトランスポート形式（たとえば変調および符号化）を選択することができるようになる。こうしたシステムには２方向のデータ・フローがある。すなわち基地局１０４、１０４ａから移動装置１０６への通信はダウンリンク方向のフローであると考えられ、移動装置１０６で発信され基地局に送信される通信はアップリンク方向のフローであると考えられる。所与の基地局は、その基地局が現在データを移動装置１０６に伝送している場合は、サービング基地局１０４ａであると考えられる。新しいサービング基地局として機能する候補として移動装置１０６によって選択されるこうした基地局および他の基地局１０４、１０４ａは、集合的に基地局の「アクティブ・セット」として知られている。したがって、サービング基地局１０４ａは、基地局のアクティブ・セットのメンバであると考えられる。移動装置１０６による伝送の電力制御に必要な情報など制御情報は、基地局のアクティブ・セット全体によって伝送される。

ＣＤＭＡ規格、特にＣＤＭＡ２００ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄには、アップリンク上の移動装置１０６から所与の基地局１０４、１０４ａまでの伝送を制御する幾つかの追加のエアインターフェース制御機構が組み込まれている。この制御機構によって、システム１００内の基地局１０４が移動装置１０６の伝送に関する様々な機能を実行することができるようになる。こうした機能には、データ伝送のために移動装置１０６をスケジュールする（すなわち移動装置１０６が選択されたデータ・レートおよび／または電力レベルで伝送するように導く）スケジュール認可、移動装置１０６の伝送レートの変化を全て示すレート制御コマンド、および移動装置１０６からの伝送の受信の成功または失敗を応答する応答が含まれる。

当技術分野で知られているように、移動装置１０６は、他の基地局がアクティブ・セットに存在しない場合は、単にサービング基地局１０４ａと通信する。移動装置１０６が他の基地局（すなわちサービング基地局並びに追加の基地局を含むアクティブ基地局１０４）と同時に通信を開始した場合、移動装置１０６はハンドオフ状況にあると考えられる。Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｈａｎｄｏｆｆ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ（ＵＨＤＭ）など信号メッセージが１つまたは複数の基地局１０４、１０４ａによって移動装置１０６に送信されて、移動装置１０６をハンドオフ状態に移動させる。

図１で示したように、ＣＤＭＡ２０００ Ｒｅｖｉｓｉｏｎ Ｄ規格などＣＤＭＡ規格に準拠する移動装置１０６は、サービング基地局１０４ａだけからスケジューリング認可を受信する。しかし、レート制御コマンドは、全てのアクティブ・セット基地局から送信されるが、応答はアクティブ基地局１０４の幾つかまたは全てから送信され、サービング基地局１０４ａからは常に送信される。

通常、基地局１０４、１０４ａごとに３つの別々の共用ダウンリンク制御チャネルが使用されて、基地局１０４、１０４ａから移動装置１０６にスケジュール認可、レート制御コマンド、および応答が通信される。さらに、こうしたチャネルごとに特定のサブチャネルが制御情報を所与の移動装置１０６に通信する。システム１００がスケジューリング、レート制御、および／または応答情報を全てのアクティブ基地局１０４、１０４ａから送信する意図がない場合でも、こうした共用ダウンリンク制御チャネルおよびコードまたはタイムスロット・サブチャネルのＩＤは、アクティブ・セットの基地局ごとに移動装置１０６に通信されなければならない。これは、システム１００の移動装置１０６または制御装置がサービング基地局１０４ａとして機能する基地局をいつでも変更することができるからである。

スケジューリング、レート制御、および／または応答チャネルおよびサブチャネルのＩＤを通信する可能な一方法では、このＵＨＤＭの情報を含むことによって、チャネルおよびサブチャネルＩＤを移動装置に通信する。この方法は、この規格によって可能になる。移動装置１０６がハンドオフ状態に移動した場合に、各アクティブ基地局１０４、１０４ａの転送制御チャネルのＩＤをＵＨＤＭを介して事前に設定するには、移動装置１０６と通信する各基地局１０４、１０４ａがダウンリンクでの通信用に制御チャネルの容量の一部または全てを確保する必要がある。さらに、制御チャネルＩＤ情報をＵＨＤＭなどメッセージを介して送信することによって、ダウンリンク電力にかなりのコストが課され、また各基地局１０４、１０４ａがダウンリンク・ウォルシュ・コード、ビット位置などを確保することが強制される。

ハンドオフ状態の移動装置１０６について、各アクティブ・セット基地局１０４、１０４ａは、同じ移動装置１０６から通信を受信する他の基地局１０４、１０４ａからの制御情報と同じまたは異なる制御情報を送信することができる。たとえば、アクティブ・セット基地局１０４、１０４ａの１つは、その基地局が移動装置１０６からの伝送を正常に受信した場合に肯定応答を送信することができ、同時に他のアクティブ基地局１０４、１０４ａは否定応答で応答することができる。同様に、１つの基地局１０４、１０４ａは、移動装置１０６に伝送レートを上げるように要求し、同時に他の基地局１０４、１０４ａは移動装置１０６に伝送レートを下げるように要求することができる。移動装置１０６は、複数の基地局からの情報を評価し、この評価に基づいて応答（たとえば伝送レート、再送など）を設定する。

しかし、共用ダウンリンク制御チャネルを介して伝送する基地局１０４、１０４ａ全てが、それぞれ移動装置１０６へのダウンリンクの品質を認識するわけではない。なぜなら、移動装置１０６は通常、ダウンリンク品質報告を単一の基地局セクタ１０２（すなわちサービング・セクタ）だけに提供するからである。その結果、他の基地局セクタ１０２は、適切な電力レベルを移動装置へのダウンリンク制御チャネルに割り当てるために使用される関連するダウンリンク品質報告を全く有していない。

複数の基地局からの制御情報が、基地局と移動装置の間の他のトラフィックに使用可能なリソースを過剰に低減せずに、単一の移動装置に伝送することができるようにする方法が求められている。

本発明は、過剰にリソースを消費せずに、エアまたは無線ネットワーク・インフラストラクチャを介して、無線通信システムで複数の基地局から移動装置に制御情報を伝送する方法を対象とする。

本発明は、全般的に、少なくとも単一のサービング基地局を介して１つまたは複数のアクティブ基地局に対応する情報を送信することによって、リソースの消費を低減することができる。情報には、たとえば、１つまたは複数のスケジューリング認可、１つまたは複数のレート制御コマンド、および基地局からの１つまたは複数の応答、並びに１つまたは複数のチャネルおよび１つまたは複数のサブチャネルのＩＤが含まれ、そのチャネルを介してＩＤが移動装置に伝送される。サービング基地局は、通常、それぞれ１つまたは複数のアクティブ基地局によって移動装置に個々に送信される情報をプールして解析する。サービング基地局は、次いで、プールした情報の解析を移動装置に送信することができる。
本発明は、個々のアクティブ基地局ではなく１つのサービング基地局を介して、制御情報をアクティブ基地局の幾つかまたは全てから伝送することによって、複数の基地局からの情報が、この情報の伝送に必要とされる電力および帯域幅を最低限に抑えて、移動装置に到達することができるようにする。

図１は、本発明の方法を実施することができる無線通信システム１００の一例を示す図である。上記で説明したように、システム１００は、様々な地理領域に対応する複数のセクタ１０２を有するセル１０１に分割されており、各基地局１０４は１つまたは複数のセクタ１０２に関連している。基地局１０４および移動装置１０６は、たとえば基地局１０４内のベースバンド処理特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０５によって実装される任意の周知のメトリックによってセクタ１０２を区別することができる。たとえば、各セクタ１０２を特定のウォルシュ・シンボル（「ウォルシュ・カバー」とも呼ばれる）に関連付けることができ、それを基地局１０４および移動装置１０６が各セクタ１０２を識別するために使用する。

システム１００は、システム１００内の基地局１０４全てと通信することができる中央基地局制御装置１１０も備え、複数のセクタ１０２および／または複数の基地局１０４に対応するデータを処理することができる。以下に詳細に記載する目的で、データを所与の時刻に伝送するために移動装置１０６によって選択され、または選択されることができる基地局１０４は「アクティブ基地局」と呼ばれ、現在データを移動装置１０６に伝送している基地局１０４は「サービング基地局」１０４ａであると考えられる。サービング基地局１０４ａもまたアクティブ基地局１０４の１つであると考えられることに留意されたい。

移動装置１０６によって行われるデータ伝送を制御するには、現在のサービング基地局１０４ａがスケジューリング認可を移動装置１０６に送信する。さらに、レート制御および応答情報がアクティブ基地局１０４、１０４ａの幾つかまたは全てによって潜在的に行われる。上記に記載したように、各アクティブ基地局１０４、１０４ａは、（その基地局がサービング基地局１０４ａの場合は）スケジュール認可、レート制御コマンド、および／または応答を移動装置１０６に共用ダウンリンク制御チャネルを介して通信することができる。

移動装置１０６は、移動装置１０６がデータを受信するサービング基地局１０４ａとして機能する基地局１０４を選択するためのアクティブ基地局１０４間の切替えのオプションを有する。切替えが行われる場合、移動装置１０６がスケジューリング、応答、およびレート制御メッセージを選択されたサービング基地局１０４ａから受信するチャネルまたはサブチャネルの転送が必要とされる。こうするには、移動装置１０６は、この情報を検索するためにチェックするチャネルまたはサブチャネルを認識しなければならない。したがって、上記に記載したように、移動装置１０６または制御装置１１０はサービング基地局１０４ａとして機能する基地局１０４を変更することができるため、システム１００がスケジューリング、レート制御、および／または応答情報を全てのアクティブ基地局１０４から送信する意図がない場合でも、こうした共用ダウンリンク制御チャネルのＩＤが、移動装置１０６に通信されなければならない。

本発明の第１の部分では、移動装置がソフト・ハンドオフになったときに各基地局１０４、１０４ａが共用チャネルＩＤをＵＨＤＭを介して個々に送信するのではなく、移動装置がサービング・セクタを切り替える意図を示したときに、制御チャネルＩＤ情報をアクティブ基地局１０４から移動装置の代わりにサービング基地局１０４ａに送信する。次いで、サービング基地局１０４ａは、受信した情報を共にプールして解析し、解析した情報を任意の使用可能な制御チャネルを介して移動装置１０６に送信する（図２）。

情報の解析の一例では、単にサービング・セクタがレート制御および応答コマンドを送信する場合は、サービング・セクタが、移動装置１０６がそれに切り替えることを示したセクタについてのサブチャネルＩＤを選択した場合であり、この場合、サービング・セクタは単にこれらのサブチャネルＩＤを移動装置１０６に送信する。この方式では、サービング基地局１０４ａは、単にこの情報を移動装置１０６に伝送するためのリソースを確保し消費するだけでよい。さらに、使用中のサブチャネルだけが、移動装置１０６が切替えを示したときだけに確保される。

本発明の第２の側面は、実際のレート制御および応答情報の移動装置１０６へのサービング基地局１０４ａを介したルーティングに関する。非サービング基地局１０４は、この制御情報を計算するが、制御情報を移動装置１０６に直接伝送しない。

より具体的には、ハンドオーバ状態にある移動装置１０６は、アクティブ基地局１０４にパケット・データ伝送を行う。アクティブ基地局１０４は、移動装置１０６が現在データを受信するサービング基地局１０４ａを含む。この特定の例では、アクティブ基地局１０４、１０４ａは肯定応答およびレート低下コマンドを送信するが、移動装置１０６の伝送に応答する情報は全て可能である。しかし、非サービング・アクティブ基地局１０４は、応答およびレート制御コマンドを移動装置１０６に直接送信する代わりに、それらをサービング基地局１０４ａに送信する。したがって、アクティブ基地局１０４は、それぞれのダウンリンク制御チャネルを介して移動装置１０６にどの情報も送信しない。

次いで、サービング基地局１０４ａは、アクティブ基地局１０４から受信した情報をプールする。サービング基地局１０４ａは、プーリング・プロセスの一部として、非サービング・アクティブ基地局１０４から受信した情報並びにそれ自体が生成する情報を評価し、システム１００によって使用される規格で指定された任意のルールに従ってプールされた情報を解析することができる。

一例では、サービング基地局１０４ａは複数の基地局１０４から応答を受信することができ、その場合、１つまたは複数の基地局１０４がそれぞれ（移動装置１０６からの伝送の正常な受信を示す）肯定応答を送信し、残りの基地局１０４がそれぞれ（伝送の受信の失敗を示す）否定応答を送信する。否定応答は必ずしも毎回送信される必要はないが、代わりに、残りの基地局１０４からの指示がないことによって、否定応答がサービング基地局１０４ａで推論されることを留意されたい。

アクティブ基地局１０４からの情報をサービング基地局１０４ａにプールすることによって、システム１００がソフト・ハンドオフ利得の利点、すなわち非サービング・アクティブ基地局１０４が、サービング基地局１０４ａによって正常に受信されない伝送を受信した場合に得られる利得を得ることもできるようになる。この場合、移動装置の伝送を正常に受信した（かつそれによって肯定応答を送信した）１つまたは複数のアクティブ基地局１０４は、受信した伝送をサービング基地局１０４ａに送信する。次いで、サービング基地局１０４ａは、否定応答の代わりに肯定応答を移動装置１０６に送信する。これは、移動装置１０６が、適切な通信のために情報を正確に受信するのに、アクティブ基地局１０４、１０４ａのグループ内の１つの基地局１０４しか必要としないので可能である。換言すれば、サービング基地局１０４ａは、サービング基地局１０４ａ自体を含むアクティブ基地局１０４の任意の１つが肯定応答を送信することを望む場合は、常に肯定応答を移動装置１０６に送信することができる。同様の方式を使用して、非サービング・アクティブ基地局１０４またはサービング基地局１０４ａ自体のいずれかが移動伝送レートまたは電力レベルの低下を必要とする場合に、移動装置１０６の伝送レートをサービング基地局１０４ａによって低下させることができる。

場合によっては、非サービング・アクティブ基地局１０４は、サービング基地局１０４ａの応答を報告する際に報告遅延を経験し、サービング基地局１０４ａがその応答を（たとえば否定応答から肯定応答に）変更するには報告が遅すぎることがあることを留意されたい。これが起こった場合、移動装置１０６による所与のデータ・パケットの再送を、サービング基地局１０４ａでの伝送の復号化の成功または失敗によって表すことができる。しかし、１つまたは複数の非サービング・アクティブ基地局１０４からの肯定応答は、サービング基地局１０４ａにはなお有用である。なぜなら、アクティブ基地局１０４が同じデータ・パケットに関して移動装置１０６からの再送を受信している限り、遅延した肯定応答をサービング基地局１０４がなお使用して肯定応答を移動装置１０６に送信することができるからである。サービング基地局１０４ａが、肯定応答を非サービング・アクティブ基地局１０４から受信するのが肯定応答を移動装置１０６に示すのに遅すぎた場合でも、サービング基地局１０４ａは、まだこの情報を使用して、データ・パケットの移動装置１０６への不必要な再送を求める後の要求を阻止することができる。報告の遅延に対処する同様の方式を非サービング・アクティブ基地局１０４からのレート制御命令に関して使用することもできる。こうした命令をサービング基地局１０４ａが使用して、移動装置１０６への認可レート（したがって電力）を低下させることができる。

移動装置１０６が新しいサービング基地局に切り替える意図を示した場合、移動装置１０６にサーブする現在のサービング基地局１０４ａは、移動装置１０６がターゲットする新しいサービング基地局からの応答および／またはレート制御情報を獲得するためにモニタする必要があるチャネルまたはサブチャネルを移動装置１０６に通知する。切り替える意図は、任意のアクティブ基地局１０４によって検出することができ、中央制御装置１１０に中継される。中央制御装置１１０は、アクティブ基地局１０４全てに切り替える意図を通知し、アクティブ基地局１０４がその応答および／またはレート制御情報をコンソリデーションのために移動装置によってターゲットされる新しいサービング基地局への送信を開始するようにさせる。移動装置１０６が最終的に新しいサービング基地局に切り替えた場合、移動装置１０６は、アクティブ基地局１０４からプールされた情報を新しいサービング基地局から受信する。

一例では、アクティブ基地局１０４は、肯定と否定応答の両方および／またはレートの上昇とレートの低下の両方をサービング基地局１０４に送信する必要はない。代わりに、サービング基地局１０４ａは、アクティブ基地局１０４の１つが肯定応答の送信を望み、またはレートの低下を要求するときを認識するだけでよい（すなわち、サービング基地局１０４ａは、基地局１０４が否定応答の送信を望み、またはレートの上昇を必要とする場合は通知される必要がない。なぜなら、この情報は不要であり、システム１００のどの部分の変更も保証しないからである）。この方法でサービング基地局１０４ａに送信される情報を制限することにより、本発明は、アクティブ基地局１０４からサービング基地局１０４ａへの情報の提供に必要とされる電力および帯域幅をさらに低減する。

本発明は、複数の基地局１０４からの制御情報をサービング基地局１０４ａにプールし、サービング基地局１０４ａだけを使用して制御情報を移動装置１０６に送信することにより、複数の基地局１０４に対応する情報の伝送に必要とされる帯域幅と電力リソースの両方を低減する。さらに、プーリングのためにサービング基地局１０４ａに伝送される情報を制限することにより、バックホール帯域幅の使用が低減される。

特定の本発明を例示の実施形態を参照して記載したが、この記載は限定的に考えられるべきではないものとする。理解されるように、本発明を記載したが、例示の実施形態の様々な修正形態並びに本発明の追加の実施形態は、この記載の参照により、添付の特許請求の範囲に記載されているように、本発明の精神から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。したがって、この方法、システム、およびその一部並びに記載の方法とシステムの一部を、ネットワーク要素、無線ユニット、基地局、基地局制御装置、移動交換局、および／またはレーダ・システムなど様々な位置で実装することができる。さらに、記載のシステムを実装し使用するのに必要とされる処理回路は、特定用途向け集積回路、ソフトウェア駆動型処理回路、ファームウェア、プログラミング可能な論理装置、ハードウェア、個別部品、または当業者には本開示の恩典があると理解される上記の構成要素の構成で実装することができる。当業者には容易に理解されるように、上記その他の修正形態、構成、および方法を、本明細書に図で示し記載した例示の適用例に厳密に従うことなく、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明に加えることができる。したがって、添付の特許請求の範囲に、任意のこうした修正形態または実施形態が本発明の真の範囲内にあるものとして包含されることが企図されている。

無線通信システムを示す図である。 本発明の一実施形態によるシステムで伝送される情報の一例を示す、無線通信システムを示す図である。

Claims (10)

1. 少なくとも１つのアクティブ基地局および少なくとも１つの移動装置との無線通信の方法であって、
   前記少なくとも１つのアクティブ基地局からサービング基地局に少なくとも１つの伝送を行うこと、
   前記少なくとも１つの伝送を前記サービング基地局にプールして、プールされた情報を形成すること、
   前記プールされた情報を解析して、解析された情報を得ること、および
   前記解析された情報を前記サービング基地局から前記移動装置に伝送することを含む方法。
2. 前記サービング基地局が、前記プールされた情報を前記サービング基地局に関連する制御チャネルを介して伝送する、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのアクティブ基地局が複数のアクティブ基地局を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記解析する工程が、前記複数のアクティブ基地局のどれが新しいサービング基地局として機能するかを決定することを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記複数のアクティブ基地局が肯定応答および否定応答のうちの少なくとも１つを送信工程で送信し、前記複数のアクティブ基地局の任意の１つが前記肯定応答を前記サービング基地局に送信する場合に、前記サービング基地局が前記肯定応答を前記移動装置に伝送工程で伝送する、請求項３に記載の方法。
6. 前記複数のアクティブ基地局がレート上昇要求およびレート低下要求のうちの少なくとも１つを送信工程で送信し、前記複数の基地局の任意の１つが前記レート低下要求を前記サービング基地局に送信する場合に、前記サービング基地局が前記レート低下要求を前記移動装置に伝送工程で伝送する、請求項３に記載の方法。
7. 少なくとも１つのサービング基地局および少なくとも１つのアクティブ基地局との無線通信の方法であって、
   前記サービング基地局からの解析された情報を移動装置で受信し、前記解析された情報が前記少なくとも１つのアクティブ基地局から前記サービング基地局に送信された少なくとも１つの伝送を含むプールされた情報から解析されること、および
   前記解析された情報に基づいて切り替えることを含む方法。
8. 前記少なくとも１つのアクティブ基地局が複数のアクティブ基地局を含み、前記複数のアクティブ基地局が送信工程で肯定応答および否定応答のうちの少なくとも１つを送信し、前記受信工程が、前記複数のアクティブ基地局の任意の１つが前記肯定応答を前記サービング基地局に送信する場合に、前記肯定応答を受信することを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つのアクティブ基地局が複数のアクティブ基地局を含み、前記送信工程で前記複数のアクティブ基地局がレート上昇要求およびレート低下要求のうちの少なくとも１つを送信し、前記受信工程が、前記複数の基地局の任意の１つがレート低下要求を前記サービング基地局に送信する場合に、前記レート低下要求を受信することを含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記受信工程が、前記移動装置と能動的に通信する少なくとも１つのアクティブ基地局だけと一致する少なくとも１つの制御チャネルＩＤを受信することを含む、請求項７に記載の方法。
    

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