JP2007135236A - ハイブリッドｔｄｍａ／ｃｄｍａ通信システムにおけるチャネル割り当て - Google Patents

Abstract

【課題】時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおける効果的なリソース管理の方法及び効果的なリソース管理を行うＲＮＣを提供する。
【解決手段】時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいて、タイムスロットのセットに割り当てるために、ユーザサービスの物理チャネル（７２）が提供される。タイムスロットセットの各タイムスロットについて、干渉の程度を判定する。フラグメンテーションパラメータ（７４）が提供される。フラグメンテーションパラメータは、複数のタイムスロットにユーザサービスの物理チャネルをフラグメンテーションすることについての優先度を表す。タイムスロットセットの各タイムスロットに関連付けられた、測定された干渉と、フラグメンテーションパラメータとを使用して、タイムスロットセットの１つにユーザサービスの物理チャネルを割り当てる（７６）。
【選択図】図６

Description

本発明は、一般には、ハイブリッド時分割多元接続(time division multiple acces)／符号分割多元接続(code division multiple access)の無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、そのようなシステムにおけるリソース管理(resource management)に関する。

図１は、無線通信システムの物理的構成(physical layout)を示す。このシステムは、複数の基地局(base station)２０を有する。各基地局２０は、各自の動作範囲(operating area)すなわちセル(cell)２３内のユーザ機器（ＵＥ:user equipment）２２と通信する。基地局２０からＵＥ２２に送信される通信をダウンリンク通信(downlink communication)と呼び、ＵＥ２２から基地局２０に送信される通信をアップリンク通信(uplink communication)と呼ぶ。

無線通信システムのネットワーク図(perspective)を図２に示す。システム内の各ノードＢ２４は、関連付けられたＵＥ２２またはユーザと無線通信する。各ノードＢ２４は、単一または複数の基地局２０に関連付けられた単一のサイトコントローラ（ＳＣ:site controller）３４を有する。ノードＢ２４の群は、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ:radio network controller）２８1に接続される。ＲＮＣ２８間で通信を転送(transfer)するには、ＲＮＣ間のインタフェース（ＩＵＲ）２６を利用する。各ＲＮＣ２８はモバイル交換センター（ＭＳＣ:mobile switching center）３０に接続され、ＭＳＣ３０はコアネットワーク(core network)３２に接続される。

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムでは、同じスペクトルで同時に複数の通信を送信することができる。複数の通信は各自のコードによって区別される。ＣＤＭＡを使用した時分割二重（ＴＤＤ:time division duplex）（ＴＤＤ／ＣＤＭＡ）などのハイブリッド時分割多元接続（ＴＤＭＡ）／ＣＤＭＡ通信システムでは、スペクトルを時分割して、例えば１５個のタイムスロット(time slot)を有する、反復フレーム(repeating frame)とする。そのようなシステムでは、通信は、選択されたコードを用いて選択されたタイムスロットで送信される。１つの物理チャネル(physical channel)は、１つのタイムスロットにおける１つのコード(one code in one time slot)として定義される。１６の拡散係数(spreading factor)を用いて単一のタイムスロットで単一のコード(single code)を使用することをリソースユニット(resource unit)と称する。このシステム内でユーザ（ＵＥ２２）に提供するサービスのタイプに応じて、１つまたは複数の物理チャネルを割り当てて、ユーザのアップリンクおよびダウンリンク通信をサポートすることが可能である。

そのようなシステムにおけるユーザへの物理チャネルの割り当て(assignment of physical channels)は複雑な問題である。あるタイムスロットに使用される各物理チャネルは、そのタイムスロットで用いられる他のチャネルに関して干渉(interference)を生じさせる。したがって、可能な限り干渉を抑えるようにタイムスロットを選択することが望ましい。

しかし、干渉だけに基づいてタイムスロットを選択することには不都合な点(drawback)がある。より少ないタイムスロットを使用して通信するＵＥ２２は、通例、電力消費がより低い。より少ない数のタイムスロットにコードをスタック(stack)することにより、他のタイムスロットが新規ユーザのために空く。また、一部のＵＥ２２は、１つまたは２つなど少ないタイムスロットしか使用できない場合がある。

したがって、ハイブリッド型のＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ通信システムにおいて、効果的なリソース管理(effective resource management)を有することが望ましい。

ハイブリッド時分割多元接続／符号分割多元接続の無線通信システムにおいて、タイムスロットのセット(a set of time slots)に割り当てるための、ユーザサービスの物理チャネル(a physical channel of a user service)が提供される。タイムスロットの各セットについて、干渉の程度(measure of interference)を判定(determine)する。フラグメンテーションパラメータが提供される。フラグメンテーションパラメータ(fragmentation parameter)は、複数のタイムスロットにわたってユーザサービス物理チャネル(user service physical channel)を断片化(fragmenting)することについての優先度(preference)を表す。このユーザサービス物理チャネルは、タイムスロットの各セットに関連付けられた測定された干渉(measured interference)と、フラグメンテーションパラメータとを使用して、タイムスロットのセットの１つに割り当てられる。

無線リソース管理（ＲＲＭ:radio resource management）は、許容できるリソース割り振り(acceptable resource allocation)において物理リソース(physical resource)をユーザ（ＵＥ２２）に割り振る(allocating)連続的なプロセスである。ＲＲＭは、すべてのユーザによるリソースユニットに対する総需要(aggregate demand)を考慮して、効率的な解決策(solution)を見つけるために使用される。

図３は、ＲＲＭに用いるＲＮＣ２８を簡略化した図である。ＲＮＣ２８は、ＲＲＭデバイス３６および測定収集デバイス(measurement collection device)３８を有する。測定収集デバイス３８は、ノードＢ２４およびＵＥ２２などネットワークの他の構成要素から各種の測定を収集する。この測定内容には、（アップリングおよびダウンリンク両方の）送信電力レベル、パスロス(pathloss)情報、およびその他の情報が含まれる。ＲＲＭデバイス３６は、それら他の構成要素に送信するリソースの効率的な割り当てを決定する際にこの測定結果を使用する。

図４は、ＲＲＭで使用するノードＢ２４を簡略化した図である。アンテナ４０は、ＵＥ２２から無線チャネルを通じて無線周波信号を受信する。受信した信号は、アイソレータ(isolator)４２を通じて受信機４６および測定デバイス(measurement device)４８に渡される。チャネル割り当てデバイス(channel assignment device)４４は、ＲＮＣ２８からチャネルの割り当てを受け取り、物理チャネルとタイムスロットを識別して受信機４６が送信データ(transmited data)を検出できるようにする。受信機４６は、マルチユーザ検出デバイス（ＭＵＤ:multiuser detection device）、ＲＡＫＥ、または別のタイプの受信機でよい。受信機４６は、測定情報(measurement information)などのＵＥ２２からのシグナルされた情報も回収(recover)し、その情報をＲＮＣ２８に中継する。

測定デバイス４８は、ノードＢ２４における干渉レベルや受信電力レベルなど各種の測定を行う。それらの測定結果もＲＮＣ２８に中継される。送信機５０は、チャネルの割り当てやノードＢの送信機２４の送信電力レベルなどのデータとシグナルされた情報をＵＥ２２に送信する。チャネル割り当てデバイス４４は、ノードＢの送信機５０の送信電力レベルを判定する。以下の説明では通常、開ループの電力制御アルゴリズムを参照するが、閉ループ、アウターループ(outer loop)、あるいは組み合せ(combination)など他の電力制御アルゴリズムを使用してもよい。チャネル割り当てデバイス４４は、増幅器５２の利得を制御して送信電力レベルを制御する。送信された信号は、アイソレータ４２を通過して、アンテナ４０によって拡散される。

図５は、ＲＲＭで使用するＵＥ２２を簡略化した図である。アンテナ５６は、無線チャネルを通じてノードＢ２４から無線周波信号を受信する。受信した信号は、アイソレータ５８を通じて受信機６６および測定デバイス６８に渡される。チャネル割り当て検出デバイス４４は、アップリンクとダウンリンク両方についてのＵＥのチャネル割り当てに関するシグナルされた情報を回収する。受信機６６は、マルチユーザ検出デバイス（ＭＵＤ）、ＲＡＫＥ、あるいは別のタイプの受信機でよい。

測定デバイス６８は、ＵＥ２２の干渉レベルや受信電力レベルなど各種の測定を行う。それらの測定結果も、ノードＢ２４に送信することによってＲＮＣ２８に中継される。送信機７０は、測定結果、パスロス情報、およびＵＥの送信器７０の送信電力レベルなどのデータおよびシグナルされた情報をノードＢ２４に送信する。送信電力コントローラ（ＴＰＣ:transmit power controller）６０は、ノードＢの送信機６０の送信電力レベルを決定する。ＴＰＣ６０は、増幅器６２の利得を制御して送信電力レベルを制御する。送信された信号は、アイソレータ５８を通過し、アンテナ５６によって拡散される。

ＴＤＤ／ＣＤＭＡシステムなどのＴＤＭＡ／ＣＤＭＡシステムでリソースユニットを割り当てる１手順では、高速動的チャネルアロケーション（Ｆ−ＤＣＡ:fast dynamic channel allocation）を使用する。Ｆ−ＤＣＡは、リソースユニットをユーザに割り当てるプロセスである。Ｆ−ＤＣＡは、通例、新しいサービスあるいは変更されたサービスが必要とされる場合、ユーザのハンドオーバが生じた場合、あるいは干渉レベルの変化が生じた場合に実行される。Ｆ−ＤＣＡに先立ち、どのスロットを割り当てのために許可するかについて最初の決定を行う。許可するタイムスロットは、干渉信号コードパワー（ＩＳＣＰ:interference signal code power）あるいはその他の要素によって測定した干渉の測定値(interference measurement)に基づくことができる。

Ｆ−ＤＣＡには３つの主要な役割がある。第１に、Ｆ−ＤＣＡは、最初の割り振り、ハンドオーバ、あるいはユーザリソースユニットの再構成のためにリソースユニットを決定するのに使用される。再構成は、別のユーザまたはユーザサービスが、より効率的なリソース割り振りを可能にするために終了された結果生じる可能性がある。第２に、Ｆ−ＤＣＡは、高い干渉が生じているか、あるいは要求されるサービス品質（ＱＯＳ:quality of service）を満たすことができないユーザまたはユーザサービスのためのエスケープ機構(escape mechanism)となる。第３に、Ｆ−ＤＣＡは、ＵＥおよびシステムのリソース使用を常に妥当なレベルに維持するためのツールとして使用される。リソースユニットの効率的な割り振りには競合する２つの利害関係がある。それは干渉の最小化(interference minimization)とフラグメンテーションである。ユーザによって認識される干渉レベルは可能な限り抑えることが望ましい。干渉を最小に抑えるとシステムの能力が増大する。干渉レベルを下げると、可用度が最も高いタイムスロット(most available time slot)にリソースユニットを拡散(spread)することができ、各タイムスロット当たりのリソースユニット数を減らすことができる。

しかし、複数のタイムスロットにわたるユーザのリソースユニットのフラグメンテーションを低減することも望ましい。使用するタイムスロットをより少なくするとＵＥの電力消費が低減し、その結果ＵＥのバッテリ寿命が延びる。フラグメンテーションを減らすことによっても、新しいユーザが利用可能なスロットが生じる。一部のＵＥ２２は、１つまたは２つのタイムスロットなど限られた数のタイムスロットでしか通信を処理することができない場合がある。そのようなＵＥ２２のためにはフラグメンテーションを減らすことが不可欠である。

図６は、フラグメンテーションパラメータを使用したチャネル割り当てのフローチャートである。あるＵＥ２２が新規加入(admittance)のため、新しいサービスのため、あるいは再割り当てのための単位の変化のためにリソースユニットを必要としている（７２）。ＲＲＭデバイス３６は、新しいサービスをサポートするためにＵＥ２２にリソースユニットを割り当てる必要がある。リソースユニットの割り当ては、３つのタイムスロットと１スロット当たり３つの物理チャネルなど、そのサービスのコード複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）に関連付けられたスロットの最大数または１スロット当たりの物理チャネルによって制限される可能性がある。ＣＣＴｒＣＨにリソースユニットを割り当てる際に、ＲＲＭデバイス３６は、利用可能なタイムスロットとそのスロット個々の干渉の測定結果を利用する。この情報に基づき、ＲＲＭデバイス３６は、多数のタイムスロットにリソースユニットを断片化(fragment)して全タイムスロットにおける干渉を低減しようとする性質を持つ。

この性質を低減するために、フラグメンテーションパラメータＰ_jを導入してＲＲＭデバイスのリソースユニット割り当てを調整する。このフラグメンテーションパラメータは、値が低いとそのタイムスロットにチャネルを割り当てることが好ましいことを示し、値が高いと割り当てが非常に好ましくないことを表すように設定することが好ましいが、他のパラメータ値を使用してもよい。Ｐ_jは、ＣＣＴｒＣＨをｊ個のタイムスロットに割り当てることについてのペナルティを表す（７４）。具体的には、１つのタイムスロットに割り当てられたＣＣＴｒＣＨのフラグメンテーションパラメータはＰ₁になる。Ｐ₁は、フラグメンテーションペナルティ(fragmentation penalty)がゼロまたは低いことを表す。２つのタイムスロットに割り当てられたＣＣＴｒＣＨのペナルティはＰ₂となる。Ｐ₂は、２つ目のタイムスロットを使用することについてのフラグメンテーションペナルティを表し、ペナルティがないことを示すＰ₁と同じであるか、わずかに高く中程度のペナルティを示すか、あるいは第２のスロットへの割り当てが許可されないことを示す“無限の(infinite)”ペナルティを示すことができる。ＣＣＴｒＣＨにさらなるタイムスロットを用いると、フラグメンテーションペナルティＰ₃．．．Ｐ_nが生じる。

フラグメンテーションパラメータの値は通例、オペレータまたは機械的デバイスによって設定される。フラグメンテーションパラメータの選択は、総合的な干渉レベルや能力などの各種の要素に基づく。３つのタイムスロットと１スロット当たり３つのチャネルしかサポートできないＣＣＴｒＣＨについてのフラグメンテーションペナルティの例を表１および２に示す。

値ゼロは、フラグメンテーションにペナルティがないことを表す。１０の値は、１０ｄＢなど高いペナルティを表す。値∞は、それ以上のフラグメンテーションを妨げる“無限”のペナルティを表す。“無限”ペナルティは、非常に高い数である。表１の値は、１つのタイムスロットを使用することに対して強い優先度(preference)を表している。表２の値は、１つまたは２つのタイムスロットを使用することに対して強い優先度を表している。４つ以上のスロットの使用は禁止される。

これに代わる割り当て方式を式１に示す。

Ｃ_UEは、ＣＣＴｒＣＨに許されるタイムスロットの最大数である。ｐは、３ｄＢなどインクリメンタルなペナルティ値である。ｐ＝３ｄＢ、Ｃ_UE＝３の場合は、結果得られるフラグメンテーションパラメータは、Ｐ₁＝０ｄＢ、Ｐ₂＝３ｄＢ、Ｐ₃＝６ｄＢ、およびＰ4．．．Ｐ_N＝∞となる。ＲＲＭデバイス３６は、このフラグメンテーションパラメータと干渉の測定結果を使用してタイムスロットを割り当てる（７６）。

Ｆ−ＤＣＡの役割の１つは、リンクのセットアップ時にリソースユニットを決定することである。図７は、新しいＵＥ２２またはＵＥサービスにリソースユニットを割り当てるフローチャートである。物理チャネルをＣＣＴｒＣＨに割り当てる（７８）。干渉およびフラグメンテーションについての各タイムスロットの品質の推定を判断する。タイムスロットを品質の高い順に並べる（８０）。タイムスロットの品質測定の１つは、性能指数(figure of merit)であり、式４などにより定義される。

Ｆ_i＝−α・ΔＩ_i＋β・ｆ（Ｃ_i） 式４

Ｆ_iは、ｉ番目のタイムスロットの性能指数である。ΔＩ_iは、ＩＳＣＰを使用するなどして受信機でそのタイムスロットについて測定した干渉レベルと、すべてのタイムスロットについての最小の測定干渉との差である。その結果、測定された干渉が最低のタイムスロットはΔＩ_iがゼロになる。ｆ（Ｃ_i）は、ｉ番目のタイムスロットでＣＣＴｒＣＨに許される物理チャネルの数である。αおよびβは、重み係数である。

物理チャネルを割り当てるには、タイムスロットの様々なシーケンスを得る。１方式では、性能指数中の重みを変化させるなどして、干渉およびフラグメンテーションに与える重みを変化させる。利用可能なタイムスロットを順序付けたシーケンスは、性能指数中の重みを変え、タイムスロットを性能指数の高い順に並べることに基づいて決定される。１方式は以下の通りである。表３によるなどしてαおよびβを変えることにより、ｋ＋ｍ＋１個のシーケンスを得る。

ｋは、試行する低フラグメンテーションシーケンス(low fragmentation sequence)の数である。ｋは通常、４、５、または６などの経験値(empirical value)である。ｍは、試行する低干渉シーケンスの数である。ｍも通常は、４、５、６などの経験値である。計算上の必要性を減らすために、冗長に判定されたシーケンスは排除することができる。

割り当てるチャネルは、信号対干渉比（ＳＩＲ:signal to interference）によるなど、各チャネルに求められる受信品質によって順序をつける（７８および図７Ａの９２）。ＳＩＲの使用を説明すると、割り当てるすべての物理チャネルを、各自に必要とされるＳＩＲの高い順に並べる。各シーケンスについて、そのシーケンス中のスロットの順序に基づいてスロットに物理チャネルを割り当てる。上述のｋ＋ｍ＋１個のシーケンスそれぞれについて、シーケンス中の最初のスロットから開始し、そのＵＥ２２が利用可能なチャネルが少なくとも１つある場合には、最初の物理チャネルを仮にそのタイムスロットに追加する。そのチャネルをそのタイムスロットに割り当てることができない場合は、次のタイムスロットを試し、これを最初のチャネルをいずれかのタイムスロットに割り当てるまで続ける。

最初のコードをタイムスロットに割り当てると、そのタイムスロットにおけるそのＣＣＴｒＣＨの雑音の増加と求められる送信電力レベルを推定する。雑音の増加と求められる送信電力レベルに基づいて、そのチャネルをそのタイムスロットでサポートできるかどうかを判定する。具体的には、自身の送信電力レベルの能力を上回るか、近すぎる送信機がある場合、または雑音の増加が閾値を上回る場合は、そのチャネルは追加することができない。

タイムスロットが物理チャネルを受け入れることが出来ない場合、そのタイムスロットはそれ以降の検討対象から排除する。そのタイムスロットを含まないようにタイムスロットシーケンスを更新する。そのチャネルをシーケンス中の次のタイムスロットに割り当てることを試みる。そのチャネルにタイムスロットが見つからない場合、そのシーケンスは失敗(fail)し、破棄(discard)される（８６）。そのチャネルがユーザの送信電力要件を満たす場合は、ＵＥ２２のフラグメンテーションペナルティを使用して、そのチャネルをそのタイムスロットに割り当てることが許容できるかどうかを判定する。例えば、あるＵＥ２２は、３つのタイムスロットしか使用することができない。そのコード割り当てが４つ目のタイムスロットを必要とする場合（Ｐ４＝∞）、その割り当ては許容できず、そのシーケンスは失敗し、破棄される（８６）。そのタイムスロットが許容できる場合、プロセスは進行して次のチャネルを同じタイムスロットに追加する。残るチャネルがなくなると、可能性のある割り当ての解決法を見つけて記録する（８４、８８）。

可能な各解決法について、それら物理チャネルについての、フラグメンテーションを調整した、予測される総干渉の測定などの最も品質が高い解決策を判定する（９０）。ＣＣＴｒＣＨの重みづけした干渉の推定は、各物理チャネルの干渉と、ＣＣＴｒＣＨ全体についてのフラグメンテーションペナルティとの合計である。記録された解決策のうち、フラグメンテーションが最も低くなるように調整された干渉レベルを有する解決策を使用してサービスに物理チャネルを割り当てる。

Ｆ−ＤＣＡの別の役割は、干渉を軽減するため、またはフラグメンテーションを低減する（スロットを詰める(pack slots)）ために物理チャネルを再割り当てすることであり、これは「バックグラウンド動作」と称される。再割り当ての要求は、ＵＥ３２がセッションを終了し、リソースを解放することなどが原因で生じる可能性がある。また、最初の全体的な割り当てが最適でなかった場合や、可動性または外部の原因による変化からも生じる場合がある。

アップリンクおよびダウンリンクのタイムスロットには別の方式を使用する。他のシステムでは、アップリンクおよびダウンリンクのタイムスロットを同じスロットに割り当てることができる。以下の説明では、アップリンクのタイムスロットとダウンリンクのタイムスロットが別個であるものとする。ただし、同じスロットでアップリンク送信とダウンリンク送信を送信するシステムでは、ダウンリンクについて記載する方式と同様の方式をすべてのスロットに使用する。

ダウンリンクの物理チャネルを再割り当てするために、ダウンリンクの物理チャネルごとに性能指数などの品質の推定を判定する（７８および図７Ｂの９４）。性能指数を判定する方式の１つは式６による。

Ｆ_i＝−τ・ΔＩ_i−δ・ＦＲ 式６

Ｆ_iは、ｉ番目のチャネルの性能指数である。ΔＩ_iは、そのタイムスロットにおけるｉ番目のチャネルについてのＩＳＣＰなどの測定された干渉と、測定された干渉が最も低いチャネルについて測定された干渉との差である。ＦＲは、物理チャネルのフラグメンテーションのゲージ(gauge of the fragmentation)である。ＦＲを求める式の１つは式７による。

τおよびδは、重み係数(weighing factor)である。

行われる可能性がある再割り当てのためのチャネルは、各自の品質によって順序付けて、品質の低い順にする。性能指数を用いて、性能指数が低い順にチャネルを並べる。再割り当ての複雑度を軽減する１方式は、性能指数が最も低い閾値数のコード（各シーケンスの最初のコード）のみを検討対象とするものである。あるいは閾値を使用してもよい。性能指数が閾値以下の物理チャネルのみを検討の対象とする。再割り当てのための各物理チャネルは、異なる形で扱う。あるチャネルの現在のタイムスロットよりも干渉の測定結果が低いタイムスロットがない場合、そのチャネルは再割り当てすることができない。そのチャネルを再割り当てしようとすると、単に、干渉がより高いタイムスロットの干渉が増大する。

再割り当てする物理チャネルを決定すると（７８）、性能指数の重みを変えるなどして干渉とフラグメンテーションの各種重み付けを調整した各スロットの品質に基づいて、利用可能なタイムスロットを順序付けてシーケンスとする。このシーケンスでは、性能指数の高い順など品質の高い順にタイムスロットを順序付ける。

性能指数を求める１方式は以下である。アップリンクについては、各スロットｉの性能指数は式８による。

Ｆ_i＝−α_UL・ΔＩ_i＋β_UL・ｆ（Ｃ_i） 式８

α_ULおよびβ_ULは、ダウンリンクの重み係数である。各スロットｉの性能指数を式９により定義する。

Ｆ_i＝−α_DL・ΔＴi＋β_DL・ｆ（Ｃ_i） 式９

ここで、ΔＴiは，Ｔi−Ｔminと定義される。Ｔiは、測定されたノードＢのスロットｉにおけるスロット送信電力である。Ｔminは、すべてのダウンリンクスロットの中で最低のノードＢの送信電力である。アップリンク／ダウンリンクで、性能指数の低い順にタイムスロットを１つずつ調べる。

表３のようにαおよびβを変えることにより、ｋ＋ｍ＋１個のシーケンスを得る。シーケンスごとに、そのシーケンス中の最初のスロットから開始し、そのチャネルのＵＥ２２が利用可能なチャネルが少なくとも１つある場合には、再割り当てされる可能性のあるそのチャネルをそのタイムスロットに追加する。そのチャネルをそのタイムスロットに割り当てることができない場合は、次のタイムスロットを試し、あるタイムスロットにそのチャネルが割り当てられるまでこれを続ける（８２）。

チャネルをタイムスロットに割り当てると、そのタイムスロットにおけるＣＣＴｒＣＨの雑音の増加と必要とされる送信電力レベルを推定する。雑音の増加と求められる送信電力レベルに基づいて、そのチャネルをそのタイムスロットでサポートできるか否かを判定する。具体的には、自身の送信機電力能力を上回るか、近すぎる送信機がある場合、あるいは雑音の増加が閾値を上回る場合、そのチャネルは追加することができない。

タイムスロットがチャネルを受け入れることができない場合、そのタイムスロットは以降の検討対象から排除する。そのタイムスロットを含まないようにシーケンスを更新する。そのチャネルをシーケンス中の次のタイムスロットに割り当てることを試みる。そのチャネルにタイムスロットが見つからない場合、そのシーケンスは失敗する（８６）。

チャネルの再割り当てが送信電力要件を満たす場合は、フラグメンテーションペナルティを使用して、そのチャネルをそのタイムスロットに割り当てることが許容できるか否かを判定する。その割り当てが許容できない場合、そのシーケンスは失敗する（８６）。そのタイムスロットがそのコード割り当てに許容できる場合、そのシーケンス中の次のチャネルをそのタイムスロットに追加することを試み、割り当てプロセスは続行する。残るチャネルがなくなると（８４）、割り当ての解決策を見つけて、記録する（８８）。このプロセスを各タイムスロットシーケンスについて繰り返す。

記録された各解決策について、重みづけした干渉の改善を判定する（９０）。重みづけした干渉の改善は、フラグメンテーションを調整した提案される再割り当てについての全タイムスロットの推定される干渉と、フラグメンテーションを調整した、測定される現在の干渉との差である。最大の改善を伴う再割り当てを、再割り当ての限度と比較する。再割り当ての限度(reassignment margin)は、近接した２つの解決策のどちらにすべきか躊躇することをなくし、また全体的な改善が最小でしかない不必要な再割り当てを防止する。最も改善が著しい再割り当てが限度を上回る場合は、その再割り当てを開始する。

アップリンクのタイムスロットの場合は、あるタイムスロットの物理チャネルにはすべてその同じ干渉が生じるので、再割り当ての基準はフラグメンテーションのゲージＦＲとなる。ＦＲが高いとフラグメンテーションが高く、ＦＲが低いとフラグメンテーションが低いことになる。再割り当てのチャネルを最大のＦＲから最も低いＦＲの順に並べる（７８および図７Ｃの９６）。再割り当ての分析はすべてのチャネルに行うことができるが、ＦＲが高い閾値数のチャネルだけを選択することが好ましい。あるいは、ＦＲが閾値を超えるチャネルを選択する。候補チャネルを順序付けると、図７のダウンリンクの場合と同じように再割り当ての手順を行う。

この再割り当て手順の別の使用法の１つは、高い干渉が生じているユーザまたはユーザサービスにエスケープ機構を提供することである。ユーザサービスに高干渉が生じると、ＲＮＣ２８は、そのサービス、すなわちＣＣＴｒＣＨの一部またはすべてを再割り当てして干渉を低減しようとする。再割り当てを試みる前に、そのＣＣＴｒＣＨによって使用されているタイムスロット以外の、再割り当てを行う可能性のあるタイムスロットそれぞれの測定干渉を調べて、そのＣＣＴｒＣＨの測定干渉が最も高いタイムスロットよりも干渉が低いタイムスロットがあるかどうかを調べる。よりよいタイムスロットがない場合は、再割り当てを試みる理由がないことになる。

“良好でない(bad)”ＣＣＴｒＣＨに属するすべての物理チャネルを調べ、それらのチャネルすべてを選択する可能性も含めて、再割り当てするチャネルを選択する。干渉が高いスロットから低いスロットの順に再割り当てを試みる（図７Ｄの９８）。各スロットで、求められるＳＩＲが高い順に物理チャネルを再度割り当てる（図７Ｄの１００）。再割り当てする物理チャネルの数は、以下のようにして決定する。再割り当てを行うごとに、バックグラウンド動作として新しいスロットの干渉を計算または推定する。ＣＣＴｒＣＨ内のすべての物理チャネルの平均干渉を計算する。平均干渉(average interference)が一定デシベル数だけ低下した時点で再割り当てを停止する。このデシベル数は設計パラメータである。

割り当ての手順を簡略化する１方式は、平均の測定干渉が閾値を上回るタイムスロットを排除するものである。各タイムスロットの干渉を求めた後、干渉を閾値と比較する。この閾値は、アップリンクとダウンリンクで、またユーザごとに異なってよい。閾値を超えるタイムスロットは、行われる可能性のある割り当てから排除する。この閾値は、干渉レベルと能力の考慮に基づいて、オペレータまたは機械的デバイスによって設定される。

無線通信システムの物理的構成を示す図である。 無線通信システムのネットワーク構成を示す図である。 無線リソース管理を使用する無線ネットワークコントローラを簡略化した図である。 無線リソース管理を使用するノードＢを簡略化した図である。 無線リソース管理を使用するユーザ機器を簡略化した図である。 フラグメンテーションパラメータを使用したチャネル割り当て／再割り当てのフローチャートである。 チャネル割り当て／再割り当てを示すフローチャートである。 チャネル割り当て／再割り当てを示すフローチャートである。 チャネル割り当て／再割り当てを示すフローチャートである。 チャネル割り当て／再割り当てを示すフローチャートである。 チャネル割り当て／再割り当てを示すフローチャートである。

Claims (11)

1. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいてタイムスロットに物理チャネルを割り当てる方法であって、
   割り当てのための物理チャネルを提供するステップと、
   行われる可能性のある割り当てのためにタイムスロットのセットを提供するステップと、
   前記タイムスロットのセットそれぞれの品質に基づいて前記タイムスロットのセットを複数のシーケンスに並べるステップであって、各タイムスロットの前記品質は、干渉測定値とそのチャネルに割り当てることが可能な前記提供された物理チャネルの数とに少なくとも基づいており、前記シーケンスは、前記タイムスロットのセットそれぞれに関連付けられた前記干渉測定値と前記割り当て可能なチャネルの数とに関連付けられた変化する重みを有するステップと、
   各シーケンスのタイムスロットの並び順で、前記提供された物理チャネルを前記タイムスロットに割り当てるステップと、
   前記割り当てられたシーケンスの全体の干渉とフラグメンテーションとに少なくとも基づいて、前記割り当てが成功したシーケンスのうち最も品質が高いシーケンスを判定するステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいてタイムスロットにダウンリンクの物理チャネルを割り当てる方法であって、
   割り当てのための物理チャネルを提供するステップと、
   行われる可能性のある割り当てのためにタイムスロットのセットを提供するステップと、
   前記タイムスロットのセットそれぞれの品質に基づいて前記タイムスロットのセットを複数のシーケンスに並べるステップであって、各タイムスロットの前記品質は、そのスロットの送信電力とそのタイムスロットに割り当てることが可能な前記提供された物理チャネルの数とに少なくとも基づいており、前記シーケンスは、前記タイムスロットのセットそれぞれに関連付けられた前記送信電力と前記割り当て可能なチャネルの数とに関連付けられた変化する重みを有するステップと、
   各シーケンスのタイムスロットの並び順で、前記提供された物理チャネルを前記タイムスロットに割り当てるステップと、
   前記割り当てられたシーケンスの全体の干渉とフラグメンテーションとに少なくとも基づいて、前記割り当てが成功したシーケンスのうち最も品質が高いシーケンスを判定するステップと
   を備えることを特徴とする方法。
3. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいて使用され、タイムスロットのセットに物理チャネルのセットを割り当てる無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）であって、
   前記タイムスロットのセットそれぞれの品質に基づいて前記タイムスロットのセットを複数のシーケンスに並べ、各タイムスロットの前記品質は干渉測定値とそのチャネルに割り当てることが可能な前記提供された物理チャネルの数とに少なくとも基づいており、前記シーケンスは前記タイムスロットのセットそれぞれに関連付けられた前記干渉測定値と前記割り当て可能なチャネルの数とに関連付けられた変化する重みを有し、
   各シーケンスのタイムスロットの並び順で、前記物理チャネルのセットを前記タイムスロットに割り当て、
   前記割り当てられたシーケンスの全体の干渉とフラグメンテーションとに少なくとも基づいて、前記割り当てが成功したシーケンスのうち最も品質が高いシーケンスを判定する無線リソース管理（ＲＲＭ）デバイスを備えることを特徴とするＲＮＣ。
4. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいて使用され、タイムスロットのセットにダウンリンクの物理チャネルのセットを割り当てる無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）であって、
   前記タイムスロットのセットそれぞれの品質に基づいて前記タイムスロットのセットを複数のシーケンスに並べ、各タイムスロットの前記品質はそのスロットの送信電力とその物理チャネルに割り当てることが可能な前記提供された物理チャネルの数とに少なくとも基づいており、前記シーケンスは前記タイムスロットのセットそれぞれに関連付けられた前記送信電力と前記割り当て可能なチャネルの数とに関連付けられた変化する重みを有し、
   前記各シーケンスのタイムスロットの並び順で前記物理チャネルのセットを前記タイムスロットに割り当て、
   前記割り当てられたシーケンスの全体の干渉とフラグメンテーションとに少なくとも基づいて、前記割り当てが成功したシーケンスのうち最も品質が高いシーケンスを判定する無線リソース管理（ＲＲＭ）デバイスを備えることを特徴とするＲＮＣ。
5. 前記タイムスロットのセットを前記複数のシーケンスに並べる際に、前記セットの各スロットに対する性能指数を使用し、前記性能指数は、前記セットのスロットごとに、そのスロットと送信電力が最低のスロットとの送信電力の差と、そのタイムスロットにおいて前記物理チャネルのセットに割り当て可能な物理チャネルの数とを含むことを特徴とする請求項４に記載のＲＮＣ。
6. 前記送信電力の差と前記割り当て可能な物理チャネルの数とに関連付けられた重みを変化させることにより、前記タイムスロットのセットを複数のシーケンスに並べ、前記割り当てはシーケンスごとに行われ、前記ＲＮＣは、前記シーケンスの全体的な干渉とフラグメンテーションとに少なくとも基づいて、前記割り当てが成功したシーケンスのうち最も品質が高いシーケンスを判定することを特徴とする請求項４に記載のＲＮＣ。
7. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいて使用され、タイムスロットのセットに物理チャネルのセットを割り当てる無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）において、
   前記タイムスロットのセットそれぞれの品質に基づいて前記タイムスロットのセットをシーケンスに並べる手段であって、前記タイムスロットのセットそれぞれに関連付けられた干渉測定値と割り当て可能なチャネルの数とに関連付けられた重みを変化させることにより、前記タイムスロットのセットを複数のシーケンスに並べる手段と、
   各シーケンスのタイムスロットの並び順で前記物理チャネルのセットを前記タイムスロットに割り当てる手段であって、前記物理チャネルのセットは、ユーザサービスに属するコード複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）の物理チャネルである手段と、
   前記割り当てられたシーケンスの全体の干渉とフラグメンテーションとに少なくとも基づいて、前記割り当てが成功したシーケンスのうち最も品質が高いシーケンスを判定する手段と
   を備えることを特徴とするＲＮＣ。
8. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいて使用され、タイムスロットのセットにダウンリンクの物理チャネルのセットを割り当てる無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）において、
   前記タイムスロットのセットそれぞれの品質に基づいて前記タイムスロットのセットを複数のシーケンスに並べる手段であって、前記各タイムスロットの品質は、そのスロットの送信電力とそのタイムスロットに割り当て可能な前記提供された物理チャネルの数とに基づいており、前記シーケンスは、前記タイムスロットのセットそれぞれに関連付けられた前記送信電力と前記割り当て可能なチャネルの数とに関連付けられた変化する重みを有する手段と、
   各シーケンスのタイムスロットの並び順で前記物理チャネルのセットを前記タイムスロットに割り当てる手段と、
   前記割り当てられたシーケンスの全体の干渉とフラグメンテーションとに少なくとも基づいて、前記割り当てが成功したシーケンスのうち最も品質が高いシーケンスを判定する手段と
   を備えることを特徴とするＲＮＣ。
9. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムにおいて物理チャネル再割り当ての順序を選択する方法であって、前記システムは現在通信に物理チャネルを使用しており、前記方法は、
   前記物理チャネルのセットそれぞれのフラグメンテーションのゲージを求めるステップであって、前記フラグメンテーションのゲージは、その物理チャネルのユーザサービスの他の物理チャネルとの関係で、その物理チャネルのタイムスロットにわたるフラグメンテーションを表し、前記物理チャネルのセットそれぞれに対するフラグメンテーションゲージＦＲは、
   

   

   によって求められるステップと、
   各チャネルのフラグメンテーションのゲージに少なくとも基づいて、最も低い品質から最も高い品質の順に再割り当てをする前記物理チャネルのセットの順序を選択するステップと
   前記選択された順序に少なくとも基づいて、前記物理チャネルのセットを割り当てるステップと
   を備えることを特徴とする方法。
10. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムで使用される無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）であって、現在は通信用の物理チャネルを割り振っているＲＮＣにおいて、
    前記物理チャネルのセットそれぞれのフラグメンテーションのゲージを判定する無線リソース管理（ＲＲＭ）デバイスであって、前記フラグメンテーションのゲージは、その物理チャネルのユーザサービスの他の物理チャネルとの関係で、その物理チャネルのタイムスロットにわたるフラグメンテーションを表し、前記物理チャネルのセットそれぞれのフラグメンテーションゲージＦＲは、
    

    

    によって求められ、
    各チャネルのフラグメンテーションのゲージに少なくとも基づいて、最も低い品質から最も高い品質の順に再割り当てをする前記物理チャネルのセットの順序を選択するＲＲＭデバイスを備えることを特徴とするＲＮＣ。
11. 時分割多元接続／符号分割多元接続ハイブリッド型の無線通信システムで使用される無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）であって、現在は通信用の物理チャネルを使用しているＲＮＣにおいて、
    前記物理チャネルのセットそれぞれのフラグメンテーションのゲージを求める手段であって、前記フラグメンテーションのゲージは、その物理チャネルのユーザサービスの他の物理チャネルとの関係で、その物理チャネルのタイムスロットにわたるフラグメンテーションを表し、前記物理チャネルのセットそれぞれのフラグメンテーションゲージＦＲは、
    

    

    によって求められる手段と、
    各チャネルのフラグメンテーションのゲージに少なくとも基づいて、最も低い品質から最も高い品質の順に前記物理チャネルのセットを再割り当てする順序を選択する手段と、
    前記選択された順序に少なくとも基づいて、前記物理チャネルのセットを割り当てる手段と
    を備えることを特徴とするＲＮＣ。

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