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JP4852616B2 - 無線通信ネットワークにおける無線資源の選択 - Google Patents

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Description

本発明は、広く移動無線通信に関し、特に無線リンクを通した情報の送信のための資源単位(Resource Unit)の選択に関する。
無線帯域幅は不十分な資源であり、使用可能な無線資源をどのように効率的に活用するかが、移動無線通信における一般的な関心である。
直交周波数分割接続(Orthogonal Frequency Division Access:OFDM)のようなマルチキャリア、マルチスロットシステムにおいて、システムが使用可能な無線資源は、チャンクとも呼ぶ資源単位に分割される。このようなシステム内の無線リンクは、1つよりも多くの資源単位上で同時に送信するようにスケジュールされることが可能である。
本発明が関する課題は、移動無線通信システム内の帯域幅活用をどのように改善するかである。
この課題は、少なくとも2個の資源単位を含む資源単位の組が割り当てられている無線リンクを通したデータの送信用の無線資源を選択する方法により処理される。この方法は、割当資源単位の品質測定の値がある範囲に含まれるかどうかをチェックすることと、資源単位の組から少なくとも1個の資源単位を選択することとを含み、選択はチェックの結果にしたがって行われる。
ここで達成されるのは、全部の割当資源単位が送信に使用されている場合よりも情報の結果のスループットが高いように、割当資源単位のサブセットが送信用に選択されてもよいということである。
チェックは、資源単位に関連して、資源単位の信号対干渉雑音比に非線形的に依存する関数の値を決定することを含むことが有利である。信号対干渉雑音比の非線形関数をチェックに用いることにより、この方法は、資源単位の信号対干渉雑音比の値が知られている場合、広く変化する信号対干渉雑音比分布を有する異なる組にうまく応用可能である。非線形関数の値は、品質測定の値である場合、または範囲の少なくとも1つの境界を定めるのに用いられる場合がある。
この側面の一実施形態において、非線形関数は受信符号化ビット情報レートである。受信符号化ビット情報レートを非線形関数として用いることにより、範囲の長さは不変である場合があり、ゆえに割当資源単位の組内で信号対干渉雑音比分布に対し独立であることを、シミュレーションが示す。さらに、受信符号化ビット情報レートの使用法は、不正確なチャネル品質推定に対するこの方法の低い感度を与える。言い換えると、受信符号化ビット情報レートを非線形関数として使用する場合のこの方法は、チャネル品質推定にエラーがあるとしても、適した資源単位選択を与える。
本発明のこの側面の第2の実施形態において、非線形関数は資源単位の情報のスループットの測定である。情報のスループットは、エンドユーザにエクスペリエンスされる無線リンクの品質にほぼリンクしており、ゆえに、この実施形態における非線形関数の値は、エンドユーザがエクスペリエンスするであろうサービスの質を適切に反映する。
本発明の一側面において、この方法は、選択資源単位に対して均一送信電力を決定することと、少なくとも1個の資源単位の送信電力を均一送信電力に設定することとをさらに含む。ここで達成されるのは、選択処理における計算上の複雑さが低く保たれることである。
本発明の別の側面において、この方法は、無線リンクの要求が選択資源単位により満たされているかどうかをチェックすることと、満たされていない場合には、組内の少なくとも1個の資源単位に対してリンク適合を変更することとをさらに含む。次に選択およびチェックのステップは繰り返される。本発明のこの側面において、選択処理は繰り返し可能であって、無線リンクに設定された要求を選択資源単位が満たすように、適切な変調/符号化スキームを有するを資源単位の選択が識別可能となるまで、資源単位の変調および/または符号化スキームは繰り返しの間で調節される。
本発明の一側面において、選択ステップは、割当資源単位に対して第2の品質測定の値を定めることを含む。この側面において、選択は、第2の品質測定の値に応じて、およびある範囲に含まれる第1の品質測定の決定値の数に応じて行われる。ここで達成されるのは、送信に使用される資源単位の適した数が、組内のチャネル品質の分布に影響を受けにくいように、正確に決定可能であり、したがって送信される実際の資源単位が、エンドユーザに知覚されるサービスの質を適切に反映する品質測定に基づき選択可能であるということである。
本発明の別の側面において、チェックステップは、品質測定の決定値の中で品質測定の最適値を識別することと、品質測定の値と品質測定の最適値との間の容認可能な差を定める項を最適値から引くことで得られる値に範囲のより低い境界を設定することとを含む。ここで達成されるのは、割当資源単位の組内での品質測定値の分布の要求にこの範囲を採用する簡単な方法である。
この側面の一実施形態において、項は、組内の資源単位の信号対干渉雑音比値の分布に依存する値を有する。別の実施形態においては、項は不変値である。項の不変値を有することは単純で計算上効率がよい範囲決定方法を与え、一方で項を組内の資源単位の品質に依存させることにより、情報送信レートがより高くなり得るように、送信用の資源単位が選択可能である。
課題は、さらに、本発明の方法を実行するためのコンピュータプログラム製品により、および少なくとも2個の資源単位が割り当てられている無線リンクを通したデータの送信用の無線資源を選択するための装置により処理される。装置は、資源単位の信号対干渉雑音比に非線形的に依存する品質測定の値を定めるように構成される品質測定決定手段と、品質決定手段に定められた割当資源単位の品質測定値に応じて、割当資源単位から少なくとも1個の資源単位を選択するように構成される選択手段とを備える。この装置は無線基地局に有利に実装可能である。
本発明およびその利点をより完全に理解するために、添付図面と関連して、以下の詳細な説明を参照することにする。
移動無線通信システム100を図1に概略的に説明する。移動局105は、無線リンク115を通して無線基地局と通信可能である。無線基地局110は、この図には示していないコアネットワークに接続されている。無線基地局110によりサービスが行われる地理的エリアを、しばしばセル120と呼ぶ。
無線リンク115は、概して音声電話、およびデータ送信セッションに使用可能である。以下では、電話、およびデータ送信セッションを、セッションと呼ぶことにする。
無線基地局110と移動端末105との間の通信に使用可能な無線資源は、しばしば複数の資源単位に分割される。資源単位は、無線リンク115に割り当て可能な最小単位であり、しばしば送信フォーマットが不変である最小単位である。図2において、資源単位の概念を、時間周波数分割多元接続(Time and Frequency Division Multiple Access:TD/FDMA)にしたがって動作するシステム110について説明する。無線リンク115のタイムフレーム200が、継続時間(time duration)Tframeおよび周波数範囲(frequency span)Fframeを有するように説明されている。図2のタイムフレームは、複数の資源単位205のみからなるように説明されており、各資源単位205は継続時間Tunit=Tframeおよび帯域幅Funit=Fframe/Nを有し、ここでNはタイムフレーム200の資源単位205の数である。同じ周波数帯域を使用するが、異なるタイムフレーム200において生じる資源単位205を、以下ではチャネルと呼ぶ。同システムにおいて、資源単位205は無線リンク115にタイムフレームごとをもとに割り当て可能であり、同じ無線リンク115にスケジュールされた異なるタイムフレームにおける資源単位205はしばしば異なるチャネル210に属する。
図2により与えられる例は、周波数分割多元接続に基づくシステム100におけるタイムフレーム200がどのように資源単位205に分割され得るかの一例である。多元接続を与える他の方法に基づくシステム100においては、資源単位205は他の数量により定義され得る。例えば、符号分割多元接続に基づくシステム100においては、資源単位205は、時間および拡散符号という数量により定義される場合がある。以下では、説明のためにのみ、時間周波数分割多元接続にしたがって動作するシステム100で本発明を説明する。
いくつかの移動無線通信システム100においては、無線リンク115は1つよりも多くの無線ユニット205上で同時に送信されるようにスケジュール可能である。さらに、無線リンク115を通して送信可能である全電力の上限がしばしば存在する。無線リンク115を通して送信される全電力は、無線リンク115の異なる資源単位205に異なる方法で割り当てられることが可能である。例えば、無線リンクに使用可能である各無線資源の送信電力レベルが同じであるところの均一電力割当てが用いられてもよい。しかしながら、均一電力割当てを用いると、高品質の無線資源の容量は最適活用できない。無線品質が異なる資源単位間で異なることから、スケジューリング処理において無線リンクに割り当てられている無線資源の送信容量を最も活用するためには、異なる資源単位において異なる電力レベルで送信することが有利である場合がある。
本発明によれば、スケジューリング処理において無線リンク115に割り当てられている資源単位205は、全部が送信に使用される必要はないのだが、送信条件がより好ましくない資源単位205のいくつかの送信電力は、零に設定可能である。無線リンク115を通る送信に使用される資源単位205、すなわち零ではない送信電力が割り当てられるべきである資源単位205は、無線リンク115に割り当てられている資源単位205の品質測定(quality measure:QM)とは独立に選択されることが好ましい場合がある。品質測定の範囲は、ここではQM範囲(QM‐range)と呼ぶが、割り当てられた資源単位205の品質測定の値の分布にしたがって定める場合がある。QM範囲内の品質測定値QMを有する資源単位205の数が、送信に使用される資源単位205の好適な数を表すという方式で、QM範囲を定める場合もある。送信に使用されるべき資源単位205の数Kを定めるこのようなQM範囲は、資源単位205が属するチャネルの最新取得の、あるいは瞬間の、品質測定に(または品質測定の統計分布に)基づくことが有利である場合がある。したがって送信に使用されるべきK個の資源単位の選択は、QM範囲の定められた中において、使用可能な資源単位205に使用される品質測定QMのそれぞれの値に基づく場合がある。
選択資源単位205は、均一電力レベルで送信されることが有利である場合があり、送信用のこの均一電力レベルは、無線リンク115の資源単位205上で送信される総電力が無線リンク115の最大電力レベルに等しいように選択されることが好ましい。同じ電力レベルを全選択資源単位205へ割り当てることにより、電力割当ては計算上単純で、短時間で計算できるようになる。しかしながら、選択資源単位205へ割り当てられた電力は、別の実施形態においては、最適な資源単位205は最高電力レベルで送信するなどのように、資源単位205の品質の値に依存する場合もある。送信電力を選択資源単位20に割り当てる他の方法も使用可能である。
QM範囲は、品質測定の閾値QMthresで定める場合がある。QMthresより高い品質測定の値を有する資源単位205の数が、送信のために選択されるべき資源単位205の数を表す数Kであろう。QMthresは、例えば品質測定の最高値QMmaxを有する割当資源単位205の品質測定の値で定められ、項ΔQMは、資源単位205の品質測定がQM範囲内になるように、QMmaxと資源単位205の品質測定の値との間の最大差分を定め、以下のQM範囲を与える。
[QMmax−ΔQM;QMmax]・・・(1)
本発明のこの側面のある実施形態においては、項ΔQMの値は不変であり、無線リンク115に使用可能な資源単位205の品質測定の値の分布に依存しない。しかしながら、ΔQMは、資源単位205の選択が行われる度に新しい値を選択的にとる場合もあり、また例えば、無線リンク115に使用可能な資源単位205の信号対干渉雑音比分布の関数である場合もある。QMmaxとΔQMとの間の関係が必ずしも単調関数である必要はないということを、シミュレーションが示している。例えば、QMmaxの高および低い値に対して、ΔQMの値がQMmaxの中間値よりも低くなるというように、ΔQMの値はQMmaxに依存する場合がある。あるいは、ΔQMの適当な値が反復により得られる場合もある。使用可能な資源単位205に関係(1)を応用することにより資源単位205を反復選択し、反復の間にΔQMを変化させることによって、目下の送信要求を満たす資源単位205の選択を与えるΔQMの値が取得可能である。使用可能な資源単位205の品質測定の値の分布にしたがってΔQMの値が調節されるところの実施形態において、好ましくは、QM範囲内に含まれる品質測定の値を有する資源単位205の数Kが、K+1個の資源単位205がQM範囲に含まれているようにΔQMが定められる場合(K+1個の資源単位205の各々の資源電力の低下を考慮に入れた場合で、この低下は、最大送信電力を越えないようにという制限による)よりも、高い全送信資源を与えるように、ΔQMが選択されるべきである。
QM範囲を定めるには代替方法が応用される場合もある。例えば、品質測定の最小値QMminにより定められる半開区間のQM範囲[QMmin;∞)が使用される場合、または品質測定の平均値QMmeanを用いて定められる半開区間のQM範囲[QMmean;∞)が使用される場合がある。
多くの品質測定は、送信信号電力に依存する受信信号電力Eで定められる。ゆえに、使用可能な資源ユニット205の品質測定の値を定める際には、異なる資源単位の品質測定値を比較可能にするために、全部の資源単位205に同じ送信信号電力が推定される。
QM範囲を定める際に使用される品質測定は、例えば資源単位205の信号対干渉雑音比(干渉が全く生じない理想的なシステムにおいては信号対雑音比)の線形関数である場合がある。しかしながらエンドユーザに受信されるサービスの品質(例えばスループットで測定される)は、信号対干渉雑音比の線形写像でない。信号対干渉雑音比の線形関数である品質測定を用いてQM範囲が定められると、最適QM範囲は、割当資源単位205の組の信号対干渉雑音比分布の影響をかなり受けやすく、大きな範囲の異なる信号対干渉雑音比分布に対して適当なQM範囲が取得可能であるところの、式(1)により定められる関数などのような線形関数を定めることは一般的に不可能である。
したがって、信号対干渉雑音比の非線形関数である品質測定でQM範囲を定めることが一般的に有利である。このような品質測定は、例えば受信符号化ビット情報レート(received coded bit information rate:RBIR)情報スループット(information throughput:TH)、相互情報(mutual information:MI)、またはシャノン容量(Shannon capacity)などの可能性がある。上述の品質測定の関数および組合せを含む、信号対干渉雑音比の他の非線形関数が、代わりに品質測定として使用される場合もある。
(受信符号化ビット情報レート)
本発明の一実施形態によれば、受信符号化ビット情報レート(RBIR)とも呼ばれる、符号化ビットごとの正規化相互情報で、QM範囲は定められる。受信符号化ビット情報レートRBIRは、チャネルが理想的である場合に、ある変調スキームが応用される資源単位205のある熱雑音レベルでの情報送信効率の測定である。RBIRは、QM範囲を定める際に使用するのに効果的な品質測定である、ということを数的研究が示している。
資源単位jの変調次数がMであるところの変調および符号化スキームを仮定すると、資源単位jに対する受信符号化ビット情報レートRBIRは、
RBIR=I(γ)/M・・・(2)
ように定められ、ここでI(γ)は、変調されたシンボルレベル相互情報であり、γは、資源単位jが属するチャネルの信号対雑音比であり、すなわち以下である。
γ=(E/N・・・(3)
ここでEは受信信号電力であり、Nは熱雑音である。干渉がチャネル上でエクスペリエンスされるところの非理想的なシステムにおいて、RBIRを計算するのには信号対干渉雑音比がγの代わりに使用される場合もある。
変調されたシンボルレベル相互情報I(γ)は資源単位jに対して以下のように定められる。
Figure 0004852616
ここで変調シンボルXはある変調群(modulation constellation)に属し、受信シンボルYはY=(Y+i*Y)∈Cであり、ここでCは複素数の集合である。数式(4)において、P(X)はXの先験確率である。P(Y|X,γ)は、送信シンボルXを条件として且つ信号対雑音比γによりパラメータ化されるYの確率濃度関数である。UはXの任意の分布に対するI(γ)の平均値であり、UXYはXおよびYの任意の分布に対するI(γ)の平均値である。
関係式(1)にしたがって、受信符号化ビット情報レートRBIRに基づいてQM範囲を定める閾値は、例えば以下のように表すことが可能である。
RBIRthres=RBIRmax−ΔRBIR・・・(5)
ここでRBIRmaxは、無線リンク115に使用可能な資源単位205の最高RBIRを有する資源単位205のRBIRであり、ΔRBIRは、資源単位jのRBIR値がQM範囲に含まれるように、送信資源単位jのRBIRとRBIRmaxとの間の容認可能な差を定める項である。ゆえに、QM範囲は、RBIR閾値RBIRthresを用いて表すことが可能であり、資源単位205が次式のQM範囲に含まれるように、資源単位205のRBIRはRBIRthresを超えている必要がある。
[RBIRmax−ΔRBIR;RBIRmax]・・・(6)
この実施形態においてQM範囲を定める代替方法が応用される場合もある。例えば、資源単位205のRBIRが不変値を超えるかどうかをチェックする際の基準が使用される場合、または、使用可能な資源単位205のRBIR値の平均値を超えるRBIR値を有する全資源単位205のRBIR値がQM範囲に含まれるように定められた基準が使用される場合がある。
式(6)における不変値ΔRBIRは大きな範囲の資源単位分布に良い結果を与える、ということを数的研究が示している。図3は、範囲[0;RBIRmax]内のRBIRの均一分布に不変値ΔRBIRを用いることにより、または式(6)で定められるQM範囲に含まれるRBIR値を有する資源単位205を送信資源単位205として選択することにより得られた数的結果を説明している。図3において、スループットTH(上部のグラフ)およびスループット損失THloss(下部のグラフ)は、それぞれRBIRmax値1.0(左端のグラフ)、0.7(中央のグラフ)、0.5(右端のグラフ)を有する資源単位205の3つの異なる分布に対するΔRBIRの関数として説明されている。スループットTHおよびスループット損失THlossは以下のように定められる。
Figure 0004852616
ここでMは変調次数であり、Cは符号化レートであり、BLEPはブロックエラー確率(Block Error Probability)であり、THrefは、完全リンク適応が応用されている場合の基準スループットである。図3において、THrefおよびTHは、ΔRBIRの関数として示されており、ここではTHrefの方が高い値である。THを得るために、変調次数におよび符号化レートに資源単位分布内で単一の値が使用されたが、一方で、THrefを得るために、資源単位ごとに個別に変調次数および符号化レートが適応された。
図3から分かるように、3つの異なる資源単位分布に対してTHlossはΔRBIR範囲[0;0.5]内で5%より小さく、変調次数および符号化レートの単一の値はこの範囲で十分に良いTH値を与える。範囲[0.3;0.5]内のΔRBIR値が有利であり、範囲[0.3;0.4]内の値は特に良い結果を与えることを、数的研究が示している。ゆえに、この範囲内の不変ΔRBIR値は、割当資源単位205の組の信号対干渉雑音比分布の大きな範囲に良い結果を与えるであろう。しかしながら、式(1)と関連してさらに説明するように、他の不変ΔRBIR値を代わりに使用されてもよく、またはΔRBIRは、代わりに、資源単位205の選択が行われる度に新しい値をとる場合もある。
QM範囲を決定可能な品質測定としてのRBIR使用法の数的研究は、チャネルの品質推定が完全ではなく、信号対雑音比γの入手可能な値がγの実際の値の不十分な近似である場合でさえも、この方法が良い結果を与えるということを示す。これは、ΔRBIRの値が不変である(資源単位205の信号対雑音比分布に依存しない)という場合でもそうである。ゆえに、送信のための資源単位205を選択する方法は、チャネル推定におけるエラーについて強固である。
等式(4)を用いるよりも、代わりに等式(4)の近似を用いて、変調されたシンボルレベル相互情報の値I(γ)を得ることも可能である。等式(4)は多くの方法で近似可能であるが、そのうちいくつかを以下に提示する。I(γ)の値を得るのに使用可能である近似式の一例は、式(7)により与えられ、この式(7)は符号化送信に対し合併チェルノフ境界(Union Chernoff bound)に基づいている。
Figure 0004852616
ここでγは任意の群に対する変調調節要因であり、Mは変調次数である。
等式(4)の他の近似は、例えば以下のように二位相偏移変調(Binary Phase Shift Keying:BPSK)カットオフレートに基づく場合もある。
Figure 0004852616
または、以下のように統合シャノン情報定理(unified Shannon information theory)、すなわち実数ガウス入力を用いた加法的白色ガウス雑音(Additive White Gaussian Noise:AWGN)に基づく場合もある。
Figure 0004852616
なお、例えば以下のような、変調されたシンボルレベル相互情報の他の近似が用いられてもよい。
Figure 0004852616
ここで、(α,β)は任意の群に対する変調相殺指数(modulation compensation exponent)である。
送信に用いる資源単位205の数を定めるための品質測定としてRBIRを用いる場合、信号対干渉雑音比γは、割当資源単位205に対して従来の方法で測定されることが好ましく、この測定から、式(2)を式(4)または(9〜12)のいずれか1つと組み合わせて用いることにより、RBIR値が得られる。
(スループット)
QM範囲を決定する際に使用される場合がある信号対干渉雑音比の別の非線形関数は、デコーダの出力における情報のスループットTHである。このスループットTHは以下のように定められる。
TH=M・C・(1−BLEP)・・・(13)
ここでMは変調次数であり、Cは符号化レートであり、BLEPは瞬間ブロックエラー確率(Block Error Probability)である。式(1)に関連して説明したとおり、THthresよりも高いスループットを与える資源単位205のいずれもQM範囲に含まれるように、スループット閾値THthresを用いてQM範囲を定めることが可能である(それぞれのスループット値を比較できるように、同じ送信電力を想定)。スループット閾値は、使用可能な資源単位205の最大スループット値THmaxと、式(1)に関連して説明した項Δthとで定めることが可能であり、Δthは不変であるか、
または使用可能な資源単位205のスループット値の分布に応じて得られる。QM範囲はしたがって[THmax;THmax−Δth]となるであろう。あるいはQM範囲は、使用可能な資源のスループット値の平均値で定められる場合もある。
無線資源205のスループットの有効値を定める際、使用可能な無線資源205の信号対干渉雑音比は明示的に決定される必要がないが、スループットは、式(13)から分かるとおり、ブロックエラー確率BLEPを測定することにより定められる場合がある。
(シャノン容量)
なお、信号対雑音比に非線形的に依存し、QM範囲を定めることによっていくつの資源単位205が送信に使用されるべきかを定めるのに用いることができる別の品質測定が、シャノン容量である。シャノン容量とは、AWGN変調を想定し、符号化損失を考慮しない復調容量の上限である。シャノン容量CShannonは以下のように表される。
shannon=log(1+γ)
(信号対干渉雑音比)
なお、品質測定として用いることができる信号対干渉雑音比の別の関数が、以下のような信号対干渉雑音比(SINR)そのものである。
Figure 0004852616
ここでEは受信信号電力であり、Iはチャネル上でエクスペリエンスされる干渉であり、Nは熱雑音である。式(1)に関連して説明したように、QM範囲はSINR閾値SINRthresで定めることが可能であり、また、資源単位205がQM範囲に含まれるように、使用可能なチャネルのSINR値の中の最大SINR値SINRmaxで、およびSINRmaxと資源単位205のSINR値との間の容認可能な差の最大値を定める項ΔSINRで、SINRthresは定めることが可能である。しかしながら、上述のように、信号対干渉雑音比の線形関数である品質測定を使用してQM範囲が定められる場合、最適QM範囲は、割当資源単位205の組の信号対雑音比分布に影響をかなり受けやすい。SINRが品質測定として使用される場合は、したがって信号対雑音比分布に応じて非線形的にQM範囲を定めることが有利であろう。QM範囲の上限および下限は、例えばRBIR、または資源単位205の使用可能な組のスループット値を使用して、定められる場合があり、このように定められたQM範囲に含まれるSINR値を有する使用可能な資源単位205は、送信資源単位205として選択可能である。
信号強度、干渉チャネルの強度、および熱雑音を測定することによる従来の方法で、各資源単位205に対してSINRの値が得られる場合もある。
上述のように、無線リンク115に割り当てられている資源単位205のうち、いくつの資源単位205が送信に実際に使用されるべきかを定めるために、本発明にしたがってQM範囲は使用される。送信資源単位205の数Kが定められると、使用されるべきK個の資源ユニット205の選択が行われる。ある実施形態においては、送信に使用されるK個の資源単位205は、第2の品質測定に応じて選択され、そのため第2の品質測定の最も有利な値を有する資源単位205が選択されるであろう。第2の品質測定はいかなる品質測定であってもよい。この実施形態の一例においては、QM範囲はRBIRを用いて定めることが可能であり、K個の資源単位205の選択は、資源単位205の信号対干渉雑音比に応じて実行可能である。ゆえにこの例においては、全部の使用可能な資源単位205のRBIR値を計算し(特定の符号化および変調モードを想定。かかるモードは全部の資源単位205に対して同じであってもなくてもよい)、計算したRBIR値がいくつQM範囲に含まれるかをチェックすることにより、K個の送信資源単位は定められる。最高の信号対干渉雑音比を有するK個の資源単位205が、その後送信用に選択される。
本発明の別の実施形態においては、QM範囲に含まれる品質測定を有するK個の資源単位205が送信用に選択される。この実施形態においては、送信資源205の数Kを定めるステップと、送信資源205を選択するステップとが同時に行われる場合があり、数Kは明示的に定められる必要はないであろう。
図4のフローチャートは、本発明の方法の実施形態の一例を説明する。ステップ400において、QM範囲に含まれる品質測定QMの値を有する資源単位の数を表すカウンタKが零に設定される。ステップ405において、QM範囲を定めるのに使用される品質測定QMが全部の使用可能な資源単位205に対して計算され、それにより一連の値QMがj=1,……,Nにおいて得られ、ここでNは使用可能な資源単位205の数である。ステップ410において、QM範囲が設定される。この設定は、ステップ405において計算されたQM値に依存して行われる場合が好ましいが、ステップ405において定められたQM値に独立して行われる場合もある。ステップ415において、カウンタjが1に設定される。ステップ420が次に開始され、ここではQMがQM範囲に含まれるかどうかがチェックされる。含まれない場合は、ステップ425が開始され、ここではカウンタjが1だけインクリメントされる。しかしながら、QMがQM範囲に含まれる場合、ステップ430が開始され、ここではカウンタKが1だけインクリメントされる。ステップ425が次に開始される。ステップ435において、カウンタjが値Nを超えたかどうかチェックされる。もし超えていなければ、ステップ420が再び開始される。jがNよりも大きい、すなわちステップ420のチェックが全部の使用可能な資源単位205に対して行われたことがステップ435において発見されたならば、ステップ440が開始され、ここでK個の資源単位が送信に選択される。K個の資源単位の選択は、第2の品質測定に応じて行われ、そのため第2の品質測定の最適値を有するK個の資源単位205が選択される。第2の品質測定は第1の品質測定に等しくても、異なる品質測定でもよい。第2の品質測定が第1の品質測定に等しい場合、図5および6に関連して参照することとなるが、カウンタKは省略可能である。
上で示したように、QM範囲は、資源単位205の品質のいずれの測定でも定めることが可能である。しかしながら、説明を目的としただけのことなのだが、図5および6に関連して、QM範囲はRBIRで表されると想定する。さらに、送信用に選択される資源単位205は、QM範囲に含まれるRBIR値を有する資源単位205であることが想定される。
図5は、無線リンク115に応用される場合の本発明の方法を概略的に説明するフローチャートである。図5において、異なる資源単位205の変調および符号化スキームがすでに決定されていると想定されている。さらに、異なる資源単位205の送信電力は、それぞれのRBIR値の比較を可能とするために、均一の値に設定されている。図5の例においては、式(6)を用いてQM範囲が定められ、ΔRBIRは、無線リンク115に使用可能な無線資源のRBIR値に依存しない不変値である。ステップ500において、無線リンク115に使用可能なN個資源単位jに対して、RBIR値RBIRが計算され、ここでjは1,……,Nの値をとる。ステップ500において計算されたRBIR値のうち最大RBIR値RBIRmaxを識別することにより、ステップ505においてQM範囲が定められる。RBIRmaxがQM範囲の上限として用いられ、RBIRmax引く項ΔRBIRがQM範囲の下限として用いられる。ステップ510において、カウンタjが1に設定される。ステップ515において、RBIRがQM範囲に含まれるかどうかチェックされる。含まれない場合、ステップ520が開始され、ここでカウンタが1だけインクリメントされる。しかしながら、ステップ515においてRBIRがQM範囲に含まれると発見されるならば、ステップ525において資源単位jが選択される。ステップ520が次に開始される。ステップ530において、カウンタjがNよりも大きいかどうかがチェックされる。もし大きい場合、この処理はステップ535において終了する。大きくない場合、ステップ515が再び開始される。
図5により説明される方法は、受信符号化ビット情報レートRBIRの値に基づいて、無線リンク115上の送信用の資源単位205の組を、無線リンク115上の送信に使用可能な資源単位205のより大きな組のうちから選択する方法である。ステップ525において選択されていない使用可能な資源単位jの送信電力は零に設定され、一方で、ステップ525において選択された資源単位jの送信電力は零ではない値に設定されるであろう。本発明の一実施形態においては、無線リンク115上の各送信資源単位205が同じ送信電力で送信することになるように、選択資源単位205の送信電力は均一値に設定されるであろう。送信電力のこの均一値は、全部の選択資源単位205の送信電力が無線リンク115の最大容認送信電力まで上がるように、選択されることが好ましい場合がある。本発明の別の実施形態においては、送信電力は、異なる資源単位205に、異なるRBIR値に応じて割り当てられる場合もあり、または他のいかなる方法でも割り当て可能である。
図5の方法は様々な方法で行われ得る。例えば、資源単位205がそれぞれのRBIR値にしたがって選別されるステップが導入される場合がある。そうすると、ステップ510〜530は、QM範囲に含まれない最高RBIR値が識別される手順に差し替えられる場合がある。すると、より高いRBIRを有する全部の資源単位jが送信用に選択される場合がある。
図5により説明される本発明の実施形態において、式(6)を用いてQM範囲が定められる。上述のように、QM範囲は他の方法でも定めることが可能である。
上の関係式2〜9に見られるように、資源単位205のRBIRの値は、資源単位205に応用された変調モードに依存する。同変調モードは他のチャネル品質測定にもあてはまる。例えば、資源単位205のスループットは、資源単位205に応用される変調モードおよび符号化スキームに依存する。変調および符号化スキームは、品質が低下していく場合に情報の正しい送信を保証するように、および無線リンク115の品質が良い場合に高い情報スループットを与えるように、しばしば無線リンク115の品質に適合される。変調および/または符号化スキームのこのような適合は、しばしばリンク適合と呼ばれる。
図5により説明される手順において、異なる資源単位205の変調および符号化スキームがすでに決定されているということが想定される。しかしながら、図5の手順は反復手順において応用される場合もあり、その場合、使用可能な資源単位205の変調および/または符号化スキームは、適切な送信リンク適合を有する送信用資源単位205の組を識別するために、反復間で変化する。
図6において、送信用に選択されるべき資源単位205を発見する反復手順のフローチャートを説明する。ステップ500〜530は、図5に関連して説明した方法のように行われる。QM範囲に含まれるRBIRを有する全部の資源単位jが識別されてしまうと、ステップ600が開始される。ステップ600において、反復要求が満たされているかどうかがチェックされる。満たされていなければ、ステップ605が開始され、ここでは使用可能な資源単位205の変調および符号化スキームが変更される。次にステップ500が再び開始される。しかしながら、反復要求が満たされてしまったことがステップ600において発見されたならば、ステップ535が開始され、ここで手順は終了する。最後の反復の間に選択された資源単位205が、次に無線リンク115上の送信に使用されるであろう。
ステップ605において行われる、使用可能な資源単位のリンク適合の変更は、異なる方法で行われる場合もある。ある実施形態においては、変調および/または符号化スキームは反復間で多少ランダムに変更される場合、または変調および符号化スキームを選択する既定のスキームにしたがって、次の反復で使用される新しい変調および/または符号化スキームが選択される場合がある。あるいは、新しい変調および/または符号化スキームは、前の反復が反復要求を満たすことからどのくらい近かったかに応じて、収束法で選択される場合もある。
ステップ600において用いられた反復要求は、選択資源単位205が送信に使用されたならば、例えば無線リンク115にわたって得られた情報スループットの測定に基づく場合がある。反復要求は例えば以下のようになる場合がある。送信用に選択された資源単位205を用いて得られる情報スループットの測定が、無線リンク115を通して送信されるセッションに要求される情報スループットを少なくとも超えるべきである。新しい変調および符号化スキームが収束法で選択されるある実施形態において、反復要求は、例えば最後の2回の反復間の方法スループット測定間の最小差として定められる場合がある。変調および符号化スキームを選択する収束法を使用する際は、代わりに、最後の2回の反復において選択された資源単位205の数に差がない場合に、または最後の2回の反復において送信用に選択された資源単位205の2組の間の最大差より小さい場合に、反復要求が満たされるように、反復要求が定められる場合もある。他の反復要求が応用される場合もある。すなわち反復は、例えばある回数の反復の後に停止することが可能である。
送信用に選択された資源単位205に用いられる変調および符号化スキームは全部の資源単位205に対して均一である場合、または資源単位205が属するチャネルの品質測定にしたがって資源単位205間で変化する場合がある。変調および/または符号化スキームが資源単位205間で変化することを可能とすると、リンク適合は各資源単位205に対してより高い精度で行われることが可能となる。しかしながら、均一な変調および符号化スキームを、無線リンク115を通した送信に同時に使用される資源単位205に用いることにより、処理における計算上の複雑さは低減される。
図5および6により説明される無線リンク115を通した送信用の資源単位205を発見する手順において、QM範囲は例えば式(6)により定められる場合がある。QM範囲がΔRBIRを用いて決定される場合、ΔRBIRは不変値に設定可能である。あるいは、反復手順は最適ΔRBIRを発見するのに用いられる場合もある。
第1の品質測定、QM範囲、または第2の品質測定がリンク適合に依存する場合は、品質測定および/またはQM範囲がリンク適合に依存するところのいかなる実施形態、またはK個の送信資源単位205が第1の品質測定により定められ、K個の資源単位205が第2の品質測定に応じて選択される場合のいかなる実施形態にも、図6のリンク適合の反復応用は応用可能である。QM範囲がリンク適合に依存しない場合は、ステップ505は図6の第2のおよびさらなる反復から省略可能である。同様に、用いられた品質測定の値がリンク適合に依存しない場合も、ステップ500の均等ステップは省略される。
送信用の資源単位を選択する、本発明の方法は、無線リンク115のアップリンクおよびダウンリンク部の両方に使用される場合がある。
本発明によれば、システム100は、少なくとも2個の資源単位205が割り当てられている無線リンク115を通した送信に使用されるべきである資源単位205を選択するための選択装置を備える。選択装置は、システム100の無線基地局110に実装されることが有利である場合がある。図1において、無線基地局110は、選択装置125を備えるように説明されている。選択装置125は、代わりに、基地局制御部または同様のノードに実装される場合、移動局105と無線基地局110との間に位置する中継ノードに実装される場合、またはシステム100内のどこかに実装される場合がある。選択装置125は、品質測定QMが得られる使用可能な資源単位205のチャネル品質の測定を受信するように構成可能である。選択装置125は、無線リンク115のアップリンクおよびダウンリンク部の両方のチャネル品質の測定を受信するように構成可能であり、無線リンク115のアップリンクおよびダウンリンク部の両方に資源単位205を選択するように構成可能である。選択装置125は、ソフトウェアおよびそのソフトウェアが動作するコンピュータハードウェアとして実施されることが有利である場合がある。選択装置125が移動局105に実装される場合もある。このことは、無線リンク115を通した送信にどのチャネル210を使用するか移動局105が選択し得るシステム100においては特に有効である可能性がある。
無線リンクが1個より多くの(同時)資源単位205を割り当てられることが可能であるところの直交周波数分割接続(OFDM)を使用するシステムなどのマルチキャリアシステムに本発明は有利に応用可能である。このようなシステムの例は、3GPPロングタームエボリューション(Long Term Evolution:LTE)規格、WiMax規格、および4GまたはB3G規格をもとにした通信システムである。
当業者であれば、本発明は、添付図面及び上述の詳細な説明に開示された実施形態に限定されるものではなく、これらの添付図面及び詳細な説明は、本発明を説明する目的のものであり、本発明は様々な方法で実施可能であって、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定されるということを、了解するであろう。
移動無線通信システムを概略的に説明する。 多くの資源単位を含むタイムフレームを説明する。 資源単位の3つの異なる分布の数的研究により得られたΔRBIRの関数としてスループットおよびスループット損失を示す。 送信用の資源単位を選択する、本発明の方法を概略的に説明するフローチャートである。 QM範囲を定め、送信用の選択資源単位を選択するのにRBIRが用いられるところの本発明の一実施形態を概略的に説明するフローチャートである。 送信用に選択されるべきである資源単位を発見する反復手順の一実施形態を説明する概略的にフローチャートである。ここで、資源単位の変調および/または符号化スキームは反復間で変更される。

Claims (8)

  1. 少なくとも2個の資源単位(205)を含む資源単位の組が割り当てられている無線リンク(115)を通したデータの送信用の無線資源を選択する方法であって、
    割り当てられた前記資源単位の品質測定の値がある範囲に含まれるかどうかをチェック(420;515)することと、
    前記資源単位の組から少なくとも1個の資源単位を選択(440;525)することと、その場合前記選択は前記チェックの結果にしたがって行われることと
    を含み、
    前記チェックすることは、前記品質測定の値として、資源単位に関連して信号対干渉雑音比に非線形的に依存する関数の値を決定することを含む、方法。
  2. 前記選択のステップは、割り当てられた前記資源単位についての第2の品質測定の値を決定することを含み、
    前記選択は、前記第2の品質測定の値に応じて、および前記ある範囲に含まれる前記第1の品質測定の決定値の数に応じて、行われる、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記無線リンクの要求が、選択された前記資源単位により満たされるかどうか、をチェック(600)することと、
    満たされない場合には、前記組内の少なくとも1個の前記資源単位についてリンク適合を変化(605)させることと、
    前記チェックおよび選択ステップを行うことと
    をさらに含む請求項1又は2に記載の方法。
  4. コンピュータに少なくとも2個の資源単位(205)の組が割り当てられている無線リンク(115)を通したデータの送信用の無線資源を選択することを実行させるためのコンピュータプログラムであって、
    割り当てられた前記資源単位の品質測定の値がある範囲に含まれるかどうかをチェック(420;515)するステップと、
    前記チェックするステップの結果に応じて、前記資源単位の組から少なくとも1個の資源単位を選択(440;525)するステップとを含み、
    前記チェックするステップは、前記品質測定の値として、資源単位に関連して、信号対干渉雑音比に非線形的に依存する関数の値を決定することを含む、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
  5. 無線基地局(110)に装填されるように構成される記録媒体であって、請求項4に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  6. 少なくとも2個の資源単位(205)の組が割り当てられている無線リンク(115)を通したデータの送信用の無線資源を選択する装置(125)であって、
    割り当てられた前記資源単位の品質測定の値がある範囲に含まれるかどうかをチェックするように構成されるチェック手段と、
    前記チェックの結果に応じて、前記資源単位の組から少なくとも1個の資源単位を選択するように構成される選択手段と
    を備え、
    前記チェック手段は、前記品質測定の値として、資源単位に関連して、信号対干渉雑音比に非線形的に依存する関数の値を決定する、装置。
  7. 請求項6に記載の装置を備える、移動無線通信システム(100)において移動局(105)と通信するための無線基地局(110)。
  8. 請求項7に記載の装置を含む移動無線通信システム。
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