マルチユーザ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムにおける実時間サービスに対するサブキャリアおよびビットの割当
本発明の方法は、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおける実時間サービスに対するＱｏＳのサブキャリア、ビット、および対応する電力に関して、効率的なリソース割当を提供する。本発明は、反復アプローチを使用して、サブキャリアおよびビットの割当において即時的なチャンネル利得を利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplex）を使用する無線通信システムに関し、より詳細には、最適解がサブキャリアおよびビットの割当に対して要求される、直交周波数分割多重を使用する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークは、無線インターネットアクセスおよび実時間ビデオなど、広帯域サービスを消費者に提供することを、ますます求められている。そのような広帯域サービスは、厳しい移動体環境、制限された利用可能スペクトル、およびマルチパスフェージングにより生じるシンボル間干渉（ＩＳＩ：InterSymbol Interference）などの不都合な条件下において、信頼できて高データレートの通信を必要とする。
【０００３】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex）は、ＩＳＩ問題に取り組む最も期待できるソリューションの一つである。ＯＦＤＭは、ヨーロッパのデジタル音声およびビデオ放送、ならびに無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）標準に対して、望ましい技法として選択されている。
【０００４】
シングルユーザＯＦＤＭシステムに対して、「注水（water-filling）」のアプローチとして知られているアプローチを使用して、全送信電力を最小にするサブキャリアおよびビットの割当の解を獲得することができる。注水のアルゴリズムは、すべてのユーザに対するリソース割当にシングルユーザの影響を考慮に入れることなく、シングルユーザの要求に基づいて割当を最適化する。したがって、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、一人のユーザに対して最適であるサブキャリアおよびビットの割当は、他のユーザに過度の干渉を生じることがある。
【０００５】
マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、サブキャリアおよびビットの割当は、シングルユーザＯＦＤＭシステムにおけるよりもはるかにより複雑である。なぜならば、一つには、一人のユーザの（チャンネル利得に関して）最適なサブキャリアは、他のユーザの最適なサブキャリアであることがあるからである。数人のユーザは、同一のサブキャリアを同時に使用すべきではない。なぜならば、同一のサブキャリア上のユーザ間の相互干渉は、スループットを減少させるからである。これは、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおけるサブキャリアおよびビットの割当を、シングルユーザＯＦＤＭシステムよりもはるかにより複雑にさせる。したがって、注水のアプローチは、ただ使用するだけでは、マルチユーザＯＦＤＭシステムにとって不適切である。
【０００６】
マルチユーザＯＦＤＭシステムにおけるサブキャリアおよびビットの割当に対するアルゴリズムについて、いくつか最近の研究がある。それらのアルゴリズムは、２つの一般的な型に分類することができる。すなわち、１）静的なサブキャリア割当、および２）動的なサブキャリア割当である。二つの典型的な静的なサブキャリア割当アルゴリズムは、ＯＦＤＭ時分割多元接続（ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ）およびＯＦＤＭ周波数分割多元接続（ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ）である。ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡにおいて、各々のユーザは、一つまたは複数の予め定められたタイムスロットを割当てられ、および割当てられたタイムスロット中のすべてのサブキャリアを使用することができる。ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡにおいて、各々のユーザは、一つまたはいくつかの予め定められたサブキャリアを割当てられる。これらの静的な構成において、サブキャリア割当は、予め定められており、および即時的なチャンネル利得の情報を利用しない。
【０００７】
動的なサブキャリア割当の構成は、サブキャリアおよびビットの割当において即時的なチャンネル利得を考慮する。それらの構成のほとんどは、非常に複雑な解に帰着する。典型的なサブキャリアおよびビットの割当のアルゴリズムは、整数変数による非線形最適化問題としてサブキャリアおよびビットの割当の問題をモデル化する。非線形最適化問題を解決することは、非常に困難であり、および最適解をもたらさない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、実時間サービスに対するサービス品質（Quality of Service：ＱｏＳ）が与えられたサブキャリア、ビット、および対応する電力に関するリソース割当の方法である。マルチユーザＯＦＤＭシステムにおける実時間サービスに対するサブキャリアおよびビットの割当構成の目的は、要求されるＱｏＳが与えられた最小の全送信電力およびビットを送信するように要求する最適な割当の解を獲得することである。本発明は、マルチユーザＯＦＤＭシステムに対する動的なサブキャリアおよびビットの割当の構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
方法は、反復アプローチを使用することにより、サブキャリアおよびビットの割当において即時的なチャンネル利得を利用する。シングルユーザの注水のアルゴリズムを使用して、各々のユーザの要求されるサブキャリアを、独立に、部分的なステップとしてのみを除いて、獲得する。マルチユーザＯＦＤＭの場合、本発明は、各々のユーザに対して最も適切なサブキャリアを決定する方法を使用する。たった一人のユーザがサブキャリアに対して競合する場合には、サブキャリアを再割当して衝突するサブキャリアを解決することを、実行しなくてよい。二人以上のユーザがサブキャリアに対して競合する場合には、本発明は、衝突するサブキャリアを解決しおよび要求されるＱｏＳに合致する最小の必要送信電力をもたらす、サブキャリアのユーザへの再割当を反復的に捜し求める。
【００１０】
本発明のより完全な理解を、例として与えられおよび本明細書において添付する図面に関連して理解される望ましい実施形態の以下の説明から得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の特徴および要素を望ましい実施形態において特定の組合せにおいて説明するが、各々の特徴または要素は、単独で（望ましい実施形態の他の特徴および要素なしで）、または本発明の他の特徴および要素を含めてまたは含めないで、様々な組合せにおいて使用することができる。
【００１２】
以下本明細書において使用する場合、用語の「無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ：Wireless Transmit/Receive Unit）」は、限定ではないが、ユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）、移動局、固定または移動の加入者ユニット、ページャ、または無線環境において動作可能なあらゆる他の型の装置を含む。これらの無線環境の典型的な型は、限定ではないが、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）およびＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）を含む。用語の「基地局」は、限定ではないが、Ｎｏｄｅ Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境における他のインターフェース装置を含む。
【００１３】
本発明のシステムおよび方法は、サブキャリアおよびビットの割当の構成を提供し、サブキャリアおよびビットの割当における即時的なチャンネル利得の情報を利用する。サブキャリアが二人以上のユーザにより要求される場合、サブキャリアは、全送信電力を最小化するように、適切に一人のユーザに割当てられる。
【００１４】
図１を参照して、本発明にかかるサブキャリアおよびビットの割当が行われるマルチユーザＯＦＤＭシステム１０のブロック図を示す。一般にシステム１０は、送信モジュール１１（ほとんどの場合基地局に組み込まれるが、同様に送信モジュール１１は、ＷＴＲＵ内とすることができる）、および受信モジュール１２（ほとんどの場合ＷＴＲＵに組み込まれるが、同様に受信モジュール１２は、基地局内とすることができる）を含む。送信モジュール１１中には、変調マッピング（ＭＭ：Modulation Mapping）モジュール１３、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）モジュール１４、およびガード・インターバル（Guard Period）挿入モジュール１５を示す。ＭＭモジュール１３、ＩＦＦＴモジュール１４、およびガード・インターバル挿入モジュール１５は、信号の送信を容易にする。
【００１５】
ＭＭモジュール１３は、ユーザへのサブキャリアの割当、および各々のサブキャリア上で送信されるビット数を決定する。サブキャリア上で送信されるビット数に基づいて、ＭＭモジュール１３は、対応する変調の構成をさらに適用し、および同様にサブキャリアにおける適切な送信電力レベルを決定する。
【００１６】
ＩＦＦＴモジュール１４は、ＩＦＦＴを使用することにより、ＭＭモジュール１３の出力複素シンボルを時間領域サンプルに変換する。ガード・インターバル挿入モジュール１５は、一次ＲＦモジュールおよびアンテナ１６による送信前のシンボル間干渉を軽減するために、ガード・インターバルを、各々のＯＦＤＭ時間領域シンボルの末尾に挿入する。
【００１７】
受信モジュール１２において、二次ＲＦモジュールおよびアンテナ１７、ガード・インターバル除去モジュール２１、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）モジュール２２、および復調器２３がある。ガード・インターバル除去モジュール２１は、ガード・インターバルを除去する。次に、ＦＦＴモジュール２２は、時間領域サンプルを変調シンボルに変換する。最後に、復調モジュール２３は、対応する復調の構成を適用し、ユーザデータを復元する。送信モジュール１１と受信モジュール１２との間には、一般的な対応があるが、機能は必然的に異なる。
【００１８】
本発明は、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、Ｎ人のリアルタイムユーザおよびＫ個のサブキャリアがあることを仮定する。各ユーザｎに対し、Ｒｎビットの送信データがある。さらに本発明は、各々のサブキャリアの帯域幅がチャンネルのコヒーレンス帯域幅よりも十分小さいことを仮定する。各サブキャリア上の全ユーザの即時的なチャンネル利得の情報は送信機に使用可能であり、従って、送信機は、情報を利用して、ユーザへのサブキャリアの割当および各々のサブキャリア上に送信することができるビット数を決定することができる。
【００１９】
一般に変調の構成の大多数（例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭなど）を、ＯＦＤＭシステムにおいて使用することができる。例示の目的のために、Ｍ−ａｒｙ ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）を、システムにおいて使用すると仮定する。ｆｎ（ｒ）は、ユーザｎのｒ個のビットをサブキャリア上に送信する場合の要求される受信電力を示すとする。ユーザｎの要求されるビット誤り率（ＢＥＲ）がＢＥＲｎであり、およびＮ０が雑音電力であるとすると、シンボルあたりｒ個のビットを送信する要求される電力は、以下により与えられる。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ｒｋ（ｎ）は、ｋ番目のサブキャリアに割当てられたｎ番目のユーザのビット数を示し、およびユーザｎと基地局（ＢＳ）との間のｋ番目のサブキャリア上のチャンネルの利得は、Ｇｋ，ｎであるとする。要求されるサービス品質（ＱｏＳ）を保持するために、ｋ番目のサブキャリア上のユーザｎに割当てられる割当てられた送信電力Ｐｋ（ｎ）は、以下により与えられる。
【００２２】
【数２】
【００２３】
全サブキャリア上の全ユーザの全送信電力（Ｐｔｏｔａｌ）は、以下により与えられる。
【００２４】
【数３】
【００２５】
考慮されているサービスが実時間サービスであるので、シンボル毎の送信に必要とされるビット数は固定される（すなわち、データは、後の送信のためにバッファリングされない）。これは、以下を意味する。
【００２６】
【数４】
【００２７】
マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、実時間サービスに対するサブキャリアおよびビットの割当アルゴリズムの目的は、要求されるＱｏＳおよび送信するビットを与える最小の全送信電力を要求する最適な割当の解を獲得することである。
【００２８】
本発明は、マルチユーザＯＦＤＭ通信システムに適用可能なサブキャリアおよびビットの割当に対するシステムおよび方法である。シングルユーザｎに対するサブキャリアおよびビットの割当の方法４０は、（すべてのサブキャリアを、このユーザが使用することができるかのように、）図２のフローチャートにおいて示すとおりに、複数のステップに従う。本質的には、図２に属するシングルユーザの注水のアルゴリズムを使用して、各々のユーザに対して独立にサブキャリアの受容または拒否を決定する。最初に、各サブキャリアｋに対して、アルゴリズムを、ユーザｎに対するサブキャリア上のビット数およびサブキャリア上のユーザｎの送信電力を零として初期化する。すなわち、ｒｋ（ｎ）＝０およびＰｋ（ｎ）＝０である（ステップ４２）。
【００２９】
方法４０は、データの最初のビット、ビットインデックスｊ＝１から開始する（ステップ４３）。各サブキャリアｋに対して、ｊ番目のビットがそのサブキャリア上に送信されるよう割当てられた場合の送信電力の増加量を計算する（ステップ４４）。次にｋ番目のサブキャリア上の割当てられた送信電力Ｐｋにおける変化量の定量（ステップ４５）を、以下により計算する（ステップ４７）。
【００３０】
【数５】
【００３１】
従って、以下のようになる。
【００３２】
【数６】
【００３３】
データのｊ番目のビットは、最小のΔＰｋ（ｎ）を有するサブキャリアに割当てられる（ステップ４８）。
【００３４】
サブキャリアｋ上のユーザｎの送信電力の増加量を、以下により更新する（ステップ４９）。
【００３５】
【数７】
【００３６】
次に、サブキャリアｋ上のユーザｎのビット数を、以下により更新し（ステップ５１）、
ｒｋ（ｎ）＝ｒｋ（ｎ）＋１ 式（８）
【００３７】
およびデータのビットインデックスを、以下によりインクリメントする（ステップ５２）。
ｊ＝ｊ＋１ 式（９）
【００３８】
次に、データの最後のビットが割当てられたかどうか、すなわち、ｊ＝Ｒｎかどうかを決定する（ステップ５４）。シングルユーザの場合、ステップ５４は、アルゴリズムの最後のステップとなるであろう。しかしながら、すべてのビットを割当てるために、ステップ４４〜５４は、電力計算に基づく最小の送信電力を有する、ユーザに対して最適な割当の解を取得するために繰り返す。
【００３９】
図３を参照して、本発明にかかるマルチユーザＯＦＤＭシステムの場合におけるリソース割当の方法６０を示す。前述のように、図２に属するシングルユーザの注水の方法４０を使用して、各ユーザに対して独立に、要求されるサブキャリアを決定する（ステップ６２）。ステップ６２は、すべてのサブキャリアを同一のユーザが排他的に使用することができるかのように、サブキャリアおよびビットを割当てる。このようにして、サブキャリアと、各々のサブキャリアに割当てられたビット数との要求されるリストを、各ユーザに対して取得する。各サブキャリア上の各ユーザの送信電力は、サブキャリアがこのユーザによってのみ使用されるかのように計算される。
【００４０】
衝突しているサブキャリアが存在するかどうかに関して決定を行う。（ステップ６３）。衝突するサブキャリアが存在していない場合には、方法６０を終了する（ステップ６４）。なぜならば、マルチユーザＯＦＤＭシステムに対する最適な割当の解を獲得しているからである。しかしながら、サブキャリアが数人のユーザの要求されるサブキャリアのリスト中にある場合には、このサブキャリアを衝突するサブキャリアと呼ぶ。なぜならば、サブキャリアは、与えられた時点において一人のユーザに対して割当てることのみできるからである。
【００４１】
ステップ６３においてサブキャリアが衝突すると分かった場合には、衝突するサブキャリアを配列する（ステップ７１）。衝突するサブキャリアｋがＭ人のユーザ（ｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭ）の要求されるリスト中にある場合には、サブキャリアｋ上の全送信電力（Ｐｋ）を、このサブキャリア上において競合する各ユーザの送信電力の和として、以下にように定義する。
【００４２】
【数８】
【００４３】
例示的実施形態において、衝突するサブキャリアを、サブキャリアの全送信電力を減少させる順に配列する。衝突するサブキャリアをシーケンスへ順に並べる他の選択肢は、以下を含む。
【００４４】
ａ．サブキャリアのチャンネル利得の統計を減少させる順に配列する。衝突するサブキャリアのチャンネル利得の統計は、以下の計量の一つとすることができる。
i．この衝突するサブキャリア上のユーザｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭのチャンネル利得の総和、すなわち、以下である。
【００４５】
【数９】
【００４６】
ii．この衝突するサブキャリア上のユーザｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭのチャンネル利得の平均、すなわち、以下である。
【００４７】
【数１０】
【００４８】
iii．この衝突するサブキャリア上のユーザｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭの最適なチャンネル利得、すなわち、以下である。
【００４９】
【数１１】
【００５０】
ｂ．以下のようなサブキャリアのビット数の合計を減少させる順に配列する。
【００５１】
【数１２】
【００５２】
従って、衝突するサブキャリアは、全送信電力、チャンネル利得の統計、全ビット数、または雑音など、予め定められたパラメータにより配列されるが、他のパラメータを利用することができる。
【００５３】
特定の順により、衝突するサブキャリアをシーケンスに再配列した（ステップ７１）後、第１の衝突するサブキャリアを選択する（ステップ７２）。明らかに、このサブキャリアは、一人のユーザ（例えば、ユーザｎｊ）に決定されるであろう。禁じられたサブキャリアのリストは、各々のユーザに対して、サブキャリアおよびビットの割当処理全体を通して保持される。ユーザの禁じられたリストは、前のステップにおいてこのユーザに決定されていない衝突するサブキャリアを含む。要求されるリスト中にこのサブキャリアを有する各ユーザｎｊに対して、現在この衝突するサブキャリアに割当てられているビットを、図２の方法４０におけるシングルユーザの注水のアルゴリズムを使用して衝突するサブキャリアがユーザｎｊに決定されるかのように、他のサブキャリアに再割当する（ステップ７３）。
【００５４】
ステップ７３における再割当により、解ベクトル
【００５５】
【数１３】
【００５６】
に帰着し、これは、副搬送波サブキャリアｌがユーザｎｊに決定される条件の下で、他のすべてのユーザに対して取得された最適な再割当の解である。ステップ７５では、本アルゴリズムが再割当されたビットの要求される送信電力を計算し、および計算された要求される送信電力を、Ｐｒｅａｓｓｉｇｎ（ｒｈ（ｎｈ））により示し、これは、衝突するサブキャリアｌに現在割当てられているユーザｎｋのビットの送信電力よりもより大きい。衝突するサブキャリアｌに現在割当てられているユーザｎｋのビットの送信電力は、Ｐｌ（ｎｈ）である。次に、ユーザｎｈのビットの再割当により生じる送信電力の増加量は、
【００５７】
【数１４】
【００５８】
により示し、以下により与えられる。
【００５９】
【数１５】
【００６０】
衝突するサブキャリアがユーザｎｊに決定されると定まる全電力の増加量は、以下により与えられる。
【００６１】
【数１６】
【００６２】
この値は、ユーザｎｊに決定される衝突するサブキャリアに基づく全送信電力の増加量であると考えられる（ステップ７５）。ステップ７３および７５を、要求されるリストにおいて衝突するサブキャリアを有する各々のユーザに対して繰り返した後、ステップ７５において計算された送信電力の増加量を比較する。次に衝突するサブキャリアを、最小の全送信電力の増加量に帰着するユーザに決定する。
【００６３】
サブキャリアがステップ７６において再割当され、および図２の方法４０を使用して残りの衝突するサブキャリアを再割当する（ステップ７６）ので、新規の衝突するサブキャリアが生成されることがあることに注意するべきである。新規の衝突するサブキャリアがある場合には、ステップ７８において、衝突するサブキャリア上の全送信電力を減らすように選択されたパラメータの順により、新規の衝突するサブキャリアを衝突するサブキャリアのリストに追加する。次に各ユーザに対して、禁じられたサブキャリアのリストを更新する（ステップ７８）。次に方法６０は、ステップ６３に戻り、他の衝突するサブキャリアがある場合には、他の衝突するサブキャリアを解決する。衝突するサブキャリアのリストが空になるまで、反復を継続する。
【００６４】
方法６０は、ユーザの状態における著しい変化、信号状態における変化、予め定められた時間間隔（例えばフレーム毎、または数フレーム毎）においてチャンネル状態における変化を感知することにより、または何か他の便利な参照により、開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】サブキャリアおよびビットの割当を有するマルチユーザＯＦＤＭシステムのブロック図である。
【図２】本発明の一つの態様にかかるシングルユーザＯＦＤＭシステムに関するサブキャリアおよびビットの割当方法のフローチャートである。
【図３】本発明の別の態様にかかるマルチユーザＯＦＤＭシステムに関するサブキャリアおよびビットの割当方法のフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplex）を使用する無線通信システムに関し、より詳細には、最適解がサブキャリアおよびビットの割当に対して要求される、直交周波数分割多重を使用する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークは、無線インターネットアクセスおよび実時間ビデオなど、広帯域サービスを消費者に提供することを、ますます求められている。そのような広帯域サービスは、厳しい移動体環境、制限された利用可能スペクトル、およびマルチパスフェージングにより生じるシンボル間干渉（ＩＳＩ：InterSymbol Interference）などの不都合な条件下において、信頼できて高データレートの通信を必要とする。
【０００３】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex）は、ＩＳＩ問題に取り組む最も期待できるソリューションの一つである。ＯＦＤＭは、ヨーロッパのデジタル音声およびビデオ放送、ならびに無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）標準に対して、望ましい技法として選択されている。
【０００４】
シングルユーザＯＦＤＭシステムに対して、「注水（water-filling）」のアプローチとして知られているアプローチを使用して、全送信電力を最小にするサブキャリアおよびビットの割当の解を獲得することができる。注水のアルゴリズムは、すべてのユーザに対するリソース割当にシングルユーザの影響を考慮に入れることなく、シングルユーザの要求に基づいて割当を最適化する。したがって、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、一人のユーザに対して最適であるサブキャリアおよびビットの割当は、他のユーザに過度の干渉を生じることがある。
【０００５】
マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、サブキャリアおよびビットの割当は、シングルユーザＯＦＤＭシステムにおけるよりもはるかにより複雑である。なぜならば、一つには、一人のユーザの（チャンネル利得に関して）最適なサブキャリアは、他のユーザの最適なサブキャリアであることがあるからである。数人のユーザは、同一のサブキャリアを同時に使用すべきではない。なぜならば、同一のサブキャリア上のユーザ間の相互干渉は、スループットを減少させるからである。これは、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおけるサブキャリアおよびビットの割当を、シングルユーザＯＦＤＭシステムよりもはるかにより複雑にさせる。したがって、注水のアプローチは、ただ使用するだけでは、マルチユーザＯＦＤＭシステムにとって不適切である。
【０００６】
マルチユーザＯＦＤＭシステムにおけるサブキャリアおよびビットの割当に対するアルゴリズムについて、いくつか最近の研究がある。それらのアルゴリズムは、２つの一般的な型に分類することができる。すなわち、１）静的なサブキャリア割当、および２）動的なサブキャリア割当である。二つの典型的な静的なサブキャリア割当アルゴリズムは、ＯＦＤＭ時分割多元接続（ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ）およびＯＦＤＭ周波数分割多元接続（ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ）である。ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡにおいて、各々のユーザは、一つまたは複数の予め定められたタイムスロットを割当てられ、および割当てられたタイムスロット中のすべてのサブキャリアを使用することができる。ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡにおいて、各々のユーザは、一つまたはいくつかの予め定められたサブキャリアを割当てられる。これらの静的な構成において、サブキャリア割当は、予め定められており、および即時的なチャンネル利得の情報を利用しない。
【０００７】
動的なサブキャリア割当の構成は、サブキャリアおよびビットの割当において即時的なチャンネル利得を考慮する。それらの構成のほとんどは、非常に複雑な解に帰着する。典型的なサブキャリアおよびビットの割当のアルゴリズムは、整数変数による非線形最適化問題としてサブキャリアおよびビットの割当の問題をモデル化する。非線形最適化問題を解決することは、非常に困難であり、および最適解をもたらさない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、実時間サービスに対するサービス品質（Quality of Service：ＱｏＳ）が与えられたサブキャリア、ビット、および対応する電力に関するリソース割当の方法である。マルチユーザＯＦＤＭシステムにおける実時間サービスに対するサブキャリアおよびビットの割当構成の目的は、要求されるＱｏＳが与えられた最小の全送信電力およびビットを送信するように要求する最適な割当の解を獲得することである。本発明は、マルチユーザＯＦＤＭシステムに対する動的なサブキャリアおよびビットの割当の構成を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
方法は、反復アプローチを使用することにより、サブキャリアおよびビットの割当において即時的なチャンネル利得を利用する。シングルユーザの注水のアルゴリズムを使用して、各々のユーザの要求されるサブキャリアを、独立に、部分的なステップとしてのみを除いて、獲得する。マルチユーザＯＦＤＭの場合、本発明は、各々のユーザに対して最も適切なサブキャリアを決定する方法を使用する。たった一人のユーザがサブキャリアに対して競合する場合には、サブキャリアを再割当して衝突するサブキャリアを解決することを、実行しなくてよい。二人以上のユーザがサブキャリアに対して競合する場合には、本発明は、衝突するサブキャリアを解決しおよび要求されるＱｏＳに合致する最小の必要送信電力をもたらす、サブキャリアのユーザへの再割当を反復的に捜し求める。
【００１０】
本発明のより完全な理解を、例として与えられおよび本明細書において添付する図面に関連して理解される望ましい実施形態の以下の説明から得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の特徴および要素を望ましい実施形態において特定の組合せにおいて説明するが、各々の特徴または要素は、単独で（望ましい実施形態の他の特徴および要素なしで）、または本発明の他の特徴および要素を含めてまたは含めないで、様々な組合せにおいて使用することができる。
【００１２】
以下本明細書において使用する場合、用語の「無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ：Wireless Transmit/Receive Unit）」は、限定ではないが、ユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）、移動局、固定または移動の加入者ユニット、ページャ、または無線環境において動作可能なあらゆる他の型の装置を含む。これらの無線環境の典型的な型は、限定ではないが、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）およびＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）を含む。用語の「基地局」は、限定ではないが、Ｎｏｄｅ Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境における他のインターフェース装置を含む。
【００１３】
本発明のシステムおよび方法は、サブキャリアおよびビットの割当の構成を提供し、サブキャリアおよびビットの割当における即時的なチャンネル利得の情報を利用する。サブキャリアが二人以上のユーザにより要求される場合、サブキャリアは、全送信電力を最小化するように、適切に一人のユーザに割当てられる。
【００１４】
図１を参照して、本発明にかかるサブキャリアおよびビットの割当が行われるマルチユーザＯＦＤＭシステム１０のブロック図を示す。一般にシステム１０は、送信モジュール１１（ほとんどの場合基地局に組み込まれるが、同様に送信モジュール１１は、ＷＴＲＵ内とすることができる）、および受信モジュール１２（ほとんどの場合ＷＴＲＵに組み込まれるが、同様に受信モジュール１２は、基地局内とすることができる）を含む。送信モジュール１１中には、変調マッピング（ＭＭ：Modulation Mapping）モジュール１３、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）モジュール１４、およびガード・インターバル（Guard Period）挿入モジュール１５を示す。ＭＭモジュール１３、ＩＦＦＴモジュール１４、およびガード・インターバル挿入モジュール１５は、信号の送信を容易にする。
【００１５】
ＭＭモジュール１３は、ユーザへのサブキャリアの割当、および各々のサブキャリア上で送信されるビット数を決定する。サブキャリア上で送信されるビット数に基づいて、ＭＭモジュール１３は、対応する変調の構成をさらに適用し、および同様にサブキャリアにおける適切な送信電力レベルを決定する。
【００１６】
ＩＦＦＴモジュール１４は、ＩＦＦＴを使用することにより、ＭＭモジュール１３の出力複素シンボルを時間領域サンプルに変換する。ガード・インターバル挿入モジュール１５は、一次ＲＦモジュールおよびアンテナ１６による送信前のシンボル間干渉を軽減するために、ガード・インターバルを、各々のＯＦＤＭ時間領域シンボルの末尾に挿入する。
【００１７】
受信モジュール１２において、二次ＲＦモジュールおよびアンテナ１７、ガード・インターバル除去モジュール２１、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）モジュール２２、および復調器２３がある。ガード・インターバル除去モジュール２１は、ガード・インターバルを除去する。次に、ＦＦＴモジュール２２は、時間領域サンプルを変調シンボルに変換する。最後に、復調モジュール２３は、対応する復調の構成を適用し、ユーザデータを復元する。送信モジュール１１と受信モジュール１２との間には、一般的な対応があるが、機能は必然的に異なる。
【００１８】
本発明は、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、Ｎ人のリアルタイムユーザおよびＫ個のサブキャリアがあることを仮定する。各ユーザｎに対し、Ｒｎビットの送信データがある。さらに本発明は、各々のサブキャリアの帯域幅がチャンネルのコヒーレンス帯域幅よりも十分小さいことを仮定する。各サブキャリア上の全ユーザの即時的なチャンネル利得の情報は送信機に使用可能であり、従って、送信機は、情報を利用して、ユーザへのサブキャリアの割当および各々のサブキャリア上に送信することができるビット数を決定することができる。
【００１９】
一般に変調の構成の大多数（例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＱＡＭなど）を、ＯＦＤＭシステムにおいて使用することができる。例示の目的のために、Ｍ−ａｒｙ ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）を、システムにおいて使用すると仮定する。ｆｎ（ｒ）は、ユーザｎのｒ個のビットをサブキャリア上に送信する場合の要求される受信電力を示すとする。ユーザｎの要求されるビット誤り率（ＢＥＲ）がＢＥＲｎであり、およびＮ０が雑音電力であるとすると、シンボルあたりｒ個のビットを送信する要求される電力は、以下により与えられる。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ｒｋ（ｎ）は、ｋ番目のサブキャリアに割当てられたｎ番目のユーザのビット数を示し、およびユーザｎと基地局（ＢＳ）との間のｋ番目のサブキャリア上のチャンネルの利得は、Ｇｋ，ｎであるとする。要求されるサービス品質（ＱｏＳ）を保持するために、ｋ番目のサブキャリア上のユーザｎに割当てられる割当てられた送信電力Ｐｋ（ｎ）は、以下により与えられる。
【００２２】
【数２】
【００２３】
全サブキャリア上の全ユーザの全送信電力（Ｐｔｏｔａｌ）は、以下により与えられる。
【００２４】
【数３】
【００２５】
考慮されているサービスが実時間サービスであるので、シンボル毎の送信に必要とされるビット数は固定される（すなわち、データは、後の送信のためにバッファリングされない）。これは、以下を意味する。
【００２６】
【数４】
【００２７】
マルチユーザＯＦＤＭシステムにおいて、実時間サービスに対するサブキャリアおよびビットの割当アルゴリズムの目的は、要求されるＱｏＳおよび送信するビットを与える最小の全送信電力を要求する最適な割当の解を獲得することである。
【００２８】
本発明は、マルチユーザＯＦＤＭ通信システムに適用可能なサブキャリアおよびビットの割当に対するシステムおよび方法である。シングルユーザｎに対するサブキャリアおよびビットの割当の方法４０は、（すべてのサブキャリアを、このユーザが使用することができるかのように、）図２のフローチャートにおいて示すとおりに、複数のステップに従う。本質的には、図２に属するシングルユーザの注水のアルゴリズムを使用して、各々のユーザに対して独立にサブキャリアの受容または拒否を決定する。最初に、各サブキャリアｋに対して、アルゴリズムを、ユーザｎに対するサブキャリア上のビット数およびサブキャリア上のユーザｎの送信電力を零として初期化する。すなわち、ｒｋ（ｎ）＝０およびＰｋ（ｎ）＝０である（ステップ４２）。
【００２９】
方法４０は、データの最初のビット、ビットインデックスｊ＝１から開始する（ステップ４３）。各サブキャリアｋに対して、ｊ番目のビットがそのサブキャリア上に送信されるよう割当てられた場合の送信電力の増加量を計算する（ステップ４４）。次にｋ番目のサブキャリア上の割当てられた送信電力Ｐｋにおける変化量の定量（ステップ４５）を、以下により計算する（ステップ４７）。
【００３０】
【数５】
【００３１】
従って、以下のようになる。
【００３２】
【数６】
【００３３】
データのｊ番目のビットは、最小のΔＰｋ（ｎ）を有するサブキャリアに割当てられる（ステップ４８）。
【００３４】
サブキャリアｋ上のユーザｎの送信電力の増加量を、以下により更新する（ステップ４９）。
【００３５】
【数７】
【００３６】
次に、サブキャリアｋ上のユーザｎのビット数を、以下により更新し（ステップ５１）、
ｒｋ（ｎ）＝ｒｋ（ｎ）＋１ 式（８）
【００３７】
およびデータのビットインデックスを、以下によりインクリメントする（ステップ５２）。
ｊ＝ｊ＋１ 式（９）
【００３８】
次に、データの最後のビットが割当てられたかどうか、すなわち、ｊ＝Ｒｎかどうかを決定する（ステップ５４）。シングルユーザの場合、ステップ５４は、アルゴリズムの最後のステップとなるであろう。しかしながら、すべてのビットを割当てるために、ステップ４４〜５４は、電力計算に基づく最小の送信電力を有する、ユーザに対して最適な割当の解を取得するために繰り返す。
【００３９】
図３を参照して、本発明にかかるマルチユーザＯＦＤＭシステムの場合におけるリソース割当の方法６０を示す。前述のように、図２に属するシングルユーザの注水の方法４０を使用して、各ユーザに対して独立に、要求されるサブキャリアを決定する（ステップ６２）。ステップ６２は、すべてのサブキャリアを同一のユーザが排他的に使用することができるかのように、サブキャリアおよびビットを割当てる。このようにして、サブキャリアと、各々のサブキャリアに割当てられたビット数との要求されるリストを、各ユーザに対して取得する。各サブキャリア上の各ユーザの送信電力は、サブキャリアがこのユーザによってのみ使用されるかのように計算される。
【００４０】
衝突しているサブキャリアが存在するかどうかに関して決定を行う。（ステップ６３）。衝突するサブキャリアが存在していない場合には、方法６０を終了する（ステップ６４）。なぜならば、マルチユーザＯＦＤＭシステムに対する最適な割当の解を獲得しているからである。しかしながら、サブキャリアが数人のユーザの要求されるサブキャリアのリスト中にある場合には、このサブキャリアを衝突するサブキャリアと呼ぶ。なぜならば、サブキャリアは、与えられた時点において一人のユーザに対して割当てることのみできるからである。
【００４１】
ステップ６３においてサブキャリアが衝突すると分かった場合には、衝突するサブキャリアを配列する（ステップ７１）。衝突するサブキャリアｋがＭ人のユーザ（ｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭ）の要求されるリスト中にある場合には、サブキャリアｋ上の全送信電力（Ｐｋ）を、このサブキャリア上において競合する各ユーザの送信電力の和として、以下にように定義する。
【００４２】
【数８】
【００４３】
例示的実施形態において、衝突するサブキャリアを、サブキャリアの全送信電力を減少させる順に配列する。衝突するサブキャリアをシーケンスへ順に並べる他の選択肢は、以下を含む。
【００４４】
ａ．サブキャリアのチャンネル利得の統計を減少させる順に配列する。衝突するサブキャリアのチャンネル利得の統計は、以下の計量の一つとすることができる。
i．この衝突するサブキャリア上のユーザｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭのチャンネル利得の総和、すなわち、以下である。
【００４５】
【数９】
【００４６】
ii．この衝突するサブキャリア上のユーザｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭのチャンネル利得の平均、すなわち、以下である。
【００４７】
【数１０】
【００４８】
iii．この衝突するサブキャリア上のユーザｎ１，ｎ２，．．．，ｎＭの最適なチャンネル利得、すなわち、以下である。
【００４９】
【数１１】
【００５０】
ｂ．以下のようなサブキャリアのビット数の合計を減少させる順に配列する。
【００５１】
【数１２】
【００５２】
従って、衝突するサブキャリアは、全送信電力、チャンネル利得の統計、全ビット数、または雑音など、予め定められたパラメータにより配列されるが、他のパラメータを利用することができる。
【００５３】
特定の順により、衝突するサブキャリアをシーケンスに再配列した（ステップ７１）後、第１の衝突するサブキャリアを選択する（ステップ７２）。明らかに、このサブキャリアは、一人のユーザ（例えば、ユーザｎｊ）に決定されるであろう。禁じられたサブキャリアのリストは、各々のユーザに対して、サブキャリアおよびビットの割当処理全体を通して保持される。ユーザの禁じられたリストは、前のステップにおいてこのユーザに決定されていない衝突するサブキャリアを含む。要求されるリスト中にこのサブキャリアを有する各ユーザｎｊに対して、現在この衝突するサブキャリアに割当てられているビットを、図２の方法４０におけるシングルユーザの注水のアルゴリズムを使用して衝突するサブキャリアがユーザｎｊに決定されるかのように、他のサブキャリアに再割当する（ステップ７３）。
【００５４】
ステップ７３における再割当により、解ベクトル
【００５５】
【数１３】
【００５６】
に帰着し、これは、副搬送波サブキャリアｌがユーザｎｊに決定される条件の下で、他のすべてのユーザに対して取得された最適な再割当の解である。ステップ７５では、本アルゴリズムが再割当されたビットの要求される送信電力を計算し、および計算された要求される送信電力を、Ｐｒｅａｓｓｉｇｎ（ｒｈ（ｎｈ））により示し、これは、衝突するサブキャリアｌに現在割当てられているユーザｎｋのビットの送信電力よりもより大きい。衝突するサブキャリアｌに現在割当てられているユーザｎｋのビットの送信電力は、Ｐｌ（ｎｈ）である。次に、ユーザｎｈのビットの再割当により生じる送信電力の増加量は、
【００５７】
【数１４】
【００５８】
により示し、以下により与えられる。
【００５９】
【数１５】
【００６０】
衝突するサブキャリアがユーザｎｊに決定されると定まる全電力の増加量は、以下により与えられる。
【００６１】
【数１６】
【００６２】
この値は、ユーザｎｊに決定される衝突するサブキャリアに基づく全送信電力の増加量であると考えられる（ステップ７５）。ステップ７３および７５を、要求されるリストにおいて衝突するサブキャリアを有する各々のユーザに対して繰り返した後、ステップ７５において計算された送信電力の増加量を比較する。次に衝突するサブキャリアを、最小の全送信電力の増加量に帰着するユーザに決定する。
【００６３】
サブキャリアがステップ７６において再割当され、および図２の方法４０を使用して残りの衝突するサブキャリアを再割当する（ステップ７６）ので、新規の衝突するサブキャリアが生成されることがあることに注意するべきである。新規の衝突するサブキャリアがある場合には、ステップ７８において、衝突するサブキャリア上の全送信電力を減らすように選択されたパラメータの順により、新規の衝突するサブキャリアを衝突するサブキャリアのリストに追加する。次に各ユーザに対して、禁じられたサブキャリアのリストを更新する（ステップ７８）。次に方法６０は、ステップ６３に戻り、他の衝突するサブキャリアがある場合には、他の衝突するサブキャリアを解決する。衝突するサブキャリアのリストが空になるまで、反復を継続する。
【００６４】
方法６０は、ユーザの状態における著しい変化、信号状態における変化、予め定められた時間間隔（例えばフレーム毎、または数フレーム毎）においてチャンネル状態における変化を感知することにより、または何か他の便利な参照により、開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】サブキャリアおよびビットの割当を有するマルチユーザＯＦＤＭシステムのブロック図である。
【図２】本発明の一つの態様にかかるシングルユーザＯＦＤＭシステムに関するサブキャリアおよびビットの割当方法のフローチャートである。
【図３】本発明の別の態様にかかるマルチユーザＯＦＤＭシステムに関するサブキャリアおよびビットの割当方法のフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチユーザ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のキャリア割当においてサブキャリアを割当てる方法であって、
（ａ）各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定するステップと、
（ｂ）衝突するサブキャリアを識別し、および衝突するサブキャリアが存在しない場合には、ステップ（ｆ）へスキップするステップと、
（ｃ）特定の基準により予め定められた順に前記衝突するサブキャリアをリスト化し、および第１の衝突するサブキャリアを選択するステップと、
（ｄ）最小の全送信電力の増加量に帰着するユーザに前記衝突するサブキャリアを決定するステップと、
（ｅ）前記要求されるリストにおいて衝突するサブキャリアを有する他のユーザを他のサブキャリアに再割当し、およびステップ（ｂ）に戻るステップと、
（ｆ）各ユーザに対して、要求されるサブキャリアの決定を受容するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）は、注水のアルゴリズムを使用して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記注水のアルゴリズムは、送信電力を最小化することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｅ）は、注水のアルゴリズムを使用して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｃ）は、前記サブキャリアの評価された送信電力により前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｃ）は、前記サブキャリアの全送信電力を減少させることにより前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｃ）は、チャンネル利得の統計を減少させることにより前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｃ）は、ビット数を減少させることにより前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
直交周波数分割多重・時分割複信（ＯＦＤＭ−ＴＤＤ）通信システムにおいて、割当てられたタイムスロットを使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
直交周波数分割多重・周波数分割複信（ＯＦＤＭ−ＦＤＤ）通信システムにおいて、割当てられた周波数を使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｅ）は、禁じられたサブキャリアのリストを保持し、および前記禁じられたサブキャリアへのユーザの後続する割当を防ぐステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
マルチユーザ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のキャリア割当において送信するサブキャリアを割当てる方法であって、
各ユーザに対して、要求されるサブキャリアを決定するステップと、
衝突するサブキャリアが存在するかどうかを決定し、および衝突するサブキャリアがない場合には、受容するステップへスキップするステップと、
サブキャリアの全送信電力を減少させる順に前記サブキャリアを順に並べるステップと、
前記衝突するサブキャリアが前記ユーザに割当てられ、および前記衝突するサブキャリアを使用する他のすべてのユーザが他のサブキャリアに再割当されるように、選択された各ユーザに対して全送信電力の増加量を計算するステップと、
最小の全送信電力の増加量に帰着する割当てられたユーザに、前記衝突するサブキャリアを決定するステップと、
注水のアルゴリズムを使用して他のユーザをサブキャリアに再割当てし、衝突する加入者のリストを更新し、および前記順に並べるステップに戻るステップと、
各ユーザに対して、前記要求されるサブキャリアの決定を受容するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記各ユーザに対して、要求されるサブキャリアを決定するステップは、注水のアルゴリズムを使用して、要求されるサブキャリアを決定するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
直交周波数分割多重・時分割複信（ＯＦＤＭ−ＴＤＤ）通信システムにおいて、割当てられたタイムスロットを使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
直交周波数分割多重・周波数分割複信（ＯＦＤＭ−ＦＤＤ）通信システムにおいて、割当てられた周波数を使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
マルチユーザ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のキャリア割当においてサブキャリアを割当てることができる通信装置であって、
各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定する回路と、
衝突するサブキャリアが存在するかどうかを決定し、および衝突するサブキャリアが存在しない場合には、各ユーザに対して、前記要求されるサブキャリアの決定を受容し、衝突するサブキャリアが存在する場合には、特定の評価により前記サブキャリアを順に並べる回路と、
特定の衝突するサブキャリアに割当てられるように一人のユーザを選択することによりサブキャリアを割当てし、および要求されるリストにおいて前記特定の衝突するサブキャリアを有する他のユーザを再割当てし、ならびに各ユーザに対して前記他のユーザを再割当てするステップを繰り返し、および前記特定の基準において増加量を計算する回路と、
前記特定の基準において最小の増加量に帰着するユーザに前記衝突するサブキャリアを決定する回路と、
他のユーザをサブキャリアに再割当し、および衝突するサブキャリアのリストを更新するデータベース保持回路と
を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項１７】
前記各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定する回路は、注水のアルゴリズムを使用して、前記要求されるサブキャリアを決定することを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定する回路は、前記注水のアルゴリズムを使用して、送信電力を最小にするビット割当の解を提供することを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
【請求項１】
マルチユーザ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のキャリア割当においてサブキャリアを割当てる方法であって、
（ａ）各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定するステップと、
（ｂ）衝突するサブキャリアを識別し、および衝突するサブキャリアが存在しない場合には、ステップ（ｆ）へスキップするステップと、
（ｃ）特定の基準により予め定められた順に前記衝突するサブキャリアをリスト化し、および第１の衝突するサブキャリアを選択するステップと、
（ｄ）最小の全送信電力の増加量に帰着するユーザに前記衝突するサブキャリアを決定するステップと、
（ｅ）前記要求されるリストにおいて衝突するサブキャリアを有する他のユーザを他のサブキャリアに再割当し、およびステップ（ｂ）に戻るステップと、
（ｆ）各ユーザに対して、要求されるサブキャリアの決定を受容するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）は、注水のアルゴリズムを使用して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記注水のアルゴリズムは、送信電力を最小化することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｅ）は、注水のアルゴリズムを使用して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｃ）は、前記サブキャリアの評価された送信電力により前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｃ）は、前記サブキャリアの全送信電力を減少させることにより前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｃ）は、チャンネル利得の統計を減少させることにより前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｃ）は、ビット数を減少させることにより前記サブキャリアを順に並べるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
直交周波数分割多重・時分割複信（ＯＦＤＭ−ＴＤＤ）通信システムにおいて、割当てられたタイムスロットを使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
直交周波数分割多重・周波数分割複信（ＯＦＤＭ−ＦＤＤ）通信システムにおいて、割当てられた周波数を使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｅ）は、禁じられたサブキャリアのリストを保持し、および前記禁じられたサブキャリアへのユーザの後続する割当を防ぐステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
マルチユーザ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のキャリア割当において送信するサブキャリアを割当てる方法であって、
各ユーザに対して、要求されるサブキャリアを決定するステップと、
衝突するサブキャリアが存在するかどうかを決定し、および衝突するサブキャリアがない場合には、受容するステップへスキップするステップと、
サブキャリアの全送信電力を減少させる順に前記サブキャリアを順に並べるステップと、
前記衝突するサブキャリアが前記ユーザに割当てられ、および前記衝突するサブキャリアを使用する他のすべてのユーザが他のサブキャリアに再割当されるように、選択された各ユーザに対して全送信電力の増加量を計算するステップと、
最小の全送信電力の増加量に帰着する割当てられたユーザに、前記衝突するサブキャリアを決定するステップと、
注水のアルゴリズムを使用して他のユーザをサブキャリアに再割当てし、衝突する加入者のリストを更新し、および前記順に並べるステップに戻るステップと、
各ユーザに対して、前記要求されるサブキャリアの決定を受容するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記各ユーザに対して、要求されるサブキャリアを決定するステップは、注水のアルゴリズムを使用して、要求されるサブキャリアを決定するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
直交周波数分割多重・時分割複信（ＯＦＤＭ−ＴＤＤ）通信システムにおいて、割当てられたタイムスロットを使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
直交周波数分割多重・周波数分割複信（ＯＦＤＭ−ＦＤＤ）通信システムにおいて、割当てられた周波数を使用するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
マルチユーザ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のキャリア割当においてサブキャリアを割当てることができる通信装置であって、
各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定する回路と、
衝突するサブキャリアが存在するかどうかを決定し、および衝突するサブキャリアが存在しない場合には、各ユーザに対して、前記要求されるサブキャリアの決定を受容し、衝突するサブキャリアが存在する場合には、特定の評価により前記サブキャリアを順に並べる回路と、
特定の衝突するサブキャリアに割当てられるように一人のユーザを選択することによりサブキャリアを割当てし、および要求されるリストにおいて前記特定の衝突するサブキャリアを有する他のユーザを再割当てし、ならびに各ユーザに対して前記他のユーザを再割当てするステップを繰り返し、および前記特定の基準において増加量を計算する回路と、
前記特定の基準において最小の増加量に帰着するユーザに前記衝突するサブキャリアを決定する回路と、
他のユーザをサブキャリアに再割当し、および衝突するサブキャリアのリストを更新するデータベース保持回路と
を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項１７】
前記各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定する回路は、注水のアルゴリズムを使用して、前記要求されるサブキャリアを決定することを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記各ユーザに対して、要求されるサブキャリアのリストを決定する回路は、前記注水のアルゴリズムを使用して、送信電力を最小にするビット割当の解を提供することを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００７−５０３７８０（Ｐ２００７−５０３７８０Ａ）
【公表日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２４８２２（Ｐ２００６−５２４８２２）
【出願日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２７６０９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２２８１０
【国際公開日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５９４１６４９００）インターディジタル テクノロジー コーポレイション (153)
【氏名又は名称原語表記】ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２７６０９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２２８１０
【国際公開日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５９４１６４９００）インターディジタル テクノロジー コーポレイション (153)
【氏名又は名称原語表記】ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
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