送信機／受信機を制御するスケジューラとモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機と、並びにそれらを動作させるための方法およびコンピュータプログラム
【課題】 モバイル通信ネットワークの複数の基地局の間でリソースを最適に割り当てトラフィック・バーストに効率的に対処することができるリソース・スケジューラを提供する。
【解決手段】 スケジューラ（１００；１３０）は、第１および第２の基地局の負荷状況に関する情報（１１２，１１４）を受信するための受信機（１１０）と、その負荷状況に基づいて、利用可能な全送信／受信リソースの第１の部分を第１の基地局に割り当て、第１の部分とは異なる第２の部分を第２の基地局に割り当てるリソース割当器（１２０）とを備えている。前記負荷状況は、それぞれの基地局にある送信バッファのある特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含む。リソース割当器（１２０）は、負荷が低い方の基地局と比べて負荷が高い方の基地局にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用する。
【解決手段】 スケジューラ（１００；１３０）は、第１および第２の基地局の負荷状況に関する情報（１１２，１１４）を受信するための受信機（１１０）と、その負荷状況に基づいて、利用可能な全送信／受信リソースの第１の部分を第１の基地局に割り当て、第１の部分とは異なる第２の部分を第２の基地局に割り当てるリソース割当器（１２０）とを備えている。前記負荷状況は、それぞれの基地局にある送信バッファのある特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含む。リソース割当器（１２０）は、負荷が低い方の基地局と比べて負荷が高い方の基地局にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、基地局を制御するスケジューラと、モバイル通信ネットワークのための基地局、並びにそれらを動作させるための方法およびコンピュータプログラムに関する。本発明は、特に、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおけるインタセクタ（inter-sector）スケジューリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
物理層において日和見的なパケット・スケジューリングと組み合わさった適応変調は、将来の無線システムの非常に有望なコンセプトである。チャネル予測を使用して、モバイル端末は、ダウンリンク・チャネルＳＮＩＲ（または関係する指標）を折り返し報告し、基地局にあるスケジューラは、どのユーザがそのチャネルにアクセスすべきかを決定するものである。
【０００３】
次世代モバイル通信システムは、パケット交換方式になる可能性が最も高いので、トラフィックはバースト的になる。したがって、ユーザ１人に対する沈黙期間（空バッファ）が比較的長くなるときがある一方で、あるときはそのユーザに必要とされるデータレートが平均的なデータレートと比較してかなり大きくなることがある。結果として、ユーザ１人に当たりに必要なデータレートと同様に、競合するユーザの数も時間的に変動する。
【０００４】
本開示において、以下の文献が参照される。
【非特許文献１】Ａ．ガセミ（A. Ghasemi）およびＥ．Ｓ．ソウサ（E.S. Sousa）共著、「ダウンリンクＣＤＭＡにおける時間再利用分割による分散型セル間調整（Distributed Intercell Coordination through Time Reuse Partitioning in Downlink CDMA）」、無線通信＆ネットワーキング会議（ＷＣＮＣ’０４）会議録（Proc. Wireless Commun. & Networking Conf.）、米国アトランタ州（Atlanta, USA）、ｐ．１９９２−１９９７、２００４年３月
【非特許文献２】Ｍ．スタナド（M. Sternad）およびＤ．アロンソン（D. Aronsson）共著、「適応ＯＦＤＭダウンリンクのチャネル推定および予測（Channel Estimation and Prediction for Adaptive OFDM Downlinks）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．１２８３−１２８７、２００３年１０月
【非特許文献３】Ｍ．スタナド（M. Sternad）、Ｔ．オットーソン（T. Ottosson）、Ａ．アーレン（A. Ahlen）、およびＡ．スブンソン（A. Svensson）共著、「適応ＯＦＤＭダウンリンクによるカバレッジおよび高スペクトル効率の両方を取得する方法（Attaining both Coverage and High Spectral Efficiency with Adaptive OFDM Downlinks）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．２４８６−２４９０、２００３年１０月
【非特許文献４】Ｊ．チュアング（J. Chuang）著、「次世代セル方式インタネットサービスのための動的パケット割当および干渉抑制を実行するＯＦＤＭベースのシステム（An OFDM-based System with Dynamic Packet Assignment and Interference Suppression for Advanced Cellular Internet Services）」、ＩＥＥＥグローバル通信会議（Globecom'98）会議録（Proc. IEEE Global Telecommun. Conf.）、オーストラリア国シドニー州（Sydney, Australia）、ｐ．９７４−９７９、１９９８年１１月
【非特許文献５】Ｍ．Ｈ．アーメド（M.H. Ahmed）、Ｈ．ヤニコメログリュ（H. Yanikomeroglu）、Ｓ．マムード（S. Mahmoud）およびＤ．ファルコナ（D. Falconer）共著、「干渉が制限されたブロードバンド無線アクセスネットワークにおけるマルチメディア・トラフィックのスケジューリング（Scheduling of Multimedia Traffic in Interference-limited Broadband Wireless Access Networks）」、無線パーソナル・マルチメディア通信国際シンポジウム（ＷＰＭＣ’０２）会議録（Proc. Int. Symp. Wireless Pers. Multimedia Commun.）、米国ハワイ州（Hawaii, USA）、ｐ．１１０８−１１１２、２００２年１０月
【非特許文献６】Ｊ．グロス（J. Gross）、Ｊ．クラウエ（J. Klaue）、Ｈ．カール（H. Karl）、およびＡ．ウォリツ（A. Wolisz）共著、「無線ＯＦＤＭシステムにおける可変ビットレートのビデオストリームに対するサブキャリア割当（Subcarrier Allocation for Variable Bit Rate Video Streams in Wireless OFDM Systems）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．２４８１−２４８５、２００３年１０月
【非特許文献７】Ｄ．ハクーン（D. Haccoun）およびＧ．ベギン（G. Be'gin）共著、「ビタビおよび逐次復号のための高レート・パンクチャード畳み込み符号（High-rate punctured convolutional codes for Viterbi and sequential decoding）」、通信に関するＩＥＥＥトランザクションズ（IEEE Trans. Commun.）、第３７巻、ｐ．１１１３−１１２５、１９８９年１１月
【非特許文献８】Ｗ．ワング（W. Wang）、Ｔ．オットーソン（T. Ottosson）、Ｍ．スタナド（M. Sternad）、Ａ．アーレン（A. Ahlen）、およびＡ．スブンソン（A. Svensson）共著、「適応ＯＦＤＭに対するマルチユーザ・ダイバーシチおよびチャネル多様性の影響（Impact of multiuser diversity and channel variability on adaptive OFDM）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．５４７−５５１、２００３年１０月
【非特許文献９】Ａ．レオン・ガルシア（A. Leon-Garcia）およびＩ．ウィジャジャ（I. Widjaja）共著、「通信ネットワーク（Communication Networks）」、米国ニューヨーク州ニューヨーク市（New York, NY, USA）、マクグローヒル社（McGraw-Hill）、２０００年
【非特許文献１０】Ａ．Ｓ．タネンバウム（A.S. Tannenbaum）著、「コンピュータネットワーク（Computer Networks）」、米国ニュージャージー州エングルウッド・クリフス（Englewood Cliffs, NJ）、プレストンホール社（Prentice Hall）、第４版、１９９６年
【非特許文献１１】Ｊ．Ｈ．リー（J.H. Rhee）、Ｊ．Ｍ．ホルツマン（J.M. Holtzman）、およびＤ．Ｋ．キム（D.K. Kim）共著、「リアルタイム／非リアルタイムサービスのスケジューリング：適応ＥＸＰ／ＰＦアルゴリズム（Scheduling of Real/Non-real Time Services: Adaptive EXP/PF Algorithm）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３年春大会（ＶＴＣ’Ｓ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Spring）、大韓民国済州島（Jeju, Korea）、ｐ．４６２−４６６、２００３年４月
【０００５】
適応型マルチユーザＯＦＤＭシステムのダウンリンク・スキームの中心には高速適応変調がある。各スロットごとに変調を決定するには、ＳＩＮＲの予測が必要である（非特許文献２、非特許文献３）。対象信号の高速フェーディング成分は、移動性の低いユーザに対して予測することができる円滑な相関性のあるプロセスであるが、他の基地局からの干渉パワーはそうではない。スロットにおいて見られる全干渉パワーは干渉し合う各基地局の伝送アクティビティ（transmission activity）に依存し、急激なデータ・トラフィックにより、モバイル端末における短期値の予測は事実上不可能である。
【０００６】
明らかに、セル間干渉回避スキーム（inter-cell interference avoidance scheme）は、セル方式のパケットベースのシステムにおいて高速適応変調を成功させるための重要な特徴である。例えばＧＭＳシステムにおいて静的周波数プランニングが使用される従来のアプローチは１つの選択肢である。しかしながら、パケットベースのシステムにおいては比較的長い沈黙期間（送信するデータが存在しない）が所与の基地局で起こる場合がある。異なる基地局が異なった数のユーザにサービスし、しかも平均的なデータレートがユーザの間で変動することから、基地局の負荷はより長い時間スケールで変動することもある。つまり、静的なリソース割当は、良い選択ではない。
【０００７】
基地局の間の動的なスロット割当に関する幾つかの提案が、非特許文献１、非特許文献４、および非特許文献５でなされている。この節では、その中の２つの提案について手短に概説する。
【０００８】
非特許文献１は、セルが区分状の領域に分割されたＣＤＭＡシステムのダウンリンクの調査を含んでいる。干渉し合うセクタのグループが形成され、インタセル（セル間）スケジューラは、時間スロットをこれらのセクタに１つずつ割り当てる。言い換えると、セル間干渉は、時間領域（time-domain）における直交性によって回避される。非特許文献１は、セル境界の近くに位置するユーザへの伝送を調整するスケジューラを提案している。基地局の近くに位置するユーザは、全ての時間スロットをより小さな伝送パワーで使用することができる。このアイデアは、非特許文献３の“インナリング（inner ring）”の提案に類似している。
【０００９】
非特許文献１によれば、時間スロットはセクタ負荷（sector loads）に応じてセクタ同士の間で分け合わなければならない。しかし、セクタ負荷の正確な定義は見あたらない。トラフィックモデルに対して、非特許文献１は、全てのユーザが常に送信すべきデータを有していることを仮定している。この仮定により、システム負荷は、システムにおけるアクティブユーザの数に等しくなることが非特許文献１から結論付けられる。送信すべきデータが全く無くてもリソースは与えられたユーザに固定されるので、非特許文献１に記載されているスキームは、統計的多重化（statistical multiplexing）−パケット・ネットワークにおける改善された容量の重要な特性の１つ−から恩恵を受けることはできない。
【００１０】
言い換えると、非特許文献１のインタセル・スケジューラは、システムにおけるアクティブユーザの数（長期間の平均負荷）に基づいている。従って、統計的多重化利得はこのシステムでは期待できない。
【００１１】
非特許文献６は、ダウンリンク・リソース（サブキャリア）を、単一の基地局に接続したアクティブユーザに、該ユーザらの相対的なパケット待ち行列長に比例するように割り当てるべきであることを提案している。言い換えると、非特許文献６は、無線ＯＦＤＭシステムにおける可変ビットレート・ビデオストリームのサブキャリア割当を記載している。非特許文献６によれば、ダウンリンク通信では様々な数のサブキャリアが無線端末に割り当てられる。基地局から所与の無線端末へのダウンリンクにサブキャリアがいくつ割り当てられるかを決めるために、アクセスポイント内における端末の待ち行列の相対的な長さが使用される。そのため、非特許文献６は、基地局内でのリソース・スケジューリングを検討している。
【００１２】
非特許文献２は更に、適応型ＯＦＤＭダウンリンクに対するチャネル推定および予測を記載している。
【００１３】
非特許文献３は、広域カバレッジと高スペクトル効率とを有するセル方式のパケットデータシステムのダウンリンク無線インタフェースを記載している。時間−周波数ビン（time-frequency bins）を、ダウンリンク・ビーム内の異なるユーザに、それらのチャネル品質に基づいて適応的に割り当てるスロット化（slotted）ＯＦＤＭインタフェースが使用される。端末におけるチャネル予測と基地局におけるパケット・スケジューラへのその情報のフィードバックとを必要とする周波数分割複信（frequent division duplex：ＦＤＤ）が想定される。セクタ／ビーム内における高いスペクトル効率と良好なカバレッジを両方実現するために、同じサイズのセクタ同士の間のうまく調整されたスケジューリングと、セクタの外側部分でのみ１を超える周波数再利用率の採用とを提案している。
【００１４】
非特許文献４は、次世代セル方式のインターネットサービスのための動的パケット割当と干渉抑制を備えたＯＦＤＭベースのシステムとを記載している。非特許文献４では、ウェブ・ブラウザといったアプリケーションを標的とした、広域セル方式インフラを使用してピークダウンリンク伝送速度が１Ｍｂ／ｓ程度のＯＦＤＭベースの次世代セル方式のインターネットサービス（advanced cellular internet service：ＡＣＩＳ）システムのためのＭＡＣプロトコルの主要コンポーネントとして動的パケット割当（dynamic packet assignment：ＤＰＡ）法が提案されている。提案された方法は、パケット時間スケールで無線リソースを割り当て、約１００ミリ秒内で再割り当てすることが可能である。干渉抑制はパフォーマンスを向上させるための方法と見なされる。フレーム構造およびデータパケット割当（data packet assignment：ＤＰＡ）アルゴリズムの両方が検討されている。
【００１５】
非特許文献５には、干渉が制限されたブロードバンド無線アクセスネットワークにおけるマルチメディア・トラフィックのスケジューリングが記載されている。また、ブロードバンド無線アクセスネットワークにおける干渉管理のための送信スケジューリング・アルゴリズムが提案されている。このアルゴリズムは、基地局調整を使用して同一チャネル干渉を最小化すると同時に、パケット遅延時間、スループット、およびパケット損失といったその他のサービス品質（ＱｏＳ）を維持することを目的としている。干渉結果は、可能性のある支配的干渉の同時伝送を避ける（または最小化する）ことによって実現される。また、他のセル／セクタにおけるトラフィック情報に基づく動的スロット割当が採用されている。アルゴリズムを分散方式で実施するため、基地局はトラフィック情報を交換するようになっている。リアルタイムおよび非リアルタイムのサービスが両方とも検討されている。
【００１６】
非特許文献７は、ビタビ逐次復号（Viterbi and sequential decoding）のための高レートのパンクチャード畳み込み符号を記載している。
【００１７】
非特許文献８では、マルチユーザ・ダイバーシチおよびチャネル多様性の適応ＯＦＤＭへの影響が議論されている。
【００１８】
さらに、通信ネットワークに関する情報は非特許文献９に見出すことができ、非特許文献１０には、コンピュータネットワークが詳細に説明されている。さらに、非特許文献１１は、適応型ＥＸＰ／ＰＦアルゴリズムを使用するリアルタイム／非リアルタイム・サービスのスケジューリングに関する情報を提供する。
【００１９】
しかしながら、負荷分布がトラフィック・バーストを呈する場合には、既存の解決法では効率的なスケジューリングを行うことはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、本発明の課題は、トラフィック・バーストに効率的に対処することが可能な、リソース・スケジューリング方法およびモバイル通信基地局の動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題は、請求項１に記載されたスケジューラと、請求項１９に記載されたモバイル通信ネットワークのための基地局と、請求項２４に記載された基地局を制御する方法と、請求項２６に記載された基地局を動作させる方法と、請求項２８に記載されたコンピュータプログラムとによって解決される。
【００２２】
本発明が提供するスケジューラは、少なくとも第１の送信機／受信機と第２の送信機／受信機との間で送信機／受信機（例えば基地局）を制御するためのスケジューラであって、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、利用可能な全送信/受信リソースを使用して送信または受信するものであり、前記第１の送信機／受信機は第１の送信リソースを使用し、前記第２の送信機／受信機は第２の送信リソースを使用し、前記第１の送信機／受信機は第１の送信バッファ（transmit buffer）を有し、前記第２の送信機／受信機は第２の送信バッファを有するものである。本発明のスケジューラは、前記第１および第２の送信バッファのある特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含む、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機の負荷状況（load situation）に関する情報を受信するための受信機と、前記負荷状況に関する情報に基づいて、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てるためのリソース割当器（resource allocator）とを備えている。前記リソース割当器は、負荷が低い方の送信機／受信機と比べて負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則（allocation rule）を適用するように構成されている。さらに、前記全送信／受信リソースの中の前記第１の部分と、前記全送信／受信リソースの中の前記第２の部分は好ましくは互いに排他的である。
【００２３】
基地局へのリソースの割当は、割当規則を少なくとも２つの基地局の送信バッファの実際のバッファ占有量を示す負荷状況に関する情報に適用することによって、効率的な方法で遂行することができるということが本発明の鍵となるアイデアである。基地局のバッファ占有量は、単一の数値によって基地局の負荷を示すための有効な基準として使用することができる。また同じく、データをモバイル通信装置へ伝達するときに望ましいサービス品質（ＱｏＳ）（例えば待ち時間）を維持するために、基地局が必要とする送信リソースとバッファ占有量との間に強い相関関係が存在することも見出される。さらに、基地局の送信バッファ占有量は、短期（一般的に１秒未満のオーダ）および長期（一般的に１０秒以上のオーダ）の両方にわたって基地局の負荷状況を表すことも見出される。言い換えると、本発明のインタセクタ・スケジューラ（inter-sector scheduler）は、バッファ占有量を使用して特定の基地局に到達したトラフィック・バースト（短期の負荷変動を結果的にもたらす）と基地局の平均負荷の変動（長期の負荷変動を結果的にもたらす）との両方に対処することが可能である。
【００２４】
リソースを少なくとも１つの基地局（あるいは数個の基地局）に割り当てるときに２つ以上の基地局のバッファ占有量を利用することは、従来の解決法と比較して多数の利点をもたらす。第１に、個々の基地局の短期の負荷変動（例えばバースト・トラフィックによるもの）および長期の負荷変動の両方をスケジューリング対して考慮することが可能であり、両方のタイプの負荷変動（短期および長期）は、単一の数値によって表すことが可能である。このため、完全で必要とされるスケジューリングを実行するために単一のスケジューラを使用することが可能であり、スケジューラは、短期の負荷変動および長期の負荷変動に関する情報を区別する必要はない。
【００２５】
加えて、数個のモバイル通信基地局の間、またはモバイル通信基地局とインタセクタ・スケジューラとの間で交換されるデータ量は、従来のスケジューリング技術を適用するのに必要なデータ・トラフィックと比較して小さい。このことは、本発明によりバッファ占有量に関する情報のみが交換される必要があるという事実に起因するものである。その上、バッファ占有量は、一般的に単一の数値として表すことが可能である。この結果、基地局同士の間（インタセクタ・スケジューラの権限が分散化されており基地局と組み合わされている場合）または基地局とインタセクタ・スケジューラとの間（専用の集中インタセクタ・スケジューラが存在する場合）のリンクに関する要件は緩和される。
【００２６】
さらに、バッファ占有量を計算する際、バッファ占有量が計算される基地局において平均化が自動的に実行され、そのバッファ占有量はそれぞれの基地局によって維持される全ての伝送リンクにわたって計算される。したがって、基地局が多数のモバイル通信装置にサービスする場合には、トラフィックの基地局内部の平均化によりバッファ占有量は一般的にはあまり速く変動しない。したがって、多くのモバイル通信装置との高負荷状況において、一定の（あるいはほとんど一定、すなわち非常にゆっくり変動する）リソース割当が実現可能である。これとは対照的に、少数の装置のみが基地局に接続している場合、トラフィック負荷と、バッファ占有量とは、非常に速く変動することがある。しかしながら、本発明のインタセクタ・スケジューラは、現状の負荷状況にうまく適応して、モバイル通信システムのトラフィック能力と待ち時間とを最適化するリソース割当を実行することができる。
【００２７】
さらに、本発明のインタセクタ・スケジューラは、集中型または分散型のインタセクタ・スケジューラとして両方とも実施することができる。ここで分散型ソリューションは、中央制御局にかかるコストを回避することができるという利点をもたらす。分散型ソリューションでは、含まれる基地局同士の間でそれぞれのバッファ占有量（またはバッファ占有量に関する情報）を交換するために、通信が確立できれば十分である。この通信リンクは、非常に小さなデータレートのみを必要とし、技術的な努力をほとんど要しない。
【００２８】
まとめると、本発明は、分散型の実施を可能にするリソース・スケジューリングの有効なコンセプトを提供し、かつ、基地局同士の間で少量のデータのみの交換が必要とされる。
【００２９】
本発明の更に好ましい形態では、前記受信機は、負荷状況に関する情報として、通信セル内にある基地局の全てのバッファ占有量の総和によって決まる全バッファ占有量情報と、ある特定の基地局の実際のバッファ占有量とを受信するものである。さらに、前記リソース割当器は好ましくは、特定の基地局の実際のバッファ占有量と全バッファ占有量との比率に応じて、その特定の基地局にリソースを割り当てる働きをする。
【００３０】
言い換えると、前記受信機は同じセルにサービスしており、それ故にその伝送は重なり合う領域において干渉する場合がある基地局の全バッファ占有量（または全バッファ占有量情報）を受信することができる。この情報は、集中型の全バッファ占有量計算機において計算されるか、または個々の基地局からインタセクタ・スケジューラが受信したバッファ占有量情報を総和することによってインタセクタ・スケジューラ内において計算が可能である。ある特定の基地局の相対バッファ占有量は、その特定の基地局の実際のバッファ占有量と全バッファ占有量との比率を形成することによって決定することができる。したがって、相対バッファ占有量はよく均衡のとれた、または“公平”な方法でリソースを分配するための基準として使用することができる。基地局の相対バッファ占有量に基づく送信リソースの分配は、結果的に、多数の基地局の間のバッファ遅延時間を一様分布（uniform distribution）にする。したがって、異なる基地局の全体にわたってモバイル通信装置に配信されるパケットに対して同等の（つまり似たような）待ち時間が実現される。したがって、負荷が非常に高い一様な基地局はそれぞれの接続されたモバイル通信装置へ十分に速いサービスを提供することができる。
【００３１】
言い換えると、或る特定の基地局の実際のバッファ占有量と通信セル内にある多数の基地局の全バッファ占有量との比率は、リソース割当の優れた基準であることが示されている。全バッファ占有量情報の配信は、基地局からバッファ占有量の総和として計算されるので、最小限の調整努力で済む。全バッファ占有量情報は、基地局同士をつなぐネットワーク上で交換することが可能であり、このため、完全に分散したリソース割当が可能となる。
【００３２】
また、異なるタイプのリソースが基地局に割当可能である。例えば、割り当てられるリソースは、ＯＦＤＭサブキャリアを含むことが好ましく、割り当てられたＯＦＤＭサブキャリアは、検討中である通信セルにサービスしている複数の基地局に利用することが可能なセットのＯＦＤＭサブキャリアの要素である。ＯＦＤＭサブキャリアを動的に割り当てることは、従来のシステムと比較したときに大きな利点をもたらす。異なるＯＦＤＭサブキャリアは、受信装置において分離することができるので、異なるＯＦＤＭキャリアは、異なる基地局によって同時に使用することが可能である。その結果、異なる基地局に割り当てられたリソース、つまり異なるＯＦＤＭサブキャリアまたはセットのサブキャリアは、異なる基地局によって同時に使用することが可能である。その結果、数個の基地局は異なるＯＦＤＭサブキャリアを使用してそれらのデータを同時に送信することができ、それにより、時間ドメイン多重アクセス・スキーム（time domain multiple access scheme）（例えば、時間スロットが異なる基地局に割り当てられる）と比較して待ち時間を大きく減らすことが可能となる。短い待ち時間は、音声や映像の伝送といったリアルタイムサービスにとって特に重要である。一般的に多数の利用可能なＯＦＤＭサブキャリアが存在するときには基地局に割り当てられたＯＦＤＭサブキャリアの数はバッファ占有量に応じて小刻みに拡大縮小（スケール）可能なので、バッファ占有量（または相対バッファ占有量）に基づくＯＦＤＭサブキャリアの分配は、特に有利である。
【００３３】
同じく、基地局に割り当てられるリソースは、ＯＦＤＭサブバンド（OFDM sub-bands）であることが可能であり、この場合、ＯＦＤＭサブバンドは、それぞれ複数のＯＦＤＭサブキャリアを組み合わせ、割り当てられるＯＦＤＭサブバンドは、一般的に通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能なセットのＯＦＤＭサブバンドの要素である。言い換えると、ＯＦＤＭサブキャリアは、より容易に割り当てられるＯＦＤＭサブバンドにグループ分けすることができる。ＯＦＤＭサブバンド、すなわちグループのＯＦＤＭサブキャリアを、そのＯＦＤＭサブバンドが最良の伝搬条件を可能にするように選択することが可能である。例えば、ＯＦＤＭサブバンドは、隣接するＯＦＤＭサブキャリアを含む場合があり、それにより異なる基地局の比較的シンプルな調整（coordination）が可能となる。さらに、周波数ダイバーシチの利点が斯かるサブバンドに有効活用することができるように、ＯＦＤＭサブバンドは周波数に関して間隔を置いた多数のサブキャリアを定める。さらに、スケジューリング情報を転送するために必要とされるデータ量は、多数のＯＦＤＭサブキャリアをグループ分けするサブバンドを使用することによって大きく減少し得ることに言及しておきたい。加えて、リソース割当に個々のＯＦＤＭサブキャリアではなくＯＦＤＭサブバンドを使用することにより、サブバンドが全体として基地局とモバイル装置との間のリンクに割り当てることができるときには、無線インタフェースで転送されるユーザデータと、必要とされる信号オーバヘッドとの比率が改善される場合がある。
【００３４】
スケジュールされたリソースは、好ましくはＯＦＤＭスロット（OFDM slots）であることも可能である。ＯＦＤＭスロットは、それぞれ複数のＯＦＤＭサブキャリアと複数の連続するＯＦＤＭシンボル（OFDM symbols）とを含んでおり、ＯＦＤＭスロットは好ましくは、通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能なセットのＯＦＤＭスロットの要素である。したがって、ＯＦＤＭスロットは、離散的なＯＦＤＭサブキャリアと時間間隔とによって定義されるエンティティ（entity）である。したがって、複数のＯＦＤＭスロットは、同一時点に存在することが可能であり、その結果、数個の基地局は、異なるＯＦＤＭスロットを使用してモバイル通信装置と同時に通信することができる。さらに、ＯＦＤＭスロットの時間制限は、基地局内でのリソースのプランニングを容易にするとともに、モバイル通信装置との通信において信号オーバヘッドを減らすこともできる。言い換えると、ＯＦＤＭスロットは、データ転送単位を規定する。同じく、ＯＦＤＭスロットの利用は、リソース割当が変更される可能性がある時点、ＯＦＤＭスロットの終点を定める。もっと具体的に言えば、各ＯＦＤＭ時間スロット後にリソースを再割当する（割り当てし直す）ことが可能である。したがって、ＯＦＤＭスロットの利用は、異なる基地局のリソース割当の時間同期を容易にする。以上のことから、グループの隣接するサブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルによって形成されるＯＦＤＭスロットの利用は、本発明のリソース・スケジューリング方法を特に有利に実施することを可能にする。
【００３５】
別の好ましい形態では、リソースは周波数間隔である場合がある。この場合、周波数間隔は、通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能な全体の利用可能な周波数割当の一部である。言い換えると、基地局のバッファ占有量を利用する本発明のインタセクタ・スケジューラは、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）環境において周波数リソースをスケジュールするためにも使用することができる。
【００３６】
同様に、リソースは、通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能な複数の利用可能な時間スロットから得られる時間スロットとすることが可能である。
【００３７】
さらに、リソースは、空間リソース（spacial resources）である場合がある。空間リソースは、基地局がそのサービスを集中させることができる空間領域を定義する。言い換えると、空間リソースは、例えば基地局がサービスする全体のセクタの中の部分セクタであり得る。そのセクタは、水平および／または垂直角領域によって画定される場合がある。さらに、空間リソースは、基地局からの特定の距離によって画定することができる。空間リソースによれば、基地局の放射特性は、放射を選ばれた空間リソースまたは領域に集束させるよう制御することができる。同じく、空間リソースは、ある一定の周波数間隔または時間間隔の間に伝送パワーを変化させることによってアクセスすることができる。したがって、空間リソースの分配も、少なくとも近隣の基地局同士の干渉を避けたりあるいは減らしたりするためにリソースをスケジュールするのに有利なソリューションである場合がある。
【００３８】
別の好ましい形態では、本発明のインタセクタ・スケジューラは、このインタセクタ・スケジューラの動作を少なくとも別のインタセクタ・スケジューラの動作と同期させるための同期ユニットを更に備えている。言い換えると、インタセクタ・スケジューラは、時間および／または周波数同期情報を受信するための受信機と、時間および／または周波数同期情報を送信するための送信機との少なくとも一方を備える場合がある。したがって、数個の基地局のインタセクタ・スケジューラは、異なった基地局から放射された信号の干渉を避けるために時間同期されることがある。つまり、インタセクタ・スケジューラの時間同期は、基地局相互の干渉を減らすのに役立つ場合があり、そのことはモバイル通信セルにおけるデータ転送容量を増大させるのに役立つ。
【００３９】
さらに、割当規則は、リソース割当器によって割り当てられたリソースが他のリソース割当器によって割り当てられたリソースと競合しないように設定されることが好ましい。言い換えると、割当規則は、同じセルにサービスしている近隣の基地局同士の干渉を避けるように設定される。このことは決定性の割当規則を使用することによって実現することができる。すなわち、時間基準を有し、かつ同じセルにサービスしているその他の基地局の負荷状況を知ることで、本発明のインタセクタ・スケジューラのリソース割当器は、同じセルにサービスしている基地局が同時に同一のリソースを使用しないように、リソースを基地局に割り当てることができる。例えば、割当規則は、同じセルにサービスしている異なる基地局が所与の期間においても同じＯＦＤＭサブキャリアまたは同じＯＦＤＭサブバンドを使用しないように設定することが可能である。同様に、割当規則は、複数の基地局が同じＯＦＤＭスロット、周波数間隔または時間スロットを利用することを防止するように設定することができる。このようにすれば、割当規則は、数個の基地局によって同じセルに送信される信号同士の干渉を避けるのに役立つことが可能である。こうすれば、ビット誤り率は、多くの場合にはノイズ（熱雑音）によってというより干渉によって制限されるので、ビット誤り率を大きく減らすことができる。所与のリソースがセルにサービスしている唯一の基地局によって使用される場合には、干渉によるデータ受信の必要性が避けられるので、多くの場合に全体のデータ転送速度は増大する可能性がある、ということにも言及しておきたい。このため、システムの複雑さをシステム能力に大きな影響を与えることなく減らすことができるように、露骨な干渉除去は避けることができる。
【００４０】
別の好ましい形態では、リソース割当器は、リソース量子化（resource quantization）の影響が無視される場合、特定の基地局へ割り当てられたリソースのデータ転送容量（または推定データ転送容量）が実際のバッファ占有量と全バッファ占有量との比率に比例するように、その特定の基地局にリソースを割り当てる働きをする。言い換えると、特定の基地局へ割り当てられたリソースの推定データ転送容量は、好ましくは、その特定の基地局の相対バッファ占有量に比例する。例えば、特定の基地局に割り当てられたＯＦＤＭサブキャリアの数は、その特定の基地局の相対バッファ占有量に比例する。ある特定のタイプのリソースのデータ転送容量は、量子化することができると仮定する。このとき、好ましくは、同じタイプの数個の異なったリソース（例えば、数個のＯＦＤＭサブキャリア、数個のＯＦＤＭサブバンド、数個のＯＦＤＭスロット、周波数レンジまたは時間スロット）に対して同じデータ転送容量が想定される。周波数レンジに関しては、ある特定の基地局に割り当てられる周波数帯域幅は、その特定の基地局の相対バッファ占有量に比例すると想定することができる。同じ想定をその特定の基地局に属する場合がある時間スロットの長さにも適用する。
【００４１】
しかしながら、リソースは一般的に量子化されるので、比例関係から若干ずれる可能性がある。このことは、リソース（例えばＯＦＤＭサブバンドまたはＯＦＤＭスロット）が全体として基地局に割り当てられることができるのみであることを意味する。
【００４２】
リソースがリソースユニット（resource units）で量子化されるケースでは、リソース割当器は好ましくは、第１の時間間隔内において第１の割当規則を使用して、基地局へ割り当てるためのリソースユニットの数を決定し、第２の時間間隔内において第２の割当規則を使用して、基地局に割り当てるためのリソースの量を決定する働きをする。第１の割当規則および第２の割当規則は一般的に、第１の割当規則によってもたらされたリソース量子化に起因する第１の丸め誤差（rounding error）が第２の割当規則によってもたらされた第２の丸め誤差に対して正反対の方向（または符号）を有するように設定される。第１の割当規則は好ましくは、基地局に割り当てるためのリソースユニットの数を取得するために、利用可能なリソースユニットの総数と、実際のバッファ占有量および全バッファ占有量の比率との積を整数値に丸めることを指定している。一方、第２の割当規則は好ましくは、基地局に割り当てるためのリソースユニットの数を、他の基地局に割り当てられなかったリソースユニットの残数（残りの部分）として取得することを指定している。その残数は、利用可能なリソースユニットの総数と、別の基地局に割り当てられたリソースの数を表す少なくとも１つの丸められた値との間の差として計算される。この論脈におけるリソースユニットは例えば、ＯＦＤＭサブキャリア、ＯＦＤＭサブバンド、ＯＦＤＭスロット、周波数間隔または時間間隔であると定義することができる。また、交互に適用されることがある２つの異なるリソース割当規則が存在することに更に言及しておきたい。第１のリソース割当規則は、利用可能なリソースユニットの総量と、基地局の相対バッファ占有量との積を丸めることによって、基地局に割り当てられるリソースユニットの数の計算を直接的に規定する。これとは対照的に、第２のリソース割当規則は、利用可能なリソースユニットの総数と、他の基地局のそれぞれの相対バッファ占有量との積を丸めることによって、その他の基地局に割り当てられるリソースユニットの数を最初に決定することを指定している。続いて、基地局に割り当てられるリソースユニットの数は、利用可能なリソースユニットの総量からその他の基地局に割り当てられたリソースユニットの数を差し引くことによって計算される。このようにして、２つの異なった割当規則は、異なる時間間隔においてリソースの割当に適用することができる。このとき、第１の期間間隔では基地局に割り当てられたリソース量に対して丸め（端数処理）が直接適用され、第２の時間間隔ではその他の基地局へ割り当てられたリソースユニットの数に対して丸めが適用される。したがって、丸め誤差は、丸めの影響が相殺（balance out）されるように、第１の時間間隔と第２の時間間隔とで異なった取り扱いがなされる。
【００４３】
丸めと残りのリソースの割当とに基づく丸めおよび割当は、低い方の数への切り下げが行われるときには、丸めに基づいてリソースを受け取る送信機／受信機に対して不公平な割当を結果的にもたらす場合がある。逆に高い方の数への切り上げが行われるときには、残りを受け取る送信機／受信機が不公平に取り扱われる。この不公平な割当を克服するため、その割当が全送信／受信リソースの残りに基づいて行われる、すなわち、その割当は、丸めに依存する全ての送信機／受信機が処理される際には、送信機／受信機を交代させることが好ましい。
【００４４】
丸めは好ましくは、リソースの過割当（over-allocation）を避けるために床関数（floor function）を適用することについては、切り捨てを意味することに更に言及しておきたい。したがって、第１の時間間隔において基地局に割り当てられたリソースは、一般的には次の整数個のリソースユニットまで切り捨てられ、その結果、公平な割当スキームにおいて理論的に必要とされるよりも少ないリソースが割り当てられる。これとは対照的に、第２の時間間隔において、その他の基地局に割り当てられたリソースが切り捨てられることが仮定されることがある。その他の基地局に割り当てられなかった残りのリソースユニットがその基地局に割り当てられる場合、公平な割当スキームを考慮しているときには、一般的に実際に必要とされるよりも多くのリソースがその基地局に割り当てられる。したがって、第２の時間間隔においてその基地局は、公平な分配（割当）と比較したときにより多くのリソースを取得するが、一方、その基地局は、第１の時間間隔において（公平な分配スキームと比較したときには）より少ないリソースを取得する。結果として、前述の影響としては、第１の時間間隔および４第２の時間間隔において平均化され、その結果、全体で非常によく均衡のとれたリソース割当が実現できる。リソース割当スキームは、少数の利用可能なリソースしかない場合に特に重要であり、したがって量子化（または丸め）の影響は特に重大になる。
【００４５】
第１の時間間隔および第２の時間間隔に対して記述されたリソース割当スキームは、（例えば通常のスキームでは）繰り返されることがある。しかしながら、斯かる繰り返しに対しては、第１の時間間隔に対して記述された計算スキームを第２の時間間隔に互い違いに使用する必要はないが、第１の時間間隔に対して記述された計算は、第２の時間間隔に対して記述された割当が実行される前に数度にわたって繰り返されることがある。しがたって、３つ以上の基地局が存在しても改善された割当スキームが実現可能である。
【００４６】
リソース割当器は更に、負荷状況に関する情報に基づいて少なくとも第１の基地局および第２の基地局に対してリソースを割り当てるように構成されていることがある。インタセクタ・スケジューラは、リソース割当に関する情報を少なくとも第１の基地局および第２の基地局に配信するためのリソース割当配信器（resource allocation distributor）を更に備えることができる。言い換えると、本発明のリソース割当器は、１つの個別のリソース割当器が２つ以上の基地局に対してリソースを割り当てることができるように集中化されてもよい。異なる基地局へのリソースの割当に対して、異なる割当規則が使用されることがあり、その場合の割当規則は基地局同士の干渉を避けることができるように設定してもよい。言い換えると、割当規則（すなわち、少なくとも、第１の基地局へリソースを割り当てるための割当規則と第２の基地局へリソースを割り当てるための割当規則）は、ある特定のリソースが一度に（または１つの時間間隔の間に）２つ以上の基地局へ割り当てられないように設定することができる。斯かる集中インタセクタ・スケジューラのケースでは、リソース割当に関する情報は好ましくは、インタセクタ・スケジューラがリソースを割り当てる少なくとも２つの基地局へ分配される。リソース割当に関する情報は、有線または無線方式で伝送される場合がある。同じく、リソース割当に関する情報は、異なる伝送機構を使用して異なる基地局へ伝送されることがある。同じく、インタセクタ・スケジューラは１つの基地局の一部であり、かつ、短距離のリンクがリソース割当に関する情報をインタセクタ・スケジューラと組み合わされる基地局へ報告するために必要であることが可能である。これとは対照的に、長距離のリンクは、リソース割当に関する情報を別の基地局へまたは数個の他の基地局へ報告するために必要な場合がある。
【００４７】
しかしながら、リソースを複数の基地局に対して同時に割り当てることができるときには、既に述べたような集中リソース割当器が有利である。このようにして、異なるリソースが異なる基地局に割り当てられることが容易に保証可能であり、その結果、干渉が避けられる。したがって、割当規則は単純化されることがある。
【００４８】
別の好ましい形態では、リソースは時間および／または周波数スロットである。リソース割当器は、少なくとも２つの基地局に対して、その少なくとも２つの基地局に割り当てられるスロットの数を決定するように構成されている。リソース割当器は好ましくは、割り当てられるべきスロットの数に満たない数のスロットが少なくとも２つの基地局の中の少なくとも１つに割り当てられている限りは、連続する隣り合ったスロットを交互にその少なくとも２つの基地局へ割り当てるように構成されている。言い換えると、隣り合ったスロットは、多重化方式で少なくとも２つの基地局に割り当てられる。異なる基地局へ割り当てられるスロットを周波数に関して多重化することによって、有利な周波数ダイバーシチ効果を可能にする周波数割当が結果としてもたらされる。したがって、前述のリソース多重化割当スキームによって特に信頼性が高いデータ伝送が実現可能である。
【００４９】
多重化されたリソース割当は、連続する隣り合ったスロットをラウンド・ロビン法（Round Robin procedure）を使って少なくとも２つの基地局へ割り当てることによって実現可能であることに更に言及しておきたい。
【００５０】
別の好ましい形態では、リソース割当器は、少なくとも２つの基地局に対して、それらの基地局に割り当てられるそれぞれのスロットの数を決定するとともに、第１の基地局には隣り合ったスロットの第１の連続したブロックを割り当て、第２の基地局には隣り合ったスロットの第２の連続したブロックを割り当てるように構成されている。第１のブロックのスロットは好ましくは、第１の基地局に割り当てられるそれぞれの数のスロットを含んでおり、第２のブロックのスロットは好ましくは、第２の基地局に割り当てられるそれぞれの数のスロットを含んでいる。言い換えると、第１の基地局に割り当てられるスロットは、連続する１ブロックのスロットから構成されており、第２の基地局に割り当てられるスロットは、連続する別の１ブロックのスロットから構成されている。基地局へのリソースの斯かるブロック単位の割当は、ブロック単位の割当が基地局同士のスロットの同期に関して特にローバスト（robust）であるときに有利である。
【００５１】
更なる好ましい形態では、リソース割当器は、基地局に割り当てられたリソースをその基地局によって維持された複数のデータ接続へ分配するように構成されている。言い換えると、インタセクタ割当は、リソース割当器によって更に実行される。ここで、インタセクタ割当およびイントラセクタ割当は、別々に実行することが好ましい。斯かる手続は、基地局と少なくとも１つのインタセクタ・スケジューラとの間のデータ交換を最小化する。さらに、計算労力はインタセクタ・スケジューリングとイントラセクタ・スケジューリングとが別々になっているために最小化されると同時にその間も十分なスケジューリング利得が得られる。特に、短期間のチャネル知識は、基地局と少なくとも１つのインタセクタ・スケジューラとの間で交換される必要はない。
【００５２】
さらに、本発明は、同じ通信セルへ送信、または同じ通信セルから受信するように構成された第１の基地局と第２の基地局とを有するモバイル通信ネットワークのための基地局を提供する。本発明の基地局は、当該基地局からモバイル通信装置へ送信されるデータをバッファリングするための送信バッファ（transmit buffer）と、送信バッファの実際の充満率に関する情報を含む当該基地局の負荷状況に関する情報を決定するための送信バッファ占有量決定器（transmit buffer fullness determinator）と、当該基地局のバッファ占有量に関する情報を含む負荷状況に関する情報を少なくとも１つの他の基地局とインタセクタ・スケジューラに転送するためのオプションとしての送信バッファ占有量センダ（transmit buffer fullness sender）とを備えている。インタセクタ・スケジューラは、少なくとも１つの他の基地局の送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報を含むその少なくとも１つの他の基地局の負荷状況に関する情報を受信するための受信機を備えている。インタセクタ・スケジューラは、当該基地局の負荷状況に関する情報および少なくとも１つの他の基地局の負荷状況に関する情報に基づいて、当該基地局にリソースを割り当てるためのリソース割当器を更に含む。このリソース割当器はリソース割当規則を適用するように構成されている。また割当規則は、負荷が低い方の基地局よりも負荷が高い方の基地局にリソースがより多く割り当てられることを規定する。
【００５３】
本発明の基地局は、当該基地局の送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報と、別の基地局のバッファ占有量に関する情報とに基づいてリソース割当を実行する。既に言及したように、当該基地局のバッファ占有量はリソースの効率的なスケジューリングに使用することができる定量値である。
【００５４】
別の好ましい形態では、基地局は、ある特定のモバイル通信装置に送信されるとともに当該基地局の送信バッファに格納されるデータを、その特定のモバイル通信装置がその他の基地局によってサービスされていることを検出すると同時に別の基地局へ転送するためのセンダ（sender）を更に備えている。バッファ制御装置は好ましくは、送信バッファからその他の基地局へ転送されたデータを削除する。
【００５５】
本発明の基地局は、送信バッファのバッファ占有量を評価することと相まって１つの基地局から別の基地局への通信装置のハンドオーバを効率的に実行することができることが明らかになっている。リソースは、送信バッファからデータが削除されたらすぐに自動的に再配分（あるいは再割当）されることが可能であり、斯かる再配分（あるいは再割当）は好ましくは、モバイル通信装置が１つの基地局から別の基地局へハンドオーバされるときに起こる。言い換えると、送信バッファのバッファ占有量を評価する本発明の仕組みのために、モバイル通信装置へ送信するためのデータが１つの基地局から別の基地局へハンドオーバされるときはいつでも、系統立てられた信号伝達およびリソース割当は必要ではない。これとは対照的に、バッファ占有量は、モバイル通信装置がそれにハンドオーバされる別の基地局へ上記データが転送されるとすぐに、送信バッファからデータを削除することによって自動的に変更される。
【００５６】
当該基地局がある特定のモバイル通信装置にサービスする責任を引き継いだ場合は、当該基地局が、その特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを受信することに更に言及しておきたい。結果、バッファ占有量は変化し、そのバッファ占有量はリソースを再割当するために、再度、直接評価することが可能である。
【００５７】
基地局は、上記特定のモバイル通信装置が別の基地局によってサービスされていることを、そのモバイル通信装置自身またはその他の基地局からの通知を受信することによって、検出することができることに更に言及しておきたい。さらに、当該基地局は、上記特定のモバイル通信装置とのコンタクトが途切れたことを検出した場合（例えば、特定のモバイル通信装置がある特定の期間の間だけ応答しない場合）に、その特定のモバイル通信装置に対して送信バッファのコンテンツを削除することがある。さらに当該基地局は、送信バッファ内のデータが期限切れになっていることを検出する場合があり、その場合には例えばバッファ制御装置の制御の下に送信バッファからその期限切れデータを削除することがある。この場合も前述と同様に、リソース割当は、バッファ占有量が評価されるとすぐに自動的に調整されることが可能である。
【００５８】
１つの基地局から別の基地局への通信装置のハンドオーバの後に高速リソース割当を遂行するため、バッファ制御装置は好ましくは、送信バッファから別の基地局へ転送されたデータを削除した後に、当該基地局の負荷状況に関する情報の決定を開始するように構成されることがある。言い換えると、モバイル通信装置が１つの基地局から別の基地局へハンドオーバされるときはいつでも、当該基地局（＝前記１つの基地局）の負荷状況は大きく変化し得ることがあり、送信バッファ内のデータが削除される結果がもたらされると想定されることがある。それゆえ、モバイル通信装置が、１つの基地局から別の基地局へ移行するのに応答して負荷状況を即刻再評価することは有利な場合がある。このようにして、通信装置を担当する新しい基地局へ十分なリソースを可能な限り速く割り当てることが可能である。
【００５９】
したがって、送信バッファからその他の基地局へ転送されたデータを削除すると同時に、当該基地局のバッファ占有量に関する情報を含む負荷状況に関する情報は少なくとも１つの他の基地局へ転送される場合がある。さらに、当該基地局は上述したインタセクタ制御装置の任意の特性を有する場合がある。
【００６０】
別の好ましい形態では、当該基地局は、別の基地局からある特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを受信するための受信機と、その特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを送信バッファに追加するバッファ制御装置とを備えている。バッファ制御装置は好ましくは、その他の基地局から送信バッファへ受信されたデータを追加した後に、当該基地局の負荷状況に関する情報の決定を開始するように構成されている。この場合も先と同様に、モバイル通信装置の基地局へのハンドオーバは、数個の基地局の負荷に強い影響を与える可能性があり、したがって、リソースの再割当をもたらすイベントと見なすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明の実施の最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１ａに本発明の第１の実施形態によるインタセクタ・スケジューラ（inter-sector scheduler）のブロック図を示す。図１ａのインタセクタ・スケジューラ全体は、符号１００で指定される。本発明のインタセクタ・スケジューラは、第１の基地局から該第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２を受信する受信機１１０を備えている。負荷状況に関する情報１１２は、第１の基地局の実際のバッファ占有量（actual buffer fullness）を含む。受信機１１０は更に、第２の基地局からこの第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４を受信する。負荷状況に関する情報１１４は、第２の基地局の実際のバッファ占有量に関する情報を含む。受信機１１０は、第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２と、第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４とをリソース割当器（resource allocator）１２０に転送する。リソース割当器１２０は、割当規則に従って割当リソース（allocated resources）を決定し、少なくとも第１の基地局へその割当リソースに関する情報１２２を提供する。オプションとして、リソース割当器１２０は、第２の基地局へ割当リソースに関する情報１２４も提供する場合があるが、その場合、第１の基地局へ送られる割当リソースに関する情報１２２は一般的に、第２の基地局へ送られる割当リソースに関する情報１２４とは異なる。しかしながら、リソース割当器１２０は、第１の基地局および第２の基地局の両方に割当リソースに関する同一の情報を送る場合もある。その場合、両方の基地局へ送られる情報は、各々の基地局がそれぞれのリソース割当を引き出すことができる形式の両方の基地局へのリソース割当から形成される。
【００６２】
上記構造説明に基づいて、本発明のインタセクタ・スケジューラの機能について以下詳しく説明する。本発明のインタセクタ・スケジューラは、モバイル通信ネットワークの一部であって、少なくとも第１の基地局および第２の基地局の中の一方の基地局を制御するために使用されると想定する。さらに、第１の基地局および第２の基地局は、同じ通信セルへ送信または同じ通信セルから受信するように構成されていると想定される。言い換えると、１つの通信セル内（または通信セルの少なくとも一部内）において、第１の基地局と第２の基地局によって放射された信号が受信可能である。さらに、第１の基地局は第１の送信リソースを使用し、第２の基地局は第２の送信リソースを使用することが想定される。それらの送信リソースは、例えば、サブキャリア、（複数のＯＦＤＭサブキャリアを含む）ＯＦＤＭサブバンド、（多数のＯＦＤＭシンボルにわたるセットのサブキャリアを代表する）ＯＦＤＭスロット、周波数間隔または時間スロットを含んでいる。さらに、第１の基地局および第２の基地局は両方とも、第１の基地局および第２の基地局の両方の基地局によってサービスされる通信セルへ送信されるデータを格納するためのそれぞれの送信バッファを有すると想定されることに言及しておきたい。また本発明において基地局はある特定の空間エリアにサービスするための手段であると想定されることを更に言及しておきたい。本願の意味合いにおいて基地局の送信バッファは、第１の基地局および第２の基地局の両方の基地局によってサービスされる少なくとも前記空間エリアへ送信するためのデータを格納するバッファである。言い換えると、本願全体を通して、“異なる基地局の送信バッファ”という表現は同じ空間エリアまたは同じ通信セルへ送信するための送信バッファを指す。
【００６３】
したがって、第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２と第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４とは、第１の基地局および第２の基地局の両方が受信されることが可能な空間エリア（または空間領域）へ送信されるデータの総量に関する情報を運ぶ。本発明によれば、第１の基地局によって報告された実際のバッファ占有量および第２の基地局によって報告された実際のバッファ占有量は、リソースを第１の基地局と第２の基地局とへ割り当てるためにリソース割当器１２０によって有利に使用されることがあることを示すことができる。第１の基地局へ割り当てられるリソースは、割当規則を適用して、リソース割当器によって決定することができる。本発明によるリソース割当規則は、第１の基地局へ割り当てるリソースを決定するため、少なくとも第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２および第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４を評価する。実際のバッファ占有量は（第１および第２の）、基地局のトラフィック負荷と（第１および第２の）基地局からデータを送信するための優先順位とに関する、単一の数値の複合情報であるので、第１の基地局の実際のバッファ占有量と、第２の基地局の実際のバッファ占有量とに基づいてリソースを割り当てることが好ましい。
【００６４】
リソース割当器１２０における割当規則は好ましくは、負荷が低い方の基地局と比べて負荷が高い方の基地局により多くのリソースが割り当てられる結果がもたらされるように構成されている。言い換えると、基地局の負荷が増大している場合、その他の（単一または複数の）基地局の負荷が一定のままであるかまたは減少さえしている条件の下に、より多くのリソースがそれぞれの基地局に割り当てられる。この論脈において、“高い方の負荷（higher load）”と“低い方の負荷（lower load）”は、ある基地局の絶対負荷（absolute load）を意味する場合だけなく、その他の基地局と比較したある特定の基地局の相対負荷（relative load）も意味する場合がある。
【００６５】
本発明によれば、送信リソースは基地局へ公平な仕方で割り当てられる場合がある。この場合、大きな実際のバッファ占有量はある特定の時点において小さな実際のバッファ占有量を有する基地局より多くのリソースを取得することができる。バッファ占有量は、バースト的トラフィックに起因する短期の負荷ピークと平均トラフィック負荷との両方を示す良い基準であることが見出されている。例えば、第１の基地局の実際のバッファ占有量が、トラフィックピークによりまたは平均負荷の増大によって増大するときはいつでも、本発明のインタセクタ・スケジューラは、第２の基地局の負荷状況が一定のままであるという条件で、第１の基地局へより多くのリソースを割り当てることになる。従って、第１の基地局のバッファ占有量は一般的に、追加的に割り当てられたリソースにより、徐々に減少することになる。
【００６６】
本発明のインタセクタ・スケジューラは、第１の基地局への割当リソースに関する情報１２２を提供することを更に言及しておきたい。オプションとして、本発明のインタセクタ・スケジューラ１００は、第２の基地局への割当リソースに関する情報１２２も提供することができる。このとき、第１の基地局へ割り当てられるリソースと第２の基地局へ割り当てられるリソースは好ましくは、第１の基地局および第２の基地局が共有する通信セル（すなわち、第１の基地局および第２の基地局の両方の基地局がそれに送信する通信セル）において干渉しないような方法で、割当規則によって決定される。
【００６７】
図１ｂに本発明の第２の実施形態による本発明のインタセクタ・スケジューラのブロック図を示す。図１ｂのインタセクタ・スケジューラ全体は、符号１３０で指定される。インタセクタ・スケジューラ１３０は、基地局ｓの送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報Ｄn［ｓ］１４２を受信するように構成された受信機１４０を備えている。指数ｎは、ある特定の時点または時間間隔を指定し、指数ｓはある特定の基地局を指定することに言及しておきたい。受信機１４０は、他の基地局ｓ'j（ｓ'j≠ｓ）からの情報Ｄn［ｓ'j］１４４を更に受信する。その他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報は、符号１４４で指定される。その他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報１４４は、オプションであることにも言及しておきたい。さらに、受信機１４０は、全バッファ占有量ΣkＤn［ｋ］に関する情報１４６を受信する。ここで、全バッファ占有量ΣkＤn［ｋ］に関する情報１４６は、外部ユニットから受信することができる、あるいはオプションとして加算器１４８において基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２とその他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報１４４とを総和することによって算出することができることに言及しておきたい。受信機は少なくとも、基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６とをリソース割当器１５０へ提供する。受信機１４０はオプションとして、その他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報１４４をリソース割当器１５０へ更に提供する場合もある。リソース割当器１５０は、入力値としてセット１５４のリソースユニット｛Ａi｝i=1,・・・,Lの他に利用可能なリソースユニットの総数Ｌ１５２を更に受信する。ここで、リソースユニットの総数１５２とセット１５４のリソースユニットとは、共にリソース割当器内に記憶されることができるだけなく、外部からリソース割当器１５０へ提供されることもあることに言及しておきたい。また、リソースユニットの総数１５２は、量子化されたリソースユニットの数を記述し、これらのリソースユニットは、例えば、ＯＦＤＭサブキャリア、ＯＦＤＭサブバンド、ＯＦＤＭスロット、周波数間隔、時間スロットおよび／または空間リソースであることが可能であることに更に言及しておきたい。言い換えると、リソースユニットの総数１５２は、どれだけ多くの区別可能なかつ／または別々に割当可能なリソースユニットが存在するかを記載している。
【００６８】
リソース割当器１５０は、相対負荷計算器（relative load calculator）１６０と、リソース量計算器（resource quantity calculator）１６２と、リソースユニット・セレクタ（resource unit selector）１６４とを備えている。相対負荷計算器１６０は、基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６とを受信する。相対負荷計算器１６０は次に、基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６との間の比率を計算することによって相対負荷値１６６を計算する。相対負荷値１６６に基づいて、リソース量計算器１６２は、リソースユニットｌn［ｓ］のそれぞれの量を計算する。割り当てられるリソースユニットの数は、符号１６８で指定され、リソースユニット・セレクタ１６４に供給される。リソースユニット・セレクタ１６４は、割り当てられるリソースユニットの数１６８を使用して基地局ｓのセット１７０のリソースユニットを選択する。基地局ｓのセット１７０のリソースユニットは｛Ａm｝m∈ln[s]でも指定される。基地局ｓのセット１７０のリソースユニットに関する情報は次に、基地局ｓに転送される。このとき、情報１７０の基地局ｓの転送にはオプションとしてそのための送信機が含まれる場合がある。
【００６９】
基地局ｓのセット１７０のリソースユニットは、リソースユニット・セレクタ１６４によってセット１５４の利用可能なリソースユニットの部分集合として選択される。このとき基地局ｓのセット１７０のリソースユニットに含まれるリソースユニットの数は、割り当てられるリソースユニットの数１６８によって決まる。
【００７０】
したがって、基地局ｓのセット１７０のリソースユニットの決定（または割当）は、３段階の手続である。第１の段階では相対負荷値１６６が実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６とから導き出される。第２の段階では、割り当てられるリソースユニットの数１６８が相対負荷値１６６から決定される。最後に、リソースユニット１７０は、リソースユニット・セレクタ１６４によって、割り当てられるリソースユニットの数１６８と利用可能なリソースユニットの全体集合１５４とに基づいて選択される。
【００７１】
リソース割当器１５０は、オプションとして第２の負荷値計算器１７４においてその他の基地局ｓ'jの相対負荷値１７２を計算することもあることにも言及しておきたい。その他の基地局の相対負荷値１７２は続いて、その他の基地局に割り当てられるリソースユニットの数１７８を計算するため、オプションの第２のリソース量計算器１７６に提供されることがある。その他の基地局に割り当てられるリソースユニットの数１７８は次に、リソースユニット・セレクタ１６４と第２のリソースユニット・セレクタ１８０との両方に提供されることがある。第２のリソースユニット・セレクタ１８０は好ましくは、割り当てられるリソースユニットに関する情報によって表される、その他の基地局ｓ'jのリソースユニット１８２を選択するように構成されることがある。その他の基地局ｓ'jへ割り当てられたリソースユニットに関する情報１８２は、その他の基地局ｓ'jへ割り当てられたリソースユニットに関する情報１８２を送信するように構成されたオプションのリソースユニット送信機１８４に提供されることがある。
【００７２】
第２の相対負荷計算器１７４は、相対負荷計算器１６０と類似のものであってよく、第２のリソース量計算器１７６は、リソース量計算器１６２と類似のものであってよいことに言及しておきたい。同じく、第２のリソースユニット・セレクタ１８０は、リソースユニット・セレクタ１６４と同等のものであってよいことにも言及しておく。
【００７３】
リソースユニット・セレクタ１６４は、セット１５４の利用可能なリソースユニットから基地局ｓのセット１７０のリソースユニットを選択するために、基地局ｓへ割り当てられるリソースユニットの数１６８のほかに他の基地局ｓ'jに割り当てられるリソースユニットの数１７８も両方使用する場合があることに更に言及しておきたい。
【００７４】
リソース・セレクタ１６４におけるリソースユニットの斯かる選択の詳細については図５を参照して詳細に説明する。また、数式（１）、（２）および（３）は、基地局ｓおよび基地局ｓ'jへ割り当てられるリソースユニットの数１６８、１７８の例示的な計算を記述する。
【００７５】
リソース割当器１５０は、時間間隔ｎに応じて機能するとともに、リソース割当器は、時間同期の目的で他のリソース割当器と組み合わされることがあることに更に言及しておきたい。時間間隔ｎに応じて、リソース割当器は異なる割当規則を適用する場合がある。数式（２）および（３）を参照して後述するように、例えば、異なる割当規則は、丸め誤差を均等に分散させるように構成されることがある。
【００７６】
さらに、リソース割当器１５０において記述された計算スキームは例示的なものであることに言及しておきたい。リソース割当を必ずしも３段階に分ける必要はない。これとは対照的に、相対負荷値１６６に基づいてリソースを直接割り当てることが可能である。このことは、リソースが離散的でなく連続的である（例えば、連続的に調整可能な周波数レンジまたは時間間隔である）場合に有利である。さらに、基地局ｓに対するセット１７０のリソースユニットのデータ転送容量は基地局ｓの相対負荷値１６６にほぼ比例するようにリソースユニットを選択することが好ましいことに留意すべきである。この目的のため、リソースユニットの転送容量は割り当てられたリソースユニットの数に比例することが仮定できる。しかしながら、一部のリソースユニットが他のリソースユニットよりも高いデータ転送容量を有することを示すために重み係数を導入することができる場合もある。
【００７７】
さらに、リソース割当器１５０は好ましくは、基地局ｓがその他の基地局ｓ'jと干渉しないように基地局ｓのリソースユニットを割り当てるように構成されていることに言及しておきたい。言い換えると、リソース割当器１５０（またはリソースユニット・セレクタ１６４）は、与えられた時点において、または与えられた時間間隔の間に、異なる基地局へ異なるリソースユニットを割り当てることが好ましい。言い換えると、セット１５４の利用可能なリソースユニットの中から１つのリソースが、与えられた時点において、または与えられた時間間隔の間に、好ましくは最大１つの基地局のみに割り当てられる。さらに、セット１５４の利用可能なリソースユニットの中のリソースユニットは好ましくは、セット１５４の利用可能なリソースユニットからの異なるリソースユニットが干渉を引き起こさないように選択される。例えば、セット１５４の利用可能なリソースユニットからの個々のリソースユニットは時間および／または周波数において直交する場合がある。セット１５４の利用可能なリソースユニットの中から利用可能なリソースユニットをこのように選択することにより、セット１５４の利用可能なリソースユニットからの任意の２つの異なるリソースユニットが干渉を引き起こさないことが保証できる。
【００７８】
相対負荷計算器１６０と、リソース量計算器１６２と、リソースユニット・セレクタ１６４とは、リソース割当規則を実行することを更に言及しておきたい。
【００７９】
本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０は、実際のバッファ占有量情報１４２および全バッファ占有量情報１４６に基づいて送信リソースを少なくとも１つの基地局ｓに割り当てることが可能であるという利点をもたらす。このリソース割当方法は、モバイル通信システムの非常に優れた性能をもたらすリソース割当を結果的にもたらす。同じく、本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０に送信されるデータ量および本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０によって生成されるデータ量はかなり低い。
【００８０】
さらに、本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０の計算上の複雑さは低く、したがって、本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０は、マイクロコントローラ・システムでも実施可能である。したがって、複雑なリソース割当システムの利用が避けられ、それによりコストが減り、信頼性が増すことになる。
【００８１】
図２ａに本発明の第３の実施形態による本発明の基地局のブロック図を示す。図２ａの基地局全体は、符号２００で指定される。送信バッファ２１０は、基地局２００の中心コンポーネントである。送信バッファ２１０は、モバイル通信装置へ送信されるデータ２１２を受信する。さらに、送信バッファ２１０は、モバイル通信装置へ送信するためのデータ２１４を斯かるデータの送信がスケジュールされるとすぐに出力することができる。モバイル通信装置へ送信するデータ２１４は、送信バッファ２１０から送信信号処理ユニット２１６へ出力される。さらに、送信バッファ占有量決定器２２０は、送信バッファ２１０と連動するとともに、送信バッファ占有量決定器２２０は、送信バッファ２１０のバッファ占有量を決定するように構成されている。送信バッファ占有量決定器２２０は、送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２を出力することができる。送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２は、送信バッファ占有量決定器２２０によってリソース割当器２２４へ出力される。送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２は、送信バッファ占有量センダ２２３を使用して少なくとも１つの他の基地局にも送信することができる。リソース割当器２２４は更に、受信機２２８を通じて他の基地局からそれらの他の基地局の負荷状況に関する情報２２６を受信する。リソース割当器２２４は、送信バッファ２１２の実際のバッファ占有量に関する情報２２２とその他の基地局の負荷状況に関する情報２２６とに基づいて、送信信号処理ユニット２１６に割り当てられるリソースを決定する。割当規則を使って、リソース割当器２２４は、送信信号処理ユニット２１６に割り当てられるリソースに関する情報２３０を決定し、送信信号処理ユニット２１６に割り当てられるリソースに関する情報２３０を送信処理信号ユニット２１６へ転送する。
【００８２】
送信バッファ２１０は、更に受信機２４０と連動するようになっている。受信機２４０は、送信バッファ２１０に挿入されるデータ２４２を受信し、受信したデータ２４４を送信バッファ２１０へ転送するように構成されている。送信バッファ２１０は更に、バッファデータセンダ（buffer data sender）２５０と連動し、バッファデータセンダ２５０は、送信バッファ２１０へ転送データ信号２５２を発行し、別の基地局へ送られるデータ２５４を送信バッファ２１０から受信するように構成されている。さらに、バッファデータセンダ２５０は、送信バッファ２１０から受信したデータ２５４を別の基地局へ送信データ２５６として送信することができる。
【００８３】
基地局２００は、バッファ制御装置２６０を更に備えている。バッファ制御装置２６０は、別の基地局からデータを受信する受信機２４０と、バッファデータセンダ２５０と、送信バッファ２１０と、バッファ占有量決定器２２０とに結合されている。
【００８４】
バッファ制御装置２６０は、基地局２００から別の基地局へ、または別の基地局から基地局２００へ、モバイル通信装置をハンドオーバするために特に重要である。モバイル通信装置が別の基地局から議論対象の基地局２００へハンドオーバされるとき、受信機２４０は、送信バッファ２１０へ挿入されるデータ２４４をその別の基地局から受信し、受信したデータ２４４を送信バッファ２１０へ転送する。さらに、受信機２４０は、受信データ２４４が送信バッファ２１０に挿入されるべきことを、バッファ制御装置２６０および／または送信バッファ２１０に通知する。さらに、バッファ制御装置２６０は好ましくは、受信データ２４４が送信バッファ２１０に挿入された後に、送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量が決定し直されるべきことを送信バッファ占有量決定器２２０へ伝達する。この仕組みにより、モバイル通信装置が現下の（いま注目している）基地局２００へハンドオーバされたらすぐに送信バッファのバッファ占有量に関する情報２２２を更新することが可能となる。送信バッファの実際のバッファ占有量に関する更新された情報２２２に基づいて、リソース割当器２２４は、現下の基地局２００へ割り当てられるリソースに関する情報２３０を再計算することができる。したがって、送信信号処理ユニット２１６は、現下の基地局２００へ割り当てられたリソースに関する更新情報２３０に基づいて、ハンドオーバされたモバイル通信装置に対してリソースの割当を交渉することができる。
【００８５】
この手続に従えば、モバイル通信装置が現下の基地局２００へハンドオーバされるとすぐにリソース割当は自動的に更新可能である。しかしながら、リソース割当は、基地局２００と接続したモバイル通信装置の数ではなく、送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に基づいている。言い換えると、ハンドオーバされたモバイル通信装置へ送信されるデータが現下の基地局２００の送信バッファ２１０に追加される場合には、モバイル通信装置を別の基地局から現下の基地局２００へハンドオーバすることはリソース割当に影響を与えるだけである。このようにして、現下の基地局２００に接続されたモバイル通信装置の実際のリソース要件に依存したリソース割当が実現可能である。データ送信量が高いモバイル通信装置が現下の基地局へハンドオーバされた場合には、現下の基地局２００に対するリソース割当はおそらく増大する一方、ハンドオーバされるモバイル通信装置へ送信されるデータが一切存在しない場合（または比較小さなデータ量のみが存在する場合）には、リソース割当は不変のままである。
【００８６】
モバイル通信装置が現下の基地局２００から別の基地局へハンドオーバされると、同様の手続が起こる。この場合、バッファ制御装置２６０またはバッファデータセンダ２５０には、それぞれのモバイル通信装置が別の基地局へハンドオーバされる予定となっていることが通知される。この場合、バッファデータセンダ２５０は送信バッファ２１０に対し、別の基地局へハンドオーバされる特定のモバイル通信装置に関係するデータが送信バッファ２１０から取り出されなければならないことを通知することがある。したがって、バッファデータセンダ２５０は、送信バッファ２１０からその別の基地局へ送られるデータ２５４を受信する。送信バッファ２１０から受信したデータ２５４を送信データ２５６として送信すると同時に、バッファデータセンダ２５０はバッファ制御装置２６０に対し、その別の基地局へのデータ２５６の転送が完了したことを報告する。この通知にリプライして、バッファ制御装置２６０は送信バッファ２１０に対し、その別の基地局へハンドオーバされたモバイル通信装置、すなわち、その送信データがデータバッファセンダ２５０によってその別の基地局へ送られたモバイル通信装置のデータの削除を指示する。送信バッファ２１０からそれぞれのデータを削除すると同時に、バッファ制御装置２６０は送信バッファ占有量決定器２２０へ送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２を更新するリクエストを送信する。送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２が更新されるとすぐに、リソース割当器２２４は、現下の基地局２００へ割り当てられるリソースに関する更新情報２３０を決定することができ、送信信号処理ユニット２１６は、利用可能なリソースを現下の基地局２００とまだ繋がっているモバイル通信装置へ再分配する（すなわち、接続されているモバイル通信装置との通信へリソースを分配する）ことができる。
【００８７】
上記手続によって、モバイル通信装置が現下の基地局２００から別の基地局へハンドオーバされるとすぐに動的リソース割当を行うことができるようになる。この場合も先と同様に、リソース割当は送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２に基づく。こうして、比較的シンプルなリソース効率の高い仕組みを使用して、需要志向（demand-oriented）のリソース割当が実現可能となる。
【００８８】
バッファ制御装置２６０は、バッファデータセンダ２５０および受信機２４０が送信バッファ２１０と直接通信することができるという条件で省略することが可能であることに言及しておきたい。同じく、送信バッファ２１０は、系統立てられたバッファ制御装置２６０が必要でなくなるよう制御回路を含む場合がある。同じく、バッファデータセンダ２５０および受信機２４０は、送信バッファ占有量決定器２２０と直接通信する場合がある。
【００８９】
さらに、リソース割当器２２４は、基地局の外部に配置可能であり、このとき送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２および現下の基地局２００に割り当てられるリソースに関する情報２３０は、現下の基地局２００と外部のリソース割当器２２４との間で交換される必要がある。言い換えると、基地局２００のコンポーネントは空間的に分散することができる。
【００９０】
さらに、基地局２００は、数個の基地局同士の相互干渉を避けるために他の基地局と時間および／または周波数同期することができる。同期は好ましくは、基地局２００に同期情報受信機および／または同期情報送信機を組み入れることによって実現される場合があり、この場合、同期受信機および／または同期送信機は好ましくは、時間同期情報を交換するために使用される場合がある。さらに、数個の基地局同士の間でキャリア周波数および／またはＯＦＤＭサブキャリア周波数を同期させるように構成された周波数同期回路も基地局２００に含まれる場合がある。例えば、基地局は、時間同期マークを含む基準クロック信号を配信（受信および／または送信）する回路を備える場合もある。
【００９１】
さらに、同期目的から、送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２を定期的におよび／または与えられた時点において決定することが必要な場合がある。したがって、送信バッファ占有量決定器２２０は、モバイル通信装置を別の基地局から現下の基地局２００へ、または現下の基地局２００から別の基地局へハンドオーバした直後にではなく、斯かるハンドオーバ後の次の許された時点において、送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２を決定するように構成されていることがある。言い換えると、リソース割当に必要な情報が他の基地局の間で交換されるある予定時点（または一連の予定時点）が存在する。このため、送信バッファ占有量決定器２２０は、ハンドオーバが起こった後の次の予定時点に実際の送信バッファ占有量に関する情報２２２を計算するように指示されることがある。
【００９２】
図２ｂに本発明の基地局を含むモバイル通信ネットワークの動作の流れ図を示す。モバイル通信装置は、図示された流れ図を実行する以前は基地局ＢＳ２と繋がっていなかったと仮定する。図２ｂの流れ図全体は、符号２８０で指定されていることに留意されたい。第１のステップ２８２において、モバイル通信装置は基地局ＢＳ２を特定（locate）する。このステップにおいて、モバイル通信装置は、基地局ＢＳ２は最適な通信接続を確立することができる基地局であると判定する。この評価（assessment）は、モバイル通信装置が基地局ＢＳ２を受信することができる信号強度、またはチャネル推定に基づく場合がある。しかしながら、他の基準も基地局ＢＳ２を好ましい基地局として特定することに影響を与える場合がある。
【００９３】
第２のステップ２８４において、モバイル通信装置は、特定された基地局ＢＳ２に接続する。第２のステップ２８２では、モバイル通信装置と基地局ＢＳ２との間で識別（ＩＤ）情報が交換され、かつ／またはチャネル推定が決定されることがある。モバイル通信装置と特定された基地局ＢＳ２との間の通信接続の結果、第３のステップ２８６において、特定された基地局ＢＳ２は、モバイル通信装置へ送信するためのデータを取得する。第３のステップ２８６において、特定された基地局ＢＳ２は、現下のモバイル通信ネットワークのネットワークノードに対し、特定のモバイル通信装置が基地局ＢＳ２に接続したことを通知する。この後、ネットワークノードは、モバイル通信装置が以前に接続された基地局へこの情報を転送する場合があり、そしてモバイル通信装置は、以前に接続された基地局が送信バッファに格納されたそれぞれのモバイル通信装置のコンテンツを、現下の基地局ＢＳ２へ転送する場合がある。同じく、モバイル通信装置へ送信される新しいデータがモバイル通信ネットワークによって基地局ＢＳ２へ送られる場合がある。したがって、第４のステップ２８８において現下の基地局ＢＳ２のバッファ占有量は増大する。結果として、現下の基地局ＢＳ２はその新しい実際のバッファ占有量に関する情報を他の基地局ＢＳ１およびＢＳ３に通知する。同じく、その他の基地局ＢＳ１およびＢＳ３は、第５のステップ２９０においてそれらのそれぞれの送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報を現下の基地局ＢＳ２へ通知する場合がある。
【００９４】
第６のステップ２９２において、全ての含まれた基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３（これは好ましくは同一のモバイル通信セルにサービスする）は、第５のステップ２９０で転送された実際のバッファ占有量に関する情報に基づいてリソース割当を決定する。
【００９５】
第７のステップ２９４において、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、ステップ２９２において決定されたリソース割当を使用してデータをそれぞれの基地局に接続されたモバイル通信装置へ送信する。言い換えると、リソース割当は、基地局の実際のバッファ占有量に基づいて実行される。
【００９６】
しかしながら、リソース割当は、中央集中的な方法で実行される場合がある。例えば、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、実際のバッファ占有量に関するそれぞれの情報を中央リソース割当器（centralized resource allocator）に通知する場合がある。中央リソース割当器は次に、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３のリソース割当を決定することがあるとともに、好ましくはリソース割当に関する情報を基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３へ送信することがある。中央リソース割当器は更に好ましくは、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３が干渉し合わないようにリソースを割り当てる。例えば、中央リソース割当器は、異なる基地局へ直交リソース（例えば、直交ＯＦＤＭキャリア、直交ＯＦＤＭサブバンド、直交ＯＦＤＭスロット、直交周波数スロットおよび／または直交時間スロット）を割り当てることがある。
【００９７】
さらに、基地局は、イントラセクタ割当（intra-sector allocation）と見なすことができるリソース割当を第２のステップとして実行することがある。第１のステップではリソースは、異なる基地局同士の間で割り当てられたが、リソース割当の第２のステップでは、特定の基地局に割り当てられたリソースがこの特定の基地局に接続された個々のモバイル通信装置へ割り当てられることがある。特定の基地局に接続された個々のモバイル通信装置へのこのリソース割当は、個々の基地局へ送られるデータ量を検討する場合があり、その結果、より少ないデータが送信されることになっているモバイル通信装置に対してより多くのデータが送信されることになっている個々のモバイル通信装置に、より多くのリソースを割り当てるようになっている。さらに、特定の基地局とこの特定の基地局に接続されたモバイル通信装置との間のチャネルの特性が、この第２のリソース割当ステップにおいて考慮されることがある。
【００９８】
以下、本発明のリソース・スケジューリングのコンセプトについて概説する。
【００９９】
本発明は、マルチユーザ（複数ユーザ）スケジューリング・アルゴリズムをセルラ環境に適用する適応伝送の拡張を生み出す。ここで、１セル当たり１２０°セクタアンテナを備えた３つの基地局と、これら３つの基地局の間で実行されるインタセクタ・スケジューリング（インタセクタ・スケジューリング・グループ）とを仮定する。インタセクタおよびイントラセクタ・スケジューリングは、独立に実行される２つの別々のステップに分割される。１つのセクタの基地局（以下、“ＢＳ”と表記される）同士の間の短期チャネル知識（short term channel knowledge）の交換は、実際には実現することが難しい場合があるので、インタセクタ・スケジューリングは、短期間のチャネル知識には頼らない。インタセクタ・スケジューリングに対しては、本発明は、バッファリングされたデータの総量だけが各グループの基地局同士の間で交換される必要があるような複雑さの低い分散型アルゴリズムを提案している。イントラセクタ・スケジューリングに対しては、適応伝送に適した任意のスケジューリング・アルゴリズム、例えば、ＳＩＮＲが最も高いユーザがスロットを勝ち取る最大ＳＩＮＲスケジューリングまたはＰＲＦ（proportional fair）スケジューリング、が採用されることがある。
【０１００】
本発明のインタセクタ・スケジューリング・アルゴリズムの基礎を成すアイデアは干渉し合うセクタ（例えば、同じ領域内において少なくとも所定の信号強度で受信することができる基地局）をグループ分けし、このグループの中でインタセクタ・スケジューリングを実行することにある。インタセクタ・スケジューラは、バッファリングされたデータ総量（接続されたユーザのパケット・待ち行列（packet-queue）の長さの総和）に比例するように周波数スロットをセクタへ（例えば、同じ領域内で受信可能な基地局へ）分配する。その結果、周波数ドメインにおける直交性が干渉し合うセクタのグループ内において得られる。周波数スロットが分配されたらすぐに、日和見性（opportunistic）のスケジューリングが各基地局において個別に適用される。すなわち、斯かるスケジューリングは、イントラセクタ・スケジューリングに先立ってインタセクタ・スケジューリング（スペクトル割当）が実行される２段階プロセスである。イントラセクタ・スケジューラでは異なる日和見性のアルゴリズムが使用されることが可能であり、提示されるシミュレーション結果では、ＰＦＲアルゴリズムが一例として選択される。
【０１０１】
本発明のインタセクタ・スケジューラは、リソースが基地局ＢＳへそれらのトラフィック負荷に比例して割り当てられるという点で、動的リソース割当スキームと見なすことができる。インタセル・スケジューラの適切なリソース割当によって、インタセクタ（セル間）干渉が緩和される。最も一般的な方法として、リソースは、周波数と、時間と、空間とにおいて分配される場合がある。周波数におけるリソース割当が検討される場合、インタセクタ・スケジューラは、動的周波数再利用スキームになる。ある特定の基地局（以下において‘ＢＳ’と表記される）に全体の利用可能な周波数リソースの中から固定されたサブバンドが割り当てられる静的な周波数再利用スキームとは異なり、サブバンドはある特定のＢＳのトラフィック負荷に比例して割り当てられる。ＯＦＤＭサブバンドを使用して、データ転送容量はサブキャリアを割り当てることによってフレキシブルに割り当てることも可能である。トラフィック負荷の尺度として、本発明はＢＳ（すなわちセクタ）ごとのバッファリングされたデータの総量を使用している。
【０１０２】
本発明のコンセプトは、以下の節において説明されるように従来の解決法と比較して多数の利点をもたらす。
【０１０３】
利用可能な帯域幅を帯域幅が累積バッファサイズに比例するサブバンドに分割することによって、空スロットの発生が、複雑さを大きく増すことなく軽減される。結果として、ＢＳが一時的に送信すべきデータを全く持たない場合には、リソースは隣のＢＳへ移されるので、システムは利用可能なリソースをより有効に利用し、統計的な多重利得（statistical multiplexing gain）が与えられる。このため、提案された２段階スケジューラは、固定された周波数再利用スキームに関して利用可能な帯域幅のより効率的な利用を実現する。
【０１０４】
提案されたインタセクタ・スケジューラは、長期変動（ＢＳごとに異なる数のアクティブユーザ）だけでなく短期変動（パケット交換サービス）に対しても有効であることに留意することは重要である。後者の場合、アクティブユーザの数は、ＢＳごとの全バッファサイズにも反映される。１つのセクタの全てのユーザが１つのＢＳに接続されることがある最も極端なケースでは、全ての他のＢＳは、空のバッファを有するので、全てのリソースは、その１つのＢＳへ移される。このことは、静的な周波数再利用スキームと比較して、セクタ当たりの容量が結果として３倍に増加することを意味する。代替の解決法は、一部のユーザを隣のＢＳへ移すことである。しかしこれは、ユーザはもはやＳＩＮＲが最も高い基地局に接続していないので、セクタ容量が低下する結果をもたらすことにもなる。それ故、バッファサイズの選択は、ある特定のＢＳの必要な帯域幅に対する適切な指標であることが見出される。
【０１０５】
他方、インタセクタおよびイントラセクタ・スケジューリングを同時に実行することは、パフォーマンスの観点から優れている。しかしながら、斯かる同時スケジューラは、基本的に、短期チャネル知識の交換を必要とし、場合によっては中央制御装置（例えば第３世代（３Ｇ）システムにおけるＲＮＣ（radio network controller））を必要とする。短期間のチャネル知識の交換は遅延に敏感で、それ故に例えば全てのＩＰネットワークによって実現することは難しい。提案された２段階アルゴリムにおいて、短期チャネル知識はＢＳの間で一切交換されない。さらに、無線ネットワークの配備コストは、本発明の解決法を使用すれば、中央制御装置の負担が軽減され、大きく減少する可能性がある。
【０１０６】
以下において、本発明を更に詳細に説明する。
【０１０７】
最初に、時間周波数スロット化した符号化ＯＦＤＭ（time and frequency-slotted coded OFDM）の概念について説明する。
このリポートにおいて想定されるシステムのダウンリンク（downlink）は、サブキャリアが２５６個でメインキャリア周波数が２ＧＨｚの５ＭＨｚＯＦＤＭ変復調装置（ＯＦＤＭモデム）に基づいている。結果として生じるサブキャリア間隔は、約１９．５ｋＨｚであり、５．２μｓの巡回プレフィックス（cyclic prefix）を含めて、全ＯＦＤＭシンボル時間は、５６．４μｓである。スケジューリング・スロットは、図１に示したようにＮ＝１６個の連続したＯＦＤＭシンボルに対してＭ＝１６個の近隣サブキャリアをグループ分けすることによって形成されている。したがって、１つのスケジューリング・スロットは、３１２．５ｋＨｚ×０．９０２ｍｓに等しく、ＭＮ＝２５６個の変調シンボルを含んでいる。
【０１０８】
図３ａに本発明の第４の実施形態による本発明のリソース・スケジューラのブロック図を示す。図３ｂに更に本発明の第４の実施形態による本発明のリソース・スケジューラによってスケジュールされたＯＦＤＭスロットのグラフ表現を示す。図３ａの本発明のリソース・スケジューラおよび図３ｂのＯＦＤＭスロットは、時間周波数スロット化したＯＦＤＭのリソース・スケジューリングを表している。基地局にあるスケジューラは、スロットをユーザに対して、それらのダウンリンク・チャネル品質と、送信履歴と、現在のバッファ状況とに基づいて割り当てる。
【０１０９】
物理層の再送単位（retransmission entity）は、リンク・パケット（link-packet）と呼ばれる。各リンク・パケットに対して、１８４ビット（２３バイト）が、８ビットのメモリを使用した符号化率３／４のパンクチャード符号によって、畳み込み符号化され（非特許文献７）、更に、サイズ１６×１６のブロック・インタリーバ（block interleaver）によってインタリーブされる。符号器をそのゼロ状態に強制的に戻すため、８個のテール・ゼロ（tail zero）が加えられ、結果として生じるリンク・パケットは、２５６符号化ビットに等しい。すなわち、リンク・パケットのサイズは、スケジューリング・スロットのサイズに一致する。
【０１１０】
移動性の低いユーザおよび一般的な無線チャネルに対しては、コヒーレンス時間およびコヒーレンス帯域幅は通常、スロットサイズを超える。ここで、１スロット内の全てのシンボルに対して同じ変調方式を仮定する。このアイデアは、非特許文献３および非特許文献８に既に提案されている。１シンボルごとにμ＝０、１，２、・・・、８ビットの変調選択肢を使えば、１スロットごとにμリンク・パケットをサポートするシステムを手にする可能である。リンク・パケットはサイズが一定なので、再送はμ＞０ならどのスロットでもスケジュールできる。つまり、センダは同じ好ましい変調のスケジューリング・スロットが再送を発するのを待ち受ける必要はない。このことは、可変サイズのリンク・パケットが想定されており１スロットごとに１つのリンク・パケットが送信される非特許文献３および非特許文献８のスキームとは対照的である。
【０１１１】
しかしながら、ＳＩＮＲに小さな違いが同じスロットのシンボルの間に存在する。したがって、使用する変調方式を選ぶときにはスロット内の最も悪いＳＩＮＲを使用する。このため、ＳＩＮＲマージンが暗に想定される。各スロットの最も悪いＳＩＮＲの予測に基づいて、モバイル端末は以下の表に示された所定の選択肢から選んで使用する好ましい変調方式を折り返し通知する。
【０１１２】
【表１】
【０１１３】
上記表（表１）はＡＷＧＮ（加法性白色ガウス雑音）チャネルにおけるリンク・パケット誤り率（ＰＥＲlink）が、ＰＥＲlink≦１０-2のルックアップテーブルを構成している。言い換えると、上記ルックアップテーブルは、与えられた信号対ノイズ比Ｅs／Ｎ0に対してどの変調をすべきかを規定している。
【０１１４】
上記表（表１）の閾値は、ＡＷＧＮチャネルにおけるリンク・パケット誤り率のコンピュータ・シミュレーションから得られる。
【０１１５】
図４にＡＷＧＮチャネルにおける異なる変調タイプのリンク・パケット誤り率のグラフ表現を示す。図４は、ＡＷＧＮチャネルにおけるＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、・・・、２５６−ＱＡＭに対するリンク・パケット誤り率（ＰＥＲlink）を示している（変調タイプは表１に示したものと同じである）。シミュレーション結果は、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ復調と軟判定ビタビ復号（soft decision Viterbi-decoding）を利用する完全に時間周波数同期した受信機を想定している。
【０１１６】
図４に示した結果から、１０-2未満のリンク・パケット誤り率を与えるスペクトル的に最も効率の高い変調を選択する。誤りを含むリンク・パケットの再送に対しては、８ビットのシーケンス番号によるＳＲ型（selective repeat）ＡＲＱ（非特許文献９のｐ．２８５−２８９と非特許文献１０のｐ．２２３−２２８を参照）を使用する。シーケンス番号に関連するオーバヘッドは更なる注意が必要であることに言及しておきたい。
【０１１７】
以下において、本発明のインタセクタ・スケジューリングを詳細に説明する。
【０１１８】
セル方式システムに対して、各セルに３つのコーナーポジションにある基地局が１２０°セクタアンテナを使って照射していることを想定する。これら３つのセクタは、一緒になって時間同期型インタセクタ・スケジューリング・グループを形成する。本発明のインタセクタ・スケジューラは、リソース（時間周波数スロット）をこのグループ内のセクタに分配し、ある与えられた時間周波数スロットに対しては１つの基地局のみが送信することを保証することによって、相互の干渉が避けられる。
【０１１９】
要約すると、本発明は、インタセクタ・スケジューラに対し、基地局においてバッファリングされたデータ量に比例してスロットを分配するよう仕込む。遅延に敏感なサービスに対してこのアプローチを使用する論理的根拠は、パケット遅延のデッドラインを遵守するために、バッファが増大するほどより多くリソース（時間周波数スロット）を必要とするということにある。既に概説したように、このことは、異なる平均データレートまたはアクティブユーザの異なる数といった長期変動に対してだけでなく、パケットの変動するインターアライバル時間（Interarrival Time）といった短期変動に対しても当てはまる。
【０１２０】
インタセクタ・スケジューリングが完了した後、イントラセクタ・スケジューラは、例えばＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ＦａｉｒまたはＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ Ｒｕｌｅアルゴリムを使ってスロットをアクティブユーザに割り当てる。
【０１２１】
一般に、ここでは、１セルごとにＬ個の周波数スロットとＳ個のセクタを有するシステムを議論する。またＤn［ｓ］を時間ｎにおけるセクタｓ内のユーザのバッファリングされたリンク・パケットの総数とする。Ｄn［ｓ］は、インタセクタ・スケジューリング・グループの全ての基地局で利用可能とされることを仮定する。
【０１２２】
各分散型インタセクタ・スケジューラは、次に各セクタにスロット数を計算する。
【数１】
上式において‘％’は法（modulo）演算子を表し、ｆn［ｓ］とｇn［ｓ］は次式で定義される。
【数２】
【数３】
【０１２３】
ｌn［ｓ］が計算された後、インタセクタ・スケジューラはセクタｓにおいてどのスロットを使用すべきかを決定しなければならない。この点で、複数の選択肢が存在することは明らかであり、我々は図５に示すようにラウンド・ロビン（Round Robin）法でスロットを割り当てる。
【０１２４】
図５にスロットをセクタに割り当てるための本発明のラウンド・ロビン法のブロック図を示す。ラウンド・ロビン法は、スロットを数１式で計算されたｌn［ｓ］に従ってセクタに割り当てる。必要とされる初期条件は、ｍ＝０、ｓ＝０、および全てのｓに対してｋn［ｓ］＝０である。
【０１２５】
この議論の最後に、スロットは、同じＢＳに付随する連続する（順々に続く）スロットが平均してＳ個のスロットの間隔を置いてブロック単位で（blockwise）インターリーブされる。このスロット割当は、全帯域の周波数ダイバーシチが利用されるという利点を有する。他方、連続するチャンクのスロットをＢＳ達に割り当てることは、ＢＳ同士の間の同期オフセットに関してよりローバスト（robust）である。
【０１２６】
以下、イントラセクタ・スケジューリングをより詳しく説明する。
【０１２７】
全てのＬ個のスロットのチャネル状態は好ましくは、ある与えられたセクタ内の全てのユーザにとって利用可能であるので、時間ｎにおける全ての周波数スロットに対する全てのユーザを同時に考慮する“ベクター（vector）”スケジューラが導入可能である。しかしながら、本発明において、スロットの間で独立にしかも周波数に関して逐次（順次）に決定を形成する“スカラー（scalar）”アルゴリズムで処理する。すなわち、スケジューラは、最初にユーザをスロットｍ＝０へ割り当て、次にスロットｍ＝１へ・・・と言った具合である。
【０１２８】
逐次アプローチを前提とすれば、時間・周波数インデックスを落として代わりに連番インデックスによって以下のようにスロットを特定する。
【数４】
【０１２９】
［数４］の式において、全てのＬ個のスロットは利用可能であると仮定される。当然ながら、インタセクタ・スケジューリングが使用されるときには、各セクタに割り当てられたスロットのみが含まれなければならない。
【０１３０】
表１（ＡＷＧＮチャネルにおけるリンク・パケット誤り率がＰＥＲ≦１０-2のルックアップテーブル）を使用して、ｋ番目のモバイル端末は、ｑ番目のスロットの予測されたダウンリンク・チャネル品質をμ∧k［ｑ］として折り返し通知する。
【０１３１】
イントラセクタ・スケジューラに対しては、ＰＦＲ（proportional fair）が実施される。別の適当なイントラセクタ・スケジューラとしては指数ルール（exponential rule）スケジューラ［１１］がある。ユーザｋに対してスケジュールされたｑ番目のスロットをｋ∧［ｑ］と表記すると、ＰＲＦスケジューラは次式に基づいてその決定を形成する。
【数５】
上式においてμ~k［ｑ］はユーザｋの平均レートのことで、これは移動平均操作（moving average operation）によって得られる。さらに、Ωk［ｑ］は送信すべきデータを有するユーザの集合を表す。
【０１３２】
以下、システム性能の評価について説明する。
ここで、コンピュータ・シミュレーションを使用して、図７に示すような９個のセルが存在するセルラ環境におけるイントラセクタおよびインタセクタ・スケジューリングの提案された組み合わせの性能を評価する。
【０１３３】
図７にシミュレーションのためのモバイル通信セル内にランダムに分布したユーザ分布のグラフ表現を示す。言い換えると、図７は、シミュレータ・スナップショットである。ユーザは、各セル内にランダムに、しかもエリアユニットごとに均一に分布している。さらに、ユーザは、最も高いＳＩＮＲをもたらす基地局に接続される。実線、破線、および点線は、それぞれセクタＩＤがｓ＝０、ｓ＝１、ｓ＝２のアンテナパタンを示すために使用されている。
【０１３４】
サービスエリアの外側の部分に位置するセルの境界効果を避けるために、全てのセルが各方向に隣接するセルを持つラップアラウンド（wraparound）環境が想定される。
【０１３５】
ここで、通信セルは図７において六角形の蜂の巣のように描かれていることに留意する。図７では、基地局（例えば基地局７１０，７１２，７１４）（または送信機／受信機）は、六角形セル、例えばセル７２０のコーナー（角）に配置されている。各基地局は、複数のモバイル装置とのリンクを確立する。図中、そのリンクは基地局を発するラインで示されている。各々の基地局は、約１２０°のセクタにサービスする。図７に示すように、各セル（例えばセル７２０）は、３つの基地局（例えば基地局７１０，７１２，７１４）によってサービスされる。
【０１３６】
言い換えると、セクタは、基地局によってサービスされる空間領域である。さらに、セルは、複数の重なり合うセクタから成るように、２つ以上の基地局によってサービスされることがある。
【０１３７】
基地局は、好ましくはセルの辺または境界に位置するが、基地局は、セル内部にも配置されることがある。さらに、セクタおよびセルの幾何学的形状は変わる場合があることに言及しておきたい。同じく、セルにサービスする基地局の数も変化することがある。
【０１３８】
さらに、基地局は、セットの利用可能な全送信／受信リソースからのリソースを利用することができる。全体の利用可能な送信／受信リソースは、例えば周波数リソース（例えば周波数レンジ）、時間リソース（例えば時間スロット）またはコード・リソース（例えばＣＤＭＡコード）から含んでいてもよい。
【０１３９】
図６に理想的なアンテナパタンのグラフ表現を示す。このアンテナパタンは、基地局に想定されるように２５ｄＢの前後の電界比を有している。
【０１４０】
言い換えると、図６に示すような前後電界比が２５ｄＢの理想的な１２０°アンテナ（セルごとにＳ＝３個のセクタ）が基地局に使用される。モバイル通信端末には全方向性アンテナが想定される。
【０１４１】
ダウンリンク無線チャネルは電力遅延プロファイルが“車両基準環境Ａ（Vehicular Reference Environment A）”に準拠する周波数選択性レイリーフェーディング（frequency-selective Rayleigh-fading）としてモデリングされる。タップ相関（tap correlation）に対してはクラークのドップラ・スペクトル（Clarke's Doppler spectrum）が想定される。距離に依存する経路損失指数はα＝−４，σs＝５ｄＢのログノーマルシャドウイング（log-normal shadowing）も想定される。ここでは、移動性が低いシナリオに集中し、さらに全てのユーザがν＝１ｍ／ｓで移動すると仮定する。
【０１４２】
ここで、データ・トラフィックの２つの異なるシナリオを調べる。シナリオＩにおいて、パケットは、ポアソン過程により基地局に到達する。つまり、パケットのインターアライバル時間（到着時間間隔）は、平均値がＴ~pで指数分布していると仮定される。このシナリオは、例えばストリーミング・ビデオといったデータレートが比較的一定の用途に対応し、‘ポアソン・データ・トラフィック（Poisson data traffic）’と略称される。
【０１４３】
しかしながら、ウェブ閲覧といった多くの用途は、その合間のアイドル期間が比較的長いデータバーストを生み出す。シナリオＩＩでは、しがたって、パケット・インターアライバル時間は、過程がバースト状態にあるのかアイドル状態にあるのかによって平均値が異なった（Ｔ~bまたはＴ~i）指数分布していることを仮定する。すなわち、パケットバースト間の時間は平均値Ｔ~iの指数部分布しているとモデリングされ、バースト内におけるパケット間時間は平均値Ｔ~b（ただしＴ~b＜＜Ｔ~i）で指数分布しているとモデリングされる。両方のシナリオに対して、１４９５バイト（６５リンクパケット）で一定のパケットサイズを仮定し、簡単のため、ここでは、５０パケットで一定のバーストサイズも仮定する。
【０１４４】
以下の表（表２）に、データ・トラフィックに使用されるパラメータをまとめておく。
【０１４５】
【表２】
【０１４６】
ここで、シナリオＩとシナリオＩＩにおいてそれぞれ各セルにエリアユニットごとに一様に分布した２０ユーザと１００ユーザを想定する。このとき、全てのユーザがシステムに受け入れられた場合、１セル当たりの平均負荷は両方のシナリオにおいて４Mbit/sに等しい。しかしながら、通信遮断ポリシー（outage policy）がシミュレーションに含まれる場合には（以下参照）、実際の負荷はそれより若干低くなる。
【０１４７】
干渉し合う基地局に対して、我々は距離に依存する経路損失とシャドウイングを含めるが周波数選択性レイリーフェーディングは排除する。全ての基地局が、単一ユーザシナリオ（ゼロ干渉）において、セル中央で期待されたＥb／Ｎ0の値（１５ｄＢ）を結果としてもたらす伝送パワーを使用することを仮定する。この場合の期待値は、ログノーマルシャドウイング（log-normal shadowing）とレイリーフェーディング（Rayleigh-fading）との双方にわたるものである。
【０１４８】
関心のある信号の高速フェーディングは、移動性の低いユーザに対して正確に予測できる過程である（非特許文献２）。他方でインタセル干渉パワーは、干渉し合う各基地局の伝送活量に依存し、モバイル端末において短期の値を予測することは事実上不可能である。それ故、モバイル端末は、信号エネルギーの予測値を使用することができるが、予測されたＳＩＮＲを形成するときには干渉および雑音電力（interference-plus-noise powers）の測定（値）に頼らなければならない。より正確には、シミュレーションにおいて、ＳＩＮＲの予測値を、時間ｎ−１における干渉およびノイズの電力スペクトル密度（完全に既知）と時間ｎ＋２における信号エネルギー（完全に既知）との間の比率として形成する。
【０１４９】
簡単にするため、ここで、全ての基地局が時間同期されることを仮定する。しかし、この仮定は、各インタセクタ・スケジューリング・グループ内にのみ現実に必要とされる。さらに、伝搬遅延時間はサービスエリア内で無視可能であると仮定され、インタセル干渉（inter-cell interference）を各スロットのＡＷＧＮパワーの個別的であるが一定の増加としてモデリングする。したがって、干渉し合う基地局における伝送活量に依存して、異なるスロットは、シミュレーションにおいて異なるＡＷＧＮパワーを有することになる。
【０１５０】
シミュレータは、シナリオＩおよびＩＩに対してそれぞれ継続時間が２０ｓおよび１００ｓのスナップショット（snapshot）の性能を評価する。提示された結果は、シナリオＩおよびＩＩに対してそれぞれ１００個および２０個の独立に生成されたスナップショットにわたる平均値である。ここで、各スナップショットごとに以下のことを仮定する。
・ユーザは各セル内においてランダムにしかもエリアユニットごとに一様に分布する。
・ユーザのポジションは固定されるがレイリーフェーディングはなお更新される。
・各基地局から各モバイル端末へのログノーマルシャドウイング（log-normal shadowing）は独立に生成され、かつ、スナップショットの間は一定に保たれる。
・パケットデータシーケンスは異なるユーザに対して独立に生成される。
・周波数選択性レイリーフェーディング（frequency-selective Rayleigh-fading）は異なるユーザに対して独立に生成される。
・ＡＷＧＮは異なるユーザに対して独立に生成される。
【０１５１】
図８に、各々のサービスエリアを２５％カバーする領域（領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、および領域Ｄ）に、セルを分割した様子をグラフにした図を示す。言い換えると、各セルが各々サービスエリアを２５％カバーする領域に分割され、ここでは、同じ領域内に位置するユーザ達の平均的な性能を提示する。
【０１５２】
実際性能は、各スナップショットごとにユーザ固有であり、したがって、ここでは、図８の同じ領域内に位置するユーザ達の平均値を提示することとする。図８における４つの領域は各々サービスエリアを２５％カバーし、従ってそれぞれの領域において同じ数のユーザが期待される。
【０１５３】
受け入れがたいほど性能が低いユーザを排除するため、少なくとも１０ｄＢの平均ＳＩＮＲを必要とする通信遮断ポリシー（outage policy）を採用している。これらのユーザの一部は、スループットの低下を犠牲にしてより低いチャネル符号化率を採用するローバストなフォールバック法（robust fall-back method）によってカバーされることができる。
【０１５４】
以下、本発明のスケジューリング概念のシミュレーション結果について説明する。
【０１５５】
上述したシステムパラメータを使えば、トータルで１６個のスロットがスケジューリングに利用可能である。しかしながら、本願の提案と静的な周波数再利用による従来のスキームとを公平に比較するため、最初の１５スロットのみが使用される（Ｌ＝１５）。基準スキームでは、スロットは３つおきにセル内の各々のセクタに割り当てられる。すなわち、基準スキームの再利用パタンを記述する以下の表（表３）に従ってスロットはセルラ環境において割り当てられ、再利用される。
【０１５６】
【表３】
【０１５７】
セクタ番号ｓと図７に示されたセクタ位置との間の同じ関係がインタセクタ・スケジューリングによるスキームにも仮定される。
【０１５８】
実際、表３は、Ｌ１５、Ｓ＝３、そして全てのｎに対してｌn［０］＝ｌn［１］＝ｌn［２］＝５の場合に、既に述べた［数１］の式、［数２］の式、および［数３］の式を適用したインタセクタ・スケジューリング・アルゴリズムを使用した結果の特別なケースである。
【０１５９】
シミュレーションにおいて、パケット遅延時間（packet delay）は、基地局におけるバッファ到着からモバイル端末における誤りのない受信までの間に費やされた時間として定義される。したがって、提示された結果は誤りのあるリンク・パケットの伝送に費やされる追加的な時間を含む。しかしながら、処理遅延時間（processing delay）は、シミュレーションには含まれていないことに言及しておきたい。
【０１６０】
図９ａに、ポアソン・トラフィック（Poisson traffic）に対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来の基地局のそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図を示す。破線および実線はそれぞれ、提案されたスキームと基準スキーム（従来の基地局）の性能を示している。
【０１６１】
図９ｂに、バースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来の基地局のそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図を示す。表現方法は図９ａと類似する。
【０１６２】
図１０ａに、ポアソン・トラフィック（Poisson traffic）に対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する、平均パケット遅延時間をグラフ表現した図を示す。提案されたスキームの平均パケット遅延時間は白色のバーで示されており、一方、基準スキーム（従来のモバイル通信システム）の平均パケット遅延時間は黒色のバーで示されている。
【０１６３】
図１０ｂにバースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して図１０ａと同じ情報を示す。
【０１６４】
図１１ａに、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間の間の比率をグラフ表現した図を示す。
【０１６５】
図１１ｂにバースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して図１１ａと同じ情報を示す。
【０１６６】
図９ａ、図９ｂ、図１０ａ、図１０ｂ、図１１ａ、および図１１ｂから、静的再利用による基準スキームと比較して提案されたインタセクタ・スケジューラを使用することの明確な利点を見て取れる。そして、使用されるトラフィックモデルに応じて、約２０％ないし５０％の遅延時間の減少が実現可能である。期待されるように、インタセクタ・スケジューリングは、バースト・データ・トラフィックにとってより重要である。
【０１６７】
図１２ａに、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムおよび従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する通信遮断確率をグラフ表現した図を示す。
【０１６８】
図１２ｂにバースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して図１２ａと同じ情報を示す。図１２aと図１２ｂは、各グループにおけるユーザの通信遮断確率を示している。期待されるように、通信遮断確率は基地局からの距離（減少するＳＩＮＲ）と共に増大する。
【０１６９】
以上のことをまとめると、本発明は、セルラ環境にマルチユーザ・スケジューリング・アルゴリズムを適用して適応変調への拡張を生み出す。各スロットごとに１ユーザのみがスケジュールされるので、イントラセル干渉は本質的にゼロである。干渉を更に減らすため、セルラ環境内にある近隣の基地局同士の間のスケジューリングも実行することができる。基地局同士の間で交換できる情報に応じて、異なるインタセル・スケジューラが設計できる。本発明において、基地局の小さなグループ内の各基地局においてバッファリングされたデータ量を交換するよって、特に有利な解決法を実現することができることを明らかにしている。より正確に言えば、システム内の各セルをカバーするセクタは、インタセクタ・スケジューリング・グループを形成する。したがって、スケジューリングを２つの別々のオペレーション、すなわち別々に実行されるインタセクタ・スケジューリングとイントラセクタ・スケジューリングに分割する。この場合、自由なリソースを、送信すべきデータを持つすぐ近くの基地局へ移動させることが有利である。非特許文献１において似たようなアプローチが採用されているが、パケット遅延時間の増大を示した非特許文献１の結果とは対照的に、本発明のスキームは、パケット遅延時間を大きく減らすことができるといえる。
【０１７０】
言い換えると、本発明は、適応伝送のためのセルラ環境へのマルチユーザ・スケジューリング・アルゴリズムの拡張を定義している。サブキャリアとＯＦＤＭシンボルのグループをスロットにグループ分けする時間周波数スロット化したマルチユーザＯＦＤＭシステムが、検討されている。適応伝送の目的は、スロットをその特定のスロットにおいて有利なチャネル状態を有するユーザに割り当てることにある。
【０１７１】
更に好ましい実施形態では、本発明のインタセクタ・スケジューリングはダウンリンク、すなわち基地局からモバイル端末への通信で実施されるだけでなく、モバイル端末から基地局へのアップリンクでも実施される。この実施形態では、送信リソースで競合する数個のモバイル端末のバッファ占有量状況がリソースをモバイル端末に割り当てるのに使用される。しかし好ましくは、実際のリソース割当はモバイル端末にサービスする基地局によって実行される。モバイル端末が使用するリソースはモバイル端末のバッファ占有量によって決定されるが、基地局はモバイル端末に異なるモバイル端末が使用することができるチャネルの数といったリソース量をなおも通知する。こうして、モバイル端末は完全にそれら自身でリソースを利用するのではなく、基地局に問い合わせも行い、割り当てられたチャネル数に関する基地局の回答を受け取り、しかる後、基地局の回答に通知された数のチャネルを占有する。
【０１７２】
さらに、本発明の方法の一定の実施要件に応じて、本発明の方法は、ハードウェアまたはソフトウェアの形態で実施が可能であることに言及しておきたい。本発明の実施は、本発明の方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働するデジタル記憶媒体、特に電子的に可読な制御信号が保存された磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、一回限りプログラム可能なメモリチップまたは再プログラム可能なメモリチップを使用して実施することができる。一般に、本発明は従ってコンピュータ上で実行する際に本発明の方法を実行するプログラムコードが機械読み取り可能な媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品である。言い換えると、本発明の方法は、コンピュータ上で実行させる際に本発明の方法の少なくとも１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【０１７３】
本発明のインタセクタ・スケジューラ、本発明の方法および本発明のコンピュータプログラムは、モバイル通信システムにおいて特に有効なリソース利用を可能にし、それ故、データスループットがより高くかつ／またはコストがより低いシステムを構築する場合の支援を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１ａ】本発明の第１の実施形態に係るインタセクタ・スケジューラのブロック図である。
【図１ｂ】本発明の第２の実施形態に係るインタセクタ・スケジューラのブロック図である。
【図２ａ】本発明の第３の実施形態に係る基地局のブロック図である。
【図２ｂ】本発明の基地局を含むモバイル通信ネットワークの動作の流れを示した図である。
【図３ａ】本発明の第４の実施形態に係るリソース・スケジューラのブロック図である。
【図３ｂ】本発明の第４の実施形態に係るリソース・スケジューラによってスケジュールされたＯＦＤＭスロットを表現した図である。
【図４】ＡＷＧＮチャネル上の異なった変調タイプに対するリンク・パケット誤り率をグラフ表現した図である。
【図５】スロットをセクタに割り当てるための本発明のラウンド・ロビン法のブロック図である。
【図６】理想的なアンテナパタンをグラフ表現した図である。
【図７】シミュレーション目的でモバイル通信セル内にランダムに分散したユーザ分布をグラフ表現した図である。
【図８】セルをそれぞれサービスエリアの２５％をカバーする領域に分割した様子をグラフ表現した図である。
【図９ａ】ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来の通信システムのそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図である。
【図９ｂ】バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図である。
【図１０】図１０ａは、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間をグラフ表現した図である。図１０ｂは、バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間をグラフ表現した図である。
【図１１】図１１ａは、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間の間の比率をグラフ表現した図である。図１１ｂは、バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間の間の比率をグラフ表現した図である。
【図１２】図１２ａは、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する通信遮断確率をグラフ表現した図である。図１２ｂは、バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する通信遮断確率をグラフ表現した図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１００，１３０ スケジューラ
１１０，１４０ 受信機
１１２，１１４ 負荷状況に関する情報
１２０，１５０ リソース割当器
１２２，１２４，１７０，１８２ 割当リソース
１４２，１４４ 特定の基地局の実際のバッファ占有量
１４６ 全バッファ占有量
１４８ 加算器
１５２ リソースユニットの総数
１５４ 全リソースユニット
１６０，１７４ 相対負荷計算器
１６２，１７６ リソース量計算器
１６４，１８０ リソースユニット・セレクタ
１６６，１７２ 実際のバッファ占有量と全バッファ占有量の比率
１６８，１７８ 割当リソース数
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、基地局を制御するスケジューラと、モバイル通信ネットワークのための基地局、並びにそれらを動作させるための方法およびコンピュータプログラムに関する。本発明は、特に、マルチユーザＯＦＤＭシステムにおけるインタセクタ（inter-sector）スケジューリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
物理層において日和見的なパケット・スケジューリングと組み合わさった適応変調は、将来の無線システムの非常に有望なコンセプトである。チャネル予測を使用して、モバイル端末は、ダウンリンク・チャネルＳＮＩＲ（または関係する指標）を折り返し報告し、基地局にあるスケジューラは、どのユーザがそのチャネルにアクセスすべきかを決定するものである。
【０００３】
次世代モバイル通信システムは、パケット交換方式になる可能性が最も高いので、トラフィックはバースト的になる。したがって、ユーザ１人に対する沈黙期間（空バッファ）が比較的長くなるときがある一方で、あるときはそのユーザに必要とされるデータレートが平均的なデータレートと比較してかなり大きくなることがある。結果として、ユーザ１人に当たりに必要なデータレートと同様に、競合するユーザの数も時間的に変動する。
【０００４】
本開示において、以下の文献が参照される。
【非特許文献１】Ａ．ガセミ（A. Ghasemi）およびＥ．Ｓ．ソウサ（E.S. Sousa）共著、「ダウンリンクＣＤＭＡにおける時間再利用分割による分散型セル間調整（Distributed Intercell Coordination through Time Reuse Partitioning in Downlink CDMA）」、無線通信＆ネットワーキング会議（ＷＣＮＣ’０４）会議録（Proc. Wireless Commun. & Networking Conf.）、米国アトランタ州（Atlanta, USA）、ｐ．１９９２−１９９７、２００４年３月
【非特許文献２】Ｍ．スタナド（M. Sternad）およびＤ．アロンソン（D. Aronsson）共著、「適応ＯＦＤＭダウンリンクのチャネル推定および予測（Channel Estimation and Prediction for Adaptive OFDM Downlinks）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．１２８３−１２８７、２００３年１０月
【非特許文献３】Ｍ．スタナド（M. Sternad）、Ｔ．オットーソン（T. Ottosson）、Ａ．アーレン（A. Ahlen）、およびＡ．スブンソン（A. Svensson）共著、「適応ＯＦＤＭダウンリンクによるカバレッジおよび高スペクトル効率の両方を取得する方法（Attaining both Coverage and High Spectral Efficiency with Adaptive OFDM Downlinks）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．２４８６−２４９０、２００３年１０月
【非特許文献４】Ｊ．チュアング（J. Chuang）著、「次世代セル方式インタネットサービスのための動的パケット割当および干渉抑制を実行するＯＦＤＭベースのシステム（An OFDM-based System with Dynamic Packet Assignment and Interference Suppression for Advanced Cellular Internet Services）」、ＩＥＥＥグローバル通信会議（Globecom'98）会議録（Proc. IEEE Global Telecommun. Conf.）、オーストラリア国シドニー州（Sydney, Australia）、ｐ．９７４−９７９、１９９８年１１月
【非特許文献５】Ｍ．Ｈ．アーメド（M.H. Ahmed）、Ｈ．ヤニコメログリュ（H. Yanikomeroglu）、Ｓ．マムード（S. Mahmoud）およびＤ．ファルコナ（D. Falconer）共著、「干渉が制限されたブロードバンド無線アクセスネットワークにおけるマルチメディア・トラフィックのスケジューリング（Scheduling of Multimedia Traffic in Interference-limited Broadband Wireless Access Networks）」、無線パーソナル・マルチメディア通信国際シンポジウム（ＷＰＭＣ’０２）会議録（Proc. Int. Symp. Wireless Pers. Multimedia Commun.）、米国ハワイ州（Hawaii, USA）、ｐ．１１０８−１１１２、２００２年１０月
【非特許文献６】Ｊ．グロス（J. Gross）、Ｊ．クラウエ（J. Klaue）、Ｈ．カール（H. Karl）、およびＡ．ウォリツ（A. Wolisz）共著、「無線ＯＦＤＭシステムにおける可変ビットレートのビデオストリームに対するサブキャリア割当（Subcarrier Allocation for Variable Bit Rate Video Streams in Wireless OFDM Systems）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．２４８１−２４８５、２００３年１０月
【非特許文献７】Ｄ．ハクーン（D. Haccoun）およびＧ．ベギン（G. Be'gin）共著、「ビタビおよび逐次復号のための高レート・パンクチャード畳み込み符号（High-rate punctured convolutional codes for Viterbi and sequential decoding）」、通信に関するＩＥＥＥトランザクションズ（IEEE Trans. Commun.）、第３７巻、ｐ．１１１３−１１２５、１９８９年１１月
【非特許文献８】Ｗ．ワング（W. Wang）、Ｔ．オットーソン（T. Ottosson）、Ｍ．スタナド（M. Sternad）、Ａ．アーレン（A. Ahlen）、およびＡ．スブンソン（A. Svensson）共著、「適応ＯＦＤＭに対するマルチユーザ・ダイバーシチおよびチャネル多様性の影響（Impact of multiuser diversity and channel variability on adaptive OFDM）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３フォール（ＶＴＣ’Ｆ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Fall）、米国オーランド州（Orlando, USA）、ｐ．５４７−５５１、２００３年１０月
【非特許文献９】Ａ．レオン・ガルシア（A. Leon-Garcia）およびＩ．ウィジャジャ（I. Widjaja）共著、「通信ネットワーク（Communication Networks）」、米国ニューヨーク州ニューヨーク市（New York, NY, USA）、マクグローヒル社（McGraw-Hill）、２０００年
【非特許文献１０】Ａ．Ｓ．タネンバウム（A.S. Tannenbaum）著、「コンピュータネットワーク（Computer Networks）」、米国ニュージャージー州エングルウッド・クリフス（Englewood Cliffs, NJ）、プレストンホール社（Prentice Hall）、第４版、１９９６年
【非特許文献１１】Ｊ．Ｈ．リー（J.H. Rhee）、Ｊ．Ｍ．ホルツマン（J.M. Holtzman）、およびＤ．Ｋ．キム（D.K. Kim）共著、「リアルタイム／非リアルタイムサービスのスケジューリング：適応ＥＸＰ／ＰＦアルゴリズム（Scheduling of Real/Non-real Time Services: Adaptive EXP/PF Algorithm）」、ＩＥＥＥ車両技術会議２００３年春大会（ＶＴＣ’Ｓ０３）会議録（Proc. IEEE Vehic. Technol. Conf. 2003-Spring）、大韓民国済州島（Jeju, Korea）、ｐ．４６２−４６６、２００３年４月
【０００５】
適応型マルチユーザＯＦＤＭシステムのダウンリンク・スキームの中心には高速適応変調がある。各スロットごとに変調を決定するには、ＳＩＮＲの予測が必要である（非特許文献２、非特許文献３）。対象信号の高速フェーディング成分は、移動性の低いユーザに対して予測することができる円滑な相関性のあるプロセスであるが、他の基地局からの干渉パワーはそうではない。スロットにおいて見られる全干渉パワーは干渉し合う各基地局の伝送アクティビティ（transmission activity）に依存し、急激なデータ・トラフィックにより、モバイル端末における短期値の予測は事実上不可能である。
【０００６】
明らかに、セル間干渉回避スキーム（inter-cell interference avoidance scheme）は、セル方式のパケットベースのシステムにおいて高速適応変調を成功させるための重要な特徴である。例えばＧＭＳシステムにおいて静的周波数プランニングが使用される従来のアプローチは１つの選択肢である。しかしながら、パケットベースのシステムにおいては比較的長い沈黙期間（送信するデータが存在しない）が所与の基地局で起こる場合がある。異なる基地局が異なった数のユーザにサービスし、しかも平均的なデータレートがユーザの間で変動することから、基地局の負荷はより長い時間スケールで変動することもある。つまり、静的なリソース割当は、良い選択ではない。
【０００７】
基地局の間の動的なスロット割当に関する幾つかの提案が、非特許文献１、非特許文献４、および非特許文献５でなされている。この節では、その中の２つの提案について手短に概説する。
【０００８】
非特許文献１は、セルが区分状の領域に分割されたＣＤＭＡシステムのダウンリンクの調査を含んでいる。干渉し合うセクタのグループが形成され、インタセル（セル間）スケジューラは、時間スロットをこれらのセクタに１つずつ割り当てる。言い換えると、セル間干渉は、時間領域（time-domain）における直交性によって回避される。非特許文献１は、セル境界の近くに位置するユーザへの伝送を調整するスケジューラを提案している。基地局の近くに位置するユーザは、全ての時間スロットをより小さな伝送パワーで使用することができる。このアイデアは、非特許文献３の“インナリング（inner ring）”の提案に類似している。
【０００９】
非特許文献１によれば、時間スロットはセクタ負荷（sector loads）に応じてセクタ同士の間で分け合わなければならない。しかし、セクタ負荷の正確な定義は見あたらない。トラフィックモデルに対して、非特許文献１は、全てのユーザが常に送信すべきデータを有していることを仮定している。この仮定により、システム負荷は、システムにおけるアクティブユーザの数に等しくなることが非特許文献１から結論付けられる。送信すべきデータが全く無くてもリソースは与えられたユーザに固定されるので、非特許文献１に記載されているスキームは、統計的多重化（statistical multiplexing）−パケット・ネットワークにおける改善された容量の重要な特性の１つ−から恩恵を受けることはできない。
【００１０】
言い換えると、非特許文献１のインタセル・スケジューラは、システムにおけるアクティブユーザの数（長期間の平均負荷）に基づいている。従って、統計的多重化利得はこのシステムでは期待できない。
【００１１】
非特許文献６は、ダウンリンク・リソース（サブキャリア）を、単一の基地局に接続したアクティブユーザに、該ユーザらの相対的なパケット待ち行列長に比例するように割り当てるべきであることを提案している。言い換えると、非特許文献６は、無線ＯＦＤＭシステムにおける可変ビットレート・ビデオストリームのサブキャリア割当を記載している。非特許文献６によれば、ダウンリンク通信では様々な数のサブキャリアが無線端末に割り当てられる。基地局から所与の無線端末へのダウンリンクにサブキャリアがいくつ割り当てられるかを決めるために、アクセスポイント内における端末の待ち行列の相対的な長さが使用される。そのため、非特許文献６は、基地局内でのリソース・スケジューリングを検討している。
【００１２】
非特許文献２は更に、適応型ＯＦＤＭダウンリンクに対するチャネル推定および予測を記載している。
【００１３】
非特許文献３は、広域カバレッジと高スペクトル効率とを有するセル方式のパケットデータシステムのダウンリンク無線インタフェースを記載している。時間−周波数ビン（time-frequency bins）を、ダウンリンク・ビーム内の異なるユーザに、それらのチャネル品質に基づいて適応的に割り当てるスロット化（slotted）ＯＦＤＭインタフェースが使用される。端末におけるチャネル予測と基地局におけるパケット・スケジューラへのその情報のフィードバックとを必要とする周波数分割複信（frequent division duplex：ＦＤＤ）が想定される。セクタ／ビーム内における高いスペクトル効率と良好なカバレッジを両方実現するために、同じサイズのセクタ同士の間のうまく調整されたスケジューリングと、セクタの外側部分でのみ１を超える周波数再利用率の採用とを提案している。
【００１４】
非特許文献４は、次世代セル方式のインターネットサービスのための動的パケット割当と干渉抑制を備えたＯＦＤＭベースのシステムとを記載している。非特許文献４では、ウェブ・ブラウザといったアプリケーションを標的とした、広域セル方式インフラを使用してピークダウンリンク伝送速度が１Ｍｂ／ｓ程度のＯＦＤＭベースの次世代セル方式のインターネットサービス（advanced cellular internet service：ＡＣＩＳ）システムのためのＭＡＣプロトコルの主要コンポーネントとして動的パケット割当（dynamic packet assignment：ＤＰＡ）法が提案されている。提案された方法は、パケット時間スケールで無線リソースを割り当て、約１００ミリ秒内で再割り当てすることが可能である。干渉抑制はパフォーマンスを向上させるための方法と見なされる。フレーム構造およびデータパケット割当（data packet assignment：ＤＰＡ）アルゴリズムの両方が検討されている。
【００１５】
非特許文献５には、干渉が制限されたブロードバンド無線アクセスネットワークにおけるマルチメディア・トラフィックのスケジューリングが記載されている。また、ブロードバンド無線アクセスネットワークにおける干渉管理のための送信スケジューリング・アルゴリズムが提案されている。このアルゴリズムは、基地局調整を使用して同一チャネル干渉を最小化すると同時に、パケット遅延時間、スループット、およびパケット損失といったその他のサービス品質（ＱｏＳ）を維持することを目的としている。干渉結果は、可能性のある支配的干渉の同時伝送を避ける（または最小化する）ことによって実現される。また、他のセル／セクタにおけるトラフィック情報に基づく動的スロット割当が採用されている。アルゴリズムを分散方式で実施するため、基地局はトラフィック情報を交換するようになっている。リアルタイムおよび非リアルタイムのサービスが両方とも検討されている。
【００１６】
非特許文献７は、ビタビ逐次復号（Viterbi and sequential decoding）のための高レートのパンクチャード畳み込み符号を記載している。
【００１７】
非特許文献８では、マルチユーザ・ダイバーシチおよびチャネル多様性の適応ＯＦＤＭへの影響が議論されている。
【００１８】
さらに、通信ネットワークに関する情報は非特許文献９に見出すことができ、非特許文献１０には、コンピュータネットワークが詳細に説明されている。さらに、非特許文献１１は、適応型ＥＸＰ／ＰＦアルゴリズムを使用するリアルタイム／非リアルタイム・サービスのスケジューリングに関する情報を提供する。
【００１９】
しかしながら、負荷分布がトラフィック・バーストを呈する場合には、既存の解決法では効率的なスケジューリングを行うことはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、本発明の課題は、トラフィック・バーストに効率的に対処することが可能な、リソース・スケジューリング方法およびモバイル通信基地局の動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題は、請求項１に記載されたスケジューラと、請求項１９に記載されたモバイル通信ネットワークのための基地局と、請求項２４に記載された基地局を制御する方法と、請求項２６に記載された基地局を動作させる方法と、請求項２８に記載されたコンピュータプログラムとによって解決される。
【００２２】
本発明が提供するスケジューラは、少なくとも第１の送信機／受信機と第２の送信機／受信機との間で送信機／受信機（例えば基地局）を制御するためのスケジューラであって、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、利用可能な全送信/受信リソースを使用して送信または受信するものであり、前記第１の送信機／受信機は第１の送信リソースを使用し、前記第２の送信機／受信機は第２の送信リソースを使用し、前記第１の送信機／受信機は第１の送信バッファ（transmit buffer）を有し、前記第２の送信機／受信機は第２の送信バッファを有するものである。本発明のスケジューラは、前記第１および第２の送信バッファのある特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含む、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機の負荷状況（load situation）に関する情報を受信するための受信機と、前記負荷状況に関する情報に基づいて、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てるためのリソース割当器（resource allocator）とを備えている。前記リソース割当器は、負荷が低い方の送信機／受信機と比べて負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則（allocation rule）を適用するように構成されている。さらに、前記全送信／受信リソースの中の前記第１の部分と、前記全送信／受信リソースの中の前記第２の部分は好ましくは互いに排他的である。
【００２３】
基地局へのリソースの割当は、割当規則を少なくとも２つの基地局の送信バッファの実際のバッファ占有量を示す負荷状況に関する情報に適用することによって、効率的な方法で遂行することができるということが本発明の鍵となるアイデアである。基地局のバッファ占有量は、単一の数値によって基地局の負荷を示すための有効な基準として使用することができる。また同じく、データをモバイル通信装置へ伝達するときに望ましいサービス品質（ＱｏＳ）（例えば待ち時間）を維持するために、基地局が必要とする送信リソースとバッファ占有量との間に強い相関関係が存在することも見出される。さらに、基地局の送信バッファ占有量は、短期（一般的に１秒未満のオーダ）および長期（一般的に１０秒以上のオーダ）の両方にわたって基地局の負荷状況を表すことも見出される。言い換えると、本発明のインタセクタ・スケジューラ（inter-sector scheduler）は、バッファ占有量を使用して特定の基地局に到達したトラフィック・バースト（短期の負荷変動を結果的にもたらす）と基地局の平均負荷の変動（長期の負荷変動を結果的にもたらす）との両方に対処することが可能である。
【００２４】
リソースを少なくとも１つの基地局（あるいは数個の基地局）に割り当てるときに２つ以上の基地局のバッファ占有量を利用することは、従来の解決法と比較して多数の利点をもたらす。第１に、個々の基地局の短期の負荷変動（例えばバースト・トラフィックによるもの）および長期の負荷変動の両方をスケジューリング対して考慮することが可能であり、両方のタイプの負荷変動（短期および長期）は、単一の数値によって表すことが可能である。このため、完全で必要とされるスケジューリングを実行するために単一のスケジューラを使用することが可能であり、スケジューラは、短期の負荷変動および長期の負荷変動に関する情報を区別する必要はない。
【００２５】
加えて、数個のモバイル通信基地局の間、またはモバイル通信基地局とインタセクタ・スケジューラとの間で交換されるデータ量は、従来のスケジューリング技術を適用するのに必要なデータ・トラフィックと比較して小さい。このことは、本発明によりバッファ占有量に関する情報のみが交換される必要があるという事実に起因するものである。その上、バッファ占有量は、一般的に単一の数値として表すことが可能である。この結果、基地局同士の間（インタセクタ・スケジューラの権限が分散化されており基地局と組み合わされている場合）または基地局とインタセクタ・スケジューラとの間（専用の集中インタセクタ・スケジューラが存在する場合）のリンクに関する要件は緩和される。
【００２６】
さらに、バッファ占有量を計算する際、バッファ占有量が計算される基地局において平均化が自動的に実行され、そのバッファ占有量はそれぞれの基地局によって維持される全ての伝送リンクにわたって計算される。したがって、基地局が多数のモバイル通信装置にサービスする場合には、トラフィックの基地局内部の平均化によりバッファ占有量は一般的にはあまり速く変動しない。したがって、多くのモバイル通信装置との高負荷状況において、一定の（あるいはほとんど一定、すなわち非常にゆっくり変動する）リソース割当が実現可能である。これとは対照的に、少数の装置のみが基地局に接続している場合、トラフィック負荷と、バッファ占有量とは、非常に速く変動することがある。しかしながら、本発明のインタセクタ・スケジューラは、現状の負荷状況にうまく適応して、モバイル通信システムのトラフィック能力と待ち時間とを最適化するリソース割当を実行することができる。
【００２７】
さらに、本発明のインタセクタ・スケジューラは、集中型または分散型のインタセクタ・スケジューラとして両方とも実施することができる。ここで分散型ソリューションは、中央制御局にかかるコストを回避することができるという利点をもたらす。分散型ソリューションでは、含まれる基地局同士の間でそれぞれのバッファ占有量（またはバッファ占有量に関する情報）を交換するために、通信が確立できれば十分である。この通信リンクは、非常に小さなデータレートのみを必要とし、技術的な努力をほとんど要しない。
【００２８】
まとめると、本発明は、分散型の実施を可能にするリソース・スケジューリングの有効なコンセプトを提供し、かつ、基地局同士の間で少量のデータのみの交換が必要とされる。
【００２９】
本発明の更に好ましい形態では、前記受信機は、負荷状況に関する情報として、通信セル内にある基地局の全てのバッファ占有量の総和によって決まる全バッファ占有量情報と、ある特定の基地局の実際のバッファ占有量とを受信するものである。さらに、前記リソース割当器は好ましくは、特定の基地局の実際のバッファ占有量と全バッファ占有量との比率に応じて、その特定の基地局にリソースを割り当てる働きをする。
【００３０】
言い換えると、前記受信機は同じセルにサービスしており、それ故にその伝送は重なり合う領域において干渉する場合がある基地局の全バッファ占有量（または全バッファ占有量情報）を受信することができる。この情報は、集中型の全バッファ占有量計算機において計算されるか、または個々の基地局からインタセクタ・スケジューラが受信したバッファ占有量情報を総和することによってインタセクタ・スケジューラ内において計算が可能である。ある特定の基地局の相対バッファ占有量は、その特定の基地局の実際のバッファ占有量と全バッファ占有量との比率を形成することによって決定することができる。したがって、相対バッファ占有量はよく均衡のとれた、または“公平”な方法でリソースを分配するための基準として使用することができる。基地局の相対バッファ占有量に基づく送信リソースの分配は、結果的に、多数の基地局の間のバッファ遅延時間を一様分布（uniform distribution）にする。したがって、異なる基地局の全体にわたってモバイル通信装置に配信されるパケットに対して同等の（つまり似たような）待ち時間が実現される。したがって、負荷が非常に高い一様な基地局はそれぞれの接続されたモバイル通信装置へ十分に速いサービスを提供することができる。
【００３１】
言い換えると、或る特定の基地局の実際のバッファ占有量と通信セル内にある多数の基地局の全バッファ占有量との比率は、リソース割当の優れた基準であることが示されている。全バッファ占有量情報の配信は、基地局からバッファ占有量の総和として計算されるので、最小限の調整努力で済む。全バッファ占有量情報は、基地局同士をつなぐネットワーク上で交換することが可能であり、このため、完全に分散したリソース割当が可能となる。
【００３２】
また、異なるタイプのリソースが基地局に割当可能である。例えば、割り当てられるリソースは、ＯＦＤＭサブキャリアを含むことが好ましく、割り当てられたＯＦＤＭサブキャリアは、検討中である通信セルにサービスしている複数の基地局に利用することが可能なセットのＯＦＤＭサブキャリアの要素である。ＯＦＤＭサブキャリアを動的に割り当てることは、従来のシステムと比較したときに大きな利点をもたらす。異なるＯＦＤＭサブキャリアは、受信装置において分離することができるので、異なるＯＦＤＭキャリアは、異なる基地局によって同時に使用することが可能である。その結果、異なる基地局に割り当てられたリソース、つまり異なるＯＦＤＭサブキャリアまたはセットのサブキャリアは、異なる基地局によって同時に使用することが可能である。その結果、数個の基地局は異なるＯＦＤＭサブキャリアを使用してそれらのデータを同時に送信することができ、それにより、時間ドメイン多重アクセス・スキーム（time domain multiple access scheme）（例えば、時間スロットが異なる基地局に割り当てられる）と比較して待ち時間を大きく減らすことが可能となる。短い待ち時間は、音声や映像の伝送といったリアルタイムサービスにとって特に重要である。一般的に多数の利用可能なＯＦＤＭサブキャリアが存在するときには基地局に割り当てられたＯＦＤＭサブキャリアの数はバッファ占有量に応じて小刻みに拡大縮小（スケール）可能なので、バッファ占有量（または相対バッファ占有量）に基づくＯＦＤＭサブキャリアの分配は、特に有利である。
【００３３】
同じく、基地局に割り当てられるリソースは、ＯＦＤＭサブバンド（OFDM sub-bands）であることが可能であり、この場合、ＯＦＤＭサブバンドは、それぞれ複数のＯＦＤＭサブキャリアを組み合わせ、割り当てられるＯＦＤＭサブバンドは、一般的に通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能なセットのＯＦＤＭサブバンドの要素である。言い換えると、ＯＦＤＭサブキャリアは、より容易に割り当てられるＯＦＤＭサブバンドにグループ分けすることができる。ＯＦＤＭサブバンド、すなわちグループのＯＦＤＭサブキャリアを、そのＯＦＤＭサブバンドが最良の伝搬条件を可能にするように選択することが可能である。例えば、ＯＦＤＭサブバンドは、隣接するＯＦＤＭサブキャリアを含む場合があり、それにより異なる基地局の比較的シンプルな調整（coordination）が可能となる。さらに、周波数ダイバーシチの利点が斯かるサブバンドに有効活用することができるように、ＯＦＤＭサブバンドは周波数に関して間隔を置いた多数のサブキャリアを定める。さらに、スケジューリング情報を転送するために必要とされるデータ量は、多数のＯＦＤＭサブキャリアをグループ分けするサブバンドを使用することによって大きく減少し得ることに言及しておきたい。加えて、リソース割当に個々のＯＦＤＭサブキャリアではなくＯＦＤＭサブバンドを使用することにより、サブバンドが全体として基地局とモバイル装置との間のリンクに割り当てることができるときには、無線インタフェースで転送されるユーザデータと、必要とされる信号オーバヘッドとの比率が改善される場合がある。
【００３４】
スケジュールされたリソースは、好ましくはＯＦＤＭスロット（OFDM slots）であることも可能である。ＯＦＤＭスロットは、それぞれ複数のＯＦＤＭサブキャリアと複数の連続するＯＦＤＭシンボル（OFDM symbols）とを含んでおり、ＯＦＤＭスロットは好ましくは、通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能なセットのＯＦＤＭスロットの要素である。したがって、ＯＦＤＭスロットは、離散的なＯＦＤＭサブキャリアと時間間隔とによって定義されるエンティティ（entity）である。したがって、複数のＯＦＤＭスロットは、同一時点に存在することが可能であり、その結果、数個の基地局は、異なるＯＦＤＭスロットを使用してモバイル通信装置と同時に通信することができる。さらに、ＯＦＤＭスロットの時間制限は、基地局内でのリソースのプランニングを容易にするとともに、モバイル通信装置との通信において信号オーバヘッドを減らすこともできる。言い換えると、ＯＦＤＭスロットは、データ転送単位を規定する。同じく、ＯＦＤＭスロットの利用は、リソース割当が変更される可能性がある時点、ＯＦＤＭスロットの終点を定める。もっと具体的に言えば、各ＯＦＤＭ時間スロット後にリソースを再割当する（割り当てし直す）ことが可能である。したがって、ＯＦＤＭスロットの利用は、異なる基地局のリソース割当の時間同期を容易にする。以上のことから、グループの隣接するサブキャリアおよびＯＦＤＭシンボルによって形成されるＯＦＤＭスロットの利用は、本発明のリソース・スケジューリング方法を特に有利に実施することを可能にする。
【００３５】
別の好ましい形態では、リソースは周波数間隔である場合がある。この場合、周波数間隔は、通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能な全体の利用可能な周波数割当の一部である。言い換えると、基地局のバッファ占有量を利用する本発明のインタセクタ・スケジューラは、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）環境において周波数リソースをスケジュールするためにも使用することができる。
【００３６】
同様に、リソースは、通信セルにサービスする複数の基地局が利用することが可能な複数の利用可能な時間スロットから得られる時間スロットとすることが可能である。
【００３７】
さらに、リソースは、空間リソース（spacial resources）である場合がある。空間リソースは、基地局がそのサービスを集中させることができる空間領域を定義する。言い換えると、空間リソースは、例えば基地局がサービスする全体のセクタの中の部分セクタであり得る。そのセクタは、水平および／または垂直角領域によって画定される場合がある。さらに、空間リソースは、基地局からの特定の距離によって画定することができる。空間リソースによれば、基地局の放射特性は、放射を選ばれた空間リソースまたは領域に集束させるよう制御することができる。同じく、空間リソースは、ある一定の周波数間隔または時間間隔の間に伝送パワーを変化させることによってアクセスすることができる。したがって、空間リソースの分配も、少なくとも近隣の基地局同士の干渉を避けたりあるいは減らしたりするためにリソースをスケジュールするのに有利なソリューションである場合がある。
【００３８】
別の好ましい形態では、本発明のインタセクタ・スケジューラは、このインタセクタ・スケジューラの動作を少なくとも別のインタセクタ・スケジューラの動作と同期させるための同期ユニットを更に備えている。言い換えると、インタセクタ・スケジューラは、時間および／または周波数同期情報を受信するための受信機と、時間および／または周波数同期情報を送信するための送信機との少なくとも一方を備える場合がある。したがって、数個の基地局のインタセクタ・スケジューラは、異なった基地局から放射された信号の干渉を避けるために時間同期されることがある。つまり、インタセクタ・スケジューラの時間同期は、基地局相互の干渉を減らすのに役立つ場合があり、そのことはモバイル通信セルにおけるデータ転送容量を増大させるのに役立つ。
【００３９】
さらに、割当規則は、リソース割当器によって割り当てられたリソースが他のリソース割当器によって割り当てられたリソースと競合しないように設定されることが好ましい。言い換えると、割当規則は、同じセルにサービスしている近隣の基地局同士の干渉を避けるように設定される。このことは決定性の割当規則を使用することによって実現することができる。すなわち、時間基準を有し、かつ同じセルにサービスしているその他の基地局の負荷状況を知ることで、本発明のインタセクタ・スケジューラのリソース割当器は、同じセルにサービスしている基地局が同時に同一のリソースを使用しないように、リソースを基地局に割り当てることができる。例えば、割当規則は、同じセルにサービスしている異なる基地局が所与の期間においても同じＯＦＤＭサブキャリアまたは同じＯＦＤＭサブバンドを使用しないように設定することが可能である。同様に、割当規則は、複数の基地局が同じＯＦＤＭスロット、周波数間隔または時間スロットを利用することを防止するように設定することができる。このようにすれば、割当規則は、数個の基地局によって同じセルに送信される信号同士の干渉を避けるのに役立つことが可能である。こうすれば、ビット誤り率は、多くの場合にはノイズ（熱雑音）によってというより干渉によって制限されるので、ビット誤り率を大きく減らすことができる。所与のリソースがセルにサービスしている唯一の基地局によって使用される場合には、干渉によるデータ受信の必要性が避けられるので、多くの場合に全体のデータ転送速度は増大する可能性がある、ということにも言及しておきたい。このため、システムの複雑さをシステム能力に大きな影響を与えることなく減らすことができるように、露骨な干渉除去は避けることができる。
【００４０】
別の好ましい形態では、リソース割当器は、リソース量子化（resource quantization）の影響が無視される場合、特定の基地局へ割り当てられたリソースのデータ転送容量（または推定データ転送容量）が実際のバッファ占有量と全バッファ占有量との比率に比例するように、その特定の基地局にリソースを割り当てる働きをする。言い換えると、特定の基地局へ割り当てられたリソースの推定データ転送容量は、好ましくは、その特定の基地局の相対バッファ占有量に比例する。例えば、特定の基地局に割り当てられたＯＦＤＭサブキャリアの数は、その特定の基地局の相対バッファ占有量に比例する。ある特定のタイプのリソースのデータ転送容量は、量子化することができると仮定する。このとき、好ましくは、同じタイプの数個の異なったリソース（例えば、数個のＯＦＤＭサブキャリア、数個のＯＦＤＭサブバンド、数個のＯＦＤＭスロット、周波数レンジまたは時間スロット）に対して同じデータ転送容量が想定される。周波数レンジに関しては、ある特定の基地局に割り当てられる周波数帯域幅は、その特定の基地局の相対バッファ占有量に比例すると想定することができる。同じ想定をその特定の基地局に属する場合がある時間スロットの長さにも適用する。
【００４１】
しかしながら、リソースは一般的に量子化されるので、比例関係から若干ずれる可能性がある。このことは、リソース（例えばＯＦＤＭサブバンドまたはＯＦＤＭスロット）が全体として基地局に割り当てられることができるのみであることを意味する。
【００４２】
リソースがリソースユニット（resource units）で量子化されるケースでは、リソース割当器は好ましくは、第１の時間間隔内において第１の割当規則を使用して、基地局へ割り当てるためのリソースユニットの数を決定し、第２の時間間隔内において第２の割当規則を使用して、基地局に割り当てるためのリソースの量を決定する働きをする。第１の割当規則および第２の割当規則は一般的に、第１の割当規則によってもたらされたリソース量子化に起因する第１の丸め誤差（rounding error）が第２の割当規則によってもたらされた第２の丸め誤差に対して正反対の方向（または符号）を有するように設定される。第１の割当規則は好ましくは、基地局に割り当てるためのリソースユニットの数を取得するために、利用可能なリソースユニットの総数と、実際のバッファ占有量および全バッファ占有量の比率との積を整数値に丸めることを指定している。一方、第２の割当規則は好ましくは、基地局に割り当てるためのリソースユニットの数を、他の基地局に割り当てられなかったリソースユニットの残数（残りの部分）として取得することを指定している。その残数は、利用可能なリソースユニットの総数と、別の基地局に割り当てられたリソースの数を表す少なくとも１つの丸められた値との間の差として計算される。この論脈におけるリソースユニットは例えば、ＯＦＤＭサブキャリア、ＯＦＤＭサブバンド、ＯＦＤＭスロット、周波数間隔または時間間隔であると定義することができる。また、交互に適用されることがある２つの異なるリソース割当規則が存在することに更に言及しておきたい。第１のリソース割当規則は、利用可能なリソースユニットの総量と、基地局の相対バッファ占有量との積を丸めることによって、基地局に割り当てられるリソースユニットの数の計算を直接的に規定する。これとは対照的に、第２のリソース割当規則は、利用可能なリソースユニットの総数と、他の基地局のそれぞれの相対バッファ占有量との積を丸めることによって、その他の基地局に割り当てられるリソースユニットの数を最初に決定することを指定している。続いて、基地局に割り当てられるリソースユニットの数は、利用可能なリソースユニットの総量からその他の基地局に割り当てられたリソースユニットの数を差し引くことによって計算される。このようにして、２つの異なった割当規則は、異なる時間間隔においてリソースの割当に適用することができる。このとき、第１の期間間隔では基地局に割り当てられたリソース量に対して丸め（端数処理）が直接適用され、第２の時間間隔ではその他の基地局へ割り当てられたリソースユニットの数に対して丸めが適用される。したがって、丸め誤差は、丸めの影響が相殺（balance out）されるように、第１の時間間隔と第２の時間間隔とで異なった取り扱いがなされる。
【００４３】
丸めと残りのリソースの割当とに基づく丸めおよび割当は、低い方の数への切り下げが行われるときには、丸めに基づいてリソースを受け取る送信機／受信機に対して不公平な割当を結果的にもたらす場合がある。逆に高い方の数への切り上げが行われるときには、残りを受け取る送信機／受信機が不公平に取り扱われる。この不公平な割当を克服するため、その割当が全送信／受信リソースの残りに基づいて行われる、すなわち、その割当は、丸めに依存する全ての送信機／受信機が処理される際には、送信機／受信機を交代させることが好ましい。
【００４４】
丸めは好ましくは、リソースの過割当（over-allocation）を避けるために床関数（floor function）を適用することについては、切り捨てを意味することに更に言及しておきたい。したがって、第１の時間間隔において基地局に割り当てられたリソースは、一般的には次の整数個のリソースユニットまで切り捨てられ、その結果、公平な割当スキームにおいて理論的に必要とされるよりも少ないリソースが割り当てられる。これとは対照的に、第２の時間間隔において、その他の基地局に割り当てられたリソースが切り捨てられることが仮定されることがある。その他の基地局に割り当てられなかった残りのリソースユニットがその基地局に割り当てられる場合、公平な割当スキームを考慮しているときには、一般的に実際に必要とされるよりも多くのリソースがその基地局に割り当てられる。したがって、第２の時間間隔においてその基地局は、公平な分配（割当）と比較したときにより多くのリソースを取得するが、一方、その基地局は、第１の時間間隔において（公平な分配スキームと比較したときには）より少ないリソースを取得する。結果として、前述の影響としては、第１の時間間隔および４第２の時間間隔において平均化され、その結果、全体で非常によく均衡のとれたリソース割当が実現できる。リソース割当スキームは、少数の利用可能なリソースしかない場合に特に重要であり、したがって量子化（または丸め）の影響は特に重大になる。
【００４５】
第１の時間間隔および第２の時間間隔に対して記述されたリソース割当スキームは、（例えば通常のスキームでは）繰り返されることがある。しかしながら、斯かる繰り返しに対しては、第１の時間間隔に対して記述された計算スキームを第２の時間間隔に互い違いに使用する必要はないが、第１の時間間隔に対して記述された計算は、第２の時間間隔に対して記述された割当が実行される前に数度にわたって繰り返されることがある。しがたって、３つ以上の基地局が存在しても改善された割当スキームが実現可能である。
【００４６】
リソース割当器は更に、負荷状況に関する情報に基づいて少なくとも第１の基地局および第２の基地局に対してリソースを割り当てるように構成されていることがある。インタセクタ・スケジューラは、リソース割当に関する情報を少なくとも第１の基地局および第２の基地局に配信するためのリソース割当配信器（resource allocation distributor）を更に備えることができる。言い換えると、本発明のリソース割当器は、１つの個別のリソース割当器が２つ以上の基地局に対してリソースを割り当てることができるように集中化されてもよい。異なる基地局へのリソースの割当に対して、異なる割当規則が使用されることがあり、その場合の割当規則は基地局同士の干渉を避けることができるように設定してもよい。言い換えると、割当規則（すなわち、少なくとも、第１の基地局へリソースを割り当てるための割当規則と第２の基地局へリソースを割り当てるための割当規則）は、ある特定のリソースが一度に（または１つの時間間隔の間に）２つ以上の基地局へ割り当てられないように設定することができる。斯かる集中インタセクタ・スケジューラのケースでは、リソース割当に関する情報は好ましくは、インタセクタ・スケジューラがリソースを割り当てる少なくとも２つの基地局へ分配される。リソース割当に関する情報は、有線または無線方式で伝送される場合がある。同じく、リソース割当に関する情報は、異なる伝送機構を使用して異なる基地局へ伝送されることがある。同じく、インタセクタ・スケジューラは１つの基地局の一部であり、かつ、短距離のリンクがリソース割当に関する情報をインタセクタ・スケジューラと組み合わされる基地局へ報告するために必要であることが可能である。これとは対照的に、長距離のリンクは、リソース割当に関する情報を別の基地局へまたは数個の他の基地局へ報告するために必要な場合がある。
【００４７】
しかしながら、リソースを複数の基地局に対して同時に割り当てることができるときには、既に述べたような集中リソース割当器が有利である。このようにして、異なるリソースが異なる基地局に割り当てられることが容易に保証可能であり、その結果、干渉が避けられる。したがって、割当規則は単純化されることがある。
【００４８】
別の好ましい形態では、リソースは時間および／または周波数スロットである。リソース割当器は、少なくとも２つの基地局に対して、その少なくとも２つの基地局に割り当てられるスロットの数を決定するように構成されている。リソース割当器は好ましくは、割り当てられるべきスロットの数に満たない数のスロットが少なくとも２つの基地局の中の少なくとも１つに割り当てられている限りは、連続する隣り合ったスロットを交互にその少なくとも２つの基地局へ割り当てるように構成されている。言い換えると、隣り合ったスロットは、多重化方式で少なくとも２つの基地局に割り当てられる。異なる基地局へ割り当てられるスロットを周波数に関して多重化することによって、有利な周波数ダイバーシチ効果を可能にする周波数割当が結果としてもたらされる。したがって、前述のリソース多重化割当スキームによって特に信頼性が高いデータ伝送が実現可能である。
【００４９】
多重化されたリソース割当は、連続する隣り合ったスロットをラウンド・ロビン法（Round Robin procedure）を使って少なくとも２つの基地局へ割り当てることによって実現可能であることに更に言及しておきたい。
【００５０】
別の好ましい形態では、リソース割当器は、少なくとも２つの基地局に対して、それらの基地局に割り当てられるそれぞれのスロットの数を決定するとともに、第１の基地局には隣り合ったスロットの第１の連続したブロックを割り当て、第２の基地局には隣り合ったスロットの第２の連続したブロックを割り当てるように構成されている。第１のブロックのスロットは好ましくは、第１の基地局に割り当てられるそれぞれの数のスロットを含んでおり、第２のブロックのスロットは好ましくは、第２の基地局に割り当てられるそれぞれの数のスロットを含んでいる。言い換えると、第１の基地局に割り当てられるスロットは、連続する１ブロックのスロットから構成されており、第２の基地局に割り当てられるスロットは、連続する別の１ブロックのスロットから構成されている。基地局へのリソースの斯かるブロック単位の割当は、ブロック単位の割当が基地局同士のスロットの同期に関して特にローバスト（robust）であるときに有利である。
【００５１】
更なる好ましい形態では、リソース割当器は、基地局に割り当てられたリソースをその基地局によって維持された複数のデータ接続へ分配するように構成されている。言い換えると、インタセクタ割当は、リソース割当器によって更に実行される。ここで、インタセクタ割当およびイントラセクタ割当は、別々に実行することが好ましい。斯かる手続は、基地局と少なくとも１つのインタセクタ・スケジューラとの間のデータ交換を最小化する。さらに、計算労力はインタセクタ・スケジューリングとイントラセクタ・スケジューリングとが別々になっているために最小化されると同時にその間も十分なスケジューリング利得が得られる。特に、短期間のチャネル知識は、基地局と少なくとも１つのインタセクタ・スケジューラとの間で交換される必要はない。
【００５２】
さらに、本発明は、同じ通信セルへ送信、または同じ通信セルから受信するように構成された第１の基地局と第２の基地局とを有するモバイル通信ネットワークのための基地局を提供する。本発明の基地局は、当該基地局からモバイル通信装置へ送信されるデータをバッファリングするための送信バッファ（transmit buffer）と、送信バッファの実際の充満率に関する情報を含む当該基地局の負荷状況に関する情報を決定するための送信バッファ占有量決定器（transmit buffer fullness determinator）と、当該基地局のバッファ占有量に関する情報を含む負荷状況に関する情報を少なくとも１つの他の基地局とインタセクタ・スケジューラに転送するためのオプションとしての送信バッファ占有量センダ（transmit buffer fullness sender）とを備えている。インタセクタ・スケジューラは、少なくとも１つの他の基地局の送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報を含むその少なくとも１つの他の基地局の負荷状況に関する情報を受信するための受信機を備えている。インタセクタ・スケジューラは、当該基地局の負荷状況に関する情報および少なくとも１つの他の基地局の負荷状況に関する情報に基づいて、当該基地局にリソースを割り当てるためのリソース割当器を更に含む。このリソース割当器はリソース割当規則を適用するように構成されている。また割当規則は、負荷が低い方の基地局よりも負荷が高い方の基地局にリソースがより多く割り当てられることを規定する。
【００５３】
本発明の基地局は、当該基地局の送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報と、別の基地局のバッファ占有量に関する情報とに基づいてリソース割当を実行する。既に言及したように、当該基地局のバッファ占有量はリソースの効率的なスケジューリングに使用することができる定量値である。
【００５４】
別の好ましい形態では、基地局は、ある特定のモバイル通信装置に送信されるとともに当該基地局の送信バッファに格納されるデータを、その特定のモバイル通信装置がその他の基地局によってサービスされていることを検出すると同時に別の基地局へ転送するためのセンダ（sender）を更に備えている。バッファ制御装置は好ましくは、送信バッファからその他の基地局へ転送されたデータを削除する。
【００５５】
本発明の基地局は、送信バッファのバッファ占有量を評価することと相まって１つの基地局から別の基地局への通信装置のハンドオーバを効率的に実行することができることが明らかになっている。リソースは、送信バッファからデータが削除されたらすぐに自動的に再配分（あるいは再割当）されることが可能であり、斯かる再配分（あるいは再割当）は好ましくは、モバイル通信装置が１つの基地局から別の基地局へハンドオーバされるときに起こる。言い換えると、送信バッファのバッファ占有量を評価する本発明の仕組みのために、モバイル通信装置へ送信するためのデータが１つの基地局から別の基地局へハンドオーバされるときはいつでも、系統立てられた信号伝達およびリソース割当は必要ではない。これとは対照的に、バッファ占有量は、モバイル通信装置がそれにハンドオーバされる別の基地局へ上記データが転送されるとすぐに、送信バッファからデータを削除することによって自動的に変更される。
【００５６】
当該基地局がある特定のモバイル通信装置にサービスする責任を引き継いだ場合は、当該基地局が、その特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを受信することに更に言及しておきたい。結果、バッファ占有量は変化し、そのバッファ占有量はリソースを再割当するために、再度、直接評価することが可能である。
【００５７】
基地局は、上記特定のモバイル通信装置が別の基地局によってサービスされていることを、そのモバイル通信装置自身またはその他の基地局からの通知を受信することによって、検出することができることに更に言及しておきたい。さらに、当該基地局は、上記特定のモバイル通信装置とのコンタクトが途切れたことを検出した場合（例えば、特定のモバイル通信装置がある特定の期間の間だけ応答しない場合）に、その特定のモバイル通信装置に対して送信バッファのコンテンツを削除することがある。さらに当該基地局は、送信バッファ内のデータが期限切れになっていることを検出する場合があり、その場合には例えばバッファ制御装置の制御の下に送信バッファからその期限切れデータを削除することがある。この場合も前述と同様に、リソース割当は、バッファ占有量が評価されるとすぐに自動的に調整されることが可能である。
【００５８】
１つの基地局から別の基地局への通信装置のハンドオーバの後に高速リソース割当を遂行するため、バッファ制御装置は好ましくは、送信バッファから別の基地局へ転送されたデータを削除した後に、当該基地局の負荷状況に関する情報の決定を開始するように構成されることがある。言い換えると、モバイル通信装置が１つの基地局から別の基地局へハンドオーバされるときはいつでも、当該基地局（＝前記１つの基地局）の負荷状況は大きく変化し得ることがあり、送信バッファ内のデータが削除される結果がもたらされると想定されることがある。それゆえ、モバイル通信装置が、１つの基地局から別の基地局へ移行するのに応答して負荷状況を即刻再評価することは有利な場合がある。このようにして、通信装置を担当する新しい基地局へ十分なリソースを可能な限り速く割り当てることが可能である。
【００５９】
したがって、送信バッファからその他の基地局へ転送されたデータを削除すると同時に、当該基地局のバッファ占有量に関する情報を含む負荷状況に関する情報は少なくとも１つの他の基地局へ転送される場合がある。さらに、当該基地局は上述したインタセクタ制御装置の任意の特性を有する場合がある。
【００６０】
別の好ましい形態では、当該基地局は、別の基地局からある特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを受信するための受信機と、その特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを送信バッファに追加するバッファ制御装置とを備えている。バッファ制御装置は好ましくは、その他の基地局から送信バッファへ受信されたデータを追加した後に、当該基地局の負荷状況に関する情報の決定を開始するように構成されている。この場合も先と同様に、モバイル通信装置の基地局へのハンドオーバは、数個の基地局の負荷に強い影響を与える可能性があり、したがって、リソースの再割当をもたらすイベントと見なすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下、本発明の実施の最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１ａに本発明の第１の実施形態によるインタセクタ・スケジューラ（inter-sector scheduler）のブロック図を示す。図１ａのインタセクタ・スケジューラ全体は、符号１００で指定される。本発明のインタセクタ・スケジューラは、第１の基地局から該第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２を受信する受信機１１０を備えている。負荷状況に関する情報１１２は、第１の基地局の実際のバッファ占有量（actual buffer fullness）を含む。受信機１１０は更に、第２の基地局からこの第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４を受信する。負荷状況に関する情報１１４は、第２の基地局の実際のバッファ占有量に関する情報を含む。受信機１１０は、第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２と、第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４とをリソース割当器（resource allocator）１２０に転送する。リソース割当器１２０は、割当規則に従って割当リソース（allocated resources）を決定し、少なくとも第１の基地局へその割当リソースに関する情報１２２を提供する。オプションとして、リソース割当器１２０は、第２の基地局へ割当リソースに関する情報１２４も提供する場合があるが、その場合、第１の基地局へ送られる割当リソースに関する情報１２２は一般的に、第２の基地局へ送られる割当リソースに関する情報１２４とは異なる。しかしながら、リソース割当器１２０は、第１の基地局および第２の基地局の両方に割当リソースに関する同一の情報を送る場合もある。その場合、両方の基地局へ送られる情報は、各々の基地局がそれぞれのリソース割当を引き出すことができる形式の両方の基地局へのリソース割当から形成される。
【００６２】
上記構造説明に基づいて、本発明のインタセクタ・スケジューラの機能について以下詳しく説明する。本発明のインタセクタ・スケジューラは、モバイル通信ネットワークの一部であって、少なくとも第１の基地局および第２の基地局の中の一方の基地局を制御するために使用されると想定する。さらに、第１の基地局および第２の基地局は、同じ通信セルへ送信または同じ通信セルから受信するように構成されていると想定される。言い換えると、１つの通信セル内（または通信セルの少なくとも一部内）において、第１の基地局と第２の基地局によって放射された信号が受信可能である。さらに、第１の基地局は第１の送信リソースを使用し、第２の基地局は第２の送信リソースを使用することが想定される。それらの送信リソースは、例えば、サブキャリア、（複数のＯＦＤＭサブキャリアを含む）ＯＦＤＭサブバンド、（多数のＯＦＤＭシンボルにわたるセットのサブキャリアを代表する）ＯＦＤＭスロット、周波数間隔または時間スロットを含んでいる。さらに、第１の基地局および第２の基地局は両方とも、第１の基地局および第２の基地局の両方の基地局によってサービスされる通信セルへ送信されるデータを格納するためのそれぞれの送信バッファを有すると想定されることに言及しておきたい。また本発明において基地局はある特定の空間エリアにサービスするための手段であると想定されることを更に言及しておきたい。本願の意味合いにおいて基地局の送信バッファは、第１の基地局および第２の基地局の両方の基地局によってサービスされる少なくとも前記空間エリアへ送信するためのデータを格納するバッファである。言い換えると、本願全体を通して、“異なる基地局の送信バッファ”という表現は同じ空間エリアまたは同じ通信セルへ送信するための送信バッファを指す。
【００６３】
したがって、第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２と第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４とは、第１の基地局および第２の基地局の両方が受信されることが可能な空間エリア（または空間領域）へ送信されるデータの総量に関する情報を運ぶ。本発明によれば、第１の基地局によって報告された実際のバッファ占有量および第２の基地局によって報告された実際のバッファ占有量は、リソースを第１の基地局と第２の基地局とへ割り当てるためにリソース割当器１２０によって有利に使用されることがあることを示すことができる。第１の基地局へ割り当てられるリソースは、割当規則を適用して、リソース割当器によって決定することができる。本発明によるリソース割当規則は、第１の基地局へ割り当てるリソースを決定するため、少なくとも第１の基地局の負荷状況に関する情報１１２および第２の基地局の負荷状況に関する情報１１４を評価する。実際のバッファ占有量は（第１および第２の）、基地局のトラフィック負荷と（第１および第２の）基地局からデータを送信するための優先順位とに関する、単一の数値の複合情報であるので、第１の基地局の実際のバッファ占有量と、第２の基地局の実際のバッファ占有量とに基づいてリソースを割り当てることが好ましい。
【００６４】
リソース割当器１２０における割当規則は好ましくは、負荷が低い方の基地局と比べて負荷が高い方の基地局により多くのリソースが割り当てられる結果がもたらされるように構成されている。言い換えると、基地局の負荷が増大している場合、その他の（単一または複数の）基地局の負荷が一定のままであるかまたは減少さえしている条件の下に、より多くのリソースがそれぞれの基地局に割り当てられる。この論脈において、“高い方の負荷（higher load）”と“低い方の負荷（lower load）”は、ある基地局の絶対負荷（absolute load）を意味する場合だけなく、その他の基地局と比較したある特定の基地局の相対負荷（relative load）も意味する場合がある。
【００６５】
本発明によれば、送信リソースは基地局へ公平な仕方で割り当てられる場合がある。この場合、大きな実際のバッファ占有量はある特定の時点において小さな実際のバッファ占有量を有する基地局より多くのリソースを取得することができる。バッファ占有量は、バースト的トラフィックに起因する短期の負荷ピークと平均トラフィック負荷との両方を示す良い基準であることが見出されている。例えば、第１の基地局の実際のバッファ占有量が、トラフィックピークによりまたは平均負荷の増大によって増大するときはいつでも、本発明のインタセクタ・スケジューラは、第２の基地局の負荷状況が一定のままであるという条件で、第１の基地局へより多くのリソースを割り当てることになる。従って、第１の基地局のバッファ占有量は一般的に、追加的に割り当てられたリソースにより、徐々に減少することになる。
【００６６】
本発明のインタセクタ・スケジューラは、第１の基地局への割当リソースに関する情報１２２を提供することを更に言及しておきたい。オプションとして、本発明のインタセクタ・スケジューラ１００は、第２の基地局への割当リソースに関する情報１２２も提供することができる。このとき、第１の基地局へ割り当てられるリソースと第２の基地局へ割り当てられるリソースは好ましくは、第１の基地局および第２の基地局が共有する通信セル（すなわち、第１の基地局および第２の基地局の両方の基地局がそれに送信する通信セル）において干渉しないような方法で、割当規則によって決定される。
【００６７】
図１ｂに本発明の第２の実施形態による本発明のインタセクタ・スケジューラのブロック図を示す。図１ｂのインタセクタ・スケジューラ全体は、符号１３０で指定される。インタセクタ・スケジューラ１３０は、基地局ｓの送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報Ｄn［ｓ］１４２を受信するように構成された受信機１４０を備えている。指数ｎは、ある特定の時点または時間間隔を指定し、指数ｓはある特定の基地局を指定することに言及しておきたい。受信機１４０は、他の基地局ｓ'j（ｓ'j≠ｓ）からの情報Ｄn［ｓ'j］１４４を更に受信する。その他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報は、符号１４４で指定される。その他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報１４４は、オプションであることにも言及しておきたい。さらに、受信機１４０は、全バッファ占有量ΣkＤn［ｋ］に関する情報１４６を受信する。ここで、全バッファ占有量ΣkＤn［ｋ］に関する情報１４６は、外部ユニットから受信することができる、あるいはオプションとして加算器１４８において基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２とその他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報１４４とを総和することによって算出することができることに言及しておきたい。受信機は少なくとも、基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６とをリソース割当器１５０へ提供する。受信機１４０はオプションとして、その他の基地局ｓ'jの実際のバッファ占有量に関する情報１４４をリソース割当器１５０へ更に提供する場合もある。リソース割当器１５０は、入力値としてセット１５４のリソースユニット｛Ａi｝i=1,・・・,Lの他に利用可能なリソースユニットの総数Ｌ１５２を更に受信する。ここで、リソースユニットの総数１５２とセット１５４のリソースユニットとは、共にリソース割当器内に記憶されることができるだけなく、外部からリソース割当器１５０へ提供されることもあることに言及しておきたい。また、リソースユニットの総数１５２は、量子化されたリソースユニットの数を記述し、これらのリソースユニットは、例えば、ＯＦＤＭサブキャリア、ＯＦＤＭサブバンド、ＯＦＤＭスロット、周波数間隔、時間スロットおよび／または空間リソースであることが可能であることに更に言及しておきたい。言い換えると、リソースユニットの総数１５２は、どれだけ多くの区別可能なかつ／または別々に割当可能なリソースユニットが存在するかを記載している。
【００６８】
リソース割当器１５０は、相対負荷計算器（relative load calculator）１６０と、リソース量計算器（resource quantity calculator）１６２と、リソースユニット・セレクタ（resource unit selector）１６４とを備えている。相対負荷計算器１６０は、基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６とを受信する。相対負荷計算器１６０は次に、基地局ｓの実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６との間の比率を計算することによって相対負荷値１６６を計算する。相対負荷値１６６に基づいて、リソース量計算器１６２は、リソースユニットｌn［ｓ］のそれぞれの量を計算する。割り当てられるリソースユニットの数は、符号１６８で指定され、リソースユニット・セレクタ１６４に供給される。リソースユニット・セレクタ１６４は、割り当てられるリソースユニットの数１６８を使用して基地局ｓのセット１７０のリソースユニットを選択する。基地局ｓのセット１７０のリソースユニットは｛Ａm｝m∈ln[s]でも指定される。基地局ｓのセット１７０のリソースユニットに関する情報は次に、基地局ｓに転送される。このとき、情報１７０の基地局ｓの転送にはオプションとしてそのための送信機が含まれる場合がある。
【００６９】
基地局ｓのセット１７０のリソースユニットは、リソースユニット・セレクタ１６４によってセット１５４の利用可能なリソースユニットの部分集合として選択される。このとき基地局ｓのセット１７０のリソースユニットに含まれるリソースユニットの数は、割り当てられるリソースユニットの数１６８によって決まる。
【００７０】
したがって、基地局ｓのセット１７０のリソースユニットの決定（または割当）は、３段階の手続である。第１の段階では相対負荷値１６６が実際のバッファ占有量に関する情報１４２と全バッファ占有量に関する情報１４６とから導き出される。第２の段階では、割り当てられるリソースユニットの数１６８が相対負荷値１６６から決定される。最後に、リソースユニット１７０は、リソースユニット・セレクタ１６４によって、割り当てられるリソースユニットの数１６８と利用可能なリソースユニットの全体集合１５４とに基づいて選択される。
【００７１】
リソース割当器１５０は、オプションとして第２の負荷値計算器１７４においてその他の基地局ｓ'jの相対負荷値１７２を計算することもあることにも言及しておきたい。その他の基地局の相対負荷値１７２は続いて、その他の基地局に割り当てられるリソースユニットの数１７８を計算するため、オプションの第２のリソース量計算器１７６に提供されることがある。その他の基地局に割り当てられるリソースユニットの数１７８は次に、リソースユニット・セレクタ１６４と第２のリソースユニット・セレクタ１８０との両方に提供されることがある。第２のリソースユニット・セレクタ１８０は好ましくは、割り当てられるリソースユニットに関する情報によって表される、その他の基地局ｓ'jのリソースユニット１８２を選択するように構成されることがある。その他の基地局ｓ'jへ割り当てられたリソースユニットに関する情報１８２は、その他の基地局ｓ'jへ割り当てられたリソースユニットに関する情報１８２を送信するように構成されたオプションのリソースユニット送信機１８４に提供されることがある。
【００７２】
第２の相対負荷計算器１７４は、相対負荷計算器１６０と類似のものであってよく、第２のリソース量計算器１７６は、リソース量計算器１６２と類似のものであってよいことに言及しておきたい。同じく、第２のリソースユニット・セレクタ１８０は、リソースユニット・セレクタ１６４と同等のものであってよいことにも言及しておく。
【００７３】
リソースユニット・セレクタ１６４は、セット１５４の利用可能なリソースユニットから基地局ｓのセット１７０のリソースユニットを選択するために、基地局ｓへ割り当てられるリソースユニットの数１６８のほかに他の基地局ｓ'jに割り当てられるリソースユニットの数１７８も両方使用する場合があることに更に言及しておきたい。
【００７４】
リソース・セレクタ１６４におけるリソースユニットの斯かる選択の詳細については図５を参照して詳細に説明する。また、数式（１）、（２）および（３）は、基地局ｓおよび基地局ｓ'jへ割り当てられるリソースユニットの数１６８、１７８の例示的な計算を記述する。
【００７５】
リソース割当器１５０は、時間間隔ｎに応じて機能するとともに、リソース割当器は、時間同期の目的で他のリソース割当器と組み合わされることがあることに更に言及しておきたい。時間間隔ｎに応じて、リソース割当器は異なる割当規則を適用する場合がある。数式（２）および（３）を参照して後述するように、例えば、異なる割当規則は、丸め誤差を均等に分散させるように構成されることがある。
【００７６】
さらに、リソース割当器１５０において記述された計算スキームは例示的なものであることに言及しておきたい。リソース割当を必ずしも３段階に分ける必要はない。これとは対照的に、相対負荷値１６６に基づいてリソースを直接割り当てることが可能である。このことは、リソースが離散的でなく連続的である（例えば、連続的に調整可能な周波数レンジまたは時間間隔である）場合に有利である。さらに、基地局ｓに対するセット１７０のリソースユニットのデータ転送容量は基地局ｓの相対負荷値１６６にほぼ比例するようにリソースユニットを選択することが好ましいことに留意すべきである。この目的のため、リソースユニットの転送容量は割り当てられたリソースユニットの数に比例することが仮定できる。しかしながら、一部のリソースユニットが他のリソースユニットよりも高いデータ転送容量を有することを示すために重み係数を導入することができる場合もある。
【００７７】
さらに、リソース割当器１５０は好ましくは、基地局ｓがその他の基地局ｓ'jと干渉しないように基地局ｓのリソースユニットを割り当てるように構成されていることに言及しておきたい。言い換えると、リソース割当器１５０（またはリソースユニット・セレクタ１６４）は、与えられた時点において、または与えられた時間間隔の間に、異なる基地局へ異なるリソースユニットを割り当てることが好ましい。言い換えると、セット１５４の利用可能なリソースユニットの中から１つのリソースが、与えられた時点において、または与えられた時間間隔の間に、好ましくは最大１つの基地局のみに割り当てられる。さらに、セット１５４の利用可能なリソースユニットの中のリソースユニットは好ましくは、セット１５４の利用可能なリソースユニットからの異なるリソースユニットが干渉を引き起こさないように選択される。例えば、セット１５４の利用可能なリソースユニットからの個々のリソースユニットは時間および／または周波数において直交する場合がある。セット１５４の利用可能なリソースユニットの中から利用可能なリソースユニットをこのように選択することにより、セット１５４の利用可能なリソースユニットからの任意の２つの異なるリソースユニットが干渉を引き起こさないことが保証できる。
【００７８】
相対負荷計算器１６０と、リソース量計算器１６２と、リソースユニット・セレクタ１６４とは、リソース割当規則を実行することを更に言及しておきたい。
【００７９】
本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０は、実際のバッファ占有量情報１４２および全バッファ占有量情報１４６に基づいて送信リソースを少なくとも１つの基地局ｓに割り当てることが可能であるという利点をもたらす。このリソース割当方法は、モバイル通信システムの非常に優れた性能をもたらすリソース割当を結果的にもたらす。同じく、本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０に送信されるデータ量および本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０によって生成されるデータ量はかなり低い。
【００８０】
さらに、本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０の計算上の複雑さは低く、したがって、本発明のインタセクタ・スケジューラ１３０は、マイクロコントローラ・システムでも実施可能である。したがって、複雑なリソース割当システムの利用が避けられ、それによりコストが減り、信頼性が増すことになる。
【００８１】
図２ａに本発明の第３の実施形態による本発明の基地局のブロック図を示す。図２ａの基地局全体は、符号２００で指定される。送信バッファ２１０は、基地局２００の中心コンポーネントである。送信バッファ２１０は、モバイル通信装置へ送信されるデータ２１２を受信する。さらに、送信バッファ２１０は、モバイル通信装置へ送信するためのデータ２１４を斯かるデータの送信がスケジュールされるとすぐに出力することができる。モバイル通信装置へ送信するデータ２１４は、送信バッファ２１０から送信信号処理ユニット２１６へ出力される。さらに、送信バッファ占有量決定器２２０は、送信バッファ２１０と連動するとともに、送信バッファ占有量決定器２２０は、送信バッファ２１０のバッファ占有量を決定するように構成されている。送信バッファ占有量決定器２２０は、送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２を出力することができる。送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２は、送信バッファ占有量決定器２２０によってリソース割当器２２４へ出力される。送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２は、送信バッファ占有量センダ２２３を使用して少なくとも１つの他の基地局にも送信することができる。リソース割当器２２４は更に、受信機２２８を通じて他の基地局からそれらの他の基地局の負荷状況に関する情報２２６を受信する。リソース割当器２２４は、送信バッファ２１２の実際のバッファ占有量に関する情報２２２とその他の基地局の負荷状況に関する情報２２６とに基づいて、送信信号処理ユニット２１６に割り当てられるリソースを決定する。割当規則を使って、リソース割当器２２４は、送信信号処理ユニット２１６に割り当てられるリソースに関する情報２３０を決定し、送信信号処理ユニット２１６に割り当てられるリソースに関する情報２３０を送信処理信号ユニット２１６へ転送する。
【００８２】
送信バッファ２１０は、更に受信機２４０と連動するようになっている。受信機２４０は、送信バッファ２１０に挿入されるデータ２４２を受信し、受信したデータ２４４を送信バッファ２１０へ転送するように構成されている。送信バッファ２１０は更に、バッファデータセンダ（buffer data sender）２５０と連動し、バッファデータセンダ２５０は、送信バッファ２１０へ転送データ信号２５２を発行し、別の基地局へ送られるデータ２５４を送信バッファ２１０から受信するように構成されている。さらに、バッファデータセンダ２５０は、送信バッファ２１０から受信したデータ２５４を別の基地局へ送信データ２５６として送信することができる。
【００８３】
基地局２００は、バッファ制御装置２６０を更に備えている。バッファ制御装置２６０は、別の基地局からデータを受信する受信機２４０と、バッファデータセンダ２５０と、送信バッファ２１０と、バッファ占有量決定器２２０とに結合されている。
【００８４】
バッファ制御装置２６０は、基地局２００から別の基地局へ、または別の基地局から基地局２００へ、モバイル通信装置をハンドオーバするために特に重要である。モバイル通信装置が別の基地局から議論対象の基地局２００へハンドオーバされるとき、受信機２４０は、送信バッファ２１０へ挿入されるデータ２４４をその別の基地局から受信し、受信したデータ２４４を送信バッファ２１０へ転送する。さらに、受信機２４０は、受信データ２４４が送信バッファ２１０に挿入されるべきことを、バッファ制御装置２６０および／または送信バッファ２１０に通知する。さらに、バッファ制御装置２６０は好ましくは、受信データ２４４が送信バッファ２１０に挿入された後に、送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量が決定し直されるべきことを送信バッファ占有量決定器２２０へ伝達する。この仕組みにより、モバイル通信装置が現下の（いま注目している）基地局２００へハンドオーバされたらすぐに送信バッファのバッファ占有量に関する情報２２２を更新することが可能となる。送信バッファの実際のバッファ占有量に関する更新された情報２２２に基づいて、リソース割当器２２４は、現下の基地局２００へ割り当てられるリソースに関する情報２３０を再計算することができる。したがって、送信信号処理ユニット２１６は、現下の基地局２００へ割り当てられたリソースに関する更新情報２３０に基づいて、ハンドオーバされたモバイル通信装置に対してリソースの割当を交渉することができる。
【００８５】
この手続に従えば、モバイル通信装置が現下の基地局２００へハンドオーバされるとすぐにリソース割当は自動的に更新可能である。しかしながら、リソース割当は、基地局２００と接続したモバイル通信装置の数ではなく、送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に基づいている。言い換えると、ハンドオーバされたモバイル通信装置へ送信されるデータが現下の基地局２００の送信バッファ２１０に追加される場合には、モバイル通信装置を別の基地局から現下の基地局２００へハンドオーバすることはリソース割当に影響を与えるだけである。このようにして、現下の基地局２００に接続されたモバイル通信装置の実際のリソース要件に依存したリソース割当が実現可能である。データ送信量が高いモバイル通信装置が現下の基地局へハンドオーバされた場合には、現下の基地局２００に対するリソース割当はおそらく増大する一方、ハンドオーバされるモバイル通信装置へ送信されるデータが一切存在しない場合（または比較小さなデータ量のみが存在する場合）には、リソース割当は不変のままである。
【００８６】
モバイル通信装置が現下の基地局２００から別の基地局へハンドオーバされると、同様の手続が起こる。この場合、バッファ制御装置２６０またはバッファデータセンダ２５０には、それぞれのモバイル通信装置が別の基地局へハンドオーバされる予定となっていることが通知される。この場合、バッファデータセンダ２５０は送信バッファ２１０に対し、別の基地局へハンドオーバされる特定のモバイル通信装置に関係するデータが送信バッファ２１０から取り出されなければならないことを通知することがある。したがって、バッファデータセンダ２５０は、送信バッファ２１０からその別の基地局へ送られるデータ２５４を受信する。送信バッファ２１０から受信したデータ２５４を送信データ２５６として送信すると同時に、バッファデータセンダ２５０はバッファ制御装置２６０に対し、その別の基地局へのデータ２５６の転送が完了したことを報告する。この通知にリプライして、バッファ制御装置２６０は送信バッファ２１０に対し、その別の基地局へハンドオーバされたモバイル通信装置、すなわち、その送信データがデータバッファセンダ２５０によってその別の基地局へ送られたモバイル通信装置のデータの削除を指示する。送信バッファ２１０からそれぞれのデータを削除すると同時に、バッファ制御装置２６０は送信バッファ占有量決定器２２０へ送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２を更新するリクエストを送信する。送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２が更新されるとすぐに、リソース割当器２２４は、現下の基地局２００へ割り当てられるリソースに関する更新情報２３０を決定することができ、送信信号処理ユニット２１６は、利用可能なリソースを現下の基地局２００とまだ繋がっているモバイル通信装置へ再分配する（すなわち、接続されているモバイル通信装置との通信へリソースを分配する）ことができる。
【００８７】
上記手続によって、モバイル通信装置が現下の基地局２００から別の基地局へハンドオーバされるとすぐに動的リソース割当を行うことができるようになる。この場合も先と同様に、リソース割当は送信バッファ２１０の実際のバッファ占有量に関する情報２２２に基づく。こうして、比較的シンプルなリソース効率の高い仕組みを使用して、需要志向（demand-oriented）のリソース割当が実現可能となる。
【００８８】
バッファ制御装置２６０は、バッファデータセンダ２５０および受信機２４０が送信バッファ２１０と直接通信することができるという条件で省略することが可能であることに言及しておきたい。同じく、送信バッファ２１０は、系統立てられたバッファ制御装置２６０が必要でなくなるよう制御回路を含む場合がある。同じく、バッファデータセンダ２５０および受信機２４０は、送信バッファ占有量決定器２２０と直接通信する場合がある。
【００８９】
さらに、リソース割当器２２４は、基地局の外部に配置可能であり、このとき送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２および現下の基地局２００に割り当てられるリソースに関する情報２３０は、現下の基地局２００と外部のリソース割当器２２４との間で交換される必要がある。言い換えると、基地局２００のコンポーネントは空間的に分散することができる。
【００９０】
さらに、基地局２００は、数個の基地局同士の相互干渉を避けるために他の基地局と時間および／または周波数同期することができる。同期は好ましくは、基地局２００に同期情報受信機および／または同期情報送信機を組み入れることによって実現される場合があり、この場合、同期受信機および／または同期送信機は好ましくは、時間同期情報を交換するために使用される場合がある。さらに、数個の基地局同士の間でキャリア周波数および／またはＯＦＤＭサブキャリア周波数を同期させるように構成された周波数同期回路も基地局２００に含まれる場合がある。例えば、基地局は、時間同期マークを含む基準クロック信号を配信（受信および／または送信）する回路を備える場合もある。
【００９１】
さらに、同期目的から、送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２を定期的におよび／または与えられた時点において決定することが必要な場合がある。したがって、送信バッファ占有量決定器２２０は、モバイル通信装置を別の基地局から現下の基地局２００へ、または現下の基地局２００から別の基地局へハンドオーバした直後にではなく、斯かるハンドオーバ後の次の許された時点において、送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報２２２を決定するように構成されていることがある。言い換えると、リソース割当に必要な情報が他の基地局の間で交換されるある予定時点（または一連の予定時点）が存在する。このため、送信バッファ占有量決定器２２０は、ハンドオーバが起こった後の次の予定時点に実際の送信バッファ占有量に関する情報２２２を計算するように指示されることがある。
【００９２】
図２ｂに本発明の基地局を含むモバイル通信ネットワークの動作の流れ図を示す。モバイル通信装置は、図示された流れ図を実行する以前は基地局ＢＳ２と繋がっていなかったと仮定する。図２ｂの流れ図全体は、符号２８０で指定されていることに留意されたい。第１のステップ２８２において、モバイル通信装置は基地局ＢＳ２を特定（locate）する。このステップにおいて、モバイル通信装置は、基地局ＢＳ２は最適な通信接続を確立することができる基地局であると判定する。この評価（assessment）は、モバイル通信装置が基地局ＢＳ２を受信することができる信号強度、またはチャネル推定に基づく場合がある。しかしながら、他の基準も基地局ＢＳ２を好ましい基地局として特定することに影響を与える場合がある。
【００９３】
第２のステップ２８４において、モバイル通信装置は、特定された基地局ＢＳ２に接続する。第２のステップ２８２では、モバイル通信装置と基地局ＢＳ２との間で識別（ＩＤ）情報が交換され、かつ／またはチャネル推定が決定されることがある。モバイル通信装置と特定された基地局ＢＳ２との間の通信接続の結果、第３のステップ２８６において、特定された基地局ＢＳ２は、モバイル通信装置へ送信するためのデータを取得する。第３のステップ２８６において、特定された基地局ＢＳ２は、現下のモバイル通信ネットワークのネットワークノードに対し、特定のモバイル通信装置が基地局ＢＳ２に接続したことを通知する。この後、ネットワークノードは、モバイル通信装置が以前に接続された基地局へこの情報を転送する場合があり、そしてモバイル通信装置は、以前に接続された基地局が送信バッファに格納されたそれぞれのモバイル通信装置のコンテンツを、現下の基地局ＢＳ２へ転送する場合がある。同じく、モバイル通信装置へ送信される新しいデータがモバイル通信ネットワークによって基地局ＢＳ２へ送られる場合がある。したがって、第４のステップ２８８において現下の基地局ＢＳ２のバッファ占有量は増大する。結果として、現下の基地局ＢＳ２はその新しい実際のバッファ占有量に関する情報を他の基地局ＢＳ１およびＢＳ３に通知する。同じく、その他の基地局ＢＳ１およびＢＳ３は、第５のステップ２９０においてそれらのそれぞれの送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報を現下の基地局ＢＳ２へ通知する場合がある。
【００９４】
第６のステップ２９２において、全ての含まれた基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３（これは好ましくは同一のモバイル通信セルにサービスする）は、第５のステップ２９０で転送された実際のバッファ占有量に関する情報に基づいてリソース割当を決定する。
【００９５】
第７のステップ２９４において、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、ステップ２９２において決定されたリソース割当を使用してデータをそれぞれの基地局に接続されたモバイル通信装置へ送信する。言い換えると、リソース割当は、基地局の実際のバッファ占有量に基づいて実行される。
【００９６】
しかしながら、リソース割当は、中央集中的な方法で実行される場合がある。例えば、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、実際のバッファ占有量に関するそれぞれの情報を中央リソース割当器（centralized resource allocator）に通知する場合がある。中央リソース割当器は次に、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３のリソース割当を決定することがあるとともに、好ましくはリソース割当に関する情報を基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３へ送信することがある。中央リソース割当器は更に好ましくは、関連する基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３が干渉し合わないようにリソースを割り当てる。例えば、中央リソース割当器は、異なる基地局へ直交リソース（例えば、直交ＯＦＤＭキャリア、直交ＯＦＤＭサブバンド、直交ＯＦＤＭスロット、直交周波数スロットおよび／または直交時間スロット）を割り当てることがある。
【００９７】
さらに、基地局は、イントラセクタ割当（intra-sector allocation）と見なすことができるリソース割当を第２のステップとして実行することがある。第１のステップではリソースは、異なる基地局同士の間で割り当てられたが、リソース割当の第２のステップでは、特定の基地局に割り当てられたリソースがこの特定の基地局に接続された個々のモバイル通信装置へ割り当てられることがある。特定の基地局に接続された個々のモバイル通信装置へのこのリソース割当は、個々の基地局へ送られるデータ量を検討する場合があり、その結果、より少ないデータが送信されることになっているモバイル通信装置に対してより多くのデータが送信されることになっている個々のモバイル通信装置に、より多くのリソースを割り当てるようになっている。さらに、特定の基地局とこの特定の基地局に接続されたモバイル通信装置との間のチャネルの特性が、この第２のリソース割当ステップにおいて考慮されることがある。
【００９８】
以下、本発明のリソース・スケジューリングのコンセプトについて概説する。
【００９９】
本発明は、マルチユーザ（複数ユーザ）スケジューリング・アルゴリズムをセルラ環境に適用する適応伝送の拡張を生み出す。ここで、１セル当たり１２０°セクタアンテナを備えた３つの基地局と、これら３つの基地局の間で実行されるインタセクタ・スケジューリング（インタセクタ・スケジューリング・グループ）とを仮定する。インタセクタおよびイントラセクタ・スケジューリングは、独立に実行される２つの別々のステップに分割される。１つのセクタの基地局（以下、“ＢＳ”と表記される）同士の間の短期チャネル知識（short term channel knowledge）の交換は、実際には実現することが難しい場合があるので、インタセクタ・スケジューリングは、短期間のチャネル知識には頼らない。インタセクタ・スケジューリングに対しては、本発明は、バッファリングされたデータの総量だけが各グループの基地局同士の間で交換される必要があるような複雑さの低い分散型アルゴリズムを提案している。イントラセクタ・スケジューリングに対しては、適応伝送に適した任意のスケジューリング・アルゴリズム、例えば、ＳＩＮＲが最も高いユーザがスロットを勝ち取る最大ＳＩＮＲスケジューリングまたはＰＲＦ（proportional fair）スケジューリング、が採用されることがある。
【０１００】
本発明のインタセクタ・スケジューリング・アルゴリズムの基礎を成すアイデアは干渉し合うセクタ（例えば、同じ領域内において少なくとも所定の信号強度で受信することができる基地局）をグループ分けし、このグループの中でインタセクタ・スケジューリングを実行することにある。インタセクタ・スケジューラは、バッファリングされたデータ総量（接続されたユーザのパケット・待ち行列（packet-queue）の長さの総和）に比例するように周波数スロットをセクタへ（例えば、同じ領域内で受信可能な基地局へ）分配する。その結果、周波数ドメインにおける直交性が干渉し合うセクタのグループ内において得られる。周波数スロットが分配されたらすぐに、日和見性（opportunistic）のスケジューリングが各基地局において個別に適用される。すなわち、斯かるスケジューリングは、イントラセクタ・スケジューリングに先立ってインタセクタ・スケジューリング（スペクトル割当）が実行される２段階プロセスである。イントラセクタ・スケジューラでは異なる日和見性のアルゴリズムが使用されることが可能であり、提示されるシミュレーション結果では、ＰＦＲアルゴリズムが一例として選択される。
【０１０１】
本発明のインタセクタ・スケジューラは、リソースが基地局ＢＳへそれらのトラフィック負荷に比例して割り当てられるという点で、動的リソース割当スキームと見なすことができる。インタセル・スケジューラの適切なリソース割当によって、インタセクタ（セル間）干渉が緩和される。最も一般的な方法として、リソースは、周波数と、時間と、空間とにおいて分配される場合がある。周波数におけるリソース割当が検討される場合、インタセクタ・スケジューラは、動的周波数再利用スキームになる。ある特定の基地局（以下において‘ＢＳ’と表記される）に全体の利用可能な周波数リソースの中から固定されたサブバンドが割り当てられる静的な周波数再利用スキームとは異なり、サブバンドはある特定のＢＳのトラフィック負荷に比例して割り当てられる。ＯＦＤＭサブバンドを使用して、データ転送容量はサブキャリアを割り当てることによってフレキシブルに割り当てることも可能である。トラフィック負荷の尺度として、本発明はＢＳ（すなわちセクタ）ごとのバッファリングされたデータの総量を使用している。
【０１０２】
本発明のコンセプトは、以下の節において説明されるように従来の解決法と比較して多数の利点をもたらす。
【０１０３】
利用可能な帯域幅を帯域幅が累積バッファサイズに比例するサブバンドに分割することによって、空スロットの発生が、複雑さを大きく増すことなく軽減される。結果として、ＢＳが一時的に送信すべきデータを全く持たない場合には、リソースは隣のＢＳへ移されるので、システムは利用可能なリソースをより有効に利用し、統計的な多重利得（statistical multiplexing gain）が与えられる。このため、提案された２段階スケジューラは、固定された周波数再利用スキームに関して利用可能な帯域幅のより効率的な利用を実現する。
【０１０４】
提案されたインタセクタ・スケジューラは、長期変動（ＢＳごとに異なる数のアクティブユーザ）だけでなく短期変動（パケット交換サービス）に対しても有効であることに留意することは重要である。後者の場合、アクティブユーザの数は、ＢＳごとの全バッファサイズにも反映される。１つのセクタの全てのユーザが１つのＢＳに接続されることがある最も極端なケースでは、全ての他のＢＳは、空のバッファを有するので、全てのリソースは、その１つのＢＳへ移される。このことは、静的な周波数再利用スキームと比較して、セクタ当たりの容量が結果として３倍に増加することを意味する。代替の解決法は、一部のユーザを隣のＢＳへ移すことである。しかしこれは、ユーザはもはやＳＩＮＲが最も高い基地局に接続していないので、セクタ容量が低下する結果をもたらすことにもなる。それ故、バッファサイズの選択は、ある特定のＢＳの必要な帯域幅に対する適切な指標であることが見出される。
【０１０５】
他方、インタセクタおよびイントラセクタ・スケジューリングを同時に実行することは、パフォーマンスの観点から優れている。しかしながら、斯かる同時スケジューラは、基本的に、短期チャネル知識の交換を必要とし、場合によっては中央制御装置（例えば第３世代（３Ｇ）システムにおけるＲＮＣ（radio network controller））を必要とする。短期間のチャネル知識の交換は遅延に敏感で、それ故に例えば全てのＩＰネットワークによって実現することは難しい。提案された２段階アルゴリムにおいて、短期チャネル知識はＢＳの間で一切交換されない。さらに、無線ネットワークの配備コストは、本発明の解決法を使用すれば、中央制御装置の負担が軽減され、大きく減少する可能性がある。
【０１０６】
以下において、本発明を更に詳細に説明する。
【０１０７】
最初に、時間周波数スロット化した符号化ＯＦＤＭ（time and frequency-slotted coded OFDM）の概念について説明する。
このリポートにおいて想定されるシステムのダウンリンク（downlink）は、サブキャリアが２５６個でメインキャリア周波数が２ＧＨｚの５ＭＨｚＯＦＤＭ変復調装置（ＯＦＤＭモデム）に基づいている。結果として生じるサブキャリア間隔は、約１９．５ｋＨｚであり、５．２μｓの巡回プレフィックス（cyclic prefix）を含めて、全ＯＦＤＭシンボル時間は、５６．４μｓである。スケジューリング・スロットは、図１に示したようにＮ＝１６個の連続したＯＦＤＭシンボルに対してＭ＝１６個の近隣サブキャリアをグループ分けすることによって形成されている。したがって、１つのスケジューリング・スロットは、３１２．５ｋＨｚ×０．９０２ｍｓに等しく、ＭＮ＝２５６個の変調シンボルを含んでいる。
【０１０８】
図３ａに本発明の第４の実施形態による本発明のリソース・スケジューラのブロック図を示す。図３ｂに更に本発明の第４の実施形態による本発明のリソース・スケジューラによってスケジュールされたＯＦＤＭスロットのグラフ表現を示す。図３ａの本発明のリソース・スケジューラおよび図３ｂのＯＦＤＭスロットは、時間周波数スロット化したＯＦＤＭのリソース・スケジューリングを表している。基地局にあるスケジューラは、スロットをユーザに対して、それらのダウンリンク・チャネル品質と、送信履歴と、現在のバッファ状況とに基づいて割り当てる。
【０１０９】
物理層の再送単位（retransmission entity）は、リンク・パケット（link-packet）と呼ばれる。各リンク・パケットに対して、１８４ビット（２３バイト）が、８ビットのメモリを使用した符号化率３／４のパンクチャード符号によって、畳み込み符号化され（非特許文献７）、更に、サイズ１６×１６のブロック・インタリーバ（block interleaver）によってインタリーブされる。符号器をそのゼロ状態に強制的に戻すため、８個のテール・ゼロ（tail zero）が加えられ、結果として生じるリンク・パケットは、２５６符号化ビットに等しい。すなわち、リンク・パケットのサイズは、スケジューリング・スロットのサイズに一致する。
【０１１０】
移動性の低いユーザおよび一般的な無線チャネルに対しては、コヒーレンス時間およびコヒーレンス帯域幅は通常、スロットサイズを超える。ここで、１スロット内の全てのシンボルに対して同じ変調方式を仮定する。このアイデアは、非特許文献３および非特許文献８に既に提案されている。１シンボルごとにμ＝０、１，２、・・・、８ビットの変調選択肢を使えば、１スロットごとにμリンク・パケットをサポートするシステムを手にする可能である。リンク・パケットはサイズが一定なので、再送はμ＞０ならどのスロットでもスケジュールできる。つまり、センダは同じ好ましい変調のスケジューリング・スロットが再送を発するのを待ち受ける必要はない。このことは、可変サイズのリンク・パケットが想定されており１スロットごとに１つのリンク・パケットが送信される非特許文献３および非特許文献８のスキームとは対照的である。
【０１１１】
しかしながら、ＳＩＮＲに小さな違いが同じスロットのシンボルの間に存在する。したがって、使用する変調方式を選ぶときにはスロット内の最も悪いＳＩＮＲを使用する。このため、ＳＩＮＲマージンが暗に想定される。各スロットの最も悪いＳＩＮＲの予測に基づいて、モバイル端末は以下の表に示された所定の選択肢から選んで使用する好ましい変調方式を折り返し通知する。
【０１１２】
【表１】
【０１１３】
上記表（表１）はＡＷＧＮ（加法性白色ガウス雑音）チャネルにおけるリンク・パケット誤り率（ＰＥＲlink）が、ＰＥＲlink≦１０-2のルックアップテーブルを構成している。言い換えると、上記ルックアップテーブルは、与えられた信号対ノイズ比Ｅs／Ｎ0に対してどの変調をすべきかを規定している。
【０１１４】
上記表（表１）の閾値は、ＡＷＧＮチャネルにおけるリンク・パケット誤り率のコンピュータ・シミュレーションから得られる。
【０１１５】
図４にＡＷＧＮチャネルにおける異なる変調タイプのリンク・パケット誤り率のグラフ表現を示す。図４は、ＡＷＧＮチャネルにおけるＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、・・・、２５６−ＱＡＭに対するリンク・パケット誤り率（ＰＥＲlink）を示している（変調タイプは表１に示したものと同じである）。シミュレーション結果は、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ復調と軟判定ビタビ復号（soft decision Viterbi-decoding）を利用する完全に時間周波数同期した受信機を想定している。
【０１１６】
図４に示した結果から、１０-2未満のリンク・パケット誤り率を与えるスペクトル的に最も効率の高い変調を選択する。誤りを含むリンク・パケットの再送に対しては、８ビットのシーケンス番号によるＳＲ型（selective repeat）ＡＲＱ（非特許文献９のｐ．２８５−２８９と非特許文献１０のｐ．２２３−２２８を参照）を使用する。シーケンス番号に関連するオーバヘッドは更なる注意が必要であることに言及しておきたい。
【０１１７】
以下において、本発明のインタセクタ・スケジューリングを詳細に説明する。
【０１１８】
セル方式システムに対して、各セルに３つのコーナーポジションにある基地局が１２０°セクタアンテナを使って照射していることを想定する。これら３つのセクタは、一緒になって時間同期型インタセクタ・スケジューリング・グループを形成する。本発明のインタセクタ・スケジューラは、リソース（時間周波数スロット）をこのグループ内のセクタに分配し、ある与えられた時間周波数スロットに対しては１つの基地局のみが送信することを保証することによって、相互の干渉が避けられる。
【０１１９】
要約すると、本発明は、インタセクタ・スケジューラに対し、基地局においてバッファリングされたデータ量に比例してスロットを分配するよう仕込む。遅延に敏感なサービスに対してこのアプローチを使用する論理的根拠は、パケット遅延のデッドラインを遵守するために、バッファが増大するほどより多くリソース（時間周波数スロット）を必要とするということにある。既に概説したように、このことは、異なる平均データレートまたはアクティブユーザの異なる数といった長期変動に対してだけでなく、パケットの変動するインターアライバル時間（Interarrival Time）といった短期変動に対しても当てはまる。
【０１２０】
インタセクタ・スケジューリングが完了した後、イントラセクタ・スケジューラは、例えばＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ＦａｉｒまたはＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ Ｒｕｌｅアルゴリムを使ってスロットをアクティブユーザに割り当てる。
【０１２１】
一般に、ここでは、１セルごとにＬ個の周波数スロットとＳ個のセクタを有するシステムを議論する。またＤn［ｓ］を時間ｎにおけるセクタｓ内のユーザのバッファリングされたリンク・パケットの総数とする。Ｄn［ｓ］は、インタセクタ・スケジューリング・グループの全ての基地局で利用可能とされることを仮定する。
【０１２２】
各分散型インタセクタ・スケジューラは、次に各セクタにスロット数を計算する。
【数１】
上式において‘％’は法（modulo）演算子を表し、ｆn［ｓ］とｇn［ｓ］は次式で定義される。
【数２】
【数３】
【０１２３】
ｌn［ｓ］が計算された後、インタセクタ・スケジューラはセクタｓにおいてどのスロットを使用すべきかを決定しなければならない。この点で、複数の選択肢が存在することは明らかであり、我々は図５に示すようにラウンド・ロビン（Round Robin）法でスロットを割り当てる。
【０１２４】
図５にスロットをセクタに割り当てるための本発明のラウンド・ロビン法のブロック図を示す。ラウンド・ロビン法は、スロットを数１式で計算されたｌn［ｓ］に従ってセクタに割り当てる。必要とされる初期条件は、ｍ＝０、ｓ＝０、および全てのｓに対してｋn［ｓ］＝０である。
【０１２５】
この議論の最後に、スロットは、同じＢＳに付随する連続する（順々に続く）スロットが平均してＳ個のスロットの間隔を置いてブロック単位で（blockwise）インターリーブされる。このスロット割当は、全帯域の周波数ダイバーシチが利用されるという利点を有する。他方、連続するチャンクのスロットをＢＳ達に割り当てることは、ＢＳ同士の間の同期オフセットに関してよりローバスト（robust）である。
【０１２６】
以下、イントラセクタ・スケジューリングをより詳しく説明する。
【０１２７】
全てのＬ個のスロットのチャネル状態は好ましくは、ある与えられたセクタ内の全てのユーザにとって利用可能であるので、時間ｎにおける全ての周波数スロットに対する全てのユーザを同時に考慮する“ベクター（vector）”スケジューラが導入可能である。しかしながら、本発明において、スロットの間で独立にしかも周波数に関して逐次（順次）に決定を形成する“スカラー（scalar）”アルゴリズムで処理する。すなわち、スケジューラは、最初にユーザをスロットｍ＝０へ割り当て、次にスロットｍ＝１へ・・・と言った具合である。
【０１２８】
逐次アプローチを前提とすれば、時間・周波数インデックスを落として代わりに連番インデックスによって以下のようにスロットを特定する。
【数４】
【０１２９】
［数４］の式において、全てのＬ個のスロットは利用可能であると仮定される。当然ながら、インタセクタ・スケジューリングが使用されるときには、各セクタに割り当てられたスロットのみが含まれなければならない。
【０１３０】
表１（ＡＷＧＮチャネルにおけるリンク・パケット誤り率がＰＥＲ≦１０-2のルックアップテーブル）を使用して、ｋ番目のモバイル端末は、ｑ番目のスロットの予測されたダウンリンク・チャネル品質をμ∧k［ｑ］として折り返し通知する。
【０１３１】
イントラセクタ・スケジューラに対しては、ＰＦＲ（proportional fair）が実施される。別の適当なイントラセクタ・スケジューラとしては指数ルール（exponential rule）スケジューラ［１１］がある。ユーザｋに対してスケジュールされたｑ番目のスロットをｋ∧［ｑ］と表記すると、ＰＲＦスケジューラは次式に基づいてその決定を形成する。
【数５】
上式においてμ~k［ｑ］はユーザｋの平均レートのことで、これは移動平均操作（moving average operation）によって得られる。さらに、Ωk［ｑ］は送信すべきデータを有するユーザの集合を表す。
【０１３２】
以下、システム性能の評価について説明する。
ここで、コンピュータ・シミュレーションを使用して、図７に示すような９個のセルが存在するセルラ環境におけるイントラセクタおよびインタセクタ・スケジューリングの提案された組み合わせの性能を評価する。
【０１３３】
図７にシミュレーションのためのモバイル通信セル内にランダムに分布したユーザ分布のグラフ表現を示す。言い換えると、図７は、シミュレータ・スナップショットである。ユーザは、各セル内にランダムに、しかもエリアユニットごとに均一に分布している。さらに、ユーザは、最も高いＳＩＮＲをもたらす基地局に接続される。実線、破線、および点線は、それぞれセクタＩＤがｓ＝０、ｓ＝１、ｓ＝２のアンテナパタンを示すために使用されている。
【０１３４】
サービスエリアの外側の部分に位置するセルの境界効果を避けるために、全てのセルが各方向に隣接するセルを持つラップアラウンド（wraparound）環境が想定される。
【０１３５】
ここで、通信セルは図７において六角形の蜂の巣のように描かれていることに留意する。図７では、基地局（例えば基地局７１０，７１２，７１４）（または送信機／受信機）は、六角形セル、例えばセル７２０のコーナー（角）に配置されている。各基地局は、複数のモバイル装置とのリンクを確立する。図中、そのリンクは基地局を発するラインで示されている。各々の基地局は、約１２０°のセクタにサービスする。図７に示すように、各セル（例えばセル７２０）は、３つの基地局（例えば基地局７１０，７１２，７１４）によってサービスされる。
【０１３６】
言い換えると、セクタは、基地局によってサービスされる空間領域である。さらに、セルは、複数の重なり合うセクタから成るように、２つ以上の基地局によってサービスされることがある。
【０１３７】
基地局は、好ましくはセルの辺または境界に位置するが、基地局は、セル内部にも配置されることがある。さらに、セクタおよびセルの幾何学的形状は変わる場合があることに言及しておきたい。同じく、セルにサービスする基地局の数も変化することがある。
【０１３８】
さらに、基地局は、セットの利用可能な全送信／受信リソースからのリソースを利用することができる。全体の利用可能な送信／受信リソースは、例えば周波数リソース（例えば周波数レンジ）、時間リソース（例えば時間スロット）またはコード・リソース（例えばＣＤＭＡコード）から含んでいてもよい。
【０１３９】
図６に理想的なアンテナパタンのグラフ表現を示す。このアンテナパタンは、基地局に想定されるように２５ｄＢの前後の電界比を有している。
【０１４０】
言い換えると、図６に示すような前後電界比が２５ｄＢの理想的な１２０°アンテナ（セルごとにＳ＝３個のセクタ）が基地局に使用される。モバイル通信端末には全方向性アンテナが想定される。
【０１４１】
ダウンリンク無線チャネルは電力遅延プロファイルが“車両基準環境Ａ（Vehicular Reference Environment A）”に準拠する周波数選択性レイリーフェーディング（frequency-selective Rayleigh-fading）としてモデリングされる。タップ相関（tap correlation）に対してはクラークのドップラ・スペクトル（Clarke's Doppler spectrum）が想定される。距離に依存する経路損失指数はα＝−４，σs＝５ｄＢのログノーマルシャドウイング（log-normal shadowing）も想定される。ここでは、移動性が低いシナリオに集中し、さらに全てのユーザがν＝１ｍ／ｓで移動すると仮定する。
【０１４２】
ここで、データ・トラフィックの２つの異なるシナリオを調べる。シナリオＩにおいて、パケットは、ポアソン過程により基地局に到達する。つまり、パケットのインターアライバル時間（到着時間間隔）は、平均値がＴ~pで指数分布していると仮定される。このシナリオは、例えばストリーミング・ビデオといったデータレートが比較的一定の用途に対応し、‘ポアソン・データ・トラフィック（Poisson data traffic）’と略称される。
【０１４３】
しかしながら、ウェブ閲覧といった多くの用途は、その合間のアイドル期間が比較的長いデータバーストを生み出す。シナリオＩＩでは、しがたって、パケット・インターアライバル時間は、過程がバースト状態にあるのかアイドル状態にあるのかによって平均値が異なった（Ｔ~bまたはＴ~i）指数分布していることを仮定する。すなわち、パケットバースト間の時間は平均値Ｔ~iの指数部分布しているとモデリングされ、バースト内におけるパケット間時間は平均値Ｔ~b（ただしＴ~b＜＜Ｔ~i）で指数分布しているとモデリングされる。両方のシナリオに対して、１４９５バイト（６５リンクパケット）で一定のパケットサイズを仮定し、簡単のため、ここでは、５０パケットで一定のバーストサイズも仮定する。
【０１４４】
以下の表（表２）に、データ・トラフィックに使用されるパラメータをまとめておく。
【０１４５】
【表２】
【０１４６】
ここで、シナリオＩとシナリオＩＩにおいてそれぞれ各セルにエリアユニットごとに一様に分布した２０ユーザと１００ユーザを想定する。このとき、全てのユーザがシステムに受け入れられた場合、１セル当たりの平均負荷は両方のシナリオにおいて４Mbit/sに等しい。しかしながら、通信遮断ポリシー（outage policy）がシミュレーションに含まれる場合には（以下参照）、実際の負荷はそれより若干低くなる。
【０１４７】
干渉し合う基地局に対して、我々は距離に依存する経路損失とシャドウイングを含めるが周波数選択性レイリーフェーディングは排除する。全ての基地局が、単一ユーザシナリオ（ゼロ干渉）において、セル中央で期待されたＥb／Ｎ0の値（１５ｄＢ）を結果としてもたらす伝送パワーを使用することを仮定する。この場合の期待値は、ログノーマルシャドウイング（log-normal shadowing）とレイリーフェーディング（Rayleigh-fading）との双方にわたるものである。
【０１４８】
関心のある信号の高速フェーディングは、移動性の低いユーザに対して正確に予測できる過程である（非特許文献２）。他方でインタセル干渉パワーは、干渉し合う各基地局の伝送活量に依存し、モバイル端末において短期の値を予測することは事実上不可能である。それ故、モバイル端末は、信号エネルギーの予測値を使用することができるが、予測されたＳＩＮＲを形成するときには干渉および雑音電力（interference-plus-noise powers）の測定（値）に頼らなければならない。より正確には、シミュレーションにおいて、ＳＩＮＲの予測値を、時間ｎ−１における干渉およびノイズの電力スペクトル密度（完全に既知）と時間ｎ＋２における信号エネルギー（完全に既知）との間の比率として形成する。
【０１４９】
簡単にするため、ここで、全ての基地局が時間同期されることを仮定する。しかし、この仮定は、各インタセクタ・スケジューリング・グループ内にのみ現実に必要とされる。さらに、伝搬遅延時間はサービスエリア内で無視可能であると仮定され、インタセル干渉（inter-cell interference）を各スロットのＡＷＧＮパワーの個別的であるが一定の増加としてモデリングする。したがって、干渉し合う基地局における伝送活量に依存して、異なるスロットは、シミュレーションにおいて異なるＡＷＧＮパワーを有することになる。
【０１５０】
シミュレータは、シナリオＩおよびＩＩに対してそれぞれ継続時間が２０ｓおよび１００ｓのスナップショット（snapshot）の性能を評価する。提示された結果は、シナリオＩおよびＩＩに対してそれぞれ１００個および２０個の独立に生成されたスナップショットにわたる平均値である。ここで、各スナップショットごとに以下のことを仮定する。
・ユーザは各セル内においてランダムにしかもエリアユニットごとに一様に分布する。
・ユーザのポジションは固定されるがレイリーフェーディングはなお更新される。
・各基地局から各モバイル端末へのログノーマルシャドウイング（log-normal shadowing）は独立に生成され、かつ、スナップショットの間は一定に保たれる。
・パケットデータシーケンスは異なるユーザに対して独立に生成される。
・周波数選択性レイリーフェーディング（frequency-selective Rayleigh-fading）は異なるユーザに対して独立に生成される。
・ＡＷＧＮは異なるユーザに対して独立に生成される。
【０１５１】
図８に、各々のサービスエリアを２５％カバーする領域（領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、および領域Ｄ）に、セルを分割した様子をグラフにした図を示す。言い換えると、各セルが各々サービスエリアを２５％カバーする領域に分割され、ここでは、同じ領域内に位置するユーザ達の平均的な性能を提示する。
【０１５２】
実際性能は、各スナップショットごとにユーザ固有であり、したがって、ここでは、図８の同じ領域内に位置するユーザ達の平均値を提示することとする。図８における４つの領域は各々サービスエリアを２５％カバーし、従ってそれぞれの領域において同じ数のユーザが期待される。
【０１５３】
受け入れがたいほど性能が低いユーザを排除するため、少なくとも１０ｄＢの平均ＳＩＮＲを必要とする通信遮断ポリシー（outage policy）を採用している。これらのユーザの一部は、スループットの低下を犠牲にしてより低いチャネル符号化率を採用するローバストなフォールバック法（robust fall-back method）によってカバーされることができる。
【０１５４】
以下、本発明のスケジューリング概念のシミュレーション結果について説明する。
【０１５５】
上述したシステムパラメータを使えば、トータルで１６個のスロットがスケジューリングに利用可能である。しかしながら、本願の提案と静的な周波数再利用による従来のスキームとを公平に比較するため、最初の１５スロットのみが使用される（Ｌ＝１５）。基準スキームでは、スロットは３つおきにセル内の各々のセクタに割り当てられる。すなわち、基準スキームの再利用パタンを記述する以下の表（表３）に従ってスロットはセルラ環境において割り当てられ、再利用される。
【０１５６】
【表３】
【０１５７】
セクタ番号ｓと図７に示されたセクタ位置との間の同じ関係がインタセクタ・スケジューリングによるスキームにも仮定される。
【０１５８】
実際、表３は、Ｌ１５、Ｓ＝３、そして全てのｎに対してｌn［０］＝ｌn［１］＝ｌn［２］＝５の場合に、既に述べた［数１］の式、［数２］の式、および［数３］の式を適用したインタセクタ・スケジューリング・アルゴリズムを使用した結果の特別なケースである。
【０１５９】
シミュレーションにおいて、パケット遅延時間（packet delay）は、基地局におけるバッファ到着からモバイル端末における誤りのない受信までの間に費やされた時間として定義される。したがって、提示された結果は誤りのあるリンク・パケットの伝送に費やされる追加的な時間を含む。しかしながら、処理遅延時間（processing delay）は、シミュレーションには含まれていないことに言及しておきたい。
【０１６０】
図９ａに、ポアソン・トラフィック（Poisson traffic）に対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来の基地局のそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図を示す。破線および実線はそれぞれ、提案されたスキームと基準スキーム（従来の基地局）の性能を示している。
【０１６１】
図９ｂに、バースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来の基地局のそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図を示す。表現方法は図９ａと類似する。
【０１６２】
図１０ａに、ポアソン・トラフィック（Poisson traffic）に対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する、平均パケット遅延時間をグラフ表現した図を示す。提案されたスキームの平均パケット遅延時間は白色のバーで示されており、一方、基準スキーム（従来のモバイル通信システム）の平均パケット遅延時間は黒色のバーで示されている。
【０１６３】
図１０ｂにバースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して図１０ａと同じ情報を示す。
【０１６４】
図１１ａに、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間の間の比率をグラフ表現した図を示す。
【０１６５】
図１１ｂにバースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して図１１ａと同じ情報を示す。
【０１６６】
図９ａ、図９ｂ、図１０ａ、図１０ｂ、図１１ａ、および図１１ｂから、静的再利用による基準スキームと比較して提案されたインタセクタ・スケジューラを使用することの明確な利点を見て取れる。そして、使用されるトラフィックモデルに応じて、約２０％ないし５０％の遅延時間の減少が実現可能である。期待されるように、インタセクタ・スケジューリングは、バースト・データ・トラフィックにとってより重要である。
【０１６７】
図１２ａに、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムおよび従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する通信遮断確率をグラフ表現した図を示す。
【０１６８】
図１２ｂにバースト・データ・トラフィック（burst data traffic）に対して図１２ａと同じ情報を示す。図１２aと図１２ｂは、各グループにおけるユーザの通信遮断確率を示している。期待されるように、通信遮断確率は基地局からの距離（減少するＳＩＮＲ）と共に増大する。
【０１６９】
以上のことをまとめると、本発明は、セルラ環境にマルチユーザ・スケジューリング・アルゴリズムを適用して適応変調への拡張を生み出す。各スロットごとに１ユーザのみがスケジュールされるので、イントラセル干渉は本質的にゼロである。干渉を更に減らすため、セルラ環境内にある近隣の基地局同士の間のスケジューリングも実行することができる。基地局同士の間で交換できる情報に応じて、異なるインタセル・スケジューラが設計できる。本発明において、基地局の小さなグループ内の各基地局においてバッファリングされたデータ量を交換するよって、特に有利な解決法を実現することができることを明らかにしている。より正確に言えば、システム内の各セルをカバーするセクタは、インタセクタ・スケジューリング・グループを形成する。したがって、スケジューリングを２つの別々のオペレーション、すなわち別々に実行されるインタセクタ・スケジューリングとイントラセクタ・スケジューリングに分割する。この場合、自由なリソースを、送信すべきデータを持つすぐ近くの基地局へ移動させることが有利である。非特許文献１において似たようなアプローチが採用されているが、パケット遅延時間の増大を示した非特許文献１の結果とは対照的に、本発明のスキームは、パケット遅延時間を大きく減らすことができるといえる。
【０１７０】
言い換えると、本発明は、適応伝送のためのセルラ環境へのマルチユーザ・スケジューリング・アルゴリズムの拡張を定義している。サブキャリアとＯＦＤＭシンボルのグループをスロットにグループ分けする時間周波数スロット化したマルチユーザＯＦＤＭシステムが、検討されている。適応伝送の目的は、スロットをその特定のスロットにおいて有利なチャネル状態を有するユーザに割り当てることにある。
【０１７１】
更に好ましい実施形態では、本発明のインタセクタ・スケジューリングはダウンリンク、すなわち基地局からモバイル端末への通信で実施されるだけでなく、モバイル端末から基地局へのアップリンクでも実施される。この実施形態では、送信リソースで競合する数個のモバイル端末のバッファ占有量状況がリソースをモバイル端末に割り当てるのに使用される。しかし好ましくは、実際のリソース割当はモバイル端末にサービスする基地局によって実行される。モバイル端末が使用するリソースはモバイル端末のバッファ占有量によって決定されるが、基地局はモバイル端末に異なるモバイル端末が使用することができるチャネルの数といったリソース量をなおも通知する。こうして、モバイル端末は完全にそれら自身でリソースを利用するのではなく、基地局に問い合わせも行い、割り当てられたチャネル数に関する基地局の回答を受け取り、しかる後、基地局の回答に通知された数のチャネルを占有する。
【０１７２】
さらに、本発明の方法の一定の実施要件に応じて、本発明の方法は、ハードウェアまたはソフトウェアの形態で実施が可能であることに言及しておきたい。本発明の実施は、本発明の方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働するデジタル記憶媒体、特に電子的に可読な制御信号が保存された磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、一回限りプログラム可能なメモリチップまたは再プログラム可能なメモリチップを使用して実施することができる。一般に、本発明は従ってコンピュータ上で実行する際に本発明の方法を実行するプログラムコードが機械読み取り可能な媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品である。言い換えると、本発明の方法は、コンピュータ上で実行させる際に本発明の方法の少なくとも１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【０１７３】
本発明のインタセクタ・スケジューラ、本発明の方法および本発明のコンピュータプログラムは、モバイル通信システムにおいて特に有効なリソース利用を可能にし、それ故、データスループットがより高くかつ／またはコストがより低いシステムを構築する場合の支援を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１ａ】本発明の第１の実施形態に係るインタセクタ・スケジューラのブロック図である。
【図１ｂ】本発明の第２の実施形態に係るインタセクタ・スケジューラのブロック図である。
【図２ａ】本発明の第３の実施形態に係る基地局のブロック図である。
【図２ｂ】本発明の基地局を含むモバイル通信ネットワークの動作の流れを示した図である。
【図３ａ】本発明の第４の実施形態に係るリソース・スケジューラのブロック図である。
【図３ｂ】本発明の第４の実施形態に係るリソース・スケジューラによってスケジュールされたＯＦＤＭスロットを表現した図である。
【図４】ＡＷＧＮチャネル上の異なった変調タイプに対するリンク・パケット誤り率をグラフ表現した図である。
【図５】スロットをセクタに割り当てるための本発明のラウンド・ロビン法のブロック図である。
【図６】理想的なアンテナパタンをグラフ表現した図である。
【図７】シミュレーション目的でモバイル通信セル内にランダムに分散したユーザ分布をグラフ表現した図である。
【図８】セルをそれぞれサービスエリアの２５％をカバーする領域に分割した様子をグラフ表現した図である。
【図９ａ】ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来の通信システムのそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図である。
【図９ｂ】バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する、パケット遅延時間τが時間Ｔ［ｓ］を超える確率をグラフ表現した図である。
【図１０】図１０ａは、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間をグラフ表現した図である。図１０ｂは、バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間をグラフ表現した図である。
【図１１】図１１ａは、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間の間の比率をグラフ表現した図である。図１１ｂは、バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する平均パケット遅延時間の間の比率をグラフ表現した図である。
【図１２】図１２ａは、ポアソン・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する通信遮断確率をグラフ表現した図である。図１２ｂは、バースト・データ・トラフィックに対して、本発明の基地局を含むモバイル通信システムと従来のモバイル通信システムのそれぞれに対する通信遮断確率をグラフ表現した図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１００，１３０ スケジューラ
１１０，１４０ 受信機
１１２，１１４ 負荷状況に関する情報
１２０，１５０ リソース割当器
１２２，１２４，１７０，１８２ 割当リソース
１４２，１４４ 特定の基地局の実際のバッファ占有量
１４６ 全バッファ占有量
１４８ 加算器
１５２ リソースユニットの総数
１５４ 全リソースユニット
１６０，１７４ 相対負荷計算器
１６２，１７６ リソース量計算器
１６４，１８０ リソースユニット・セレクタ
１６６，１７２ 実際のバッファ占有量と全バッファ占有量の比率
１６８，１７８ 割当リソース数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の送信機／受信機と第２の送信機／受信機との間で送信機／受信機を制御するためのスケジューラ（１００；１３０）であって、
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成されており、前記第１の送信機／受信機は、第１の送信リソースを使用し、前記第２の送信機／受信機は、第２の送信リソースを使用し、前記第１の送信機／受信機は、第１の送信バッファを有し、前記第２の送信機／受信機は、第２の送信バッファを有しており、
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機の負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２、１４４）を受信するための受信機（１１０；１４０）であって、前記負荷状況が前記第１および第２の送信バッファのある特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含むような受信機と、
前記負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２、１４４）に基づいて、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てるためのリソース割当器（１２０；１５０）であって、負荷が低い方の送信機／受信機と比べて負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則（１６０、１６２、１６４）を適用するように構成されたリソース割当器（１２０；１５０）と
を備えるスケジューラ。
【請求項２】
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、同じ空間領域へ送信または同じ空間領域から受信するように配置されている、請求項１に記載のスケジューラ。
【請求項３】
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、同じ伝送セル内に配置され、前記伝送セルは、各セクタごとに１つの送信機／受信機が付随する複数のセクタを含んでおり、前記リソース割当器（１２０；１５０）は、それらのセクタの間で前記リソースを割り当てるものである、請求項１または２に記載のスケジューラ。
【請求項４】
前記受信機（１１０；１４０）は、前記負荷状況として、通信セル内にある送信機／受信機の全てのバッファ占有量の総和によって決まる全バッファ占有量情報（１４６）と、或る特定の送信機／受信機の実際のバッファ占有量（１１２；１４２）とを受信するものであり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記実際のバッファ占有量（１４２）と前記全バッファ占有量（１４６）との比率（１６６）に応じて、前記特定の送信機／受信機に前記リソースを割り当てるものである、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項５】
前記送信機／受信機に割り当てられる前記リソース（１２２；１７０）は、
複数の基地局が同じ通信セルにサービスするのに利用することが可能なセット（１５４）のＯＦＤＭサブキャリアの要素であるＯＦＤＭサブキャリアと、
複数の前記ＯＦＤＭサブキャリアを組み合わせたものであり、複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能なセット（１５４）のＯＦＤＭサブバンドの要素であるＯＦＤＭサブバンドと、
複数の連続するＯＦＤＭシンボルにおける複数のサブキャリアを含んでおり、複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能なセットのＯＦＤＭスロットの要素であるＯＦＤＭスロットと、
複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能な利用可能な全周波数割当（１５４）の一部である周波数間隔と
を含んでおり、
複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能な複数の利用可能な時間スロットから得られる時間スロットと、
前記基地局が通信セルにサービスするのに利用することが可能な複数の空間リソースから、前記基地局がサービスを集中することができる領域を画定する空間リソースと
の少なくとも一方を更に含んでいる
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項６】
インタセクタ・スケジューラ（１００；１３０）の動作を少なくとももう１つの別のインタセクタ・スケジューラの動作と時間同期させる同期ユニットを備えている請求項１ないし５のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項７】
前記割当規則は、前記リソース割当器（１２０；１５０）によって割り当てられた前記リソースが別の前記インタセクタ・スケジューラによって割り当てられたリソースと競合しないように設定されている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項８】
前記割当規則は、同じ前記通信セルにサービスしている隣接する前記基地局同士の干渉を避けることができるように設定されている、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項９】
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、或る特定の送信機／受信機に割り当てられた前記リソースのデータ転送容量が、リソース量子化効果による歪みを除いて、前記特定の送信機／受信機の実際のバッファ占有量（１４２）と全バッファ占有量情報（１４６）との比率（１６６）に比例するように、前記リソースを前記特定の送信機／受信機に割り当てるものである、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１０】
前記リソースは、リソースユニット（１５４）で量子化され、
前記リソース割当器（１５０）は、第１の時間間隔内で第１の割当規則を使用して送信機／受信機へ割り当てるためのリソースの数（１６８）を決定し、第２の時間間隔内で第２の割当規則を使用して送信機／受信機に割り当てるためのリソースの数（１６８）を決定するものであり、
前記第１の割当規則と前記第２の割当規則は、前記第１の割当規則によってもたらされたリソース量子化による第１の丸め誤差が、前記第２の割当規則によってもたらされた第２の丸め誤差と比較したときに、正反対の符号を有するように設定されている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１１】
前記第１の割当規則は、利用可能な前記リソースユニットの総数（１５２）と或る特定の送信機／受信機の実際のバッファ占有量（１４２）と全バッファ占有量（１４６）の比率（１６６）との積を概数として整数値にして、前記特定の送信機／受信機に割り当てるための前記リソースユニットの数（１６８）を得ることを指示し、
第２の割当規則は、前記特定の送信機／受信機に割り当てるための前記リソースユニットの数（１６８）を他の送信機／受信機に割り当てられなかったリソースユニットの残数（１５４）として得ることを指示し、
前記残数は、利用可能な前記リソースユニット（１５４）の総数（１５２）と、別の送信機／受信機に割り当てられた前記リソースユニットの数を表す少なくとも１つの概数値との間の差として計算される、請求項１０に記載のスケジューラ。
【請求項１２】
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２，１４４，１４６）に基づいて前記リソース（１２２，１２４；１７０，１８２）を少なくとも前記第１の送信機／受信機と前記第２の送信機／受信機とに割り当てるものであり、前記インタセクタ・スケジューラ（１００；１３０）は、少なくとも前記第１の送信機／受信機と前記第２の送信機／受信機とへの前記リソースの割当に関する情報（１７０，１８２）を配信するためのリソース割当配信器（１８４）を備えているものである、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１３】
前記リソースは、前記時間スロットおよび周波数スロットの少なくとも一方であり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、少なくとも２つの送信機／受信機に対して、該送信機／受信機に割り当てられるスロットの数（１６８，１７８）を決定するものであり、前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記割り当てられるスロットの数（１６８；１７８）に満たない数のスロットが前記少なくとも２つの送信機／受信機の少なくとも１つに割り当てられている限りは、連続する隣り合ったスロットを前記少なくとも２つの送信機／受信機に交互に割り当てるものである、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１４】
前記リソースは、前記時間スロットおよび前記周波数スロットの少なくとも一方であり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、ラウンド・ロビン法を使用して連続する隣り合ったスロットを前記少なくとも２つの送信機／受信機に割り当てるものである、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１５】
前記リソースは、前記時間スロットおよび前記周波数スロットの少なくとも一方であり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、少なくとも２つの送信機／受信機に対して、該送信機／受信機に割り当てられるそれぞれのスロット数（１６８；１７８）を決定するものであり、前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記第１の送信機／受信機には隣り合ったスロットの第１の連続したブロックを割り当て、前記第２の送信機／受信機には隣り合ったスロットの第２の連続したブロックを割り当てるものである、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１６】
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記送信機／受信機に割り当てられたリソースを、前記送信機／受信機が保持するモバイル通信装置との複数のデータ接続に分配するものである、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１７】
前記第１の送信機／受信機は、複数の通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
前記第２の送信機／受信機は、前記複数の通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
第１の基地局の前記バッファ占有量は、前記第１の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算され、
第２の基地局の前記バッファ占有量は、前記第２の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算される、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１８】
前記インタセクタ・スケジューラである請求項１ないし１７のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１９】
利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成された第１の送信機／受信機および第２の送信機／受信機を有するモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機（２００）であって、
基地局（２００）からモバイル通信装置へ、または前記モバイル通信装置から前記基地局へ送信されるデータ（２１２）をバッファリングするための送信バッファ（２１０）と、
前記送信バッファ（２１０）の実際の占有量に関する情報（２２２）を含む前記送信機／受信機（２００）の負荷状況に関する情報を決定するための送信バッファ占有量決定器（２２０）と、
少なくとも１つの他の送信機／受信機の前記送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報（２２６）を含む前記少なくとも１つの他の送信機／受信機の負荷状況を受信するための受信機（２２８）と、前記第１の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２２）および前記少なくとも１つの他の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２６）に基づいて、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機（２００）に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てるリソース割当器であって、負荷が低い方の前記送信機／受信機よりも負荷が高い方の前記送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用するように構成されたリソース割当器（２２４）を含むスケジューラと
を備えているモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２０】
或る特定のモバイル通信装置が別の基地局によってサービスされていることを検出すると同時に、前記送信バッファ（２１０）に格納された前記特定のモバイル通信装置に送信すべきデータ（２５４）を前記別の基地局へ転送するセンダ（２５０）と、
前記別の基地局へ転送されたデータ（２５４）を前記送信バッファ（２１０）から削除するバッファ制御装置（２６０）と
を備えている、請求項１９に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２１】
前記バッファ制御装置（２６０）は、前記送信バッファ（２１０）から前記別の基地局へ転送されたデータ（２５４）を削除した後に、当該送信機／受信機（２００）の負荷状況に関する情報（２２２）の決定を開始するものである、請求項２０に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２２】
別の送信機／受信機から前記特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを受信するための受信機（２４０）と、前記特定のモバイル通信装置へ送信されるデータ（２４４）を前記送信バッファ（２１０）へ追加するバッファ制御装置（２６０）とを備えている、請求項１９ないし２１のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２３】
前記バッファ制御装置（２６０）は、前記別の基地局から受信したデータ（２４４）を前記送信バッファ（２１０）へ追加した後に、前記基地局（２００）の負荷状況に関する情報（２２２）の決定を開始するものである、請求項２２記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２４】
前記第１の送信機／受信機は、複数のモバイル通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
前記第２の送信機／受信機は、複数のモバイル通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
第１の基地局のバッファ占有量は、前記第１の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算され、
第２の基地局のバッファ占有量は、前記第２の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算される、請求項１９ないし２３のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２５】
前記スケジューラは、インタセクタ・スケジューラである請求項１９ないし２４のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２６】
第１の送信機／受信機と第２の送信機／受信機との間で送信機／受信機を制御する方法であって、ここで、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成し、前記第１の送信機／受信機は、第１の送信リソースを使用し、第２の送信機／受信機は、第２の送信リソースを使用し、前記第１の送信機／受信機は第１の送信バッファを有し、前記第２の送信機／受信機は第２の送信バッファを有するものであって、
前記第１の送信バッファおよび前記第２の送信バッファの或る特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含む、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機の負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２，１４４，１４６）を受信（１１０；１４０）するステップと、
前記負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２，１４４，１４６）に基づいて、負荷が低い方の送信機／受信機よりも負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用することによって、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てる（１２０：１５０）ステップと
を含んでいる、送信機／受信機を制御するスケジューリング方法。
【請求項２７】
利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成された第１の送信機／受信機および第２の送信機／受信機を有するモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機を動作させる方法であって、
基地局からモバイル通信装置へ、または前記モバイル通信装置から前記基地局へ送信されるデータをバッファリング（２１０）するステップと、
送信バッファの実際の占有量に関する情報（２２２）を含む負荷状況に関する情報を決定（２２０）するステップと、
少なくとも１つの別の送信機／受信機の前記送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報（２２６）を含む、前記少なくとも１つの別の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報を受信（２２８）するステップと、
前記第１の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２２）および前記少なくとも１つの別の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２６）に基づいて、負荷が低い方の送信機／受信機よりも負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用することによって、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てる（２２４）ステップと
を含んでいる、方法。
【請求項２８】
コンピュータ上で実行させた際に請求項２６または２７に記載された方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【請求項１】
少なくとも第１の送信機／受信機と第２の送信機／受信機との間で送信機／受信機を制御するためのスケジューラ（１００；１３０）であって、
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成されており、前記第１の送信機／受信機は、第１の送信リソースを使用し、前記第２の送信機／受信機は、第２の送信リソースを使用し、前記第１の送信機／受信機は、第１の送信バッファを有し、前記第２の送信機／受信機は、第２の送信バッファを有しており、
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機の負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２、１４４）を受信するための受信機（１１０；１４０）であって、前記負荷状況が前記第１および第２の送信バッファのある特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含むような受信機と、
前記負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２、１４４）に基づいて、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てるためのリソース割当器（１２０；１５０）であって、負荷が低い方の送信機／受信機と比べて負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則（１６０、１６２、１６４）を適用するように構成されたリソース割当器（１２０；１５０）と
を備えるスケジューラ。
【請求項２】
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、同じ空間領域へ送信または同じ空間領域から受信するように配置されている、請求項１に記載のスケジューラ。
【請求項３】
前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、同じ伝送セル内に配置され、前記伝送セルは、各セクタごとに１つの送信機／受信機が付随する複数のセクタを含んでおり、前記リソース割当器（１２０；１５０）は、それらのセクタの間で前記リソースを割り当てるものである、請求項１または２に記載のスケジューラ。
【請求項４】
前記受信機（１１０；１４０）は、前記負荷状況として、通信セル内にある送信機／受信機の全てのバッファ占有量の総和によって決まる全バッファ占有量情報（１４６）と、或る特定の送信機／受信機の実際のバッファ占有量（１１２；１４２）とを受信するものであり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記実際のバッファ占有量（１４２）と前記全バッファ占有量（１４６）との比率（１６６）に応じて、前記特定の送信機／受信機に前記リソースを割り当てるものである、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項５】
前記送信機／受信機に割り当てられる前記リソース（１２２；１７０）は、
複数の基地局が同じ通信セルにサービスするのに利用することが可能なセット（１５４）のＯＦＤＭサブキャリアの要素であるＯＦＤＭサブキャリアと、
複数の前記ＯＦＤＭサブキャリアを組み合わせたものであり、複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能なセット（１５４）のＯＦＤＭサブバンドの要素であるＯＦＤＭサブバンドと、
複数の連続するＯＦＤＭシンボルにおける複数のサブキャリアを含んでおり、複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能なセットのＯＦＤＭスロットの要素であるＯＦＤＭスロットと、
複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能な利用可能な全周波数割当（１５４）の一部である周波数間隔と
を含んでおり、
複数の前記基地局が同じ前記通信セルにサービスするのに利用することが可能な複数の利用可能な時間スロットから得られる時間スロットと、
前記基地局が通信セルにサービスするのに利用することが可能な複数の空間リソースから、前記基地局がサービスを集中することができる領域を画定する空間リソースと
の少なくとも一方を更に含んでいる
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項６】
インタセクタ・スケジューラ（１００；１３０）の動作を少なくとももう１つの別のインタセクタ・スケジューラの動作と時間同期させる同期ユニットを備えている請求項１ないし５のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項７】
前記割当規則は、前記リソース割当器（１２０；１５０）によって割り当てられた前記リソースが別の前記インタセクタ・スケジューラによって割り当てられたリソースと競合しないように設定されている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項８】
前記割当規則は、同じ前記通信セルにサービスしている隣接する前記基地局同士の干渉を避けることができるように設定されている、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項９】
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、或る特定の送信機／受信機に割り当てられた前記リソースのデータ転送容量が、リソース量子化効果による歪みを除いて、前記特定の送信機／受信機の実際のバッファ占有量（１４２）と全バッファ占有量情報（１４６）との比率（１６６）に比例するように、前記リソースを前記特定の送信機／受信機に割り当てるものである、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１０】
前記リソースは、リソースユニット（１５４）で量子化され、
前記リソース割当器（１５０）は、第１の時間間隔内で第１の割当規則を使用して送信機／受信機へ割り当てるためのリソースの数（１６８）を決定し、第２の時間間隔内で第２の割当規則を使用して送信機／受信機に割り当てるためのリソースの数（１６８）を決定するものであり、
前記第１の割当規則と前記第２の割当規則は、前記第１の割当規則によってもたらされたリソース量子化による第１の丸め誤差が、前記第２の割当規則によってもたらされた第２の丸め誤差と比較したときに、正反対の符号を有するように設定されている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１１】
前記第１の割当規則は、利用可能な前記リソースユニットの総数（１５２）と或る特定の送信機／受信機の実際のバッファ占有量（１４２）と全バッファ占有量（１４６）の比率（１６６）との積を概数として整数値にして、前記特定の送信機／受信機に割り当てるための前記リソースユニットの数（１６８）を得ることを指示し、
第２の割当規則は、前記特定の送信機／受信機に割り当てるための前記リソースユニットの数（１６８）を他の送信機／受信機に割り当てられなかったリソースユニットの残数（１５４）として得ることを指示し、
前記残数は、利用可能な前記リソースユニット（１５４）の総数（１５２）と、別の送信機／受信機に割り当てられた前記リソースユニットの数を表す少なくとも１つの概数値との間の差として計算される、請求項１０に記載のスケジューラ。
【請求項１２】
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２，１４４，１４６）に基づいて前記リソース（１２２，１２４；１７０，１８２）を少なくとも前記第１の送信機／受信機と前記第２の送信機／受信機とに割り当てるものであり、前記インタセクタ・スケジューラ（１００；１３０）は、少なくとも前記第１の送信機／受信機と前記第２の送信機／受信機とへの前記リソースの割当に関する情報（１７０，１８２）を配信するためのリソース割当配信器（１８４）を備えているものである、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１３】
前記リソースは、前記時間スロットおよび周波数スロットの少なくとも一方であり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、少なくとも２つの送信機／受信機に対して、該送信機／受信機に割り当てられるスロットの数（１６８，１７８）を決定するものであり、前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記割り当てられるスロットの数（１６８；１７８）に満たない数のスロットが前記少なくとも２つの送信機／受信機の少なくとも１つに割り当てられている限りは、連続する隣り合ったスロットを前記少なくとも２つの送信機／受信機に交互に割り当てるものである、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１４】
前記リソースは、前記時間スロットおよび前記周波数スロットの少なくとも一方であり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、ラウンド・ロビン法を使用して連続する隣り合ったスロットを前記少なくとも２つの送信機／受信機に割り当てるものである、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１５】
前記リソースは、前記時間スロットおよび前記周波数スロットの少なくとも一方であり、
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、少なくとも２つの送信機／受信機に対して、該送信機／受信機に割り当てられるそれぞれのスロット数（１６８；１７８）を決定するものであり、前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記第１の送信機／受信機には隣り合ったスロットの第１の連続したブロックを割り当て、前記第２の送信機／受信機には隣り合ったスロットの第２の連続したブロックを割り当てるものである、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１６】
前記リソース割当器（１２０；１５０）は、前記送信機／受信機に割り当てられたリソースを、前記送信機／受信機が保持するモバイル通信装置との複数のデータ接続に分配するものである、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１７】
前記第１の送信機／受信機は、複数の通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
前記第２の送信機／受信機は、前記複数の通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
第１の基地局の前記バッファ占有量は、前記第１の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算され、
第２の基地局の前記バッファ占有量は、前記第２の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算される、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１８】
前記インタセクタ・スケジューラである請求項１ないし１７のいずれか一項に記載のスケジューラ。
【請求項１９】
利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成された第１の送信機／受信機および第２の送信機／受信機を有するモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機（２００）であって、
基地局（２００）からモバイル通信装置へ、または前記モバイル通信装置から前記基地局へ送信されるデータ（２１２）をバッファリングするための送信バッファ（２１０）と、
前記送信バッファ（２１０）の実際の占有量に関する情報（２２２）を含む前記送信機／受信機（２００）の負荷状況に関する情報を決定するための送信バッファ占有量決定器（２２０）と、
少なくとも１つの他の送信機／受信機の前記送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報（２２６）を含む前記少なくとも１つの他の送信機／受信機の負荷状況を受信するための受信機（２２８）と、前記第１の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２２）および前記少なくとも１つの他の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２６）に基づいて、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機（２００）に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てるリソース割当器であって、負荷が低い方の前記送信機／受信機よりも負荷が高い方の前記送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用するように構成されたリソース割当器（２２４）を含むスケジューラと
を備えているモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２０】
或る特定のモバイル通信装置が別の基地局によってサービスされていることを検出すると同時に、前記送信バッファ（２１０）に格納された前記特定のモバイル通信装置に送信すべきデータ（２５４）を前記別の基地局へ転送するセンダ（２５０）と、
前記別の基地局へ転送されたデータ（２５４）を前記送信バッファ（２１０）から削除するバッファ制御装置（２６０）と
を備えている、請求項１９に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２１】
前記バッファ制御装置（２６０）は、前記送信バッファ（２１０）から前記別の基地局へ転送されたデータ（２５４）を削除した後に、当該送信機／受信機（２００）の負荷状況に関する情報（２２２）の決定を開始するものである、請求項２０に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２２】
別の送信機／受信機から前記特定のモバイル通信装置へ送信されるデータを受信するための受信機（２４０）と、前記特定のモバイル通信装置へ送信されるデータ（２４４）を前記送信バッファ（２１０）へ追加するバッファ制御装置（２６０）とを備えている、請求項１９ないし２１のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２３】
前記バッファ制御装置（２６０）は、前記別の基地局から受信したデータ（２４４）を前記送信バッファ（２１０）へ追加した後に、前記基地局（２００）の負荷状況に関する情報（２２２）の決定を開始するものである、請求項２２記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２４】
前記第１の送信機／受信機は、複数のモバイル通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
前記第２の送信機／受信機は、複数のモバイル通信装置とのリンクを確立かつ維持するものであり、
第１の基地局のバッファ占有量は、前記第１の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算され、
第２の基地局のバッファ占有量は、前記第２の送信機／受信機によって維持される複数の伝送リンクにわたって計算される、請求項１９ないし２３のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２５】
前記スケジューラは、インタセクタ・スケジューラである請求項１９ないし２４のいずれか一項に記載のモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機。
【請求項２６】
第１の送信機／受信機と第２の送信機／受信機との間で送信機／受信機を制御する方法であって、ここで、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機は、利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成し、前記第１の送信機／受信機は、第１の送信リソースを使用し、第２の送信機／受信機は、第２の送信リソースを使用し、前記第１の送信機／受信機は第１の送信バッファを有し、前記第２の送信機／受信機は第２の送信バッファを有するものであって、
前記第１の送信バッファおよび前記第２の送信バッファの或る特定の時間における実際のバッファ占有量に関する情報を含む、前記第１の送信機／受信機および前記第２の送信機／受信機の負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２，１４４，１４６）を受信（１１０；１４０）するステップと、
前記負荷状況に関する情報（１１２，１１４；１４２，１４４，１４６）に基づいて、負荷が低い方の送信機／受信機よりも負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用することによって、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てる（１２０：１５０）ステップと
を含んでいる、送信機／受信機を制御するスケジューリング方法。
【請求項２７】
利用可能な全送信／受信リソースを使用して送信または受信するように構成された第１の送信機／受信機および第２の送信機／受信機を有するモバイル通信ネットワークのための送信機／受信機を動作させる方法であって、
基地局からモバイル通信装置へ、または前記モバイル通信装置から前記基地局へ送信されるデータをバッファリング（２１０）するステップと、
送信バッファの実際の占有量に関する情報（２２２）を含む負荷状況に関する情報を決定（２２０）するステップと、
少なくとも１つの別の送信機／受信機の前記送信バッファの実際のバッファ占有量に関する情報（２２６）を含む、前記少なくとも１つの別の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報を受信（２２８）するステップと、
前記第１の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２２）および前記少なくとも１つの別の送信機／受信機の前記負荷状況に関する情報（２２６）に基づいて、負荷が低い方の送信機／受信機よりも負荷が高い方の送信機／受信機にリソースがより多く割り当てられる結果をもたらす割当規則を適用することによって、前記全送信／受信リソースの中の第１の部分を前記第１の送信機／受信機に割り当て、前記第１の部分とは異なる第２の部分を前記第２の送信機／受信機に割り当てる（２２４）ステップと
を含んでいる、方法。
【請求項２８】
コンピュータ上で実行させた際に請求項２６または２７に記載された方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−７４７１８（Ｐ２００７−７４７１８Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−２３４１９４（Ｐ２００６−２３４１９４）
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３４１９４（Ｐ２００６−２３４１９４）
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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