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E−AICHを用いた動的な負荷平準化のための方法および装置
説明

E−AICHを用いた動的な負荷平準化のための方法および装置

【課題】通信ネットワークにおいて動的な負荷平準化を容易にするシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】1または複数のデバイスは、1または複数のモバイル・デバイスを基地局へ接続するために適用されるダウンリンク周波数とペアをなすアップリンク周波数で、ランダム・アクセス・プリアンブルを送信しうる。基地局は、このランダム・アクセス・プリアンブルに基づいて、アップリンク周波数負荷アンバランスが存在するかを判定しうる。基地局は、獲得インジケータ・チャネルで、少なくとも1つのモバイル・デバイスへインジケータを送信しうる。このインジケータは、新たなアップリンク周波数へ移行するためのコマンドを含む。モバイル・デバイスは、このコマンドに応じて、アップリンク周波数を切り換える。

【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【0001】
本願は、2008年3月31日に出願された“DYNAMIC UPLINK LOAD BALANCING USING E−AICH”と題された米国仮特許出願61/041,059号の利益を主張する。上記出願の全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【0002】
以下の記述は、一般に無線通信に関し、さらに詳しくは、獲得インジケータを利用した動的な負荷平準に関する。
【背景技術】
【0003】
無線通信システムは、例えば、音声、データなどのようなさまざまなタイプの通信コンテンツを提供するために広く開発された。一般的な無線通信システムは、(例えば、帯域幅、送信電力などのような)利用可能なシステム・リソースを共有することにより、複数のユーザとの通信をサポートすることができる多元接続システムでありうる。そのような多元接続システムの例は、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、および直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムなどを含む。さらに、これらシステムは、第3世代パートナシップ計画(3GPP)、3GPP2、3GPPロング・ターム・イボリューション(LTE)等のような仕様に準拠しうる。
【0004】
一般に、無線多元接続通信システムは、複数のモバイル・デバイスのための通信を同時にサポートすることができる。モバイル・デバイスはおのおのの、順方向リンクおよび逆方向リンクによる送信を介して1または複数の基地局と通信することができる。順方向リンク(すなわち、ダウンリンク)は、基地局からモバイル・デバイスへの通信リンクを称し、逆方向リンク(すなわち、アップリンク)は、モバイル・デバイスから基地局への通信リンクを称する。さらに、モバイル・デバイスと基地局との間の通信は、単一入力単一出力(SISO)システム、複数入力単一出力(MISO)システム、複数入力複数出力(MIMO)システム等によって確立されうる。さらに、モバイル・デバイスは、ピア・ツー・ピア無線ネットワーク構成で、他のモバイル・デバイスと(および/または基地局が他の基地局と)通信することができる。
【0005】
無線通信システムはしばしば、有効範囲領域を提供する1または複数の基地局を使用する。一般的な基地局は、ブロードキャスト・サービス、マルチキャスト・サービス、および/またはユニキャスト・サービスのために、複数のデータ・ストリームを送信する。ここで、データ・ストリームは、モバイル・デバイスに対して興味のある独立した受信からなるデータのストリームでありうる。そのような基地局の有効範囲領域内のアクセス端末は、合成ストリームによって搬送される1つ、1つより多い、または全てのデータ・ストリームを受信するために適用されうる。同様に、モバイル・デバイスは、基地局あるいは他のモバイル・デバイスへデータを送信することができる。
【0006】
MIMOシステムは、データ送信のために、一般に、複数(N個)の送信アンテナと、複数(N個)の受信アンテナとを使用する。N個の送信アンテナおよびN個の受信アンテナによって形成されたMIMOチャネルは、空間チャネルと称されるN個の独立したチャネルへ分割されうる。ここで、N≦{N,N}である。N個の独立チャネルのおのおのは、ディメンションに相当する。さらに、複数の送信アンテナおよび受信アンテナによって形成された追加のディメンションが利用される場合、MIMOシステムは、改善されたパフォーマンス(例えば、高められたスペクトル効率、より高いスループット、および/または、より高い信頼性)を提供する。
【0007】
無線通信では、ユーザ機器は、セル選択メカニズムに基づいて、利用する周波数あるいはキャリアを選択することができる。選択メカニズムによって、複数のユーザ機器が、単一の周波数を利用できるようになる。したがって、ユーザ機器は、別の周波数が比較的利用されていないのに対して、特定の周波数に過剰に負荷をかけることがある。
【発明の概要】
【0008】
以下は、1または複数の実施形態の基本的な理解を提供するために、そのような実施形態の簡単な概略を示す。この概要は、考えられるすべての実施形態の広範囲な概観ではなく、すべての実施形態の重要要素や決定的要素を特定することも、何れかまたはすべての実施形態のスコープを線引きすることも意図されていない。その唯一の目的は、後に示されるより詳細な記載に対する前置きとして、簡略化された形式で1または複数の実施形態のいくつかの概念を表すことである。
【0009】
1または複数の実施形態および対応する開示によれば、さまざまな態様が、無線ネットワークにおける動的な負荷平準化に関連して記載される。特に、基地局(例えば、eNodeB、NodeB、アクセス・ポイント等)は、モバイル・デバイスによってシグナルされたランダム・アクセス・プリアンブルに少なくとも部分的に基づいてアップリンク周波数の負荷アンバランスを検出しうる。基地局は、モバイル・デバイスの少なくともサブセットに対してインジケータを送信しうる。このインジケータは、アップリンク周波数を切り換えるためのコマンドを含む。モバイル・デバイスは、このコマンドに応じて、周波数を移行させうる。
【0010】
関連する態様によれば、通信システムにおいて動的な負荷平準化を容易にする方法が提供される。この方法は、1または複数のモバイル・デバイスによって送信されたランダム・アクセス・プリアンブルに少なくとも部分的に基づいて、負荷アンバランスが存在するかを判定することを備えうる。それに加えて、この方法はまた、1または複数のモバイル・デバイスの少なくともサブセットへ、獲得インジケータ・チャネルで、インジケータをシグナルすることを含む。このインジケータは、ランダム・アクセス・プリアンブルを送信するために、サブセットによって適用される周波数とは異なる新たな周波数へ移行するように命じるコマンドを含む。
【0011】
別の態様は、通信システムにおいて、アップリンク周波数における動的な負荷平準化を容易にする装置に関する。この装置は、1または複数のモバイル・デバイスからのシグナリングに少なくとも部分的に基づいて、アップリンク周波数負荷を判定する負荷評価部を含みうる。この装置は、負荷評価部によって示された場合、負荷アンバランスに対する解決策を決定する平準化モジュールを含みうる。それに加えて、この装置は、少なくとも1つのモバイル・デバイスへインジケータをシグナルするAICHモジュールを備えうる。このインジケータは、少なくとも1つのモバイル・デバイスに対して、新たなアップリンク周波数へ移行するように命じるコマンドを含む。
【0012】
別の態様は、動的な負荷平準化を容易にする装置に関する。この装置は、第1のアップリンク周波数でランダム・アクセス・プリアンブルを送信するランダム・アクセス・モジュールを備えうる。この装置はまた、獲得インジケータ・チャネルで受信されたインジケータが、周波数を移行させるためのコマンドを含んでいるかを判定するAICH評価部をも含みうる。それに加えて、この装置は、このコマンドに応答して、アップリンク周波数を、第2の周波数へ切り換える周波数セレクタを備えうる。
【0013】
また別の態様は、無線システムにおいて負荷アンバランスを動的に解決することを容易にする方法に関する。この方法は、第1のアップリンク周波数で、ランダム・アクセス・プリアンブルを送信することを備えうる。この方法はまた、獲得インジケータ・チャネルでインジケータを受信することを含みうる。このインジケータは、別のアップリンク周波数に移行させるためのコマンドを含んでいる。それに加えて、この方法は、このインジケータに応答して、第2のアップリンク周波数へ切り換わることを備えうる。
【0014】
前述した目的および関連する目的を達成するために、1または複数の実施形態は、後に十分に記載され、特許請求の範囲において特に指摘されている特徴を備える。次の記載および添付図面は、1または複数の実施形態のある実例となる態様を詳細に記載する。しかしながら、これらの態様は、さまざまな実施形態の原理が適用されるさまざまな方法のうちの僅かしか示しておらず、記載された実施形態は、そのような全ての局面およびそれらの均等物を示すことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、本明細書に記載されたさまざまな態様にしたがう無線通信システムの実例である。
【図2】図2は、複数のモバイル・デバイスを備えたセクタの例を含む無線通信システムの実例である。
【図3】図3は、E−AICHを利用する動的な負荷平準化を容易にする無線通信システムの例を示す。
【図4】図4は、モバイル・デバイスの周波数負荷を平準化することを容易にする方法の実例である。
【図5】図5は、負荷のあるシナリオにおいて周波数を切り換えることを容易にする方法の実例である。
【図6】図6は、負荷のある周波数状況においてアップリンク周波数を切り換えることを容易にするシステムの実例である。
【図7】図7は、アップリンク周波数負荷の動的な平準化を容易にするシステムの実例である。
【図8】図8は、本明細書に記載されたさまざまなシステムおよび方法と共に適用されうる無線ネットワーク環境の実例である。
【図9】図9は、無線通信ネットワークにおいて動的な負荷平準化を容易にするシステムの実例である。
【図10】図10は、コマンドに応答した周波数移行により動的に負荷平準化を行うことを容易にするシステムの実例である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
さまざまな実施形態が、全体を通じて同一要素を示すために同一の参照番号が使用される図面を参照して説明される。次の記述では、説明の目的のために、多数の特定の詳細が、1または複数の実施形態についての完全な理解を提供するために記述される。しかしながら、そのような実施形態は、これら具体的な詳細無しで実現されうることが明からである。他の事例では、1または複数の実施形態の記載を容易にするために、周知の構成およびデバイスがブロック図形式で示される。
【0017】
本願で使用されるように、用語「構成要素」、「モジュール」、「システム」などは、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、あるいは実行中のソフトウェアのうちの何れかであるコンピュータ関連エンティティを称することが意図されている。例えば、構成要素は、限定される訳ではないが、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行形式、実行スレッド、プログラム、および/またはコンピュータでありうる。例示によれば、コンピュータ・デバイス上で実行中のアプリケーションと、コンピュータ・デバイスとの両方が構成要素になりえる。1または複数の構成要素は、プロセスおよび/または実行スレッド内に存在し、構成要素は、1つのコンピュータに局在化されるか、および/または、複数のコンピュータに分散されうる。さらに、これらの構成要素は、さまざまなデータ構造を格納したさまざまなコンピュータ読取可能媒体から実行可能である。これら構成要素は、(例えば、信号によってローカル・システムや分散システム内の他の構成要素とインタラクトする1つの構成要素からのデータ、および/または、他のシステムを備えた例えばインターネットのようなネットワークを経由して他の構成要素とインタラクトする1つの構成要素からのデータのような)1または複数のデータのパケットを有する信号にしたがって、ローカル処理および/またはリモート処理によって通信することができる。
【0018】
さらに、本明細書では、さまざまな実施形態が、モバイル・デバイスに関連して記載される。モバイル・デバイスはまた、システム、加入者ユニット、加入者局、モバイル局、モバイル、遠隔局、遠隔端末、アクセス端末、ユーザ端末、端末、無線通信デバイス、ユーザ・エージェント、ユーザ・デバイス、あるいはユーザ機器(UE)とも称されうる。モバイル・デバイスは、セルラ電話、コードレス電話、セッション初期化プロトコル(SIP)電話、無線ローカル・ループ(WLL)局、携帯情報端末(PDA)、無線接続機能を有する携帯型デバイス、コンピュータ・デバイス、あるいは無線モデムに接続されたその他の処理デバイスでありうる。さらに、本明細書では、さまざまな実施形態が、基地局に関連して記載される。基地局は、モバイル・デバイスと通信するために利用することができ、アクセス・ポイント、ノードB、イボルブド・ノードB(eNode BあるいはeNB)、基地トランシーバ局(BT)、あるいはその他の用語でも称されうる。
【0019】
さらに、本明細書に記載のさまざまな態様または特徴は、標準的なプログラミング技術および/またはエンジニアリング技術を用いた方法、装置、または製造物品として実現されうる。本明細書で使用される用語「製造物品」は、任意のコンピュータ読取可能デバイス、キャリア、または媒体からアクセスすることが可能なコンピュータ・プログラムを含むことが意図される。例えば、コンピュータ読取可能媒体は、限定される訳ではないが、磁気記憶装置(例えば、ハード・ディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなど)、光ディスク(例えば、コンパクト・ディスク(CD)、DVDなど)、スマート・カード、およびフラッシュ・メモリ・デバイス(例えば、EPROM、カード、スティック、キー・ドライブなど)を含みうる。さらに、本明細書に記載されたさまざまな記憶媒体は、情報を格納するための1または複数のデバイス、および/または、その他の機械読取可能媒体を表すことができる。用語「機械読取可能媒体」は、限定されることなく、無線チャネル、および、命令群および/またはデータを格納、包含、および/または搬送することができるその他任意の媒体を含みうる。
【0020】
本明細書に記載された技術は、例えば符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、シングル・キャリアFDMA(SC−FDMA)システム、およびその他のシステムのようなさまざまな無線通信システムのために使用されうる。「システム」、「ネットワーク」という用語はしばしば置換可能に使用される。CDMAシステムは、例えばユニバーサル地上ラジオ・アクセス(UTRA)、CDMA2000などのようなラジオ技術を実現することができる。UTRAは、広帯域CDMA(W−CDMA)およびCDMAのその他の変形を含んでいる。CDMA2000は、IS−2000規格、IS−95規格、およびIS−856規格をカバーする。TDMAシステムは、例えばグローバル移動体通信システム(GSM(登録商標))のような無線技術を実現することができる。OFDMAシステムは、例えばイボルブドUTRA(E−UTRA)、ウルトラ・モバイル・ブロードバンド(UMB)、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、フラッシュ−OFDM(登録商標)などのような無線技術を実現することができる。UTRAおよびE−UTRAは、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム(UMTS)の一部である。3GPPロング・ターム・イボリューション(LTE)は、E−UTRAを使用するUMTSの最新リリースであり、ダウンリンクではOFDMAを用い、アップリンクではSC−FDMAを用いる。UTRA、E−UTRA、UMTS、LTE、およびGSMは、「第3世代パートナシップ計画プロジェクト」(3GPP)と命名された組織からのドキュメントに記述されている。CDMA2000およびUMBは、「第3世代パートナシップ計画プロジェクト」(3GPP2)と命名された組織からドキュメントに記述されている。
【0021】
図1に示すように、本明細書に記載されたさまざまな実施形態にしたがった無線通信システム100が例示されている。システム100は、複数のアンテナ・グループを含むことができる基地局102を含む。例えば、1つのアンテナ・グループは、アンテナ104およびアンテナ106を含むことができ、別のグループはアンテナ108およびアンテナ110を備えることができ、さらに別のグループはアンテナ112およびアンテナ114を含むことができる。おのおののアンテナ・グループについて2つのアンテナしか例示されていないが、2本のアンテナが各アンテナ・グループのために例示されているが、2本より多いアンテナ、または2本より少ないアンテナも、各グループのために利用されうる。基地局102はさらに、送信機チェーンおよび受信機チェーンを含みうる。それらおのおのは、当業者によって理解されるように、信号の送信および受信に関連する複数の構成要素(例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナなど)を備えうる。
【0022】
基地局102は、例えばモバイル・デバイス116およびモバイル・デバイス122のような1または複数のモバイル・デバイスと通信しうる。しかしながら、基地局102は、モバイル・デバイス116およびモバイル・デバイス122に類似した実質的に任意の数のモバイル・デバイスと通信しうることが理解されるべきである。モバイル・デバイス116、122は例えば、セルラ電話、スマート・フォン、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルド・コンピュータ・デバイス、衛星ラジオ、全地球測位システム、PDA、および/または、無線通信システム100を介して通信するのに適切なその他任意のデバイスでありうる。図示するように、モバイル・デバイス116は、アンテナ112およびアンテナ114と通信している。ここで、アンテナ112およびアンテナ114は、順方向リンク118によってアクセス端末116へ情報を送信し、逆方向リンク120によってアクセス端末116から情報を受信する。さらに、モバイル・デバイス122はアンテナ104およびアンテナ106と通信している。ここで、アンテナ104およびアンテナ106は、順方向リンク124でアクセス端末122へ情報を送信し、逆方向リンク126でアクセス端末122から情報を受信する。周波数分割デュプレクス(FDD)システムでは、例えば、順方向リンク118は、逆方向リンク120によって使用されるものとは異なる周波数帯域を使用し、順方向リンク124は、逆方向リンク126によって使用されるものとは異なる周波数帯域を使用することができる。さらに、時分割デュプレクス(TDD)システムでは、順方向リンク118および逆方向リンク120は、共通の周波数帯域を使用し、順方向リンク124および逆方向リンク126は、共通の周波数帯域を使用することができる。
【0023】
通信するように指定された領域および/またはアンテナのおのおののグループは、基地局102のセクタと称されうる。例えば、基地局102によってカバーされる領域のセクタ内のアクセス端末に通信するように、複数のアンテナが設計されうる。順方向リンク118および順方向リンク124による通信では、基地局102の送信アンテナは、アクセス端末116およびアクセス端末122のための順方向リンク118および順方向リンク124の信号対雑音比を改善するためにビームフォーミングを適用することができる。例えば、これは、所望の方向に信号を発信するために、プリコーダを用いることによって提供されうる。また、基地局102が、関連付けられた有効通信範囲にランダムに散在したモバイル・デバイス116、122に送信するためにビームフォーミングを利用している間、近隣セル内のモバイル・デバイスは、すべてのモバイル・デバイスに対して単一のアンテナによって送信している基地局に比べて、少ない干渉しか被らない。さらに、モバイル・デバイス116およびモバイル・デバイス122は、一例として、ピア・ツー・ビアまたはアド・ホック技術を使用して、互いにダイレクトに通信しうる。例によれば、システム100は、複数入力複数出力(MIMO)通信システムでありうる。さらに、システム100は、(例えば、順方向リンクや逆方向リンクのような)通信チャネルを分割するために、例えばFDD、TDD等のような実質的に任意のタイプのデュプレクス技術を使用しうる。
【0024】
図2に移って、1または複数の態様にしたがう無線通信システム200が例示される。このシステム200は、無線通信信号を受信し、他の基地局(図示せず)、または端末206のような1または複数の端末へ送信し、繰り返し等を行うアクセス・ポイントまたは基地局202を備えうる。基地局202は、例えば、各送信アンテナおよび各受信アンテナについて1つのように、複数の送信機チェーンおよび受信機チェーンを備えうる。それらのおのおのは、信号の送信および受信に関連付けられた複数の構成要素(例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナ等)を備えうる。モバイル・デバイス206は、例えば、セルラ電話、スマート・フォン、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルド・コンピュータ・デバイス、衛星ラジオ、全地球測位システム、PDA、および/または、無線システム200を介して通信するために適切なその他任意のデバイスでありうる。それに加えて、モバイル・デバイス206は、例えば、複数入力複数出力(MIMO)システムのために使用されるような1または複数の送信機チェーンおよび受信機チェーンを備えうる。送信機チェーンおよび受信機チェーンはおのおのの、当業者によって認識されるであろうが、信号の送信および受信に関連付けられた複数の構成要素(例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナ等)を備えうる。
【0025】
図2に示されるように、基地局202は、特定の地理的領域またはセル206のために、通信有効範囲領域を提供する。「セル」という用語は、コンテキストに依存して、基地局および/またはその有効範囲領域を称しうる。システム容量を改善するために、アクセス・ポイント有効範囲領域は、複数のより小さな領域へ分割されうる。これら小さな領域のおのおのは、それぞれの基地トランシーバ・サブシステム(BTS)によってサービス提供される。「セクタ」という用語は、コンテキストに依存して、BTSおよび/またはその有効範囲領域を称しうる。セクタ化されたセルについて、セルのすべてのセクタの基地トランシーバ・サブシステムは、一般に、そのセルのためのアクセス・ポイント内にともに存在する。
【0026】
例によれば、例えばモバイル・デバイス204のようなモバイル・デバイスは、基地局202によってサービス提供される地理的領域206をカバーするセルまたはセクタを検出しうる。モバイル・デバイスは、同期チャネル(SCH)によって、基地局202のタイミングおよび同期を獲得する。その後、モバイル・デバイスは、システム情報を獲得するために、ブロードキャスト・チャネル(BCH)にアクセスし、復調しうる。実例によれば、システム情報は、何台のモバイル・デバイスがシステム200にアクセスし、システム200とインタラクトするのかを定義するパラメータのセットを含みうる。モバイル・デバイスは、ランダム・アクセス・チャネル(RACH)でアクセス・プローブを送信しうる。実例によれば、アクセス・プローブは、ランダム・アクセス・プリアンブルを含みうる。基地局202は、アクセス・プローブを正しく検出した後に、ダウンリンクすなわち順方向リンク・チャネルで、モバイル・デバイスへアクセス許可メッセージを送信しうる。例えば、基地局202は、アクセスが許可されたことをモバイル・デバイス206へ通知する獲得インジケータを、獲得インジケータ・チャネル(AICH)で送信しうる。それに加えて、基地局202は、モバイル・デバイス206の負荷歪みを判定するために、アクセス・プローブおよび/またはランダム・アクセス・プリアンブルを適用しうる。例えば、モバイル・デバイス206は、特定の周波数を極度に利用する一方、他の周波数は、さほど利用しない。基地局202は、1または複数のモバイル・デバイス206に対して、他の周波数に切り換わるように命じるために、特別なAICH値をシグナルし、その後、エンハンストAICH(E−AICH)において、確保された値を適用しうる。
【0027】
本明細書に記載された技術は、セクタ化されたセルを備えたシステム200のみならず、セクタ化されていないセルを備えたシステムのためにも使用することができる。明確化のために、以下の記載は、セクタ化されたセルを備えたシステムに関する。「アクセス・ポイント」および「基地局」という用語は、セクタにサービス提供する固定局のみならず、セルにサービス提供する固定局のためにも一般的に使用される。「端末」、「ユーザ」、および「ユーザ機器」という用語は、置換可能に使用され、「セクタ」、「アクセス・ポイント」、および「基地局」という用語もまた、置換可能に使用される。サービス提供するアクセス・ポイント/セクタは、端末が通信するアクセス・ポイント/セクタである。近隣アクセス・ポイント/セクタは、端末が通信していないアクセス・ポイント/セクタである。
【0028】
図3に示すように、エンハンスト獲得インジケータ・チャネル(E−AICH)においてシグナリングを利用する、動的な負荷平準化を容易にする無線通信システム300が例示されている。このシステム300は、モバイル・デバイス304(および/または、(図示しない)他の任意の数のデバイス)と通信しうる基地局302を含む。基地局302は、順方向リンクすなわちダウンリンク・チャネルによって、モバイル・デバイス304に情報を送信しうる。さらに、基地局302は、逆方向リンクすなわちアップリンク・チャネルによって、モバイル・デバイス304から情報を受信しうる。さらに、モバイル・デバイス304は、MIMOシステムまたは複数ベアラ・システムでありうる。ここでは、モバイル・デバイス304は、複数のラジオ・ベアラ(例えば、論理チャネル)にサービス提供する。さらに、システム300は、OFDMA無線ネットワーク(例えば、3GPP、3GPP2、3GPP LTE等)で動作しうる。さらに、基地局302内に示され、以下に説明される構成要素および機能は、一例として、逆に、モバイル・デバイス304内にも存在しうる。
【0029】
基地局302は、モバイル・デバイスのシグナリングに少なくとも部分的に基づいて、アップリンク周波数負荷を判定する負荷評価部306を含みうる。基地局302はまた、負荷アンバランスに対する解決策を決定する平準化モジュール308を含みうる。それに加えて、基地局302は、平準化モジュール308によって決定された解決策を実施するAICHモジュール310を含む。モバイル・デバイス304は、特定のアップリンク周波数を用いるアクセス・プローブおよび/またはランダム・アクセス・プリアンブルをシグナルするランダム・アクセス・モジュール312を含みうる。さらに、モバイル・デバイス304はまた、移行コマンドが示されたかを判定するために、基地局302からのAICH信号を分析するAICH評価部314を含みうる。それに加えて、モバイル・デバイス304は、モバイル・デバイス304によって使用されるアップリンク周波数を移行させるための周波数セレクタ316を含みうる。
【0030】
例によれば、ダウンリンク周波数およびアップリンク周波数は、周波数分割デュプレクス(FDD)システム内でペアとされる。特定のダウンリンク周波数f1は、例えば、特定のアップリンク周波数f1’とペアとされる。あるラジオ・リソース制御(RRC)状態(例えば、CELL_PCH、CELL_FACH等)では、ユーザ機器またはモバイル・デバイスは、ネットワーク(例えば、UMTS地上ラジオ・アクセス・ネットワーク(UTRAN))によって構成されたセル再選択メカニズムにしたがって特定のキャリアを選択しうる。したがって、複数のモバイル・デバイスまたはUEが、別の周波数f2に対して特定の周波数f1へキャンプする(接続を継続する)状況がありうる。周波数f1においてモバイル・デバイスが複数接続されることによって、他のアップリンク周波数よりも負荷の高い(ダウンリンク周波数f1とペアとされた)アップリンク周波数f1’となりうる。それに加えて、あるRRC接続モード状態(例えば、CELL_DCH)では、データ・トラフィックは予測不能であり、エンハンスト専用チャネル(E−DCH)使用が高く要求される状況が生じうる。これは、特定のキャリアにおける高い負荷をもたらす。したがって、アップリンク負荷アンバランスは、アップリンクにおけるE−DCHトラフィックにおける突然の要求から生じるか、および/または、基地局において利用可能な共通のE−DCHリソースの欠如(例えば、CELL_PCH状態および/またはCELL_FACH状態におけるキャリアのペアに、多くのユーザがキャンプすることによるアンバランス)によって生じうる。それに加えて、負荷アンバランスはまた、処理負荷のみならず、オーバ・ザ・エアの負荷によっても生じうる。例えば、基地局302は、特定の周波数におけるモバイル・デバイス304にサービス提供するのに十分な処理容量を有していないことがある。したがって、基地局302は、モバイル・デバイス304がランダム・アクセスを開始した場合、モバイル・デバイス304に対して、異なるアップリンク周波数で送信することを要求しうる。
【0031】
このシステム300は、基地局302がモバイル・デバイスに対して、他の周波数へ移行するように命ずることを可能にすることによって、負荷のアンバランスを動的に解決しうる。例示となる実施形態によれば、モバイル・デバイス304は、特定のダウンリンク周波数(例えば、ダウンリンク周波数f1)で基地局302へ接続されうる。モバイル・デバイス304のランダム・アクセス・モジュール312は、アップリンク周波数f1’(例えば、ダウンリンク周波数f1とペアとされたアップリンク周波数)で基地局302へランダム・アクセス・プリアンブルおよび/またはアクセス・プローブを送信しうる。基地局302は、基地局302に接続された他のモバイル・デバイス(図示せず)から、ランダム・アクセス・プリアンブルを受信することが認識されるべきである。負荷評価部306は、その周波数で受信したランダム・アクセス・プリアンブルに少なくとも部分的に基づいて、特定の周波数における負荷を判定しうる。例えば、基地局302は、周波数f1’で多くのモバイル・デバイスからプリアンブルを受信し、他の周波数で1または2つのモバイル・デバイスのためのプリアンブルを受信しうる。これから、負荷評価部306は、周波数f1’が、他の周波数に対して高い負荷がかかっていることを確証しうる。したがって、負荷評価部306は、1つの態様において、他の周波数に対する特定の周波数におけるユーザ数を分析することによって、周波数における負荷を判定しうる。
【0032】
それに加えて、負荷評価部306は、基地局302へ接続されているユーザの合計数に関連して、周波数における負荷を評価しうる。
【0033】
負荷アンバランスに応じて、平準化モジュール308は、平準化の解決法を実施しうる。例えば、平準化モジュール308は、周波数に負荷を与えている複数のモバイル・デバイスから、どのモバイル・デバイスが移行すべきかを判定しうる。さらに、平準化モジュール308は、基地局302に対して、新たな接続要求を拒否し、これらユーザに対して、他の周波数へ移行するように命じうる。AICH/E−AICHの組み合わせシグナリングを用いて実現される限り、平準化モジュール308によって任意の平準化スキームが実施されうることが認識されるべきである。AICHモジュール310は、ランダム・アクセス・プリアンブルに応じて、モバイル・デバイス(例えば、モバイル・デバイス304)に対して、このアンバランスを緩和するために周波数を切り換えるように指示しうる。例によれば、AICHモジュール310は、−1であるAICH値をシグナルしうる。これは、アクセス・プローブまたはランダム・アクセス・プリアンブルの否定的なアクノレッジメントを示す。それに加えて、AICHモジュール310は、モバイル・デバイス304に対して別のアップリンク周波数へ移行するように示すために、確保されたE−AICH値を送信しうる。モバイル・デバイス304のAICH評価部314は、周波数切換コマンドが発行されたかを判定するために、このAICH/E−AICHシグナリングを分析しうる。例えば、AICH評価部314は、否定的なアクノレッジメントAICH値、および、確保されたE−AICH値を確認しうる。1つの態様によれば、周波数セレクタ316は、モバイル・デバイス304を別のアップリンク周波数f2’へと移行させうる。1つの態様によれば、アップリンク周波数f2’は、モバイル・デバイス304内に予め設定されうる。周波数f1、f1’、f2、f2’は、例示的な目的のために説明されており、さらなる周波数が適用および/または予め設定されうることが認識されるべきである。例えば、モバイル・デバイス304は、アンバランスを緩和するために、移行すべき2より多くの周波数を有しうる。AICHモジュール310は、AICHシグナリングにおいて確保された値を含みうる。これは、モバイル・デバイス304によって適用されるべき周波数を示す。
【0034】
1つの態様では、モバイル・デバイス304は、ダウンリンク周波数(例えば、周波数f1)に接続され続け、アップリンク周波数を切り換える場合、ダウンリンク周波数を切り換えない。ダウンリンク周波数のみならず、アップリンク周波数も切り換えないことによって、ラジオ・ネットワーク・コントローラ(RNC)による動作が回避されうる。しかしながら、ダウンリンクとアップリンクとの周波数ペアリングを維持するために、ダウンリンク周波数およびアップリンク周波数がともに切り換わりうることが認識されるべきである。周波数を切り換えた後、モバイル・デバイス304は、新たなアップリンク周波数(例えば、アップリンク周波数f2’)においてランダム・アクセス手続を開始しうる。
【0035】
アップリンク周波数を切り換える場合、モバイル・デバイス304が、ダウンリンク周波数にとどまることができるのであれば、基地局302は、モバイル・デバイス304が1つのダウンリンク周波数(例えば、周波数f1)を傍受するが、別の、ペアされていないアップリンク周波数(例えば、周波数f2’)で送信するケースと、モバイル・デバイス302がダウンリンク周波数とアップリンク周波数との両方を切り換える(例えば、ペアされた周波数f2、f2’で傍受および送信する)ケースと、を区別することが困難となりうる。モバイル・デバイス304が、新たなアップリンク周波数でランダム・アクセス手続を開始する場合、基地局302は、適切な周波数で、モバイル・デバイス304へAICH/E−AICHシグナリングを通信するために、これらケースを区別する必要がある。
【0036】
1つの態様では、アンバランスによって、アップリンク周波数が変更される場合には常に、モバイル・デバイス304もまた、ダウンリンク周波数を再調節しうる。周波数セレクタ316は、基地局302からの周波数切換コマンドに応じて、ダウンリンク周波数を、移行先のアップリンク周波数とペアとされた周波数へ変更しうる。この再構築には、約1ミリ秒を有しうる。モバイル・デバイス304は、周波数を切り換えたことをUMTS地上ラジオ・アクセス・ネットワーク(UTRAN)に通知するために、セル更新手続を実行しうる。
【0037】
別の態様によれば、モバイル・デバイス304は、アップリンク周波数の移行前に利用されていたダウンリンク周波数を傍受し続けうる。ランダム・アクセス手続中にモバイル・デバイス304によって送信されたランダム・アクセス・プリアンブルは、モバイル・デバイス304によってモニタされているダウンリンク周波数を基地局302に対して示すフィールドを含めるように、部分的に分割されうる。衝突の可能性が高まることのないように、プリアンブルは、利用可能なすべてのダウンリンク/アップリンク周波数ペアリング(例えば、N個のペア。ここで、Nは、2以上の任意の整数)に適応するために、かなりの分割を必要としうる。モバイル・デバイス304は、デュアル・セル高速ダウンリンク・パケット・アクセス(DC−HSDPA)機能であるか、あるいは、少なくとも2つのダウンリンク周波数を傍受可能なその他いくつかのマルチ・キャリア・デバイスでありうることが認識されるべきである。基地局302は、DC−HSDPAまたはマルチ・キャリア機能のモバイル・デバイスを認識する必要はない。
【0038】
さらに、図示していないが、基地局302は、負荷を評価すること、平準化の解決策を実施すること、移行コマンドをシグナルすること等に関する命令群を保持するメモリを含みうることが認識されるべきである。それに加えて、モバイル・デバイス304はまた、ランダム・アクセス手続を実施すること(例えば、ランダム・アクセス・プリアンブルを送信すること)、周波数移行コマンドを識別すること、周波数を切り換えること等に関連する命令群を保持するメモリをも含みうる。さらに、基地局302およびモバイル・デバイス304は、命令群(例えば、メモリ内に保持された命令群、別のソースから取得された命令群)を実行することに関して利用されるプロセッサを含みうる。
【0039】
図4乃至図5に示すように、AICH/E−AICHシグナリングを利用する動的な負荷平準化に関する方法が記載される。説明を単純にする目的で、これら方法は、一連の動作として示され説明されているが、これら方法は、1または複数の実施形態にしたがって、幾つかの動作が本明細書で示され記載されたものとは異なる順序で、あるいは他の動作と同時に生じうるので、動作の順序によって限定されないことが理解され認識されるべきである。例えば、当業者であれば、これら方法はその代わりに、例えば状態図におけるように、一連の相互関連する状態またはイベントとして表されうることを理解し認識するだろう。さらに、1または複数の実施形態にしたがって方法を実現するために、必ずしも例示されたすべての動作が必要とされる訳ではない。
【0040】
図4に移って、無線通信システムにおいて接続されたモバイル・デバイスによる周波数負荷を動的に平準化することを容易にする方法400が例示されている。この方法400は、例えば、基地局(例えば、NodeB、イボルブドNodeB、アクセス・ポイント等)によって実施されうる。参照番号402では、1または複数のアクセス端末(例えば、ユーザ機器(UE)、モバイル・デバイス、ハンドセット)から、ランダム・アクセス・プリアンブルが受信される。このランダム・アクセス・プリアンブルは、1または複数の端末が接続されているダウンリンク周波数に対応するアップリンク周波数で受信されうる。参照番号404では、1または複数の端末の周波数負荷が判定される。例えば、1または複数の端末は、特定のダウンリンク周波数にキャンプされ、その結果、対応するアップリンク周波数に対する要求が高くなる。したがって、1または複数の端末の相対的な負荷が確認される。例示によれば、周波数負荷は、受信されたランダム・アクセス・プリアンブルを送信するために適用される周波数にしたがって判定されうる。例えば、特定の周波数で受信されたプリアンブルの数は、その周波数に負荷に相当する。参照番号406では、AICH/E−AICHペイロードが生成される。態様によれば、このペイロードは、平準化スキームに基づいて生成されうる。例示によれば、多く利用されている周波数における負荷アンバランスを修正するために、端末のサブセットに対して、負荷の少ない周波数へ移行するように命じるためのペイロードが生成されうる。AICH/E−AICHペイロードは、否定的なアクノレッジメント(例えば、−1)を示すAICH値と、周波数を切り換えるコマンドを示す、確保されたE−AICH値とを含みうる。参照番号408では、このペイロードが、ランダム・アクセス・プリアンブルを送信した1または複数の端末のうちの少なくともサブセットへとシグナルされる。端末のサブセットは、その後、無線通信システムにおいて、平準化された周波数負荷を提供するために、周波数を切り換えうる。
【0041】
図5に移って、無線通信システムにおける負荷のあるシナリオにおいて、周波数を切り換えることを容易にする方法500が例示される。態様によれば、方法500は、モバイル・デバイスによって適用されうる。参照番号502では、ランダム・アクセス・プリアンブルが、第1の周波数でシグナルされうる。例えば、第1の周波数は、接続時に適用されているダウンリンク周波数に対応するアップリンク周波数でありうる。参照番号504では、AICH/E−AICH送信が評価される。例えば、AICH値は、ランダム・アクセス・プリアンブルの否定的アクノレッジメントを示すか、および/または、E−AICH信号にコマンドが含まれているかを示しうる。確保されたE−AICH値は、アップリンク周波数を移行させるためのコマンドを示すために、AICH値を伴いうる。参照番号506では、第2の周波数への移行が生じる。一例では、第2の周波数は、予め設定されうる。さらに、ダウンリンク周波数は、ネットワーク・コントローラによる動作を回避するために、不変でありうる。参照番号508では、ランダム・アクセス手続が、第2の周波数で開始される。
【0042】
本明細書に記載された態様によれば、周波数負荷バランスの判定、平準化の解決策の実施、周波数の移行等に関して推論がなされうることが認識されるだろう。本明細書で使用されるように、「推論する」または「推論」なる用語は一般に、イベントおよび/またはデータによって取得されたような観察のセットから、システム、環境、および/または、ユーザの状態の推論あるいはそれらに関する推理のプロセスを称する。推論は、特定のコンテキストまたは動作を特定するために適用されるか、あるいは、例えば状態にわたる確率分布を生成しうる。推論は、確率論的、すなわち、データおよびイベントの考慮に基づいて、該当する状態にわたる確率分布を計算することでありうる。推論はまた、イベントおよび/またはデータのセットから、より高いレベルのイベントを構築するために適用される技術を称することができる。そのような推論によって、イベントが時間的に近接していようといまいと、これらイベントおよびデータが1または幾つかのイベント・ソースおよびデータ・ソースに由来していようと、観察されたイベントおよび/または格納されたイベント・データのセットから、新たなイベントまたは動作を構築することができる。
【0043】
図6は、本開示の態様にしたがってアップリンク要求を適用することを容易にするモバイル・デバイス600の実例である。モバイル・デバイス600は、開示された主題の態様にしたがって、無線通信システムにおいて、モバイル・デバイスに関連付けられた通信を容易にしうる。モバイル・デバイス600は、例えば、システム100、システム200、システム300、方法400、および方法500に関してより説明されたように、モバイル・デバイス116、122、204、304と同じまたは類似しているか、および/または、同じまたは類似の機能を備えうることが認識されるべきである。 モバイル・デバイス600は、受信機602を備える。この受信機602は、例えば、(図示しない)受信アンテナから信号を受信し、受信した信号について一般的な動作(例えば、フィルタ、増幅、ダウンコンバート等)を行い、調整された信号をデジタル化して、サンプルを得る。受信機602は、例えばMMSE受信機であり、受信したシンボルを復調し、それらをチャネル推定のためにプロセッサ606へ送る復調器604を備えうる。プロセッサ606は、受信機602によって受信された情報を分析すること、および/または、送信機616による送信のための情報を生成することに特化されたプロセッサ、モバイル・デバイス600の1または複数の構成要素を制御するプロセッサ、および/または、受信機602によって受信された情報を分析することと、送信機616による送信のための情報を生成することと、モバイル・デバイス600のうちの1または複数の構成要素を制御することとのすべて行うプロセッサでありうる。モバイル・デバイス600はまた、変調器614をも備えうる。変調器614は、例えば、基地局(例えば、102、202、302)、他のモバイル・デバイス(例えば、122)等へ信号(例えば、データ)を送信することを容易にするために、送信機616と連携して動作しうる。
【0044】
モバイル・デバイス600はさらに、プロセッサ606に動作可能に接続されたメモリ608を備える。このメモリは、送信されるべきデータと、受信したデータと、利用可能なチャネルに関連する情報と、分析された信号および/または干渉強度に関連付けられたデータと、割り当てられたチャネル、電力、レート等に関連する情報と、チャネルの推定およびチャネルを介した通信のために適切なその他任意の情報とを格納しうる。メモリ608はさらに、(例えば、パフォーマンス・ベース、キャパシティ・ベース等での)チャネルの推定および/または利用に関連付けられたアルゴリズムおよび/またはプロトコルを格納しうる。さらに、メモリ608は、モバイル・デバイス600によってサービス提供される1または複数のベアラに関連する優先ビット・レート、最大ビット・レート、キュー・サイズ等を保持しうる。
【0045】
本明細書に記載されたデータ・ストア(例えば、メモリ608)は、揮発性メモリであるか、あるいは不揮発性メモリである。あるいは、揮発性メモリと不揮発性メモリとの両方を含みうることが認識されるだろう。限定ではなく例示によって、不揮発性メモリは、読取専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、電子的プログラマブルROM(EPROM)、電子的消去可能PROM(EEPROM)、あるいはフラッシュ・メモリを含みうる。揮発性メモリは、外部キャッシュ・メモリとして動作するランダム・アクセス・メモリ(RAM)を含みうる。限定ではなく例示によって、RAMは、例えばシンクロナスRAM(SRAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、ダブル・データ・レートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンストSDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)、およびダイレクト・ラムバスRAM(DRRAM(登録商標))のような多くの形態で利用可能である。主題となるシステムおよび方法のメモリ608は、限定される訳ではないが、これらおよびその他任意の適切なタイプのメモリを備えることが意図される。
【0046】
プロセッサ606は、移行コマンドが示されているかを判定するために、基地局からのAICH/E−AICH信号を分析するAICH評価部610に動作可能に接続されうる。AICH/E−AICH信号は、特定のアップリンク周波数でモバイル・デバイス600によって送信されたランダム・アクセス・プリアンブルに対して応答しうる。AICH/E−AICH信号は、否定的アクノレッジメントを示すAICH値と、負荷アンバランスによって、アップリンク周波数を切り換えさせるためのコマンドを示す、確保されたE−AICH値とを含みうる。プロセッサ606はさらに、周波数を切り換えさせるためのコマンドを含むAICH/E−AICH信号に応じてアップリンク周波数を切り換える周波数セレクタ612に接続されうる。一例において、移行先の周波数は、モバイル・デバイス600上で予め設定されうる。モバイル・デバイス600は、移行後、新たなアップリンク周波数で、ランダム・アクセス手続を開始しうる。モバイル・デバイス600はさらに、信号を変調する変調器614と、この信号を例えば基地局、別のモバイル・デバイス等へ送信する送信機616とを備える。プロセッサ606と別に示されているが、AICH評価部610、周波数セレクタ612、復調器604、および/または、変調器614は、プロセッサ606または複数のプロセッサ(図示せず)の一部でありうることが認識されるべきである。
【0047】
図7は、開示された主題の態様にしたがって、無線通信システムにおけるモバイル・デバイスに関連付けられた通信を容易にするシステム700の実例である。このシステム700は、複数の受信アンテナ706によって1または複数のモバイル・デバイス704から信号を受信する受信機710と、送信アンテナ708によって1または複数のモバイル・デバイス704へ信号を送信する送信機724とを備える、基地局702(例えば、アクセス・ポイント)を備える。受信機710は、受信アンテナ706から情報を受信する。さらに、受信した情報を復調する復調器712と動作可能に関連付けられている。復調されたシンボルは、プロセッサ714によって分析されうる。このプロセッサ704は、受信機710によって受信された情報を分析し、送信機724による送信のための情報を生成することに特化されたプロセッサであるか、基地局702の1または複数の構成要素を制御するプロセッサであるか、および/または、受信機710によって受信された情報の分析と、送信機724による送信のための情報の生成と、基地局702の1または複数の構成要素の制御とを同時に行うプロセッサでありうる。それに加えて、プロセッサ714は、図6に関して上述されたプロセッサと類似しており、メモリ716に接続されている。このメモリ716は、信号(例えば、パイロット)強度および/または干渉強度を推定することに関する情報、モバイル・デバイス704(または(図示しない)他の基地局)へ送信されるデータ、またはモバイル・デバイス704(または(図示しない)他の基地局)から受信したデータ、および/または、本明細書に記載されたさまざまな動作および機能を実行することに関連するその他任意の適切な情報を格納する。
【0048】
さらに、メモリ716は、送信されるデータと、受信したデータと、利用可能なチャネルに関する情報と、分析された信号および/または干渉強度に関連付けられたデータと、割り当てられたチャネル、電力、レート等に関連する情報と、チャネルの推定およびチャネルを介した通信のために適切なその他任意の情報とを格納しうる。メモリ716はさらに、(例えば、パフォーマンス・ベース、キャパシティ・ベース等での)チャネルの推定および/または利用に関連付けられたアルゴリズムおよび/またはプロトコルを格納しうる。基地局702はまた、変調器722を備えうる。この変調器722は、例えばモバイル・デバイス704、他のデバイス等へ信号(例えば、データ)を送信することを容易にするために、送信機724と連携して動作しうる。
【0049】
本明細書に記載されたメモリ716は、揮発性メモリか不揮発性メモリの何れかであるか、揮発性メモリと不揮発性メモリとの両方を含みうることが認識されるだろう。限定ではなく例示によって、不揮発性メモリは、読取専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、電子的プログラマブルROM(EPROM)、電子的消去可能PROM(EEPROM)、あるいはフラッシュ・メモリを含みうる。揮発性メモリは、外部キャッシュ・メモリとして動作するランダム・アクセス・メモリ(RAM)を含みうる。限定ではなく例示によって、RAMは、例えばシンクロナスRAM(SRAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、ダブル・データ・レートSDRAM(DDR SDRAM)、エンハンストSDRAM(ESDRAM)、シンクリンクDRAM(SLDRAM)、およびダイレクト・ラムバスRAM(DRRAM)のような多くの形態で利用可能である。主題となるシステムおよび方法のメモリ708は、限定される訳ではないが、これらおよびその他任意の適切なタイプのメモリを備えることが意図される。
【0050】
プロセッサ714はさらに、負荷評価部718に接続される。負荷評価部718は、モバイル・デバイス704によって送信されたランダム・アクセス・プリアンブルに少なくとも部分的に基づいて、周波数負荷を判定しうる。さらに、プロセッサ714は、負荷評価部718によって判定された場合、アップリンク周波数のアンバランスを修正するために、平準化解決法を実施する平準化モジュール720に接続されうる。さらに、プロセッサ714と別に示されているが、負荷評価部718、平準化モジュール720、復調器712、および/または、変調器722は、プロセッサ714または複数のプロセッサ(図示せず)の一部でありうることが認識されるべきである。
【0051】
図8は、無線通信システム800の例を示す。無線通信システム800は、簡潔さの目的で、1つの基地局810と1つのモバイル・デバイス850とを示している。しかしながら、システム800は、1より多い基地局、および/または、1より多いモバイル・デバイスを含むことができ、これら追加の基地局および/またはモバイル・デバイスは、以下に説明する基地局810およびモバイル・デバイス850の例と実質的に同じでも、別のものでもありうることが認識されるべきである。さらに、基地局810および/またはモバイル・デバイス850は、その間の無線通信を容易にするために、本明細書に記載のシステム(図1乃至図3、図6および図7)および/または方法(図4乃至図7)を適用しうることが認識されるべきである。
【0052】
基地局810では、多くのデータ・ストリームのためのトラフィック・データが、データ・ソース812から送信(TX)データ・プロセッサ814へ提供される。一例によれば、おのおののデータ・ストリームが、それぞれのアンテナを介して送信される。TXデータ・プロセッサ814は、トラフィック・データ・ストリームをフォーマットし、このデータ・ストリームのために選択された特定の符号化スキームに基づいて符号化し、インタリーブして、符号化されたデータを提供する。
【0053】
おのおののデータ・ストリームの符号化されたデータは、直交周波数分割多重化(OFDM)技術を用いてパイロット・データと多重化されうる。さらに、あるいは、その代わりに、パイロット・シンボルは、周波数分割多重化(FDM)、時分割多重化(TDM)、あるいは符号分割多重化(CDM)されうる。パイロット・データは一般に、既知の方法で処理される既知のデータ・パターンであり、チャネル応答を推定するためにモバイル・デバイス850において使用されうる。おのおののデータ・ストリームについて多重化されたパイロットおよび符号化されたデータは、データ・ストリームのために選択された特定の変調スキーム(例えば、バイナリ・フェーズ・シフト・キーイング(BPSK)、直交フェーズ・シフト・キーイング(QPSK)、Mフェーズ・シフト・キーイング(M−PSK)、M直交振幅変調(M−QAM)等)に基づいて変調(例えば、シンボル・マップ)され、変調シンボルが提供される。おのおののデータ・ストリームのデータ・レート、符号化、および変調は、プロセッサ830によって実行または提供される指示によって決定されうる。
【0054】
データ・ストリームの変調シンボルは、(例えば、OFDMのために)変調シンボルを処理するTX MIMOプロセッサ820に提供される。TX MIMOプロセッサ820はその後、N個の変調シンボル・ストリームを、N個の送信機(TMTR)822a乃至822tへ提供する。さまざまな実施形態において、TX MIMOプロセッサ820は、データ・ストリームのシンボル、および、そのシンボルが送信されるアンテナへ、ビームフォーミング重みを適用する。
【0055】
おのおのの送信機822は、1または複数のアナログ信号を提供するために、それぞれのシンボル・ストリームを受信して処理し、さらには、MIMOチャネルを介した送信に適切な変調信号を提供するために、このアナログ信号を調整(例えば、増幅、フィルタ、およびアップコンバート)する。さらに、送信機822a乃至822tからのN個の変調信号は、N個のアンテナ824a乃至824tそれぞれから送信される。
【0056】
モバイル・デバイス850では、送信された変調信号は、N個のアンテナ852a乃至852rによって受信され、おのおののアンテナ852から受信された信号が、それぞれの受信機(RCVR)854a乃至854rへ提供される。おのおのの受信機854は、それぞれの信号を調整(例えば、フィルタ、増幅、およびダウンコンバート)し、この調整された信号をデジタル化してサンプルを提供し、さらにこのサンプルを処理して、対応する「受信された」シンボル・ストリームを提供する。
【0057】
RXデータ・プロセッサ860は、N個の受信機854からN個のシンボル・ストリームを受信し、受信されたこれらシンボル・ストリームを、特定の受信機処理技術に基づいて処理して、N個の「検出された」シンボル・ストリームを提供する。RXデータ・プロセッサ860は、検出されたおのおののシンボル・ストリームを復調し、デインタリーブし、復号して、そのデータ・ストリームのためのトラフィック・データを復元する。RXデータ・プロセッサ860による処理は、基地局810におけるTX MIMOプロセッサ820およびTXデータ・プロセッサ814によって実行されるものと相補的である。
【0058】
プロセッサ870は、上述したように、どの事前符号化行列を使用するのかを定期的に決定する。さらに、プロセッサ870は、行列インデクス部およびランク値部を備えた逆方向リンク・メッセージを規定することができる。
【0059】
逆方向リンク・メッセージは、通信リンクおよび/または受信されたデータ・ストリームに関するさまざまなタイプの情報を備えうる。逆方向リンク・メッセージは、多くのデータ・ストリームに関するトラフィック・データをデータ・ソース836から受け取るTXデータ・プロセッサ838によって処理され、変調器880によって変調され、送信機854a乃至854rによって調整され、基地局810へ送り戻される。
【0060】
基地局810では、モバイル・デバイス850からの変調信号が、アンテナ824によって受信され、受信機822によって調整され、復調器840によって復調され、RXデータ・プロセッサ842によって処理されて、モバイル・デバイス850によって送信された逆方向リンク・メッセージが抽出される。さらに、プロセッサ830は、ビームフォーミング重みを決定するためにどの事前符号化行列を使用するかを決定するために、この抽出されたメッセージを処理する。
【0061】
プロセッサ830およびプロセッサ870は、基地局810およびモバイル・デバイス850それぞれにおける動作を指示(例えば、制御、調整、管理等)する。プロセッサ830およびプロセッサ870はそれぞれ、プログラム・コードおよびデータを格納するメモリ832およびメモリ872に関連付けられうる。プロセッサ830およびプロセッサ870はまた、アップリンクおよびダウンリンクそれぞれのための周波数およびインパルス応答推定値を導出する計算をも実行する。
【0062】
本明細書に記載された実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、あるいはこれらの任意の組み合わせで実現されうることが理解されるべきである。ハードウェアで実現する場合、処理ユニットは、1または複数の特定用途向けIC(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラム可能論理回路(PLD)、フィールドプログラム可能ゲート・アレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロ・コントローラ、マイクロ・プロセッサ、本明細書に記載の機能を実行するために設計されたその他の電子ユニット、あるいはこれらの組み合わせ内に実装されうる。
【0063】
これら実施形態が、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアあるいはマイクロコード、プログラム・コードあるいはコード・セグメントで実現される場合、これらは、例えば記憶素子のような機械読取可能媒体に格納されうる。コード・セグメントは、手順、機能、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェア・パッケージ、クラス、または、命令、データ構造、あるいはプログラム文からなる任意の組み合わせを表すことができる。コード・セグメントは、情報、データ、引数、パラメータ、あるいは記憶内容の引渡および/または受信を行うことによって、他のコード・セグメントまたはハードウェア回路に接続されうる。情報、引数、パラメータ、データなどは、メモリ共有、メッセージ引渡し、トークン引渡、ネットワーク送信などを含む任意の適切な手段を用いて引渡、転送、あるいは送信されうる。
【0064】
ソフトウェアで実現する場合、本明細書に記載のこれら技術は、本明細書に記載の機能を実行するモジュール(例えば、手続き、機能等)を用いて実現されうる。ソフトウェア・コードは、メモリ・ユニット内に格納され、プロセッサによって実行されうる。メモリ・ユニットは、プロセッサ内部またはプロセッサ外部に実装されうる。プロセッサ外部に実装される場合、メモリ・ユニットは、当該技術分野で周知のさまざまな手段によってプロセッサと通信可能に接続されうる。
【0065】
図9を参照して、無線通信ネットワークにおいて、動的な負荷平準化を容易にするシステム900が例示される。例えば、システム900は、基地局、モバイル・デバイス等の中に少なくとも部分的に存在しうる。システム900は、プロセッサ、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせ(例えば、ファームウェア)によって実現される機能を表す機能ブロックでありうる機能ブロックを含むものとして示されることが認識されるべきである。システム900は、連携して動作しうる電子構成要素の論理グループ902を含む。例えば、論理グループ902は、ダウンリンク周波数で、少なくとも1つのモバイル・デバイスとの接続を確立するための電子構成要素904を含みうる。さらに、論理グループ902は、アップリンク周波数において負荷アンバランスが存在するかを判定するための電子構成要素906を備えうる。さらに、論理グループ902は、獲得インジケータ・チャネルでインジケータをシグナリングするための電子構成要素908を備えうる。さらに、システム900は、電子構成要素904、906、908に関連付けられた機能を実行するための命令群を保持するメモリ910を含みうる。メモリ910の外側にあると示されているが、電子構成要素904、906、908のうちの1または複数は、メモリ910内に存在しうることが理解されるべきである。
【0066】
図10に移って、無線通信ネットワークにおいて動的な負荷平準化を容易にするシステム1000が例示される。例えば、システム1000は、基地局、モバイル・デバイスなどの中に少なくとも部分的に存在しうる。システム1000は、プロセッサ、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせ(例えば、ファームウェア)によって実現される機能を表す機能ブロックでありうる機能ブロックを含むものとして示されることが認識されるべきである。システム1000は、連携して動作しうる電子構成要素の論理グループ1002を含む。例えば、論理グループ1002は、アップリンク周波数とペアをなすダウンリンク周波数で、基地局へ接続するための電子構成要素1004を含みうる。さらに、論理グループ1002は、アップリンク周波数でランダム・アクセス・プリアンブルを送信するための電子構成要素1006を備えうる。さらに、論理グループ1002は、アップリンク周波数を切り換えるためのコマンドを含むインジケータを受信するための電子構成要素1008を備えうる。さらに、論理グループ1002は、新たなアップリンク周波数へ移行するための電子構成要素1010を含みうる。さらに、システム1000は、電子構成要素1004、1006、1008、1010に関連付けられた機能を実行するための命令群を保持するメモリ1012を含みうる。メモリ1012の外側にあると示されているが、電子構成要素1004、1006、1008、1010のうちの1または複数は、メモリ1012内に存在しうることが理解されるべきである。
【0067】
本明細書で開示された実施形態に関連して記述されたさまざまな例示的なロジック、論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリート・ゲートあるいはトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア構成要素、または上述された機能を実現するために設計された上記何れかの組み合わせを用いて実現または実施されうる。汎用プロセッサとしてマイクロ・プロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロ・コントローラ、あるいは状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、例えばDSPとマイクロ・プロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロ・プロセッサ、DSPコアと連携する1または複数のマイクロ・プロセッサ、またはその他任意のこのような構成である計算デバイスの組み合わせとして実現することも可能である。それに加えて、少なくとも1つのプロセッサは、上述したステップおよび/または動作のうちの1または複数を実行するように動作可能な1または複数のモジュールを備えうる。
【0068】
さらに、本明細書に開示された態様に関連して記載された方法またはアルゴリズムからなるステップおよび/または動作は、ハードウェア内に直接的に組み込まれるか、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールによって組み込まれるか、これら2つの組み合わせに組み込まれうる。ソフトウェア・モジュールは、RAMメモリ、フラッシュ・メモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハード・ディスク、リムーバブル・ディスク、CD−ROM、あるいは、当該技術で周知のその他任意の形態の記憶媒体内に存在しうる。典型的な記憶媒体は、プロセッサに結合されており、これによって、プロセッサは、記憶媒体との間で情報を読み書きできるようになる。あるいは、この記憶媒体は、プロセッサに統合されうる。さらに、ある態様では、プロセッサと記憶媒体が、ASIC内に存在しうる。さらに、ASICは、ユーザ端末に存在することができる。あるいはプロセッサと記憶媒体とは、ユーザ端末内のディスクリート部品として存在することができる。さらに、いくつかの態様では、方法またはアルゴリズムのステップおよび/または動作は、機械読取可能媒体および/またはコンピュータ読取可能媒体上の1または任意の組み合わせ、または、コードおよび/または命令群のセットとして存在する。これらは、コンピュータ・プログラム製品に組み込まれうる。1または複数の態様では、説明された機能が、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実現されうる。ソフトウェアで実現される場合、これら機能はコンピュータ読取可能媒体に格納されうるか、あるいは、コンピュータ読取可能媒体上の1または複数の命令群またはコードとして送信されうる。コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータ記憶媒体と通信媒体との両方を含む。これらは、コンピュータ・プログラムのある場所から別の場所への転送を容易にする任意の媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされる利用可能な任意の媒体でありうる。例として、限定することなく、そのようなコンピュータ読取可能媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROMまたはその他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶デバイス、あるいは、所望のプログラム・コード手段を命令群またはデータ構造の形式で搬送または格納するために使用され、しかも、コンピュータによってアクセスされうるその他任意の媒体を備えうる。さらに、いかなる接続も、コンピュータ読取可能媒体と適切に称される。同軸ケーブル、光ファイバ・ケーブル、ツイスト・ペア、デジタル加入者線(DSL)、あるいは、例えば赤外線、無線およびマイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、あるいはその他の遠隔ソースからソフトウェアが送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバ・ケーブル、ツイスト・ペア、DSL、あるいは、例えば赤外線、無線およびマイクロ波のような無線技術が、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるdiskおよびdiscは、コンパクト・ディスク(CD)、レーザ・ディスク、光ディスク、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、およびブルーレイ・ディスクを含む。通常、diskは、データを磁気的に再生し、discは、レーザを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ読取可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
【0069】
前述した開示は、例示的な態様および/または実施形態を開示しているが、さまざまな変更および修正が、特許請求の範囲で定義されたような説明された態様および/または実施形態の範囲から逸脱することなくなされうることが注目されるべきである。さらに、説明された態様および/または実施形態の構成要素は、単数形で記載または特許請求されているが、もしも単数であると明示的に述べられていないのであれば、複数が考慮される。さらに、任意の態様および/または実施形態のすべてまたは一部は、特に述べられていないのであれば、その他任意の態様および/または実施形態のすべてまたは一部とともに利用されうる。
【0070】
上述したものは、1または複数の実施形態の一例を含んでいる。もちろん、上述した実施形態を説明する目的で、構成要素または方法の考えられるすべての組み合わせを記述することは可能ではないが、当業者であれば、さまざまな実施形態のさらに多くの組み合わせおよび置き換えが可能であることを認識することができる。したがって、記載された実施形態は、特許請求の範囲の精神およびスコープ内にあるそのようなすべての変更、変更、および変形を含むことが意図される。さらにまた、用語「含む」が、詳細説明あるいは特許請求の範囲のうちの何れかで使用されている限り、その用語は、用語「備える」が、請求項における遷移語として適用される場合に解釈される用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
通信システムにおいて動的な負荷平準化を容易にする方法であって、
1または複数のモバイル・デバイスによって送信されたランダム・アクセス・プリアンブルに少なくとも部分的に基づいて、負荷アンバランスが存在するかを判定することと、
前記1または複数のモバイル・デバイスの少なくともサブセットに、獲得インジケータ・チャネルで、インジケータをシグナルすることとを備え、
前記インジケータは、前記ランダム・アクセス・プリアンブルを送信するために、前記サブセットによって適用されている周波数とは異なる新たな周波数に移行するように命じるコマンドを含む方法。
【請求項2】
ダウンリンク周波数で、前記1または複数のモバイル・デバイスとの接続を確立することをさらに備える請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記ダウンリンク周波数は、前記ランダム・アクセス・プリアンブルを送信するために使用される周波数とペアとされる請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記新たな周波数は、前記ダウンリンク周波数とペアとされない請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記負荷アンバランスを判定することは、第1の周波数が、第2の周波数よりも負荷が高いかを確認することを備える請求項1に記載の方法。
【請求項6】
通信システムにおいて、アップリンク周波数における動的な負荷平準化を容易にする装置であって、
1または複数のモバイル・デバイスからのシグナリングに少なくとも部分的に基づいて、アップリンク周波数の負荷を判定する負荷評価部と、
前記負荷評価部によって負荷アンバランスが示された場合、負荷アンバランスに対する解決策を決定する平準化モジュールと、
少なくとも1つのモバイル・デバイスへインジケータをシグナルするAICHモジュールとを備え、
前記インジケータは、前記少なくとも1つのモバイル・デバイスに対して、新たなアップリンク周波数へ移行するように命じるコマンドを含む装置。
【請求項7】
前記1または複数のモバイル・デバイスからのシグナリングは、ランダム・アクセス・プリアンブルを含む請求項6に記載の装置。
【請求項8】
前記1または複数のモバイル・デバイスからのシグナリングは、前記1または複数のモバイル・デバイスに接続されたダウンリンク周波数とペアとされたアップリンク周波数で受信される請求項6に記載の装置。
【請求項9】
前記新たなアップリンク周波数は、前記ダウンリンク周波数とペアとされない請求項8に記載の装置。
【請求項10】
前記AICHモジュールは、前記インジケータを、獲得インジケータ・チャネルまたはエンハンスト獲得インジケータ・チャネルのうちの少なくとも1つでシグナルする請求項6に記載の装置。
【請求項11】
動的な負荷平準化を容易にする装置であって、
ランダム・アクセス・プリアンブルを第1のアップリンク周波数で送信するランダム・アクセス・モジュールと、
獲得インジケータ・チャネル(AICH)で受信されたインジケータが、周波数を移行させるためのコマンドを含んでいるかを判定するAICH評価部と、
前記コマンドに応じて、アップリンク周波数を第2の周波数に切り換える周波数セレクタと
を備える装置。
【請求項12】
切り換え後、前記ランダム・アクセス・モジュールは、前記第2の周波数におけるランダム・アクセス手続を開始する請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記第1のアップリンク周波数は、送信を受信するために前記装置によって適用されるダウンリンク周波数とペアとされる請求項11に記載の装置。
【請求項14】
前記第2の周波数は、予め設定される請求項11に記載の装置。
【請求項15】
前記第2の周波数は、送信を受信するために使用されるダウンリンク周波数とペアとされない請求項11に記載の装置。
【請求項16】
通信システムにおいて負荷アンバランスを動的に解決する方法であって、
ランダム・アクセス・プリアンブルを第1のアップリンク周波数で送信することと、
別のアップリンク周波数に移行するためのコマンドを含むインジケータを、獲得インジケータ・チャネルで受信することと、
前記インジケータに応じて、第2のアップリンク周波数へ切り換えることと
を備える方法。
【請求項17】
前記第1のアップリンク周波数とペアをなすダウンリンク周波数で、基地局に接続することをさらに備える請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記第2のアップリンク周波数は、前記ダウンリンク周波数とペアとされない請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記第2の周波数において、ランダム・アクセス手続を開始することをさらに備える請求項16に記載の方法。
【請求項20】
前記第2の周波数は、予め設定される請求項16に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−81194(P2013−81194A)
【公開日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−253156(P2012−253156)
【出願日】平成24年11月19日(2012.11.19)
【分割の表示】特願2011−503073(P2011−503073)の分割
【原出願日】平成21年3月30日(2009.3.30)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.LTE
2.WCDMA
【出願人】(595020643)クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】QUALCOMM INCORPORATED
【Fターム(参考)】