特許 6243037 ＯＦＤＭＡ通信システムにおけるバンドルされるＶｏＩＰパケットのためのリソース割当

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6243037

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】ＯＦＤＭＡ通信システムにおけるバンドルされるＶｏＩＰパケットのためのリソース割当

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20171127BHJP

   H04J 1/00 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/26 100

   H04J1/00

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-537457(P2016-537457)

(86)(22)【出願日】2014年11月5日

(65)【公表番号】特表2017-506441(P2017-506441A)

(43)【公表日】2017年3月2日

(86)【国際出願番号】US2014063973

(87)【国際公開番号】WO2015084525

(87)【国際公開日】20150611

【審査請求日】2016年8月3日

(31)【優先権主張番号】14/100,006

(32)【優先日】2013年12月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】391030332

【氏名又は名称】アルカテル−ルーセント

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100114915

【弁理士】

【氏名又は名称】三村 治彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120363

【弁理士】

【氏名又は名称】久保田 智樹

(74)【代理人】

【識別番号】100125139

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 洋

(72)【発明者】

【氏名】カリン，ドル

【審査官】 岡 裕之

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３２２３４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Doru Calin et al.，VoIP over Realistic IEEE 802.16e System Scenarios: The Uplink Direction，IEEE，２０１２年，pp.3360-3364

【文献】 Jani Puttonen et al.，Voice-over-IP Performance in UTRA Long Term Evolution Downlink，IEEE，２００８年，pp.2502-2506

【文献】 Doru Calin，Design and Analysis of a VoIP Based IEEE 802.16e System，IEEE，２０１３年１２月１３日，pp.1367-1372

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｊ １／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−４

ＣＴ ＷＧ１−４

ＩＥＥＥ ８０２．１１

ＩＥＥＥ ８０２．１５

ＩＥＥＥ ８０２．１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）に基づくシステムにおいてリアルタイム・トラフィック通信にリソースを割り当てるための装置であって、プロセッサおよび関連するメモリを備え、前記プロセッサは、
１つまたは複数のボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）パケットを、単一のバンドルされるパケットに割り当てることと、
変調および符号化方式（ＭＣＳ）のセットの中の第１のＭＣＳを、少なくとも
ＨＡＲＱ送信の最大回数、
ＯＦＤＭＡスロット数、及び、
パケット送信でエラーが発生する確率、
に基づいて選択することであって、前記第１のＭＣＳは、前記リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクへの干渉の、１つまたは複数の悪影響に対処しながら、前記バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけ得る、前記ＭＣＳのセットの中の１つのＭＣＳである、第１のＭＣＳを選択することと、
前記選択された第１のＭＣＳに基づいて、前記バンドルされるパケットを、前記可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけることと、
前記対応づけられた可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースを介して、前記選択された第１のＭＣＳを用いて、前記バンドルされるパケットを送信することと、
を行なうように構成される、装置。

【請求項2】

前記可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内の少なくとも１つの時間シンボルおよび少なくとも１つのサブキャリアを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられる前記リンクの少なくとも１つの無線チャネル状況に合わせて、前記単一のバンドルされるパケットに割り当てられるＶｏＩＰパケットの数を変更する
ように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、１つまたは複数のダウンリンクＯＦＤＭＡサブフレームおよびアップリンクＯＦＤＭＡサブフレームの時間および周波数の全体にわたって、ＶｏＩＰバーストの割当をランダムに行なう
ように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記プロセッサは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内にＶｏＩＰバーストを適合させるために、複数回のランダム割当の試行を行なうことと、
前記複数回のランダム割当の試行では、前記ＶｏＩＰバーストの割当の生成が成功しない場合、前記ＶｏＩＰバーストが適合し得る前記ＯＦＤＭＡフレームまたは前記ＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用することと、
を行なうように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記プロセッサは、ＶｏＩＰバーストが適合し得るＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用する
ように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記プロセッサは、周波数ダイバシティの利用を優先しながら、ダウンリンクのために、前記バンドルされるパケットを、前記可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける
ように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記プロセッサは、時間領域の利用を優先しながら、アップリンクのために、前記バンドルされるパケットを、前記可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける
ように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記プロセッサは、ＶｏＩＰバーストが、まず時間領域に、次に周波数領域に対応づけられるように、前記バンドルされるパケットを、前記可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける
ように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）に基づくシステムにおいてリアルタイム・トラフィック通信にリソースを割り当てるための方法であって、
ネットワーク要素において、１つまたは複数のボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）パケットを、単一のバンドルされるパケットに割り当てるステップと、
前記ネットワーク要素において、変調および符号化方式（ＭＣＳ）のセットの中の第１のＭＣＳを、少なくとも
ＨＡＲＱ送信の最大回数、
ＯＦＤＭＡスロット数、及び、
パケット送信でエラーが発生する確率、
に基づいて選択するステップであって、前記第１のＭＣＳは、前記リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクへの干渉の、１つまたは複数の悪影響に対処しながら、前記バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけ得る、前記ＭＣＳのセットの中の１つのＭＣＳである、第１のＭＣＳを選択するステップと、
前記ネットワーク要素において、前記選択された第１のＭＣＳに基づいて、前記バンドルされるパケットを、前記可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけるステップと、
前記ネットワーク要素から、前記対応づけられた可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースを介して、前記選択された第１のＭＣＳを用いて、前記バンドルされるパケットを送信するステップと、
を含み、
前記可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内の少なくとも１つの時間シンボルおよび少なくとも１つのサブキャリアを含む、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）に基づくアクセス・システム上のボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）サービスのためのリソース割当に関する。

【背景技術】

【0002】

今日の無線通信システムは、パケットに基づいた送信に依存しており、このパケット送信は、システム容量を増加させる手段として、異なる移動機器からの複数の接続をリアルタイムに多重化することを可能にする。一般に、音声トラフィックは、固定レートまたは可変レートの符号化器（ｅｎｃｏｄｅｒ）を用いて、符号化される。様々な種類のコーデックが考えられ得るが、一例として、フル・レート（ｆｕｌｌ−ｒａｔｅ）、ハーフ・レート（ｈａｌｆ−ｒａｔｅ）、１／４レート（ｑｕａｒｔｅｒ−ｒａｔｅ）、および１／８レート（ｅｉｇｈｔ−ｒａｔｅ）のフレームを生成する、４つの段階をもつ（ｆｏｕｒ−ｓｔａｔｅ）ＥＶＲＣ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｒａｔｅ Ｃｏｄｅｃ）が考えられる。このコーデックは、ｃｄｍａ２０００ １ｘおよびＨＲＰＤ（Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ）規格において、音声対応のために標準化された。各ＶｏＩＰパケット（または、複数のパケットのバンドル（ｂｕｎｄｌｅ））は、物理的な直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）リソース実体／バースト（例えば、このような複数の物理リソースの実体は、ＷｉＭＡＸでは「バースト」と呼ばれる）に対応づけることができ、１つまたは複数のメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）（ＭＡＣ ＰＤＵ）に対応してもよい。

【0003】

ＶｏＩＰパケットは、サイズが比較的小さいため、１つまたは複数のＶｏＩＰパケットの内容を転送し、したがって、ヘッダおよび巡回冗長検査（ＣＲＣ）のオーバーヘッドを最小にするために、単一のＭＡＣ ＰＤＵが望まれる場合がある。巡回冗長検査（ＣＲＣ）はＭＡＣ ＰＤＵ内に組み込まれるため、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔ）機構はこれによってバースト単位に動作することができる。

【0004】

ＭＡＣ ＰＤＵオーバーヘッドのために、情報ビットを含むペイロードと共に送信されることが必要な、ある数のビットが存在する。例えば、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）規格において、ＭＡＣ ＰＤＵオーバーヘッドは、６バイトのＭＡＣヘッダ・オーバーヘッドおよび４バイトのＣＲＣからなることから、１０バイトの大きさになることがある。ＲＴＰ（リアルタイム転送プロトコル）／ＵＤＰ（ユーザ・データグラム・プロトコル）／ＩＰ（インターネット・プロトコル）ヘッダのオーバーヘッドである元の４０バイトを４バイトだけに削減するため、ロバスト・ヘッダ圧縮（ＲＯＨＣ：Ｒｏｂｕｓｔ ｈｅａｄｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を用いてもよい。

【0005】

図１の表に、ＷｉＭＡＸについて、パケット・バンドリング（２個のパケットだけのバンドリングが示される）を用いる場合と用いない場合の、ヘッダ／トレーラ・オーバーヘッドの合計が表わされている。したがって、図１は、ＶｏＩＰパケット・バンドリングが、１個のＶｏＩＰパケット・バンドリングだけがバンドルされて（すなわち、複数のＶｏＩＰパケットのバンドリングがなく）使用される場合、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰオーバーヘッドは３２ビット（すなわち、４バイト）からなり、ＭＡＣヘッダは４８ビット（すなわち６バイト）からなり、ＣＲＣは３２ビット（すなわち、４バイト）からなり、合計は１１２ビット（すなわち、１４バイト）であることを示す。２個のＶｏＩＰパケットがＶｏＩＰバンドルにバンドルされる場合、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰオーバーヘッドは３２ビットの２倍＝６４ビットをからなり、一方、ＭＡＣヘッダおよびＣＲＣは同じサイズのままであり、１４４ビット（すなわち、１８バイト）の合計バンドル・サイズになる。ＶｏＩＰパケットを追加してバンドリングすると、ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰオーバーヘッドおよびＶｏＩＰバンドルのサイズが同様に増加する。

【0006】

図２の表は、一例であるＥＶＲＣ音声コーデックの出力での、バンドリングを用いる場合と用いない場合の、オーバーヘッドを含むＶｏＩＰパケット・サイズを示す。他のＥＶＲＣ音声コーデックが利用されてもよい。図２は、特定のＥＶＲＣボコーダー（ｖｏｃｏｄｅｒ）・レートに対して、１個のパケット・バンドリング（すなわち、バンドリングがない）および２個までのパケット・バンドリングを用いる場合の、対応する使用確率、２０ミリ秒のフレーム・サイズ、および音声ペイロードとヘッダ／トレーラ・オーバーヘッドとの加算値を示す。例えば、バンドリングなしで、一例であるＥＶＲＣボコーダーは、フル・レート、ハーフ・レート、１／４レート、１／８レートの各々に対応して、２８３ビットのＶｏＩＰパケット、１９２ビットのＶｏＩＰパケット、１５２ビットのＶｏＩＰパケット、１２８ビットのＶｏＩＰパケットを生成する。他のＥＶＲＣ音声コーデックが、表で示されるレートの各々で、異なるサイズのＶｏＩＰパケットを生成してもよい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＶｏＩＰのような、遅延に影響されやすい（ｄｅｌａｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）アプリケーションは、厳しいサービス品質（ＱｏＳ）要求条件のため、および典型的な厳しい（ｈｏｓｔｉｌｅ）無線環境のため、無線ネットワーク基盤の設計において重大な課題を提起する。高速に移動するユーザについて、無線チャネル状況を予測すること、したがって、効率的にリソースを割り当てることが、より困難になるため、ユーザ移動性（ｕｓｅｒ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）は、提起される課題の全体の複雑さを増加させる、明らかに別の要因（ｅｘｔｒａ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）である。通常、ＶｏＩＰアプリケーションは、エアー・インターフェースの厳しい（通常、約数十ミリ秒単位の）遅延バジェット（ｄｅｌａｙ ｂｕｄｇｅｔ）と、アクティブなＶｏＩＰユーザの９５％から９８％について１％から２％未満のパケット損失という典型的なＱｏＳ目標により特徴づけられる。リアルタイム通信は、遅延制限に従う通信として特徴づけられることができる。リアルタイム通信以外の通信は、遅延制限に従わないが、ベスト・エフォート型配送（ｂｅｓｔ ｅｆｆｏｒｔ ｄｅｌｉｖｅｒｙ）を用いて配送することができる通信として特徴づけられることができる。

【0008】

無線通信チャネルの状況に効率的に適応するために、利用されるＭＣＳ（変調および符号化方式）の効率的な選択と干渉の抑制（ｃｏｍｂａｔｉｎｇ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）とを考慮する、知的（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）機構に依存することが望ましい。このような目的のためには、利用されるＭＣＳ方式の動的な選択が、リソース割当の決定において重要な要素である。干渉が大きい場合、困難な無線状況で動作するように設計された、よりロバストな（ｒｏｂｕｓｔ）ＭＣＳの１つを選択することにより、符号化パケット（バースト）をより大きくでき、この結果、次に、よりアクティビティが増え、したがって、継続している他の無線の呼に影響する可能性のある干渉の広がりがより大きくなる。一方、好適な無線状況で動作するように設計された、よりロバストでないＭＣＳを選択することにより、符号化パケット（バースト）はより小さくなるが、無線チャネルが急速に変化し、対抗（ｆｉｇｈｔ）する十分な防止策がパケット送信にない場合、パケット誤りがより多くなる危険を冒すことになり、最終的に信号が劣化する。本明細書で開示されるリソース割当およびＭＣＳ選択の機構は、ＶｏＩＰパケットの送信が成功する可能性を最大にするように設計されている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一実施形態では、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）に基づくシステムにおいてリアルタイム・トラフィック通信にリソースを割り当てるための装置が提供される。装置はプロセッサおよび関連するメモリを備え、プロセッサは、１つまたは複数のボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）パケットを、単一のバンドルされるパケットに割り当てることと、変調および符号化方式（ＭＣＳ）のセットの中の第１のＭＣＳを選択することであって、第１のＭＣＳは、リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクへの干渉の、１つまたは複数の悪影響に対処しながら、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけ得る、ＭＣＳのセットの中の１つのＭＣＳである、第１のＭＣＳを選択することと、選択された第１のＭＣＳに基づいて、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけることと、対応づけられた、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースを介して、選択された第１のＭＣＳを用いて、バンドルされるパケットを送信することと、を行なうように構成される。

【0010】

一実施形態では、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内の少なくとも１つの時間シンボルおよび少なくとも１つのサブキャリアを含む。

【0011】

一実施形態では、プロセッサは、ダウンリンクにおける送信のために、複数のＶｏＩＰパケットを単一のバンドルされるパケットに割り当てるように構成される。

【0012】

一実施形態では、プロセッサは、アップリンクにおける送信のために、１個のＶｏＩＰパケットを単一のバンドルされるパケットに割り当てるように構成される。

【0013】

一実施形態では、プロセッサは、リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクの少なくとも１つの無線チャネル状況に合わせて、単一のバンドルされるパケットに割り当てられるＶｏＩＰパケットの数を変更するように構成される。

【0014】

一実施形態では、プロセッサは、１つまたは複数のダウンリンクＯＦＤＭＡサブフレームおよびアップリンクＯＦＤＭＡサブフレームの時間および周波数の全体にわたって、ＶｏＩＰバーストの割当をランダムに行なうように構成される。

【0015】

一実施形態では、プロセッサは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内にＶｏＩＰバーストを適合させるために、複数回のランダム割当の試行を行なうように構成される。

【0016】

一実施形態では、プロセッサは、複数回のランダム割当の試行では、ＶｏＩＰバーストの割当の生成が成功しない場合、ＶｏＩＰバーストが適合し得るＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用するように構成される。

【0017】

一実施形態では、プロセッサは、ＶｏＩＰバーストが適合し得るＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用するように構成される。

【0018】

一実施形態では、プロセッサは、基地局間調整を使用しながら、バンドルされるパケットを、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけるように構成される。

【0019】

一実施形態では、プロセッサは、ダウンリンクのために、周波数ダイバシティの利用を優先しながら、バンドルされるパケットを、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけるように構成される。

【0020】

一実施形態では、プロセッサは、アップリンクのために、時間領域の利用を優先しながら、バンドルされるパケットを、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけるように構成される。

【0021】

一実施形態では、プロセッサは、ＶｏＩＰバーストが、まず時間領域に、次に周波数領域に対応づけられるように、バンドルされるパケットを、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけるように構成される。

【0022】

一実施形態では、プロセッサは、ＶｏＩＰパケット符号化後のサイズがほぼ同じバーストを生成する、ＭＣＳのセットのサブセットの中で最もロバストなＭＣＳ方式を選択するように構成される。

【0023】

一実施形態では、プロセッサは、バンドルされるパケットの通信が成功する確率をさらに最大にする、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに、バンドルされるパケットを対応づけるための、ＭＣＳのセットの中のＭＣＳを第１のＭＣＳとして選択するように構成される。

【0024】

別の実施形態は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）に基づくシステムにおいてリアルタイム・トラフィック通信にリソースを割り当てるための方法である。方法は、ネットワーク要素において、１つまたは複数のボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）パケットを、単一のバンドルされるパケットに割り当てるステップと、ネットワーク要素において、変調および符号化方式（ＭＣＳ）のセットの中の第１のＭＣＳを選択するステップであって、第１のＭＣＳは、リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクへの干渉の、１つまたは複数の悪影響に対処しながら、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけ得る、ＭＣＳのセットの中の１つのＭＣＳである、第１のＭＣＳを選択するステップと、ネットワーク要素において、選択された第１のＭＣＳに基づいて、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけるステップと、ネットワーク要素から、対応づけられた可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースを介して、選択された第１のＭＣＳを用いて、バンドルされるパケットを送信するステップと、を含む。

【0025】

一実施形態では、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内の少なくとも１つの時間シンボルおよび少なくとも１つのサブキャリアを含む。

【0026】

一実施形態では、上記割り当てるステップは、基地局から移動機器へのダウンリンクにおける送信のために、複数のＶｏＩＰパケットを、単一のバンドルされるパケットに割り当てるステップを備える。

【0027】

一実施形態では、上記割り当てるステップは、移動機器から基地局へのアップリンクにおける送信のために、１個のＶｏＩＰパケットを、単一のバンドルされるパケットに割り当てるステップを備える。

【0028】

一実施形態では、上記割り当てるステップは、リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクの少なくとも１つの無線チャネル状況に合わせて、単一のバンドルされるパケットに割り当てられるＶｏＩＰパケットの数を変更するステップを備える。

【0029】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに上記対応づけるステップは、１つまたは複数のダウンリンクＯＦＤＭＡサブフレームおよびアップリンクＯＦＤＭＡサブフレームの時間および周波数の全体にわたって、ＶｏＩＰバーストの割当をランダムに行なうステップを含む。

【0030】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける上記ステップは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内にＶｏＩＰバーストを適合させるための、複数回のランダム割当の試行を含む。

【0031】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける上記ステップは、複数回のランダム割当の試行では、ＶｏＩＰバーストの割当の生成が成功しない場合、ＶｏＩＰバーストが適合し得るＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用するステップを含む。

【0032】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける上記ステップは、ＶｏＩＰバーストが適合し得るＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用するステップを含む。

【0033】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける上記ステップは、基地局間調整を使用して行なわれる。

【0034】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限りの最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける上記ステップは、ダウンリンクのために、周波数ダイバシティの利用を優先しながら、行なわれる。

【0035】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける上記ステップは、アップリンクのために、時間領域の利用を優先しながら、行なわれる。

【0036】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づける上記ステップは、ＶｏＩＰバーストを、まず時間領域に、次に周波数領域に対応づける、または、ＶｏＩＰバーストを、まず周波数領域に、次に時間領域に対応づけるステップを備える。

【0037】

一実施形態では、ＭＣＳのセットの中の第１のＭＣＳを選択する上記ステップは、ＶｏＩＰパケット符号化後のサイズがほぼ同じバーストを生成する、ＭＣＳのセットのサブセットの中で最もロバストなＭＣＳ方式を選択する。

【0038】

一実施形態では、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけるためにＭＣＳのセットの中のＭＣＳを上記選択するステップは、バンドルされるパケットの通信が成功する確率を最大にする。

【0039】

一実施形態では、方法の１つまたは複数のステップは、パケットごとに行なわれる。

【0040】

本発明の実施形態は、添付図面を参照して、ここで、さらに説明される。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】バンドルを用いる場合と用いない場合の、ヘッダ／トレーラ・オーバーヘッドの合計を示す表である。

【図2】ＥＶＲＣ音声コーデックの出力での、バンドルを用いる場合と用いない場合の、オーバーヘッドを含むＶｏＩＰパケット・サイズを示す表である。

【図3】複数のＶｏＩＰパケットをバンドルせずに、図２に表わされるような、ＥＶＲＣボコーダーから生じるＶｏＩＰパケットを通信するために必要な、アップリンク・バースト・サイズおよび対応するＭＣＳ（アップリンクにおいて６４ＱＡＭ変調は使用しない）を示す表である。

【図4】２個のＶｏＩＰパケットのバンドリングを使用しながら、図２に表わされるような、ＥＶＲＣボコーダーから生じるＶｏＩＰパケットを通信するために必要な、ダウンリンク・バースト・サイズおよび対応するＭＣＳを示す表である。

【図5】本発明の原理に従う、２つの相互干渉するセクタ（例えば、セクタＸおよびセクタＹ）のＷｉＭＡＸ時分割複信（ＴＤＤ）ダウンリンク（ＤＬ）およびアップリンク（ＵＬ）サブフレームのトラフィック負荷（ｔｒａｆｆｉｃ ｌｏａｄｉｎｇ）の典型的な概要（ｓｎａｐｓｈｏｔ）を示す。

【図6】干渉の影響を最小にするために、ＯＦＤＭＡに基づくアクセス・システム上でＶｏＩＰサービスを提供し、かつＶｏＩＰパケットへの無線リソースの効率的割当を可能にするための、無線リソース割当機構を詳述する一例のフローチャートである。

【図7】本明細書で説明される機能を行なう時の使用に適したコンピュータのハイレベル・ブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0042】

本発明の特定の実施形態が、図を参照して、以下に開示される。説明と図示の両方が、理解を深める意図で立案された。例えば、図の要素のうちのいくつかの寸法は他の要素に比べて、強調されていることがある。また、実装が成功するために有益であり、または必要でさえある既知の要素が、実施形態の理解を妨げず（ｌｅｓｓ ｏｂｓｔｒｕｃｔｅｄ）、より明確な表現になるように、図示されないことがある。さらに、上記の論理フロー図は、特定の順序で行なわれる特定のステップに関して説明され示されるが、これらのステップのうちのいくつかは省略されてもよく、または、これらのステップのうちのいくつかは請求項の範囲から逸脱することなく、組み合わされてもよいし、分割されてもよいし、再順序づけされてもよい。したがって、特段の指示がない限り、ステップの順序およびグループ化は、請求項の範囲内にあり得る他の実施形態を制限するものではない。

【0043】

当業者が、当技術分野で既知の事を考慮して、説明された実施形態を、効果的に、作成、使用、かつ最もよく実施できるようにするために、図示と説明の両方における簡潔さおよび明瞭さが求められる。当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、下記の特定の実施形態に対して様々な修正および変更を行ない得ることを理解するであろう。したがって、明細書および図面は、限定または全てを包括するものではなく、図示および例示として考えられるべきであり、下記の特定の実施形態への、このような全ての修正は、本発明の範囲内に含まれるものとする。

【0044】

本発明の様々な実施形態を作成および使用する時のより広範囲の詳細を提供するために、ネットワークでの通信に用いられる手法の説明、およびある種のごく特定の実施形態の説明を、例示のため以下に行なう。

【0045】

無線通信チャネルの状況に効率的に適応するために、利用されるＭＣＳ（変調および符号化方式）の効率的な選択と干渉の抑制（ｃｏｍｂａｔｉｎｇ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）とを考慮する、本明細書で提供される知的（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）機構に依存することが望ましい。本明細書で開示されるリソース割当およびＭＣＳ選択の機構は、ＶｏＩＰパケットの送信が成功する確率を最大にするように設計されている。

【0046】

したがって、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）に基づくシステムにおいてリアルタイム・トラフィック通信にリソースを割り当てるための方法および装置が提供される。一例の方法は、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）パケット・バンドリング、リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクへの干渉の１つまたは複数の悪影響に対処しながら、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけ得るＭＣＳ（変調および符号化方式）の選択、これに続いて選択されたＭＣＳに従ってバンドルされるパケットを対応づけることおよび送信することを含む。方法の各態様が、以下に順番に記述される。

【0047】

パケット・バンドリング
単一のＭＡＣ ＰＤＵが、１つまたは複数のＶｏＩＰパケットの内容を転送するために利用でき、したがって、ヘッダおよび巡回冗長検査（ＣＲＣ）オーバーヘッドを最小にする。一実施形態では、基地局で、ダウンリンクにおいて、すなわち、ＭＡＣ ＰＤＵを生成する時に、ＶｏＩＰパケット・バンドリングを使用することが考えられる。この形式のバンドリングには、Ｎ＊２０ｍｓで求められるいくらかの遅延の追加という犠牲を伴って、オーバーヘッドを低減するという優位点がある。ここで、Ｎは単一のパケットにバンドリングされるＶｏＩＰパケットの数であり、２０ｍｓはＶｏＩＰパケット生成間隔である。パケット・バンドリングには、複数のＶｏＩＰパケットのペイロードを含む、バンドルされるＶｏＩＰパケットに対して、単一のＭＡＣヘッダが使用されてもよいという利点がある。しかし、圧縮されたヘッダは、構成パケットごとに依然必要である。エアー・インターフェース（エアー・リンク）での送信をスケジュールされる必要があるバーストがより少なくなり得るので、パケット・バンドリングは、メディア・アクセス・プロトコル（ＭＡＰ）オーバーヘッドをさらに低減できる。

【0048】

別の実施形態では、パケット・バンドリングは、アップリンクで使用されない。バンドリングは、アップリンクに対しては必ずしもよい解決策ではない（パケットはより長く、かつ、より小さな電力スペクトル密度での動作を強いる可能性があり、例えば、ＷｉＭＡＸでは、バンドルされるパケットは、複数のアップリンク・サブチャネル上に収容されなければならない可能性がある）。

【0049】

別の実施形態では、ＭＳが観測し得る無線チャネル状況の品質の最良点を利用し、かつユーザ・データの日和見主義的スケジューリングを可能にするために、ＶｏＩＰパケット・バンドリングは、動的に、１つの移動局（ＭＳ）ごとに、ダウンリンクおよびアップリンクの両方で、またはダウンリンクもしくはアップリンクで行なわれる。バンドルされるパケットが、１つまたは複数のＶｏＩＰパケットのペイロードを含んでもよいことに留意されたい。

【0050】

ＭＣＳ選択
バンドルされるパケットのビット・サイズおよびバンドルされるパケットを通信する可能性のあるＭＣＳのセットが与えられると、個々のＭＣＳに対応するバーストを転送するのに必要なバースト・サイズ（すなわち、ＯＦＤＭＡスロット数）を決定することができる。図３は、複数のＶｏＩＰパケットをバンドリングせずに、図２に表わされるような、ＥＶＲＣボコーダーからのＶｏＩＰパケット（すなわち、複数のＶｏＩＰパケットをバンドルしない１つのパケット、言いかえれば、単一のＶｏＩＰパケット）を通信するのに必要な、アップリンク・バースト・サイズおよび対応するＭＣＳ（アップリンクにおいて６４ ＱＡＭ変調は使用しない）を説明する、一例の表である。

【0051】

例えば、２８３ビットのＶｏＩＰパケットは、６個のバースト・サイズを用いるＱＰＳＫレート１／２を使用して、通信されてもよい。１９２ビットのＶｏＩＰパケットは、４個のバースト・サイズを用いるＱＰＳＫレート１／２を使用して、通信されてもよい。１５２ビットのＶｏＩＰパケットは、４個のバースト・サイズを用いるＱＰＳＫレート１／２を使用して、通信されてもよい。１２８ビットのＶｏＩＰパケットは、３個のバースト・サイズを用いるＱＰＳＫレート１／２を使用して、通信されてもよい。ＱＰＳＫレート３／４については、２８３ビットのＶｏＩＰパケットは、４個のバースト・サイズを用いて、通信されてもよい。１９２ビットのＶｏＩＰパケットは、３個のバースト・サイズを用いて、通信されてもよい。１５２ビットのＶｏＩＰパケットは、３個のバースト・サイズを用いて、通信されてもよい。１２８ビットのＶｏＩＰパケットは、２個のバースト・サイズを用いて、通信されてもよい。同様に、１６ＱＡＭレート１／２については、２８３ビットのＶｏＩＰパケットは、３個のバーストを用いて、通信されてもよい。１９２ビットのＶｏＩＰパケットは、２個のバーストを用いて、通信されてもよい。１５２ビットのＶｏＩＰパケットは、２個のバーストを用いて、通信されてもよい。１２８ビットのＶｏＩＰパケットは、２個のバーストを用いて、通信されてもよい。他のＥＶＲＣ音声コーデックが、説明されたそれぞれのレートで異なるサイズのＶｏＩＰパケットを生成してもよく、それに応じて、特定のＭＣＳに従って通信するのに必要なバーストの個数は変化する。

【0052】

図４は、２個のＶｏＩＰパケットのバンドリング（すなわち、２個のＶｏＩＰパケットがバンドルされている、バンドルされるパケット）を使用しながら、図２に表わされるような、一例のＥＶＲＣボコーダーから生じるＶｏＩＰパケットを通信するのに必要なダウンリンク・バースト・サイズおよび対応するＭＣＳを説明する表である。図３および図４の表中の例は、本明細書で説明されるロバストネス（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）の原理に従う、バーストとＭＣＳの関連を説明している。使用されるバースト・サイズおよびＭＣＳは、表２中のＭＡＣ ＰＤＵサイズに対応する（図３中ではバースト・アップリンクを説明しており、モバイルＷｉＭＡＸプロファイル・リリース１．０に従って、６４ＱＡＭ ＭＣＳ方式は使用されないことに留意されたい）。

【0053】

特定のＭＡＣ ＰＤＵサイズに対する、複数の候補のＭＣＳが同じバースト・サイズ（例えば、ＷｉＭＡＸでは、同じ個数のＯＦＤＭＡスロット）になる可能性がある。このような場合、一実施形態では、一実施形態により使用されるロバストネスの原理に従って、システムを干渉に対してより回復力があるようにするために、そのバースト・サイズのＶｏＩＰパケットを通信するための候補ＭＣＳとして、最もロバストなＭＣＳが実際には選択される。例えば、フル・レート２８３ビットのＶｏＩＰパケットは、次のＭＣＳ方式、１６ＱＡＭレート３／４、６４ＱＡＭレート１／２、６４ＱＡＭレート２／３、６４ＱＡＭレート３／４および６４ＱＡＭレート５／６、のうちのいずれかによって２個のＯＦＤＭＡスロットを用いて実行できる。本実施形態のロバストネスの原理に従って、１６ＱＡＭレート３／４が、２個のＯＦＤＭＡスロットを使用しながら、フル・レートの２８３ビットのＶｏＩＰパケットを実行するように考慮されたＭＣＳとなるであろう。

【0054】

各パケットを送信するために使用されるＭＣＳは、ユーザからの迅速なチャネル品質フィードバックのみでなくパケットのサイズにも基づいて選択される。エラー回復は、チェイス合成（Ｃｈａｓｅ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）を用いて、（最初のパケット送信と許容される再送信を加えた）ＨＡＲＱ送信を最大回数、Ｎ、まで行ない、実行される。ＷｉＭＡＸにおけるチェイス合成では、パケットの再送信は、パケットの最初の送信で選択されたＭＣＳに制限される。したがって、最初の（新たな）送信および（後に）それに続いて行なわれる再送信の全体にわたって同一パケットを実行するために使用されるＶｏＩＰバーストは、全てサイズが同一である（ＯＦＤＭＡシステムには、チェイス合成の代わりに、増加的冗長性（ＩＲ）を使用し得るものもあるが、本発明の基本原理は、ＩＲモードにも同様に適用されることに留意されたい）。

【0055】

下記の３つの式は、ＶｏＩＰパケットのためのＭＣＳ選択機構の背景にある論理的根拠について説明している。一般性のために、サイズｓの所与の（符号化されていない）ＶｏＩＰパケットに対して、符号化されたＩ個の可能なＶｏＩＰバーストがあり、各バーストは異なるＭＣＳと対応しており、したがって、結果として異なるバースト・サイズになる可能性があると仮定する。言いかえれば、Ｉ個のバーストの各々は、特定の個数のＯＦＤＭＡスロットを必要とし、特定のＭＣＳ、ｍ_ｐ、で符号化される場合、このスロット数をｎ_ｉとする。例えば、フル・レート２８３ビットのＶｏＩＰパケットは、ＱＰＳＫレート１／２では６個のＯＦＤＭＡスロット、またはＱＰＳＫレート３／４では４個のＯＦＤＭＡスロット、または１６ＱＡＭレート１／２では３個のＯＦＤＭＡスロット、または最後に１６ＱＡＭレート３／４では２個のＯＦＤＭＡスロットのみ、でのいずれかで実行することができる。これらの考察では、同一のパケットに対し、複数の可能な候補の中で最もロバストなＭＣＳが、常に使用されることが既に仮定されている。Ｐ_ｅ，ｋ（ｍ_ｐ，ｎ_ｉ）は、ＭＣＳとしてｍ_ｐを使用する時、サイズｎ_ｉのバーストに対し、ｋ番目の送信試行を行なう時に、パケット送信でエラーが発生する確率を意味している。パラメータ（ｍ_ｐ，ｎ_ｉ）で定義される、１つのバースト送信が成功するために必要な、予想される総リソース数

【数1】

を決定できる。下記の式（１）を参照されたい。論理的根拠は、１個のパケットが、最初の試行で、または最初で成功しない場合は２番目の試行で、など、最初のＮ−１回で成功しない場合は次に必ずＮ番目の試行（最後の試行）で、のいずれかで受信に成功する場合、送信が成功するということである。

【数2】

【0056】

同一パケットの、２つの異なる送信試行にわたるエラー発生確率が、（例えば、第１番目のパケット送信と第２番目のパケット送信との間で）同一であると、単純化により仮定される場合、パラメータ（ｍ_ｐ，ｎ_ｉ）により特徴づけられるバーストのエラーの発生確率、Ｐ_ｅ（ｍ_ｐ，ｎ_ｉ）は、もはやパケットの送信順序に依存せず、式（１）の予想される総リソース数に対する式は、式（２）のようになる。パケットあたりの許容される送信の最大数が極めて大きい場合、これは、式（２）の最後の式のように、さらに単純化することができる。

【数3】

【0057】

式（３）に表現されている（Ｐは利用可能なＭＣＳの総数を意味する）ように、必要とされるＯＦＤＭＡリソース（スロット）の最少数で、ＶｏＩＰパケットの送信を成功することを保証する、ＭＣＳバースト・サイズの組合せ（ｍ_ｋ，ｎ_ｌ）を常に選択する場合、ＶｏＩＰパケット送信は最適であると言うことができる。

【数4】

【0058】

所与の長さの１個のパケットに対し、最初のパケット送信での誤りの確率および再送信での誤りの確率は、詳細なリンク・レベル・シミュレーション（ｌｉｎｋｅｄ ｌｅｖｅｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）から決定できることに留意されたい。

【0059】

一実施形態では、あるパケット送信に適用される電力レベルは、所与のＭＣＳを用いて、所望の成功確率を保証するように決定され、オープン電力制御ループもしくはクローズ電力制御ループを用いて、または両方の種類のループを共に用いて、のいずれかで制御できる。

【0060】

ＯＦＤＭＡリソースへのバースト対応づけ
本発明の一実施形態では、ＶｏＩＰバーストの、時間および周波数全体にわたってランダム化された割当が、結果として生じる干渉を低減するだけでなく平均化するために、部分的負荷の厳密な（ｔｉｇｈｔ）制御を用いて、ダウンリンク・サブフレームおよびアップリンク・サブフレームにおいて、使用される。さらに、複数回のランダム割当試行の後、ＶｏＩＰバーストが、対応するサブフレームに適合できない場合、バーストを対応づけることができる、サブフレーム内の空き位置を探す検索アルゴリズムが使用されてもよい。これは、実システムにおいて干渉を低減する実用的な方法であり、それは基地局間通信を必要としない。しかし、一実施形態では、基地局間調整が使用される。

【0061】

図５は、本発明の原理に従う、２つの相互干渉するセクタ（例えば、セクタＸおよびセクタＹ）のＷＩＭＡＸ時分割複信（ＴＤＤ）ダウンリンク（ＤＬ）およびアップリンク（ＵＬ）サブフレームのトラフィック負荷の概要を表わす。ＯＦＤＭＡフレーム構造が、伸縮自在のＭＡＰで示されている。ダウンリンク・トラフィック部分およびアップリンク・トラフィック部分は、説明することを目的にするのみであり、２つの干渉するセクタにおけるランダム・リソース割当および干渉低減を説明している。ダウンリンク・サブフレームおよびアップリンク・サブフレームの「トラフィック」領域上の有色の長方形は、ＶｏＩＰバーストを表わし、それは、図３および図４の表中で示されるバースト長に従う。ダウンリンク・オーバー・ヘッド部分およびアップリンク・オーバーヘッド部分は、本発明の当業者に既知の従来のオーバーヘッドを含み、プリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）、ＭＡＰメッセージ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫチャネル、サウンディング（ｓｏｕｎｄｉｎｇ）、レンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）およびチャネル品質表示チャネル（ＣＱＩＣＨ）を含んでもよい。

【0062】

ＶｏＩＰバースト（例えば、ＨＡＲＱパケット再送信および新たなパケット送信）は、オーバーヘッド（ＷＩＭＡＸにおけるプリアンブル、ＦＣＨおよびＭＡＰメッセージ）全部に割り当てた後に利用可能なリソースにおいてスケジュールされる。ＭＡＰオーバーヘッドは、ダウンリンク・マップ（ＤＬ−ＭＡＰ）・オーバーヘッドおよびアップリンク・マップ（ＵＬ−ＭＡＰ）・オーバーヘッドにより構成される。ＤＬ−ＭＡＰは、ダウンリンク上の、加入者局向けのバースト開始時間を定義する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）メッセージである。ＵＬ−ＭＡＰは、スケジューリング間隔に対する全アクセスを定義する情報セットに対応する。受信／送信遷移間隔（ＲＴＧ）および送信／受信遷移間隔（ＴＴＧ）も図示されている。

【0063】

各ＶｏＩＰパケットは、送信側のＭＡＣに到着すると遅延バジェットを割り当てられ、その到着が遅延バジェット内で成功裏に確認できない場合、ＭＡＣにより廃棄される。リソース割当アルゴリズムにより、ＭＡＰの広がり（ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＭＡＰ）および結果として各ＶｏＩＰバーストをフレーム内にスケジューリングするトラフィック・リソースの可用性が小さくなることが説明される。この例は、８０２．１６ｅ規格で認められているように、ＳＵＢ−ＭＡＰメッセージを使用することにより、ＭＡＰメッセージのサイズが制御されることを仮定している。ＭＡＰオーバーヘッド全体を低減するように異なるＭＣＳ方式を使用して、ユーザの異なるグループに制御ＭＡＰメッセージを送信することがこれらのメッセージにより可能になる。しかし、本発明の１つまたは複数の実施形態は、ＷＩＭＡＸのＭＡＰメッセージなどの、オーバーヘッドメッセージ制御の種類に依存しないので、これは説明する目的のためであることに留意されたい。

【0064】

本発明の一実施形態では、ダウンリンクにおけるＶｏＩＰバーストは、広帯域無線チャネルの周波数ダイバシティを使用するために、（周波数において「高い」）周波数領域に対応づけられる。異なるフレーム間隔で発生するＨＡＲＱ送信を通して、時間ダイバシティが本質的に発生することに留意されたい。

【0065】

さらに、同様の部分的負荷方式が、アップリンクにおいて使用でき、一実施形態では、移動端末は、基地局からのダウンリンク送信に比べ、はるかに低いレベルで動作するため、（時間領域に沿って広がっている）サブチャネルあたりの電力スペクトル密度を最大にするように、ＶｏＩＰバーストは、まず時間領域に対応づけられる。

【0066】

別の実施形態では、ＯＦＤＭＡリソースへのＶｏＩＰバーストの対応づけは、さらに自由度が認められ得る。例えば、異なる実施形態では、ダウンリンクにおいて、最終的に、ＶｏＩＰバーストが、まず時間領域にさらに対応づけられ得、次に周波数領域に対応づけられ得、アップリンク方向についてはその逆である。

【0067】

図６は、干渉の影響を最小にするために、ＯＦＤＭＡに基づくアクセス・システム上でＶｏＩＰサービスを提供し、かつＶｏＩＰパケットへの無線リソースの効率的割当を可能にするための、無線リソース割当方法を詳述する一例のフローチャートである。方法６００は、利用されるＯＦＤＭＡリソースの数を最少にしながら、無線チャネル上のパケット送信の成功の確率を最大にするように、使用されるＭＣＳを動的に選択できるレート選択を含む。開示されるリソース割当の方法の実施形態は、リアルタイム・トラフィック通信を処理する、無線に基づくＯＦＤＭＡシステムのスペクトル効率およびＶｏＩＰ容量を増加させることを目指す。

【0068】

動作６１０で、方法が開始する。

【0069】

動作６２０で、１つまたは複数のボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）パケットが単一のバンドルされるパケットに割り当てられる。一実施形態では、ＶｏＩＰパケットを単一のバンドルされるパケットに割り当てることは、基地局から移動機器へのダウンリンクにおける送信のために、複数のＶｏＩＰパケットを単一のバンドルされるパケットに割り当てることを含む。したがって、説明される方法は、基地局、アクセス・ポイントまたは無線通信システムの他の同様のネットワーク要素で行なうことができる。一実施形態では、ＶｏＩＰパケットを単一のバンドルされるパケットに割り当てることは、移動機器から基地局へのアップリンクにおける送信のために、１つのＶｏＩＰパケットを単一のバンドルされるパケットに割り当てることを含む。したがって、説明される方法は、移動機器、ユーザ装置、移動局または無線通信システムの他の同様のネットワーク要素で行なうことができる。１つのパケットを１つのバンドルされるパケットにバンドルすることは、本明細書の他の箇所では、バンドリングしないことを意味することがある。アップリンクおよびダウンリンクの両方の状況において、ＶｏＩＰパケットを単一のバンドルされるパケットに割り当てることは、リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクの少なくとも１つの無線チャネルの状況に合わせて、単一のバンドルされるパケットに割り当てられるＶｏＩＰパケットの個数を変更することをさらに含んでもよい。バンドルされるＶｏＩＰパケットの個数は、時々変更してもよい。例えば、１つのバンドルに割り当てられる、本方法は、ＶｏＩＰパケットごとに、バンドルされるパケットに蓄積する次のパケットの望ましい個数を決定してもよい。移動機器が観測し得る無線チャネル状況の品質の最良点を利用し、かつユーザおよびパケットの日和見主義的スケジューリングを可能にするために、パケット・バンドリングは、動的に、移動局（ＭＳ）ごとに、ダウンリンクおよびアップリンクの両方で、またはダウンリンクもしくはアップリンクのいずれかで行なわれてよい。

【0070】

動作６３０で、変調および符号化方法（ＭＣＳ）のセットの中の第１のＭＣＳが選択される。第１のＭＣＳは、リアルタイム・トラフィック通信に関連づけられるリンクへの干渉の、１つまたは複数の悪影響に対処しながら、バンドルされるパケットを可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけ得る、ＭＣＳのセットの中の１つである。可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内の少なくとも１つの時間シンボルおよび少なくとも１つのサブキャリアを含む。一実施形態では、方法は、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースにバンドルされるパケットを対応づけるために、さらにバンドルされるパケットの通信が成功する確率を最大にする、ＭＣＳのセットのサブセットの中のＭＣＳを第１のＭＣＳとして選択する。一実施形態では、方法は、ＶｏＩＰパケット符号化の後のほぼ同じサイズのバーストを生成する、ＭＣＳのセットのサブセットの中で最もロバストなＭＣＳ方式を第１のＭＣＳとして選択する。

【0071】

動作６４０で、バンドルされるパケットは、選択された第１のＭＣＳに基づいて、可能な限りの最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけられる。対応づけは、１つまたは複数のダウンリンクＯＦＤＭＡサブフレームおよびアップリンクＯＦＤＭＡサブフレームの時間および周波数の全体にわたって、ＶｏＩＰバーストの割当をランダムに行なうことを含んでもよい。これは、結果として生じる干渉を低減するだけでなく、平均化するために、行なわれる。対応づけは、使用可能なＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレームのスロット内で、バンドルされるパケットを最大数適合させることを意味する、部分的負荷の厳密な制御を用いてさらに行なわれてよい。

【0072】

一実施形態では、対応づけは、ＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内でＶｏＩＰバーストを適合させるために、複数回のランダム割当の試行を行なうことを含む。別の実施形態では、対応づけは、ＶｏＩＰバーストが適合し得るＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用することを含んでもよい。対応づけは、複数回のランダム割当の試行では、ＶｏＩＰバーストの割当の生成が成功しない場合、ＶｏＩＰバーストが適合し得るＯＦＤＭＡフレームまたはＯＦＤＭＡサブフレーム内で、１つまたは複数の適切な位置を見つけるための検索アルゴリズムを使用することをさらに含んでもよい。対応づけは、基地局間調整で行なわれてもよい。言いかえれば、物理的なＯＦＤＭＡリソースにバンドルされるパケットの対応づけは、基地局間調整を用いて、または基地局間調整を用いないで行なわれてもよい。

【0073】

一実施形態では、対応づけは、ダウンリンクのために周波数ダイバシティの利用を優先しながら、行なわれてもよい。すなわち、ＶｏＩＰバースト、例えばダウンリンクＯＦＤＭＡサブフレーム内のＶｏＩＰバーストは、周波数ダイバシティを利用するために、（周波数において「高い」）周波数領域に対応づけられる。別の実施形態では、対応づけは、アップリンクのために時間領域の利用を優先しながら、行なわれてもよい。すなわち、ＶｏＩＰバースト、例えば、アップリンクにおけるＶｏＩＰバーストが、時間領域にまず対応づけられる。信号送信の範囲を縮小するような送信機の送信電力の低減を避けるために、時間領域が優先される。別の実施形態では、バンドルされるパケットは可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースに対応づけられ、一方ＶｏＩＰバーストは時間領域にまず対応づけられ、次に周波数領域に対応づけられるか、または逆順に対応づけられる。

【0074】

動作６５０で、バンドルされるパケットは、選択された第１のＭＣＳを用いて、対応づけられた、可能な限り最少量の物理的なＯＦＤＭＡリソースを介して送信される。したがって、バンドルされるパケットは、ＯＦＤＭＡリソースの最少個数を使用し、決められた最大確率で通信を成功させながら、無線チャネルで送信される。

【0075】

動作６６０で、方法は終了する。方法は、パケットごとに実現されてもよい。

【0076】

本発明の原理に従う実施形態は、次の利点の１つまたは複数を提供し得る。

【0077】

〇パケット送信／再送信処理中に使用される必要のあるＯＦＤＭＡリソース数を最少にしながら、パケット送信が成功する確率を最大にするＭＣＳ選択機構を通して、拡大される、ＯＦＤＭＡに基づく無線アクセス・システムのＶｏＩＰ容量。

【0078】

〇パケット送信を成功裏に行なうために必要な、最少の無線リソース使用を通して、干渉を低減すること。

【0079】

〇時間／周波数リソース全体にわたる、ＶｏＩＰバーストのランダム割当を通した、干渉の平均化。

【0080】

〇低減されるシグナリング：基地局間での干渉レベルの明示的な交換の必要がないこと。

【0081】

〇ＭＳが観測し得る無線チャネル状況の品質の最良点を利用し、かつユーザおよびパケットの日和見主義的スケジューリングを可能にするための、１つの移動局（ＭＳ）ごとであり、ダウンリンクおよびアップリンクの両方で、またはダウンリンクもしくはアップリンクのいずれかで行なわれる、動的パケット・バンドリング。

【0082】

図７は、本明細書で説明される機能を行なう時の使用に適したコンピュータのハイレベル・ブロック図を示す。コンピュータ７００は、プロセッサ７０２（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）または他の適切なプロセッサ）およびメモリ７０４（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）など）を含む。コンピュータ７００は、協調（ｃｏｏｐｅｒａｔｉｎｇ）モジュール／プロセス７０５をさらに含んでもよい。本明細書で論じたような機能を実装するため、協調プロセス７０５がメモリ７０４にロードされ、プロセッサ７０２により実行され得る。したがって、協調プロセス７０５（関連づけられるデータ構造を含む）は、コンピュータ可読記憶媒体、例えば、ＲＡＭメモリ、磁気ドライブまたは光学ドライブまたはディスケット（ｄｉｓｋｅｔｔｅ）などに格納され得る。

【0083】

コンピュータ７００は、１つまたは複数の入力／出力装置７０６（例えば、（キーボード、キーパッド、マウスなどの）ユーザ入力装置、（ディスプレイ、スピーカなどの）ユーザ出力装置、入力ポート、出力ポート、受信機、送信機、１つまたは複数の記憶装置（例えば、テープ・ドライブ（ｔａｐｅ ｄｒｉｖｅ）、フロッピー・ドライブ（ｆｌｏｐｐｙ ｄｒｉｖｅ）、ハードディスク・ドライブ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）、コンパクト・ディスク・ドライブ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）など）など、ならびに、これらの様々な組合せ）をさらに備えてもよい。

【0084】

図７に示すコンピュータ７００は、本明細書で説明される機能要素または本明細書で説明される機能要素の一部を実装するために適した、全体的アーキテクチャおよび機能性を提供することが認識されよう。例えば、コンピュータ７００は、無線通信ネットワークの一部を提供するのに適した、移動機器、基地局、無線アクセス・ポイント、ネットワーク要素などの１つまたは複数を実装するのに適した全体的アーキテクチャおよび機能性を提供する。

【0085】

当業者は、様々な上記方法のステップが、プログラムされたコンピュータにより行なうことができることを容易に理解するであろう。本明細書で、いくつかの実施形態は、プログラム記憶デバイス、例えば、ディジタル・データ記憶媒体を含むことを意図し、このデバイスは、マシンまたはコンピュータで読み出し可能であり、マシンが実行可能なまたはコンピュータが実行可能な、命令のプログラムを符号化し、上記命令は、本明細書で説明する、方法の１つまたは複数の、一部または全部のステップを行なう。プログラム記憶デバイスは、非一時的媒体、例えば、ディジタル・メモリ、磁気ディスクもしくは磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハード・ドライブ、または光学的可読ディジタル・データ記憶媒体であってもよい。１つまたは複数の実施形態では、信号を除く有形の媒体が、実行される時に、説明される方法の１つまたは複数を行なうように動作可能である、命令のセットを含んでもよい。提供される実施形態は、本明細書で説明される方法の上記ステップを行なうようにプログラムされたコンピュータで具体化されることをさらに意図する。

【0086】

利点、他の優位点および問題の解決策が、本発明の特定の実施形態に関連して以上で説明された。しかし、この利点、優位点、問題の解決策、および、そのような利点、優位点もしくは解決策をもたらし得るもしくは結果として生じ得る、またはそのような利点、優位点、問題の解決策をより明確にし得る、任意の要素が、請求項のいずれかまたは全ての、重要な、必要とされる、または本質的な特徴または要素として、解釈されるべきではない。

【0087】

本明細書および添付の請求項で使用されるように、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」またはこれらの他の変形のいずれも、要素のリストを含むプロセス、方法、製品、または装置が、そのリスト内のそれらの要素を含むのみならず、リストに明示的には入っていない、またはそのようなプロセス、方法、製品、または装置に固有である、他の要素を含んでもよいというような、非排他的に含むことを意味するものである。用語「１つの（ａ）」、または「１つの（ａｎ）」は、本明細書で使用されるように、１つまたは１つ以上として定義される。用語「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」は、本明細書で使用されるように、２つまたは２つ以上として定義される。用語「別の（ａｎｏｔｈｅｒ）」は、本明細書で使用されるように、少なくとも第２以上として定義される。本明細書で別段の指示がない限り、第１の（ｆｉｒｓｔ）と第２の（ｓｅｃｏｎｄ）、上部（ｔｏｐ）と下部（ｂｏｔｔｏｍ）などの、関係を示す何らかの用語は、単に、１つの実体または動作をもう１つの実体または動作と、このような実体間または動作間の実際のそのような関係または順序をいずれも必ずしも必要とせずまたは含意せずに、区別するために使用される。

【0088】

上記説明は、８０２．１６ｅ規格（ＷｉＭＡＸ）に基づく例を伴っているが、本発明の原理は、例えば、第３世代パートナーシップ・プロジェクト３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２により提案され、開発されているような、他のＯＦＤＭＡベースの通信システムのいずれにも適用する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】