JP4718513B2 - ビジー信号コンセプトを用いた干渉許容範囲シグナリング - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話、アドホック及びマルチホップ・マルチキャリヤ及びシングルキャリヤＴＤＤベースのネットワークの分野に関し、リンク適応、干渉回避、干渉抑圧及び干渉管理、ならびに媒体アクセス制御及びマルチユーザアクセスのためのＱｏＳ（通信品質）機能をサポートすることに関する。

スペクトラム拡散技術とは異なり、マルチキャリヤ及びシングルキャリヤ送信システムは、干渉耐性メカニズムをその一部として有していない。この干渉耐性メカニズムがあると、多数セルの環境内でそのシステムが使用できるようになり、結果として、ユニバーサルな周波数を再利用することが可能になる。同一チャネル干渉（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＣＣＩ）に有効に対抗するためのインテリジェント周波数再利用に関する問題は未解決である。さらに、アドホック又はマルチホップネットワークでは、集中型ノードが欠如しているので、無線資源管理（例えば、時間及び周波数の管理）を集中型方式で行えないという問題が起こる。そのため、アドホック又はマルチホップネットワークにおける無線資源管理も未解決である。

効率的な無線資源管理のためにマルチホップ及びアドホックネットワークに用いられる既知のプロトコルは、いわゆるビジーバースト時分割多元接続（ｂｕｓｙ ｂｕｒｓｔ ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ；ＢＢ−ＴＤＭＡ）プロトコルである。ＢＢ−ＴＤＭＡは、干渉管理を有効にサポートする時分割二重通信（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ；ＴＤＤ）の特性を用いるビジーバーストブロードキャストプロトコルである。データを受信しているネットワークノードは、潜在的な干渉を起こすものがそれと同時に送信することを防ぐために、ビジーバースト（busy burst；話中バースト）を送信する。潜在的なトランスミッタが送信を開始するのは、ビジーバーストを一定のしきい値以下で受信した場合にのみである。ビジーバーストは、１つのビジー信号タイムスロットを各ペイロード信号タイムスロットに関連付けて、時間フレーム構造の一部を占めるミニスロット又はビジー信号タイムスロットにおいて送信される。全てのトランスミッタは、予定通りに送信できるか、又は、他のユーザに対して著しい干渉を引き起こすことなく送信できるかを判断するために、ビジー信号をリスンしなければならない。

従来のＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタは、２つの異なるモード、いわゆるコンテンションモード及び予約モードになることができる。ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルに従う従来のトランスミッタは、無線フレーム中に、送信に用いることができるペイロードデータがある場合にはコンテンションモードになるが、トランスミッタは、まだ、システムに接続していない。そのため、トランスミッタは、送信を開始するために、リソースすなわちペイロード信号タイムスロットを割当てようと試みる。図１７には、コンテンションモード時のＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタのフローチャートが示されている。

第１のステップＳ１においては、ｉ番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のタイムスロットにおける送信のためのデータブロックがスケジューリングされる。一旦データブロックがスケジューリングされると、トランシーバが、第２のステップＳ２において、（ｉ−１）番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のミニスロット、すなわち、ビジー信号タイムスロットをリスンし始める。第３のステップＳ３においては２つの可能性があり、トランスミッタが強いビジーバーストを受信した場合には、所望のｎ番目のタイムスロットは既に占有され、図１７のフローチャートのステップＳ５に示すようにデータブロックの予定を決め直さなければならない。ステップＳ３においてトランスミッタが強いビジーバーストを検知しない場合、所望のｎ番目のタイムスロットが占有されておらず、ステップＳ４において、トランスミッタが送信を開始することができ、かつｉ番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のタイムスロットにおいてデータブロックを送信できることを示している。また、トランスミッタは、どのくらいの量のデータを送信するつもりかをレシーバに知らせるべく、トランスミッタバッファ状態をシグナリングすることになる。トランスミッタが、その第１のデータブロックを送信した後、トランスミッタは、ステップＳ６において、ｉ番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のビジー信号タイムスロットをリスンすることになる。ここでも同様に、ｎ番目のビジー信号タイムスロットに対して２つの可能性があり、トランスミッタが対象とするレシーバからの強いビジーバーストを検知した場合には、トランスミッタは、ステップＳ８に進んで、ｉ＋１のＴＤＭＡフレームのｎ番目のタイムスロットで次のブロックを送信し、この場合も同様に、そのトランスミッタバッファ状態をシグナリングする。ステップＳ７において、トランスミッタが、対象とするレシーバから強いビジーバーストを検知できなかったが、そのバッファ内にまだデータを有する場合には、送信は、ステップＳ５に応じて、スケジューリングし直さなければならず、これは、トランスミッタが使用可能なペイロードタイムスロットを見つけようと試みたステップＳ３において、強いビジーバーストが検知されなかった場合の状況と同様である。しかし、トランスミッタバッファが空なとき、すなわち、送信するデータがそれ以上ない場合には、送信は完了し、トランスミッタは、図１７のステップ１０に示すように、新たなデータを待つことができる。明らかに、第１のデータブロックが送信された後のビジーバーストの受信は、トランスミッタのための、また、他のトランスミッタからの送信の保護のための肯定応答として機能し、この他のトランスミッタは、特定のペイロードタイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットでビジーバーストを受信し、一旦ビジーバーストを検知すると、送信をスケジューリングし直すことになって、所望のトランスミッタの送信に接続せず、また、送信に干渉もしない。上記のトランスミッタについて考えると、ビジーバーストは、第１のデータブロックの送信に対する肯定応答として機能し、トランスミッタを、第２の状態、いわゆる予約モードにする。予約モードは、図１７におけるステップＳ８に相当し、この場合、第１のデータブロックの送信に対して良好な肯定応答が得られ、トランスミッタは送信を続ける。

図１７のステップＳ８による予約モードにおけるトランスミッタの動作のフローチャートが図１８に示されている。フローチャートの第１のステップＳ１は、データブロックが、ｉ番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のタイムスロットで既に送信及び認識され、かつ上記トランスミッタバッファがまだ空ではない状況に相当する。次に、ステップＳ２において、トランスミッタは次のデータブロックを送信し、ｉ番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のミニスロットをリスンし、そうして、図１８のステップＳ３に従って、ｎ番目のミニスロット又はビジー信号タイムスロットにおいて強いビジーバーストの有無トランスミッタが検知することができる。ステップＳ３において、対象とするレシーバからの強いビジーバーストをトランスミッタが検知すると、トランスミッタは送信を続け、別のデータブロックをｉ＋１のＴＤＭＡフレームのｎ番目のタイムスロットで送信し、また、そのトランスミッタバッファ状態をシグナリングする。次に、トランスミッタは、対象とするレシーバからの関連するビジー信号タイムスロットで強いビジーバーストを検知している間、予約モードのままでデータの送信を続ける。ステップＳ３において、トランスミッタが対象とするレシーバからの強いビジーバーストをある時点に検知しない場合には、２つの可能性がある。そのトランスミッタバッファが空である場合には送信は完了し、トランスミッタは、コンテンションモードに戻って新たなデータを待つことができる。バッファが空でない場合には、対象とするレシーバからの強いビジーバーストを検知しないことは、最後の送信の否定応答として機能し、トランスミッタはコンテンションモードに戻る。このことは図１８のステップＳ６に示される。そして、一番最後の送信がスケジューリングし直される。図１７及び図１８を見ると、トランスミッタは、最初の送信又は再送信のためにコンテンションモードになるだけであり、トランスミッタがコンテンションモードでデータブロックを送信するのに成功するとトランスミッタは直ちに予約モードに変わり、データブロックを良好に送信し続けている間その状態を続ける。そのバッファが空であるか、又はデータブロックの良好な受信が、ビジーバーストを送信するレシーバによって認識されない場合にはトランスミッタはコンテンションモードに戻る。

図１９のフローチャートに、これに対応するＢＢ−ＴＤＭＡレシーバの動作が示されている。レシーバは、第１のステップＳ１において、ＴＤＭＡフレームの全てのタイムスロット中のデータブロックをリスンしようとする。第２のステップＳ２において、データが受信されると、第３のステップＳ３において、レシーバはデータブロックの受信品質を確認する。受信品質が十分である場合には、ステップＳ５に進み、この場合、レシーバは、トランスミッタが、まだそのバッファ内にデータを有するか否かを確認する。トランスミッタバッファ状態の確認は、トランスミッタからのシグナリングされたトランスミッタバッファ状態（ｓｉｇｎａｌｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｂｕｆｆｅｒ ｓｔａｔｅ；ＳＴＢＳ）に基づいて行われる。トランスミッタがまだそのバッファ内にデータを有する場合には、現在のＴＤＭＡフレームのｉ番目のペイロード信号タイムスロットのデータブロック送信の良好な受信の受領を通知するために、ステップＳ６において、ｉ番目のビジー信号タイムスロットにおけるビジーバーストをレシーバが送信する。レシーバがデータを何も受信しない場合、レシーバが不十分な品質でデータを受信した場合、又は、トランスミッタのバッファが空であり、かつトランスミッタが、その送信を成功させた場合には、ステップＳ４に示すように、レシーバは、これ以上ｉ番目のミニスロットでビジーバーストを送信しない。

図２０には、４つのタイムスロット２０１０で構成されているＢＢ−ＴＤＭＡフレーム２０００を示し、ＢＢ−ＴＤＭＡフレームの基本的な時間的構成が示されている。ここで、タイムスロットの各々は、ペイロードタイムスロット２０２０とビジー信号タイムスロット２０３０とで構成されている。図２０に示すように、ペイロードタイムスロット２０２０の間にデータブロックの送信があるが、対象とするレシーバからの関連するビジー信号タイムスロット２０３０の間にはビジー信号肯定応答はない。これは、トランスミッタがコンテンションモードに戻ったことを意味する。しかし、ペイロードタイムスロット２０２０の間に送信されたデータブロックがトランスミッタのバッファ内の一番最後のデータであった場合には、トランスミッタは、その送信に成功している可能性が高く、トランスミッタバッファの最後のデータブロックの送信に肯定応答するためのビジー信号は必要ではない。

ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルに従った従来の通信シーケンスにおいては、３つのトランスミッタＴｘ₁、Ｔｘ₂及びＴｘ₃が、３つのレシーバＲｘ₁、Ｒｘ₂及びＲｘ₃との通信を試みる、すなわち、３つのトランスミッタ／レシーバのペアＴｘ₁−Ｒｘ₁、Ｔｘ₂−Ｒｘ₂及びＴｘ₃−Ｒｘ₃を設定する。この通信シナリオ２１００を図２１に示す。実線の矢印は、トランスミッタＴｘ₁とレシーバＲｘ₁との間、ならびにトランスミッタＴｘ₃とレシーバＲｘ₃との間に既にアクティブな送信があることを示す。トランスミッタＴｘ₃とレシーバＲｘ₁との間の点線の矢印は、Ｔｘ₃の送信が、レシーバＲｘ₁に対して干渉を引き起こしていることを示している。Ｔｘ₃が送信中であるが、トランスミッタＴｘ₁とレシーバＲｘ₁との間で既に始まっている通信がある理由は、トランスミッタＴｘ₃が、レシーバＲｘ₁により送信されるビジーバースト又はビジー信号の聴取可能領域外にあるためである。レシーバＲｘ₁のビジーバーストの聴取可能領域は、図２１における点線の円２１１０によって示されている。また、図２１は、３つのトランスミッタＴｘ₁、Ｔｘ₂及びＴｘ₃とレシーバＲｘ₁との間の通信シーケンス２１２０を示す。通信シーケンス２１２０には、３つの無線フレーム、すなわち、フレームｉ、フレームｉ＋１及びフレームｉ＋２が示されている。各無線フレームは、３つのタイムスロットで構成され、各々のタイムスロットは、ペイロード信号タイムスロット２１３０と、ビジー信号タイムスロット２１４０とで構成されている。フレームｉの間、トランスミッタＴｘ₁は、第１及び第２のペイロード信号タイムスロットの間にデータブロックを送信する。レシーバＲｘ₁は、フレームｉの第１及び第２のペイロード信号タイムスロット中に、２つのデータブロックを受信し、図２１に、フレームｉ内のビジー信号タイムスロット内の黒いバーによって示すように、フレームｉ内の第１及び第２のビジー信号タイムスロット中のデータブロックの良好な受信に対して肯定応答を行う。

フレームｉにおいて、トランスミッタＴｘ₃は、既にコンテンションモードになり、フレームｉ内の第１のペイロード信号タイムスロットが占有されているか否かを判断する。トランスミッタＴｘ₃は、レシーバＲｘ₁のビジー信号の聴取可能領域外にあるため、トランスミッタは、フレームｉの第１のビジー信号タイムスロット中にＲｘ₁のビジー信号を検知せず、その結果として、フレームｉ＋１の第１のペイロード信号タイムスロット中に、データをレシーバＲｘ₃へ送信し始める。トランスミッタＴｘ₃は、まだレシーバＲｘ₁のビジー信号の聴取可能領域外にあるため、トランスミッタはフレームｉ＋２内の第１のペイロード信号タイムスロットを使用することを維持する。トランスミッタＴｘ₂の場合には状況が異なる。Ｔｘ₂はフレームｉの間コンテンションモードであった。Ｔｘ₂がＲｘ１の聴取可能領域内にあるため、トランスミッタはフレームｉ内の第２のビジー信号タイムスロットにおいてビジー信号を検知し、その結果、フレームｉ＋２内の第２のペイロード信号タイムスロット中のスケジューリングした送信をキャンセルする。

そのため、トランスミッタＴｘ₂はフレームｉ＋２における第２のペイロードタイムスロット中に別の送信をスケジューリングしない。また、トランスミッタＴｘ₂は、フレームｉ＋１における第３のペイロード信号タイムスロット中に送信するが、このペイロード信号タイムスロットがレシーバＲｘ₁により占有されていないため、トランスミッタは、関連するビジー信号タイムスロットでビジー信号を送信せず、従って、トランスミッタＴｘ₂は、フレームｉ＋２においても、第３のペイロードタイムスロットを使用し続ける。

ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルの問題は、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ；通信品質）機能をサポートするのがほとんど不可能であるということである。ＢＢ−ＴＤＭＡの場合、レシーバは、データのブロックが許容可能なＢＥＲ（ビット誤り率）で受信され、かつ送信のために予定された連続するデータブロックがあるときに、ビジーバーストを送信し、そうでない場合には、レシーバはビジーバーストを送信しない。不十分なＢＥＲによりビジーバーストが送信されない場合には、トランスミッタは、新たなチャネルを確保しなければならない。これにより長い遅延が生じるおそれがある。

このような予測不能の長い遅延が生じると、ＢＢ−ＴＤＭＡを用いた遅延の影響を受けやすい（delay critical）サービスを利用することがほとんど不可能になる。従来のＢＢ−ＴＤＭＡの場合、データブロックの待ち時間を制御するためのメカニズムが用意されていないため、例えば、ＶｏＩＰ（ボイスオーバーＩＰ）サービスを有効にサポートすることは不可能である。加えて、ビジーバーストは、単なる２値の肯定応答にすぎず、トランスミッタとレシーバとの間のリンク品質が一定の品質しきい値以下に低下した場合にはその送信が中断される。このトランスミッタは、コンテンションモードに戻って、最初からレシーバへのアクセスを試みなければならないため、別の遅延も生じる。さらに、このメカニズムの場合、潜在的なトランスミッタは、何れかのユーザからのビジーバーストを検知したときに、ビジーバーストの送信の原因となっているトランスミッタ自体とユーザとの間の相対的な遅延の要件に関係なく送信を控える。そのため、現在のプロトコルの場合は、遅延の影響を受けにくいデータを大量に送信するといったベストエフォートユーザが、チャネルを長時間占有するおそれがあり、遅延に対して寛容でないサービスを利用する他のユーザをこのチャネルから遠ざけてしまうという可能性も高い。このように、ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルの主な欠点として、ＱｏＳ要件の違いを考慮しない先着順のサービスを実行するという従来のスキームがもたらす不公平がある。

現在の無線サービスに関する別の重要な点は、マルチメディアサービスに対する要求が高まりつつある中で、無線システムにおける供給すべきパケットデータトラフィックがますます不均一になるということである。この不均一性は、遅延許容範囲、データ速度、許容パケット誤り率又は許容ビット誤り率、ピーク対平均スループット、アップリンク／ダウンリンク対称性、移動性等に関連する。さらに、無線周波数スペクトルの希少性により、ユーティライゼーション、すなわち、スペクトル利用効率を著しく増加させなければならない。重要な問題は、無線チャネルに関する電波伝搬及び経路損失であり、これは、一般的に、時変マルチパス伝播（レイリーフェージング、小規模フェージング）及び位置依存性減衰（シャドーフェージング、大規模フェージング）の影響を受けやすい。従来のＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルの場合には、変化するチャネル状態に送信を適応させる実現性がなく、このことは、遅延の影響を受けやすくかつエラーに対して寛容でないサービスに用いられる場合には、ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルにとって大きな不利益となる。重要な課題の１つは、このようなネットワークにおけるトランスミッタは、その対象とするレシーバ及び付近の脆弱なレシーバから物理層情報及びＱｏＳ情報、例えば、チャネル状態情報及びステータス情報を得る必要がある。というのは、トランスミッタがそれぞれの無線資源管理戦略及びリンク適応決定を実行できるようになるにはこうするしかないためである。また、空間的セパレーションにより、各レシーバにおいて異なる干渉状態、及び無線伝播の特性に伴う問題も加わる。さらに、ＢＢ−ＴＤＭＡの場合、制御シグナリングリソースの効率的な管理は不可能である。これは、制御情報のタイムリーかつ信頼できる送信を実行するのにシグナリングが必要であるため、特に不利である。

トランスミッタＴｘ_mからリンク（ｍ及びｎ）レシーバＲｘ_nへの継続中の送信を仮定すると、従来のビジー信号コンセプトにおいて、新たなトランスミッタＴｘ_iは、既に存在するリンク（ｍ及びｎ）に対してもたらされる干渉が特定のしきい値Ｉ_thres以下である場合に、Ｒｘ_jとのリンクを確立することができる。送信前に、Ｔｘ_iは、次の重要な方程式

に基づいて、チャネルの使用可能性をチェックする。ただし、

は、Ｒｘ_nから作用しＴｘ_iにおいて受信したビジー信号電力であり、

は、Ｒｘ_nの送信ビジーバースト電力であり、

は、Ｔｘ_iの送信データ信号電力である。この場合、

は、固定され、新たなトランスミッタＴｘ_iにおいて知られていなければならない。さらに、

であると仮定した場合、チャネルは、

であれば使用することができる。受信ビジーバースト電力がしきい値以上であれば、チャネルはアクセスされない。これは、特定のチャネルの使用性に対して、柔軟性にかける二元的な決定へとつながり、それにより、潜在的に不要な遅延が生じ、プロトコルのＱｏＳサポートが制限される。その結果として、このメカニズムでは、例えば、一部のレシーバが干渉及び遅延に対してより耐性がある場合においてもほとんど柔軟性が得られない。

本発明の目的は、ＱｏＳ（通信品質）機能を実質的にサポートし、無線資源の効率的な管理を可能にする、ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルベースの通信システムのための改良されたコンセプトを提供することである。

この目的は、請求項１に記載のトランスミッタ装置、請求項１６に記載のレシーバ装置、請求項１４に記載の送信方法、請求項２７に記載の受信方法、又は請求項１５又は２９の一項に記載のコンピュータプログラムによって実現される。

本発明は、現在のフレームの所定のビジー信号タイムスロットでビジー信号を受信するビジー信号レシーバであって、ビジー信号タイムスロットにおける信号が、レシーバに関連する干渉電力又はペイロード信号受信電力に依存する情報を有し、ビジー信号レシーバが、干渉電力又はペイロード信号受信電力に依存する情報を抽出するように適応されている、ビジー信号レシーバを備えるトランスミッタ装置を提供する。トランスミッタ装置は、ビジー信号タイムスロットにおける信号から抽出した情報によって決まる送信電力を調整するコントローラモジュールと、後のフレームにおけるビジー信号タイムスロットに関連するペイロード信号タイムスロットにおいて、調整した送信電力でペイロード信号を送信するトランスミッタモジュールとをさらに備える。

さらに、本発明は、ペイロード信号タイムスロットでペイロード信号を受信するレシーバモジュールと、受信したペイロード信号の受信品質を評価する品質評価器とを備えるレシーバ装置を提供する。レシーバ装置はさらに、許容可能な干渉電力に関する情報を判断するコントローラモジュールと、受信品質が品質しきい値以上である場合に、ペイロード信号タイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットでビジー信号を送信するビジー信号トランスミッタとを備え、ビジー信号トランスミッタは、ビジー信号におけるペイロード信号タイムスロット内における干渉電力又はペイロード信号受信電力に依存する情報を含むように適応されている。

また、本発明は、現在のフレームの所定のビジー信号タイムスロットでビジー信号を受信するステップであって、ビジー信号タイムスロットにおける信号が、レシーバに関連する干渉電力又はペイロード信号受信電力に関する情報を有し、ビジー信号レシーバが、干渉電力又はペイロード信号受信電力に関する情報を抽出するように適応されているステップと、ビジー信号タイムスロットにおける信号から抽出した情報によって送信電力を調整することと、後のフレームにおけるビジー信号タイムスロットに関連するペイロード信号タイムスロットにおいて、調整可能な送信電力でペイロード信号を送信することとからなるステップとを備える、送信方法を提供する。

さらに、本発明は、所定のペイロード信号タイムスロットでペイロード信号を受信するステップと、受信したペイロード信号の受信品質を評価するステップとを備える受信方法を提供する。さらに、方法は、許容可能な干渉電力に関する情報を判断するステップと、受信品質が品質しきい値以上である場合に、ペイロード信号タイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットでビジー信号を送信することであって、ビジー信号が、ペイロード信号タイムスロットにおける干渉電力又はペイロード信号受信電力に関する情報を含むように生成されるステップを備える。

また、本発明は、プログラムコードがコンピュータ上で実行される際に、本発明の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を提供する。

本発明は、ビジー信号に追加的な情報を含ませることによってＢＢ−ＴＤＭＡコンポーネントを用いた通信シナリオに劇的な改良がなされることを見出してなされたものである。例えば、ペイロード信号のトランスミッタによって受信されるビジー信号に、ペイロード信号トランスミッタからのペイロード信号受信の受信品質に関するステータス情報を含めることにより、送信を、実際の伝播状態に適応させることができる。従って、ネットワークにおける干渉状態を制御することができ、それぞれの通信品質（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ；ＱｏＳ）の尺度を、異なるサービスを実行するユーザの送信パラメータを調整するのに用いることができる。追加的な情報をビジー信号に含めることにより、ネットワークの無線リソースを管理する有効な手段を使用することが可能になる。

従って、この発明により、通信品質クラス、干渉レベル、ユーザ優先度、無線資源ユーティライゼーション等の有効な管理を可能にする、ＢＢ−ＴＤＭＡのためのプロトコル拡張を提供することができる。

本発明は、甚だしい遅延、ユーザ又はユーザクラス間の不公平、異なるサービスクラス間の不公平、ビジーバースト送信電力効率、ペイロード信号送信電力効率、全体的なスペクトル効率等の従来のＢＢ−ＴＤＭＡの限界を克服する。さらに、本発明は、リンク適応の利益を活用する。これは、追加的な容量又はシグナリングオーバーヘッドを要することなく実現することができる。従来のアプローチと比較して、新たな発明は、既に存在するビジーバーストシグナリングオーバーヘッドの利用を最大化して、通信品質管理及び高スペクトル効率を単純な分散的（decentralized）方法で実現する。従って、本発明は、携帯電話、アドホック、マルチホップ等のネットワークに適用することができる。

さらに、本発明のさらなる利点は、同一チャネル干渉を管理する有効な手段にあり、また、この手段が、通信品質（ＱｏＳ）サポート、リンク適応及び追加的なシステム容量を可能にするという点にもある。本発明は、非明示的シグナリングスキームを利用する何らかの追加的なシグナリングオーバーヘッド又は追加的な帯域幅を要することなく実施することができる。本発明は分散的媒体アクセス及びチャネル割当てをする。本発明の場合、同じチャネル上のどのような数の潜在的な干渉の送信電力も、単一のビジーバーストを送信することによって設定することができる。本発明の別の利点は、複雑性が低く、容易に実施することができる点にある。

従来のＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルと比較して、ビジー信号の存在を検知するためのビジー信号しきい値最適化は必要ない。本発明の一実施形態は、単一のネットワーク定数に基づかせることができる。この定数は、潜在的に、最大送信電力、最小送信電力、最小及び／又は最大絶対干渉許容レベル等の少ない既知のシステムパラメータから決めることができる。

本発明はさらに、マルチリンク及びマルチユーザ環境におけるスペクトル効率を向上させるための、及び異なるサービスのＱｏＳ要件をサポートするための動的フィードバック送信に利用することができる新規なフィードバックメカニズムを提供する。基本的には、ネットワーク内のどのレシーバも、効率的なＱｏＳサポートを提供するために、対象とするユーザならびに潜在的な干渉体に、明示的に又は非明示的に制御情報を送信することができる。時分割二重通信スキームによるチャネルの交互性（reciprocity）が、本発明の非明示的シグナリングの変形例によって採用される。制御情報に対するチャネルの固定した割当てとは対照的に、制御情報に対する効率的な動的チャネル割当てメカニズムが本発明において適切に用いられ、その結果、制御情報がビジートーン送信原理によって保護される。

本発明の好ましい実施形態は、添付図面に関して詳細に記載されている。

図１は、送信アンテナ１１５を有するトランスミッタモジュール１１０と、受信アンテナ１２５を有するビジー信号レシーバ１２０と、制御モジュール１３０とを備えるトランスミッタ装置１００である、本発明の実施形態を示す。

図１に示すトランスミッタ装置１００は、所定のペイロード信号タイムスロットでペイロード信号を送信する調整可能なトランスミッタ特性を有するトランスミッタモジュール１１０と、所定のビジー信号タイムスロットでビジー信号を受信するビジー信号レシーバ１２０であって、そのビジー信号が、ビジー信号のトランスミッタの受信品質に依存する情報を含むものであるビジー信号レシーバと、受信品質情報に基づいて、調整可能なトランスミッタ特性を調整するコントローラモジュール１３０とを備える。

図２は、本発明のレシーバ装置２００の実施形態を示す。図２に示すレシーバ装置２００は、受信アンテナ２１５を有するレシーバモジュール２１０と、品質評価器２２０と、送信アンテナ２３５を有するビジー信号トランスミッタ２３０とを備える。

図２に示すレシーバ装置２００は、ペイロード信号を受信するレシーバモジュール２１０と、受信したペイロード信号の受信品質を評価する品質評価器２２０と、所定のビジー信号タイムスロットでビジー信号を送信し、ビジー信号が受信品質に依存する情報を含むものとなるように、ビジー信号を生成するようにされているビジー信号トランスミッタ２３０とを備える。

図３は、本発明のトランスミッタ装置の別の実施形態を示す。図３に示すトランスミッタ装置３００は、送信アンテナ３１５を有するトランスミッタモジュール３１０と、送信決定器３２０と、ビジー信号情報インタプリタ３３０と、ビジー信号情報抽出器３４０と、受信アンテナ３５５を有するビジー信号レシーバ３５０とを備える。

図３に示すトランスミッタ装置３００は、現在のフレームにおけるペイロード信号タイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットで、第１のレシーバからビジー信号を受信するビジー信号レシーバ３５０を備え、ビジー信号は、ペイロード信号タイムスロットでペイロード信号を送信するトランスミッタ、又はペイロード信号タイムスロットを用いない異なるトランスミッタにとって有用な追加的な情報を有する。トランスミッタ装置３００は、異なるトランスミッタにとって有用な追加的な情報を抽出するビジー信号情報抽出器３４０と、抽出した情報を解釈実行する情報インタプリタ３３０とをさらに備える。トランスミッタ装置３００は、情報インタプリタが送信許可指示を出したときに、このようなレシーバへの予定したペイロード情報の送信を実行することを決定する送信決定器３２０と、送信決定がある場合に、より最新のフレームのペイロード信号タイムスロットで、予定したペイロード情報の送信を実行するトランスミッタモジュール３１０とをさらに備える。

本発明のレシーバの別の実施形態が、受信アンテナ４１５を有するレシーバモジュール４１０と、品質評価器４２０と、制御モジュール４３０と、送信アンテナ４４５を有するビジー信号トランスミッタ４４０とを備えるレシーバ装置４００を示す図４に示されている。

図４に示す例示的なレシーバ装置４００は、ペイロード信号タイムスロットでペイロード信号を受信するレシーバモジュール４１０を備える。レシーバ装置はさらに、受信したペイロード信号の受信品質を評価する品質評価器４２０と、許容可能な干渉電力に関する情報を判断する制御モジュール４３０とを備える。レシーバ装置４００は、受信品質が品質しきい値以上である場合に、ペイロード信号タイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットでビジー信号を送信するビジー信号トランスミッタ４４０をさらに備え、ビジー信号トランスミッタは、ペイロードタイムスロットにおける干渉電力又はペイロード信号受信電力に関する情報を含むようになされている。

無線リンクを通じたＱｏＳサポートを可能にするために、リンクレート適応は非常に強力なツールである。例えば、符号化及び変調スキーム、又は、最悪の事態のために設計された送信電力を選定する代わりに、上記レシーバは、レシーバにおける許容可能なビット誤り率を維持するよう、本発明の実施形態に従って、変調、符号化速度、送信電力等の変更を要求することができる。リンクレート適応の本質的な要件は、例えば、変調、符号化、送信電力等の変更が必要であることを示す、レシーバ装置からトランスミッタ装置へのフィードバックである。

従って、マルチキャリヤ／単一キャリヤＴＤＤベースのシステムにおける分散的干渉回避のためのＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルは、本発明の実施形態による、ＱｏＳサポートのために分散的マルチユーザリンクを適応することができるように拡張される。この能力強化のため、本発明の実施形態は、対象とするリンクに対するリンクレート適応に適うように、ビジーバーストシグナリングメカニズムを変更することに関する。本発明の別の実施形態は、他の同時に存在するリンクのために、通信品質情報を伝えるように、ビジーバースト信号を変更することに関する。

さらに、本発明は、両実施形態の一般化を提供でき、両実施形態は、上記ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルを強化することに基づいている。本発明によって導入される原理は、単一キャリヤならびにマルチキャリヤシステムに適用する。ビジーバーストが単純な肯定応答として用いられる従来のＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルとは対照的に、ビジーバーストは、例えば、リンクレート適応フィードバックを含むように拡張することができる。このため、トランスミッタは、不十分なリンク状態の下であっても、送信／符号化速度、又は、例えば、送信電力といった他の物理層パラメータを単に調整することにより、その予約を維持することが可能である。リンクレートを適応させるためにビジーバーストに含めることができる情報の別の実施例は、異なる物理層モードを用いることである。物理層モードは、符号化速度、変調スキーム、副搬送波の数、送信電力等からなる組合せを表すトランスポートフォーマットとしても既知である。本発明によって与えられるようなリンクレートを制御する能力を用いれば、異なるサービスクラスに対してＱｏＳサポートを行うこと、及び例えば、電力制御を用いることにより、干渉をより有効に管理することが可能になる。

例えば、比較的低いデータ速度、例えば、音声通話（ボイスオーバーＩＰ）等の遅延の影響を受けやすいサービスを利用するユーザには、低いデータ速度及び短い遅延のトランスポートフォーマットを割当てることができる。一方、例えば、ウェブブラウジング又は電子メールセッションにおいて、インタラクティブ及びバックグラウンドサービスを利用するユーザの場合、インタラクティブ及びバックグラウンドサービスは、遅延の影響を受けにくいため、かなり長い遅延に対応するトランスポートフォーマットが用いられる。さらに、遅延の影響を受けやすいサービスを用いるユーザ、例えば、ボイスオーバーＩＰのユーザは、レシーバによって、インタラクティブ及びバックグラウンドサービスを実行するユーザに比して優先順位を高くすることができる。

従来のＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルにおいては、潜在的なトランスミッタがビジーバーストを検知した場合、トランスミッタは、遅延要件及び脆弱なレシーバの干渉許容範囲に気が付かない。そのため、トランスミッタは、単純に送信を止める。本発明は、追加的な通信品質／干渉許容範囲情報を伝えるビジーバーストを提供する。潜在的な他のトランスミッタは、脆弱なレシーバにおける通信品質の性能を維持しつつ、送信可能な電力レベルをどのレベルにするかについての情報を実際に利用することができる。従って、本発明は、所望のリンク品質を保護するように送信速度を調整した状態で、リンク適応プロセスを単一リンクからマルチユーザリンク適応へ拡張する。この場合、送信電力又はリンクの他の物理層パラメータは、他のリンクの品質を保護するように調整される。ビジーバーストでシグナリングを行うマルチユーザリンク適応を実施する１つの例示的な方法は、従来のアプローチと同じ帯域幅の範囲内で、同じビジーバーストチャネルに対するディジタル変調を介したビジーバースト電力及びリンク速度適応情報を用いて、通信品質／干渉許容範囲情報を伝達することである。

本発明の実施形態による強化されたＢＢ−ＴＤＭＡレシーバのフローチャートが図５に示されている。図１９に示されている、従来のＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルと異なるブロックがハイライト表示されている。図５のフローチャートは、上記レシーバによって許容されない受信品質でデータブロックを受信した場合、追加的なステップＳ７が導入される。ここで、レシーバは、送信速度を下げることが容認できるか否かをチェックする。送信速度を下げることが容認できる場合には、レシーバは、それぞれのビジー信号タイムスロットのｉ番目のミニスロットでビジーバーストを送信して送信速度を下げることを要求する。この要求は、ペイロードデータのために良好な受信品質になる送信フォーマット、すなわち、より低い符号化速度に利点を有するより低い送信速度と換言しうるような送信フォーマットを、それぞれ要求することである。このステップは、図５において、ステップＳ６ｂによって表されている。例えば、通信データ速度が既に実現されている最小速度を必要とし、かつ他の何らかの物理層パラメータの変更によって、品質改善を実現できないため、送信速度を下げることが容認できない場合、レシーバの動作は従来のレシーバの動作に一致し、ビジーバーストは送信されない。レシーバが、許容可能な品質を有するデータブロックを受信した場合には、ビジーバーストがｉ番目のミニスロットで送信され、受信品質により、レシーバは、送信速度を上げることを要求することもできる。このステップは、図５のステップＳ６ａに示されている。

バッファが空でないトランスミッタからのデータブロックが不十分な受信品質で受信され、受信品質が、例えば、ビット誤り率（ＢＥＲ）によって評価されたときは、常に、予約を失って、コンテンションモードに戻るのではなく、図５に示す強化されたスキームが、例えば、電力制御を介して、受信品質を改善するために（例えば、符号化スキームを変えることにより及び／又は変調スキームを変えることにより）送信速度を下げること、又は、いずれかの物理層パラメータを変更することを決定することができる。これらの変更は、関連するビジー信号タイムスロットにおけるビジーバーストでトランスミッタに伝えられる。データ速度を下げる決定は、通信品質要件が送信速度を下げることが可能である場合に、レシーバ内で行われる。データブロックが、許容可能な受信品質で受信された場合には、このことを、ビジーバーストで伝えて、トランスミッタが、その現在の送信速度を維持することができるか、又は、送信速度を上げることができることを知らせることができる。別の実施形態においては、トランスミッタは、レシーバにおける受信品質が高い場合には、その送信電力を低くしてもよく、そうすることで、全体の干渉レベルが低減され、許容可能な受信品質が維持されて、干渉回避を介した高容量システムが可能になる。

レート適応を実行する１つのまた別の実施形態は、テーブル内に最終的なデータ速度に対して昇順で格納されている異なる物理層モード又は送信フォーマットを導入することであり、この場合、物理層モードは、変調、符号化、ペイロード信号タイムスロットの数、副搬送波の数、送信電力等からなる組合せを備える。送信速度の低下は、テーブル内の指定された数のステップにより、物理層モードをデクリメントすることに相当する。

図６ａ）は、ペイロード信号タイムスロット６１０及びビジー信号タイムスロット６２０からなるタイムスロット６００のシーケンスを示している。図６ａ）には、第１のタイムスロット中のドット領域で表されている、不十分な品質で受信されているデータブロックがさらに示されるが、それでもビジーバーストは、上記レシーバによって送信されるため予約は維持される。不十分な品質のデータパケットの受信時のレシーバによるビジーバーストブロードキャストは、上記トランスミッタがそのデータ速度を下げなくてはならないことを示し、このこともドット領域によって表されている。送信速度の低下を要求するピギーバックリンクレート適応情報が伝えられる。このプロセスは、ブロックが許容可能な品質で復号されるまで、又は、最大タイムアウト限界に達するまで続けられる。図６ａ）において、このことは、最初の２つのタイムスロットによって表されていて、ここでは、不十分な受信品質のデータパケットが受信され、関連するビジーバースト信号が、関連する要求を伝えてデータ速度を低下させる。図６ａ）の第３及び第４のタイムスロットの間には、ペイロードデータの受信品質が改善され、このことは、縞模様の領域によって表されている。その結果、ビジーバーストは、データ速度を維持することを示し、このことも縞模様の領域によって表されている。図６ａ）に示す実施例は、ブロックを、最大タイムアウト期間内に良好に送信することができる場合、トランスミッタは、例えば、データ速度のゼロ以上の増加を要求するのに用いられる、ビジーバーストを用いたピギーバックリンクレート適応フィードバックによって、このことを知らされる。そして、トランスミッタは、要求された速度で、次のデータブロックを送信する。図６ｂ）は、レシーバが、タイムアウト期間内に、許容可能な受信品質でデータブロックを復号することができないために予約が破棄されることを除き、同様のシナリオを示す。このシナリオにおいては、ペイロードデータの受信品質はタイムアウト期間中に十分には改善されない。本発明は、送信シナリオ又はユーザのサービスクラスに依存して調整可能なタイムアウト期間を予測する。そのタイムアウト期間によって予約は破棄され、トランスミッタは、コンテンションモードに戻る。

本発明の別の実施形態においては、上記ビジーバーストによって伝えられるリンクレート適応情報に加えて、レシーバの通信品質／干渉許容範囲情報も、強化されたスキームのビジーバーストによって伝達される。リンク適応システムにおいては、特定のリンクに対する遅延許容範囲が大きければ大きいほど、又は、最小データ速度要件が低ければ低いほど、許容できる干渉は大きくなる。これは、許容可能なビット誤り率、許容可能な受信品質をそれぞれ維持するように送信速度を低下させることができるためである。特定のリンクに対する最小データ速度要件に関する遅延許容範囲は、単に干渉許容範囲に対応する。同様に、他の物理層パラメータに関係なく特定のビット誤り率又は受信品質要件に合わせるために送信電力を調整することができる。本発明の一実施形態は、使用可能な無線資源の効率的な利用を行うために、これら全てのパラメータに関する情報をビジーバーストで伝える。

図７には、コンテンションモード時の本発明の強化されたＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタの実施形態のフローチャートを示しており、コンテンションモード時の図１７に示す従来のＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタとは異なるブロックはハイライト表示されている。従来のアプローチと同様に、トランスミッタは、図７のステップＳ１によって表されているように、予定されたタイムスロットにおいてコンテンションモードで送信する前に、図７のステップＳ２に従って、その対象とするタイムスロットを用いて、レシーバからの潜在的なビジーバーストをリスンする。トランスミッタが、ステップＳ３で行われるように、脆弱なレシーバからのビジーバーストを検知すると、トランスミッタは、その対象とするタイムスロットを用いて、最も脆弱なレシーバに対して許容可能であるレベルにその送信電力を調整しようと試みる。これは、図７のステップＳ１１及びＳ１２によって示されている。

次に、上記トランスミッタは、ステップＳ４に示すように、データブロックを送信し、この場合、データブロックは、その信号トランスミッタバッファステータス（ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｂｕｆｆｅｒ ｓｔａｔｕｓ；ＳＴＢＳ）を含み、その使用したペイロード信号送信スロットの関連するミニスロットをリスンする。このことは、図７のステップＳ６に示されている。さらに、図７においては、ステップＳ４において、トランスミッタが、ｉ番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のタイムスロットでデータブロックを送信し、ｉ番目のＴＤＭＡフレームのｎ番目のミニスロット又はビジー信号タイムスロットをリスンする。従来のＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタのように、本発明の強化されたスキームは、対象とするレシーバからのビジーバーストを肯定応答として用いるが、従来のスキームとは異なり、スキームは、ビジーバーストを、次のデータブロックのための送信速度を判断する手段としても用いる。ビジーバーストに含まれている情報を評価し、データ速度を調整するプロセスは、図７のステップＳ１３、Ｓ１４及びＳ８で実行される。

強いビジーバーストが検知された後、上記トランスミッタは、ステップＳ１３において、レートの変更が要求されたか否かをチェックする。レートの変更が要求された場合、ステップＳ１４において、ステップＳ１３からの検知したレートの変更要求に従って、物理層パラメータ又は物理層設定が調整される。ステップＳ１４において、物理層モードが調整された後、トランスミッタは、それ自体のモードを予約モードに変更する。これは、図７のステップＳ８に示されている。ステップＳ１３において、レートの変更が要求されない場合には、ビジーバーストは、単に肯定応答として機能し、トランスミッタは、何らの変更も伴わずに予約モードを続行する。このマルチユーザリンク適応は、遅延を少なくし、公平性を確保することにより、コンテンションモードにあるトランスミッタが予約を確保する機会を増加させる。

図８は、ＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタの強化された予約モードに関する本発明の実施形態を示す。図１８に示されている、従来のＢＢ−ＴＤＭＡ予約モードと異なるブロックは、ハイライト表示されている。従来のアプローチと異なり、強化されたトランスミッタは、ステップＳ１及び図８に示すように、その予定されたタイムスロットで送信した後、同じタイムスロットを用いて、脆弱なレシーバからの潜在的なビジーバーストをリスンし、かつその対象とするレシーバからのビジーバーストをリスンする。ステップＳ３において、対象とするレシーバから強いビジーバーストを検知すると、トランスミッタは、同様に、Ｓ８において脆弱なレシーバから検知されたビジーバーストを評価する。ステップＳ８において、強いビジーバーストが脆弱なレシーバから検知されると、トランスミッタは、その送信電力を、最も脆弱なレシーバにとって許容可能になるレベルに調整しようと試みる。これは、ステップＳ９及びＳ１０で行われる。加えて、従来のＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタと同様に、強化されたスキームは、対象とするレシーバからのビジーバーストを肯定応答として用いる。しかし、従来のスキームとは異なり、トランスミッタは、図７を用いて説明したようなコンテンションモード動作と同様の方法で、ビジーバーストを、次のデータブロックのためのデータ速度を決める手段としても用いる。

強いビジーバーストが脆弱なレシーバから検知されない場合、又は、強いビジーバーストが、脆弱なレシーバから検知されて送信電力が調整された場合、それに応じて、トランスミッタは、ステップＳ１１及びＳ１２に従い、対象とするレシーバのビジーバーストからの情報を評価し送信速度を適応させる。ここでもまた、例えば、符号化スキーム、変調スキーム、副搬送波の数、副搬送波の周波数等の物理層送信特性の特定の組合せを列挙した送信フォーマットテーブルを保守することなどにより、送信速度調整を実行することができる。ステップＳ１１において、送信速度に対する変更要求が対象とするレシーバから検知されない場合には、トランスミッタは、ステップＳ４に従って、次のＴＤＭＡフレーム内の対応する送信によって予約モードを続行する。本発明のこの例示的な実施形態の利点は、このマルチユーザリンク適応が予約済みのリンクを維持する機会を増し、それによって、遅延をさらに最小化しかつスペクトル効率を最大化するとともに、公平性を確保し、より高いシステム容量を可能にするということである。

本発明の別の実施形態においては、強化されたビジーバーストスキームのシグナリングは、典型的には、従来のスキームとは対照的に、シグナリングオーバーヘッドを何ら導入しない。レート適応情報は、例えば、従来のスキームと同じビジーバーストシグナリング帯域幅内でビジーバーストに対するピギーバック式で、ディジタル化した符号化データとして信号を送ることができる。本発明の基本的な実施形態において、ビジーバーストは、トランスミッタに、送信速度を増減することを伝える情報の単一のビットのみを伝えるのに用いることができ、ビットをゼロに設定すると、トランスミッタに同じデータ速度を継続することを伝えることができる。加えて、リンクレート適応システムにおける送信の遅延許容範囲又は最小レート要件は、その干渉許容範囲に関係する。また、ビジーバーストは、例えば、最大許容干渉電力に関連するビジーバースト送信電力を調整することにより、追加的なオーバーヘッドを何ら要することなく、この情報を伝達するのに用いることができる。

図９は、レシーバＲｘ₁と、２つのトランスミッタＴｘ₁及びＴｘ₂とを示す。さらに、２つの異なるビジー信号送信電力設定９００及び９１０に対する２つの聴取可能領域が示されている。大きい方の聴取可能領域９１０は、棒グラフ９３０における送信電力の図９２０に示されている高い方のビジー信号送信電力設定に相当する。小さい方の聴取可能領域９００は、棒グラフ９４０及びビジーバースト送信電力の図９２０によって示されている低い方のビジーバースト送信電力設定に相当する。

本発明の一実施形態においては、より多くの潜在的干渉体を制限するために、上記レシーバにおける干渉許容範囲が低ければ低いほど、ビジーバースト送信電力は高くなる。図９の図示した実施例において、干渉許容範囲が低い場合、Ｒｘ₁は、潜在的な干渉体Ｔｘ₂を制限する高出力ビジーバーストを送信する。しかし、干渉許容範囲が高い場合には、Ｒｘ₁は、Ｔｘ₁のみによって受信され、より遠くのユーザＴｘ₂へのチャネルアクセスを制限しない低出力ビジーバーストを送信する。ビジーバーストに対するディジタル変調とビジー信号電力との併用を用いることにより、この強化されたビジーバーストスキームは、従来のスキームからの追加的なオーバーヘッドを何ら要することなく実施することができる。これは、例えば、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）システムの場合にも維持される。

適応変調／符号化、増分冗長性等のリンク適応技術、又は、例えば、ハイブリッドＡＲＱ（自動再送信要求）に用いられるチェイス合成技術は、送信フォーマットを変化するチャネル状態に適応させるのに用いられ、これらの技術は、単一リンクに関するパフォーマンスを改善することを目的とするものである。本発明の実施形態においては、他のリンクに対するリンク適応の影響が考慮されている。極めて重要な課題は、物理層に存在する情報を用いて、単一リンクに関する品質を改善するだけではなく、例えば、有効干渉認識ユーザスケジューリング及び動的チャネル選択によって、他のリンクに関する品質を改善するのにもこの情報を用いることである。ネットワーク内のエンティティは、隣接するエンティティの干渉許容範囲に関する情報を取得して、スケジューリング、チャネル選択及び送信フォーマット選択のためにこれを考慮に入れることができる。ここでもまた、この情報は、より有効な無線資源管理を実行するのに用いることができる。

これらのメカニズムは、アドホック及びマルチホック通信を用いる網状ネットワーク、又は他の形態の自己組織化ネットワーク内に展開すべきであるため、本発明は、分散方式でこれらのメカニズムを実現することができる。また、ビジーバーストは、レシーバが一般的な情報を対応するトランスミッタへフィードバックできるようにするために、及び他のトランスミッタに必要な情報を提供するために、不十分な通信品質又は低下したデータスループット等の許容できないパフォーマンス低下にレシーバが遭わないよう、チャネル使用を調整できるようにするために用いることもできる。集中型コントローラは必要ないため、効率的な分散型無線資源管理及び通信品質管理が可能である。例えば、対応するトランスミッタのための制御情報等のピギーバック情報、ならびに隣接する他の潜在的なトランスミッタのための情報を伝えるのに用いられる、ビジーバーストチャネルとのＴＤＤエアインタフェースを前提とする。本発明のこの実施形態において、ビジー信号は、対象とするトランスミッタへ向けられた専用情報である、二重形式のシステム関連情報を伝達するのに用いられ、情報は、潜在的な干渉体、すなわち、近くのトランスミッタへ送信される。

図１０は、本発明の実施形態を説明する例示的なシナリオを示す。図１０において、点線の円１０００は、ビジー信号の聴取可能領域を示す。この領域内には、トランスミッタ１０２０からデータを受信し、ビジー信号を送信するレシーバ１０１０がある。聴取可能領域１０００内には、ペイロードデータをレシーバ１０１０へ送信しないが、レシーバ１０１０からビジー信号を受信する他のトランスミッタ１０３０がある。ビジーバーストに付加される信号伝達情報は、対象とするトランスミッタ１０２０により、リンク適応、スケジューリング、動的チャネル選択、無線資源管理等に用いることができるが、この情報の内容は、符号１０３０等の他のトランスミッタが使用することもできる。この情報の内容は、実際の配置シナリオに従って変えることができる。ここでもまた、追加的な情報を、ディジタル変調して明示的に伝達することができ、又は、非明示的にアナログで変調することもできる。ビジーバーストに含めることができる可能性のある情報は、例えば、対象とするトランスミッタ１０２０とレシーバ１０１０との間のリンクに関するチャネル状態情報、ポイントツーマルチポイントシナリオに有用である潜在的な他のリンクに関するチャネル状態情報、これもポイントツーマルチポイントシナリオに有用である潜在的な他のリンクに関する相対送信優先度及び／又は遅延許容範囲、許容可能な干渉レベル、実現された信号対干渉雑音比レベル、物理層モード又は送信フォーマット変更要求、チャネル又はサブチャネル変更要求、送信電力変更要求、チャネル統計等である。

図１１は、３組のトランスミッタ／レシーバＴｘ₁−Ｒｘ₁、Ｔｘ₂−Ｒｘ₂及びＴｘ₃−Ｒｘ₃を伴う例示的なシナリオを用いる本発明の実施形態を示す。対象とする通信リンクは、実線の矢印で示され、干渉は、点線の矢印で示されている。レシーバＲｘ₁のビジーバースト聴取可能領域は、点線の円１１００で示されている。さらに、図１１は、レシーバＲｘ₁及び３つのトランスミッタＴｘ₁、Ｔｘ₂及びＴｘ₃のための３つの無線フレーム１１１０、すなわち、フレームｉ、フレームｉ＋１及びフレームｉ＋２からなるシーケンスを示す。各無線フレームは、３つのタイムスロット１１２０を含み、各々のタイムスロットは、ペイロード信号タイムスロット１１３０と、ビジー信号タイムスロット１１４０とで構成されている。ビジーバーストが送信されるビジー信号タイムスロットは、黒いバーで示され、ビジーバーストがその間に送信されないビジー信号タイムスロットは、白いバーで示されている。ペイロード信号タイムスロット中の異なる信号は、説明文１１５０内に示されたパターンで示されている。

図１１は、ビジーバーストに付加された追加的な情報を伴う、本発明の実施形態の場合の実施例を示す。この場合、Ｒｘ₁は、ビジーバーストで信号を伝達し、Ｔｘ₁−Ｒｘ₁リンクの送信優先度を、近くのトランスミッタＴｘ₂及びＴｘ₃へ送信する。Ｔｘ₁は、各フレームの第１及び第２のペイロード信号タイムスロット内のデータを送信し、それらのフレームの関連する第１及び第２のビジー信号タイムスロットで、Ｒｘ₁からのビジー信号肯定応答を受信する。従来のスキームの場合と同様に、チャネルの相互関係により、Ｒｘ₁に対する干渉は弱く、通信品質に対してほとんど影響を及ぼさないため、Ｔｘ₃は、弱いビジーバーストを検知してとにかく送信を始める。Ｔｘ₂は、第１及び第２のビジー信号タイムスロット内のフレームｉの間に、強いビジーバーストを検知し、Ｔｘ₂は、Ｔｘ₁よりも高い相対送信優先度を有することをピギーバック情報から判断する。そして、Ｔｘ₂は、第２のペイロード信号タイムスロットの間にフレームｉ＋１で送信する。異なる送信優先度は、図１１に、名称が付けられた送信矢印によって示されている。

その結果、Ｒｘ₁は、Ｔｘ₂が干渉を引き起こすため、第２及び第３のフレームの第２のタイムスロットで、低い信号対干渉比に遭うことになる。Ｔｘ₁−Ｒｘ₁リンクは、低い優先度であることから、リンクは、許容可能な誤り率を維持するために、低い信号対干渉比、追加的な遅延及び／又は低いデータ速度を許容することができる。より的確な実施例は、Ｔｘ₂がＲｘ₂と音声電話を始める同時に、Ｔｘ₁が、例えば、ウェブブラウジング又は電子メールセッション中に、バックグラウンドデータをＲｘ₁へ送信する場合である。ウェブブラウジング又は電子メールセッションは、長い遅延を許容することができるのに対して、Ｔｘ₂とＲｘ₂との間の音声電話は遅延の影響を受けやすいため、音声電話は、より高い優先度を割当てることができ、そのため、Ｔｘ₁とＲｘ₁との間の送信にある程度の劣化を生じる可能性がある。しかし、ウェブブラウジング又は電子メールセッションは、遅延の影響を受けにくい性質であるため、Ｔｘ₁とＲｘ₁との間のものに相当するリンクを用いるユーザは、実際の利用時に劣化に気が付かない可能性がある。

図１２には、図１１と同様のシナリオが示されているが、優先度は逆になっている。Ｔｘ₁とＲｘ₁との間のリンクは、ここでは、Ｔｘ₂とＲｘ₂との間のリンクよりも高い優先度を有する。従って、Ｔｘ₂は、Ｒｘ₁及びＴｘ₁によって用いられる同じスロットで送信する場合、その送信電力を低下させ、それによって、Ｒｘ₁において高信号対干渉比を維持するとともに、Ｔｘ₂自体を、低信号対干渉比及び追加的な遅延の可能性及び／又は低い送信速度にさらす。Ｔｘ₁に送信された制御情報は、Ｔｘ₁が、後続のフレームにおいて同じスロットを使用し続けることができることを知らせ、また、その符号化又は変調スキームを変更すること、又は、ブロードキャストシナリオにおける他のリンクに関するチャネル状態情報を知らせることも可能である。

上記制御情報は、同じビジーバーストでＴｘ₃へ送信され、また、情報を第１のタイムスロットである同じチャネルで送信できるようにし、Ｔｘ₁−Ｒｘ₁間の送信に衝突する。しかし、これは、通信品質情報又はＴｘ₁−Ｒｘ₁リンクの干渉許容範囲等の、ビジーバースト上の信号伝送情報を用いるＴｘ₃の送信電力又は送信フォーマットに対する変更を伴う可能性がある。制御情報はＴｘ₂へ送信されるが、Ｔｘ₂が、第１のペイロード信号タイムスロット中に送信するのを控えさせ、図１２に示す実施例において、第２のペイロード信号タイムスロット中に、低下した送信電力で送信し、正規の送信のために、第３のタイムスロットを用いる。このシナリオは、例えば、Ｔｘ₁が、高優先度を有する、Ｒｘ₁と継続中の音声呼を有し、同時に、Ｔｘ₂が、ウェブブラウジングセッションを始めようとしているケースに相当する。ここで、このウェブブラウジングセッションは、この継続中の音声呼を妨げ、中断し、又は劣化させることができるようになっていない。

本発明の一実施形態は、ビジーバーストを用いて、各アクティブなリンクの制御情報のために、資源の動的かつ効率的な割当てを可能にする制御情報を伝達する。これは、ビジーバーストが、レシーバが使用されていないときではなく、データブロックの受信の後に、レシーバによって送信されるためである。レシーバからその対応するトランスミッタへ送信された制御情報は、ビジーバーストプロトコルにより、非明示的に干渉から保護される。これは、ＴＤＤチャネル相互依存のためである。

図１３は、上記ビジーバーストの保護手段を実例により説明するシナリオを示す。図１３は、２つのトランスミッタ／レシーバのペアＴｘ₁−Ｒｘ₁及びＴｘ₂−Ｒｘ₂を示し、ただし、ペイロードデータの送信は実線の矢印で示され、干渉は点線の矢印で示され、ビジーバースト信号は２重点線の矢印で示されている。Ｔｘ₂がＲｘ₂と通信している場合、その干渉は、すぐ近くのレシーバＲｘ₁を阻害する。そのため、Ｒｘ₁は、Ｔｘ₁からの送信を検知することができず、従ってＲｘ₁は、ビジーバーストを送信しない。この結果、Ｔｘ₂は、その対象とするレシーバＲｘ₂によって送信されたビジーバースト上の制御情報を、低干渉で受信する。その結果、可能性のあるより低いレートチャネル符号化、又はより高い高次変調、あるいは何らかの高次送信フォーマット、それぞれの無線資源を制御リンクに対して用いることができる。

本発明の別の実施形態は、トランスミッタがその送信フォーマットを変更した場合に、トランスミッタ近傍の脆弱なレシーバにおける所要の信号対干渉及び雑音比が考慮される分散型自己組織化リンク適応を可能にする。

この干渉認識リンク適応を可能にするため、各レシーバは、それぞれ許容できる干渉のレベルを信号で伝達し、レシーバは、ビジーバーストピギーバックを用いる明示的手法により、又は、ビジーバースト送信電力を変える非明示的な手法により、その企図されたトランスミッタによる受信したペイロード受信電力を許容することができる。このことは、マルチユーザ、携帯電話又はアドホックネットワーク及びこれらの複合体におけるリンク適応及びＱｏＳ質サポートを可能にする。ネットワーク内のどのレシーバも、その所要の信号対干渉及び雑音比に基づいて、及びその対象とするトランスミッタからの受信したペイロード受信電力に基づいて、許容できる干渉レベルを送信する。同一チャネル干渉（ＣＣＩ）の源である潜在的な他のトランスミッタは、ブロードキャストメッセージを受信した場合、受信した情報を用いて、他のトランスミッタの送信電力を調整するため、脆弱なレシーバにおける絶対的な干渉レベルが維持される。このプロセスは、集中制御を必要としない。本発明のこの実施形態の１つの重要な利点は、原則として、標準的なビジー信号以外、追加的なシグナリングオーバーヘッドを何ら必要としないということである。唯一の追加的な全般的要件は、ネットワーク内のどのエンティティにおいても分かっていると想定されるネットワーク定数である。

他の利点は、潜在的な干渉体の送信電力を判断するのが受信したビジーバースト電力であり、脆弱なレシーバにより、その干渉許容範囲の関数としてそれぞれのペイロード信号の受信電力が動的に調整されるため、シグナリングがエラーフリーであるということである。このことは、多数のビジーバーストを同時に受信した場合にも当てはまる。さらに、この実施形態の原理は、ビジートーン送信電力を最小限にする。本発明のこの実施形態を詳細に説明するため、リソースを得るために争う２つのリンク、すなわち、Ｔｘ_iからＲｘ_jへのリンク（ｉ及びｊ）及びＴｘ_mからＲｘ_nへのリンク（ｍ及びｎ）を仮定する。レシーバＲｘ_nからトランスミッタＴｘ_iへの受信したビジー信号電力

は、一般に、

として確定することができ、ただし、

は、Ｒｘ_nの送信したビジーバースト電力であり、Ｌ_n,iは、データレシーバＲｘ_nとトランスミッタＴｘ_iとの間の経路損失である。Ｒｘ_nは、ビジー信号のためのトランスミッタとして機能し、一方、データトランスミッタＴｘ_iは、ビジー信号のためのレシーバとして機能する。

は干渉、すなわち、受信したビジー信号の部分を表し、これは、それ自体のレシーバＲｘ_jからのものではなく、干渉するリンクからのものである。

は、それ自体のリンク、すなわち、Ｒｘ_jからの受信したビジー信号の部分を示す。データ信号送信電力を受信したビジー信号電力の関数とすると、

となる。

受信したビジー信号電力が高くなればなるほど、脆弱なレシーバにおける高干渉を避けるためにデータ信号電力が低くなる。そのため、

に対する１つの可能性のある解は、

であり、ただし、ｃは定数である。干渉がない場合の特異性を避けるため、

は、最大送信電力

によって制限される上限である。

等式４は、ネットワーク内の全てのトランスミッタが、その送信電力を等式４に従って設定すると仮定した場合に、Ｒｘ_nのビジー信号送信電力

の調整に対応する、脆弱なレシーバＲｘ_nからの受信したビジー信号電力と、Ｔｘ_iからの送信したデータ電力との間の関係を確立し、等式２は、等式４に代入される。

リンク（ｉ及びｊ）を供給するトランスミッタＴｘ_iもまた、リンク（ｍ及びｎ）に対する潜在的な干渉源である。これは、レシーバＲｘ_nによって受信される干渉

で表される。

等式５を等式６に代入すると、

となる。

ＴＤＤのチャネル相互依存により、
Ｌ_n,j＝Ｌ_j,n （８）
その結果として、

これは、他のいずれかのトランスミッタＴｘ_iが、等式４に従って、そのデータ送信電力を受信したビジー信号電力に反比例するように設定した場合、データレシーバＲｘ_nの受ける干渉が

であることを意味する。このメカニズムによって、ネットワーク内の各データレシーバは、ビジートーン送信電力によって、許容できる干渉を独立して制御することが可能になる。干渉電力

と、使用したビジー信号送信電力との間の直接的な関係は、

となる。

最大許容可能干渉は、受信有用電力、すなわち、ペイロード受信電力と、いくつかの所定の通信品質制限から得られる所要の信号対干渉及び雑音比とに依存する。チャネル相互依存が保証される限り、実際の経路損失とは無関係である、本発明の実施形態としての非明示の電力ベースのシグナリングメカニズムは、干渉及び無線資源管理手段をもたらす。ネットワーク全体にわたって、有効でありかつ送信される定数ｃを決めるために、

であるとみなし、ただし、Ｉ_minはレシーバ感度であり、

は、最大可能ビジー信号送信電力である。

ただし、ｋは、ボルツマン定数（Ｊ／Ｋ）であり、

は、周囲温度（Ｋ）であり、Ｂは帯域幅（Ｈｚ）である。

データレシーバＲｘ_nが信号対干渉及び雑音比γを要し、かつこのレシーバで受信した有効電力を

であると仮定すると、最大許容干渉は、

となる。

このレシーバは、そのビジーバースト送信電力

を次のように調整する。

ただし、

は、最大ビジー信号電力である。

本発明の一実施形態における方法を要約すると、干渉許容シグナリングは、次のようになる。

１．トランスミッタＴｘ_mは、レシーバＲｘ_nと、送信電力

を用いたリンク（ｍ及びｎ）で接続されている。

２．データレシーバＲｘ_nは、等式１４に従って、そのビジー信号電力を設定する。

３．脆弱なレシーバＲｘ_nからのビジー信号干渉

を測定した後、トランスミッタＴｘ_iは、（ｉ及びｊ）として表されるＴｘ_iからＲｘ_jへのリンクを確立するために、等式４に従って、その電力を調整する。

４．ペイロードデータの良好な受信という条件で、Ｒｘ_jは、等式１４による送信電力でビジー信号を送信することにより、リンク（ｉ及びｊ）を保護する。

本発明の一実施形態において、トランスミッタＴｘ_m及びＴｘ_iの送信電力は、対応するレシーバへのリンクが確立されている間一定のままであり、最初のアクセス時にのみ、初期設定される。本発明の別の実施形態においては、全てのトランスミッタの送信電力が等式４に従って動的に調整され、トランスミッタの送信電力は脆弱なレシーバからの追加的なビジー信号電力が受信され、又は、干渉状態が変化した場合には再調整される。等式１４に従って、レシーバは、対象とするトランスミッタのペイロードデータ信号の受信電力によりビジー信号送信電力を調整する。本発明の別の実施形態においては、レシーバは、許容できる許容可能な干渉レベルに基づいてビジー信号送信電力を調整する。

不安定性を避けるために、目標の信号対干渉及び雑音比γを注意深く選定する必要がある。等式９の上記レシーバにおいて実際に受ける干渉

は、ノードをより注意深いものにするために用いることができる。等式９における実際の干渉が、等式１３の許容可能な干渉を超えて、

となった場合には、接続を切るか、又は、それ自体の信号対干渉及び雑音比要件を低くすることが好ましい。後者のケースは、ビジー信号に付加されるリンク適応のための情報を含むことからなる組合せにより、本発明の別の実施形態によって実現することができる。加えて、より注意深いレシーバは、

によって、そのビジー信号電力を調整することができ、これは、等式１４及び等式１０の最小値である。等式１４の代わりに、等式１５に従って、ビジー信号電力を調整することにより、ノードは、高干渉シナリオにおいて、ノード自体の通信品質要件を低くすることになる。これは、他のリンクに、妥当なパフォーマンスを伴う送信を維持する機会を与える可能性がある。

次に、作動メカニズムについて、図１４に示す実施例を用いて詳細に説明する。

図１４は、２つのトランスミッタＴｘ１及びＴｘ３と２つのレシーバＲｘ２及びＲｘ４を有する例示的なシナリオを示す。トランスミッタＴｘ１とレシーバＲｘ２との間の無線チャネルの経路損失はＬ_1,2である。レシーバＲｘ２において、Ｔｘ１によって送信されたペイロード信号は、受信電力

で受信される。また、レシーバＲｘ２はビジーバースト送信電力

を送信する。レシーバＲｘ２とトランスミッタＴｘ３との間では、経路損失Ｌ_2,3が発生する。トランスミッタＴｘ３において、レシーバＲｘ２により送信されたビジーバーストは受信電力

で受信される。トランスミッタＴｘ３は、無線チャネルＬ_3,4を介してレシーバＲｘ４と通信する。トランスミッタＴｘ３は、

の送信電力でデータをＲｘ４へ送信する。図１４において、Ｒｘ２によって送信されたビジー信号の聴取可能領域は、灰色の領域によって示されている。このメカニズムを詳細に説明するために、表１に列挙したパラメータを前提とする。

表１のパラメータから、定数ｃは、等式１１に従って導出することができ、ｃ＝−６３．９３ｄＢｍ²である。

干渉しているリンクであるＴｘ３とＲｘ２との間の経路損失Ｌ_3,2は、４０ｄＢ〜１２０ｄＢの間で変化している。すなわち、特別なケースとして、対象とするリンクの経路損失が、干渉しているトランスミッタＴｘ３と脆弱なレシーバＲｘ２との間のリンクＬ_3,2に関する経路損失よりも高い場合、つまりＬ_1,2＝５０ｄＢの場合がカバーされている。さらに、所要の信号対干渉及び雑音比γは、適応変調を用いて利用される異なるリンク容量シナリオをモデル化するために、４ｄＢから２５ｄＢまで変化する。

図１５は、出力が横軸に示され、Ｒｘ２における信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）のターゲットγが縦軸に示されているグラフを示す。干渉許容範囲は、実線のグラフで示され、ビジートーン送信電力は、点線のグラフで示されている。最大許容可能干渉は、等式１３を用いてプロットされ、有用な電力は、１０ｄＢｍ−５０ｄＢ＝−４０ｄＢｍである。ビジートーン送信電力

は、等式１４を用いてプロットされている。明らかに、両方の値とも、図１４に示すようなＲｘ２とＴｘ３との間の経路損失には無関係である。予想通り、所要の信号対干渉及び雑音比が高くなればなるほど、Ｒｘ２における許容可能な干渉は低くなり、かつビジーバースト送信電力は高くなる。最大許容ビジーバースト電力は３０ｄＢｍであるが、最大値は、たった０ｄＢｍ程度である。

図１６に示すグラフは３次元である。この図は、出力対Ｒｘ２において必要な信号対干渉及び雑音比γ、及びレシーバＲｘ２とトランスミッタＴｘ３との間の経路損失とを示す。また、図１６は、４つの面を示し、第１の面には、Ｒｘ２からのＴｘ３における受信したビジートーン電力、等式２を用いて決められた

１６００、Ｒｘ２における信号対干渉及び雑音比の目標値を維持する、Ｔｘ３のための最大可能データ送信電力、等式４を用いて決められた

１６１０、Ｒｘ２のビジートーン送信電力、等式１４を用いて決められた

１６２０、及び等式１２を用いて決められたレシーバ感度レベル１６３０が示されている。

ほとんど全てのケースにおいて、データ送信電力がビジートーン送信電力よりも大きいことが図１６を見て分かる。高い信号対干渉雑音比目標値γ及び低いレシーバＲｘ２と、トランスミッタＴｘ３間の経路損失の場合にのみ、すなわち、対象とするリンクに関する経路損失が、犠牲レシーバＲｘ２と隣接するトランスミッタＴｘ３との間のリンクに関する経路損失よりも高いケースにおいてのみ、許容データ送信電力が、ビジーバースト送信電力よりも低いが、それでもなお、ビジーバースト電力は、最大値より低い３０ｄＢである。さらに、ビジーバースト電力は、１０ｄＢｍである、所望のリンクに関するデータ送信電力よりも小さい１０ｄＢである。唯一の重要な意味あいは、これらの特定のケースの場合、高い信号対干渉及び雑音比目標値、トランスミッタＴｘ３とレシーバＲｘ２との間の低い経路損失、トランスミッタＴｘ３とレシーバＲｘ４との間のリンクは、レシーバＲｘ４において、低い経路損失、及び／又は低い信号対干渉及び雑音比要件及び／又は低干渉を有する場合に、役に立つ可能性があるということである。集中制御部を要することなく、それぞれのトランスミッタは、これらの条件のうちの１つを、本発明により保持するか否かを調べることになる。

本発明の別の実施形態においては、ビジーバースト送信電力及びペイロードデータ送信電力の調整の方法は、対象とするリンクに対するレート適応のための制御情報のビジートーンの明示的シグナリングと組み合わされる。２つの実施形態を一緒に用いれば、非常に強力な自己組織化分散型干渉認識リンク適応メカニズムを実現できる。また、対象とするリンクに対するリンク適応のための情報と、例えば、相対優先度等の他のトランスミッタのための情報とを含むことと、ビジートーン及びペイロード信号送信電力のための電力調整との組合せは、分散型無線資源管理のための非常に有効な手段を実現できる。

本発明のトランスミッタ装置の実施形態を示す。 本発明のレシーバ装置の実施形態を示す。 本発明のトランスミッタ装置の別の実施形態を示す。 本発明のレシーバ装置の別の実施形態を示す。 本発明の強化されたＢＢ−ＴＤＭＡレシーバ装置の実施形態のフローチャートを示す。 ビジーバーストシグナリングを介した本発明のリンク適応の場合の実施形態の例示的なシナリオを示す。 ビジーバーストシグナリングを用いた本発明のリンク適応の場合のタイムアウトシナリオにおける実施形態の例示的なシナリオを示す。 コンテンションモードにおける本発明の強化されたＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタの実施形態のフローチャートを示す。 予約モードにおける本発明の強化されたＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタの実施形態のフローチャートを示す。 ビジー信号送信電力適応を用いた本発明の別の実施形態の例示的なスキームを示す。 トランスミッタ及び干渉のためのピギーバックビジーバースト情報の例示的なシナリオにおける本発明の実施形態を示す。 ビジーバーストを用いた優先度のピギーバックシグナリングの例示的なシナリオを用いる本発明の実施形態を示す。 ビジーバーストを用いた優先度のピギーバックシグナリングの例示的なシナリオを用いる本発明の実施形態を示す。 ビジーバーストによって確立されたリンク保護の実施例を用いる本発明の実施形態を示す。 ビジーバースト送信電力及びペイロード信号送信電力調整の本発明のメカニズムを説明する例示的なシナリオを示す。 本発明の一実施形態による、干渉許容範囲及びビジートーン電力を視覚化したグラフを示す。 １つの本発明の実施形態のビジートーン受信電力、最大可能データ送信電力、ビジートーン送信電力及びレシーバ感度レベルの視覚化を示す。 コンテンションモードにおける従来のＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタのフローチャートを示す。 予約モードにおける従来のＢＢ−ＴＤＭＡトランスミッタのフローチャートを示す。 従来のＢＢ−ＴＤＭＡレシーバのフローチャートを示す。 ＢＢ−ＴＤＭＡフレームの従来の構造を示す。 ＢＢ−ＴＤＭＡプロトコルに従う従来の通信シナリオを示す。

符号の説明

１００ トランスミッタ装置
１１０ トランスミッタモジュール
１１５ 送信アンテナ
１２０ ビジー信号レシーバ
１２５ 受信アンテナ
１３０ コントローラモジュール
２００ レシーバ装置
２１０ レシーバモジュール
２１５ 受信アンテナ
２２０ 品質評価器
２３０ ビジー信号トランスミッタ
２３５ 送信アンテナ
３００ トランスミッタ装置
３１０ トランスミッタモジュール
３１５ 送信アンテナ
３２０ 送信決定器
３３０ ビジー信号情報インタプリタ
３４０ ビジー信号情報抽出器
３５０ ビジー信号レシーバ
３５５ 受信アンテナ
４００ レシーバ装置
４１０ レシーバモジュール
４１５ 受信アンテナ
４２０ 品質評価器
４３０ コントローラモジュール
４４０ ビジー信号トランスミッタ
４４５ 送信アンテナ
６００ タイムスロット
６１０ ペイロード信号タイムスロット
６２０ ビジー信号タイムスロット
９００ 低干渉許容範囲の場合の聴取可能領域
９１０ 高干渉許容範囲の場合の聴取可能領域
９２０ ビジーバースト送信電力の図
９３０ 低干渉許容範囲ビジーバースト
９４０ 高干渉許容範囲ビジーバースト
１０００ 聴取可能領域
１０１０ レシーバ
１０２０ トランスミッタ
１０３０ 他のトランスミッタ
１１００ Ｒｘ１の聴取可能領域
１１１０ 通信シーケンス
１１２０ タイムスロット
１１３０ ペイロード信号タイムスロット
１１４０ ビジー信号タイムスロット
１１５０ ペイロード信号タイムスロット送信品質の説明文
１６００ Ｔｘ３におけるビジー信号受信電力
１６１０ Ｔｘ３におけるペイロード信号送信電力
１６２０ Ｒｘ２におけるビジー信号送信電力
１６３０ レシーバ感度
２０００ ＴＤＭＡフレーム
２０１０ タイムスロット
２０２０ ペイロード信号タイムスロット
２０３０ ビジー信号タイムスロット
２１００ 通信シナリオ
２１１０ ビジー信号聴取可能領域
２１２９ 通信シーケンス
２１３０ ペイロード信号タイムスロット
２１４０ ビジー信号タイムスロット

Claims (28)

1. 現在のフレームの所定のビジー信号タイムスロットにおいてビジー信号を受信するビジー信号レシーバ（１１０）であって、前記ビジー信号タイムスロットにおける前記信号が、レシーバに関連する干渉電力またはペイロード信号受信電力に依存する情報を有するものであり、前記干渉電力またはペイロード信号受信電力に依存する前記情報を抽出するようにされている前記ビジー信号レシーバ（１１０）と、
   前記ビジー信号タイムスロットにおける前記信号から抽出した前記情報によって送信電力を調整するコントローラモジュール（１３０）と、
   後のフレームの前記ビジー信号タイムスロットに関連するペイロード信号タイムスロットにおいて、前記調整した送信電力によってペイロード信号を送信するトランスミッタモジュール（１２０）と
   を備え、
   前記ビジー信号は、前記ビジー信号を送信したトランスミッタの受信品質に依存する情報を含み、前記トランスミッタモジュール（１２０）は、前記ペイロード信号タイムスロットにおいて前記ペイロード信号を送信するための調整可能な送信特性を有し、
   前記コントローラモジュール（１３０）は、前記受信品質が許容できない場合に、前記受信品質の情報に基づいて、前記調整可能な送信特性を調整するものである、トランスミッタ装置（１００）。
2. 前記ビジー信号がレシーバに関する許容可能な干渉についての情報を有し、前記ビジー信号レシーバ（１１０）が、前記レシーバの前記許容可能な干渉に関する情報を抽出するようにされている、請求項１に記載のトランスミッタ装置（１００）。
3. 前記ビジー信号が、符号ビット、符号語、コード若しくは変調記号の群のうちの少なくともいずれかのもの、または、前記群における組合せを明示的に用いた情報を含んでいる、請求項１または２のいずれかに記載のトランスミッタ装置（１００）。
4. 前記ビジー信号が、受信電力、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、チャネル状態情報、周波数若しくは周波数オフセット、位相、タイミング、若しくは、タイミングオフセットの群の少なくともいずれかのもの、または、前記群における組合せ若しくは割合を非明示的に用いた情報を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のトランスミッタ装置（１００）。
5. 前記トランスミッタ装置がコンテンションモードになり、前記コンテンションモードは、送信用のペイロードデータを用いることができ、かつペイロードデータが前のフレームにおいて送信されていない状態であり、前記ビジー信号レシーバは、前記ペイロード信号タイムスロットに関連する所定のビジー信号タイムスロットにおいてビジー信号を受信しようと試みるものであり、前記関連するビジー信号が許可を示しているペイロード信号タイムスロットのみにおいて送信を始めるようにされている請求項１〜４のいずれかに記載のトランスミッタ装置（１００）。
6. 前記コントローラモジュールは、コンテンションモードにおいてのみ前記送信電力を調整するようにされている、請求項５に記載のトランスミッタ装置（１００）。
7. 前記トランスミッタ装置が予約モードになり、前記予約モードは、ペイロードデータを送信することができる状態であり、ペイロードデータの送信は、ビジー信号が関連するビジー信号タイムスロットにおいて受信されている前のフレームのペイロード信号タイムスロットにおいて行われ、現在のフレームの同じペイロード信号タイムスロットの間に、新たなペイロードデータにおける送信を続けるようにされている請求項１〜４のいずれかに記載のトランスミッタ装置（１００）。
8. 前記コントローラモジュール（１３０）は、前記ビジー信号に含まれた情報に基づいて前記送信電力を調整するようにされている、請求項７に記載のトランスミッタ装置（１００）。
9. 前記コントローラモジュールは、事前設定されたスキームに基づいて前記送信電力を調整するようにされている、請求項７に記載のトランスミッタ装置（１００）。
10. 前記トランスミッタ装置は、前記ビジー信号の受信電力によって前記送信電力を調整するようにされている、請求項１〜９のいずれかに記載のトランスミッタ装置（１００）。
11. 前記トランスミッタ装置は、
    

    

    に従って前記送信電力を調整するようにされるものであって、ただし、
    

    

    はデータ信号送信電力であり、ｃは定数であり、
    

    

    は、レシーバのビジー信号か、前記トランスミッタ装置が送信を意図しない複数のレシーバからのビジー信号の重ね合わせかの受信電力であり、
    

    

    は、最大送信電力である、請求項１〜１０のいずれかに記載のトランスミッタ装置（１００）。
12. 前記ビジー信号レシーバは、現在のフレームにおける前記ペイロード信号タイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットにおいて第１のレシーバからビジー信号を受信するようにされ、前記ビジー信号は、前記ペイロード信号タイムスロットにおいてペイロード信号を送信するトランスミッタか、または、前記ペイロード信号タイムスロットを用いない異なるトランスミッタにとって有用な追加的な情報を有し、
    異なるトランスミッタにとって有用な前記追加的な情報を抽出するビジー信号情報抽出器（３４０）と、
    抽出した情報を解釈実行する情報インタプリタ（３３０）と、
    前記情報インタプリタが送信許可指示を出したときに、第２のレシーバへの予定したペイロード情報の送信を実行することを決定する送信決定器（３２０）、および送信決定がある場合に、より最新のフレームのペイロード信号タイムスロットにおいて、前記予定したペイロード情報の送信を実行するトランスミッタモジュールと
    を備える請求項１〜１１のいずれかに記載のトランスミッタ装置（１００）。
13. 現在のフレームの所定のビジー信号タイムスロットにおいてビジー信号を受信するステップであって、前記ビジー信号タイムスロットにおける前記信号が、レシーバに関連する干渉電力またはペイロード信号受信電力に関する情報を有し、前記ビジー信号のレシーバが、前記干渉電力またはペイロード信号受信電力に関する情報を抽出するようにされている前記ステップと、
    前記ビジー信号タイムスロットにおける前記信号から抽出した前記情報によって送信電力を調整するステップと、
    後のフレームにおける前記ビジー信号タイムスロットに関連するペイロード信号タイムスロットにおいて、調整可能な送信電力によりペイロード信号を送信するステップと
    を含み、
    前記ビジー信号は、前記ビジー信号を送信したトランスミッタの受信品質に依存する情報を含み、前記ペイロード信号タイムスロットにおける前記ペイロード信号は、ある調整可能な送信特性を用いて送信されるものであり、
    前記調整するステップは、前記受信品質が許容できない場合に、前記受信品質の情報に基づいて前記調整可能な送信特性を調整することを含む、送信方法。
14. コンピュータ上で実行されて請求項１３に記載の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。
15. ペイロード信号タイムスロットにおいてペイロード信号を受信するレシーバモジュール（４１０）と、
    受信したペイロード信号の受信品質を評価する品質評価器（４２０）と、
    許容可能な干渉電力に関する情報を判断するコントローラモジュール（４３０）と、
    前記受信品質が品質しきい値以上である場合に、前記ペイロード信号タイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットにおいてビジー信号を送信するビジー信号トランスミッタ（４４０）であって、前記ビジー信号トランスミッタが、前記ビジー信号内に、前記ペイロード信号タイムスロットにおける干渉電力またはペイロード信号受信電力に依存する情報を含めるものである、ビジー信号トランスミッタ（４４０）と
    を備え、
    前記ビジー信号トランスミッタ（４４０）は、前記品質評価器（４２０）が、前記ペイロード信号の受信品質がある受信品質しきい値以下であることを示す場合に、前記ビジー信号の送信電力を増加させるものである、レシーバ装置（４００）。
16. 前記ビジー信号トランスミッタ（４４０）は、許容可能な干渉電力によってビジー信号の送信電力を調整するようにされている、請求項１５に記載のレシーバ装置（４００）。
17. 前記ビジー信号トランスミッタ（４４０）は、符号ビット、符号語、コード若しくは変調記号の群のうちの少なくともいずれかのもの、または、前記群における組合せを明示的に用いた情報を含むようにされている、請求項１５又は１６のいずれかに記載のレシーバ装置（４００）。
18. 前記ビジー信号トランスミッタ（４４０）は、受信電力、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、チャネル状態情報、周波数若しくは周波数オフセット、位相、タイミング若しくはタイミングオフセットの群の少なくともいずれかのもの、または、前記群における組合せ若しくは割合を非明示的に用いた情報を含むようにされている、請求項１５〜１７のいずれかに記載のレシーバ装置（４００）。
19. 前記ビジー信号トランスミッタは、
    

    

    に従って、前記受信電力に依存して前記ビジー信号の送信電力を調整するようにされ、
    

    

    は前記ビジー信号の送信電力であり、ｃは定数であり、γは、前記レシーバ装置（４００）が前記ペイロード信号を満足に受信するために必要な信号対干渉雑音比であり、
    

    

    は、前記ペイロード信号の受信電力である、請求項１５〜１８のいずれかに記載のレシーバ装置（４００）。
20. 前記ビジー信号の送信電力は、最大ビジー信号送信電力によって上限値が制限される、請求項１９に記載のレシーバ装置（４００）。
21. 前記ビジー信号の送信電力は、項
    

    

    によって上限値が制限されるものであって、ただし、ｃは定数であり、
    

    

    は、前記ペイロード信号タイムスロットの間に、前記レシーバ装置における受信した干渉電力である、請求項１９に記載のレシーバ装置（４００）。
22. 前記レシーバ装置（４００）は、各フレームごとに、前記ビジー信号に含まれる前記情報を更新するようにされている、請求項１５〜１９のいずれかに記載のレシーバ装置（４００）。
23. 前記レシーバ装置は、送信の開始時においてのみ、または事前設定されたスキームに基づいて、前記ビジー信号に含まれる前記情報を更新するようにされている、請求項１５〜１９のいずれかに記載のレシーバ装置（４００）。
24. 前記ビジー信号トランスミッタは、前記ペイロード信号の受信品質に関する情報、前記ペイロード信号のトランスミッタのステータスに関する情報、または、前記関連するペイロード信号タイムスロット若しくは異なるペイロード信号タイムスロットにおける前記ペイロード信号のトランスミッタへの指示に関する情報を含むものとなる前記ビジー信号を生成するようにされている、請求項１５〜２３のいずれかに記載のレシーバ装置（４００）。
25. 前記ビジー信号トランスミッタは、前記受信品質に依存する情報を含むものとなる前記ビジー信号を生成するようにされている、請求項１５〜２４のいずれかに記載のレシーバ装置（４００）。
26. 所定のペイロード信号タイムスロットにおいてペイロード信号を受信するステップと、
    受信したペイロード信号の受信品質を評価するステップと、
    許容可能な干渉電力に関する情報を判断するステップと、
    前記受信品質が品質しきい値以上である場合に、前記ペイロード信号タイムスロットに関連するビジー信号タイムスロットにおいてビジー信号を送信するステップであって、前記ビジー信号が、ペイロード信号タイムスロットにおける干渉電力またはペイロード信号受信電力に関する情報を含むように生成されるステップと
    を含み、
    前記評価するステップにおいて前記ペイロード信号の受信品質が、ある受信品質しきい値以下であることを示す場合に、前記ビジー信号の送信電力を増加させる、受信方法。
27. 前記ビジー信号送信電力が前記受信した許容可能な干渉電力によって調整される、請求項２６に記載の受信方法。
28. コンピュータ上で実行されて請求項２６または２７に記載の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。

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