JP2009153136A - 通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記システムは、それぞれ予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第1及び第2の通信装置を有し、前記方法は、動的に、前記第1及び第2の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも1つの指標に依存して、前記第1及び第2の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第1及び第2の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する段階、を有する。
【選択図】図10
Description
このような要求には、財政的/商業的な要求があり、例えばネットワーク事業者の顧客ベース又は市場占有率に関連する。このような要求には、運用上の要求もあり、例えば個々のネットワークの負荷に関連する。スペクトルの共有は、通信ネットワークの集中的な運用を実現するが、結果としてスペクトル資源に対する全体の要求を制限してしまうことが理解されるだろう。更に、スペクトル資源は、個々のネットワークの集中的な負荷の変化に従い再割り当てされる。それにより、多数のネットワークに渡るスペクトルの全体的な使用が向上される。
BS1及びBS2の間でスペクトルを再割り当てする多数の異なる技術を以下に検討する。このような異なる技術は本発明を用いる。これらの技術は、無線ネットワーク内のBS(BS1及びBS2)間の効率的な短期間の交渉を含む。局在する2つのBSのみが存在し、任意の時刻に1つの交渉のみが生じることが事前に合意されていると仮定する。このような交渉は、排他的及び1対1(つまりBS1とBS2の間)の交渉であると考えられる。この意志決定過程は、方法30の段階S2及びS4と等しいと考えられる。
方法Aでは、BS1はBS2に、BS1が再割り当てのために利用可能なスペクトル部分を有することを通知する。例えば、BS1は、その時に十分なトラフィック負荷がなく、又は再割り当てを提案された時に十分なトラフィック負荷を期待していないので、現在割り当てられたスペクトルの全てを維持することを正当化する。事実上、BS1は、一時的に利用可能な冗長なスペクトルを有する、又は有すると予測される。
方法Bでは、BS2はBS1に、BS2が追加のスペクトルを要求することを、スペクトル要求の形式で通知する。例えば、BS2は、その時に過負荷のトラフィックを有するか、又は再割り当てを提案された時点で過負荷となることを予測している。事実上、BS2は、一時的に利用可能なスペクトルが不足している、又は不足すると予測している。このようなスペクトルに対する要求は、スペクトルに対する緊急の要求であるか、又はスペクトルに対する高レベルの要求である。また、本発明の実施例は、このようなスペクトルに対する要求の重要度のレベルを示してもよい。
方法Cは、方法Aとよく似ている。方法Cは、BS1からBS2への利用可能なスペクトルの申し出に関連する。方法Cと方法Aとの間の主な相違点は、方法Cでは、与える干渉が受信する干渉と同様に考慮されることである。結果として、方法Cは「親切な」方法と考えられ、方法Aは「自己中心的」方法と考えられる。実際には、方法C及びDは、それぞれ「自己中心的」な方法A及びBの「親切な」変形例である。
方法Dは、方法Bとよく似ている。方法Dは、BS2からBS1への追加のスペクトルの要求に関連する。方法Dと方法Bとの間の主な相違点は、方法Dでは、与える干渉が受信する干渉と同様に考慮されることである。結果として、方法Dは「親切な」方法と考えられ、方法Bは「自己中心的」方法と考えられる。
方法A乃至方法Dでは、再割り当てのためのスペクトルの構成を選択するために、及び再割り当てを承認するか否かを決定するために、干渉値(予測される干渉の指標である)が評価され、検討される。このような値は、方法が実行される度に評価される必要はないと考えられる。このような値は、例えば事前に評価され予め格納される。例えば、方法A乃至方法Dは、このような値を評価する代わりに、格納された検索テーブルからの値にアクセスする。このような値は、関連するBS内に局所的に格納されるか、又は外部装置に遠隔に格納される。
第1のアプローチとして、BSのシステムを動作させる前に(つまり、式(1)を参照して上述したようにN個のBSはBS1とBS2を含む)、多数の測定/予測が独立して動作する(つまり、他に干渉の原因が存在しない)各BSについて実行される。これらの測定/予測が実行され、特定のBSがオンに切り替わり、スペクトルの構成Cを用いて送信を開始する。それにより、スペクトルの構成Cの送信電力の変化(dP)、システムの任意の目標BSに与えられる干渉の変化の予測した結果(dl)が分かる。次に、各BSは、パラメーターのテーブルを構築する。これにより、可能なスペクトルの構成C、送信電力P、システムの他のBSのそれぞれへ与えられる予測した干渉が分かる。
第2のアプローチは第1のアプローチと似ている。各BSは、特定のスペクトルの構成C及び規定の送信電力レベルPを用いて最初の測定を実行する。そして、各BSは、当該BSが規定の電力Pにより当該特定のスペクトルの構成Cで送信した場合に、任意の他の目標基地局でどれだけ干渉が増加したかを決定する。他の基地局での基本の干渉の増加は、接続されたBSに格納される。各BSは、当該BSと他の各BSとの間の平均伝搬条件も知っている(上述の式ではηにより表される)。各BSは、電力(dP)の変化毎に、及び異なる割り当てC毎に、他の各BSで期待される干渉の起こり得る変化(dl)を推定する。この第2のアプローチは、従って、第1のアプローチで生成されるパラメーターのテーブルと同様のパラメーターのテーブルを生成する。しかし、第2のアプローチは、他の必要なパラメーターを推定するために初期測定値を用いる。
第3のアプローチは、上述の第2のアプローチを実施する1つの可能な方法であると考えられる。無線チャンネルのフェージング条件は、BSがあるスペクトルの構成(例えばC1)から別のスペクトルの構成(例えばC2)へ変化する場合に、実質的に不変であると仮定する。これを念頭に置きながら、図27及び図28を参照する。図27及び図28は、可能な第3のアプローチで、BS1及びBS2により実行される動作及び通信を示す。
第4のアプローチは、上述の第3のアプローチを実施する1つの可能な方法に対応すると考えられる。第3のアプローチでは、試験送信は、電力P1及びスペクトルの構成C1を用いて行われる。従って、構成C2乃至Cnに対する推定値は、電力P1を用いた送信に対応する。第4のアプローチは、送信電力Pが変動する問題、及びスペクトルの構成Cが変動する問題を解決する。
第5のアプローチは、第3及び第4のアプローチと同様であると考えられる。しかし、第5のアプローチでは、BSがあるスペクトルの構成(例えば、C1)から別のスペクトルの構成(例えば、C2)へ変化するときに、及び/又はBSがある送信電力(例えば、P1)から別の送信電力(例えば、P2)へ変化するときに、無線チャンネルのフェージング条件が実質的に変化しやすい。
第6のアプローチは、UEを考慮に入れる。このような方法は、(BS及びUEを含む)ネットワークが完全に動作する前に、つまりネットワークの設定/構成/初期化処理(上述の第1乃至第5のアプローチと同様に)の一部として実行されるのに適する。
第7のアプローチは、第6のアプローチのようにUEを考慮に入れる。第7のアプローチは、(BS及びUEを含む)ネットワークが完全に動作している間に実行されるのに適する。これは、ネットワークが完全に動作する前に実行される第6のアプローチの測定方式を適用することが望ましくあい場合に、有利である。
上述のように、本発明は、スペクトルの再割り当ての会計が行われる実施例に拡張される。このような会計は、例えば再割り当ての傾向を識別するために、純粋に技術的な理由から有用である。この傾向は、本発明の実施例の種々の方法及びアプローチを合理化するのに役立つ。例えば、不要な、又は希にしか要求されない値及び測定及び推定は必要がない限り含まれない。これは、処理時間を減少し、電力消費を低減し、及び/又は必要な記憶容量を削減するという有利な効果を有する。更に、このように、本発明に関連するシグナリング・オーバーヘッドが削減されるか、又は最小限に抑えられる。
本発明の実施例の可能な利点を理解するために、多数のシミュレーションが実行された。これらのシミュレーションの結果を図40A乃至43Bに示す。これらのシミュレーションでは、BSは上述の方法Cを用いると仮定した。BS1及びBS2のみが考えられ、他のセル(BS及びサービスを提供されるUE)からの干渉の影響は無視された。
(付記1) 無線通信システムで用いられるスペクトル割り当て方法であって、前記システムは、それぞれ予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第1及び第2の通信装置を有し、前記方法は、
動的に、前記第1及び第2の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも1つの指標に依存して、前記第1及び第2の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第1及び第2の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する段階、を有するスペクトル割り当て方法。
(付記2) 前記制御は、前記第1及び第2の通信装置の1つで、又は前記第1及び第2の通信装置の間で共同で実行される、請求項1記載のスペクトル割り当て方法。
(付記3) 前記制御は、前記第1及び第2の通信装置の間の交渉に基づき実行される、請求項1又は2記載のスペクトル割り当て方法。
(付記4) 前記少なくとも1つの指標は、前記再割り当ての結果として前記第1及び第2の通信装置の一方又は両方が受けると予測される干渉を表す、付記1乃至3の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記5) 前記少なくとも1つの指標は、前記割り当ての結果として前記第1及び第2の通信装置の一方又は両方により与えられると予測される干渉を表す、付記1乃至4の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記6) 前記再割り当ての度に、前記少なくとも1つの指標に依存して、採用すべきスペクトルの構成を選択する段階、を有する付記1乃至5の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記7) 前記選択のための複数の構成の候補を識別する段階、及び
前記複数の構成の候補の中から、採用すべき構成を選択する段階、を更に有する付記6記載のスペクトル割り当て方法。
(付記8) 第1の前記構成の候補を識別することにより、前記複数の構成の候補を識別する段階、及び
前記第1の構成の候補について繰り返し処理を実行することにより、更なる前記構成の候補を識別する段階、を更に有する付記7記載のスペクトル割り当て方法。
(付記9) 前記構成の候補を順番に検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
所定の要件を満たす前記候補の第1の部分を選択する段階、を有する付記7又は8記載のスペクトル割り当て方法。
(付記10) 前記構成の候補の全てを検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
前記第1及び/又は第2の通信装置に最も好ましい構成の候補を選択する段階、を有する付記7又は8記載のスペクトル割り当て方法。
(付記11) 前記再割り当ての度に、前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てられる前記第1及び第2の通信装置で、又は前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てる前記第1及び第2の通信装置の1つで、前記選択する段階を実行する段階、を有する付記6乃至10の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記12) 前記再割り当ての度に、前記選択は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が与えると予測される干渉、
の1又は複数に基づく、付記11記載のスペクトル割り当て方法。
(付記13) 前記再割り当ての度に、前記選択は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が与えると予測される干渉、
の1又は複数に基づく、付記11又は12記載のスペクトル割り当て方法。
(付記14) 前記再割り当ては、初期の可能性のある割り当てであり、及び前記制御は、可能性のある再割り当てを検討する段階、及び前記可能性のある再割り当てを承認するか否かを決定する段階、を有する、付記1乃至13の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記15) 前記可能性のある再割り当ての度に、採用すべきスペクトルの構成を選択する段階、及び前記選択された構成を承認するか否かを決定する段階、を有する付記14記載のスペクトル割り当て方法。
(付記16) 前記可能性のある再割り当ての度に、前記少なくとも1つの指標に依存して、前記選択された構成を承認するか否かを決定する段階、を更に有する付記15記載のスペクトル割り当て方法。
(付記17) 前記選択された構成が所定の要件を満たすか否かを決定することにより、前記決定する段階を実行する段階、を有する付記15又は16記載のスペクトル割り当て方法。
(付記18) 前記再割り当ての度に、前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てられる前記第1及び第2の通信装置で、又は前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てる前記第1及び第2の通信装置の1つで、前記決定する段階を実行する段階、を有する付記15乃至17の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記19) 前記再割り当ての度に、前記決定は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が与えると予測される干渉、
の1又は複数に基づく、付記18記載のスペクトル割り当て方法。
(付記20) 前記再割り当ての度に、前記決定は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が与えると予測される干渉、
の1又は複数に基づく、付記18又は19記載のスペクトル割り当て方法。
(付記21) トリガに応じて、少なくとも1つの前記再割り当てを実行する段階、を有する付記1乃至20の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記22) 前記トリガは、前記第1及び第2の通信装置の1つからのスペクトルの要求を有する、付記21記載のスペクトル割り当て方法。
(付記23) 前記トリガは、前記第1及び第2の通信装置の1つからのスペクトルの申し出を有する、付記21又は22記載のスペクトル割り当て方法。
(付記24) 前記トリガは、前記通信装置の1つにより送信されるべきデータのオーバーヘッドを有する、付記21乃至23の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記25) 前記トリガは、前記通信装置の1つが受ける干渉の超過レベルを有する、付記21乃至24の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記26) 前記第1及び第2の通信装置の間の測定及び/又は推定を実行することにより、各干渉の指標を得る段階、を有する付記1乃至25の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
(付記27) 構成段階中に、及び前記再割り当てが制御される処理の前に、各干渉の指標を得る段階、を有する付記26記載のスペクトル割り当て方法。
(付記28) 前記再割り当てが制御される処理段階中に、各干渉の指標を得る段階、を有する付記26記載のスペクトル割り当て方法。
(付記29) 前記各スペクトルの構成の候補に関する前記干渉の指標を得る段階、を更に有する付記26乃至28の何れか一項記載、及び付記7に記載のスペクトル割り当て方法。
(付記30) 測定により前記スペクトルの構成の候補の1つに関する前記干渉の指標を得る段階、及び
前記測定された干渉の指標に基づく推定により、他の前記スペクトルの構成のそれぞれに関する前記干渉の指標を得る段階、を有する付記29記載のスペクトル割り当て方法。
(付記31) 無線通信システムであって、
通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第1及び第2の通信装置、及び
動的に、前記第1及び第2の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも1つの指標に依存して、前記第1及び第2の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第1及び第2の通信装置の間の前記スペクトルの前記再割り当てを制御する制御手段、を有する無線通信システム。
(付記32) 無線通信システムで第1の通信装置として用いられる通信装置であって、前記無線通信システムは少なくとも1つの第2の通信装置を更に有し、前記通信装置のそれぞれは、通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有し、前記第1の通信装置は、
動的に、任意的に前記第2の通信装置とともに、前記第1及び第2の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも1つの指標に依存して、前記第1及び第2の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第1及び第2の通信装置の間の前記スペクトルの前記再割り当てを制御する制御手段、を有する、無線通信装置。
(付記33) 無線通信システムの第1の通信装置で用いられるスペクトルを割り当てる方法であって、前記無線通信システムは少なくとも1つの第2の通信装置を更に有し、前記通信装置のそれぞれは、通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有し、前記方法は、
動的に、任意的に前記第2の通信装置とともに、前記第1及び第2の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも1つの指標に依存して、前記第1及び第2の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第1及び第2の通信装置の間の前記スペクトルの前記再割り当てを制御する段階、を有する方法。
2 無線アクセス・ネットワーク(RAN)
4 ゲートウェイ(GW)
6 基幹ネットワーク(CN)
8 IPネットワーク
10 基地局(BS)
12 ユーザー機器(UE)
20、40 通信システム
22 通信装置
42 基地局(BS)
Claims (10)
- 無線通信システムで用いられるスペクトル割り当て方法であって、前記システムは、それぞれ予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第1及び第2の通信装置を有し、前記方法は、
動的に、前記第1及び第2の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも1つの指標に依存して、前記第1及び第2の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第1及び第2の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する段階、を有するスペクトル割り当て方法。 - 前記制御は、前記第1及び第2の通信装置の1つで、又は前記第1及び第2の通信装置の間で共同で実行される、請求項1記載のスペクトル割り当て方法。
- 前記制御は、前記第1及び第2の通信装置の間の交渉に基づき実行される、請求項1又は2記載のスペクトル割り当て方法。
- 前記少なくとも1つの指標は、前記再割り当ての結果として前記第1及び第2の通信装置の一方又は両方が受けると予測される干渉を表す、請求項1乃至3の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
- 前記少なくとも1つの指標は、前記割り当ての結果として前記第1及び第2の通信装置の一方又は両方により与えられると予測される干渉を表す、請求項1乃至4の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
- 前記再割り当ての度に、前記少なくとも1つの指標に依存して、採用すべきスペクトルの構成を選択する段階、を有する請求項1乃至5の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
- 前記選択のための複数の構成の候補を識別する段階、及び
前記複数の構成の候補の中から、採用すべき構成を選択する段階、を更に有する請求項6記載のスペクトル割り当て方法。 - 第1の前記構成の候補を識別することにより、前記複数の構成の候補を識別する段階、及び
前記第1の構成の候補について繰り返し処理を実行することにより、更なる前記構成の候補を識別する段階、を更に有する請求項7記載のスペクトル割り当て方法。 - 前記構成の候補を順番に検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
所定の要件を満たす前記候補の第1の部分を選択する段階、を有する請求項7又は8記載のスペクトル割り当て方法。 - 前記構成の候補の全てを検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
前記第1及び/又は第2の通信装置に最も好ましい構成の候補を選択する段階、を有する請求項7又は8記載のスペクトル割り当て方法。
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