JP2009515461A - スペクトルエチケットに基づいた動的周波数選択のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、一般的にスペクトルエチケットに基づいた動的周波数を選択するシステム及び方法に関するものである。一実施携帯として、本方法は、隣り合う区画では使用されない無線通信システム内の、中心区画により使われる多重周波数を識別するステップを含む。本方法は、上記周波数が隣り合う区画で使用できない周波数を含むか否かを決定し、周波数が存在した場合、中心区画により使われる周波数を選択する過程を含む。そのような周波数が存在した場合、本方法は、他の周波数より少ない隣り合う区画で使用される周波数を確認し、中心区画によって使用されるために確認された周波数を選択するステップを含む。

Description

本発明は、スペクトルエチケットに基づいた動的周波数選択のためのシステム及び方法に関するものである。

無線移動通信システムは、一般的に単一周波数を使用したものより広い帯域幅を提供するために多重周波数を使用する。特に、移動通信に使われる大規模のシステムのようなシステムは、たとえ幾つのオーバーラップがセル間に存在しても、概して特定区域に無線カバレージ（coverage）を提供するセルに分割される。あるシステムにおいて、セルをセクタにさらに分ける。多重周波数の使用は、セルまたはセクタ間の干渉を引き起こす。

このようなセル間（inter-cell）またはセクタ間（inter-sector）の干渉を避けるために、一部の無線通信技術は、セル間の干渉を避けるためのスペクトル使用計画を使用することができる。このような向上スペクトル使用計画は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＧＳＭ（Global System for Mobile communication）、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）、及びＥＤＧＥ（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）のような技術で使われる。例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）のような技術を使用する一部のシステムは、隣り合うセルが異なる周波数を使用するように要求することによって、セル間の干渉を避けることができる。これは、例えば、事前に周波数割り当てを計画するか、各セルに周波数を動的に割り当てるための中央制御器を使用することにより達成することができる。しかしながら、事前に周波数を割り当てることは一部の状況では好ましくなく、周波数を割り当てるための中央制御器に頼ることは拡張性及び障害点のような問題をもたらすことができる。無線移動通信システムにおける周波数を動的に割り当てるためのシステム及び方法が必要とされる。

本発明に係る一実施形態において１つの方法は、無線移動通信システムにおいて、隣り合う区画では使用できず、中心区画では使用できる多数の周波数を識別するステップを含む。この方法は、多数の周波数が隣り合う区画では使用できない第１の周波数を含むか否かを決定し、仮に第１の周波数が存在すれば、中心区画で使用するための第１の周波数を選択するステップを含む。この方法は、多数の周波数の中で、第２の周波数を確認し選択するにあたって、仮に第１の周波数が存在しなければ、多数の周波数のうち、隣り合う区画で他の周波数より少なく使われる周波数を確認し、中心区画で使用するための第２の周波数を選択するステップを含む。

他の実施形態の方法は、無線移動通信システムにおいて、中心区画で使用できる周波数チャネルを表す第１の周波数チャネルセットを識別するステップを含む。この方法は、第２の周波数チャネルセットの識別と、第３の周波数チャネルセットの識別を含む。第２の周波数チャネルセットは、第１のセットから周波数チャネルを表し、無線通信システムの隣り合う区画では使用されない。第３の周波数チャネルセットは、隣り合う区画では使用できず、第２のセットから周波数チャネルを表す第１の周波数チャネルは、少なくても一つの周波数チャネルを第３のセットが含んでいれば、中心区画で使用するために第３のセットから選択され、第２の周波数チャネルは、少なくても一つの周波数チャネルを第３のセットが含んでいれば、中心区画で使用するために第２のセットから選択される。

更に他の実施形態の方法において、無線移動通信システムは中心区画及び中心基地局を含む。中心基地局は中心区画のための無線カバレージを提供し、メモリに格納された命令を遂行するために形成されたプロセッサと連結される。上記の命令には、中心区画で使用できる第１の周波数セットを識別するための命令、及び第１のセットから中心区画の隣り合う区画で使用しない周波数を含む第２の周波数セットを識別する命令が含まれる。また、この命令には、第２のセットが隣り合う区画で使用できない第１の周波数を含むか否かを決定する命令、及び仮に第１の周波数が存在すると、中心区画で使用するための第１の周波数を選択する命令が含まれる。

本発明を詳細に説明するのに当たり、以下の記述は本発明の他の特徴の遂行のための多様な実施形態または実施形態を提供する。本明細書を簡素化するため、構成要素と装置の多様な実施形態を、下記に記述する。当然これらは、単なる実施形態に過ぎず、これに制限されない。加えて、現在の明細書では参照番号及び／または文字を多様な実施形態で繰り返して言及する。このような繰り返しは、単純かつ明瞭な説明のためのものであり、それ自体が多様な実施形態及び／または検討された構成間の関係を規定するものではない。

一実施形態において、図１を参照すると、方法１００は無線移動通信システムの区画（例：セル、セクタ、または他のネットワークセグメント）のために一つまたはそれ以上の周波数を動的に選択するのに使うことができる。“セル”と“セクタ”は、説明のため本明細書の全般に亘って使われ、特定のネットワークの構成に従って相互交換が可能である。本実施例では、たとえセルが、隣り合うセルで利用できない一つまたはそれ以上の周波数を使用できるとしても、各セルは隣り合うセルと一つまたはそれ以上の周波数を共有する。隣り合うセルは、隣接したセルに制限することができる、または隣接したセルを越えたセルを含むことができる。

例えば、ライセンス免除（license-exempted）、または簡易ランセンス（light-licensing）操作でより多くの周波数スペクトルが有用になるため、動的周波数選択は望ましい。このような概念に基づいたシステムにおいて、各セルまたはセクタは、セル間の干渉を避けることを考慮して周波数を動的に確認し選択する。このような動的な確認と選択の必要性は、時間に従って周波数利用性が変化するシステムで、向上周波数計画の困難性に起因するものである。周波数利用性の変化を統制しなければならないシステムにおいて、集中した意思決定（decision-making）方式は、拡張性及び障害点といった問題をもたらしてしまう。例えば、幾つかの簡単な方法では、２つの隣り合うセル間のスペクトル共有ネゴシエーションのために存在できるが、このような方法は大規模の無線システムで動的周波数共有に対する必要性が満たされない。したがって、方法１００は、その選択が隣り合うセル及び／またはセクタに及ぼす影響を最小にすると共に、セル及び／またはセクタのために周波数を動的に確認し選択するシステムで使われる。

ステップ１０２において、あるセルでは利用できるが、その隣り合うセルでは利用できない周波数のセットを、アクセスポイント（例：基地局）あるいはそのセルと関連した他の処理手段は識別する。本実施形態において、仮に周波数がセルにより選択され、周波数を使用するためにセルが構成されると、周波数を利用可能であることを確認することができ、周波数は一つまたはそれ以上のバックアップバンドを含む。ステップ１０４では、周波数のセットが、隣り合うセルによって使用されない周波数を少なくとも一つ以上含んでいるか否かを決定する。仮に、隣り合うセルで使用できない周波数が存在した場合、方法１００はステップ１０６に引続き進行して、セルで使用するための周波数を選択する。仮に、セルが多重周波数を必要とし、またステップ１０４で決まった利用可能な多重周波数があれば、セルは周波数要求を満たす充分な周波数を選択する。

ステップ１１０では、セルが充分な周波数を含んでいるか否かを決定する。仮にそうでなければ（例：仮にステップ１０４で確認された周波数がセルの要求を満たす程度でなければ）、方法１００は、ステップ１０８に移行する。仮に、隣り合うセルで使用できない周波数が確認されなければ、方法１００は、再度ステップ１０４からステップ１０８に直ちに移行することができる。ステップ１０８では、周波数は周辺のセルに最小限の影響を与える周波数のセットから選択される。この選択は一つまたはそれ以上のパラメータを基とする。例えば、最も小さな個数の隣り合うセルで使用できる周波数が選択される。他の実施形態を見ると、周波数は与えられたセルまたは与えられた周期（例：ラッシュアワー（rush hour））の間の予想トラフィック量（traffic volume）を基にして選択される。この方法は、引続きステップ１１０に進行して、セルがより多い周波数を必要とするか否かを決定する。もし、セルがより多い周波数を必要とすれば、方法１００がステップ１０８に戻る。幾つかの実施形態において、方法１００はセルの構成に従ってステップ１０２、１０４及び／またはステップ１０６に進行する。例えば、仮にセルのための充分な周波数がなければ、方法１００はステップ１０２に戻って追加的な周波数が使用可能か否かを判断する。したがって、方法１００は、セルに対する一つまたはそれ以上の周波数を動的に選択するのに使用されると共に、その周波数の選択が隣り合うセルに及ぼす影響を最小にする。

一実施形態において、図２を参照すると、無線ネットワーク２００の一部は、セル２０２ａ、２０２ｂ、及びこれに対応するアクセスポイント（access point）（例：基地局）２０４ａ及び２０４ｂを含む。図示してはいないが、基地局２０４ａ及び２０４ｂはプロセッサ、メモリ、及び他の構成要素を含んでいる。他の要素は、基地局が命令及びデータを受信、格納、検索、及び処理し、無線及び／または有線通信リンクを介してそれらを転送する。その上、基地局の少なくとも幾つかの機能性は、セルまたはセルの外部のどこへでも、分布し位置することができる。

本実施形態において、ネットワーク２００は、無線近距離接近ネットワーク（Wireless Regional Access Network：ＷＲＡＮ）でありうるが、また、無線ネットワークの多様な種類で表されることが分かる。一部の実施形態において、無線ネットワーク２００は移動端末ユーザに帯域を追加するため、一定地域（例えば、田舎地域）で利用可能なＴＶ（Television）周波数スペクトルを使用するように構成される。例えば、固定された一対多のＷＲＡＮは、５４〜８６２ＭＨｚ間の極超短波（Ultra High Frequency：ＵＨＦ）及び超短波（Very High Frequency：ＶＨＦ）ＴＶ周波数帯域を使用するために構成される。このような規格は、例えば、ＷＲＡＮに対してＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．２２ワーキンググループ（Working Group）により開発されたものに符合する。本明細書は、ＴＶスペクトル周波数に制限されず、他の周波数はＴＶスペクトルに代わって使われるか、または、ＴＶスペクトルを追加して使われる。

本実施形態において、セル２０２ａと２０２ｂは、セクタ化した構成を表す。より詳しくは、セル２０２ａはセクタ２０６ａ〜２０６ｆに分けられ、セル２０２ｂはセクタ２０８ａ〜２０８ｆに分けられる。中心セクタ／セル、そして隣り合うセクタ／セルの用語は互いに関連するということが分かる。例えば、仮に図示されたトポロジー（topology）でセクタ化（sectorization）されなかったら、中心セルは６個の隣り合うセル（図５参照）を持つことができる。その上、実施形態の一部では、隣り合うセルまたはセクタを中心セクタの近くに隣接できない。例えば、図示されたセクタはいずれもセクタ２０８ｄに隣り合うことができる。したがって、本発明は隣接する隣り合うセルの使用に制限されない。セクタ化を使用した本実施形態では、セル毎に６個のセクタがあり、中心セクタは３個の隣り合うセクタを持つ。その以上または以下のセクタが使われることができ、セル毎に６個のセクタの構成は単に一つの実施形態のためのものであることが分かる。セル間とセクタ間の干渉を避けるために、隣り合うセル及び／またはセクタは一般的にどの周波数帯を使用するかを決定する時に協調する。ネットワーク２００において、各セル２０２ａと２０２ｂは、向上周波数計画と割り当ての可能性を除外した、利用できる周波数帯を動的に選択することができる。セル及び／またはセクタ間の協調がなければ、特定セルの周波数選択は、隣り合うセルが適切に機能することができないようにする。例えば、基地局２０２ａと２０２ｂで利用可能な周波数チャネルは、各々{１、３}と{１、２、３}と仮定する。仮に、基地局２０２ｂがチャネル{１、３}を使用決定すると、基地局２０２ａは利用できるチャネルがない。さらに、このような協調はネットワーク２００内で負荷を均衡するのに使われる。例えば、仮に基地局２０２ａの負荷が重く（多量のトラフィック）、基地局２０２ｂは負荷が重くない時、基地局２０２ａは{１、３}を使用することができ、基地局２０２ｂは{２}を使用することができる。これは、基地局２０２ａに、一層重い負荷を処理するように、帯域幅を提供すると共に、基地局２０２ｂに引き続きサービスを提供するようにする。したがって、各基地局２０２ａと２０４ｂは、対応するセル、及び／またはセクタで使われる周波数を動的に選択するために構成される。

方法３００は、図３を参照して、一つまたはそれ以上の周波数を動的に選択する過程の実施形態をより詳細に説明する。方法３０３に対してエンティティー（entity）を次のように定義することができる。
Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ，ＩＤ}＝現在の使用に干渉しない周波数であって、常に使用可能である、又はパラメータの定義に従って使用可能である。（即ち、日中の特定時間の間等）。
Ｆ_{ｕｓｅｄ，ＩＤ}＝中心セクタが使用のために選択した周波数であって、一つまたはそれ以上のバックアップバンドを含む。
Ｆ_ｐｏｏｌ＝中心セクタによって使用され、隣り合うセクタでは使用できない周波数である＝Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ，ＩＤ}＼（Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ１}Ｕ Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ２}Ｕ Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ３}）。
Ｆ_{ｌｏｃａｌ}＝中心セクタで使用でき、隣り合うセクタで使用できない周波数である＝Ｆ_ｐｏｏｌ＼{Ｆ_{ｕｓａｂｌｅｄ、Ｎ１}Ｕ Ｆ_{ｕｓａｂｌｅｄ、Ｎ２}Ｕ Ｆ_{ｕｓａｂｌｅｄ、Ｎ３}}。
記号“Ｕ”と“＼”の各々は、結合と除外を表す設定表示演算子である。“ＩＤ”はセクタＩＤを表す（セクタ化していない形態ではセルＩＤを表す）。実施形態において、隣り合うセクタは“Ｎ１”、“Ｎ２”、及び“Ｎ３”と表示する一方、“ＩＤ”は中心セクタのＩＤを表す。

図３を引続き参照し、図４A〜４Gを追加的に参照すると、図２の無線ネットワーク２００は方法３００を遂行するシステムを説明するために使用した。方法３００は、セルラーネットワーク（例：ＴＤＭＡネットワーク）を含んだ他のネットワークで使われる。図４Aの形態において、セクタ２０８ｄは中心セクタであり、セクタ２０６ｄ、２０８ｅ、及び２０８ｃは各々隣り合うセクタＮ１、Ｎ２、及びＮ３である。

ステップ３０２（図４Aに対応する）で、中心セクタ２０８ｄはＦ_{ｕｓａｂｌｅ，ＩＤ}を識別する。前述したように、これは現在の使用に干渉しない周波数を含む。本実施形態において、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ}は下記の＜表１＞に示すように、周波数チャネル１、３、４、６、７、及び９を含む。図３に計算されてはいないが（本実施形態で）、セクタ２０６ｄに対するＦ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ１}はチャネル１、２、３、及び９を含み、セクタ２０８ｅに対するＦ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ２}は１、５、及び６を含み、セクタ２０８ｃに対するＦ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ３}はチャネル１、４、６、及び８を含む。例えば、隣り合うセクタに対する情報は、セクタ２０６ｄに対する基地局２０４ａにより提供され、セクタ２０８ｅと２０８ｃに対する基地局２０６ｂにより分かる。

ステップ３０４で（図４Bに対応し、アンダーラインの部分は使用したチャネルを表す）、中心セクタ２０８ｄは、中心セクタ２０８ｄで使用され、隣り合うセクタ２０６ｄ、２０８ｅ、及び２０８ｃによって使用されない、周波数Ｆ_ｐｏｏｌを識別する。Ｆ_ｐｏｏｌを決定するために、中心セクタ２０８ｄは隣り合うセクタ２０６ｄ、２０８ｅ、及び２０８ｃで使用できる周波数チャネルを識別する必要性がある（即ち、Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ１}Ｕ Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ２}Ｕ Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ３}）。本実施形態において、Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ１}＝２と９、Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ２}＝５、及びＦ_{ｕｓｅｄ、Ｎ３}＝８である。Ｆ_ｐｏｏｌに含まれる周波数チャネルは、Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ１}、Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ２}、及びＦ_{ｕｓｅｄ、Ｎ３}のチャネルは除外し、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ，ＩＤ}のチャネルを含む 。したがって、Ｆ_ｐｏｏｌは下記の＜表２＞に示すように、チャネル１、３、４、６、及び７を含む。チャネル９はセクタ２０６ｄで使用するため、Ｆ_ｐｏｏｌから除外される。

ステップ３０６で、中心セクタ２０８ｄは、中心セクタで使用でき、隣り合うセクタでは使用できない周波数を含む、Ｆ_{ｌｏｃａｌ}を識別することができる。本実施形態において、中心セクタ２０８ｄは周波数チャネル７を使用できるが、チャネル７は隣り合うセクタ２０６ｄ、２０８ｅ、及び２０８ｃでは使用できない（即ち、チャネル７はＦ_{ｕｓａｂｌｅ，ＩＤ}に含まれるが、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ１}、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ２}、または、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ３}には含まれない）。したがって、チャネル７は下記の＜表３＞に示すように、中心セクタ２０８ｄに対するＦ_{ｌｏｃａｌ}に属する。

ステップ３０８（図４に対応する）で、Ｆ_{ｌｏｃａｌ}にある周波数が存在するか否かを決定する。仮に、Ｆ_{ｌｏｃａｌ}がある周波数を含まなければ、方法３００は、引続きステップ３１４に移行する。仮に、Ｆ_{ｌｏｃａｌ}が少なくとも一つの周波数を含めば、その周波数はステップ３１０で選択される。本実施形態において、チャネル７は下記の表４に示すように、ステップ３１０で選択される。また、中心セクタ２０８ｄは、選択されたチャネルが現在使用中であることを他のセクタに知らせるために、ステップ３１０でＦ_ｕｓｅｄをアップデートすることができる。

ステップ３１２で、中心セクタ２０８ｄが追加周波数を必要とするか否かを決定する。必要としなければ、方法３００は終了される。中心セクタ２０８ｄが追加の周波数を必要とすれば、方法３００は、ステップ３０８に戻って、Ｆ_{ｌｏｃａｌ}が利用できる他の周波数を含むか否かを判断する。Ｆ_{ｌｏｃａｌ}が利用できる他の周波数を含めば、上記説明したステップ３１０で選択される。ステップ３０８、ステップ３１０、及びステップ３１２は、中心セクタ２０８ｄが充分な周波数チャネルを持つまで、またはＦ_{ｌｏｃａｌ}がこれ以上利用できる周波数を含まなくなるまで繰り返される。

本実施形態において、Ｆ_{ｌｏｃａｌ}はチャネル７のみを含み、方法３００はステップ３１４（図４Dに対応する）に移行して、中心セクタ２０８ｄに対する他の周波数チャネルを確保する。ステップ３１４で、中心セクタ２０８ｄから選択されたならば、方法３００は、隣り合うセル２０６ｄ、２０８ｅ、及び２０８ｃに最小限の影響を及ぼす周波数を確認しようとする。例えば、ステップ３１４は、他のチャネルでない少数の隣り合うセクタ２０６ｄ、２０８ｅ、及び２０８ｃで使用可能なチャネルを決定するために、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ１}、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ２}、ｏｒ Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ３}を検査することを伴う。記載したＦ_{ｕｓｅｄ、Ｎ１}、Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ２}、及びＦ_{ｕｓｅｄ、Ｎ３}のチャネルは、この分析から除外できることが分かる。したがって、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ１}＼Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ１}＝{１、３}、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ２}、＼、Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ２}＝{１、６}、及びＦ_{ｕｓａｂｌｅ、Ｎ３}＼Ｆ_{ｕｓｅｄ、Ｎ２}＝{１、４、６}である。

本実施形態において、チャネル３は隣り合うセクタ２０６ｄでのみ使用可能であり、チャネル４は隣り合うセクタ２０８ｃのみで使用可能であり、チャネル６は隣り合うセクタ２０８ｅ及び２０８ｃで使用可能であり、チャネル１は３個の全ての隣り合うセクタで使用可能である。したがって、それらの有用性によって周波数チャネルの影響を識別することは、最小限の影響を持つチャネル３及び４（一つの隣り合うセクタ）、次に最小限の影響を持つチャネル６（２つの隣り合うセクタ）、及び最大の影響を持つチャネル１（３個の隣り合うセクタ）の結果が得られる。本実施形態において、チャネル３及び４の内一つによって、ステップ３１４で確認され、ステップ３１６で選択される。特定のチャネルは、ランダムに選択されるか、または他の条件を使用して選択される（例えば、以前のトラフィックパターンではチャネル３がチャネル４よりたくさん必要とすることを表す）。本実施形態において、チャネル４は下記の表５に示すように選択される。同様に、中心セクタ２０８ｄは、選択されたチャネルが現在使用中であることを他のセクタに知らせるために、ステップ３１６でＦ_ｕｓｅｄをアップデートすることができる。

ステップ３１８で、中心セクタ２０８ｄが付加的な周波数を必要とするか否かを決定する。必要としない場合、方法３００は終了される。仮に、中心セクタ２０８ｄで付加的な周波数が必要であれば、方法３００はステップ３１４に戻って他の周波数を確認し、中心セクタ２０８ｄにより選択されると、隣り合うセクタである２０６ｄ、２０８ｅ、２０８ｃに最小限の影響を及ぼす。仮に付加的な周波数が既に確認されたならば、方法３００は直ちにステップ３１６に戻らなければならない。例えば、ステップ３１４で、それぞれの使用可能な周波数とそれらの影響が確認されれば、ステップ３１６ではこのような確認されたものから必要とする周波数を簡単に選択すればよい。

前述したように、周波数チャネル３は残存するチャネル（即ち、３、６、１）に最小限の影響を及ぼし、したがって、現在繰り返されたステップ３１６（そして、これに対応する図４E）により決まる。これは、下記の表６に説明されている。

必要であれば、以後、ステップ３１６を繰り返すことにより、チャネル６の選択後、チャネル１が選択される（それぞれ図４Fと図４Gに示した）。最後のチャネル割り当ての形態は下記の表７に示した。

チャネル選択を規制するために、中心セクタ２０８ｄに制限がありうる。例えば、中心セクタ２０８ｄはチャネルの最大数の選択を制限するか、または多数の隣り合うセクタの使用可能なチャネルの選択を禁止することができる。それだけでなく、以前のトラフィックパターンは特定のチャネルの選択、または特定セクタにより使われるチャネルを選択する中心セクタ２０８ｄの力量（ability）を制限することができる。したがって、中心セクタ２０８ｄで使われる実際の選択過程は多様な方式により変更される。一部の実施形態では、方法３００は、ステップ３０２、３０４、３０６に戻って、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ}、Ｆ_ｐｏｏｌ、及び／またはＦ_{ｌｏｃａｌ}の一部または全部を再検討する。例えば、仮に全ての周波数が選択された後、使用可能な周波数が充分でなければ、方法３００はステップ３０２に戻って、追加的な周波数チャネルが使用可能になったか否かを決定する。

隣り合うセルまたはセクタは、中心セクタにすぐに隣接しないことがある。例えば、セクタ２０６ｅ（図２）と、また隣接していない他のセクタは、図３の方法３００のような方法を使用してどの周波数チャネルを選択するかを決定する時に含まれる。したがって、現在開示されたものは、隣接した隣り合うセルの使用に制限されていない。

他の実施形態を説明すると、中心セクタ２０８ｄは、中心セクタに対して使用可能なチャネルが充分でなければ、隣り合うセルが周波数チャネルを解除するように要請することができる。例えば、中心セクタ２０８ｄは中心セクタでチャネル９を使用するために、隣り合うセクタ２０６ｄにチャネル９を解除するように要請することができる。更に他の具体化の形態としては、中心セクタ２０８ｄ、または隣り合うセクタは後に使用するためのチャネルを予約のために使われたものであるとチャネルを表示することができる（例えば、チャネルをＦ_ｕｓｅｄセットに配列する）。例えば、仮にセクタが以前のトラフィックパターンを基盤にして特定時間帯にトラフィック量が増加されることを予想すると、そのセクタはそれらが求められる時、使用可能なチャネルを識別することを避けると共に、増加したトラフィック量を処理することができる一つまたはそれ以上のチャネルを予約するように試みる。

図５を参照すると、システム５００の具体化は、セクタ化されていないセル２０２ａと２０２ｂ（図２）とセル５０２ａ〜５０２ｅ（各々基地局５０４ａ〜５０４ｅを持つ）に表示した。図１の方法１００または図３の方法３００のような方法は、セル中の一つで使用するための一つまたはそれ以上の周波数を動的に選択できるシステム５００内で使われる。例えば、仮にセル２０２ａが中心セルであれば、既に説明したように、セル２０２ａはセクタに関与する、Ｆ_{ｕｓａｂｌｅ，ＩＤ}、Ｆ_{ｕｓｅｄ，ＩＤ}、Ｆ_ｐｏｏｌ、Ｆ_{ｌｏｃａｌ}により周波数を選択する。前記選択は、それぞれ隣り合うセル２０２ｂと５０２ａ〜５０２ｅに対してそれぞれのＦ_{ｕｓａｂｌｅ，}Ｆ_ｕｓｅｄを考慮する（そして、もし隣接していないセルであれば更に他の隣り合うセルが考慮される）。したがって、セクタ化されていない中心セルは、前述したパラメータを基にして周波数チャネルを動的に確認して選択する。

図６を参照すると、通信ネットワーク６００は、図１の方法１００が実行できるシステムの更に他の実施形態を説明する。本実施形態では、ネットワーク２００は、ＧＳＭを含む多様な標準に適合できる（ただし、ＧＳＭに制限されない）ＴＤＭＡネットワークである。したがって、本発明の方法は、他の技術に基づいたネットワーク内で実行することができる。

ネットワーク６００は、多数のセル２０２ａ、２０２ｂ（例：図２のセル２０２ａと２０２ｂ）を含む。実施形態として、ネットワーク６００は無線ネットワークであり、ＰＳＴＮ（Packet Switched Telephone Network）６０２ａとパケットネットワーク６０２ｂのような更に他の無線及び／または有線ネットワークと接続することができる。ネットワーク６００にあるそれぞれのセル２０２ａと２０２ｂは、ＢＳ（Base Station）２０４ａと２０４ｂを含み、ＢＳＣ（Base Station Controller）６０４ａ、６０４ｂと各々接続される。ＭＳＣ（Mobile Switching Center）６０６は、ＰＳＴＮ６０２ａのような他のネットワークを含んだネットワーク６００と接続することができる。図示してはいないが、ＢＳ２０４ａと２０４ｂは同一なＢＳＣに接続され、ＢＳＣ６０４ａと６０４ｂは別途のＭＳＣと接続することができる。ＢＳＣ６０４ｂは、パケットネットワーク６０２ｂに接続されるＰＳＮ（Packet-Switched Node）（例：ＰＤＳＮのようなpacket data node）６０８と接続することができる。ＧＭＳＣ（Gateway Mobile Switching Center）、ＨＬＲ（Home Location Register）、ＶＬＲ（Visitor Location Register）、ＡｕＣ（Authentication Center）、ＥＩＲ（Equipment Identity）及び／または短文メッセージサービス（Short Message Service Gateway）のような他のネットワーク構成成分は、明瞭性のため図示していないが、ネットワーク６００にこれを含めることはできる。このような構成成分は当業者によく知られているので、本明細書では細部にまで説明しない。

ネットワーク６００は、モバイル装置６１０と他の装置（図示せず）がモバイル装置内に位置したセル２０２ａと関連したＢＳ２０４ａを通じて通信できるようにする。図６にセルラーフォン（cellular phone）と表示されているが、モバイル装置６１０は通信セッションに無線で関与できる任意の携帯装置であり、そのような装置には、個人携帯情報端末機（personal digital assistants）、ポータブルコンピュータ（portables computers、pagers）及び／または携帯電話（cellular phone）が含まれる。セル２０２ａと２０２ｂは重畳されるので、モバイル装置６１０は通信セッションが維持される間、一つのセルから他のセルに移動することができる（例：セル２０２ａからセル２０２ｂへ）。ハンドオフ（handoff）地域６１２で（例：セル２０２ａと２０２ｂがオーバーラップする地域）、モバイル装置６１０はＢＳ６０４ａとＢＳ６０４ｂによりサービスの提供を受ける。セル２０２ａと２０２ｂによる周波数選択だけでなく（セクタ化されたならば）セルの範囲内での周波数選択は、図１の方法１００及び／または図３の方法３００と同一な方法で使用できる。

前述した細部事項で本発明の代表的な実施形態が少数だけ開示されているが、当業者は本発明の新たな技術的な利点から逸脱せずに、多様な変化が可能であることが容易に分かる。また、上記の幾つかの具体化に対して記述され論議された特徴は、上記の他の具体化に対して表示され論議された特徴と結合させることができる。例えば、様々なフローチャートからの様々なステップは結合されるか、または図示された順序とは他の順序で実行されるか、またはもしくは追加的なステップとしてさらに分離される。その上、各ステップは本発明以外のネットワーク構成成分により実行することができる。したがって、このような全ての変化は本発明の範囲内に含まれる。

本発明の詳細な説明は、添付図面を参照すると最もよく理解することができる。産業内での一般的な慣行に従って様々な機能を詳細に図示していないことを強調する。実際に、種々の形状の規格は説明の容易性のために任意に増加または縮小することができる。

本発明に係るスペクトルエチケットに基づいた周波数を動的に選択するための方法の一実施形態を示すフローチャートである。 図１の方法で実行したネットワークの一実施形態の図である。 本発明に係るスペクトルエチケットに基づいた周波数を動的に選択する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 図３の方法を使用した周波数選択の実施形態を示す図２のネットワークの図である。 図３の方法を使用した周波数選択の形態を示す図２のネットワークの図である。 図３の方法を使用した周波数選択の形態を示す図２のネットワークの図である。 図３の方法を使用した周波数選択の形態を示す図２のネットワークの図である。 図３の方法を使用した周波数選択の形態を示す図２のネットワークの図である。 図３の方法を使用した周波数選択の形態を示す図２のネットワークの図である。 図３の方法を使用した周波数選択の形態を示す図２のネットワークの図である。 図１の方法で実行したネットワークの他の実施形態の図である。 図１の方法で実行したネットワークの更に他の実施形態の図である。

符号の説明

２００ 無線ネットワーク
２０２ａ セル
２０２ｂ セル
２０４a 基地局
２０４ｂ 基地局
２０６ａ セクタ
２０６ｂ セクタ
２０６ｃ セクタ
２０６ｄ セクタ
２０６ｅ セクタ
２０６ｆ セクタ
２０８ａ セクタ
２０８ｂ セクタ
２０８ｃ セクタ
２０８ｄ セクタ
２０８ｅ セクタ
２０８ｆ セクタ

Claims (20)

1. 多数の周波数のうち、無線通信システムの中心区画で使用でき、無線通信システムの隣り合う区画では使用できない周波数を識別するステップと、
   前記多数の周波数が隣り合う区画で使用できない第１の周波数を含むか否かに対して決定するステップと、
   前記第１の周波数が存在すれば、前記中心区画で使用するための前記第１の周波数を選択するステップと、
   前記第１の周波数が存在しなければ、前記多数の周波数のうち、他の周波数より少ない前記隣り合う区画で使われる第２の周波数を識別するステップと、
   前記中心区画で使用するための前記第２の周波数を選択するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記中心区画に追加的な周波数が必要か否かを決定するステップと、
   前記多数の周波数が隣り合う区画で使用できない第３の周波数を含むか否かに対して決定するステップと、
   前記第３の周波数が存在すれば、前記中心区画で使用するための前記第３の周波数を選択するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記多数の周波数のうち、前記第２及び第４の周波数からランダムに選択された前記第２の周波数と同一な数の隣り合う区画で使用できる前記第４の周波数を識別するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 仮に、前記中心区画で使われる前記多数の周波数が全て前記隣り合う区画で使われる場合、前記中心区画で使用できるように前記隣り合う区画に前記多数の周波数のうち、少なくとも一つは解除することを要求するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記選択された第１または第２の周波数が前記中心区画で使われたことを表すために、前記選択された第１または第２の周波数を表示するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 無線通信システムの中心区画で使用できる周波数チャネルを表す周波数チャネルの第１のセットを識別するステップと、
   前記第１のセットから前記無線通信システムの前記隣り合う区画で使用できない周波数チャネルを表す周波数チャネルの第２のセットを識別するステップと、
   前記第２のセットから前記隣り合う区画で使用できない周波数チャネルを表す周波数チャネルの第３のセットを識別するステップと、
   仮に、前記第３のセットが少なくても一つの周波数チャネルを含めば、前記中心区画で使用するための第１の周波数チャネルを前記第３のセットから選択するステップと、
   仮に、第３のセットが少なくても一つの周波数チャネルを含まなければ、前記中心区画で使用するための第２の周波数チャネルを前記第２のセットから選択するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
7. 前記中心区画で要求する多数のチャネルが満たされるまで、前記中心区画で使用するための追加的なチャネルを前記第３のセットから選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記第３のセットが第１のチャネルのみを含み、前記中心区画で追加的なチャネルを要求すると、前記第１チャネルが選択された後、上記中心区画で使用するための第２のチャネルを前記第２のセットから選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 前記第２のセットで多数の周波数チャネルのうち、第２のチャネルを選択するにあたって、前記中心区画での第２のチャネルの使用は他の多数の周波数を使用することより前記隣り合う区画に一層少ない影響を及ぼすため、前記第２のセットの多数の周波数チャネルから第２のチャネルを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 前記第２のチャネルは、前記第２のセットにある多数の周波数チャネルのうち、他のどんなものより少ない隣り合う区画で使用できるので、前記第２のセットにある前記多数の周波数チャネルから選択することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記第２のチャネル及び第３のチャネルは、前記第２のセットにある前記多数の周波数チャネルの他のどんなものより少ない前記隣り合う区画で使われることができ、前記第２のチャネルは第２及び第３のチャネルのサブセット（subset）からランダムに選択することを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記第２のチャネル及び第３のチャネルは、前記第２のセットにある前記多数の周波数チャネルの他のどんなものより少ない前記隣り合う区画で使われることができ、前記第２のチャネルはトラフィックパターン（traffic pattern）を基盤にして前記第２及び第３のチャネルのサブセット（subset）から選択することを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. 前記選択された第１または第２のチャネルを有し、中心区画で使用する周波数チャネルを表す第４のセットをアップデート（update）するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
14. 仮に、前記第１または第２のセットが空いていると、前記中心区画は前記隣り合う区画に前記周波数チャネルを解除することを要求するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
15. 前記中心区画で将来使用するために、前記選択された第１または第２のチャネルを予約するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
16. 無線通信システムであって、
    中心区画と、
    中心区画のための無線カバレージ（coverage）を提供し、メモリに格納された命令を実行するために形成されたプロセッサと接続された中央基地局とを含み、
    前記命令には、
    中心区画で使用できる周波数の第１のセットを識別する命令と、
    第１のセットから中心区画の隣り合う区画で使用できない周波数を含む周波数の第２のセットを識別する命令と、
    第２のセットが隣り合う区画で使用できない第１の周波数を含むか否かに対して決定する命令と、
    仮に、第１の周波数が存在すれば、中心区画で使用するための第１の周波数を選択する命令と、
    が含まれることを特徴とする無線通信システム。
17. 前記第１の周波数が存在しなければ、前記第２のセットが前記第２のセットの他の周波数より隣り合う区画でより少なく使用できる第２の周波数を含むか否かに対して決定する命令と、
    前記中心区画で使用するための前記第２の周波数を選択する命令と、をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。
18. 前記中心区画は、ＷＲＡＮ（Wireless Regional Access Network）の一部であることを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。
19. 前記中心区画はセルであることを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。
20. 前記中心区画はセクタであることを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。

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