JP2013524722A

JP2013524722A - 無線ネットワークにおける帯域幅の中央管理割り当てのための方法及び装置

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Publication number: JP2013524722A
Application number: JP2013504892A
Authority: JP
Inventors: ツゥー・チェンジー; チェン・ウェイペン
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2013-06-17
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: US8660572B2; WO2011129902A1; US20110250917A1; US20130028113A1; JP5633635B2; JP2013524723A; US20130023277A1; JP5633634B2; US8989034B2; WO2011129901A1

Abstract

無線ネットワークにおいて帯域幅を割り当てる方法は、第１の周波数帯域幅を用いて少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するステップ、を有する。当該方法は、前記少なくとも１つのエンドポイントから信号品質の測定値を受信するステップ、前記信号品質の指標をサーバに伝達するステップを更に有し得る。当該方法は、前記サーバから、前記信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく第２の周波数帯域幅を受信するステップを更に有し得る。前記第２の周波数帯域幅は、前記１又は複数のエンドポイントと無線で通信するのに用いる周波数帯域幅の量を示し得る。当該方法は、前記少なくとも１つのエンドポイントと前記第２の周波数帯域幅を用いて無線で通信するステップ、を更に有し得る。

Description

本開示は、概して、無線ネットワークにおける帯域幅の集中型割り当てのための方法及び装置に関する。

種々の無線技術（例えば、３Ｇ、４Ｇ、３ＧＰＰＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ―Ａ（LTE-Advanced）、ＷｉＭＡＸ等）は、小型の、ユーザの設置した基地局の使用を認めている。このような基地局は、通常、フェムト基地局（ｆＢＳ）（ＷｉＭＡＸのフェムトセル又は３ＧＰＰのホームノードＢとしても知られる）と呼ばれる。ｆＢＳは、無線サービスプロバイダ（ＷＳＰ）によりユーザに提供され得る。ユーザは、ｆＢＳを、ここでは概して家又は自宅所在地と称される彼らの家庭又は職場に設置し、ローカル無線カバレッジの品質及び信号強度を向上させる。ｆＢＳのＷＳＰのネットワーク（ＷＳＰＮ）へのバックホール接続は、ユーザのホームネットワークアクセス（例えば、ＤＳＬ）を介して提供される。ｆＢＳは、ＷＳＰのマクロ基地局（ＭＢＳ）と同様の無線方式で動作する（例えば、同一の認可周波数帯を用いる）。ｆＢＳはＭＢＳと同様の無線方式で動作するので、エンドポイントでは、ｆＢＳを通じたコネクションを確立するために同一の無線サービスを使用することができる。

本開示の教示は、無線ネットワークにおける帯域幅の集中型割り当てのための方法及び装置に関する。例えば、無線ネットワークにおいて帯域幅を割り当てる方法は、第１の周波数帯域幅を用いて少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するステップ、を有し得る。当該方法は、前記少なくとも１つのエンドポイントから信号品質の測定値を受信するステップ、前記信号品質の指標をサーバに伝達するステップを更に有し得る。当該方法は、前記サーバから、前記信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく第２の周波数帯域幅を受信するステップを更に有し得る。前記第２の周波数帯域幅は、前記１又は複数のエンドポイントと無線で通信するのに用いる周波数帯域幅の量を示し得る。当該方法は、前記少なくとも１つのエンドポイントと前記第２の周波数帯域幅を用いて無線で通信するステップ、を更に有し得る。

特定の実施形態の技術的利点は、ネットワークの１又は複数の基地局に、基地局のネット有用性を最大化する周波数帯域幅を使用することを可能にする帯域幅更新アルゴリズムを提供することを含む。特定の実施形態の別の技術的利点は、基地局のネットワークがナッシュ均衡に近付く及び／又は収束することである。特定の実施形態の別の技術的利点は、基地局が、１又は複数のエンドポイントと通信するのに使用する複数の周波数サブキャリアをランダムに選択できることである。他の技術的利点は、添付の図面、説明及び特許請求の範囲から当業者に直ちに明らかである。さらに、特定の利点が以上に列挙されたが、種々の実施形態は列挙された利点の全て、一部を含んでもよく、又は含まなくてもよい。

特定の実施形態並びにその特徴及び利点のより完全な理解のため、添付の図と共に以下の説明を参照する。
特定の実施形態による無線ネットワークにおいて帯域幅を割り当てるシステムの一例を示す。特定の実施形態による無線ネットワークにおいて帯域幅を割り当てるネットワークトポロジの一例を示す。特定の実施形態による無線ネットワークにおいて帯域幅を割り当てる方法の一例を示す。

実施形態及びそれらの利点は、図１乃至図３を参照することにより良好に理解される。図中の同様の番号は種々の図面の同様の及び対応する部分を示すために用いられている。

図１は、ネットワークにおいて帯域幅を割り当てるシステム１００の一例を示す。システムは、１又は複数のエンドポイント１２４及び１２８と第１の周波数帯域幅を用いて無線で通信するフェムト基地局（ｆＢＳ）１０４を有し得る。フェムト基地局１０４は、１又は複数のエンドポイント１２４及び１２８から信号品質の測定値を受信し得る。フェムト基地局１０４は、信号品質の指標をサーバ１５２へ伝達し得る。フェムト基地局１０４は、サーバ１５２から、信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく第２の周波数帯域幅を受信し得る。第２の周波数帯域幅は、１又は複数のエンドポイント１２４及び１２８との無線通信で用いる周波数帯域幅の量を示し得る。フェムト基地局１０４は、次に、第２の周波数帯域幅を用いて少なくとも１つのエンドポイント１２４及び１２８と無線で通信し得る。

図１に示された実施形態では、システム１００は、示されるように結合された、フェムト基地局１０４、１３６及び１４０、マクロ基地局（ＭＢＳ）１４４、エンドポイント１２４及び１２８、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）ネットワーク１３２、無線サービスプロバイダ（ＷＳＰ）ネットワーク１４８、並びにサーバ１５２を有する。フェムト基地局１０４は、１２４又は１２８のような１又は複数のエンドポイントと無線で通信するのに適した装置であってよい。特定の種類の基地局が示されるが、他の実施形態は、マクロ、マイクロ、ピコ及び／又はフェムト基地局、他の種類の基地局、並びに／又は中継局の任意の組合せを有してもよい。特定の実施形態では、任意のこれらの基地局及び／又は中継局は、ここに記載されるようなｆＢＳの機能の一部又は全部を実行できてもよい。

ｆＢＳ（３ＧＰＰの用語ではホームｎｏｄｅ−Ｂ又はＷｉＭＡＸの用語ではフェムトセルと称される場合が多い）は、ユーザが家又は職場に設置して、無線電話機又はノートブックのようなエンドポイントへの信号強度及びサービス品質を拡張できる小規模の基地局である。ユーザが家に居るとき、彼のエンドポイントは、家の外の（多くのユーザにより共有される）ＭＢＳではなく彼の家の中のｆＢＳにより供されるので、ユーザにとって良好なサービス品質（ＱｏＳ）及びＷＳＰにとって低いリソース使用をもたらす。

幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、ユーザのＩＳＰコネクションを通じ、彼の家からＩＳＰネットワーク１３２を通じてＷＳＰネットワークに接続できる。したがって、ＷＳＰがｆＢＳ１０４からのバックホールアクセスを提供する必要がない。ＷＳＰ及びＩＳＰは、ｆＢＳ１０４と関連する特別な合意を有する又は有しない２つの異なるエンティティであってもよい。

フェムト基地局１０４は、閉じられた加入者グループ（Closed Subscription Group：ＣＳＧ）（例えば、基地局の所有者が誰が基地局にアクセスできるかを決定する）又は無線事業者（開放された加入者グループ又はOpen Subscription Group：ＯＳＧ）とのアクティブサービス契約を有する任意のエンドポイントのどちらに供するよう構成されてもよい。大部分のｆＢＳは、ＯＳＧの代わりにＣＳＧを供すると期待されている。

幾つかの実施形態では、ＷＳＰの無線ネットワークは、ＷＳＰのコアネットワーク１４８に結合される多数のｆＢＳを有し得る。ｆＢＳはユーザにより購入され設置されるので、ＷＳＰは、これらの装置の正確な位置及び／又は密度を殆ど制御することができない。各ユーザ及び／又は家の所在地は、（ｆＢＳ１０４のような）それ自体の個々のｆＢＳを有し得るので、所与の領域（例えば、共同住宅）内では、ｆＢＳの密度が比較的高い。幾つかの実施形態では、ｆＢＳは、同一の認可スペクトル（例えば、ユーザのＷＳＰにより認可されたスペクトル）をＷＳＰのローカルＭＢＳ（ＭＢＳ）１４４及び中継局（示されない）として用い得る。したがって、幾つかの場合には、無線通信のために利用可能な周波数スペクトルの量が限られているので、複数のｆＢＳが共通の無線チャネルを共有し得る。これらの要因は、近隣のｆＢＳ及び／又は他の基地局の間の無線干渉の機会及び／又は重大度を増大し、また、干渉の影響を受けるｆＢＳの性能を抑制してしまう。

ｆＢＳ間の干渉を低減する１つの方法は、各ｆＢＳに割り当てられる周波数帯域幅を制御することである。周波数帯域幅は、無線通信に使用される周波数スペクトルの量を表す。幾つかの実施形態では、周波数帯域幅は、（５ＭＨｚのような）絶対量又は（利用可能な周波数チャネルの１／３のような）相対量により特定できる。一例として、ｆＢＳは、適切な無線チャネルの３分の１の帯域幅を使用するよう構成できる。無線チャネルが６ＭＨｚである場合、ｆＢＳは、２ＭＨｚの周波数帯域幅を使用するよう構成されるだろう。

従来のネットワーク計画技術を用いてｆＢＳの周波数帯域幅を制御することは、多数のｆＢＳを有するネットワークでは、ｆＢＳの詳細なジオメトリ及び伝搬情報を得ることのコスト及び困難性から、特に適さない。さらに、ユーザがｆＢＳの制御を有するため、ユーザは、ｆＢＳをいつでもオン又はオフに切り替え、又はｆＢＳを異なる場所に移動できる。これは、ネットワークを計画するのに用いる情報が古くなってしまう可能性がある。したがって、多くのｆＢＳを有するネットワークの事業者は、リアルタイムにネットワークを構成及び／又は最適化することを望む。

幾つかの実施形態では、ネットワークにおいて周波数帯域幅を動的に割り当てる方法が提供される。特定の実施形態では、ｆＢＳ１０４は、ＷＳＰのネットワークの（ｆＢＳ１３６又は１４０のような）他の基地局と通信せず、自身の利益を最大化しようとする非協調的ゲームのプレイヤと考えられる。このような実施形態では、各ｆＢＳは、使用される周波数帯域幅の量の増加と関連するコストに対して、データスループットの増加を釣り合わせる。幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、１又は複数のエンドポイント１２４と通信するために使用している周波数帯域幅を、例えばｆＢＳ１０４とエンドポイント１２４との間の信号１３０の品質を考慮する帯域幅更新アルゴリズム及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づき、調整してもよい。幾つかの実施形態では、アルゴリズムは、１又は複数のネットワークの調整定数も考慮してもよいフェムト基地局１０４は、自身の周波数帯域幅を帯域幅更新アルゴリズムを用いて定期的に更新してもよい。幾つかの実施形態では、ネットワーク内の複数の基地局がそれら個々の周波数帯域幅を同様の方法で更新するとき、ネットワークは全体として、非協調的ゲームのユニークなナッシュ均衡に収束する（例えば、全ての基地局がパレート最適でその最適周波数帯域幅で動作する）。例えば、複数のｆＢＳを有するネットワークでは、各ｆＢＳの周波数帯域幅を含む周波数帯域幅のセットは、ナッシュ均衡に近付くか及び／又は収束する。種々の実施形態では、帯域幅更新アルゴリズムは、ｆＢＳにより又は任意の他の適切な基地局により用いられ得る。

図１に示す種々の構成要素（例えば、ｆＢＳ１０４、１３６、１４０、ＭＢＳ１４４、サーバ１５２、エンドポイント１２４及び１２８）は、１又は複数のコンピュータシステムの１又は複数の部分を有してもよい。特定の実施形態では、１又は複数のこれらのコンピュータシステムは、本願明細書に記載又は説明される１又は複数の方法の１又は複数のステップを実行してもよい。特定の実施形態では、１又は複数のコンピュータシステムは、本願明細書に記載又は説明された機能を提供してもよい。幾つかの実施形態では、１又は複数のコンピュータシステムで実行するエンコードされたソフトウェアは、本願明細書に記載又は説明された１又は複数の方法の１又は複数のステップを実行するか、本願明細書に記載又は説明された機能を提供する。

１又は複数のコンピュータシステムの構成要素は、任意の適切な物理的形態、構成、数、種類及び／又は配置を有してもよい。一例として且つ限定的でなく、コンピュータシステムは、組み込み型コンピュータシステム、システムオンチップ（ＳＯＣ）、（例えば、コンピュータオンモジュール（ＣＯＭ）又はシステムオンモジュール（ＳＯＭ）のような）単一基板コンピュータシステム（ＳＢＣ）、デスクトップコンピュータシステム、ラップトップ又はノートブックコンピュータシステム、対話型キオスク、メインフレーム、コンピュータシステムのメッシュ、携帯電話機、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、サーバ又はこれらの２以上の任意の組み合わせであってもよい。適切な場合には、１又は複数のコンピュータシステムは、中央集中型若しくは分散型であってよく、複数の場所に渡ってよく、複数の装置に渡ってよく、１又は複数のネットワーク内の１又は複数のクラウドコンポーネントを有するクラウドの中に存在してもよい。

適切な場合には、１又は複数のコンピュータシステムは、空間的又は時間的に実質的に制限されず、本願明細書に記載又は説明された１又は複数の方法の１又は複数のステップを実行してもよい。例として且つ限定ではなく、１又は複数のコンピュータシステムは、リアルタイムで又はバッチモードで、本願明細書に記載又は説明された１又は複数の方法の１又は複数のステップを実行してもよい。１又は複数のコンピュータシステムは、適切な場合には、異なる時間に又は異なる場所で、本願明細書に記載又は説明された１又は複数の方法の１又は複数のステップを実行してもよい。

特定の実施形態では、コンピュータシステムは、プロセッサ、メモリ、記憶装置及び通信インタフェースを有してもよい。一例として、（ｆＢＳ１０４のような）基地局は、プロセッサ１０８、メモリ１１２、記憶装置１１４及び通信インタフェース１２０を含むコンピュータシステムを有してもよい。これらの構成要素は、利用可能な無線リソースが使用される効率を向上させるような基地局の機能を提供するために一緒に動作してもよい。より詳細には、ｆＢＳ１０４の構成要素は、例えばエンドポイントからの１又は複数の信号品質測定値に基づき、ｆＢＳ１０４が（１２４及び１２８のような）１又は複数のエンドポイントとの（１３０及び１３４のような）１又は複数の無線コネクションのための特定の設定を選択し使用するのを可能にする。

プロセッサ１０８は、独立して又はメモリ１１２のような他のｆＢＳ１０４の構成要素と関連してｆＢＳ１０４の機能を提供するよう動作するマイクロプロセッサ、制御部又は任意の他の適切なコンピュータ装置、リソース又はハードウェア、格納されたソフトウェア及び／若しくはエンコードされたロジックの組合せであってもよい。このような機能は、本願明細書で議論される種々の無線機能をエンドポイント、基地局及び／又は中継局に提供することを含み得る。ｆＢＳ１０４により一部はプロセッサ１０８を介して提供される特定の機能は、従来の無線ネットワークと比べて、システム１００がより多くのエンドポイントに対応し及び／又はサービス品質の向上をもたらすことを可能にできる。

メモリ１１２は、磁気媒体、光学媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、リムーバブル媒体又は任意の他の適切な１又は複数のローカル若しくはリモートメモリ構成要素を含む揮発性若しくは不揮発性メモリの任意の形態であってもよいが、これらに限定されない。メモリ１１２は、コンピュータ可読媒体に埋め込まれたソフトウェア、及び／又はハードウェアに組み込まれた若しくは他の格納された（例えば、ファームウェア）エンコードされたロジックを含む、ｆＢＳ１０４により利用される任意の適切なデータ若しくは情報を格納できる。

幾つかの実施形態では、メモリ１１２は、無線コネクションのためのパラメータを決定するときに、プロセッサ１０８により使用される情報を格納できる。メモリ１１２は、プロセッサ１０８により実行される種々の計算及び決定の結果及び／又は中間結果も格納してもよい。幾つかの実施形態では、メモリ１１２は、ｆＢＳ１０４に接続された（１２４及び１２８のような）各エンドポイントにより使用されている無線コネクションに関する情報も格納できる。

フェムト基地局１０４は、ｆＢＳ１０４と（ＩＳＰネットワーク１３２又はＷＳＰネットワーク１４８のような）１又は複数のネットワークとの間のシグナリング及び／又はデータの伝達のために使用される通信インタフェース１２０を有してもよい。例えば、通信インタフェース１２０は、ｆＢＳ１０４が有線接続を介してデータをＩＳＰネットワーク１３２へ送信し又はＩＳＰネットワーク１３２から受信できるために必要な任意のフォーマット化又は変換を実行できる。通信インタフェース１２０は、ｆＢＳ１０４と他のネットワーク若しくはネットワーク構成要素との間の任意の有線接続を確立するために用いることもできる。特定の実施形態では、通信インタフェース１２０は、ＩＳＰ（ＷＳＰと同一又は異なるエンティティであってもよい）により供給されるユーザのインターネットアクセスを介して、ＷＳＰのネットワーク１４８へのバックホールコネクションを提供してもよい。

幾つかの実施形態では、システム１００の構成要素（例えば、ｆＢＳ１０４、１３６、１４０、ＭＢＳ１４４、エンドポイント１２４及び１２８）は、無線通信のための無線機及びアンテナも有してもよい。一例として、ｆＢＳ１０４は、アンテナ１２６と又はその一部と結合され得る無線機１２２を有する。無線機１２２は、他の基地局、中継局及び／又はエンドポイントへ、（１３０のような）無線接続を介して送出されるべきデジタルデータを受信できる。無線接続は、ｆＢＳ１０４に又はｆＢＳ１０４により割り当てられた無線リソースを用いてもよい。無線リソースは、例えば、中心周波数、周波数帯域幅、タイムスロット、チャネル及び／又はサブチャネルのうちの１又は複数の組合せを有してもよい。特定の実施形態では、この情報はメモリ１１２に格納されてもよい。無線機１２２は、デジタルデータを適切な中心周波数及び帯域幅パラメータを有する無線信号に変換してもよい。これらのパラメータは、プロセッサ１０８及びメモリ１１２の特定の組合せにより、前もって決定されていてもよい。無線信号は、次に、任意の適切な構成要素又は装置（例えば、エンドポイント１２４）による受信のために、アンテナ１２６を介して送信されてもよい。

同様に、無線機１２２は、アンテナ１２６から受信した無線信号を、プロセッサ１０８により処理されるべきデジタルデータに変換してもよい。

アンテナ１２６は、データ及び／又は信号を無線で送信及び受信可能な任意の種類のアンテナであってもよい。幾つかの実施形態では、アンテナ１２６は、２ＧＨｚ乃至６６ＧＨｚの間の無線信号を送信／受信する１又は複数の全方向性のセクタ又はパネルアンテナを有してもよい。全方向性アンテナは、無線信号を任意の方向に送信／受信するために用いることができる。セクタアンテナは、特定領域内の装置から無線信号を送信／受信するために用いることができる。また、パネルアンテナは、比較的直線的に無線信号を送信／受信するために用いられる視線アンテナであってもよい。無線機１２２及びアンテナ１２６は、共同で無線インタフェースを形成してもよい。この無線インタフェースは、エンドポイント及び中継局を含む種々の無線構成要素とのコネクションを確立するために用いることができる。

エンドポイント１２４及び１２８は、データ及び／又は信号を無線でｆＢＳ１０４へ送信する及びｆＢＳ１０４から受信する任意の種類のエンドポイントであってもよい。幾つかの可能な種類のエンドポイント１２４は、デスクトップコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話機、ラップトップ及び／又はＶｏＩＰ電話機を含み得る。幾つかの実施形態では、エンドポイント１２４は、プロセッサ、メモリ、記憶装置、無線機、アンテナ及び／又はエンドポイント１２４の機能を実現する他の構成要素を有してもよい。幾つかの実施形態では、これらの構成要素は、ｆＢＳ１０４と通信するようなエンドポイントの機能を提供するために、一緒に動作し得る。幾つかの実施形態では、エンドポイント１２４の構成要素は、エンドポイント１２４が種々の要因を検出し、エンドポイント１２４とｆＢＳ１０４との間の無線接続１３０に関連する信号品質を決定できるようにし得る。この情報は、次に、種々の報告技術のうちの任意のものを用いて、ｆＢＳ１０４に伝達されてもよい。

エンドポイント１２４のプロセッサは、本願明細書で議論される種々の無線機能をエンドポイント１２４に提供し得る。例えば、特定の実施形態では、プロセッサは、信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）のような信号品質測定値を決定できてもよい。特定の実施形態では、信号品質に関する情報（例えば、信号強度、干渉及び雑音）は、エンドポイントの無線インタフェース（例えば、無線機及びアンテナ）により提供され得る。

エンドポイント１２４のメモリは、エンドポイントにより用いられる任意の適切なデータ又は情報を格納し得る。幾つかの実施形態では、メモリは、信号品質を決定するときにエンドポイントのプロセッサにより使用される情報を格納できる。例えば、メモリは、パラメータ、測定値及び／又はエンドポイント１２４により集められた無線接続１３０の品質に関する他の情報を格納できる。メモリは、エンドポイントのプロセッサにより実行される種々の計算及び決定の結果及び／又は中間結果も格納してもよい。

エンドポイント１２４は、アンテナに又はその一部に結合され、無線接続１３０を介してデジタルデータを例えばｆＢＳ１０４へ送信する／ｆＢＳ１０４から受信する無線機を有してもよい。特定の実施形態では、無線接続１３０に関する情報（例えば、エンドポイント１２４に割り当てられた無線リソース）は、エンドポイント１２４のメモリに格納されてもよい。無線機は、デジタルデータを適切な中心周波数及び帯域幅パラメータを有する無線信号に変換してもよい。これらのパラメータは、前もって決定され、エンドポイントのメモリに格納されてもよい。無線信号は、次に、任意の適切な構成要素又は装置（例えば、ｆＢＳ１０４）による受信のために送信されてもよい。同様に、エンドポイントの無線機は、装置（例えばｆＢＳ１０４）から受信した無線信号を、エンドポイントのプロセッサにより処理されるべきデジタルデータに変換してもよい。

システム１００は、ＩＳＰネットワーク１３２及びＷＳＰネットワーク１４８のような種々のネットワークを含むネットワークを有してもよい。幾つかの実施形態では、ネットワークは、インターネット、ＬＡＮ，ＷＡＮ、ＭＡＮ、ＰＳＴＮ又はこれらの特定の組合せのような１又は複数のネットワークを有してもよい。特定の実施形態では、ＩＳＰネットワーク１３２は、インターネット、ＬＡＮ，ＷＡＮ、ＭＡＮ、ＰＳＴＮ又はこれらの特定の組合せを含むがこれらに限定されない１又は複数のネットワークを介して、ＷＳＰネットワーク１４８に結合されてもよい。幾つかの実施形態では、ＩＳＰは、ユーザに彼のホームネットワークアクセスを提供してもよい。ユーザは、ユーザの家の場所においてホームネットワークアクセスのためにＩＳＰネットワーク１３２を用いてもよい。ユーザにホームネットワークアクセスを提供するとき、ＩＳＰネットワーク１３２は、モデム、サーバ、ゲートウェイ（例えばＩＳＰゲートウェイ）及び／又は他の適切な構成要素を有してもよい。幾つかの実施形態では、ＩＳＰネットワーク１３２は、（１０４のような）基地局からＷＳＰのネットワーク１４８へのバックホールアクセスを提供してもよい。

特定の実施形態では、ＷＳＰネットワーク１４８は、（１５２のような）種々のサーバ、ゲートウェイ、スイッチ、ルータ及び無線サービスの提供に用いられる他のノードを有してもよい。幾つかの実施形態では、サーバは、ＯＡＭ＆Ｐ（Operation, Administration, Maintenance and Provisioning）サーバ、ＮＡＰ（Network Access Provider）サーバ、ＡＡＡサーバ、ＳＯＮ（Self Organizing Network）サーバ、又はＷＳＰが（１０４のような）１又は複数の基地局を構成／認証する必要がありユーザに無線サービスを提供する任意の他のサーバのような１又は複数のサーバを有してもよい。ＷＳＰのゲートウェイは、ＷＳＰネットワーク１４８をＩＳＰネットワーク１３２と結合するために必要な任意のハードウェア及び／又はソフトウェアを有してもよい。例えば、特定の実施形態では、ゲートウェイは、セキュリティゲートウェイを有し、セキュリティゲートウェイの後方にＡＳＮゲートウェイを有してもよい。幾つかの実施形態では、ＷＳＰネットワーク１４８は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency-Division Multiple Access、直交周波数分割多重アクセス）に対応し及び／又は実装してもよい。

種々の実施形態では、ＷＳＰネットワーク１４８は、マクロ、マイクロ、ピコ、フェムト又は他の種類の基地局のような種々の基地局を有してもよい。幾つかの実施形態では、帯域幅更新アルゴリズムは、これらの基地局により用いられてもよい。幾つかの実施形態では、帯域幅更新アルゴリズムの実装に関連する１又は複数の計算は、ｆＢＳ１０４、サーバ１５２又はネットワークの他の適切な構成要素により実行されてもよい。

幾つかの実施形態では、ネットワークの種々の基地局（例えばＭＢＳ）は、本願明細書に記載された帯域幅更新アルゴリズムを通じてではなく、計画及び調整を通じて最適化されてもよい。種々の実施形態では、ネットワークの複数の基地局は、それらが異なる種類の基地局（例えば、ピコ及びフェムト）である場合でも、共通の帯域幅更新アルゴリズムを用いてもよい。

示された実施形態では、システム１００は、サーバ１５２も有する。サーバ１５２は、ＷＳＰネットワーク１４８の基地局により使用される無線リソースの管理を支援する。幾つかの実施形態では、サーバ１５２は、１又は複数のフェムト基地局１０４、１３６及び１４０、ＭＢＳ１４４、他の基地局、中継局又は他のサーバに代わって、本願明細書に記載された任意の計算を実行してもよい。幾つかの実施形態では、サーバ１５２は、１又は複数の周波数帯域幅及び／又はネットワーク調整定数を、ネットワークの１又は複数の基地局及び／又は中継局に提供してもよい。特定の実施形態では、サーバ１５２はＳＯＮサーバであってもよい。

特定の実施形態では、サーバ１５２は、プロセッサ１５６、メモリ１６０、記憶装置１６４及び通信インタフェース１７２を含むコンピュータシステムを有してもよい。これらの構成要素は、ネットワークの基地局により使用される無線リソースを管理するようなサーバ機能をするために一緒に動作してもよい。より詳細には、サーバ１５２の構成要素は、サーバ１５２が、フェムト基地局１０４、１３４、１４０及び／又はＷＳＰネットワーク１４８のＭＢＳ１４４の無線接続のための特定の設定を選択できるようにしてもよい。

プロセッサ１５６は、独立して又はメモリ１６０のような他のサーバ１５２の構成要素と関連してサーバ１５２の機能を提供するよう動作するマイクロプロセッサ、制御部又は任意の他の適切なコンピュータ装置、リソース又はハードウェア、格納されたソフトウェア及び／若しくはエンコードされたロジックの組合せであってもよい。このような機能は、基地局又は他のネットワーク構成要素のために本願明細書で議論される種々の無線機能を管理することを含み得る。サーバ１５２により一部はプロセッサ１５６を介して提供される特定の機能は、従来の無線ネットワークと比べて、システム１００がより多くの基地局に対応し及び／又はサービス品質の向上をもたらすことを可能にできる。例えば、プロセッサは、周波数帯域幅及び／又はネットワーク調整定数を計算してもよい。

メモリ１６０は、磁気媒体、光学媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、リムーバブル媒体又は任意の他の適切な１又は複数のローカル若しくはリモートメモリ構成要素を含む揮発性若しくは不揮発性メモリの任意の形態であってもよい。メモリ１６０は、コンピュータ可読媒体に埋め込まれたソフトウェア、及び／又はハードウェアに組み込まれた若しくは他の格納された（例えば、ファームウェア）エンコードされたロジックを含む、サーバ１５２により利用される任意の適切なデータ若しくは情報を格納できる。

幾つかの実施形態では、メモリ１６０は、周波数帯域幅又はネットワーク調整定数のような無線コネクションのためのパラメータを決定するときに、プロセッサ１５６により使用される情報（例えば、信号品質測定値）を格納できる。メモリ１６０は、プロセッサ１５６により実行される種々の計算及び決定の結果及び／又は中間結果も格納してもよい。

サーバ１５２は、サーバ１５２と（ＩＳＰネットワーク１３２又はＷＳＰネットワーク１４８のような）１又は複数のネットワーク及び／又はｆＢＳ１０４、１３６、１４０及びＭＢＳ１４４のようなネットワーク構成要素との間のシグナリング及び／又はデータの伝達のために使用される通信インタフェース１７２を有してもよい。例えば、通信インタフェース１７２は、サーバ１５２が有線接続を介してデータをＷＳＰネットワーク１４８へ送信し又はＷＳＰネットワーク１４８から受信できるために必要な任意のフォーマット化又は変換を実行できる。通信インタフェース１７２は、サーバ１５２と他のネットワーク若しくはネットワーク構成要素との間の任意の有線接続を確立するために用いることもできる。

システム１００は、ｆＢＳ１０４、１３６、１４０及びＭＢＳ１４４及び／又はｆＢＳ１０４とそのエンドポイント１２４、１２８との間の無線通信中にインタフェースを生成する他の無線通信装置も有してもよい。上述のように、無線通信のために割り当てられた限られた周波数スペクトル及びネットワーク内の基地局（例えばｆＢＳ）の高密度は、この干渉を強め、信号品質及びサービス品質の損失を生じてしまう。幾つかの実施形態では、ネットワークの性能は、ネットワークの（ｆＢＳ１０４、１３６、１４０及び／又はＭＢＳ１４４のような）基地局により使用される帯域幅更新アルゴリズムを通じて改善され得る。

幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、同一の周波数チャネルで動作する「Ｎ個」の基地局を有するネットワークの基地局「ｉ」であってもよい。幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、第１の周波数帯域幅を用いて少なくとも１つのエンドポイント１２４（及び／又は１２８）と、ある期間中、無線で通信し得る。例えば、ｆＢＳ１０４は、１０メガヘルツ（ＭＨｚ）の帯域幅を有する周波数チャネルの全部又は一部を用いてもよい。ｆＢＳ１０４により使用される正規化された帯域幅は、ｗ_ｉとして表される。例えば、正規化された帯域幅ｗ_ｉ＝．５を有するｆＢＳ１０４は、１０ＭＨｚのチャネルのうち５ＭＨｚの第１の周波数帯域幅を用いて無線で通信する。

幾つかの実施形態では、第１の周波数帯域幅は、連続的ではない。例えば、ＯＦＤＭＡスキームでは、周波数チャネルは、種々の周波数サブキャリアを有し得る。幾つかの実施形態では、サブキャリア当たりの平均送信電力は、固定されていてもよい。幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、周波数チャネルから周波数サブキャリアをランダムに（例えば、疑似ランダムに）選択してもよい。これは、ｆＢＳ１０４により生成されるインタフェース（及びこの技術を用いる他の基地局）がｆＢＳ１０４により使用される１又は複数の周波数チャネルに渡って広がることを可能にする。

幾つかの実施形態では、基地局は、第１の時間期間の間、周波数サブキャリアのセットを用い、第２の時間期間の間、異なる周波数サブキャリアのセットを用い、以下同様にしてもよい。幾つかの実施形態では、周波数サブキャリアは、連続的であってもよく、連続的でなくてもよい。幾つかの実施形態では、基地局は、ＬＴＥ通信スキームで物理的リソースブロックのサブセットを又はＷｉＭＡＸ通信スキームでＰＵＳＣサブチャネルのサブセットを占有することにより、種々のサブキャリアを用いてもよい。

ｆＢＳ１０４が、ある期間の間、少なくとも１つのエンドポイント１２４と無線で通信するとき、エンドポイント１２４は、無線通信の信号品質を測定し得る。例えば、エンドポイント１２４は、ｆＢＳ１０４からエンドポイント１２４への無線信号に対してＳＩＮＲ計算を、又は無線信号の品質を決定する他の適切な測定を実行してもよい。信号品質は、通常、送信電力及び（ｆＢＳ１３６、１４０及びＭＢＳ１４４のような）ネットワークの他の無線通信装置の帯域幅使用により影響され得る。したがって、信号品質測定値（例えばＳＩＮＲ）は、周囲の基地局から受けた干渉を盛り込んでいる。幾つかの実施形態では、エンドポイント１２４は、信号品質測定値をｆＢＳ１０４へ伝達してもよい。幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４と通信する（１２８のような）他のエンドポイントは、同様の測定値を伝達してもよい。幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４（又は他の適切なネットワーク構成要素）は、そのエンドポイントからの複数の信号品質測定値を、例示的な目的としてＳＩＮＲ_ｉのように指定できる１つの信号品質測定値に同化させてもよい。フェムト基地局１０４は、平均化のような、信号品質測定値を動作する任意の適切な方法を用いてもよい。

幾つかの実施形態では、信号品質測定値は、ｆＢＳ１０４のデータスループットを決定するために用いることができる。データスループットは、ｆＢＳ１０４により提供されるサービスの品質を示し、部分的に周波数帯域幅及びｆＢＳ１０４の信号品質に依存し得る。データスループットは、任意の適切な方法で決定されてもよい。例えば、ｆＢＳ１０４は、ある期間に渡り、ｆＢＳ１０４により送信されたデータ量を追跡してもよい。別の例として、幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４のデータスループット（Ｒ_ｉ）は、シャノンのチャネル容量を用いて近似されてもよい。例えば、次の通りである。

ここで、０＜β＜１は、実現された変調及び符号化スキーム（Modulation and Coding Scheme：ＭＣＳ）とシャノン容量（Shannon capacity）との間のギャップを表し得る。

幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、自身のデータスループットＲ_ｉを計算してもよい。他の実施形態では、ｆＢＳ１０４は、データスループットＲ_ｉの計算のために、自身の周波数帯域幅ｗ_ｉ及びＳＩＮＲ_ｉを（サーバ１５２のような）別のノードに伝達してもよい。

幾つかの実施形態では、時間間隔ｔに渡るｆＢＳ１０４のデータスループットＲ_ｉ及び周波数帯域幅ｗ_ｉは、ｆＢＳ１０４の１又は複数のエンドポイントとの無線通信の次の間隔ｔ＋１の間に使用するｆＢＳ１０４の周波数帯域幅を計算するために用いることができる。

幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、ｆＢＳ１０４のデータスループットＲ_ｉ及びｆＢＳ１０４により用いられる単位周波数帯域幅当たりのコストｃ_ｉに基づき、ネット効用関数（Net Utility Function）ＮＵ_ｉを最大化しようとしてもよい。例えば、ｆＢＳ１０４のネット効用関数は次のように表すことができる。

ここで、Ｕ_ｉ（Ｒ_ｉ（ｗ_ｉ））は、ｆＢＳ１０４が周波数帯域幅ｗ_ｉを用いるときの、ｆＢＳ１０４のデータスループットＲ_ｉの有用性（utility）である。したがって、ネット有用性（net utility）は、所与の周波数帯域幅ｗ_ｉ及び周波数帯域幅ｗ_ｉの使用のコストｃ_ｉにおいけるデータスループットＲ_ｉに基づく。幾つかの実施形態では、コストｃ_ｉのコストは、ｆＢＳが自身のエンドポイントとの通信のために周波数帯域幅ｗ_ｉを使用するときに、ｆＢＳ１０４が提供するネット有用性に影響し得る。幾つかの実施形態では、コストｃ_ｉは、ｆＢＳ１０４による周波数帯域幅の過度の使用を阻止するよう設定された値である。一例として、周波数帯域幅の使用に関連するいかなるコストｃ_ｉも存在しない場合、各ｆＢＳは、自身が利用可能な周波数帯域幅の全部を用いて自身の有用性を最大化しようとするだろう。これは、ネットワークのｆＢＳにより生成される過度の干渉による次善のシステム性能をもたらす可能性がある。幾つかの実施形態では、コストの項ｃ_ｉは、サーバ１５２により決定され及び／又は供給されてもよい。このサーバは幾つかの実施形態ではＳＯＮサーバであってもよい。

幾つかの実施形態では、ネットワーク内の（ｆＢＳのような）基地局間の相互作用のみが、それらが互いに引き起こす干渉である。幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、自身の周波数帯域幅ｗ_ｉを調整し、自身のネット有用性を最大化する。ｗ_ｉに関する純有効性の式の導関数を取ることにより（及び０≦ｗ_ｉ≦１の制限に留意することにより）１次最適状態を調べると、次の結果を得る。この結果を以下では「結果Ａ」と表す。

ここで、

及び

である。

ＳＩＮＲ_ｉはＷの関数なので、最適周波数帯域幅ｗ_ｉ ^＊についてのこの式は、ｗ_ｉの最適値の直接解を与えない。しかしながら、この式は、ｗ_ｉを更新する反復アルゴリズムの基礎を与える。幾つかの実施形態では、効用関数Ｕ_ｉは、基地局のデータスループットＲ_ｉの増加凹関数になるように選択されてもよい。特定の実施形態では、効用関数Ｕ_ｉは、反復的更新が、ネットワークをユニークなナッシュ均衡Ｗ^＊に収束させるように選択されてもよい。

通常、ナッシュ均衡は、２以上のプレイヤが関与し、各プレイヤが他のプレイヤの均衡戦略を知っていると仮定され、どのプレイヤも彼又は彼女自身の戦略を一方的に変更することにより何も得ないとされるゲームの解のセットである。特定の実施形態では、各基地局がネットワーク内の他の基地局の帯域幅使用に基づき自身の帯域幅使用を更新するために用いる処理は、各プレイヤ（基地局）が、自身の戦略ｗ_ｉを調整することにより自身の利益（ネット有用性、Net Utility：ＮＵ_ｉ）を最大化しようとする非協調的ゲームと見なされ得る。したがって、ナッシュ均衡は、次の集合である。

ここで、Ｗ^＊は、全ての

について、次式を満たす。

Ｗ^＊において、各基地局は、ネットワークの各基地局による周波数帯域幅の使用が一定のままである限り、自身のネット有用性ＮＵ_ｉを最大化している。したがって、幾つかの実施形態では、ネットワークの基地局により使用される周波数帯域幅の反復更新は、ネットワークがナッシュ均衡に近付き及び／又は収束し、パレート最適を達成することができる。つまり、ネットワークの各基地局のための周波数帯域幅を含む集合は、ナッシュ均衡に近付き、最終的にはそれに収束し得る。

幾つかの実施形態では、効用関数Ｕ_ｉの選択は、基地局がそれらの個々の周波数帯域幅を周期的に更新するので、ネットワークをナッシュ均衡に収束させ得る。通常、反復アルゴリズムは、それが標準関数である場合、つまり、アルゴリズムが明瞭性、単調性及び拡張性の条件を満たす場合、ユニークな固定点に収束する。幾つかの実施形態では、効用関数は、帯域幅更新アルゴリズムが標準関数になるように、したがって収束させるように、選択されてもよい。例えば、次式の形式の効用関数は、ネットワークをナッシュ均衡に収束させる。

この式を、上述の最適周波数帯域幅ｗ_ｉ ^＊の式と併せて用いると（例えば、この式を結果Ａに代入すると）、以下の例示的な帯域幅更新アルゴリズムを得る。

ここで、ｔは更新間隔の数であり、また、次式の通りである。

幾つかの実施形態では、α_ｉは１に等しい。他の実施形態では、α_ｉは、更新毎に変化するヒステリシスパラメータである。

幾つかの実施形態では、ｌ_ｉ及びγ_ｉは、システム１００のナッシュ均衡に適応させるために調整できるネットワーク調整定数である。幾つかの実施形態では、調整定数は、ネットワーク全体のデータスループット、公平性又は他のポリシの考慮のようなポリシシステムのポリシスキームを達成するよう設計されてもよい。幾つかの実施形態では、ネットワーク調整定数は、ネットワーク負荷に基づき調整されてもよい。これらのネットワーク調整定数は、任意の適切な方法で供給され及び／又は計算されてもよい。例えば、基地局は、１又は複数の特定のネットワーク調整定数を用いるよう、（例えば、製造中又はネットワークに配備される前に）予め設定されてもよい。別の例として、１又は複数のこれらのネットワーク調整定数は、サーバ１５２のようなサーバにより供給されてもよい。幾つかの実施形態では、１又は複数のネットワーク調整定数は、ｆＢＳ１０４が起動されると、トリガイベントに応答して（例えば、新しいｆＢＳが無線ネットワーク１４８に参加したとき）、及び／又は任意の他の適切なときに、周期的に供給されてもよい。ネットワーク調整定数は、サーバ１５２のような任意の適切なエンティティにより更新されてもよい。幾つかの実施形態では、ネットワーク調整定数の更新は、時間間隔ｔに渡る基地局の周波数帯域幅ｗ_ｉ及び／又はデータスループットＲ_ｉに基づいてもよい。種々の実施形態では、ネットワークの基地局は、その特定の基地局のために特別に定められたネットワーク調整定数を割り当てられてもよい。したがって、幾つかの実施形態では、異なるネットワーク調整定数が、異なる基地局に用いられてもよい。

幾つかの実施形態では、将来の時間間隔ｔ＋１の間に用いるべきｆＢＳ１０４の周波数帯域幅は、上述の帯域幅更新アルゴリズムを用いて計算できる。計算された周波数帯域幅は、前の時間間隔ｔのデータスループットＲ_ｉ及び帯域幅ｗ_ｉ、並びにネットワーク調整定数ｌ_ｉ及びγ_ｉに基づき得る。幾つかの実施形態では、テーブル検索の動作を削減することにより

の計算を支援するために、

の表が、予め計算され、メモリ（例えば１１２若しくは１６０）又は記憶装置（例えば１１４若しくは１６４）に格納されてもよい。これは、周波数帯域幅が（ｆＢＳ１０４のような）基地局により計算されるとき、又はサーバ１５２がネットワークの多数の基地局のために周波数帯域幅を迅速に計算しなければならないときに、特に役に立つ。

次の時間間隔ｔ＋１の周波数帯域幅が計算された後、新しい周波数帯域幅は、少なくとも１つのエンドポイント１２４又は１２８に無線で伝達するために用いることができる。第１の周波数帯域幅と同様に、新しい周波数帯域幅は、ランダムに選択された複数の周波数サブキャリアを有し得る。時間間隔が経過した後、周波数帯域幅は、帯域幅更新アルゴリズムに従って再び更新されてもよい。この処理は、任意の回数、繰り返されてもよい。

幾つかの実施形態では、ｆＢＳ１０４は、自身のネット有用性を最大化するために、自身の周波数帯域幅の使用Ｗ_ｉを周期的に更新し得る。特定の実施形態では、更新間隔の長さは、ｆＢＳ１０４のデータスループットＲ_ｉを決定するために十分長く、一方で、ネットワークの基地局と通信するエンドポイントの負荷若しくは数の変化、基地局の起動若しくは停止、基地局のチャネル利得の変化又は雑音の変化のようなネットワーク内の変化に対応するために十分短くてよい。種々の実施形態では、ネットワークの基地局は、それら個々の周波数帯域幅を、他の基地局に対して同期して又は非同期で更新してもよい。

図２は、ネットワークにおいて帯域幅を割り当てるために用いることができる種々のアーキテクチャを示す。幾つかの実施形態は、アーキテクチャ２００を利用する分散型アーキテクチャを含み得る。分散型アーキテクチャでは、ネットワークのノード２０８、２１２及び２１６は、それらの個々の周波数帯域幅の計算に関与し得る。幾つかの実施形態では、ノードは、ある時間間隔に渡る自身の周波数帯域幅及びデ―タスループット並びに１又は複数のネットワーク調整定数のような任意の適切な情報を用い、周波数帯域幅を計算してもよい。幾つかの実施形態では、ネットワーク調整定数は、サーバ２０４により供給されてもよい。新しい周波数帯域幅を計算した後、ノード２０８は、新しい周波数帯域幅を用いて自身のエンドポイントと通信できる。分散型アーキテクチャは、追加されたノードの各々がそれ自身の周波数帯域幅を計算すると期待され、したがってサーバ１５２の負荷を低減するので、非常に拡張性がある。

幾つかの実施形態は、アーキテクチャ２００を利用する集中型アーキテクチャを含み得る。集中型アーキテクチャでは、サーバ２０４が、ネットワークのノード２０８、２１２及び２１６のために周波数帯域幅を計算し得る。例えば、サーバ２０４は、ノード２０８、２１２及び２１６の各々の周波数帯域幅を含む周波数帯域幅を決定し得る。幾つかの実施形態では、ノード２０８、２１２及び２１６は、１又は複数のパラメータをサーバ２０４に報告してもよい。例えば、ノード２０８は、ある時間間隔に渡る自身の周波数帯域幅ｗ_ｉ及びデータスループットＲ_ｉをサーバ２０４に報告してもよい。サーバは、これらのパラメータを用いて、ノード２０８のために新しい周波数帯域幅ｗ_ｉを計算し得る。

幾つかの実施形態では、サーバ２０４は、１又は複数のネットワーク調整定数を用いて、周波数帯域幅を計算してもよい。幾つかの実施形態では、１又は複数のネットワーク調整定数は、ノード２０８、２１２及び２１６のうちの１又は複数から受信したパラメータに基づいてもよい。例えば、サーバ２０４は種々のノード２０８、２１２及び２１６からデータを受信し得るので、特定のノード２０８がより高い周波数帯域幅を有するべきであると決定し、相応して１又は複数のネットワーク調整定数を更新してもよい。

特定の実施形態では、ネットワークのナッシュ均衡は、ネットワーク全体のデータスループット、公平性又は他のポリシの考慮のようなシステムプリファレンス（preference）を提供するよう調整されてもよい。ネットワーク調整定数が更新され、新しい周波数帯域幅が計算されると、無線ネットワークは、調整されたプリファレンスに収束し得る。幾つかの実施形態では、ノードが（ネットワーク調整定数を盛り込んだ）更新された周波数帯域幅を受信するので、ネットワーク調整定数の更新処理はノードにとって透過的である。

幾つかの実施形態では、サーバ２０４は、新たに計算された周波数帯域幅をノード２０８へ伝達し得る。ノード２０８は、次に、新しい周波数帯域幅を用いて、自身の１又は複数のエンドポイントと通信できる。

幾つかの実施形態は、アーキテクチャ２００を利用するハイブリッド型アーキテクチャを含み得る。ハイブリッド型アーキテクチャでは、ネットワークのノード２０８、２１２及び２１６は、それらの個々の周波数帯域幅の計算に関与し、１又は複数のパラメータをサーバ２０４に報告し得る。例えば、ノードは、ある時間間隔に渡る自身の周波数帯域幅ｗ_ｉ及びデータスループットＲ_ｉをサーバ２０４に報告してもよい。幾つかの実施形態では、これらのパラメータは、標準ネットワーク管理インタフェースを用いて、ノード２０８からサーバ２０４へ転送されてもよい。サーバは、これらのパラメータを用いて、集中型アーキテクチャに関して上述したように任意の適切な方法で、（ｌ_ｉ、γ_ｉのような）１又は複数のネットワーク調整定数を計算してもよい。サーバは、次に、これらの調整定数をノード２０８に伝達し得る。ノード２０８は、次に、これらの調整定数（並びにノードの測定されたデータスループット及び周波数帯域幅）に基づき、新しい周波数帯域幅ｗ_ｉを計算し得る。ノード２０８は、次に、新しい周波数帯域幅を用いて、自身のエンドポイントと通信できる。

（サーバが大半の計算を実行する）集中型アーキテクチャと比べて、ハイブリッド手法は、個々のノードがそれらの個々の周波数帯域幅を計算するので、より拡張性がある。集中型アーキテクチャでは、ネットワークのノードは、帯域幅更新アルゴリズムを実装する必要がない（したがって、この能力を有しないノードが、サーバにより計算された値に基づき、それらの周波数帯域幅を更新することができる）。集中型及びハイブリッド型アーキテクチャの両方で、ノード２０８、２１２及び２１６、並びにサーバ２０４は、最小限のデータ量しか交換しないので、通信オーバヘッドを低く維持する。

幾つかの実施形態は、アーキテクチャ２５０を利用する階層型アーキテクチャを含み得る。階層型アーキテクチャは、種々のサブネットを有し得る。各サブネットは、１つのサブネットサーバ２５８又は２７４、及び該サブネットサーバに結合された複数のノードを有し得る。幾つかの実施形態では、各サブネットサーバは、中央サーバ２５４に結合され得る。幾つかの実施形態では、階層型アーキテクチャは任意の数のサブネットを含んでもよい。

幾つかの実施形態では、サブネットは、上述のような集中型又はハイブリッド型アーキテクチャを利用してもよい。幾つかの実施形態では、サブネットサーバは、１又は複数の自身のそれぞれのノードから受信した情報を中央サーバ２５４に伝達してもよい。例えば、サブネットサーバ２５８は、ノード２６２の周波数帯域幅ｗ_ｉ又はデータスループットＲ_ｉを中央サーバ２５４に伝達し得る。幾つかの実施形態では、サブネットサーバは、自身のノードの１又は複数のネットワーク調整定数を決定し、これらのネットワーク調整定数を中央サーバ２５４に伝達してもよい。幾つかの実施形態では、中央サーバ２５４は、自身のネットワーク内の任意のノードのために（周波数帯域幅又はネットワーク調整定数のような）任意の適切なパラメータを計算してもよい。

幾つかの実施形態では、中央サーバ２５４は、ネットワーク全体を調整してもよい。例えば、中央サーバは、ネットワーク内で用いられる無線リソースを管理してもよい。他の実施形態では、ネットワーク全体に渡る調整は、サブネットサーバ間で分散型の方法で実行されてもよい。

幾つかの実施形態では、分散型、ハイブリッド型、集中型及び／又は階層型アーキテクチャの任意の組合せが用いられてもよい。例えば、ネットワーク内の基地局のサブセットがそれら自身の周波数帯域幅を計算し、他方で、別のサブセットは、周波数帯域幅の計算のためにサーバに情報を渡してもよい。

図３は、無線ネットワークにおいて帯域幅を割り当てる方法の一例を示す。簡単のため、図３のステップは、基地局の観点から記載されている。方法はステップ３００で開始する。ステップ３０４で、基地局は、第１の周波数帯域幅を用いて１又は複数のエンドポイントと無線で通信し得る。幾つかの実施形態では、第１の周波数帯域幅は、基地局により使用される周波数チャネル全体に広がる複数のサブキャリアを有し得る。幾つかの実施形態では、複数のサブキャリアは、周波数チャネルの利用可能なサブキャリアからランダムに選択されてもよい。

ステップ３０８で、基地局は、自身のエンドポイントから１又は複数の信号品質測定値を受信し得る。信号品質測定値は、基地局と該信号品質測定値を報告するエンドポイントとの間の無線通信の品質を示し得る。信号品質は、基地局からエンドポイントへの無線信号の強度に関する情報、並びにネットワーク内の他の基地局及び／又は他のネットワーク構成要素から受けた干渉に関する情報を含み得る。

ステップ３１２で、帯域幅更新アルゴリズムを用いて決定された第２の周波数帯域幅が、サーバ又は他の適切なネットワーク構成要素から受信され得る。幾つかの実施形態では、第２の周波数帯域幅を受信する前に、基地局は、基地局とその１又は複数のエンドポイントとの間の信号品質の指標をサーバ又は他の適切なネットワーク構成要素へ送信し得る。幾つかの実施形態では、帯域幅更新アルゴリズムは、サーバ又は他の適切なネットワーク構成要素により実装され、基地局とその１又は複数のエンドポイントとの間の信号品質の指標に基づいてもよい。サーバ又は他の適切なネットワーク構成要素により実装された帯域幅更新アルゴリズムは、基地局のエンドポイントから受信した信号品質測定値を用いてもよい。別の例として、帯域幅更新アルゴリズムは、データスループット又は他の適切な計算のような信号品質測定値に基づく計算を用いてもよい。帯域幅更新アルゴリズムは、単位周波数帯域幅当たりのコスト及び１又は複数のネットワーク調整定数に基づいてもよい。幾つかの実施形態では、ネットワーク調整定数及び／又は単位周波数帯域幅当たりのコストは、複数の基地局を管理するサーバにより供給されてもよい。幾つかの実施形態では、帯域幅更新アルゴリズムの少なくとも一部は、基地局により実装されてもよい。

ステップ３１６で、基地局は、第２の周波数帯域幅を用いて自身のエンドポイントと無線で通信する。ステップ３２０で、方法の１回の繰り返しが完了する。シナリオに依存して、次に、方法の１又は複数のステップが繰り返されてもよい（ステップは、周期的に又は新しいエンドポイントの検出のようなトリガイベントを検出すると繰り返されてもよい）。例えば、ステップ３２０の後、方法は、再びステップ３００で開始してもよい。

本開示（本願明細書の全ての添付物を含む）が記載又は説明した実施形態は例であり、本開示の範囲を制限しない。本開示は、当業者が考え得る、本願明細書に記載された例である実施形態の全ての変更、代替、変形、選択肢、及び修正を包含する。

本開示の範囲から逸脱することなく本願明細書に開示したシステム及び装置に対し変更、追加又は省略が行われてもよい。システム及び装置の構成要素は、統合又は分離されてもよい。さらに、システム及び装置の動作は更に多くの、更に少ない又は他の構成要素により実行されてもよい。さらに、システム及び装置の動作は、有形に格納されたソフトウェア、ハードウェア及び／又はエンコードされたロジックを含む任意の適切なロジックを用いて実行されてもよい。本願明細書で用いられるとき、「各々」は、セットの各要素、又はセットのサブセットの各要素を表す。

本開示の範囲から逸脱することなく本願明細書に開示した方法に対し変更、追加又は省略が行われてもよい。方法は、より多くの、より少ない又は他のステップを有してもよい。さらに、ステップは任意の適切な順序で実行されてもよい。

本願明細書に開示されたシステム及び装置の構成要素は、インタフェース、ロジック、メモリ及び／又は他の適切な要素を有してもよい。インタフェースは入力を受信し、出力を送信し、入力及び／又は出力を処理し、及び／又は他の適切な動作を実行する。インタフェースは、ハードウェア及び／又はソフトウェアを有してもよい。

ロジックは、構成要素の動作を実行し、例えば入力から出力を生成する命令を実行する。ロジックは、ハードウェア、ソフトウェア及び／又は他のロジックを有してもよい。ロジックは、１又は複数の有形媒体内にエンコードされてもよく、コンピュータにより実行されたときに動作を実行してもよい。プロセッサのような特定のロジックは、構成要素の動作を管理し得る。プロセッサの例は、１又は複数のコンピュータ、１又は複数のマイクロプロセッサ、１又は複数のアプリケーション及び／又は他のロジックを含む。

特定の実施形態では、その実施形態の動作は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータ実行命令及び／又はコンピュータにより実行されることが可能な命令でエンコードされた１又は複数のコンピュータ可読媒体により実行されてもよい。特定の実施形態では、その実施形態の動作は、コンピュータプログラムを格納し、コンピュータプログラムで具現化され及び／又はコンピュータプログラムをエンコードされた１又は複数のコンピュータ可読媒体、及び／又は格納された及び／又はエンコードされたコンピュータプログラムを有する１又は複数のコンピュータ可読媒体により実行されてもよい。

本開示は特定の実施形態の観点から記載されたが、これらの実施形態の代替及び置換が当業者に明らかである。したがって、上述の実施形態は、本開示を制限しない。他の変化、代用及び代替は、以下の請求の範囲により定められるように、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく可能である。

Claims

第１の周波数帯域幅を介して少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するステップ、
前記少なくとも１つのエンドポイントから信号品質の測定値を受信するステップ、
前記信号品質の指標をサーバに伝達するステップ、
前記信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信するステップであって、前記第２の周波数帯域幅は、前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するのに用いる周波数帯域幅の量を示す、ステップ、
前記第２の周波数帯域幅を介して前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するステップ、
を有する方法。
第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信するステップは、
それぞれ前記サーバにより複数のノードのうちの異なる個々のノードのために計算された複数の周波数帯域幅を含む周波数帯域幅のセットの構成要素である第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信するステップであって、前記周波数帯域幅のセットはナッシュ均衡に近付く、ステップ、
を有する、請求項１に記載の方法。
前記信号品質の指標をサーバに伝達するステップは、前記信号品質の指標を中央サーバに結合されたサブネットサーバに伝達するステップを有し、前記中央サーバは複数のサブネットを調整し、各サブネットは、複数のノードのうちの各ノードに、個々のノードの信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく周波数帯域幅を伝達するサブネットサーバを有する、請求項１に記載の方法。
第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信するステップは、
前記サーバから、前記サーバ又はネットワークの複数のサブネットサーバを調整する中央サーバにより供給された１又は複数のネットワーク調整定数に更に基づく第２の周波数帯域幅を受信するステップ、
を有する、請求項１に記載の方法。
前記第２の周波数帯域幅のための複数の周波数サブキャリアをランダムに選択するステップ、
を更に有する請求項１に記載の方法。
インタフェースを有し、該インタフェースは、
第１の周波数帯域幅を介して少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信し、
前記少なくとも１つのエンドポイントから信号品質の測定値を受信し、
前記信号品質の指標を複数のノードのサーバに伝達し、
前記信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信し、前記第２の周波数帯域幅は、前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するのに用いる周波数帯域幅の量を示し、
前記第２の周波数帯域幅を介して前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信する、
装置。
第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信するよう構成された前記インタフェースは、
それぞれ前記サーバにより前記複数のノードのうちの異なる個々のノードのために計算された複数の周波数帯域幅を含む周波数帯域幅のセットの構成要素である第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信し、前記周波数帯域幅のセットはナッシュ均衡に近付くよう、更に構成される、請求項６に記載の装置。
前記信号品質の指標を伝達するよう構成された前記インタフェースは、
前記信号品質の指標を中央サーバに結合されたサブネットサーバに伝達し、前記中央サーバは複数のサブネットを調整し、各サブネットは、複数のノードのうちの各ノードに、個々のノードの信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく周波数帯域幅を伝達するサブネットサーバを有する、よう更に構成される、請求項６に記載の装置。
第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信するよう構成された前記インタフェースは、
前記サーバから、前記サーバ又はネットワークの複数のサブネットサーバを調整する中央サーバにより供給された１又は複数のネットワーク調整定数に更に基づく第２の周波数帯域幅を受信する、よう更に構成される、請求項６に記載の装置。
前記インタフェースに結合され、前記第２の周波数帯域幅のための複数の周波数サブキャリアをランダムに選択するプロセッサ、
を更に有する請求項６に記載の方法。
非一時的コンピュータ可読記憶媒体に具現化されたロジックであって、プロセッサにより実行されると、
第１の周波数帯域幅を介して少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信し、
前記少なくとも１つのエンドポイントから信号品質の測定値を受信し、
前記信号品質の指標を複数のノードのサーバに伝達し、
前記信号品質及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づく第２の周波数帯域幅を前記サーバから受信し、前記第２の周波数帯域幅は、前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するのに用いる周波数帯域幅の量を示し、
前記第２の周波数帯域幅を介して前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信する、
ロジック。
少なくとも１つのノードと少なくとも１つのエンドポイントとの間の少なくとも１つの通信無線の信号品質の指標を受信するステップであって、前記少なくとも１つの無線通信は第１の周波数帯域幅を介する、ステップ、
前記信号品質の指標及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づき、第２の周波数帯域幅を決定するステップであって、前記第２の周波数帯域幅は、前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するのに用いる前記少なくとも１つのノードのための周波数帯域幅の量を示す、ステップ、
前記少なくとも１つのエンドポイントとの通信無線中に用いるための前記第２の周波数帯域幅の指標を前記少なくとも１つのノードに伝達するステップ、
を有する方法。
複数のノードのうちの各ノードのための周波数帯域幅を含む周波数帯域幅のセットを決定するステップであって、前記周波数帯域幅のセットはナッシュ均衡に近付く、ステップ、を更に有する請求項１２に記載の方法。
少なくとも１つの追加のノードと少なくとも１つの追加のエンドポイントとの間の少なくとも１つの通信無線の少なくとも１つの追加の信号品質の少なくとも１つの追加の指標を受信するステップであって、前記少なくとも１つの追加の無線通信は追加の周波数帯域幅を介する、ステップ、
前記信号品質の指標及び前記少なくとも１つの追加の信号品質の前記少なくとも１つの追加の指標に基づき、１又は複数のネットワーク調整定数を決定するステップ、
を更に有する請求項１２に記載の方法。
前記第２の周波数帯域幅を決定するステップは、複数のノードのネットワークのポリシスキームを達成するよう設計された１又は複数のネットワーク調整定数に更に基づく、請求項１２に記載の方法。
１又は複数の信号品質の１又は複数の指標を、複数のサブネットサーバに結合された中央サーバに送るステップ、
前記中央サーバから、１又は複数のネットワーク調整定数を受信するステップであって、少なくとも１つのネットワーク調整定数は、前記１又は複数の信号品質のうちの少なくとも１つに基づく、ステップ、
を更に有する請求項１２に記載の方法。
少なくとも１つのノードと少なくとも１つのエンドポイントとの間の少なくとも１つの通信無線の信号品質の指標を受信するよう構成されたインタフェースであって、前記少なくとも１つの無線通信は第１の周波数帯域幅を介する、インタフェース、
前記インタフェースに結合され、前記信号品質の指標及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づき第２の周波数帯域幅を決定するプロセッサであって、前記第２の周波数帯域幅は、前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するのに用いる前記少なくとも１つのノードのための周波数帯域幅の量を示す、プロセッサ、
を有し、
前記インタフェースは、前記少なくとも１つのエンドポイントとの通信無線中に用いるための前記第２の周波数帯域幅の指標を前記少なくとも１つのノードに伝達するよう更に構成される、
装置。
前記プロセッサは、複数のノードのうちの各ノードのための周波数帯域幅を含む周波数帯域幅のセットを決定し、前記周波数帯域幅のセットはナッシュ均衡に近付く、よう更に構成される、請求項１７に記載の装置。
前記プロセッサは、前記信号品質の指標に基づき１又は複数のネットワーク調整定数を決定するよう更に構成される、請求項１７に記載の装置。
前記信号品質の指標及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づき第２の周波数帯域幅を決定するよう構成された前記プロセッサは、
複数のノードのネットワークのポリシスキームを達成するよう設計された１又は複数のネットワーク調整定数に更に基づき、前記第２の周波数帯域幅を決定する、
よう更に構成される、請求項１７に記載の装置。
非一時的コンピュータ可読記憶媒体に具現化されたロジックであって、プロセッサにより実行されると、
少なくとも１つのノードと少なくとも１つのエンドポイントとの間の少なくとも１つの通信無線の信号品質の指標を受信し、前記少なくとも１つの無線通信は第１の周波数帯域幅を介し、
前記信号品質の指標及び単位周波数帯域幅当たりのコストに基づき、第２の周波数帯域幅を決定し、前記第２の周波数帯域幅は、前記少なくとも１つのエンドポイントと無線で通信するのに用いる前記少なくとも１つのノードのための周波数帯域幅の量を示し、
前記少なくとも１つのエンドポイントとの通信無線中に用いるための前記第２の周波数帯域幅の指標を前記少なくとも１つのノードに伝達する、
ロジック。