JP2015523014A - 近接ネットワーク認知自己組織化ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
ネットワークリソース装置は、第1地理的領域で無線サービスを提供する第1無線ネットワークと関連づけられる。ネットワークリソース装置は、プロセッサ及びコンピュータ実行可能な命令が保存された非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、プロセッサによって前記コンピュータ実行可能な命令が実行される場合、コンピュータ実行可能な命令が行う方法は、第1地理的領域と重なる第2地理的領域で無線通信サービスを提供する第2無線ネットワークの性能メトリックデータを獲得するステップ及び第2無線ネットワーク側に第1無線ネットワークによって生成された干渉を減少させるために、獲得した第2性能データに基づいて第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータを変更するステップを含む。【選択図】図5
Description
本発明は、2012年6月6日に出願された正規米国出願番号61/656,474を優先権として主張し、これは全ての目的のために参照として併合される。
現在、無線事業者の最大の課題は、増加した無線広帯域データ速度に対して急激に増大する需要者の要求に追いつくことである。これらの課題は増加したスマートフォンの主流的な採択及びラップトップ、タブレット及び他のモバイル装置のより増大した「クラウド」への接続性に対する要望によって悪化してきた。
ネットワーク事業者は4Gネットワークを築き、ヘテロジニアスネットワークに進化させ、ネットワーク利用を増加させ、新たなサービスパラダイムを取り入れるために数百万ドルを投資することで、この爆発的な成長に対応している。しかし、利用可能な周波数帯域幅は固定されているため、ネットワーク事業者は無線通信帯域幅に対して爆発する要求を満足させるための過酷な任務に直面している。ネットワーク事業者は割り当てられた帯域幅をより效率的に使用できる方法を探すことが必要である。
本発明の実施例は、自己組織化ネットワーク(SON)能力を有するネットワークコンピューティングシステムに関する。第2無線ネットワークの性能メトリック(performance metrics)に基づいて、SONプロセスは、第1無線ネットワークのパラメータを変更し、その結果、第2無線ネットワーク側に第1無線ネットワークによって生成された干渉が減少される。変更され得る第1無線ネットワークのパラメータは無線送信機のバルク送信電力、個別無線リソースの送信電力設定(例えば、無線サブ帯域の送信電力又は異なるタイムスロット又は異なる無線コード、遠隔制御されるアンテナ(例えば、RET(Remote Electrical Tilt)、RAS(Remote Azimuth Steering)又はRAB(Remote Azimuth Beamwidth)能力を有するアンテナ)の方向に使用される送信電力)などを含むこともできる。一実施例において、SONプロセスは、選択的に第2無線ネットワークによる構成変更のために第2無線ネットワークのネットワークリソース制御機(Network Resource Controller、NRC)に推薦パラメータの変更を伝達することもできる。
一実施例において、ネットワークリソース装置は、第1地理的領域で無線サービスを提供する第1無線ネットワークと関連づけられる。ネットワークリソース装置は、プロセッサ及びコンピュータ実行可能な命令が保存された非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、前記プロセッサによって前記コンピュータ実行可能な命令が実行される場合、前記コンピュータ実行可能な命令が行う方法は:前記第1地理的領域と重なる第2地理的領域で無線通信サービスを提供する第2無線ネットワークの性能メトリックデータを獲得するステップ;及び前記第2無線ネットワーク側に前記第1無線ネットワークによって生成された干渉を減少させるために、獲得した前記第2性能データに基づいて前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータを変更するステップを含む。
一実施例において、無線ネットワークで干渉を減少させる方法は、第1地理的領域に無線通信サービスを提供する第1無線ネットワークと関連づけられたネットワークリソース装置によって前記第1無線ネットワークの構成パラメータにアクセスするステップを含む。前記第1地理的領域と重なった第2地理的領域に無線通信サービスを提供する第2無線ネットワークの性能メトリックデータは、ネットワークリソース装置によって獲得される。前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータは、前記第2無線ネットワーク側に前記第1無線ネットワークによって生成された干渉を減少させるために、前記第2無線ネットワークの前記性能メトリックデータに基づいて前記ネットワークリソース装置によって変更される。
他の実施例において、ネットワーククコンピューティングシステムは、複数の基地局を有し、第2無線ネットワークの第2地理的カバレッジ領域と重なる第1地理的カバレッジ領域で無線サービスを提供する第1無線ネットワークを含む。ネットワークリソース装置は、前記第1無線ネットワークと関連づけられる。コンピュータ実行可能な命令が保存された非一時的なコンピュータ可読媒体は、前記第1無線ネットワークの要素で提供され、プロセッサによって前記コンピュータ実行可能な命令が実行される場合、前記コンピュータ実行可能な命令が行う方法は:前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータにアクセスするステップ;及び前記第2無線ネットワーク側に前記第1無線ネットワークによって生成された干渉を減少させるために、前記第2無線ネットワークの性能メトリックデータに基づいて前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータを変更するステップを含む。
次の詳細な説明で、様々な変更及び変形は、以下の詳細な説明から当業者にとって明らかであるため、実施例は図面として説明される。
下記詳細な説明で、参照番号は図面に表示され、説明の部分を形成する。詳細な説明、図面及び請求項に説明された実施例が制限されることを意図するものではない。ここに提示された主題の精神又は範囲から逸脱することなく他の実施例が使用されることもでき、他の変更が行われることもできる。一般に、ここに説明され、図面に示されたように、本開示の態様は、広範囲な他の構成に配置され、代替され、組み合わされ、分離されて設計されることもできることが理解されるべきである。
図1は、本発明の一実施例によるネットワーククコンピューティングシステム100の一例を示す。図1を参照すると、システム100は、データ通信ネットワーク102、1つ以上の基地局106a−e、1つ以上の基地局アンテナ104a−e、1つ以上のネットワーク制御装置110a−c、1つ以上のユーザ端末(User Equipment、以下、「UE」と称する)108a−mを含む。ここで、「基地局」は、位置で提供された無線通信局を意味し、無線ネットワークハブの役割を行う。基地局は、マクロセル、マイクロセル、ピコセル及びフェムトセルを含む。「ネットワーク制御装置」は、ネットワークのリソースを管理する装置を意味する。ネットワーク制御装置は、ネットワークリソース制御機(Network Resource Controller、以下、「NRC」と称する)を含み、NRCは、通常のNRC及び自己設定(self−configuration)、自己最適化(self−optimization)及び/又は自己治癒(self−healing)を行うことができる自己組織化ネットワーク(self−organizing network、以下、「SON」と称する)制御機を含む。「ユーザ端末」は、末端ユーザによって直接使用されるある装置を意味する。ユーザ端末は、無線能力を備えた移動電話、ラップトップコンピュータ、タブレット、ハンド−ヘルド電子装置などを含む。「移動局」、「モバイル装置」、「加入者装置」、「加入者」などのような用語は「ユーザ端末」という用語と混用される。
システム100で、データ通信ネットワーク102は、ネットワーク制御装置110a−cの中のいずれかと基地局106a−eの中のいずれかとの間で分散ネットワーク通信を可能にすることができるバックホール(backhaul)部分を含むこともできる。ネットワーク制御装置110a−cの中のいずれかは、基地局から遠隔で提供されるか、基地局で提供される専用のNRCであり得る。ネットワーク制御装置110a−cの中のいずれかは、その中でもNRC機能を提供する非専用装置であり得る。1つ以上のUE108a−mは、セルラー電話108a−i、ラップトップコンピュータ108j−k、ハンドヘルドゲーム装置108l、電子ブック装置又はタブレットPC108m及び基地局106a−eの中のいずれか1つによって無線通信サービスを提供をされることもできる他のタイプの一般的な携帯用無線コンピューティング装置を含むことができる。
大部分のデジタル通信ネットワークで、データ通信ネットワーク102のバックホール部分は、一般に有線であるネットワークのバックボーン及びネットワーク周辺に位置するサブネットワーク又は基地局106a−eの間で中間リンク(intermediate link)を含むこともできる。例えば、1つ以上の基地局106a−eの中のいずれかと通信するセルラーユーザ端末(例えば、UE108a−mの中のいずれか)は、ローカルサブネットワークを構成することもできる。基地局106a−eの中のいずれかと残りとの間におけるネットワーク接続は、アクセス提供者の通信ネットワーク102のバックホール部分にリンクで(例えば、接続点(point of presence)を介して)開始することもできる。
一実施例において、(SON制御機のような)NRCは、遂行可能なプロセスによって定義されることもできる存在及び機能を有する。また、NRCである概念エンティティ(conceptual entity)は、本発明の実施例と関連づけられたプロセスを行う役割によって一般に定義されることもできる。したがって、特定の実施例によって、NRCエンティティはハードウェア構成及び/又はネットワーククコンピューティングシステム100内で1つ以上の通信装置(ら)の揮発性又は不揮発性メモリのようなコンピュータ可読媒体に保存されたソフトウェア構成であると見なされる場合もある。
一実施例において、ネットワーク制御装置110a−c及び/又は基地局106a−eの中のいずれかは、本発明の様々な実施例と関連づけられたプロセスの中のいずれか1つを具現するために独立して又は共同で機能することもできる。しかも、干渉を低減するためのプロセスのいずれかは、最新のGSM(Global Systems for Mobile)、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)、LTE(Long Term Evolution)ネットワークインフラなどと関連づけられた一般通信技術のような従来の知られた一般通信技術を介して行われることもできる。
標準GSMネットワークによって、ネットワーク制御装置110a−c(NRC装置又は選択的にNRC機能を有する他の装置)の中のいずれかは、基地局制御機(Base Station Controller、BSC)、移動通信交換局(Mobile Switching Center、MSC)又は無線リソース管理者(Radio Resource Manager、RRM)のような従来に知られた他の一般サービス提供者制御装置と関連づけられることもできる。標準UMTSネットワークによって、ネットワーク制御装置110a−c(選択的にNRC機能を有する)の中のいずれかは、パケット交換サポートノード(Serving GPRS Support Node、SGSN)又は無線リソース管理者(RRM)のような従来に知られた他の一般サービス提供者制御装置と関連づけられることもできる。標準UMTSネットワークによって、ネットワーク制御装置110a−c(選択的にNRC機能を有する)の中のいずれかは、eNodeB基地局、移動性管理エンティティ(Mobility Management Entity、MME)又は無線リソース管理者(RRM)のような従来に知られた他の一般ネットワーク制御装置と関連づけられることもできる。
無線ネットワークで、特定の基地局に所属したUEの個数は、基地局のカバレッジ領域でサービスを利用したユーザ数の関数である。もし、多くのユーザが隣接基地局に比べ特定の基地局の方により近い場合、仮にUEの一部が隣接基地局のサービス範囲内にあるとしても、特定の基地局が隣接基地局に比べ特定の基地局に所属したより多くの数のUEを有し得る。例えば、図1を参照すると、基地局106aは、隣接基地局106b及び106eに比べ少数のサービスを用いる所属UEを有する。
一実施例において、ネットワーク制御装置110a−cの中のいずれか、基地局106a−e及びUE108a−mの中のいずれかは、MicrosoftR WindowsR、Mac OSR、GoogleR ChromeR、LinuxR、UnixR、又はSymbianR、PalmR、Windows MobileR、GoogleR AndroidR、Mobile LinuxRなどのモバイルオペレーティングシステムなどを含む、しかし、これに限定されず、よく知られたオペレーティングシステムを駆動するように構成されることもできる。ネットワーク制御装置110a−cの中のいずれか又は基地局106a−eの中のいずれかは、複数の一般サーバ、デスクトップ、ラップトップ及びパーソナルクコンピューティング装置を利用する。
一実施例において、UE108a−mの中のいずれかは、GSM、UMTS、3GPP LTE、LTE Advanced、WiMAXなどを含む、しかし、制限されない、一般の無線データ通信技術を採択して無線通信能力を有する一般のモバイルクコンピューティングデバイス(例えば、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、セルラーフォン、ハンドヘルドゲームユニット、電子ブック装置、パーソナル音楽再生機、MiFiTM装置、ビデオレコーダ等)の組み合わせと関連づけられることもできる。
一実施例において、図1のデータ通信ネットワーク102のバックホール部分は、従来の技術で知られた他の無線通信技術と共に、光ファイバー、同軸ケーブル、ツイストペアケーブル、イーサネットケーブル及び電力線ケーブルのような一般通信技術の中のいずれかを使用することもできる。本発明の様々な実施例の内容で、様々なデータ通信技術(例えば、基地局106a−e)と関連づけられた無線通信カバレッジは、典型的にネットワークの形態に基づく他のサービス提供者ネットワークとネットワークの特定の領域内で使用されたシステムインフラの差(例えば、GSM、UMTS、LTE、LTE Advanced、及びWiMAXベースのネットワークとそれぞれのネットワーク形態で使用された技術の差)があると理解されるべきである。
図2は、図1の基地局106a−eを示すこともできる基地局200(例えば、フェムトセル、ピコセル、マイクロセル又はマクロセル)のブロックダイアグラムを示す。一実施例において、基地局200は、少なくとも1つの中央処理装置(CPU)を含むベースバンド処理回路を含む。CPU202は、算術及び論理演算を行う演算装置(arithmetic logic unit、ALU、図示せず)とプログラムが実行される間に必要な場合はALUを呼び出し、メモリから命令及び保存されたコンテンツを抽出し、命令及び保存されたコンテンツを実行及び/又は処理する1つ以上の処理装置(control unit、CU、図示せず)を含むこともできる。
基地局200は、ネットワークにデータを送信し、ネットワークからデータを受信する無線回路(radio circuitry)201を含む。無線回路201は、システムバス220から送信されるデジタル信号をアナログ信号に変換するDAコンバータ(digital−to−analog converter)210、アナログ信号の周波数を設定するアップコンバータ(upconverter)208及び信号として送信されアンテナ212に送信されるアナログ信号を増幅する送信増幅器(transmit amplifier)206を含む送信経路を含むこともできる。付加的には、無線回路201は、アンテナによって受信された信号を増幅する受信増幅器(receive amplifier)214、受信された信号の周波数を下げるダウンコンバータ(downconverter)216及び受信された信号をシステムバス220に出力するADコンバータ(analog−to−digital converter)218を含むこともできる。システムバス220は、基地局200のハードウェアリソースでのデータ通信を可能にする。一実施例によって、多重DAコンバータ、アップコンバータ、送信増幅器及び多重ADコンバータ、ダウンコンバータ、受信増幅器を構成する複数の送信/受信経路230,232,234があり得る。また、アンテナ212は、ビーム形成された通信を送信する多重物理的アンテナを含むこともできる。
基地局200は、ユーザインタフェース222、運用及びメインテナンスインタフェース224、アプリケーション及びプロトコル処理ソフトウェアを保存するメモリ226及びバックホールネットワーク(例えば、図1のデータ通信ネットワーク102)のLAN及び/又はWAN部分にわたって通信を可能にするネットワークインタフェース回路228を含むこともできる。
一実施例において、基地局200は、2位相偏移変調(Binary Phase Shift Keying、1ビット/シンボルを有する)、4位相偏移変調(Quadrature Phase Shift Keying、2ビット/シンボルを有する)、直角位相振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation)(例えば、16−QAM、64−QAM等、4ビット/シンボル、6ビット/シンボル等を有する)のような従来に知られた変調/エンコード技術を使用することもできる。また、基地局200は、一般的なGSM、UMTS、WiMAX及びLTEプロトコルを含む任意のセルラーデータ通信プロトコルを介してUE108a−mと通信するように構成されることもできる。
図3は、ネットワーク制御装置110a−cの中のいずれかを示すこともできるサーバコンピュータ300のブロックダイアグラムを示す。一実施例において、1つ以上のネットワーク制御装置110a−cは、SON制御機である。サーバコンピュータ300は、CPU304を含む1つ以上の処理装置を含む。CPU304は、算術及び論理演算を行う演算装置(arithmetic logic unit、ALU、図示せず)とプログラムが実行される間に必要な場合はALUを呼び出し、メモリから命令及び保存されたコンテンツを抽出し、命令及び保存されたコンテンツを実行及び/又は処理する1つ以上の処理装置(control unit、CU、図示せず)を含むこともできる。CPU304は、揮発性(RAM)及び不揮発性(ROM)メモリ302及び保存装置310(例えば、HDD又はSDD)に保存されたコンピュータプログラムの実行を担当する。
サーバコンピュータ300は、サーバ管理者がサーバコンピュータのソフトウェア及びハードウェアリソースと相互作用できるようにし、ネットワーククコンピューティングシステム100の性能及び動作をディスプレイできるようにする選択的ユーザインタフェース320を含むこともできる。付加的には、サーバコンピュータ300は、ネットワークコンピュータシステムにおける他の構成及びサーバコンピュータ300のハードウェアリソースの中でデータ通信を可能にするシステムバス322と通信するネットワークインタフェース306を含むこともできる。
ネットワーク制御装置110a−cに加えて、サーバコンピュータ300は、アンテナ制御機、RF計画(planning)エンジン、コアネットワーク要素(core network element)、データベースシステムなどのような他の形態のサーバ装置を具現するように使用されることもできる。サーバコンピュータによって提供された機能に基づいて、サーバコンピュータの保存装置は、言及されたソフトウェア及びデータベースに対する保存所の役割を行う。例えば、ネットワーク制御装置110が具現される場合、保存装置310は、隣接する無線基地局及び瞬時送信位相調整のリストを有する位相調整マップ(phase adjustment map)、サーバコンピュータ又は基地局と関連づけられた移動局にデータを送信するためのCPE位相管理テーブルを生成するスケジューリング装置(scheduling unit)、特定の移動局に送信するためのビーム形成された信号を生成するビーム形成装置及び隣接して干渉を起こす基地局と関連づけられた干渉に対する優先順位水準(priority level)を決定する優先順位固定装置(priority fixing unit)を含むこともできる。
図4は、図1に示すUE108の中のいずれかを示すこともできる移動局400のブロックダイアグラムを示す。移動局400は、基地局200と関連して前記記述したものに類似した構成要素を含むこともできる。移動局400は、図2の無線回路に対応する無線回路404、メモリ226に対応するメモリ406、システムバス220に対応するシステムバス408、ユーザインタフェース222に対応するユーザインタフェース410、運用及びメインテナンスインタフェース224に対応する運用及びメインテナンスインタフェース412及びプロセッサ(又はCPU)414を含むこともできる。
図5は、第1無線ネットワーク502及び第2無線ネットワーク552をそれぞれ含む、第1ネットワークコンピュータシステム500及び第2ネットワークコンピュータシステム550を示す。第1無線ネットワーク502及び第2無線ネットワーク552は、重複地域でのサービスを提供し、それぞれ互いに重なる周波数帯域を使用することもできる。他の実施例において、同時に使用される場合、例えば、第1無線ネットワーク502で装置によって送信された無線信号が第2無線ネットワーク552での無線受信機に干渉を起こし得る場合、周波数は重なるものではなく干渉を起こし得る程度に十分に近接している。隣接によって互いに干渉する周波数は、「隣接周波数(adjacent frequencies又はnearby frequencies)」と称される。したがって、規制機関は他のネットワーク間の干渉を防止するために他の周波数帯域と十分に離れた周波数帯域をネットワーク事業者に典型的に割り当てる。ネットワークに割り当てられた周波数帯域間での周波数分離はそれぞれのネットワークでのトランシーバ装置の相対的送信電力、それぞれのネットワークでの装置の要求受信感度、それぞれのネットワークで使用されるアンテナの形態(例えば、指向性アンテナvs.無知向性アンテナ及びそれぞれのネットワークで使用されるアップリンク/ダウンリンク多重化技術(例えば、時分割多重化(Time Division Duplexing、TDD)及び周波数分割多重化(Frequency Division Duplexing、FDD)))を含む複数の要因による。周波数分離は、2つのネットワークが類似の特性を有する場合には数百キロヘルツ(kHz)、2つのネットワークが非常に異なる特性(例えば、第1無線ネットワークが基地局あたり100W(50dBm)範囲の送信電力を有するFDDネットワークであって、一方、第2ネットワークは−160bBmの受信感度を有するTDDシステム)を有する場合は、数十メガヘルツ(MHz)を逸脱することができる。周波数が使用されるシステムの間に干渉を起こし得る十分に隣接しているが、重複しない周波数を使用する2つの周波数帯域の一例は、地上4G−LTEセルラー無線広帯域ネットワークが提案した1525−1559MHz周波数帯域及びGPS(Global Positioning System)に使用された1559−1610MHz帯域である。重複しない隣接周波数での送信が干渉を起こす無線ネットワークの他の例は、FM無線ネットワークである:200kHzだけ分離された送信は隣接周波数での送信に干渉を起こし得る。
第1ネットワークコンピュータシステム500は、加入者装置506a−bに無線サービスを提供する複数の基地局504a−gを含む。基地局504a−gは、それぞれカバレッジ領域520a−gを有する。これらのカバレッジ領域(又はセル領域)520a−gは、第1無線ネットワーク502が無線通信サービスを提供する地域を定義する。コアネットワーク508は、データトラフィックに対するスイッチング、ルーティング及びトランジションを提供する。以下、具体的に説明するように、SON制御機510は、第1ネットワークコンピュータシステム500に対してSONプロセスを具現し実行する。アンテナ制御機512は、基地局504a−gのアンテナに対する方位角、チルト及び高さのようなアンテナパラメータを制御する。
RF計画エンジン514は、加入者装置に基地局に対する新しい敷地位置(site location)を選択し、既に基地局に使用された適切なRF設定及び他のパラメータを決定するサービスを選択的に提供するように使用される。例えば、SON制御機510は、アンテナ方向の変更の影響を測定するためにRF計画エンジン514と通信できる。
RF計画エンジン514は、加入者装置に基地局に対する新しい敷地位置(site location)を選択し、既に基地局に使用された適切なRF設定及び他のパラメータを決定するサービスを選択的に提供するように使用される。例えば、SON制御機510は、アンテナ方向の変更の影響を測定するためにRF計画エンジン514と通信できる。
図5は、単一のSON制御機510を示してはいるが、SON制御機510の機能はネットワークで多重ノードを経て分布されることもできる。例えば、SONプロセスの部分は基地局504a−gのそれぞれで実行されることもでき、SONプロセスは、好ましいSON機能を行うために基地局の中でデータを通信することもできる。
一実施例によって、第1無線ネットワーク502は、例えば、GSM、UMTS、LTE、WiFi等又は固有ネットワーク(proprietary network)のような標準ベース通信ネットワークである場合もある。また、第1無線ネットワーク502は、標準ベース技術(例えば、LTE、UMTS及びGSM技術)の組み合わせで構成されることもできる。
第2無線ネットワーク552は、基地局554a−f、地上トランシーバ(ground−based transceivers)556a−b、衛星558、航空機搭載トランシーバ(airborne transceivers、図示せず)、地上又は空中レーダ(図示せず)、NRC559及び他の構成要素を含む。基地局554a−fは、それぞれカバレッジ領域570a−gを有する。トランシーバ556a−b、衛星558及び他の構成要素は、固有のカバレッジ領域を有する。カバレッジ領域(又はセル領域)は、第2無線ネットワーク552が無線通信サービスを提供する地理的領域を意味する。地上トランシーバ556a−bは、衛星558又は第2無線ネットワーク552の部分である他のトランシーバを介して基地局554a−fと通信することもできる。第2無線ネットワーク552に対する性能データは、例えば、サーバのような保存システム562の性能メトリックデータベース560に保存されることもできる。性能メトリックデータベース560に保存されたメトリックデータの例は、(1)第2無線ネットワークにおけるノード及び無線リンクのそれぞれの利用測定値、(2)第2ネットワークを介してノードで現れた干渉測定値、(3)第2ネットワークを介してノードで現れた信号品質の測定値、(4)第2無線ネットワークの無線通信リンクにおけるエラー率測定値、(5)第2無線ネットワークからのトポロジ情報、(6)第2無線ネットワークで行われたハンドオーバデータ及びハンドオーバ測定値などを含む。
一実施例において、第1無線ネットワーク502は、1つの加入者グループにサービスを提供し、第2無線ネットワーク552は、他の加入者グループにサービスを提供する。第1無線ネットワークの例は、加入者に音声及びデータサービスを提供するセルラーネットワークである。第2無線ネットワーク552の例は、他のセルラー技術を使用したり、他の会社が所有する音声及びデータサービスを提供するセルラーネットワークである。第2無線ネットワーク552の他の例は、治安、航空、軍事又は他の政府関連の事柄に対する無線サービスを提供するネットワークである。政府関連の無線ネットワークは、利用可能な容量で極めて小さな部分のみ、例えば、5%又はそれ以下を使用する。また、第2無線ネットワーク552に割り当てられた多くの無線通信容量は使用されないまま残る。第2無線ネットワーク552に割り当てられた周波数帯域の不充分な使用は、無線スペクトル不足の時代において重要なリソースの不充分な使用という結果を産む。
一実施例において、第1無線ネットワーク502は、第2無線ネットワークによって使用された周波数スペクトル(又は第2周波数帯域)のブロックに同じ、重なる又は隣接する周波数スペクトル(又は第1周波数帯域)を使用し、利用可能な周波数スペクトルが無線ネットワーク事業者によってより效率的に利用されることができるように構成される。しかし、第1及び第2無線ネットワーク502,552のカバレッジ領域は、重なる場合があるため、同じ、重なる又は隣接する周波数帯域が第1及び第2無線ネットワーク502,552によって使用される場合、信号干渉が主な問題となる。第1無線ネットワーク502によって行われる送信は、第2無線ネットワーク552における信号受信に対して問題を起こす場合がある。例えば、第1無線ネットワークで送信された信号の高調波又は相互変調積(inter−modulation product)が第2無線ネットワークで送信され受信された信号と同じ周波数である。同様に、第1無線ネットワーク502によって送信された高電力信号は、第2無線ネットワーク552の無線受信機の高周波前端部の過負荷又は飽和の結果を引き起こす場合もある。
一実施例において、SON制御機510は、第1及び第2無線ネットワーク502,552の間で干渉問題を扱うために使用される。SON制御機510は、第2無線ネットワークでの干渉影響を低減するための第1無線ネットワーク502を構成するために第2無線ネットワーク552から収集した性能メトリックデータを獲得して使用する。SON制御機510(又はSONプロセス)の効果的な使用によって、第1無線ネットワーク502は、第2無線ネットワーク552に使用された周波数と同じ、重なる又は隣接する周波数を使用することもできる。
図6は、本発明の一実施例によるSON制御機510を示すこともできるSON制御機600を示す。SON制御機600は、ネットワーク要素ID、性能メトリックなどのような1つ以上の無線ネットワークから最初収集したデータによってSONプロセスを行う複数のモジュールを含む。SONプロセスは、自動化した方式でどのようにネットワークに変更を起こし得るかを決定するためにこれらのデータを使用する。その後、これらの変更はネットワーク(閉鎖ループSON)に自動的に適用されたり、これらの変更がネットワーク(開放ループSON)に適用されるべきであるかを最終決定をする運用者によって最初検討されることもできる。
SON制御機600は、新しく配置された基地局(又はノード)を構成する自己組織化モジュール602を含む。自己最適化モジュール604は、自動調整された(auto−tune)第1無線ネットワーク502に対するUE及び基地局測定値を含む無線ネットワークの性能測定値を利用する。一実施例において、自己最適化モジュール604は、第1無線ネットワークの構成パラメータ(又はパラメータ)を変更し、その結果、第2ネットワーク側に第1無線ネットワークによって生成された干渉が減少される。最適化過程の一部として、自己最適化モジュール604は、第2無線ネットワーク552の要素だけではなく第1無線ネットワークの要素によって作られた測定値を使用する。変更され得る第1無線ネットワークのパラメータは、無線送信機のバルク送信電力、個別無線リソースの送信電力設定(例えば、無線サブ帯域の送信電力又は他のタイムスロット又は他の無線コード、遠隔制御されるアンテナ(例えば、RET(Remote Electrical Tilt)、RAS(Remote Azimuth Steering)又はRAB(Remote Azimuth Beam width)能力を有するアンテナ)の方向に使用される送信電力)などを含むこともできる。一実施例において、SONプロセスは、選択的に第2無線ネットワーク552による構成変更のために第2無線ネットワークのNRC559に推薦パラメータの変更を伝達することもできる。
また、SON制御機600は、第1無線ネットワーク502の要素で故障を自動的に感知し、これらの故障を解決、例えば、温度の故障又は以前のソフトウェアバージョンへの自動フォールバック(fallback)の場合、出力電力を低減するための自己治癒メカニズムを適用する自己治癒モジュール606を含む。SONコーディネーションモジュール608は、SONプロセスを行うために自己組織化モジュール602、自己最適化モジュール604及び自己治癒モジュール606と通信する。
図7は、本発明の一実施例によって重なるカバレッジ領域を有する第1及び第2無線ネットワーク502,552の間の干渉を減少させるプロセス700を示す。一実施例において、第1無線ネットワーク502は、一般公衆にサービスを提供するセルラーネットワーク事業者によって所有されて運用される標準ベースセルラーネットワークであるが、一方、第2無線ネットワーク552は、政府によって所有されて運用される治安ネットワーク又は軍用ネットワークである。他の実施例において、第1無線ネットワーク502及び第2無線ネットワーク552は、分離された事業者によって所有されて運用される標準基盤セルラーネットワークである。しかし、他の実施例において、第1無線ネットワーク及び第2無線ネットワークは、同一ネットワーク事業者によって所有されて運用されることもできるが、それぞれのネットワークは他の技術に基づくこともできる。
仮に第1及び第2無線ネットワーク502,552が他の技術に基づいたり、又は他の事業者によって運用されることができても、プロセス700は、変更が第2無線ネットワーク552でもあり得るという潜在的影響力を考慮して第1無線ネットワーク502の構成を変更するSONプロセスを示している。
プロセス700が単一のSON制御機510を使用すると説明されたが、SON制御機510の機能は、ネットワークで多重ノードにわたって分布されることもできる。例えば、SONプロセスの部分は、基地局504a−gのそれぞれで実行されることもでき、好ましいSON機能を実現するために基地局の中でデータを通信することもできる。
プロセス700は、説明の便宜のために図5及び図6を用いて説明される。しかし、様々な他の無線環境で具現されることもできる。プロセス700は、イベント通知又は既設定された計画に基づいて開始されることもできる。イベント通知は、第2無線ネットワーク552で干渉の検出によってトリガーされることもできる。検出はSON制御機510又は第2無線ネットワーク552の要素によって行われることもできる。ステップ702にて、SON制御機510は、第1無線ネットワーク502の第1性能メトリックデータ及び第1構成パラメータを調べる。ある実施例においては、SON制御機510は、第1構成パラメータのみを調べることもできる。ステップ704にて、SON制御機510は、第2無線ネットワーク552の第2性能メトリックデータ及び第2構成パラメータを獲得する。ある実施例においては、SON制御機510は、第2性能メトリックデータのみを獲得することもできる。ステップ706にて、SON制御機510は、第1及び第2性能メトリックデータ及び第1及び第2構成パラメータに基づいて第1無線ネットワーク502と関連づけられたパラメータ又はパラメータセットを変更する。ある実施例においては、SON制御機510は、第1構成パラメータ及び第2性能メトリックデータのみに基づいて(例えば、第1性能メトリックデータ及び第2構成パラメータを使用することなく)、第1無線ネットワーク502と関連づけられたパラメータ又はパラメータのセットを変更することもできる。パラメータは、第2無線ネットワーク552から起こる干渉を低減する意図で変更される。
図8は、本発明の一実施例によって重なるカバレッジ領域を有する第1及び第2無線ネットワーク502,552の間の干渉を減少させるプロセス800を示す。一実施例において、言及されたプロセス700で説明されたように、第1及び第2無線ネットワークは、他の技術又は他の事業者によって運用されるものに基づくこともできる。プロセス800は、変更が第2無線ネットワーク552でもあり得るという潜在的影響力を考慮して第1無線ネットワーク502の構成を変更するSONプロセスを示している。
プロセス800が単一のSON制御機510を使用すると説明されたが、SON制御機510の機能は、ネットワークで多重ノードにわたって分布されることもできる。例えば、SONプロセスの部分は、基地局504a−gのそれぞれで実行されることもでき、好ましいSON機能を実現するために基地局の中でデータを通信することもできる
プロセス800は、説明の便宜のために図5及び図6を用いて説明される。しかし、様々な他の無線環境で具現されることもできる。プロセス800は、イベント通知又は既設定された計画に基づいて開始されることもできる。ステップ802にて、SON制御機510は、第1無線ネットワーク502の第1性能メトリックデータ及び第1構成パラメータを調べる。ある実施例においては、SON制御機510は、第1構成パラメータのみを調べることもできる。一実施例において、プロセス800は、既設定された計画に基づいて実行される。第1構成パラメータの例は、以下を含む。
−第1無線ネットワークのそれぞれのノード(又は基地局)における送信電力
−第1無線ネットワークのそれぞれのノードにおけるアンテナ方向
−第1無線ネットワークからのトポロジ情報
第1性能メトリックデータの例は、以下を含む。
−第1無線ネットワークにおけるノード及び無線リンクの中のそれぞれの無線リソースの利用測定値
−第1無線ネットワークにわたるノードで現れた干渉測定値
−第1無線ネットワークの無線通信リンクにおけるエラー率測定値
−第1無線ネットワークで行われたハンドオーバデータ及びハンドオーバ測定値
−第1無線ネットワークの各ノードによって受信されたデータ量の測定値
−第1無線ネットワークの各ノードによって送信されたデータ量の測定値
−第1無線ネットワークの装置によってネットワーク接続に対する成功又は失敗試みの数の測定値
−第1無線ネットワークにおけるドロップされた接続の数の測定値
−第1無線ネットワークのそれぞれのノード(又は基地局)における送信電力
−第1無線ネットワークのそれぞれのノードにおけるアンテナ方向
−第1無線ネットワークからのトポロジ情報
第1性能メトリックデータの例は、以下を含む。
−第1無線ネットワークにおけるノード及び無線リンクの中のそれぞれの無線リソースの利用測定値
−第1無線ネットワークにわたるノードで現れた干渉測定値
−第1無線ネットワークの無線通信リンクにおけるエラー率測定値
−第1無線ネットワークで行われたハンドオーバデータ及びハンドオーバ測定値
−第1無線ネットワークの各ノードによって受信されたデータ量の測定値
−第1無線ネットワークの各ノードによって送信されたデータ量の測定値
−第1無線ネットワークの装置によってネットワーク接続に対する成功又は失敗試みの数の測定値
−第1無線ネットワークにおけるドロップされた接続の数の測定値
ステップ804にて、SON制御機510は、第2無線ネットワーク552から第2性能メトリックデータ及び第2構成パラメータを獲得する。第1無線ネットワークのSON制御機510は、性能メトリックデータベース562又は第2無線ネットワーク552の要素(例えば、基地局又は他のトランシーバ装置)から直接第2性能メトリックデータ及び第2構成パラメータを獲得することもできる。ある実施例においては、SON制御機510は、第2性能メトリックデータのみを獲得することもできる。一実施例において、第2無線ネットワーク552は、第1無線ネットワーク502ではなく他の加入者に典型的にサービスを提供するネットワークである。例えば、第1無線ネットワーク502は、加入者に音声及びデータサービスを提供するセルラーネットワークであって、第2無線ネットワーク552は、治安、航空、軍事又は他の政府関連の事柄に対する無線サービスを提供するネットワークである。一実施例において、SON制御機510は、第1無線ネットワーク502の構成に対するこれらの変更が第2無線ネットワーク552であり得るという潜在的な影響を考慮するために、第2無線ネットワーク552から第2性能メトリックデータを獲得する。
一実施例において、SON制御機510は、第2無線ネットワーク552によって又は第2無線ネットワーク552から制御されるメトリックデータを持つ性能メトリックデータベース562のデータにアクセスする。インタフェース(図示せず)を介して又は第2無線ネットワーク552のNRC559から受信されたデータを介して性能メトリックデータベース562へのアクセスが行われる。性能メトリックデータベース562に保存されたメトリックデータの例は、(1)第2無線ネットワークにおけるノード及び無線リンクのそれぞれの利用測定値、(2)第2ネットワークを介してノードで現れた干渉測定値、(3)第2ネットワークを介してノードで現れた信号品質の測定値、(4)第2無線ネットワークの無線通信リンクにおけるエラー率測定値、(5)第2無線ネットワークで行われたハンドオーバデータ及びハンドオーバ測定値などを含む。また、性能メトリックデータベース562は、SON制御機510によってアクセスすることもできる第2構成パラメータ(例えば、第2無線ネットワークからのトポロジ情報)を含むこともできる。一実施例によって、SON制御機510は、第2構成パラメータではなく第2性能メトリックデータのみにアクセスできるように許可されることもできる。
ステップ806にて、第2無線ネットワークが第1無線ネットワークからの干渉が起こったか否かが決定される。干渉が起こらなかった場合、プロセス800は、次の予定された時間又は次のイベント通知でステップ802を行うために待機する。もし、干渉が検出された場合、プロセスは、次のステップに進む。一実施例において、ステップ806は、第2無線ネットワーク552のNRC559によって行われることもでき、プロセス800を実行するようにSON制御機510に知らせることもできる。
ステップ808にて、SON制御機510は、第2無線ネットワーク552によって起こった干渉を效果的に解決するように予測できる第1無線ネットワーク502の変更を選択する。SON制御機510は、第1及び第2性能メトリックデータ及び第1及び第2構成パラメータに基づいて変更を選択する。一実施例によれば、SON制御機510は、第1構成パラメータ及び第2性能メトリックデータのみに基づいて(例えば、第1性能メトリックデータ及び第2構成パラメータを利用することなく)変更を選択することもできる。一実施例において、SON制御機510は、RF計画エンジン514から受信された予測された影響に関する情報に基づいて変更を選択することもできる。RF計画エンジン514は、SON制御機510が第1無線ネットワーク及び隣接する第2無線ネットワークに対する第1無線ネットワーク502の様々なパラメータの変更の影響を測定するようにサポートする。例えば、第1及び第2性能メトリックデータが第2無線ネットワーク552の基地局554cが第1無線ネットワーク502の基地局504gから干渉が起こっていることを示す場合、SON制御機510は、基地局554cによって起こる干渉を減少させるために基地局504gの方向を変更できる。又は、SON制御機510は、基地局554cによって起こる干渉を除去するために、基地局504gの送信電力を減少させることもできる。基地局554cのカバレッジ領域の減少を補償するために、SON制御機510は、基地局504fの送信電力を増加させることもできる。
ステップ810にて、SON制御機510は、ステップ808にて選択された変更に基づいて第1無線ネットワーク502と関連づけられたパラメータ又はパラメータのセットを変更する。例えば、ステップ808にて選択された変更が第1無線ネットワークのアンテナの方向を変更することである場合、SON制御機510は、アンテナ制御機512に第1無線ネットワーク502でアンテナの方向を変更するように指示する。
ステップ812にて、SON制御機510は、干渉が解決されたかを決定する。解決された場合、プロセス800は終了する。解決されなかった場合、新しい第1及び第2性能メトリックデータ及び新しい第1及び第2構成パラメータが獲得され(ステップ814)、ステップ808及びステップ810が繰り返される。また、新しい第2性能メトリックデータのみが獲得されることもできる。一実施例において、干渉が解決されたかを決定するために、SON制御機510は、まず新しい性能メトリックデータを集めることもできる。
以上で述べたように、本発明の様々な実施例が説明の目的にここに記述され、様々な変形が本開示の範囲及び精神から逸脱することなく行われることもできるということが理解されるべきである。したがって、ここに開示された様々な実施例は制限されることを意図するものではない。
Claims (20)
- 第1地理的領域で無線サービスを提供する第1無線ネットワークと関連づけられたネットワークリソース装置において、
プロセッサ;及び
コンピュータ実行可能な命令が保存された非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、
前記プロセッサによって前記コンピュータ実行可能な命令が実行される場合、前記コンピュータ実行可能な命令が行う方法は、
前記第1地理的領域と重なる第2地理的領域で無線通信サービスを提供する第2無線ネットワークの性能メトリックデータを獲得するステップ;及び
前記第2無線ネットワーク側に前記第1無線ネットワークによって生成された干渉を減少させるために、獲得した前記第2性能データに基づいて前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータを変更するステップを含むことを特徴とするネットワークリソース装置。 - 前記第1無線ネットワークは、前記第2無線ネットワークによって使用された第2周波数帯域と同じ又は重なる第1周波数帯域を使用し、
前記ネットワークリソース装置は、前記第1無線ネットワークの前記構成パラメータを変更するために使用するための前記第1無線ネットワークの構成パラメータを提供されることを特徴とする請求項1に記載のネットワークリソース装置。 - 前記第1無線ネットワーク及び前記第2無線ネットワークは、他のネットワーク事業者によって運用されることを特徴とする請求項2に記載のネットワークリソース装置。
- 前記第2無線ネットワークは、政府によって運用されることを特徴とする請求項3に記載のネットワークリソース装置。
- 前記方法は、
前記第2無線ネットワークのノードで発生する干渉の指標(indication)を受信するステップ;
前記第1無線ネットワークと関連づけられた前記構成パラメータを変更することによって、前記第2無線ネットワークのノードにおける干渉が解決されたかを決定するステップ;及び
前記構成パラメータを変更することによって前記第2無線ネットワークのノードで干渉が解決されなかったと決定される場合、同じ前記構成パラメータ又は他の構成パラメータの中の少なくとも1つを変更するステップを含むことを特徴とする請求項3に記載のネットワークリソース装置。 - 前記第1無線ネットワークの周波数帯域及び前記第2無線ネットワークの周波数帯域は、それぞれ互いに干渉を起こし得る無線スペクトルに十分に密接な隣接周波数帯域であることを特徴とする請求項1に記載のネットワークリソース装置。
- 前記第1無線ネットワークの周波数帯域及び前記第2無線ネットワークの周波数帯域は、それぞれ互いに干渉を起こし得る無線スペクトルに十分に密接な隣接周波数帯域であって、
前記第1無線ネットワーク及び前記第2無線ネットワークは、他のネットワーク事業者によって運用され、
前記方法は、
前記第2無線ネットワークのノードで発生する干渉の指標(indication)を受信するステップ;
前記第1無線ネットワークと関連づけられた前記構成パラメータを変更することによって、前記第2無線ネットワークのノードにおける干渉が解決されたかを決定するステップ;及び
前記構成パラメータを変更することによって前記第2無線ネットワークのノードで干渉が解決されなかったと決定される場合、同じ前記構成パラメータ又は他の構成パラメータの中の少なくとも1つを変更するステップをさらに含み、
前記ネットワークリソース装置に前記第1ネットワーク及び前記第2ネットワークの構成パラメータ及び性能メトリックデータが提供されることを特徴とする請求項1に記載のネットワークリソース装置。 - 前記変更された構成パラメータは、前記第1無線ネットワークにおける無線送信機の送信電力又は前記第1無線ネットワークにおけるアンテナの方向であることを特徴とする請求項1に記載のネットワークリソース装置。
- 前記ネットワークリソース装置は、前記第1無線ネットワークに対する自己組織化ネットワーク制御機であることを特徴とする請求項1に記載のネットワークリソース装置。
- 前記ネットワークリソース装置は、前記第1無線ネットワークの基地局の中のいずれかから離隔された位置で提供されたり、前記第1無線ネットワークの1つ以上の基地局で提供されることを特徴とする請求項1に記載のネットワークリソース装置。
- 無線ネットワークで干渉を減少させる方法において、
第1地理的領域に無線通信サービスを提供する第1無線ネットワークと関連づけられたネットワークリソース装置によって前記第1無線ネットワークの構成パラメータにアクセスするステップ;
前記ネットワークリソース装置によって、前記第1地理的領域と重なった第2地理的領域に無線通信サービスを提供する第2無線ネットワークの性能メトリックデータを獲得するステップ;及び
前記第2無線ネットワーク側に前記第1無線ネットワークによって生成された干渉を減少させるために、前記第2無線ネットワークの前記性能メトリックデータに基づいて前記ネットワークリソース装置によって前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータを変更するステップを含むことを特徴とする無線ネットワークで干渉を減少させる方法。 - 前記第1無線ネットワークは、前記第2無線ネットワークによって使用される第2周波数帯域と同じ又は重なる第1周波数帯域を使用し、
前記第1無線ネットワーク及び前記第2無線ネットワークは、他のネットワーク事業者によって運用されることを特徴とする無線ネットワークで干渉を減少させる請求項11に記載の方法。 - 前記第2無線ネットワークのノードで発生する干渉の指標(indication)を受信するステップ;
前記第1無線ネットワークと関連づけられた前記構成パラメータを変更することによって、前記第2無線ネットワークのノードにおける干渉が解決されたかを決定するステップ;及び
前記構成パラメータを変更することによって前記第2無線ネットワークのノードで干渉が解決されなかったと決定される場合、同じ前記構成パラメータ又は他の構成パラメータの中の少なくとも1つを変更するステップをさらに含むことを特徴とする無線ネットワークで干渉を減少させる請求項12に記載の方法。 - 前記第1無線ネットワークの周波数帯域及び前記第2無線ネットワークの周波数帯域は、それぞれ互いに干渉を起こし得る無線スペクトルに十分に密接な隣接周波数帯域であることを特徴とする無線ネットワークで干渉を減少させる請求項11に記載の方法。
- 前記第1無線ネットワークの周波数帯域及び前記第2無線ネットワークの周波数帯域は、それぞれ互いに干渉を起こし得る無線スペクトルに十分に密接な隣接周波数帯域であって、
前記第1無線ネットワーク及び前記第2無線ネットワークは、他のネットワーク事業者によって運用され、
前記第2無線ネットワークのノードで発生する干渉の指標(indication)を受信するステップ;
前記第1無線ネットワークと関連づけられた前記構成パラメータを変更することによって、前記第2無線ネットワークのノードでの干渉が解決されたかを決定するステップ;及び
前記構成パラメータを変更することによって前記第2無線ネットワークのノードで干渉が解決されなかったと決定される場合、同じ前記構成パラメータ又は他の構成パラメータの中の少なくとも1つを変更するステップをさらに含み、
前記ネットワークリソース装置に前記第1無線ネットワーク及び前記第2無線ネットワークの構成パラメータ及び性能メトリックデータが提供されることを特徴とする無線ネットワークで干渉を減少させる請求項11に記載の方法。 - 前記ネットワークリソース装置は、前記第1無線ネットワークに対する自己組織化ネットワーク制御機であることを特徴とする無線ネットワークで干渉を減少させる請求項11に記載の方法。
- 複数の基地局を有し、第2無線ネットワークの第2地理的カバレッジ領域と重なる第1地理的カバレッジ領域で無線サービスを提供する第1無線ネットワーク;
前記第1無線ネットワークと関連づけられたネットワークリソース装置;及び
前記第1無線ネットワークの要素で提供され、コンピュータ実行可能な命令が保存された非一時的なコンピュータ可読媒体を含み、
プロセッサによって前記コンピュータ実行可能な命令が実行される場合、前記コンピュータ実行可能な命令が行う方法は、
前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータにアクセスするステップ;及び
前記第2無線ネットワーク側に前記第1無線ネットワークによって生成された干渉を減少させるために、前記第2無線ネットワークの性能メトリックデータに基づいて前記第1無線ネットワークと関連づけられた構成パラメータを変更するステップを含むことを特徴とするネットワーククコンピューティングシステム。 - 前記第2無線ネットワークのノードで干渉指標を受信するステップをさらに含み、
前記非一時的なコンピュータ可読媒体は、前記ネットワークリソース装置で提供されることを特徴とする請求項17に記載のネットワーククコンピューティングシステム。 - 前記干渉指標は、前記ネットワークリソース装置によって受信された前記第2無線ネットワークの性能メトリックデータに基づくことを特徴とする請求項18に記載のネットワーククコンピューティングシステム。
- 前記第1無線ネットワークは、前記第2無線ネットワークによって使用される第2周波数帯域と同じ又は重なる第1周波数帯域を使用し、
前記第1無線ネットワーク及び前記第2無線ネットワークは、他のネットワーク事業者によって運用されることを特徴とする請求項17に記載のネットワーククコンピューティングシステム。
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