JP2017069958A - ヘテロジニアスセルラネットワークのためのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化 - Google Patents

ヘテロジニアスセルラネットワークのためのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化 Download PDF

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Abstract

【課題】ヘテロジニアスセルラネットワークのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化を行うこと。【解決手段】本方法は、基地局の場所及びRFパラメータを決定した後に、フロントホールネットワーク及びバックホールネットワークのうちの少なくとも何れかを為すxホールネットワークの実現可能性の評価を実行することを含む。実現可能性の評価は、ネットワークグラフに基づいて、何れのスモールセルの配置がアクセス可能であるかを、実際のネットワーク条件に従って及び様々なタイプのネットワークリンクのコストメトリックに基づいて決定してよい。【選択図】図1

Description

本開示はセルラネットワーキングに関連し、特に、ヘテロジニアスセルラネットワークのためのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化に関連する。
モバイルユーザーデバイスに無線ネットワークアクセスを提供するセルラネットワークは長年にわたって益々発展してきており、第1世代(1G)が導入されて以来、ほぼ10年毎に新しい世代のセルラネットワーキング規格が実現されている。それぞれ新世代が登場するにつれて、様々な周波数バンド及び新たな通信技術は、より高いデータレートがセルラネットワーキングを通じて提供されることを可能にする。
例えば第3世代(3G)システムまでの従来のセルラネットワークでは、無線周波数(RF)コンポーネント及びRFコンポーネントにリンクする固定ネットワーク(しばしば光ネットワークである)は、通常、別々に設計及び実装される個々の分離したシステムとして見えている。この設計アプローチの下では、従来の所与の任意の一群のセルラRFコンポーネントに関し、固定ネットワークは、結果的に生じる帯域幅要請に応じるために十分なスループット容量を有することが、仮定されている。更に、そのような従来のセルラネットワークは、比較的数が少ない所謂「ラージセル(large cells)」(所謂「マクロセル」及び「マイクロセル」を含む)により構成されているので、セル基地局の固定ネットワークへのアクセス及びその利用可能性は、一般に、所与のセルラネットワークの設計に対する実現可能性の制約にはなっていない。従って、そのような従来のセルラネットワークの設計に関し、RF技術者は、主に、所与のサービスエリアの最適なカバレッジ及びセルの配置を設計する無線制約に注力することができる。
3Gシステムの進歩は分散された基地局アーキテクチャを含み、その場合、より柔軟なネットワーク設計及び展開のために、リモート無線ヘッド(RRH)が、光ファイバ(或いは、しばしばマイクロ波リンクであってもよい)を利用して、基地局のベースバンドユニット(BBU)から分離されている。セルの中でセントラル化されるBBUにスタンドアローンRRHを接続するネットワークセグメントは、分散基地局アーキテクチャにおいて「フロントホール(fronthaul)ネットワークとして言及される一方、「バックホール(backhaul)ネットワーク」はBBUを相互接続するネットワークを指す。
近年、ロングタームエボリューション(LTE)のような3Gの後継のセルラネットワークシステムが幅広く採用されており、急速に成長しつつある。多くの新たな無線アクセスネットワーク(RAN)技術及び無線技術は、所謂ヘテロジニアス無線ネットワークアーキテクチャを含むLTEに関して発展し続けており、ヘテロジニアス無線ネットワークアーキテクチャは、(いわゆる「ピコセル」及び「フェムトセル」を含む)所謂「スモールセル(small cells)」を多数含む。ヘテロジニアスセルラネットワークにおけるスモールセルの数は、従来のセルラネットワークアーキテクチャにおけるラージセルの数より非常に多いので、特に、最小の干渉しか伴わない最適な無線カバレッジ、及び、各スモールセルのフロントホール又はバックホールヘットワークへのアクセス性の要因に起因して、ヘテロジニアス設計は比較的複雑化する。
更に、新たなクラウドRAN(C-RAN)セルラ無線ネットワークアーキテクチャが使用されており、これは、協調マルチポイント(Coordinated MultiPoint：CoMP)及びセル間干渉コーディネーション(Inter-Cell Interference Coordination：ICIC)等のようなLTEアドバンストの特徴を実現することによる更なる恩恵をもたらし、CoMP及びICICは、セルのパフォーマンスを改善するためにセル間の通信及び協調を当てにしており、そのような改善はセルラネットワーク全体に経済的な恩恵をもたらす。CoMP、ICIC及びエンハンストICIC(eICIC)のような新たな特徴は、非常に厳しい(タイトな)タイミング同期、低遅延及び非常に高い帯域幅をワイヤレスドメインにおいて当てにするので、出現するフロントホールネットワークに関する所定のパフォーマンス要請は、バックホールネットワークに関するものに接近又は超越してしまうおそれがある。
従って、例えばC-RANのような登場するセルラネットワークトポロジをサポートするのに適した固定ネットワークを利用できることは、もはや、所与のネットワーク設計における全ての提案されるセルについて妥当な仮定ではない。逆に、干渉のようなRFの問題は、ハイパフォーマンスのフロントホール又はバックホールネットワーク(本願では、まとめて「xホール(x-haul)」と言及される)の利用を制限し、経済的に望まれない無駄なネットワーク容量を招く結果となってしまう。
一側面において、開示される方法はセルラネットワークを評価するためのものである。本方法は、セルラネットワークのサービスエリアに関する基地局パラメータとネットワークトポロジ情報とを受信する工程を含む。本方法において、前記ネットワークトポロジ情報は、前記基地局パラメータに関連する基地局の場所と前記サービスエリアのユーザー密度とを含む。本方法において、前記基地局はラージセルを含んでよい。本方法は、前記サービスエリアに追加される追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定する工程、及び、前記追加的なスモールセルに関連する物理セル制約を判定する工程を含む。本方法において、前記パフォーマンス基準は、前記サービスエリアのxホールネットワークのネットワークパフォーマンス属性を指定し、前記xホールネットワークは、フロントホールネットワーク及びバックホールネットワークのうちの少なくとも何れかを含む。前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約に基づいて、本方法は、前記xホールネットワークに対する複数の設計候補を生成する工程を含む。本方法において、前記設計候補は、前記xホールネットワークの少なくとも何れかについて異なるタイプのネットワークリンクを利用する。本方法は、xホールネットワークグラフにおける設計候補を組み合わせる工程を含む。本方法において、xホールネットワークグラフは論理データ構造であり、前記論理データ構造は：前記ラージセルと前記追加的なスモールセルとを含む前記xホールネットワークにおけるノード；前記ノードに接続する前記xホールネットワークにおける前記異なるタイプのネットワークリンク；ネットワークリンクに関するサイトコストを表現する補助リンク；及び前記ネットワークリンクの各々に対するコストメトリック；を指定する。前記xホールネットワークグラフに基づいて、前記追加的なスモールセルの各々に関し、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約が、少なくとも何れかの設計候補により充足される場合、本方法は、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約を充足する設計候補を出力する工程を含む。
開示される任意の方法形態において、前記設計候補を出力することは、前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記xホールネットワークに対して最低コストを有する出力された設計候補を受け入れることを更に含んでもよい。本方法において、 前記サイトコストは、前記ネットワークリンクに関する設備のコストを含んでもよい。
開示される任意の方法形態において、本方法は、前記設計候補が最小コストを超える場合、xホールネットワークグラフにおいて指定される前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記追加的なスモールセルのうち少なくとも何れかの場所は拒否される旨の通知を出力する工程を更に含んでもよい。
開示される任意の方法形態において、前記ネットワークトポロジ情報及び前記基地局パラメータは、前記サービスエリアに対する有用性基準を充足してもよい。本方法において、前記有用性基準は、前記サービスエリアの中で所与のスループットが全てのエンドユーザに提供されることを示す最大プロポーショナルフェア有用性であってもよい。
開示される任意の方法形態において、前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定することは、ラージセル及びスモールセルのうち少なくとも何れかの送信電力を決定することを更に含んでもよい。本方法において、前記物理セル制約はスモールセルに対する見通し線の制約を含み、前記追加的なスモールセルの場所は3次元的に指定されてもよい。
開示される任意の方法形態において、前記異なるタイプのネットワークリンクは、波長分割多重される光ファイバリンク、パッシブ光ファイバネットワークリンク、及び無線リンクのうちの少なくとも何れかを含んでもよい。
開示される任意の方法形態において、前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定することは、前記追加的なスモールセルを先ず電源オフ状態でシミュレーションすること；前記追加的なスモールセルのうち最も望ましい配置から開始して、よりいっそうの前記追加的なスモールセルを連続的に起動することをシミュレーションすること；起動されるようにシミュレーションされた前記追加的なスモールセルから生じる干渉をシミュレーションすること；及び前記干渉に基づいて、前記サービスエリアにおける前記追加的なスモールセルの最適な数を決定すること；を更に含んでもよい。
セルラネットワークの実現可能性を評価する更なる開示される形態は、プロセッサにより実行可能な命令を保存する記録媒体にアクセスするように動作するプロセッサが含まれるコンピュータシステムを含む。
一形態によるヘテロジニアスセルラネットワークアーキテクチャのうち選択された要素についてのブロック図。
ジョイント無線及び固定ネットワーク最適化設計プロセスのうち選択された要素についてのブロック図。
一形態によるスループット最適化方法のうち選択された要素をフローチャートで示す図。
一形態による実現性評価方法のうち選択された要素をフローチャートで示す図。
xホール設計例のうち選択された要素についてのネットワークトポロジを示す図。
xホール設計例におけるxホール設計候補のうち選択された要素についてのネットワークトポロジを示す図。 xホール設計例におけるxホール設計候補のうち選択された要素についてのネットワークトポロジを示す図。 xホール設計例におけるxホール設計候補のうち選択された要素についてのネットワークトポロジを示す図。
xホール設計例におけるxホール設計候補のうち選択された要素を示すxホールネットワークグラフを示す図。
コンピュータシステムのうち選択された要素についてのブロック図。
以下の説明では、開示される対象事項の議論を促すために詳細な事項が具体例により説明される。しかしながら、開示される形態は例示であり且つ全ての可能な形態を網羅していないことは、当業者にとって明らかであろう。
本開示を通じて、ハイフンが付いた形式の参照番号は或る要素のうちの特定の例を指し、ハイフンが付いてない形式の参照番号は要素を一般的又は包括的に指している。従って、例えば、ウィジェット12-1は、ウィジェット12として包括的に言及されるウィジェットのクラスのうちの一例を指し、ウィジェット12のうちの何れも一般的にウィジェット12として言及されてよい。
上述したように、ヘテロジニアスセルラネットワークは、様々な種類のアクセス技術とともに様々な種類のセル装置を含む。本願で使用されるように、ラージセルはマイクロセル及びマクロセルを含む一方、スモールセルはピコセル及びフェムトセルを含む。様々なタイプのセル(又は基地局)は以下の表1のようにまとめられ、表1は一般的な説明のための概略的な非限定的な分類を示す。
Figure 2017069958
 表1：セルラネットワークで基地局として使用されるセルの非限定的な分類
更に、C-RANセルラ無線ネットワークアーキテクチャは広く普及しつつあるので、CoMP、ICIC及びeICICのようなLTEアドバンストの特徴は、無線ドメインにおいて、特にフロントホールネットワークにおいて、非常にタイトなタイミング同期、低遅延及び非常に高い帯域幅に関して、ヘテロジニアスセルラネットワークを従わせる。例えば、eICICは5μsより短いタイミング同期に関連する一方、CoMPは1ms未満という遅延に関連する。スモールセルはセルラネットワークの豊富なスケーラビリティを指向する一層経済的な経路(パス)を表すので、使用されるスモールセルの数は、指数関数的に増大し、徐々にセルラネットワーキングを支配することが予想される。将来的には、第5世代(5G)技術は、セルラのxホールネットワークに関してソフトウェア構成ネットワーク(software-defined networks：SDN)を導入することが予想される。ネットワークリソースのプーリング(pooling)及びSDNによるインテリジェントなリソース割当能力は、各々のセルラユーザーに柔軟な帯域幅割当を提供するが、セルラxホールネットワークを設計及び実現する際に何らかの問題に直面することになる。
特に、セルラフロントホールネットワークは、より厳しいパフォーマンス要請に委ねられ、従って、スモールセルを接続するには光ファイバリンクが好ましい選択肢である。しかしながら、スモールセルの配置場所が劇的に増加すると、街灯柱(lamp posts)、電柱(utility posts)等のような多くの所望の場所は、光ファイバにとって容易にはアクセスできず、そのような場所までファイバを延長するためのコストは法外になるかもしれない。他の選択肢はマイクロ波コネクションであり、これは、所定のパフォーマンス制約とともに、見通し線(LOS)及び非見通し線(NLOS)の場所(例えば建物の屋上より低い場所)の双方に拡張されることが可能である。
上記の議論の結果として、ヘテロジニアスセルラネットワークの設計及び展開は、RF信号伝送だけでなくxホールセルラネットワーキングの実現可能性を考慮することにも関わる。本願で説明されるように、ヘテロジニアスセルラネットワークの最適化は様々な段階(又はステージ)を含む。第1段階では、屋外及び屋内の双方の環境を含んでよいサービスエリアにおけるスモールセル伝搬環境の3D形態(配置又は形状)を取得するためにネットワーク情報が収集される。典型的な場合では、サービスエリアは、既存のマクロセルにより、及び、場合によっては既存のスモールセルにより既にサービスを受けている。従って、本願で説明されるようなヘテロジニアスセルラネットワークの最適化は、無線ネットワークの全体的な容量又は到達範囲を増やすために追加的なスモールセルを付加することを含む。そして、サービスエリアのユーザー密度分布に関する詳細情報が取得されてもよい。スモールセル設計に関し、既存のマクロセルのセクタ毎のコネクション統計によりユーザー密度を推定する従来方法は、十分に正確ではないかもしれない。典型的なマクロセル半径は約500ないし1500mであるが、スモールセルの場合、(屋外では)50m以下の分解能でユーザー密度情報を有すること、及び、(屋内では)建物の各々のフロアの中で更に緻密な分解能でユーザー密度情報を有することが望ましい。スモールセルの典型的な半径は約10ないし100mである。例えば、各々のユーザー末端デバイスに正確なグローバルポジショニングシステム(GPS)情報を提供するスマートフォンアプリケーションは、サービスエリアの3D形態を判断するための好ましいアプローチである。
第2段階では、スモールセル無線ネットワークの最適化は、第1段階で収集されたネットワーク情報から実行される。追加的なスモールセルを導入するための一群の配置場所が選択される。ヘテロジニアスセルラネットワークの多くの場合、既存のマクロセルがサービスエリアの中で適切なカバレッジを提供しており、追加的なスモールセルは主にネットワーク容量を増やすために追加されることに、留意を要する。設計計画の際、追加的なスモールセルは所与のサービスエリアの容量全体を担うことが仮定され、他の場所に応対するためにマクロセルから容量負担を軽減してもよい。追加的なスモールセルの最良の場所を判定する際に、ネットワーク要素のうちの所謂「ホットスポット」(ユーザーコネクションが多い領域)の場所及びサイズ、並びに、個々のユーザーからのアンテナ距離などのような幾つもの要因が考察されてよい。しかしながら、所定の実用的な制限が、追加のスモールセルの場所のそれぞれに適用されてもよい。従って、半自動的なアプローチが使用されてもよく、そのアプローチは、デマンドホットスポット()の中心に最も近い屋上場所の好ましい選択を可能にする一方、特にxホールネットワークへのアクセス性及びゾーン制約に基づいて、選択を上書きすること及びスモールセルを更に好ましい場所に動かすことを、設計技術者に可能にする。
所定のソフトウェアアプリケーションはスモールセルの場所の自動的又は半自動的な選択を可能にする。一例は、所望の場所に近い一群の屋上の場所を自動的に選択する。より複雑なケースでは、スモールセルの場所選択がマニュアルで実行されることが可能である。例えば、好ましい場所に位置する街灯柱又は電柱が優先的に選択されてもよい。RF最適化(最良のアンテナパターン、最適な3D方向付け、好ましいスケジューラ等)が自動的に実行されてもよい。WinProp(独国のAWEコミュニケーションズGmBH)のような3Dデータを取り扱うRF伝搬ツールは、所定の選択された候補セルから、カバレッジ及びキャパシティをモデル化するために使用されてよい。富士通社が開発した最適化ツール(例えば、スループットオプティマイザ(Throughput Optimizer))は、RF最適化に使用されてもよい。最適化ツールのゴールは、様々な候補セルの3D配置及び最適化RFパラメータを評価し、最大ユーザースループットを得ることである(ピーク、平均、セル端などの観点からのスループットであってよい)。そして、第2段階は、サービスエリア内にスモールセルの3D位置を含めるデータを出力する。
更に、第2段階は、スモールセルの最適RFパラメータを選択することを含んでもよい。場合によっては、自律的な組織化ネットワーク(self-organizing networks：SON)のLTE能力が、送信電力及びハンドオフ閾値等のような多くのRFパラメータを動的に最適化するために使用されてよい。しかしながら、最適なアンテナパターン、使用される周波数バンド、最適なスケジューリングアルゴリズム等のような他のRFパラメータが、様々なパフォーマンスターゲット(例えば、最良の全体的なスループット、最良のセル端スループット、最良の公平性など)のために選択されてもよい。スループットオプティマイザは、所望の使用条件(例えば、最適なコネクションの数又は最適なスループット等)を充足するように、アンテナパターン、(該当する場合には)好ましい周波数バンド及びスケジューリング方式を選択することが可能である。例えば、ある使用基準はプロポーショナルフェア(proportional fair：PF)ユーティリティであり、これは、スループット割当(throughput allocation：TA)ユーティリティのうち、各々のコネクションが同じスループットで提供されるという特殊なケースである。
RFパフォーマンスはセル間の干渉により制限されるかもしれないので、同一及び相違する周波数チャネルを使用するスモールセルネットワーク及びマクロセルのスループットを比較することは有用である。ある特定のシミュレーション例では、2つのネットワークが同じチャネルを共有する場合、レイヤ間干渉は高くなり、達成されるスループットは低くなることが、示されている。シミュレーション例では、共有チャネルに関し、スモールセルの総数が約20を越えると、セルからの干渉の増大に起因して、ユーザー側デバイスの平均スループットは最早増えず、より多くのスモールセルを追加することは、最早、達成される信号対干渉雑音比(SINR)を増やさない。シミュレーション例では、2つのネットワークが別々のチャネルを利用している場合、レイヤ間干渉はかなり低くなり、ユーザー側デバイスの平均スループットはかなり高くなり、そして、容量が増加しなくなるまでに、約40個のスモールセルが追加されてよい。上記のシミュレーション例は単なる一例に過ぎず、セル数の限界は多くの要因に応じて異なることに留意を要する。例えば、ホットスポットのサイズは、スモールセル数に関する決定要因になり得る。場合によっては、ホットスポットのサイズが大きいほど、ネットワーク容量を増やすために追加されてよいスモールサイズの数は多くなる。ある領域の中でホットスポットが特に大きい場合、非常に多数のスモールセルが生産的に配備される。一方、ある領域の中でホットスポットのサイズが比較的小さい場合、スモールセル数を増やすことは、ネットワーク容量を増やす観点からは、ほとんど利益をもたらさないかもしれない。
第3段階では、実現性評価部が、第2段階からのデータを受信し、サービスエリアにスモールセルを最良に収容するように最適なxホールネットワークの設計を試みる。パフォーマンス条件及び実用上の制約は、スモールセルとラージセルとでは一般に異なる。例えば、スモールセルがRRHである場合、フロントホールネットワークは、高帯域幅及び低遅延をパフォーマンスターゲットとして設計されるであろう。スモールセルが屋上より下の場所に設置される場合、考慮される設計制約となるLOS伝搬条件は利用可能でないかもしれない。例えば、ファイバ、マイクロ波(NLOS)、Eバンドマイクロ波(LOS)、同軸ケーブル等のような多くの可能なxホール技術が使用されてよい。ネットワークの様々なセクション(アクセス、アグリゲーション、コア)に関し、様々な伝送技術が適切に使用されてよい。実現性評価部のゴールの1つは、全体的なコストを最小化しつつ、パフォーマンスの要請及び設計制約を充足することが可能な最良の伝送技術を選択することである。
第4段階では、実現性評価部が、設計の試みの結果に基づいて、肯定的又は否定的なフィードバックを生成する。xホールネットワークが現在のスモールセルの条件を充足することが可能である場合、全体的な設計のゴールは達成され、肯定的なフィードバックが、ネットワーク設計の完了の際に与えられる。一方、全ての選択肢が検討し尽くされ且つ全てのセルについて条件を充足するxホール設計が利用可能でない場合、スモールセルの場所又は台数の変更が試みられるべきであることを示す否定的なフィードバックが、第2段階に対して提供される。多くの場合、少数のセルを異なる候補場所に動かすことで、肯定的なフィードバックをもたらす結果となり、2回目の反復で設計を完了できるかもしれない。
参照する図面のうち図1においては、一形態によるヘテロジニアスセルラネットワークアーキテクチャ100のうち選択された要素についてのブロック図が示されている。図示されるように、ヘテロジニアスセルラネットワークアーキテクチャ100は、本願で説明されるように、ヘテロジニアスセルラネットワークのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化のための無線ネットワーク環境例のうちの所定の部分を示す。図1に示されるヘテロジニアスセルラネットワークアーキテクチャ100は本願で規定されるようにラージセル102及びスモールセル104，105を有するセルラネットワークであるが、従前のセルラ世代に準拠する装置を含む様々なタイプのセルが使用されてよいことが、理解されるであろう。本願で使用されているように、ラージセル102及びスモールセル104，105はセルラセルの基地局を表現してもよい。図1は、概略的な説明であり、寸法を描いたものではない。図1は説明の簡明化のために簡略化された形式で提示されているが、ヘテロジニアスセルラネットワークアーキテクチャ100は非常に大規模であり且つ非常に複雑なセルラネットワークを表現又は特徴付けてもよいことに、留意を要する。
ヘテロジニアスセルラネットワークアーキテクチャ100の右側には、局所的なアクセスポイントを形成してよいセントラルオフィス（central offices：CO)との接続を低要するバックホールネットワーク114が示されている。従って、一形態では、バックホールネットワーク114はコアネットワークとして言及されてよい。より正確に言えば、バックホールネットワーク114は、BBU112を互いにリンクする固定ネットワークとして規定される。複数のBBU112が単独のCO116の中に共存する場合、バックホールネットワーク114は、単独のCO116への複数のローカルエリアネットワーク(LAN)セグメントを含んでもよい。バックホールネットワーク114により接続される複数のBBU112が異なるCO116にある場合、バックホールネットワーク114はワイドエリアネットワーク(WAN)セグメントを含んでもよい。
ヘテロジニアスセルラネットワークアーキテクチャ100の左側には、他のCO116-1の詳細とセルラサイト101とが示されている。CO116-1においては、様々な装置及びコネクションが、例えば、CO116-1の様々なサイズのサービスエリアを可能にするように様々な形態で統合(又はアグリゲート)されてよい。基地局(BTS)110は、分散型基地局アーキテクチャのラージセル(マクロセル)として示されており、フロントホールネットワーク108-1、リモート無線ヘッド(RRH)106、アンテナ102及びBBU112-1を含む。図示されるように、BBU112-1は、フロントホールネットワーク108-1とともに、BTS110に含まれる。様々な形態において、CO116-1は複数のBBU112-1を含み、BBU112-1の各々は、BBU112-1がCO116-1の中で統合されるように1つ以上の基地局を制御する。一形態では、BBU112又はフロントホールネットワーク108を利用してBTS110のうちの追加的なものに応対することにより、更なるアグリゲーションが実行されてもよい。一形態では、BTS110は、コンパクト基地局の形式で従来のマクロセルを表してもよい。スモールセル105は、フェムトセルのように無線ユニット(RU)及びディジタルユニット(DU)を統合するスモールセルとして示され、固定ネットワーク接続に関するバックホールネットワーク114への直接的なアクセス手段を有する。
更に、CO116-1においてBBU112-2とともにアグリゲーションが実行され、BBUはフロントホールネットワーク108-2を介してスモールセル104をサポートするベースバンドユニットを表現する。様々な形態において、フロントホールネットワーク108-2は、C-RANアーキテクチャを表現又はサポートしてもよい。フロントホールネットワーク108-2は、1対1ネットワーク、スターネットワーク、線状又はバスネットワーク、或いは、リングネットワークであってもよい。フロントホールネットワーク108-2は一形態では10kmに及んでもよい。スモールセル104は、RRHを含み、ピコセル又はフェムトセルを表現してもよい。
図2には、ヘテロジニアスセルラネットワークのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化を行うための最適化された一形態のxホール設計プロセス200のうち選択された要素についてのブロック図がフローチャートで示されている。最適化xホール設計プロセス200に示される何らかの動作は必要に応じて並べ替えられてもよいし或いは省略されてもよいことに留意を要する。図示されるように、最適化xホール設計プロセス200は上述した4段階を示す。
最適化xホール設計プロセス200では、1つ以上のセルサイトに関連するサービスエリアについての地理的形態情報が、無線伝搬シミュレーション(部)204により収集又は生成されてよい。無線伝搬シミュレーション204は、屋外及び屋内(建物の中の異なるフロアを含む)の場所に対する3次元的なシミュレーションデータを生成する。シミュレーションデータは、サービスエリアの既存のマクロセル無線ネットワークのカバレッジを含んでもよい。ユーザー分布(部)206は、サービスエリアのユーザー密度を推定し、それに応じてトラフィック密度及びその他のスループット基準を出力してよい。そして、セル選択及び配置(部)108は、サービスエリアに関し、ラージセル及びスモールセルを含む一群のセルを含むように実行される。セルの場所及び種類は、セル選択及び配置208により指定されてもよい。例えば、追加的なスモールセルは、ユーザー分布206により識別されるホットスポットに追加されてよい。一形態では、スモールセルの密度は、所与の場所又は領域のユーザー密度に対応するように選択されてよい。一例では、既存のマクロ無線ネットワークにおける所定の場所は、カバレッジが無い又は乏しい領域(「コールドスポット」と言及される)を有し、コールドスポットは無線伝搬シミュレーション204により指定されてもよい。セル選択及び配置208は、それに応じて、無線伝搬シミュレーション204により識別されたコールドスポットに追加的なスモールセルを追加してもよい。更に、セル選択及び配置208は、追加的なスモールセルにとって何らかの好ましい場所(例えば、屋上の場所、既存の電柱や柱の頂上)を指定することを、ユーザーが実行できるようにしてもよい。
始めにセル選択及び配置208において、全てのカバレッジ及び容量が既存のマクロネットワークから生じるように、追加的なスモールセルが、送信電力なしに電源オフ状態でシミュレーションされる。次に、追加的なスモールセルのうちのあるものが一連の反復の中でターンオンされるようにシミュレーションされる一方、容量及びカバレッジに関する改善が観察される。セル選択及び配置208の或る段階で、スモールセル間の干渉が大きくなったために、スモールセル数を増やすことによる容量のゲイン増加を制限するに至る。この地点を越えると、より多くのスモールセルを追加しても、事実上、カバレッジ及び容量の劣化を招く結果となってしまう。このようにして、セル選択及び配置208は、追加的なスモールセルに関し、最適化カバレッジ又はカバレッジのうちの最適な範囲を決定してもよい。
セル選択及び配置208は、先ず、多数のスモールセル候補をサービスエリアに分散するので、幾つかのスモールセル候補は他のものよりも望ましい場所に位置するかもしれない。容量の観点から、「望ましい」は、スモールセルとホットスポットの中心との間の距離に関連付けられてもよい。或いは、「望ましい」又は「最も望ましい」又は「好ましい」ものとして、ユーザーが場所を指定してもよい。そして、セル選択及び配置208が何らかのスモールセルについてのシミュレーションをターンオンする場合、最も望ましい場所に位置するスモールセルが最初にターンオンされてもよい。最も望ましい場所にあるスモールセルがターンオンされた後、セル選択及び配置208は、次善の望ましい場所に位置するスモールセルのシミュレーションをターンオンしてもよく、以下同様である。
所定の実施形態では、セル選択及び配置208により実行されるシミュレーションは、所定値より短い距離にある隣接するスモールセルのターンオンを回避してもよく、その理由は、過剰に近接して配置された2つのスモールセルは、過剰の量の干渉を引き起こしてしまうかもしれないからである。特定の形態では、サービスエリアにわたって一様に空間的に分布したスモールセル候補のターンオンをシミュレートすることが可能であってもよい。
次に、最適xホール設計プロセス200では、スループット最適化210が実行されてよい。スループット最適化210は、セル選択及び配置208で選択された各セル(基地局)にわたって反復されるだけでなく各基地局の各RFパラメータにわたっても反復される反復プロセスを表現してもよい。各々の反復において、RFパラメータ調整(部)212は新たなRFパラメータを設定し、スループット計算(部)214はスループットを計算し、有用性検査(部)216は有用性基準(utility criteria)を判定してもよい。例えば、以下の数式1により与えられるプロポーショナルフェア(PF)有用性基準が使用されてもよい：
Figure 2017069958
 数式1において、UはPFユーティリティであり、Nはユーザー側デバイスの数であり、Tnは所与のユーザー側デバイスnに対するスループットである。
次に、上記の第3及び第4段階に関連して、実現性評価220が実行され、xホールネットワークリンクに対する様々な技術のパフォーマンス及び経済的実現性を評価する。実現性評価220から肯定的な結果が生じる場合、例えばコストに基づいて、xホールネットワークに対する様々な設計候補が生成及び評価される。そして、xホールネットワークに対する最適な設計が選択される。実現性評価220から肯定的な結果が生じない場合、基地局の少なくとも一部(特に、スモールセル)は拒否された旨の通知が生成され、破線矢印で示されるように、セル選択及び配置(部)208に通知される。
図3においては、一形態によるスループット最適化方法210のうち選択された要素のブロックがフローチャートで示されている。方法210において説明された所定の動作が必要に応じて再び実行されてもよいし或いは省略されてもよいことに留意を要する。方法210は図2のスループット最適化210に対応する。
方法210は、サービスエリア内の次のスモールセルを選択することにより、ステップ302において始まる。次のスモールセルは、上述したようなセル選択及び配置208により生成された追加的なスモールセルの中から選択されてよい。そして、ステップ304において、次のスモールセルに対する次のパラメータが選択される。次のパラメータに基づいて、ステップ306において、次のスモールセルにおけるスループットが計算される。計算されたスループットに基づいて、ステップ308において、次のパラメータの有用性(ユーティリティ)が判定及び記録される。ステップ310において、評価される更なるパラメータが残っているか否かの判定が為される。評価される更なるパラメータが残っている場合、ステップ310の結果はYESとなり、方法210はステップ304にループバックする。評価される更なるパラメータが残っていない場合、ステップ310の結果はNOとなり、ステップ312において、評価される更なるスモールセルが残っているか否かの判定が為される。評価される更なるスモールセルが残っている場合、ステップ312の結果はYESとなり、方法210はステップ302にループバックする。評価される更なるスモールセルが残っていない場合、ステップ312の結果はNOとなり、ステップ314において、最大のユーティリティをもたらす基地局パラメータが出力される。
図4においては、一形態によるxホール実現性評価方法220のうち選択された要素のブロックがフローチャートで示されている。方法220において説明された所定の動作が必要に応じて再び実行されてもよいし或いは省略されてもよいことに留意を要する。方法220は図2の実現性評価220に対応する。
方法220は、サービスエリアの基地局パラメータ及びネットワークトポロジ情報を受信することにより、ステップ402において始まる。ネットワークトポロジ情報は、ラージセル及びスモールセルの個々の3D配置と、サービスエリアのユーザー密度とを含んでよい。スモールセルは、上述したようなセル選択及び配置208により生成される追加のスモールセルの中から選択されてよい。ステップ404において、パフォーマンス基準及び物理セル制約が判定される。パフォーマンス基準は、サービスエリアのxホールネットワークについてのネットワークパフォーマンス属性を指定してもよい。ステップ406において、様々なネットワーク技術を利用するxホール設計候補が生成される。様々なネットワーク技術は、少なくとも或るxホールネットワークについて様々なタイプのネットワークリンクを使用してよい。ステップ408において、xホールネットワークグラフに基づいて、xホール設計候補がコストに基づいて評価されてもよい。xホールネットワークグラフは、フロントホール設計候補又はバックホール設計候補の組み合わせを含んでよい。xホールネットワークグラフは、xホールネットワークにおける様々なタイプのネットワークリンクを指定してよい。xホールネットワークグラフは、ネットワークリンクに関連するサイトコスト(site cost)を表す補助リンク(auxiliary links)を指定してもよい。サイトコストは、ネットワークに関連する設備のコストだけでなく、レンタル料などのようなセルサイトのためのコストをも含んでよい。xホールネットワークグラフは、各々のネットワークリンクに対するコスト尺度(メトリック)を指定してもよい。
ステップ408の後に、様々な実施形態において、多種多様な基準及び評価が実行される。例えば、基地局の各々に関し、パフォーマンス基準及び物理セル制約が、少なくとも1つの設計候補により充足される場合、パフォーマンス基準及び物理セル制約を充足する設計候補が出力され、肯定的な結果を表現する。そして、コスト尺度及びサイトコストに基づいて、xホールネットワークに対して最低コストを有する設計候補が選択又は採用されてもよい。一形態では、全ての設計候補が最小コストを超える場合、基地局のうち少なくとも幾つかについての場所は拒否される旨の通知が出力されてもよい。一例では、配置場所が拒否された個々の基地局が識別されてもよい。
図5A，5B，5C，5D，6を参照し、ヘテロジニアスセルラネットワークのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化設計の一例を詳細に説明する。以下の具体例は上記の図1ないし4に基づく。
図5Aにおけるトポロジ500はxホールネットワーク設計が最適化されるサービスエリアを例示的に示す。トポロジ500は、サイト配置、設備及びリンク技術に基づき、セントラルオフィスCO、ファイバアクセスポイント1(FAP1)、ファイバアクセスポイント2(FAP2)、ラージセル1(LC1)、ラージセル2(LC2)、スモールセル1(SC1)及びスモールセル2(SC2)を含む。トポロジ500の更なる詳細は、以下の実施例の説明において明らかになり、様々なタイプのネットワークリンクが様々な設計候補において選択される。選択されるネットワークリンクの各々に関し、対応する設備が選択され、各ネットワークリンクに関するコストメトリックが算出される。
図5Bにおいては、SC1及びSC2をCOに接続するxホール設計候補501が示されている。xホール設計候補501において、ネットワークリンク510は光ファイバイーサーネットリンクとして選択され、光ファイバイーサーネットリンクは、COにおけるアグリゲーションルータを、FAP1を介してLC1のイーサーネットスイッチにリンクする。ネットワークリンク512，513はLC1からの無線リンク(破線)を表し、無線リンクは対応するディジタルユニット(DU)/無線ユニット(RU)を含む。一形態において、ネットワークリンク512，513はマイクロ波リンクである。他の形態では、ネットワークリンク512，513はサブ6GHz無線リンクであってもよい。xホール設計候補501では、SC1及びSC2がLC1と無線で通信する各自のRU/DUを含む。
図5C及び5Dにおいては、SC2及びLC2をCOに接続するxホール設計候補502及び503が示されている。
xホール設計候補502においては、ネットワークリンク514は、双方向の動作に備えて何れの側にもある対応するマルチプレクサ/デマルチプレクサ(mux/demux)518を利用するWDM光信号を送受信する。ネットワーク514は共通パブリック無線インターフェース(Common Public Radio Interface：CPRI)を利用する。ネットワークリンク516，520はCPRIを利用する光ファイバリンクであってよいが、SC2及びLC2はRRHであり且つCOの対応するBBU(図示せず)を有する。
xホール設計候補503においては、ネットワークリンク522はパッシブ光ネットワーク(passive optical network：PON)リンクであり、PONリンクは、COにおける光回線端末(optical line terminal：OLT)を有し、FAP2においてネットワークリンク524，526に分割され、分割されたものもPONである。SC2及びLC2はPONのための光ネットワーク端末(optical network terminals：ONT)である。
図6におけるxホールネットワークグラフ600は設計例501，502，503の組み合わせを示す。xホールネットワークグラフ600において、8角形の601はCOに関するトラフィックターミナルポイントを示し、8角形の602はLC1，LC2，SC1及びSC2に関するトラフィックターミナルポイントをそれぞれ示す。トラフィックターミナルポイント601は、アグリゲーションルータ(AP)に対応し、セルサイトにおけるトラフィックターミナルポイント602はセルラユーザーのエアインターフェースに対応する。
図6においては、設計例501，502，503のネットワークリンクは、ノード間の太い線として示されている。各々のノードの中の各ネットワークリンクに関し、黒い点608は、補助リンク610を追加するために使用され、設備のコスト及びサイトコストに対する追加的なコスト情報を提供する。従って、例えば、補助リンク610-1は、608-1において終端するネットワークリンク510(光ファイバイーサーネット)のためのCOにおけるコストを示す一方、補助リンク610-2は、608-2及び608-3を介して延びるFAP1におけるネットワークリンク510のためのコストを示す。残りの補助リンク及びコネクションは説明の簡明化のため言及されないが、各ネットワークリンクは各ノードでそれぞれ補助リンクを有することが理解されるであろう。補助リンクは、結果的に生じる経路が実現可能になる仕方で追加されてもよい。例えば、FAP2においてCPRI及びPONの間に追加される補助リンクは存在していない。たとえ実際のネットワークトラフィックは双方向的であったとしても、SC1-LC1-SC2-FAP2-COのような非現実的な解を経路評価で避けるために、補助リンクは単一方向的であってもよいことに、留意を要する。
ネットワークリンク512-1，513-1はマイクロ波リンクを表現する一方、ネットワークリンク512-2，513-2はサブ6GHz無線リンクを表現してもよい。xホールネットワークグラフ600に基づいて、利用可能な様々なネットワークリンクに関し、コスト計算が実行され評価されてもよい。
ノード間の各ネットワークリンクは1つの送信技術候補を表現し、対応する技術についてのコスト及び利用可能な容量に関連付けられる。特に、CO及びFAP2の間に示されるように複数の技術候補が存在する場合、ノード間に複数のリンクが存在してもよい。
xホールネットワークグラフ600を利用してセルサイトからCOへの最小コストを発見することにより、最小コスト経路の発見が可能である。それぞれの要請に対する経路探索の前に、その要請に対して不十分な容量のネットワークリンクが不活性化(デアクティベート)されてもよい。更に、セルが必要な帯域幅をサポートできない場合、エアインターフェーストラフィックターミナルポイント602に接続される無線リンクも不活性化されてもよい。ネットワークリンク及びノードの利用可能な容量は、各々の要請が経路について指定された後に減らされる。例えば、xホールネットワークグラフ600において、ネットワークリンク522及び524により与えられるルート(又は経路)は、SC2及びCOの間で要請に対して最低コスト解を提供し、CPRI又はイーサーネット技術ではなくファイバーベースのPONを利用する。
図7においては、一形態のコンピュータシステム700のうち選択された要素についてのブロック図が示されている。図7において、コンピュータシステム700は、上記のジョイント無線及び固定ネットワーク最適化設計プロセス200のうちの少なくとも或る一部を実現するための物理的及び論理的なコンポーネントを含み、そのため、プロセッサ701、メモリ710及びネットワークインターフェース720を含む。プロセッサ701は、1つ以上の個別的な処理ユニットを表現してもよく、プログラム命令を実行し、データを解釈し、データを処理してもよく、プログラム命令及びデータは、メモリ710又はコンピュータシステム700により保存される。
図7において、メモリ710は、プロセッサ701に通信可能に結合され、及び、所定の期間にわたってプログラム命令及びデータを保持することに適したシステム、デバイス又は装置(例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体)を構成する。メモリ710は、様々なタイプのコンポーネント及びデバイスを含んでもよく、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、電気的に消去可能プログラム可能なリードオンリメモリ(EEPROM)、メモリカード、フラッシュメモリ、ソリッドステートディスク、ハードディスクドライブ、磁気テープライブラリ、光ディスクドライブ、磁気光ディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクアレイ、ディスクアレイコントローラ、或いは、揮発性又は不揮発性メモリのうち適切な任意の選択又は配置されたものを含んでよい。不揮発性メモリは、電源がターンオフされた後でもデータを維持するメモリを指す。様々な形態において、メモリ710は異なる数の物理ストレージデバイスを含んでよいことに留意を要する。
図7に示されるように、メモリ710はxホール実現性評価部730を含み、xホール実現性評価部730は、最適化されたxホール設計プロセス200に関連する或いはより具体的に言えば上述したような実現性評価220に関連するタスクを実現又は実行するためにプロセッサ701により実行可能な命令を表現する。情報ストレージ740は様々なデータ及びパラメータを保存し、データ及びパラメータは、例えば、上述したようなヘテロジニアスセルラネットワークのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化に関連するデータ及びパラメータである。
本願で開示されるように、ヘテロジニアスセルラネットワークのジョイント無線及び固定ネットワーク最適化のための方法及びシステムは、基地局の場所及びRFパラメータを決定した後に、フロントホールネットワーク及びバックホールネットワークのうちの少なくとも何れかを為すxホールネットワークの実現可能性の評価を実行することを含む。実現可能性の評価は、ネットワークグラフに基づいて、何れのスモールセルの配置がアクセス可能であるかを、実際のネットワーク条件に従って及び様々なタイプのネットワークリンクのコストメトリックに基づいて決定してよい。
上記の開示される対象事項は、例示的であって非限定的であると解釈されるべきであり、添付の特許請求の範囲は、本開示の精神及び範囲に属する修正、改善及び他の形態の全てを包含するように意図されている。従って、法律上許容される最も広い範囲において、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物についての最広義の解釈により決定されるべきであり、上記の詳細な記述によって制限も限定もされてはならない。
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記1）
セルラネットワークを評価するための方法であって：
セルラネットワークのサービスエリアに関する基地局パラメータとネットワークトポロジ情報とを受信する工程であって、前記ネットワークトポロジ情報は、前記基地局パラメータに関連する基地局の場所と前記サービスエリアのユーザー密度とを含み、前記基地局はラージセルを含む、工程；
前記サービスエリアに追加される追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定する工程であって、前記パフォーマンス基準は、前記サービスエリアのxホールネットワークのネットワークパフォーマンス属性を指定し、前記xホールネットワークは、フロントホールネットワーク及びバックホールネットワークのうちの少なくとも何れかを含む、工程；
前記追加的なスモールセルに関連する物理セル制約を判定する工程；
前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約に基づいて、前記xホールネットワークに対する複数の設計候補を生成する工程であって、前記設計候補は、前記xホールネットワークの少なくとも何れかについて異なるタイプのネットワークリンクを利用する、工程；
論理データ構造であるxホールネットワークグラフにおける設計候補を組み合わせる工程であって、前記論理データ構造は：
前記ラージセルと前記追加的なスモールセルとを含む前記xホールネットワークにおけるノード；
前記ノードに接続する前記xホールネットワークにおける前記異なるタイプのネットワークリンク；
前記ノードに関するサイトコストを表現する補助リンク；及び
前記ネットワークリンクの各々に対するコストメトリック；
を指定する、工程；及び
前記xホールネットワークグラフに基づいて、前記追加的なスモールセルの各々に関し、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約が、少なくとも何れかの設計候補により充足される場合、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約を充足する設計候補を出力する工程；
を有する方法。
（付記2）
前記設計候補を出力することが：
前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記xホールネットワークに対して最低コストを有する出力された設計候補を受け入れること
を含む付記1に記載の方法。
（付記3）
前記サイトコストが、前記ネットワークリンクを動作可能にするための前記ノードにおける設備コストを含む、付記1に記載の方法。
（付記4）
前記xホールネットワークグラフに基づいて、前記設計候補が最小コストを超える場合、前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記追加的なスモールセルのうち少なくとも何れかの場所は拒否される旨の通知を出力する工程を更に有する付記1に記載の方法。
（付記5）
前記ネットワークトポロジ情報及び前記基地局パラメータは、前記サービスエリアに対する有用性基準を充足する、付記1に記載の方法。
（付記6）
前記有用性基準は、前記サービスエリアの中で所与のスループットが全てのエンドユーザに提供されることを示す最大プロポーショナルフェア有用性である、付記5に記載の方法。
（付記7）
前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定することが：
ラージセル及びスモールセルのうち少なくとも何れかの送信電力を決定すること
を更に含む付記1に記載の方法。
（付記8）
前記物理セル制約はスモールセルに対する見通し線の制約を含み、前記追加的なスモールセルの場所は3次元的に指定される、付記1に記載の方法。
（付記9）
前記異なるタイプのネットワークリンクは、波長分割多重される光ファイバリンク、パッシブ光ファイバネットワークリンク、及び無線リンクのうちの少なくとも何れかを含む、付記1に記載の方法。
（付記10）
前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定することが：
前記追加的なスモールセルを先ず電源オフ状態でシミュレーションすること；
前記追加的なスモールセルのうち最も望ましい配置から開始して、よりいっそうの前記追加的なスモールセルを連続的に起動することをシミュレーションすること；
起動されるようにシミュレーションされた前記追加的なスモールセルから生じる干渉をシミュレーションすること；及び
前記干渉に基づいて、前記サービスエリアにおける前記追加的なスモールセルの最適な数を決定すること；
を更に含む、付記1に記載の方法。
（付記11）
セルラネットワークを評価するためのコンピュータシステムであって、記憶媒体にアクセスするように動作するプロセッサを有し、前記記憶媒体はプロセッサにより実行可能な命令を保存し、前記命令は：
セルラネットワークのサービスエリアに関する基地局パラメータとネットワークトポロジ情報とを受信する工程であって、前記ネットワークトポロジ情報は、前記基地局パラメータに関連する基地局の場所と前記サービスエリアのユーザー密度とを含み、前記基地局はラージセルを含む、工程；
前記サービスエリアに追加される追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定する工程であって、前記パフォーマンス基準は、前記サービスエリアのxホールネットワークのネットワークパフォーマンス属性を指定し、前記xホールネットワークは、フロントホールネットワーク及びバックホールネットワークのうちの少なくとも何れかを含む、工程；
前記追加的なスモールセルに関連する物理セル制約を判定する工程；
前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約に基づいて、前記xホールネットワークに対する複数の設計候補を生成する工程であって、前記設計候補は、前記xホールネットワークの少なくとも何れかについて異なるタイプのネットワークリンクを利用する、工程；
論理データ構造であるxホールネットワークグラフにおける設計候補を組み合わせる工程であって、前記論理データ構造は：
前記ラージセルと前記追加的なスモールセルとを含む前記xホールネットワークにおけるノード；
前記ノードに接続する前記xホールネットワークにおける前記異なるタイプのネットワークリンク；
前記ノードに関するサイトコストを表現する補助リンク；及び
前記ネットワークリンクの各々に対するコストメトリック；
を指定する、工程；及び
前記xホールネットワークグラフに基づいて、前記追加的なスモールセルの各々に関し、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約が、少なくとも何れかの設計候補により充足される場合、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約を充足する設計候補を出力する工程；
を実行させることを特徴とするコンピュータシステム。
（付記12）
前記設計候補を出力するための命令が：
前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記xホールネットワークに対して最低コストを有する出力された設計候補を受け入れるための命令
を含む付記11に記載のコンピュータシステム。
（付記13）
前記サイトコストが、前記ネットワークリンクを動作可能にするための前記ノードにおける設備コストを含む、付記11に記載のコンピュータシステム。
（付記14）
前記記憶媒体が、
出力された前記設計候補が最小コストを超える場合、前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記追加的なスモールセルのうち少なくとも何れかの場所は拒否される旨の通知を出力するための命令を更に有する付記11に記載のコンピュータシステム。
（付記15）
前記ネットワークトポロジ情報及び前記基地局パラメータは、前記サービスエリアに対する有用性基準を充足する、付記11に記載のコンピュータシステム。
（付記16）
前記有用性基準は、前記サービスエリアの中で所与のスループットが全てのエンドユーザに提供されることを示す最大プロポーショナルフェア有用性である、付記15に記載のコンピュータシステム。
（付記17）
前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定するための命令が：
ラージセル及びスモールセルのうち少なくとも何れかの送信電力を決定するための命令
を更に含む付記11に記載のコンピュータシステム。
（付記18）
前記物理セル制約はスモールセルに対する見通し線の制約を含み、前記追加的なスモールセルの場所は3次元的に指定される、付記11に記載のコンピュータシステム。
（付記19）
前記異なるタイプのネットワークリンクは、波長分割多重される光ファイバリンク、パッシブ光ファイバネットワークリンク、及び無線リンクのうちの少なくとも何れかを含む、付記11に記載のコンピュータシステム。
（付記20）
前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定するための命令が：
前記追加的なスモールセルを先ず電源オフ状態でシミュレーションすること；
前記追加的なスモールセルのうち最も望ましい配置から開始して、よりいっそうの前記追加的なスモールセルを連続的に起動することをシミュレーションすること；
起動されるようにシミュレーションされた前記追加的なスモールセルから生じる干渉をシミュレーションすること；及び
前記干渉に基づいて、前記サービスエリアにおける前記追加的なスモールセルの最適な数を決定すること；
のための命令を更に含む、付記11に記載のコンピュータシステム。

Claims (20)

  1. セルラネットワークを評価するための方法であって：
    セルラネットワークのサービスエリアに関する基地局パラメータとネットワークトポロジ情報とを受信する工程であって、前記ネットワークトポロジ情報は、前記基地局パラメータに関連する基地局の場所と前記サービスエリアのユーザー密度とを含み、前記基地局はラージセルを含む、工程；
    前記サービスエリアに追加される追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定する工程であって、前記パフォーマンス基準は、前記サービスエリアのxホールネットワークのネットワークパフォーマンス属性を指定し、前記xホールネットワークは、フロントホールネットワーク及びバックホールネットワークのうちの少なくとも何れかを含む、工程；
    前記追加的なスモールセルに関連する物理セル制約を判定する工程；
    前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約に基づいて、前記xホールネットワークに対する複数の設計候補を生成する工程であって、前記設計候補は、前記xホールネットワークの少なくとも何れかについて異なるタイプのネットワークリンクを利用する、工程；
    論理データ構造であるxホールネットワークグラフにおける設計候補を組み合わせる工程であって、前記論理データ構造は：
    前記ラージセルと前記追加的なスモールセルとを含む前記xホールネットワークにおけるノード；
    前記ノードに接続する前記xホールネットワークにおける前記異なるタイプのネットワークリンク；
    前記ノードに関するサイトコストを表現する補助リンク；及び
    前記ネットワークリンクの各々に対するコストメトリック；
    を指定する、工程；及び
    前記xホールネットワークグラフに基づいて、前記追加的なスモールセルの各々に関し、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約が、少なくとも何れかの設計候補により充足される場合、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約を充足する設計候補を出力する工程；
    を有する方法。
  2. 前記設計候補を出力することが：
    前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記xホールネットワークに対して最低コストを有する出力された設計候補を受け入れること
    を含む請求項1に記載の方法。
  3. 前記サイトコストが、前記ネットワークリンクを動作可能にするための前記ノードにおける設備コストを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記xホールネットワークグラフに基づいて、前記設計候補が最小コストを超える場合、前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記追加的なスモールセルのうち少なくとも何れかの場所は拒否される旨の通知を出力する工程を更に有する請求項1に記載の方法。
  5. 前記ネットワークトポロジ情報及び前記基地局パラメータは、前記サービスエリアに対する有用性基準を充足する、請求項1に記載の方法。
  6. 前記有用性基準は、前記サービスエリアの中で所与のスループットが全てのエンドユーザに提供されることを示す最大プロポーショナルフェア有用性である、請求項5に記載の方法。
  7. 前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定することが：
    ラージセル及びスモールセルのうち少なくとも何れかの送信電力を決定すること
    を更に含む請求項1に記載の方法。
  8. 前記物理セル制約はスモールセルに対する見通し線の制約を含み、前記追加的なスモールセルの場所は3次元的に指定される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記異なるタイプのネットワークリンクは、波長分割多重される光ファイバリンク、パッシブ光ファイバネットワークリンク、及び無線リンクのうちの少なくとも何れかを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定することが：
    前記追加的なスモールセルを先ず電源オフ状態でシミュレーションすること；
    前記追加的なスモールセルのうち最も望ましい配置から開始して、よりいっそうの前記追加的なスモールセルを連続的に起動することをシミュレーションすること；
    起動されるようにシミュレーションされた前記追加的なスモールセルから生じる干渉をシミュレーションすること；及び
    前記干渉に基づいて、前記サービスエリアにおける前記追加的なスモールセルの最適な数を決定すること；
    を更に含む、請求項1に記載の方法。
  11. セルラネットワークを評価するためのコンピュータシステムであって、記憶媒体にアクセスするように動作するプロセッサを有し、前記記憶媒体はプロセッサにより実行可能な命令を保存し、前記命令は：
    セルラネットワークのサービスエリアに関する基地局パラメータとネットワークトポロジ情報とを受信する工程であって、前記ネットワークトポロジ情報は、前記基地局パラメータに関連する基地局の場所と前記サービスエリアのユーザー密度とを含み、前記基地局はラージセルを含む、工程；
    前記サービスエリアに追加される追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定する工程であって、前記パフォーマンス基準は、前記サービスエリアのxホールネットワークのネットワークパフォーマンス属性を指定し、前記xホールネットワークは、フロントホールネットワーク及びバックホールネットワークのうちの少なくとも何れかを含む、工程；
    前記追加的なスモールセルに関連する物理セル制約を判定する工程；
    前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約に基づいて、前記xホールネットワークに対する複数の設計候補を生成する工程であって、前記設計候補は、前記xホールネットワークの少なくとも何れかについて異なるタイプのネットワークリンクを利用する、工程；
    論理データ構造であるxホールネットワークグラフにおける設計候補を組み合わせる工程であって、前記論理データ構造は：
    前記ラージセルと前記追加的なスモールセルとを含む前記xホールネットワークにおけるノード；
    前記ノードに接続する前記xホールネットワークにおける前記異なるタイプのネットワークリンク；
    前記ノードに関するサイトコストを表現する補助リンク；及び
    前記ネットワークリンクの各々に対するコストメトリック；
    を指定する、工程；及び
    前記xホールネットワークグラフに基づいて、前記追加的なスモールセルの各々に関し、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約が、少なくとも何れかの設計候補により充足される場合、前記パフォーマンス基準及び前記物理セル制約を充足する設計候補を出力する工程；
    を実行させることを特徴とするコンピュータシステム。
  12. 前記設計候補を出力するための命令が：
    前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記xホールネットワークに対して最低コストを有する出力された設計候補を受け入れるための命令
    を含む請求項11に記載のコンピュータシステム。
  13. 前記サイトコストが、前記ネットワークリンクを動作可能にするための前記ノードにおける設備コストを含む、請求項11に記載のコンピュータシステム。
  14. 前記記憶媒体が、
    出力された前記設計候補が最小コストを超える場合、前記コストメトリック及びサイトコストに基づいて、前記追加的なスモールセルのうち少なくとも何れかの場所は拒否される旨の通知を出力するための命令を更に有する請求項11に記載のコンピュータシステム。
  15. 前記ネットワークトポロジ情報及び前記基地局パラメータは、前記サービスエリアに対する有用性基準を充足する、請求項11に記載のコンピュータシステム。
  16. 前記有用性基準は、前記サービスエリアの中で所与のスループットが全てのエンドユーザに提供されることを示す最大プロポーショナルフェア有用性である、請求項15に記載のコンピュータシステム。
  17. 前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定するための命令が：
    ラージセル及びスモールセルのうち少なくとも何れかの送信電力を決定するための命令
    を更に含む請求項11に記載のコンピュータシステム。
  18. 前記物理セル制約はスモールセルに対する見通し線の制約を含み、前記追加的なスモールセルの場所は3次元的に指定される、請求項11に記載のコンピュータシステム。
  19. 前記異なるタイプのネットワークリンクは、波長分割多重される光ファイバリンク、パッシブ光ファイバネットワークリンク、及び無線リンクのうちの少なくとも何れかを含む、請求項11に記載のコンピュータシステム。
  20. 前記追加的なスモールセルのパフォーマンス基準を判定するための命令が：
    前記追加的なスモールセルを先ず電源オフ状態でシミュレーションすること；
    前記追加的なスモールセルのうち最も望ましい配置から開始して、よりいっそうの前記追加的なスモールセルを連続的に起動することをシミュレーションすること；
    起動されるようにシミュレーションされた前記追加的なスモールセルから生じる干渉をシミュレーションすること；及び
    前記干渉に基づいて、前記サービスエリアにおける前記追加的なスモールセルの最適な数を決定すること；
    のための命令を更に含む、請求項11に記載のコンピュータシステム。
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