JP2017502578A - 物理セルｉｄの自己組織的分散型割り当て、最適化及び使用 - Google Patents

物理セルｉｄの自己組織的分散型割り当て、最適化及び使用 Download PDF

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Abstract

無線ネットワークの基地局において、複数のセル対の干渉を特定する。各セル対は、基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対である。基地局において、サービングセルと隣接セル及び隣接セルの隣接セルとの複数のセル対の干渉に基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる。システム、方法、装置、プログラム及びプログラム製品を開示する。実施例では、モジュロ３０、モジュロ３及びモジュロ６の衝突を考慮することもできる。【選択図】 図６

Description

本発明は、一般に無線通信に関し、より具体的には、ネットワークにおいて使用される物理レイヤセルの識別に関する。
本節には、以下で開示する内容の背景又は状況を示す。本明細書における説明は、追求できる概念を含んでいることがあるが、この概念は、必ずしも以前に想到、実施又は記述された概念であるとは限らない。従って、本節で説明する内容は、本明細書において特に示さない限り、本出願における説明及び特許請求の範囲にとっての先行技術ではなく、本節に含まれることにより先行技術と認められるものではない。本明細書及び／又は図面の図で見出すことができる略語については、本明細書の本文の最後に定義する。
ＬＴＥ ＲＡＮでは、ユーザ装置（ＵＥ）が、セル測定を行う周波数と同じ中心周波数を有する異なるセル同士を区別するために物理レイヤセルＩＤ（ＰＣＩ）を使用する。従って、同じ中心周波数の隣接セルは、ＵＥが全ての隣接セル同士を区別できるように、同じＰＣＩ値を有するべきでない。すなわち、２つのセルが同じＰＣＩを有しているような同一ＰＣＩ衝突を避ける。セルは、ＵＥがセルにレポートした近隣セルのＰＣＩをハンドオーバなどのいくつかのＲＲＭ手順のために使用する。このため、同じ中心周波数の隣接セルの隣接セルは、同じＰＣＩ値を有していないことが必要である（すなわち、同一ＰＣＩ衝突又は混乱を避けなければならない）。ＰＣＩの番号は０（ゼロ）〜５０３の値に制限されている上に同一ＰＣＩ衝突及び混乱を避けなければならないので、ＰＣＩ割り当ては、ＬＴＥ ＲＡＮの計画及び最適化における最も面倒な段階の１つと見なされている。
セル毎に２又は３以上のＴｘアンテナポートを有する時刻同期単一周波数レイヤＬＴＥネットワークでは、同じＰＣＩモジュロ３の値を有するセルは、同じセル固有参照信号（ＣＲＳ）の時間周波数位置を有する。ＣＲＳが同じ時間周波数位置を有しているので、隣接セルのＣＲＳがサービングセルのＵＥに干渉する。実験室試験及び現場試験では、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）ベースのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）補正を用いた場合でも、ＣＲＳ対ＣＲＳの干渉により、セルエッジにおけるダウンリンクスループットがＣＲＳ対ＰＤＳＣＨの干渉に比べて１０パーセント又はそれ以上低下することが分かった。ＣＲＳ対ＣＲＳの干渉では、呼成功率、ハンドオーバ成功率及びその他のＫＰＩが低下する恐れもある。
ＰＣＩモジュロ３の値が同じであれば、物理同期信号（ＰＳＳ）シーケンスも同じになる。ＰＳＳ同士が干渉すると、隣接セルの存在の検出が低下する。ＣＲＳ間の干渉及びＰＳＳの誤検出を避けるために、同じ中心周波数の隣接セルは、異なるＰＣＩモジュロ３を有することが望ましい。
セル毎に単一のＴｘアンテナポートが存在する場合、又は垂直−水平（Ｖ−Ｈ）偏波構成の２つのアンテナポートが存在する場合、同じＰＣＩモジュロ６の値を有するセルのＣＲＳは、同じ時間周波数偏波位置を有する。このシナリオでは、性能劣化につながるこれらのＣＲＳの干渉を避けるために、同じ中心周波数の隣接セルは、異なるＰＣＩモジュロ６を有することが望ましい。
同じＰＣＩモジュロ３０を有するセルでは、これらのセルが、同じＰＵＣＣＨ復調参照信号（ＤＭＲＳ）シーケンスグループ番号を有する。ＤＭＲＳグループ番号が同じセルでは、互いのアップリンク干渉が大きくなる。従って、過度のアップリンク干渉を避けるために、同じ中心周波数の隣接セルは、異なるＰＣＩモジュロ３０を有することが望ましい。
欧州特許出願公開第２０１２／０７４３５２号明細書（国際公開第２０１４／０８６３９７号） 欧州特許出願公開第２０１２／０７４３４６号明細書（国際公開第２０１４／０８６３９４号）
ネットワークにおけるＰＣＩ割り当てが最適化されていないと損失の可能性があるため、ＰＣＩ割り当てを改善することが有益と思われる。
本節は、例を含み、限定を意図するものではない。
例示的な方法は、無線ネットワークの基地局において、基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各セル対とする複数のセル対の干渉を特定するステップと、基地局において、複数のセル対の干渉に基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップと、を含む。
さらなる例示的な実施形態は、プロセッサ上で実行された時に上記段落の方法を実行するためのコードを含むコンピュータプログラムを含む。本段落によるコンピュータプログラムは、コンピュータと共に使用するためのコンピュータプログラムコードを具体化するコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品である。
例示的な装置は、１又は２以上のプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む１又は２以上のメモリとを含む。１又は２以上のメモリ及びコンピュータプログラムコードは、１又は２以上のプロセッサを用いて、無線ネットワークの基地局において、基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各セル対とする複数のセル対の干渉を特定するステップと、基地局において、複数のセル対の干渉に基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップと、を装置に実行させるように構成される。
別の例示的な実施形態は、装置である。この装置は、無線ネットワークの基地局において、基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各セル対とする複数のセル対の干渉を特定する手段と、基地局において、複数のセル対の干渉に基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる手段と、を含む。
例示的なコンピュータプログラム製品は、コンピュータと共に使用するためのコンピュータプログラムコードを具体化するコンピュータ可読記憶媒体を含む。このコンピュータプログラムコードは、無線ネットワークの基地局において、基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各セル対とする複数のセル対の干渉を特定するコードと、基地局において、複数のセル対の干渉に基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるコードと、を含む。
例示的な実施形態を実施することができる例示的なシステムのブロック図である。 物理セルＩＤの自己組織的分散型最適化のための、ＵＥに接続されたターゲットｅＮＢ及び隣接ｅＮＢの例示的な構成のブロック図である。 集中的ＰＣＩ最適化を用いたネットワークの例である。 自己組織的分散型ＰＣＩ最適化を用いたネットワークの一例である。 事前割り当て段階の例を表すＰＣＩ最適化方法図のシグナリング図である。 本明細書において図５として参照するＰＣＩ割り当て手順のシグナリング図である。 本明細書において図５として参照するＰＣＩ割り当て手順のシグナリング図である。 物理セルＩＤの自己組織的分散型最適化のための、及びＰＣＩの解の制約を示すための、ＵＥに接続されたターゲットｅＮＢ及び隣接ｅＮＢの例示的な構成のブロック図である。 例示的な方法の動作、コンピュータ可読メモリ上に具体化されたコンピュータプログラム命令の実行結果、ハードウェアに実装されたロジックによって実行される機能、及び／又は例示的な実施形態による機能を実行するための相互接続手段を示す、物理セルＩＤを使用するためのロジックフロー図である。 例示的な方法の動作、コンピュータ可読メモリ上に具体化されたコンピュータプログラム命令の実行結果、ハードウェアに実装されたロジックによって実行される機能、及び／又は例示的な実施形態による機能を実行するための相互接続手段を示す、物理セルＩＤの自己組織的分散型割り当てのためのロジックフロー図である。
上述したように、ネットワークにおけるＰＣＩ割り当てが最適化されていないと、これに関連する損失の可能性がある。この問題点のさらなる説明については、例示的な実施形態を使用できるシステムの説明後に提示する。
図１に、例示的な実施形態を実施できる例示的なシステムのブロック図を示す。図１には、ネットワーク１００と無線通信するＸ個のＵＥ１１０−１〜１１０−Ｘが存在する。参照を容易にするために、ＵＥ１１０がｅＮＢ１８０のみと無線通信しているものと想定するが、ＵＥ１１０は、Ｎ個の隣接ｅＮＢ１８１のうちのいずれかのｅＮＢと無線通信することもできる。単純にするために、これらのＵＥ１１０は同様のものであると想定しており、従ってＵＥ１１０−１のみの考えられる内部構成の例について説明する。ユーザ装置１１０−１は、１又は２以上のプロセッサ１２０と、１又は２以上のメモリ１２５と、（各々が１又は２以上の送信機Ｔｘ及び１又は２以上の受信機Ｒｘを含む）１又は２以上のトランシーバ１３０とを含み、これらは１又は２以上のバス１２７を介して相互接続される。１又は２以上のトランシーバ１３０は、１又は２以上のアンテナ１２８に接続される。１又は２以上のバス１２７は、基板上のトレース、半導上の導電素子、及び光学素子などの、要素間のあらゆる好適な接続部とすることができる。１又は２以上のメモリ１２５は、コンピュータプログラムコード１２３を含む。例示的な実施形態では、１又は２以上のメモリ１２５及びコンピュータプログラムコード１２３が、１又は２以上のプロセッサ１２０を用いてユーザ装置１１０に動作を実行させるように構成される。ＵＥ１１０は、対応するリンク１１１−１〜１１１−Ｘを介してｅＮＢ１８０と通信する。
単一のｅＮＢ１８０と、複数（Ｎ個）の隣接ｅＮＢ１８１とを示している。ｅＮＢ１８０及び１８１は同様のものであると想定としており、従ってｅＮＢ１８０の例示的な内部実装のみを示す。ｅＮＢ１８０は、１又は２以上のプロセッサ１５０と、１又は２以上のメモリ１５５と、１又は２以上のネットワークインターフェイス（Ｎ／Ｗ Ｉ／Ｆ）１６１と、（各々が１又は２以上の送信機Ｔｘ及び１又は２以上の受信機Ｒｘを含む）１又は２以上のトランシーバ１６０とを含み、これらは１又は２以上のバス１５７を介して相互接続される。１又は２以上のバス１５７は、基板上のトレース、半導上の導電素子、及び光学素子などの、要素間のあらゆる好適な接続部とすることができる。１又は２以上のトランシーバ１６０は、１又は２以上のアンテナ１５８に接続される。１又は２以上のメモリ１５５は、コンピュータプログラムコード１５３を含む。例示的な実施形態では、１又は２以上のメモリ１５５及びコンピュータプログラムコード１５３が、１又は２以上のプロセッサ１５０を用いて、本明細書で説明する動作のうちの１つ又は２つ以上をｅＮＢ１８０に実行させる。１又は２以上のネットワークインターフェイス１６１は、ネットワーク１７０及び１３１などのネットワークを介して通信する。例えばネットワーク１７０を用いて、２又は３以上のｅＮＢ１８０が通信する。ネットワーク１７０は、有線、無線、又はこれらの両方とすることができ、例えばＸ２インターフェイスを実装することができる。
無線ネットワーク１００は、ＭＭＥ／ＳＧＷ機能を含むことができるとともに電話ネットワーク及び／又はデータ通信ネットワーク（例えば、インターネット）などのさらなるネットワークとの接続性を提供するネットワーク制御要素（ＮＣＥ）１９０を含むことができる。ｅＮＢ１８０及び１８１は、ネットワーク１３１を介してＮＣＥ１９０（或いは、例えば図示していない他のＮＣＥ１９０）に結合される。ネットワーク１３１は、例えばＳ１インターフェイスとして実装することができる。ＮＣＥ１９０は、１又は２以上のプロセッサ１７５と、１又は２以上のメモリ１７１と、１又は２以上のネットワークインターフェイス（Ｎ／Ｗ Ｉ／Ｆ）１７９とを含み、これらは複数のバス１８５を介して相互接続される。１又は２以上のメモリ１７１は、コンピュータプログラムコード１７３を含む。１又は２以上のメモリ１７１及びコンピュータプログラムコード１７３は、１又は２以上のプロセッサ１７５を用いてＮＣＥ１９０に１又は２以上の動作を実行させるように構成される。
コンピュータ可読メモリ１２５、１５５及び１７１は、ローカル技術環境に適したいずれのタイプのものであってもよく、半導体ベースの記憶装置、フラッシュメモリ、磁気記憶装置及びシステム、光記憶装置及びシステム、固定メモリ及び取り外し可能メモリなどのあらゆる好適なデータ記憶技術を使用して実装することができる。プロセッサ１２０、１５０及び１７５は、ローカル技術環境に適したいずれのタイプのものであってもよく、非限定的な例として、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、及びマルチコアプロセッサアーキテクチャに基づくプロセッサのうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。
一般的に、ユーザ装置１１０の様々な実施形態は、以下に限定されるわけではないが、スマートフォンなどの携帯電話機、無線通信能力を有する携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線通信能力を有するポータブルコンピュータ、無線通信能力を有するデジタルカメラなどの画像取り込み装置、無線通信能力を有するゲーム機、無線通信能力を有する音楽録音及び再生機器、無線インターネットアクセス及びブラウジングを可能にするインターネット機器、無線通信能力を有するタブレット、並びにこのような機能の組み合わせを組み込んだポータブル装置又は端末を含むことができる。
ＰＣＩに関連する問題点のさらなる説明に関して言えば、これらの問題点は、同一ＰＣＩ衝突、同一ＰＣＩ混乱、ＣＲＳ対ＣＲＳ干渉及び同一ＰＳＳ干渉に起因するネットワーク性能の低下を含む。また、多くのＬＴＥネットワークでは、ＤＭＲＳ対ＤＭＲＳ干渉も広く見られる。
一例として、Ｉａｎ Ｇａｒｃｉａによって２０１２年１２月４日に出願された「物理セル識別の割り当て（Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｅｌｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」という名称の欧州特許出願公開第２０１２／０７４３５２号（国際公開第２０１４／０８６３９７号）には、ＣＲＳ／ＰＳＳ／ＰＵＣＣＨ ＤＭＲＳ衝突を低減するようにＰＣＩを割り当てるためのフレームワークが記載されていると認められる。このフレームワークは、あるセルグループから信号レベル（例えば、ＲＳＲＰ）の測定又は予測データを収集し、収集したデータに基づいて、このセルグループの全てのＰＣＩの割り当て又は再割り当てを行うように構成された集中型ユニットを含むことができる。
一方、Ｉａｎ Ｇａｒｃｉａによって２０１２年１２月４日に出願された「物理セル識別子割り当てのためのアルゴリズム（Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｅｌｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）」という名称の欧州特許出願公開第２０１２／０７４３４６号（国際公開第２０１４／０８６３９４号）には、ＰＣＩの最適化のための問題定式化が記載されていると認められる。この問題定式化に従うことにより、最適なＰＣＩを効率的に発見することができる。欧州特許出願公開第２０１２／０７４３４６号は、探索が効率的に行われるように縮小した探索空間で最適化問題を規定することにより、欧州特許出願公開第２０１２／０７４３５２号で提案されている最適化フレームワークを強化したものと見なすことができる。
欧州特許出願公開第２０１２／０７４３５２号及び欧州特許出願公開第２０１２／０７４３４６号の方法には、いくつかの不利点が考えられる。第１に、これらの方法では、データを収集してＰＣＩを再割り当てするために集中型ユニットが必要になることがあり、これによってネットワークのコスト及び複雑性が増す。第２に、これらの方法は、ＰＣＩを全てのセルにわたって同時に一斉に最適化することができる。解の探索空間が広いため、たとえ小規模な商用ネットワークであっても、良好な結果を得るために強力な探索アルゴリズム（例えば、シミュレーテッドアニーリング法、遺伝的アルゴリズム）が必要になる。第３に、ＰＣＩ値が０（ゼロ）〜５０３の値しか取ることができないので、同一ＰＣＩ衝突及び混乱を避けなければならず、また全てのセルからのデータが必要であり、集中型ＰＣＩの再割り当てを周期的にしか実行することができない。これらの方法は、例えば新たなセルの追加、削除又は再配置が毎日行われるような急速に変化するネットワークの素早い最適化に水を差す可能性がある。第４に、これらの方法では、ＬＴＥ ｅＮＢを作動させる上で同じＰＣＩを有する隣接セル及び隣接セルの隣接セルが存在しないことが必要であり、ＰＣＩを変更するためにセルを遮断する必要があるので、全ての最適化されたセルを遮断して同時に再始動させる必要があり、この結果、ＰＣＩの再割り当て中に、サービスエリア全体にわたって全てのサービスが一時的に停止されることがある。
対照的に、本明細書の例示的な実施形態は、スループット及び呼成功率などのネットワーク性能を改善するために、これらの状態を避けるようにネットワークのセルのＰＣＩを変更する。例示的な実施形態は、少なくともネットワーク内の全てのＰＣＩの最適化を分散的に可能にし、集中型ユニットのあらゆる必要性を排除し、最適化動作の柔軟性及び自律性を高めることなどによってこれまでの方法を改善する。
本明細書で開示する例示的な実施形態は、上述したような集中化方式とは対照的に、セルグループのＰＣＩを自己組織的な分散方式で最適化する方法を含む。図２は、物理セルＩＤの自己組織的分散型最適化のための、ＵＥに接続されたターゲットｅＮＢ及び隣接ｅＮＢの例示的な構成のブロック図である。データ収集機プロセス２１０及びＰＣＩ割り当てプロセス２２０は、ｅＮＢ１８０の一部であり、例えばｅＮＢ１８０内のコンピュータプログラムコード１５３として実装することができる。プロセス２１０及び２２０は、例えば１又は２以上のプロセッサ１５０又は別個の回路の一部として実装された集積回路などの回路内のロジックとして、又はプログラム可能論理装置などのプログラム可能装置として実装することもできる。プロセス２１０及び２２０は、コードと回路の何らかの組み合わせとして実装することもできる。データ収集機プロセス２１０は、ターゲットｅＮＢ１８０のＲＲＣ接続ＵＥ１１０に関するデータを収集するとともに、ターゲットｅＮＢ１８０の隣接ｅＮＢ１８１に関するデータも収集する。
例示的な実施形態では、各ｅＮＢ１８０が、自機のセル及びその隣接セル１８１から収集するＸ２隣接リスト及び信号強度ベースの指標に基づいて自機のセルを最適化する。各ｅＮＢ１８０の最適化手順は、特定の時間間隔内の特定の時点又はランダムな時点で開始するように構成することができ、何らかの構成可能な期間後に自動的に繰り返すことができる。ｅＮＢ１８０は、最適化を行うようにスケジュールされている場合、例示的な実施形態では、最初に他のセルがそれぞれの最適化ステップを終えるのを待ってから自機の最適化を開始する。ｅＮＢ１８０は、他の近隣のｅＮＢからセルにおいて受け取って被ることができる干渉に基づいて自機のＰＣＩを最適化する。すなわち、ターゲットｅＮＢ１８０は、隣接セル１８１への干渉を引き起こして、隣接セル１８１からの干渉を測定する（この時、隣接セル１８１もターゲットｅＮＢ１８０からの干渉を測定する）。この干渉は、データ収集機プロセス２１０によって収集できる指標である。ｅＮＢ１８０は、Ｘ２隣接リストを用いて、同一ＰＣＩ混乱及び衝突を確実に避けることができる。ｅＮＢ１８０は、（データ収集機プロセス２１０によって収集された）信号強度に基づく測定を用いてＣＲＳ／ＤＭＲＳ／ＰＳＳ衝突を最小化し、隣接リスト内に存在しない近隣セルの同一ＰＣＩ状態を排除することができる。提案する例示的な方法では、一般に（例えば、ＰＣＩ割り当てプロセス２２０によって実行される）各ｅＮＢの局所的最適化によって領域全体がさらに最適化され、すなわち提案する例示的な最適化方法が自己組織化される。この技術では、各ｅＮＢが自機のＰＣＩを「オンザフライ」で最適化することができるので、ＬＴＥがさらに容易に展開可能かつ「自己組織化可能」になり得る。
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、図３Ａは、集中的ＰＣＩ最適化を用いたネットワークの例であり、図３Ｂは、自己組織的分散型ＰＣＩ最適化を用いたネットワークの例である。図３Ａでは、集中型ユニット３１０が、（各々がｅＮＢ３８０を有する）全てのセル３２０から隣接リスト及び測定結果を収集する。集中型ユニット３１０は、全ての又は一群のセル３２０についてＰＣＩを再割り当てする。対照的に、図３Ｂでは、各ｅＮＢ１８０が、自機のセル３３０及び（各々がｅＮＢ１８１を有し、ｅＮＢ１８０からの一定範囲３５０内に存在する）隣接セル３４０から隣接リスト及び測定結果を収集する。この例では、ターゲットｅＮＢ１８０が、６つの隣接セル１８１−１〜１８１−６、及びこれらのセルの対応するセル３４０−１〜３４０−６を有する。ｅＮＢ１８０は、自機のセルについてＰＣＩを再割り当てする。なお、図３Ｂには、隣接セル１８１−１〜１８１−６の一部が、セル３４０−７及び３４０−８として表記する隣接セルを有することも示している。セル３４０−７及び３４０−８は、セル３４０−４及び３４０−５の隣接セルであり、セル３３０の隣接セルの隣接セルでもある。
ｅＮＢ１８０のセルについては、通常、「単一」のセル３３０を、円形、楕円形又は（図３Ａ及び図３Ｂのように）六角形として示す。これらは「セル」の典型的な表現であるが、１つのｅＮＢ当たりに複数のセルが存在することができる。例えば、単一のｅＮＢキャリア周波数及び関連する帯域幅については、１つのｅＮＢのサービスエリアが適当な円、楕円形又は六角形をカバーするように各々が３６０度の範囲の３分の１をカバーする３つのセルが存在することができる。さらに、各セルは、単一のキャリアに対応することができ、ｅＮＢは、複数のキャリアを使用することができる。従って、キャリア毎に１２０度のセルが３つ存在し、２つのキャリアが存在する場合、ｅＮＢは、全部で６つのセル３３０を有する。本明細書では、単純にするためにこれらのセルを単一のセル３３０として示しているが、ｅＮＢは、複数のセルを有することもできる。
図３Ａに示す集中型アーキテクチャでは、集中型ユニット３１０が集中型ソフトウェアを通じて実装可能である。対照的に、本明細書の新たな方法では、各ｅＮＢが、その隣接セル１８１の干渉対信号比指標などを収集し、自機のセルのＰＣＩのみを調整する。ｅＮＢが自機のＰＣＩを調整するので、この方法では、一般にネットワーク全体がさらに最適化され、従ってこの方法は自己組織化される。この方法は、分散型でもあるので、集中型ソフトウェアを必要とせずにｅＮＢの機能として実装することができ、マクロセルに比べて１０倍多くのセルの集中型構成を集中的に実施できない小型セルに非常に適している。
図３Ａと図３Ｂの別の相違点は、図３Ｂの新たな方法では、ＰＣＩ ｍｏｄ６の最適化を考慮することもでき、このため多くの屋内展開において良く見られる単一レイヤ伝送モードにおけるＰＣＩ ｍｏｄ３の最適化よりもわずかに高い利得を得られる点である。また、図３Ｂの新たな方法は、図３Ａでは適用できない分散化方法のためのＸ２＋ベースのプロトコルを含むこともできる。分散型最適化の概念及びプロトコルは、ＲＡＣＨルートシーケンスなどの他の重要な、最適化が困難なパラメータに適用することもできる。以下、この図３Ｂの新たな分散化方法のさらなる詳細を図３Ａのこれまでの集中化方法と比較しながら説明する。
例示的な実施形態は、後述するステップにおいて概説するＬＴＥ物理セルＩＤ最適化方法である。各ステップを実現する詳細は様々とすることができるが、例示的な実施形態では、図４及び図５に示してこれらと共に説明する、概説する一連のステップ及び下位ステップを行う。
同時に最適化すべき全てのｅＮＢは、ｅＮＢのセル内のＵＥからの測定レポートを収集して干渉対信号比を周期的に計算する事前割り当て段階を経ることができる。各ｅＮＢのＰＣＩ割り当て段階は、特定の時間間隔内の特定の又はランダムな時点で開始するように構成され、何らかの構成可能な期間後に自動的に繰り返すことができる。
図４は、事前割り当て段階の例を表すＰＣＩ最適化方法図のシグナリング図である。ステップ１において、最適化ターゲットｅＮＢ１８０は、その全てのセル３３０内のＵＥ１１０の測定レポートを（例えば、データ収集機プロセス２１０の制御下で）構成する。測定レポート（ＭＲ）は、例えば３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３３１に定められるように、ＵＥによるセル測定情報を含む。例えば、セクション５．５．５「測定レポート（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ）」を参照されたい。測定レポートを行うには、最初にサービングセルが自セルのＲＲＣ接続モードのＵＥに対して測定レポートを構成すべきである。ＵＥ１１０が正しく構成されると、再接続、ハンドオーバ又はその他の何らかの理由によってＵＥがその測定構成を失わない限り、このステップをＵＥに対して繰り返す必要はない。
ステップ２において、ｅＮＢ１８０は、その全てのセル３３０内のＵＥから（例えば、データ収集機プロセス２１０の制御下で）測定データを収集する。測定データは、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）、参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）、ハンドオーバ試行回数などのうちの１つ又は２つ以上とすることができる。以下では、これらの測定を「信号強度」測定と呼ぶ。例えば、受け取った測定レポートからは、ｅＮＢの特定の中心周波数の全てのセル３３０、及びこれらのセルの同じ中心周波数の隣接セル３４０の参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）データが期間毎に収集される。最適化ターゲットｅＮＢのセル３３０の周波数が異なる場合、これらのＰＣＩ最適化は、個別に独立して行われる。
セルは、例えばそのセルグローバルＩＤ（ＣＧＩ）によって識別される。測定結果は、例えばＰＣＩと中心周波数との組み合わせ又はＣＧＩを用いて各セル３３０にマッピングすることができる。
信号強度測定結果は、サービングセルと他のセルとの各対にマッピングされる。Ｎ個の隣接セル信号強度測定結果を含む測定レポートが、サービングセルと他のセルとのＮ個の組み合わせにマッピングされる。測定レポートは、最適化ターゲットｅＮＢ１８０のみから収集されるので、この最適化ターゲットｅＮＢのセル３３０のみがサービングセルとして見なされる。いくつかの事前に定めた閾値を満たさない信号強度測定結果は、無視することができる。
期間の継続時間は、期間中に十分な数の測定レポートが収集されるように予め決めておくことができる。期間ｔにおいて、ｉ番目のサービングセル及びそのｊ番目の他のセルは、Ｋi,j（ｔ）個の信号強度測定結果を有し、対のｋ番目のサーバ信号強度測定結果を
Figure 2017502578
で示し、対のｋ番目の他のセル信号強度測定結果を
Figure 2017502578
で示す。これらの信号強度測定結果は、ｄＢｍ（デシベルミリワット）単位である。
ステップ３において、ｅＮＢ１８０は、最適化ターゲットｅＮＢの干渉対信号比（ＩＳＲ）行列を（例えば、データ収集機プロセス２１０の制御下で）信号強度測定レポートから周期的に計算する。信号強度測定レポート４１０は、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱ及び／又はハンドオーバ試行回数のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。ターゲットｅＮＢの干渉対信号比（ＩＳＲ）行列
Figure 2017502578
を用いて、干渉に起因する潜在的な信号品質の劣化を各セルの組み合わせについて推定する。ターゲットｅＮＢのＩＳＲ行列の行は、そのｅＮＢの
Figure 2017502578
個のセルに対応し、列は、そのｅＮＢの
Figure 2017502578
個のセルと、Ｘ２隣接セル、Ｘ２隣接セルの隣接セル、及び信号強度測定結果は有しているものの未だＸ２隣接セル又はＸ２隣接セルの隣接セルとして指定されていない他のセルから成る
Figure 2017502578
個のセルとに対応する。（隣接（ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ）ともつづられる）隣接セルは、ＵＥがハンドオーバできるセルである。これらのセルは、同じｅＮＢからのもの、又はターゲットセルのｅＮＢとのＸ２インターフェイスを有するｅＮＢからのものである。周辺セルは、この同じｅＮＢ内に存在せず、ターゲットセル及びターゲットセルのＵＥの信号受信と干渉する恐れのある信号を有する全てのセルである。ターゲットｅＮＢのセル及び周辺セルは、このターゲットｅＮＢのセルの近隣を共に形成する。

Figure 2017502578
のｉ行ｊ列における要素は、サービングセルと他のセルとのｉｊ番目の対に対応する。行及び列の順序付けは同じであり、すなわちｉ＝ｊの場合、他のセルはサービングセルを意味する。

Figure 2017502578
は、その短期間ランダム変動を低減するために期間フィルタ処理することができる。例えば、一次ＩＩＲフィルタを用いた場合、ｔ番目の期間において、
Figure 2017502578
であり、式中、τは定数忘却因子である。当然ながら、フィルタを用いなければ、
Figure 2017502578
である。
最後の期間の信号強度測定結果の寄与は、
Figure 2017502578
によって与えられ、式中、
Figure 2017502578
の行及び列の順序は、
Figure 2017502578
の行及び列の順序に対応する。
Figure 2017502578
及び
Figure 2017502578
の列は、これらの最初の列が、最適化ターゲットｅＮＢのセル
Figure 2017502578
からの干渉に対応するように配置される。信号強度測定結果の単位は、計算前にｄＢｍからｍＷ（ミリワット）に変換される。
式（２）から分かるように、分子は、サービングセルの信号強度に対する干渉として作用する別のセルの信号強度から成り、従って
Figure 2017502578
は、「ＩＳＲ」品質として見なされる。この値が大きければ大きいほど、潜在的な干渉源の衝突による信号の劣化も大きくなる。
ステップ４において、ｅＮＢ１８０は、ｅＮＢのスケジュールされたＰＣＩ割り当て段階まで（例えば、データ収集機プロセス２１０の制御下で）ステップ１〜３を繰り返す。
第２段階であるＰＣＩ割り当て段階については、ＰＣＩ割り当て段階への移行を自動化することも、又は移行のためにユーザプロンプトを必要とすることもできる。本明細書においてまとめて図５として参照する図５Ａ及び図５Ｂは、ＰＣＩ割り当て手順のシグナリング図である。ｅＮＢ１８０は、例えばＰＣＩ割り当てプロセス２２０の制御下でステップ５〜７及び９〜１４を実行するものと想定する。
ステップ５において、ｅＮＢ１８０は、他のｅＮＢが依然としてそのＰＣＩ割り当て段階を実行しているかどうかを判定し、他のｅＮＢが終了するまでステップ１〜３を周期的に繰り返す。このステップは、ターゲットｅＮＢ１８０がそのＰＣＩ割り当てを行っている間に現在の正確なＸ２隣接セル測定結果及びＰＣＩ情報を確実に有するように行われる。
ステップ６において、ｅＮＢ１８０は、そのＰＣＩ割り当て段階を開始している旨を隣接ｅＮＢに知らせる。このステップは任意である。このメッセージは、最適化ターゲットｅＮＢのＰＣＩ割り当て段階が進行している間に隣接ｅＮＢ１８１が自機のＰＣＩ割り当て段階を行うのを避けるように隣接ｅＮＢ１８１に知らせるものである。
ステップ７において、ｅＮＢ１８０は、そのＸ２隣接リスト内のｅＮＢ１８１に、ｅＮＢ１８１のＸ２隣接リスト及び現在の部分的ＩＳＲ行列を送信するように要求する。Ｘ２隣接リストは、ｅＮＢ隣接関係データベースに含まれている全ての隣接セルのＣＧＩ及びＰＣＩを含む。ｎ番目の隣接ｅＮＢ１８１の部分的ＩＳＲ行列
Figure 2017502578
は、最適化ターゲットｅＮＢのセルに対応する、隣接ｅＮＢの独自のターゲットＩＳＲ行列の列である。これらの列は、
Figure 2017502578
の順序付けに対応するように順序付けし直されたものである。部分的ＩＳＲ行列の要求は任意である。
ステップ８において、隣接セル１８１は、そのＸ２隣接リスト及び現在の部分的ＩＳＲ行列をターゲットｅＮＢ１８０に送信する（すなわち、ステップ８において、ターゲットｅＮＢ１８０はこれらを受け取る）。部分的ＩＳＲ行列の送信は任意である。
ステップ９において、ｅＮＢ１８０は、ターゲットｅＮＢのＩＳＲ行列及び収集された部分的ＩＳＲ行列から隣接ＩＳＲ行列を形成する。ｅＮＢ１８０は、ＩＳＲ行列を収集して、以下のような隣接ＩＳＲ行列
Figure 2017502578
も形成し、
Figure 2017502578
式中、
Figure 2017502578
の行数と列数とが等しくなるように、
Figure 2017502578
の行にゼロ値が付加されている。すなわち、行列を完成するように
Figure 2017502578
の行にゼロ値が付加され、Ｘ２隣接セルの隣接セルに対応するゼロ値が各列に付加される。例示的な実施形態では、隣接セルｎから部分的ＩＳＲ行列が受け取られていない場合、
Figure 2017502578
を設定する。この隣接ＩＳＲ行列を用いて、セルの最適化されたＰＣＩ ｍｏｄ３、ＰＣＩ ｍｏｄ６及びＰＣＩ ｍｏｄ３０の値を求める。隣接ＩＳＲ行列の各要素は、信号と干渉源のセル対に対応し、
Figure 2017502578
のｉ番目の行及びｊ番目の列は、ｉ番目の信号及びｊ番目の干渉源に対応する。
最適なＰＣＩ割り当ては、同じＰＣＩ ｍｏｄ３、同じＰＣＩ ｍｏｄ６及び同じＰＣＩ ｍｏｄ３０を有するセル対を含むＩＳＲ行列要素の合計を最小化する。また、ＩＳＲ行列のいずれかの非ゼロ要素についても、この要素がそのセルに同じＰＣＩを有させないようにしなければならない。この手順は、「最適化されたＬＴＥ物理セルＩＤの効率的探索のための問題定式化（Ｐｒｏｂｌｅｍ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ＬＴＥ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｅｌｌ ＩＤ）」において提案されている手順に類似するが、「最適化されたＬＴＥ物理セルＩＤの効率的探索のための問題定式化」の手順とは異なり、本手順では、必要時に同じＰＣＩ ｍｏｄ６などを避けることを検討し、隣接セルのＰＣＩを静的変数として処理し、隣接セルからの信号強度しか考慮しない。「最適化されたＬＴＥ物理セルＩＤの効率的探索のための問題定式化」は、その後２０１２年１２月４日に「物理セル識別割り当てのためのアルゴリズム」という名称で欧州特許出願公開第２０１２／０７４３４６号として出願された開示の原名称である。
なお、隣接セルからＸ２隣接リストを受け取っていない場合には、以下の式を用いる。
Figure 2017502578
ステップ１０において、ｅＮＢ１８０は、隣接ＩＳＲ行列及び全てのＸ２隣接リストのみを用いて、このｅＮＢのサービングセルのターゲットｅＮＢのＰＣＩを求める。測定結果及びＸ２隣接リストデータからＰＣＩを求める方法は様々であり、本文書ではこれらを対象としない。ここでは、最適解にたどり着くための一般的な最適化問題のみについて概説する。
ターゲットｅＮＢ内の全てのセルのＰＣＩ値割り当てのための候補解がＺ個存在するものとする。ｐzが、最適化ターゲットセル及び周辺セルの候補ＰＣＩの組み合わせベクトルを含むｚ番目（ｚ＝１、２、３、．．．、Ｚ）のＰＣＩ候補解を表し、
Figure 2017502578
の同じ順序付けに従って、ｐz,iが、ｉ番目のセルに対応するｐzのｉ番目の要素を表すものとする。ｐzの各要素についての割り当ては、以下の条件で行われる。
Figure 2017502578
ブラックリストに載っているＰＣＩ値を強制することもできる。
以下の一連の段落では、最適化されたＰＣＩを取得するための数学的定式化について概説する。まず、以下によって与えられるｉ行及びｊ列における要素を有するグループ化行列
Figure 2017502578
を通じて、同じＰＣＩ ｍｏｄ３を有するセルを共にグループ化し、
Figure 2017502578
式中、
Figure 2017502578
は、
Figure 2017502578
個の行及び３つの列を有する。簡単に言えば、候補解
Figure 2017502578
について、セルｉの候補ＰＣＩがｊ−１のモジュロを有する場合、ｊ列は、ｉ行に１の値を有する。この行列は、ＰＣＩ ｍｏｄ３を有するセルを、同じ列では１に等しく、他の列ではゼロに等しくなるように強制することによってこれらのセルを「グループ化」する。
以下の最適化問題の解から、同じＰＣＩ ｍｏｄ３の衝突を最小化する最適化されたＰＣＩであるｐoptが求められ、
Figure 2017502578
式中、Ｔｒａｃｅ（Ａ）は、ｎ×ｎの正方行列ＡについてＡの主対角線（左上から右下への対角線）上の要素の合計になるように定められたトレース演算である。すなわち、ｐzと
Figure 2017502578
との間には１対１のマッピングが存在するので、ｐoptは、式（６）を真にする（例えば、ｚについてＴｒａｃｅ（）を最小にする）
Figure 2017502578
によって求められる。行列積
Figure 2017502578
は、その対角線内の（すなわち、行番号が列番号と同じ）ｉ番目の要素が、セルｉ及びセルｊが同じＰＣＩ ｍｏｄ３グループに属する全ての要素
Figure 2017502578
の合計になるシフト演算を実行する。
Ｔｒａｃｅ（）を用いて、
Figure 2017502578
及び
Figure 2017502578
の全ての要素を合計する。換言すれば、Ｔｒａｃｅ（）は、ＩＳＲに関して候補解ｚの全ペナルティを与える
Figure 2017502578
の対角要素の合計を収集する。
以下によって与えられるｉ行及びｊ列における要素を有するグループ化行列
Figure 2017502578
を通じて、同じＰＣＩ ｍｏｄ６を有するセルを共にグループ化し、
Figure 2017502578
式中、
Figure 2017502578
は、
Figure 2017502578
個の行及び６個の列を有する。
以下の最適化問題の解から、同じＰＣＩ ｍｏｄ６の衝突を最小化する最適化されたＰＣＩであるｐoptが求められる。
Figure 2017502578
すなわち、ｐoptは、式（８）を真にする（例えば、ｚについてＴｒａｃｅ（）を最小にする）
Figure 2017502578
によって求められる。
以下によって与えられるｉ行及びｊ列における要素を有するグループ化行列
Figure 2017502578
を通じて、同じＰＣＩ ｍｏｄ３０を有するセルを共にグループ化し、
Figure 2017502578
式中、
Figure 2017502578
は、
Figure 2017502578
個の行及び３０個の列を有する。
以下の最適化問題の解から、同じＰＣＩ ｍｏｄ３０の衝突を最小化する最適化されたＰＣＩであるｐoptが求められる。
Figure 2017502578
すなわち、ｐoptは、式（１０）を真にする（例えば、ｚについてＴｒａｃｅ（）を最小にする）
Figure 2017502578
によって求められる。
ｚ番目のＰＣＩ候補解については、以下によって与えられるｉ行及びｊ列における要素を有するグループ化行列
Figure 2017502578
を通じて、同じＰＣＩを有するセルを共にグループ化し、
Figure 2017502578

Figure 2017502578
は、
Figure 2017502578
個の行及び５０４個の列を有する。

Figure 2017502578
に含まれる測定された隣接セル、並びに規定されたＸ２隣接セル及びＸ２隣接セルの隣接セルを用いて、同一ＰＣＩ衝突及び混乱を避けるべきである。従って、収集されたＸ２隣接リストから、最適化ターゲットｅＮＢのＸ２隣接セルの隣接行列Ｚを定め、この場合、Ｚの列及び行は
Figure 2017502578
の列及び行に対応する。Ｚのｉｊ番目の要素は、以下によって与えられる。
Figure 2017502578
以下の問題式（１３）の解から、同一ＰＣＩ衝突及び混乱を避ける最適なＰＣＩであるｐoptが求められる。
Figure 2017502578
すなわち、ｐoptは、式（１３）を真にする
Figure 2017502578
によって求められる。
なお、一般に上記の解は独立していない。図６は、物理セルＩＤの自己組織的分散型最適化のための、及びＰＣＩの解の制約を示すための、ＵＥに接続されたターゲットｅＮＢ及び隣接ｅＮＢの例示的な構成のブロック図である。（例えば、式（１３）から得られる、図６にＰＣＩ割り当て６４０として示す）ＰＣＩの一般解は、（例えば、式（１０）から得られる、図６にＰＣＩ ｍｏｄ３０の割り当て６３０として示す）ＰＣＩ ｍｏｄ３０の解によって制約することができる。アップリンクＤＭＲＳ干渉を避けるべきＰＣＩ ｍｏｄ３０の解は、（例えば、式（８）から得られる、図６にＰＣＩ ｍｏｄ６の割り当て６２０として示す）ＰＣＩ ｍｏｄ６の解、及び／又は（例えば、式（６）から得られる、図６にＰＣＩ ｍｏｄ３の割り当て６１０として示す）ＰＣＩ ｍｏｄ３の解によって制約することができる。ＰＣＩ ｍｏｄ６の解は、単一ＴｘモードにおいてダウンリンクＣＲＳ衝突を避けるべきである。さらに、ＰＣＩ ｍｏｄ６の解は、ＰＣＩ ｍｏｄ３の解によって制約することもできる。ＰＣＩ ｍｏｄ３の解は、ＭＩＭＯ ＴｘモードにおけるダウンリンクＣＲＳ衝突、及びプライマリ同期信号の衝突を避けるべきである。これらのＰＣＩ割り当ての各々は、以下のＰＣＩ割り当てのための探索空間を縮小する前提条件として働く。例えば、ＰＣＩ ｍｏｄ３の割り当て６１０は、ＰＣＩ ｍｏｄ６の割り当て６２０のための探索空間を縮小する前提条件として働き、ＰＣＩ ｍｏｄ６の割り当て６２０（又はＰＣＩ ｍｏｄ３の割り当て６１０）は、ＰＣＩ ｍｏｄ３０の割り当て６３０のための探索空間を縮小する前提条件として働き、ＰＣＩ ｍｏｄ３０の割り当て６１０は、ＰＣＩの一般解であるＰＣＩ割り当て６４０のための探索空間を縮小する前提条件として働く。図６には、隣接ＩＳＲ行列６５０である
Figure 2017502578
、並びにＸ２隣接セルの隣接行列６６０も示している。
ステップ１１において、ｅＮＢ１８０は、最適化されたＰＣＩを自機のセル３３０に適用する。最適化されたＰＣＩの適用は、自動化することも、或いは続行のためにユーザプロンプトを必要とすることもできる。
ステップ１２において、ｅＮＢ１８０は、自機のセルのうちのいずれかのセルのＰＣＩ値が変化した場合、全ての隣接ｅＮＢ１８１に新たなＰＣＩをレポートする。
ステップ１３において、ｅＮＢ１８０は、自機のＰＣＩ割り当て段階が終了した旨を隣接ｅＮＢに知らせる。このステップは任意である。
ステップ１４において、ｅＮＢ１８０は、（図４の）ステップ１から手順を再開する。手順の再開は、１つの可能性である。例示的な実施形態では、アルゴリズムをステップ１（測定レポートの構成）から再開して、トラフィック条件又は隣接セルの存在を継続的に変化させながらＰＣＩ割り当てが展開していくことを確実にする。（半静的割り当てではなく）静的割り当てが好ましい場合、このステップは任意とすることができる。しかしながら、特に隣接セルが放浪的に追加又は削除される（例えば、トラフィックに基づいて節電を行う小型セルであるフェムトセルの）シナリオでは、一般に半静的ＰＣＩ割り当てを有する選択肢が望まれる。
さらに、上記では、最適化問題への取り組みにおける常套手段である式の詳細の単純化のための計算において、行列ベースの数学的表記（例えば、Ｔｒａｃｅ（Ａ））を使用した。周知のように、これらの行列表記及び演算を用いずに同じ数学演算を実行することもできる。従って、行列ベースの数学の使用は、本明細書の演算を実行するための１つの方法にすぎない。
例示的な利点としては、実施形態の技術的効果の例とすることもできる以下の非限定的な例のうちの１つ又は２つ以上が挙げられる。本明細書における例示的な実施形態は、従来のシステムを上回る複数の利点を有する。第１に、最適化が分散的であるため、最適化に集中型ユニットが不要であり、複雑性及びコストを下げることができる。第２に、ｅＮＢ１８０が自機のセルのＰＣＩしか最適化しないので、ｅＮＢのＰＣＩを最適化するための探索空間が非常に小さい。また、ネットワーク全体を最適化するための探索空間も小さくなる。例えば、３セクタサイトを有するネットワークでは、集中型方法の下でネットワーク全体のＰＣＩ ｍｏｄ３を最適化するための総探索空間サイズが
Figure 2017502578
であるのに対し、分散型方法では
Figure 2017502578
にしかならない。従って、強力な探索アルゴリズムを実装する必要がない。第３に、ｅＮＢ１８０は、そのＰＣＩを最適化するために、その隣接ｅＮＢ１８１の隣接リスト及び後処理された測定データしか必要としない。この結果、新たなｅＮＢ又は再配置されたｅＮＢを個別に自動的に最適化することができる。ｅＮＢは、同一ＰＣＩ衝突及び混乱を生じるＰＣＩ割り当てを自動的に補正することができる。このことは、ネットワークの「プラグアンドプレイ」化に役立ち、すなわち手動による又は周期的な計画又は最適化という大きな負担が不要である。第４に、他のｅＮＢを最適化する必要なく各ｅＮＢ１８０を最適化できるので、最適化すべき全てのｅＮＢを同時に遮断する必要がない。一時的サービス停止を局所化できることにより、ネットワーク性能に大きな影響が及ばない。最期に、提案する方法は、これまでの方法ではＣＲＳ衝突が避けられなかった単一Ｔｘアンテナのセル及びＶ−Ｈ偏波２Ｔｘアンテナのセルについても、ＰＣＩ ｍｏｄ６を考慮してＣＲＳ衝突をより良好に避けることができる。
本明細書における分散型方法を上回る集中型最適化方法の例示的な利点は、全体的規模で最適な割り当てを発見しようと試みる探索空間が大きいので、ネットワーク全体のＣＲＳ／ＰＳＳ／ＤＭＲＳ衝突が潜在的に少なくなる点である。しかしながら、本明細書における分散型方法は、最適化されていないネットワークにわたってＣＲＳ／ＰＳＳ／ＤＭＲＳ衝突を除去する上でも相当な利得をもたらすことができ、同一ＰＣＩ衝突及び混乱が避けられることも間違いない。
ＬＴＥの容量は、今後１０年にわたって数百倍増加する必要があると予測される。この要件を満たすために、多くのＬＴＥネットワークは、密に配置された異種的なものになり、すなわちネットワークが、大型セル（すなわち、マクロセル）、小型セル（すなわち、マイクロセル）、及び超小型セル（ピコセル又はフェムトセル）で構成されるようになると思われる。通常、ピコセル及びフェムトセルは展開が速く、しばしば非理想的な場所に展開される。これらのセルは、オペレータが知らない間にその場所の所有者によって頻繁に再配置されることもある。従来の集中的ＰＣＩ最適化方法は、上述した理由により、この異種ネットワークの使用事例に適していない。しかしながら、この使用事例にとっては、提案する自己組織化型ＰＣＩ最適化方法が、その単純性、機敏性及び堅牢性を理由に望ましい。分散型技術は、自動化された自己最適化に起因して、ＬＴＥ ＰＣＩ計画又は最適化というオペレータにとっての多大な努力を排除し、ＬＴＥを展開する速度及び柔軟性を高めながら、最適化されたＬＴＥ性能を提供する。これまで非常に面倒なものと思われていたＬＴＥ ＰＣＩ管理は、本明細書における例示的な実施形態を通じてはるかに容易な努力となる。また、本明細書における例示的な分散型技術は、分散型自己組織化ネットワーク（ＳＯＮ）の特徴にとっての重要な要素となり得る。
例えば、図５Ｂのステップ１１において、ｅＮＢ１８０は、自機のセルにＰＣＩを割り当てると、割り当てたＰＣＩを自由に使用する。図７に、物理セルＩＤの１つの使用例を示す。図７には、例示的な方法の動作、コンピュータ可読メモリ上に具体化されたコンピュータプログラム命令の実行結果、ハードウェアに実装されたロジックによって実行される機能、及び／又は例示的な実施形態による機能を実行するための相互接続手段を示す。図７のブロックは、ｅＮＢ１８０によって実行されるものと想定する。ブロック７１０において、ｅＮＢ１８０は、自機のセルにＰＣＩを割り当てる。各割り当ては、ＰＣＩと中心周波数との組み合わせである。ブロック７２０において、ｅＮＢ１８０は、割り当てたＰＣＩ及び中心周波数を用いて、その隣接リストを更新する。ブロック７３０において、ｅＮＢ１８０は、割り当てたＰＣＩを用いて、そのセルのＵＥと通信する。ブロック７４０において、ｅＮＢ１８０は、要求時に、リストの要求元である隣接ｅＮＢに更新された隣接リストを送信する。装置は、図７のブロックの一部又は全部を実行する手段を有することができる。
図８は、物理セルＩＤの自己組織的分散型割り当てのためのロジックフロー図である。この図には、例示的な方法８００の動作、コンピュータ可読メモリ上に具体化されたコンピュータプログラム命令の実行結果、ハードウェアに実装されたロジックによって実行される機能、及び／又は例示的な実施形態による機能を実行するための相互接続手段も示す。図８のブロックは、ｅＮＢ１８０によって実行されるものと想定する。
ブロック８１０において、ｅＮＢが、複数のセル対の干渉を特定する。各セル対は、基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、この１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対である。これについては、例えば、式（３）及び（３’）を参照しながら上述した。ブロック８２０において、ｅＮＢ１８０は、複数のセル対の干渉に基づいて、１又は２以上のサービングセルの物理セル識別の値を割り当てる。ＰＣＩの割り当てについては、例えば式（４）を参照しながら、またさらなる実施形態では式（５）〜（１３）を参照しながら上述した。本明細書では、方法７００を実施例１とも言う。
さらなる実施例は、以下の通りである。実施例２。方法７００の方法であって、複数のセル対は、第１の複数のセル対であり、複数のセル対の干渉を特定するステップは、第１の行列を特定し、１又は２以上のサービングセルに隣接する隣接セルから、隣接セルのうちの個々の１つの隣接セルと、隣接セルのうちの個々の１つの隣接セルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各第２のセル対とする第２の複数のセル対の干渉を各々が有する第２の行列を受け取るステップと、基地局において、第１及び第２の行列に基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップと、をさらに含む方法。
実施例３。方法７００又は実施例２の方法であって、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、
Figure 2017502578
という問題を解くステップを含み、式中、Ｔｒａｃｅ（）は、トレース演算であり、
Figure 2017502578
は、第１の複数のセル対のみを使用する際に、第１の複数のセル対のみを表す第１の行列である
Figure 2017502578
から成るとともに、第１の行列及び第２の行列の両方を使用する際に、
Figure 2017502578
と、各々が第２の行列である複数の
Figure 2017502578
とを含む干渉行列であり、
Figure 2017502578
であり、
Figure 2017502578
は、そのｉ行及びｊ列における要素が
Figure 2017502578
によって与えられるグループ化行列であり、式中、ｐzは、物理セル識別のｚ番目の候補解を表し、１又は２以上のサービングセルの物理セル識別のための値は、問題の式を真にする
Figure 2017502578
によって決まるｐoptである、方法。
実施例４。方法７００又は実施例２の方法であって、基地局において、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、最終値を決定し、基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３０の衝突を最小化することに基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第１の値を割り当てるステップと、基地局において、最終値を決定するために、割り当てられた第１の値に制約された１又は２以上のサービングセルに、物理セル識別のための第１の値の全体的割り当てを実行するステップと、を含む方法。
実施例５。実施例４の方法であって、基地局において、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ６の衝突を最小化することに基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第２の値を割り当てるステップと、基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３０の衝突を最小化することに基づいて、割り当てられた第２の値に制約された１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第１の値を割り当てるステップと、を含む方法。
実施例６。実施例５の方法であって、基地局において、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３の衝突を最小化することに基づいて、１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第３の値を割り当てるステップと、基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ６の衝突を最小化することに基づいて、割り当てられた第３の値に制約された１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第２の値を割り当てるステップと、を含む方法。
実施例７。方法７００又は実施例２〜６の方法のいずれかであって、無線ネットワークの基地局において複数のセル対の干渉を特定するステップは、基地局において、１又は２以上のサービングセル内の複数のユーザ装置から、１又は２以上のサービングセル及び他のセルを含む測定されるセルのユーザ装置に対する信号強度の測定結果と、対応する識別情報とを含む測定レポートデータを収集するステップと、信号強度を複数のセル対にマッピングするステップと、マッピングされた信号強度に基づいて複数のセル対の干渉を特定するステップと、をさらに含む方法。
実施例８。実施例７の方法であって、複数のセル対の干渉は、干渉値からなる第１の行列
Figure 2017502578
であり、現在の期間ｔにおいて、対のｉ番目のサービングセル及びそのｊ番目の他のセルは、Ｋi,j（ｔ）という干渉値を有し、
Figure 2017502578
であり、
Figure 2017502578
は、現在の期間にわたって、
Figure 2017502578
であり、式中、現在の期間ｔにわたる対のｋ番目のサーバの測定結果は
Figure 2017502578
で示され、現在の期間ｔにわたる対のｋ番目の他のセルの測定結果は
Figure 2017502578
で示される、方法。
実施例９。方法７００又は実施例２〜８の方法のいずれかであって、他のセルは、隣接セル、隣接セルの隣接セル、或いは測定結果を有してはいるが、未だ隣接セル又は隣接セルの隣接セルとして指定されていない他のセル、のうちの１つ又は２つ以上を含む、方法。
別の例示的な実施形態は、方法７００又は例２〜９のいずれかを実行する手段を備えた装置である。別の例は、１又は２以上のプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む１又は２以上のメモリとを備えた装置である。１又は２以上のメモリ及びコンピュータプログラムコードは、１又は２以上のプロセッサを用いて装置に方法７００又は例２〜９のいずれかを実行させるように構成される。
本明細書での実施形態は、（１又は２以上のプロセッサによって実行される）ソフトウェア、ハードウェア（例えば、特定用途向け集積回路）、又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実装することができる。実施形態例では、ソフトウェア（例えば、アプリケーションロジック、命令セット）が、様々な従来のコンピュータ可読媒体のうちのいずれか１つに維持される。本文書の文脈において、「コンピュータ可読媒体」は、例えば図１で図示し説明したコンピュータを一例とするコンピュータなどの命令実行システム、装置又はデバイスによって、又はこれらに関連して使用するための命令の収容、記憶、通信、伝搬又は伝送を行うことができるあらゆる媒体又は手段とすることができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータなどの命令実行システム、装置又はデバイスによって、又はこれらに関連して使用するための命令の収容又は記憶を行うことができるあらゆる媒体又は手段とすることができるコンピュータ可読記憶媒体（例えば、メモリ１２５、１５５、１７１又はその他のデバイス）を含むことができる。
本明細書で説明した様々な機能は、必要に応じて異なる順序で、及び／又は互いに同時に実行することができる。さらに、上述した機能のうちの１つ又は２つ以上は、必要に応じて任意とすることも、又は組み合わせることもできる。
独立請求項には本発明の様々な態様を示すが、本発明の他の態様は、特許請求の範囲に明示的に示す組み合わせだけでなく、説明した実施形態の特徴及び／又は従属請求項の特徴と独立請求項の特徴との他の組み合わせも含む。
また、上記では本発明の実施形態例について説明したが、このような説明を限定的な意味で捉えるべきではない。むしろ、添付の特許請求の範囲に定める本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形及び修正を行うことができる。
本明細書及び／又は添付図面の図において見受けられることもある略語については、以下のように定義する。
３ＧＰＰ 第３世代パートナーシッププロジェクト
ＢＬＥＲ ブロック誤り率
ＣＧＩ セルグローバルＩＤ
ＣＲＳ セル固有参照信号
ＣＱＩ チャネル品質インジケータ
ＤＭＲＳ 復調参照信号
ｅＮＢ又はｅＮｏｄｅＢ （例えば、ＬＴＥの）基地局、進化型ノードＢ
ＩＤ 識別
ＩＩＲ 無限インパルス応答
ＩＳＲ 干渉対信号比
ＫＰＩ キーパフォーマンスインジケータ
ＬＴＥ ロングタームエボリューション
ｍｏｄ モジュロ、モジュロ演算は、ある数を別の数で除算した余りを求めるものである
ＭＭＥ モビリティ管理エンティティ
ＭＲ 測定レポート
ＮＣＥ ネットワーク制御要素
ＰＣＩ 物理レイヤセルＩＤ
ＰＤＳＣＨ 物理ダウンリンク共有チャネル
ＰＳＳ 物理同期信号
ＰＵＣＣＨ 物理アップリンク制御チャネル
ＲＡＮ 無線アクセスネットワーク
ＲＡＣＨ ランダムアクセスチャネル
Ｒｅｌ リリース
ＲＳＲＰ 参照信号受信電力
ＲＳＲＱ 参照信号受信品質
ＲＲＭ 無線リソース管理
Ｒｘ 受信機又は受信
ＳＧＷ サービングゲートウェイ
ＴＳ 技術仕様書
Ｔｘ 送信機又は送信
ＵＥ ユーザ装置
Ｖ−Ｈ 垂直−水平
１８０ 最適化ターゲットｅＮＢ
１１０−１、１１０−２、１１０−Ｘ ターゲットｅＮＢのＲＲＣ接続ＵＥ
１８１−１、１８１−２、１８１−Ｎ 隣接ｅＮＢ
２１０ データ収集機
６１０ ＰＣＩ ｍｏｄ３割り当て
６２０ ＰＣＩ ｍｏｄ６割り当て
６３０ ＰＣＩ ｍｏｄ３０割り当て
６４０ ＰＣＩ割り当て
６５０ 隣接ＩＳＲ行列
６６０ Ｘ２隣接セルの隣接行列

Claims (23)

  1. 無線ネットワークの基地局において、該基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、前記１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各セル対とする複数のセル対の干渉を特定するステップと、
    前記基地局において、前記複数のセル対の干渉に基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記複数のセル対は、第１の複数のセル対であり、
    前記複数のセル対の干渉を特定するステップは、第１の行列を特定し、前記方法は、
    前記１又は２以上のサービングセルに隣接する隣接セルから、該隣接セルのうちの個々の１つの隣接セルと、前記隣接セルのうちの個々の１つの隣接セルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各第２のセル対とする第２の複数のセル対の干渉を各々が有する第２の行列を受け取るステップと、
    前記基地局において、前記第１及び第２の行列に基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップと、
    をさらに含む、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、
    Figure 2017502578
    という問題を解くステップを含み、式中、Ｔｒａｃｅ（）は、トレース演算であり、
    Figure 2017502578
    は、前記第１の複数のセル対のみを使用する際に、該第１の複数のセル対のみを表す第１の行列である
    Figure 2017502578
    から成るとともに、前記第１の行列及び第２の行列の両方を使用する際に、
    Figure 2017502578
    と、各々が第２の行列である複数の
    Figure 2017502578
    とを含む干渉行列であり、
    Figure 2017502578
    であり、
    Figure 2017502578
    は、そのｉ行及びｊ列における要素が
    Figure 2017502578
    によって与えられるグループ化行列であり、式中、ｐzは、前記物理セル識別のｚ番目の候補解を表し、前記１又は２以上のサービングセルの前記物理セル識別のための値は、前記問題の式を真にする
    Figure 2017502578
    によって決まるｐoptである、
    請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記基地局において、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、最終値を決定し、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３０の衝突を最小化することに基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第１の値を割り当てるステップと、
    前記基地局において、前記最終値を決定するために、前記割り当てられた第１の値に制約された前記１又は２以上のサービングセルに、前記物理セル識別のための第１の値の全体的割り当てを実行するステップと、
    を含む、
    請求項１又は２に記載の方法。
  5. 前記基地局において、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ６の衝突を最小化することに基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第２の値を割り当てるステップと、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３０の衝突を最小化することに基づいて、前記割り当てられた第２の値に制約された前記１又は２以上のサービングセルに前記物理セル識別のための第１の値を割り当てるステップと、
    を含む、
    請求項４に記載の方法。
  6. 前記基地局において、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てるステップは、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３の衝突を最小化することに基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第３の値を割り当てるステップと、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ６の衝突を最小化することに基づいて、前記割り当てられた第３の値に制約された前記１又は２以上のサービングセルに前記物理セル識別のための第２の値を割り当てるステップと、
    を含む、
    請求項５に記載の方法。
  7. 前記無線ネットワークの基地局において複数のセル対の干渉を特定するステップは、
    前記基地局において、１又は２以上のサービングセル内の複数のユーザ装置から、前記１又は２以上のサービングセル及び前記他のセルを含む測定されるセルの前記ユーザ装置に対する信号強度の測定結果と、対応する識別情報とを含む測定レポートデータを収集するステップと、
    前記信号強度を前記複数のセル対にマッピングするステップと、
    前記マッピングされた信号強度に基づいて前記複数のセル対の干渉を特定するステップと、
    をさらに含む、
    請求項１から６のいずれかに記載の方法。
  8. 前記複数のセル対の干渉は、干渉値からなる第１の行列
    Figure 2017502578
    であり、現在の期間ｔにおいて、対のｉ番目のサービングセル及びそのｊ番目の他のセルは、Ｋi,j（ｔ）という干渉値を有し、
    Figure 2017502578
    であり、
    Figure 2017502578
    は、現在の期間にわたって、
    Figure 2017502578
    であり、
    式中、現在の期間ｔにわたる対のｋ番目のサーバの測定結果は
    Figure 2017502578
    で示され、前記現在の期間ｔにわたる前記対のｋ番目の他のセルの測定結果は
    Figure 2017502578
    で示される、
    請求項７に記載の方法。
  9. 前記他のセルは、隣接セル、隣接セルの隣接セル、或いは測定結果を有してはいるが、未だ隣接セル又は隣接セルの隣接セルとして指定されていない他のセル、のうちの１つ又は２つ以上を含む、
    請求項１から８のいずれかに記載の方法。
  10. 無線ネットワークの基地局において、該基地局によって形成された１又は２以上のサービングセルのうちの個々の１つのサービングセルと、前記１又は２以上のサービングセルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各セル対とする複数のセル対の干渉を特定する手段と、
    前記基地局において、前記複数のセル対の干渉に基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる手段と、
    を備えることを特徴とする装置。
  11. 前記複数のセル対は、第１の複数のセル対であり、
    前記複数のセル対の干渉を特定する手段は、第１の行列を特定し、前記装置は、
    前記１又は２以上のサービングセルに隣接する隣接セルから、該隣接セルのうちの個々の１つの隣接セルと、前記隣接セルのうちの個々の１つの隣接セルを取り囲む他のセルのうちの個々の１つのセルとの間の対を各第２のセル対とする第２の複数のセル対の干渉を各々が有する第２の行列を受け取る手段と、
    前記基地局において、前記第１及び第２の行列に基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる手段と、
    をさらに備える、
    請求項１０に記載の装置。
  12. 前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる手段は、
    Figure 2017502578
    という問題を解く手段を含み、式中、Ｔｒａｃｅ（）は、トレース演算であり、
    Figure 2017502578
    は、前記第１の複数のセル対のみを使用する際に、該第１の複数のセル対のみを表す第１の行列である
    Figure 2017502578
    から成るとともに、前記第１の行列及び第２の行列の両方を使用する際に、
    Figure 2017502578
    と、各々が第２の行列である複数の
    Figure 2017502578
    とを含む干渉行列であり、
    Figure 2017502578
    であり、
    Figure 2017502578
    は、そのｉ行及びｊ列における要素が
    Figure 2017502578
    によって与えられるグループ化行列であり、式中、ｐzは、前記物理セル識別のｚ番目の候補解を表し、前記１又は２以上のサービングセルの前記物理セル識別のための値は、前記問題の式を真にする
    Figure 2017502578
    によって決まるｐoptである、
    請求項１０又は１１に記載の装置。
  13. 前記基地局において、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる手段は、最終値を決定し、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３０の衝突を最小化することに基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第１の値を割り当てる手段と、
    前記基地局において、前記最終値を決定するために、前記割り当てられた第１の値に制約された前記１又は２以上のサービングセルに、前記物理セル識別のための第１の値の全体的割り当てを実行する手段と、
    をさらに含む、
    請求項１０又は１１に記載の装置。
  14. 前記基地局において、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる手段は、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ６の衝突を最小化することに基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第２の値を割り当てる手段と、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３０の衝突を最小化することに基づいて、前記割り当てられた第２の値に制約された前記１又は２以上のサービングセルに前記物理セル識別のための第１の値を割り当てる手段と、
    を含む、
    請求項１３に記載の装置。
  15. 前記基地局において、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための値を割り当てる手段は、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ３の衝突を最小化することに基づいて、前記１又は２以上のサービングセルに物理セル識別のための第３の値を割り当てる手段と、
    前記基地局において、同じ物理セル識別のモジュロ６の衝突を最小化することに基づいて、前記割り当てられた第３の値に制約された前記１又は２以上のサービングセルに前記物理セル識別のための第２の値を割り当てる手段と、
    を含む、
    請求項１４に記載の装置。
  16. 前記無線ネットワークの基地局において複数のセル対の干渉を特定する手段は、
    前記基地局において、１又は２以上のサービングセル内の複数のユーザ装置から、前記１又は２以上のサービングセル及び前記他のセルを含む測定されるセルの前記ユーザ装置に対する信号強度の測定結果と、対応する識別情報とを含む測定レポートデータを収集する手段と、
    前記信号強度を前記複数のセル対にマッピングする手段と、
    前記マッピングされた信号強度に基づいて前記複数のセル対の干渉を特定する手段と、
    をさらに含む、
    請求項１０から１５のいずれかに記載の装置。
  17. 前記複数のセル対の干渉は、干渉値からなる第１の行列
    Figure 2017502578
    であり、現在の期間ｔにおいて、対のｉ番目のサービングセル及びそのｊ番目の他のセルは、Ｋi,j（ｔ）という干渉値を有し、
    Figure 2017502578
    であり、
    Figure 2017502578
    は、現在の期間にわたって、
    Figure 2017502578
    であり、
    式中、現在の期間ｔにわたる対のｋ番目のサーバの測定結果は
    Figure 2017502578
    で示され、前記現在の期間ｔにわたる前記対のｋ番目の他のセルの測定結果は
    Figure 2017502578
    で示される、
    請求項１６に記載の装置。
  18. 前記他のセルは、隣接セル、隣接セルの隣接セル、或いは測定結果を有してはいるが、未だ隣接セル又は隣接セルの隣接セルとして指定されていない他のセル、のうちの１つ又は２つ以上を含む、
    請求項１０から１７のいずれかに記載の装置。
  19. 請求項１０から１８のいずれかに記載の装置を含む、
    ことを特徴とする基地局。
  20. 請求項１０から１８のいずれかに記載の装置を含む、
    ことを特徴とするシステム。
  21. 前記装置は基地局に含まれ、前記システムは、物理セル識別のための割り当て値を用いて前記基地局と通信するユーザ装置をさらに含む、
    請求項２０に記載のシステム。
  22. コンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムがプロセッサ上で実行された時に請求項１から９のいずれかに記載の方法を実行するためのコードを含む、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム。
  23. 前記コンピュータプログラムは、コンピュータと共に使用するためのコンピュータプログラムコードを具体化するコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品である、
    請求項２２に記載のコンピュータプログラム。
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