本開示は、様々な修正と代替形態の影響を受けやすいが、その特定の実施例は例として添付の図面に示されて、ここで詳細に説明される。ここの特定の実施例に対する説明は、本開示を公開された具体的な形態に限定することを意図するものではなく、逆に、本開示は本開示の精神および範囲内に入る全ての修正、均等物、及び置換を包含することを意図する。なお、複数の図面で、対応する符号は対応する部品を指示する。
本開示の例について、添付の図面を参照してより十分に説明する。以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示、適用又は使用を限定することを意図するものではない。
本開示が詳しくなり、その範囲を当業者に十分に伝えるように、例示的な実施例を提供する。本開示の実施例に対する十分な理解を提供するために、特定の部品、デバイス、及び方法の例などの様々な特定の詳細を説明する。特定の詳細は必ずしも必要ではなく、例示的な実施例は多くの異なる形態で実施でき、それらが本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことは、当業者には明らかである。いくつかの例示的な実施例では、周知のプロセス、周知の構造、及び周知の技術は詳細に記載されていない。
以下の順序で説明する。
1.シーンの説明
2.スペクトル管理装置の配置例
3.スペクトル分割装置の配置例
4.セカンダリシステムの配置例
5.方法実施例
6.適用例
<1.シーンの説明>
図1は、本開示の適用シーンを示す概略図である。図1に示すように、共存システムには、セカンダリシステム1、セカンダリシステム2、セカンダリシステム3、セカンダリシステム4、セカンダリシステム5及びセカンダリシステム6の6つのセカンダリシステムが含まれる。ここで、セカンダリシステム1~セカンダリシステム4に使用される無線アクセス技術は、セカンダリシステム5とセカンダリシステム6に使用される無線アクセス技術と異なると仮定する。説明を容易にするために、セカンダリシステム1~セカンダリシステム4に使用される無線アクセス技術をRAT1としてマーキングし、セカンダリシステム5とセカンダリシステム6に使用される無線アクセス技術をRAT2としてマーキングする。また、セカンダリシステム1~セカンダリシステム4を含むネットワークを第1の無線アクセスネットワークとしてマーキングし、セカンダリシステム5~セカンダリシステム6を含むネットワークを第2の無線アクセスネットワークとしてマーキングする。図1に示すように、共存システムは異なる無線アクセス技術を使用する2つの無線アクセスネットワークを含み、これらの2つの無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムは干渉を引き起こす可能性がある。
本開示は、複数の無線アクセス技術を含む共存システムで、セカンダリシステムにスペクトルリソースを合理的に割り当てるために、このようなシーンに対して、無線通信システムにおけるスペクトル管理装置、スペクトル分割装置、セカンダリシステム、無線通信システムにおけるスペクトル管理装置によって実行される無線通信方法、無線通信システムにおけるスペクトル分割装置によって実行される無線通信方法、無線通信システムにおけるセカンダリシステムによって実行される無線通信方法及びコンピュータ可読記憶媒体を提案する。なお、図1は、例示的な方法で、異なる無線アクセス技術を使用する2つの無線アクセスネットワークを示しただけであり、当該共存システムは、より多くの無線アクセスネットワークを含んでもよく、各無線アクセスネットワークは、他の数のセカンダリシステムを含んでもよい。
図2は、本開示の実施例によるネットワークアーキテクチャを示す概略図である。図2に示すように、共存システムは、スペクトル管理装置、スペクトル分割装置及びセカンダリシステムを含む。具体的に、共存システムは1つのスペクトル管理装置を含んでもよい。つまり、スペクトル管理装置のサービス範囲内の全ての装置で構成されるシステムは共存システムと呼ばれる。さらに、共存システムはさらに、2つのスペクトル分割装置を含み、各分割装置は1つの無線アクセスネットワークを管理する。つまり、異なる無線アクセス技術を使用する無線アクセスネットワークは、異なるスペクトル分割装置によって管理されてもよい。図1は、2つの無線アクセスネットワークの例を示し、図2はスペクトル分割装置1及びスペクトル分割装置2の2つのスペクトル分割装置を示す。さらに、共存システムは、6つのセカンダリシステムも含み、セカンダリシステム1~セカンダリシステム4はスペクトル分割装置1によって管理され、セカンダリシステム5及びセカンダリシステム6はスペクトル分割装置2によって管理される。
本開示による無線通信システムは、5GNR無線通信システムであり得る。また、説明を容易にするために、本開示による共存システムは、1つのスペクトル管理装置、複数のスペクトル分割装置及び複数のセカンダリシステムを含み得る。より具体的に、本開示による共存システムは、異なる無線アクセス技術を使用する少なくとも2つの無線アクセスネットワークを含み、各無線アクセスネットワークは1つのスペクトル分割装置によって管理される。つまり、各スペクトル分割装置は、1つ又は複数のセカンダリシステムを管理することができる。
本開示によるスペクトル管理装置及びスペクトル分割装置は、任意のタイプのサーバーとして実現されてもよい。
本開示によるスペクトル管理装置は、国内規制に従って認可された地理的位置データベースオペレータが提供するスペクトル割り当て機能モジュールであり得る。異なるスペクトル管理装置の間で情報を交換することができる。スペクトル管理装置は、プライマリシステムのスペクトル使用状況及びプライマリシステムの位置、セカンダリシステムの位置などの情報に基づいて、セカンダリシステムが使用できるスペクトル範囲を確定することができる。例えば、スペクトル管理装置はSASとして実現されてもよい。さらに、当該SASは、GSC(General Authorized Access(GAA)Spectrum Coordination、汎用許可アクセススペクトル調整)機能を備える場合と、GSC機能を備えない場合がある。
本開示によるスペクトル分割装置は、利用可能なスペクトルリソース範囲内でセカンダリシステムのスペクトル使用を調整することができる。例えば、スペクトル分割装置は、異なるオペレータ又はネットワークプロバイダであってもよく、特定のオフィスエリア、住宅地又は大学のキャンパス内のネットワーク管理組織であってもよい。例えば、スペクトル分割装置は、CxM(Coexistence Manager、共存マネージャ)として実現されてもよい。
本開示によるセカンダリシステムは、CBSD(Citizens BroadbandRadio Service Devices、市民ブロードバンド無線サービスデバイス)であってもよい。具体的に、セカンダリシステムは、ネットワーク側装置として実現されてもよい。ネットワーク側装置は任意のタイプのTRP(Transmitand Receive Port、送信及び受信ポート)及び基地局装置であってもよく、例えばeNBであってもよいし、gNB(第5世代通信システムにおける基地局)であってもよい。さらに、セカンダリシステムサービス範囲内には複数のセカンダリユーザーが含まれ得る。
本開示による無線アクセス技術には、TDDアクセス技術、FDD(Frequency Division Duplexing、周波数分割複信)アクセス技術、LBTアクセス技術などが含まれるが、これらに限定されない。
<2.スペクトル管理装置の配置例>
図3は、本開示の実施例によるスペクトル管理装置300の構成例を示すブロック図である。ここのスペクトル管理装置300は、共存システムにおけるSASであってもよく、当該共存システムは、異なる無線アクセス技術を使用する少なくとも2つの無線アクセスネットワークを含む。
図3に示すように、スペクトル管理装置300は、生成ユニット310及び割り当てユニット320を含むことができる。
ここで、スペクトル管理装置300の各ユニットは処理回路に含まれる。なお、スペクトル管理装置300は、1つの処理回路を含んでもよいし、複数の処理回路を含んでもよい。さらに、処理回路は、様々な異なる機能及び/又は動作を実行するために、様々な個別の機能ユニットを含み得る。なお、これらの機能ユニットは、物理エンティティ又は論理エンティティであってもよく、異なる呼称のユニットは、同一の物理エンティティによって実現されてもよい。
本開示の実施例によれば、生成ユニット310は、共存システムの干渉オーバーラップマップを生成することができる。
さらに、本開示の実施例によれば、割り当てユニット320は、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップに基づいて、少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることができる。
これにより、本開示の実施例によるスペクトル管理装置300は、共存システム全体の干渉オーバーラップマップに基づいて、少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることができるので、セカンダリシステムに割り当てられるスペクトルリソースはより合理的になる。
本開示の実施例によれば、生成ユニット310によって生成される干渉オーバーラップマップにおけるノードは、共存システムにおけるセカンダリシステムを表し、2つのノードの間の辺は、2つのノードに対応する2つのセカンダリシステムの間に干渉が存在することを表す。ここで、干渉オーバーラップマップにおけるノードは、共存システムにおける全てのセカンダリシステムを含む。つまり、生成ユニット310によって生成される干渉オーバーラップマップは、共存システム全体に対する干渉オーバーラップマップである。
本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、共存システムにおける各セカンダリシステムから、登録要求情報を受信し、好ましくは、登録要求情報は、セカンダリシステム情報、セカンダリシステムが使用する無線アクセス技術のタイプ情報などを含んでもよく、セカンダリシステム情報は、セカンダリシステムの位置情報及び電力情報などを含んでもよい。さらに、生成ユニット310は、共存システムにおける全てのセカンダリシステムの位置情報に基づいて、干渉オーバーラップマップにおけるノードを確定し、共存システムにおける全てのセカンダリシステムの位置情報及び電力情報に基づいて、2つずつのセカンダリシステムに干渉が存在するかどうかを確定し、これにより、干渉オーバーラップマップにおける辺を確定する。ここで、生成ユニット310は、当分野で知られている任意の方法に従って、2つのセカンダリシステム間に干渉が存在するかどうかを確定することができ、本開示は、これを限定しない。
図4は、本開示の実施例による干渉オーバーラップマップを示す概略図である。図4に示すように、干渉オーバーラップマップには6つのノードが含まれ、それぞれ図1に示す6つのセカンダリシステムを表す。さらに、図4では、ノード1とノード2との間に辺があり、セカンダリシステム1とセカンダリシステム2との間に干渉が存在することを示し、ノード1とノード4との間に辺がなく、セカンダリシステム1とセカンダリシステム4との間に干渉が存在しないことを示し、他の辺について同様であるため、ここでは繰り返さない。
本開示の実施例によれば、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップは、各無線アクセスネットワークに属するノードの数、各無線アクセスネットワークに属する辺の数及び異なる無線アクセスネットワークに属する2つのノードの間の辺の数というパラメータを含み得る。
ここで、各無線アクセスネットワークに属するノードの数は、複数の無線アクセスネットワークにおける各無線アクセスネットワークのノードの数を含み得る。図4に示す干渉オーバーラップマップでは、第1の無線アクセスネットワークのノードの数N1は4であり、第2の無線アクセスネットワークのノードの数N2は2である。各無線アクセスネットワークに属する辺の数は、複数の無線アクセスネットワークにおける各無線アクセスネットワークの辺の数を含み得る。無線アクセスネットワークの辺とは、辺を接続する2つのノードが同じ無線アクセスネットワークに属する状況を意味する。図4に示す干渉オーバーラップマップでは、第1の無線アクセスネットワークの辺の数E1は4であり、ノード1とノード2との間の辺、ノード2とノード4との間の辺、ノード4とノード3との間の辺及びノード3とノード1との間の辺を含み、第2の無線アクセスネットワークの辺の数E2は0である。異なる無線アクセスネットワークに属する2つのノードの間の辺の数は、2つの無線アクセスネットワークの間の辺の数と称することもある。図4に示す干渉オーバーラップマップでは、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの間の辺の数E0は4であり、ノード2とノード5との間の辺、ノード4とノード5との間の辺、ノード4とノード6との間の辺、及びノード3とノード6との間の辺を含む。
本開示の実施例によれば、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップは、共存システムに含まれる無線アクセス技術の数Cというパラメータを含み得る。例えば、図1及び図4に示す例では、無線アクセス技術の数Cは2である。具体的に、スペクトル管理装置300は、登録要求情報に含まれるセカンダリシステムに使用される無線アクセス技術のタイプ情報に基づいて、共存システムに含まれる無線アクセス技術の数を確定することができる。
本開示の実施例によれば、生成ユニット310によって生成される干渉オーバーラップマップは、各ノードのチャネル需要dというパラメータを含み得る。さらに、スペクトル管理装置300は、各無線アクセスネットワークにおける各ノードのチャネル需要に基づいて、各無線アクセスネットワークの平均チャネル需要Dを確定することができる。例えば、図4に示す例では、スペクトル管理装置300は、第1の無線アクセスネットワークにおけるノードのチャネル需要d1、d2、d3及びd4に基づいて、第1の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要D1を確定し、第2の無線アクセスネットワークにおけるノードのチャネル需要d5及びd6に基づいて、第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要D2を確定することができる。
本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、共存システムにおけるセカンダリシステムから、スペクトル照会要求情報を受信することができ、当該スペクトル照会要求情報には、セカンダリシステムのチャネル需要が含まれるため、スペクトル管理装置300は各セカンダリシステムのチャネル需要dを確定することができる。
本開示の実施例によれば、生成ユニット310によって生成される干渉オーバーラップマップは、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのセカンダリシステムに対応する2つのノードの間の辺の重みというパラメータを含み得る。さらに、本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのセカンダリシステムの間の周波数帯域保護要求に基づいて、これらの2つのセカンダリシステムに対応する2つのノードの間の辺の重みを確定することができる。図4に示す例では、W25は、ノード2とノード5との間の辺の重みを表し、セカンダリシステム2とセカンダリシステム5との間の周波数帯域保護要求に基づいて確定される。同様に、W45は、ノード4とノード5との間の辺の重みを表し、W46はノード4とノード6との間の辺の重みを表し、W36はノード3とノード6との間の辺の重みを表す。
本開示の実施例によれば、生成ユニット310は、生成した干渉オーバーラップマップに基づいて、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのセカンダリシステムの間の周波数帯域保護要求を確定することができ、これにより、干渉オーバーラップマップにおける対応する辺の重みを確定する。さらに、生成ユニット310は、各スペクトル分割装置からの干渉オーバーラップマップに含まれる辺の重みに基づいて、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップにおける辺の重みを確定することもできる。本開示の実施例によれば、各スペクトル分割装置は、いずれも共存システム全体の干渉オーバーラップマップを生成することができ、干渉オーバーラップマップにおける異なる無線アクセスネットワークに属する2つのセカンダリシステムに対応する2つの点の間の辺の重みを確定することができる。さらに、各スペクトル分割装置は、いずれも生成された辺の重みを含む干渉オーバーラップマップをスペクトル管理装置300に送信することができ、これにより、スペクトル管理装置300は、複数の干渉オーバーラップマップにおける辺の重みに基づいて、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップにおける辺の重みを確定することができる。例えば、図4におけるノード2とノード5との間の辺の重みについて、スペクトル分割装置1からの干渉オーバーラップマップにおけるノード2とノード5との間の辺の重みがW25´であり、スペクトル分割装置2からの干渉オーバーラップマップにおけるノード2とノード5との間の辺の重みがW25´´であると仮定すると、生成ユニット310は、図4におけるW25がW25´及びW25´´の平均値であると確定することができる。当然ながら、平均値法で辺の重みを確定することは、本開示の一例に過ぎず、本開示は、辺の重みを確定する方法を限定しない。
上記のように、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップは、各無線アクセスネットワークに属するノードの数、各無線アクセスネットワークに属する辺の数、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのノードの間の辺の数、共存システムに含まれる無線アクセス技術の数、各ノードのチャネル需要、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのセカンダリシステムに対応する2つのノードの間の辺の重みのうち1つ又は複数のパラメータを含んでもよい。
図3に示すように、本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、スペクトル管理装置以外の装置と通信するための通信ユニット340をさらに含んでもよい。
本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、通信ユニット340を介して、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップを共存システムにおける各スペクトル分割装置又は各セカンダリシステムに送信することができる。ここで、送信される干渉オーバーラップマップは、干渉オーバーラップマップにおける上記のパラメータのうち1つ又は複数を含み得る。
本開示の実施例によれば、割り当てユニット320は、干渉オーバーラップマップの上記パラメータの少なくとも1つに基づいて、少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることができる。
図3に示すように、本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、共存システムの干渉オーバーラップマップに基づいて、少なくとも2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定するための確定ユニット330を含み得る。さらに、確定ユニット330は、少なくとも2つの無線アクセスネットワークにおける任意の2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定することができる。
本開示の実施例によれば、スペクトル多重化モードは、スペクトル多重化なし(完全スペクトル分割とも称する)、部分スペクトル多重化及び完全スペクトル多重化を含む。
図5(a)は、本開示の実施例による完全スペクトル多重化モードを示す概略図であり、図5(b)は、本開示の実施例によるスペクトル多重化が実行されない概略図であり、図5(c)は、本開示の実施例による部分スペクトル多重化モードを示す概略図である。図5(a)、図5(b)及び図5(c)は、2つの無線アクセスネットワークを例としてスペクトル多重化モードのいくつかの形態を示す。第1の無線アクセスネットワークに使用される無線アクセス技術識別子はRAT1であり、第2の無線アクセスネットワークに使用される無線アクセス技術識別子はRAT2であり、P1は、利用可能なスペクトルリソース全体に対する第1の無線アクセスネットワークによって割り当てられるスペクトルリソースの比を表し、P2は、利用可能なスペクトルリソース全体に対する第2の無線アクセスネットワークによって割り当てられるスペクトルリソースの比を表す。
図5(a)に示すように、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの両方は利用可能なスペクトルリソース全体を使用できるため、P1=1、P2=1である。このような方式では、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークは、互いのスペクトルリソースを完全に多重化できるため、完全スペクトル多重化モードと称する。図5(b)に示すように、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの両方は利用可能なスペクトルリソース全体の一部を使用でき、第1の無線アクセスネットワークのスペクトルリソースと第2の無線アクセスネットワークのスペクトルリソースは重複しないため、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークはスペクトル多重化を実行しない。ここで、図5(b)は、P1=0.5且つP2=0.5の場合を示しているが、P1及びP2は他の値であってもよい。図5(c)に示すように、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの両方は利用可能なスペクトルリソース全体の一部を使用でき、第1の無線アクセスネットワークのスペクトルリソースと第2の無線アクセスネットワークのスペクトルリソースは重複するため、部分スペクトル多重化モードと称する。ここで、図5(b)は、P1=0.75且つP2=0.75の場合を示しているが、P1及びP2は他の値であってもよく、また、P1及びP2の値は等しくなくてもよい。
本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップにおける上記のパラメータのうち1つ又は複数に基づいて、2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定することができる。より具体的に、確定ユニット330は、以下のパラメータのうち1つ又は複数に基づいて、2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定することができ、前記パラメータは、各無線アクセスネットワークに属するノードの数(N1及びN2)、各無線アクセスネットワークに属する辺の数(E1及びE2)、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのノードの間の辺の数(E0)である。
ここで、各無線アクセスネットワークに属するノードの数は、各無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度を反映している。例えば、1つの無線アクセスネットワークに属するノードの数が多いほど、この無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度が高くなることを示す。さらに、各無線アクセスネットワークに属する辺の数は、各無線アクセスネットワーク内の干渉状況を反映している。例えば、1つの無線アクセスネットワークに属する辺の数は多いほど、この無線アクセスネットワーク内部の干渉が深刻であることを示す。さらに、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのノードの間の辺の数は、2つの無線アクセスネットワークの間の干渉状況を反映している。例えば、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのノードの間の辺の数は多いほど、これらの2つの無線アクセスネットワークの間の干渉が深刻であることを示す。したがって、本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップに基づいて各無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度、各無線アクセスネットワーク内の干渉状況、及び任意2つの無線アクセスネットワークの間の干渉情報を確定することができ、これにより、任意の2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定する。
本開示の実施例によれば、2つの無線アクセスネットワークの間の干渉が小さい場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが完全スペクトル多重化モードであると確定することができる。例えば、E0が特定の閾値未満である場合、確定ユニット330はこれらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが完全多重化モードであると確定することができる。好ましくは、当該閾値は10であってもよい。
本開示の実施例によれば、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度が類似しており、2つの無線アクセスネットワークが基本的に完全にカバーして重複する場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードがスペクトル多重化なし、即ち、完全分割方式であると確定することができる。例えば、N1とN2の値が大体等しい(例えば、N1とN2の差分が特定の閾値未満である)場合、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度が類似すると確定することができる。さらに、E0とE1+E2の値が大体等しい(例えば、E0とE1+E2の差分が特定の閾値未満である)場合、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークが基本的に完全にカバーして重複すると確定することができる。
本開示の実施例によれば、2つの無線アクセスネットワークが部分的にカバーして重複する場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが部分スペクトル多重化モードであると確定することができる。例えば、E0がE1+E2の値よりも小さい場合、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークが部分的にカバーして重複すると確定することができる。
以上、確定ユニット330がスペクトル多重化モードを確定するいくつかの例は、例示的な方式で説明し、これらの例は、非限定的である。つまり、確定ユニット330は、各無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度、各無線アクセスネットワーク内の干渉状況及び任意の2つの無線アクセスネットワークの間の干渉状況に基づいて、スペクトル多重化モードを合理的に確定することができる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モード及び干渉オーバーラップマップの上記のパラメータに基づいて、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定してもよい。ここで、完全スペクトル多重化モードについて、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比は全て1であるため、このステップは省略できる。
具体的に、本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定した後、干渉オーバーラップマップにおける下記のパラメータの少なくとも1つに基づいて、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定することができ、前記パラメータは、各無線アクセスネットワークの平均チャネル需要、各無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度及び各無線アクセスネットワークの内部干渉状況である。
本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、無線アクセスネットワークの平均チャネル需要に基づいて、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を、無線アクセスネットワークの平均チャネル需要が大きいほど、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、確定することができる。ここで、生成ユニット310によって生成された干渉オーバーラップマップは、共存システムにおける各ノードのチャネル需要を含むことができ、これにより、確定ユニット330は、各無線アクセスネットワークの平均チャネル需要を確定することができる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度に基づいて、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を、無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度が大きいほど、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、確定することができる。例えば、1つの無線アクセスネットワークに属するノードの数が多いほど、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比は大きくなる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、無線アクセスネットワークの内部干渉状況に基づいて、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を、無線アクセスネットワークの内部干渉状況が厳しいほど、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、確定することができる。例えば、1つの無線アクセスネットワークに属する辺の数が多いほど、総スペクトルリソースに対する当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比は大きくなる。
上記のように、確定ユニット330は、干渉オーバーラップマップの上記のパラメータのうち1つ又は複数を合理的に選択し、選択したパラメータに基づいて、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定することができる。
図6(a)~図6(c)は、完全スペクトル多重化モードを使用する干渉オーバーラップマップの例を示す。図6(a)~図6(c)では、円形のノードは、第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、三角形のノードは、第2の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、X及びYは、二次元座標系の2つの軸を表す。図6(a)では、N1=50、N2=50、E1=55、E2=62、E0=6、D1=1.96、D2=1.84である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要も類似しており、2つの無線アクセスネットワークの間の干渉は小さい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが完全多重化モードであると確定することができる。図6(b)では、N1=40、N2=80、E1=37、E2=186、E0=4、D1=2.05、D2=2.05である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度の差が大きく、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要は類似しており、2つの無線アクセスネットワークの間の干渉は小さい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが完全多重化モードであると確定することができる。図6(c)では、N1=60、N2=60、E1=110、E2=116、E0=6、D1=1.52、D2=2.73である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要の差が大きく、2つの無線アクセスネットワークの間の干渉は小さい。この場合、確定ユニット330はこれらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが完全多重化モードであると確定することができる。これにより、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度、2つの無線アクセスネットワークの平均チャネル需要、及び2つの無線アクセスネットワークの内部干渉に関係なく、2つの無線アクセスネットワークの間の干渉が小さければ、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが完全多重化モード、即ち、P1=1、P2=1であると確定することができる。
図7(a)~図7(c)は、部分スペクトル多重化モードを使用する干渉オーバーラップマップの例を示す。図7(a)~図7(c)では、円形のノードは、第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、三角形のノードは、第2の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、X及びYは、二次元座標系の2つの軸を表す。図7(a)では、N1=80、N2=80、E1=94、E2=99、E0=193、D1=1.98、D2=2.01である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの内部干渉状況も類似している。また、2つの無線アクセスネットワークは基本的に完全にカバーして重複し、即ち、E0とE1+E2の値はほぼ等しい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードがスペクトル多重化なしであると確定することができる。さらに、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークの内部干渉状況及び平均チャネル需要に基づいて、内部干渉状況が複雑になるほど、平均チャネル需要は大きくなり、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比は大きくなるように、P1及びP2の値を確定することができる。例えば、確定ユニット330は、P1=0.5、P2=0.5と確定することができる。図7(b)では、N1=80、N2=80、E1=88、E2=88、E0=177、D1=1.53、D2=3.02である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの内部干渉状況も類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要の差が大きい。また、2つの無線アクセスネットワークは基本的に完全にカバーして重複し、即ち、E0とE1+E2の値はほぼ等しい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードがスペクトル多重化なしであると確定することができる。さらに、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークの内部干渉状況及び平均チャネル需要に基づいて、内部干渉状況が複雑になるほど、平均チャネル需要が大きくなり、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、P1及びP2の値を確定することができる。例えば、確定ユニット330は、P1=0.33、P2=0.67と確定することができる。図7(c)では、N1=80、N2=80、E1=96、E2=74、E0=168、D1=2.28、D2=2.18である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要も類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの内部干渉状況の差が大きい。また、2つの無線アクセスネットワークは基本的に完全にカバーして重複し、即ち、E0とE1+E2の値はほぼ等しい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードがスペクトル多重化なしであると確定することができる。さらに、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークの内部干渉状況及び平均チャネル需要に基づいて、内部干渉状況が複雑になるほど、平均チャネル需要が大きくなり、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比が大きいように、P1及びP2の値を確定することができる。例えば、確定ユニット330は、P1=0.6、P2=0.4と確定することができる。これにより、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、2つの無線アクセスネットワークは基本的に完全にカバーして重複する場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードがスペクトル多重化なし、即ち、完全分割方式であると確定することができる。
図8(a)~図8(d)は、スペクトル多重化が実行されない干渉オーバーラップマップの例を示している。図8(a)~図8(d)では、円形のノードは、第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、三角形のノードは、第2の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、X及びYは、二次元座標系の2つの軸を表す。図8(a)では、N1=80、N2=80、E1=100、E2=121、E0=191、D1=1.85、D2=2.08である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの内部干渉状況も類似している。また、2つの無線アクセスネットワークは部分的にカバーして重複し、即ち、E0はE1+E2の値よりも小さい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが部分スペクトル多重化であると確定することができる。さらに、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度、内部干渉状況及び平均チャネル需要に基づいて、セカンダリシステム分布密度が大きいほど、内部干渉状況が複雑になり、平均チャネル需要が大きくなり、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、P1及びP2の値を確定することができる。例えば、確定ユニット330は、P1=0.6、P2=0.6と確定することができる。図8(b)では、N1=40、N2=80、E1=16、E2=82、E0=92、D1=1.95、D2=2.05である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度の差が大きく、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの内部干渉状況はかなり異なる。此外、2つの無線アクセスネットワークは部分的にカバーして重複し、即ち、E0がE1+E2の値よりも小さい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが部分スペクトル多重化であると確定することができる。さらに、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度、内部干渉状況及び平均チャネル需要に基づいて、セカンダリシステム分布密度が大きいほど、内部干渉状況が複雑になり、平均チャネル需要が大きくなり、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、P1及びP2の値を確定することができる。例えば、確定ユニット330は、P1=0.4、P2=0.8と確定することができる。図8(c)では、N1=80、N2=80、E1=114、E2=120、E0=185、D1=2.9、D2=1.6である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要の差が大きく、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの内部干渉状況は類似している。また、2つの無線アクセスネットワークは部分的にカバーして重複し、即ち、E0はE1+E2の値よりも小さい。この場合、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが部分スペクトル多重化であると確定することができる。さらに、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度、内部干渉状況及び平均チャネル需要に基づいて、セカンダリシステム分布密度が大きいほど、内部干渉状況が複雑になり、平均チャネル需要が大きくなり、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、P1及びP2の値を確定することができる。例えば、確定ユニット330は、P1=0.8、P2=0.4と確定することができる。図8(d)では、N1=80、N2=80、E1=92、E2=120、E0=199、D1=1.93、D2=2.04である。つまり、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの平均チャネル需要は類似しており、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークの内部干渉状況の差が大きい。また、2つの無線アクセスネットワークは部分的にカバーして重複し、即ち、E0は、E1+E2の値よりも小さい。この場合、確定ユニット330はこれらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが部分スペクトル多重化であると確定することができる。さらに、確定ユニット330は、2つの無線アクセスネットワークのセカンダリシステム分布密度、内部干渉状況及び平均チャネル需要に基づいて、セカンダリシステム分布密度が大きいほど、内部干渉状況が複雑になり、平均チャネル需要が大きくなり、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比が大きくなるように、P1及びP2の値を確定することができる。例えば、確定ユニット330は、P1=0.6、P2=0.8と確定することができる。これにより、2つの無線アクセスネットワークが部分的にカバーして重複するときに、確定ユニット330は、これらの2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードが部分スペクトル多重化であると確定することができる。
上記のように、確定ユニット330は、無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定することができ、総スペクトルリソースに対する無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定することもできる。本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、機械学習を利用して上記のプロセスを実現することができる。つまり、確定ユニット330は、機械学習モデルを利用して、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を出力することができる。ここで、機械学習モデルの入力は、干渉オーバーラップマップの上記のパラメータのうち1つ又は複数であってもよく、機械学習モデルの出力は、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比であってもよい。例えば、共存システムに2つの無線アクセスネットワークが含まれる場合、機械学習モデルの出力はP1及びP2の値であってもよい。
本開示の実施例によれば、確定ユニット330は、任意の機械学習のモデルを使用することができ、本開示はこれを限定しない。機械学習のモデルは例えば、ニューラルネットワーク(Neural Network、NN)であり、具体的に、畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Network、CNN)、リカレントニューラルモデル(Recurrent Neural Network、RNN)及びディープビリーフネットワーク(Deep Belief Network、DBN)、敵対的生成ネットワーク(Generative Adversarial Network、GAN)及びベイズ分類器(Bayes Classifier)などを含むことができる。また、収集ターゲットによって、教師あり学習モデル及び教師なし学習モデルを使用することができる。
図9は、ディープビリーフネットワークの構成概略図を示す。図9には、共存システムに2つの無線アクセスネットワークが含まれる例のみが示されている。図9に示すように、当該DBNネットワークの入力は、干渉オーバーラップマップのパラメータであり、ノードの数に関連するパラメータN1及びN2、辺の数に関連するパラメータE1、E2及びE0、平均チャネル需要に関連するパラメータD1及びD2、重みに関連するパラメータW(ここで、Wは、2つの無線アクセスネットワークに属するノードの間の各辺の重みを含み得る)、及び無線アクセスネットワークの数Cを含む。さらに、当該DBNネットワークの出力は、総スペクトルリソースに対する2つの無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比P1及びP2である。なお、図9は、5つの入力パラメータの例を示しているが、実際の適用では、多かれ少なかれ干渉オーバーラップマップのパラメータを含むことができる。また、図9に示すようなディープビリーフネットワークモデルを生成する場合、大量のトレーニングデータを生成する必要があり、トレーニングデータに対応するラベル(即ち、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比)を設置し、トレーニング結果が所定の正確率を満たすときにトレーニングを停止することができる。このようなプロセスを通じて、図9に示すようなディープビリーフネットワークを生成することができ、これにより、確定ユニット330は、このようなモデルを利用して、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を出力することができる。
本開示の実施例によれば、割り当てユニット320は、確定ユニット330によって確定された、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比に基づいて、各無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることができる。つまり、確定ユニット330が総スペクトルリソースに対する無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定した後、割り当てユニット320は、総スペクトルリソースにおける当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの位置を確定し、当該無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースを確定することができる。
本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、通信ユニット340を介して、各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをそれぞれ無線アクセスネットワークにおける各スペクトル分割装置に送信することができる。例えば、図1及び図2に示す例では、スペクトル管理装置200は、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをスペクトル分割装置1に送信することができ、第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをスペクトル分割装置2に送信することができる。さらに、スペクトル管理装置300は、通信ユニット340を介して、各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの全てを各スペクトル分割装置に送信することができる。例えば、図1及び図2に示す例では、スペクトル管理装置200は、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをスペクトル分割装置1に送信することができ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをスペクトル分割装置2に送信することができる。
つまり、スペクトル管理装置300は、通信ユニット340を介して、各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び共存システムの干渉オーバーラップマップを各スペクトル分割装置に送信して、各スペクトル分割装置がそれによって管理されるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てることができる。
また、スペクトル管理装置300は、通信ユニット340を介して、各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び共存システムの干渉オーバーラップマップをスペクトル分割装置の1つに送信して、当該スペクトル分割装置が共存システムの各セカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てることができる。
さらに、本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、通信ユニット340を介して、各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの全てを各セカンダリシステムに送信することができる。例えば、図1及び図2に示す例では、スペクトル管理装置300は、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをセカンダリシステム1~セカンダリシステム6に送信することができる。
これにより、本開示の実施例によれば、スペクトル管理装置300は、共存システムの干渉オーバーラップマップに基づいて、異なる無線アクセス技術を使用する無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることができる。さらに、スペクトル管理装置300は、共存システムの干渉オーバーラップマップに基づいて、無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定することができ、総スペクトルリソースに対する無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定することができる。これにより、スペクトル管理装置300は、リソース利用率を最大化し、異なる無線アクセスネットワークの間の干渉を低減するために、無線アクセスネットワークの分布状況に基づいて、異なる無線アクセス技術を使用する無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを合理的に割り当てることができる。
<3.スペクトル分割装置の配置例>
図10は、本開示の実施例による無線通信システムにおけるスペクトル分割装置とする電子装置600の構成を示すブロック図である。ここで、共存システムは、第1の無線アクセス技術を使用する第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセス技術を使用する第2の無線アクセスネットワークを含み、第1の無線アクセスネットワークは、電子装置600を含む。さらに、スペクトル分割装置はCxMであってもよい。
図10に示すように、電子装置600は、通信ユニット610及び確定ユニット620を含むことができる。
ここで、電子装置600の各ユニットは、処理回路に含まれてもよい。なお、電子装置600は1つの処理回路を含んでもよいし、複数の処理回路を含んでもよい。さらに、処理回路は、様々な異なる機能及び/又は動作を実行するために、様々な個別の機能ユニットを含み得る。なお、これらの機能ユニットは物理エンティティ又は論理エンティティであってもよく、異なる呼称のユニットは、同じ物理エンティティによって実現されてもよい。
本開示の実施例によれば、電子装置600は、通信ユニット610を介して、共存システムにおけるスペクトル管理装置から、共存システムの干渉オーバーラップマップ、及び干渉オーバーラップマップに基づいて第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースを受信することができる。
ここで、スペクトル管理装置は、上記のスペクトル管理装置300であってもよい。さらに、干渉オーバーラップマップは、スペクトル管理装置300によって生成された共存システムの干渉オーバーラップマップであってもよく、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースを上記で詳細に説明したので、ここで説明を繰り返さない。
本開示の実施例によれば、確定ユニット620は、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。
本開示の実施例によれば、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案は、電子装置600が所在する共存システムの全てのセカンダリシステムにおける各セカンダリシステムに割り当てられるスペクトルリソースを含んでもよい。つまり、確定ユニット620は、第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムに割り当てられるスペクトルリソースを確定するだけでなく、第2の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムに割り当てられるスペクトルリソースを確定できる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット620は、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、共存システムにおけるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てるときの割り当て順序を表す割り当てシーケンスを確定することができる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット620は、アントコロニーアルゴリズムを利用して割り当てシーケンスを確定し、ノードのチャネル需要及び干渉オーバーラップマップの平均スペクトル満足度に基づいてノードの間の遷移確率を確定することができる。
アントコロニーアルゴリズムは、主に巡回セールスマン問題を解決するための、シミュレート進化的アルゴリズムである。基本的な考え方は、アントの歩行経路を使用して、最適化する問題の可能な解を表し、アントコロニー全体の全ての経路を使用して、最適化する問題の解空間を表すことである。経路が短いアントはより多くのフェロモンを放出するため、時間が経つにつれて、短い経路に蓄積されるフェロモンはますます高くなるので、当該経路を選択するアントが多くなる。最後に、アントコロニーは正のフィードバックの作用で最短経路、即ち、最適解を見つける。
本開示の実施例によれば、ノードの間の遷移確率を計算するときに、ノードのチャネル需要及び干渉オーバーラップマップにおけるノードの平均スペクトル満足度を考慮したので、このような割り当てシーケンスに基づいてセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てる場合、ノードのチャネル需要に基づいてスペクトルリソースを割り当てることができ、割り当てられるスペクトルリソースの満足度が最適化される。
以下、本開示の実施例によるアントコロニーアルゴリズムを詳細に説明する。ここで、アントコロニーの数がMであり、干渉オーバーラップマップのノードの数がNであり、即ち、N=N1+N2であり、最大反復回数がNmaxであると仮定する。本開示の実施例によれば、M個のアントをランダムにN個のノードに置き、各アントは、以下の式に基づいて、ノードiからノードjへの遷移確率を計算し、それによって、最大の遷移確率を有するノードjを経路の次のノードとして確定する。
本開示の実施例によれば、ノードjのチャネル需要に基づいてノードiからノードjへのヒューリスティック係数を確定することができ、即ち、以下の式がある。
さらに、siは、i番目のノードのスペクトル満足度を表す。本開示の実施例によれば、ノードに実際に割り当てられたチャネルの数と要求されたチャネルの数との比に基づいてノードのスペクトル満足度を確定することができる。
上記のように、本開示の実施例によれば、干渉オーバーラップマップにおけるノードの平均スペクトル満足度に基づいてk番目のアントがノードiからノードjへの経路で残したフェロモンを確定することができ、これにより、ノードiからノードjへの経路でのフェロモン蓄積量を確定する。さらに、ノードjのチャネル需要に基づいてノードiからノードjへのヒューリスティック係数を確定することができる。最後に、ノードiからノードjへのフェロモン蓄積量及びノードiからノードjへのヒューリスティック係数に基づいてノードiからノードjへの遷移確率を確定する。これにより、遷移確率を確定するときにノードの平均スペクトル満足度及びノードのチャネル需要を考慮したので、アントコロニーアルゴリズムによって確定された割り当てシーケンスは、できるだけノードのチャネル需要に従ってソートさせ、平均スペクトル満足度も比較的高くなる。
これにより、上記のプロセスは、各アントが全てのノードに対するアクセスを完了するまで継続できる。つまり、各アントは、それぞれ1つの割り当てシーケンスを生成した。
本開示の実施例によれば、確定ユニット620は、割り当てシーケンスに基づいて共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。
本開示の実施例によれば、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定する際に、確定ユニット620は、各セカンダリシステムのチャネル需要、異なる無線アクセスネットワークに位置するセカンダリシステムの間の周波数帯域保護要求、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、各セカンダリシステムに割り当てられるスペクトルリソースを確定することができる。
本開示の実施例によれば、電子装置600がスペクトル管理装置から取得した干渉オーバーラップマップには、干渉オーバーラップマップのパラメータが含まれてもよく、例えば、各セカンダリシステムのチャネル需要、異なる無線アクセスネットワークに位置するセカンダリシステムの間の周波数帯域保護要求(即ち、干渉オーバーラップマップにおける辺の重み)が含まれてもよい。
本開示の実施例によれば、確定ユニット620は、割り当てシーケンスの順序に従って、セカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てることができる。例えば、割り当てシーケンスが1-3-4-2-5-6であるときに、最初にノード1にスペクトルリソースを割り当て、次に、ノード3にスペクトルリソースを割り当て、その後、順次にノード4、2、5及び6にスペクトルリソースを割り当てる。また、スペクトルリソースを割り当てるときに、ノードのチャネル需要に基づいて、当該ノードが位置する無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースにおいて、当該ノードに割り当てられるスクトルリソースを確定する。また、ノードにスペクトルリソースを割り当てるときに、割り当てシーケンスにおいて当該ノードの前にある当該ノードと異なる無線アクセスネットワークにあるノードと当該ノードとの間の周波数帯域保護要求を考慮する必要もある。例えば、ノード1にスペクトルリソースを割り当てるときに、ノード1のチャネル需要に基づいて、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースにおいて、ノード1に割り当てられるスペクトルリソースを確定する。ここで、ノード1のチャネル需要は複数のチャネルを含んでもよいし、単一のチャネルを含んでもよい。ノード1が割り当てシーケンスにおける1番目のノードであるため、確定ユニット620は、ノード1のチャネル需要を完全に満たすことができる。次に、確定ユニット620は、類似の方式で順次にノード3、4及び2のスペクトルリソースを確定することができる。次に、ノード5にスペクトルリソースを割り当てるときに、ノード5のチャネル需要に基づいて第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースにおいて、ノード5に割り当てられるスペクトルリソースを確定するときに、同時に、ノード5とノード2との間、及びノード5とノード4との間の周波数帯域保護要求を考慮する必要がある。
本開示の実施例によれば、反復回数が最大反復回数Nmaxに達していない場合、上記のプロセスを繰り返して実行し、反復回数を1増加させる。反復回数が最大反復回数Nmaxに達した場合、反復を終了することができ、最適な割り当てシーケンス、及び当該最終的な割り当てシーケンスに基づいて確定した共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を出力する。
本開示の実施例によれば、ノードのチャネル需要は、ノードに必要なチャネルの数を含んでもよい。ここで、ノードのチャネル需要は1つ又は複数のチャネルを含んでもよい。つまり、本開示の実施例によって得られたスペクトルリソース割り当て案では、ノードに1つ又は複数のチャネルを割り当てることができる。
図11(a)は、シングルチャネルアントコロニーアルゴリズムのプロセスの概略図を示し、図11(b)は、本開示の実施例によるマルチチャネルアントコロニーアルゴリズムのプロセスの概略図を示す。図11(a)及び図11(b)では、CBSD1~CBSD6はそれぞれ図1に示した6つのセカンダリシステムを表し、Ch1~Ch4は、利用可能なスペクトルリソースにおける4つのチャネルを表す。図11(a)では、各セカンダリシステムのチャネル需要は全て、1つのチャネルであり、そのため、アントコロニーアルゴリズムによって生成されたスペクトルリソース割り当て案では、各セカンダリシステムに1つのチャネルを割り当てる。例えば、1つのアントによって確定されたスペクトルリソース割り当て案では、CBSD1にCh1を割り当て、CBSD2にCh2を割り当て、CBSD3にCh2を割り当て、CBSD4にCh4を割り当て、CBSD5にCh3を割り当て、CBSD6にCh3を割り当てる。別のアントによって確定されたスペクトルリソース割り当て案では、CBSD1にCh2を割り当て、CBSD2にCh4を割り当て、CBSD3にCh4を割り当て、CBSD4Ch3に割り当て、CBSD5にCh1を割り当て、CBSD6にCh1を割り当てる。図11(b)では、セカンダリシステム2~セカンダリシステム6のチャネル需要は全て、1つのチャネルであり、セカンダリシステム1のチャネル需要は2つのチャネルであり、そのため、アントコロニーアルゴリズムによって生成されたスペクトルリソース割り当て案では、セカンダリシステムのチャネル需要に基づいて、セカンダリシステムにチャネルを割り当てることができる。例えば、CBSD1にCh2及びCh3を割り当て、CBSD2にCh4を割り当て、CBSD3にCh4を割り当て、CBSD4にCh3を割り当て、CBSD5にCh1を割り当て、CBSD6にCh1を割り当てる。
本開示の実施例によれば、電子装置600は、確定ユニット620によって確定されたスペクトルリソース割り当て案を共存システム全体の最終的なスペクトルリソース割り当て案として使用することができる。さらに、電子装置600は、通信ユニット610を介して第2の無線アクセスネットワークにおける第2のスペクトル分割装置へ、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を送信することができ、これにより、第2のスペクトル分割装置は、当該スペクトルリソース割り当て案に基づいて、第2の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てる。
本開示の実施例によれば、電子装置600は、共存システム全体の最終的なスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。この場合、例えば、電子装置600は共存システム全体における強い計算能力を有するスペクトル分割装置であるか、又は電子装置600は、共存システム全体における管理位置にあるスペクトル分割装置であるため、電子装置600によって共存システム全体の最終的なスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット620がスペクトルリソース割り当て案を確定した後、電子装置600は、通信ユニット610を介して、第2の無線アクセスネットワークにおける第2のスペクトル分割装置へ、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を送信することができる。さらに、電子装置600は、通信ユニット610を介して、第2のスペクトル分割装置から第2のスペクトル分割装置によって確定された共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を受信することもできる。ここで、第2のスペクトル分割装置は、確定ユニット620と類似の方法で、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。
上記のように、電子装置600及び第2のスペクトル分割装置は、いずれも共存システム全体のペクトルリソース割り当て案を確定することができる。つまり、電子装置600及び第2のスペクトル分割装置は、いずれも上記のアントコロニーアルゴリズムを実行することができる。その後、異なるスペクトル分割装置によって確定されたスペクトルリソース割り当て案からネットワークユーティリティ値が大きいスペクトルリソース割り当て案を最終的なスペクトルリソース割り当て案として選択する。
本開示の実施例によれば、図10に示すように、電子装置600は、第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てるための割り当てユニット630を含んでもよい。
本開示の実施例によれば、確定ユニット620が共存システム全体の最終的なスペクトルリソース割り当て案を確定した場合、割り当てユニット630は、当該最終的なスペクトルリソース割り当て案に基づいて第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てることができる。
本開示の実施例による電子装置600は、スペクトル管理装置300によって送信された干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、電子装置600によって管理されるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てることができ、そのため、上記のスペクトル管理装置300に関する全ての実施例はこれに適用可能である。
<4.セカンダリシステムの配置例>
図12は、本開示の実施例による無線通信システムにおけるセカンダリシステムとする電子装置700の構成を示すブロック図である。ここで、共存システムは、第1の無線アクセス技術を使用する第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセス技術を使用する第2の無線アクセスネットワークを含み、第1の無線アクセスネットワークは電子装置700を含む。さらに、セカンダリシステムはCBSDであってもよい。
図12に示すように、電子装置700は、通信ユニット710及び確定ユニット720を含んでもよい。
ここで、電子装置700の各ユニットは全て処理回路に含まれてもよい。なお、電子装置700は1つの処理回路を含んでもよいし、複数の処理回路を含んでもよい。さらに、処理回路は、様々な異なる機能及び/又は動作を実行するために、様々な個別の機能ユニットを含んでもよい。なお、これらの機能ユニットは物理エンティティ又は論理エンティティであってもよく、異なる呼称のユニットは同じ物理エンティティによって実現されてもよい。
本開示の実施例によれば、電子装置700は、通信ユニット710を介して、共存システムにおけるスペクトル管理装置から、共存システムの干渉オーバーラップマップ、及び干渉オーバーラップマップに基づいて第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースを受信することができる。
ここで、スペクトル管理装置は、前述したスペクトル管理装置300であってもよい。さらに、干渉オーバーラップマップは、スペクトル管理装置300によって生成された共存システムの干渉オーバーラップマップであってもよく、上記で、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースを詳細に説明したので、ここで繰り返さない。
本開示の実施例によれば、確定ユニット720は、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。
本開示の実施例によれば、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案は、電子装置700が所在する共存システムの全てのセカンダリシステムのそれぞれに割り当てられるスペクトルリソースを含んでもよい。つまり、確定ユニット720は、第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムに割り当てられるスペクトルリソースを確定するだけでなく、第2の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムに割り当てられるスペクトルリソースを確定することもできる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット720は、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、共存システムにおけるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てるときの割り当て順序を表す割り当てシーケンスを確定することができる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット720は、アントコロニーアルゴリズムを利用して割り当てシーケンスを確定し、ノードのチャネル需要及び干渉オーバーラップマップの平均スペクトル満足度に基づいてノードの間の遷移確率を確定することができる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット720は、割り当てシーケンスに基づいて、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。
本開示の実施例によれば、確定ユニット720がアントコロニーアルゴリズムを実行して割り当てシーケンスを確定するプロセス及び割り当てシーケンスに基づいて共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定するプロセスは電子装置600の確定ユニット620によって実行される動作と類似するので、ここで繰り返さない。なお、確定ユニット720がアントコロニーアルゴリズムを実行するときに、アントを電子装置700に対応するノードに置くので、確定ユニット720によって確定された割り当てシーケンスは、電子装置700に対応するノードを開始点とするシーケンスである。
本開示の実施例によれば、電子装置700は、通信ユニット710を介して、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を第1の無線アクセスネットワークにおけるスペクトル分割装置に送信することができる。好ましくは、電子装置700は、それによって確定されたスペクトルリソース割り当て案に対応するネットワークユーティリティ値を第1の無線アクセスネットワークにおけるスペクトル分割装置に送信してもよい。
上記のように、本開示の実施例によれば、セカンダリシステムとする電子装置700は、アントコロニーアルゴリズムを実行して割り当てシーケンス及びスペクトルリソース割り当て案を確定してもよい。これにより、アントコロニーアルゴリズムの作業量をセカンダリシステムに平均化することができるため、アントコロニーアルゴリズムの実行効率を向上させ、遅延を低下させる。
本開示の実施例によるスペクトル分割装置は、スペクトル管理装置によって送信される干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、スペクトル分割装置によって管理される電子装置700にスペクトルリソースを割り当てることができるので、以上で説明したスペクトル管理装置300及びスペクトル分割装置に関する全ての実施例はこれに適用可能である。
<5.方法実施例>
図13~図15は、本開示の実施例によるスペクトルリソース割り当てプロセスを示すシグナリングフローチャートである。図13~図15では、CBSD1は、第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、上記の電子装置700によって実現でき、CBSD2は第2の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムを表し、上記の電子装置700によって実現でき、CxM1は第1の無線アクセスネットワークにおけるスペクトル分割装置を表し、上記の電子装置600によって実現でき、CxM2は第2の無線アクセスネットワークにおけるスペクトル分割装置を表し、前文における電子装置600によって実現でき、SASはスペクトル管理装置を表し、上記のスペクトル管理装置300によって実現できる。
図13に示す例では、CxM1及びCxM2の両方はアントコロニーアルゴリズムを実行することができる。図13に示すように、ステップS801では、CBSD1はSASへ登録要求及び/又はスペクトル照会要求を送信する。ここで、登録要求は、CBSD1の位置情報を含み得、スペクトル照会要求はCBSD1のチャネル需要情報を含み得る。ここで、登録要求及びスペクトル照会要求は、2つの別個の情報にすることも、1つの情報に結合することもできる。ステップS802では、SASは、例えばCBSD1のIDなどの情報を含む登録応答及び/又はスペクトル照会応答をCBSD1へ送信する。類似に、登録応答及びスペクトル照会応答は、2つの別個の情報にすることも、1つの情報に結合することもできる。類似に、ステップS803では、CBSD2は、登録要求及び/又はスペクトル照会要求をSASに送信する。ここで、登録要求は、CBSD2の位置情報を含み得、スペクトル照会要求はCBSD2のチャネル需要情報を含み得る。ステップS804では、SASは、例えばCBSD2のIDなどの情報を含む登録応答及び/又はスペクトル照会応答をCBSD2へ送信する。次に、ステップS805では、SASは、共存システムの干渉オーバーラップマップを生成する。次に、ステップS806では、SASは、干渉オーバーラップマップに基づいて第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることができる。次に、ステップS807では、SASは、生成された干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをCxM1に送信する。ステップS808では、SASは、生成された干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをCxM2に送信する。ステップS809及びステップS810では、CxM1及びCxM2のそれぞれはアントコロニーアルゴリズムを実行してスペクトルリソース割り当て案を確定する。次に、ステップS811及びステップS812では、CxM1及びCxM2はそれぞれ確定したスペクトルリソース割り当て案を交換する。ここで、CxM1及びCxM2は、それぞれ確定したスペクトルリソース割り当て案のネットワークユーティリティ値を交換してもよい。次に、CxM1及びCxM2は、最大のネットワークユーティリティ値を持つスペクトルリソース割り当て案を最終的なスペクトルリソース割り当て案として確定することができる。ステップS813では、CxM1は、最終的なスペクトルリソース割り当て案に基づいて、CBSD1にスペクトルリソースを割り当て、CBSD1へ送信する。ステップS814では、CxM2は最終的なスペクトルリソース割り当て案に基づいて、CBSD2にスペクトルリソースを割り当て、CBSD2に送信する。上記のように、共存システムにおけるセカンダリシステムは全て、スペクトルリソースを合理的に割り当てる。
図14に示す例では、CxM1はアントコロニーアルゴリズムを実行する。図14に示すように、ステップS901では、CBSD1はSASへ登録要求及び/又はスペクトル照会要求を送信する。ここで、登録要求はCBSD1の位置情報を含み得、スペクトル照会要求はCBSD1のチャネル需要情報を含み得る。ステップS902では、SASはCBSD1へ、例えばCBSD1のIDなどの情報を含む登録応答及び/又はスペクトル照会応答を送信する。類似に、ステップS903では、CBSD2はSASへ登録要求及び/又はスペクトル照会要求を送信する。ここで、登録要求は、CBSD2の位置情報を含み得、スペクトル照会要求はCBSD2のチャネル需要情報を含み得る。ステップS904では、SASは、CBSD2へ、例えばCBSD2のIDなどの情報を含む登録応答及び/又はスペクトル照会応答を送信する。次に、ステップS905では、SASは共存システムの干渉オーバーラップマップを生成する。次に、ステップS906では、SASは干渉オーバーラップマップに基づいて、第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てる。次に、ステップS907では、SASは生成された干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをCxM1に送信する。ステップS908では、CxM1はアントコロニーアルゴリズムを実行して、スペクトルリソース割り当て案を最終的なスペクトルリソース割り当て案として確定する。次に、ステップS909では、CxM1は最終的なスペクトルリソース割り当て案をCxM2に送信する。ステップS910では、CxM1は、最終的なスペクトルリソース割り当て案に基づいて、CBSD1にスペクトルリソースを割り当てて、CBSD1に送信する。ステップS911では、CxM2は最終的なスペクトルリソース割り当て案に基づいて、CBSD2にスペクトルリソースを割り当てて、CBSD2に送信する。上記のように、共存システムにおけるセカンダリシステムに、スペクトルリソースが合理的に割り当てる。
図15に示す例では、CBSD1及びCBSD2はいずれもアントコロニーアルゴリズムを実行することができる。図15に示すように、ステップS1001では、CBSD1はSASへ登録要求及び/又はスペクトル照会要求を送信する。ここで、登録要求は、CBSD1の位置情報を含み得、スペクトル照会要求は、CBSD1のチャネル需要情報を含み得る。ステップS1002では、SASはCBSD1へ、例えばCBSD1のIDなどの情報を含む登録応答及び/又はスペクトル照会応答を送信する。類似に、ステップS1003では、CBSD2はSASへ登録要求及び/又はスペクトル照会要求を送信する。ここで、登録要求はCBSD2の位置情報を含み得、スペクトル照会要求はCBSD2のチャネル需要情報を含み得る。ステップS1004では、SASはCBSD2へ、例えばCBSD2のIDなどの情報を含む登録応答及び/又はスペクトル照会応答を送信する。次に、ステップS1005では、SASは共存システムの干渉オーバーラップマップを生成する。次に、ステップS1006では、SASは、干渉オーバーラップマップに基づいて第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てる。次に、ステップS1007では、SASは、生成された干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをCBSD2に送信する。ステップS1008では、SASは、生成された干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースをCBSD1に送信する。ステップS1009及びステップS1010では、CBSD1及びCBSD2はそれぞれ、アントコロニーアルゴリズムを実行してスペクトルリソース割り当て案を確定する。次に、ステップS1011では、CBSD2は、確定されたスペクトルリソース割り当て案をCxM2に送信し、任意選択で、当該案のネットワークユーティリティ値も含む。ステップS1012では、CBSD1は、確定されたスペクトルリソース割り当て案をCxM1に送信し、任意選択で、当該案のネットワークユーティリティ値も含む。ステップS1013では、CxM1は、全てのセカンダリシステムからのスペクトルリソース割り当て案を受信した後にフェロモンマトリックスを更新して、最適なネットワークユーティリティ値を持つスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。類似に、ステップS1014では、CxM2は、全てのセカンダリシステムからのスペクトルリソース割り当て案を受信した後に、フェロモンマトリックスを更新して、最適なネットワークユーティリティ値を持つスペクトルリソース割り当て案を確定することができる。次に、ステップS1015では、CxM1は、次の反復のために、更新されたフェロモンマトリックスをCBSD1に送信する。ステップS1016では、CxM2は、次の反復のために、更新されたフェロモンマトリックスをCBSD2に送信する。ステップS1017及びステップS1018では、CxM1及びCxM2は、それぞれ確定したスペクトルリソース割り当て案を交換する。ここで、CxM1及びCxM2は、それぞれ確定したスペクトルリソース割り当て案のネットワークユーティリティ値を交換してもよい。その後、CxM1及びCxM2の両方は、最大のネットワークユーティリティ値を持つスペクトルリソース割り当て案を最終的なスペクトルリソース割り当て案として確定することができる。ステップS1019では、CxM1は最終的なスペクトルリソース割り当て案に基づいてCBSD1にスペクトルリソースを割り当てて、CBSD1に送信する。ステップS1020では、CxM2は、最終的なスペクトルリソース割り当て案に基づいて、CBSD2にスペクトルリソースを割り当てて、CBSD2に送信する。上記のように、共存システムにおけるセカンダリシステムの全てにスペクトルリソースが合理的に割り当てる。
次に、本開示の実施例による無線通信システムにおけるスペクトル管理装置300によって実行される無線通信方法を詳細に説明する。ここのスペクトル管理装置300は例えばSASであってもよい。当該スペクトル管理装置300が位置する共存システムは、異なる無線アクセス技術を使用する少なくとも2つの無線アクセスネットワークを含む。
図16は、本開示の実施例による無線通信システムにおけるスペクトル管理装置300によって実行される無線通信方法を示すフローチャートである。
図16に示すように、ステップS1110では、共存システムの干渉オーバーラップマップを生成する。
次に、ステップS1120では、干渉オーバーラップマップに基づいて、少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てる。
好ましくは、干渉オーバーラップマップにおけるノードはセカンダリシステムを表し、2つのノードの間の辺は2つのノードに対応する2つのセカンダリシステムの間に干渉が存在することを表し、無線通信方法は、干渉オーバーラップマップの以下のパラメータの少なくとも1つに基づいて少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることを含んでもよく、前記パラメータは、各無線アクセスネットワークに属するノードの数、各無線アクセスネットワークに属する辺の数及び異なる無線アクセスネットワークに属する2つのノードの間の辺の数である。
好ましくは、少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることは、共存システムの干渉オーバーラップマップに基づいて少なくとも2つの無線アクセスネットワークのスペクトル多重化モードを確定することと、スペクトル多重化モードに基づいて少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることとを含む。
好ましくは、スペクトル多重化モードは、スペクトル多重化なし、部分スペクトル多重化及び完全スペクトル多重化を含む。
好ましくは、少なくとも2つの無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることは、共存システムの干渉オーバーラップマップに基づいて、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定することと、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比に基づいて各無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てることとを含む。
好ましくは、無線通信方法はさらに、各無線アクセスネットワークのチャネル需要に基づいて、総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定することを含む。
好ましくは、無線通信方法はさらに、機械学習を利用して総スペクトルリソースに対する各無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースの比を確定することを含む。
好ましくは、無線通信方法はさらに、異なる無線アクセスネットワークに属する2つのセカンダリシステムの間の周波数帯域保護要求に基づいて、2つのセカンダリシステムに対応する2つのノードの間の辺の重みを確定することを含む。
好ましくは、無線通信方法はさらに、干渉オーバーラップマップ及び少なくとも2つの無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースを少なくとも2つの無線アクセスネットワークのスペクトル分割装置に送信することを含む。
本開示の実施例によれば、上記の方法を実行する本体は、本開示の実施例によるスペクトル管理装置300であってもよく、そのため、上記のスペクトル管理装置300に関する全ての実施例はこれに適用可能である。
次に、本開示の実施例による無線通信システムにおける電子装置によって実行される無線通信方法を詳細に説明する。ここの電子装置はスペクトル分割装置及びセカンダリシステムであってもよい。さらに、スペクトル分割装置は例えばCxMであってもよく、セカンダリシステムは例えばCBSDであってもよい。電子装置が位置する共存システムは第1の無線アクセス技術を使用する第1の無線アクセスネットワーク及び第2の無線アクセス技術を使用する第2の無線アクセスネットワークを含み、第1の無線アクセスネットワークは当該電子装置を含む。
図17は、本開示の実施例による無線通信システムにおける電子装置によって実行される無線通信方法を示すフローチャートである。
図17に示すように、ステップS1210では、共存システムにおけるスペクトル管理装置から共存システムの干渉オーバーラップマップ、及び干渉オーバーラップマップに基づいて第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースを受信する。
次に、ステップS1220では、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定する。
好ましくは、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定することは、干渉オーバーラップマップ、第1の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソース及び第2の無線アクセスネットワークに割り当てられるスペクトルリソースに基づいて、共存システムにおけるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てるときの割り当て順序を表す割り当てシーケンスを確定することと、割り当てシーケンスに基づいて共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定することと、を含む。
好ましくは、割り当てシーケンスを確定することは、アントコロニーアルゴリズムを利用して割り当てシーケンスを確定し、ノードのチャネル需要及び干渉オーバーラップマップの平均スペクトル満足度に基づいてノードの間の遷移確率を確定することを含む。
好ましくは、電子装置がスペクトル分割装置である場合、無線通信方法はさらに、第2の無線アクセスネットワークにおける第2のスペクトル分割装置へ共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を送信することと、第2のスペクトル分割装置から第2のスペクトル分割装置によって確定された共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を受信することと、電子装置によって確定されたスペクトルリソース割り当て案及び第2のスペクトル分割装置によって確定されたスペクトルリソース割り当て案に基づいて最終的なスペクトルリソース割り当て案を確定することと、を含む。
好ましくは、電子装置がスペクトル分割装置である場合、無線通信方法はさらに、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案に基づいて第1の無線アクセスネットワークにおけるセカンダリシステムにスペクトルリソースを割り当てることを含む。
好ましくは、電子装置がセカンダリシステムである場合、無線通信方法はさらに、共存システムにおけるセカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を第1の無線アクセスネットワークにおけるスペクトル分割装置に送信することを含む。
本開示の実施例によれば、上記の方法を実行する本体は、本開示の実施例によるスペクトル分割装置及びセカンダリシステムであってもよく、そのため、上記のスペクトル分割装置及びセカンダリシステムに関する全ての実施例はこれに適用可能である。
<6.適用例>
本開示の技術は、様々な製品に適用することができる。
例えば、スペクトル管理装置300及びスペクトル分割装置は、例えば、タワーサーバー、ラックサーバー及びブレッドサーバーなどの任意のタイプのサーバーとして実現されてもよい。スペクトル管理装置300及びスペクトル分割装置は、サーバーに搭載される制御モジュール(例えば単一チップを含む集積回路モジュール、及びブレッドサーバーのスロットに挿入されるカード又はブレッド(blade))であってもよい。
セカンダリシステムは、任意のタイプのネットワーク側装置として実現されてもよい。ネットワーク側装置は、任意のタイプのTRPとして実現されてもよい。当該TRPは、送受信の機能を備えてもよく、例えば、ユーザー装置と基地局装置から情報を受信してもよく、ユーザー装置と基地局装置に情報を送信してもよい。典型的な例では、TRPは、ユーザー装置にサービスを提供し、基地局装置によって制御される。さらに、TRPは、下記の基地局装置と類似の構造を備えてもよく、基地局装置における情報の送受信に関連する構造のみを備えてもよい。
ネットワーク側装置は、マクロeNB及びスモールeNBなどの任意のタイプの基地局として実現されてもよく、任意のタイプのgNB(5Gシステムにおける基地局)として実現されてもよい。スモールeNBは、ピコeNB、マイクロeNB及び家庭(フェムト)eNBなどの、マクロセルより小さいセルをカバーできるeNBであり得る。gNBについても、同様の状況があり得る。その代わりに、基地局は、例えばNodeBと基地局トランシーバ(BTS)などの任意の他のタイプの基地局として実現されてもよい。基地局は、無線通信を制御するように配置される主体(基地局装置とも呼ばれる)と、主体と異なる場所に設けられた1つ又は複数のリモート無線ヘッド(RRH)とを含むことができる。
[サーバーの適用例について]
図18は、本開示によるスペクトル管理装置300及びスペクトル分割装置のサーバー1300を実現できる一例を示すブロック図である。サーバー1300は、プロセッサ1301、メモリ1302、記憶装置1303、ネットワークインターフェース1304及びバス1306を含む。
プロセッサ1301は例えば、中央処理ユニット(CPU)又はデジタル信号プロセッサー(DSP)であり、且つ、サーバー1300の機能を制御する。メモリ1302は、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び読み取り専用メモリ(ROM)を含み、データ及びプロセッサ1301によって実行されるプログラムを記憶する。記憶装置1303は、例えば半導体メモリ及びハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。
ネットワークインターフェース1304は、サーバー1300を有線通信ネットワーク1305に接続するための有線通信インターフェースである。有線通信ネットワーク1305は例えば、進化パケットコアネットワーク(EPC)のコアネットワーク又は例えばインターネットのパケットデータネットワーク(PDN)であってもよい。
バス1306は、プロセッサ1301、メモリ1302、記憶装置1303及びネットワークインターフェース1304を互いに接続する。バス1306は、それぞれが異なる速度を有する2つ以上のバス(例えば高速バス及び低速バス)を含み得る。
図18に示すサーバー1300では、図3により説明された生成ユニット310、割り当てユニット320、確定ユニット330及び図10により説明された確定ユニット620、割り当てユニット630はプロセッサ1301によって実現され、また、図3により説明された通信ユニット340及び図10により説明された通信ユニット610はネットワークインターフェース1304によって実現できる。例えば、プロセッサ1301は、メモリ1302又は記憶装置1303に記憶された指令を実行することによって、干渉オーバーラップマップの生成、スペクトル多重化モードの確定、総スペクトルリソースに対する割り当てられるスペクトルリソースの比の確定、及び無線アクセスネットワークにスペクトルリソースを割り当てる機能を実行することができる。
[基地局の適用例について]
(第1の適用例)
図19は、本開示の技術を適用できるeNBの概略構成の第1の例を示すブロック図である。eNB1400は1つ又は複数のアンテナ1410及び基地局装置1420を含む。基地局装置1420と各アンテナ1410はRFケーブルを介して接続され得る。
アンテナ1410のそれぞれは、単一又は複数のアンテナ素子(例えば多入力多出力(MIMO)アンテナに含まれる複数のアンテナ素子)を含み、基地局装置1420の無線信号の送受信に使用される。図19に示すように、eNB1400は、複数のアンテナ1410を含んでもよい。例えば、複数のアンテナ1410はeNB1400に使用される複数の周波数帯域と互換性があり得る。図19に、eNB1400に複数のアンテナ1410が含まれる例を示したが、eNB1400は、単一のアンテナ1410を含んでもよい。
基地局装置1420は、コントローラ1421、メモリ1422、ネットワークインターフェース1423及び無線通信インターフェース1425を含む。
コントローラ1421は例えばCPU又はDSPであり、且つ、基地局装置1420の上位層の各種機能を動作させる。例えば、コントローラ1421は、無線通信インターフェース1425によって処理された信号におけるデータに基づいてデータパケットを生成し、ネットワークインターフェース1423を介して、生成されたパケットを伝送する。コントローラ1421は、複数のベースバンドプロセッサからのデータをバンドルして、バンドルパケットを生成し、生成されたバンドルパケットを伝送することができる。コントローラ1421は、以下のような制御を実行する論理機能を有してもよく、当該制御は例えば、無線リソース制御、無線ベアラ制御、モビリティ管理、受付制御、スケジューリングなどである。当該制御は、近くのeNB又はコアネットワークノードと組み合わせて実行することができる。メモリ1422はRAMとROMを含み、コントローラ1421によって実行されるプログラム及び様々な制御データ(例えば、端末リスト、送信電力データ及びスケジューリングデータ)が記憶される。
ネットワークインターフェース1423は、基地局装置1420をコアネットワーク1424に接続するための通信インターフェースである。コントローラ1421は、ネットワークインターフェース1423を介してコアネットワークノード又は別のeNBと通信することができる。この場合、eNB1400とコアネットワークノード又は他のeNBとは論理インターフェース(例えばS1インターフェースとX2インターフェース)によって互いに接続される。ネットワークインターフェース1423は有線通信インターフェース又は無線バックホール回線用の無線通信インターフェースであってもよい。ネットワークインターフェース1423が無線通信インターフェースであれば、無線通信インターフェース1425に使用される周波数帯域と比べると、ネットワークインターフェース1423はより高い周波数帯域を無線通信に使用することができる。
無線通信インターフェース1425は任意のセルラー通信方式(例えば、長期的な進化(LTE)とLTE-Advanced)をサポートし、アンテナ1410を介してeNB1400のセルに位置する端末への無線接続を提供する。無線通信インターフェース1425は通常、例えばベースバンド(BB)プロセッサ1426とRF回路1427を含むことができる。BBプロセッサ1426は例えば、符号化/復号化、変調/復調、多重化/多重化解除を実行すると共に、レイヤー(例えばL1、メディアアクセス制御(MAC)、無線リンク制御(RLC)、パケットデータアグリゲーションプロトコル(PDCP))の様々なタイプの信号処理を実行することができる。コントローラ1421の代わりに、BBプロセッサ1426は上記した論理機能の一部又は全部を有してもよい。BBプロセッサ1426は、通信制御プログラムが記憶されるメモリであってもよく、或いは、プログラムを実行するように配置されるプロセッサ及び関連する回路を含むモジュールであってもよい。プログラムの更新は、BBプロセッサ1426の機能を変更させることができる。当該モジュールは、基地局装置1420のスロットに挿入されるカード又はブレッドであってもよい。その代わりに、当該モジュールはカード又はブレッドに搭載されるチップであってもよい。同時に、RF回路1427は、例えばミキサ、フィルタ、増幅器を含み、アンテナ1410を介して無線信号を送受信してもよい。
図19に示すように、無線通信インターフェース1425は複数のBBプロセッサ1426を含んでもよい。例えば、複数のBBプロセッサ1426はeNB1400に使用される複数の周波数帯域と互換性があり得る。図19に示すように、無線通信インターフェース1425は複数のRF回路1427を含んでもよい。例えば、複数のRF回路1427は複数のアンテナ素子と互換性があり得る。図19に、無線通信インターフェース1425に複数のBBプロセッサ1426と複数のRF回路1427が含まれる例を示したが、無線通信インターフェース1425は単一のBBプロセッサ1426又は単一のRF回路1427を含んでもよい。
(第2の適用例)
図20は、本開示の技術を適用できるeNBの概略構成の第2の例を示すブロック図である。eNB1530は1つ又は複数のアンテナ1540と、基地局装置1550と、RRH1560とを含む。RRH1560と各アンテナ1540はRFケーブルを介して互いに接続され得る。基地局装置1550とRRH1560は、光ファイバケーブルのような高速回線を介して互いに接続され得る。
アンテナ1540のそれぞれは、単一又は複数のアンテナ素子(例えば、MIMOアンテナに含まれた複数のアンテナ素子)を含み、RRH1560の無線信号の送受信に使用される。図20に示すように、eNB1530は複数のアンテナ1540を含んでもよい。例えば、複数のアンテナ1540はeNB1530に使用される複数の周波数帯域と互換性があり得る。図20に、eNB1530に複数のアンテナ1540が含まれる例を示したが、eNB1530は単一のアンテナ1540を含んでもよい。
基地局装置1550は、コントローラ1551と、メモリ1552と、ネットワークインターフェース1553と、無線通信インターフェース1555と、接続インターフェース1557とを含む。コントローラ1551、メモリ1552、及びネットワークインターフェース1553は、図19を参照して説明されたコントローラ1421、メモリ1422、ネットワークインターフェース1423と同じである。
無線通信インターフェース1555は任意のセルラー通信方式(例えばLTEとLTE-Advanced)をサポートし、RRH1560とアンテナ1540を介してRRH1560に対応するセクタに位置する端末への無線通信を提供する。無線通信インターフェース1555は通常、例えばBBプロセッサ1556を含んでもよい。BBプロセッサ1556が接続インターフェース1557を介してRRH1560のRF回路1564に接続される以外、BBプロセッサ1556は、図19を参照して説明されたBBプロセッサ1426と同じである。図20に示すように、無線通信インターフェース1555は複数のBBプロセッサ1556を含んでもよい。例えば、複数のBBプロセッサ1556はeNB1530に使用される複数の周波数帯域と互換性があり得る。図20に、無線通信インターフェース1555に複数のBBプロセッサ1556が含まれる例を示したが、無線通信インターフェース1555は単一のBBプロセッサ1556を含んでもよい。
接続インターフェース1557は、基地局装置1550(無線通信インターフェース1555)をRRH1560に接続するためのインターフェースである。接続インターフェース1557は基地局装置1550(無線通信インターフェース1555)をRRH1560の上記した高速回線における通信に接続するための通信モジュールであってもよい。
RRH1560は、接続インターフェース1561と無線通信インターフェース1563を含む。
接続インターフェース1561は、RRH1560(無線通信インターフェース1563)を基地局装置1550に接続するためのインターフェースである。接続インターフェース1561は上記した高速回線における通信用の通信モジュールであってもよい。
無線通信インターフェース1563は、アンテナ1540を介して無線信号を送受信する。無線通信インターフェース1563は通常、例えばRF回路1564を含んでもよい。RF回路1564は例えばミキサ、フィルタ、増幅器を含み、アンテナ1540を介して無線信号を送受信してもよい。図20に示すように、無線通信インターフェース1563は複数のRF回路1564を含んでもよい。例えば、複数のRF回路1564は複数のアンテナ素子をサポートすることができる。図20に、無線通信インターフェース1563に複数のRF回路1564が含まれる例を示したが、無線通信インターフェース1563は単一のRF回路1564を含んでもよい。
図19及び図20に示すeNB1400及びeNB1530では、図12により説明した確定ユニット720は、コントローラ1421及び/又はコントローラ1551によって実現されてもよい。機能の少なくとも一部は、コントローラ1421とコントローラ1551によって実現されてもよい。例えば、コントローラ1421及び/又はコントローラ1551は、対応するメモリに記憶された指令を実行することによって、セカンダリシステムのスペクトルリソース割り当て案を確定する機能を実行することができる。
本開示の好ましい実施形態は、添付の図面を参照して以上で説明したが、本開示は、当然、上記の例に限定されない。当業者は、添付の特許請求の範囲内で様々な変更及び修正ができ、これらの変更及び修正は、当然、本開示の技術的範囲内に入る。
例えば、添付の図面に示す機能ブロック図において破線のボックスに示したユニットは全て、当該機能ユニットが対応する装置においてオプションであり、各オプションの機能ユニットを適切な方法で組み合わせて必要な機能を達成できることを示している。
例えば、上記の実施例において1つのユニットに含まれる複数の機能は、別個の装置によって実現され得る。或いは、上記の実施例において複数のユニットによって実現される複数の機能は、それぞれ、別個のデバイスによって実現され得る。さらに、上記の機能の1つは、複数のユニットによって実現され得る。言うまでもなく、そのような構成は、本開示の技術的範囲に含まれる。
本明細書では、フローチャートに記載されている手順は、記載順序で時系列に実行される処理だけでなく、必ずしも時系列ではなく並行して又は個別に実行される処理も含む。また、時系列で処理される手順でも、言うまでもなく、当該順序を適切に変更することができる。
以上、図面を結合して本開示の実施例について詳細に説明したが、上記した実施形態は本開示を説明するためのものであり、本開示を限定するものではないと理解すべきである。当業者にとって、本開示の精神及び範囲から逸脱することがなく、上記した実施形態に対して、様々な修正及び変更が可能である。そのため、本開示の範囲は添付した特許請求の範囲及びその等価物のみによって限定される。