JP5011299B2 - 無線通信ネットワークにおいて装置をクラスタ化する方法 - Google Patents
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Description
・ BS210は、BS210と各RT220との間の通信の少なくとも1つのパラメータを、当該RT220が属する特定のクラスタ230に従って選択することができる。例えば、BS210は、RT220の異なるクラスタ230に対して、異なる変調及び/又はエラー訂正符号化フォーマットを当該クラスタ230の概略位置に依存して選択することができる。即ち、BS210は、BS210から離れたRT220のクラスタ230に対して、又は当該無線通信ネットワーク200とは関連のない外部地上送信機250の近くに位置し、従って増加した妨害を受けるRT220のクラスタ230に対して、より強い(robust)符号化/変調フォーマットを選択することができる。更に、BS210は、直交周波数分割多重化(OFDM)等のマルチキャリア方式が使用される場合に、ガード区間(guard interval)を特定のクラスタ230の予測されるマルチパス遅延バラツキに従って最適化することができる。このようにして、クラスタ化はBS210が自身のRT220との通信の1以上のパラメータを、当該RT220が属するクラスタ230の1以上の共通のパラメータに基づいて特別に適合させるのを可能にする。
・ BS210は、指向性アンテナを、クラスタ230間の空間分割多重化等の技術と組み合わせて使用することができる。これは、当該無線通信ネットワーク200の全体的容量を増加させることができる。何故なら、同一のクラスタ230にないRT220は、同時に、殆ど干渉無しで送信及び受信することができるからである。また、BS210は、RT220の異なるクラスタ230と通信するために、既存送信機250の相対的位置に依存して異なる周波数チャンネルを使用することができる。即ち、BS210は第1クラスタ230との通信のために第1周波数チャンネルを使用することができるが、第2クラスタ230は第1周波数チャンネル上で動作している既存送信機250に近いために、該第2クラスタ230との通信に対しては同じ第1周波数チャンネルを使用することが許されない。同時に、BS210は第2クラスタ230との通信のために第2周波数チャンネルを使用することができるかも知れないが、第1クラスタ230は第2周波数チャンネル上で動作している第2の既存送信機250に近いために、第1クラスタ230との通信に対しては該周波数チャンネルを使用することが許されない。このように、クラスタ化はBS210が複数のRT220との通信において自身の通信資源を一層効率的に使用するのを可能にする。
・ BS210は、或るクラスタ230におけるRT220が、BS210を介してメッセージ又はデータを通過させることを要すること無しに、互いに直接通信するようにスケジューリングすることができる。これは、広帯域サービス以外の用途に使用することができるようなマルチセンサネットワークを生成することができる。
最初に、複数の変数を下記のように定義する:
n=無線通信ネットワーク200におけるRT220の数;
f=外部地上送信機250により送信される外部信号を含み得るような、無線通信ネットワーク200により使用される周波数チャンネルの総数;
k=RT220が分割されるクラスタ230の数;
i=各RT220に対するインデックスであり、1≦i≦n;
j=各クラスタ230のインデックスであり、1≦j≦k;
xiバー=1*fのサイズの、RT200iの測定ベクトル;
J=最小化されるべきスカラの目的関数;
J*=スカラ目的関数に対する最大の許容される値(入力値);
k*=J≦J*のために必要とされるクラスタ230の最小数(出力値)。
Claims (18)
- 基地局と複数の遠隔端末とを有する無線通信ネットワークにおいて、
前記基地局との通信のために、前記複数の遠隔端末を複数のクラスタに分割するステップと、
前記遠隔端末の各々を前記クラスタの1つに、当該無線通信ネットワークとは関連のない1以上の外部地上送信機により送信される1以上の外部信号の、前記遠隔端末の1以上により測定された少なくとも1つの特性に基づいて割り当てるステップと、
3つの処理、即ち、
(1)各遠隔端末が属するクラスタに従って、前記基地局と各遠隔端末との間の通信の少なくとも1つのパラメータを選択する処理、
(2)割り当てられたクラスタに従って、当該無線通信ネットワークとは関連のない前記外部地上送信機により使用される周波数帯域の周波数スペクトルプロファイル測定を前記複数の遠隔端末のうちのどれが行うかを選択する処理、及び
(3)割り当てられたクラスタに従って、当該無線通信ネットワークとは関連のない前記外部地上送信機により使用される周波数帯域の周波数スペクトルプロファイル測定値を前記複数の遠隔端末のうちのどれが前記基地局に送信するかを選択する処理、
のうちの少なくとも1つを実行するステップと、
を有する通信方法。 - 前記1以上の遠隔端末により測定された前記少なくとも1つの特性が、当該無線通信ネットワークとは関連のない前記1以上の外部地上送信機により送信される前記1以上の外部信号により生成される、前記遠隔端末の各々において測定された周波数スペクトルプロファイルを含む請求項1に記載の方法。
- 前記周波数スペクトルプロファイルが1*fなるサイズの測定ベクトルxiバーを含み、ここで、fは前記1以上の外部地上送信機により送信された前記外部信号を定義するために割り当てられたチャンネルの数であり、iは対応する遠隔端末のインデックス数である、請求項2に記載の方法。
- 前記複数の遠隔端末がn個であり、前記基地局との通信のために前記n個の遠隔端末を複数のクラスタに分割すると共に、前記n個の遠隔端末の各々を前記クラスタの1つに前記1以上の外部信号の前記測定された特性に基づいて割り当てるステップが、
k=2のクラスタの試行値を確立するステップ(610)と、
前記n個の遠隔端末のn個の測定ベクトルのうちのk個を、前記k個のクラスタの各々に対して試行平均測定ベクトルmjバーとして割り当て、jはクラスタのインデックス数である、ステップ(630)と、
前記n個の遠隔端末の各々に対して、前記試行平均測定ベクトルmjバーのどれが自身の測定ベクトルxiバーに最も近いかを判定すると共に、当該遠隔端末を対応するクラスタjに試行割り当てとして割り当てるステップ(640)と、
各クラスタjに対して、ステップ(640)においてクラスタjに試行的に割り当てられた遠隔端末の全てに対する前記測定ベクトルを使用して新たな平均測定ベクトルmjバーを計算するステップ(650)と、
前記平均測定ベクトルmjバーの値に変化がなくなるまで、ステップ(640)及び(650)を繰り返すステップと、
前記n個の遠隔端末の各々に対する測定ベクトルxiバーと、ステップ(640)において当該遠隔端末が最後に試行的に割り当てられたクラスタjに対する平均ベクトルmjバーとの間の総ベクトル距離Jを計算するステップ(660)と、
Jを最大許容値J*と比較するステップ(670)と、
Jが前記最大許容値J*より大きい場合にkを1だけインクリメントすると共に、Jが該最大許容値J*以下となるまでステップ(630)ないし(670)を繰り返すステップ(680)と、
Jが前記最大許容値J*以下である場合に、前記kなる試行値を前記n個の遠隔端末が分割されるクラスタの数として使用すると共に、前記n個の遠隔端末の各々を前記k個のクラスタの1つに割り当てるためにステップ(640)の前記試行割り当てを使用するステップと、
を有する請求項3に記載の方法。 - 当該遠隔端末が属するクラスタに従って選択された、前記基地局と該遠隔端末との間の通信の前記少なくとも1つのパラメータが、エラー訂正コード、変調フォーマット、隣接する送信シンボル間のガード区間、及び1以上の周波数チャンネルからなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項1に記載の方法。
- 前記1以上の遠隔端末により測定される前記1以上の外部信号の前記少なくとも1つの特性が、当該無線通信ネットワークとは関連のない前記1以上の外部地上送信機により送信される前記1以上の外部信号のうちの少なくとも1つに含まれるシンク信号の到達時刻を含む請求項1に記載の方法。
- 前記シンク信号が、デジタルテレビジョン(DTV)放送信号におけるフィールドシンクシーケンスである請求項6に記載の方法。
- 当該無線通信ネットワークとは関連のない前記1以上の外部地上送信機により送信される前記1以上の外部信号が、該無線通信ネットワークが動作する周波数チャンネル内のテレビジョン放送信号を含む請求項1に記載の方法。
- 基地局と複数の遠隔端末とを有する無線通信ネットワークにおいて、
前記基地局に対する前記複数の遠隔端末の各々の位置を決定するステップと、
前記基地局との通信のために、前記複数の遠隔端末を複数のクラスタに分割するステップと、
前記遠隔端末の各々を前記クラスタの1つに、前記決定された各遠隔端末の位置に基づいて、これら遠隔端末を互いの近さに従って各クラスタにグループ化するように割り当てるステップと、
前記基地局と各遠隔端末との間の通信の少なくとも1つのパラメータを、各遠隔端末が属するクラスタに従って選択するステップと、
を有する通信方法。 - 前記基地局に対する前記複数の遠隔端末の各々の位置を決定する前記ステップが、各遠隔端末に対して、
前記基地局と当該遠隔端末との間の距離d12を決定するステップと、
当該遠隔端末とテレビジョン放送アンテナの既知の位置との間の距離d02を決定するステップと、
当該遠隔端末の位置を決定するために、(1)前記距離d12及びd02、(2)前記テレビジョン放送アンテナの前記既知の位置、並びに(3)前記基地局の既知の位置を用いて1対の連立方程式を解くステップと、
を有する請求項9に記載の方法。 - 前記基地局と当該遠隔端末との間の距離d12を決定する前記ステップが、
トークンが前記基地局と当該遠隔端末との間で往復送信される往復時間t12を測定するステップと、
前記往復時間t12から前記距離d12を決定するステップと、
を有する請求項10に記載の方法。 - 前記テレビジョン放送アンテナの前記既知の位置と当該遠隔端末との間の距離d02を決定する前記ステップが、
前記テレビジョン放送アンテナにより送信されたテレビジョン信号に含まれるシンク信号の前記基地局における到達時刻t1を決定するステップと、
前記テレビジョン放送アンテナにより送信された前記テレビジョン信号に含まれる前記シンク信号の当該遠隔端末における到達時刻t2を決定するステップと、
前記テレビジョン信号が前記テレビジョン放送アンテナから当該遠隔端末まで進行する時間t02を、前記到達時刻t1及びt2並びに前記基地局と前記テレビジョン放送アンテナとの間の既知の距離d01を用いて決定するステップと、
cを光速とした場合に、d02を式d02=t02*Cにより決定するステップと、
を有する請求項10に記載の方法。 - 前記テレビジョン信号が、当該無線通信ネットワークが動作する周波数チャンネル内にある請求項12に記載の方法。
- 当該遠隔端末が属するクラスタに従って選択された、前記基地局と該遠隔端末との間の通信の前記少なくとも1つのパラメータが、エラー訂正コード、変調フォーマット、隣接する送信シンボル間のガード区間、及び1以上の周波数チャンネルからなる群から選択される少なくとも1つを含む請求項9に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの特性が、前記基地局に対する前記複数の遠隔端末の各々の位置であって、該位置を決定するステップが、
(a)前記基地局と当該遠隔端末との間の距離d12を、トークンが前記基地局と当該遠隔端末との間で往復送信される往復時間t12に基づいて決定するステップと、
(b)既知の位置に位置する外部地上送信機により送信された外部信号に含まれるシンク信号の前記基地局における到達時刻t1を決定するステップと、
(c)前記外部信号が前記外部地上送信機から当該遠隔端末まで進行する時間t02を、(1)前記基地局と前記外部地上送信機との間の既知の距離d01、(2)前記到達時刻t1、及び(3)前記外部地上送信機により送信された前記外部信号に含まれる前記シンク信号の当該遠隔端末における到達時刻t2を用いて決定するステップと、
(d)当該遠隔端末と前記外部地上送信機の前記既知の位置との間の距離d02を、前記時間t02に基づいて決定するステップと、
(e)当該遠隔端末の位置を、(1)前記距離d12及びd02、(2)前記外部地上送信機の前記既知の位置、並びに(3)前記基地局の既知の位置を用いて決定するステップと、
を有する請求項1に記載の方法。 - 前記外部地上送信機がテレビジョン放送送信機であり、前記外部信号が当該無線通信ネットワークが動作する周波数チャンネル内のテレビジョン信号である請求項15に記載の方法。
- (f)既知の位置に位置する当該無線通信ネットワークとは関連のない第2外部地上送信機により送信された第2外部信号に含まれるシンク信号の、前記基地局における到達時刻t3を決定するステップと、
(g)前記第2外部信号が前記第2外部地上送信機から当該遠隔端末まで進行する時間t23を、(1)前記基地局と前記第2外部地上送信機との間の既知の距離d13、(2)前記到達時刻t3、及び(3)当該無線通信ネットワークとは関連のない前記第2外部地上送信機により送信された前記第2外部信号に含まれる前記シンク信号の当該遠隔端末における到達時刻t4を用いて決定するステップと、
(h)当該遠隔端末と前記第2外部地上送信機の既知の位置との間の距離d23を、前記時間t23に基づいて決定するステップと、
(i)当該遠隔端末の位置を、(1)前記距離d13及びd23、(2)前記第2外部地上送信機の前記既知の位置、並びに(3)前記基地局の既知の位置を用いて決定するステップと、
(j)前記第1及び第2外部地上送信機により送信される前記第1及び第2外部信号を用いて前記ステップ(e)及び(i)において生成される位置を平均して、当該遠隔端末の位置を一層正確に決定するステップと、
を更に有する請求項15に記載の方法。 - 第2の既知の位置に位置する当該無線通信ネットワークとは関連のない第2外部地上送信機により送信された第2外部信号に含まれるシンク信号の、前記基地局における到達時刻t3を決定するステップと、
前記第2外部信号が前記第2外部地上送信機から当該遠隔端末まで進行する時間t23を、(1)前記基地局と前記第2外部地上送信機との間の既知の距離d13、(2)前記到達時刻t3、及び(3)当該無線通信ネットワークとは関連のない前記第2外部地上送信機により送信された前記第2外部信号に含まれる前記シンク信号の当該遠隔端末における到達時刻t4を用いて決定するステップと、
前記第2外部地上送信機の既知の位置から当該遠隔端末までの距離d23を、前記時間t23に基づいて決定するステップと、
を更に有し、
当該遠隔端末の位置を(1)前記距離d12及びd02、(2)前記外部地上送信機の前記既知の位置並びに(3)前記基地局の既知の位置を用いて決定する前記ステップが、三次元における当該遠隔端末の位置を(4)前記第2外部地上送信機の既知の位置及び(5)前記距離d23を更に用いて決定するステップを更に有する請求項15に記載の方法。
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