JP5083232B2 - 干渉軽減方法、無線通信システム及びネットワークマネージャ - Google Patents

干渉軽減方法、無線通信システム及びネットワークマネージャ Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムでの干渉軽減に関し、より具体的には、複数のネットワーク（無線アクセスネットワーク、すなわちＲＡＮ。）が共存するシステムに関する。
無線アクセスネットワークで、ネットワークの通信装置は、概して、同じ送信媒体（一般的に、周囲の外気。）を共有する無線送信を用いて（互いと、及び／又は他の通信装置と）通信する。このような無線送信は、通常、配分されている又は割り当てられている周波数帯域（サブチャネルとも呼ばれ、“チャンク（chunks）”を形成するよう時間において分割され得る。）を占有するよう構成されるが、無線周波数スペクトルは、それにも関わらず、このような送信によって共有される。
共有される通信スペクトルの同じ部分を占有する無線送信は互いに干渉しうる。干渉のレベルは、例えば、夫々の送信の電力レベルや、送信機の相対的な位置等の多数の要因に依存する。実際には、多くの要因が、干渉に対する影響を有する。
一例として基地局（ＢＳ）を有する無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を考えると、かかる要因は、ＢＳでのアンテナの方向付け、ＢＳによって用いられる送信方式（すなわち、ＦＤＤ又はＴＤＤ。）、ＢＳのセル内のセクタ分け（sectorisation）の性質、用いられる電力制御方式、用いられるハンドオーバー方式、夫々の時点でＢＳによって扱われるトラフィックの性質、及び夫々に時点で各ＢＳに割り当てられている動作中の加入局（例えば、ユーザ設備、すなわちＵＥ。）の数を含む。ＢＳで用いられる如何なる高性能のアンテナ方式も干渉に影響を及ぼしうる。干渉に対する送信電力の影響を考えると、ＢＳが、異なった送信電力レベルを用いることができる多数の別個のサブチャネルを割り当てられ得ることが可能である。これらの異なった電力レベルは干渉に影響を及ぼしうる。他の重要な要因は、２つの隣接するサブチャネルの間の干渉漏れである。電気通信システムで、実際的な解決法は、このような漏れを減らすよう保護帯域を導入することであるが、ＢＳに割り当てられるサブチャネルの配置は、それにも関わらず、干渉に影響を及ぼしうる。干渉に関する他の重要な要因は、例えば、周囲の大気状態や、信号伝播障害の有無である。干渉の影響は、干渉のないシステムの場合に比べて、システム全体としての信号の劣化及び全体的な低下が見られることである。従って、ＲＡＮ内のリソース配分又は割り当てを管理することが望ましい。
これは、特に、複数のＲＡＮが共存する場合、言い換えると、複数のＲＡＮが隣接する又は重なり合う地理的領域、及び周波数スペクトルで同時に動作する場合に当てはまる。このような複数のＲＡＮは、関心のある地理的領域にある全体的な又は完全な無線通信システムの部分として考えることができる。現在、共存し且つそれら自身を協調させるこのような複数のＲＡＮの能力を改善する努力がされている。これは、所謂ＷＩＮＮＥＲプロジェクトである。
図１は、複数のＲＡＮが統合され得る１つの方法を示す。この場合に、システム全体は、多数の無線アクセスネットワークＲＡＮ１、ＲＡＮ２及びＲＡＮ３によって構成されている。各無線アクセスネットワークは、通常ＩＰネットワークを介して、より高いコアネットワークＣＮ６からＲＡＮにアクセスするために、ゲートウェイＧＷを有する。例えばＷＩＮＮＥＲで提案されるように、ＧＷは、ロングターム・スペクトル割り当て（以下参照。）と、そのＲＡＮでの無線リソース管理（ＲＲＭ）の少なくとも一部とに関与する。１のＧＷがＲＡＮごとに割り当てられるとする。
各ＲＡＮは、また、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳによって図中で例示される１又はそれ以上の基地局（ＢＳ）を有することができる。基地局の夫々は、少なくとも１つのＧＷへ接続されている。夫々のこのようなＢＳは、その地理的な補償範囲（しばしば“セル”とも呼ばれる。）内で、１又はそれ以上のユーザ設備（ＵＥ）へ（から）無線信号を送信（受信）することができる。ＵＥは、また、ユーザ端末（ＵＴ）、端末設備（ＴＥ）又は移動局（ＭＳ）とも呼ばれ得る。基地局及びユーザ端末は両方とも、ＲＡＮの１又はそれ以上を介して信号を送信及び受信するよう備えられている。以下でより詳細に説明されるように、基地局及びそのＵＥは、スペクトル割り当てのために、１若しくはそれ以上の隣接する又は隣接しないセルにわたって延在する“クラスタ”にグループ化され得る。
ＣＮ、ＧＷ及びＢＳの間の通信は、有線通信リンクを横断し（例えば、光ファイバリンクを介する。）、あるいは、無線通信リンクを横断しうる（例えば、無線又はマイクロはリンクを横断する。）。図１中に矢印で示されているように、ＧＷは、以下で説明されるように、例えば、ロングターム（ＬＴ（long-term））スペクトル割り当てのために、それら自身の間で通信する。一方で、ＢＳは、同じく以下で説明されるように、特に、ショートターム（ＳＴ（short-term））スペクトル割り当てのために、それら自身の間で通信する。ＢＳとＵＥとの間の通信は、通常、無線リンクを横断する。
ＣＮは、例えばＩＰネットワークを介して分配され得る。ＩＰネットワークは、例えば、インターネットを含みうる。３つのＲＡＮが図１には示されているが、ネットワークは、このようなＲＡＮをいくつでも有することができる。同様に、各ＲＡＮは、ＧＷ、ＢＳ及びＵＥをいくつでも有することができる。ＵＥは、１のＢＳのセルから他のＢＳのセルへ、及び１のＲＡＮから他のＲＡＮへさえ移動可能であり且つ動くことができる。ＢＳは、特定のＲＡＮのために設けられても、あるいは、時間的に又は非時間的にＲＡＮの間で共有されても良い。１のＢＳは、例えば、同時に２つのＲＡＮのために働くことができる。図１のＲＡＮは同じコンポーネント装置から作られているが、それらは異なった無線アクセス技術を用いることができる。一般に、異なるＲＡＮは、異なるモバイルネットワーク・オペレータによって操作され得る。異なるＲＡＮ及びＢＳは、別々の地理的な補償範囲を有しても、あるいは、部分的に又は完全に重なる補償範囲を有しても良い。例えば、１のＲＡＮは、ことによると、それらの夫々の基地局を同じサイトに又は同じハウジングに置くことによって、有効に他のＲＡＮと同じ場所に配置され得る。
上記は、ただ１つの一般的なタイプの無線アクセスネットワークである。本明細書で、用語「無線アクセスネットワーク」又は「ＲＡＮ」は、また、無線センサネットワーク（ＷＳＮ）も含む。無線ネットワークで、ノードは、送信器として少なくとも動作する（更に、時々、受信器としても動作する）よう構成される、ある種のセンサである。無線センサネットワークの１つの特別の形態は、所謂ボディ・エリア・ネットワーク、すなわちＢＡＮである。ボディ・エリア・ネットワークで、センサは、医学的なパラメータ又は身体上の活動を監視するために生体の上又は中の１又はそれ以上の場所に配置される。ＢＡＮの２つの形態として、病院又は他の健康関連の用途に使用されるＭＢＡＮ、すなわち医療ＢＡＮと、無線ＢＡＮ、すなわちＷＢＡＮとがある。ＷＢＡＮは、より一般的な意味で、例えば、安全上の用途にも広がっている。
このようなネットワークでの無線周波数スペクトルの共有には、近年におけるＵＥ利用の極度の急増、及び近い将来に流通する多数のＵＥの期待される増加を鑑みて、特に関心が持たれている。これに関連して、無線システムの要求は変わってきている。幾つかのシステム及びモバイルオペレータがスペクトルリソース不足に陥る一方、既存の無線スペクトルリソースのほとんどは、ほとんどの時間で十分に使用されていなかったり又は未使用であったりする。従って、例えば、ＷＩＮＮＥＲにおけるような、無線インフラ（infrastructure）の設計において、最終的により良い利用をもたらして、無線接続の需要の高まりの存在下でスペクトルの不十分な活用の問題を解消するように、既に存在するスペクトルを共有しようとすることが望ましい。このようなスペクトル共有の１つの態様は、現在１のＲＡＮによって占有されていない時間、周波数及び空間における、所謂“ホワイトスペース（white spaces）”を識別して、他のＲＡＮがこのホワイトスペースで送信することを可能にすることである。
しかし、既に知られている干渉のおそれを考えると、干渉管理（以下、干渉軽減とも呼ばれる。）が、共存するＲＡＮの間でのスペクトルの効率的な共有及び利用を可能にするために不可欠である。
“干渉温度（interference temperature）”の考えは、異なるＲＡＮの間での干渉の管理における使用のために提案されている。この考えは、それが、干渉を生じさせる送信器よりもむしろ、影響される受信器での干渉レベルであるという事実を使用する。このことは、他のネットワークでの送信の影響を決定するために重要である。所与の受信器が被る総体的な干渉を制限することによって、送信器が、過度の干渉から他のＲＡＮを保護しながら、予めそれらの他のＲＡＮへ割り当てられている周波数帯域（サブチャネル又はチャンク）で動作することが可能である。実際には、各送信器が、どのようにそれらの放射が直ぐ近くの受信器の干渉温度に影響を及ぼしうるかを推定するための必要な情報を得るよう期待することは非現実的である。それにも関わらず、“干渉温度”の考えは、受信器又は受信器のグループ（例えば、クラスタ。）が特定の周波数帯域で受ける干渉のレベルを分類するために有用である。
共存するＲＡＮでの干渉制御エージェント間の有効的な協調は、全ての関連するＲＡＮにわたってより良いクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）に貢献しうる。本発明の発明者は、近年、ＲＡＮ内で効率的な干渉管理を可能にするよう動的なチャネル割り当て及び所謂ゲートウェイ集中型（gateway centralised）干渉軽減のための半分布クラスタワイドアプローチ（semi-distributed cluster wide approach）を提案している。しかし、未解決の問題は、幾つかの場合に、分離しているいずれか１つのＧＷが、他のＲＡＮから自身のＲＡＮに与えられる干渉に関して完全な制御を有し得ないことである。この理由は、ＧＷが、自身のＲＡＮでのサブチャネル割り当てしか制御できず、他のＲＡＮの干渉軽減及びサブチャネル割り当て処理に作用しないためである。効率的な干渉軽減及び無線サブチャネル割り当てのためにＧＷ間の協調のための有効な方法を提供することによって、このような欠点を解消することが望ましい。
本発明の第１の態様に従って、複数の無線アクセスネットワークによって形成される無線通信システムで使用される干渉軽減方法であって、各無線アクセスネットワークは、当該ネットワークマネージャに関連する複数のノードとの通信のために配置されるネットワークマネージャを有し、各無線アクセスネットワークは、前記ノードによる無線通信に使用される複数のサブチャネルに分けられる周波数スペクトルを有し、該周波数スペクトルは、他の無線アクセスネットワークのうちの１又はそれ以上の周波数スペクトルと少なくとも部分的に重なる、干渉軽減方法において、
各無線アクセスネットワークのネットワークマネージャがサブチャネルをそのノードに割り当てるためのスペクトル割り当て処理を実行する工程と、
各無線アクセスネットワークのノードがそれらの割り当てられているサブチャネルを用いて無線通信を実行する工程と、
１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、その割り当てられているノードから、該ノードが受けている、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に又は他の無線アクセスネットワークから外面的に生じる干渉の実際のレベルを示すデータを受け取る工程と、
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、外面的に生じる干渉を低減するために他のネットワークマネージャとの協調の必要性があるかどうかを決定するよう、前記干渉の実際のレベルを、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉の推定されるレベルと比較する工程と
を有し
前記他のネットワークマネージャとの協調の必要性がある場合に、
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記必要性を、他の無線アクセスネットワークのうちの少なくとも１つのネットワークマネージャへ通知する工程と、
前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記１の無線アクセスネットワークのノードが受けている干渉のレベルを低減するよう、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して再び実行する工程と
を有する干渉軽減方法が提供される。
この方法において、望ましくは、前記比較する工程は、前記干渉の実際のレベルが少なくとも閾値だけ前記推定されるレベルを越えるかどうかを決定する工程を含む。
望ましくは、また、前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記干渉を低減するために他の無線アクセスネットワークとの協調の必要性はないと決定する場合に、当該ネットワークマネージャは、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉を低減しようとして、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して再び実行する。
当該システムのノードが送受信機である場合に、望ましくは、前記受け取る工程は、前記ネットワークマネージャが、前記干渉の推定されるレベルを得て、該推定されるレベルが所定レベルを越えることを検出し、前記干渉の実際のレベルを示す前記データを送信するよう前記ノードに要求することによって開始される。
望ましくは、前記ノードが受けている干渉の実際のレベルを示す前記データは、干渉の影響を受ける各サブチャネルに関するデータを含む。より具体的に、前記データは、当該無線アクセスネットワークでの通信に使用される、連続する時間期間にわたって常に干渉の影響を受けるサブチャネルの識別表示を含む。
望ましくは、前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、影響されるサブチャネルのリストをコンパイルし、該リストを前記少なくとも１つの他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャに通知する。次いで、前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記スペクトル割り当て処理を実行する。
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、更に、前記リストを前記無線通信システムのスペクトルマネージャに通知することができる。前記スペクトルマネージャは、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記無線アクセスネットワークのうちの１又はそれ以上に前記周波数スペクトルにある保護帯域を設定する。
加えて、望ましくは、前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、更に、前記リストを前記無線通信システムの共有エンティティに通知する。前記共有エンティティは、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記無線アクセスネットワークに関して前記周波数スペクトルの共有の決定又はスペクトル境界の定義を行う。
外面的に生じる前記干渉は、異なる無線アクセスネットワークにおけるノードへ同じサブチャネルを割り当てることによって引き起こされる干渉を含み、前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネルを避けることによって、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して実行しようとすることができる。
この場合に、望ましくは、前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、最初に、残りのサブチャネルの全ての可能な組み合わせを考慮しながら、前記スペクトル割り当てを完全に実行しようと試み、これが可能でない場合は、前記影響されるサブチャネルのうちの可能な限り多くを避けるように前記スペクトル割り当てを実行する。
代替的に、又は、加えて、前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネル以外の他のサブチャネルをその関連するノードにランダムに割り当てることによって前記スペクトル割り当てを実行する。
望ましくは、前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、自身の関連するノードが受ける干渉も考慮することによって前記スペクトル割り当て処理を実行する。
前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、再度の前記スペクトル割り当て処理の実行の完了を前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャに知らせることができる。
典型的な用途において、前記無線アクセスネットワークの少なくとも１つはモバイル通信システムである。少なくとも１つのこのようなモバイル通信システムはＷＩＮＮＥＲシステムであり、該ＷＩＮＮＥＲシステムのネットワークマネージャは、ＷＩＮＮＥＲシステムのゲートウェイである。
前記の又は夫々のこのようなＷＩＮＮＥＲシステムで、望ましくは、前記ゲートウェイによって実行されるスペクトル割り当て処理は、ロングターム及びショートターム・スペクトル割り当てよりも短い時間スケールでサブチャネルをノードに割り当てる動的な無線チャネル割り当て処理である。
加えて、前記無線アクセスネットワークの少なくとも１つは、衛星を用いたネットワーク、又は産業上、科学的若しくは医学的な帯域ネットワーク、又はボディ・エリア・ネットワークである。
当該システムで、前記ノードは、通常、それらが含まれる無線アクセスネットワークの基地局を有する。各基地局は、ネットワークマネージャによって割り当てられるサブチャネルを用いて当該基地局の接続されるユーザ端末へのリソース割り当て処理を実行する。一般に、また、前記ノードは、それらが含まれる無線アクセスネットワークのユーザ端末を含む。
有線リンクは、各ネットワークマネージャとその関連するノードとの間の通信のために設けられ得る。代替的に、無線リンクがこのために使用されても良い。
本発明の第２の態様に従って、複数の無線アクセスネットワークを有する無線通信システムであって、各無線アクセスネットワークは、当該ネットワークマネージャと通信する複数のノードと関連付けられるネットワークマネージャを有し、各無線アクセスネットワークは、前記ノードによる無線通信に使用される複数のサブチャネルに分けられる周波数スペクトルを有し、該周波数スペクトルは、他の無線アクセスネットワークと少なくとも部分的に共有される、無線通信システムにおいて、
各無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、
サブチャネルをそのノードに割り当てるスペクトル割り当て手段と、
前記無線通信の間に当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じると期待される干渉のレベルを推定する干渉推定手段と、
前記推定される干渉のレベルを、当該ネットワークマネージャに関連するノードに作用する干渉の実際のレベルと比較する比較手段と、
前記実際のレベルが所定の閾値を上回って前記推定されるレベルを越える場合に、他のネットワークマネージャのうちの少なくとも１つに干渉状態を通知するよう動作する通知手段と
を有し、
前記スペクトル割り当て手段は、いずれかの他のネットワークマネージャからの要求に応答して、該他のネットワークマネージャから通知される前記干渉状態を考慮しながら、そのノードへのサブチャネルの割り当てを繰り返す、無線通信システムが提供される。
望ましくは、前記無線アクセスネットワークの少なくとも１つは、前記ノードが送受信機であるところのモバイル通信システムである。より具体的に、少なくとも１つのこのようなモバイル通信システムは、ネットワークマネージャがＷＩＮＮＥＲゲートウェイであり、前記送受信機ノードが当該ＷＩＮＮＥＲネットワークの基地局を含むところのＷＩＮＮＥＲネットワークでありうる。
代替的に、前記無線アクセスネットワークの少なくとも１つは、無線センサネットワークである。これは、前記ノードがネットワークで送信器として少なくとも作動するセンサを含むところのボディ・エリア・ネットワークを有することができる。このような無線センサネットワークで、ＲＦＩＤ装置はノードとして作動することができる。
本発明の第３の態様に従って、無線通信システムを構成する複数の無線アクセスネットワークのうちの１つのネットワークマネージャであって、
当該ネットワークマネージャと関連する複数のノードの夫々と有線又は無線リンクを介して通信する手段と、
サブチャネルを、当該無線アクセスネットワークに使用可能であって且つ他の無線アクセスネットワークと少なくとも部分的に共有される周波数スペクトル内で、無線通信でのそれらの使用のために前記ノードに割り当てるスペクトル割り当て手段と、
前記無線通信の間に当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じると期待される干渉のレベルを推定する干渉推定手段と、
前記推定される干渉のレベルを、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉及び他の無線アクセスネットワークから外面的に与えられる干渉の両方を含む、前記無線通信の間に前記ノードに作用する干渉の実際のレベルと比較する比較手段と、
前記実際のレベルが所定の閾値を上回って前記推定されるレベルを越える場合に、他のネットワークマネージャのうちの少なくとも１つに干渉状態を通知するよう動作する通知手段と
を有し、
前記スペクトル割り当て手段は、いずれかの他のネットワークマネージャからの要求に応答して、該他のネットワークマネージャから通知される干渉状態を考慮しながら、そのノードへのサブチャネルの割り当てを繰り返す、ネットワークマネージャが提供される。
当該ネットワークマネージャは、ＷＩＮＮＥＲ無線アクセスネットワークのゲートウェイに含まれ得る。
上記で、用語“無線通信システム”は、地理的又は空間的な特定の領域内の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）のグループ全体を表すために使用される。各ＲＡＮは、例えば基地局といった、ネットワークの要素の全てを含む。ＲＡＮの例は、ＷＩＮＮＥＲで提案されている種類のＯＦＤＭに基づくシステムである。このシステムでは、スペクトル割り当ては“チャンク”に関して行われる。各チャンクは、多数のＯＦＤＭシンボル及び多数の隣接するサブキャリアを有する長方形の時空間領域から成る。ＲＡＮの他の例は、上記のボディ・エリア・ネットワーク、すなわちＢＡＮである。
“周波数スペクトル”は、無線周波数又は、通信に適した電磁放射の周波数のいずれかの他の範囲、例えば、電磁スペクトルの無線周波数範囲を意味する。更に、又は、代替的に、ＲＡＮは、例えば、マイクロ波周波数範囲内で動作することができる。このように、“無線アクセスネットワーク”における語“無線”は、幅広く解釈されるべきである。スペクトルの少なくとも一部は、ＲＡＮの間で共通又は共有であって、干渉の可能性を生じさせうる。
“サブチャネル”は、主として、周波数軸に沿って利用可能な周波数スペクトルの再分割（subdivision）を意味する。しかし、分割は、通常、時間及び、場合により（特に、複数のアンテナが用いられる場合に）時間に基づいても行われる。このように、用語“サブチャネル”は、ＲＡＮで利用可能な無線リソースの如何なる再分割も意味するように幅広く解釈されるべきである。
用語“ノード”は、ＲＡＮのうちの１又はそれ以上の中で、言い換えると、ＲＡＮにおけるいずれかの無線エンティティで無線通信を行う機能を有する無線設備に関する。最低でも、このようなノードは、少なくともネットワークマネージャへデータを送信することができる。通常、ノードは、情報の送信及び受信の両方が可能な送受信機であり、一般に、それらは、モバイル通信システムにおける基地局である。他の配置において、ノードは、例えばタグ若しくはタグリーダ、又はシンク若しくは無線センサネットワーク基地局のようなＲＦＩＤ装置であっても良い。更なる配置において、すなわち、上記のＢＡＮのシステムを構成する固定の又は移動する人間若しくは動物の体のグループにおいて、ノードは、観測される特定の体の上又は中にあるセンサであっても良い。夫々のこのような体は、一般に、それ自体のＢＡＮを有する。
上記の態様のノードが基地局である場合に、それらは、自身に接続され得る如何なるユーザ端末に対してもリソースの更なる割り当てを行う。このような更なる割り当て（sub-allocation）は、本発明とは無関係に起こりうる。しかし、用語“ノード”は、また、例えば、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップ又はＰＣのようなユーザ端末自体、ＲＦＩＤタグ／ノード又は無線センサノードにも関連しうる。この場合に、それらは、ネットワークマネージャと直接的に通信する十分な機能性を有する。
用語“ネットワークマネージャ”は、例えば、ＷＩＮＮＥＲ ＲＡＮで提供されるゲートウェイ等の、ＲＡＮにある如何なる監督エンティティも対象とする。通常、唯１つのネットワークマネージャは１つのＲＡＮに提供される。しかし、極めて広範囲のＲＡＮ（例えば、国境を越えて広がるフットプリントを有するネットワーク。）は、多数のマネージャを有しうる。
更なる態様で、無線アクセスネットワーク上の１又はそれ以上のプロセッサで実行される場合に上記のネットワークマネージャを提供するソフトウェアが提供される。これは、ネットワークの一点に集中されても、あるいは分配されても良い。当該ソフトウェアは、コンピュータ読取可能な媒体に記録され得る。
以下、一例として、添付の図面を参照する。
複数のＲＡＮを有するシステムの例の概略図である。 スペクトル共有の概念を理解するために有用な単純化したネットワークアーキテクチャの概略図である。 図１のシステムでのＬＴ及びＳＴスペクトル割り当てを表す。 スペクトル・ネゴシエーション及び管理のための４段階の階層構造を示す。 スペクトル共有シナリオを示す概略図である。 セルとして知られる、ＲＡＮ補償範囲の地理的領域の概略図である。 ロングターム・スペクトル割り当てを説明するための概略図である。 ３つの広範囲デプロイメント（deployment）又はセル（ＷＡ１、ＷＡ２及びＷＡ３）及び大都市領域デプロイメント又はセル（ＭＡ）の地理的配置を示す。 ＢＳ間のスペクトル割り当てを表す概略図である。 どのようにＢＳがスペクトル割り当てのためにクラスタに体系化され得るかを表す。 基地局を夫々有する多数のＲＡＮのシステムにおけるＧＷ集中型干渉協調に伴う問題を表す。 本発明の実施例に従う方法における連続した工程を表す。 本発明の実施例に従う方法における連続した工程を表す。 本発明の実施例に従う方法における連続した工程を表す。 ＲＡＮにおける問題のある又は“赤（red）”のサブチャネルを説明する図である。 本発明の実施例に従う方法の他の工程を表す。 問題のあるサブチャネルのリストを形成する工程を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程を表す。 本発明の実施例に従う方法のフローチャートである。 本発明の実施例に従う方法のフローチャートである。 本発明の実施例に従う方法を適用すべき場合を表すタイミング図である。 本発明の実施例に従う方法を適用すべき場合を表すタイミング図である。 本発明の実施例に従う方法の更なる工程を表す。 多数のＧＷに関して問題のあるサブチャネルのリストをコンパイルする工程を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程及び可能な変形を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程及び可能な変形を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程及び可能な変形を表す。 本発明の実施例に従う方法における更なる工程及び可能な変形を表す。 図１１のＲＡＮに対応する構成における無線センサネットワークのシステムを表す。 本発明の実施例に従う方法の性能を評価するシミュレーションの結果を表す。 本発明の実施例に従う方法の性能を評価するシミュレーションの結果を表す。 本発明の実施例に従う方法の性能を評価するシミュレーションの結果を表す。 本発明の実施例に従う方法の性能を評価するシミュレーションの結果を表す。
２又はそれ以上のＲＡＮの間でのスペクトル交換の可能性を含め、システム機器のスペクトル共有及び共存のためのシステムが、無線モバイルネットワークのためのスペクトルのより良い利用の目的で考えられてきた。このようなシステムの一例が、目下開発中である、上記のＷＩＮＮＥＲプロジェクトである。
図２は、スペクトル共有の概念を理解するのに有用な単純化されたネットワークアーキテクチャの概略図である。図２のネットワークは、ある程度、図１の概略図と比較され得る。基本的な考えは、独立したＲＡＮ（Radio Access Network）が、必要とされない場合に、互いのスペクトルを使用することを可能にすることである。異なるＲＡＮ間のネゴシエーションは、それらＲＡＮのゲートウェイの間の通信によって実行され得る。独立したＲＡＮは、例えばＷＩＮＮＥＲで想定されるように、同じ技術的な標準規格（無線アクセスネットワーク）を使用することができる。他方で、ＲＡＮは、夫々が使用可能である周波数スペクトルにある程度重なり又は侵入しながら、異なった標準規格を使用することができる。
図２には、２つのＲＡＮ、すなわちＲＡＮ１及びＲＡＮ２が示されている。各ＲＡＮは、ＧＷ及びＢＳを有する。図２は、また、１のＢＳと無線通信を行う夫々のユーザ端末（ユーザ設備）ＵＴを示す。通信は、２つのＧＷの間で、直接的に又は間接的に、可能である。ＧＷは両方とも中央データベースを有する。この中央データベースは、例えば、制御機能を有しうる。これは、ゲートウェイレベルでスペクトルレジスタを記憶するために使用され得る。このようにして、記録は、例えばＲＡＮ又はＢＳ間といった、システム間でのスペクトルの共有に関して保持され得る。
図２に示されるように、スペクトル共有は、ゲートウェイレベルで及び／又は基地局レベルで想定される。異なる周波数の共有を規定する規則に依存して、スペクトル共有の異なるアプローチが考えられる。１つのこのようなアプローチは、水平共有（horizontal sharing）と呼ばれる。所謂水平共有は、等しい状態の（すなわち、いずれのネットワークも他に対して優先権を有さない場合に）システム又は通信機器間で実行され得る。このような水平共有は、協調の有無に関わらず実行され得る。協調は、他のネットワークの信号伝達又は少なくとも検出の能力を必要とすることがあり、あるいは、所定の規則一式又は“スペクトルエチケット（spectrum etiquette）”に基づく協調を含むことがある。
スペクトル共有の他のアプローチは“垂直共有（vertical sharing）”と呼ばれる。所謂垂直共有は、明らかに確立された優先権が存在するネットワーク又は通信機器間で実行され得る。例えば、スペクトルへのアクセスにおいて優先権を有する第１位のネットワークと、第１位のネットワークに対する有害な干渉を引き起こさないことを条件に、そのスペクトルしか使用することができない第２位のネットワークとが存在しうる。スペクトル共有が可能なネットワークは、レガシー（legacy）（スペクトル共有が可能でない）ネットワークと比較して、第１位又は第２位のネットワークのいずれか一方であることが考えられる。これは、２つのタイプの垂直共有、すなわち、第１位のネットワークとしてスペクトル共有が可能なネットワークを有する第１のタイプ（図２の“垂直共有１”）と、第１位のネットワークとしてレガシーネットワークを有する第２のタイプ（図２の“垂直共有２”）とをもたらす。如何なるユーザ端末ＵＴも、スペクトル共有処理を支援するようスペクトル測定を行うためにも使用され得る。
図２は、ロングターム・スペクトル割り当て（ＬＴ割り当て）及びショートターム・スペクトル割り当て（ＳＴ割り当て）の両方が実行され得ることを示す。これらの異なる機能は、以下のように理解され得る。スペクトル共有は、異なるＲＡＮの間の利用可能なスペクトルリソースの一部を定期的に再割り当てするために使用され得る。固定スペクトル割り当てとは対照的に、スペクトル共有は、ネットワーク間のスペクトルリソースの動的な釣り合いを可能にすることができる。結果として、ネットワークのスペクトル拡張性は増大し、ネットワークが利用可能なスペクトルリソースは要求の変化に従って調整され得る。このような要求は、例えば、ネットワークオペレータの顧客ベース又は市場シェアに関する経済上／商業上の要求でありうる。このような要求は、また、例えば、夫々のネットワークにかかる負荷に関する動作上の要求でありうる。明らかなように、スペクトル共有は、スペクトルリソースに対する全体的な必要性を制限するよう、通信ネットワークの集中的な動作を促すことができる。加えて、スペクトルリソースは、夫々のネットワークにかかる総負荷の変動に従って再度割り当てられ得、それによって、多数のネットワークにわたるスペクトルの全ての使用を増進する。
スペクトル共有機能は、システムの異なるネットワークの間の変化するスペクトル要求に素早く反応しながら、スペクトルへの安定した、予測可能な、信頼できるアクセスを通信ネットワークに提供することが望ましい。スペクトル共有を（大きな地理的領域に対するゆっくりと変化する安定したスペクトル割り当てを提供する）ＬＴスペクトル割り当て及び（大規模ソリューションの短期の変更を提供する）ＳＴスペクトル割り当てに分けることによって、必要とされる安定性及び予測可能性は、適度な複雑性を有して達成され得る。
図３は、どのようにＬＴ及びＳＴスペクトル割り当てが図１のようなタイプのシステムで起きるかを概念的に表す。ここで、ＲＡＮ１からのＢＳ１、ＲＡＮ２からのＢＳ２、及びＲＡＮ３からのＢＳ３は、ＳＴスペクトル・ネゴシエーションに従事している。交換されるスペクトルチャンク（又は他の割り当て）は、共有される共通のスペクトルプールの一部であるとする。また、例えば、後に図５を参照して説明される各ＲＡＮ専用のスペクトル帯域とは違って、ＲＡＮのいずれもが共通のプールの使用において優先権を有さないとする。図３（右側）は、ＳＴスペクトル割り当てが、ＲＡＮ３が、ＲＡＮ２から離れて、ＲＡＮ２へのＬＴスペクトル割り当てで割り当てられる共通プールの部分をとることをもたらす例を示す。
上記から、スペクトル・ネゴシエーション及び管理（以下、スペクトル機能とも呼ばれる。）のための４つの段階が、図４に示されるように提案されている。４つの全ての段階があらゆる場合に実行される必要はなく、それらの段階の如何なる組み合わせも同時に又は順番に実行され得る。
第１の段階は、“スペクトル共存及び共有”と呼ばれる。この第１の段階で、（例えば異なるオペレータに属する）ＲＡＮは、その既存の専用のスペクトル帯域を越えてそれらのＲＡＮの１つに利用可能とされるべき、共有されるスペクトルの量を決定することができる。典型的なシナリオが図５に示されている。３つのオペレータ（オペレータ１、オペレータ２及びオペレータ３）は夫々、各自のＲＡＮ（夫々ＲＡＮ１、ＲＡＮ２及びＲＡＮ３）を有する。夫々のこのようなＲＡＮは、保護帯域によって隣接する帯域から分離される自身の専用のスペクトル帯域（図中“専用”と記される。）を有する。加えて、共有されるスペクトル帯域（“共有”と記される。）も存在する。これは、その専用のスペクトル帯域に加えて、ＲＡＮのいずれかに利用可能とされ得る。共有帯域は、周波数において専用帯域と隣接する必要はない。
スペクトルの正確な最終的な境界に関する決定は、例えば、領域の特性（例えば、都市部、又は地元地域。）や領域の座標等、場所に依存しうる。空間分離と周波数分離との間のトレードオフ（trade-off）は、また、割り当てられるスペクトルの正確な最終的な境界に影響を及ぼすことがある。
場所依存性は、図６を参照して理解され得る。図６には、セルとして知られる、３つの地理的な補償範囲領域が示されている。３つのオペレータの３つのＲＡＮは、セルの夫々に存在する。言い換えると、それらは地理的に重なり合う。しかし、セルからセルへ移動する３つのＲＡＮのための専用スペクトル割り当てと共有スペクトル割り当てとの間には違いがある。すなわち、（あるスペクトル共有又は再割り当てが行われるとした場合に、）利用可能なスペクトルの最初の境界はセル間で異なる。
図４に示される第２の段階は、上述されたロングターム（ＬＴ）・スペクトル割り当てである。段階１でスペクトル境界に関する決定がされた後、ネゴシエーションが、（例えば、異なるオペレータに属する）異なるＲＡＮのＧＷ間で、規則的又は半規則的に、例えば、数分ごとに行われ得る。このようなネゴシエーションは、異なるＲＡＮ間、例えば、第１位のＲＡＮと第２位のＲＡＮとの間でのスペクトル利用を理想的に最大限とするよう、利用可能なスペクトルを再配置（再割り当て又は再配分）する働きをすることができる。このようにして、１のＲＡＮオペレータは、他のオペレータから未使用のスペクトルを得ることによって、自身の未使用のスペクトルからの利益を最大限とし且つ自身の加入者へのＱｏＳを改善するよう未使用のスペクトルを取引することができる。当然のことながら、このようなスペクトル共有は、財政上の要因によって左右されるに及ばず、代わりに、技術的な要因によって、例えば、幾つかのＲＡＮの間でのスペクトル利用を最大限とするという要望によってのみ影響を及ぼされ得る。
一例として、図７は、第２の段階の一部として、どのようにスペクトルが再割り当てされ得るかを示す。図７で、この第２の段階は、第１実行及び第２実行により二度実行され得る。第１実行の前に、ＲＡＮ１〜３は略等しい専用の帯域幅を有し、更に、ＲＡＮ１及びＲＡＮ２は余分の共有帯域幅を共有することが分かる。なお、ＲＡＮ２は、ＲＡＮ１よりも大きい共有帯域を有する。第１実行の後、ＲＡＮ２は、ＲＡＮ３からスペクトルを得ることによって、自身の専用スペクトル割り当てのサイズ（周波数領域）を増大させていることが分かる。また、第１実行の後、ＲＡＮ３及びＲＡＮ２は余分の共有帯域幅を共有する（ＲＡＮ１は、もはや、余分の共有帯域幅の一部も占有しない。）。第２実行の後、ＲＡＮ３は、ＲＡＮ２からスペクトルを得ることによって、自身の専用スペクトル割り当てのサイズを増大させている。また、第２実行の後、ＲＡＮ３及びＲＡＮ２は、依然として余分の共有帯域幅を共有するが、（ＲＡＮ２よりむしろ）ＲＡＮ３は第２実行の前よりも大きい共有帯域を有する。従って、図７から明らかなように、専用のスペクトル割り当て及び付加的なスペクトル割り当ては両方とも、１の実行から次の実行までで変更され得る。
第３の段階は、上述されたショートターム（ＳＴ）・スペクトル割り当てである。段階２でスペクトル割り当てに関する決定がされた後、ネゴシエーションは、短時間で規則的に又は半規則的に、例えば数秒ごとに、ＢＳ間で局所的に行われ得る。段階３でのこのような短時間割り当ての目的は、より速いスペクトル割り当てを可能にして、総体的な柔軟性を高めることによって、段階２の定期的な長時間割り当てを補強することである。このような短時間割り当ては、セルの空間粒度に動作することができる。
第３の段階の可能なシナリオが図８に示される。図８の左側部分は、３つの広域デプロイメント又はセル（ＷＡ１、ＷＡ２及びＷＡ３）及び大都市領域デプロイメント又はセル（ＭＡ）の地理的配置を示す。図８の右側部分には、この第３の段階の二度の実行の効果が示されている。第１実行の前に、ＭＡは、ＷＡ１へ割り当てられている又は再配分されているスペクトルの部分の間の比較的小さいスペクトル部分を占有する。第１実行及び第２実行によって、ＭＡは、次第に、広域セルからスペクトルを得るよう交渉することが分かる。
第４の段階は、チャネル割り当て／無線リソース分配と呼ばれる。この段階は、どのサブチャネルが、どの無線エンティティに割り当てられるべきであるかを決定し、分散して（例えば、基地局によって。）又は集中して（ＧＷによって。）実行され得る。第３の段階（すなわち、ショートターム（ＳＴ））で決定がされた後、第４の段階において、適切なサブチャネルを極めて短時間に、例えば数十ミリ秒ごとに、各セル又は基地局へ割り当てるための決定がなされ得る。これは図９に表される。図９にはＢＳしか表されていないが、この段階で各ＵＥへサブチャネルを割り当てることも可能である。
上記の４つの段階又はスペクトル機能の時間粒度が図４に示される。スペクトル共有及び共存、ＬＴスペクトル割り当て及びＳＴスペクトル割り当ての３つの段階は、共通のスペクトルプールで利用可能なスペクトルの量を定義して、より長い時間スケールにわたってスペクトルの境界を形成することに関与し、一方、動的なチャネル割り当ては、ＳＴスペクトル割り当てによって決定される（例えば、単に他のセルから借りられる）最終的な利用可能なスペクトルを無線サブチャネルに分割し、どのサブチャネルがどの無線エンティティに割り当てられるかを、無線チャネル及びトラフィック変化に応答して、高速なミリ秒の時間スケールで決定する。
共存する複数のＲＡＮによるスペクトルの共有は、１のＲＡＮからの信号が他のＲＡＮに干渉する可能性を与える。従って、上述されたように、有効な干渉軽減を提供するために、異なるＲＡＮのＧＷ間の協調の必要性がある。従って、本発明は、イントラネットワーク（ＧＷ−ＧＷ間）ベースでゲートウェイを越えて干渉軽減を調整する方法を提案する。
干渉軽減を提供する第１の工程として、ＲＡＮのＢＳが現在受けている干渉に関してある評価が必要とされる。これに関連して、時々、図１０に図式的に示されるようなＢＳの“クラスタ”を考えることが有用である。図１０は、優位な又は第１位のＢＳ１を、他の第２位のＢＳ３及びＢＳ４とともに有するクラスタ１を示す。更に、クラスタ２は、クラスタ１と同じように、第２位のＢＳ５及びＢＳ６とともに第１位のＢＳ２を有し、更に、第２位のＢＳ４を有する。従って、示されるように、１のＢＳは同時に１よりも多いクラスタ又はＲＡＮに属することが可能である。
以下の記載では、“赤（red）”及び“青（blue）”のＧＷ、ＲＡＮ、クラスタ、及びサブチャネルが参照される。かかる用語は、上述された干渉温度の概念に関する。赤のＧＷは、（少なくとも、所与の周波数帯域及び時間内に）受け入れがたいほど高いレベルの干渉を受けているＲＡＮ、より正確には、ＲＡＮ内の基地局を有するものである。青のＧＷは、その関連するＲＡＮ及びＢＳでの干渉レベルが許容範囲にあるものである。干渉を受けるネットワーク内のエンティティ（サブチャネルを含む。）は、“問題を抱えたエンティティ”とも呼ばれる。
上記の観点でＧＷが“赤”になることの説明として、図１１は、動的なサブチャネル割り当てが個々のゲートウェイのレベルでしか行われない場合（ＧＷ集中型）に起こりうる種類の状況を示す。矢印は、ＧＷ及びＢＳの間の潜在的な通信及びインターフェースを表す。例えば、ＧＷ２及びＧＷ３へ割り当てられているＲＡＮは低い干渉状態（青）にあり、一方、ＧＷ１へ割り当てられているＲＡＮは部分的に又は完全に高い干渉状態（赤）にあるとする。これは、ＧＷに集中したチャネル割り当てが、スペクトル共有処理に従事する他のＲＡＮ内の動的な干渉軽減又はサブチャネル割り当てに対する制御を有さないために起こる。
以下で記載される、本発明を具現する方法の理解を助けるために、最初に、ＲＡＮ内の送受信機間の干渉に関するある理論的な考察を与える。
無線ネットワークは、送受信機ノード、例えば、モバイル通信ネットワークのＢＳから成るとする。かかる送受信機は固定され、又は、それらは移動することができる。それらは、面積Ｌ×Ｌの正方形領域で均一に分布する。送受信機は、サブチャネルに注目して、各無線サブバンドで他の送受信機からの干渉受信を測定する機能を有するとする。無線サブチャネルは送受信機間で共有され、２つの送受信機が同じ無線サブチャネルを選ぶ場合には、そのことは、両送受信機がそれらの間の無線チャネルに依存することに対していくらかの影響を有するとする。
Ｎ個の送受信機が送受信機のクラスタ（図１０参照）を形成するとする。全体的な利用可能なスペクトルはＰ個のサブチャネルに分割されており、各送受信機は、Ｍ個のサブチャネルにおいて各時点で送信を行うことができる。これより、Ｍ＜Ｐである。
含まれる送受信機の間の相互作用は、送受信機ｉ及びｊが両方ともｍ番目のサブチャネルＳｍを介して送信中である場合に、以下の干渉関数によって特徴付けられ得るとする。
ω（ｉ，ｊ，Ｓｍ）＝１ （１）
それ以外の場合では、ω（ｉ，ｊ，Ｓｍ）＝１である。無線サブチャネルＳｍでのＢＳｊに対する送受信機ｉからの干渉は、
Ｉｉｊｍ＝ｐｉηｉｊω（ｉ，ｊ，Ｓｍ） （２）
であると考えられる。ここで、ｍ＝１．．．Ｍである。ここで、Ｍは無線サブチャネルの数であり、ｐｉは送受信機ｉに関連する送信電力であり、ηｉｊは送受信機ｉ及び送受信機ｊからのリンクに関連する全体的な送信ゲインである。同様に、送受信機ｉと送受信機ｊとの間からの干渉は、
Ｉｊｉｍ＝ｐｊηｊｉω（ｊ，ｉ，Ｓｍ） （３）
と表される。ここで、ｍ＝１．．．Ｍである。全ての他の送受信機から受け取られる全ての干渉γｉは、
Figure 0005083232
 と決定され得る。他の基地局に対してＢＳｉによって与えられる全ての干渉βｉは、
Figure 0005083232
 と決定され得る。クラスタ内の全ての送受信機に与えられる全体の干渉θは、
Figure 0005083232
 と表され得る。送受信機によって扱われる全体的なトラフィック負荷αｉは、
Figure 0005083232
 である。ここで、ｄｋｉは、ｉ番目の基地局のｋ番目のバッファに目下存在するデータの量である。
本発明を具現する方法の個々のステップについて、以下、図１２乃至２９を参照して記載する。
図１２は、対応する以降の図面とともに、夫々のＧＷ、すなわち、ＧＷ１、ＧＷ２及びＧＷ３を有する３つの共存するＲＡＮを概念的に示す。ＲＡＮは、互いに別々であるが隣接した境界関係で示されている。しかし、これは単に形象描写である。ＲＡＮは、それらの地理的領域において部分的に又は完全に重なり合うことがある。
工程１：１の特定のＲＡＮのゲートウェイ、例えば、図１２のＧＷ１は、現在の干渉レベル及びリンクゲインに基づいて、そのＲＡＮ内のＢＳが受ける全体の干渉θの現在のレベルを決定する。全体の干渉θが基準閾値を上回る場合は、ＧＷ１は、自身が“赤”又は干渉臨界状態であると宣言する。ＧＷ１は、部分的に、例えば、ＧＷ２及びＧＷ３に隣接する領域で、干渉臨界状態にありうる。
工程２：図１２に示されるように、ゲートウェイＧＷ１は、その割り当てられているＢＳに、それらのＢＳに関するＢＳ自身の干渉測定（又は各ＢＳでの全体の干渉の表示）を報告するよう求める。加えて、それが予め行われていない場合は、ＧＷ１は、上記の理論的な考察で与えられたように、ＲＡＮ内で生ずる全ての干渉の推定を計算する。
工程３：ＢＳは、図１３に示されるように、この情報をＧＷ１へ与える。図中、ＢＳは、この情報をそれらのＧＷへ個々に提供するよう示されている。代替的に、特定のＢＳ（例えば、図１０に表されるような“第１位”の基地局。）が他のＢＳを代表して応答することが可能である。
工程４：（ａ）ＧＷ（図１３のＧＷ１）は、推定される全体的な干渉を、その関連するＢＳによって測定されて報告された全ての干渉の和と比較する。（ｂ）差がそれほどでない場合は、ＧＷは、赤の状況が、最適でない集権的な動的なチャネル割り当ての試みによって引き起こされると、言い換えると、干渉が、関連するＢＳの間での現在のサブチャネル割り当ての結果として自身のＲＡＮ内で内面的に生じていると考える。ＧＷは、集権的な動的なチャネル割り当て処理の更なる試みを実行する。このようにして、ＧＷは、自力で干渉臨界状態を解消しようとする。
工程５：差が大きく、予め割り当てられた閾値を上回る場合は、ＧＷは、問題は、目下ＧＷ１とスペクトルを共有している共存するＲＡＮに由来すると結論を下す。その場合に、ＧＷ１は、図１４に示されるように、その関連するＢＳに、相変わらず問題を抱えたサブチャネルを報告するよう求める。
図１５は、夫々のＢＳが受ける干渉を夫々の表す行の組を示す。図１５の水平方向は、周波数軸と見なされ、各行の一区画は個々のサブチャネルである。留意すべきは、各行で空隙によって示されるように、それらは連続している必要はない点である。図１５に示される問題を抱えたサブチャネルは、例えば、ｎ個の送信期間の間に常に多い干渉を最も受けた無線サブチャネルである。示される例で、斜線が密でないサブチャネルはいくらかの干渉を受けたものであり、斜線が密であるサブチャネルは高い干渉を受けている（赤）。
工程６：ＢＳは、図１６に示されるように、要求された情報をＧＷへ提供する。
工程７：受け取った、問題を抱えたサブチャネルのリストに基づいて、ＧＷ１は、図１７に示されるように、問題を抱えたサブチャネルの統合されたリストを構成する。言い換えると、図１５に示される形態の個々のＢＳの報告は、単一のリストにまとめられる。
工程７：問題を抱えたＧＷ１は、図１８に示されるように、ＬＴスペクトル割り当て処理に従事する他のＧＷに、自身が問題を有しており（すなわち、赤である。）、それらの他のＧＷから干渉を受けていることを知らせる。これを行うために、望ましくは、ＧＷ１は、例えば、図１に示されるＩＰネットワークのような、他のＧＷとのＬＴスペクトル割り当てネゴシエーションの間に用いられる同じ信号伝達ネットワークを使用する。
工程８：次いで、ＧＷ１は、図１９に示されるように、問題を抱えたサブチャネルの最終的なリストを、ＳＴ及びＬＴスペクトル割り当て及び共有処理に従事する他のＧＷに提供する。工程７及び８は、単一の動作にまとめられても良い。
工程９：それらの他のＧＷ（例えば、ＧＷ２及びＧＷ３。）は、それらの夫々の関連するＢＳに対して新たな動的な集権的チャネル割り当て処理を実行し、それによって、干渉を受けているＧＷにおける問題のチャネルの認識に基づいて干渉相殺を達成する。
工程１０：他のＧＷ（例えば、ＧＷ２及びＧＷ３。）は、現在の送信電力、現在のバッファ占有率、現在のηｉｊに関してゲートウェイ要求（Gateway Requests）を処理する。ここで、ηｉｊは、送受信機ｉ及び送受信機ｊからのリンクに関連する全体的な送信ゲインである。この後者の情報は、ゲートウェイで予め利用可能でありうる。
工程１１：ＢＳは、図１５に示されるように、要求された情報をそれらのゲートウェイへ提供する。
工程１２：それらのＢＳの夫々について、他のＧＷ（例えば、ＧＷ２及びＧＷ３。）は、（次の送信期間、例えばフレームで）必要とされるサブチャネルの最小数Ｍへの送信を要求するよう、全体のトラフィックαｉをマッピングする。
工程１３：他のＧＷ（ＧＷ２及びＧＷ３）は、ＢＳごとに多数のサブチャネルの潜在的なチャネル割り当てを考える。
工程１４：次いで、他のＧＷ（ＧＷ２及びＧＷ３）は、問題を抱えたＧＷによって提供されるリストにある全ての赤のサブチャネルを避けるよう、（例えば、ランダムに）ＢＳへのサブチャネル割り当ての全ての可能な組み合わせを考える。
工程１５：完全に赤のサブチャネルを避けることが可能でない場合は、図２０に示されるように、他のＧＷ（例えば、ＧＷ２及びＧＷ３。）は、関連する最小数の赤のサブチャネルを用いてＢＳへのサブチャネル割り当ての全ての組み合わせを考える。
工程１６：次いで、他のＧＷ（例えば、ＧＷ２及びＧＷ３。）は、それらに割り当てられている全てのＢＳが受ける全ての干渉を考慮し、最小数の赤のサブチャネル及び赤のサブチャネルに対する最小限の干渉を有してθを最小とする組み合わせを選択する。
工程１７：他のＧＷ（例えば、ＧＷ２及びＧＷ３。）は、図２１に示されるように、自身のＢＳに、それらの好ましいサブチャネル割り当てを知らせ、更に、問題を抱えたＧＷ１に、処理の完了を知らせる。この段階で、問題を抱えたＧＷ（例えば、ＧＷ１。）は、もはや、自身のＲＡＮの外部から与えられる干渉に苦しむことはなくなり、あるいは、少なくとも、より少ない干渉を有する。
工程１８：ＧＷ１は、依然として干渉臨界状態にあるか否かを確認するよう状況を監視する。もし干渉臨界状態にあるならば、ＧＷ１は、ことによると時間遅延の後に、図２２Ａの初めから処理を繰り返す。
当該方法の上記工程のタイミングを説明するために、図２２Ａ及び２２Ｂは、ＧＷ間の協調の開始をもたらすイベントトリガ処理（event-triggered process）を表す。これらの図で、左手の縦線は、ＢＳレベルでの動作の時間軸であり、中央の縦線は、問題を抱えたＧＷでの動作のシーケンスを示し、右手の縦線は、他のゲートウェイで実行される動作を示す。
図２３Ａ及び２３Ｂは、本発明を具現する方法の使用をトリガすることができるイベントをまとめる。図２３Ａは、クラスタを用いるミリ秒の時間スケールでの動的割り当てを示しており、その詳細は、同時係属する特許出願のテーマである。図２３Ｂに示されるように、この動的割り当ての結果がクラスタの赤状態を解消しない場合に、これは、干渉がＲＡＮレベルで十分に軽減され得ず、従って、本発明に従うＧＷ−ＧＷ間の協調がトリガされることを示す。
１よりも多いＧＷが干渉状態にある場合は、これより、システムで通知される問題のあるサブチャネルのリストは１よりも多く、複数の問題のあるサブチャネルのリストを受け取るＧＷは、図２４に示されるように、受け取ったリストを結合することによって新たしいリストを生成する。この例で、ＧＷ１及びＧＷ３は両方とも、それらの問題のあるサブチャネルに関する情報をＧＷ２へ送る。ＧＷ２は、この情報を単一の結合リストにまとめる。
結合リストは、図２５に示されるように、問題のあるサブチャネルの優先順位リストを提供する。それは、関心のあるＧＷ（図２４のＧＷ２）が、それが自身のＢＳに関して将来の動的なチャネル割り当てを行おうとしている場合に、最も問題のあるもの（すなわち、重なり合ったサブチャネル。）を識別して、それらにより低い優先権を与えるのに役立つ。
その後、このＧＷは、以下の更なる一連の動作の幾つかを行うことができる。
Ａ．ＧＷは、図２６に示されるように、動的なチャネル割り当て又はショートターム・スペクトル割り当ての処理に従事しようとするＢＳへ、最も高い頻度で問題を抱えるチャネル（ことによると、どれくらい多くが影響を受けるかに依存して、又は全ての問題のあるチャネル）のリストを送信することができる。
これは、最終的に、ＧＷに関連するＢＳの二通りの動作を意味する。
（ｉ）これらのＢＳは、動的なチャネル割り当ての処理において、可能な限り多くの係るサブチャネルを回避しようと試みる。
（ｉｉ）ショートターム・スペクトル割り当て処理で、関心のあるＢＳは、最も問題のあるサブチャネルを含まないスペクトルのサブチャンクをについて交渉しようと試みる。
Ｂ．ＧＷは、図２７に示されるように、将来のロングターム・スペクトル割り当て又はネゴシエーションに関心がある、全ての周囲のＲＡＮ、又は、例えば衛星ネットワークのような他のネットワークへ、（最も高い頻度で）問題を抱えるチャネルのリストを送信することができる。如何なる潜在的な将来のロングターム・ネゴシエーションにおいても、次の図で示されるように、ＧＷは、全体的なスペクトルマネージャ及びポリシーマーカ（例えば、中央のＷＩＮＮＥＲスペクトルマネージャ。）へ最も問題のあるチャネルのリストを送信し、長期の最も高い頻度で問題を抱えるサブチャネルを登録して考慮し、それらを保護帯域の一部として用い、又は、これらの特定のサブチャネルでの圧力を回避するよう現在の保護帯域をシフトし若しくは新しい保護帯域を形成する。
Ｃ．図２９は、例えばＷＩＮＮＥＲで提案されるような、スペクトル共存及び共有エンティティを表す。これは、ＧＷレベルとスペクトルマネージャとの間の付加的な管理レベルであり、それ自体の専用のハードウェアを含みうる。ＧＷは、最も問題のあるサブチャネルのリストをスペクトル共存及び共有エンティティに知らせて、エンティティに、将来的にスペクトル境界若しくは保護帯域の定義又はスペクトル共有の如何なる将来の潜在的な動作においてもそれらを考慮するよう求めることができる。
上記の記載は便宜上基地局に言及しているが、本発明は、それ自体、相異なる基地局を有する無線アクセスネットワークに限定されない。それは、また、基地局の機能が例えばＵＴのような他の設備で扱われるネットワークや、上述されたＲＦＩＤネットワーク及びＢＡＮのようなネットワークに適用され得る。
図３０は、図１１〜１４、１６〜１９等と同様の構成においてＲＦＩＤ又は無線センサネットワーク（ＷＳＮ）のシステムの一例を示す。これらの図に示される、夫々のＧＷによってサーブされる多数のＢＳを夫々有する３つのネットワークと同様に、図３０は、センサデータのための複数のセンサ及び“シンク（sinks）”を夫々有する３つのＲＦＩＤ／センサネットワーク（ＷＳＮ１、２及び３）を表す（シンクは、無線通信ネットワークにおけるＢＳに相当する。）。図３０が更に示すように、各ＷＳＮは、上述されたゲートウェイに対応する機能を有し且つ上述された方法を同様に実行するよう構成される各自のＧＷ（ＧＷ１、ＧＷ２又はＧＷ３）を有する。
本発明を具現する方法の効果の表示を与えるよう、ここで、シミュレーション結果について考える。
以下のシミュレーションでは、２つのＲＡＮ内の送受信機のクラスタ（再び図１０参照）が考えられる。２つのゲートウェイは、上記の干渉協調及び結合チャネル割り当て処理に従事しているとする。２つのゲート及びそれらの割り当てられているＢＳの全体的な干渉が監視されている。１２のサブチャネルが利用可能であるとする。公正な比較を行うために、受け取られる有用な信号電力は全ての送受信機で同じであり、ＳＩＲはそれらが同じ受動電力を有するという仮定に基づき決定されるとする。データパケット及び無線ノードの適応チャネル符号化レートは、無線ノードがそれらの送信レート及び同時に対象のＳＩＲ値を調整することを可能にすると考えられてきた。シミュレーションのために選択されるＢＥＲ要求は１０−３であり、リード・マウラーチャネルコードの使用はＲＭ（１，ｍ）であるとする。シミュレーションに使用される符号化レートの組み合わせ及び対応するＳＩＲ目標要求は、表１に示されるような関係がある。
Figure 0005083232
図３１Ａ及び３１Ｂ（３１Ａ＝ＧＷ−ＧＷ間の協調前、３１Ｂ＝ＧＷ−ＧＷ間の協調後）に表される結果は、どのように本発明を具現する方法が、各ＢＳが受ける干渉と、サブチャネルレベルでの各送受信機による他の送受信機に対する干渉とを減らすことに成功するのかを示す。
図３１Ａ及び３１Ｂで、主なＸ及びＹ軸は、ゲートウェイＧＷ１及びＧＷ２を有する２つのＲＡＮによってサーブされる地理的領域における距離を（例えばキロメートルで）表す。ＢＳ（送受信機）のクラスタが示されており、各ダイアモンドは、シミュレーションのために特定の地理的位置に配置されたＢＳを表し、その上には、干渉プロット（干渉レベル対サブチャネル数）が図示的に示されている。各ＢＳに関して、細い線状のバーは、現在のサブチャネルにおいて他のＢＳが受ける干渉を表す。破線は、現在のサブチャネルにおいて他のＢＳからそのＢＳが受ける干渉を表す。各干渉プロットの低い部分にあるより明るい断片は青のサブチャネルを表す。各プロットの上部分にあるより暗い断面は赤のサブチャネルを表す。図３１Ａ及び３１Ｂで夫々“干渉レベル”と記された矢印線を比較すると、本発明の方法を適用することによって得られる干渉の低下が分かる。
図３２Ａ及び３２Ｂで、他の成功したシナリオが提示される。すなわち、ＧＷ−ＧＷ間の協調の結果の断片を見ると、送受信機のクラスタに対する干渉の有意な低下がサブチャネルレベルで観測される。
要約すると、本発明を具現する方法は、以下の効果を提供することができる。
第１に、それは、問題を抱えたゲートウェイにおける問題を抱えたサブチャネルの統合されたリストの概念を提供する。好ましいチャネルリストが監視されるところの従来の提案とは異なり、本発明では、問題を抱えたサブチャネルに関する情報のみが監視され、やり取りされている。一般に、これは、好ましいチャネルのリストよりも少ないデータで済む。
第２に、それは、ＧＷが、例えば、産業、科学及び医療の帯域（ＩＳＭ）、又は静止衛星サービスのような他のネットワーク（すなわち、将来の長期及び短期のスペクトル共有のための潜在的な候補。）に、それ自体のネットワーク内の最も問題を抱えた帯域を知らせることを可能にする手段を提供する。
第３に、本発明は、ＧＷが、保護帯域の将来の動的な設計における考慮のために、全体のスペクトルポリシーマネージャに、問題のあるサブチャネルを知らせることを可能にすることができる。
同様に、本発明は、ＧＷが、スペクトル共存及び共有エンティティに、最も問題のあるサブチャネルを知らせることを可能にし、スペクトル共存及び共有エンティティが、共通のスペクトルプールの境界を定義する場合及び保護帯域を再定義する場合にそれらを考慮することを可能にする。
次に、本発明を具現する方法は、問題のあるＧＷが、問題のあるサブチャネルの最終的なリストをＳＴ及びＬＴスペクトル割り当て及び共有処理に従事する他のＧＷへ提供することを提供することを含む。
本発明を具現する方法は、イントラシステム又はイントラＲＡＮベースでサブチャネル割り当て及び干渉軽減に関して長期及び短期のスペクトル割り当て並びに共有処理に従事するゲートウェイ間の協調の概念を使用する。
本発明を具現する方法は、干渉温度の考えを採用し、全ての関連するゲートウェイについて赤（高い干渉）及び青（低い干渉）の２つのレベルの閾値を定義する。
それは、関連するノード（通常、基地局。）によって測定される干渉と、決定された又は推定された干渉レベルとの間の比較を行うことを含む。それによって、イントラシステム干渉からの組織内干渉及び内部干渉の分離の概念が導入される。
当該方法は、ＢＳで一貫してトラブルを抱えたサブチャネル（すなわち、“赤”のサブチャネルとも呼ばれる、干渉によって影響を及ぼされるサブチャネル。）を識別し、この情報をネットワークマネージャ（集権的エンティティ）又はゲートウェイＧＷへ送信する工程を有する。この問題のあるＧＷは、自身の問題をシステム内の他のＧＷに知らせる。
次いで、本発明を具現する方法は、ＳＴ及びＬＴスペクトル割り当て並びに共有処理２従事する他のＧＷによって、問題のあるＧＷにおける問題のあるチャネルの認識に基づいて、新たな動的な集権的チャネル割り当て処理を実行する。
このような集権的である動的な無線チャネル割り当て処理において、ＳＴ及びＬＴスペクトル割り当て並びに共有に従事する他のＧＷは、可能な限り問題のあるＧＷによって提供されたリスト内の全ての赤のサブチャネルを避けるよう、基地局へのサブチャネル割り当ての全ての可能な組み合わせを考える。
１又はそれ以上の赤のサブチャネルが不可避である場合は、ＳＴ及びＬＴスペクトル割り当て並びに共有処理に従事する他のＧＷは、最小数の赤のサブチャネルを用いる自身のＢＳへのサブチャネル割り当ての全ての組み合わせを考える。
次いで、これらのＧＷは、自身のＢＳにそれらの好ましいサブチャネル割り当てを知らせ、更に、問題のあるＧＷに処理の完了を知らせる。
本発明を具現する方法を採用する幾つかの利点は、以下の通りである。
（ａ）好ましいチャネルよりもむしろ問題のあるチャネルに注目する結果として、サブチャネル情報の伝送に要する信号伝達オーバヘッドは、従来のシステムよりも少なくて済む。これは、十分なリソース及び良好な周波数設計を有する適切に設計された無線ネットワークに関しては、問題のあるサブチャネルの数は、好ましいサブチャネルの数よりもずっと少なくことによる。
（ｂ）幾つかの状況下で、従来提案されてきたゲートウェイ集中方式は、１のＲＡＮのゲートウェイＧＷがその関連する基地局へのチャネル割り当てを他のＲＡＮとは無関係に実行するものであって、１のＲＡＮが受ける干渉に対して十分な制御を提供することができない。この理由は、１のＧＷは自身のＲＡＮでしかチャネル割り当てを制御することができず、他のＲＡＮへの影響を有さないためである。本発明では、この欠点は、有効な干渉軽減及び無線サブチャネル割り当てのためにＧＷ−ＧＷ間の協調を可能にすることによって解決される。このようなＧＷ−ＧＷ間の干渉協調の臨時の差動及びトリガは、ＧＷ集中型のサブチャネル割り当てに更なる改善を提供する。
（ｃ）共存するＲＡＮにおける保護帯域は、より良い干渉プロファイルを提供するよう、いずれかのタイプのＲＡＮが存在する場合に、例えば静止衛星サービスによって又はＩＳＭネットワークによって、あるいは、ＷＩＮＮＥＲタイプのシステムにおけるスペクトルマネージャによって、最も報告された問題のあるチャネルのマップ及び履歴に従って修正され得る。
（ｄ）更に、同じくＷＩＮＮＥＲタイプのシナリオにおいて、又は似たような路線で配置される他のシステムにおいて、共有されるスペクトルの境界は、最も問題のあるサブチャネルを永久に除去又は変更するよう、スペクトル共有及び共存（Ｓ＆Ｃ）によって修正され得る。
（ｅ）本発明は、分散型の動的なチャネル割り当ての弱点を解消し、極めて短い（すなわち、従来提案されてきたＳＴスペクトル割り当てよりも短い）時間スケールにおいてさえ、ある程度の集権的な協調を可能にする。
（ｆ）それは、より良く且つより効率的な動的無線チャネル割り当てを有するよう、マルチＲＡＮマルチシステムベースでの更により良い干渉軽減及び無線サブチャネル割り当てを利用し、無線ネットワークでの、特に、問題のあるＧＷでの全体的な干渉の低減をもたらす。
（ｇ）本発明の協調ネゴシエーションは、複数のＧＷ及び複数のＲＡＮにおける潜在的な関心のコリジョン（衝突）を回避する。
（ｈ）それは、共通のスペクトルプールのより良く且つより柔軟な使用をもたらすよう、短期及び長期のスペクトル割り当て並びに共有の処理に従事する全てのＲＡＮにわたってより公正な干渉協調を提供する。
（ｉ）当該方法は、短期のスペクトル割り当てへの更なる微調整を提供すると考えられる。
（ｊ）本発明を具現する方法は、ＱｏＳ、ネットワーク補償範囲全体、スループットを改善し且つ呼出遮断（call blocking）を減らしながら、モバイル無線ネットワークにおいてスペクトル利用及び干渉レベルを改善することができる。無線リソースが利用可能であって、ピーク時に必要とされる場合に使用されることを確実にすることによって、スペクトルの借用／貸出の関係者（parties）に関して、利益も改善され得る。
上記の態様のいずれにおいても、様々な特徴は、ハードウェアで、又は１若しくはそれ以上のプロセッサで実行するソフトウェアモジュールとして、実施され得る。具体的に、ゲートウェイは、便宜上、単一のユニットとして図面には表されているが、ＧＷの機能は、ネットワーク内の異なる場所にわたって分布しうる。例えば、ＧＷのある機能は、ＢＳ若しくはスペクトルマネージャのレベルで実施され得る。同様に、スペクトルマネージャは単一のユニットである必要はないが、例えば、各ＲＡＮのＧＷ内に部分的に又は全体的に分布しても良い。
上記の例で、ＧＷは、ＢＳにそれらの実際の干渉レベルに関する情報を送るよう要求すべきかどうかを決定するために１つの閾値を用い、更に、実際の干渉が推定されるレベルを大幅に上回るかどうかを決定するために他の閾値を用いる。しかし、いずれの場合にも、１よりも多い閾値が用いられても良い。例えば、より高い閾値が、より頻繁にＧＷ−ＧＷ間の協調を実行すべきかどうかを決定するために用いられ得る。代替的に、幾つかの状況下では、最初に閾値レベルに対する推定を試験することなくＢＳでの実際の干渉レベルを定期的に要求することが好ましい。
１つの態様の特徴は、他の態様のいずれに適用されても良い。具体的に、請求される無線通信システム及びゲートウェイ（ネットワークマネージャ）は、方法及び／又はシステムの請求項の特徴の幾つか又は全てを有することができる。
本発明は、また、ここに記載される方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラム又はコンピュータプログラムプロダクトと、ここに記載される方法のいずれかを実行するためのプログラムを記憶するコンピュータ読出可能な媒体とを提供する。本発明を具現するコンピュータプログラムは、コンピュータ読出可能な媒体に記憶され得る。あるいは、それは、例えば、インターネットのウェブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号等の信号の形をとりうる。あるいは、それは、他の如何なる形もとることができる。
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数の無線アクセスネットワークによって形成される無線通信システムで使用される干渉軽減方法であって、各無線アクセスネットワークは、当該ネットワークマネージャに関連する複数のノードとの通信のために配置されるネットワークマネージャを有し、各無線アクセスネットワークは、前記ノードによる無線通信に使用される複数のサブチャネルに分けられる周波数スペクトルを有し、該周波数スペクトルは、他の無線アクセスネットワークのうちの１又はそれ以上の周波数スペクトルと少なくとも部分的に重なる、干渉軽減方法において、
各無線アクセスネットワークのネットワークマネージャがサブチャネルをそのノードに割り当てるためのスペクトル割り当て処理を実行する工程と、
各無線アクセスネットワークのノードがそれらの割り当てられているサブチャネルを用いて無線通信を実行する工程と、
１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、その割り当てられているノードから、該ノードが受けている、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に又は他の無線アクセスネットワークから外面的に生じる干渉の実際のレベルを示すデータを受け取る工程と、
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、外面的に生じる干渉を低減するために他のネットワークマネージャとの協調の必要性があるかどうかを決定するよう、前記干渉の実際のレベルを、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉の推定されるレベルと比較する工程と
を有し
前記他のネットワークマネージャとの協調の必要性がある場合に、
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記必要性を、他の無線アクセスネットワークのうちの少なくとも１つのネットワークマネージャへ通知する工程と、
前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記１の無線アクセスネットワークのノードが受けている干渉のレベルを低減するよう、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して再び実行する工程と
を有する干渉軽減方法。
（付記２）
前記比較する工程は、前記干渉の実際のレベルが少なくとも閾値だけ前記推定されるレベルを越えるかどうかを決定する工程を含む、付記１記載の干渉軽減方法。
（付記３）
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記干渉を低減するために他の無線アクセスネットワークとの協調の必要性はないと決定する場合に、当該ネットワークマネージャは、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉を低減しようとして、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して再び実行する、付記１記載の干渉軽減方法。
（付記４）
前記ノードは送受信機であり、
前記受け取る工程は、前記ネットワークマネージャが、前記干渉の推定されるレベルを得て、該推定されるレベルが所定レベルを越えることを検出し、前記干渉の実際のレベルを示す前記データを送信するよう前記ノードに要求することによって開始される、付記１記載の干渉軽減方法。
（付記５）
前記ノードが受けている干渉の実際のレベルを示す前記データは、当該無線アクセスネットワークでの通信に使用される、連続する時間期間にわたって常に干渉の影響を受けるサブチャネルの識別表示を含む、付記１記載の干渉軽減方法。
（付記６）
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、影響されるサブチャネルのリストをコンパイルし、該リストを前記少なくとも１つの他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャに通知し、
前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記スペクトル割り当て処理を実行する、付記５記載の干渉軽減方法。
（付記７）
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、更に、前記リストを前記無線通信システムのスペクトルマネージャに通知する場合に、
前記スペクトルマネージャが、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記無線アクセスネットワークのうちの１又はそれ以上に前記周波数スペクトルにある保護帯域を設定する工程を更に有する、付記６記載の干渉軽減方法。
（付記８）
前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、更に、前記リストを前記無線通信システムの共有エンティティに通知する場合に、
前記共有エンティティが、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記無線アクセスネットワークに関して前記周波数スペクトルの共有の決定又はスペクトル境界の定義を行う工程を更に有する、付記６記載の干渉軽減方法。
（付記９）
外面的に生じる前記干渉は、異なる無線アクセスネットワークにおけるノードへ同じサブチャネルを割り当てることによって引き起こされる干渉を含み、
前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネルを避けることによって、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して実行しようとする、付記６記載の干渉軽減方法。
（付記１０）
前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、残りのサブチャネルの全ての可能な組み合わせを考慮しながら、前記スペクトル割り当てを完全に実行しようと試み、これが可能でない場合は、前記影響されるサブチャネルのうちの可能な限り多くを避けるように前記スペクトル割り当てを実行する、付記９記載の干渉軽減方法。
（付記１１）
前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネル以外の他のサブチャネルをその関連するノードにランダムに割り当てることによって前記スペクトル割り当てを実行する、付記９記載の干渉軽減方法。
（付記１２）
少なくとも１つのモバイル通信システムはＷＩＮＮＥＲシステムであり、該ＷＩＮＮＥＲシステムのネットワークマネージャは、ＷＩＮＮＥＲシステムのゲートウェイであり、該ゲートウェイによって実行されるスペクトル割り当て処理は、長時間及びショートターム・スペクトル割り当てよりも短い時間スケールでサブチャネルをノードに割り当てる動的な無線チャネル割り当て処理である、付記１０記載の干渉軽減方法。
（付記１３）
複数の無線アクセスネットワークを有する無線通信システムであって、各無線アクセスネットワークは、当該ネットワークマネージャと通信する複数のノードと関連付けられるネットワークマネージャを有し、各無線アクセスネットワークは、前記ノードによる無線通信に使用される複数のサブチャネルに分けられる周波数スペクトルを有し、該周波数スペクトルは、他の無線アクセスネットワークと少なくとも部分的に共有される、無線通信システムにおいて、
各無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、
サブチャネルをそのノードに割り当てるスペクトル割り当て手段と、
前記無線通信の間に当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じると期待される干渉のレベルを推定する干渉推定手段と、
前記推定される干渉のレベルを、当該ネットワークマネージャに関連するノードに作用する干渉の実際のレベルと比較する比較手段と、
前記実際のレベルが所定の閾値を上回って前記推定されるレベルを越える場合に、他のネットワークマネージャのうちの少なくとも１つに干渉状態を通知するよう動作する通知手段と
を有し、
前記スペクトル割り当て手段は、いずれかの他のネットワークマネージャからの要求に応答して、該他のネットワークマネージャから通知される前記干渉状態を考慮しながら、そのノードへのサブチャネルの割り当てを繰り返す、無線通信システム。
（付記１４）
無線通信システムを構成する複数の無線アクセスネットワークのうちの１つのネットワークマネージャであって、
当該ネットワークマネージャと関連する複数のノードの夫々と有線又は無線リンクを介して通信する手段と、
サブチャネルを、当該無線アクセスネットワークに使用可能であって且つ他の無線アクセスネットワークと少なくとも部分的に共有される周波数スペクトル内で、無線通信でのそれらの使用のために前記ノードに割り当てるスペクトル割り当て手段と、
前記無線通信の間に当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じると期待される干渉のレベルを推定する干渉推定手段と、
前記推定される干渉のレベルを、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉及び他の無線アクセスネットワークから外面的に与えられる干渉の両方を含む、前記無線通信の間に前記ノードに作用する干渉の実際のレベルと比較する比較手段と、
前記実際のレベルが所定の閾値を上回って前記推定されるレベルを越える場合に、他のネットワークマネージャのうちの少なくとも１つに干渉状態を通知するよう動作する通知手段と
を有し、
前記スペクトル割り当て手段は、いずれかの他のネットワークマネージャからの要求に応答して、該他のネットワークマネージャから通知される干渉状態を考慮しながら、そのノードへのサブチャネルの割り当てを繰り返す、ネットワークマネージャ。
（付記１５）
無線アクセスネットワーク上の１又はそれ以上のプロセッサで実行される場合に付記１４記載のネットワークマネージャを提供するソフトウェアを記録したコンピュータ読取可能な媒体。
ＢＳ 基地局
ＧＷ ゲートウェイ
ＭＡ 大都市領域デプロイメント又セル
ＲＡＮ 無線アクセスネットワーク
ＵＴ ユーザ端末
ＷＡ 広範囲デプロイメント又はセル
ＷＳＮ 無線センサネットワーク

Claims (10)

  1. 複数の無線アクセスネットワークによって形成される無線通信システムで使用される干渉軽減方法であって、各無線アクセスネットワークは、当該ネットワークマネージャに関連する複数のノードとの通信のために配置されるネットワークマネージャを有し、各無線アクセスネットワークは、前記ノードによる無線通信に使用される複数のサブチャネルに分けられる周波数スペクトルを有し、該周波数スペクトルは、他の無線アクセスネットワークのうちの１又はそれ以上の周波数スペクトルと少なくとも部分的に重なる、干渉軽減方法において、
    各無線アクセスネットワークのネットワークマネージャがサブチャネルをそのノードに割り当てるためのスペクトル割り当て処理を実行する工程と、
    各無線アクセスネットワークのノードがそれらの割り当てられているサブチャネルを用いて無線通信を実行する工程と、
    １の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、その割り当てられているノードから、該ノードが受けている、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に又は他の無線アクセスネットワークから外面的に生じる干渉の実際のレベルを示すデータを受け取る工程と、
    前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、外面的に生じる干渉を低減するために他のネットワークマネージャとの協調の必要性があるかどうかを決定するよう、前記干渉の実際のレベルを、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉の推定されるレベルと比較する工程と
    を有し
    前記他のネットワークマネージャとの協調の必要性がある場合に、
    前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記必要性を、他の無線アクセスネットワークのうちの少なくとも１つのネットワークマネージャへ通知する工程と、
    前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記１の無線アクセスネットワークのノードが受けている干渉のレベルを低減するよう、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して再び実行する工程と
    を有する干渉軽減方法。
  2. 前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、前記干渉を低減するために他の無線アクセスネットワークとの協調の必要性はないと決定する場合に、当該ネットワークマネージャは、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉を低減しようとして、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して再び実行する、請求項１記載の干渉軽減方法。
  3. 前記ノードが受けている干渉の実際のレベルを示す前記データは、当該無線アクセスネットワークでの通信に使用される、連続する時間期間にわたって常に干渉の影響を受けるサブチャネルの識別表示を含む、請求項１記載の干渉軽減方法。
  4. 前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、影響されるサブチャネルのリストをコンパイルし、該リストを前記少なくとも１つの他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャに通知し、
    前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記スペクトル割り当て処理を実行する、請求項３記載の干渉軽減方法。
  5. 前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、更に、前記リストを前記無線通信システムのスペクトルマネージャに通知する場合に、
    前記スペクトルマネージャが、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記無線アクセスネットワークのうちの１又はそれ以上に前記周波数スペクトルにある保護帯域を設定する工程を更に有する、請求項４記載の干渉軽減方法。
  6. 前記１の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャが、更に、前記リストを前記無線通信システムの共有エンティティに通知する場合に、
    前記共有エンティティが、前記影響されるサブチャネルのリストに基づいて前記無線アクセスネットワークに関して前記周波数スペクトルの共有の決定又はスペクトル境界の定義を行う工程を更に有する、請求項４記載の干渉軽減方法。
  7. 外面的に生じる前記干渉は、異なる無線アクセスネットワークにおけるノードへ同じサブチャネルを割り当てることによって引き起こされる干渉を含み、
    前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、前記影響されるサブチャネルを避けることによって、前記スペクトル割り当て処理をその関連するノードに対して実行しようとする、請求項４記載の干渉軽減方法。
  8. 前記他の無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、残りのサブチャネルの全ての可能な組み合わせを考慮しながら、前記スペクトル割り当てを完全に実行しようと試み、これが可能でない場合は、前記影響されるサブチャネルのうちの可能な限り多くを避けるように前記スペクトル割り当てを実行する、請求項７記載の干渉軽減方法。
  9. 複数の無線アクセスネットワークを有する無線通信システムであって、各無線アクセスネットワークは、当該ネットワークマネージャと通信する複数のノードと関連付けられるネットワークマネージャを有し、各無線アクセスネットワークは、前記ノードによる無線通信に使用される複数のサブチャネルに分けられる周波数スペクトルを有し、該周波数スペクトルは、他の無線アクセスネットワークと少なくとも部分的に共有される、無線通信システムにおいて、
    各無線アクセスネットワークのネットワークマネージャは、
    サブチャネルをそのノードに割り当てるスペクトル割り当て手段と、
    前記無線通信の間に当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じると期待される干渉のレベルを推定する干渉推定手段と、
    前記推定される干渉のレベルを、当該ネットワークマネージャに関連するノードに作用する干渉の実際のレベルと比較する比較手段と、
    前記実際のレベルが所定の閾値を上回って前記推定されるレベルを越える場合に、他のネットワークマネージャのうちの少なくとも１つに干渉状態を通知するよう動作する通知手段と
    を有し、
    前記スペクトル割り当て手段は、いずれかの他のネットワークマネージャからの要求に応答して、該他のネットワークマネージャから通知される前記干渉状態を考慮しながら、そのノードへのサブチャネルの割り当てを繰り返す、無線通信システム。
  10. 無線通信システムを構成する複数の無線アクセスネットワークのうちの１つのネットワークマネージャであって、
    当該ネットワークマネージャと関連する複数のノードの夫々と有線又は無線リンクを介して通信する手段と、
    サブチャネルを、当該無線アクセスネットワークに使用可能であって且つ他の無線アクセスネットワークと少なくとも部分的に共有される周波数スペクトル内で、無線通信でのそれらの使用のために前記ノードに割り当てるスペクトル割り当て手段と、
    前記無線通信の間に当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じると期待される干渉のレベルを推定する干渉推定手段と、
    前記推定される干渉のレベルを、当該無線アクセスネットワーク内で内面的に生じる干渉及び他の無線アクセスネットワークから外面的に与えられる干渉の両方を含む、前記無線通信の間に前記ノードに作用する干渉の実際のレベルと比較する比較手段と、
    前記実際のレベルが所定の閾値を上回って前記推定されるレベルを越える場合に、他のネットワークマネージャのうちの少なくとも１つに干渉状態を通知するよう動作する通知手段と
    を有し、
    前記スペクトル割り当て手段は、いずれかの他のネットワークマネージャからの要求に応答して、該他のネットワークマネージャから通知される干渉状態を考慮しながら、そのノードへのサブチャネルの割り当てを繰り返す、ネットワークマネージャ。
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