JP5476516B2 - ワイヤレスｏｆｄｍａシステムに適用する動的資源トランザクションのメカニズム - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレスＯＦＤＭＡシステムに関するものであって、特に、ワイヤレスＯＦＤＭＡシステムに適用する動的資源トランザクションに関するものである。

室内無線ユーザーの帯域幅の需要が増長するに伴い、携帯オペレータは、室内から提供される帯域幅の探索、室外からの帯域幅の提供を試みる。しかし、無線信号の物理的本質のため、携帯オペレータは、室内ユーザーの、全範囲に提供する困難に直面する。フェムトセルは、認可されたスペクトルをセルラーネットワークインフラの一部とすることにより、室内の対象となる領域を増加する。フェムトセルは、４Ｇシステムの超高速伝送をサポートする重要な特徴であると予測されている。現在、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍと３ＧＰＰは、フェムトセル技術を、ＷｉＭＡＸ２．０とＬＴＥ−先進システムの基準の一部として発展させている。現有のワイヤレスネットワーク中、小さい領域のフェムト基地局が発展しているので、オーバーレイマクロフェムトネットワーク構造を有するワイヤレスネットワークがまずます歓迎される。

図１（公知技術）は、ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク１０中のオーバーレイマクロフェムトネットワーク構造と無線リソース割り当てを示す図である。ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク１０は、ＭＢＳ（マクロ基地局）１１、サービングセル１７、二個のＦＢＳ（フェムト基地局）１２、ＦＢＳ１３、サービングセル１８、１９、及び、ＭＳ（移動局）１４からなる。ＦＢＳ１２とＦＢＳ１３のセル被覆領域は、ＭＢＳ１１のセル被覆領域よりずっと小さい。加えて、ＦＢＳ１２とＦＢＳ１３のセル領域は、ＭＢＳ１１のセル領域と重複する。図１で示されるように、移動局ＭＳ１４は、セル１７のサービス領域に位置し、そのサービング基地局ＭＢＳ１１から、所望の無線信号１５を受信する。しかし、オーバーレイマクロフェムトネットワーク構造のため、ＭＳ１４の位置も、セル１８及びセル１９に近接し、ＦＢＳ１２とＦＢＳ１３から、干渉無線信号１６を受信する。

ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワークで、無線リソースを割り当てる二種の方法がある。二個の異なるリソース割り当てスキームが図１で示される。最初の例では、３周波数の再利用（即ち、ＦＲ＝３）が用いられて、各基地局は、異なる周波数スペクトルを用いてデータを伝送する。二番目の例では、１周波数の再利用（即ち、ＦＲ＝１）が用いられて、各基地局は、周波数スペクトル全体を用いてデータを伝送する。３周波数の再利用は高いＳＩＮＲを提供して、最低限のサービスの質（ＱｏＳ）要求を満たすが、欠点は、セルスループットとリソース利用が低いことである。一方、１周波数の再利用は、高いセルスループットとリソース利用を達成するが、欠点は、ＳＩＮＲが低く、ＱｏＳが悪いことである。これにより、マクロフェムトオーバーレイワイヤレスネットワーク中、フレキシブルな無線リソース管理スキームを有して、スペクトル利用効率を改善し、最低ＱｏＳ要求を満たすことが望まれる。

ワイヤレスＯＦＤＭＡシステムに適用する動的資源トランザクションのメカニズムを提供し、上述の問題を解決することを目的とする。

ワイヤレスＯＦＤＭＡシステム中の動的資源トランザクションの方法が提供される。本実施形態では、複数の基地局間で、動的資源トランザクション（ＤＲＴ：ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｏｕｒｓｅ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ）が実行されて、マクロフェムトオーバーレイワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク中のセル間干渉を軽減する。オーバーレイ基地局は、まず、特定の無線リソース領域の干渉測定結果を得て、その後、干渉結果に基づいて、ＤＲＴ決定を生成し、最後に、マクロ−フェムト、又は、フェムト−フェムト基地局間で、ＤＲＴを実行する。ＤＲＴは、バックホールネットワーク、又は、無線インターフェイス接続を経て、シグナリング、又は、メッセージ交換により実行される。信号、又は、メッセージは、バックホールネットワークを経て、複数の基地局間で直接交換されるか、又は、集中型の自己組織化ネットワーク（ＳＯＮ）サーバを通過する。

動的資源トランザクションも、フレキシブルで、適応可能な自己組織化無線リソース管理（ＲＲＭ）を達成する強力なツールでもある。自己組織化ＲＲＭの下、基地局は、ネットワーク条件を推定し、ネットワークリソースとトラフィック情報を交換し、動的に、リソースを互いに取り決めて、処理して、リソース利用と効果を高める。取り決め結果に基づいて、各基地局は、更に、そのリソーススケジュールを調整することにより、対応するリソース割り当て命令をその従属移動局に伝送し、そのイントラセルＲＲＭを最適化する。本実施形態では、ＤＲＴは適応型留保領域配置のメカニズムとなる。留保領域配置は、特殊タイプの無線リソース管理である。留保領域の概念下で、基地局は、所定のリソース領域を取り決め、優先度の高い移動局に保留する。変化したネットワーク条件下で、基地局も、ＤＲＴを応用して、留保領域配置を調整する。

本実施形態において、適応型留保領域配置は、高速移動局の干渉と頻繁なハンドオーバを回避する方策を提供する。マクロフェムトオーバーレイネットワーク中、マクロ−フェムト基地局間で、まず、高速移動局に保留される所定のリソース領域を取り決める。一旦、マクロ基地局により仕える高速移動局がフェムト基地局に接近すると、干渉回避メカニズムが起動し、フェムト基地局により生じる干渉を軽減し、高速移動局の頻繁なハンドオーバが回避される。例えば、マクロ基地局が、取り決めされたリソース領域で、高速移動局に仕える時、フェムト基地局は、その従属移動局が、取り決めされたリソース領域により仕えないように再スケジュールする。この他、ハンドオーバターゲットがフェムト基地局の場合、マクロ基地局は、高速移動局により生成されるいかなるハンドオーバ要求を許可しない。

動的資源トランザクションが用いられて、適応型留保領域配置を達成し、高速移動局の干渉と頻繁なハンドオーバを回避する。

ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク中のオーバーレイマクロフェムトネットワーク構造と無線リソース割り当てを示す図である。 本実施形態に係るオーバーレイマクロフェムト構造を有するワイヤレスＯＦＤＭＡネットワークと干渉軽減を示す図である。 本実施形態に係るオーバーレイマクロフェムトワイヤレスネットワーク中、動的資源トランザクションを実行する方法のフローチャートである。 第１の具体例による動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートである。 第２の具体例による動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートである。 第３の具体例による動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートである。 第４の具体例による動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートである。 ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク中、動的資源トランザクションを用いて、干渉軽減を達成する例を示す図である。 本実施形態に係るによるオーバーレイマクロフェムト構造と無線リソース管理を有するワイヤレスＯＦＤＭＡネットワークを示す図である。 本実施形態に係るオーバーレイマクロフェムトワイヤレスネットワーク中、無線リソース管理を実行する方法のフローチャートである。 動的資源トランザクションを用いた適応型留保領域配置の操作チャートである。 取り決めされたリソース領域で服務される高速移動局を有するワイヤレスＯＦＤＭＡネットワークを示す図である。 本実施形態に係るオーバーレイマクロフェムトワイヤレスネットワーク中の干渉回避の方法のフローチャートである。

ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワークにおいて、ネットワーク構造と状態に基づいて、無線リソースは、まず、異なる基地局間で静的に割り当てられ、システム容量の最大化と同時に、最低限のサービスの質（ＱｏＳ）要求を満たす。周波数再利用は、乏しい無線スペクトルリソースを再利用することにより、システム容量全体を改善する重要な技術である。しかし、同じ周波数バンドが、異なる基地局サービング隣接セル、又は、重複セルにより再使用されるので、無線スペクトルの再利用はセル間干渉を生じる。重複マクロセル−フェムトセル構造を有するワイヤレスネットワークにおけるマクロフェムトオーバーレイ環境では、周波数再利用により生じるセル間干渉を回避、又は、減少させる、しっかりとした干渉軽減メカニズムを有することが特に望まれている。

図２は、本実施形態に係るマクロフェムトオーバーレイ構造を有するワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク２０を示す図である。ＯＦＤＭＡネットワーク２０は、セル３１に領域を提供するマクロ基地局ＭＢＳ２１と、セル３２、セル３３及びセル３４にそれぞれ領域を提供する３個のフェムト基地局ＦＢＳ２２、ＦＢＳ２３及びＦＢＳ２４と、複数の移動局ＭＳ４１−ＭＳ４７と、自己組織化ネットワーク（ＳＯＮ）サーバ５１とを有している。図２で示されるように、マクロ基地局ＭＢＳ２１により提供されるセル領域と比べて、フェムト基地局ＦＢＳ２２〜２４により提供されるセル領域はかなり小さい。この他、フェムト基地局ＦＢＳ２２〜２４はセル３１内に設置され、マクロフェムトオーバーレイネットワークを形成する。

マクロフェムトオーバーレイネットワーク構造を有するワイヤレスＯＦＤＭＡネットワークで、移動局の移動特性により、干渉源は、動的に出現、消失する。ＣＧＳフェムトセルからの干渉は、例えば、ユーザーが家を出て出勤する時、急激に減少し、ユーザーが仕事から帰宅する時、急激に増加する。この他、フェムトセル中のチャネル選択とスケジューリングは、マクロセルの特定時間−周波数無線リソースブロックの干渉状態に影響する。通常、マクロセルとフェムトセルからのセル間干渉は、ユーザー数とそれらの位置とトラフィック負荷に基づく。特定の無線リソース領域（即ち、時間ー周波数無線リソースブロック）にとって、その対応する干渉状態は、動的に変化する。

本実施形態では、基地局間で、動的資源トランザクション（ＤＲＴ）が実行されて、マクロフェムトオーバーレイワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク２０中のセル間干渉を軽減する。図２で示されるように、まず、オーバーレイ基地局は、特定の無線リソース領域の干渉測定結果を得て、干渉測定結果に基づいて、ＤＲＴ決定を生成する。最後に、マクロ−フェムト、又は、フェムト−フェムト基地局間のＤＲＴを実行する。干渉測定結果は、干渉電力、信号対干渉比（ＳＩＲ）、信号対ノイズ干渉比（ＳＩＮＲ）、又は、別のＳＩＲ／ＳＩＮＲ派生形を含む。本例では、ＳＯＮサーバ５１が用いられて、ＤＲＴプロセスを促進する。例えば、基地局は、干渉測定結果をＳＯＮサーバ５１に送り、ＳＯＮサーバ５１は、干渉測定結果に基づいて、ＤＲＴ決定を生成し、ＤＲＴ決定を基地局に戻す。ＳＯＮサーバ５１は、独立型装置として実施されるか、又は、ＯＦＤＭＡネットワーク２０中の一基地局に嵌入された機能モジュールとして実施される。ある具体例中、マクロとフェムトネットワークは部分的だけ重複し、干渉回避メカニズムがマクロフェムトオーバーレイ領域に応用される。

図３は、本実施形態に係るマクロフェムトオーバーレイワイヤレスネットワーク中の動的資源トランザクション（ＤＲＴ）を実行する方法のフローチャートである。特定のダウンリンクリソース領域にとって、一つ、又は、それ以上の仕える移動局は、ダウンリンクリソース領域の品質を測定し、測定報告をそのサービング基地局に伝送する（ステップ６１）。特定のアップリンクリソース領域にとって、一つ、又は、それ以上の基地局は、アップリンクリソース領域の品質を測定する（ステップ６２）。その後、測定報告が、基地局により、ＳＯＮサーバに送信される（ステップ６３）。ＳＯＮサーバは、測定報告に基づいて、ＤＲＴ決定を生成し、ＤＲＴ決定を基地局に戻す（ステップ６４）。最後に、基地局は、マクロ−フェムトとフェムト−フェムト基地局間で、ＤＲＴを実行し（ステップ６５）、セル間干渉を軽減する。例えば、基地局は、低干渉の無線リソースブロックを要求するか、又は、その他のセルに対して、低干渉を生じる無線リソースブロックを要求する。基地局は、高干渉を有する無線リソースブロックをリリースするか、又は、別のセルに対し高干渉を生じる無線リソースブロックをリリースする。基地局は、別の基地局と無線リソースブロックを交換して、セル間干渉を軽減する。

ＤＲＴは、バックホールネットワーク接続、又は、無線インターフェイス接続を通じて、異なる基地局とＳＯＮサーバ間で、シグナリング、又は、メッセージ交換により実行される。いくつかの基本型リソーストランザクションは、異なる基地局とＳＯＮサーバ間で実行される。まず、基地局は、“リソース要求”メッセージ／シグナリングを用いて、別の基地局から、更に多くのリソースを要求する。次に、基地局は、“リソース授与”メッセージ／シグナリングを用いて、リソースを別の基地局に授与する。さらに、基地局は、“リソースリリース（ＲｅｓｏｕｒｃｅＲｅｌｅａｓｅ）”メッセージ／シグナリングを用いて、永久的に、未使用のリソースをリリースするか、又は、“リソース貸し出し（ＲｅｓｏｕｒｃｅＲｅｎｔ）”メッセージ／シグナリングを用いて、一時的に、未使用のリソースをリリースする。この他、基地局は、“リリースの要求（Ｒｅｑｕｅｓｔｔｏｒｅｌｅａｓｅ）”メッセージ／シグナリングを用いて、一時的に、別の基地局に、特定の無線リソース領域を使用しないように要求する。図４〜８は、ＤＲＴプロセスの異なる例を示す。

図４は、第１の具体例によるリソース要求メッセージを含む動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートである。図４において、第１基地局（Ｒｅｑｕｅｓｔ−ＢＳ）は、動的リソース要求メッセージ（ＤＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）をＳＯＮサーバに伝送する。ＤＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴは、Ｒｅｑｕｅｓｔ−ＢＳが借用したい無線リソースを特定する。借入リソースを変換する時間も含まれる。ＳＯＮサーバは、ＤＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴを第２基地局（Ａｓｋｅｄ−ＢＳ）に送る。ＤＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴ受信後、Ａｓｋｅｄ−ＢＳは、動的リソース応答メッセージ（ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥ）をＳＯＮサーバに戻す。ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥは、リソース要求が承諾されたかを示し、又は、借入が承諾されたリソースの情報を示す。ＳＯＮサーバは、ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥをＲｅｑｕｅｓｔ−ＢＳに送る。ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥ受信後、Ｒｅｑｕｅｓｔ−ＢＳは、動的リソース肯定応答（ＤＲ＿ＡＣＫ）を伝送して、リソース要求の完成を確認する。借入が許されるリソースがない場合、ＤＲ＿ＡＣＫは省略される。ＳＯＮサーバは、再度、ＤＲ＿ＡＣＫをＡｓｋｅｄ−ＢＳに送る。最後に、要求されたリソースの使用権が、Ａｓｋｅｄ−ＢＳから、Ｒｅｑｕｅｓｔ−ＢＳに転移する。

図５は、第２の具体例によるマルチキャストポーリングを経たリソース要求を含む動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートを示す図である。図５では、第１基地局（Ｒｅｑｕｅｓｔ−ＢＳ）は、マルチキャストポーリングにより、動的リソース要求アドバタイズメントメッセージ／シグナリング（ＤＲ＿ＭＵＬＴＩＣＡＳＴＰＯＬＬＩＮＧ＿ＲＥＱＵＥＳＴ＿ＡＤＶＥＲＴＩＳＥＭＥＮＴ）を、Ａｓｋｅｄ−ＢＳ１とＡｓｋｅｄ−ＢＳ２を含む複数の基地局に伝送する。アドバタイズメント受信後、Ａｓｋｅｄ−ＢＳ２は、ＤＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴをＲｅｑｕｅｓｔ−ＢＳに伝送し、特定の無線リソースの借用を要求する。その後、Ｒｅｑｕｅｓｔ−ＢＳは、ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥをＡｓｋｅｄ−ＢＳ２に伝送し、借入が同意されたリソースを示す。最後に、Ａｓｋｅｄ−ＢＳ２は、確認（ＤＲ＿ＡＣＫ）をＲｅｑｕｅｓｔ−ＢＳに戻し、リソース要求の完成を確認する。着目する点は、マルチキャストポーリング状況下で、基地局間に、ＳＯＮサーバ干渉がないことである。

図６は、第３の具体例によるリソースリリースメッセージを含む動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートである。図６では、第１基地局（Ｇｉｖｅｒ−ＢＳ）は、動的リソースリリースメッセージ（ＤＲ＿ＲＥＬＥＡＳＥ）をＳＯＮサーバに伝送する。ＤＲ＿ＲＥＬＥＡＳＥは、Ｇｉｖｅｒ−ＢＳが永久にリリースしてもよい未使用の無線リソースを指定する。続いて、ＳＯＮサーバは、より多くの無線リソースが要求される第２基地局（Ａｓｋｅｄ−ＢＳ）から、動的リソース要求メッセージ（ＤＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）を受信する。その後、ＳＯＮサーバはＤＲＴ決定を生成し、第１動的リソース応答メッセージ（ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥ）をＡｓｋｅｄ−ＢＳに戻す。第１ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥは、リソース要求が承諾されるかを示し、又は、借入が承諾されるリソースの情報を示す。ＳＯＮサーバは、第２ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥもＧｉｖｅｒ−ＢＳに伝送する。第２ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥは、Ｇｉｖｅｒ−ＢＳによりリリースされるリソースが受け入れ可能かを示す。ＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥ受信後、両方のＡｓｋｅｄ−ＢＳとＧｉｖｅｒ−ＢＳは、肯定応答（ＤＲ＿ＡＣＫ）をＳＯＮサーバに伝送して、要求とリソースリリースの完成を確認する。最後に、リリースされたリソースの使用権は、Ｇｉｖｅｒ−ＢＳからＡｓｋｅｄ−ＢＳに、永久に転送される。

図７は、第４の具体例によるマルチキャストポーリングによるリソース貸し出しを含む動的資源トランザクションのメッセージシーケンスチャートを示す図である。図７では、第１基地局（Ｇｉｖｅｒ−ＢＳ）は、マルチキャストポーリングにより、動的リソース貸し出しアドバタイズメントメッセージ／シグナリング（ＤＲ＿ＭＵＬＴＩＣＡＳＴＰＯＬＬＩＮＧ＿ＲＥＮＴ＿ＡＤＶＥＲＴＩＳＥＭＥＮＴ）を、Ａｓｋｅｄ−ＢＳ１とＡｓｋｅｄ−ＢＳ２を含む複数の基地局に伝送する。リソース貸し出しのアドバタイズメントの後、Ａｓｋｅｄ−ＢＳ２は、ＤＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴをＧｉｖｅｒ−ＢＳに伝送して、特定の無線リソースの借用を要求する。その後、Ｇｉｖｅｒ−ＢＳはＤＲ＿ＲＥＳＰＯＮＳＥを、Ａｓｋｅｄ−ＢＳ２に伝送し、一時的に借入が同意されたリソースを示す。最後に、Ａｓｋｅｄ−ＢＳ２は、確認（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）（ＤＲ＿ＡＣＫ）をＧｉｖｅｒ−ＢＳに戻し、リソース貸し出しの完成を確認する。

図８は、ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク８０中、動的資源トランザクションを用いて、干渉軽減を達成する具体例を示す図である。ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク８０は、マクロ基地局ＭＢＳ８１、二個のフェムト基地局ＦＢＳ８２とＦＢＳ８３、及び、移動局ＭＳ８４を有している。図８では、ＦＢＳ８２は、割り当てられたワイヤレスチャネル（即ち、リソースブロックｆ２、ｆ３、及び、ｆ４）を用いて、その従属移動局を仕えて、ＦＢＳ８３は、割り当てられたワイヤレスチャネル（即ち、リソースブロックｆ１、ｆ２、及び、ｆ５）を用いて、その従属移動局を仕える。移動局ＭＳ８４はＦＢＳ８２とＦＢＳ８３の近くに位置するので、そのサービングＦＢＳ８２から、所望の信号８５を受信すると同時に、同じリソースブロックｆ２を経て、隣接ＦＢＳ８３から、干渉信号８６を受信する。

図８で示されるように、ＦＢＳ８２は、まず、特定の時間−周波数無線リソース領域（即ち、リソースブロックｆ２）上で、干渉報告を得る。干渉報告は、ｆ２の高干渉を示す。その後、ＦＢＳ８２は、干渉報告をＳＯＮサーバに伝送する。例えば、ＭＢＳ８１も、ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク８０のＳＯＮサーバである。高干渉を減少させるため、ＭＢＳ８１（ＳＯＮサーバ）は、リソースリリース要求メッセージ（ＲＥＳＯＲＣＥ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）をＦＢＳ８３に伝送する。メッセージは、ＦＢＳ８３に、自身のリソースの使用停止を要求する。メッセージは、停止される特定のリソースの情報を含み、使用を禁止する時間を示す。ＲＥＳＯＲＣＥ＿ＲＥＬＥＡＳＥ＿ＲＥＱＵＥＳＴを受信後、ＦＢＳ８３は、リソースブロックｆ２の使用を停止して、肯定応答（ＡＣＫ）をＭＢＳ８１（ＳＯＮサーバ）に戻す。ＭＳ８４は、ＤＲＴにより、干渉報告に基づき、特定時間で、ＦＢＳ８３が特定の無線リソース領域を使用するのを禁止することにより、リソース領域で受ける重大な干渉を軽減する。

動的資源トランザクション（ＤＲＴ）は、干渉軽減に用いられるだけでなく、自己組織化無線リソース管理（ＲＲＭ）の有力なツールとして、ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワークのリソースの利用と効率を増加する。データアプリケーションのバーストトラフィック、及び、フェムトセル（特に、ＣＧＳフェムト）のトラフィック負荷変化の特徴のため、フレキシブルで、適応型順応した無線リソース割り当てが、特に、マクロフェムトオーバーレイネットワーク環境では非常に重要になっている。自己組織化ＲＲＭの下、基地局はネットワーク条件を推定し、ネットワークリソースとトラフィック情報を交換し、動的に、リソースを互いに取り決め、処理して、リソースの利用と効率を増加させる。

図９は、本実施形態によるオーバーレイマクロフェムト構造と無線リソース管理を有するワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク９０を示す図である。ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク９０は、図２のワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク２０とほぼ同じである。ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク９０は、セル１０１に領域を提供するマクロ基地局ＭＢＳ９１と、セル１０２、１０３と１０４に領域をそれぞれ提供する３個のフェムト基地局ＦＢＳ９２、ＦＢＳ９３及びＦＢＳ９４と、複数の移動局を有している。図９で示されるように、マクロ基地局ＭＢＳ９１と比べると、フェムト基地局ＦＢＳ９２〜９４により提供されるセル領域はかなり小さい。この他、フェムト基地局ＦＢＳ９２〜９４はセル１０１内に位置し、マクロフェムトオーバーレイトワークを形成する。ＲＲＭを実行するため、まず、オーバーレイ基地局は、ネットワーク条件を推定し、基地局間で、ＤＲＴを初期化することにより、特定無線リソース領域の使用を取り決めし、最後に、取り決め結果に基づいて、イントラセルＲＲＭを最適化する。本例では、マクロ基地局ＭＢＳ９１は、ＤＲＴプロセスを促進するＳＯＮサーバでもある。

図１０は、本実施形態に係るマクロフェムトオーバーレイワイヤレスネットワークにおいて、無線リソース管理を実行する方法のフローチャートである。各基地局は、まず例えば、セル負荷、移動局リソース要求、及び、干渉状態等のセル操作状態を推定／獲得する（ステップ２０１）。基地局は、任意で、あらゆる推定されたトラフィック、リソース情報、及び、得られた干渉測定報告を交換する（ステップ２０２）。その後、基地局は、特定無線リソース領域（即ち、復号時間−周波数無線リソースブロック）の利用、特定の無線リソース領域の伝送に用いる無線パラメータ（即ち、発射電力、変調と符号化スキーム、及び、ＭＩＭＯスキーム）を取り決める（ステップ２０３）。複数のセル間のネゴシエーションは、バックホールネットワーク、又は、無線インターフェイス接続を通じて、シグナリング、又は、メッセージ交換により、セル間ＤＲＴにより実行される。ネゴシエーション信号、又は、メッセージは、バックホールネットワークを経て、直接、複数のセル間で交換されるか、又は、集中型のＳＯＮサーバを通過する。

取り決め結果に基づいて、各基地局は、更に、そのリソーススケジュールを調整し、対応するリソース割り当て命令を、その従属移動局に送ることにより、そのイントラセル内のＲＲＭを最適化する（ステップ２０４）。本例では、基地局は、スリープモードを起動できる移動局を、ある時間スロットに割り当て、無線リソース利用は、それらの数時間、スロットに集中する。残りの空の時間スロットは、その後、リリースされるか、又は、貸し出される。他の例では、基地局は、伝送をスケジュールするか、又は、ポーリングメカニズムを借入無線リソース領域に適用し、それらの利用可能なリソース領域が効果的に用いられる。

本実施形態では、動的資源トランザクション（ＤＲＴ）は、適応型留保領域配置のメカニズムとして用いられる（ステップ２０５）。留保領域（ＲＲ）配置は、独特の無線リソース管理である。留保領域の概念下で、基地局は、所定のリソース領域を取り決め、それは、優先度の高い移動局に保留される。例えば、高移動度の移動局（即ち、高速車両中の携帯電話）は高優先度を有する。それらの優先度の高い移動局は、取り決められたリソース領域を用いて、データ伝送をスケジュールする。

図１１は、ＤＲＴを用いた適応型留保領域配置の操作チャートである。図１１で示されるように、マクロ基地局とフェムト基地局は、まず、互いの間で、留保領域（ＲＲ）を取り決める。その後、マクロＢＳはＲＲリソースブロックをその優先度の高い移動局にスケジュールする。しかし、ＲＲリソースブロックも、一時的に、高優位度がない移動局に割り当てる。ＤＲＴが適用されて、シグナリングメッセージを伝送して、マクロＢＳ、又は、フェムトＢＳは、一時的に、優先度が低い移動局に、ＲＲリソースブロックを用いる。更に、ネットワーク条件が変化、及び、基地局により検出される時、基地局は、ＤＲＴを応用し、シグナリングメッセージを伝送することにより、ＲＲ状態を調整する。例えば、留保の量と留保される特定のリソースブロックは、ＲＲリソースブロックの干渉レベル、オーバーレイマクロセル、又は、フェムトセルのネットワーク負荷状態、特定のＱｏＳターゲット等のネットワーク条件の変化に基づいて調整される。

本例では、ＤＲＴは、適応型留保領域配置を実現するために用いられ、高速移動局の頻繁なハンドオーバと干渉を回避するための方策である。図１２は、本実施形態における高速移動局を有するワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク１２０を示す図である。ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク１２０は、マクロ基地局ＭＢＳ１２１と、二個の重複フェムト基地局ＦＢＳ１２２及びＦＢＳ１２３と、高速車両上の移動局ＭＳ１２４とを含む。図１２で示されるように、高速ＭＳ１２４がそのサービングＭＢＳ１２１を離れ、フェムト基地局ＦＢＳ１２２とＦＢＳ１２３に向かって運動する時、各基地局のその受信信号強度インジケーション（ＲＳＳＩ）は、時間に伴って変化する。最高の信号品質を受信するため、ＭＳ１２４は、通常、最高信号強度を提供する基地局にハンドオーバするように試みる。故に、ＦＢＳ１２２とＦＢＳ１２３のセル領域が小さいために、頻繁なハンドオーバがＭＳ１２４に発生する。頻繁なハンドオーバは、バックホールネットワークで、大量のシグナリングとトラフィックオーバーヘッドを生じる。この他、頻繁な無線リンク切り換えのため、ＭＳ１２４はサービス混乱を受ける。

本実施形態では、マクロフェムトオーバーレイネットワークにおいて、高速ＭＳがフェムトセルに近づく時、ハンドオーバ工程のトリガーに代わって、干渉回避メカニズムが適用される。図１２で示されるように、マクロ基地局ＭＢＳ１２１とフェムト基地局ＦＢＳ１２２、ＦＢＳ１２３は、まず、所定のリソース領域を取り決め、高速移動局を保留する。その後、高速ＭＳ１２４が、取り決めたリソース領域で、ＭＢＳ１２１により仕える。一旦、ＭＢＳ１２１が、ＭＳ１２４がもう一つのフェムト基地局に近づいていることを検出すると、干渉回避メカニズムが起動し、フェムト基地局により生じる干渉を軽減させ、ＭＳ１２４の頻繁なハンドオーバを回避する。本例において、検出は、フェムト基地局から、測定報告により実行される。本例の他の例では、検出は、移動局の位置報告により実行される。

図１３は、本実施形態でのオーバーレイマクロフェムトワイヤレスネットワークにおける干渉回避の方法のフローチャートである。まず、ワイヤレスネットワークにおいて、マクロ基地局とフェムト基地局が、所定のリソース領域を取り決め、高速移動局が保留される（ステップ１３０）。高速移動局は、取り決めたリソース領域で、マクロＢＳにより仕える。高速ＭＳが、ネットワーク中のフェムトＢＳに近づく時、マクロＢＳ、又は、フェムトＢＳは、このような状態を検出する（ステップ１３１）。ダウンリンクの例では、マクロＢＳは、その従属ＭＳにより報告されるＳＩＮＲを監視し、従属ＭＳは、取り決められたリソース領域に仕えるようにスケジュールされる。報告されたＳＩＮＲが突然ドロップするが、無線リンクパラメータに対して変化がない場合、マクロＢＳは、ＭＳがフェムトセル領域に接近していることを予想することができる（ステップ１３１Ａ）。同様に、アップリンクの別の例では、フェムトＢＳは、その従属ＭＳのＳＩＮＲを監視し、従属ＭＳは、取り決めたリソース領域に仕えるようにスケジュールされる。測定されたＳＩＮＲが突然ドロップする場合、フェムトＢＳは、マクロＢＳに仕えるもう一つのＭＳが近づいていることを予想することができる（ステップ１３１Ｂ）。この他、サービングＢＳ（即ち、マクロＢＳ）は、ＭＳの位置とＭＳからターゲットＢＳ（即ち、フェムトＢＳ）の距離を追跡し、ＭＳがフェムトセル領域に近づいているかを検出する（ステップ１３１Ｃ）。

一旦、ＭＳが、フェムトセル領域に近づいていることが検出されると、干渉回避メカニズムが適用される（ステップ１３２）。干渉回避メカニズムの下、マクロＢＳは、取り決めたリソース領域の高速ＭＳの服務を継続する（ステップ１３２Ａ）。しかし、マクロＢＳにより服務される高速ＭＳがそのセル被覆領域に近づく時、フェムトＢＳは、取り決めたリソース領域に仕えないその従属ＭＳを再スケジュールする（ステップ１３２Ｂ）。この他、高速ＭＳが、フェムトＢＳへのハンドオーバを要求する場合、ハンドオーバターゲットがフェムトＢＳの時、マクロＢＳはハンドオーバ要求を許可しない（ステップ１３２Ｃ）。干渉回避メカニズムを用いることにより、不必要に頻繁なハンドオーバを被ることなく、高速ＭＳに対するフェムトセルにより生じる干渉を回避することができる。

本発明では好ましい実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の思想と領域を脱しない範囲内で各種の変形や変更を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１０、２０、９０、１２０…ワイヤレスＯＦＤＭＡネットワーク；
１７〜１９、３１〜３４、１０１〜１０４…セル
１１、２１、９１、１２１…マクロ基地局
１２、１３、２２〜２４、９２〜９４、１２２、１２３…フェムト基地局
１４、４１〜４７、１２４…移動局
１５…所望の無線信号
１６…干渉無線信号
５１…ＳＯＮサーバ
８５、８６…干渉信号

Claims (9)

1. 動的資源トランザクションの方法であって、
   ワイヤレス直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム中、基地局により、特定の無線リソース領域の測定結果を得るステップと、
   前記測定結果に基づいて、動的資源トランザクション決定を得るステップと、
   前記ワイヤレスＯＦＤＭＡシステム中、別の基地局と、動的資源トランザクションを実行するステップと、
   を含み、
   前記ワイヤレスＯＦＤＭＡシステムは、マクロフェムトオーバーレイネットワーク構造を有し、
   前記動的資源トランザクションは、マクロ基地局とフェムト基地局間で実行される
   ことを特徴とする方法。
2. 前記測定結果は、前記基地局、又は、前記基地局に仕える移動局により生成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記動的資源トランザクション決定は、自己組織化ネットワーク（ＳＯＮ）サーバ、又は、前記基地局により決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記動的資源トランザクションは、二個のフェムト基地局間で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記動的資源トランザクションは、バックホールネットワーク接続、又は、無線インターフェイス接続により実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記動的資源トランザクションはリソース要求であり、
   前記基地局は、前記の別の基地局から、追加の無線リソースを要求することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記動的資源トランザクションはリソース授与であり、
   前記基地局は、要求された無線リソースを前記の別の基地局に授与することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記動的資源トランザクションはリソースリリースであり、
   前記基地局は、未使用の無線リソースを、永久にリリースすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記動的資源トランザクションはリソース貸し出しであり、
   前記基地局は、未使用の無線リソースを一時的にリリースすることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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