JP5805870B2 - セルラ通信ネットワークにおけるリソース管理方法およびリソース管理システム - Google Patents

Description

本発明は、セルラ通信ネットワークにおけるリソース管理方法に関する。前記ネットワークは、ＴＤＤ（時分割二重）送信モードで動作する複数のセルに対してセルごとに少なくとも１つの基地局を有し、前記基地局はそれぞれのＵＬ／ＤＬ構成モードを実施し、該ＵＬ／ＤＬ構成モードにおいて、フレームは、ダウンリンクＤＬ、アップリンクＵＬおよびスペシャルＳサブフレームの特定のシーケンスから構成される。

また、本発明は、セルラ通信ネットワークにおいて使用するためのリソース管理システムに関する。前記ネットワークは、ＴＤＤ（時分割二重）送信モードで動作する複数のセルに対してセルごとに少なくとも１つの基地局を有し、前記基地局はそれぞれのＵＬ／ＤＬ構成モードを実施するように構成され、該ＵＬ／ＤＬ構成モードにおいて、フレームは、ダウンリンクＤＬ、アップリンクＵＬおよびスペシャルＳサブフレームの特定のシーケンスから構成される。

時分割二重（ＴＤＤ）は、３ＧＰＰ ＵＭＴＳ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）およびＩＥＥＥ８０２．１６の両方でサポートされる送信モードである。この送信モードは、周波数分割二重（ＦＤＤ）と同じ無線アクセス方式を利用する。すなわち、ＬＴＥの場合、ダウンリンクではＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）でアップリンクではＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）であり、アップリンクおよびダウンリンクの両方で、ＵＭＴＳの場合にはＣＤＭＡであり、ＩＥＥＥ８０２．１６の場合にはＯＦＤＭＡである。また、ＴＤＤは、ＦＤＤと同じサブフレームフォーマットおよび同じ構成プロトコルを使用する。ＦＤＤとの主要な相違点は、ＴＤＤマクロセル基地局、あるいは３ＧＰＰの用語ではｅＮＢ（evolved Node B）が、不対（unpaired）周波数帯をサポートすることである。この場合、ダウンリンクとアップリンクは時間領域で分離され、各フレームはダウンリンク（ＤＬ）、アップリンク（ＵＬ）およびスペシャル（Ｓ）サブフレームによって構成される。

スペシャルサブフレームは、ダウンリンクからアップリンクへの切替のために使用され、各フレーム内に少なくとも一度含まれる。特に、スペシャルサブフレームは、以下の３つの特別なフィールド、すなわち、ダウンリンクパート（ＤｗＰＴＳ）、ガード期間（ＧＰ）、およびアップリンクパート（ＵｐＰＴＳ）からなる。３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて、各フレームのＵＬ／ＤＬ部分は、非特許文献１に提供された仕様に従って構成されてもよい。この仕様は、下記の表に示すような７個の異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを規定している。

アップリンク−ダウンリンク配分

リソース配分におけるフレキシビリティの提供にもかかわらず、このような非対称なＵＬ／ＤＬは、アドミッション制御および負荷分散における新たな難問を生じ、干渉の理由からいくつかの制限を伴う。２つの隣接するｅＮＢが異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを適用する場合、図１に例示するように、これらのｅＮＢが直接相互に干渉するか、あるいは、ＵＥ（ユーザ機器）が相互から直接の干渉を受信する可能性がある。この場合、ユーザ機器ＵＥ１にサービスするｅＮＢ ＡがＤＬでＵＥ１へ送信をする一方、ユーザ機器ＵＥ２にサービスするｅＮＢ ＢがＵＬでＵＥ２から受信をしている。このような状況は、ｅＮＢ間干渉を含むスロット間干渉を生じる。これは、ｅＮＢ間に見通し線が存在するときに顕著に重大となる可能性がある。近接したＵＥの場合、ＵＥ間干渉は重大であり、モビリティの理由もあってその対処は困難である。ｅＮＢおよびＵＥにおけるＲＦ（無線周波数）フロントエンドの物理的制限により、このような相互干渉を回避する必要がある。

特に、ＵＬ／ＤＬ構成は、ＵＬ／ＤＬフレーム部分を変更することによって、トラフィック需要に従って構成され、トラフィック変動を反映するように動的に変更可能であるが、従来の干渉制御方法では、近隣のｅＮＢが同じＵＬ／ＤＬ構成モードに従って同期される必要があり、このことがフレキシビリティへの主要な障害となっている。したがって、非特許文献２でも認識されているように、フレキシビリティと干渉との間には一般的にトレードオフが存在するということができる。しかし、動的ＵＬ／ＤＬ構成モードは、上掲文献および非特許文献３で論じられているように、ＴＤ−ＬＴＥの所望される機能である。

近隣のセルが異なるＵＬ／ＤＬ構成を採用する、セル非依存の非対称ＵＬ／ＤＬ構成を提供するための従来の取り組みは、適応ＴＤＤ（例えば非特許文献４に記載）のような、近隣のセル間で緩やかなＵＬ／ＤＬ同期を評価することや、オポチュニスティック干渉軽減（例えば非特許文献５に記載）を利用した別の方法を中心としている。このような方法はフレキシビリティを提供するが、それらのパフォーマンスは、近隣セル間のＵＬ／ＤＬ構成モードの相関の程度と、関連するトラフィック負荷とに依存する。したがって、それらの利用は、サブフレームの差が小さくＵＬ／ＤＬモードが類似している最良の場合に適しており、フレキシビリティは限られた程度のみにとどまる。

別法として、ハイブリッド分割二重（Hybrid Division Duplex, ＨＤＤ）がある。これは、各セル内でＦＤＤおよびＴＤＤの両方式を組み合わせるものである（例えば非特許文献６に記載）。各セルを２つの領域に分割し、外側のマクロセル領域はＦＤＤモードで動作し、内側はＴＤＤで動作する。ＨＤＤは、ＦＤＤの使用により、各セルの端に位置するＵＥに対してスロット間干渉を解決する可能性がある一方、ＴＤＤモードにより隣接セル間でセル非依存の非対称ＵＬ／ＤＬ構成を提供することが可能である。このような提案は、ＵＬ／ＤＬ構成モードの高度のフレキシビリティを提供するが、ＦＤＤモードを使用するため、ＴＤＤのみに依拠する一部の配備状況では利用できない可能性がある。

また、特許文献１は、ＵＬからＤＬへ、あるいはその逆への、選択されたサブフレームの交替を導入することを目的とした、ＵＬ／ＤＬ構成モードの動的調節を開示している。サブフレーム調節の手段は、「ミュート」サブフレームと呼ばれる新たなサブフレームの導入である。このサブフレームにおいて、ｅＮＢは、ＤＬおよびＵＬのいずれのモードにもない。このようなサブフレームは、中断およびパフォーマンス劣化なしに円滑にサブフレーム変更を導入する（すなわち動的なＵＬ／ＤＬ構成の調節を行う）ために、近隣セル／ｅＮＢおよび／または関連するＵＥ間の同期を提供するために使用され、これにより、スロット間干渉を回避する。このような方法は、近隣セルの集合内または個別のセルに対して、ＵＬ／ＤＬ構成モードを同時に動的に調節する手段を提供するが、近隣セルあるいは相異なるネットワーク領域間で異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを提供する問題を解決しない。

米国特許出願公開第２００９／０２４９１５３号明細書

3GPP TS 36.300, Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Rel 10), April 2011 Peter W. C. Chan, et al., "The Evolution Path of 4G Networks: FDD or TDD?", IEEE Communication Magazine, Vol.44, No.12, Dec 2006 D. Astely, E. Dahlman, A. Furuskar, S. Parkvall, "TD-LTE - The radio-access solution for IMT-Advanced/TDD", CHINACOM, Aug 2010 G. Szladek, B. Heder, J. Bito, "Investigation of Interference conditions in BFWA System Applying Adaptive TDD", IEC, Prague, 2005 E. Foutekova, P. Agyapong, H. Haas, "Channel Asymmetry and Random Time Slot Hopping in OFDMA-TDD Cellular Networks", IEEE VTC Spring, Singapore, May 2008 S. Yun, et al., "Hybrid Division Duplex System for Next-Generation Cellular Services", IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol.56, No.5, September 2007 3GPP TR 36.902, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Self-configuring and self-optimizing network (SON) use cases and solutions, Apr 2011 3GPP TS. 25.111, Technical Specification Group RAN; LMU performance specification; UE positioning in UTRAN, (Rel 9), Dec 2009

したがって、本発明の目的は、セルラ通信ネットワークにおけるリソース管理のための頭書のような方法およびシステムにおいて、顕著な相互干渉を導入することなく、ＵＬ／ＤＬ構成モードの高度なフレキシビリティを提供するような改良およびさらなる展開を行うことである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１の構成を備えた方法によって達成される。この請求項に記載の通り、本方法は、以下のことを特徴とする。すなわち、前記基地局は、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局が相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用し、近隣の基地局間の干渉がサブフレームごとに電力制御を実施することによって考慮されるように動作する。

また、上記の目的は、請求項２３の構成を備えたシステムによって達成される。この請求項に記載の通り、本システムは、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局が相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用し、近隣の基地局間の干渉がサブフレームごとに電力制御を実施することによって考慮されるように、基地局の動作を制御する管理メカニズムを備えたことを特徴とする。

本発明によって初めて認識されたこととして、フレキシビリティと干渉との間の上記のトレードオフは、相異なる基地局（またはネットワーク領域、すなわち基地局群）が相異なるアクセスモード（すなわちＵＬまたはＤＬ）で同時に動作することを可能にしながら、各サブフレームに対する送信電力を制御することによって潜在的な干渉（あるいはその他のパフォーマンス劣化）を抑圧することにより解決することができる。具体的には、近隣の基地局に相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを割り当て、サブフレーム電力制御が、相異なるパターンでのそれらの基地局間の干渉分離を可能にするように、近隣の基地局の動作を制御する管理メカニズムが提供される。こうして、本発明による方法は、基地局およびＵＥ間の相互干渉を低減し、あるいはさらに回避する。電力制御は、相互干渉が回避されるような、ＵＬでもＤＬでもない段階を含むＵＬ／ＤＬパターンを適用してもよい。

本発明による方法は、適応ＴＤＤやオポチュニスティック干渉軽減に比べて高度なフレキシビリティを提供し、ＴＤＤ配備のみに依拠する。その目的は、ＵＬ／ＤＬ構成を調節することに限定されず、近隣のセルおよび領域において動的に相異なるＵＬ／ＤＬモードを構成することである。したがって、本発明の主要な利点は、ＴＤ−ＬＴＥにおいて近隣セル間の相異なるＵＬ／ＤＬ構成を可能にすることにより、ネットワークパフォーマンスが向上することである。このようにして、ネットワークリソースは、例えばＵＬ／ＤＬ構成モードにトラフィック／リソース需要を適合させることによって、多様な変動するトラフィック需要を捕捉することにより、より効率的に活用される。このような解決法は、非特許文献７に記載されているような、自己組織化ネットワーク（Self-Organized Network, ＳＯＮ）のパラダイムに従うべきである。これは、新ｅＮＢ導入時のｅＮＢ自己構成プロセスの一部であるが、動的なトラフィック条件に基づいて、既存のＵＬ／ＤＬモードを再構成してもよい。

好ましい実施形態によれば、基地局は、干渉を受ける可能性のあるサブフレームを識別するように構成されてもよい。以下、このようなサブフレームを「潜在的干渉サブフレーム」と略記する。本質的には、ある基地局が、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有し異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用する２つの近隣基地局を有する状況において、相互干渉が生じる。例えば、一方の近隣基地局がＵＬで動作し、同じサブフレームで他方の近隣基地局がＤＬで動作する場合である。このような場合、基地局は、自己の各サブフレームを潜在的干渉サブフレームとして識別する。

有利な態様として、潜在的干渉サブフレームが識別された後、基地局は、これらのサブフレームに対する電力制御を実行してもよい。具体的実施形態において、基地局が、このようなサブフレームに対して、動的に、または所定量だけ、自己の送信電力を低減するようにしてもよい。例えば高トラフィック負荷の場合のようないくつかの状況において、潜在的干渉サブフレームは、完全に「サイレント」とされることが可能である。これは、基地局がこのようなサブフレームにおいて全く送受信をしないことを意味する。このような場合、それぞれの基地局は、相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードで動作する２つの近隣基地局間の一種の「バッファ」基地局として機能する。

さらに好ましい実施形態によれば、潜在的干渉サブフレームがスペシャルＳサブフレームである場合、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局もＤＬサブフレームを使用していれば、基地局は、前記ＳサブフレームのＤＬパートを使用し続ける。その理由は、スペシャルＳフレームのＤＬパートは従来のＤＬサブフレームと同様であるが、ＵＬパートは追加的な同期情報を含むので同じことは成り立たないからである。

電力制御の効率的な実施に関して、固定最大電力を有するサブフレームが導入されるようにしてもよい。固定最大電力は、先行するトレーニング段階に基づいて指定されてもよい。別の実施形態によれば、電力制御は、異なる最大電力を有するタイムゾーンを導入することによって実施されてもよい。この場合、ＵＥは、自己の長期の信号対雑音比ＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）に依存してこれらのタイムゾーンにスケジューリングされる。この場合も、最大電力を指定するためにそれぞれの先行するトレーニング段階が実行されてもよい。

これに加えて、または別法として、電力制御は、干渉する可能性のある基地局間でフレームごとのシグナリングを実行し、干渉消去の目的で順次的に電力を調節することを含んでもよい。

別の実施形態によれば、電力制御は、バックホール容量および／または関連する基地局によってサービスされているＵＥの数に依存して最大電力を制御することを含んでもよい。さらに別の実施形態によれば、電力制御は、ＤＬにおけるスペクトルの一部を除外することを含んでもよい。ＤＬにおけるスペクトルの一部を節約することは、時間領域における放射電力も低減し、有用な信号が雑音に「埋もれ」たり、ある基地局で自動利得制御が飽和領域（すなわちＦＲ＞１）に達して、ＵＬにおいて相手基地局でＵＥが埋もれてしまう問題を回避する。

サブフレーム送信の調整に加えて、いくつかの近隣基地局間で異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを導入することは、各基地局ごとに最適なＵＬ／ＤＬ構成モードを選択するプロセスも必要とする。具体的実施形態において、ＵＬ／ＤＬ構成モード選択は、ある中央ネットワーク管理エンティティおよび／または基地局自体によって提供される情報に基づいて、基地局間で協調的に実行されてもよい。特に、この情報は、期待されるリソース需要に関する詳細を含んでもよい。リソース需要は、それぞれの基地局に関連するトラフィック量の推定および／または予想に基づいて各基地局に対して判定されてもよい。あるＵＬ／ＤＬリソース需要が各基地局に関連づけられた後、集中型または分散型のさまざまな方法を適用することにより、構成段階の初期解部分を提供するために、または、既存の構成への（動的な）調節として、最適なＵＬ／ＤＬ構成モードを選択してもよい。

これに関して注意すべき重要な点であるが、ＵＬ−ＤＬ比はデータ／リソース需要に依存するだけでなくチャネル条件にも依存するので、ＵＬ−ＤＬ比は、位置および地理的特性に依存して変動し得る。

ＵＬ／ＤＬ構成モードの動的管理を可能にし、高速かつ効果的な適応を実現するため、変動するトラフィック需要を追跡することにより主要な交替やＱｏＳ劣化を識別するモニタリングプロセスが実施されてもよい。好ましい実施形態によれば、基地局が、それぞれのカバレジエリア内の位置に対してＵＬおよび／またはＤＬにおけるトラフィック負荷をモニタリングするモニタリングメカニズムが提供される。このモニタリングメカニズムは、例えば非特許文献８に記載されているようなＵＥ位置決定技法を用いて実行されてもよい。トラフィックの主要な変化は、所定の基準に従って識別され得るが、その変化の後、異なるＵＬ／ＤＬ構成モードが計算されてもよい。各ＵＬ／ＤＬ構成モード内に抑制タイマを導入することにより、特定のＵＬ／ＤＬ構成モード間の振動を回避してもよい。抑制タイマは、所定の継続時間の間、ＵＬ／ＤＬ構成モードの変更を禁止する。これは、最小の再計算期間も低減する。

有利な態様として、ＵＬ／ＤＬ構成モードの選択および適応は、反復的な調節によって実行されてもよい。例えば、基地局は、ＱｏＳ需要およびその需要が満たされたかどうかに依存して、ＵＬ／ＤＬ構成を反復的に調節してもよい。このプロセスは、基地局が、隣接する基地局の選択に基づいて自己のＵＬ／ＤＬモード／パターンを調節することを可能にすることによる反復的なフィードバックループであってもよい。現在選択されているＵＬ／ＤＬ構成モードは、特に３ＧＰＰの場合にはＸ２インタフェース経由で基地局間で通信されてもよく、および／または、関連するＯＡＭ（運用・管理・保守）へ、特にＮ−Ｉｎｆ経由で通信されてもよい。

スケーラビリティを向上させることに関して、クラスタ化ステップを提供してもよい。クラスタ化ステップにより、同一または類似のＵＬ／ＤＬリソース需要および／または地理的性質を有する基地局がまとめられてクラスタを形成する。その場合、ＵＬ／ＤＬ構成モード選択（上記の反復的改善技法を含む）は、個々の基地局を考慮してではなく、クラスタのレベルに対して実行されてもよい。これは、ＵＬ／ＤＬ構成パターンの選択を高速化し、必要なオーバーヘッドを低減する可能性がある。類似性の程度は、事前調節に従ってもよいし、現在の状況に依存して動的に変更されてもよい。

実施形態によれば、ＵＬ／ＤＬ構成モードの変更は、干渉管理によって実行されてもよい。注意すべき点として、この手法は上記の手法ほど効率的ではないが、ある状況、例えば省エネルギーの状況においては良好な解決法となる可能性がある。この場合、未使用のスペクトルがあれば、基地局は一部のローカルなコンポーネントをオフにすることができる。上記の手法と同様に、この方式もまた、ある基地局が一部のリソースの再スケジューリングを実行するために利用可能なリソースを有しているかもしれないことを仮定している。

オフピーク時に、本発明は、近隣の基地局間で異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを導入することによって、ＴＤ−ＬＴＥにおいて省エネルギーおよびリソース利用効率を向上させることにも寄与する可能性がある。実施形態によれば、ネットワークをモニタリングしオフピーク期間を識別することを担当するとともに、ＵＬ／ＤＬ構成モードの初期調節を追跡するＯＡＭ（運用・管理・保守）機能が提供される。オフピーク時間中に、ＵＬサブフレームがより高い比率となるモードが選択されるようにしてもよい。この場合、基地局は、自己のＲＦフロントエンドをオフにしてもよい。その結果、ＵＬフレームの構成比を増大させＲＦフロントエンドをオフにすることによって、全体的なエネルギー消費を大幅に低減することができる。これにより、さらに、Ｍ２ＭアプリケーションのようなＵＬ需要の高い装置に対して、より多くの装置にサービスすることが可能となる。

このようなＵＬ／ＤＬ構成モード調節プロセスの目的は、類似のトラフィック需要を有する基地局に同じＵＬ／ＤＬ構成を割り当てて干渉回避のための同期を提供することにより、それらの基地局を整合させ、相異なるトラフィック需要を有する近隣基地局間の干渉を回避し、できるだけ多くの未使用のキャリアおよび／または無線リソースをオフにしてエネルギーを節減することである。このように、本実施形態は、未使用キャリアをオフにすることによる省エネルギーを追加パラメータとする以外は、上記の実施形態と類似している。

本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。

ＴＤＤシステムにおけるスロット間干渉の問題を例示する、セルラ通信ネットワークの模式図である。 本発明の実施形態によるＵＬ／ＤＬ構成モードの設定を例示する、セルラ通信ネットワークの模式図である。 本発明の実施形態によるＵＬ／ＤＬ構成モード選択アルゴリズムを例示する流れ図である。

注意すべきであるが、以下では本発明の実際の詳細および実施形態は３ＧＰＰ ＬＴＥの場合を中心に説明するが、同じ原理は他のＴＤＤシステムにも当てはまる。

図２の下部は、本発明による送信調整によりＵＬ／ＤＬ構成モードを変更する方法を実施するセルラ通信ネットワークを例示している。簡単のため、３個の基地局、すなわちｅＮＢ Ａ、ｅＮＢ Ｂ、およびｅＮＢ Ｃのみを図示しているが、当業者には容易に認識されるように、実際の応用場面では通常、はるかに多数の基地局が関与することになる。それぞれのセルのカバレジエリアは楕円で示している。

図２に例示した状況において、ｅＮＢ ＡおよびｅＮＢ Ｃは、図２の上部に例示した相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードで構成される。図１に関連して初めに説明したように、このような構成は、重大な干渉を引き起こす可能性がある。図２の例では、ｅＮＢ Ｂによって実施されるそれぞれのＵＬ／ＤＬ構成モードに依存して、ｅＮＢ ＡとｅＮＢ Ｂ（これはｅＮＢ ＡとｅＮＢ Ｃとの間に位置し、基地局に関して隣接または少なくとも部分的に重畳するカバレジエリアを有する）との間、または、ｅＮＢ ＣとｅＮＢ Ｂとの間で相互干渉が生じる。干渉する可能性のあるＴＤＤ ＵＬ／ＤＬ構成モード（すなわち、干渉を受ける可能性のあるサブフレーム）は、サブフレーム３、４、６、７、８、および９である。というのは、ｅＮＢ ＡおよびｅＮＢ Ｃはこれらのサブフレームにおいて異なるアクセスモードを使用するからである。

この問題を軽減するため、本発明の実施形態によれば、ｅＮＢ Ｂは、ｅＮＢ ＡおよびｅＮＢ Ｃに対して干渉を生じる可能性のあるサブフレーム３、４、６、７、８、および９について、送信電力を制御するか、または、ＵＬおよびＤＬ送信を完全に制限する。図２では、後者の解決法は、それぞれのサブフレームにおける斜線領域で示している。提案する解決法の主要な仮定は、一部のｅＮＢは、ユーザパフォーマンスに顕著な影響を及ぼさずに、送信電力を低減してもよいか、または、「サイレント」サブフレームでは送受信をしないということである。これは、多数のＵＥがセル／ｅＮＢのコア領域内にあるか、または、トラフィック需要が比較的低いことにより利用可能な全リソースを利用する必要がないため、異なるＵＬ／ＤＬ構成を使用する機会が他の近隣ｅＮＢに提供される場合に、実現可能である。

本発明の具体的実施形態が、図２のサブフレーム６に例示されている。サブフレーム６において、ｅＮＢ ＡはスペシャルＳサブフレームを設定している一方、ｅＮＢ ＣはＤＬで動作する。この場合、ｅＮＢ ＢはスペシャルＳサブフレームを設定してもよく、このフレームのＤＬパートを使用してもよい。これが可能であるのは、ｅＮＢ Ｂは、同じくＤＬサブフレームを使用している他の近隣ｅＮＢ（すなわち、図２の状況ではｅＮＢ Ｃ）と同期しているからである。これに関して注意すべき重要な点であるが、スペシャルフレームのＤＬパートは従来のＤＬサブフレームと同様であるが、ＵＬパートは追加的な同期情報を含むので同じことは成り立たない。

図３は、本発明の実施形態による最適なＵＬ／ＤＬ構成モードを選択するアルゴリズムを例示する流れ図である。最初のステップ（３００で示す）で、トラフィック／リソース需要が各ｅＮＢごとに推定される。この推定は、例えば、ＵＥ位置決定技法に依拠することにより実現可能であり、ＵＬおよびＤＬの両方におけるトラフィック負荷に対して実行可能である。次のステップ（３０２で示す）で、各ｅＮＢには、ステップ３００で推定されたトラフィック需要に従ってＵＬ／ＤＬ構成モードが割り当てられ、または指定される。また、ステップ３０４に示すように、同一または類似のＵＬ／ＤＬ構成モードを割り当てられ類似の地理的性質を有する近隣のｅＮＢをまとめてクラスタを形成してもよい。これによりスケーラビリティが向上する。というのは、ＵＬ／ＤＬ構成モード適応に対する改善技法を、個々のｅＮＢを考慮してではなくクラスタ単位で適用することができるからである。

上記のステップが完了した後、集中型（３０６）または分散型（３０８）の最適ＵＬ／ＤＬ構成モード選択技法を適用してもよい。例えば、集中型手法は、最高負荷のクラスタまたはｅＮＢ（クラスタ化ステップ３０４が実行されない場合）から開始し、このクラスタ／ｅＮＢに対する最適なＵＬ／ＤＬ構成モードを選択してもよい。次に、近隣のクラスタ／ｅＮＢを検査してもよい。すなわち、次に低い負荷の近隣のクラスタまたはｅＮＢを判定し、このようなクラスタまたはｅＮＢに対する最適なＵＬ／ＤＬ構成モードを選択してもよい。このプロセスは、考慮対象の各クラスタ／ｅＮＢに対して最適なＵＬ／ＤＬ構成モードが選択されるまで繰り返してもよい。次のステップで、選択されたＵＬ／ＤＬ構成モードを、すべての近隣が検査されるまで、近隣に関して調節してもよい。そして、次に高い負荷のクラスタまたはｅＮＢを選択し、そのすべてが考慮されるまで続行してもよい。

分散型手法は、近隣のクラスタまたはｅＮＢのみを考慮することにより、同じプロセスが近隣の範囲のみを考慮して適用可能であるようにしてもよい。

干渉管理方法の配備を含む実施形態では、ＵＬ／ＤＬ構成モード選択は同じプロセスに従ってもよい。しかし、クラスタおよびｅＮＢに対して最適なＵＬ／ＤＬ構成モードを選択する代わりに、相異なるスペクトル帯内で近隣のクラスタまたはｅＮＢのリソースをスケジューリングしてもよい。

省エネルギーのために、上記と同じステップの後に、使用されていないキャリアや他のｅＮＢコンポーネントをオフにすることを目的とした追加ステップを考慮してもよい。

注意すべき点であるが、リソース利用の利益を最大化するために、電力制御方式を干渉管理メカニズムと組み合わせてもよい。

上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims (21)

1. セルラ通信ネットワークにおけるリソース管理方法において、前記ネットワークは、ＴＤＤ（時分割二重）送信モードで動作する複数のセルに対してセルごとに少なくとも１つの基地局を有し、前記基地局はそれぞれのＵＬ／ＤＬ構成モードを実施し、該ＵＬ／ＤＬ構成モードにおいて、フレームは、ダウンリンクＤＬ、アップリンクＵＬおよびスペシャルＳサブフレームの特定のシーケンスから構成され、
   前記基地局は、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局が相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用し、近隣の基地局間の干渉がサブフレームごとに電力制御を実施することによって考慮されるように動作し、
   前記電力制御が、
   干渉する可能性のある基地局間でフレームごとのシグナリングを実行し、順次的に電力を調節すること、
   バックホール容量および／または関連する基地局によってサービスされているＵＥの数に依存して最大電力を制御すること、および
   ＤＬにおけるスペクトルの一部を除外すること
   の少なくとも１つを含むことを特徴とする、セルラ通信ネットワークにおけるリソース管理方法。
2. セルラ通信ネットワークにおけるリソース管理方法において、前記ネットワークは、ＴＤＤ（時分割二重）送信モードで動作する複数のセルに対してセルごとに少なくとも１つの基地局を有し、前記基地局はそれぞれのＵＬ／ＤＬ構成モードを実施し、該ＵＬ／ＤＬ構成モードにおいて、フレームは、ダウンリンクＤＬ、アップリンクＵＬおよびスペシャルＳサブフレームの特定のシーケンスから構成され、
   前記基地局は、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局が相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用し、近隣の基地局間の干渉がサブフレームごとに電力制御を実施することによって考慮されるように動作し、
   変動するリソース需要を追跡するモニタリングが実行される
   ことを特徴とする、セルラ通信ネットワークにおけるリソース管理方法。
3. 基地局は、干渉を受ける可能性のあるサブフレームすなわち潜在的干渉サブフレームを識別することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 基地局は、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有し異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用する少なくとも２つの他の基地局のサブフレームを潜在的干渉サブフレームとして識別することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 基地局が、特に潜在的干渉サブフレームに対して自己の送信電力を低減することによって、前記潜在的干渉サブフレームに対する電力制御を実行することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 潜在的干渉サブフレームがＳサブフレームである場合、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局もＤＬサブフレームを使用していれば、基地局は、前記ＳサブフレームのＤＬパートを使用し続けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記電力制御が、固定最大電力を有するサブフレームを導入することによって実施されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記電力制御が、異なる最大電力を有するタイムゾーンを導入することによって実施され、ＵＥは、自己の長期の信号対雑音比ＳＮＲに依存してこれらのタイムゾーンにスケジューリングされることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前期最大電力が、トレーニング段階の結果に基づいて指定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. ＵＬ／ＤＬ構成モード選択が、ある中央エンティティおよび／または基地局自体によって提供される情報に基づいて、基地局間で協調的に実行されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
11. それぞれのリソース需要が、前記基地局に関連するトラフィック量の推定および／または予想に基づいて前記基地局に対して判定されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 各ＵＬ／ＤＬ構成モードに対する抑制タイマを導入することにより、相異なるＵＬ／ＤＬ構成モード間の振動が回避されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
13. ＵＬ／ＤＬ構成モード選択が、反復的な調節によって実行されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記反復的な調節が、ＱｏＳ需要および該ＱｏＳ需要が満たされたかどうかに依存して行われることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局によって選択されたＵＬ／ＤＬ構成モードに基づいて、基地局が自己のＵＬ／ＤＬ構成モードを調節することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 選択されたＵＬ／ＤＬ構成モードが、基地局間で、および／または、関連するＯＡＭへ、通信されることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 同一または類似のＵＬ／ＤＬリソース需要および／または地理的性質を有する基地局がまとめられてクラスタを形成し、ＵＬ／ＤＬ構成モード選択が前記クラスタのレベルに対して実行されることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
18. ＵＬ／ＤＬ構成モード選択が、干渉管理によって実行されることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
19. オフピーク時間中に、ＵＬサブフレームが高い比率となるＵＬ／ＤＬ構成モードが選択されることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
20. セルラ通信ネットワークにおいて使用するためのリソース管理システムにおいて、前記ネットワークは、ＴＤＤ（時分割二重）送信モードで動作する複数のセルに対してセルごとに少なくとも１つの基地局を有し、前記基地局はそれぞれのＵＬ／ＤＬ構成モードを実施するように構成され、該ＵＬ／ＤＬ構成モードにおいて、フレームは、ダウンリンクＤＬ、アップリンクＵＬおよびスペシャルＳサブフレームの特定のシーケンスから構成され、
    該システムは、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局が相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用し、近隣の基地局間の干渉がサブフレームごとに電力制御を実施することによって考慮されるように、基地局の動作を制御する管理メカニズムを備え、
    前記電力制御が、
    干渉する可能性のある基地局間でフレームごとのシグナリングを実行し、順次的に電力を調節すること、
    バックホール容量および／または関連する基地局によってサービスされているＵＥの数に依存して最大電力を制御すること、および
    ＤＬにおけるスペクトルの一部を除外すること
    の少なくとも１つを含む
    ことを特徴とする、セルラ通信ネットワークにおいて使用するためのリソース管理システム。
21. セルラ通信ネットワークにおいて使用するためのリソース管理システムにおいて、前記ネットワークは、ＴＤＤ（時分割二重）送信モードで動作する複数のセルに対してセルごとに少なくとも１つの基地局を有し、前記基地局はそれぞれのＵＬ／ＤＬ構成モードを実施するように構成され、該ＵＬ／ＤＬ構成モードにおいて、フレームは、ダウンリンクＤＬ、アップリンクＵＬおよびスペシャルＳサブフレームの特定のシーケンスから構成され、
    該システムは、隣接および／または重畳するカバレジエリアを有する近隣の基地局が相異なるＵＬ／ＤＬ構成モードを使用し、近隣の基地局間の干渉がサブフレームごとに電力制御を実施することによって考慮されるように、基地局の動作を制御する管理メカニズムを備え、
    変動するリソース需要を追跡するモニタリングが実行される
    ことを特徴とする、セルラ通信ネットワークにおいて使用するためのリソース管理システム。
    

Images