JP7443577B2 - 異なるモバイルネットワーク事業者の基地局のためのスペクトル範囲共有 - Google Patents

Description

本発明は、セルラ電気通信ネットワークに関する。

セルラ電気通信ネットワークは、ワイヤレス通信を介して複数のユーザ機器（ＵＥ）に音声およびデータサービスを提供する基地局を含む。基地局は、（少なくとも部分的に）セルサイトに位置し、セルサイトは、基地局を動作させるための支援インフラストラクチャ（電源など）をさらに含む。従来のアーキテクチャでは、セルサイトおよび基地局は、単一のモバイルネットワーク事業者（ＭＮＯ）によって所有および運用され（operated）、基地局は、そのＭＮＯのコアネットワークにのみ接続する。基地局は、典型的に、アンテナ支持体（例えば、マスト（mast）、アンテナフレーム、または屋上取付け具）と、１つまたは複数のアンテナと、１つまたは複数のコントローラ（例えば、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ））と、を含む。

ＭＮＯがインフラストラクチャを共有するために協働し得るいくつかの方法がある。サイト共有として知られる、共有ＭＮＯインフラストラクチャの最も基本的な例は、物理的セルサイトがＭＮＯ間で共有されるが、各ＭＮＯが基地局機器（例えば、マスト、アンテナ、およびコントローラ）の所有権および制御を維持する場合である。基地局支援機器（例えば、電源）は、サイト共有アレンジメント（arrangement）においてＭＮＯ間で共有されることも、共有されないこともあり得る。マスト共有として知られる、共有ＭＮＯインフラストラクチャの更なる例では、基地局のマスト（または同等のアンテナ支持体）がＭＮＯ間で共有されるが、各ＭＮＯは、残りの基地局機器（アンテナおよびコントローラ）の所有権および制御を維持する。この場合も、基地局支援機器（例えば、電源）は、マスト共有アレンジメントにおいてＭＮＯ間で共有されることも、共有されないこともあり得る。

共有ＭＮＯインフラストラクチャのより包括的な形態が、マルチオペレータ無線アクセスネットワーク（ＭＯＲＡＮ：Multi-Operator Radio Access Network）として知られており、ここで、セルサイト、基地局機器および基地局支援機器が、ＭＮＯ間で共有される。基地局機器は、各事業者の公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）識別子をそれぞれの信号中で送信することなどによって、全てのＭＮＯのＵＥと通信するように構成されなければならないが、各ＭＮＯの専用スペクトル範囲内で通信しなければならない。基地局機器はまた、適切なＭＮＯのコアネットワークにトラフィックを向けるように構成されなければならない。同様のアレンジメントが、マルチオペレータコアネットワーク（ＭＯＣＮ：Multi-Operator Core Network）として知られており、ここで、セルサイト、基地局機器および基地局支援機器は、先と同様に、ＭＮＯ間で共有され、異なるＭＮＯのＵＥとの通信のために、共有スペクトル範囲も使用し得る。

共有インフラストラクチャの更なる代替が、セルサイト、基地局および基地局支援機器が第三者によって所有および／または管理され、１つまたは複数のＭＮＯが第三者のインフラストラクチャ上で運用する場合である。これは、「ニュートラルホスト（neutral host）」として知られている。

現代のセルラ電気通信ネットワークにおける課題は、ＭＮＯがエネルギー効率目標を満たすことである。これらの目標は、ＭＮＯの基地局が提供し得る最大容量およびカバレッジに対して下方圧力を生じ得る。この懸念に対処するために、エネルギー節約メカニズムが導入され、これは、基地局が（全てでなければほとんどの動作が中断される）エネルギー節約モードに入ることを可能にする。エネルギー節約基地局によって以前にサービス提供されていたＵＥへのサービスの継続性を保証するために、ＵＥは、１つまたは複数の隣接する基地局に転送され得る。隣接する基地局は、サービスを提供するために、そのカバレッジエリアを変更し得る。

現代のセルラ電気通信ネットワークにおける更なる課題は、より高いデータレートなどの改善されたサービスに対するユーザ需要を満たすことであり、これは、一般にサービング基地局の容量によって制限される。

本発明の第１の態様によれば、セルラ電気通信ネットワークにおける方法が提供され、ここにおいて、セルラ電気通信ネットワークは、第１のスペクトル範囲において、第１のモバイルネットワーク事業者に第１のアクセス接続を提供するように構成された第１のトランシーバと、第２のスペクトル範囲において、第２のモバイルネットワーク事業者に第２のアクセス接続を提供するように構成された第２のトランシーバと、を含み、方法は、スペクトル共有を開始するための条件が満たされたと決定するステップ、ここにおいて、スペクトル共有を開始するための条件は、第１のモバイルネットワーク事業者に対する容量需要が第１のモバイルネットワーク事業者に利用可能な容量を超えること、および／または第１のモバイルネットワーク事業者に対するピークレート需要が第１のモバイルネットワーク事業者に利用可能な最大ピークレートを超えること、に基づく、と、決定に応答して、スペクトル共有ソリューションを識別するステップ、ここで、第１のトランシーバは、第２のスペクトル範囲において、第１のモバイルネットワーク事業者に第１のアクセス接続を提供するように構成され、第２のスペクトル範囲を使用する第１のアクセス接続の容量が、第１のモバイルネットワーク事業者に対する容量需要を満たす、と、識別されたスペクトル共有ソリューションに従って、基地局を再構成するステップと、を備える。

本発明の第２の態様によれば、命令を備えるコンピュータプログラムが提供され、命令は、プログラムがコンピュータによって実行されると、コンピュータに本発明の第１の態様のステップを実行させる。

本発明の第３の態様によれば、本発明の第１の態様のステップを実行するように構成されたプロセッサを有するネットワークノードが提供される。

本発明がよりよく理解され得るように、次に、本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、ほんの一例として説明される。

図１は、本発明のセルラ電気通信ネットワークの一実施形態の概略図である。 図２は、本発明の方法の第１の実施形態において実施される第１のプロセスを例示するフロー図である。 図３は、本発明の方法の第１の実施形態において実施される第２のプロセスを例示するフロー図である。 図４は、第１の構成における、本発明の方法の第１の実施形態を実施するセルラ電気通信ネットワークの概略図である。 図５は、第２の構成における、図４のセルラ電気通信ネットワークの概略図である。 図６は、本発明の方法の第１の実施形態を例示するフロー図である。 図７は、第１の構成における、本発明の方法の第２の実施形態を実施するセルラ電気通信ネットワークの概略図である。 図８は、第２の構成における、図７のセルラ電気通信ネットワークの概略図である。 図９は、本発明の方法の第２の実施形態を例示するフロー図である。

次に、セルラ電気通信ネットワーク１の第１の実施形態が、図１を参照して説明される。図１は、マスト２０と、基地局支援機器３０（単一のユニットとして示されているが、電源、冷却ユニットなどのような、いくつかの構成要素を備え得る）と、を含むセルサイト１０を例示する。セルサイト１０、マスト２０および基地局支援機器３０は、第１のモバイルネットワーク事業者（ＭＮＯ）と第２のＭＮＯによって共有されている。第１のＭＮＯは、セルサイトにおいて第１の基地局１００を配備し、これにより、１つまたは複数のトランシーバがマスト２０上に配置され、任意の処理機器がセルサイト１０内に位置する（および基地局支援機器３０を利用し得る）。第２のＭＮＯもまた、セルサイト１０において第２の基地局２００を配備し、これにより、第２の基地局２００のための１つまたは複数のトランシーバがマスト２０上に配置され、任意の処理機器がセルサイト１０内に位置する（先と同様に、これは基地局支援機器３０を利用し得る）。第１の基地局１００および第２の基地局２００の処理機器は、専用ハードウェア上で動作し得るか、または共通のハードウェアプラットフォーム上の仮想環境で動作し得る。

図１はまた、ニュートラルホストサイト４０を例示する。ニュートラルホストサイト４０は、第１の基地局１００および第２の基地局２００とのトランスポート接続と、第１のＭＮＯのコアネットワークとの第１のバックホール接続と、第２のＭＮＯのコアネットワークとの第２のバックホール接続と、を有する。これらの接続は、典型的に光ファイバ接続である。ニュートラルホストサイト４０は、コントローラ４２と、ルータ４４と、を含む。ルータ４４は、第１の基地局１００のためのトラフィックを、第１のＭＮＯのコアネットワークへ／からルーティングすることと、第２の基地局２００のためのトラフィックを、第２のＭＮＯのコアネットワークへ／からルーティングすることと、を担う。コントローラ４２は、セルサイトにおける共有運用の管理と、本発明の方法の実施形態の実施（以下で説明される）と、を担う。

本発明の方法の実施形態をより詳細に説明する前に、（これらの実施形態で使用される）２つのプロセスの概要を説明する。第１のプロセスは、エネルギー節約トリガメカニズムである。（図２に示されるような）この第１のプロセスの第１のステップＳ１０１において、ニュートラルホストコントローラ４２は、複数の基地局（第１の基地局１００および第２の基地局２００を含む）についての複数のメトリックを監視する。これらのメトリックは、以下を含む：
・無線容量の割合または使用されている無線リソースの割合としての無線スループットなどの、負荷の尺度（measure）、
・エネルギー消費の尺度（これは、二酸化炭素排出の単位（in units of carbon dioxide emissions）での等価な測定値に換算され得る）、
・増大したサービス（例えば、増大したデータレート）を求める要求のカウント。

第２のステップＳ１０３において、ニュートラルホストコントローラ４２は、複数のメトリックのうちの１つまたは複数が、以下のように、スペクトル共有ソリューションを開始するためのしきい値を満たすかどうかを決定する：
１．（複数の基地局のうちの１つまたは複数についての）増大したサービスを求める要求のカウントがしきい値を超えること、
２．（複数の基地局のうちの１つまたは複数についての）負荷の尺度が、追加の容量を提供するためにスペクトル共有が必要とされ得ることを示す、高負荷しきい値を超えること、
３．（複数の基地局のうちの１つまたは複数についての）負荷の尺度が、基地局がエネルギー節約モードに入り得ることを示す、低負荷しきい値を超えること、
４．（複数の基地局のうちの１つまたは複数についての）エネルギー消費の尺度が、基地局が過剰なエネルギーを消費したこと、および／または（ＭＮＯのエネルギー目標に基づいて）二酸化炭素排出の単位が多すぎる原因であることを示す、エネルギー消費しきい値を超えること。

基地局についての複数のメトリックのうちの１つまたは複数が、その基地局がエネルギー節約モードに入ることが望ましいことを示す上記の条件のうちの１つ（すなわち、オプション３またはオプション４）を満たす場合には、その基地局は、（以下で説明される）第２のプロセスにおいて、潜在的なエネルギー節約基地局として含めるために（for）識別される。基地局についての全ての性能メトリックが、関連するしきい値を満たさない場合には、その基地局は、第２のプロセスにおいて潜在的なエネルギー節約基地局として識別されない。

さらに、ステップＳ１０５において、複数のメトリックのうちの１つまたは複数がこれらのしきい値のうちのいずれか１つを満たす場合には、第２のプロセスが、スペクトル共有ソリューションを識別するためにトリガされる。全てのメトリックがこれらのしきい値のいずれも満たさない場合には、プロセスは、第２のプロセスをトリガすることなく終了する。

好適なエネルギー節約ソリューションを決定するための第２のプロセスが図３に示される。概説すると、ニュートラルホストコントローラ４２は、ＭＮＯが別のＭＮＯとスペクトルを共有する、複数の候補スペクトル共有ソリューションを識別する。ニュートラルホストコントローラ４２は、少なくとも１つの基地局がそのスペクトルを、そのスペクトルを使用しないＭＮＯ（すなわち、現在このスペクトル上でサービスが提供されているＭＮＯのうちの１つではないＭＮＯ）と共有して、当該他のＭＮＯについての追加の容量の必要性を満たす、候補スペクトル共有ソリューションの全ての可能なバリエーションを評価する。例えば、候補スペクトル共有ソリューションは、（第１のＭＮＯによって所有および運用されている）第１の基地局が、そのスペクトルを第２のＭＮＯと共有することを伴い得る。この場合、第２のＭＮＯの総容量は、第１の基地局１００の容量と第２の基地局２００の容量の合計である。

さらに、これらの候補スペクトル共有ソリューションはまた、エネルギー効率の良い方法で追加の容量の必要性を満たすソリューションを見つけるために、エネルギー節約モードのバリエーションも含む。したがって、これらのソリューションは、（第１のプロセスにおいて）潜在的なエネルギー節約基地局として識別された基地局のうちの１つまたは複数がエネルギー節約モードに入り、セルラ電気通信ネットワークにおける他の基地局のうちの１つまたは複数がエネルギー節約モード、通常（アクティブ）モード、または補償モードでそれぞれ動作する、バリエーションを含む。各候補について、ニュートラルホストコントローラ４２は、その候補ソリューションにおいてエネルギー節約モードに入る各基地局についての、基地局がエネルギー節約モードに入ることの適合性（suitability）の重み付きスコア（「エネルギー節約スコア」）と、その候補ソリューションにおいて補償モードに入る各基地局についての、基地局が補償モードで動作する適合性を表す重み付きスコア（「補償スコア」）とを評価し、これらのエネルギー節約スコアと補償スコアを合計して、その候補ソリューションについての総合スコアを得る。

例えば、ニュートラルホストコントローラ４２は、第２の基地局２００がそのスペクトルを第１の基地局１００と共有し、第１の基地局１００がエネルギー節約モードに入り、第２の基地局２００が補償モードに入る、第１の候補スペクトル共有ソリューションを評価し得る。第１のステップＳ２０１において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１の基地局１００のエネルギー節約スコアおよび第２の基地局２００の補償スコアを評価する。エネルギー節約スコアＥＳは、以下のように評価される：

ここで、
・ｎは、エネルギー節約モードに入ることについて評価されている基地局の識別子である、
・ｉは、評価されている候補ソリューションの識別子である（いくつかの異なる候補ソリューションが存在する場合、同じ基地局に対して異なるＥＳスコアが存在し得るため）、
・Ｌは、０～１の間の値に正規化された、基地局ｎの負荷を表す、
・Ｄは、０～１の間の値に正規化された、基地局ｎのエネルギー節約の望ましさ（desirability）（以下でより詳細に説明される）を表す、および
・Ｃは、０～１の間の値に正規化された、評価されている候補ソリューションの１つまたは複数の補償基地局によって基地局ｎが補償されるときの、基地局ｎのユーザおよび各補償基地局のユーザに対するコスト（これも以下でより詳細に説明される）を表す。

ＭＮＯのポリシーに基づいて、各係数（each factor）Ｌ、Ｄ、およびＣに重み付けが適用され得る。

補償スコアＣｏｍｐは、以下のように評価される：

ここで、
・ｎは、補償モードに入ることについて評価されている基地局の識別子である、
・ｉは、評価されている候補ソリューションの識別子である（いくつかの異なる候補ソリューションが存在する場合、同じ基地局に対して異なる補償スコアが存在し得るため）、および
・ＳＣは、（例えば、基地局の総容量に基づいて）０～１の間に正規化された、基地局ｎの予備容量を表す。

ステップＳ２０３では、第１の候補エネルギー節約ソリューションについての総合スコアを決定するために、（１つまたは複数の）エネルギー節約スコアと（１つまたは複数の）補償スコアが合計される。次いで、第２のプロセスは、ステップＳ２０１にループバックして、残りの候補エネルギー節約ソリューションについての総合スコアを評価する。次いで、最も高い総合スコアを有するエネルギー節約ソリューションが、実施されるべきエネルギー節約ソリューションとして選択される（ステップＳ２０５）。

望ましさ係数Ｄは、関連するＭＮＯのポリシーに基づく、エネルギー節約モードに入ることの基地局ｎに対する利益の評価である。この評価を行うために、ニュートラルホストコントローラ４２は、望ましさ係数を決定するための各ＭＮＯのポリシーをメモリに記憶し、基地局についての望ましさ係数を評価するときに、関連するポリシーを検索して取り出す（retrieves）。各ポリシーは、以下の１つまたは複数に基づき得る：
・そのエネルギー消費目標に対する基地局のエネルギー消費の尺度、および／または
・基地局ｎがエネルギー節約モードに入ることを補償するために、補償モードに入る１つまたは複数の基地局によって必要とされる追加のエネルギー分だけオフセットされた、組み合わせ（combination）ｉにおいてエネルギー節約モードに入ることによって、基地局ｎによって節約されるエネルギーの推定値。

基地局のエネルギー消費の尺度は、ＭＮＯの目標に対する、エネルギーの単位または（エネルギーの各単位について排出される二酸化炭素の量に基づく）二酸化炭素排出の単位でのその等価物に基づき得る。ＭＮＯの目標はまた、例えば１ヶ月にわたる累積目標であり得る。

コスト係数は、エネルギー節約モードに入る基地局のユーザに対する、あるいは１つまたは複数の補償基地局のユーザに対する、任意のコストを表す。これは、補償基地局によってサービス提供されているときにユーザによって経験される劣化したサービスのコスト、またはエネルギー節約基地局を補償するために（１つまたは複数の）補償基地局のうちの１つが負担するコスト（a cost incurred by）（エネルギー節約基地局および補償基地局が異なるモバイルネットワーク事業者のものである場合、ＭＯＣＮモードに切り替るために必要とされるリソースなど）であり得る。先と同様に、この評価を行うために、ニュートラルホストコントローラ４２は、コスト係数を決定するための各ＭＮＯのポリシーをメモリに記憶し、基地局についてのコスト係数を評価するときに、関連するポリシーを検索して取り出す。各ポリシーは、以下の１つまたは複数に基づき得る：
・エネルギー節約モードに入る基地局によって提供されるサービス、
・エネルギー節約モードに入る基地局のサービスコミットメント、および
・エネルギー節約モードに入る基地局のサービス提供／コミットメントを補償するための、補償モードに入る（１つまたは複数の）基地局に関する能力。

サービス提供およびコミットメントは、特定のサービスを提供しないことに対する相対コストと相関するように重み付けされ得る。したがって、コミットされたサービスを提供しないことに対してより重大なペナルティが存在し得るので、サービスコミットメントは、サービス提供よりも大きい重みを与えられ得る。さらに、補償モードに入る基地局は、エネルギー節約モードに入る基地局よりも改善されたサービス（例えば、増大したデータレートをサポートするためのより多くの容量）を提供し得る。したがって、コスト係数は、負の値になり得る。

上述されたように、各基地局がそのスペクトルを別のＭＮＯと共有し得、各基地局がエネルギー節約モード、通常（アクティブ）モードまたは補償モードのいずれかで動作する、任意の所与のアレンジメントに利用可能な複数の候補スペクトル共有ソリューションが存在する。更なる利用可能なソリューションも存在し得、ここで：
・スペクトルの一部分が、別のＭＮＯと共有され、および／またはエネルギー節約モードもしくは補償モードに切り替えられる、
・第３の基地局が、そのスペクトルを共有し、および／またはエネルギー節約モードもしくは補償モードに切り替えられる、
・各基地局が、複数のプロトコルに従ってユーザにサービス提供し、これらのサービスは、独立にスペクトルを共有し得、および／またはエネルギー節約モードもしくは補償モードに切り替えられ得る、および／または
・各基地局が、ＵＥとの通信のために複数のスペクトル範囲（複数の「キャリア」）を使用し、各キャリアは、独立にスペクトル（もしくはその一部分）を共有し得、および／またはエネルギー節約モードもしくは補償モードに切り替えられ得る。

基地局が（例えば、異なるプロトコルまたは異なるキャリアを介して）複数のアクセスオプションを提供するシナリオでは、第１および第２のプロセスは、複数のアクセスオプションの各々に対してそれらの分析を行い得る。すなわち、第１のプロセスは、スペクトル共有ソリューションがトリガされるべきかどうか、および各アクセスオプションがエネルギー節約モードに入るためにマーク付けされるかどうかを決定するために、各アクセスオプションについてのメトリックを分析し得、第２のプロセスは、各アクセスオプションが、エネルギー節約モード、通常（アクティブ）モード、または補償モードのいずれかで動作する、複数の候補スペクトル共有ソリューションを分析し得る。

次に、本発明の方法の第１の実施形態が、図４～図６を参照して説明される。セルラ電気通信ネットワークの初期状態が図４に示され、ここで、セルサイトは、ＭＯＲＡＮアレンジメントにおいて、第１の基地局１００と、第２の基地局２００と、を含み、ここで、第１の基地局１００は、第１のＭＮＯによって運用されており、第２の基地局２００は、第２のＭＮＯによって運用されている。第１の基地局１００は、第１および第２のキャリア（Ｃ１、Ｃ２）を使用し、第２の基地局２００は、第３および第４のキャリア（Ｃ３、Ｃ４）を使用する。第１、第２、第３および第４のキャリアは、ＵＥとの通信のための別個のオーバーラップしないスペクトル範囲である。

（図６のフロー図に示されるような）第１のステップＳ３０１において、ニュートラルホストコントローラ４２は、（図２を参照して上記で説明されたような）第１のプロセスを行って、第１の基地局１００および／または第２の基地局２００についての１つまたは複数のメトリックが、エネルギー節約基地局として識別されるためのしきい値を満たすかどうかを決定し、第１の基地局１００および／または第２の基地局２００についての１つまたは複数のメトリックが、スペクトル共有ソリューションをトリガするためのしきい値を満たすかどうかを決定する。この第１の実施形態では、スペクトル共有ソリューションをトリガするための最も関連のあるメトリックおよびしきい値は、上記で列挙した第１および第２のオプションである（増大したサービスを求める要求のカウントがしきい値を満たすこと、および／または、負荷メトリックが高負荷しきい値を上回ること）。決定は、これらのメトリックの一方または両方に基づき得るか、あるいはこれらのメトリックによってより大きな影響を受けるように重み付けを使用し得る。

この例では、ニュートラルホストコントローラ４２は、第２の基地局２００の第４のキャリアのＵＥによる増大したサービスを求める要求のカウントがしきい値を上回ったと決定して、スペクトル共有ソリューションを識別するための第２のプロセスをトリガする。さらに、この例では、第１の基地局１００および第２の基地局２００の各キャリアについての１つまたは複数のメトリックは、エネルギー節約モードに入るために識別されるためのしきい値を満たさない。

この第１の実施形態の第２のステップ（ステップＳ３０３）において、ニュートラルホストコントローラ４２は、候補スペクトル共有ソリューションを識別する。上述されたように、第１の基地局１００の第１および第２のキャリアならびに第２の基地局２００の第３および第４のキャリアは、それらのスペクトルを別のＭＮＯと共有し得る（例えば、第１の基地局１００の第１および／または第２のキャリアが第２のＭＮＯと共有され得るか、あるいは第２の基地局２００の第３および／または第４のキャリアが第１のＭＮＯと共有され得る）。さらに、各スペクトル共有ソリューションは、１つまたは複数の基地局の１つまたは複数のキャリアが、候補スペクトル共有ソリューションにおいて、エネルギー節約モード、通常（アクティブ）モード、または補償モードを使用することを伴い得る。この例では、第１の基地局１００の第１および第２のキャリア、ならびに第２の基地局２００の第３および第４のキャリアは、エネルギー節約モード、通常（アクティブ）モード、または補償モードのいずれかであり得る。スペクトル共有は、キャリアが、エネルギー節約モードに入る異なるＭＮＯのキャリアを補償していない限り、キャリアのエネルギー節約／通常／補償モードステータスとは独立に有効にされ得る。

ステップＳ３０５において、ニュートラルホストコントローラ４２は、各候補スペクトル共有ソリューションについての各ＭＮＯに利用可能な容量を評価する。例となる候補スペクトル共有ソリューションでは、第１の基地局１００の第１のキャリアは、そのスペクトルを第２のＭＮＯと共有し、第１の基地局１００のその他全てのキャリアは、通常（アクティブ）モードにあり、したがって、第２のＭＮＯに利用可能な容量は、第１の基地局１００の第１のキャリアと、第２の基地局２００の第３および第４のキャリアとの組み合わされた容量である。これらの容量は、各ＭＮＯに対する容量需要と比較される（ここで、この例では、第２のＭＮＯに対する容量需要が、現在の容量利用可能性（capacity availability）を超える）。第１のＭＮＯに対する容量需要が、（排他的スペクトルと共有スペクトルの両方を通じて）候補スペクトル共有ソリューションにおいて第１のＭＮＯに利用可能な容量を超え（あるいは、その９０％、９５％、９９％などのしきい値内にあり）、第２のＭＮＯに対する容量需要が、（排他的スペクトルと共有スペクトルの両方を通じて）候補スペクトル共有ソリューションにおいて第２のＭＮＯに利用可能な容量を超え（あるいは、その９０％、９５％、９９％などのしきい値内にあり）、ならびに／または第１および第２のＭＮＯに対する追加の容量需要（すなわち、排他的スペクトルを通じて利用可能であるものを超える容量需要）が、共有スペクトルを通じて第１および第２のＭＮＯに利用可能な容量を超える（あるいは、その９０％、９５％、９９％などのしきい値内にある）場合には、その候補は除外される（そして、プロセスの残りのステップでは考慮されない）。

この実施形態では、ニュートラルホストコントローラ４２は、（例えば、ユーザからのサービス要求に基づいて）各基地局の各キャリアの現在の需要を監視するアドミッション制御機能を含む。しかしながら、代替の実装形態では、基地局は、各キャリアに対する現在の需要を監視し、これをニュートラルホストコントローラ４２に報告し得る。

ステップＳ３０７において、ニュートラルホストコントローラ４２は、（図３を参照して上記で説明されたような）第２のプロセスを行い、ここで、候補スペクトル共有ソリューションは、ステップＳ３０５において除外されなかったものである。第２の基地局２００の第３および第４のキャリアの現在の容量利用可能性よりも大きい、第２のＭＮＯに対する容量需要が存在するこの例では、第１の基地局１００の第１および第２のキャリアの一方または両方が第２のＭＮＯと共有されることを伴う候補スペクトル共有ソリューションは、ステップＳ３０５において除外されない。しかしながら、第１の基地局１００の第１のキャリアまたは第２のキャリアのいずれかが第２のＭＮＯと共有されることを伴う候補スペクトル共有ソリューションは、シングルキャリア共有ソリューションがデュアルキャリア共有ソリューションよりもエネルギー効率が良いことを示す望ましさ係数のプラスの影響（the positive influence）に基づいて、（第１の基地局１００の第１のキャリアと第２のキャリアの両方が第２のＭＮＯと共有されることを伴うソリューションと比較して）より好ましい総合スコアを有し得る。したがって、ＭＮＯポリシーは、スコアリングシステムにおけるそれぞれの重みを調整することによって、容量需要を満たす利益とエネルギー節約の利益とのバランスをとり得る。

この例では、最も高い総合スコアが付けられた候補スペクトル共有ソリューションは、第２の基地局２００の第４のキャリアがエネルギー節約モードに入ることと、第１の基地局１００の第１のキャリアが補償モードに入り、第２の基地局２００の第４のキャリアを補償することと、第１の基地局１００の第２のキャリアおよび第２の基地局２００の第３のキャリアが通常（アクティブ）モードのままであることと、を伴う。第２の基地局２００の第４のキャリアがエネルギー節約モードに入ることは、（第１の基地局１００の第１のキャリアならびに第２の基地局２００の第３および第４のキャリアが第２のＭＮＯのためのサービスを提供するソリューションと比較して）第２のＭＮＯに利用可能な容量を低減させるが、第２の基地局２００の第４のキャリアがエネルギー節約モードに入ることについての望ましさ係数のプラスの影響が、このソリューションにより大きい総合スコアを与える。

ステップＳ３０９において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１の基地局１００に命令メッセージを送って、第１の基地局１００を、その第１のキャリアが第２の基地局２００の第４のキャリアを補償するように再構成させる。これは、ＭＯＲＡＮ構成からＭＯＣＮ構成への切り替えを含み、ここで、第１の基地局１００は、（第１の基地局１００と第１のＭＮＯのＵＥとの間の送信のために）第１のＭＮＯの公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）識別子と、（第２の基地局の第４のキャリアを補償するための、第１の基地局と第２のＭＮＯのＵＥとの間の送信のために）第２のＭＮＯのＰＬＭＮ識別子とを送信し始める。第１の基地局１００はまた、第２の基地局の第４のキャリアによってサービス提供されている全てのユーザのハンドオーバおよびリダイレクションを受け入れる。

ステップＳ３１１において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１の基地局１００によって現在サービス提供されている第２のＭＮＯのユーザのための任意のトラフィックが、第１の基地局１００と第２のＭＮＯのコアネットワークとの間でルーティングされるように、ニュートラルホストルータを再構成する。

ステップＳ３１３において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第２の基地局２００に命令メッセージを送って、第２の基地局の第４のキャリアをエネルギー節約モードに入らせる。

セルラ電気通信ネットワークの最終状態を図５に例示する。

したがって、本発明のこの実施形態は、スペクトル共有ソリューションにおいてそれらのそれぞれのキャリアを共有する異なるＭＮＯによる容量（例えば、より高いデータレート）に対する需要の増大に対するソリューションを提供する。さらに、この実施形態は、キャリアがエネルギー節約モードに切り替えられるスペクトル共有ソリューションを選択し、したがって、増大した容量に対する需要を依然として満たしながら、ネットワークにおけるエネルギー消費を低減させる。

次に、本発明の方法の第２の実施形態が、図７～図９を参照して説明される。この第２の実施形態の第１のステップＳ４０１において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１のプロセスを行って、第１の基地局１００および／または第２の基地局２００についての１つまたは複数のメトリックが、エネルギー節約基地局として識別されるためのしきい値を満たすかどうかを決定し、第１の基地局１００および／または第２の基地局２００についての１つまたは複数のメトリックが、スペクトル共有ソリューションをトリガするためのしきい値を満たすかどうかを決定する。この第２の実施形態では、スペクトル共有ソリューションをトリガするための最も関連のあるメトリックおよびしきい値は、上記で列挙した第３および第４のオプションである（負荷メトリックが、基地局がエネルギー節約モードに入り得ることを示す、低負荷しきい値を満たすこと、ならびにエネルギー消費メトリックが、基地局（もしくはＭＮＯ）が過剰なエネルギーを消費したこと、および／または二酸化炭素排出の単位が多すぎる原因であることを示す、エネルギー消費しきい値を満たすこと）。決定は、これらのメトリックの一方または両方に基づき得るか、あるいはこれらのメトリックによってより大きな影響を受けるように重み付けを使用し得る。

この例では、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１の基地局１００の第２のキャリアの負荷メトリックが低負荷しきい値を満たすこと、および第２の基地局２００の第３のキャリアの負荷メトリックが低負荷しきい値を満たすことを決定して、スペクトル共有ソリューションを識別するための第２のプロセスをトリガする。さらに、第１の基地局１００の第２のキャリアと第２の基地局２００の第３のキャリアとの両方が、エネルギー節約モードに入るために識別される。

ステップＳ４０３において、ニュートラルホストコントローラ４２は、候補スペクトル共有ソリューションを識別する。これらの候補スペクトル共有ソリューションは、エネルギー節約モードに入る第１の基地局１００の第２のキャリアおよび第２の基地局２００の第３のキャリア、ならびにエネルギー節約モード、通常（アクティブ）モードまたは補償モードのいずれかにある第１の基地局１００の第１のキャリアおよび第２の基地局２００の第４のキャリアの任意の組合せを含む。

ステップＳ４０５において、ニュートラルホストコントローラ４２は、各候補スペクトル共有ソリューションについての各ＭＮＯに利用可能な容量を評価する。これらの容量は、各ＭＮＯに対する容量需要と比較される（これは、第１の実施形態とは異なり、現在の容量利用可能性を超える増大ではない）。第１のＭＮＯに対する容量需要が、（排他的スペクトルと共有スペクトルの両方を通じて）候補スペクトル共有ソリューションにおいて第１のＭＮＯに利用可能な容量を超える（あるいは、その９０％、９５％、９９％などのしきい値内にある）、ならびに／または第２のＭＮＯに対する容量需要が、（排他的スペクトルと共有スペクトルの両方を通じて）候補スペクトル共有ソリューションにおいて第２のＭＮＯに利用可能な容量を超える（あるいは、その９０％、９５％、９９％などのしきい値内にある）、ならびに／または第１および第２のＭＮＯに対する追加の容量需要（すなわち、排他的スペクトルを通じて利用可能であるものを超える容量需要）が、共有スペクトルを通じて第１および第２のＭＮＯに利用可能な容量を超える（あるいは、その９０％、９５％、９９％などのしきい値内にある）場合には、その候補は除外される（そして、プロセスの残りのステップでは考慮されない）。この例では、容量需要が低い（および全てのキャリアが通常（アクティブ）モードである場合の容量利用可能性内である）場合には、除外される唯一の候補ソリューションは、特定のＭＮＯのために動作するキャリアが存在しない場合のものある（例えば、第２の基地局２００の第３および第４のキャリアの両方がエネルギー節約モードに切り替えられ、第１の基地局１００の第１および第２のキャリアは、通常（アクティブ）モードのままであり、それらのキャリアを第２のＭＮＯと共有しない）。

ステップＳ４０７において、ニュートラルホストコントローラ４２は、（図３を参照して上記で説明されたような）第２のプロセスを行い、ここで、候補スペクトル共有ソリューションは、ステップＳ４０５において除外されなかったものである。現在の容量利用可能性よりも小さい、第１および第２のＭＮＯに対する容量需要が存在するこの例では、総合スコアは、キャリアがエネルギー節約モードに入ることの利益を表す望ましさ係数によって（上記の第１の実施形態と比較して）より大きな影響を受ける。この例では、最も高い総合スコアが付けられた候補スペクトル共有ソリューションは、第１の基地局１００の第２のキャリアならびに第２の基地局２００の第３および第４のキャリアがエネルギー節約モードに入ることと、第１の基地局１００の第１のキャリアが補償モードに入り、第１の基地局１００の第２のキャリアならびに第２の基地局２００の第３および第４のキャリアを補償することと、を伴う。

ステップＳ４０９において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１の基地局１００に命令メッセージを送って、第１の基地局１００を、その第１のキャリアが第１の基地局１００の第２のキャリアならびに第２の基地局２００の第３および第４のキャリアを補償するように再構成させる。これは、ＭＯＲＡＮ構成からＭＯＣＮ構成への切り替えを含み、ここで、第１の基地局１００は、（第１の基地局１００と第１のＭＮＯのＵＥとの間の送信のために）第１のＭＮＯのＰＬＭＮ識別子と、（第２の基地局の第３および第４のキャリアを補償するための、第１の基地局と第２のＭＮＯのＵＥとの間の送信のために）第２のＭＮＯのＰＬＭＮ識別子とを送信し始める。第１の基地局１００はまた、第１の基地局の第２のキャリアならびに第２の基地局の第３および第４のキャリアによってサービス提供されている全てのユーザのハンドオーバおよびリダイレクションを受け入れる。

ステップＳ４１１において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１の基地局１００によって現在サービス提供されている第２のＭＮＯのユーザのための任意のトラフィックが、第１の基地局１００と第２のＭＮＯのコアネットワークとの間でルーティングされるように、ニュートラルホストルータを再構成する。

ステップＳ３１３において、ニュートラルホストコントローラ４２は、第１の基地局１００に命令メッセージを送って、第１の基地局の第２のキャリアをエネルギー節約モードに入らせ、第２の基地局２００に更なる命令メッセージを送って、第２の基地局の第３および第４のキャリアをエネルギー節約モードに入らせる。

セルラ電気通信ネットワークの最終状態を図８に例示する。

上記の第２の実施形態の代替では、第１および第２の基地局のキャリアは、比較的高い負荷を有し得るが、スペクトル共有ソリューションプロセスは、第１および／または第２の基地局のエネルギー消費がしきい値を満たすことによってトリガされる。この代替例では、キャリアがエネルギー節約モードに入る可能性は低い（これは、そのようなソリューションは、ステップＳ４０５において除外され得るか、または劣化したサービスによる不十分なコスト係数を有し得るからである）。

当業者であれば、候補スペクトル共有ソリューションを除外するステップは、別個のステップとして省略され、代わりに各ソリューションのコスト係数を評価することによって実施され得ることを理解されよう。さらに、候補スペクトル共有ソリューションは、全てのキャリアが通常（アクティブ）モードであることを伴い得る。これは、ネットワークの初期状態が、１つまたは複数のキャリアがエネルギー節約モードにあることであり、したがって、候補スペクトル共有ソリューションが、そのようなキャリアを通常（アクティブ）モードに切り替えることである場合に当てはまり得る。

当業者であれば、第２の基地局が必須ではないことも理解されよう。すなわち、第１の基地局１００は、第１のキャリアが第１のＭＮＯのためのものであり、第２のキャリアが第２のＭＮＯのためのものであり、第１のキャリアのためのスペクトルが第２のＭＮＯと共有される、マルチキャリア基地局であり得る。したがって、上記の実施形態は、マルチキャリア基地局を伴ういくつかの候補エネルギー節約ソリューションからソリューションを識別する際の第２のプロセスの柔軟性を例示した。当業者であれば、第１のプロセスは、それぞれの基地局において実施され得、トリガ条件が満たされたことに続いて、メッセージがニュートラルホストコントローラに送られ得ることも理解されよう（基地局はまた、ネットワークワイドの応答（network-wide response）についてニュートラルホストに通知する前に、そのサービスのうちの１つについてエネルギー節約モードに入るなど、それ自体のエネルギー節約ソリューションも行い得る）。

上記で詳述した全ての実施形態では、基地局がエネルギー節約モードを終了し、アクティブモードに再び切り替えるための後続の決定が存在し得る。これは、第１のプロセスで使用されたものと同じトリガに基づき得るか、または独立したトリガに基づき得る。（１つまたは複数の）基地局がアクティブモードに戻ると、ユーザは、アクティブモードの基地局に転送されて戻され得、補償モードの基地局は、アクティブモードに戻り得る。ニュートラルホストコントローラおよびルータはまた、ユーザのサービング基地局を介してユーザトラフィックをルーティングするように再構成され得る。

さらに、上記の実施形態は、反復的に実行され、その結果、新しいスペクトル共有ソリューションが最も好適であると決定され得、ニュートラルホストコントローラは、関連する基地局に、この新しいスペクトル共有ソリューションに切り替るように命令し得る。

当業者であれば、上記で説明された様々なプロセスがニュートラルホストコントローラ上で行われることは、必須ではないことを理解されよう。すなわち、セルラ電気通信ネットワークにおける任意のエンティティが、上記プロセスを実施し得、典型的に、事業者間の共有アレンジメントによってサポートされるであろう。さらに、スペクトル共有ソリューションに関与するキャリアが、同じ基地局または同じセルサイトの一部であることは必須ではない。

上記の実施形態では、スペクトル共有ソリューションを開始するためのトリガ条件のうちの１つは、増大したサービスを求める要求のカウントである。これは、例えば、より大きい容量を必要とする要求、またはより高いピークレートを求める要求であり得る。

当業者であれば、特徴の任意の組合せが、請求項に記載の本発明の範囲内で可能であることを理解されよう。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］ セルラ電気通信ネットワークにおける方法であって、ここにおいて、前記セルラ電気通信ネットワークは、第１のスペクトル範囲において、第１のモバイルネットワーク事業者に第１のアクセス接続を提供するように構成された第１のトランシーバと、第２のスペクトル範囲において、第２のモバイルネットワーク事業者に第２のアクセス接続を提供するように構成された第２のトランシーバと、を含み、前記方法は、
スペクトル共有を開始するための条件が満たされたと決定するステップ、ここにおいて、前記スペクトル共有を開始するための条件は、前記第１のモバイルネットワーク事業者に対する容量需要が前記第１のモバイルネットワーク事業者に利用可能な容量を超えること、および／または前記第１のモバイルネットワーク事業者に対するピークレート需要が前記第１のモバイルネットワーク事業者に利用可能な最大ピークレートを超えること、に基づく、と、
前記決定に応答して、スペクトル共有ソリューションを識別するステップ、ここで、
前記第１のトランシーバは、前記第２のスペクトル範囲において、前記第１のモバイルネットワーク事業者に前記第１のアクセス接続を提供するように構成され、
前記第２のスペクトル範囲を使用する前記第１のアクセス接続の容量が、前記第１のモバイルネットワーク事業者に対する前記容量需要を満たす、と、
前記識別されたスペクトル共有ソリューションに従って、前記基地局を再構成するステップと、
を備える、方法。
［Ｃ２］ 前記識別されたスペクトル共有ソリューションはまた、前記第２のアクセス接続の前記第２のスペクトル範囲がエネルギー節約モードに入ること、および／または前記第１のアクセス接続の前記第１のスペクトル範囲がエネルギー節約モードに入ることを伴う、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］ 前記基地局は、前記第１のスペクトル範囲および第３のスペクトル範囲内で前記第１のアクセス接続を提供し、前記識別されたスペクトル共有ソリューションはまた、前記第１のアクセス接続が前記第３のスペクトル範囲においてエネルギー節約モードに入ることを伴う、Ｃ１または２に記載の方法。
［Ｃ４］ 前記スペクトル共有を開始するための条件は、エネルギー節約に関連する、Ｃ１～３のいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ５］ 前記条件は、前記第１のアクセス接続および／もしくは前記第２のアクセス接続における負荷の尺度、ならびに／または前記第１のアクセス接続および／もしくは第２のアクセス接続のエネルギー消費の尺度を含む、Ｃ４に記載の方法。
［Ｃ６］ 命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記命令は、前記プログラムがコンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、Ｃ１～５のいずれか一項に記載のステップを実行させる、コンピュータプログラム。
［Ｃ７］ Ｃ６に記載のコンピュータプログラムを備えるコンピュータ可読キャリア媒体。
［Ｃ８］ Ｃ１～５のいずれか一項に記載のステップを実行するように構成されたプロセッサを有するネットワークノード。

Claims (8)

1. セルラ電気通信ネットワークにおけるネットワークノードによって行われる方法であって、ここにおいて、前記セルラ電気通信ネットワークは、第１の別個のスペクトル範囲において、第１のモバイルネットワーク事業者に対して第１のアクセス接続を提供する第１のトランシーバと、第２の別個のスペクトル範囲において、第２のモバイルネットワーク事業者に対して第２のアクセス接続を提供する第２のトランシーバと、を含み、前記方法は、
   スペクトル共有を開始するための条件が満たされたと決定するステップ、ここにおいて、前記スペクトル共有を開始するための条件は、前記第１のモバイルネットワーク事業者に対する容量需要が前記第１のモバイルネットワーク事業者に利用可能な容量を超えること、および前記第１のモバイルネットワーク事業者に対するピークレート需要が前記第１のモバイルネットワーク事業者に利用可能な最大ピークレートを超えること、を備えるグループのうちの少なくとも１つに基づく、と、
   前記決定に応答して、スペクトル共有ソリューションを識別するステップ、ここで、
   前記第１のトランシーバは、前記第２の別個のスペクトル範囲において、前記第１のモバイルネットワーク事業者に対して前記第１のアクセス接続を提供し、
   前記第２のトランシーバは、前記第２の別個のスペクトル範囲において、前記第２のモバイルネットワーク事業者に対して前記第２のアクセス接続を提供し続け、
   前記第２の別個のスペクトル範囲を使用する前記第１のアクセス接続の容量が、前記第１のモバイルネットワーク事業者に対する前記容量需要を満たす、と、
   前記識別されたスペクトル共有ソリューションに従って、前記第１のトランシーバを再構成するステップと、
   を備える、方法。
2. 前記識別されたスペクトル共有ソリューションはまた、前記第２のアクセス接続の前記第２の別個のスペクトル範囲がエネルギー節約モードに入ること、および前記第１のアクセス接続の前記第１の別個のスペクトル範囲がエネルギー節約モードに入ることを備えるグループのうちの少なくとも１つを伴う、請求項１に記載の方法。
3. 前記ネットワークノードは、前記第１の別個のスペクトル範囲および第３の別個のスペクトル範囲内で前記第１のアクセス接続を提供し、前記識別されたスペクトル共有ソリューションはまた、前記第１のアクセス接続が前記第３の別個のスペクトル範囲においてエネルギー節約モードに入ることを伴う、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記スペクトル共有を開始するための条件は、エネルギー節約に関連する、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記条件は、前記第１のアクセス接続における負荷の尺度、前記第２のアクセス接続における負荷の尺度、前記第１のアクセス接続のエネルギー消費の尺度、および第２のアクセス接続のエネルギー消費の尺度を備えるグループのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
6. 命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記命令は、前記プログラムがコンピュータによって実行されると、前記コンピュータに、請求項１～５のいずれか一項に記載のステップを実行させる、コンピュータプログラム。
7. 請求項６に記載のコンピュータプログラムを備えるコンピュータ可読記憶媒体。
8. 請求項１～５のいずれか一項に記載のステップを実行するように構成されたプロセッサを有するネットワークノード。

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