JP2007129708A - 資源制限自動配分の方法、基地局、移動端末、資源配分装置、およびその移動体ネットワーク - Google Patents

Abstract

【課題】利用可能な資源の上手な使用法を提供する、単一周波数ネットワークのセルまたはセクタ間の干渉を調整するための資源制限自動配分の方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、周波数帯域が少なくとも２つのサブセットＦ１、Ｆ２、〜ＦＲに分割され、単一周波数ネットワーク内の移動端末Ｔ１がパイロットシンボルの電力測定を実施し、電力測定に基づいて、干渉調整がない場合と干渉調整がある場合のセルＣ１、Ｃ２、〜内の信号対干渉比およびデータスループットが計算され、少なくとも２つのサブセットのうち少なくとも１つの専用サブセットが、セルＣ１、Ｃ２、〜内の全データスループットが最大化されるようなやり方で、制限された電力で使用されるために選択される、単一周波数ネットワークのセルまたはセクタＳ１、Ｓ２、〜間の干渉を調整するための資源制限自動配分の方法、基地局、移動端末、資源配分装置、移動体ネットワークに関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の単一周波数ネットワーク（ｓｉｎｇｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｅｔｗｏｒｋ）において干渉を調整するための資源制限自動配分（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）の方法、請求項６のプリアンブルに記載の基地局、請求項８のプリアンブルに記載の移動端末、請求項９のプリアンブルに記載の資源配分装置（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）、および請求項１０のプリアンブルに記載の移動体ネットワークに関する。

ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、直交波周波数分割多重）、単一搬送波ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、周波数分割多元接続）、あるいは複数の端末を伴うＩＦＤＭＡ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ＦＤＭＡ）などのＤＦＤＭＡ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦＤＭＡ）などの直交伝送方式が、例えば移動無線システムの無線インターフェースの今後の進化にとってますます重要になる。これらの無線システムは、現在、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ、第３世代移動通信システム標準化団体）のＴＳＧ−ＲＡＮ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ、技術仕様化グループ―Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ、無線アクセスネットワーク）で、例えば標準ＩＥＥＥ８０２．１１ａに準じる無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、あるいは第４世代無線インターフェースについて議論されている。

許可された帯域幅が与えられると、例えば静止画のアップロードやビデオ通信などのネットワークプロバイダからの伝送能力は、すべてのユーザが可能な限り多くの加入者にサーブできるよう、可能な限り高くなければならない。またユーザによって経験されるサービス品質、とりわけサービスの受信可能範囲（ｃｏｖｅｒａｇｅ）は、ユーザから求められる重要な特性である。したがってアクセス方式は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）のセル境界でうまく機能させたい。そのため、ある種のネットワーク設計では、干渉調整方式がセルをまたいでの資源の配分に基づいている。この資源の配分は、周波数帯域が分割されたものであるサブセット群のうちの被制限サブセットに、セルでの伝送電力という制限事項を配分することを含む。

マルチセルエリア（ｍｕｌｔｉ−ｃｅｌｌ ａｒｅａ）では、つねに異なる制限設定が遭遇する２セル間の領域および境界領域全体で、可能な限り多くのスペクトルが使用されてよく、したがってデータスループットが最大化されるように、制限事項が配分されなければならない。

したがって制限事項を配分する目的は、隣接するセルまたはセクタが異なる制限事項をもち、それに対応する、例えばセルを離れる可能性のある、境界領域内の移動端末について優先的に使用されるサブセットとして、見込まれる優先事項が、境界領域の異なる部分にまたがって配分されることである。

この制限事項の配分は、新しいセルが既存のネットワークに追加される、あるいは既存のセルが取り除かれる場合に、再考あるいは改定されなければならない。

現実には、ネットワークは、実際の地理、および基地局が置かれてよい利用の限られた地理的位置に適合されなければならない。そのため基地局のパターンはもはや一定することはない。したがって制限事項または優先事項についてのネットワーク設計は、実際の、配置の一定しない基地局に合わせてなされなければならない。また、すでに他の基地局が置かれているエリアに新しい基地局が追加される場合、制限事項を配分または再配分することが、そのタスクとなる。

本発明の目的は、利用可能な資源の上手な使用法を提供する、単一周波数ネットワークのセルまたはセクタ間の干渉を調整するための資源制限自動配分の方法を提示することである。

この目的は、請求項１の教示による方法、請求項６の教示による基地局、請求項８の教示による移動端末、請求項９の教示による資源配分装置、および請求項１０の教示による移動体ネットワークにより達成される。

本発明の主要な考えは、資源制限事項の自動配分がネットワークエンティティ（ｎｅｔｗｏｒｋ ｅｎｔｉｔｙ）によってなされ、例えば１日といった代表的な時間間隔で報告される、移動体ネットワーク内の実際の移動端末による電力測定に基づき、その測定により、または干渉調整の場合には、対応して計算される見込まれる改良により配分が実施されることである。したがって測定は干渉調整から見込まれる改良に対して評価される。

したがって、典型的なシナリオでは、まず、資源制限事項が設定されないで、あるいは資源制限事項を粗く配分したまま、セルが追加されてよい。次いで、そのセルおよび見込まれる資源制限事項が、隣接する基地局、すなわち、そのスケジューラに知らされるはずである。次いで、動作時間中の電力測定の後、この資源自動配分処理が生じ、資源制限事項の改良された配分がもたらされるはずである。

本発明のさらなる展開は、従属請求項および以下の説明から集められてよい。

以下で、本発明は、さらに添付の図面を参照しながら説明される。

本発明による移動体ネットワークは、移動端末、基地局、および少なくとも１つの資源配分装置を含む。

前記移動端末はそれぞれ、１つまたは複数の前記基地局に接続され、基地局は次に基地局コントローラを介してコアネットワーク（ｃｏｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続される。前記基地局はそれぞれ、前記少なくとも１つの資源配分装置の少なくとも１つに接続される。

移動端末は、単一周波数ネットワーク、例えばＯＦＤＭネットワークで送受信するための移動端末の機能を含む、すなわち移動端末は基地局によって移動体ネットワークと接続されてよい。

また、本発明による移動端末は、移動端末がサービスを受けているセルおよび隣接セルのパイロットシンボルの電力測定を代表的な時間間隔で実施する手段と、前記電力測定に基づいて、干渉調整がない場合と干渉調整が最も強い干渉物の除去に繋がる場合の信号対干渉比を計算する手段と、その信号対干渉比を基地局に送る手段とを含む。

基地局は、単一周波数ネットワーク、例えばＷＬＡＮまたはＯＦＤＭネットワークの基地局の機能を含む、すなわち基地局は、移動端末が移動体ネットワークに接続される可能性を提供する。

また、本発明による基地局は、移動端末が、その端末がサービスを受けているセルおよび隣接セルのパイロットシンボルを測定することによって実施されるパイロットシンボルの電力測定に基づいて、干渉調整がない場合と干渉調整が最も強い干渉物の除去に繋がる場合のセル内の信号対干渉比を計算する手段と、その信号対干渉比を他のネットワーク装置に送る手段とを含む。

本発明による資源配分装置は、移動端末によって測定されるセル内の信号対干渉比により、干渉調整がない場合と干渉調整が最も強い干渉物の除去に繋がる場合のデータスループットを計算する手段と、少なくとも１つの被制限サブセットを、セル内の全データスループットが最大化されるようなやり方で、少なくとも１つの専用セルで制限された電力で使用するために選択する手段とを含む。

以下で、例を通じて、本発明による方法が、図１〜６を参照しながら詳細に説明される。

本発明による方法は、ＵＴＲＡＮ機能強化版（ＵＴＲＡＮ ＝ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるＯＦＤＭ伝送について説明されるが、本発明はまた、例えばサイクリックプレフィックス（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）および周波数領域等化（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）を用いる単一搬送波システム、あるいは移動端末に異なる搬送波が配分される他のＦＤＭＡシステムに使用されてもよい。

単一周波数ネットワークＳＦＮ、すなわち１つの周波数を繰り返し利用するシステムでは、隣接する基地局に起因するセル境界での干渉状況が、このセル境界で達成可能なスループットを大いに制限する。セルの内部領域では、ＳＦＮ方式を妥当なものとする帯域幅により、この制限はさらに大きくなる。

本発明は、周波数帯域をサブセットに分割することに基づいている。ＯＦＤＭネットワークでは、搬送波がチャネルの固有関数であることから、例えばＣＤＭＡネットワーク（ＣＤＭＡ＝Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）とは対照的に、干渉が設計、回避されてよいことが知られている。この設計はまた、直交上りリンク方式（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｕｐｌｉｎｋ ｓｃｈｅｍｅ）についても可能である。したがって、周波数帯域または１組の時間周波数特性（ｔｉｍｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐａｔｔｅｒｎｓ）を、互いにごく僅かしか干渉しない、いくつかの互いに相関しない（ｄｉｓｊｏｉｎｔ）サブセットに分割することが可能である。これらのサブセットは、基地局が同期される場合には、時間特性に対応することができる。従来通り基地局が同期されることがなければ、このサブセットは周波数特性に対応することができる。一般に、これらのサブセットはいくつかの時間周波数特性それぞれに対応することができる。

図１は、図の上の部分に、周波数軸ｆに沿って、いくつかの互いに相関しないＲ個のサブセットＦ１、Ｆ２、〜ＦＲを示す。これらサブセットはすべて、電力軸ｐに沿って同一の最大電力値を有してよく、すなわちサブセットはすべて同一の最大電力で使用される。これらサブセットは、周波数選択性フェーディングチャネル（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｆａｄｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）に対して堅牢であるために周波数ダイバース周波数特性（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｅｒｓｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐａｔｔｅｒｎｓ）を含んでよい。簡略にするため、図１に示すように、それらは周波数軸ｆ上にブロックで示されている。

一般的な例では、サブセットが互いに相関しないものである必要はない。ただし、それにより処理はより複雑になる。

次に、セル固有の電力設計（ｃｅｌｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｎｉｎｇ）がこれらサブセットに対して可能である。例えば、専用セルを利用する下りリンクに応じて、専用サブセットだけが低電力、すなわちそのセルにおける資源制限で使用されてよい。

この電力制限は、図１の下の部分に示されている。ここでは被制限サブセットＦｎだけが、制限された電力ｐ１で最大限に使用されている。

干渉電力設計をもつ本発明は、図２に示すように、無指向性アンテナおよび六角形のセルで示されてよく、この場合、Ｒ＝７である。

セルは、各セルの専用被制限サブセットＦｎを示す番号ｎをもつＣｎで示され、セルの境界領域で使用されるサブセットＦｋは番号ｋを付けて示される。セル内部のエリアでは、サブセットはすべて上りリンクに使用される。図１に示すように、下りリンクでは、各専用被制限サブセットＦｎだけが制限された電力で使用される。下りリンクで、例えば干渉調整がこのように機能することで、隣接するセルにおける資源制限が、在圏する（ｏｒｉｇｉｎａｌ）セルにサービスを受けていて、その隣接セルに近づく移動端末を優先するものとなる。

したがって、資源制限事項を配分する目的は、可能な限り多くのスペクトルが全境界領域で使用されてよく、その結果データスループットが最大化されるように、隣接するセルまたはセクタが異なる資源制限事項をもち、それに対応する、セルを離れる可能性のある、境界領域内の移動端末への見込まれる優先事項が、境界領域の異なる部分にまたがって配分されることである。

Ｒ＝７を選択することによって、セルが異なるセル番号ｎ、すなわち異なる専用被制限サブセットＦｎをもつ隣接セル（ｎｅｉｇｈｂｏｒｓ）に囲まれることが達成される。

アナログのシナリオが図３に示されている。ここでは、Ｒ＝９の例示的な場合の、セクタに分けられた六角形のセルについて干渉電力設計が示されている。

セクタは、各セクタの専用被制限サブセットＦｎを示すｎをもつＳｎで示され、セクタの境界領域で使用されるサブセットＦｋは番号ｋを付けて示される。セクタ内部のエリアでは、サブセットはすべて上りリンクに使用されるが、各専用被制限サブセットＦｎは、干渉によってより負荷がかかるので、この内部エリア内での強いセル間干渉の監視下でだけ使用されてよい。各専用被制限サブセットＦｎは、図１に示すように、制限された電力でだけ使用される。

次に、実際には、移動体ネットワークが、実際の地理、および基地局が置かれてよい利用の限られた地理的位置に適合されなければならない。そのため基地局のパターンはもはや一定することはない。したがって資源制限事項または優先事項についてのネットワーク設計は、かかる実際の、配置の一定しない基地局に合わせてなされなければならない。また、すでに他の基地局が置かれているエリアに新しい基地局が追加される場合、資源制限事項を配分または再配分することが、そのタスクとなる。

本発明によれば、資源制限事項の自動配分は、例えば１日といった代表的な時間間隔で報告される、移動体ネットワーク内の実際の移動端末による電力測定に基づく資源分散装置によってなされ、その測定、または干渉調整の場合には、対応して計算される見込まれる改良により配分がなされる。測定値は干渉調整から見込まれる改良に対して評価される。

したがって、典型的なシナリオでは、まず、資源制限事項が設定されないで、あるいは資源制限事項を粗く配分したまま、セルが追加されてよい。次いで、そのセルおよび見込まれる資源制限事項が、隣接する基地局、すなわち、そのスケジューラに知らされるはずである。次いで、動作時間中の電力測定の後、この資源制限自動配分処理が生じ、改良された配分がもたらされるはずである。

各セル内部で電力を制限されている周波数スペクトルの被制限サブセットは、分離的（ｄｉｓｊｕｎｃｔｉｖｅ）である必要はなく、基本ユニット、すなわち、サブセットを構成する、スケジューリング用の基本ユニットである周波数特性の選択に関係なく、境界領域で見込まれる改良データスループットについて同じ計算がなされてよい。サブセットは、選択された周波数特性によって表わされ、ｎが周波数特性の数である場合、２^ｎある可能性のうちの１つである。このことは配分処理を数量の上で極めて複雑にする。したがって、以下の説明では、一般性を失うことなく、どのセルまたはセクタでも分離的なＲ個のサブセットから１つだけが制限されてよいという前提を使用する。

新しいセルがある特定の位置に設定されなければならない場合、そのセルは、おそらくユークリッド距離に基づくＭ個の最寄りの隣接セルをもつことになる。隣接するセルの輪の外側にあるセルは、新しく設定されたセルに直接的な影響をもたない。

図４では、概略的に輪状に描かれた複数のセルが示されている。新しく設定されたセルはＣ_１で示され、前記セルＣ_１は５つの最寄りの隣接セルをもつ。電力を制限される被制限サブセットのインデックスは、各最寄りの隣接セルではｘ_ｉで示されている。最寄りの隣接セルに隣接するセルの輪に属し、インデックスｎ_ｉの付いた被制限サブセットをもつセルは、新しく設定されたセルＣ_１に直接的な影響をもたない。

新しいセルＣ_１における資源制限配分は、Ｍ個の最寄りの隣接セルでの資源制限事項の設定を変えないまま、最適化されてよい。これは迅速であるが、あくまで次善であってよい。すべてのセルに再配分がなされるのであれば、理論上の最適化は達成され得るであろうが、例えば数千ものセルからなるネットワーク設計全体が、新しい１つのセルＣ_１の設定によって修正されるべくもないので、最寄りの隣接セルの輪の外側の輪のセルにおける資源制限設定は変えずにおくのが、理にかなった方式であるべきである。

本発明は、さらに以下で一般的な例について説明される。

本発明は、経験された（ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ）信号対干渉比、または干渉調整によるデータスループットが、選択された資源制限配分により、最適化の領域で検討され最大化されることを含む。

当該セルで選択されたインデックスｘ_ｉに依存する、具体的なセルまたはセクタＣ_ｉを検討すると、サブセット

は電力を制限される。干渉調整によって達成されてよいデータスループットゲイン（ｄａｔａ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｇａｉｎ）は、この選択されたインデックスｘ_ｉと、インデックスｘ_ｊをもつ隣接セルまたはセクタのインデックスとに依存する。セルＣ_ｉおよび隣接セルの被制限サブセットが異なる、すなわち

の場合、２つのセルの境界領域でのデータスループットゲインは、干渉調整によって実現されてよい。セルＣ_ｉでサービスを受けている移動端末がセルＣ_ｊの境界に近づくと、干渉調整が可能な場合、Ｃ_ｉ内部でのデータスループットゲインが達成される。また、別の移動端末が、隣接セルＣ_ｊ内部にあり、そこからサービスを受けている場合、次いで、セルＣ_ｉおよび隣接セルの被制限サブセットが異なる、すなわち

の場合、セルＣ_ｉの外側を除くセルＣ_ｊの境界領域でのデータスループットゲインもまた、この別の移動端末が外側からセルＣ_ｉに近づくときに達成される。

これらのデータスループットゲインは、電力測定値から計算あるいは概算されてよい。

セルＣ_ｉ内部の移動端末が、セルＣ_ｉからのパイロット、したがって

によって示される受信強度、強度

をもつセルＣ_ｊからの近隣で最も強いパイロット、および

をもつセルｋからの２番目に強いパイロットを測定する。また、｜ｐ｜^２がパイロットシンボル電力であり、αが定数である場合、データ電力｜ｄ｜^２が｜ｄ｜^２ ＝α｜ｐ｜^２によって得られるのであれば、最悪の場合の概算が、より遠いセルからの特定されない干渉強度Ｉ_ｇｅｓについてなされてよい。

次いで、以下で示すように、調整されないサブセット、および干渉調整により最も強い干渉物が除去された場合のサブセットについて、信号対干渉比が計算あるいは概算されてよい。

異なる干渉シナリオについては、信号対干渉比におけるゲインがどのようにして見出されるか、あるいは概算されるかが示される。

図５で、見込まれる干渉状況が示される。そこでは、信号および干渉が周波数ｆに対して示されている。軸Ｓ（ｆ）およびＩ（ｆ）に沿った矢印はパイロットを表し、データは矩形信号で示されている。軸Ｓ（ｆ）に沿って、セルＣ_ｉでサービス中の基地局からの伝送されたパイロットおよびデータが示されている。軸Ｉ（ｆ）に沿って、２つの干渉するセルＣ_ｊおよびＣ_ｋからの伝送されたパイロットおよびデータが、それぞれ点線および実線の矢印ならびに矩形信号で示されている。

調整されていない場合の信号対干渉比ＳＩＲ_ｕは、一般に以下のように計算されてよい。

干渉の強度に応じて３つの場合が区別されてよい。
１．測定時に、セルＣ_ｉからの独自のパイロットは突出しているが、隣接セルからのパイロットで、セルＣ_ｉからの独自のデータの電力レベルを越えて測定されるパイロットは他にない。そのため干渉データは、振幅においてもセルＣ_ｉの独自のデータを大きく下回るが、その多くは重複している。その場合、干渉調整は機能しないか、あるいは利益をもたらすことはない。特定のセルのインデックスについての測定および報告は、可能でもないし必要でもない。
２．測定時に、セルＣ_ｊからのパイロットだけがセルＣ_ｉのデータに対し際立っているが、セルＣ_ｋからのパイロットはそうではない。そのため、セルＣ_ｊからの干渉物だけが存在し他の干渉物が存在しなければ、干渉調整は多くの、理論的には無限の信号対干渉比をもたらすはずである。しかし実際には、これが可能でないことは実際的なセル配置シナリオにより知られている。５〜７ｄＢの信号対干渉比のゲインを超えるゲインが生じることはない。そのため、もう一方の干渉物、例えばパイロット電力レベル

をもつセルＣ_ｋからの干渉物は、そのパイロットとともにセルＣ_ｉのデータ振幅をちょうど下回るという最悪の場合の仮定をたてる。そのため、この干渉物はセルＣ_ｉのデータ振幅を上回ることはない。そうでなければセルＣ_ｋからのパイロットが測定可能となるからである。次の場合が当てはまる。しかしセルＣ_ｉのデータ振幅を大きく下回ることもない。というのもそれでは理想的に過ぎるはずであるからである。パイロット対データ比については、｜ｐ｜^２をパイロットシンボル電力とすると、式｜ｄ｜^２ ＝α｜ｐ｜^２が与えられる。次いで、

または

が仮定されてよい。

は

を少なくとも数デシベル下回る。そうでなければセルＣ_ｋからのパイロットがまた測定可能となるはずである。したがって、調整されていない信号対干渉比ＳＩＲ_ｕ

または

が仮定されてよい。
最悪の場合の仮定についての調整されている信号対干渉比ＳＩＲ_ｃについては、信号対干渉比ＳＩＲ_ｃは

に限定される。
そのため信号対干渉比ＳＩＲ_ｃおよび見込まれるデータスループットが計算、報告されてよい。
３．測定時に、干渉するセルＣ_ｊおよびＣ_ｋからのパイロットが、セルＣ_ｉのデータに対して突出している。干渉調整は、セルＣ_ｊからの最も強い干渉物が取り除かれることをもたらす。特定化されない干渉Ｉ_ｇｅｓは、セルＣ_ｋからの干渉に対して無視されてよい。そうでなければ４番目のパイロットを目にするはずである。あるいは特定化されない干渉Ｉ_ｇｅｓは、近似的に、そのパイロットレベルについてはセルＣ_ｉからのデータレベルであり、そのデータレベルについてはセルＣ_ｉからのデータレベルを１係数α下回ると仮定されてよい。そのため調整されていない信号対干渉比ＳＩＲ_ｕについて、以上のことは、

を意味し、調整されている信号対干渉比ＳＩＲ_ｃは、

である。そこで、特定化されない干渉Ｉ_ｇｅｓを無視するという正しい場合に、信号対干渉比間のゲインは、

である。

したがって、見込まれる状況について、調整されていない信号対干渉比ＳＩＲ_ｕと調整されている信号対干渉比ＳＩＲ_ｃが、利用可能な測定値からどのように計算されてよいかが示される。以上のことから、データスループット値が、例えばシミュレーションカーブを使用することによって、引き出されてよい。

したがって、干渉調整の可能性がない場合の移動端末の見込みデータスループット（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｄａｔａ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）Ｔｈ_ｕが計算あるいは概算されてよく、移動端末が、干渉調整から利益を得ることができ、干渉するセルで電力を制限されるサブセットにスケジュールされてよい場合には、移動端末のための、Ｔｈ_ｃで示される、より高い見込みデータスループットが計算されてよい。

したがって、データスループットは、移動端末から基地局へ報告される電力測定値の関数であり、すなわちある特定の強度の干渉物が移動端末を妨害する場合、それは

および

である。したがって、干渉調整がない場合のデータスループットＴｈ_ｕ（ｔ）と干渉調整がある場合のデータスループットＴｈ_ｃ（ｔ）が計算されてよい。したがって、セルＣ_ｊからの干渉が時間ｔでセルＣ_ｉ内の移動端末から測定される場合、セルＣ_ｉ内のその移動端末が、他のサブセットではなく、サブセット

にスケジュールされるのであれば、スループットゲインΔＴｈ（ｔ）は、ΔＴｈ（ｔ）＝Ｔｈ_ｃ（ｔ）−Ｔｈ_ｕ（ｔ）である。

同様にして、上りリンクについて計算がなされてよい。

セルＣ_ｉ内の複数の移動端末からの電力測定をまとめることによって、またこの干渉期間の時間でΔＴｈ（ｔ）をまとめることによって、あるいはゆっくり変化する処理が実施されている場合には、二段抽出（ｓｕｂｓａｍｐｌｉｎｇ）、サンプリング期間Δｔでの多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ）、および要約（ｓｕｍｍｉｎｇ ｕｐ）によって、Ｃ_ｊからの干渉とセルＣ_ｉとの組合せからの平均データスループットゲインｇ_ｉｊが獲得され記録されてよい。以上のことは、代表的な時間期間でなされるべきである。

ゲインは２つのセルＣ_ｉとＣ_ｊにおいて同等でない資源制限事項についてのみ獲得可能である。したがって、積
│ｓｉｇｎ（ｘ_ｉ−ｘ_ｊ）│・ｇ_ｉ，ｊ
は、セル設計または資源制限配分により、セルＣ_ｉおよびＣ_ｊで制限電力について使用される被制限サブセットのインデックスが、それぞれｘ_ｉおよびｘ_ｊに設定される場合、達成可能なゲインを与える。ｘ_ｉ≠ｘ_ｊの場合にだけ、このゲインは実現されてよい。

次に、セルＣ_ｉからの妨害を測定するセルＣ_ｊ内の移動端末からの外部データスループットゲイン（ｏｕｔｓｉｄｅ ｄａｔａ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｇａｉｎ）が、同様にして計算されてよい。セルＣ_ｊ内の移動端末の電力測定が、平均データスループットゲイン

を決定する方法に類似した、平均データスループットゲインｇ_ｉ，ｊの決定に使用される。

資源制限配分に応じて、再び、積

が、資源制限配分により、達成可能なデータスループットゲインを与える。

本発明の一実施形態では、移動端末がデータスループットゲインを決定し、そのデータスループットゲインを、その端末がサービスを受けている基地局を介してアクセスサーバまたは資源配分装置に報告する。

本発明の他の実施形態では、移動端末が電力測定値を、その端末がサービスを受けている基地局に報告し、基地局が次に平均データスループットゲインを決定し、その平均データスループットゲインをアクセスサーバまたは資源配分装置に報告する。

本発明の他の実施形態では、移動端末が電力測定を、その端末がサービスを受けている基地局を介してアクセスサーバまたは資源配分装置に報告し、アクセスサーバまたは資源配分装置が平均データスループットゲインを決定する。

全体で、セルＣ_ｊとセルＣ_ｉとの組合せにおける両側のデータスループットゲインは、

である。

次に、マルチセルエリア全体をカバーするために、予測される最適化の対象である関連するすべての境界エリアに対して、これらゲインの総和がなされなければならない。

ここでは２つの場合が強調されてよい。

第１の場合、新しいセルＣ_１の最寄りの隣接セルすべてが、それらの被制限サブセットインデックスｘ_ｊを維持する。そこで図４を参照すると、新たに設定されたセルＣ_１の周りの最寄りの隣接セルの内側の輪は、ｊ＝２〜Ｍ＋１である、独自のサブセットインデックスｘ_ｊを維持している。

第２の場合、複数のセルが同時に最適化され、したがって、例えば図４を参照すると、外側のセルのいちばん外側の輪だけが、ｊ＝Ｓ＋１、Ｓ＋２、〜Ｌである、独自の被制限サブセットインデックスｘ_ｊを維持し、被制限サブセットインデックスｘ_１〜ｘ_ｓが探索される。固定されたままの被制限サブセットインデックスはまた、変数間の区別を容易にするために、ｊ＝Ｓ＋１、Ｓ＋２、〜Ｌである、ｎ_ｊで示されてもよい。

図６は、中央に新たに設定されたセルをもつ、セクタに分けられた多数のセルを示す。新たに設定されたセルの３つのセクタは、電力を制限され、探索される被制限サブセットをもち、それぞれインデックスｘ_１、ｘ_２、ｘ_３を付けて示されている。最寄りの隣接セルの被制限サブセットは、ｎ_１〜ｎ_２１で示され、すべて固定されており、したがって、図６は、上記で述べた第１の場合を表している。

次に、第１の場合に取り掛かるために、ｘ_１がインデックスセット（ｉｎｄｅｘ ｓｅｔ）Ｉ_Ｒ＝｛１，２，〜Ｒ｝から探索され、総和はＭ個の最寄りの隣接セルとの境界でなされさえすればよい。したがって、データスループットゲイン

が、

として与えられる。

見込まれる制限数Ｖ∈｛１，２，〜Ｒ｝に従って、与えられた被制限サブセットインデックスｘ_ｊを分類する場合、セットＩ_ｖは値ｖをもつ被制限サブセットインデックスｘ_ｊを表す。次いで、以下のように、和が並べ替えられ、２つの和に分けられてよい。

検討されたセルのいずれかに被制限サブセットインデックスとして使用されていないインデックスｖがある場合、最終の和は空であり、したがってゼロであってよい。したがって、ｘ_１が、周囲で使用されなかったそのような値ｖに選択される場合、それが最適である。

かかる値がない場合、総和されたデータスループットゲインはつねに正数であるが、すべてのデータスループットゲインが実現されてよいわけではないことが想起される。したがって、インデックスｘ_１が選択され、その結果、最小の正数データスループットゲインが犠牲になる場合に、明白な最適さが見出される。それはｘ_１＝ｖであり、この場合、

が最小である。どの場合でも、解決は簡単に与えられてよい。

複数のセルが最適化される第２の場合、探索される変数ｘ_１〜ｘ_ｓの設定に影響される、すべての関連する境界で総和がなされなければならない。固定されたセル間の境界を排除することは、いささか複雑である。表記を簡略にするために、総和はまた、このことが、探索される変数に影響されない外側の輪の内部に一部の固定された部分を含む場合であっても、検討されたＬ個のセルすべてで実行されてもよい。

その場合、エリア全体のデータスループットゲインは、

として与えられる。

固定されたままの被制限サブセットインデックスは、ｎ_ｓ＋１〜ｎ_Ｌで示される。図６では、Ｓ＝３のはずである。固定されたセル境界データスループットゲインを差し引くと、残りの影響を受ける境界のデータスループットゲインは、以下として与えられる。

ｇｍ_ｉ，ｊ＝ｇｍ_ｊ，ｉなので、Ｌ個のセルをもつエリア全体のデータスループットゲインについて上記で述べた処理は、境界ゲインを含む対称行列を使用する以下の処理によって表されてよい。この表記は、変数が交差する点（ｃｒｏｓｓｐｏｉｎｔｓ）で出会う場合、変数ｘ_ｉ、ｘ_ｊまたはｎ_ｊが異なる値をとるのであれば、境界ゲインが得られることを表している。

したがって、データスループットＧは以下として与えられる。

次いで、固定されたセルの境界ゲインを差し引くことを望む場合、Ｓおよびそれ以上の値のインデックスをもつ右下四角のゲインが差し引かれるはずである。

この第２の場合では、合計ゲインＧを最大化する解決策はより複雑であり、インテリジェント探索アルゴリズム（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｅａｒｃｈ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ）が検討される必要がある。

完全探索（ｆｕｌｌ ｓｅａｒｃｈ）はつねに解決をもたらす。図６の場合、例えば、内側のセルおよび内側の層（ｔｉｅｒ）が最適化されなければならない場合、１２のセルからなる、いちばん外側の輪だけが固定される。次いで、内側の層のすべてのインデックスもまたｘ_ｊで示されるように、表記が変更されるべきである。したがって、次いで、それぞれのセクタを含む７個のセルが最適化されなければならない。

１セルにつき３つの可能な回転をもつ３つの選択可能なセクタ設定があると仮定すると、各セルについて９つの可能性しか残らない。この場合、完全探索は、約４．７×１０^６である９^７の可能性をすべて試すはずである。これは、中程度の処理能力でもより長い期間をかければ、なお実行可能である。

結論として、解決はどんな場合でも可能であり、このアルゴリズムはネットワークによって実行されることが提示されなければならない。

同様にして、上りリンクについても、回避される干渉が計算されてよい。

上記で述べたのと同じやり方では、基準が全スループットを検討することはできないが、セル境界（ｃｅｌｌ ｅｄｇｅ）での最小スループットは検討できる。配分は、この基準の最適化に基づいてよい。

どの場合でも、結果として、見出された資源制限配分は、次いで、ネットワーク機能を最適化し、関与する基地局に通知される。また、近隣の基地局にも新しい設定が知らされることが配慮される。

与えられた解決策によって、新しいセルの追加が手動による資源配分設定なしでも可能である。

与えられた解決策は、配列（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）ではなく、実際のトラフィック分配（ｔｒａｆｆｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）および端末発生（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓ）に基づく最適な資源配分に至る。

ネットワークエンティティ内で自動的に実行される、この配分によって、ネットワークプロバイダによるメンテナンス努力の軽減が可能である。

最適化は手動設定の場合より頻繁に実行されてよい。見込まれる新しい設定についてのゲインは、再構成が功を奏するかどうかを判定するために、現状でのゲインと比較されてよい。

ＯＦＤＭまたは単一搬送波ＦＤＭＡ周波数帯域の分離的なサブセットへの分割、および被制限サブセットの電力制限を概略的に示す図である。 専用サブセットを境界領域の移動端末に割り振る、六角形セルのパターンを概略的に示す図である。 専用サブセットを境界領域の移動端末に割り振る、セクタに分けられたセルのパターンを概略的に示す図である。 ５つの最寄りの隣接セルと外側のセルの輪に囲まれた、新たに設定されたセルＣ_１を概略的に示す図である。 パイロットおよびデータ干渉電力を概略的に示す２つの干渉物をもつ、セル境界での干渉状況を概略的に示す図である。 インデックスｎ_１をもつ固定された被制限サブセットをもつセルとインデックスｘ_１を付けて示される被制限サブセットが探索されるセルとをもつ、セクタに分けられたセルについてのセル配置を概略的に示す図である。

符号の説明

Ｆ１、Ｆ２〜ＦＲ サブセット
Ｃ１、Ｃ２、〜 セル
Ｓ１、Ｓ２、〜 セクタ
Ｔ１ 移動端末
Ｓ、Ｉ 軸

Claims (10)

1. 周波数帯域が少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）に分割され、前記少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）のうち少なくとも１つが、少なくとも１つのセルまたはセクタで制限された電力で使用される、単一周波数ネットワークのセル（Ｃ１、Ｃ２、〜）またはセクタ（Ｓ１、Ｓ２、〜）間の干渉を調整するための資源制限自動配分の方法であって、
   単一周波数ネットワーク内の移動端末（Ｔ１）が、その端末がサービスを受けているセルおよび隣接セルのパイロットシンボルの電力測定を代表的な時間間隔で実施することと、
   前記電力測定に基づいて、干渉調整がない場合と干渉調整が最も強い干渉物の除去に繋がる場合のセル（Ｃ１、Ｃ２、〜）内の信号対干渉比が計算されることと、
   信号対干渉比によって、干渉調整がない場合と干渉調整がある場合のデータスループットが計算されることと、
   前記少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）のうち少なくとも１つの専用サブセットが、セル（Ｃ１、Ｃ２、〜）内の全データスループットが最大化されるようなやり方で、少なくとも１つの専用セル（Ｃ１）またはセクタ（Ｓ１）で制限された電力で使用されるために選択されることとを特徴とする、方法。
2. 被制限サブセットが選択される専用セル（Ｃ１）またはセクタ（Ｓ１）が１つだけ存在する場合、この専用セル（Ｃ１）またはセクタ（Ｓ１）の最寄りの隣接セルまたはセクタが、前記最寄りの隣接セルまたはセクタ内で制限された電力で使用されるサブセットに従ってグループに分割され、前記専用グループからの干渉を除去する場合の専用セル（Ｃ１）での（異なって選択された対峙する資源制限事項に基づく）干渉調整がある場合の、最寄りの隣接セルまたはセクタの専用グループの境界領域でデータスループットの最も低い改善を伴う最寄りの隣接セルまたはセクタの専用グループが判定され、前記最寄りの隣接セルまたはセクタの専用グループで制限された電力で使用されるサブセットが、専用セル（Ｃ１）またはセクタ（Ｓ１）でも制限された電力で使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 専用セル（Ｃ１）が、単一周波数ネットワークに新たに導入されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 外側の層のセルまたはセクタがその資源制限を変えずにおかれ、内側のグループのセルまたはセクタだけがその資源制限配分で最適化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. セルの資源制限事項が、縮小した１組の選択可能なセクタ設定からだけ選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 周波数帯域が少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）に分割され、前記少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）のうち少なくとも１つが、少なくとも１つのセルまたはセクタで制限された電力で使用される、単一周波数ネットワークのセル（Ｃ１、Ｃ２、〜）またはセクタ（Ｓ１、Ｓ２、〜）間の干渉を調整するための資源制限自動配分のための基地局であって、
   移動端末が、その端末がサービスを受けているセルおよび隣接セルのパイロットシンボルを測定することによって実施されるパイロットシンボルの電力測定に基づいて、干渉調整がない場合と干渉調整が最も強い干渉物の除去に繋がる場合のセル（Ｃ１、Ｃ２、〜）またはセクタ（Ｓ１、Ｓ２、〜）内の信号対干渉比を計算する手段と、
   信号対干渉比または軽減された値を他のネットワーク装置に送る手段とを含むことを特徴とする、基地局。
7. 干渉調整によって、代表的な時間期間で、平均データスループットゲインを決定する手段と、平均データスループットゲインを他の基地局から集める、あるいは平均データスループットゲインを他のネットワーク装置に報告する手段とを含むことを特徴とする、請求項６に記載の基地局。
8. 周波数帯域が少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）に分割され、前記少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）のうち少なくとも１つが、少なくとも１つのセル（Ｃ１）またはセクタ（Ｓ１）で制限された電力で使用される、単一周波数ネットワークのセル（Ｃ１、Ｃ２、〜）またはセクタ（Ｓ１、Ｓ２、〜）間の干渉を調整するための資源制限自動配分のための移動端末（Ｔ１）であって、
   移動端末がサービスを受けているセルおよび隣接セルのパイロットシンボルの電力測定を代表的な時間期間で実施する手段と、
   前記電力測定に基づいて、干渉調整がない場合と干渉調整が最も強い干渉物の除去に繋がる場合の信号対干渉比を計算する手段と、
   信号対干渉比を基地局に送る手段とを含むことを特徴とする、移動端末（Ｔ１）。
9. 周波数帯域が少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）に分割され、前記少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）のうち少なくとも１つが、少なくとも１つのセル（Ｃ１）またはセクタ（Ｓ１）で制限された電力で使用される、単一周波数ネットワークのセル（Ｃ１、Ｃ２、〜）またはセクタ（Ｓ１、Ｓ２、〜）間の干渉を調整するための資源制限自動配分のための資源配分装置であって、
   移動端末（Ｔ１）によって測定されるセル内の信号対干渉比により、干渉調整がない場合と干渉調整が（隣接するセルまたはセクタ内の資源制限事項における相違に基づく）最も強い干渉物の除去に繋がる場合の平均データスループットを計算する手段と、
   前記少なくとも２つのサブセット（Ｆ１、Ｆ２、〜ＦＲ）のうち少なくとも１つの専用サブセットを、セル（Ｃ１、Ｃ２、〜）内の全データスループットが最大化されるようなやり方で、少なくとも１つの専用セル（Ｃ１）またはセクタ（Ｓ１）で制限された電力で使用するために選択する手段とを含むことを特徴とする、資源配分装置。
10. 請求項６に記載の基地局、あるいは請求項８に記載の移動端末、および請求項１に記載の方法を実施するための請求項９に記載の資源配分装置を含む、移動体ネットワーク。

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