(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェムト・セルを含む通信配置を動作させる方法であって、フェムト・セルによるスペクトルの日和見的使用を含み、
前記日和見的使用は、マルチオペレータ・スペクトル再利用およびマルチサービス・スペクトル再利用のうちの少なくとも１つを含み、
複数のオペレータからそれらのスペクトル利用に関する、測定装置による信号測定結果を伴わない情報を収集するステップと、
前記フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するために前記スペクトル利用情報を使用するステップと、を含む方法。
【請求項２】
エンド・ユーザと前記フェムト・セルとの間で多搬送波エアインターフェースおよび／またはマルチバンド・エアインターフェースを提供するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
エンド・ユーザと前記フェムト・セルとの間でエアインターフェースを提供するステップを含み、前記エアインターフェースは、非隣接直交周波数分割多重（ＮＣ−ＯＦＤＭ）を使用する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
副搬送波は、
前記スペクトルのうちで主信号および／または干渉が強い部分で、副搬送波が選択的にオフに切り替えられ、
副搬送波が、主信号に対する前記フェムト・セルによる日和見的使用による集計干渉を制御するために選択的に制御される
ように制御される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記フェムト・セルにオーバーレイするマクロセルラ・ネットワークは、２Ｇ  ＴＤＭＡネットワークである、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記フェムト・セルは、前記マクロセルラ・ネットワークの非隣接周波数ブロックを日和見的に再利用する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
多搬送波システム固有パラメータを伝えるための制御チャネルと、電力制御情報と、パイロット情報と、ページング情報と、メッセージング情報と、同期情報とのうちの少なくとも１つを提供するために前記フェムト・セルとエンド・ユーザとの間でシグナリング・プロトコルを使用するステップを含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
フェムト・セルをサポートするフェムト基地局であって、前記フェムト・セルによるスペクトルの日和見的使用を提供するように構成され、
前記日和見的使用は、マルチオペレータ・スペクトル再利用およびマルチサービス・スペクトル再利用のうちの少なくとも１つを含み、
前記フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するために、複数のオペレータからのそれらのスペクトル利用に関する、測定装置による信号測定結果を伴わない情報を使用するスペクトル判断プロセッサを含む、
フェムト基地局。
【請求項９】
エンド・ユーザと前記フェムト・セルとの間のエアインターフェースを含み、前記エアインターフェースは、非隣接直交周波数分割多重（ＮＣ−ＯＦＤＭ）を使用する、請求項８に記載のフェムト基地局。
【請求項１０】
前記フェムト・セルは、前記フェムト・セルにオーバーレイするマクロセルラ２Ｇ  ＴＤＭＡネットワークの非隣接周波数ブロックを日和見的に再利用するように構成される、請求項９に記載のフェムト基地局。
【請求項１１】
フェムト・セルをサポートするフェムト基地局と共に使用され、前記フェムト・セルによるスペクトルの日和見的使用を提供するように構成されたマルチオペレータ・スペクトル・サーバであって、複数のオペレータによるスペクトルの使用に関する、測定装置による信号測定結果を伴わない情報を収集するように構成されたコレクタと、前記フェムト・セルによる日和見的再利用に使用可能な集計スペクトルを判定するために前記収集された情報を使用するプロセッサと、前記判定を前記フェムト基地局に通信するコミュニケータとを含むマルチオペレータ・スペクトル・サーバ。
【請求項１２】
オペレータの請求項８乃至１０に記載の複数のフェムト基地局の動作を調整するフェムト・コントローラであって、
前記複数のフェムト基地局によってサポートされるフェムト・セルによる日和見的スペクトル使用を調整するコーディネータと、
隣接するフェムト・セルのスペクトル使用量、隣接するフェムト・セルの電力レベル、マクロセル基地局の位置、および主ユーザの送信器のうちの少なくとも１つを含む情報をフェムト基地局に提供するサーバと
を含むフェムト・コントローラ。
【請求項１３】
主ユーザのタイプ、主ユーザ信号のタイプ、主ユーザ送信器の位置、主送信の存在もしくは不在および／または他の副フェムト・セルの存在を検出するための局所化されたスペクトル感知、帯域内に存在するリアルタイム測定スペクトル・エネルギに関する他のセンサまたは隣接フェムト基地局からの情報、信号固有特性、ならびに既知のシグネチャの検出に関する情報のうちの少なくとも１つの判定での使用を含む、フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するために前記フェムト・セルをサポートする請求項８乃至１０に記載のフェムト基地局と共に使用されるスペクトル使用判断プロセッサ。
【請求項１４】
スペクトル帯域ヌル・マップを提供するマッパを含む、請求項１３に記載のプロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェムト・セルを含む通信配置を動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近数年間に、全世界で無線サービスにおける爆発的成長が見られた。信頼できるユビキタス・カバレージに加えて、無線エンドユーザは、今や、高スループット・データ・サービスをますます期待する。ＨＳＤＰＡ／ＨＳＰＡおよびＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａなどの第３世代（３Ｇ）ブロードバンド広域セルラ・サービスは、この期待を満足する最初のステップを表す。しかし、これらのサービスが広く採用されるので、無線サービスの次世代は、超ブロードバンド（マルチメガビット／秒／ユーザ）速度に進化しなければならない。無線速度を改善する２つの核の相補的な手法は、（ａ）最も効率的な形でスペクトルを貪欲に再利用し、（ｂ）使用可能なスペクトルの量を増やす。
【０００３】
最近、大手サービス・プロバイダは、フェムト・セルを考慮し始めたが、このフェムト・セルは、その高価なライセンス交付されたスペクトルを貪欲に最大限まで利用するツールとしてたとえば家庭、企業ビルディング、および公共の場所に展開される、小さい空間フットプリントを有するセルである。したがって、フェムト・セルは、上で述べた手法（ａ）を表す。
【０００４】
フェムト・セル展開の第１世代は、静的割当または同時同一チャネル再利用によってスペクトルを使用する。前者のオプションについて、フェムト・セルは、マクロ・セル内で使用されていない、スペクトルの静的に予約された部分を使用する。同時同一チャネル再利用手法では、フェムト・セルは、マクロセルによって使用される同一スペクトルを同時に再利用する。
【０００５】
第１世代フェムト・セルの設計における技術的挑戦は、最近の研究結果で対処されており、たとえば、Ｈ．Ｃｌａｕｓｓｅｎ、「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｍａｃｒｏ  ａｎｄ  Ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ  ２００７）およびＬ．Ｈｏ、「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｕｓｅｒ−ｄｅｐｌｏｙｅｄ，Ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｃａｌｌ  Ｄｒｏｐ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎ  Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ  Ｓｃｅｎａｒｉｏ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ  ２００７）を参照されたい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｈ．Ｃｌａｕｓｓｅｎ、「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｍａｃｒｏ  ａｎｄ  Ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ  ２００７）
【非特許文献２】Ｌ．Ｈｏ、「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｕｓｅｒ−ｄｅｐｌｏｙｅｄ，Ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｃａｌｌ  Ｄｒｏｐ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎ  Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ  Ｓｃｅｎａｒｉｏ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ  ２００７）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、フェムト・セルを含む通信配置を動作させる方法は、フェムト・セルによるスペクトルの日和見的使用（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ  ｕｓｅ）を含む。日和見的使用は、スペクトルの一部分が主ユーザすなわち特定の帯域のライセンス交付されたユーザによって使用されていない時にライセンス交付されていない副ユーザがその一部分を利用する時である。日和見的使用が、主ユーザによって経験されるサービスを劣化させないことが重要である。本発明による方法を使用することによって、超ブロードバンド無線アクセス（数十Ｍｂｐｓ／ユーザ）を可能にするフェムト・セル展開を達成することを可能にすることができる。
【０００８】
本発明による方法では、日和見的使用は、マルチオペレータ・スペクトル再利用およびマルチサービス・スペクトル再利用のうちの少なくとも１つを含む。マルチオペレータ・スペクトル再利用では、フェムト・セルは、１領域内で、Ｖｅｒｉｚｏｎ、Ｓｐｒｉｎｔ、Ｔ−ｍｏｂｉｌｅなどの複数のセルラ・サービス・プロバイダおよび／またはオペレータによって所有されるスペクトルを使用する。マルチサービス・スペクトル再利用では、フェムト・セルは、たとえばテレビジョン、公安、および特定移動無線（ＳＭＲ）／陸上移動無線（ＬＭＲ）または他のタイプのサービスなどの他のサービスにライセンス交付されたスペクトルを使用する。本明細書では、マルチオペレータ再利用およびマルチユーザ再利用を、副スペクトル再利用とも称する。
【０００９】
フェムト・セル内のマルチオペレータ・スペクトル再利用および／またはマルチサービス・スペクトル再利用は、本発明の実施形態では、広帯域エア・インターフェース・テクノロジを活用することを可能にするために、スペクトルのより広い帯域を使用可能にすることを可能にする。ＷｉＭＡＸ（１．７５ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの範囲にわたる）、ＥＶ−ＤＯ  ｒｅｖ  Ｂ（１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚまで）、およびＬＴＥ（１．７５ＭＨｚから２０ＭＨｚまで）などの広域セルラ・テクノロジ用の新生の新しいエア・インターフェースは、より高いデータ・レートのためにより広いスペクトル帯域を必要とする。本発明の実施形態を使用することによって、そのようなより広い帯域を、フェムト・セルでのより低い電力使用のために使用可能にすることができる。
【００１０】
本発明による方法では、複数のオペレータからそれらのスペクトル利用に関する情報が収集され、スペクトル利用情報が、フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するために使用される。たとえば、信号強度測定情報を、複数のオペレータから収集することができ、信号強度測定情報を、フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するのに使用することができる。
【００１１】
本発明による方法では、スペクトル測定は、フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するために主ライセンス所有者による短期スペクトル使用に関する情報を入手するために行われ、使用される。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、フェムト・セルをサポートするフェムト基地局は、フェムト・セルによるスペクトルの日和見的使用を提供するように構成される。このフェムト基地局は、フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するために、複数のオペレータからのそれらのスペクトル利用に関する情報を使用するスペクトル判断プロセッサを含むことができる。このフェムト基地局は、エンド・ユーザとフェムト・セルとの間のエアインターフェースを含むことができ、エアインターフェースは、非隣接直交周波数分割多重（ｎｏｎ−ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＮＣ−ＯＦＤＭ）を使用する。フェムト・セルを、フェムト・セルにオーバーレイするマクロセルラ２Ｇ  ＴＤＭＡネットワークの非隣接周波数ブロックを日和見的に再利用するように構成することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様によれば、フェムト・セルをサポートするフェムト基地局と共に使用され、フェムト・セルによるスペクトルの日和見的使用を提供するように構成されたマルチオペレータ・スペクトル・サーバは、複数のオペレータによるスペクトルの使用に関する情報を収集するように構成されたコレクタと、フェムト・セルによる日和見的再利用に使用可能な集計スペクトルを判定するために収集された情報を使用するプロセッサと、判定をフェムト基地局に通信するコミュニケータとを含む。このサーバは、スペクトル使用および可用性に関する動的推論を導出するために複数のフェムト基地局からの情報を使用するスペクトル・アセッサ（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｓｓｅｓｓｏｒ）を含むことができる。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、オペレータの複数のフェムト基地局の動作を調整するフェムト・コントローラは、複数のフェムト基地局によってサポートされるフェムト・セルによる日和見的スペクトル使用を調整するコーディネータと、隣接するフェムト・セルのスペクトル使用量、隣接するフェムト・セルの電力レベル、マクロセル基地局の位置、および主ユーザの送信器のうちの少なくとも１つを含む情報をフェムト基地局に提供するサーバとを含む。
【００１５】
本発明の第５の態様によれば、フェムト・セルによる日和見的使用に使用可能なスペクトルを判定するためにフェムト・セルをサポートするフェムト基地局と共に使用されるスペクトル使用判断プロセッサは、主ユーザのタイプ、主ユーザ信号のタイプ、主ユーザ送信器の位置、主送信の存在もしくは不在および／または他の副フェムト・セルの存在を検出するための局所化されたスペクトル感知に関する情報、帯域内に存在するリアルタイム測定スペクトル・エネルギに関する他のセンサまたは隣接フェムト基地局からの情報、信号固有特性、ならびに既知のシグネチャの検出に関する情報のうちの少なくとも１つの判定での使用を含む。スペクトル使用判断プロセッサは、フェムト基地局に含まれるユニットとすることができる。このプロセッサは、スペクトル帯域ヌル・マップを提供するマッパを含むことができる。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態を、これから例のみとして添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】マルチオペレータ共有を概略的に示す図である。
【図２】マルチサービス・スペクトル再利用を概略的に示す図である。
【図３】本発明による配置を概略的に示す図である。
【図４】スペクトル使用量検出ユニットの動作を示す例示的な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照すると、米国ニュージャージー州マリーヒル周辺の１０平方ｋｍの領域での対応するセルラ／ＰＣＳスペクトル・ライセンス割当を有する３つのプロバイダＶｅｒｉｚｏｎ、Ｔ−Ｍｏｂｉｌｅ、およびＣｉｎｇｕｌａｒのマクロセルラ・ネットワーク１、２、および３を示す例を使用して、フェムト・セルでのマルチオペレータ・スペクトル再利用が示されている。ここで、Ｖｅｒｉｚｏｎは、セルラ帯域内のスペクトル・ブロックＢを所有する。（注：米国でのセルラ帯域、８２５〜８４９ＭＨｚ（アップリンク）、８７０〜８９４ＭＨｚ（ダウンリンク）、両方がブロックＡおよびＢに分割される）ＰＣＳ帯域ブロックＣおよびＦを所有する。（注：米国でのＰＣＳ帯域、（１８５０〜１９１０ＭＨｚ（アップリンク）、１９３０〜１９９０ＭＨｚ（ダウンリンク）、両方が６つのブロックＡからＦまでに分割される）。Ｃｉｎｇｕｌａｒ／ＡＴ＆Ｔは、セルラ・ブロックＡおよびＰＣＳブロックＡを所有し、Ｔ−Ｍｏｂｉｌｅは、ＰＣＳブロックＤを所有する。
【００１９】
以前に存在したライセンス体制の下では、各プロバイダのネットワーク内で展開されるフェムト・セル４、５、および６は、そのプロバイダの特定のライセンス交付されたスペクトルだけを使用することを許可される。例として、Ｖｅｒｉｚｏｎフェムト・セル４は、セルラ・ブロックＢならびにＰＣＳブロックＣおよびＦだけを使用することができる。本発明による実施形態では、マルチオペレータ共有を用いて、すべてのプロバイダの各フェムト・セル４、５、および６が、すべてのＰＣＳ帯域およびセルラ帯域にアクセスできる。我々の例では、Ｖｅｒｉｚｏｎフェムト・セル４は、Ｖｅｒｉｚｏｎ自体のセルラ・ブロックＢに加えて、Ｃｉｎｇｕｌａｒのセルラ・ブロックＡおよびＰＣＳブロックＡならびにＴ−ＭｏｂｉｌｅのＰＣＳブロックＤを使用することができる。
【００２０】
図２に、マルチサービス・スペクトル再利用の概念を示す。本発明のこの実施形態では、フェムト・セル７は、複数のサービスのスペクトル、具体的には公安８、放送ＴＶ  ９、ＳＭＲ  １０、およびＬＭＲ  １１の帯域を日和見的に使用することを試みる。米国では、これらのサービスは、７００〜９００ＭＨｚスペクトル帯域内で割り当てられたスペクトルを有する。したがって、複数のサービスへの拡張は、フェムト使用に使用可能なスペクトル・プールを３００ＭＨｚという超過量まで劇的に増やす。
【００２１】
図３を参照すると、本発明による配置は、フェムト・セルをサポートするフェムト基地局１２を含む。マルチオペレータ・スペクトル・サーバ（Ｍｕｌｔｉ−ｏｐｅｒａｔｏｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｅｒｖｅｒ、ＭＯＳＳ）１３と呼ばれるネットワーク常駐サーバが、複数のオペレータ１４、１５、および１６からスペクトル利用情報を収集し、オプションで信号強度測定情報を収集し、どのスペクトルが、特定の空間領域内の、フェムト・セル１２などのフェムト・セルでの使用に使用可能であるのかを判定する。フェムト・コーディネーションまたはコントローラ・サーバ（Ｆｅｍｔｏ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  ｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ｓｅｒｖｅｒ、ＦＣＳ）１７から１９は、各オペレータ１４から１６のオペレーション・サポート・システム（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、ＯＳＳ）内で展開されたネットワーク常駐サーバであり、オペレータのフェムト基地局の調整および制御を提供する。ＦＣＳは、登録、認証、および自動構成サーバとして働くことができる。ＦＣＳは、たとえば、隣接するフェムト・セルのスペクトル使用量および電力レベル、ＭＯＳＳ  １３から受信された集合的情報に基づくマクロセル基地局または主ユーザの送信器の位置など、ある範囲の情報をフェムト基地局に提供することによって、日和見的スペクトル使用を調整する。
【００２２】
ＭＯＳＳ  １３は、複数のオペレータにまたがってスペクトルの使用を調整し、各領域内のフェムト・セル使用に使用可能な集計スペクトルについて各オペレータのフェムト・コントローラ／フェムト・セルに知らせる。ＭＯＳＳ  １３は、各オペレータからフェムト使用のスペクトル可用性に関する情報を収集でき、たとえば、オプションで、これを１つまたは複数の動作するフェムト・セルから受信した追加のスペクトル測定情報と組み合わせることができる。ＭＯＳＳ  １３は、いくつかの実施形態で、スペクトル使用量および可用性に関する動的推論を引き出すためにさまざまなフェムト基地局からのスペクトル感知情報を処理することによって、協調スペクトル感知を実行することもできる。ＭＯＳＳ  １３によって判定されるスペクトル可用性は、位置依存であることに加えて、時間変動である可能性がある。
【００２３】
スペクトル使用量判断ユニット（ＳＵＤＵ）２０が、フェムト基地局１２に配置される。ＳＵＤＵ  ２０は、主スペクトル使用に関する情報を処理し、すべての使用可能な情報に基づいて「スペクトル・ホワイト・スペース（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｗｈｉｔｅ  ｓｐａｃｅ）」と呼ばれるスペクトルの部分について判断し、このスペクトル・ホワイト・スペースは、主ライセンス所有者によって使用されておらず、したがって、送信のためにフェムト・セルによって使用され得る。この判断は、ＭＯＳＳ  １３およびＦＣＳ  １７から１９から入手される主ユーザによる長期および中期のスペクトル使用量を、この実施形態では、ローカルおよび／またはリモートのスペクトル測定によって入手される短期スペクトル使用量と組み合わせることに基づくものとすることができる。長期、中期、および短期のスペクトル使用量のうちの１つだけを考慮に入れることができるが、複数を使用することが有利である。
【００２４】
フェムト基地局１２は、エンドユーザとフェムト基地局１２との間の通信を可能にするために非隣接スペクトル帯域で動作するエア・インターフェース２１を含む。フェムト基地局１２は、データがそれを介して送信されるスペクトルについてエンド・ユーザに知らせ、他の調整機能、たとえば電力制御を提供することもできるシグナリング・プロトコル２２をも使用する。
【００２５】
スペクトル共有を用いると、使用可能なスペクトルが、搬送波の隣接しない組であること、およびおそらくは異なる帯域内にあることさえ可能である。高いデータ・レートを達成するために、その帯域内のその搬送波のために設計されたエアインターフェース・テクノロジを使用して複数の搬送波を介してデータを送信することが必要である場合がある。たとえば、ＣＤＭＡシステムで複数の１．２５ＭＨｚ搬送波が使用可能である場合に、ベース・バンド信号が搬送波ごとに別々に生成され、適切な搬送波に変調され、その後に組み合わされる多搬送波ＣＤＭＡシグナリングを使用しなければならない。
【００２６】
近年、古典的な直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）すなわち周波数空間において隣接する副搬送波を使用する周波数領域変調技法が、ＷｉＭＡＸ、３ＧＰＰ  ＬＴＥ、および３ＧＰＰ２  ＵＭＢなどの複数の技術的現状のテクノロジの好ましいエアインターフェースとして現れた。そのようなエアインターフェースを、副搬送波を周波数空間内で分離することを可能にする、非隣接ＯＦＤＭ（ＮＣ−ＯＦＤＭ）と呼ばれる変形形態に変更することができる。日和見的使用の文脈では、ＮＣ−ＯＦＤＭは、スペクトルのうちで主信号または干渉が強い部分で副搬送波を選択的にオフに切り替えることができる。選択的なオン／オフ機能を、あるタイプの主信号、たとえばＣＤＭＡへの集計干渉を制御するために適用することもできる。
【００２７】
上で述べたように、ＳＵＤＵ  ２０は、送信に使用すべきスペクトルを決定する。ＳＵＤＵ  ２０は、この判断を行うために複数のソースからの情報を使用することができる。ＳＵＤＵ  ２０は、ＦＣＳ  １７から１９およびＭＯＳＳ  １３からの情報を使用することができる。フェムト基地局１２は、ＦＣＳ  １７から１９およびＭＯＳＳ  １３への接続を使用して、たとえば主ユーザのタイプ、主ユーザの信号のタイプ、およびさまざまなスペクトル帯域に存在する主ユーザの送信器の位置に関する情報を入手する。例として、セルラ・オペレータ・スペクトルだけを使用するフェムト基地局は、８００ＭＨｚセルラ帯域および１．９ＧＨｚ  ＰＣＳ帯域の全体をスキャンし、ＦＣＳ  １７から１９およびＭＯＳＳ  １３を使用して、マクロセル基地局の正確な位置を潜在的に入手する。このフェムト基地局は、局所化されたスペクトル感知を使用することもできる。ＳＵＤＵ  ２０は、局所化された測定を実行して、主送信の存在または不在を検出し、他の副フェムト・セルの存在をも検出する。ＳＵＤＵ  ２０は、他のセンサまたは隣接フェムト基地局からそのリアルタイム測定値に関する情報を受信することもできる。検出は、帯域内に存在するスペクトル・エネルギ、周期定常性特徴などの信号固有特性、および主信号固有情報、たとえばＧＳＭフレーム構造、ＣＤＭＡパイロット、およびそのような類似物などの技法の組合せに基づくものとすることができる。近くの副フェムト基地局からの信号の検出も、既知のシグネチャ、たとえばＯＦＤＭエアインターフェースがフェムト・セル内で使用される場合にＯＦＤＭシグネチャに基づくものとすることができる。ＳＵＤＵ  ２０からの測定値を、ＭＯＳＳ  １３に供給することもできる。ＭＯＳＳ  １３は、複数のフェムト・セルから受信された測定値を相関させることによって、よりよく情報を与えられた判断を実行することができる。その後、スペクトル・ホワイト・スペース情報または可用性情報を、有線バックホール接続を介してＭＯＳＳ  １３からＳＵＤＵ  ２０に戻って通信することができる。
【００２８】
図４を参照すると、ＳＵＤＵ  ２０は、スペクトル帯域ヌル・マップを周期的に提供するために自由裁量で情報を使用するマッパとして働き、このスペクトル帯域ヌル・マップは、強度数（ｓｔｒｅｎｇｔｈ−ｎｕｍｂｅｒ）と呼ばれる０、１、または（範囲制限付き（＜１００）の）正の数とすることができる帯域固有の数を含む。ＮＣ−ＯＦＤＭエアインターフェースの文脈では、このマップは、副搬送波ヌル・マップ（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ  ｎｕｌｌ  ｍａｐ）と呼ばれ、このマップの分解能は、副搬送波離隔距離（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）と等しい。このマップ内の数０は、帯域／副搬送波が主ユーザによって使用されておらず、フェムトによって使用できることを示す。数１は、フェムトが指定された帯域の使用を試みてはならないことを示す。１以外の正の数は、１より小さい分数に１００を乗じたものとして表される主ユーザのアクティビティの範囲を示し、これは、フェムトがあるスペクトル帯域を使用すべきかどうかを判断するためのしきい値ベースの方式で使用することができる。副搬送波ヌル・マップは、ＮＣ−ＯＦＤＭ層によって、アクティブ化すべき副搬送波およびヌルにすべき副搬送波を判断するのに使用される。
【００２９】
使用可能な帯域幅は、エンドユーザ・デバイスとフェムト基地局１２との間で、シグナリング・プロトコルを使用して調整される。このプロトコルは、多搬送波システム固有パラメータをネットワーク内で伝えるのに適切な制御チャネルをサポートする。このプロトコルは、電力制御、パイロット、ページング、メッセージング、同期、および任意の他の補助情報などの他の標準的な情報をも含むことができる。このプロトコルは、両方向シグナリングを使用可能にするために、基地局とエンドユーザ・デバイスとの間の両方向チャネルをサポートすることもできる。
【００３０】
本発明の一実施形態では、フェムト・セルのためのＮＣ−ＯＦＤＭＡの使用は、２Ｇ狭帯域ＴＤＭＡ（たとえば、ＧＳＭ、ＩＳ−１３６など）マクロセル・ネットワークと組み合わされる。全世界の２Ｇスペクトルの所有者は、３ＧＰＰのＬＴＥおよび３ＧＰＰ２のＵＭＢなどの４Ｇ  ＯＦＤＭＡベースのエア・インターフェースに徐々に移行することを望むであろう。スペクトル規制機関によって検討されている現在の計画は、特に欧州において、ＧＳＭスペクトルを、これらの新しいエア・インターフェースにスペクトルの徐々に増加するブロックを割り当て、現在の２Ｇ送信器の同一スペクトルを空にすることによってリファーム（ｒｅｆａｒｍ）することである。本発明のこの実施形態では、ＮＣ−ＯＦＤＭＡフェムトセル基地局およびそれに関連するモバイル端末は、１より大きい再利用係数を有するＴＤＭＡ周波数再利用パターンに起因して任意の所与のセル内で局所的に空いている、既存の一般に非隣接の周波数ブロックを使用する。過度な干渉を防ぐために、所与の２Ｇマクロセル内の狭帯域搬送波は、近くのセル内で使用されていない搬送波だけである。これは、任意の所与のセル内で多くの未使用搬送波周波数を残す。しかし、フェムト・セル基地局は、その低い送信電力、フェムト・セルにキャンプするモバイルへの低い経路損失、および壁減衰に起因する戸外のマクロセルに対する高い度合の分離に起因して、これらの周波数を安全に再利用することができる。したがって、４Ｇフェムトセル動作を、全世界で特定の周波数ブロックを空にすることなく開始することができる。非隣接動作は、周波数搬送波のどの組合せがローカル・マクロセル内で使用されつつあるのかに無関係に、局所的に空いているスペクトル・ブロックの日和見的な最大限の使用を可能にするという点で有益である。
【００３１】
フェムトセル基地局１２は、複数の方法のうちの１つを介して、どの周波数ブロックが局所的に使用可能であるのかを判定することができる。フェムト・セル内で単一オペレータのスペクトルを再利用するという単純なケースでは、フェムトセル基地局１２は、その位置をＦＣＳ  １７から１９に報告することができ、次に、ＦＣＳ  １７から１９は、マクロ・セル周波数マップから、どの周波数がフェムト・セルの位置で使用されていないのかを判定することができる。より高度な技法では、ＦＣＳ  １７から１９によって供給される情報は、局所的に使用可能なスペクトル・ブロックに関する判断の質を高めるために、フェムト基地局１２内のＳＵＤＵユニット２０によって実行される測定と相関される。ＭＯＳＳ  １３は、上で概要を示したように、複数のオペレータにまたがってＧＳＭスペクトルを共有するのを助ける。
【００３２】
本発明を、その趣旨または本質的特性から逸脱せずに他の特定の形で実施することができる。説明された実施形態は、すべての面で、制限的ではなく例示的であるのみと考えられなければならない。したがって、本発明の範囲は、前述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の意味および同等性の範囲に含まれるすべての変更は、その範囲に含まれなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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