(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロセルのカバレージエリア内に配置されたフェムトセルにおいて使用される周波数帯を選択するための方法であって、
前記マクロセルの前記カバレージエリアを内側領域と外側領域と電力制御領域とに区分けするステップと、
前記フェムトセルが前記外側領域内に配置された場合、前記マクロセルにおいて使用される周波数帯を前記フェムトセルのために選択するステップと、
前記フェムトセルが前記内側領域内に配置された場合、前記マクロセルにおいて使用される周波数帯とは異なる周波数帯を前記フェムトセルのために選択するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
区分けする前記ステップが、
経路損失指数、前記フェムトセルの基地局の送信電力、前記マクロセルの基地局の送信電力、前記フェムトセルの前記基地局のロケーション、及び前記マクロセルの前記基地局のロケーション、のうちの１つ又は複数から導出される１つ又は複数のパラメータを使用して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
区分けする前記ステップが、前記フェムトセルの基地局と前記マクロセルの基地局の間の相対距離を使用して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
セル探索ステップの後、移動局が、前記マクロセルと前記フェムトセルの間で切り替わる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ハンドオフステップの後、移動局が、前記マクロセルと前記フェムトセルの間で切り替わる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記マクロセルが、複数の他のマクロセルと隣接し、
前記フェムトセルのために選択された前記異なる周波数帯が、他のマクロセルにおいて使用されるどの周波数帯とも異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記異なる周波数帯が、スペクトルセンシング技法を使用して選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記異なる周波数帯が、フェムトセル間干渉を低減させるように選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記異なる周波数帯が、フェムトセルカバレージエリアを閾値よりも大きく維持するように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、
前記フェムトセルのカバレージエリア及びカバレージ領域の両方を決定するステップと、
前記決定されたカバレージエリア及び前記決定されたカバレージ領域に基づいて、前記カバレージ領域内に前記フェムトセルの基地局を位置付けるステップと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記カバレージ領域が、所定の敷地をカバーする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記選択された周波数帯は、ダウンリンクのために選択され、
アップリンクのための周波数割り当ては、前記マクロセル内の１つ又は複数の移動局からの干渉に基づいて行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フェムトセル内の基地局が、受信信号の信号品質を測定し、前記信号品質を前記マクロセル内の基地局に報告し、
前記マクロセルの前記基地局が、前記フェムトセルが前記内側領域内にあるか前記外側領域内にあるかを決定する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
区分けする前記ステップが、
経路損失指数、前記フェムトセルの基地局の送信電力、前記マクロセルの基地局の送信電力、前記フェムトセルのための所望のカバレージエリア、前記フェムトセルの前記基地局のロケーション、及び前記マクロセルの前記基地局のロケーション、から導出される１つ又は複数のパラメータを使用して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
区分けする前記ステップが、前記マクロセルの基地局からの距離に基づいて実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記フェムトセルが前記外側領域内に配置される場合、前記フェムトセルが固定の送信電力で送信を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記固定の送信電力が最小送信電力である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記フェムトセルが前記内側領域内に配置される場合、前記フェムトセルが固定の送信電力で送信を行う、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記固定の送信電力が最小送信電力である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、
前記フェムトセルが前記電力制御領域内に配置される場合、前記マクロセルにおいて使用される周波数帯を前記フェムトセルのために選択するステップ、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法は、
電力制御技法を使用して前記フェムトセルに所定のカバレージエリアを提供するステップ、を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記フェムトセルのための送信電力レベルが、前記フェムトセルと通信する１つ又は複数の移動局から受信した信号に基づいて適応的に決定される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記受信した信号は、前記フェムトセルの基地局によって送信された制御信号に応答したものである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記フェムトセルが、アップリンク通信用とダウンリンク通信用とで異なる周波数帯を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
カバレージエリアが内側領域と外側領域と電力制御領域とに区分けされるマクロセルと、
前記マクロセルにおいて使用される周波数帯を使用して通信を行う、前記外側領域内の第１のフェムトセルと、
前記マクロセルにおいて使用される周波数帯とは異なる周波数帯を使用して通信を行う、前記内側領域内の第２のフェムトセルと、
を備える通信システム。
【請求項２６】
前記カバレージエリアが、
経路損失指数、前記フェムトセルの基地局の送信電力、前記マクロセルの基地局の送信電力、前記フェムトセルの前記基地局のロケーション、及び前記マクロセルの前記基地局のロケーション、のうちの１つ又は複数から導出される１つ又は複数のパラメータを使用して区分けされる、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項２７】
前記カバレージエリアが、前記マクロセルの基地局からの距離を使用して区分けされる、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項２８】
前記通信システムは、
セル探索ステップの後、前記マクロセルと前記フェムトセルの１つとの間で切り替わる移動局、を更に備える、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項２９】
前記通信システムは、
ハンドオフステップの後、前記マクロセルと前記フェムトセルの１つとの間で切り替わる移動局、を更に備える、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３０】
前記通信システムは、前記マクロセルと隣接する複数の他のマクロセル、を更に備え、
前記フェムトセルのために選択された前記異なる周波数帯が、他のマクロセルにおいて使用されるどの周波数帯とも異なる、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３１】
前記異なる周波数帯が、スペクトルセンシング技法を使用して選択される、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３２】
前記異なる周波数帯が、フェムトセル間干渉を低減させるように選択される、請求項３１に記載の通信システム。
【請求項３３】
前記異なる周波数帯が、フェムトセルカバレージエリアを閾値よりも大きく維持するように選択される、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３４】
前記通信システムは、
前記フェムトセルの１つの基地局であって、前記基地局の前記フェムトセルについて決定されたカバレージエリア及びカバレージ領域に基づいて決定された位置に位置付けられる基地局、を更に備える、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３５】
前記カバレージ領域が所定の敷地をカバーする、請求項３４に記載の通信システム。
【請求項３６】
選択された周波数帯は、ダウンリンクのために選択され、
アップリンクのための周波数割り当ては、前記マクロセル内の１つ又は複数の移動局からの干渉に基づいて行われる、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３７】
前記フェムトセルの１つにおける基地局が、受信信号の信号品質を測定し、前記信号品質を前記マクロセル内の基地局に報告し、
前記マクロセルの前記基地局が、前記フェムトセルが前記内側領域内にあるか前記外側領域内にあるかを決定する、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３８】
前記マクロセルの前記カバレージエリアが、
経路損失指数、前記フェムトセルの基地局の送信電力、前記マクロセルの基地局の送信電力、前記フェムトセルのための所望のカバレージエリア、前記フェムトセルの前記基地局のロケーション、及び前記マクロセルの前記基地局のロケーション、から導出される１つ又は複数のパラメータを使用して区分けされる、請求項２５に記載の通信システム。
【請求項３９】
前記マクロセルの前記カバレージエリアが、前記マクロセルの基地局からの距離に基づいて区分けされる、請求項３８に記載の通信システム。
【請求項４０】
前記第２のフェムトセルが固定の送信電力で送信を行う、請求項３８に記載の通信システム。
【請求項４１】
前記固定の送信電力が最小送信電力である、請求項４０に記載の通信システム。
【請求項４２】
前記第１のフェムトセルが固定の送信電力で送信を行う、請求項３８に記載の通信システム。
【請求項４３】
前記固定の送信電力が最小送信電力である、請求項４２に記載の通信システム。
【請求項４４】
前記通信システムは、前記電力制御領域内に配置される第３のフェムトセル、を更に備え、
前記第３のフェムトセルが、前記マクロセルにおいて使用される周波数帯を使用する、請求項３８に記載の通信システム。
【請求項４５】
前記第３のフェムトセルが、電力制御技法を使用して、前記フェムトセルに所定のカバレージエリアを提供する、請求項４４に記載の通信システム。
【請求項４６】
前記第３のフェムトセルのための送信電力レベルが、前記第３のフェムトセルと通信する１つ又は複数の移動局から受信した信号に基づいて適応的に決定される、請求項４５に記載の通信システム。
【請求項４７】
前記受信した信号は、前記第３のフェムトセルの基地局によって送信された制御信号に応答したものである、請求項４６に記載の通信システム。
【請求項４８】
前記フェムトセルの１つ又は複数が、アップリンク通信用とダウンリンク通信用とで異なる周波数帯を使用する、請求項３８に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信に関する。より詳細には、本発明は、ハンドオフ、干渉、カバレージエリア、及び電力制御を勘案しながら、フェムトセル（ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ）にチャネルを効率的に割り当てるための方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、（ａ）２００８年５月２２日に出願された「Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ  Ｃｏｖｅｒａｇｅ  ａｎｄ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｃｅｌｌ  Ｓｅａｒｃｈ」と題する米国特許仮出願第６１／０５５３４５号、（ｂ）２００８年６月１７日に出願された「Ｊｏｉｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ」と題する米国特許仮出願第６１／０７３２７６号、及び（ｃ）２００９年５月８日に出願された「Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ  Ｃｏｖｅｒａｇｅ  ａｎｄ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｃｅｌｌ  Ｓｅａｒｃｈ」と題する米国特許非仮出願第１２／４６３３０７号に関するとともに、それらの優先権を主張し、上記出願は全て、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
米国の呼称では、本出願は、上記米国特許出願第１２／４６３３０７号の継続出願である。
【背景技術】
【０００４】
モバイル電話は、実質的にどこからでも使用することができるので、固定有線電話に取って代わりつつある。２００７年１２月の白書に掲載された、Ｐａｒｔｈｏ  Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ及びＤｅｅｐａｋ  Ｄａｈｕｊａによる、「ＵＭＡ  ａｎｄ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ：  Ｍａｋｉｎｇ  ＦＭＣ  Ｈａｐｐｅｎ」と題する論文（以下「Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ」という）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐａｒｔｈｏｃｈｏｕｄｈｕｒｙ．ｃｏｍ／ＵＭＡＦｅｍｔｏ．ｄｏｃにおいて入手可能）は、（ａ）モバイルネットワークを介して行われた音声通話全体の約３０〜３５％は自宅にいるモバイル加入者によって掛けられていること、（ｂ）２００６年時点で、セルラワイヤレスネットワークを介したビデオストリーミング及びブロードキャストサービスの約３５％はモバイル加入者が自宅にいるときに行われたことを開示している。
【０００５】
したがって、トレンドとしては、モバイル電話が個人加入者の主要又は唯一の電話になりつつある。更に、２００７年の白書にＡｉｒｖａｎａ  Ｉｎｃ．によって発表された「Ｆｅｍｔｏ  Ｃｅｌｌｓ：  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」と題する論文（以下「Ａｉｒｖａｎａ」という）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｉｒｖａｎａ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅｓ／Ｆｅｍｔｏ  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  Ｗｈｉｔｅｐａｐｅｒ  ＦＩＮＡＬ  １２−Ｊｕｌｙ−０７．ｐｄｆにおいて入手可能）は、２４歳以下の人々は、長距離通話の最大８０％を、有線ネットワークではなく、ワイヤレスネットワーク上で行っていることを明らかにしている。しかし、屋内環境における今日のモバイル電話ネットワークの信頼性、音声品質、及びコストには、まだ多くの改善の余地が残されている。一般に、モバイル電話サービスは、有線電話サービスよりも割高であるうえ、通話不能スポット（ｄｅａｄ  ｓｐｏｔ）が存在し、カバレージが貧弱である。これらの難点が、貧弱な顧客エクスペリエンスをもたらす結果、大部分の加入者の主要又は唯一の電話として、モバイル電話がうまく有線電話に取って代わることを妨げている。
【０００６】
上記のＣｈｏｕｄｈｕｒｙ、上記のＡｉｒｖａｎａ、及び２００７年４月の白書にＰｉｃｏＣｈｉｐ  Ｄｅｓｉｇｎｓ  Ｌｔｄ．によって発表された「Ｔｈｅ  Ｃａｓｅ  ｆｏｒ  Ｈｏｍｅ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」と題する論文（以下「ＰｉｃｏＣｈｉｐ」という）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｉｃｏｃｈｉｐ．ｃｏｍ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／２７ｃ８５ｃ９８４ｃｄ０ｄ３４８ｅｄｃｆｆｅ７４１３ｆ６ｆｆ７９／ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ＿ｗｐ．ｐｄｆにおいて入手可能）は全て、屋内及び個人使用向けに設計された新しいクラスの基地局（ＢＳ）を開示している。これらの個人ＢＳによってサービスされるセルは、「フェムトセル」として知られるようになった。フェムトセル（例えば、３ＧＰＰ規格で定められたホームｅＮｏｄｅＢ（ＨｅＮＢ））は、既存のブロードバンドインターネット接続を介した屋内ワイヤレス接続性を可能にする。Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙにおいて説明されているように、フェムトセルは、アクティブなデータ／音声呼セッションをホームワイヤレスネットワーク（例えばフェムトセル）とモバイルネットワーク（例えばセルラネットワーク）の間で切り替える能力を加入者に提供する、固定−モバイル融合（ＦＭＣ：ｆｉｘｅｄ−ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）においても大きな役割を演じる。Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ、Ａｉｒｖａｎａ、及びＰｉｃｏＣｈｉｐによって報告されているように、フェムトセルの利点は、屋内カバレージの改善、設備投資及び運用経費の削減、帯域幅負荷の低減、所要電力の低減、付加的なハイエンド収益源、顧客ロイヤルティの改善、ユーザ当たりの平均収益の増加、（デュアルモード端末を必要としない）既存のハンドセットとの互換性、通信事業者が所有するスペクトル内での配備、並びに（フェムトセルがロケーションアウェア（ｌｏｃａｔｉｏｎ−ａｗａｒｅ）であることによる）高度な緊急サービスを含む。
【０００７】
これらの利点にも関わらず、フェムトセル技術はまだ揺籃期にある。Ａｉｒｖａｎａにおいて明らかにされたように、解決すべき技術的問題には、（異なるフェムトセル間及びフェムトセルとマクロセルの間の）干渉管理、効率的なハンドオフ機構、セキュリティ、スケーラビリティ、並びにアクセス制御に関する問題が含まれる。例えば、マクロセルネットワークとフェムトセルネットワークが同じ周波数帯を共用する、フェムトセルの同一チャネル実施（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）は、深刻な課題を提示する。フェムトセルの同一チャネル配備は、スキャンを達成するのに帯域切り替えを必要とする、他の周波数帯を使用したセルの識別と比較して、移動局（ＭＳ）が同じ周波数帯を使用してセルを効率的にスキャンできるので、望ましいハンドオフ特性である。しかし、距離がマクロセル基地局（ｍＢＳ）と近い場合、ｍＢＳからの激しい干渉が、同一チャネル配備を妨げることがある。
【０００８】
Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，  Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ）、１〜５ページ、２００７年９月に発表された、Ｌｅｓｔｅｒ  Ｔ．Ｗ．Ｈｏ及びＨｏｌｇｅｒ  Ｃｌａｕｓｓｅｎによる、「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｕｓｅｒ−Ｄｅｐｌｏｙｅｄ，  Ｃｏ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｃａｌｌ  Ｄｒｏｐ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎ  ａ  Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ  Ｓｃｅｎａｒｉｏ」と題する論文（以下「Ｌｅｓｔｅｒ」という）は、そのような実施におけるフェムトセル及びマクロセルからの受信信号がマクロセル境界において同一の電力レベルを有することを示している。したがって、適切な電力制御を行わないと、マクロセルＢＳ（ｍＢＳ）に近いフェムトセルのカバレージエリアが減少する。しかし、フェムトセルカバレージエリアが一定のサイズより下回ると、フェムトセルは、好ましいカバレージエリアであるユーザの敷地を完全にカバーしない。そのような環境下では、異なる解決策が望まれる。
【０００９】
Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＧＬＯＢＥＣＯＭ）、３３２２〜３３２６ページ、２００７年１１月に発表された、Ｖｉｋｒａｍ  Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ及びＪｅｆｆｒｅｙ  Ｇ．Ａｎｄｒｅｗｓによる、「Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｔｗｏ−Ｔｉｅｒ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」と題する論文（以下「Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ」という）は、マクロセルネットワークと共存する同一チャネルフェムトセルネットワーク（すなわち共用スペクトルネットワーク（ｓｈａｒｅｄ−ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｎｅｔｗｏｒｋ））のアップリンク（ＵＬ）容量を導出し、分析した。分割スペクトルネットワーク（ｓｐｌｉｔ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｎｅｔｗｏｒｋ）では、フェムトセルユーザ及びマクロセルユーザは、直交サブチャネルを使用する。分割スペクトルネットワークはマクロセルと様々なフェムトセルの間の干渉を回避するが、サポートできるユーザの総数は、共用スペクトルネットワークよりも少ない。共用スペクトルネットワークでは、共通のサブチャネルが使用される、フェムトセルとマクロセルネットワークの部分との間に僅かな干渉しか存在しないのであれば、フェムトセルは、マクロセルにおいてすでに使用されているサブチャネルを使用することができる。同一チャネルフェムトセル配備では、ＭＳは、多数の周波数帯にわたるスキャンを行って、セルを探索する必要がない。
【００１０】
上記のＣｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒは、干渉回避方法を使用して、機能停止確率を低下させることを提案している。例えば、各マクロセルユーザ及び各フェムトセルは、干渉を低減させるために時間ホッピング（ｔｉｍｅ−ｈｏｐｐｉｎｇ）を利用することができる。更に、マクロセル及びフェムトセルはともに、容量を改善するために、セクタアンテナ受信を使用することもできる。このＣｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒの分析／シミュレーション結果は、干渉回避（特に時間ホッピング符号分割多元接続（ＴＨ−ＣＤＭＡ）及びセクタアンテナ）を使用することによって、全方向性フェムトセルアンテナを用いた分割スペクトルネットワークと比べて、最大で７倍高いフェムトセル基地局（ｆＢＳ）密度を、共用スペクトルネットワークにおいてサポートできることを示している。しかし、セクタアンテナは、（実用上の配慮から必然的に通常のＢＳよりも単純なデバイスとなる）フェムトセルにおいては、実施するのが困難なことがある。更に、時間ホッピング手法は、シンボル持続時間を増大させる（したがって、データレートを低下させる）。
【００１１】
上で説明されたＬｅｓｔｅｒは、フェムトセルにおける異なる電力構成についてハンドオフ確率を分析した。マクロセルネットワークにおいて使用される手動セルプランニング（ｃｅｌｌ  ｐｌａｎｎｉｎｇ）は、フェムトセルに対しては経済的に実用的でないので、フェムトセルは一般に、（例えば自動電力及びセルサイズ構成などの）自動構成機能を必要とする。Ｌｅｓｔｅｒのシミュレーションは、簡単なパイロット電力適応機構を用いることで、宅内同一チャネルフェムトセル配備において、呼切断確率（ｃａｌｌ  ｄｒｏｐ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）を著しく低下させ得ることを示している。
【００１２】
Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，  Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ）、１〜５ページ、２００７年９月に発表された、Ｈｏｌｇｅｒ  Ｃｌａｕｓｓｅｎによる、「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｍａｃｒｏ−ａｎｄ  Ｃｏ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」と題する論文（以下「Ｃｌａｕｓｓｅｎ」という）は、フェムトセルにおけるパイロット信号及びデータ信号のための簡単な電力制御アルゴリズムを開示している。シミュレーション結果は、インテリジェントな電力制御技法を用いることで、マクロセルネットワークに対する干渉を最小化できることを示している。
【００１３】
上記のＬｅｓｔｅｒ、上記のＣｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ、及び上記のＣｌａｕｓｅｎでは、信号対干渉比（ＳＩＮＲ）がセルエッジにおいて０ｄＢに等しくなるような、フェムトセルのための相対的に簡単な電力制御機構が提案されている。しかし、ｍＢＳとｆＢＳの間の距離に応じて、そのような電力制御戦略は、有効でなくなることがある。例えば、上で述べたように、同一チャネルフェムトセルの最大送信電力は、ｆＢＳがｍＢＳに近い場合、満足なカバレージを提供するのに十分でないことがある。
【００１４】
Ｅｒｉｃｓｓｏｎ、３ＧＰＰ  ＴＳＧ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  ４  ｍｅｅｔｉｎｇによって発表された「Ｈｏｍｅ  ＮｏｄｅＢ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｐｏｗｅｒ」と題する論文（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／ｔｓｇ＿ｒａｎ／ＷＧ４＿Ｒａｄｉｏ／ＴＳＧＲ４＿４３ｂｉｓ／Ｄｏｃｓ／において入手可能）は、マクロセルＢＳとフェムトセルＢＳの間の距離が増大するのにつれて、フェムトセル送信電力を低減させる電力制御方式を提供する。そのような構成下では、マクロセルＭＳは、フェムトセルからの干渉が低減した結果として、より良いカバレージを体験する。しかし、この手法は、フェムトセルがマクロセルＢＳに非常に近い場合、又はマクロセルＢＳから非常に遠い場合には疑問の余地がある。
【００１５】
ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｏｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５、ｎｏ．６、１３３３〜１３４２ページ、２００６年６月に発表された、Ｓ．Ｋｉｓｈｏｒｅ、Ｌ．Ｊ．Ｇｒｅｅｎｓｔｅｉｎ、Ｈ．Ｖ．Ｐｏｏｒ、及びＳ．Ｃ．Ｓｃｈｗａｒｔｚによる、「Ｕｐｌｉｎｋ  Ｕｓｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉｃｅｌｌ  ＣＤＭＡ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｈｏｔｓｐｏｔ  Ｍｉｅｒｏｃｅｌｌｓ」と題する論文は、フェムトセルカバレージを拡大することによって、遠近効果（ｎｅａｒ−ｆａｒ  ｅｆｆｅｃｔ）を克服している。拡大されたフェムトセルカバレージは、マクロセルＢＳからの信号の品質がかなり良好な場合にのみ、フェムトセルに近いＭＳにマクロセルＢＳとの通信を許可することによって達成される。この手法は、隣接フェムトセルにおいて干渉を増大させる。
【００１６】
以下の特許公開公報、すなわち、（ａ）２００６年１０月３日に出願された、Ｔ．Ｎｙｌａｎｄｅｒ他による「Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｐｉｃｏ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」と題する、米国特許公開公報第２００７／０１８３４２７号、（ｂ）２００６年４月２８日に出願された、Ｔ．Ｌ．Ｅ．Ｌｉｎｄｑｖｉｓｔ他による「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ  Ｓｅｔ」と題する、米国特許公開公報第２００７／０２５４６２０号、及び（ｃ）２００６年５月３０日に公開された、Ｊ．Ｖｉｋｅｂｅｒｇ他による、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｅｍｔｏ  Ｒａｄｉｏ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」と題する国際公開公報第２００６／０１３９４６０号パンフレットは、フェムトセル実施を開示している。しかし、これらの特許出願はいずれも、フェムトセル配備のための効率的な周波数割り当て方式を提供しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許公開公報第２００７／０１８３４２７号
【特許文献２】米国特許公開公報第２００７／０２５４６２０号
【特許文献３】国際公開公報第２００６／０１３９４６０号パンフレット
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Ｐａｒｔｈｏ  Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ及びＤｅｅｐａｋ  Ｄａｈｕｊａによる「ＵＭＡ  ａｎｄ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ：  Ｍａｋｉｎｇ  ＦＭＣ  Ｈａｐｐｅｎ」と題する論文、２００７年１２月に公開
【非特許文献２】「Ｆｅｍｔｏ  Ｃｅｌｌｓ：  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」と題する論文、２００７年にＡｉｒｖａｎａ  Ｉｎｃ．によって発表
【非特許文献３】「Ｔｈｅ  Ｃａｓｅ  ｆｏｒ  Ｈｏｍｅ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」と題する論文、２００７年４月にＰｉｃｏＣｈｉｐ  Ｄｅｓｉｇｎｓ  Ｌｔｄ．によって発表
【非特許文献４】Ｌｅｓｔｅｒ  Ｔ．Ｗ．Ｈｏ及びＨｏｌｇｅｒ  Ｃｌａｕｓｓｅｎによる「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｕｓｅｒ−Ｄｅｐｌｏｙｅｄ，  Ｃｏ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｃａｌｌ  Ｄｒｏｐ  Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎ  ａ  Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ  Ｓｃｅｎａｒｉｏ」と題する論文、Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，  Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ）、１〜５ページ、２００７年９月に発表
【非特許文献５】Ｖｉｋｒａｍ  Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ及びＪｅｆｆｒｅｙ  Ｇ．Ａｎｄｒｅｗｓによる「Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｔｗｏ−Ｔｉｅｒ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」と題する論文、Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＧＬＯＢＥＣＯＭ）、３３２２〜３３２６ページ、２００７年１１月に発表
【非特許文献６】Ｈｏｌｇｅｒ  Ｃｌａｕｓｓｅｎによる「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｍａｃｒｏ−ａｎｄ  Ｃｏ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  Ｃｅｌｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」と題する論文、Ｐｒｏｃ．ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，  Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＰＩＭＲＣ）、１〜５ページ、２００７年９月に発表
【非特許文献７】Ｅｒｉｃｓｓｏｎ、３ＧＰＰ  ＴＳＧ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  ４  ｍｅｅｔｉｎｇによって発表された「Ｈｏｍｅ  ＮｏｄｅＢ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｐｏｗｅｒ」と題する論文
【非特許文献８】Ｓ．Ｋｉｓｈｏｒｅ、Ｌ．Ｊ．Ｇｒｅｅｎｓｔｅｉｎ、Ｈ．Ｖ．Ｐｏｏｒ、及びＳ．Ｃ．Ｓｃｈｗａｒｔｚによる「Ｕｐｌｉｎｋ  Ｕｓｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉｃｅｌｌ  ＣＤＭＡ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｈｏｔｓｐｏｔ  Ｍｉｅｒｏｃｅｌｌｓ」と題する論文、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｏｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５、ｎｏ．６、１３３３〜１３４２ページ、２００６年６月に発表
【発明の概要】
【００１９】
フェムトセルは、マクロセルラネットワークの効率性及びカバレージを増大させることができる。フェムトセル配備の成否は、異なるフェムトセル間の干渉及びフェムトセルとマクロセルの間の干渉を効率的に管理することにかかっている。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、フェムトセルのための効率的な周波数割り当て方式が提供される。周波数割り当て方式は、フェムトセルとマクロセルの間の干渉及び異なるフェムトセル間の干渉を低減させる。この方法の下では、そのロケーション及びどこで必要とされるかに基づいて、フェムトセルは、スペクトルセンシングを実行し、１組の候補チャネルから適切なチャネルを選択する。この方法はまた、ｆＢＳがｍＢＳに近い場合であっても（すなわち閾値を使用して決定される）、許容可能なフェムトセルカバレージエリアを提供する。周波数割り当て方式は、所望のハンドオフ特性を生かすために、マクロセルネットワークの周波数帯をフェムトセルと共用することを選好する（すなわち、ＭＳは異なる周波数帯をスキャンして、セルを探索する必要がない）。しかし、ｍＢＳからの干渉が閾値を超えた場合、割り当て方式は、許容可能なフェムトセルカバレージエリアを保証するために、１組の適切な周波数から選択された異なる周波数帯を使用するようフェムトセルに要求する。周波数割り当て方式は、ホームｅＮｏｄｅＢ及び他のパーソナルＢＳなど、様々なタイプのフェムトセルに適用可能である。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、周波数割り当て方式は、合同電力制御及び周波数割り当て（ｊｏｉｎｔ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）も提供することができる。この実施形態の下では、周波数割り当て方式は、ｆＢＳとｍＢＳの相対ロケーション、経路損失指数（ｐａｔｈ  ｌｏｓｓ  ｅｘｐｏｎｅｎｔ）、及び周波数再使用係数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅｕｓｅ  ｆａｃｔｏｒ）（Ｎ）などの様々なパラメータに応じて候補周波数帯が選択されるような、優先順位ベースである。ｆＢＳがｍＢＳから遠い場合、ｆＢＳは、ｍＢＳによって使用されている周波数帯の中から周波数帯を選択し、ｆＢＳがｍＢＳに近い場合、許容可能なカバレージエリアを達成するために、異なる周波数帯がｆＢＳに割り当てられる。フェムトセルが電力制御領域（ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｒｅｇｉｏｎ）内に配置される場合、フェムトセルの送信電力は、フェムトセルのために固定のカバレージエリアを維持するように制御される。異なるフェムトセル間の干渉を低減させるため、フェムトセル間において、スペクトルセンシングを使用して、使用する候補周波数帯を選択する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】周波数再使用係数Ｎ＞１であるマクロセルネットワークを示す図である。
【図２】再使用係数Ｎ＝３である、ネットワークに対する周波数帯割り当てを示す図であって、どの隣接マクロセルも、同じ周波数帯を使用していない図である。
【図３】本発明の一実施形態による、マクロセルの、２つの領域（すなわち内側領域と外側領域）への区分けを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、周波数割り当てフレームワークをより詳細に示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態による、別のフェムトセル周波数割り当てフレームワークを示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による、スペクトルスキャニング技法を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による、また別の周波数帯割り当てフレームワークを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態による、各フェムトセルに別個の周波数帯を割り当てる、Ｎ＝１の場合の別の周波数割り当て方式を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態による、マクロセルネットワークのための周波数分割複信（ＦＤＤ）周波数割り当て方式を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、図９に関して説明されたタイプのネットワークにおける、実際のＦＤＤ周波数割り当ての一例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、合同電力制御及び周波数割り当てを実施するネットワークを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、図１１の領域における周波数帯割り当ての一例を、ダウンリンク及びアップリンク周波数割り当ての両方について提供する図である。
【図１３】本発明の一実施形態による、図１１の領域における合同電力制御及び周波数帯割り当てを説明するブロック図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、ｆＢＳがそのロケーションの領域を決定するのに使用できる第１の手法を示すブロック図である。
【図１５】本発明の一実施形態による、ｆＢＳがそのロケーションの領域を決定するのに使用できる第２の手法を示すブロック図である。
【図１６】本発明の一実施形態による、送信電力の計算を精緻化するための方法の一実施を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態による、ｆＢＳとＭＳの間の例示的なメッセージ交換を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を検討することで、より良く理解される。
【００２４】
図１は、周波数再使用係数Ｎ＞１であるマクロセルネットワーク０を示している。そのようなネットワークでは、各マクロセルにその隣接マクロセルのいずれとも異なる周波数帯が割り当てられるように、Ｎ個の周波数帯が、ネットワークのマクロセルに割り当てられる。図１の例では、一般性を失うことなく、周波数帯Ｆｉがマクロセル０に割り当てられる。図２は、再使用係数Ｎ＝３である、ネットワークに対する周波数帯割り当てを示しており、どの隣接マクロセルも、同じ周波数帯を使用していない。図２に示されるように、例えば、マクロセル４には周波数帯Ｆ１が割り当てられる。各周波数帯内では、時間領域、周波数領域、又は符号領域において、ユーザを更に分離することができる。例えば、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）ネットワークでは、マクロセル内のユーザ間の干渉を最小化するために、マクロセル内の各ユーザには、１組のＣＤＭＡ符号から選択された異なるＣＤＭＡ符号が割り当てられる。マクロセル内には数十のフェムトセルが存在でき、又はより多いフェムトセルが存在することさえある。
【００２５】
上で説明したように、ハンドオフ及びセル探索の観点から、フェムトセルについては同一チャネル実施が好ましい。しかし、同一チャネル動作は、ｍＢＳからの干渉のせいで、常に可能であるとは限らない。図３は、本発明の一実施形態による、マクロセルの、２つの領域（すなわち内側領域（ｉｎｎｅｒ  ｒｅｇｉｏｎ）６と外側領域（ｏｕｔｅｒ  ｒｅｇｉｏｎ）７）への区分けを示している。外側領域７内に配置されたフェムトセルは、マクロセルネットワークにおいて使用されている周波数帯と同じ周波数帯を使用することができる。例えば、外側領域７内のｆＢＳ及びｍＢＳはともに、周波数帯Ｆ１を使用することができる。そのような構成下では、フェムトセルとマクロセルの間で切り替えを行う場合、どちらのセルも同じ周波数帯を使用しているので、ＭＳは、より容易なハンドオフ及びセル探索を経験することができる。また、ｆＢＳはｍＢＳから遠いので、ｍＢＳからの干渉は僅かしか存在しない。その結果、ｆＢＳは、十分に大きなカバレージエリアを有する。なお、このカバレージエリアは干渉制限環境に特に敏感である。干渉が弱い場合、すなわち雑音制限環境では、カバレージエリアは雑音フロアに依存する。ｆＢＳがｍＢＳから遠い場合、干渉は弱い。干渉が強い場合、マクロセルの周波数帯とは異なる周波数帯を使用するのが最善である。
【００２６】
この詳細な説明では、ｆＢＳのカバレージエリアは、便宜的に、ｆＢＳとｍＢＳからの受信電力レベルがそれに沿って同じになる輪郭によって確定される。しかし、本発明は、この決まりに限定されない。本発明は、カバレージエリアが他の方法で確定できる状況にも適用可能である。例えば、カバレージエリアは、セル探索開始閾値又はハンドオフ実行閾値などのハンドオフパラメータによって確定することができる。そのようなケースでは、ｆＢＳとｍＢＳからの受信電力レベルは、同じでないことがある。また、そのような他のケースでは、カバレージエリアを確定する２つ以上の輪郭が存在することがある（例えば、ｆＢＳに入って来るユーザのための輪郭、及びｆＢＳから出て行くユーザのための別の輪郭）。
【００２７】
図３を参照すると、内側領域６内に配置されたｆＢＳの場合、ｍＢＳから受信する電力レベルは高い。したがって、これらのｆＢＳがｍＢＳと同じ周波数帯を使用した場合、フェムトセルカバレージエリア８内のｆＢＳ２によって示されるように、それぞれのカバレージエリアは小さくなる。再使用係数Ｎ＞１である場合、フェムトセルは、他のマクロセルによって使用されており、現在のマクロセルによっては使用されていない、他のＮ−１個の帯域のうちの１つを使用することができる。例えば、ｆＢＳ３は、周波数帯Ｆ１と直交するチャネルである、周波数帯Ｆ２を使用する。他のマクロセルからの干渉は最小であると予測されるので、フェムトセルｆＢＳ３のカバレージエリアは、十分大きく保つことができる。
【００２８】
図４は、本発明の一実施形態による、周波数割り当てフレームワークをより詳細に示すフローチャートである。図４では、ｎ１は、ＭＳとｍＢＳの間の経路損失指数（ＰＬＥ）を表し、ｎ２は、ＭＳとｆＢＳの間のＰＬＥを表し、Ｐ１は、ＭＳにおけるｍＢＳからの受信信号電力を表し、Ｐ２は、ＭＳにおけるｆＢＳからの受信信号電力を表す。また、（ｘｍＢＳ，ｙｍＢＳ）及び（ｘｆＢＳ，ｙｆＢＳ）は、それぞれｍＢＳ及びｆＢＳの地理的ロケーションを表す。なお、２つのＢＳの相対的なロケーションは、これら２つのＢＳ間の距離を提供する。これらのパラメータの値は、ステップ１５において測定される。ステップ２０において、（同一チャネル実施下の）フェムトセルカバレージエリアの境界ではＳＩＮＲは０ｄＢであるので、フェムトセルカバレージエリアは、代数的に計算することができる。フェムトセルカバレージエリアを計算するための１つの方法が、以下で更に詳細に説明される。なお、経路損失指数は同じ環境において以前に実行された測定から取得することができる。代替として、経路損失指数を動作中に取得することが可能なこともある。例えば、フェムトセル初期化中に、ｍＢＳがその送信電力についてｆＢＳに通知することができる。その場合、ｆＢＳは、自らとｍＢＳの間の既知の距離を使用して、ｍＢＳからの経路損失指数を推定することができる。ｆＢＳのロケーションの位置推定は、ＧＰＳ、三角法、位置発見のためのＴＶ信号の利用、又は家屋の地理的ロケーションに関する事前情報など、いくつかの方法のいずれかを使用して取得することができる。なお、ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．  Ｌｅｔｔ．、Ｖｏｌｕｍｅ  １２、Ｉｓｓｕｅ  １２、２００８年１２月、８８０〜８８２ページに掲載された、Ｉｓｍａｉｌ  Ｇｕｖｅｎｃ、Ｍｏｏ−Ｒｙｏｎｇ  Ｊｅｏｎｇ、及びＦｕｊｉｏ  Ｗａｔａｎａｂｅによる、「Ｃｏ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ  Ｃｏｖｅｒａｇｅ  Ａｒｅａ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」と題する論文も参照されたい。さて、同一チャネルフェムトセルのカバレージエリアＡｆＢＳは、ユーザの敷地を完全にカバーするのが好ましい。ステップ３０において、カバレージエリアＡｆＢＳが閾値と比較される。カバレージエリアが閾値よりも大きい場合、フェムトセルは、マクロセルとともに同一チャネル方式で動作することができる。そうではない場合、すなわち、カバレージエリアＡｆＢＳが閾値より小さい場合、激しい干渉が経験されており、フェムトセルは、異なる周波数帯を選択するべきである。閾値は、もっぱらカバレージエリアについての検討事項に基づくことができるが、ユーザに支払い請求される月額加入料金、又はＱｏＳ要件、及び他の干渉についての検討事項など、他のパラメータ値を考慮することもできる。
【００２９】
ステップ４０において、カバレージエリアＡｆＢＳが閾値よりも小さい場合、ｆＢＳは、Ｆｉとは異なるＮ−１個の周波数帯のうちの１つを選択するべきである。他のフェムトセルとの干渉を最小化するため、フェムトセルは、好ましくは最初に、Ｎ−１個の周波数帯をスキャンする。図６は、本発明の一実施形態による、ステップ４０を実施するのに使用できるスペクトルスキャニング技法を示している。図６に示されるように、ステップ４２において、Ｎ−１個の周波数帯における電力レベルが、例えばエネルギー検出技法を使用して決定される。次にステップ４４において、最小雑音レベルを有する周波数帯が選択される。その後、選択された周波数帯が、フェムトセルにおける通信のために使用される（ステップ４６）。大きなＮは、選択対象の候補周波数帯がより多く存在するので、より小さなフェムトセル間干渉を可能にする。
【００３０】
ｆＢＳのカバレージエリアＡｆＢＳに加えて、カバレージの近似領域ＲｆＢＳも、以下で更に説明されるように、代数的に決定することができる。しばしば、領域ＲｆＢＳは、円によって近似され、この円の中心は、ｆＢＳとｍＢＳのロケーションと共線的（ｃｏｌｌｉｎｅａｒ）であり、ｆＢＳよりもｍＢＳからの方が遠い。領域ＲｆＢＳの中心とｆＢＳロケーションの間の距離は、経路損失指数、並びにｆＢＳ及びｍＢＳの送信電力などのパラメータに依存する。図４を再び参照すると、ｆＢＳの与えられた配置に対するカバレージ領域ＲｆＢＳは、カバレージエリアＡｆＢＳがユーザの敷地を完全にカバーするかどうかを決定するための、おおよその物差しを提供する（ステップ６０）。不適である場合、すなわち、カバレージエリアＡｆＢＳがユーザの敷地を完全にカバーしない場合、ｆＢＳの配置を調整して、カバレージを改善することができる（ステップ５０）。ｆＢＳの最適配置が達成されるまで、ステップ５０及び６０を反復することができる。
【００３１】
図５は、本発明の第２の実施形態による、別のフェムトセル周波数割り当て方法を示すフローチャートである。ステップ１６において、ｍＢＳ及びｆＢＳのそれぞれの地理的ロケーション（ｘｍＢＳ，ｙｍＢＳ）及び（ｘｆＢＳ，ｙｆＢＳ）が決定される。ステップ２５において、ｆＢＳとｍＢＳの間の距離ｄｆＢＳが、これらの地理的ロケーションから決定される。このフレームワークの下では、経路損失指数、並びにｍＢＳ及びｆＢＳの送信電力はわからなくてもよい。代わりに、ｆＢＳがマクロセルの内側領域６と外側領域７の間の境界（閾値）の内部にあるか、それとも外部にあるかを決定するために、距離ｄｆＢＳが使用される（ステップ３５）。距離ｄｆＢＳが閾値よりも大きい場合、フェムトセルは、周波数帯Ｆｉを使用する（ステップ７０）。そうではない場合、ステップ４０（図６の詳細を参照）において、フェムトセルは、最小雑音レベルを有する、他のＮ−１個の周波数帯のうちの１つを選択する。
【００３２】
図７は、本発明の一実施形態による、また別の周波数帯割り当てフレームワークを示している。図７に示されるように、マクロセルが再使用係数Ｎを有するネットワークでは、マクロセル内の全てのｆＢＳによって使用するために、別個の周波数帯ＦＮ＋１が割り当てられる。このようにして、現在のｍＢＳからの干渉が回避され、周囲のどのｍＢＳからの干渉も回避される。しかし、ｆＢＳはサービングｍＢＳと異なる周波数帯を使用するので、ハンドオフプロセスはあまり効率的ではない。
【００３３】
また別の周波数帯割り当てフレームワークによれば、フェムトセルの初期化ステップ中に、ＭＳ又はフェムトセルｆＢＳは、受信信号強度を測定し、その受信信号強度をｍＢＳに報告することができる。その後、ｍＢＳは、ｆＢＳが内側領域６に属するか、それとも外側領域７に属するかを決定し、その決定をｆＢＳに報告することができる。その後、周波数帯割り当ては、地理的領域決定に基づいて、上で説明された方式のいずれかに従って進行することができる。
【００３４】
ｍＢＳがｘ１＝（ｘ１；ｙ１）に配置され、その送信電力がＰ１であり、ｆＢＳがｘ２＝（ｘ２；ｙ２）に配置され、その送信電力がＰ２である場合、経験的経路損失モデルの下では、ｍＢＳから送信され、ＭＳにおいて受信される信号の電力は、
Ｐｒ，１＝Ｐ１Ｐ０（ｄ０／ｄ）ｎ    （１）
によって与えられ、ここで、Ｐ０は基準距離ｄ０において測定された経路損失であり（一般に、ｄ０＝１である場合、Ｐ０は（４π／λ）２によって近似することができ、λは信号の波長を表す）、ｎは経路損失指数である。同一チャネルフェムトセルの境界においては、信号対干渉比（ＳＩＲ）は０ｄＢであると仮定されるので、一般性を失うことなく、距離ｄ０＝１においては、ｆＢＳ及びｍＢＳともＰ０は同じであり、
Ｐ１／ｄ１ｎ＝Ｐ２／ｄ２ｎ    （２）
となる。したがってｎ＝２であるシステムにおいては、フェムトセルの境界上の点の座標ｘ＝（ｘ；ｙ）は、
【数１】
0005416765.tif 000002
を満たす。式（３）と式（２）を組み合わせると、
【数２】
0005416765.tif 000003
が得られ、ここで、
【数３】
0005416765.tif 000004
である。式（４）は、ｋ＝（ｋ１；ｋ２）を中心とする半径ｒの円の形式をとり、すなわち、
【数４】
0005416765.tif 000005
である。したがって、式（９）と式（４）を比較すると、フェムトセルカバレージエリアの中心を表す中心点ｋ＝（ｋ１；ｋ２）は、
ｋ１＝−Ｂ１／２Ａ、ｋ２＝−Ｂ２／２Ａ
であり、これはベクトル形式で、
【数５】
0005416765.tif 000006
と表すこともできる。半径ｒは、
【数６】
0005416765.tif 000007
によって与えられる。その場合、フェムトセルカバレージエリアは、
【数７】
0005416765.tif 000008
である。式（１２）は、フェムトセルカバレージエリアが、ｍＢＳ及びｆＢＳのロケーションと、それぞれの送信電力の両方に依存することを示している。
【００３５】
ｎ≠２である場合（すなわち、いずれか任意の経路損失指数の場合）、式（２）の両辺を（２／ｎ）乗することによって、
【数８】
0005416765.tif 000009
が得られ、これは、上述のｎ＝２であるシナリオと等価であるが、１組の異なる送信電力によって特徴付けられる。カバレージの中心及びカバレージの面積は、式（１０）及び式（１２）に関して上で説明されたのと同じ手順を使用し、Ｐ１を（Ｐ１）２／ｎで、Ｐ２を（Ｐ２）２／ｎで置き換えることによって導出することができる。
【００３６】
一般に、ｆＢＳ及びｍＢＳにおける経路損失指数は異なる（すなわち、距離ｄ０＝１において、ｆＢＳ及びｍＢＳについてのＰ０は同じでない）。その場合、式（２）の代わりに、
【数９】
0005416765.tif 000010
となる。ｍＢＳは一般により高い高度（例えばセル塔上）に配置されるので、経路損失指数は、ｎ１＜ｎ２を満たすことができる。式（１４）の両辺を（２／ｎ２）乗することによって、
【数１０】
0005416765.tif 000011
が得られる。同一チャネルフェムトセルの境界において信号対干渉比（ＳＩＲ）が０ｄＢであるという仮定が、
【数１１】
0005416765.tif 000012
をもたらし、ここで、０＜ｎ１／ｎ２＜１である。式（１６）では、ｘ項及びｙ項とも最高のべき乗は２である。式（１６）は、ｄ２ｎ１／ｎ２＝１と近似し、２次テイラ級数（ｓｅｃｏｎｄ−ｏｒｄｅｒ  Ｔａｙｌｏｒ  ｓｅｒｉｅｓ）を使用して点（ａ；ｂ）において式（１６）を評価することによって、簡略化することができ（点（ａ；ｂ）は、たいていの場合、（ｘ１；ｘ２）によって近似できる）、
【数１２】
0005416765.tif 000013
ここで、
【数１３】
0005416765.tif 000014
である。その後、式（１６）において式（１７）の結果を使用して、
【数１４】
0005416765.tif 000015
が得られ、ここで、
【数１５】
0005416765.tif 000016
である。式（２４）は、１）ｘｙ交差項が存在し、カバレージエリアが円ではなく楕円になる点、及び２）ｘ２の係数とｙ２の係数が異なる点を除いて、式（４）の円に類似している。Ｐ２＜＜Ｐ１である場合、
【数１６】
0005416765.tif 000017
及び
【数１７】
0005416765.tif 000018
と設定する（すなわち、またもやカバレージエリアを円によって近似する）ことができる。この簡略化を用いると、カバレージエリアの中心の座標、及びカバレージエリアの面積は、式（１０）及び式（１２）に関して上で説明された手順を使用し、式（２５）〜式（３０）を使用して取得することができる。
【００３７】
スペクトルリソースは乏しいので、小さな周波数再使用係数が好ましい。したがって、将来の多くのワイヤレスシステムでは、Ｎ＝１の周波数再使用係数が好ましいことがある。そのようなシステムでは、フェムトセルは、マクロセルカバレージエリア内の全てのロケーションにおいて、マクロセルと同じ周波数帯を使用しなければならない可能性がある。しかし、上で説明したように、ｆＢＳがｍＢＳに非常に近い場合、フェムトセルは、ｍＢＳからの激しい干渉を経験する。Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ（上記）で説明されているような干渉平均化技法を使用して、干渉を緩和することができる。そのような技法は、本質的な不都合を有しており、ｍＢＳのごく近くのフェムトセルにおいて干渉を克服するのに十分でないこともある。
【００３８】
図８は、本発明の一実施形態による、周波数帯Ｆ１を使用するマクロセルネットワーク内の全てのフェムトセルに別個の周波数帯Ｆ２を割り当てる、Ｎ＝１の場合の別の周波数割り当て方式を示している。図８のシステムは、追加のスペクトルリソースを費やすことで、フェムトセルとマクロセルの間で干渉のない動作を保証する。また、利用可能な場合は、図４〜図６のステップ４０について説明されたようなスペクトルセンシング手法を使用して、２つ以上の周波数帯をフェムトセル動作に割り当てて、フェムトセル間干渉を低減させることができる。
【００３９】
上で説明されたシナリオは、ダウンリンクチャネル割り当てに適用可能である。アップリンクについての干渉は異なることがあり、複信動作のためには、異なるチャネル割り当て方式が必要とされることがある。例えば、マクロセルＭＳ（ｍＭＳ）は、そのＭＳがｍＢＳから遠い場合、ｍＢＳに達するためにより大きな送信電力を必要とすることがある。したがって、フェムトセルが外側領域７内に配置された場合、アップリンク動作に関する限り、フェムトセルとｍＭＳがともに通信用に同じチャネルを使用している場合、フェムトセルに対するｍＭＳからの干渉が、より著しくなることがある。したがって、ｍＭＳとフェムトセルの間の干渉を回避するため、好ましくは、ｍＭＳと外側領域７内のフェムトセルには異なるチャネルが割り当てられる。内側領域６内では、ｍＭＳはより弱い信号を使用して、ｍＢＳと通信するので、フェムトセルとの同一チャネル動作が可能となることがある。
【００４０】
図９は、本発明の一実施形態による、マクロセルネットワークのための周波数分割複信（ＦＤＤ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｄｕｐｌｅｘ）周波数割り当て方式を示している。図９に示されるように、マクロセルは、ダウンリンクでは周波数帯０（すなわち周波数帯Ｆｉ）を使用し、アップリンクでは周波数帯１２（すなわち周波数帯ＦＮ＋ｉ）を使用する。そのようなネットワークでは、フェムトセルに割り当てられる周波数帯は、１）フェムトセルが内側領域６内にあるか、それとも外側領域７内にあるか、及び２）通信がダウンリンクか、それともアップリンクかの両方に依存する。図１０は、本発明の一実施形態による、図９に関して説明されたタイプのネットワークにおける、実際のＦＤＤ周波数割り当ての一例を示している。ダウンリンク周波数割り当ては、図４〜図８の方法を使用して達成することができる。アップリンクについては、フェムトセルが内側領域６内にある場合、マクロセルと同じ周波数帯（すなわち周波数帯ＦＮ＋ｉ）が、フェムトセルに対して使用される。そうではない場合、すなわち、フェムトセルが外側領域７内にある場合、ｍＢＳから遠いｍＭＳに対する干渉又はそのようなｍＭＳからの干渉を回避するために、周波数帯ＦＮ＋ｉとは異なる周波数帯が使用される。
【００４１】
本発明の別の態様によれば、電力制御及び周波数割り当ては、同時に実行することができる（「合同電力制御及び周波数割り当て」）。上述の図９のマクロセルネットワークを使用して、周波数再使用係数がＮ＞１である場合について、そのような手法を説明することができる。そのようなネットワークでは、Ｎ個のダウンリンク周波数帯と、Ｎ個のアップリンク周波数帯が使用され、各周波数帯は、異なるマクロセルに割り当てられる。以下の詳細な説明では、ダウンリンク動作が最初に説明される。一般性を失うことなく、周波数帯０（すなわち周波数帯Ｆｉ）が、対象のマクロセルに割り当てられる。上で図２において説明された、Ｎ＝３の場合、どの隣接マクロセルも、同じ周波数帯を使用しておらず、対象のマクロセル４は、周波数帯（すなわち周波数帯Ｆ１）を使用している。上で説明したように、各周波数帯内では、時間領域、周波数領域、又は符号領域において、ユーザを更に分離することもできる。例えば、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムでは、マクロセル内の異なるユーザ間の干渉を最小化するために、多数のＣＤＭＡ符号が使用される。
【００４２】
合同電力制御及び周波数割り当てを提供するため、本発明による方法は、以下の基準、すなわち、（ａ）フェムトセルの同一チャネル動作は、セル探索及びハンドオフの観点から好ましく、ｍＢＳからの干渉状態に影響される、（ｂ）全てのケースにおいて、フェムトセルは、電力制御を通して最小カバレージエリアＡｆｅｍを保証する、並びに（ｃ）フェムトセルは、最大送信電力限界Ｐｍａｘ及び最小送信電力限界Ｐｍｉｎを有するという基準に従う。電力限界Ｐｍａｘは、ハードウェア制約又はフェムトセル間の干渉制約を表すことができ、電力限界Ｐｍｉｎは、干渉が存在しない場合に、良好なカバレージのために必要とされる最小送信電力とすることができる。図１１は、本発明の一実施形態による、合同電力制御及び周波数割り当てを実施するネットワークを示している。図１１に示されるように、マクロセルは、内側領域１１１と、電力制御領域１１２と、外側領域１１３とに区分けされる。内側領域及び外側領域では、電力制御は適用されず、電力制御領域１１２では、ｆＢＳは、電力制御を使用して、所定のフェムトセルカバレージエリアＡｆｅｍを提供する。
【００４３】
上で説明したように、ｆＢＳのカバレージエリアは、ｆＢＳとｍＢＳからの（一般には、データ信号ではなく、パイロット信号の）受信電力レベルがそれに沿って同じになる輪郭内のエリアによって決定される。しかし、本発明は、カバレージエリアが、ハンドオフパラメータなど、他の方法で確定されるシステムにも等しく適用可能である。そのようなハンドオフパラメータは、例えば、セル探索開始閾値及びハンドオフ実行閾値を含むことができる。そのようなケースでは、ｆＢＳとｍＢＳからの受信電力レベルは、同じでないことがあり、カバレージエリアを確定する２つ以上の輪郭が存在することがある（例えば、ｆＢＳに入って来るユーザのための１つの輪郭、及びｆＢＳから出て行くユーザのための別の輪郭）。
【００４４】
図１２は、本発明の一実施形態による、図１１の領域における周波数帯割り当ての一例を、ダウンリンク及びアップリンク周波数割り当ての両方について提供している。図１２に示されるように、ダウンリンク送信中、マクロセルは、３つの領域の全てにおいて、周波数帯Ｆｉを使用する。しかし、フェムトセルによってダウンリンクのために使用される周波数帯は、ｆＢＳがどの領域に配置されているかに依存し、（ａ）フェムトセルが電力制御領域１１２又は外側領域１１３内にある場合は、フェムトセルは、マクロセルと同じ周波数帯（すなわちＦｉ）を使用し、（ｂ）フェムトセルが内側領域１１１内にある場合（すなわち、ｍＢＳからの干渉が高い場合）は、ｆＢＳは、マクロセルによって使用されている周波数帯とは異なる周波数帯（例えば、隣接マクロセルの１つによって使用されている周波数帯、又はフェムトセル用に特別に予約された周波数帯）を使用する。
【００４５】
図１３は、本発明の一実施形態による、図１１の領域における合同電力制御及び周波数帯割り当てを説明するブロック図である。図１３では、ｆＢＳ及びｍＢＳのロケーションが利用可能である場合（ステップ１２４）、ステップ１１０において、ｆＢＳは、（ａ）ｍＢＳ及びｆＢＳの経路損失指数をそれぞれ表すｎ１及びｎ２と、（ｂ）ｍＢＳ及びｆＢＳの送信電力をそれぞれ表すＰ１及びＰ２と、（ｃ）ｍＢＳ及びｆＢＳのロケーションをそれぞれ表す（ｘｍＢＳ，ｙｍＢＳ）及び（ｘｆＢＳ，ｙｆＢＳ）とを取得する。そうではない場合、すなわち、ｆＢＳ及びｍＢＳのロケーションが利用可能でない場合、ステップ１２６において、ｆＢＳとｍＢＳの間の距離ｄｆｍが取得される。ステップ１２０において、ステップ１２６又はステップ１１０において取得された情報を使用して、ｆＢＳは、ｆＢＳが内側領域１１１内にあるのか、電力制御領域１１２内にあるのか、それとも外側領域１１３内にあるのかを決定する。ｆＢＳが電力制御領域１１２内にある場合、ステップ１６０において、フェムトセルにはマクロセルと同じ周波数帯（すなわち、ダウンリンク動作の場合は周波数帯Ｆｉ）が割り当てられる。電力制御領域１１２では、ステップ１９０において、ｆＢＳは、マクロセル干渉が存在しても、カバレージエリアＡｆｅｍが達成されることを保証する電力レベルＰ２を選択する。ｆＢＳが、ｆＢＳは外側領域１１３内にあると決定した場合、ステップ１７０において、フェムトセルにはマクロセルと同じ周波数帯（すなわち、ダウンリンク動作の場合は周波数帯Ｆｉ）が割り当てられる。外側領域１１３では、ｍＢＳによるフェムトセルに対する干渉が低い場合であっても、低い送信電力は、不満足な性能をもたらすことがある。したがって、ステップ１１００において、ｆＢＳのために、固定の最小送信電力Ｐｍｉｎが選択される。ステップ１５０において、フェムトセルが電力制御領域１１２内にも、外側領域１１３内にもない（すなわち、ｆＢＳは内側領域１１１内にある）と決定された場合、マクロセル周波数帯に直交する周波数帯が、フェムトセルに割り当てられる。そのような割り当ての下では、マクロセルからの干渉は大したことがない。したがって、内側領域１１１内では、ステップ１１１０において、フェムトセルはやはり、通信用に固定の送信電力Ｐｍｉｎを選択することができる。より大きな固定の送信電力を使用して、隣接マクロセルからの干渉又は他のフェムトセルからの干渉を克服することもできる。
【００４６】
図１４及び図１５は、本発明の一実施形態による、ｆＢＳがそのロケーションの領域を決定する（すなわち図１３のステップ１２０）のに使用できる異なる手法を示すブロック図である。図１４では、ステップ１３１において、フェムトセルは、カバレージエリアＡｆｅｍを取得するのに必要とされる送信電力Ｐ２を計算する。そのような計算のいくつかの例が、以下で更に詳細に説明される。その後、ステップ１３２において、計算された電力レベルＰ２が、上で説明された電力閾値Ｐｍｉｎ及びＰｍａｘと比較される。Ｐｍｉｎ＜Ｐ２＜Ｐｍａｘである場合（ステップ１３２）、フェムトセルは電力制御領域１１２内にある（ステップ１３５）。そうではなく、Ｐ２＞Ｐｍａｘである場合（ステップ１３３）、フェムトセルは内側領域１１１内にあり（ステップ１３６）、Ｐ２＜Ｐｍｉｎである場合（ステップ１３４）、フェムトセルは外側領域１１３内にある（ステップ１３７）。図１４の方法では、ステップ１３１における電力レベルは、パラメータｎ１、ｎ２、Ｐ１、Ａｆｅｍ、並びにｆＢＳ及びｍＢＳのロケーション（すなわち図１３のステップ１１０）を使用して、又はｆＢＳとｍＢＳの間の距離（すなわち図１３のステップ１２６）、及び他の残りのパラメータを使用して計算することができる。
【００４７】
図１５は、フェムトセルがそのロケーションの領域を決定できるより簡単な手法を示している。図１５の方法では、ステップ１４１において計算されるｍＢＳまでの距離ｄｆｍのみを使用して、フェムトセルが内側領域１１１内にあるか、電力制御領域１１２内にあるか、それとも外側領域１１３内にあるかを決定する（すなわち、パラメータｎ１、ｎ２、Ｐ１、Ａｆｅｍは利用されない）。ｄｉｎ及びｄｏｕｔをそれぞれ内側領域１１１及び外側領域１１３の半径として、ステップ１４２において、ｄｉｎ＜ｄｆｍ＜ｄｏｕｔである場合、フェムトセルは電力制御領域１１２内にあると決定される（ステップ１４５）。そうではなく、ｄｆｍ＞ｄｏｕｔである場合（ステップ１４３）、フェムトセルは外側領域１１３内にあると決定され、ｄｆｍ＜ｄｉｎである場合（ステップ１４４）、フェムトセルは内側領域１１１内にあると決定される（ステップ１４７）。
【００４８】
カバレージエリアＡｆｅｍは利用可能でないことがあるが、ユーザの敷地のカバレージエリア全体がＫ個の敷地タイプ（例えば、スタジオ、狭いアパートメント、広いアパートメント、家屋、又はオフィス）に分類できる、本発明の方法の一実施では、敷地タイプに従って、送信電力を計算する目的で、所定のカバレージエリアをその敷地に割り当てることができる。
【００４９】
図１６は、本発明の一実施形態による、送信電力の計算を精緻化するための方法の一実施を示している。図１６に示されるように、ステップ１５２において、ｆＢＳの初期送信電力レベルＰ２が、図１４の方法などの任意の方法を使用して決定される。その後、ステップ１５４において、送信電力レベルＰ２は、ＭＳに送信された定期的な制御信号に対する応答によって更新される。ｆＢＳ及びＭＳにおいて受信信号電力の短期平均及び長期平均をとることによって、異なるＭＳの平均信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得することができる（ステップ１５６）。その後、ステップ１５８において、ｆＢＳは、送信電力レベルＰ２を調整して、許容可能な受信機ＳＮＲを達成することができる。言い換えると、受信信号に基づいて、ｆＢＳは、その送信電力を初期電力推定周辺で増減して、異なるＳＮＲメトリックを満たすことができる。
【００５０】
本発明によれば、ＳＮＲに基づいた様々な基準を使用して、ｆＢＳにおける電力レベルを設定することができる。これらの基準は、（ａ）ｆＢＳにおける平均ＳＮＲ、（ｂ）ＭＳにおける平均ＳＮＲ、（ｃ）ｆＢＳ及びＭＳにおける平均ＳＮＲ、（ｄ）（異なる時間スケールについての）ｆＢＳにおける最小ＳＮＲ、（ｅ）（異なる時間スケールでの）ＭＳにおける最小ＳＮＲ、並びに（ｆ）（異なる時間スケールでの）ｆＢＳにおける最小ＳＮＲ及びＭＳにおける最小ＳＮＲを含むことができる。受信信号は、狭いアパートメントについては、より小さな変動を示すことができ、その結果、短期平均が、必要電力レベルについての情報を提供するが、一般に、大きな家屋については、はるかに大きな変動が予想され、したがって、長期平均が必要とされる。
【００５１】
受信ＳＮＲとは別に、ｆＢＳは、図１６のステップ１５６において送信電力を設定するために、いくつかの他のメトリックを利用することができる。例えば、ｆＢＳから送信された制御メッセージに対して、一定の期間、どのＭＳからも応答を受信しない場合、ｆＢＳは、その期間、ｆＢＳと通信するＭＳが存在しないと結論することができる。そのような状態の下では、ｆＢＳは、その（パイロット）送信電力を最小レベル（すなわちＰｍｉｎ）に設定して、他のフェムトセル及び／又はマクロセルとの干渉を最小化することができる。また、ｆＢＳは、その送信電力を調整するために、異なる時間スケールにおけるｍＭＳの活動を記録することができる。例えば、朝から夕方までの間は、ＭＳからフェムトセルへの接続は僅かしか存在しないことがあり、夜間には、かなり多くの活動が生じることがある。そのような使用パターンを監視することによって、ｆＢＳは、日中の送信電力を最小化することを決定することができる。
【００５２】
図１７は、本発明の一実施形態による、ｆＢＳとＭＳの間のメッセージ交換の一例を示している。図１７に示されるように、最初にｆＢＳが、制御メッセージ１６２を送信する。ある期間の後、制御メッセージ１６２に対して、どのＭＳからも応答を受信していない場合、ステップ１７２において、ｆＢＳは、その送信電力を最小レベルに設定して、他のフェムトセル及びマクロセルに対する干渉を最小化することができる。しかし、ｆＢＳがＭＳから応答１６４を受信した場合、ｆＢＳは、この信号を利用して、ＭＳのＳＮＲを推定することができる。異なるＭＳとの通信から計算されたＳＮＲが得られると、ステップ１７４において、ｆＢＳは、将来の通信（ステップ１７６）のために、ＳＮＲに基づいてその送信電力を更新することができる。ｆＢＳは、制御メッセージを定期的に送信し（ステップ１７８）、環境（例えば、ユーザの数、ユーザのロケーション、又はユーザのチャネル品質）の変化に応じて、その送信電力を適応的に更新することができる。
【００５３】
送信電力レベルは、例えば、以下の方法を使用して決定することができる。上記の式（４）〜式（８）から、等しい経路損失指数を有するフェムトセル干渉制限カバレージエリア（ＩＬＣＡ：ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ｌｉｍｉｔｅｄ  ｃｏｖｅｒａｇｅ  ａｒｅａ）環境内では、円形のカバレージエリアＡｆｅｍが、
【数１８】
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によって与えられる。
【００５４】
電力制御フェムトセル環境では、フェムトセルは、（与えられたＡｆｅｍに対して計算される）その送信電力Ｐ２を調整することによって、全ての時間において、カバレージエリアＡｆｅｍを提供する。式（３１）は、
【数１９】
0005416765.tif 000020
と変形することができ、これは、
ａＰ２２＋ｂＰ２＋ｃ＝０        （３３）
と簡略化することができ、ここで、
【数２０】
0005416765.tif 000021
である。カバレージエリアＡｆｅｍを提供するのに必要とされる電力レベルＰ２は、式（３２）の２次多項式の根を見出すことによって解くことができる。上記の式（１３）は、ｎをいずれか任意の経路損失指数であるとして、ｎ≧２であるネットワークについて、送信電力レベルＰ１及びＰ２を、それぞれｍＢＳ及びｆＢＳのカバレージエリアに関連付ける。上で説明したように、式（１３）は、ｎ＝２である場合に相当するが、１組の異なる送信電力を有する。上述の技法を使用して、必要とされる送信電力Ｐ１を計算することができる。
【００５５】
上述の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を説明するために提供され、限定することは意図していない。本発明の範囲内で、多くの変形及び変更が可能である。本発明は、以下の特許請求の範囲において規定される。
【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】
0005416765.tif 000027
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005416765.tif 000033
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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