(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所在するフェムトセルのための方法であって、
前記フェムトセルのスペクトル内の１つ又は複数のサブキャリアが前記フェムトセル内における通信使用のために利用可能であるかどうかを判定するためにスペクトル検出を実行するステップと、
前記マクロセルからスペクトル割り当てマップを受信するステップと、
前記受信したスペクトル割り当てマップから、前記マクロセル内における通信使用のために前記マクロセルによって割り当てられている前記スペクトルのサブキャリアを識別するステップと、
前記スペクトル検出において利用可能であると判定された前記サブキャリアと、前記マクロセルによって割り当てられていると識別された前記サブキャリアとに基づいて、前記フェムトセル内で使用するサブキャリアを決定するステップと、
前記スペクトル割り当てマップの２度目の受信を実行して、受信した前記スペクトル割り当てマップにおける相違を検出するステップと、
検出した前記相違に基づいて、前記フェムトセル内で使用されるサブキャリアを再び決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記受信したスペクトル割り当てマップが、ダウンリンク通信において基地局による使用のためのサブキャリアの割り当てを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記受信したスペクトル割り当てマップが、アップリンク通信において１つ又は複数のマクロセル移動局による使用のためのサブキャリアをマッピングする情報を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フェムトセルが、通信使用のために、前記マクロセルによって割り当てられていないサブキャリアを最初に割り当てる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フェムトセルが、通信使用のために、移動局に割り当てられており、前記スペクトル検出において利用可能であると判定されたサブキャリアを次に割り当てる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フェムトセル及び前記マクロセルの両方が、ＯＦＤＭＡベースの通信方式で動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フェムトセル及び前記マクロセルの両方が、ＳＣ−ＦＤＭＡベースの通信方式で動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スペクトル検出が、検出された各サブキャリアにおける閾値に対したエネルギーを検出することに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記閾値が、信号電力及び雑音電力の両方に基づいて計算される正規化閾値である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記閾値が、雑音レベルに基づいて、ある誤報率を満たすように決定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記フェムトセルと１つ又は複数のフェムトセル移動局の間で通信を行うステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記マクロセルからの干渉を消去するために、前記フェムトセルにおいて信号のジョイント復調を実行するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ジョイント復調が、フェムトセル基地局及び前記フェムトセル移動局の両方において実行される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フェムトセル基地局が、前記フェムトセル移動局に前記受信したスペクトル割り当てマップからの情報を提供する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ジョイント復調が、受信機における単一アンテナモデルに基づく、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記スペクトル割り当てマップが、前記マクロセルの基地局によるオーバザエア送信から受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記スペクトル割り当てマップが、ワイドエリアネットワークを介して受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記スペクトル検出からの情報を前記受信したスペクトル割り当てマップから取り出されたスケジューリング情報と組み合わせるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
組み合わせるステップが、各サブキャリアの受信した信号サンプルにおいて検出されたエネルギーに閾値を適用するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記受信したスペクトル割り当てマップが、１つ又は複数のマクロセル移動局による使用のためのサブキャリアをマッピングする情報を含み、一度に１つのマクロセル移動局ずつ、前記スケジューリング情報が前記スペクトル検出と組み合わせされる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記スペクトル内のサブキャリアにおいてキャリア間干渉を検出するステップをさらに含み、使用するサブキャリアを決定するステップで、キャリア間干渉が考慮される、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記マクロセルが、時分割双方向伝送方式（ＴＤＤ）通信システムにおいて動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記マクロセルが、周波数分割双方向伝送方式（ＦＤＤ）通信システムにおいて動作する、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記スペクトル検出が、ＥＳＰＲＩＴ方法を使用してエネルギーを検出することに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
マクロセルアップリンクの最中に前記フェムトセルによって再利用される前記サブキャリアが、前記フェムトセルから遠く離れた移動局に属する、請求項５に記載の方法。
【請求項２６】
前記遠く離れた移動局が、アップリンクスペクトルセンシングに基づいて決定される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
アップリンクの最中に前記遠く離れた移動局を決定すると、それらのダウンリンクサブキャリアが、スケジューリング情報からさらに決定され、マクロセルダウンリンクの最中に前記フェムトセルによって利用される、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、（ａ）２００８年３月３日に出願された「ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｃｏ−Ｃｈａｎｎｅｌ  ＦｅｍｔｏＣｅｌｌ」と題する米国特許仮出願第６１／０３３３８０号、（ｂ）２００８年月８日２９に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｊｏｉｎｔｌｙ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＦｅｍｔｏＣｅｌｌ」と題する米国特許仮出願第６１／０９３２０６号、及び（ｃ）２００８年１２月１１日に出願された「ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ」と題する米国特許非仮出願第１２／３３３１３８号に関するとともに、それらの優先権を主張し、上記出願はすべて、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
米国の指定では、本出願は、上記米国特許出願第１２／３３３１３８号の継続出願である。
【技術分野】
【０００３】
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、ＯＦＤＭＡベースのフェムトセル通信（ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を使用するセカンダリネットワークが、同じスペクトルを使用してマクロセルラネットワークと共存することを可能にするシステムに関する。
【背景技術】
【０００４】
モバイル電話は、今日のユビキタス通信機能を可能にする必需品である。サービスプロバイダ又は通信事業者のカバレージエリア内で動作するモバイル電話は、固定又は「陸線」電話の代替になりつつある。モバイル電話利用の最近の傾向は、例えば、２００７年１２月の白書としてオンラインで公開されたＰａｒｔｈｏ  Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ及びＤｅｅｐａｋ  Ｄａｈｕｊａによる「ＵＭＡ  ａｎｄ  Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌｓ：  Ｍａｋｉｎｇ  ＦＭＣ  Ｈａｐｐｅｎ」（「Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ」）と題する論文で説明されており、同論文は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐａｒｔｈｏｃｈｏｕｄｈｕｒｙ．ｃｏｍ／ＵＭＡＦｅｍｔｏ．ｄｏｃにおいて入手可能である。Ｃｈｏｕｄｈｕｒｙ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％はモバイルユーザが自宅にいるときに受信されていることを開示している。
【０００５】
モバイル電話は、個人の唯一の電話になりつつある。さらに、２４歳未満のモバイルユーザは、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。この統計は、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｉｒｖａｎａ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅｓ／Ｆｅｍｔｏ  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  Ｗｈｉｔｅｐａｐｅｒ  ＦＩＮＡＬ  １２−Ｊｕｌｙ−０７．ｐｄｆにおいてオンラインで公開された２００７年の白書、「Ｆｅｍｔｏ  Ｃｅｌｌｓ：  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」（「Ａｉｒｖａｎａ」）、Ａｉｒｖａｎａ  Ｉｎｃ．において報告されている。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、及びコストは、望ましいレベルにはない。一般に、屋内モバイル電話サービスは、割高であるうえ、通話不能スポット（ｄｅａｄ  ｓｐｏｔ）が多く、カバレージが貧弱で、快適な顧客体験をもたらさず、その結果、モバイル電話は、加入者が必要とする唯一の電話に真にはなり得ていない。
【０００６】
最近、屋内及び個人使用向けに設計された基地局の新しいクラスが、上記のＣｈｏｕｄｈｕｒｙ及びＡｉｒｖａｎａと、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｉｃｏｃｈｉｐ．ｃｏｍ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／２７ｃ８５ｃ９８４ｃｄ０ｄ３４８ｅｄｃｆｆｅ７４１３ｆ６ｆｆ７９／ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ＿ｗｐ．ｐｄｆにおいてオンラインで公開された２００７年４月の白書、「Ｔｈｅ  Ｃａｓｅ  ｆｏｒ  Ｈｏｍｅ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」（「ＰｉｃｏＣｈｉｐ」）、ＰｉｃｏＣｈｉｐ  Ｄｅｓｉｇｎｓ  Ｌｔｄ．において説明されている。これらの屋内個人基地局を使用するセルは、「フェムトセル」と呼ばれ、フェムトセルは、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接続性を可能にする。フェムトセルは、加入者がアクティブなデータ呼セッションを固定ワイヤレスネットワーク（例えばワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ））とモバイルネットワーク（例えばセルラネットワーク）の間で切り替えることができる、固定／モバイル融合（ＦＭＣ：ｆｉｘｅｄ−ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）のための選択肢の１つとも考えられる（例えば上で説明されたＣｈｏｕｄｈｕｒｙを参照）。上記のＣｈｏｕｄｈｕｒｙ、Ａｉｒｖａｎａ、及びＰｉｃｏＣｈｉｐにおいて説明されているように、フェムトセルの利点は、（ａ）屋内カバレージの改善、（ｂ）設備投資及び運用経費の削減、（ｃ）帯域幅負荷の低減、（ｄ）所要電力の低減、（ｅ）付加的なハイエンド収益源、（ｆ）顧客ロイヤルティの改善、（ｇ）ユーザ当たりの平均収益の増加、（ｈ）既存のハンドセットとの互換性、及びデュアルモード端末を必要としないこと、（ｉ）通信事業者が所有するスペクトル内での配備、並びに（ｊ）（フェムトセルがその所在位置を知っていることによる）高度な緊急サービスを含む。
【０００７】
フェムトセルは多くの利点を約束するものではあるが、技術的にはまだ初期段階にあり、解決すべき多くの技術的問題点がまだ存在する。フェムトセルの実用的な展開を妨げる１つの問題は、無線干渉管理（すなわち、マクロセルラネットワーク（「マクロセル」）とフェムトセルの間の干渉、及びフェムトセル同士の干渉）であり、無線干渉は、最低限に抑えなければならない。さらに、マクロセルとフェムトセルの間のハンドオフをどのように処理すべきか、セキュリティ面、スケーラビリティ問題、及びアクセス制御に関する多くの未解決の問題点が依然として存在する。例えば、Ａｉｒｖａｎａにおける説明を参照されたい。
【０００８】
これらの個人基地局問題を扱った文献は限られており、一般に符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ベースの技術にのみ適用可能である。しかし、次世代ワイヤレスシステム（例えばロングタームエボリューション（ＬＴＥ）及びＩＭＴアドバンストシステム）は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）及びシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などの周波数分割多元接続技術を使用する傾向にある。したがって、将来のワイヤレスネットワークにおけるフェムトセルは、ＯＦＤＭＡ又はＳＣ−ＦＤＭＡ技術を使用する可能性が高いが、それらの技術は、ＣＤＭＡネットワークと比べた場合、異なる１組の問題を有する。特に、ＯＦＤＭＡベース（又はＳＣ−ＦＤＭＡベース）のマクロセルネットワークとフェムトセルネットワークの間の干渉管理及び共存は、慎重な設計を必要とする挑戦的な問題点である。
【０００９】
さらに、マクロセルネットワークと共存するフェムトセルのための汎用モデル及びフレームワークは、文献から入手することができない。マクロセルネットワークと共存する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）のアップリンク（ＵＬ）容量は、Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （ＧＬＯＢＥＣＯＭ）、３３２２〜３３２６ページ、２００７年１１月の、Ｖｉｋｒａｍ  Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ及びＪｅｆｆｒｅｙ  Ｇ．  Ａｎｄｒｅｗｓによる論文「Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃａｐａｃｉｔｙ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｔｗｏ−Ｔｉｅｒ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（「Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒ」）において導出及び分析されている。分割スペクトルネットワークでは、フェムトセルユーザ及びマクロセルユーザは、互いに直交するサブチャネルを割り当てられる。そのような分割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、特に多数のフェムトセルがマクロセル内で提供される場合に減少する。共用スペクトルネットワークの場合、フェムトセルは、２つのネットワークの間に限定された干渉しか存在しない限り、マクロセルによっても利用されるいくつかのサブチャネルを利用することができる。機能停止確率を改善するため、Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒは、干渉回避方法の使用を提案している。特に、マクロセル及び各フェムトセルは、干渉を低減するために時間ホッピングを使用することができる。さらに、より良い容量を達成するために、セクタアンテナを使用して、マクロセル及びフェムトセルの両方のために受信を行うこともできる。干渉回避（時間ホッピングＣＤＭＡ及びセクタアンテナ）を用いた場合、分析及びシミュレーション結果は、干渉回避を行わない場合よりも（例えば全方向性フェムトセルアンテナを用いる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（ＢＳ）密度をサポートできることを示している。
【００１０】
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」（「Ｈｏ」）と題する論文は、フェムトセル、及びフェムトセルにおける異なる電力構成についてのハンドオーバ確率を分析している。マクロセルネットワークで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実用的でない（すなわち経済的でない）ので、フェムトセルは一般に、フェムトセル電力及びセルサイズ自動構成などの、自動構成機能を必要とする。シミュレーションを使用して、Ｈｏ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ける呼切断確率を著しく低下させ得ることを示している。
【００１１】
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」（「Ｃｌａｕｓｓｅｎ」）と題する論文は、フェムトセルにおけるパイロット及びデータ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、そのような電力制御アルゴリズム使用してマクロセルネットワークとの干渉を最低限に抑え得ることを示している。
【００１２】
すでに使用されているサブキャリアの検出は、ＯＦＤＭＡベースのフェムトセルにおける不可欠の構成要素である。マクロセルネットワークによって使用されているサブキャリアを感知することによって、フェムトセルは、これらのサブキャリアの使用を避けることができる。これらの検出されたサブキャリアは、当該フェムトセルから十分遠く離れたユーザによって使用されているのであれば、当該フェムトセルによって使用することができることに留意されたい。そのようなサブキャリア検出における難題は、フェムトセルＢＳ（ｆＢＳ）では、異なるマクロセル移動局（ｍＭＳ）から到着した信号間の時間又は周波数同期が取れていないことである。したがって、ｆＢＳは、時間又は周波数同期を用いずに、スペクトルセンシング（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｓｅｎｓｉｎｇ）によって、使用されているサブキャリアを検出しなければならない。スペクトルセンシングは、以下の参考文献において説明されている。
【００１３】
（ａ）Ｓｈｅｎｇ−Ｙｕａｎ  Ｔｕ、Ｋｗａｎｇ−Ｃｈｅｎｇ  Ｃｈｅｎ、及びＲａｍｊｅｅ  Ｐｒａｓａｄ、「Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｏｆ  ＯＦＤＭＡ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏｓ」（「Ｔｕ」）、Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．  Ｓｙｍｐ．  Ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，  Ｉｎｄｏｏｒ，  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  （ＰＩＭＲＣ）、２００７年。
【００１４】
（ｂ）Ｎｉｌｅｓｈ  Ｋｈａｍｂｅｋａｒ、Ｌｉａｎｇ  Ｄｏｎｇ、及びＶｉｐｉｎＣｈａｕｄｈａｒｙ、「Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  ＯＦＤＭ  Ｇｕａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ  ｆｏｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｅｎｓｉｎｇ」（「Ｋｈａｍｂｅｋａｒ」）、Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．  Ｓｙｍｐ．  Ｏｎ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，  Ｉｎｄｏｏｒ，  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  （ＰＩＭＲＣ）、２００７年。
【００１５】
（ｃ）Ｇｈｕｒｕｍｕｒｕｈａｎ  Ｇａｎｅｓａｎ、及びＹｅ  （Ｇｅｏｆｆｒｅｙ）  Ｌｉ、「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｉｎ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ，  Ｐａｒｔ  Ｉ：  Ｔｗｏ  Ｕｓｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（「Ｇａｎｅｓａｎ  Ｉ」）、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．  ６、ｎｏ．  ６、２２０４〜２２１３ページ、２００７年６月。
【００１６】
（ｄ）Ｇｈｕｒｕｍｕｒｕｈａｎ  Ｇａｎｅｓａｎ、及びＹｅ  （Ｇｅｏｆｆｒｅｙ）  Ｌｉ「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｉｎ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ，  Ｐａｒｔ  ＩＩ：  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（「Ｇａｎｅｓａｎ  ＩＩ」）、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．  ６、ｎｏ．  ６、２２１４〜２２２２ページ、２００７年６月。
【００１７】
（ｅ）Ｆ．  Ｓ．  Ｃｈｕ、及びＫ．  Ｃ．  Ｃｈｅｎ、「Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭＡ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」（「Ｃｈｕ」）、Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ，  Ｉｎｄｏｏｒ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎ．  （ＰＩＭＲＣ）、１〜５ページ、２００７年９月。
【００１８】
（ｆ）Ｔ．  Ｈ．  Ｋｉｍ、及びＴ．  Ｊ．  Ｌｅｅ、「Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ  ｆｏｒ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒｓ  ｉｎ  ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」（「Ｋｉｍ」）、Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．  Ｃｏｎｆ．  ｏｎ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．、５１〜５４ページ、２００７年１１月。
【００１９】
Ｔｕでは、コグニティブ無線システム（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｒａｄｉｏ  ｓｙｓｔｅｍ）におけるチャネル識別のために、ロイド−マックスアルゴリズム（Ｌｌｏｙｄ−Ｍａｘ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）が使用され、２次元リソース割り当てアルゴリズムが開示されている。Ｋｈａｍｂｅｋａｒは、ＯＦＤＭＡベースのコグニティブ無線におけるアップリンクサブキャリアのためのスペクトル割り当てアルゴリズムを開示している。Ｋｈａｍｂｅｋａｒでは、プライマリネットワークによって使用されていないと検出されたサブキャリアは、キャリア対干渉及び雑音比（ＣＩＮＲ：ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）及びスループットの考慮に基づいて、セカンダリネットワークに割り当てられる。プライマリネットワークによって使用されているサブキャリアについては、プライマリネットワークに最低の干渉しか及ぼさないサブキャリア、又は最大のＣＩＮＲを有するサブキャリアが、セカンダリＭＳに割り当てられる。しかし、Ｔｕ及びＫｈａｍｂｅｋａｒは、時間若しくは周波数非同期の考慮、又はマクロセルＢＳからのスケジューリング情報の利用など、ＯＦＤＭＡシステム及びフェムトセルに独自に関係する問題点を扱っていない。
【００２０】
フェムトセルに適用可能なコグニティブ無線アルゴリズムは、プライマリシステムからの周波数割り当てマップの提供など、プライマリシステム（すなわちマクロセル）とセカンダリシステム（すなわちフェムトセル）の間のいかなる協調も利用しない。代わりに、フェムトセルは、プライマリユーザにそれぞれのロケーションにおいてもたらされるリスクのレベルに関わらず、「占有されて」いるように見えるすべての周波数帯を避けることを必要とする。したがって、セカンダリネットワークからは、スペクトルの非常に限定された部分しか利用可能にならない。そのようなコグニティブ無線アルゴリズムは、同一チャネル干渉（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の完全な回避を必要とするので、プライマリシステムによって引き起こされる同一チャネル干渉の消去は、コグニティブ無線アルゴリズムの文脈では発展しない。
【００２１】
Ｎｙｌａｎｄｅｒ、Ｌｉｎｑｖｉｓｔ、及びＶｉｋｂｅｒｇは、以下の研究において、フェムトセルシステムにおける新しい成果を開示している。
【００２２】
（ａ）Ｔ．  Ｎｙｌａｎｄｅｒ、Ｊ．  Ｖｉｋｂｅｒｇ、Ｐ．  Ｍ．  Ｔｅｄｅｒ、「Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｐｉｃｏ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」（「Ｎｙｌａｎｄｅｒ」）、米国特許出願公開第２００７／０１８３４２７号、２００６年１０月３日出願。
【００２３】
（ｂ）Ｔｈｏｍａｓ  Ｌａｒｓ  Ｅｒｉｋ  Ｌｉｎｄｑｖｉｓｔ、Ｔｏｍａｓ  Ｎｙｌａｎｄｅｒ、及びＪａｒｉ  Ｔａｐｉｏ  Ｖｉｋｂｅｒｇ、「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ  Ｓｅｔ」（「Ｌｉｎｄｑｖｉｓｔ」）、米国特許出願公開第２００７／０２５４６２０号、２００６年４月２８日出願。
【００２４】
（ｃ）Ｊａｒｉ  Ｖｉｋｂｅｒｇ、及びＴ．  Ｎｙｌａｎｄｅｒ、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｏｆ  Ｆｅｍｔｏ  Ｒａｄｉｏ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎｓ」（「Ｖｉｋｂｅｒｇ」）、国際公開第２００７／０１３９４６０号パンフレット、２００７年１２月６日公開。
【００２５】
しかし、これらの開示はいずれも、ＯＦＤＭＡベースのシステムにおけるフェムトセルとマクロセルの間の共存問題を扱っていない。
【発明の概要】
【００２６】
フェムトセルは、マクロセルネットワークの効率性及びカバレージを高めるために開発された。しかし、フェムトセルは、マクロセルスペクトル内において同一チャネル方式で動作できる場合に限って有利である。フェムトセルは、マクロセルから受信したサブキャリア割り当てマップ及びスペクトルセンシング動作の両方を使用して、その移動局のサブキャリアを選択することによって、マクロセルスペクトル内において同一チャネル方式で動作して、マクロセルラネットワークの効率及びカバレージを高めることができる。干渉は、マクロセルによって割り当てられていないサブキャリアと、フェムトセルに近くないユーザに割り当てられているサブキャリアのみを選択することによって回避される。干渉は、同一チャネル干渉回避技法を使用して、受信信号から除去される。フェムトセル使用のためのサブキャリアの選択は、検出されたキャリア間干渉（ｉｎｔｅｒ−ｃａｒｒｉｅｒ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を考慮することができる。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、ＯＦＤＭＡベースの同一チャネルフェムトセルの実施のための完全なシステム解決策が提供される。本発明は、１つ又は複数の周波数帯を利用する１つ又は複数のマクロセル基地局（ｍＢＳ）と、１つ又は複数のフェムトセルＢＳ（ｆＢＳ）とを含むシステムに適用可能である。例えば、ＷｉＭＡＸシステムは、２．３ＧＨｚ帯、２．５ＧＨｚ帯、又はその両方で動作することができる。周波数帯は、（ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：周波数分割双方向伝送方式）システムにおけるように）対をなすこともあり、又は（ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ：時分割双方向伝送方式）システムにおけるように）対をなさないこともある。各周波数帯は、１つ又は複数の周波数割り当てを含むことができる。例えば、ＷｉＭＡＸの２．３ＧＨｚ帯は、１０ＭＨｚチャネル帯域幅の１つの周波数割り当てを有する１０ＭＨｚのスペクトルを有することができる。代替として、スペクトルは、各々が１０ＭＨｚチャネル帯域幅の３つの周波数割り当てを有する３０ＭＨｚを含むことができる。各ｍＢＳは、周波数帯内の少なくとも１つの周波数割り当てに関連付けられる。ＯＦＤＭＡシステムでは、各周波数割り当ては、多数のサブキャリアを含み、それらは、リソース割り当てに便利なように、「サブチャネル」、「リソースブロック」、「リソースタイル（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｔｉｌｅ）」、又は他の構成ユニットとしてグループ化することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、マクロセルに対する同一チャネル干渉（ＣＣＩ）を回避するため、近くのｍＢＳに割り当てられている周波数帯及び周波数割り当ては使用されない。周波数帯内の周波数割り当てがｆＢＳの動作のために選択される場合、ＣＣＩは、（ａ）フェムトセルの近くに所在するユーザによって使用されるサブキャリア及びサブチャネルを使用しないことによって、（ｂ）ジョイント復調（ｊｏｉｎｔ  ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を適用してマクロセルからのＣＣＩを消去することによってさらに緩和される。本発明は、近くのｍＢＳによって使用されている周波数帯及び周波数割り当てを決定するための方法を提供する。また、本発明は、特定の周波数割り当てを与えられた、近くのユーザによって使用されているサブチャネルを決定するための方法を提供する。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、フェムトセルにおいてスペクトルセンシングとスケジューリング情報を効率的に組み合わせるための方法が導入される。提案される本発明は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム及びシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムの両方に適用される。
【００３０】
本発明は、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討することでより良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による、例示的なマクロセルネットワーク１００を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、フェムトセルネットワークがマクロセルネットワークと共存するためのフレームワークを説明するフローチャートである。
【図３】近くのマクロセルユーザ及びそのサブチャネルを見出すためのＵＬマクロセルスペクトルのセンシングを示す図である。
【図４】マクロセル４０１の境界に存在するｆＢＳ  ４０２に到着するユーザ信号間に存在し得る最大遅延を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による、エネルギー検出器及び閾値判定機構を使用したスペクトルオポチュニティ（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）の検出を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による、マクロセルＤＬフレームの最中に行われるフェムトセル通信を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による、マクロセルＵＬフレームの最中に行われるフェムトセル通信を説明するフローチャートである。
【図８】ｍＭＳ信号がアップリンクｆＭＳ信号のＣＰよりも遅れてｆＢＳに到着することによって発生する、フェムトセルにおけるキャリア間干渉（ＩＣＩ）を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態による、フェムトセルにおいてスペクトルオポチュニティを決定するための、スペクトルセンシング結果とスケジューリング情報を一緒に組み合わせた効率的な方法のフローチャートである。
【図１０】最大超過遅延を２．５１μｓｅｃとし、自由空間経路損失を仮定した、６タップのＩＴＵ−Ｒ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ａ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｍｏｄｅｌを使用する、ｍＭＳ−ｆＢＳ距離（すなわち信号到着時間）がマルチパスチャネルのＩＣＩに及ぼす影響を表すシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、スペクトルセンシングとスケジューリングの組み合わせモジュールがフェムトセルＢＳにおいてどのように利用されるかの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
フェムトセルは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）ほどの限定された範囲を有するセルラネットワークである。したがって、マクロセルＢＳ（ｍＢＳ）のカバレージエリア内で、多数のフェムトセルが動作することができる。マクロセル及びフェムトセルはともに、物理層技術として、例えばＯＦＤＭＡを使用することができる。この詳細な説明では、説明を簡潔にするため、フェムトセルは、マクロセルネットワークと同じサービスプロバイダ（ＳＰ）によって運営されており、マクロセルと同じスペクトルを利用すると仮定される。
【００３３】
本発明によれば、フェムトセルＢＳ（ｆＢＳ）は最初に、マクロセルネットワークと通信できるかどうかを判定する。ｆＢＳがマクロセルネットワークに接続されていない場合、ｆＢＳは、その機能の一部に動作を限定されることがある。例えば、ｆＢＳは、スペクトルセンシングを実行できるだけであり、フェムトセルＭＳ（ｆＭＳ）によって引き起こされるマクロセルネットワークにおける干渉を防止するために、いずれのｆＭＳにもサービスを行わない。そうではない（すなわちフェムトセルがマクロセルに接続されている）場合、ｆＢＳは、以下のフェムトセル動作を実行する。すなわち、（ａ）動作中にｆＢＳとマクロセルネットワークの間の接続を介して情報を交換し、（ｂ）ｆＢＳとマクロセルＢＳ（ｍＢＳ）の間で動作を調整する。例えば、ｆＢＳは、マクロセルネットワークから、フェムトセルが動作しようと意図する場所における候補周波数帯及び周波数割り当てに関する情報を取り出すことができる。また、スペクトルセンシング結果は、スペクトルオポチュニティを見出し、生成する支援をｍＢＳが行えるように、マクロセルネットワークに送ることもできる。
【００３４】
本発明は、ＯＦＤＭＡベースのフェムトセルが、マクロセルネットワークと同じスペクトル内で動作することを可能にする全体的なシステム解決策を提供する。図１は、本発明の一実施形態による、例示的なマクロセルネットワーク１００を提供している。図１に示されるように、アップリンク（ＵＬ）では、すべてのマクロセルユーザ（例えばユーザ１０１−１、．．．、１０１−ｎ）は、信号をｍＢＳ  １０２に送信する。ダウンリンク（ＤＬ）では、ｍＢＳ  １０２が、信号をマクロセルユーザに送信する。フェムトセルネットワーク１０３は、マクロセルネットワーク１００内で動作する。一例として、マクロセルネットワーク１００は、ＩＥＥＥ  ８０２．１６規格に基づいたワイヤレスネットワークとすることができ、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰメッセージにはスケジューリング情報が埋め込まれる。異なるスケジューリング機構を用いる異なるネットワークへのそのようなシステムの拡張が、当業者に知られている。
【００３５】
ｆＢＳがｍＢＳのカバレージエリア内にある限り、ｆＢＳは、ＤＬ信号を感知することができ、そのＤＬ信号は、制御情報（例えばサブチャネルスケジューリング情報）をすべてのマクロセルユーザに伝えるｍＢＳからのブロードキャスト信号である。フェムトセルが、ＤＬ信号において占有されているすべてのサブチャネルを避け、使用されていないサブチャネルのみを使用する場合、フェムトセル通信は、非常に狭いスペクトルに限定される。したがって、ｆＢＳは、好ましくは、近くにいるマクロセルユーザによって使用されていないＤＬサブチャネルを利用するために、これら近くのマクロセルユーザによって使用されているサブチャネルを決定する。この目的のため、ｆＢＳは、ダウンリンク及びアップリンクスケジューリング情報の両方（例えば、ＷｉＭＡＸシステムにおけるＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ−ＭＡＰ、ＬＴＥの制御チャネルにおけるスケジューリングメッセージ）を取得しようと試みる。この詳細な説明では、本発明は、ＷｉＭＡＸ  ＴＤＤシステムを参照して説明され、スケジューリング情報は、オーバザエア（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ）スケジューリング情報（すなわちｍＢＳから受信したＤＬ信号からのスケジューリング情報）を復調及び復号することによって、又は例えばバックホール若しくはインターネット接続を介してｍＢＳと通信することによって取得することができる。ｆＢＳは、以下のステップも達成する。すなわち、（ａ）マクロセルＵＬの最中に、スペクトルセンシングを介して、及びＵＬ−ＭＡＰを使用して、占有されているＵＬサブチャネルを決定し、（ｂ）ＵＬ−ＭＡＰはサブチャネルからユーザへのマッピングに関する情報を含むので、占有されているサブチャネルから、どのユーザの信号を受信したのかそのユーザを判定し、（ｃ）占有されているサブチャネルの各々について、平均信号電力を測定して、対応するマクロセルユーザからの距離を推定し（すなわち近くのマクロセルユーザを識別し）、（ｅ）ＤＬ−ＭＡＰから、識別された近くのマクロセルユーザに割り当てられているＤＬサブチャネルを取得する。
【００３６】
近くのマクロセルユーザのＤＬサブキャリアが決定されると、ｆＢＳは、マクロセルＤＬの最中に干渉を引き起こさないように、これらのサブキャリアの使用を避ける。マクロセルＵＬの最中、感知された占有されているＵＬサブキャリアを避けることによって、相対的に干渉なしにフェムトセル通信を行うことができる。
【００３７】
ｆＢＳとｍＢＳの間の通信が利用可能でない場合、又はスケジューリング情報交換に適さない場合、ｆＢＳは、（ａ）ＤＬ信号からＤＬ−ＭＡＰを復調及び復号することによって、又は（ｂ）ＵＬサブキャリア割り当てを決定するＤＬ信号内の情報パケットを復調及び復号することによって、ＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ−ＭＡＰをオーバザエアで取得することができる。ＵＬサブキャリア割り当てのためのパケットは通常、ユーザがアクティブになった、若しくはユーザがシステムから離脱した場合、又はＵＬスペクトルに対する需要に変化があった場合にのみ送信されるので、ｆＢＳは、完全なＵＬ−ＭＡＰを取得するまでに、連続するフレームのＤＬ−ＭＡＰを読み取るよう求められることがある。そのような状態は、フェムトセル通信が開始できるようになるまでの待ちを引き延ばす。
【００３８】
図２は、フェムトセルネットワークがマクロセルネットワークと共存するためのフレームワークを説明するフローチャートである。図２に示されるように、ステップ１１０において、ｆＢＳが、マクロセル信号を感知し始める。受信信号との同期は、フレーム開始ポイントを見出し（ステップ１２０）、受信信号内のプリアンブルを使用して同期を精緻化する（ステップ１３０）ことによって達成される。ＤＬ−ＭＡＰ又はＵＬ−ＭＡＰ情報がバックボーンネットワークを介してフェムトセルから利用可能である場合（判断ポイント１４０）、そのような情報は、直接利用することができる。代替的に、ＤＬ−ＭＡＰ又はＵＬ−ＭＡＰ情報がバックボーンネットワークから入手可能ではない場合（判断ポイント１４０）、ＵＬ−ＭＡＰ又はＤＬ−ＭＡＰは、ステップ１４５において、受信信号を復調及び解釈することによって取得することができる。ＵＬマップ情報が最後に受信したＵＬマップ情報から変更されている場合（判断ポイント１５０）、近くのユーザのリストを更新するために、ＵＬスペクトルがスキャンされる（ステップ１５５）。マクロセルの近くのユーザを識別するため、簡単な閾値判定アルゴリズムを用いるエネルギー検出器を利用することができる。それ以外の場合、近くのユーザの既存リストを使用することができる。
【００３９】
知られている近くのユーザの現在のリストに基づいて、これらの近くのユーザに割り当てられているサブチャネルが、ＤＬマップから識別され、これらのサブチャネルを避けるスペクトルオポチュニティが識別される（ステップ１６０）。スペクトルオポチュニティは、周波数帯、周波数帯内の周波数割り当て、又は周波数帯内の特定の周波数割り当て内のサブキャリア若しくはサブチャネルとすることができる。フェムトセルＤＬ及びＵＬ動作が、マクロセルのＤＬの最中にこれらのスペクトルオポチュニティを使用して実施される（ステップ１７０）。
【００４０】
同様に、近くのユーザの現在のリストに基づいて、これらの近くのユーザに割り当てられているサブチャネルが、ＵＬマップから識別され、これらのサブチャネルを避けるスペクトルオポチュニティが識別される（ステップ１８０）。フェムトセルＤＬ及びＵＬ動作が、マクロセルのＵＬの最中にこれらのスペクトルオポチュニティを使用して実施される（ステップ１９０）。ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰ情報は暗号化されず、ｆＢＳによってアクセスできることに留意されたい。スペクトルセンシング及び干渉管理の詳細が、以下でより詳細に説明される。
【００４１】
周波数帯及び周波数割り当てにおけるスペクトルオポチュニティを見出すため、近隣ｍＢＳからのＤＬ送信が測定される。候補周波数帯及び周波数割り当てに関する情報がマクロセルネットワークとの通信によって提供される場合、又はそのような情報を保存する内部メモリから取り出される場合、測定努力は、すべての周波数帯及び周波数割り当てをやみくもに探索するのではなく、それらの候補周波数帯及び周波数割り当てにのみ限定される必要がある。ＦＤＤシステムでは、対をなすスペクトルのＤＬ部分が測定されるが、ＴＤＤシステムでは、ＴＤＤフレームのＤＬサブフレームが測定される。測定に従って、ｆＢＳは、受信ＤＬ信号において最小量の干渉しかもたらさない周波数帯及び周波数割り当てを決定する。その後、この最小干渉周波数帯及び周波数割り当てが、ｆＢＳの動作のために採用される。
【００４２】
同様に、サブキャリア又はサブチャネルにおけるスペクトルオポチュニティを見出すため、ＵＬ送信に対するスペクトルセンシングが実行される。ＦＤＤシステムでは、対をなすスペクトルのＵＬ部分が測定されるが、ＴＤＤシステムでは、マクロセルネットワークのアップリンク（ＵＬ）サブフレームが測定される。その後、最小干渉をもたらす周波数帯及び周波数割り当てが、ｆＢＳの動作のために採用される。
【００４３】
その後、ｆＢＳは、採用されたサブチャネル又はサブキャリアを使用するよう、フェムトセルＭＳ（ｆＭＳ）に通知する。ｆＭＳがスペクトルセンシングを行うことができる場合、そのセンシング結果は、ｆＢＳがスペクトルオポチュニティを見出す助けとなるように、ｆＢＳに提供することができる。利用可能なサブチャネルは、次のセンシング周期まで、ｆＢＳ及びｆＭＳによって利用することができる。
【００４４】
図３は、近くのマクロセルユーザ及びそれらのユーザのサブチャネルを見出すためのＵＬマクロセルスペクトルのセンシングを説明している。図３に示されるように、２つの別個のＵＬゾーンについて取得されたスペクトルセンシング結果が、物理マップ３００上に提供されている。占有されているサブキャリアは、例えば受信信号のフーリエ変換からのエネルギー検出などの手順から見出すことができる。その後、スペクトルセンシング結果は、論理マップ３３０に移行される。このステップにおいて、スペクトルセンシング結果は、ｍＢＳからのオーバザエア信号を介して、又はｆＢＳとｍＢＳの間のバックホール通信チャネルを介して取得できるｍＢＳのスケジューリング決定と比較される。オーバザエア信号を復調及び復号するため、ｍＢＳのスケジューリング決定情報送信の間（ＷｉＭＡＸ実施ではスケジューリング決定情報はＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ−ＭＡＰとして送信される）、フェムトセルは、ｍＢＳのＤＬ送信に同調される。ｆＢＳは、ｍＢＳがそのスケジューリング決定をスペクトルセンシング結果と比較できるように、バックホール通信リンクを介してスペクトルセンシング結果をｍＢＳに送信することができる。
【００４５】
図３に示されるように、論理マップ３３０をＵＬ−ＭＡＰ情報と照合することで、ユーザ１及びユーザ７に割り当てられているサブチャネルが占有されていることが分かり、したがって、これら２つのユーザは、測定ｆＢＳに物理的に近いことを示している。センシング結果とＵＬ−ＭＡＰの間の不一致は、主として検出見落とし（ｍｉｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）及び誤報（ｆａｌｓｅ  ａｌａｒｍ）によって引き起こされる。また、ユーザが必ずしもすべての割り当てサブチャネルを使用しないこともあり、その結果、これらの使用されていない割り当てサブチャネルから、いくつかの不一致が生じることもあることに留意されたい。
【００４６】
ＯＦＤＭＡシグナリングでは、ｍＢＳにおいて受信されるＵＬシンボルは、その所在位置がマクロセル全域に拡散した多数のユーザからの信号の組み合わせであり、その結果、それらの信号は、異なる遅延でｍＢＳに到着する。ｍＢＳは、例えば、レンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）を適用して、遅延差を減少させる。レンジングは、ｍＢＳから最も遠いユーザが最初に信号を送信し、ｍＢＳに最も近いユーザが最後に信号を送信することを必要とする。しかし、ｆＢＳの所在位置はマクロセル内のいずれの場所でもあり得るので、マクロセルユーザの信号は、実質的に非同期にｆＢＳに到着する。ｍＢＳから遠く離れたｆＢＳは、広い遅延スプレッドを経験する。図４は、マクロセル４０１の境界に存在するｆＢＳ  ４０２に到着するユーザ信号間に存在し得る最大遅延を示している。図４では、ユーザＵ１の信号及びユーザＵ２の信号がｍＢＳに到るまでの走行時間は、それぞれＴ１及びＴ２である。したがって、ｍＢＳがレンジングを達成した後は、ユーザＵ１は、ユーザＵ２よりもＴ２−Ｔ１秒遅れて送信する。結果として、ｆＢＳでは、ユーザＵ１の信号は、Ｕ２の信号よりも（Ｔ２−Ｔ１）＋Ｔ３−Ｔ４秒遅れて到着する。ユーザＵ１がｍＢＳに近く、ユーザＵ２がｆＢＳに近い場合、Ｔ１及びＴ４は実質的にゼロであり、Ｔ３は実質的にＴ２に等しく、その結果、ｆＢＳが直面する最大遅延Ｔｍａｘは、実質的に２Ｔ２である。平均マクロセル半径が５マイル（８．０４６ｋｍ）であると仮定すると、最大遅延Ｔｍａｘは、
【数１】
0005416720.tif 000002
によって与えられる。
【００４７】
シンボル持続時間が約０．１ｍｓであり、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ）長が１／８であると仮定した場合、１２．５μｓのＣＰ持続時間が一般的であり、これはＴｍａｘよりもはるかに短い。したがって、１つの懸念は、大きなＴｍａｘを考慮した場合、単にフーリエ変換のエネルギー検出を使用するだけで、ＵＬスペクトルを高い信頼性で感知できるかどうかである。ＯＦＤＭＡシステムの現実的な環境におけるシミュレーションは、簡単なエネルギー検出手法を使用するだけであっても、特にＳＮＲ値が０ｄＢよりも上である場合は、検出見落とし率及び誤報率が許容可能なままであることを示した。
【００４８】
図５は、本発明の一実施形態による、エネルギー検出器及び閾値判定機構を使用したスペクトルオポチュニティ検出を説明するフローチャートである。図５に示されるように、異なるマクロセルユーザからのＵＬ信号サブフレームが異なるタイミングオフセットでｆＢＳに到着した場合（ステップ２００）、ｆＢＳは、ＵＬ−ＭＡＰに基づいてＵＬ信号フレーム内のシンボルを獲得し（ステップ２０１）、ＣＰを除去して、結果の信号にＦＦＴを施し（ステップ２０２）、ステップ２０３において雑音電力を見出す。その後、適切な閾値判定機構を適用することができる。閾値機構の一例は、ステップ２０５において、（例えばステップ２０４において計算された）平均信号及び雑音電力と雑音電力の間の閾値を選択する。選択された閾値は、サブキャリアの各受信電力に適用される（ステップ２０６）。適切な閾値を決定するために、正規化された閾値判定方法を使用することができ、
Ｔｐ＝Ｐｎ＋Ｔｎｏｒｍ（Ｐｎ＋Ｐｓ＋ｎ）
ここで、Ｔｐは、有益な信号から雑音信号を区別するために使用される閾値を表し、Ｐｎは、雑音電力であり、Ｐｓ＋ｎは、平均信号及び雑音電力であり、０＜Ｔｎｏｒｍ＜１は、正規化閾値係数であり、設計パラメータである。Ｔｎｏｒｍがあまりにも高く設定された場合、ｆＢＳに非常に近いユーザのスペクトルのみが識別でき、これは、マクロセルネットワークとフェムトセルネットワークの間のより高い干渉が予想され得ることを示唆している。代替として、Ｔｎｏｒｍがあまりにも低く設定された場合、フェムトセルネットワークは、スペクトルオポチュニティの利用に関して控えめになり、その結果、使用されていないサブキャリアのいくつかが見落とされることがある。Ｔｎｏｒｍの典型的な値は０．０５とすることができる。本発明の範囲内で、他の閾値判定機構も使用することができる。例えば、ステップ２０４においてＰｓ＋ｎを決定することの代替は、雑音のみの領域をおおまかに除去し、有益な信号のみに基づいて平均電力を計算する、簡単なクラスタリングアルゴリズムを使用して達成することができる。別の実施では、閾値は、雑音レベルＰｎのみに基づいて（すなわちＰｓ＋ｎを考慮しないで）、設定し、許容可能な所定の確率の誤報を達成するように設計することができる。
【００４９】
スペクトルセンシングの後、ＵＬ−ＭＡＰ情報を使用して、ｆＢＳのカバレージエリア内の近くのマクロセルユーザを識別する手順（例えば図３に関連して上で説明された手順）を、ステップ２０１〜２１３によって説明されるように使用することができる。
【００５０】
マクロセルネットワークとフェムトセルネットワークの間で発生する潜在的な同一チャネル干渉（ＣＣＩ）は、好ましくは、最も効率的な方法で回避又は消去され、その結果、同じスペクトル内でのマクロセルネットワークとフェムトセルネットワークの共存が可能である。図６は、マクロセルＤＬフレームの最中に行われるフェムトセル通信を説明している。図６に示されるように、ステップ３０１において、フェムトセルから利用可能なサブチャネルが識別される。そのようなサブチャネルは、マクロセルによって使用されていないサブチャネルと、マクロセルによってフェムトセルに近くないユーザに割り当てられているサブチャネルとを含む。最初に、使用されていないサブチャネルが、ｆＭＳによる使用のためにｆＢＳによって割り当てられる。その後、さらなるサブチャネルが必要とされた場合、ｆＢＳは、マクロセルが近くないユーザに割り当てたサブチャネルを割り当てる。ステップ３０２において、利用可能なサブチャネルが、ｆＭＳに割り当てられる。ステップ３０３において、ｆＢＳは、各ｆＭＳにフェムトセルのためのＤＬ−ＭＡＰを提供する。ステップ３０４において、フェムトセルＵＬ及びＤＬ動作が、割り当てられたサブチャネルを利用して実行される。
【００５１】
マクロセルＤＬサブフレームの送信中、ｆＢＳは、ＣＣＩ回避を実行する。一般に、ＯＦＤＭＡベースのシステムにおけるマクロセルは、ユーザの数が多い場合、ＤＬ使用のパーセンテージが高い。しかし、フェムトセルではいずれも、ｆＢＳに近いユーザの数は限られている。したがって、フェムトセルからマクロセルへの干渉は、ｍＢＳによって近くのユーザに割り当てられているサブチャネルを使用しないことによって回避することができ、これは一般に、避ける必要のあるスペクトルが相対的に限られることに対応する。したがって、近くのマクロセルユーザが正確に識別される限り、マクロセルＤＬサブフレームの送信中に、相当な数のスペクトルオポチュニティが、フェムトセル用に存在する。
【００５２】
マクロセルのカバレージ内のフェムトセルの場合、フェムトセルによって避けられないサブチャネルの多くが、実際にマクロセルによって送信用に使用されるので、ｍＢＳから送信された信号からの干渉は回避できない。したがって、ｆＢＳ及びｆＭＳの両方において、ＣＣＩ消去が必要とされる。ジョイント復調は、特に単一の干渉源（すなわちｍＢＳ）が受信信号に影響を与える場合に、ＣＣＩを低減するための１つの方法である。セルラシステムでは、所望信号に干渉し得るＮ個の支配的な同一チャネル干渉源が存在する場合、所望信号は、各送信信号のＮ＋１個の独立コピーを提供し、送信機−受信機の各ペアの間のチャネル情報を提供する、少なくともＮ＋１個の受信アンテナを理想的には使用するジョイント復調によって回復することができる。単一のアンテナを有するトランシーバでも、許容可能な限界内で時間及び周波数を同期させることができ、分解された各チャネルについて信頼性の高いチャネル推定が利用可能であるならば、やはりジョイント復調を使用して、Ｎ＋１個の送信源によって送信された信号を分解することができる。
【００５３】
ＯＦＤＭＡベースのフェムトセル実施では、ジョイント復調を実行するために、フェムトセル信号（すなわち所望信号）とマクロセル信号（すなわちＣＣＩ源）は同期させることができると仮定され、対応するチャネル推定が利用可能であると仮定される。そのような条件の下、送信機が２つのこのケースでは、すべてのサブキャリアにおいて多くの可能なＩＱ信号ペア［ｘ１，ｘ２］が存在し、ここで、ｘ１は、第１の送信機からの信号を表し、ｘ２は、第２の送信機からの信号を表す。単一アンテナジョイント復調では、これらの可能なＩＱ信号ペアの各々は、仮説と見なされる。各仮説は、推定されたチャネル応答を適用することによってシミュレートすることができ、以下のように対応するユークリッド距離を計算することによって、最良の仮説が決定され、
ｅ（ｋ）＝｜Ｙ（ｋ）−Ｈ１（ｋ）ｘ１−Ｈ２（ｋ）ｘ２｜２
ここで、Ｙ（ｋ）は、受信信号であり、ｘ１及びｘ２は、仮説を構成する２つの信号であり、Ｈ１（ｋ）及びＨ２（ｋ）は、対応するチャネル推定である。ｅ（ｋ）の最小値は、問題のサブキャリアの所望の［ｘ１，ｘ２］信号ペアに属することが予想される。
【００５４】
上で説明されたジョイント復調方法では、信号源が２つあり、各々がＱＰＳＫ変調信号を送信する場合、各受信データサブキャリアについて４２の仮説が存在する。信号源が２つある４次変調（４ｔｈ  ｏｒｄｅｒ−ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のこのケースは特に深刻な計算上の難題をもたらさないが、ジョイント復調の複雑さは、一般にＮｋに比例し、ここで、Ｎは、変調次数であり、ｋは、信号源の数である。したがって、同じスペクトルを使用する干渉信号源の数がより多くなり（例えば多数のｆＢＳ）、各々が高次（例えば１６次）変調を使用する場合、計算の複雑さが、単一アンテナジョイント復調の実際的な適用に対する制約となり得る。多数の受信アンテナを使用するジョイント復調が好ましい。
【００５５】
ジョイント復調の利点は、（ａ）計算の複雑さが低いこと、（ｂ）ｍＢＳからの干渉電力が制限されること、（ｃ）同期が相対的に簡単なこと、（ｄ）ＤＬ−ＭＡＰが利用可能である場合、各サブキャリアの変調が分かっているために複雑さが低減されることを含む。
【００５６】
上で説明されたように、ジョイント復調を効率的に実行するため、ｆＭＳ又はｆＢＳは、ｆＢＳ（又はｆＭＳ）及びｍＢＳの両方について高い信頼性でチャネルを推定することが求められる。マクロセルＤＬフレームのためのＤＬ−ＭＡＰが利用可能である場合、ｆＢＳは、計算要件を低下させるために、ｆＭＳとＤＬ−ＭＡＰを共用することが求められる。
【００５７】
図７は、マクロセルＵＬフレームの最中に行われるフェムトセル通信を説明するフローチャートである。図７に示されるように、ステップ４０１において、フェムトセルから利用可能なサブチャネルが識別される。そのようなサブチャネルは、マクロセルによって使用されていないサブチャネルと、マクロセルによってフェムトセルに近くないユーザに割り当てられているサブチャネルとを含む。最初に、使用されていないサブチャネルが、ｆＭＳで使用するためにｆＢＳによって割り当てられる。その後、さらなるサブチャネルが必要とされた場合、ｆＢＳは、マクロセルが近くないユーザに割り当てたサブチャネルを割り当てる。ステップ４０２において、利用可能なサブチャネルが、ｆＭＳに割り当てられる。ステップ４０３において、ｆＢＳは、各ｆＭＳにフェムトセルのためのＵＬ−ＭＡＰを提供する。ステップ４０４において、フェムトセルＵＬ及びＤＬ動作が、割り当てられたサブチャネルを利用して実行される。
【００５８】
フェムトセル信号は一般に、ｍＢＳに到着せず、干渉を引き起こさない。（フェムトセルがｍＢＳに非常に近い場合、ｍＢＳが強い信号をすでに提供しているので、フェムトセルは必要とされない）。ＤＬフレームにおけるように、マクロセル通信品質を保証するために、近くのマクロセルユーザに割り当てられているサブチャネルを使用しないことによって、ＣＣＩ回避を達成することができる。上で説明されたように、近くのマクロセルユーザが正確に識別される限り、フェムトセルネットワークからマクロセルネットワークへの干渉は、なくすこと又は制限することが可能である。
【００５９】
マクロセルＵＬフレームの最中、近くのマクロセルユーザからのフェムトセル信号に対する強い干渉が予想される。したがって、近くのユーザに割り当てられているサブチャネルは、避ける必要がある。相対的に制限された干渉が、他のサブチャネルで生じる。しかし、この干渉がフェムトセル通信のサービス品質を低下させないことを保証するため、ｆＢＳ及びｆＭＳの両方において、ＣＣＩ消去が使用される。ＤＬフレームの最中のＣＣＩ回避と同様に、ＣＣＩを消去するために、ジョイント復調を使用することができる。この手法は、各サブキャリアに単一の干渉源（例えば単一のマクロセルユーザ）が存在する場合に使用される。マクロセルＵＬ−ＭＡＰが利用可能である場合、信号変調が分かっているので、複雑さは低下する。
【００６０】
しかし、ジョイント復調は良好な同期を必要とするが、すべてのユーザの遅延を推定することは非実用的又は不可能であり得るので、フェムトセルについてのＵＬ同期は問題がある。貧弱な同期は、サイクリックプレフィックスを超える遅延を生じさせることがあり、したがって、強いキャリア間干渉（ＩＣＩ）、大きな位相回転、及びシンボル間干渉（ＩＳＩ）をもたらす。ＵＬ−ＭＡＰは、計算要件を低下させるため、及びチャネル推定を必要とするサブキャリアを各マクロセルユーザについて識別するために必要である。
【００６１】
上で説明されたように、マクロセルＵＬフレームの最中、すべてのｍＭＳは、信号をｍＢＳに送信し、その信号は、ｆＢＳによっても受信される。ｆＢＳは、スペクトルオポチュニティを検出するためにｍＭＳからの受信ＵＬ信号を効率的に利用し、フェムトセル通信のためにオポチュニティを利用する。マクロセルＤＬフレームについても、同様のスペクトルオポチュニティが、フェムトセルによって識別される。図８は、フェムトセルにおけるキャリア間干渉（ＩＣＩ）を説明している。図８に示されるように、フェムトセルの受信シンボル構造は、ＣＰ  ４５０と、データ部４５５とを含む。それに応じて、ｆＢＳは、時間４６０、４６１、４６２、及び４６３に、それぞれｍＭＳユーザ１、ユーザ２、ユーザ３、及びユーザ４からの４つの信号の到着を検出する。具体的には、時間４６２及び４６３にそれぞれｍＭＳユーザ３及びユーザ４から到着した信号は、フェムトセルのＣＰ  ４５０よりも時間的に遅れている。図８に示されるように、ｍＭＳからの信号がフェムトセル動作と同期していた場合、理想的には、白色スペクトル（ＷＳ）部分４８５、４８７、及び４９０は、データ期間４５５中にフェムトセルが使用するために完全に利用可能である。しかし、４６２及び４６３におけるｍＭＳ信号の遅い到着のため、ＣＰ期間４５０中に予想されていたスペクトル部分４９５においてＭＳユーザ３及びユーザ４によって使用されるサブキャリアのいくつかは、ＩＣＩの影響を受けるようになる。
【００６２】
上で説明されたように、スペクトルセンシング結果を向上させるために、ＵＬスペクトルセンシング結果とスケジューリング情報を、フェムトセルにおいて一緒に利用することができる。図９は、本発明の一実施形態による、フェムトセルにおいてスペクトルオポチュニティを決定するための、スペクトルセンシング結果とスケジューリング情報を一緒に組み合わせた効率的な方法のフローチャートである。図９に示されるように、受信信号５００は、スペクトルセンシングを実行するために、例えばエネルギー検出器によって処理される（ステップ５１０）。周波数領域受信信号サンプルベクトルをｒｒｅｃによって表すと、エネルギー検出器の出力スペクトルセンシングベクトルΓＥＤは、
【数２】
0005416720.tif 000003
によって表され、ここで、Ｕ（ｘ）は、ベクトルｘのすべての要素に個々に適用される単位ステップ関数であり、｜ｒｒｅｃ｜２は、ベクトルｒｒｅｃの対応する要素の大きさの２乗を要素とするベクトルであり、
【数３】
0005416720.tif 000004
は、スペクトルセンシングのために使用される閾値であり、（図９の参照番号５３０によって示される）スペクトルセンシングベクトルΓＥＤは、要素の値が「０」又は「１」である出力スペクトルセンシングベクトルであり、ｒｒｅｃ内の受信信号サンプルが［数３］内の対応する閾値よりも大きい場合は、割り当てられる値は「１」である（それ以外の場合は、値は「０」である）。出力スペクトルセンシングベクトルΓＥＤを解釈する別の方法は、要素値の「０」は、対応するサブキャリアが（実際にはマクロセルによって別のユーザにすでに割り当てられているとしても）フェムトセルによる使用のために利用可能であることを表し、要素値の「１」は、対応するサブキャリアにおいて感知されたエネルギー（すなわち潜在的な干渉レベル）が強く、したがって、フェムトセルによって使用できないことを表すベクトルとしてである。雑音及びＩＣＩは、誤報及び検出見落としを引き起こすことがあり、ベクトルΓＥＤ内において誤った値をもたらす。
【００６３】
ステップ５２０において、フェムトセルは、マクロセルＵＬスケジューリング情報を取得し、この情報は、（例えば、ＷｉＭＡＸでは、受信ＤＬ信号のＵＬ−ＭＡＰメッセージを介して、又はすべての場合において、マクロセルへのバックボーン接続を介して）ｍＭＳからそれに割り当てられたサブキャリアへのマッピングを提供する。しかし、いくつかのｍＭＳは、フェムトセルに近くないことがあるので、それらに割り当てられているＵＬスペクトルも、やはりフェムトセルによって利用することができる。したがって、ステップ５５０において、フェムトセルにおける局所スペクトルセンシング情報は、スケジューリング情報とともに、すなわち併せて、一緒に利用することができる。ユーザｊのためのスケジューリングベクトルを
【数４】
0005416720.tif 000005
（ベクトル［数４］では、サブキャリアに対応する各要素は、「０」又は「１」であり、「１」は、対応するサブキャリアが第ｊユーザによって占有されていることを表し、「０」は、対応するサブキャリアが占有されていないことを表す。）として表すと、サブキャリアの占有についての判定ベクトルΓｕｓｅｄは、
【数５】
0005416720.tif 000006
によって表され、ここで、Ｎｕは、ＵＬユーザの数を表し、＜ｘ，ｙ＞は、ベクトルｘとｙの内積を表し、‖ｘ‖は、ベクトルｘの２−ノルム（ｎｏｒｍ−２）を表し、
【数６】
0005416720.tif 000007
は、ジョイント検出閾値である。例えば、閾値
【数７】
0005416720.tif 000008
は、スケジューリングベクトル［数４］に属するサブキャリアの少なくとも半分が、（出力スペクトルセンシングベクトルΓＥＤによって表される）エネルギー検出を通して占有されていると感知される基準を表す。判定ベクトルΓｕｓｅｄは、２次元の時間−周波数グリッドによって表すことができる。ステップ５７０において、受信信号内にＩＣＩが検出されなかった場合、判定ベクトルΓｕｓｅｄは、フェムトセル用に使用できるサブキャリアを提供する（ステップ５８０）。それ以外の場合、ステップ５９０において、著しいＩＣＩを含むスペクトル（すなわち参照番号６００によって示されるＩＣＩベクトルΓＩＣＩ）が決定される。ＩＣＩベクトルΓＩＣＩ及び判定ベクトルΓｕｓｅｄの両方が、フェムトセルに提供される（ステップ６１０）。
【００６４】
ＩＣＩが存在する場合、図８を併用して説明したように、フェムトセルの近くのユーザに割り当てられているサブキャリアは、強い干渉を経験する。ステップ５５０の結果に基づいて、ｍＭＳユーザｊによって経験される干渉レベルが強い場合、上記のΓｕｓｅｄの式内の項Ｕ（．）は、
【数８】
0005416720.tif 000009
となり、これは、ユーザｊの遅延がフェムトセル信号のＣＰ期間よりも大きい場合、いくつかのサブキャリアにおいて強いＩＣＩが生じることを暗に示す。上記の等式を満たすマクロセルユーザを含む集合Πｉｎｔが準備される。
【００６５】
図１０は、最大超過遅延を２．５１μｓｅｃとし、自由空間経路損失を仮定した、６タップのＩＴＵ−Ｒ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ａ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｍｏｄｅｌを使用する、ｍＭＳ−ｆＢＳ距離（すなわち信号到着時間）がマルチパスチャネルのＩＣＩに及ぼす影響を表すシミュレーション結果を示している。図１０（３ＧＰＰの用語では、「ＨＮＢ」及び「ＮＢ」はそれぞれ、３Ｇシステムの場合の「フェムトセル基地局（ｆＢＳ）」及び「マクロセル基地局（ｍＢＳ）」に対応する。ＬＴＥの用語では、「ＨｅＮＢ」及び「ｅＮＢ」はそれぞれ、３Ｇシステムの場合の「ｆＢＳ」及び「ｍＢＳ」に対応する。「ＵＥ」（「ユーザ機器」）という用語は、移動局（「ｍＭＳ」）のことを指す。）では、２つのＵＥ（例えば２つのｍＭＳ）は、ともにｅＮＢ（例えばｍＢＳ）に同期していることが仮定され、ｅＮＢとＨｅＮＢ（例えばｆＢＳ）とを結ぶ同じライン上に配置され、ＵＥの一方はフェムトセルの境界に非常に近く、他方のＵＥはｅＮＢに向かって移動している。ｅＮＢに対する同期制約のため、ＵＥ信号がＨｅＮＢに到る到着時間の間の差は、２ｄ／ｃによって与えられ、ここで、ｄは２つのＵＥの間の距離であり、ｃは光速である。ＣＰを除いたシンボル持続時間は、８９．６μｓｅｃとされる。図１０は、ＵＥ間の遅延の関数としての、ＨｅＮＢにおいて測定されたＩＣＩ及び雑音電力を、様々な長さのＣＰ長について示している。ｍＭＳとｆＢＳの間の距離が干渉に及ぼす影響は、２倍である。第１に、ｍＭＳとｆＢＳの間の距離が大きくなるほど、より大きな遅延を、したがって、より高いＩＣＩをもたらす。第２に、距離が大きくなるほど、経路損失が大きくなり、その結果、引き起こされる干渉は、距離とともに減少する。
【００６６】
図１０のシミュレーションは、（ａ）マルチパス成分がフェムトセル信号のＣＰ内に到着した場合は、ｍＭＳ信号からの干渉はゼロであること、（ｂ）ＩＣＩは信号到着時間がＣＰ持続時間を超えると増大すること、（ｃ）マルチパスチャネルでは、第１の到着経路がＣＰ長内にあっても、いくつかの以降の到着経路はＣＰ外にあることがあり、ＩＣＩを引き起こすこと、（ｄ）減衰のため、ＩＣＩはあるｆＢＳ−ｍＭＳ距離でピークとなり、それを超えると減少し始めること、（ｅ）マルチパスチャネルでは、ＣＰ＝１／３２の場合のＩＣＩは、最大超過遅延がＣＰよりも大きいので、小さな距離であってもゼロにならないこと（例えば、ＣＰ長１／３２及び１／１６にそれぞれ対応する雑音−遅延ポイント６７０及び６８０を参照されたい）、（ｆ）より大きなＣＰ長では、より小さなＣＰ長と比べて、距離とは関係なく、ＩＣＩは常により低くなることを示している。
【００６７】
強いＩＣＩの影響を受けるサブキャリアを検出するため、フェムトセルは、図９のステップ５９０において識別された著しいＩＣＩを経験しているユーザ（すなわち集合Πｉｎｔのメンバ）の近隣サブキャリアをチェックする。一般に、ＩＣＩは、あるサブキャリアの近傍内の少数のサブキャリアにのみ影響を与える。ＮＩＣＩが、ＩＣＩが支配的と考えられ得るサブキャリアの数を表すとする。その場合、ＩＣＩの存在についてチェックされるサブキャリアの集合
【数９】
0005416720.tif 000010
は、以下のベクトルによって与えられ、
【数１０】
0005416720.tif 000011
ここで、Ｌｓｈｉｆｔ（ｘ，ｋ）は、ビットベクトルｘの要素を右方向にｋビット位置だけシフトさせる論理右シフト演算子であり、ｓｉｇｎ（ｘ）は、ベクトルｘのすべての要素に個々に作用する符号演算子である。ＩＣＩの影響を受け得るサブキャリアが、ベクトル［数９］において取得されると、それらは、以下のようにエネルギー検出閾値
【数１１】
0005416720.tif 000012
と比較され、
【数１２】
0005416720.tif 000013
ここで、
【数１３】
0005416720.tif 000014
は、項どうしの積を表す。その場合、ＩＣＩの存在する占有されているサブキャリアは、（ステップ６１０において識別された）ΓＥＤ＋Γｕｓｅｄによって与えられる。ｍＭＳからの遅延に関する情報が利用可能である場合、集合Πｉｎｔを取得することができる。集合Πｉｎｔは、チャネルのマルチパス成分を除いて、ｍＭＳが著しいＩＣＩを引き起こさないような、その遅延がＣＰ長内にあるｍＭＳを含まない。
【００６８】
図１１は、本発明の一実施形態による、スペクトルセンシングとスケジューリングの組み合わせモジュールがフェムトセルＢＳにおいてどのように利用されるかの一例を示している。図１１に示されるように、フェムトセルＢＳにおいてスペクトルセンシングが完了すると（ステップ７２０）、組み合わせモジュール７４０において、スペクトルセンシング結果が、例えば、（例えばＷｉＭＡＸシステムのＵＬ−ＭＡＰの場合の）オーバザエア７０８又はバックボーン接続７０５を介して取得されたスケジューリング情報と、上で説明された方式で組み合わされる。組み合わせモジュール７４０は、フェムトセルによって利用できるスペクトルオポチュニティを提供し、それは、ｆＢＳのスケジューラ７５０に伝えられる。その後、スケジューラ７５０は、フェムトセルのためにサブキャリア割り当て（時間及び周波数）をスケジュールする。その後、ｆＢＳは、スケジューラからのこのスケジューリング情報に基づいてＯＦＤＭＡ信号を生成し（７３０）、信号をアンテナ７１０を介して送信する。
【００６９】
上記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を説明するために提供されたが、限定的であることは意図されていない。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明記される。
【図１】
0005416720.tif 000015
【図２】
0005416720.tif 000016
【図３】
0005416720.tif 000017
【図４】
0005416720.tif 000018
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005416720.tif 000024
【図１１】
0005416720.tif 000025