(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の範囲でのフェムトセル（Femtocell）を選択し、当該範囲でのFemtocellをクラスタリングするS1と、
クラスタリングが完了したFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御するとともに、Femtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocell、非干渉敏感領域のFemtocell、及び非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定するS2と、
干渉敏感領域のFemtocellをクラスタリングするS3と、
クラスタリングが完了した干渉敏感領域のFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるFemtocellの送信パワーを制御するとともに、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定するS4と、
マクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備と非デッドゾーンユーザー設備に分け、マクロユーザー設備の隣接するFemtocellによる干渉の強度がマクロ基地局と正常に通信できない程度に達すると、当該マクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備に分け、マクロユーザー設備がFemtocellからの干渉を受けない又は隣接するFemtocellによる干渉の強度がマクロ基地局と正常に通信することに影響を与えないと、当該マクロユーザー設備を非デッドゾーンユーザー設備に分けるS5と、
周波数スペクトルリソースを互いに重なり合っていない3つの部分に分け、前記干渉敏感領域に属するFemtocellのクラスタ、デッドゾーンユーザー設備、前記非干渉敏感領域に属するFemtocellのクラスタ及び非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ互いに重なり合っていない前記3つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てるS6と、を含む、
ことを特徴とする、マクロセルとフェムトセルの混合ネットワークにおける干渉抑制方法。
【請求項２】
ステップS1は、具体的には、まずFemtocellの位置情報を取得し、そして前記位置情報に基づいてFemtocell干渉図と当該干渉図の隣接マトリックスを構造し、前記Femtocell干渉図と隣接マトリックスに基づいてFemtocellをクラスタリングする、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記位置情報に基づいてFemtocell干渉図と当該干渉図の隣接マトリックスを構造するステップは、具体的には、
【数４９】
0005496428.tif 000123
がFemtocell干渉図を表し、VがFemtocellから構成される端点セットを表し、エッジセットEにおける要素が端点のFemtocell間の接続関係を表し、いずれの2つの端点間に接続関係があると、この2つの端点に対応するFemtocell間に衝突干渉が存在することを示し、この2つの端点が同じクラスタに分けられず、
前記FemtocellがN個あるとし、マトリックス
【数５０】
0005496428.tif 000124
を構造し、ΨがN×Nの全1のマトリックスであり、IがN×Nの単位マトリックスであり、
【数５１】
0005496428.tif 000125
であり、dijがFemtocell  iとFetocell  jとの間の距離であり、Qにおいて、
【数５２】
0005496428.tif 000126
であると、対応するFemtocell  iとFemtocell  jとの間に接続関係があることを示し、
【数５３】
0005496428.tif 000127
であると、対応するFemtocell  iとFemtocell  jとの間に接続関係がないことを示し、上述の方法によって干渉図Gを取得し、構造されたマトリックスQが干渉図Gにおける端点Femtocell間の関係を決定し、即ち接続又は非接続の関係であり、Femtocell  iとFemtocell  jがそれぞれi、j番目のFemtocellを表し、
ここで、Ｒthがクラスタ干渉距離閾値であり、クラスタ干渉距離閾値は、いずれの2つのFemtocell間の距離が一定の値より小さい時に、フェムト基地局の最大送信パワーがFemtocellにおけるユーザーの信号対干渉雑音比の要求を満足できなく、この距離の最小値がクラスタ干渉距離閾値であるように定義され、
その後、前記干渉図Gによって当該干渉図の隣接マトリックスA（G）を取得するようにさせる、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記Femtocell干渉図と隣接マトリックスに基づいてFemtocellをクラスタリングするステップは、具体的には、
1）νiが前記Femtocell干渉図における端点を表し、d（νi）が端点νiのFemtocell干渉図における度を表し、ｌがクラスタの番号で、初期値が1であり、ｌ番目のFemtocellのクラスタが
（外７４）
0005496428.tif 000128
で表され、
2）0度の端点から孤立点セットsを構成し、
3）残りの度数が0でない端点の干渉図Gと隣接マトリックスAi(G)を構造し、
4）Ai(G)における度数の最大の端点をセットBに保存し、Ai(G)が全零のマトリックスとなるまで、この端点に対応する行と列をAi(G)から削除し、Ai(G)における残りの端点がクラスタ
（外７５）
0005496428.tif 000129
を構成し、ｌの値に1をプラスし、
5）セットBを利用して新たに干渉図Gと干渉図の隣接マトリックスAi(G)を構造し、新規のAi(G)が全零のマトリックスであると、新規の干渉図Gにおける端点からクラスタ
（外７６）
0005496428.tif 000130
を構成し、N=ｌがFemtocellのクラスタリングステップで現在に割り当てられたFemtocellのクラスタの個数であり、次にステップ6）を実行し、新規のAi(G)が全零のマトリックスではなければ、ステップ4）を繰り返し、
6）孤立点セットsにおける端点に対応するFemtocellを以上のステップで得たFemtocellのクラスタに入って、孤立点セットsにおける端点νiがどのFemtocellのクラスタに分けられるかを確定する時に、
（外７７）
0005496428.tif 000131
によってクラスタの番号を取得し、
（外７８）
0005496428.tif 000132
が、孤立端点iから各クラスタにおける端点距離の最小の端点までの距離の最大の端点jが所在するクラスタを表すようにさせる、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
ステップS2においてクラスタリングが完了したFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御する操作は、具体的には、
ｌがFemtocellのクラスタの番号で、その初期値が1であり、クラスタ
（外７９）
0005496428.tif 000133
に対して、クラスタにおける端点の個数がNlと表され、クラスタ
（外８０）
0005496428.tif 000134
における端点νiに対応するFemtocell  iの基地局の送信パワーがPiと表され、Femtocell  iにおける基準ユーザーの信号対干渉雑音比の要求がγiと表され、
基準ユーザーが、Femtocellによってサービスが提供される、Femtocellのカバレッジ範囲のエッジにあり且つマクロ基地局までの比較的に近い側のユーザー設備と定義され、1つのFemtocellがその基準ユーザーのサービス品質QoSの要求を満足できると、そのカバレッジ範囲でのいずれの位置のユーザー設備のQoSの要求を満足でき、
クラスタ
（外８１）
0005496428.tif 000135
における全てのFemtocellの基準ユーザーのQoSの要求を保証する前提で、Piが満足すべき線形方程式のマトリックスが
【数５４】
0005496428.tif 000136
と表され、ここで、
【数５５】
0005496428.tif 000137
N0がノイズパワースペクトルの密度であり、上記の式の中で、
（外８２）
0005496428.tif 000138
がマクロ基地局とクラスタ
（外８３）
0005496428.tif 000139
におけるFemtocell  iとの間の経路利得であり、
（外８４）
0005496428.tif 000140
がクラスタ
（外８５）
0005496428.tif 000141
におけるFemtocell  iとFemtocell  jとの間の経路利得であり、
（外８６）
0005496428.tif 000142
がクラスタ
（外８７）
0005496428.tif 000143
におけるFemtocell  i中の基準ユーザーとFemtocell  iの基地局との間の経路利得であり、
（外８８）
0005496428.tif 000144
がマクロ基地局の送信パワーであり、
上記の一次方程式の解が
【数５６】
0005496428.tif 000145
であり、pにおける要素がそれぞれクラスタ
（外８９）
0005496428.tif 000146
における、各フェムト基地局がその基準ユーザーのQoSの要求を保証する前提での最低の送信パワーに対応すると、クラスタ
（外９０）
0005496428.tif 000147
中のFemtocell  iにおけるフェムト基地局の送信パワーが
（外９１）
0005496428.tif 000148
の範囲にあるようにさせる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップS2においてFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocell、非干渉敏感領域のFemtocell、及び非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリングの操作は、具体的には、
1）
【数５７】
0005496428.tif 000149
が、得られた前記クラスタ
（外９２）
0005496428.tif 000150
におけるフェムト基地局の送信パワーの最小値であり、
（外９３）
0005496428.tif 000151
が、フェムト基地局の最大の送信パワーを表し、Pにおける全ての、送信パワーが
【数５８】
0005496428.tif 000152
を満足する要素に対応するFemtocellが、干渉敏感領域に属するFemtocellであり、これらの干渉敏感領域のFemtocellに対応する端点が、クラスタ
（外９４）
0005496428.tif 000153
から干渉敏感領域のFemtocellセットDISAに移し出され、
2）パワー解Pにおいて、
【数５９】
0005496428.tif 000154
の要素が存在しないと、次にステップ3）を実行し、マトリックスHにおける行と列の総計の最大の端点、即ち
（外９５）
0005496428.tif 000155
によって確定された番号のクラスタ
（外９６）
0005496428.tif 000156
における対応する端点をクラスタ
（外９７）
0005496428.tif 000157
からクラスタ
（外９８）
0005496428.tif 000158
に移させて、新しいクラスタ
（外９９）
0005496428.tif 000159
を取得し、ステップS2を実行して新しいクラスタ
（外１００）
0005496428.tif 000160
のフェムト基地局の送信パワー解Pを計算し、以下のステップ3）を続け、
3）
【数６０】
0005496428.tif 000161
であると、ｌに1をプラスし、ステップS2に戻って次のクラスタの計算を実行し、
【数６１】
0005496428.tif 000162
であると、ステップS3の操作が完了し、
これまで干渉敏感領域に属するFemtocellを確定しており、干渉敏感領域に属しないFemtocellが非干渉敏感領域のFemtocellであり、非干渉敏感領域のFemtocellから構成されるクラスタが非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタであるようにさせる、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ステップS3のクラスタリング操作がステップS1のクラスタリング操作と同じであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ステップS4においてクラスタリング完了した干渉敏感領域のFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるFemtocellの送信パワーを制御する操作は、具体的には、
ステップS3において前記干渉敏感領域のFemtocellをM個のクラスタに分けるとし、qがクラスタの番号で、初期値が1であり、q番目のクラスタがCqで表され、
クラスタCqに対して、クラスタにおける端点の個数がNqと表され、クラスタCqにおける端点νiに対応するFemtocell  iの基地局の送信パワーがPiと表され、前記Femtocell  iにおける基準ユーザーの信号対干渉雑音比の要求がγiと表され、
クラスタCqにおける全てのFemtocellの基準ユーザーの信号対干渉雑音比の要求を保証する前提で、Piが満足すべき線形方程式のマトリックスの形式が、
【数６２】
0005496428.tif 000163
と表され、ここで
【数６３】
0005496428.tif 000164
（外１０１）
0005496428.tif 000165
が、マクロ基地局とクラスタCqにおけるFemtocell  iとの間の経路利得であり、
（外１０２）
0005496428.tif 000166
が、クラスタCqにおけるFemtocell  iとFemtocell  jとの経路利得であり、
（外１０３）
0005496428.tif 000167
が、クラスタCqにおけるFemtocell  i中の基準ユーザーとFemtocell  iの基地局との間の経路利得であり、
上記線形方程式の解が
【数６４】
0005496428.tif 000168
であり、Pにおける要素が、それぞれ、クラスタCqにおける、フェムト基地局がその基準ユーザーのQoSの要求を保証する前提での最低の送信パワーに対応すると、クラスタ
（外１０４）
0005496428.tif 000169
におけるFemtocell  iの基地局の送信パワーが
（外１０５）
0005496428.tif 000170
の範囲にあるようにさせる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項９】
ステップS4において干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定する操作は、具体的には、
1）
（外１０６）
0005496428.tif 000171
がフェムト基地局の最大の送信パワーを表し、ステップS4で求めたパワー解Pにおける全ての要素が
【数６５】
0005496428.tif 000172
を満足すると、ステップ2）を実行し、
【数６６】
0005496428.tif 000173
の要素が存在すると、ステップS4のマトリックスHにおける、行と列の総計の最大の端点、即ち、
（外１０７）
0005496428.tif 000174
によって確定された番号のクラスタCqにおける対応する端点をクラスタCqからクラスタCq+1に移させて、新しいクラスタCqを取得し、また、ステップS4を実行して新しいクラスタCqの干渉敏感領域のフェムト基地局の送信パワーPを計算し、以下のステップ2）を続け、
2）
【数６７】
0005496428.tif 000175
であると、Iに1をプラスし、ステップS4に戻って次のクラスタの計算を実行し、
【数６８】
0005496428.tif 000176
であると、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定する操作が完了し、
これまで干渉敏感領域におけるFemtocellのクラスタを確定しているようにさせる、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ステップS5においてマクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備と非デッドゾーンユーザー設備に分ける方式は、予めマクロユーザー設備の位置によって分ける又はマクロユーザー設備が位置するチャネル状況によって分けることである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ステップS5においてマクロユーザー設備が位置するチャネル状況によってマクロユーザー設備を分ける操作は、具体的には、
マクロユーザー設備は、受信した隣接Femtocellのパイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比によって自身がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定し、又は、
前記マクロユーザー設備にサービスを提供するマクロ基地局は、マクロユーザー設備からフィードバックされたチャネル状態情報、パイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比によって前記マクロユーザー設備がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定し、又は、
マクロユーザー設備は、受信した隣接Femtocellのパイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比によって自身がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定し、判定結果を、前記マクロユーザー設備にサービスを提供するマクロ基地局に報告し、前記マクロ基地局は、さらに、マクロユーザー設備からフィードバックされたチャネル状態情報、パイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比と、当該マクロユーザー設備の判定結果とに基づいて、前記マクロユーザー設備がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定するようにさせる、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステップS6において、前記互いに重なり合っていない3つの部分は、Femtocell専用リソース、マクロセル専用リソース、及び、Femtocellとマクロセルとの共有リソースである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップS6において、前記干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ、デッドゾーンユーザー設備、非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ、及び非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ前記互いに重なり合っていない3つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てる時に、前記干渉敏感領域のFemtocellのクラスタにおけるFemtocellが前記Femtocell専用リソースを選択し、前記デッドゾーンユーザー設備がマクロ専用リソースを選択し、前記非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタにおけるFemtocell及び非デッドゾーンユーザー設備が前記Femtocellとマクロセルとの共有リソースを選択する、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
周波数スペクトルリソースを互いに重なり合っていない3つの部分に分ける時に、各部分が周波数スペクトルリソースを占める比例が干渉敏感領域のFemtocellのクラスタの個数及びデッドゾーンユーザー設備の個数によって確定される、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ、デッドゾーンユーザー設備、非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ及び非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ前記互いに重なり合っていない3つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てる時に、同じクラスタにおけるFemtocellが同じリソースを使用し、前記リソースが時間領域又は周波数領域の周波数スペクトルリソースである、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ネットワーク技術分野に関し、特に、マクロセルとフェムトセルの混合ネットワークにおける干渉抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高データレートの無線通信標準が多く出現することは、無線通信が、信頼性と容量が飛躍的に増加する時代に入ったことを示し、Cooper法則では無線通信の容量増加が「過去の104年間で、30ヶ月ごとに1倍増加する」ことを良く説明する。例えば、1957年に米国民間用無線通信システムが広く応用されてから、無線通信容量は、今まで100万倍近く増加し、その中、より広い周波数帯域の使用によって25倍増加し、より小さい時間、周波数領域スケジューリング粒度によって5倍増加し、より良い変調方法によって5倍増加し、セルの面積と伝送距離を減少することによって1600倍増加した。セルの面積と伝送距離を減少することによる巨大な利得は、実際には空間周波数スペクトル利用率（即ち、単位面積スループットの向上）と受信信号強度の向上に由来する。したがって、低コスト、高レートの室内カバレッジを提供できるセル構造−Femtocell（フェムトセル）の出現は、研究分野、運営者と設備メーカーに広く関心を持つように促す。
【０００３】
マクロセルは、面積のより大きい領域であり、カバレッジの半径が約1〜30で、基地局の送信アンテナが通常、周囲の建物の上に架設される。通常、送受信間には直行アンテナがない。Femtocellは、低パワー、短距離の無線データアクセスセルであり、そのカバレッジの範囲は、一般的に10〜50メートルであり、光ファイバー又はデジタルユーザーライン（xDigital  Subscriber  Line、xDSL）などのブロードバンド接続をフィードバック伝送方式として使用する。Femtocellの出現が広く重視され、3GPP  LTEは、すでにそれをR8の標準に組み入れ、それをHome  NodeB（ホーム基地局）と命名する。
【０００４】
移動通信の使用に対する調査から分かられるように、50％以上の音声通信と70％以上のデータ通信は、室内環境で発生する。音声通信は、所要のデータレートが非常に低く、10kbpsだけである又は更に低いため、より低い信号品質を許容することができる。データ通信のデータレートに対する要求が高いため、ユーザーは、有線ネットワークのMbpsレベルの無線ネットワーク体験を提供できることを期待している。コストを考えて、移動端末は、通常にパワーに制限され、一定の伝送パワーに対して、符号（symbol）エネルギーが伝送データレートの増加につれ減少する。室内ユーザーの移動端末設備、特に高キャリア周波数帯域の設備に対して、損耗のため、高信号品質と高データレートの実現が困難となり、ユーザーの室内無線ネットワークに対する不満のため、ユーザーが室内で有線方式又は他の運営者の無線方式を引き続き使用するようになる。
【０００５】
セルの半径の縮小につれ、隣り合うセル間の干渉信号伝送モデルも変化し、同じチャネル干渉が強くなり、Femtocellが密集してカバーする場合、この問題がより深刻となる。その他、周波数スペクトルリソースの欠乏のため、運営者が持つ周波数帯域が有限であるので、Femtocell補助セルラーセルにおいて、Femtocellとマクロセルは、一部又は全部の周波数リソースを多重化する必要があって、このような方式が「全体周波数多重方式」と称される。フェムト基地居の送信パワーとマクロ基地局の送信パワーとの差が1〜2レベルであるため、このような全体周波数多重化の下、Femtocellとマクロセルとのクロス層干渉がFemtocell補助セルラーセルの容量向上を制約する重要な要素の一つとなる。そのため、有効的な干渉抑制とリソース割当アルゴリズムがなければ、Femtocellとマクロセルの混合ネットワークのネットワーク構造は、最終にかえってシステムキャパシティ（容量）を下げるようになる。
【０００６】
また、Femtocellとマクロセルの混合ネットワークのネットワーク構造は、従来の階層式セルシステム（HCS、Hierarchical  Cell  System）の構造に比べ、（1）従来のHCSにおけるマイクロセル位置が予め計画して確定されるものであるが、Femtocellとマクロセルの混合ネットワークのネットワーク構造におけるフェムト基地局がユーザーの需要によって配置されるため、ユーザーがマイクロ領域のカバレッジを満足することを要求することだけであるので、その分布がランダム性を持つことと、（2）Femtocellのカバレッジの半径（10〜50m）がより小さく、通常のマクロセルの半径（300〜200m）より2〜3レベル小さいことと、（3）マクロセルにおけるFemtocellの数量の増加につれ、FemtocellがxDSL方式をデータフィードバック伝送方式として採用するため、巨大なネットワーク負荷による遅延は、Femtocellとマクロセルが直接協調できないようになるという特徴を持つ。したがって、従来のHCSにおける干渉抑制と無線リソース管理方法は、完全にFemtocellとマクロの混合ネットワークのネットワーク構造に適用するものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、マクロセルとFemtocellが重なり合ってカバーする二重ネットワークの周波数スペクトル利用効率とシステムキャパシティを効果的に向上させるとともに、マクロセルとFemtocellとのクロス層干渉及びFemtocellの同層干渉の問題を効果的に解決することができるマクロセルとフェムトセルの混合ネットワークにおける干渉抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の技術的課題を解決するために、本発明は、マクロセルとフェムトセルの混合ネットワークにおける干渉抑制方法を提供する。かかる方法は、一定の範囲でのフェムトセルFemtocellを選択し、当該範囲でのFemtocellをクラスタリングするS1；クラスタリングが完了したFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御するとともに、Femtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocell、非干渉敏感領域のFemtocell、及び非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定するS2；干渉敏感領域のFemtocellをクラスタリングするS3；クラスタリングが完了した干渉敏感領域のFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるFemtocellの送信パワーを制御するとともに、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定するS4；マクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備と非デッドゾーンユーザー設備に分け、マクロユーザー設備の隣接するFemtocellによる干渉の強度がマクロ基地局と正常に通信できない程度に達すると、当該マクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備に分け、マクロユーザー設備がFemtocellからの干渉を受けない又は隣接するFemtocellによる干渉の強度がマクロ基地局と正常に通信することに影響を与えないと、当該マクロユーザー設備を非デッドゾーンユーザー設備に分けるS5；及び、周波数スペクトルリソースを互いに重なり合っていない3つの部分に分け、前記干渉敏感領域に属するFemtocellのクラスタ、デッドゾーンユーザー設備、前記非干渉敏感領域に属するFemtocellのクラスタ及び非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ互いに重なり合っていない前記3つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てるS6を含む。
【０００９】
その中、ステップS1は、具体的には、まずFemtocellの位置情報を取得し、そして前記位置情報に基づいてFemtocell干渉図と当該干渉図の隣接マトリックスを構造し、前記Femtocell干渉図と隣接マトリックスに基づいてFemtocellをクラスタリングする。
【００１０】
その中、前記位置情報に基づいてFemtocell干渉図と当該干渉図の隣接マトリックスを構造するステップは、具体的には、
【００１１】
【数１】
0005496428.tif 000002
がFemtocell干渉図を表し、VがFemtocellから構成される端点セットを表し、エッジセットEにおける要素が端点のFemtocell間の接続関係を表し、いずれの2つの端点間に接続関係があると、この2つの端点に対応するFemtocell間に衝突干渉が存在することを示し、この2つの端点が同じクラスタに分けられず、
前記FemtocellがN個あるとし、マトリックス
【００１２】
【数２】
0005496428.tif 000003
を構造し、ΨがN×Nの全1のマトリックスであり、IがN×Nの単位マトリックスであり、
【００１３】
【数３】
0005496428.tif 000004
であり、dijがFemtocell  iとFemtocell  jとの間の距離であり、Qにおいて、
【００１４】
【数４】
0005496428.tif 000005
であると、対応するFemtocell  iとFemtocell  jとの間に接続関係があることを示し、
【００１５】
【数５】
0005496428.tif 000006
であると、対応するFemtocell  iとFemtocell  jとの間に接続関係がないことを示し、上述の方法によって干渉図Gを取得し、構造されたマトリックスQが干渉図Gにおける端点Femtocell間の関係を決定し、即ち接続又は非接続の関係であり、Femtocell  iとFemtocell  jがそれぞれi、j番目のFemtocellを表し、
ここで、Ｒthがクラスタ干渉距離閾値であり、クラスタ干渉距離閾値は、いずれの2つのFemtocell間の距離が一定の値より小さい時に、フェムト基地局の最大送信パワーがFemtocellにおけるユーザーの信号対干渉雑音比の要求を満足できなく、この距離の最小値がクラスタ干渉距離閾値であるように定義され、
その後、前記干渉図Gによって当該干渉図の隣接マトリックスA（G）を取得するようにさせる。
【００１６】
その中、前記Femtocell干渉図と隣接マトリックスに基づいてFemtocellをクラスタリングするステップは、具体的には、
1）νiが前記Femtocell干渉図における端点を表し、d（νi）が端点νiのFemtocell干渉図における度（degree）を表し、ｌがクラスタの番号で、初期値が1であり、ｌ番目のFemtocellのクラスタが
（外１）
0005496428.tif 000007
で表され、
2）0度の端点から孤立点セットsを構成し、
3）残りの度数が0でない端点の干渉図と隣接マトリックスAi(G)を構造し、
4）Ai(G)における度数の最大の端点をセットBに保存し、Ai(G)が全零のマトリックスとなるまで、この端点に対応する行と列をAi(G)から削除し、Ai(G)における残りの端点がクラスタ
（外２）
0005496428.tif 000008
を構成し、ｌの値に1をプラスし、
5）セットBを利用して新たに（再び）干渉図Gと干渉図の隣接マトリックスAi(G)を構造し、新規のAi(G)が全零のマトリックスであると、新規の干渉図Gにおける端点からクラスタ
（外３）
0005496428.tif 000009
を構成し、N=ｌがFemtocellのクラスタリングステップで現在に割り当てられたFemtocellのクラスタの個数であり、次にステップ6）を実行し、新規のAi(G)が全零のマトリックスではなければ、ステップ4）を繰り返し、
6）孤立点セットsにおける端点に対応するFemtocellを、以上のステップで得たFemtocellのクラスタに入って、孤立点セットsにおける端点νiがどのFemtocellのクラスタに分けられるかを確定する時に、
（外４）
0005496428.tif 000010
によってクラスタの番号を取得し、
（外５）
0005496428.tif 000011
が、孤立端点iから各クラスタにおける端点距離の最小の端点までの距離の最大の端点jが所在するクラスタを表すようにさせる。
【００１７】
その中、ステップS2において、クラスタリングが完了したFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御する操作は、具体的には、
ｌがFemtocellのクラスタの番号で、その初期値が1であり、クラスタ
（外６）
0005496428.tif 000012
に対して、クラスタにおける端点の個数がNlと表され、クラスタ
（外７）
0005496428.tif 000013
における端点νiに対応するFemtocell  iの基地局の送信パワーがPiと表され、Femtocell  iにおける基準ユーザーの信号対干渉雑音比の要求がγiと表され、
基準ユーザーが、Femtocellによってサービスが提供される、Femtocellのカバレッジ範囲のエッジにあり且つマクロ基地局までの比較的に近い側のユーザー設備であると定義され、1つのFemtocellがその基準ユーザーのサービス品質QoSの要求を満足できると、そのカバレッジ範囲でのいずれの位置のユーザー設備のQoSの要求を満足でき、
クラスタ
（外８）
0005496428.tif 000014
における全てのFemtocellの基準ユーザーのQoSの要求を保証する前提で、Piが満足すべき線形方程式のマトリックスが
【００１８】
【数６】
0005496428.tif 000015
と表され、ここで、
【００１９】
【数７】
0005496428.tif 000016
N0がノイズパワースペクトルの密度であり、上記の式の中で、
（外９）
0005496428.tif 000017
が、マクロ基地局とクラスタ
（外１０）
0005496428.tif 000018
におけるFemtocell  iとの間の経路利得であり、
（外１１）
0005496428.tif 000019
が、クラスタ
（外１２）
0005496428.tif 000020
におけるFemtocell  iとFemtocell  jとの間の経路利得であり、
（外１３）
0005496428.tif 000021
が、クラスタ
（外１４）
0005496428.tif 000022
におけるFemtocell  i中の基準ユーザーとFemtocell  iの基地局との間の経路利得であり、
（外１５）
0005496428.tif 000023
が、マクロ基地局の送信パワーであり、
上記一次方程式の解が
【００２０】
【数８】
0005496428.tif 000024
であり、pにおける要素が、それぞれ、クラスタ
（外１６）
0005496428.tif 000025
における、各フェムト基地局がその基準ユーザーのQoSの要求を保証する前提での最低の送信パワーに対応すると、クラスタ
（外１７）
0005496428.tif 000026
中のFemtocell  iにおけるフェムト基地局の送信パワーが
（外１８）
0005496428.tif 000027
の範囲にあるようにさせる。
【００２１】
その中、ステップS2においてFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocell、非干渉敏感領域のFemtocell、及び非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリングの操作は、具体的には、
1）
【００２２】
【数９】
0005496428.tif 000028
が、得られた前記クラスタ
（外１９）
0005496428.tif 000029
におけるフェムト基地局の送信パワーの最小値であり、
（外２０）
0005496428.tif 000030
が、フェムト基地局の最大の送信パワーを表し、Pにおける全ての、送信パワーが
【００２３】
【数１０】
0005496428.tif 000031
を満足する要素に対応するFemtocellが、干渉敏感領域に属するFemtocellであり、これらの干渉敏感領域のFemtocellに対応する端点が、クラスタ
（外２１）
0005496428.tif 000032
から干渉敏感領域のFemtocellセットDISAに移し出され、
2）パワー解Pにおいて、
【００２４】
【数１１】
0005496428.tif 000033
の要素が存在しないと、次にステップ3）を実行し、マトリックスHにおける行と列の総計の最大の端点、即ち
（外２２）
0005496428.tif 000034
によって確定された番号のクラスタ
（外２３）
0005496428.tif 000035
における対応する端点をクラスタ
（外２４）
0005496428.tif 000036
からクラスタ
（外２５）
0005496428.tif 000037
に移させて、新しいクラスタ
（外２６）
0005496428.tif 000038
を取得し、ステップS2を実行して新しいクラスタ
（外２７）
0005496428.tif 000039
のフェムト基地局の送信パワー解Pを計算し、以下のステップ3）を続け、
3）
【００２５】
【数１２】
0005496428.tif 000040
であると、ｌに1をプラスし、ステップS2に戻って次のクラスタの計算を実行し、
【００２６】
【数１３】
0005496428.tif 000041
であると、ステップS3の操作が完了し、
これまで干渉敏感領域に属するFemtocellを確定しており、干渉敏感領域に属しないFemtocellが非干渉敏感領域のFemtocellであり、非干渉敏感領域のFemtocellから構成されるクラスタが非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタであるようにさせる。
【００２７】
その中、ステップS3のクラスタリング操作がステップS1のクラスタリング操作と同じである。
【００２８】
その中、ステップS4においてクラスタリング完了した干渉敏感領域のFemtocellに対して、クラスタを単位としてクラスタにおけるFemtocellの送信パワーを制御する操作は、具体的には、
ステップS3において前記干渉敏感領域のFemtocellをM個のクラスタに分けるとし、qがクラスタの番号で、その初期値が1であり、q番目のクラスタがCqで表され、
クラスタCqに対して、クラスタにおける端点の個数がNqと表され、クラスタCqにおける端点νiに対応するFemtocell  iの基地局の送信パワーがPiと表され、前記Femtocell  iにおける基準ユーザーの信号対干渉雑音比の要求がγiと表され、
クラスタCqにおける全てのFemtocellの基準ユーザーの信号対干渉雑音比の要求を保証する前提で、Piが満足すべき線形方程式のマトリックスの形式が、
【００２９】
【数１４】
0005496428.tif 000042
と表され、ここで
【００３０】
【数１５】
0005496428.tif 000043
（外２８）
0005496428.tif 000044
が、マクロ基地局とクラスタCqにおけるFemtocell  iとの間の経路利得であり、
（外２９）
0005496428.tif 000045
が、クラスタCqにおけるFemtocell  iとFemtocell  jとの経路利得であり、
（外３０）
0005496428.tif 000046
が、クラスタCqにおけるFemtocell  i中の基準ユーザーとFemtocell  iの基地局との間の経路利得であり、
上記線形方程式の解が
【００３１】
【数１６】
0005496428.tif 000047
であり、Pにおける要素が、それぞれ、クラスタCqにおける、フェムト基地局がその基準ユーザーのQoSの要求を保証する前提での最低の送信パワーに対応すると、クラスタ
（外３１）
0005496428.tif 000048
におけるFemtocell  iの基地局の送信パワーが
（外３２）
0005496428.tif 000049
の範囲にあるようにさせる。
【００３２】
その中、ステップS4において干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定する操作は、具体的には、
1）
（外３３）
0005496428.tif 000050
が、フェムト基地局の最大の送信パワーを表し、ステップS4で求めたパワー解Pにおける全ての要素が
【００３３】
【数１７】
0005496428.tif 000051
を満足すると、ステップ2）を実行し、
【００３４】
【数１８】
0005496428.tif 000052
の要素が存在すると、ステップS4のマトリックスHにおける、行と列の総計の最大の端点、即ち、
（外３４）
0005496428.tif 000053
によって確定された番号のクラスタCqにおける対応する端点を、クラスタCqからクラスタCq+1に移させて、新しいクラスタCqを取得し、また、ステップS4を実行して新しいクラスタCqの干渉敏感領域のフェムト基地局の送信パワーPを計算し、以下のステップ2）を続け、
2）
【００３５】
【数１９】
0005496428.tif 000054
であると、Iに1をプラスし、ステップS4に戻って次のクラスタの計算を実行し、
【００３６】
【数２０】
0005496428.tif 000055
であると、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定する操作が完了し、
これまで干渉敏感領域におけるFemtocellのクラスタを確定しているようにさせる。
【００３７】
その中、ステップS5においてマクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備と非デッドゾーンユーザー設備に分ける方式は、予めマクロユーザー設備の位置によって分ける、又はマクロユーザー設備が位置するチャネル状況によって分けることである。
【００３８】
その中、ステップS5においてマクロユーザー設備が位置するチャネル状況によってマクロユーザー設備を分ける操作は、具体的には、
マクロユーザー設備は、受信した隣接Femtocellのパイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比によって、自身がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定し、又は、
前記マクロユーザー設備にサービスを提供するマクロ基地局は、マクロユーザー設備からフィードバックされたチャネル状態情報、パイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比によって、前記マクロユーザー設備がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定し、又は、
マクロユーザー設備は、受信した隣接Femtocellのパイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比によって、自身がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定し、判定結果を、前記マクロユーザー設備にサービスを提供するマクロ基地局に報告し、前記マクロ基地局は、さらに、マクロユーザー設備からフィードバックされたチャネル状態情報、パイロット信号強度、信号対干渉雑音比又は信号対雑音比と、当該マクロユーザー設備の判定結果とに基づいて、前記マクロユーザー設備がデッドゾーンユーザー設備又は非デッドゾーンユーザー設備に属するかどうかを判定するようにさせる。
【００３９】
その中、ステップS6において、互いに重なり合っていない3つの部分は、Femtocell専用リソース、マクロセル専用リソース、及び、Femtocellとマクロセルとの共有リソースである。
【００４０】
その中、ステップS6において、前記干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ、デッドゾーンユーザー設備、非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ、及び非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ前記互いに重なり合っていない3つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てる時に、前記干渉敏感領域のFemtocellのクラスタにおけるFemtocellが前記Femtocell専用リソースを選択し、前記デッドゾーンユーザー設備がマクロ専用リソースを選択し、前記非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタにおけるFemtocell及び非デッドゾーンユーザー設備が前記Femtocellとマクロセルとの共有リソースを選択する。
【００４１】
その中、周波数スペクトルリソースを互いに重なり合っていない3つの部分に分ける時に、各部分が周波数スペクトルリソースを占める比例が干渉敏感領域のFemtocellのクラスタの個数及びデッドゾーンユーザー設備の個数によって確定される。
【００４２】
その中、前記干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ、デッドゾーンユーザー設備、非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタ、及び非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ前記互いに重なり合っていない3つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てる時に、同じクラスタにおけるFemtocellが同じリソースを使用し、前記リソースが時間領域又は周波数領域の周波数スペクトルリソースである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明は、リソース割当とパワー制御で干渉抑制を実現することによって、マクロセルとFemtocellが重なり合ってカバーする二重ネットワークの周波数スペクトル利用効率とシステムキャパシティを効果的に向上させるとともに、マクロセルとFemtocellとのクロス層干渉及びFemtocellの同じ層干渉の問題を効果的に解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る方法の実施例における流れを示す図である。
【図２】本発明に係る方法の実施例における干渉隣接図の構造（生成）及び干渉隣接マトリックスの取得のフローチャートである。
【図３】本発明に係る方法の実施例におけるクラスタリングアルゴリズムのフローチャートである。
【図４】本発明に係る方法の実施例に用いられる干渉距離閾値の実例図である。
【図５】本発明に係る方法の実施例における非干渉敏感領域のパワー制御及びクラスタリング調整のフローチャートである。
【図６】本発明に係る方法の実施例における干渉敏感領域のパワー制御及びクラスタリング調整のフローチャートである。
【図７】本発明に係る方法の実施例における周波数スペクトルの周波数リソースの区分実例図である。
【図８】本発明に係る方法の実施例における干渉敏感領域と非敏感領域、及びマクロユーザーの下りデッドゾーンと非デッドゾーンのリソース割当を示す図である。
【図９】本発明に係る方法の実施例に用いられる自己適応発見的クラスタリングアルゴリズムの実例を示す図である。
【図１０】本発明に係る方法の実施例における逐次移転アルゴリズムでクラスタリングした後の結果の実例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の目的、内容と利点をより明らかにするために、以下、図面を参照して本発明の実施形態をさらに詳しく説明する。
【００４６】
本発明の基本的な着想は、一定の範囲でのFemtocellをクラスタリング（clustering）し、クラスタを単位として、クラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御し、Femtocellのクラスタリング状況を調整して、干渉敏感領域のFemtocell、非干渉敏感領域のFemtocell、及び非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定して、干渉敏感領域のFemtocellをクラスタリングし、クラスタリングが完了した干渉敏感領域のFemtocellに対して、クラスタを単位として、クラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定し、同時にマクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備と非デッドゾーンユーザー設備に分け、周波数スペクトルリソースを互いに重なり合っていない三つの部分に分け、干渉敏感領域のFemtocell、デッドゾーンユーザー設備、非干渉敏感領域のFemtocell、及び非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ互いに重なり合っていない三つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てることにある。
【００４７】
図１は、本発明が、通信システムにおいてFemtocellのクラスタリングに基づいて、Femtocellに対して共同リソース割当とパワー制御を行う方法の一実施例のフローチャートである。本実施例は、以下のステップを含む。
【００４８】
ステップ101：干渉図を構造（生成）して干渉図隣接マトリックスを取得し、干渉図隣接マトリックスに基づいて、クラスタリングアルゴリズムを採用して一定の範囲での全てのFemtocellをクラスタリングする。
【００４９】
ステップ102：クラスタを単位として、クラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御するとともに、逐次移転アルゴリズムを採用してFemtocellのクラスタリング状況を調整し、最終に干渉敏感領域のFemtocellと非干渉敏感領域のFemtocell、及び非干渉敏感領域のFemocellのクラスタを確定し、非干渉敏感領域のフェムトセルのクラスタリングとパワー割当操作を完了させる。
【００５０】
ステップ103：干渉敏感領域のFemtocellに対して、干渉隣接図を構造し、干渉隣接図マトリックスを取得し、上記クラスタリングアルゴリズムを採用してクラスタリングする。
【００５１】
ステップ104：クラスタリングが完了した干渉敏感領域のFemtocellに対して、クラスタを単位として、クラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御し（パワー制御連立方程式を構造して求める）、同時に逐次移転アルゴリズムにより干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定する。
【００５２】
ステップ105：マクロユーザー設備（マクロユーザーとも称され、即ち、マクロ基地局によってサービスが提供される移動端末）をデッドゾーンユーザー設備と非デッドゾーンユーザー設備に分け、その中、マクロユーザー設備の隣接Femtocellによる干渉の強度がマクロ基地局と正常に通信できない（即ち、予め設定された、ユーザーより要求された通信品質、例えばビットエラーレートと通信レートに対する要求に達することができない）程度に達すると、当該マクロユーザー設備をデッドゾーンユーザー設備に分け、マクロユーザー設備がFemtocellからの干渉を受けない、又は隣接するFemtocellからの干渉の強度がマクロ基地局との正常な通信に影響を与えないと、当該マクロユーザー設備を非デッドゾーンユーザー設備に分ける。
【００５３】
ステップ106：周波数スペクトルリソースを互いに重なり合っていない3つの部分に分け、干渉敏感領域に属するFemtocellのクラスタとデッドゾーンユーザー設備、非干渉敏感領域に属するFemtocellのクラスタと非デッドゾーンユーザー設備にそれぞれ互いに重なり合っていない3つの部分の周波数スペクトルリソースを割り当てる。
【００５４】
以下、ステップ101において１つのマクロセルのカバレッジ範囲でのFemtocellをクラスタリングする具体的なステップを示す。
【００５５】
ステップ201（図２に示すように）：干渉図G=（V,E）を構造し、端点セットVにおける要素がFemtocellを表し、エッジセットEにおける要素がFemtocell間の干渉衝突関係を表し、2つの端点間にエッジがあると、2つの端点間に干渉衝突関係があることを表す。クラスタ干渉距離閾値がRthで表し、図４に示すように、いずれの2つの互いの距離がRthより小さいFemtocellは、互いに干渉することがあるので、同じクラスタに属することができず、いずれの２つの互いの距離がRthより大きいFemtocellは、その間の干渉が有効的なパワー範囲でのパワー制御により解決され得るので、同じクラスタに分けられ得る。
【００５６】
FemtocellがトータルでＮ個あるとし、マトリックス
【００５７】
【数２１】
0005496428.tif 000056
を構造し、その中、ΨがN×Nの全1のマトリックスであり、IがN×Nの単位マトリックスであり、
【００５８】
【数２２】
0005496428.tif 000057
であり、dijがFemtocell  iとFemtocell  jとの距離であり、Qにおいて、dij-Rth<0であると、Femtocell  iとFemtocell  jが接続していることを示し、dij-Rth≧0であると、Femtocell  iとFemtocell  jが接続しないことを示す。マトリックスQにおける項が0より小さいと、当該項を1にし、そうではなければ、当該項を0にする。上記の方法によって干渉図Gを取得し、構造されたマトリックスQにおける0又は1が干渉図Gにおける端点のFemtocell間の関係を決定し、即ち、接続（0）又は非接続（1）の関係であり、Femtocell  iとFemtocell  jがそれぞれi、j番目のFemtocellを表す。
【００５９】
ステップ202：前記干渉図Gによってその隣接マトリックスA（G）を取得する。取得方式は、干渉図Gにおける各端点が隣接マトリックスの行と列であり、隣接マトリックスの行と列における対応する端点の配列順序が同じで、2つの端点が接続すると、行と列に対応する値が1であり、そうではなければ、対応する値が0である。
【００６０】
ステップ203：クラスタリングアルゴリズムを実行する。νiが前記干渉図における端点を表し、d（νi）が端点νiの干渉図における度を表す。ｌがクラスタの番号で、初期値が1であり、端点の「移し除き（除去」又は「移し出し」とは、端点に対応する行と列を干渉図隣接マトリックスA（G）から除去することを指す。図３に示すように、ステップ203は、以下のステップを含む。
【００６１】
ステップ3-1：セットSが0度の端点から孤立点を構成することを表し、セットBが一時的セットを表す。干渉図隣接マトリックスA（G）における0度の端点の行と列を除去して、残りの端点の隣接マトリックスを得て、Ai(G)と命名する。
【００６２】
ステップ3-2：Ai(G)が全零のマトリックスとなるまで、度数の最大の端点をAi(G)から移し出し、Ai(G)における残りの端点がクラスタ
（外３５）
0005496428.tif 000058
を構成し、且つ移し出された端点がセットBに保存される。ｌ値に1をプラスし、即ち、
（外３６）
0005496428.tif 000059
である。ここで、マトリックスAi(G)における0又は1が端点間の非接続又は接続の関係を表し、マトリックスの次元数が端点の数量を表すと説明すべきである。
【００６３】
ステップ3-3：セットBを利用して干渉図Gと干渉図隣接マトリックスAi(G)を新たに構造し、新規のAi(G)が全零であると、前記新規の干渉図Gにおける端点がクラスタ
（外３７）
0005496428.tif 000060
を構成し、N=lが最終に分けられたFemtocellのクラスタの個数であり、次に、ステップ3-4を実行し、新規のAi(G)が全零のマトリックスではなければ、セットBを零にして、ステップ3-2を繰り返す。
【００６４】
ステップ3-4：孤立点セットsにおける端点に対応するFemtocellを以上のステップにより得られたFemtocellのクラスタに入れ、規則
（外３８）
0005496428.tif 000061
によって孤立点セットsにおける端点νiのクラスタ番号を確定する。
【００６５】
以下、クラスタを単位として、クラスタにおけるフェムト基地局の送信パワーを制御するとともに、Femtocellのクラスタリング状況を調整し、最終に干渉敏感領域のFemtocellと非干渉敏感領域のFemtocell、及び非干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定するステップ102の具体的な実施ステップは、図5に示すように、示されている。
【００６６】
ステップ501：まず幾つか符号の定義を提供する。ｌがクラスタの番号で、初期値が1である。クラスタ
（外３９）
0005496428.tif 000062
に対して、クラスタにおける端点の個数がNｌと表し、クラスタ
（外４０）
0005496428.tif 000063
における端点νiに対応するFemtocell  iの基地局の送信パワーがpiと表し、フェムト基地局の最大の送信パワーが
（外４１）
0005496428.tif 000064
と表し、前記Femtocell  iにおける基準ユーザーのSINR（信号対干渉雑音比）のニーズがｒiと表す。基準ユーザーは、Femtocellによってサービスが提供される、Femtocellのエッジにあり且つマクロ基地局まで比較的に近い一側のユーザー設備と定義される。1つのFemtocellがその基準ユーザーのサービス品質のニーズを満足することができると、その範囲でのいずれの位置のユーザー設備のサービス品質のニーズを満足することができる。
【００６７】
ステップ502：クラスタ
（外４２）
0005496428.tif 000065
に対して、線形方程式
【００６８】
【数２３】
0005496428.tif 000066
を求めて、パワー値
【００６９】
【数２４】
0005496428.tif 000067
を取得し、pにおいて要素がそれぞれクラスタ
（外４３）
0005496428.tif 000068
におけるフェムト基地局の最低送信パワーに対応する。線形方程式
【００７０】
【数２５】
0005496428.tif 000069
では、
【００７１】
【数２６】
0005496428.tif 000070
である。
【００７２】
（外４４）
0005496428.tif 000071
がマクロ基地局とクラスタ
（外４５）
0005496428.tif 000072
におけるFemtocell  iとの間の経路利得であり、
（外４６）
0005496428.tif 000073
がクラスタ
（外４７）
0005496428.tif 000074
におけるFemtocell  iとFemtocell  jとの間の経路利得であり、
（外４８）
0005496428.tif 000075
がクラスタ
（外４９）
0005496428.tif 000076
におけるFemtocell  i中の基準ユーザーとFemtocell  iの基地局との間の経路利得であり、
（外５０）
0005496428.tif 000077
がマクロ基地局の送信パワーである。
【００７３】
ステップ503：いずれのクラスタにおけるフェムトセルユーザーのパワー解（値）の絶対値|Pk|がフェムト基地局の最大パワー
（外５１）
0005496428.tif 000078
より大きいかどうかを判定する。即ち、パワー解（ベクトル）pにおいて、全ての
（外５２）
0005496428.tif 000079
の要素に対応するFemtocellが干渉敏感領域のFemtocellに分けられると、これらの干渉敏感領域のFemtocellに対応する端点がクラスタ
（外５３）
0005496428.tif 000080
から干渉敏感領域のFemtocellセット
（外５４）
0005496428.tif 000081
に移し出され、添字ISAとは、干渉敏感領域（Interference  Sensitive  Area）を指し、そうではなければ、以下のステップを実行する。
【００７４】
ステップ504：さらに、いずれのクラスタにおけるユーザーのパワー解がセット
（外５５）
0005496428.tif 000082
にあるかどうかを判定し、
（外５６）
0005496428.tif 000083
の要素が存在しないと、次に、ステップ505を実行する。
【００７５】
（外５７）
0005496428.tif 000084
の要素が存在すると、ステップ502におけるマトリックスHにおいて、
（外５８）
0005496428.tif 000085
によって確定された記号がクラスタ
（外５９）
0005496428.tif 000086
において対応する端点（即ちFemtocell）が、ｌ＝Nであると、干渉敏感領域のFemtocellセット
（外６０）
0005496428.tif 000087
に移され、そうではなければ、クラスタ
（外６１）
0005496428.tif 000088
から
（外６２）
0005496428.tif 000089
に移され、ステップ502に戻って新しいクラスタ
（外６３）
0005496428.tif 000090
のフェムト基地局の最小送信パワーを計算し、そして、ステップ502後の操作を続ける。
【００７６】
ステップ505：
【００７７】
【数２７】
0005496428.tif 000091
であると、ステップ501に戻って次のクラスタに関連する計算を行い、
【００７８】
【数２８】
0005496428.tif 000092
であると、終了する。
【００７９】
これまで干渉敏感領域のFemtocellを確定しており、干渉敏感領域に属しないFemtocellは、非干渉敏感領域に属するFemtocellである。
【００８０】
ステップ103における干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング方法がステップ101におけるクラスタリング方法と一致する。
【００８１】
以下、クラスタリングが完了した干渉敏感領域のFemtocellに対して、クラスタを単位として、クラスタにおけるFemtocell基地局の送信パワーを制御するとともに干渉敏感領域のFemtocellのクラスタリング状況を調整し、干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定するステップ104の具体的なステップは、図６に示すように、示されている。
【００８２】
ステップ601：ｑがクラスタの番号で、初期値が1であり、クラスタCqに対して、クラスタにおける端点の個数がNqと表し、クラスタCqにおける端点νiに対応するFemtocell  i基地局の送信パワーがpiと表し、Femtocell基地局の最大送信パワーが
（外６４）
0005496428.tif 000093
と表し、Femtocell  iにおける基準ユーザーのSINRニーズがγiと表す。
【００８３】
ステップ602：クラスタCqに対して、線形方程式を求めるマトリックスの形式は、
【００８４】
【数２９】
0005496428.tif 000094
であり、パワー解
【００８５】
【数３０】
0005496428.tif 000095
を求め、pにおける要素がクラスタCqにおける対応するFemtocell基地局の最低送信パワーである。線形方程式
【００８６】
【数３１】
0005496428.tif 000096
では、
【００８７】
【数３２】
0005496428.tif 000097
である。
【００８８】
（外６５）
0005496428.tif 000098
がマクロ基地局とクラスタCqにおけるFemtocell  iと間の経路利得であり、
（外６６）
0005496428.tif 000099
がクラスタCqにおけるFemtocell  iとFemtocell  jとの間の経路利得であり、
（外６７）
0005496428.tif 000100
がクラスタCqにおけるFemtocell  i中の基準ユーザーとFemtocell  iの基地局との間の経路利得である。
【００８９】
ステップ603：パワー解pでは、全ての要素が
【００９０】
【数３３】
0005496428.tif 000101
を満足すると、ステップ604を実行し、
【００９１】
【数３４】
0005496428.tif 000102
の要素が存在すると、マトリックスHにおいて、
（外６８）
0005496428.tif 000103
によって確定された記号のクラスタCqにおける対応する端点がクラスタCqからCq+1に移され、ステップ602に戻って新しいクラスタCqのフェムト基地局の送信パワー値pを計算して、ステップ602の操作を続く。
【００９２】
ステップ604：
【００９３】
【数３５】
0005496428.tif 000104
であると、ステップ601に戻って、次のクラスタの関連計算を行い、q=Mであると、終了する。
【００９４】
これまで干渉敏感領域のFemtocellのクラスタを確定している。
【００９５】
以下、図７と図８に基づいてステップ106を説明する。周波数スペクトルリソースを互いに重なり合っていない3つの部分に分け、ぞれぞれ、Femtocell専用リソース、マクロセル専用リソース、及び、Femtocellとマクロセルとの共有リソースである。図７は、周波数領域において分けることを示し、図８は、干渉敏感領域と非干渉敏感領域におけるFemtocellリソースの割当、及びマクロユーザーの下りデッドゾーンにおける割当リソースの例を示す。
【００９６】
以下、例を挙げて説明する。Femtocellが6つであるとし、その分布が図９の(a)に示すようなものであり、図において各femtocellが1つの端点と称され、それら間の位置距離関係が
【００９７】
【数３６】
0005496428.tif 000105
であり、他の端点間の距離がいずれもRthより大きい。位置距離関係によって図９に示すようなFemtocell干渉図を構造し、それに対応する隣接マトリックスが、
（外６９）
0005496428.tif 000106
である。
【００９８】
端末6の度数が0であり、図9の（b）に示すように、まず端点6を移し出してセットsに保存する。その後、図９の（c）に示すように、図における度数が最大の端点1、2と4を順次移し出してセットBに保存し、これにより、端点3と5の度が0となり、1番目のクラスタを構成し、即ち、
【００９９】
【数３７】
0005496428.tif 000107
である。その後、図９の（ｄ）に示すように、セットBに記録された端点を利用して、新たにFemtocell干渉図と隣接マトリックスを構造し、セットBを零にし、度数の最大の端点1を移し出し、2番目のクラスタを構成し、即ち、
【０１００】
【数３８】
0005496428.tif 000108
である。図９の（e）に示すように、セットBに１つだけの端点が存在するため、それが3番目のクラスタ
【０１０１】
【数３９】
0005496428.tif 000109
を構成し、また、孤立点セットsにおける端点６に対して、関係式
【０１０２】
【数４０】
0005496428.tif 000110
によって、3番目のクラスタが
【０１０３】
【数４１】
0005496428.tif 000111
と構成される。図９の（f）にクラスタリングの結果を示す。
【０１０４】
図９に示すように分布するFemtocellとマクロ基地局との関係が図１０に示すようなものであり、図１０におけるfemtocellの第一段階のクラスタリングがすでに上記方法によって完了されたとすると、1番目のクラスタに対してパワー制御の連立方程式を構成し、それは、
【０１０５】
【数４２】
0005496428.tif 000112
であり、その中、
【０１０６】
【数４３】
0005496428.tif 000113
である。
【０１０７】
2次連立方程式の解を求めて、解のベクトル
【０１０８】
【数４４】
0005496428.tif 000114
を求め、その解が
（外７０）
0005496428.tif 000115
を満足するとし、その後、2番目のクラスタに対してパワー制御連立方程式を確立し、解のベクトル
【０１０９】
【数４５】
0005496428.tif 000116
を求め、その解が
（外７１）
0005496428.tif 000117
を満足するとし、3番目のクラスタに対してパワー制御連立方程式を確立し、その解が
【０１１０】
【数４６】
0005496428.tif 000118
であるとすると、端点1を3番目のクラスタ
（外７２）
0005496428.tif 000119
から干渉敏感領域セットDISAに移し、
（外７３）
0005496428.tif 000120
における残りの端点6に対するパワーを新たに計算する。
【０１１１】
DISAにおける端点1に対して干渉図を構造してその隣接マトリックスを取得し、端点が1つだけで、即ちその度数が0であるため、端点1が干渉敏感領域の唯一のクラスタを構成する。そのパワー制御連立方程式を確立して求めてそのパワーP1を得る。
【０１１２】
したがって、最終のクラスタリング結果において、非干渉敏感領域（Not  Interference  Sensitive  Area、NISA)に属するfemtocellは、femtocell  2〜6であり、クラスタが
【０１１３】
【数４７】
0005496428.tif 000121
に分けられ、干渉敏感領域（Interference  Sensitive  Area、ISA)に属するfemtocellがfemtocell  1であり、クラスタが
【０１１４】
【数４８】
0005496428.tif 000122
に分けられる。
【０１１５】
以上の実施形態は、本発明を説明することに用いられるだけであるが、本発明を制限するものではなく、当業者にとっては、本発明の精神と範囲を逸脱しない場合で、様々な変化と変形を実施することができるため、全ての等同技術方案も本発明の範囲に属し、本発明の特許保護範囲が特許請求によって限定されるべきである。
【図１】
0005496428.tif 000177
【図２】
0005496428.tif 000178
【図３】
0005496428.tif 000179
【図４】
0005496428.tif 000180
【図７】
0005496428.tif 000181
【図８】
0005496428.tif 000182
【図９】
0005496428.tif 000183
【図１０】
0005496428.tif 000184
【図５】
0005496428.tif 000185
【図６】
0005496428.tif 000186