(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワークのアクセスポイントから、或る経路において運行を行っている移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して、周波数選択性チャネル上でダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる方法であって、処理デバイスが、
−  前記経路における前記移動輸送機関の位置に従って、第１の干渉プロファイルを取得するステップであって、該第１の干渉プロファイルは、前記経路に沿って位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされる前記ダウンリンク通信への干渉を表す、第１の干渉プロファイルを取得するステップと、
−  第２の干渉プロファイルを取得するステップであって、該第２の干渉プロファイルは、前記移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされる前記ダウンリンク通信への干渉を表す、第２の干渉プロファイルを取得するステップと、
−  前記第１の干渉プロファイル及び前記第２の干渉プロファイルに基づいて、前記ダウンリンク通信のためのリソースを割り当てるステップと、
を実行することを特徴とする、無線通信ネットワークのアクセスポイントから、或る経路において運行を行っている移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して、周波数選択性チャネル上でダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる方法。
【請求項２】
−  前記第１の干渉プロファイルは少なくとも、前記経路における少なくとも１つの先行する運行中に前記移動輸送機関又は別の移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスに対して実行される干渉測定又は推定に依存し、
−  前記第２の干渉プロファイルは少なくとも、運行中に前記移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスに対して実行される干渉測定又は推定に依存する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動輸送機関内に位置する前記通信デバイスは、干渉信号を受信すると、
−  前記受信された干渉信号が、前記経路に沿って位置する干渉体に対応するか否か、及び／又は前記移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するか否かを判断するステップと、
−  前記受信された干渉信号が前記移動輸送機関内に位置する干渉体に対応する場合に、前記第２の干渉プロファイルを更新するための情報を与えるステップと、
−  前記受信された干渉信号が前記経路に沿って位置する干渉体に対応する場合に、前記経路における前記移動輸送機関又は別の移動輸送機関の少なくとも１つの次の運行のための前記第１の干渉プロファイルを規定するのに用いられるフィンガープリントマップを更新するための情報を与えるステップと、
を実行することを特徴とする、請求項１及び２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記移動輸送機関内に位置する前記通信デバイスは、前記受信された干渉信号が、前記経路に沿って位置する干渉体に対応するか、又は前記移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するかを判断するために、
−  前記受信された干渉信号内に存在するデータパケットのヘッダ部分を復号するステップと、
−  前記復号されたヘッダ部分から、前記データパケットの送信機の識別子を求めるステップと、
−  前記経路における前記移動輸送機関の別の位置において干渉信号が受信された際に前記識別子が既に得られている場合に、前記受信された干渉信号が前記移動輸送機関内に位置する干渉体に対応すると判断するステップと、
を実行することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記移動輸送機関内に位置する前記通信デバイスは、前記受信された干渉信号が、前記経路に沿って位置する干渉体に対応するか否か、及び／又は前記移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するか否かを判断するために、
−  前記経路における前記移動輸送機関の現在の位置についての前記第１の干渉プロファイルを取得するステップと、
−  受信された信号及び前記第１の干渉プロファイルから、第２の干渉プロファイルデータを求めるステップと、
−  前記求められた第２の干渉プロファイルデータを、前記経路における前記移動輸送機関の先行する位置について求められた他の第２の干渉プロファイルデータで平均することによって、前記第２の干渉プロファイルを求めるステップと、
を実行することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記移動輸送機関内に位置する前記通信デバイスは、前記受信された干渉信号が、前記経路に沿って位置する干渉体に対応するか否か、及び／又は前記移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するか否かを判断するために、
−  前記第１の干渉プロファイルが無視できると予想される、前記移動輸送機関の位置を特定するステップと、
−  前記移動輸送機関が前記位置に到着した際に信号が受信される場合に、該受信された信号から前記第２の干渉プロファイルを求めるステップと、
を実行することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の干渉プロファイルは、前記移動輸送機関内に位置する前記通信デバイスによって少なくとも１つのセグメントにわたって測定された干渉から、前記経路における少なくとも１つの先行する運行中にいかなる干渉体も搬送しない前記移動輸送機関又は別の移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスによって前記セグメントについて測定された平均干渉を減算して平均することによって求められることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記経路の所与のセグメントについて、前記第１の干渉プロファイルは、前記移動輸送機関内に位置する前記通信デバイスによって該セグメントにわたって測定された干渉から、前記経路における少なくとも１つの先行する運行中に前記移動輸送機関又は別の移動輸送機関によって搬送される少なくとも１つの干渉体によってもたらされる干渉を減算して平均することによって精緻化されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の干渉プロファイル及び前記第２の干渉プロファイルは、前記移動輸送機関内に位置する前記通信デバイスによって少なくとも１つのセグメントにわたって測定された干渉に対して線形フィルタを適用することによって求められ、
前記線形フィルタは偏りをもたらし、前記第１の干渉プロファイル及び前記第２の干渉プロファイルの偏った推定値を生成し、該偏りは前記第１の干渉プロファイルと前記第２の干渉プロファイルを加算する際に無視できるようになることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の干渉プロファイル及び前記第２の干渉プロファイルは、
−  運行中に前記通信デバイスによって測定されると共に前記経路における少なくとも１つの先行する運行中に前記移動輸送機関又は別の移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスによって測定された干渉の確率密度関数を求めるステップと、
−  前記求められた確率密度関数の特性関数を求めるステップと、
−  前記求められた特性関数に対数を適用するステップと、
−  前記経路に沿って位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされる干渉の特性関数の対数、及び前記移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされる干渉の特性関数の対数を特定するステップと、
によって求められることを特徴とし、
前記特定された各特性関数の対数は、それぞれ前記第１の干渉プロファイル及び前記第２の干渉プロファイルに対応することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の干渉プロファイルは、フィンガープリントマップに基づいて求められ、該フィンガープリントマップは、前記経路における前記移動輸送機関又は別の移動輸送機関の少なくとも１つの先行する運行に対して連続して求められた干渉についてのデータを、前記経路における前記移動輸送機関の位置の関数又は前記経路のセグメントの関数として記憶することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記フィンガープリントマップは、サーバによって記憶されることを特徴とし、
前記サーバは、前記アクセスポイントに部分フィンガープリントマップを与え、該部分フィンガープリントマップは、前記アクセスポイントによってカバーされるエリアに少なくとも対応する干渉データを含むことを特徴とし、
前記処理デバイスは、前記アクセスポイントによって実装されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記処理デバイスは、
−  前記リソース割当てが適用される期間中に前記移動輸送機関がそこを通って移動すると予想される経路の少なくとも１つのセグメントを、前記移動輸送機関の速さの関数として求めるステップと、
−  前記求められたセグメントに基づいて、前記ダウンリンク通信のための前記リソースを割り当てるために考慮に入れられることになる前記第１の干渉プロファイルの値及び前記第２の干渉プロファイルの値を求めるステップと、
を実行することを特徴とする、請求項６及び７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
無線通信ネットワークのアクセスポイントから、或る経路において運行を行っている移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して、周波数選択性チャネル上でダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる処理デバイスであって、該処理デバイスは、
−  前記経路における前記移動輸送機関の位置に従って、第１の干渉プロファイルを取得する手段であって、該第１の干渉プロファイルは、前記経路に沿って位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされる前記ダウンリンク通信への干渉を表す、第１の干渉プロファイルを取得する手段と、
−  第２の干渉プロファイルを取得する手段であって、該第２の干渉プロファイルは、前記移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされる前記ダウンリンク通信への干渉を表す、第２の干渉プロファイルを取得する手段と、
−  前記第１の干渉プロファイル及び前記第２の干渉プロファイルに基づいて、前記ダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる手段と、
を備えることを特徴とする、無線通信ネットワークのアクセスポイントから、或る経路において運行を行っている移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して、周波数選択性チャネル上でダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる処理デバイス。
【請求項１５】
情報記憶手段であって、該情報記憶手段はプログラムコード命令を含むコンピュータプログラムを記憶し、前記プログラムコード命令が請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法を実施するプログラマブルデバイスによって実行されるときに、前記プログラムコード命令は前記プログラマブルデバイスにロード可能であることを特徴とする、情報記憶手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、無線通信ネットワークのアクセスポイントから、或る経路において移動している移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して、周波数選択性チャネル上でダウンリンク通信のためのリソースを割り当てることに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、リソースは通常、幾つかのデバイスが同一の周波数チャネル上で同一の時間フレーム内に送信できるようにする、多元接続送信技術のパラメータとして規定される。そのような送信技術では、時間領域が複数の時間フレームに順次分割される。例えば、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）では、リソースは時間フレーム内の期間であり、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）では、リソースは時間フレーム全体にわたって通信のために用いられる周波数スペクトルの一部であり、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）では、リソースは１つの時間フレーム全体の間に用いられる拡散符号である。また、幾つかの多元接続技術を同時に用いることもできる。所与の受信機デバイスにおいて受信される干渉は、或る発信元デバイスがデータをその所与の受信機デバイスに向けて送信するために使用するリソースと同じリソース上で、１つ又は幾つかの発信元デバイスによって１つ又は幾つかの他の受信機デバイスに向けて送信される信号と定義される。
【０００３】
無線通信システムでは、移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して無線通信サービスを提供するために、移動輸送機関が移動する経路に沿ってアクセスポイント（ＡＰ）が配置される。例えば、移動輸送機関は列車であり、その経路は鉄道線路である。ＡＰは、集中型又は分散型の無線リソース管理及び/又はモビリティ管理機能をそれぞれ実施するために、コアネットワーク内に実装されるサーバに接続するか、又は互いに直接接続することができる。移動輸送機関が経路に沿って移動するとき、移動輸送機関内に位置する検討中の通信デバイスは、ハンドオーバ手順を通して最もロバストなデータリンクを与えるＡＰと通信すると仮定される。そのようなＡＰとの通信は、通常はＡＰ又は上記のサーバによって割り当てられるリソースを使用する。一般に、そのようなリソースはＩＳＭ（産業科学医療）無線帯域内のチャネルに対応し、それは他の隣接するデバイスも高い確率で同じリソースを使用していることを意味する。それゆえ、無免許のスペクトルにおいて数多くの通信が同時に行われる場合がある。
【０００４】
それゆえ、移動輸送機関の経路に沿って位置するＡＰから移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスへのダウンリンク通信上における干渉を干渉体がもたらすときに、このダウンリンク通信のためのリソース割当てを最適化することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
このため、本発明は、無線通信ネットワークのアクセスポイントから、或る経路において運行を行っている移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して、周波数選択性チャネル上でダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる方法に関する。この方法は、処理デバイスが：経路における移動輸送機関の位置に従って、第１の干渉プロファイルを取得するステップであって、当該第１の干渉プロファイルは、経路に沿って位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされるダウンリンク通信への干渉を表す、第１の干渉プロファイルを取得するステップと；第２の干渉プロファイルを取得するステップであって、当該第２の干渉プロファイルは、移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされるダウンリンク通信への干渉を表す、第２の干渉プロファイルを取得するステップと；第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルに基づいて、ダウンリンク通信のためのリソースを割り当てるステップと；を実行することを特徴とする。
【０００６】
これにより、ダウンリンク通信のためのリソース割当てを最適化することができるか、又は少なくとも改善することができる。
【０００７】
特定の特徴によれば、第１の干渉プロファイルは少なくとも、経路における少なくとも１つの先行する運行中に移動輸送機関又は別の移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスに対して実行される干渉測定又は推定に依存し；第２の干渉プロファイルは少なくとも、運行中に移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスに対して実行される干渉測定又は推定に依存する。
【０００８】
これにより、リソース割当ては、経路において運行している移動輸送機関内に位置する通信デバイスによって実行される測定を利用することができる。
【０００９】
特定の特徴によれば、移動輸送機関内に位置する通信デバイスは、干渉信号を受信すると：受信された干渉信号が、経路に沿って位置する干渉体に対応するか否か、及び／又は移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するか否かを判断するステップと；受信された干渉信号が移動輸送機関内に位置する干渉体に対応する場合に、第２の干渉プロファイルを更新するための情報を与えるステップと；受信された干渉信号が経路に沿って位置する干渉体に対応する場合に、経路における移動輸送機関又は別の移動輸送機関の少なくとも１つの次の運行のための第１の干渉プロファイルを規定するのに用いられるフィンガープリントマップを更新するための情報を与えるステップと；を実行する。
【００１０】
これにより、運行中に実行される測定は、経路において後に運行する移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して利益をもたらすことができる。
【００１１】
特定の特徴によれば、移動輸送機関内に位置する通信デバイスは、受信された干渉信号が、経路に沿って位置する干渉体に対応するか、又は移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するかを判断するために：受信された干渉信号内に存在するデータパケットのヘッダ部分を復号するステップと；復号されたヘッダ部分から、データパケットの送信機の識別子を求めるステップと；経路における移動輸送機関の別の位置において干渉信号が受信された際に識別子が既に得られている場合に、受信された干渉信号が移動輸送機関内に位置する干渉体に対応すると判断するステップと；を実行する。
【００１２】
これにより、移動輸送機関内に位置する干渉体を識別することができ、経路に沿って位置する干渉体によってもたらされる干渉と、移動輸送機関内に位置する干渉体によってもたらされる干渉とを区別することができる。
【００１３】
特定の特徴によれば、移動輸送機関内に位置する通信デバイスは、受信された干渉信号が、経路に沿って位置する干渉体に対応するか否か、及び／又は移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するか否かを判断するために：経路における移動輸送機関の現在の位置についての第１の干渉プロファイルを取得するステップと；受信された信号及び第１の干渉プロファイルから、第２の干渉プロファイルデータを求めるステップと、求められた第２の干渉プロファイルデータを、経路における移動輸送機関の先行する位置について求められた他の第２の干渉プロファイルデータで平均することによって、第２の干渉プロファイルを求めるステップと；を実行する。
【００１４】
これにより、第２の干渉プロファイルを粗く推定することができ、更に精緻化することができる。
【００１５】
特定の特徴によれば、移動輸送機関内に位置する通信デバイスは、受信された干渉信号が、経路に沿って位置する干渉体に対応するか否か、及び／又は移動輸送機関内に位置する干渉体に対応するか否かを判断するために：第１の干渉プロファイルが無視できると予想される、移動輸送機関の位置を特定するステップと；移動輸送機関が上記位置に到着した際に信号が受信される場合に、当該受信された信号から第２の干渉プロファイルを求めるステップと；を実行する。
【００１６】
これにより、通信デバイスは、第２の干渉プロファイルを求めるために、第１の干渉プロファイルが無視できると予想される特定の位置を利用することができる。これにより、経路が、少なくとも１つのセグメントにわたって当該経路に沿って干渉体が存在しないことを暗示する既知の特性を有するときに、第２の干渉プロファイルを求めるための簡単な方法が提供される。例えば、移動輸送機関は列車であり、検討されるセグメントはトンネル又は野原に対応する。
【００１７】
特定の特徴によれば、第２の干渉プロファイルは、移動輸送機関内に位置する通信デバイスによって少なくとも１つのセグメントにわたって測定された干渉から、経路における少なくとも１つの先行する運行中にいかなる干渉体も搬送しない移動輸送機関又は別の移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスによって上記セグメントについて測定された平均干渉を減算して平均することによって求められる。
【００１８】
これにより、少なくとも１つの調査用移動輸送機関、すなわち、いかなる干渉体も搬送しない移動輸送機関を用いることによって、第１の干渉プロファイルを容易に求めることができる。
【００１９】
特定の特徴によれば、経路の所与のセグメントについて、第１の干渉プロファイルは、移動輸送機関内に位置する通信デバイスによって当該セグメントにわたって測定された干渉から、経路における少なくとも１つの先行する運行中に移動輸送機関又は別の移動輸送機関によって搬送される少なくとも１つの干渉体によってもたらされる干渉を減算して平均することによって精緻化される。
【００２０】
これにより、少なくとも１つの移動輸送機関について第２の干渉プロファイルが得られると、第１の干渉プロファイルを精緻化することができる。
【００２１】
特定の特徴によれば、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルは、移動輸送機関内に位置する通信デバイスによって少なくとも１つのセグメントにわたって測定された干渉に対して線形フィルタを適用することによって求められる。線形フィルタは偏りをもたらし、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルの偏った推定値を生成する。偏りは第１の干渉プロファイルと第２の干渉プロファイルを加算する際に無視できるようになる。
【００２２】
これにより、干渉体を搬送する移動輸送機関についてのみ測定値が取得可能であり、かつ経路に沿って位置する干渉体からの干渉及び移動輸送機関内に位置する干渉体からの干渉を互いに無視できないときでも、処理デバイスは、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルの推定値を得ることができる。偏りが存在する場合であっても、リソース割当てのために移動輸送機関内に位置する通信デバイスが受ける干渉を推定する際に、そのような偏りは解消される。
【００２３】
特定の特徴によれば、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルは：運行中に通信デバイスによって測定されると共に経路における少なくとも１つの先行する運行中に移動輸送機関又は別の移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスによって測定された干渉の確率密度関数を求めるステップと；求められた確率密度関数の特性関数を求めるステップと；求められた特性関数に対数を適用するステップと；経路に沿って位置する少なくとも１つ干渉体によってもたらされる干渉の特性関数の対数、及び移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされる干渉の特性関数の対数を特定するステップと；によって求められる。特定された各特性関数の対数は、それぞれ第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルに対応する。
【００２４】
これにより、処理デバイスは、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルに関連する干渉の独立確率変数の重ね合わせられた観測結果から、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルを規定するために用いられる確率密度関数を分離することができる。
【００２５】
特定の特徴によれば、第１の干渉プロファイルは、フィンガープリントマップに基づいて求められ、当該フィンガープリントマップは、経路における移動輸送機関又は別の移動輸送機関の少なくとも１つの先行する運行に対して連続して求められた干渉についてのデータを、経路における移動輸送機関の位置の関数又は経路のセグメントの関数として記憶する。
【００２６】
これにより、第１の干渉プロファイルを構築するためのデータ追跡及び収集を容易に実行することができる。
【００２７】
特定の特徴によれば、フィンガープリントマップは、サーバによって記憶される。サーバは、アクセスポイントに部分フィンガープリントマップを与え、当該部分フィンガーマップは、アクセスポイントによってカバーされるエリアに少なくとも対応する干渉データを含む。処理デバイスは、アクセスポイントによって実装される。
【００２８】
これにより、そのようなアーキテクチャは、関係するデバイス間でやりとりする際に高い融通性及び低いオーバヘッドを提供する。
【００２９】
特定の特徴によれば、処理デバイスは：リソース割当てが適用される期間中に移動輸送機関がそこを通って移動すると予想される経路の少なくとも１つのセグメントを、移動輸送機関の速さの関数として求めるステップと；求められたセグメントに基づいて、ダウンリンク通信のためのリソースを割り当てるために考慮に入れられることになる第１の干渉プロファイルの値及び第２の干渉プロファイルの値を求めるステップと；を実行する。
【００３０】
これにより、割り当てられたリソースがダウンリンク通信のために実効的に用いられる際に、送信条件をより厳密に一致させる干渉推定値を有することによって、リソース割当てが更に改善される。
【００３１】
また、本発明は、無線通信ネットワークのアクセスポイントから、或る経路において運行を行っている移動輸送機関内に位置する通信デバイスに対して、周波数選択性チャネル上でダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる処理デバイスに関する。この処理デバイスは：経路における移動輸送機関の位置に従って、第１の干渉プロファイルを取得する手段であって、当該第１の干渉プロファイルは、経路に沿って位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされるダウンリンク通信への干渉を表す、第１の干渉プロファイルを取得する手段と；第２の干渉プロファイルを取得する手段であって、当該第２の干渉プロファイルは、移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの干渉体によってもたらされるダウンリンク通信への干渉を表す、第２の干渉プロファイルを取得する手段と；第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルに基づいて、ダウンリンク通信のためのリソースを割り当てる手段と；を備える。
【００３２】
また、本発明は、通信ネットワークからダウンロードすることができ、及び／又はプロセッサデバイスによって読み出すことができる媒体上に記憶することができるコンピュータプログラムに関する。このコンピュータプログラムは、当該プログラムがプロセッサによって実行されるときに、上述した方法を実施させるための命令を含む。また、本発明は、１組の命令を含むコンピュータプログラムを記憶する情報記憶手段に関し、この１組の命令は、記憶された情報がこの情報記憶手段によって読み出されるときに、上述した方法を実施させる。
【００３３】
処理デバイス及びコンピュータプログラムに関連する特徴及び利点は、対応する上述した方法に関して既に言及されたのと同じであるので、ここでは繰り返さない。
【００３４】
本発明の特性は、実施形態の一例の以下の説明を読むことから更に明らかになり、その説明は添付の図面を参照しながら行われる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を実施することができる無線通信システムの概略図である。
【図２】無線通信システムの処理デバイスのアーキテクチャの概略図である。
【図３】無線通信システムのＡＰから移動輸送機関内に位置する通信デバイスへのダウンリンク通信のために割り当てられることになるリソースを決定するためのアルゴリズムの概略図である。
【図４Ａ】本発明を実施するための無線通信システムの構成の概略図である。
【図４Ｂ】本発明を実施するための無線通信システムの構成の概略図である。
【図４Ｃ】本発明を実施するための無線通信システムの構成の概略図である。
【図４Ｄ】本発明を実施するための無線通信システムの構成の概略図である。
【図４Ｅ】本発明を実施するための無線通信システムの構成の概略図である。
【図４Ｆ】本発明を実施するための無線通信システムの構成の概略図である。
【図４Ｇ】本発明を実施するための無線通信システムの構成の概略図である。
【図５】移動輸送機関内に位置する通信デバイスによって実施される、干渉データを収集するためのアルゴリズムの概略図である。
【図６】移動輸送機関の経路に沿った静止した干渉体が関与する干渉と、移動輸送機関内に位置する干渉体が関与する干渉とを区別するために、移動輸送機関内の通信デバイスによって実施される第１のアルゴリズムの概略図である。
【図７】移動輸送機関の経路に沿った静止した干渉体が関与する干渉と、移動輸送機関内に位置する干渉体が関与する干渉とを区別するために、移動輸送機関内の通信デバイスによって実施される第２のアルゴリズムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、本発明を実施することができる無線通信システムを概略的に表している。
【００３７】
無線通信システムは、移動輸送機関１３０の経路１７０に沿って位置するＡＰ１１０、１１１を備えている。移動輸送機関１３０は、例えば列車であり、経路は出発駅から到着駅まで列車を誘導する鉄道線路である。別の例によれば、移動輸送機関１３０はバスであり、経路はバスが従う所定の路線である。
【００３８】
ＡＰ１１０、１１１は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１のような通信デバイスに対して、無線通信システムのサービスを提供する。通信デバイス１３１は、例えばモバイル端末であるか、又は移動輸送機関内に位置するモバイル端末がＡＰを介して無線通信システムのサービスにアクセスできるようにする中継局である。
【００３９】
無線通信システムは、集中型無線リソース管理及び/又はモビリティ管理機能を実施する、例えばコアネットワーク内に実装されるサーバ１００を更に備えることができる。
【００４０】
ＡＰ１１０、１１１を相互接続することにより、分散型無線リソース管理及び/又はモビリティ管理機能を実施することもできる。
【００４１】
ＡＰ１１０、１１１から移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１へのダウンリンク通信に影響を及ぼすほど移動輸送機関１３０の経路１７０の十分近くに、静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３が位置する場合がある。そのような干渉体１５０、１５１、１５２、１５３は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に準拠するＷｉＦｉ（登録商標）アクセスポイントである。
【００４２】
移動輸送機関内に位置する通信デバイス１３１からＡＰ１１０へのアップリンク通信に影響を及ぼすほどＡＰ１１０の十分近くに、他の静止した干渉体１４０、１４１が位置する場合もある。そのような干渉体１４０、１４１は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に準拠するＷｉＦｉ（登録商標）アクセスポイントである。
【００４３】
更なる干渉体１６０、１６１、１６２が移動輸送機関１３０内に位置し、移動輸送機関とともに移動する場合がある。これらの干渉体１６０、１６１、１６２は、ＡＰ１１０、１１１から移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１へのダウンリンク通信及びアップリンク通信に影響を及ぼす。そのような干渉体は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．１標準規格に準拠するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、又はＩＥＥＥ８０２．１５．４標準規格に準拠するＺｉｇｂｅｅ（登録商標）デバイスである。
【００４４】
地理的位置が静止しているか否かによって、上記の干渉体はＡＰから移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１へのダウンリンク通信上において異なる種類の干渉をもたらすので、この違いがあることを考慮に入れて干渉管理が行われるべきである。この態様が図３〜図７に関連して後に詳述される。
【００４５】
処理デバイスは、ＡＰ１１０、１１１から移動輸送機関１３０内の通信デバイス１３１へのダウンリンク通信に対する、適切なリソース割当ての決定を担当する。処理デバイスは更に、移動輸送機関１３０内の通信デバイス１３１からＡＰ１１０、１１１へのアップリンク通信に対する、適切なリソース割当ての決定を担当する場合もある。
【００４６】
図４Ａ〜図４Ｇに関連して後に詳述されるように、処理デバイスは、サーバ１００、ＡＰ１１０、１１１又は通信デバイス１３１内に位置することができるか、又は接続することができる。
【００４７】
図２は、処理デバイスのアーキテクチャを概略的に表している。図示されるアーキテクチャによれば、処理デバイスは、通信バス２１０によって相互接続される以下の構成要素を備えている：プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＣＰＵ（中央処理ユニット）２００；ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０１；ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２；ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）若しくはＳＤ（セキュアディジタル）カードリーダ２０３又は記憶手段に記憶された情報を読み出すように構成される任意の他のデバイス；通信インターフェース２０４。
【００４８】
通信インターフェース２０４によって、処理デバイスは、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１、及び/又はＡＰ１１０、１１１、及び/又はサーバ１００と通信できるようになる。
【００４９】
ＣＰＵ２００は、ＲＯＭ２０２から又はＳＤカードやＨＤＤのような外部メモリからＲＡＭ２０１内にロードされる命令を実行することができる。処理デバイスが起動された後、ＣＰＵ２００はＲＡＭ２０１から命令を読み出し、これらの命令を実行することができる。それらの命令は１つのコンピュータプログラムを形成し、そのプログラムによって、ＣＰＵ２００は、図３、図５及び図６に関連して後に説明されるアルゴリズムのステップのうちの幾つか又は全てを実行する。
【００５０】
図３、図５及び図６に関連して後に説明されるアルゴリズムのありとあらゆるステップは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）若しくはマイクロコントローラのようなプログラム可能な計算機によって１組の命令若しくはプログラムを実行することによってソフトウェアとして実装することもできるし、或いはＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）若しくはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）のような機械若しくは専用構成要素によってハードウェアとして実装することもできる。
【００５１】
図３は、ＡＰ１１０、１１１のうちの少なくとも１つから移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１へのダウンリンク通信に対して割り当てられることになる、リソースを決定するためのアルゴリズムを概略的に表している。図３のアルゴリズムは、処理デバイスによって実行される。
【００５２】
ステップＳ３０１において、処理デバイスは、経路１７０に沿った移動輸送機関１３０の位置を取得する。位置は、地理的座標系内の絶対値として表すこともできるし、或いはＡＰ１１０、１１１の各位置等の固定された基準位置に対する相対値として表すこともできる。
【００５３】
第１の例によれば、位置は、通信デバイス１３１に関連付けられるＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）受信機によって与えられ、通信デバイス１３１によって処理デバイスに送信されるＧＰＳ情報から取得される。
【００５４】
第２の例によれば、位置は、ＡＰ１１０、１１１から受信される信号から通信デバイス１３１によって求められる受信信号電力情報から取得される。ＡＰ１１０、１１１の位置を知ること、及び移動輸送機関１３０が従う経路１７０を知ることによって、ＡＰ１１０、１１１から通信デバイス１３１によって受信される信号電力の測定値に基いて、通信デバイス１３１の位置を特定できるようになる。各受信信号電力情報は、通信デバイス１３１によって処理デバイスに送信される。
【００５５】
第３の例によれば、位置は、通信デバイス１３１から受信される信号からＡＰ１１０、１１１によって求められる受信信号電力情報に基いて取得される。ＡＰ１１０、１１１の位置を知ること、及び移動輸送機関１３０が従う経路１７０を知ることによって、通信デバイス１３１からＡＰ１１０、１１１によって受信される信号電力の測定値に基いて、通信デバイス１３１の位置を特定できるようになる。受信信号電力情報は、ＡＰ１１０、１１１によって処理デバイスに送信される。
【００５６】
第４の例によれば、位置は、移動輸送機関の経路に沿って配置されて移動輸送機関が通過するのを検出するように構成されるセンサによって取得される。そのような検出の通知が、センサによって処理デバイスに送信される。
【００５７】
さらに、位置は経路１７０のセグメントに対応することもできる。その際、経路１７０における複数の連続する有効位置を、本発明のための単一の位置に関連付けることができる。
【００５８】
次のステップＳ３０２において、処理デバイスは、移動輸送機関１３０の経路１７０に沿って位置する静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３に関連する第１の干渉プロファイルを取得する。第１の干渉プロファイルは、経路１７０における移動輸送機関１３０の位置によって決まる。実際には、干渉体１５０、１５１、１５２、１５３は静止しているので、ＡＰ１１０、１１１から移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１へのダウンリンク通信において起こり得る干渉体の影響は、移動輸送機関１３０の位置とともに徐々に変化する。
【００５９】
干渉プロファイルは、通信デバイス１３１によって感知されるような、干渉を特徴付けられるようにするデータである。例えば、干渉プロファイルは、リソース上で受信されて幾つかの時間フレームにわたって平均化された干渉レベルであるか、又はリソース上の電力分布であるか、又は現在の干渉状態が既知であるときに次の時間フレームにおいて干渉を観測する確率として定義されるリソース使用分布である。
【００６０】
干渉プロファイルは、通信デバイス１３１において取得可能な測定値から取得することもできる。例えば、測定値は、所与のリソース上の経時的に平均化された受信信号電力であるか、又はそこから信号対干渉＋雑音比（ＳＩＮＲ）、それゆえ干渉レベルを推測することができる平均フレーム誤り率である。また、以前の情報を処理デバイスに与えることができない場合には、通信プロトコルにおいてＡＣＫ／ＮＡＣＫ機構が実施される際の確認応答信号の統計データに基づくこともできる。
【００６１】
好ましい実施形態では、処理デバイスは、データベースに記憶されている干渉のフィンガープリントマップから第１の干渉プロファイルを求める。干渉のフィンガープリントマップは、予想される干渉レベルを与える。干渉のフィンガープリントマップは、経路１７０における移動輸送機関１３０の以前の運行中に観測された干渉から、経路１７０における位置の関数又は経路１７０のセグメントの関数として構築される。図４Ａ〜図４Ｇに関連して後に詳述されるように、干渉のフィンガープリントマップを記憶するデータベースは、サーバ１００、ＡＰ１１０、１１１又は通信デバイス１３１内に位置するか、又はそれらに接続することができる。干渉のフィンガープリントマップを記憶するデータベースは、処理デバイスとは異なる場所に実装することもでき、その場合、内部にデータベースを実装されたデバイスが、データベースの内容を処理デバイスに与える。
【００６２】
次のステップＳ３０３において、処理デバイスは、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２に関連する第２の干渉プロファイルを取得する。
【００６３】
次のステップＳ３０４において、処理デバイスは、少なくとも第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルに基づいて、少なくとも１つのＡＰ１１０、１１１から移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１へのダウンリンク通信に対するリソースを割り当てる。例えば、リソース割当ては、所与の位置において行われる通信に対して予想されるＳＩＮＲを最大化するように行われる。予想されるＳＩＮＲは、干渉のフィンガープリントマップ及び第２の干渉プロファイルから取得された情報から計算される。より厳密には、処理デバイスは、所与の位置において少なくとも１つのＡＰ１１０、１１１から受信されると予想される信号電力、静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３及び干渉体１６０、１６１、１６２からの予想される干渉レベル、及び通信デバイス１３１における雑音指数を取得し、結果として生じるＳＩＮＲを計算する。
【００６４】
後に詳述されるように、少なくとも１つの実施形態において、第１の干渉プロファイルは少なくとも、上記経路における少なくとも一度の以前の運行中にその移動輸送機関又は別の移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスに対して実行された干渉測定又は推定に依存し、第２の干渉プロファイルは少なくとも、その経路における現在の移動中にその移動輸送機関内に位置する少なくとも１つの通信デバイスに対して実行される干渉測定又は推定に依存する。
【００６５】
ダウンリンク及びアップリンクにおいて同じリソース割当てが使用されなければならないとき、処理デバイスは、静止した干渉体１４０、１４１に関連する第３の干渉プロファイルも更に考慮に入れる。第３の干渉プロファイルは、ステップＳ３０３に関連して既に説明された技法を用いて、少なくとも１つのＡＰ１１０、１１１によってアップリンク通信について計算される。
【００６６】
図４Ａ〜図４Ｇは、本発明を実施するための無線通信システムの構成を概略的に表している。図４Ａ〜図４Ｇは、サーバ１００と、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１と、ＡＰ１１０とを示している。この構成は、無線通信システムの他のＡＰについても同様である。
【００６７】
図４Ａは、第１の構成を概略的に表している。この構成では、処理デバイス４０２は、サーバ１００内に位置するか又はサーバ１００に接続される。干渉のフィンガープリントマップ４０１も、サーバ１００内に位置するか又はサーバ１００に接続される。この構成では、サーバ１００は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１から、ＡＰ１１０を介して、干渉のフィンガープリントマップ４０１を更新するための任意のデータ及び第２の干渉プロファイルに関連する任意のデータを受信する。
【００６８】
リソースを割り当てるために処理デバイス４０２によって第３の干渉プロファイルが用いられる場合、第３の干渉プロファイルに関連する任意のデータが、ＡＰ１１０によってサーバ１００に与えられる。
【００６９】
図４Ｂは、第２の構成を概略的に表している。この構成では、処理デバイス４０２は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１内に位置するか又はこの通信デバイス１３１に接続される。干渉のフィンガープリントマップ４０１は、サーバ１００内に位置するか又はサーバ１００に接続される。この構成では、サーバ１００は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１から、ＡＰ１１０を介して、フィンガープリントマップ４０１を更新するための任意のデータを受信する。移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１は、サーバ１００から、ＡＰ１１０を介して、第１の干渉プロファイルに関連する任意のデータを受信する。
【００７０】
代替的には、干渉のフィンガープリントマップ４０１の更新は、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）フラッシュドライブのようなデータ記憶可搬手段によって実行することもできる。この手段は、先ず経路１７０における移動輸送機関の運行中にデータベースに記憶されたデータをＵＳＢフラッシュドライブに転送するために通信デバイス１３１に差し込まれ、次に、ＵＳＢフラッシュドライブによって記憶されたデータをサーバ１００に転送するためにサーバ１００に差し込まれる。
【００７１】
リソースを割り当てるために処理デバイス４０２によって第３の干渉プロファイルが用いられる場合、第３の干渉プロファイルに関連する任意のデータが、ＡＰ１１０によって、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１に与えられる。
【００７２】
図４Ｃは、第３の構成を概略的に表している。この構成では、処理デバイス４０２は、ＡＰ１１０内に位置するか又はＡＰ１１０に接続される。干渉のフィンガープリントマップ４０１も、ＡＰ１１０内に位置するか又はＡＰ１１０に接続される。この構成では、ＡＰ１１０は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１から、フィンガープリントマップ４０１を更新するための任意のデータ、及び第２の干渉プロファイルに関連する任意のデータを受信する。
【００７３】
図４Ｄは、第４の構成を概略的に表している。この構成では、処理デバイス４０２は、ＡＰ１１０内に位置するか又はＡＰ１１０に接続される。干渉のフィンガープリントマップ４０１は、サーバ１００内に位置するか又はサーバ１００に接続される。干渉の部分フィンガープリントマップ４０３が、ＡＰ１１０内に位置するか又はＡＰ１１０に接続される。干渉の部分フィンガープリントマップ４０３は、ＡＰ１１０によって管理されるエリア内にある経路１７０の部分に対するフィンガープリントマップ４０１の部分に対応する。この構成では、サーバ１００は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１から、ＡＰ１１０を介して、フィンガープリントマップ４０１を更新するための任意のデータを受信する。ＡＰ１１０は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１から、第２の干渉プロファイルに関連する任意のデータを受信する。ＡＰ１１０は、サーバ１００から、干渉の部分フィンガープリントマップ４０３を更新するための任意のデータを受信する。
【００７４】
図４Ｅは、第５の構成を概略的に表している。この構成では、処理デバイス４０２は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１内に位置するか、又はこの通信デバイス１３１に接続される。干渉のフィンガープリントマップ４０１は、ＡＰ１１０内に位置するか又はＡＰ１１０に接続される。この構成では、ＡＰ１１０は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１から、フィンガープリントマップ４０１を更新するための任意のデータを受信する。移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１は、ＡＰ１１０から、第１の干渉プロファイルに関連する任意のデータを受信する。
【００７５】
リソースを割り当てるために処理デバイス４０２によって第３の干渉プロファイルが用いられる場合、第３の干渉プロファイルに関連する任意のデータが、ＡＰ１１０によって、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１に与えられる。
【００７６】
図４Ｆは、第６の構成を概略的に表している。この構成では、処理デバイス４０２は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１内に位置するか、又はこの通信デバイス１３１に接続される。干渉のフィンガープリントマップ４０１は、サーバ１００内に位置するか又はサーバ１００に接続される。干渉の部分フィンガープリントマップ４０３は、ＡＰ１１０内に位置するか又はＡＰ１１０に接続される。この構成では、サーバ１００は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１から、ＡＰ１１０を介して、フィンガープリントマップ４０１を更新するための任意のデータを受信する。ＡＰ１１０は、サーバ１００から、干渉の部分フィンガープリントマップ４０３を更新するための任意のデータを受信する。移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１は、ＡＰ１１０から、第１の干渉プロファイルに関連する任意のデータを受信する。
【００７７】
代替的には、干渉のフィンガープリントマップ４０１の更新は、ＵＳＢフラッシュドライブのようなデータ記憶可搬手段によって実行することもできる。この手段は、先ず経路１７０における移動輸送機関の運行中にデータベースに記憶されたデータをＵＳＢフラッシュドライブに転送するために通信デバイス１３１に差し込まれ、次に、ＵＳＢフラッシュドライブによって記憶されたデータをサーバ１００に転送するためにサーバ１００に差し込まれる。
【００７８】
リソースを割り当てるために処理デバイス４０２によって第３の干渉プロファイルが用いられる場合、第３の干渉プロファイルに関連する任意のデータが、ＡＰ１１０によって、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１に与えられる。
【００７９】
図４Ｇは、第７の構成を概略的に表している。この構成では、処理デバイス４０２は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１内に位置するか、又はこの通信デバイス１３１に接続される。干渉のフィンガープリントマップ４０１も、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１内に位置するか、又はこの通信デバイス１３１に接続される。
【００８０】
リソースを割り当てるために処理デバイス４０２によって第３の干渉プロファイルが用いられる場合、第３の干渉プロファイルに関連する任意のデータが、ＡＰ１１０によって、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１に与えられる。
【００８１】
好ましい実施形態では、図４Ｄに示される構成が実装される。
【００８２】
図５は、移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１によって実施される、干渉データを収集するためのアルゴリズムを概略的に表している。
【００８３】
ステップＳ５０１において、通信デバイス１３１は、通信デバイス１３１によって収集された干渉のフィンガープリントマップ４０１に関連する干渉データ及び第２の干渉プロファイルに関連する干渉データをそれぞれ記憶することを目的とするデータベースを初期化する。
【００８４】
次のステップＳ５０２において、リソース上で信号が受信されたか否かを判断するために、通信デバイス１３１は、受信信号電力が所与の閾値より高いか否かをチェックするか、又は例えば自己相関又は相互相関検出技法等を用いて、同期系列のような所定の信号の検出を実行する。
【００８５】
通信デバイス１３１は、ＡＰ１１０がアイドルモードにある、すなわち信号を送信していないときに、他の周波数をリスンすることもできる。第１の例によれば、経路１７０に沿って位置する静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３によってもたらされる干渉の調査を実行するために、通信デバイス１３１は、ＡＰ１１０の要求に応じて、所定の期間にわたって他の周波数をリスンする。第２の例によれば、通信デバイス１３１が自らそれを行う。しかしながら、ＡＰ１１０がアイドルモードにある時にそのような他の周波数のリスンが実効的に実行されることを保証するために、通信デバイス１３１は、ＡＰ１１０との通信のスケジューリングについてのタイミング情報を取得する必要がある。
【００８６】
信号が受信されるとき、通信デバイス１３１は、後続のステップＳ５０３において、その受信信号が干渉に対応するか又はＡＰ１１０から受信された信号に対応するかを判断する。信号を復号した後に、ＡＰ１１０が送信を実行したことをヘッダが示している場合、通信デバイス１３１は、その信号がＡＰ１１０から受信されたと判断する。
【００８７】
信号がＡＰ１１０から受信され且つその信号が通信デバイス１３１によって処理されるように意図されているとき、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０４を実行する。信号を復号した後に、その信号が通信デバイス１３１に宛てられたことをヘッダが示している場合、通信デバイス１３１は、その信号が通信デバイス１３１によって処理されるように意図されていると判断する。
【００８８】
ステップＳ５０４において、通信デバイス１３１は、ＡＰ１１０から受信された信号を処理する。
【００８９】
信号がＡＰ１１０から受信され且つその信号が通信デバイス１３１によって処理されるように意図されているとき、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０２を繰り返す。
【００９０】
信号が干渉であると判断されるとき、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０５を実行する。そのステップにおいて、通信デバイス１３１は、その信号が移動輸送機関１３０内に位置する干渉体から受信されるのか、或いは移動輸送機関１３０の経路１７０に沿って位置する静止した干渉体から受信されるのかを判断する。信号が移動輸送機関１３０内に位置する干渉体から受信されるのか、或いは経路１７０に沿って位置する静止した干渉体から受信されるのかを判断することは、図６に関連して後に詳述される。
【００９１】
信号が移動輸送機関１３０内に位置する干渉体から受信されるとき、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０６を実行する。そうでない場合には、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０７を実行する。
【００９２】
ステップＳ５０６において、通信デバイス１３１は、第２の干渉プロファイルに関連するデータを収集する。換言すると、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０２において受信された信号に基づいて、ステップＳ５０１において初期化されて第２の干渉プロファイルに関連付けられるデータベースを更新する。その後、通信デバイス１３１は、上記データベースの内容を処理デバイスに与える。その後、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０２を繰り返す。
【００９３】
ステップＳ５０７において、通信デバイス１３１は、干渉のフィンガープリントマップ４０３に関連するデータを収集する。通信デバイス１３１は、ステップＳ５０１において初期化されて干渉のフィンガープリントマップ４０１に関連付けられるデータを記憶するために用いられるローカルデータベースを更新する。換言すると、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０２において受信された信号及び経路１７０における移動輸送機関１３０の位置を表す情報に基づいて、上記ローカルデータベースを更新する。干渉のフィンガープリントマップ４０１は、通信デバイス１３１によって経路１７０の少なくとも一部に沿って上記ローカルデータベースに記憶されるデータに基づいて後に更新される。干渉のフィンガープリントマップ４０１の更新は、どのデバイスが干渉のフィンガープリントマップ４０１を実装するかに従って、ＡＰ１１０を介する通信デバイス１３１からサーバ１００へのアップリンク送信によって、実行することができる。代替的には、干渉のフィンガープリントマップ４０１の更新は、ＵＳＢフラッシュドライブのようなデータ記憶可搬手段によって実行することもできる。この手段は、先ず経路１７０における移動輸送機関の運行中にデータベースに記憶されたデータをＵＳＢフラッシュドライブに転送するために通信デバイス１３１に差し込まれ、次に、ＵＳＢフラッシュドライブによって記憶されたデータをサーバ１００に転送するためにサーバ１００に差し込まれる。また、経路１７０における移動輸送機関の運行の終了時に、有線通信リンク又は無線通信リンクを用いて、そのようなデータ転送を実行することもできる。その後、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０２を繰り返す。
【００９４】
ＡＰ１１０によって送信される信号及び少なくとも１つの干渉体によって送信される信号の重ね合わせが受信され、ステップＳ５０２においてチェックされるが、通信デバイス１３１がＡＰ１１０からの信号を予め受信しており、その結果としてステップＳ５０４を実行している場合、通信デバイス１３１は、受信された重ね合わせ信号から、予め受信された上記信号の寄与を除去し、その後、ステップＳ５０５、Ｓ５０６及びＳ５０７を実行することができる。
【００９５】
図６は、移動輸送機関１３０の経路１７０に沿った静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３が関与する干渉と、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２が関与する干渉とを区別するために、移動輸送機関１３０内の通信デバイス１３１によって実施される第１のアルゴリズムを概略的に表している。
【００９６】
ステップＳ６０１において、通信デバイス１３１は、データパケットを表す信号を受信する。
【００９７】
次のステップＳ６０２において、通信デバイス１３１は、受信データパケットのヘッダ部分を復号する。これは、通信デバイス１３１が、干渉体のＭＡＣ及びＰＨＹ（物理）インターフェースに準拠するＭＡＣ及びＰＨＹインターフェースを有することを意味している。
【００９８】
次のステップＳ６０３において、通信デバイス１３１は、復号されたヘッダ部分から、データパケット送信機の識別子を取得する。
【００９９】
次のステップＳ６０４において、通信デバイス１３１は、経路１７０に沿って位置する静止した干渉体の通常の送信範囲より遠くに位置する経路１７０の先行する区間中にヘッダ部分を復号することによって、取得された識別子が既に取得されているか否かを判断する。取得されていた場合には、それは受信データパケットの送信機が移動輸送機関１３０の運行中に既に干渉体であったことを意味しており、それゆえ、この干渉体が経路１７０に沿って位置する静止した干渉体ではなく、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体であることを意味している。この場合、ステップＳ６０６が実行される。そうでない場合には、ステップＳ６０５が実行される。
【０１００】
次のステップＳ６０５において、通信デバイス１３１は、上記データパケットの受信によってもたらされる干渉を、第１の干渉プロファイルに関連する干渉としてマークする。その後、ステップＳ６０１が繰り返される。
【０１０１】
ステップＳ６０６において、通信デバイス１３１は、上記データパケットの受信によってもたらされる干渉を、第２の干渉プロファイルに関連する干渉としてマークする。その後、ステップＳ６０１が繰り返される。
【０１０２】
図７は、移動輸送機関１３０の経路１７０に沿った静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３が関与する干渉と、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２が関与する干渉とを区別するために、移動輸送機関１３０内の通信デバイス１３１によって実施される第２のアルゴリズムを概略的に表している。
【０１０３】
上述したように、図６のアルゴリズムは、通信デバイス１３１が、干渉体のＭＡＣ及びＰＨＹインターフェースに準拠するＭＡＣ及びＰＨＹインターフェースを有することを意味している。しかしながら、無免許のスペクトルは通常、極めて異種の通信標準規格によって共用され、それは通信デバイス１３１が数多くの標準規格に基づくパケットを復号できることを必要とする。本発明の少なくとも１つの実施形態において、この制約を取り除ければ好都合であろう。１つの手法は、ＡＰ１１０、１１１から通信デバイス１３１へのダウンリンク通信が直面する干渉体によってもたらされる干渉の統計データを定義することである。
【０１０４】
所与の時点、所与の通信チャネル上において、通信デバイス１３１は、経路１７０に沿って位置する静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３によってもたらされる干渉と、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２によってもたらされる干渉との重ね合わせを観測する。
【０１０５】
経路１７０に沿って位置する静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３によってもたらされる干渉のフィンガープリントは、例えばいかなる干渉体も搬送しない少なくとも１つの移動輸送機関を用いて第１の一群の干渉測定値を取得することによって、既に利用可能であると仮定する。経路１７０に沿って位置する静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３によってもたらされる干渉のそのようなフィンガープリントが既に利用可能であるとき、静止した干渉体によってもたらされる予想される干渉を減算することによって、第２の干渉プロファイルを取得することができる。
【０１０６】
したがって、ステップＳ７０１において、通信デバイス１３１は、ステップＳ５０２に関連して既に記述されたように、受信信号電力情報を取得する。
【０１０７】
次のステップＳ７０２において、通信デバイス１３１は、例えばいかなる干渉体も搬送しない移動輸送機関を用いて第１の一群の干渉測定値を取得することによって、経路１７０における移動輸送機関１３０の現在の位置についての第１の干渉プロファイルを取得する。
【０１０８】
次のステップＳ７０３において、通信デバイス１３１は、ステップＳ７０１において取得された受信信号電力情報、及びステップＳ７０２において取得された経路１７０における移動輸送機関１３０の現在の位置についての第１の干渉プロファイルから、第２の干渉プロファイルデータを求める。通信デバイス１３１は、取得された受信信号電力情報から第１の干渉プロファイルを減算する。したがって、通信デバイス１３１は、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２に関連する、第２の干渉プロファイルの瞬時推定値を取得する。
【０１０９】
次のステップＳ７０４において、通信デバイス１３１は、ステップＳ７０３において取得された第２の干渉プロファイルデータを、経路１７０における移動輸送機関１３０の複数の先行する位置について取得された他の第２の干渉プロファイルデータによって平均化する。その後、経路１７０における移動輸送機関１３０の次の位置について、ステップＳ７０１が繰り返される。経時的に何回か平均した後に第２の干渉プロファイルは安定化し、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２によってもたらされる干渉を効果的に表すことになる。
【０１１０】
言い換えると、第２の干渉プロファイルは、通信デバイス１３１によって測定された全干渉から、いかなる干渉体も搬送せずにその経路に沿って移動する少なくとも１つの移動輸送機関１３０内に位置する少なくとも１つの通信デバイスによって測定された平均干渉プロファイルを減算し、それを全ての経路セグメントにわたって平均することによって取得することができる。
これは以下の式によって表すことができる。
【数１】
0005933752.tif 000002
ただし、
・  Ｅｋは検討中の移動輸送機関ｋのための第２の干渉プロファイルであり、
・  Ｎは経路を構成するセグメントの数量であり、
・  Ｍは経路に沿って移動した又は移動している移動輸送機関の数量であり、
・  Ｋはいかなる干渉体も搬送することなく経路に沿って移動した移動輸送機関の数量であり、
・  Ｘａｂは経路のセグメントｂ中に移動輸送機関ａ内に位置する通信デバイス１３１によって行われる観測結果である。
【０１１１】
いかなる干渉体も搬送することなく経路に沿って移動したＫ個の移動輸送機関のインデックスがＭ−Ｋ−１からＭであると更に仮定する。
【０１１２】
特定の実施形態によれば、上記の式によって取得された第２の干渉プロファイルによって、第１の干渉プロファイルを精緻化することができる。処理デバイスは、通信デバイス１３１から、経路１７０のセグメントごとに、受信信号電力と、上記の式に関して記述された演算の結果として得られる推定された第２の干渉プロファイルとの差を受信する。その後、処理デバイスは、各位置について、全ての移動輸送機関について行われた観測結果から第２の干渉プロファイルを減算した値の平均を実行し、それに応じて第１の干渉プロファイルを更新する。これは、以下の式によって表すことができる。
【数２】
0005933752.tif 000003
ただし、
・  Ｒｋはセグメントｋに関連する第１の干渉プロファイルである。
【０１１３】
別の実施形態によれば、第２の干渉プロファイルは、第１の干渉プロファイルに関連する予想干渉レベルが受信信号の電力に比べて無視できるか、又は無視できると予想されるときに求められる。換言すると、通信デバイス１３１は、経路１７０における静止した干渉体が存在しない位置に移動輸送機関１３０が位置する状況を待つ。それゆえ、受信信号によってもたらされる干渉は、移動輸送機関１３０内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２によってもたらされると仮定される。
【０１１４】
更に別の実施形態によれば、例えば上記の実施形態によって実行される処理の結果として、良好なロバスト性を有する第２の干渉プロファイルがわかると仮定される。第１の干渉プロファイルが既知であると仮定するときには、第１の干渉プロファイルと第２の干渉プロファイルの役割を入れ替えることによって、上記で言及されたのと同じ原理が適用される。
【０１１５】
更に別の実施形態によれば、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルの平均干渉レベルは、例えば図４Ａに示されるように集中方式で推定され、すなわち、全ての受信信号電力が処理デバイスに与えられるか、又は同等に、１つのフィンガープリント値に対応する経路１７０の所与の部分における平均干渉レベルが与えられる。その後、処理デバイスは、全ての移動輸送機関及び経路の全てのセグメントについての全ての第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルを推定するために、全てのデータをフィルタリングする。
【０１１６】
上記の式のために既に導入されている定義を再利用するとき、移動輸送機関ｉ内に位置する通信デバイス１３１によって経路のセグメントｊにわたって行われる観測結果は、経路１７０に沿って位置する静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３によってもたらされる干渉と、移動輸送機関内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２によってもたらされる干渉との和であり、すなわち、Ｎ×Ｍ個の観測結果は以下のように表される。
【数３】
0005933752.tif 000004
観測ベクトルＸ＝［Ｘ１１．．．Ｘ１ＮＸ２１．．．Ｘ２Ｎ．．．ＸＭ１．．．ＸＭＮ］、求められることになる変数のベクトルＶ＝［Ｒ１．．．ＲＮＥ１．．．ＥＭ］Ｔを考えると、以下の線形システムが得られる。ただし、ＡはＮ．Ｍ×Ｎ＋Ｍ行列である
【数４】
0005933752.tif 000005
ただし、ＩＮはＮ×Ｎの単位行列であり、ＩＮ×Ｍは１で埋められたＮ×Ｍの行列である。
【０１１７】
このような線形システムを解く条件は、十分な数の測定値を得ることであり、それは以下の条件が満たされるべきであることを意味する。
【数５】
0005933752.tif 000006
【０１１８】
ベクトルｅ＝［Ｉ１×Ｎ−Ｉ１×Ｍ］Ｔ／ｓｑｒｔ（Ｎ＋Ｍ）は零固有値の固有ベクトルであり、少なくとも１の階数の不足を伴う。ＡＴＡの擬似逆行列は存在しないが、ＡＴＡ＋ｅｅＴは可逆である。
【０１１９】
（ＡＴＡ＋ｅｅＴ）−１ＡＴによって観測結果をフィルタリングすることによって、変数ＶのバイアスされたバージョンＹを、以下のように得ることができる。
【数６】
0005933752.tif 000007
ただし、Ｙ＝［ＹＲ１．．．ＹＲＮＹＥ１．．．ＹＥＭ］Ｔである。よって、以下の式が成り立つ。
【数７】
0005933752.tif 000008
【０１２０】
このように、値Ｒｋ及び値Ｅｋの推定値にはバイアスが存在し、これは上記の階数の不足に起因する。したがって、値ＹＲｋ及び値ＹＥｋが推定されて経時的に平均され、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルにそれぞれ関連付けられる値ＡＹＲｋ及び値ＡＹＥｋになる。最終的な干渉プロファイルＸｉｊは、値ＡＹＲｊと値ＡＹＥｉを加算することによって、Ｍ個の移動輸送機関のうちの１つごと且つ経路のＮ個のセグメントのうちの１つごとに推定され、その干渉プロファイルは、上記のバイアスを除去する傾向にある。換言すると、バイアスをもたらす線形フィルタを適用し、第１の干渉プロファイル及び第２の干渉プロファイルのバイアスされた推定値を生成することによって、第１の干渉プロファイルと第２の干渉プロファイルが求められ、上記のバイアスは第１の干渉プロファイルと第２の干渉プロファイルを加算することで無視できるようになる。
【０１２１】
更に別の実施形態では、ランダム分布を分離するために更に進んだ確率的推定理論が用いられる。上述した結合された観測結果Ｘから上述した確率変数Ｒ及び確率変数Ｅの排反の確率密度関数を推定しようとするとき、確率変数Ｒと確率変数Ｅは独立しているので、以下の式が適用される。
【数８】
0005933752.tif 000009
ただし、ＬＸｉｊ（ｗ）、ＬＲｊ（ｗ）及びＬＥｉ（ｗ）は、Ｘｉｊ、Ｒｊ及びＥｉの特性関数の対数であるか、又は等価には、Ｘ、Ｒ及びＥの確率密度関数のフーリエ変換の対数であり、ｗは特性関数の引数である。
【０１２２】
特性関数の対数を用いることによって、確率密度関数の畳み込みを取り扱う代わりに、上記の式において示されるように、和を取り扱うことができるようになることに注意されたい。
【０１２３】
特性関数の計算は、例えばフーリエ変換及び逆フーリエ変換を用いて実施されるか、又は確率密度関数が離散的に推定され且つｗが離散値をとる場合には、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて離散的に実施される。
【０１２４】
したがって、所与の引数ｗの場合に、経路１７０に沿って位置する静止した干渉体１５０、１５１、１５２、１５３によってもたらされる干渉と、移動輸送機関内に位置する干渉体１６０、１６１、１６２によってもたらされる干渉とを識別するために、先行する実施形態において説明されたように、特性関数値ＬＲｊ（ｗ）及び特性関数値ＬＥｉ（ｗ）の識別情報を取得することができる。
【０１２５】
換言すると、処理デバイスは、各移動輸送機関について経路の各セグメントにおいて、Ｘｉｊの確率密度関数の数値計算を取得する。処理デバイスは、Ｘｉｊの確率密度関数の特性関数を求め、得られた特性関数に対数を適用する。その後、処理デバイスは、独立変数Ｒ、Ｅの特性関数の対数を特定する。独立変数Ｒ、Ｅの特性関数の対数は、第１の干渉プロファイルと第２の干渉プロファイルにそれぞれ対応する。移動輸送機関１３０内に位置する通信デバイス１３１が受けることになる干渉を評価するために、処理デバイスは、第１の干渉プロファイルと第２の干渉プロファイルにそれぞれ対応する対数の逆演算を適用し、その後、干渉プロファイルごとの確率密度関数を得るために、それぞれの特性関数の逆演算を適用する。その後、ダウンリンク通信のためにどのリソースが割り当てられるべきであるかを判断するために、それらの確率密度関数が用いられる。
【０１２６】
特定の実施形態によれば、処理デバイスは、リソース割当てが適用される期間中に移動輸送機関がそこを通ると予想される経路のセグメントを求める。これらのセグメントは、移動輸送機関の速さの関数として求められる。その後、処理デバイスは、求められたセグメントに基づいて、リソース割当てのために考慮に入れられることになる第１の干渉プロファイルと第２の干渉プロファイルの値を求める。
【０１２７】
別の態様によれば、干渉プロファイルを追跡できるようにするために、列車位置に従ってフィンガープリントマップの補間を実施することができる。補間は、干渉プロファイルを滑らかに変更し、リソース割当てアルゴリズムが円滑に適応できるようにする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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