(57)【要約】  無線アクセスネットワーク内のリモート管理システムによってリモートフェムト基地局を初期化する方法において、フェムト基地局の電源を投入するステップと、リモート管理システムからフェムト基地局に初期構成ファイルを送信するステップと、初期構成ファイルによってフェムト基地局を初期化するステップと、近隣フェムト基地局をスキャンするステップと、近隣フェムト基地局のスキャンの結果及びフェムト基地局位置情報をリモート管理システムに送信するステップと、リモート管理システムがフェムト基地局からの送信の受信に応じて、近隣リスト及び無線周波数パラメータを設定するステップと、生成された近隣リスト及び無線周波数パラメータに基づいて、更新された構成ファイルを生成するステップと、更新された構成ファイルをフェムト基地局に送信するステップと、更新された構成ファイルをフェムト基地局に適用し、動作を開始するステップとを有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリモート無線アクセスポイントデバイスを有し、更に少なくとも１つのリモート管理システムを含む無線アクセスネットワークを自己編成及び管理する方法において、
前記ネットワーク内の各リモート無線アクセスポイントデバイスについてのアクセスポイント情報を前記リモート管理システムに保存するステップと、
各デバイスの電源が投入されたときに、前記リモート管理システムにおいて、各デバイスから情報を受信するステップと、
前記リモート管理システムにおいて、情報を送信した各デバイスについて、前記受信した情報が位置情報若しくは近隣デバイスのリスト、又は位置情報及び近隣デバイスのリストの両方を含むかを判定するステップと、
前記近隣デバイスのリストのみが存在している場合、近隣リストのみを設定し、前記近隣リストのみについて、干渉を最小限にする無線パラメータを発見するステップと、
前記近隣リスト及び前記位置情報の両方が存在している場合、近隣リスト及び潜在的近隣リストを設定し、前記近隣リスト及び前記潜在的近隣リストについて、干渉を最小にする無線周波数パラメータを発見するステップと、
前記位置情報のみが存在している場合、潜在的近隣リストのみを設定し、前記潜在的近隣リスト上のデバイスのみについて、干渉を最小にする無線パラメータを発見するステップと、
前記位置情報も前記近隣リスト情報も受信していない場合、使用を最小限にする無線パラメータを発見するステップと、
前記適用可能な無線パラメータからの動作周波数の割当を含む更新された構成ファイルを生成し、各デバイスに転送するステップとを有する。
【請求項２】
前記リモート管理システムにおいて、前記無線パラメータを発見する際に使用するサービス品質のレベルを設定する初期ステップを有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記無線パラメータを発見するステップは、周波数割当の実行を含み、前記周波数割当の実行は、
各デバイスについて、近隣セルからスキャンされた干渉パワーのリストを生成するステップと、
前記デバイスに適用可能な場合、潜在的近隣セルから推定された干渉パワーのリストを生成するステップと、
前記各デバイスについて、各潜在的周波数割当毎の総干渉パワーを発見するステップと、
総干渉パワーが最小の周波数割当を前記各デバイスに割り当てるステップとを有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記周波数割当の実行は、
前記各デバイスに割り当てられた周波数割当を用いてセグメント番号毎の総干渉パワーを発見するステップと、
前記総干渉パワーが最小限のセグメント番号を前記各デバイスに割り当てるステップと、
前記割り当てられたセグメント番号と未使用のＩＤセルを搬送するプリアンブルインデクスを前記各デバイスに割り当てるステップとを有する請求項３記載の方法。
【請求項５】
各デバイスからアクセスポイント情報を継続的に受信し、前記受信したアクセスポイント情報の変化に応じて、各デバイスを再構成して、前記サービス品質のレベルを維持する請求項２記載の方法。
【請求項６】
無線周波数及びネットワークパラメータの自律的で動的な構成によって、リモート無線アクセスポイントデバイスをサポートするように構成された無線アクセスネットワークシステムにおいて、
複数のリモート無線アクセスポイントデバイスと、
前記無線アクセスネットワークに接続された少なくとも１つのリモート管理システムとを備え、前記リモート管理システムは、
前記リモート管理システムの範囲内の各リモート無線アクセスポイントデバイスと直接通信し、前記リモート無線アクセスポイントデバイスに初期設定ファイル及び更新された構成ファイルを転送する自動構成コンポーネントと、
前記リモート管理システムの範囲内の各リモート無線アクセスポイントデバイスから更新されたアクセスポイント情報を受け取り、更新された構成ファイルを前記自動構成コンポーネントに提供する自己回復コンポーネントと、
前記リモート管理システムのリモート通信範囲内の全てのリモート無線アクセスポイントデバイスについて、各リモート無線アクセスポイントデバイスの近隣関係を作成するように構成されているデータベースを管理する自己編成コンポーネントとを備える無線アクセスネットワークシステム。
【請求項７】
前記自己編成コンポーネントは、ネットワーク最適化を実行するように構成され、前記ネットワーク最適化は、無線パラメータ最適化、干渉制御、ハンドオーバパラメータ最適化及びサービス品質パラメータ最適化を含む請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記リモート管理システムは、
ネットワーク内の各リモート無線アクセスポイントデバイスについてのアクセスポイント情報を管理局に保存するステップと、
各デバイスの電源が投入されたときに、前記リモート管理システムにおいて、各デバイスから情報を受信するステップと、
情報を送信した各デバイスについて、前記受信した情報が位置情報若しくは近隣デバイスのリスト、又は位置情報及び近隣デバイスのリストの両方を含むかを判定するステップと、
前記近隣デバイスのリストのみが存在している場合、近隣リストのみを設定し、前記近隣リストのみについて、干渉を最小限にする無線パラメータを発見するステップと、
前記近隣リスト及び前記位置情報の両方が存在している場合、近隣リスト及び潜在的近隣リストを設定し、前記近隣リスト及び前記潜在的近隣リストについて、干渉を最小にする無線周波数パラメータを発見するステップと、
前記位置情報のみが存在している場合、潜在的近隣リストのみを設定し、前記潜在的近隣リスト上のデバイスのみについて、干渉を最小にする無線パラメータを発見するステップと、
前記位置情報も前記近隣リスト情報も受信していない場合、使用を最小限にする無線パラメータを発見するステップと、
前記適用可能な無線パラメータからの動作周波数の割当を含む更新された構成ファイルを生成し、各デバイスに転送するステップとを有する方法を実行するように構成されている請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記方法は、前記リモート管理において、サービス品質のレベルを設定する初期ステップを含む請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記方法は、各リモート無線アクセスポイントデバイスからアクセスポイント情報を含む情報を継続的に受信し、前記アクセスポイント情報の変化に応じて各リモート無線アクセスポイントデバイスを再構成して、前記サービス品質のレベルを維持するステップを更に含む請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
リモート管理システムは、
各リモート無線アクセスポイントデバイスについて、近隣セルからスキャンされた干渉パワーのリストを生成するステップと、
前記リモート無線アクセスポイントデバイスに適用可能な場合、潜在的近隣セルから推定された干渉パワーのリストを生成するステップと、
前記リモート無線アクセスポイントデバイスについて、各潜在的周波数割当毎の総干渉パワーを発見するステップと、
総干渉パワーが最小の周波数割当を前記リモート無線アクセスポイントデバイスに割り当てるステップとを有する方法に基づいて、前記各リモート無線アクセスポイントデバイスに周波数を割り当てるように構成される請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
前記リモート管理システムは、周波数の割当に関して、
前記各リモート無線アクセスポイントデバイスについて、割り当てられた周波数割当を用いて、セグメント番号毎の総干渉パワーを発見するステップと、
総干渉パワーが最小限のセグメント番号を割り当てるステップと、
前記割り当てられたセグメント番号と未使用のＩＤセルを搬送するプリアンブルインデクスを前記各リモート無線アクセスポイントデバイスに割り当てる更なるステップを実行するように構成されている請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記リモート管理システムは、
前記リモート管理システムにおいて、前記リモート管理システムの通信範囲内のリモート無線アクセスポイントデバイスから、ある期間に亘って、アラーム統計値を受信するステップと、
前記リモート管理システムにおいて、前記初期の期間より長い期間に亘って、アラーム統計値の移動平均を算出するステップと、
前記移動平均の統計値がトリガ条件を満たす場合、部分的周波数繰返し境界探索を開始するステップとを有する方法に基づいて部分的周波数繰返しを実施するように構成され、前記部分的周波数繰返し境界探索は、
所定数のアラームを満たすリモート無線アクセスポイントデバイスをリストアップし、リストされた各リモート無線アクセスポイントデバイスにおけるトラヒック量を測定し、前記リモート無線アクセスポイントデバイスに接続されたモバイル機器において測定された受信機ＳＩＮＲ値を収集し、
リストされた各リモート無線アクセスポイントデバイスについて最適な境界を発見し、
重み付けされたアラーム係数と、各リストされたリモート無線アクセスポイントデバイスのための境界とを乗算することによって、全てのリモート無線アクセスポイントデバイスに同時に適用される最終的な境界を発見することによって開始される請求項８記載のシステム。
【請求項１４】
無線アクセスネットワーク内のリモート管理システムによってリモート無線アクセスポイントデバイスを初期化する方法において、
リモート無線アクセスポイントデバイスの電源を投入するステップと、
前記リモート管理システムから前記リモート無線アクセスポイントデバイスに初期構成ファイルを送信するステップと、
前記初期構成ファイルによって前記リモート無線アクセスポイントデバイスを初期化するステップと、
前記リモート無線アクセスポイントデバイスによって、近隣リモート無線アクセスポイントデバイスをスキャンするステップと、
前記リモート無線アクセスポイントデバイスから前記リモート管理システムに前記近隣リモート無線アクセスポイントデバイスのスキャンの結果を送信するステップと、
前記リモート管理システムが、前記リモート無線アクセスポイントデバイスからの送信の受信に応じて、近隣リスト及び無線周波数パラメータを設定するステップと、
前記リモート管理システムにおいて、前記生成された近隣リスト及び無線周波数パラメータに基づいて、更新された構成ファイルを生成するステップと、
前記リモート管理システムから前記リモート無線アクセスポイントデバイスに前記更新された構成ファイルを送信するステップと、
前記リモート無線アクセスポイントデバイスにおいて前記更新された構成ファイルを適用するステップとを有する方法。
【請求項１５】
前記リモート管理システムにおいて前記近隣リスト及び無線周波数パラメータを設定するステップは、近隣リスト、潜在的近隣リスト、及びクローズド加入者グループを設定するステップを含み、前記無線周波数パラメータを設定するステップは、周波数割当を設定するステップを含む請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
モバイル機器から、それらのモバイル機器が接続されているリモート無線アクセスポイントデバイスを介して、近隣スキャンレポートを継続的に受信し、前記リモート管理システムが各リモート無線アクセスポイントデバイスについて、前記近隣リストを更新するステップを有する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記リモート無線アクセスポイントデバイスから前記リモート管理システムにアクセスポイント情報を継続的に送信し、前記アクセスポイント情報の変化に応じて、前記リモート管理システムが前記リモート無線アクセスポイントデバイスに更新された構成ファイルを送信して、サービス品質のレベルを維持するステップを有する請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
リモート管理システムにおいて、サービス品質のレベルを設定する初期ステップを有する請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＳＧ及びＯＳＧを有するマクロセル、ピコセル及びフェムトセルを含むハイブリッド無線ネットワーク内のフェムトセルのリモート管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
サービスプロバイダは、例えば、モバイルＷｉＭＡＸ又はＬＴＥ（long-term evolution）等の広帯域無線システムの大規模な配備を準備している。都市部では、マクロ基地局（base station：ＢＳ）が広い領域をカバーすることができるが、建造物による透過損失及びシェーディングのために複数のピコＢＳ及びフェムトＢＳを配備する必要がある。図１は、全体にマクロＢＳ、ピコＢＳ及びフェムトＢＳを含むハイブリッド無線ネットワークの具体例を示している。ここでは、マクロＢＳ、ピコＢＳ及びフェムトＢＳによってカバーされる領域を、それぞれマクロセル、ピコセル及びフェムトセルと呼ぶ。図１では、フェムトセル、ピコセル及びマクロセルを制御するリモート管理システム（Remote Management System：ＲＭＳ）を示しているが、ここに提案する方法のための環境は、フェムトセルのみ、ピコセルのみ又はマクロセルのみであってもよく、フェムトセル、ピコセル及びマクロセルの如何なる組合せであってもよい。
【０００３】
ピコセル及びフェムトセルは、数が膨大になることが予想されるため、運営業者は、運営コストを抑えるために、これらの設置及び維持が容易になることを望んでいる。ＲＭＳは、ネットワーク計画、ネットワーク配備及びネットワーク最適化の段階で、幾つかのパラメータを構成（configure）する。ネットワーク計画は、近隣セルリストの追加、ハードウェア（ＨＷ）構成及び容量拡張を含む。ネットワーク配備は、自己定位（self-locating）及び自己構成（self-configuring）に関するものであり、プラグアンドプレイＨＷに必要である。ネットワーク最適化は、無線パラメータ最適化、ハンドオーバパラメータ最適化、干渉制御及びサービス品質（Quality of Service：ＱｏＳ）パラメータ最適化のための多くのアルゴリズムを必要とする重要な分野である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、フェムトセルレベルにおける網羅的な探索（exhaustive search）の負荷を軽減し、セルカバレッジとセル容量のバランスについて近最適の無線パラメータを発見し、異なるセル間の干渉を最小化する無線パラメータの最適化方法を提供する。
【０００５】
図２は、ＲＭＳ及び自己編成コンポーネントの概略図である。ＲＭＳは、自動構成コンポーネント（auto-configuration component）、自己編成コンポーネント（self-organizing component）及び自己回復コンポーネント（self-healing component）を有する。自動構成コンポーネントは、フェムトセルと直接通信し、初期設定ファイル及び更新された構成ファイルを必要に応じて転送する。自己編成コンポーネントは、接続されている全てのＢＳについてのデータベースを管理し、各フェムトセルの近隣関係（neighbor relations）を作成する。最も重要な点は、自己編成コンポーネントがネットワーク最適化を実行することであり、これは、無線パラメータ最適化、干渉制御、ハンドオーバパラメータ最適化及びＱｏＳパラメータ最適化を含む。
【０００６】
ＲＭＳが適切に動作するためには、初期の無線パラメータ設定が非常に重要である。幾つかの無線パラメータは、サービスの途中で異なる値に変更されることがあるが、始めから最適値を設定し、後から変更を行うことを回避することがより望ましい。無線パラメータは、近隣セルに直接関係し、したがって、初期の近隣リストのセットアップは、ＲＭＳのための最も重要なステップである。
【０００７】
先に述べたように、現在の無線ネットワークは、１つサービスエリア内にマクロセル、ピコセル及びフェムトセルの全てを含み、これらの３種類は、異なる伝送パワーで使用されている。更に、幾つかのクローズド加入者グループ（closed subscriber group：ＣＳＧ）フェムトセルは、フェムトＢＳに登録されていないＭＳを許可せず、幾つかのオープン加入者グループ（open subscriber group：ＯＳＧ）フェムトセルは、如何なるＭＳの接続又はマクロセルからのハンドオーバも許可する。
【０００８】
異なる目的を有する様々なアルゴリズムを組み込む必要がある。ＲＭＳの様々な目的には、ＵＬカバレッジ及びＤＬカバレッジの連続化、最適化及び調和、システムのＤＬ容量及びＵＬ容量の最適化、カバレッジと容量の間のトレードオフのバランス調整、干渉の低減、セルエッジ性能の制御、ネットワーク管理における人間の介入及び最適化タスクの最小化、及びエネルギの節約が含まれる。
【０００９】
本発明は、フェムトセルからの無線スキャン結果及び位置情報の両方を使用する集中化された連続的な周波数割当の方法を提供する。この方法は、全ての移動局について、干渉パワーを最小化し、及び受信機の信号対干渉比（signal to interference ratio：ＳＩＮＲ）を最大化して、各フェムトセルの容量を最大化する。また、同様の手法で最適のプリアンブルインデクスが決定される。
【００１０】
この方法は、集中化された方法（centralized method）であり、主な決定は、ＲＭＳが行うが、各フェムトセルは、近傍のフェムトセルからのＲＳＳＩ及び各フェムトセルの周波数割当て等のより正確な無線スキャン情報を転送することによって、ＲＭＳによる最適な決定を補助してもよい。
【００１１】
本発明の１つの側面では、自己編成、自己最適化及び自己回復フェムトセルのためのリモート管理システム（remote management system：ＲＭＳ）が提供され、これは、干渉制御及び自律的な近隣関係のための無線パラメータ最適化等の幾つかのアルゴリズムを含む。無線パラメータ最適化については、周波数割当及びプリアンブルインデクス割当のためのアルゴリズムが導入される。また、ＲＭＳにおけるネットワーク最適化機能の１つとして、部分的周波数繰返しのためのトリガ条件及び意志決定手続も導入される。
【００１２】
本発明は、複数のリモート無線アクセスポイントデバイス及び少なくとも１つの管理局、例えば、リモート管理システムを備える無線アクセスネットワークの自己編成及び管理のための方法を提供する。この方法は、ネットワーク内の各リモート無線アクセスポイントデバイスのためのアクセスポイント情報をリモート管理システムに保存するステップと、各リモート無線アクセスポイントデバイスが電源投入されたとき、リモート管理システムにおいて、リモート無線アクセスポイントデバイス情報を受信するステップと、受信したリモート無線アクセスポイントデバイス情報が位置情報若しくは近隣リモート無線アクセスポイントデバイスのリスト、又は位置情報及び近隣リモート無線アクセスポイントデバイスのリストの両方を含むかを判定するステップと、近隣デバイスのリストのみが存在している場合、近隣リストのみを設定し、近隣リストのみについて、干渉を最小限（minimum）にする無線パラメータを発見するステップと、近隣リスト及び位置情報の両方が存在している場合、近隣リスト及び潜在的近隣リストを設定し、近隣リスト及び潜在的近隣リストについて、干渉を最小（minimal）にする無線周波数パラメータを発見するステップと、位置情報のみが存在している場合、潜在的近隣リストのみを設定し、潜在的近隣リストのみについて、干渉を最小にする無線パラメータを発見するステップと、位置情報も近隣リスト情報も受信していない場合、使用を最小限にする無線パラメータを発見するステップと、適用可能な無線パラメータからの動作周波数の割当を含む更新された構成ファイルを生成し、各デバイスに転送するステップとを有する。
【００１３】
本発明の他の側面では、ハイブリッド無線内のフェムトセルの自己編成リモート管理のためのシステムが提供される。このシステムは、複数のリモート無線アクセスポイントデバイスと、無線アクセスネットワークに接続された少なくとも１つのリモート管理システムとを含み、リモート管理システムは、リモート管理システムの範囲内の各リモート無線アクセスポイントデバイスと直接通信し、リモート無線アクセスポイントデバイスに初期設定ファイル及び更新された構成ファイルを転送する自動構成コンポーネントと、リモート管理システムの範囲内の各リモート無線アクセスポイントデバイスから更新されたアクセスポイント情報を受け取り、更新された構成ファイルを自動構成コンポーネントに提供する自己回復コンポーネントと、リモート管理システムのリモート通信範囲内の全てのリモート無線アクセスポイントデバイスについて、各リモート無線アクセスポイントデバイスの近隣関係を作成するように構成されているデータベースを管理する自己編成コンポーネントとを備える。
【００１４】
本発明の他の側面として、無線アクセスネットワーク内のリモート管理システムを利用して、リモートフェムト基地局を初期化する方法が提供される。この方法は、フェムト基地局の電源を投入するステップと、リモート管理システムからフェムト基地局に初期構成ファイルを送信するステップと、初期構成ファイルによってフェムト基地局を初期化するステップと、近隣フェムト基地局をスキャンするステップと、近隣フェムト基地局のスキャンの結果及びフェムト基地局位置情報をリモート管理システムに送信するステップと、リモート管理システムが、フェムト基地局からの送信の受信に応じて、近隣リスト及び無線周波数パラメータを設定するステップと、生成された近隣リスト及び無線周波数パラメータに基づいて、更新された構成ファイルを生成するステップと、リモート管理システムからフェムト基地局に更新された構成ファイルを送信するステップと、フェムト基地局において更新された構成ファイルを適用し、動作を開始するステップとを有する。
【００１５】
本発明の更なる側面として、リモート管理システムは、以下のステップに基づいて、部分的周波数繰返しを実施するように構成され、これらのステップは、リモート管理システムにおいて、リモート管理システムの通信範囲内のリモート無線アクセスポイントデバイスから、ある期間に亘って、アラーム統計値を受信するステップと、リモート管理システムにおいて、初期の期間より長い期間に亘って、アラーム統計値の移動平均を算出するステップと、移動平均統計量がトリガ条件を満たす場合、部分的周波数繰返し境界検索を開始するステップとであり、部分的周波数繰返し境界検索は、所定数のアラームを満たすリモート無線アクセスポイントデバイスをリストアップし、各リモート無線アクセスポイントデバイスにおけるトラヒック量を測定し、リモート無線アクセスポイントデバイスに接続されたモバイル機器において測定された受信機ＳＩＮＲ値を収集し、各リモート無線アクセスポイントデバイスについて最適な境界を発見し、重み付けされたアラーム係数と、各リストされたリモート無線アクセスポイントデバイスのための境界とを乗算することによって、全てのリモート無線アクセスポイントデバイスに同時に適用される最終的な境界を発見することによって開始される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】マクロ／ピコ／フェムトＢＳ及びＲＭＳを有するハイブリッド無線ネットワークを示す図である。
【図２】リモート管理システム及び自己編成コンポーネントのブロック図である。
【図３】近隣セル関係を示す図である。
【図４】フェムトＢＳとＲＭＳとの間の初期インタラクションを示す図である。
【図５】ＲＭＳにおける初期無線パラメータ決定のフローチャートである。
【図６】近隣リスト下位集合−ＮＬ、ＰＮＬ、ＯＳＧ及びＣＳＧのベン図である。
【図７】周波数割当及びプリアンブルインデクス割当のプロセスを示す図である。
【図８】複数のセル位置における部分的周波数繰返しの使用例を示す図である。
【図９】部分的周波数繰返しトリガ及び意志決定手続を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明では、ここに開示する様々な実施の形態の完全な理解を提供するために、ある具体的な詳細事項について述べる。但し、実施の形態は、これらの具体的な詳細事項の１つ以上を欠いても、又は他の方法、コンポーネント、材料等によっても実施できることは、当業者にとって明らかである。他の例では、実施の形態の説明を不必要に不明瞭にすることを回避するために、以下に限定されるものではないが、リモート無線アクセスポイントデバイス及びリモート管理局を含むリモート通信デバイス及びリモート管理システムに関連する周知の構造、コンポーネント又はこれらの両方については、明示又は説明していない。
【００１８】
明細書及び添付の特許請求の範囲を通して、文脈に矛盾しない限り、「備える（comprise）」及びその変化形、例えば、「備える（comprises）」、「備えている（comprising）」は、開かれた包括的な意味で解釈され、すなわち、「以下に限定されるものではないが、」と解釈されるものとする。これは、「含む（including）」及び「有する（having）」についても同様に適用される。
【００１９】
本明細書における「一実施の形態」又は「実施の形態」という表現は、その実施の形態に関連して記述される特定の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味する。したがって、明細書の様々な箇所で用いる「一実施の形態において」又は「実施の形態において」といった表現は、全てが必ずしも同じ実施の形態について言及しているというわけではない。更に、１つ以上の実施の形態において、適切な何らかの手法で、特定の特徴、構造又は特性を組み合わせてもよい。
【００２０】
ここでは、フェムトセル及びピコセル並びにリモート無線アクセスポイントデバイス及びリモート管理システムの文脈を用いて本発明を説明するが、この説明は、他の無線通信デバイス及びリモート管理局、システム等にも適用できることは明らかである。すなわち、本発明は、以下に説明する文脈に制限されない。
【００２１】
複数のフェムトＢＳを有するシステムでは、新たなフェムトＢＳが追加される位置の周辺で干渉が生じる可能性がある。各フェムトＢＳは、周波数割当（frequency assignment：ＦＡ）、プリアンブルインデクス（preamble index：ＰＩ）、部分的周波数繰返し（fractional frequency reuse：ＦＦＲ）、伝送パワー、ハンドオーバ閾値（and handover threshold values：ＨＯ）等、ＲＭＳによって提供される様々な無線周波数パラメータを有する。更に、ネットワークに関連するパラメータは、潜在的近隣リスト（potential neighbor list）を含む近隣リスト（neighbor list）、クローズド加入者グループ（ＣＳＧ）リスト、フェムトＢＳ毎のトラヒック負荷、ＨＯに関連するネットワークパラメータ及び無線リソース管理（radio resource management：ＲＲＭ）に関連するパラメータを含む。
【００２２】
一旦、新たなフェムトＢＳがネットワークにプラグイン又は接続されると、総合的な干渉レベルがサービスエリア内で最小化されるように、その無線パラメータを選択する必要がある。この判定は、ＲＭＳにおいて行われるが、このプロセスにおいては、フェムトＢＳも重要な役割を有する。フェムトＢＳにおけるスキャン機能の使用可能性に応じて、フェムトＢＳ及びＲＭＳの詳細な役割は、異なる。
【００２３】
本発明の１つの側面では、無線周波数及びネットワークパラメータの自律的で動的な構成によってリモート無線アクセスポイントデバイスをサポートするように構成される無線アクセスネットワークシステムを提供する。このシステムは、複数のリモート無線アクセスポイントデバイスと、無線アクセスネットワークに接続された少なくとも１つのリモート管理システムとを含む。
【００２４】
リモート管理システムは、リモート管理システムの範囲内の各リモート無線アクセスポイントデバイスと直接通信し、リモート無線アクセスポイントデバイスに初期設定ファイル及び更新された構成ファイルを転送する自動構成コンポーネントと、リモート管理システムの範囲内の各リモート無線アクセスポイントデバイスから更新されたアクセスポイント情報を受け取り、更新された構成ファイルを自動構成コンポーネントに提供する自己回復コンポーネントと、リモート管理システムのリモート通信範囲内の全てのリモート無線アクセスポイントデバイスについて、各リモート無線アクセスポイントデバイスの近隣関係を作成するように構成されているデータベースを管理する自己編成コンポーネントとを含む。
【００２５】
理想的には、リモート管理システムは、ネットワーク内の各リモート無線アクセスポイントデバイスについてのアクセスポイント情報を管理局（リモート管理システム）に保存するステップと、各デバイスの電源が投入されたときに、リモート管理システムにおいて、各デバイスから情報を受信するステップと、
情報を送信した各デバイスについて、受信した情報が位置情報若しくは近隣デバイスのリスト、又は位置情報及び近隣デバイスのリストの両方を含むかを判定するステップと、
近隣デバイスのリストのみが存在している場合、近隣リストのみを設定し、近隣リストのみについて、干渉を最小限にする無線パラメータを発見するステップと、
近隣リスト及び位置情報の両方が存在している場合、近隣リスト及び潜在的近隣リストを設定し、近隣リスト及び潜在的近隣リストについて、干渉を最小にする無線周波数パラメータを発見するステップと、
位置情報のみが存在している場合、潜在的近隣リストのみを設定し、潜在的近隣リストのみについて、干渉を最小にする無線パラメータを発見するステップと、
位置情報も近隣リスト情報も受信していない場合、使用を最小限にする無線パラメータを発見するステップと、
適用可能な無線パラメータからの動作周波数の割当を含む更新された構成ファイルを生成し、各デバイスに転送するステップとを有する方法を実行するように構成される。
【００２６】
初期ステップは、リモート管理システムにおいて、サービス品質のレベルを設定することを含む。更に、方法は、各リモート無線アクセスポイントデバイスからアクセスポイント情報を含む情報を継続的に受信し、アクセスポイント情報の変化に応じて各リモート無線アクセスポイントデバイスを再構成して、サービス品質のレベルを維持する。
【００２７】
本発明の他の側面では、リモート管理システムは、
各リモート無線アクセスポイントデバイスについて、近隣セルからスキャンされた干渉パワーのリストを生成するステップと、
リモート無線アクセスポイントデバイスに適用可能な場合、潜在的近隣セルから推定された干渉パワーのリストを生成するステップと、
リモート無線アクセスポイントデバイスについて、各周波数割当毎の総干渉パワーを発見するステップと、
総干渉パワーが最小の周波数割当をリモート無線アクセスポイントデバイスに割り当てるステップとを有する方法に基づいて、各リモート無線アクセスポイントデバイスに周波数を割り当てるように構成される。
【００２８】
これについて、リモート管理システムは、周波数の割当に関して、
各リモート無線アクセスポイントデバイスについて、割り当てられた周波数割当を用いて、セグメント番号毎の総干渉パワーを発見するステップと、
総干渉パワーが最小限のセグメント番号を割り当てるステップと、
割り当てられたセグメント番号と未使用のＩＤセルを搬送するプリアンブルインデクスを各リモート無線アクセスポイントデバイスに割り当てる更なるステップを実行するように構成されている。
【００２９】
詳細な分析及びアルゴリズムの説明を以下に述べる。
【００３０】
Ａ．近隣関係
ＲＭＳは、通常、新たに追加されたフェムトＢＳからのスキャン結果に基づいて、初期の近隣リストをセットアップする。しかしながら、フェムトＢＳが最初のスキャン段階では認識できないより多くの近隣セルが存在していることがある。これらのスキャンされた近隣リストに基づいて、最適の無線パラメータを発見した場合、新たに追加されたフェムトセルの周囲に予期しない干渉レベルが生じることがある。フェムトセルの数が多い場合、最初から無線パラメータ及びリソースの最適な調整及び割当を行えるように、初期段階でより完成した近隣リストの集合を有することが望ましい。
【００３１】
図３は、近隣セル間の関係を図式的に示している。説明を目的として、ここでは、フェムトセルＡは、フェムトＢＳ  Ａの無線カバレッジエリアを有するとする。範囲Ｒは、定義されたカバレッジエリアの半径である。
【００３２】
フェムトＢＳ  Ａがオンになると、フェムトセルＢ、Ｃ、Ｄ及びＥは、近隣セルとみなされ、フェムトセルＦ及びＧは、近隣セルではない。より詳細には、フェムトセルＢ及びＤは、無線スキャン機能を用いてフェムトＢＳ  Ａから直接検出できるが、フェムトセルＣ及びＥは、それらのカバレッジエリアがフェムトＢＳ  Ａの位置を含んでいないので、検出できない。したがって初期段階では、フェムトセルＣ及びＥが近隣セルであるにもかかわらず、フェムトＢＳ  Ａは、これらを検出できない。但し、これらのフェムトセルは、後にフェムトＢＳ  Ａに接続されたＭＳによってスキャン及び検出され、この後、これらは近隣セルであるとみなされる。
【００３３】
また、ピコセルＨ及びマクロセルＩは、カバレッジエリアが重複しているために、フェムトセルＡに近接しており、フェムトセルＡの幾つかのＭＳは、そのＭＳの位置によって、ピコセルＨ又はマクロセルＩを検出する。早い段階で、近くのマクロセル及びピコセルは、それらの位置情報及び共有されたＤＣＤ／ＵＣＤ情報に基づいて、潜在的近隣セルとみなされる。
【００３４】
したがって、近隣リスト（neighbor list：ＮＬ）及び潜在的近隣リスト（potential neighbor list：ＰＮＬ）を以下のように定義する。
【００３５】
・ＮＬ：フォーカスされたフェムトセルの概ねセル半径内にある隣接するフェムトセルの近隣リストである。すなわち、フォーカスされたフェムトＢＳによって検出できるセルのリストである。
【００３６】
・ＰＮＬ：フォーカスされたフェムトセルの半径の外にあるが、この半径の概ね２倍以内にある隣接するフェムトセルの潜在的近隣リストである。すなわち、フォーカスされたフェムトＢＳでは検出できないが、フォーカスされたフェムトＢＳに接続されるＭＳによって検出される可能性があるセルのリストである。位置情報は、フェムトＢＳにおいて、グローバルポジショニングシステム（global positioning system：ＧＰＳ）又は他の方法を用いて取得することができる。
【００３７】
図４は、新たに追加されたフェムトＢＳとＲＭＳとの間の初期のインタラクションを示している。新たなフェムトＢＳは、電源投入時にＲＭＳから初期設定をダウンロードし、これによって、近隣スキャンの初期化及び実行ができるようになる。一旦、スキャン結果及び位置情報（例えば、ＧＰＳ）をＲＭＳに転送すると、ＲＭＳは、近隣リスト（ＮＬ、ＰＮＬ及びＣＳＧ）を設定し、各近隣セルの無線パラメータ値に基づいて、無線パラメータ値（ＦＡ及びＰＩ）の最適な集合を発見することができる。ＲＭＳが新たな無線パラメータ値によって構成ファイルを更新すると、新たに加えられたフェムトＢＳは、動作を開始し、近くのＭＳがフェムトＢＳにアクセスできるようになる。
【００３８】
図５は、ＲＭＳにおいて、初期の無線パラメータがどのように決定されるかを示している。無線パラメータの発見の詳細な手続については、後に説明する。
【００３９】
フェムトＢＳにおいてスキャン機能が利用可能な場合、フェムトＢＳは、近隣無線周波数をスキャンし、それらの信号強度を測定する。また、近隣プリアンブルインデクスもフェムトＢＳレベルで検出できる。このスキャンされ、測定された情報は、ＲＭＳに転送され、ＲＭＳは、最適な無線パラメータ値を判定することができる。
【００４０】
フェムトＢＳにおいてスキャン機能が利用できない場合、フェムトＢＳは、単に位置情報（例えば、ＧＰＳ）をＲＭＳに転送する。全てのフェムトＢＳの全ての位置情報を維持するＲＭＳは、位置ベースの伝搬損失推定に基づいて、無線パラメータ値を決定することができる。この場合、ＲＭＳは、位置情報に基づいて、各フェムトＢＳの「近隣ＢＳリスト」も管理する。
【００４１】
図６は、近隣リストの下位集合であるＮＬ、ＰＮＬ、ＯＳＧ及びＣＳＧを示している。ＰＮＬ内の幾つかのＢＳは、セル内のＭＳからのスキャンレポートが、対応するＢＳが実際に検出されたことを示している場合にのみ、ＮＬに移行できる。また、スキャンされず、新たに追加されたフェムトセルからカバレッジの２倍以内に位置しない幾つかの近隣ＢＳが存在することがある。ピコセル又はマクロセルが、フェムトセルと僅かに重複するカバレッジエリアがある場合、この状況が生じることがある。
【００４２】
ＮＬ∩ＯＳＧの集合に含まれるＢＳだけがＨＯ目的のためにＭＳにブロードキャストされる。
【００４３】
Ｂ．無線パラメータ割当
周波数割当は無線ネットワークを配備する際の主要な問題である。全てのフェムトセルは、同じ周波数帯域の集合を共有し、これが干渉の原因となるが、干渉は、周波数帯域の効率的な割当を用いて最小化する必要がある。したがって、新たなＦＡを有する目的は、容量を最大にすること、すなわち、各移動局について受信ＳＩＮＲ値を最大化しながら、セル間の干渉を最小化することである。
【００４４】
周波数割当
初期の周波数割当の手続は、以下の通りである。
【００４５】
１．ＲＭＳがフェムトＢＳのために近隣リスト（ＮＬ）及び潜在的近隣リスト（ＰＮＬ）を設定する。
【００４６】
ａ．ＮＬ−フェムトセルによって検出される。
【００４７】
ｂ．ＰＮＬ−フェムトＢＳからの位置情報に基づいて、ＲＭＳによって追加される。
【数１】
2013526218.tif 000003
【数２】
2013526218.tif 000004
【００４８】
４．干渉パワーＩｊは、新たなフェムトＢＳの周波数割当φの関数であり、以下のように表すことができる。
【００４９】
Ｉｊ（φ，ｄＢ）＝Ｐｊ（ｄＢ）＋Ｇｊ（ｄＢ）−ＰＬｊ（ｄＢ）＋ＡＣＬＲｊ（φ，ｄＢ）
ここで、
Ｐｊ（ｄＢ）は、第ｊのフェムトＢＳの伝送パワーであり、
Ｇｊ（ｄＢ）は、第ｊのフェムトＢＳのアンテナ利得であり、
ＰＬｊ（ｄＢ）は、第ｊのフェムトＢＳと新たなフェムトＢＳとの間の伝搬損失であり、
ＡＣＬＲｊ（φ，ｄＢ）は、第ｊのフェムトＢＳと新たなフェムトＢＳとの間の近隣チャネル漏洩比であり、この値は、新たなフェムトＢＳが使用する周波数割当に直接的に依存している。
【００５０】
５．新たなフェムトＢＳ内の各ＭＳの平均ＣＩＮＲ（Carrier to Interface Noise Ratio）値は、以下のように表すことができる。
【数３】
2013526218.tif 000005
【００５１】
ここで、Ｉｉｊは、第ｉのＭＳにおいて測定された第ｊのＢＳからの干渉パワーである。
【数４】
2013526218.tif 000006
【００５２】
図７は、周波数割当とプリアンブルインデクス割当のプロセスを示している。いずれの場合も、割当は、干渉レベルが最小化されるように行われる。プリアンブルインデクス割当では、最初にセグメント番号を決定する必要がある。そして、プリアンブルインデクスは、セグメント番号と使用可能なＩＤｃｅｌｌとの使用可能な組合せに基づいて選択される。アップリンクでは、ＩＤｃｅｌｌが同じであっても、フレーム番号が異なれば、ＰＲＢＳ生成器のための異なるシードが作成される。一方、ダウンリンクＰＲＢＳは、ＩＤｃｅｌｌ及びセグメント番号に完全に依存する。
【００５３】
プリアンブルインデクス割当に関しては、意思決定プロセスは、以下の通りである。
【００５４】
１．一旦、周波数割当が完了すると、各ＢＳからの干渉パワーが既知になる。
【００５５】
２．同じセグメント番号０、１又は２を用いるＢＳからの干渉パワーの総計の値を比較する。
【００５６】
３．２における結果の内、値が最も小さいセグメント番号を割り当てる。
【００５７】
４．未使用のＩＤｃｅｌｌ及び割り当てられたセグメント番号を搬送するプリアンブルインデクスを発見する。
【００５８】
ＲＭＳにおけるＦＦＲ管理
特に、オペレータがサービスのための１つの周波数割当しか有していない場合、多くの加入者が同一チャネル干渉に悩まされるあるセル位置では、部分的周波数繰返し（fractional frequency reuse：ＦＦＲ）を利用することができる。無線フレームは、２つの領域に分割でき、一方は、ＦＲＦ３領域を有するものであり、他方は、ＦＲＦ１領域を有するものである。
【００５９】
・ＦＲＦ３領域
ｏフルバンドが３つのサブバンドに分割され、各ＢＳは、１つのサブバンドだけを使用する。
【００６０】
ｏＦ２サブバンドは、「０」のセグメント番号を有するＢＳによって使用される。
【００６１】
ｏＦ３サブバンドは、「１」のセグメント番号を有するＢＳによって使用される。
【００６２】
ｏＦ４サブバンドは、「２」のセグメント番号を有するＢＳによって使用される。
【００６３】
・ＦＲＦ１領域
ｏ各ＢＳがフルバンドを使用する。
【００６４】
セルエッジの近くに位置し、同一チャネル干渉に悩まされるＭＳは、ＦＲＦ３領域内に割り当てられたリソースを有することができ、この場合、近隣セルは、ＦＲＦ３領域内の他のサブバンドにリソースを割り当てることになっているので、同一チャネル干渉は、より少ない。
【００６５】
ＦＦＲを提供することにおける主要な課題は、ＦＲＦ３領域及とＦＲＦ１領域について、全てのセル位置が同じスイッチング境界を有していなくてはならない点である。これが実現されなければ、ある時点で、ＦＲＦ１領域内のセル位置がＦＲＦ３領域内のセル位置と強い同一チャネル干渉を引き起こす可能性がある。
【００６６】
ＦＦＲは、周知のスキームであり、その動作は多くの文献に記述されているので、ここでは、詳細には説明しない。本発明は、ＦＦＲをいつ使用するか、及びＲＭＳがこれをどのように扱うかを提案する。
【００６７】
図８は、複数のセル位置におけるＦＦＲの使用の具体例を示している。最初に、１／３周波数割当のために多くのＯＦＤＭＡシンボルが使用されており、残りのＯＦＤＭＡシンボルは、フルバンドの周波数割当のために使用される。
【００６８】
幾つかのセルでは、セルの中心の近傍により多くのＭＳがあり、幾つかのセルでは、セルのエッジの近傍により多くのＭＳがあることがあるため、ＦＦＲ使用のために同期された境界を設けることによって、全体的なスペクトル効率が悪くなる可能性がある。したがって、ＦＦＲは、多くの加入者が切断されており、フェムトＢＳが多くのアラーム信号を受け取っている時のように、程度が極端な場合にのみトリガするべきである。
【００６９】
ＦＦＲのトリガ条件及び意志決定手続は、以下の通りである。
【００７０】
１．期間Ｔに亘って、ＲＭＳが全てのＢＳからアラーム統計値（alarm statistics）を受信する。
【００７１】
ａ．「Ｔ」の値は、システム変数であり、位置の特徴に依存する。
【００７２】
２．ｎを整数として、より長い期間ｎＴに亘って、ＲＭＳがアラーム統計値の移動平均を算出する。
【００７３】
ａ．「ｎ」の値は、システム変数であり、位置の特徴に依存する。
【００７４】
３．平均した統計値がトリガ条件を満たす場合、ＦＦＲ境界検索処理が介される。
【００７５】
ａ．アラームレポートの平均若しくは総数、又は複数のアラームレポートの分散等、複数のトリガ条件があることもある。
【００７６】
ｂ．トリガ条件は、ＦＦＲトリガが頻繁に発生しないように、非常に高く設定される。
【００７７】
４．ＲＭＳが全てのＢＳに対し、これらのＢＳに接続された各ＭＳについてのトラヒック量とＣＩＮＲを測定するよう要求する。
【００７８】
５．トラヒック量が最も多いＢＳから開始して、各ＢＳについて最適な境界を発見する。
【００７９】
ａ．全てのＭＳのＣＩＮＲ値を測定し、ＣＩＮＲが高い順：γｉ，ｉ＝１，２，３，．．．，Ｍｊにリストアップする。ここで、Ｍｊは、第ｊのセル内のＭＳの数である。
【００８０】
ｂ．トラヒック量：Φｉ，ｉ＝１，２，３，．．．，Ｍｊによって全てのＭＳをリストアップする。
【００８１】
ｉ．トラヒック量は、総パケット数又はバイトのどちらかであってもよい。
【００８２】
ｃ．ＣＩＮＲ値に基づいて、１／３周波数と完全な周波数とにグループを分割する。
【００８３】
ｉ．ＦＲＦ１グループ：γｉ，ｉ＝１，２，３，．．．，Ｋ、ここでγＫ≧γＴＨ
ｉｉ．ＦＲＦ３グループ：γｉ，ｉ＝Ｋ＋１，．．．，Ｍｊ、γＫ＋１＜γＴＨ
ｄ．全てのＭＳについて、それらの測定されたＣＩＮＲ値：γｉ，ｉ＝１，２，３，．．．，Ｍｊに基づいて、ＭＣＳレベルを発見する。
【数５】
2013526218.tif 000007
【００８４】
ｅ．使用する総リソースを算出し、以下を比較する。
【数６】
2013526218.tif 000008
【００８５】
ｆ．境界を算出する。
【数７】
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【００８６】
ここで、Ｌｊ，ＦＲＦ３は、第ｊのセルのダウンリンクサブフレームのためのＯＦＤＭＡシンボルの最適数であり、Ｌｊは、ダウンリンクＯＦＤＭＡシンボルの総数である。
【００８７】
６．セル位置の条件に応じて、トラヒック量又はアラーム統計値の平均又は重み付け平均値を用いて、１／３周波数領域の最終的なシンボル数を発見する。
【００８８】
７．全てのＢＳに１／３周波数領域のためのシンボル数をブロードキャストする。
【００８９】
上述した様々な実施の形態を結合して、更なる実施の形態を提供することができる。本明細書で言及し、及び／又は示及び出願データシートにリストされている米国特許、米国特許公開公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、非特許文献の全ては、その全体が引用によって本願に援用される。必要であれば、様々な特許、出願、文献の概念を採用して、実施の形態の側面を変更し、更なる実施の形態を提供することもできる。
【００９０】
例えば、本発明の更なる側面に基づき、リモート管理システムは、以下のステップに基づいて、部分的周波数繰返しを実施するように構成され、これらのステップは、
リモート管理システムにおいて、リモート管理システムの通信範囲内のリモート無線アクセスポイントデバイスから、ある期間に亘って、アラーム統計値を受信するステップと、
リモート管理システムにおいて、初期の期間より長い期間に亘って、アラーム統計値の移動平均を算出するステップと、移動平均統計量がトリガ条件を満たす場合、部分的周波数繰返し境界探索を開始するステップとであり、部分的周波数繰返し境界探索は、
所定数のアラームを満たすリモート無線アクセスポイントデバイスをリストアップし、
各リモート無線アクセスポイントデバイスにおけるトラヒック量を測定し、
リモート無線アクセスポイントデバイスに接続されたモバイル機器において測定された受信機ＳＩＮＲ値を収集し、
各リモート無線アクセスポイントデバイスについて最適な境界を発見し、
重み付けされたアラーム係数と、各リストされたリモート無線アクセスポイントデバイスのための境界とを乗算することによって、全てのリモート無線アクセスポイントデバイスに同時に適用される最終的な境界を発見することによって開始される。
【００９１】
本発明の更に他の側面として、無線アクセスネットワーク内のリモート管理システムによってリモート無線アクセスポイントデバイスを初期化する方法が提供される。この方法は、
リモート無線アクセスポイントデバイスの電源を投入するステップと、
リモート管理システムからリモート無線アクセスポイントデバイスに初期構成ファイルを送信するステップと、
初期構成ファイルによってリモート無線アクセスポイントデバイスを初期化するステップと、
リモート無線アクセスポイントデバイスによって、近隣リモート無線アクセスポイントデバイスをスキャンするステップと、
リモート無線アクセスポイントデバイスからリモート管理システムに近隣リモート無線アクセスポイントデバイスのスキャンの結果を送信するステップと、
リモート管理システムが、リモート無線アクセスポイントデバイスからの送信の受信に応じて、近隣リスト及び無線周波数パラメータを設定するステップと、
生成された近隣リスト及び無線周波数パラメータに基づいて、更新された構成ファイルを生成するステップと、
リモート管理システムからリモート無線アクセスポイントデバイスに更新された構成ファイルを送信するステップと、
リモート無線アクセスポイントデバイスにおいて更新された構成ファイルを適用するステップとを有する。
【００９２】
包括的に言えば、添付の特許請求の範囲で使用する用語は、明細書及び特許請求の範囲において開示した特定の実施の形態に請求項を限定するものとは解釈されず、このような請求項に適用できる全ての範囲の均等物と共に、全ての可能な実施の形態を含むように解釈されるものとする。したがって、特許請求の範囲は、開示によって制限されない。
【図１】
2013526218.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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