(57)【要約】例示的な実施形態は、通信システムにおいて干渉を低減する方法を対象とする。少なくとも１つの例示的な実施形態において、方法が、複数のビームを生成するように構成された多指向性アンテナを有する第１の送信機による、通信システムにおける少なくとも１つの送信機の複数のビームのうち少なくとも１つの干渉するビームの少なくとも１つの干渉レベルを第１に特定すること、干渉レベルに基づいて送信ビーム・パターンを第２に特定し、送信ビーム・パターンは、対応するタイムスロットにおいて複数のビームを放射するシーケンスを示すこと、送信ビーム・パターンに基づいて、フラクショナル周波数繰り返しパターンを第３に特定すること、および送信ビーム・パターンおよび周波数繰り返しパターンに基づいてデータを送信することを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて干渉を低減する方法であって、
複数のビームを生成するように構成された多指向性アンテナ（５３５）を有する第１の送信機（５００）による、前記通信システムにおける少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）の複数のビームのうち少なくとも１つの干渉するビームの少なくとも１つの干渉レベルを第１に特定するステップ（Ｓ３１０）と、
前記干渉レベルに基づいて送信ビーム・パターンを第２に特定するステップ（Ｓ３４０）であって、前記送信ビーム・パターンは、対応するタイムスロットにおいて前記複数のビームを放射するシーケンスを示すステップと、
前記送信ビーム・パターンに基づいて、フラクショナル周波数繰り返しパターンを第３に特定するステップ（Ｓ３４５）と、
前記送信ビーム・パターンおよび前記周波数繰り返しパターンに基づいてデータを送信するステップ（Ｓ３５０）とを備える方法。
【請求項２】
前記第１の送信機（５００）は、基地局（ＢＳ４ａ）内にあり、さらに
前記第１の特定するステップ（Ｓ３１０）は、前記少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）から情報を受信することなしに前記干渉レベルを特定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１に特定するステップ（Ｓ３１０）は、
前記通信システムにおける移動局からチャネル品質インジケータを受信し、前記干渉レベルは、前記チャネル品質インジケータに基づくステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２に特定するステップ（Ｓ３４０）は、
競合グラフを生成することによって第１のタイムスロット内の前記送信ビーム・パターンを第２に特定し、前記競合グラフは、前記第１の送信機（ＢＳ４ａ）の前記複数のビームと、前記少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）の前記複数のビームとの間の干渉を表すステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フラクショナル周波数繰り返しパターンを前記第３に特定するステップ（Ｓ３４５）は、
前記干渉レベルに基づいて、前記干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）に直交周波数を割り当てるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第３に特定するステップ（Ｓ３４５）は、
ＵＥ（ユーザ機器）から受信された情報に基づいて、第１のローカルの拡張された競合グラフを特定し、前記第１のローカルの拡張された競合グラフは、前記第１の送信機（ＢＳ４ａ）の前記複数のビームと、前記少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）の複数のビームとの間の干渉を表すステップと、
前記第１のローカルの拡張された競合グラフに基づいて、前記フラクショナル周波数繰り返しパターンを決定するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第３に特定するステップ（Ｓ３４５）は、
前記少なくとも１つの干渉する送信機から第２のローカルの拡張された競合グラフを受信し、前記第２のローカルの拡張された競合グラフは、前記少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）の前記複数のビームと、前記少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）と干渉する送信機の複数のビームとの間の干渉を表すステップと、
前記第２のローカルの拡張された競合グラフに基づいて、前記フラクショナル周波数繰り返しパターンを決定するステップとを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第３に特定するステップ（Ｓ３４５）は、
前記第１のローカルの拡張された競合グラフ、および前記第２のローカルの拡張された競合グラフに基づいて、拡張された競合グラフを特定し、前記拡張された競合グラフは、前記第１の送信機（ＢＳ４ａ）の前記複数のビーム、および前記少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）の前記複数のビームのそれぞれに関連するサブバンド周波数を識別するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記送信ビーム・パターンを前記第２に特定するステップ（Ｓ３４０）は、前記複数のビーム、および前記少なくとも１つの干渉するビームに関する重み係数に基づいて、前記送信するビーム・パターンを決定する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数のビームを生成するように構成された多指向性アンテナ（５３５）を有する送信機（５００）であって、
前記通信システムにおける少なくとも１つの干渉する送信機（ＢＳ４ｂ）の複数のビームのうち少なくとも１つの干渉するビームの少なくとも１つの干渉レベルを特定するための第１の手段（５３０）と、
前記干渉レベルに基づいて送信ビーム・パターンを特定するための、前記送信ビーム・パターンは、対応するタイムスロットにおいて前記複数のビームを放射するシーケンスを示す第２の手段（５２０）と、
前記送信ビーム・パターンに基づいて、フラクショナル周波数繰り返しパターンを特定するための第３の手段（５２５）と、
前記送信ビーム・パターンおよび前記周波数繰り返しパターンに基づいてデータを送信するための手段（５３５）とを備える送信機（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、参照により内容全体が本明細書に組み込まれている、２０１０年１月２８日に出願した米国特許仮出願第６１／２９９，１９５号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋内の高いデータレートのワイヤレス・システムにおけるワイヤレス・チャネルの多散乱環境、より小さいセル・サイズ、および近くのＢＳ（基地局）間のより小さい距離のため、異なる送信機−受信機ペアが、互いに強い干渉を生じさせる可能性がある。これらの強い干渉は、ワイヤレス・システムのパフォーマンスをひどく制限する可能性がある。
【０００３】
ワイヤレス干渉は、屋外−屋内環境または屋内環境などの多散乱環境において対処するのがより困難である。この困難は、散乱、ならびに伝播される信号が複数の方向で反射されることにより、これらのことが、干渉を増大させ、さらにワイヤレス・システム・パフォーマンス（例えば、スペクトル効率、システム／ユーザ・スループット）を大幅に低下させる可能性がある。ＦＦＲ（フラクショナル周波数繰り返し）およびビーム・スイッチングが、ワイヤレス干渉を抑制するのに使用される異なる２つの方法である。しかし、屋外−屋内伝播または屋内−屋内電波の場合、ビーム・スイッチングからの調整されたビーム形成によって得られる利得は、無線チャネルの多散乱の性質によって大幅に低下させられる可能性がある。ＦＦＲが、マクロ・セルラ・システムにおいて広く使用されており、さらにＦＦＲは、屋内展開のために使用されることも可能である。ＦＦＲは、干渉を軽減するものの、ＦＦＲは、小さい周波数繰り返し率により、より低いスペクトル効率をもたらしもする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例示的な実施形態は、通信システムにおいて干渉を低減する方法を対象とする。より具体的には、競合グラフが、共同のビーム・スイッチング技術およびＦＦＲ技術において基地局によって、隣接する／近くの基地局の間の干渉を軽減するのに使用され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
少なくとも１つの例示的な実施形態において、方法が、複数のビームを生成するように構成された多指向性アンテナを有する第１の送信機による、通信システムにおける少なくとも１つの送信機の複数のビームのうち少なくとも１つの干渉するビームの少なくとも１つの干渉レベルを第１に特定すること、干渉レベルに基づいて送信ビーム・パターンを第２に特定することであって、送信ビーム・パターンは、対応するタイムスロットにおいて複数のビームを放射するシーケンスを示すこと、送信ビーム・パターンに基づいて、フラクショナル周波数繰り返しパターンを第３に特定すること、および送信ビーム・パターンおよび周波数繰り返しパターンに基づいてデータを送信することを含む。
【０００６】
例示的な実施形態は、添付の図面と併せて解釈される以下の詳細な説明から、より明確に理解されよう。図１〜図５は、本明細書で説明される、限定的でない例示的な実施形態を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】或る例示的な実施形態によるワイヤレス・システムを示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される基地局に関連するビームの例示的な実施形態を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示されるワイヤレス・システムに関する従来のビーム・スイッチング・パターン行列を示す図である。
【図２】ワイヤレス・システムの拡張された競合グラフを構築するための方法の例示的な実施形態を示す図である。
【図３Ａ】或る例示的な実施形態による干渉レベルを特定する方法を示す図である。
【図３Ｂ】或る例示的な実施形態による、干渉を低減し、さらに競合グラフを生成する方法を示す図である。
【図３Ｃ】或る例示的な実施形態によるビーム形成パターンを決定する方法を示す図である。
【図３Ｄ】或る例示的な実施形態によるＦＦＲパターンを決定する方法を示す図である。
【図４Ａ】或る例示的な実施形態によるＵＥ（ユーザ機器）にビームを送信するように構成された２つの基地局を示す図である。
【図４Ｂ】或る例示的な実施形態による競合グラフを示す図である。
【図４Ｃ】或る例示的な実施形態による競合グラフを示す図である。
【図４Ｄ】或る例示的な実施形態によるビーム・スイッチングおよびＦＦＲのスキームを示す図である。
【図５】或る例示的な実施形態による基地局に含められた送信機を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、いくつかの例示的な実施形態が示される添付の図面を参照して、様々な例示的な実施形態をより詳しく説明する。これらの図面では、層および領域の厚さは、簡明のため強調されている可能性がある。
【０００９】
したがって、例示的な実施形態は、様々な変形、および代替の形態が可能であるが、例示的な実施形態のうちのいくつかの実施形態が、図面に例として示され、本明細書で詳細に説明される。しかし、例示的な実施形態を、開示される特定の形態に限定する意図は全くなく、それどころか、例示的な実施形態は、特許請求の範囲に含まれるすべての変形形態、均等形態、および代替形態を範囲に含むものとされることを理解されたい。同様の符号は、図の説明全体にわたって同様の要素を指す。
【００１０】
第１の、第２の、などの用語が様々な要素を記述するのに本明細書で使用され得るが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、１つの要素を別の要素から区別するのに使用されるに過ぎない。例えば、例示的な実施形態の範囲を逸脱することなく、第１の要素が第２の要素と呼ばれることも可能であり、同様に、第２の要素が第１の要素と呼ばれることも可能である。本明細書で使用される、「および／または」という用語には、関連するリストアップされる項目のうちの１つまたは複数の項目の任意の組合せ、およびすべての組合せが含まれる。或る要素が別の要素に「接続」または「結合」されていると記載される場合、その要素は、他方の要素に直接に接続される、または直接に結合されることも、介在する要素が存在することも可能であることが理解されよう。これに対して、或る要素が別の要素に「直接に接続」されている、または「直接に結合」されていると記載される場合、介在する要素は全く存在しない。要素間の関係を表すのに使用される他の語も、同様に解釈されるべきである（例えば、「〜の間」対「直に〜の間」、「隣接する」対「直に隣接する」など）。
【００１１】
本明細書で使用される技術用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的としており、例示的な実施形態を限定することは意図していない。本明細書で使用される、「或る」および「その」という単数形は、文脈がそうでないことを明確に示すのでない限り、複数形も含むことを意図している。「備える」、「備えた」、「含む」、および／または「含んだ」という用語は、本明細書で使用される場合、記載される特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、他の１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／または以上の群の存在または追加を排除するものではないことがさらに理解されよう。
【００１２】
また、一部の代替の実施形態において、記載される機能／動作は、図に記載される順序を外れて行われ得ることにも留意されたい。例えば、順に示される２つの図は、実際には、関与する機能／動作に依存して、実質的に同時に実行されてもよく、または、時として、逆の順序で実行されてもよい。別様に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、例示的な実施形態が属する技術分野の業者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。用語、例えば、一般的に使用される辞書で定義される用語は、関係のある技術分野の脈絡におけるそれらの用語の意味と合致する意味を有するものと解釈されなければならず、本明細書で特に定義されない限り、理念化された意味、または過度に形式的な意味で解釈されることはないことがさらに理解されよう。
【００１３】
例示的な実施形態、および対応する詳細な説明のいくつかの部分は、ソフトウェア、またはアルゴリズム、ならびにコンピュータ・メモリ内のデータビットに対する操作の記号表現に関連して提示される。これらの記述および表現は、当業者が、自らの作業の内容を他の当業者に効果的に伝える記述および表現である。アルゴリズムは、本明細書でこの用語が使用される場合、さらに一般的に使用される場合にも、所望される結果につながる自己矛盾のない一連のステップと考えられる。それらのステップは、物理量の物理的操作を要求するステップである。通常、必然的にではないものの、これらの量は、格納されること、転送されること、組み合わされること、比較されること、さらにそれ以外で操作されることが可能である光信号、電気信号、または磁気信号の形態をとる。主に一般的な用法の理由で、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数などと呼ぶことが、時として好都合であることが分かっている。
【００１４】
以下の説明において、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などを含むプログラム・モジュールまたは機能プロセスとして実施されることが可能であり、さらに既存のシステム要素または制御ノード（例えば、セル・サイト、基地局、またはノードＢに配置されたスケジューラ）における既存のハードウェアを使用して実施されることが可能である動作、および操作の記号表現（例えば、流れ図の形態の）に関連して、例示的な実施形態が説明される。そのような既存のハードウェアには、１つまたは複数のＣＰＵ（中央処理装置）、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）、特定用途向け集積回路、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ）コンピュータなどが含まれ得る。
【００１５】
しかし、これら、および類似する用語のすべては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、これらの量に付けられる便利なラベルに過ぎないことに留意されたい。特に明記しない限り、または説明から明白なとおり、「処理する」または「算出する」または「計算する」または「判定する」または「表示する」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリの内部の物理的な、電子的な量として表されるデータを操作して、コンピュータ・システム・メモリもしくはコンピュータ・システム・レジスタ、または他のそのような情報格納デバイス、情報伝送デバイス、または情報表示デバイスの内部で物理量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータ・システム、または類似した電子コンピューティング・デバイスの動作およびプロセスを指す。
【００１６】
また、例示的な実施形態のソフトウェアによって実施される態様は、通常、何らかの形態の実体のある（または記録する）記憶媒体上に符号化される、または何らかのタイプの伝送媒体を介して実施されることにも留意されたい。その実体のある記憶媒体は、磁気型（例えば、フロッピーディスクまたはハードドライブ）であっても、光学型（例えば、コンパクトディスク読み取り専用メモリ、つまり、「ＣＤ  ＲＯＭ」）であってもよく、さらに読み取り専用型であっても、ランダムアクセス型であってもよい。同様に、その伝送媒体は、より対線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で知られている他の何らかの適切な伝送媒体であることが可能である。例示的な実施形態は、任意の所与の実施形態のこれらの態様によって限定されない。
【００１７】
本明細書で使用される、ＵＥ（「ユーザ機器」）という用語は、モバイル・ユーザ、移動局、モバイル端末装置、ユーザ、加入者、ワイヤレス端末装置、および／または遠隔局と同義であることが可能であり、さらにワイヤレス通信システムにおけるワイヤレス・リソースの遠隔ユーザを表すことが可能である。「基地局」という用語は、１つまたは複数のセル・サイト、基地局、アクセスポイント、および／または無線周波数通信の任意の終端として理解され得る。現在のシステム・アーキテクチャは、モバイル／ユーザ・デバイスとアクセスポイント／セル・サイトの区別を考慮する可能性があるものの、以降に説明される例示的な実施形態は、一般に、例えば、アドホック・システム・アーキテクチャおよび／またはメッシュ・システム・アーキテクチャなどの、その区別がそれほど明確でないアーキテクチャに一般に適用可能であり得る。
【００１８】
図１Ａは、或る例示的な実施形態によるワイヤレス・システムを示す。図１Ａに示されるとおり、６つのＢＳ（基地局）ＢＳ１〜ＢＳ６が、９つの建造物１０５１〜１０５９の複数のフロアに関してワイヤレス・カバレッジを提供するように展開される。６つの基地局、および９つの建造物が例示されるが、例示的な実施形態は、これら数の基地局および建造物に限定されないことを理解されたい。例示的な実施形態は、６つの基地局、および／または９つの建造物より多い、または少ない基地局、および／または建造物で実施されてもよい。
【００１９】
基地局ＢＳ１〜ＢＳ６の相対的なロケーションは、ＵＥからのフィードバックなどのパラメータに従って特定される。基地局ＢＳ１〜ＢＳ６のロケーションを特定するのに使用される方法は、よく知られており、さらに任意の知られている方法が、基地局ＢＳ１〜ＢＳ６のロケーションを特定するのに使用され得る。このため、簡明のため、さらなる説明は与えられない。
【００２０】
各基地局ＢＳ１〜ＢＳ６は、任意の所与の方向に向けてビームを形成することができるスマートアンテナを備える。図１Ｂは、６つの方向に向けて、それぞれ、ビーム、Ｂｅａｍ１〜Ｂｅａｍ６を形成するように構成されたスマートアンテナを有する基地局ＢＳ１の例示的な実施形態を示す。基地局ＢＳ１だけが図１Ｂに示されるが、基地局ＢＳ２〜ＢＳ６も、同一の、または類似したスマートアンテナを有する。さらに、基地局ＢＳ１は、６つの方向に向けて、それぞれ、６つのビーム、Ｂｅａｍ１〜Ｂｅａｍ６を形成するものとして例示されるが、例示的な実施形態において６つより多い、または少ない方向が実施されてもよいことを理解されたい。以下に与えられるのは、ビーム、Ｂｅａｍ１〜Ｂｅａｍ６に関する放射角の例である。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
図１Ｃは、図１Ａに示されるワイヤレス・システムに関する従来のビーム・スイッチング行列を示す。
【００２３】
行列要素Ｂｉｊは、ｊタイムスロットにおけるｉ基地局のビーム・インデックスを表す。例えば、最初の行は、基地局ＢＳ１が、第１のタイムスロット、第２のタイムスロット、第３のタイムスロット、第４のタイムスロット、第５のタイムスロット、および第６のタイムスロットにおいてビーム、Ｂｅａｍ１、Ｂｅａｍ２、Ｂｅａｍ３、Ｂｅａｍ４、Ｂｅａｍ５、およびＢｅａｍ６を放射することを示す。このシーケンスは、後続のタイムスロットにおいて同一の順序で繰り返される。しかし、図１Ｃに示される従来のビーム・スイッチング・パターン行列は、近くの複数の基地局が、互いに干渉するビームを放射することをもたらし得る。さらに、従来のビーム・スイッチング・パターンは、近くのＢＳの間で強い干渉をもたらし得る。
【００２４】
これらの例示的な実施形態において、競合グラフ・ベースの共同のビーム・スイッチングおよびＦＦＲのアプローチが、特に、屋外−屋内ワイヤレス通信および屋内−屋内ワイヤレス通信に関して、多散乱環境において近くの基地局（例えば、ＢＳ１〜ＢＳ６）の間の干渉を軽減するのに使用される。
【００２５】
隣接するＢＳ、および近くのＢＳとは、互いに物理的に近く、さらに強い干渉を受ける可能性があるＢＳを指し得る。強い干渉の一例が、ＵＥが、近くの２つのＢＳから同等に強い信号を受信する場合である。ＵＥは、１つのＢＳだけにアタッチされているので、他方のＢＳからの信号は、干渉である。この例において、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）は、ＵＥが、アタッチされたＢＳから情報を回復することができないようになる０ｄＢ未満である。
【００２６】
ＢＳは、ＵＥからのフィードバックに基づいて、近くのＢＳを特定することが可能である。複数のＢＳにまたがるビーム・スイッチングおよびＦＦＲが、相互干渉効果を受けて実行される。各ＢＳは、ビーム・スイッチング／周波数帯域シーケンスによって特徴付けられ、このシーケンスは、異なる時点で基地局アンテナによって放射されるビームのシーケンスである。このビーム・シーケンスは、時間的に繰り返されるものと予期される。
【００２７】
いくつかの例示的な実施形態において、一群の近くのＢＳの間でビーム・スイッチング・シーケンスを交換することによって、ビーム・スイッチングが、調整された仕方で実行されて、干渉が軽減されることが可能である。ＦＦＲが、このビーム・スイッチング方法と併せて使用されて、干渉をさらに除去する。やはり、動的に変化する環境において、適応アルゴリズムが、近くの複数のＢＳによって、環境、例えば、活性のユーザの数、ユーザのロケーション、チャネル品質、およびトラフィック条件を監視することによって収集された情報に基づいて、調整されたビーム・スイッチングおよびＦＦＲを実行するのに使用される。
【００２８】
つまり、各ビームが、異なるタイムスロットによって指し示される０〜１を指示する変数のシーケンスに関連付けられる。特定のタイムスロットで指示する変数の値は、ビームが、基地局によって放射されるか否かを決定し、例えば、その変数が０である場合、対応するビームは活性化され、０ではない場合、ビームはオフにされる。
【００２９】
また、例示的な実施形態は、或るＢＳに属する複数のビームが、同時に活性であるとともに、各ビームが、或る周波数帯域に関連付けられ得る場合にも適用される。例えば、デューティサイクルを使用して、ビーム・シーケンスを繰り返す代わりに、ＢＳは、Ｎ個のビームを同時に放射して、各ビームに特定の周波数帯域を割り当てることができる。
【００３０】
図２Ａ〜図２Ｃは、競合グラフ、ワイヤレス・システム（例えば、スモールセルシステム）を構築するための方法の例示的な実施形態を示す。
【００３１】
図２Ａに示されるとおり、４つのＢＳ、ＢＳＡ〜ＢＳＤが、２つのクラスタ２０５１〜２０５２のＵＥ２１０にサービスを提供するのに使用される。各基地局、ＢＳＡ〜ＢＳＤは、基地局ＢＳ１と同一であることが可能であり、このため、さらなる説明は、簡明のために省略される。
【００３２】
ワイヤレス・システムは、図２Ｂに示されるとおり、各基地局ＢＳＡ〜ＢＳＤを対応するＵＥ２１０に接続する４つのワイヤレス・リンク、Ｌｉｎｋ１〜Ｌｉｎｋ４として２つの基地局（例えば、ＢＳＡおよびＢＳＤ）によってモデル化され得る。各リンク、Ｌｉｎｋ１〜Ｌｉｎｋ４は、送信機−受信機ペアを表す。ワイヤレス・チャネルの周波数繰り返しの性質のため、異なる複数のワイヤレス・リンクが、互いに強い干渉を生じさせる可能性がある。図２Ｂに示される例において、リンク、Ｌｉｎｋ１とＬｉｎｋ２が、強い相互干渉を受ける一方で、リンク、Ｌｉｎｋ１とＬｉｎｋ３の間、またはＬｉｎｋ１とＬｉｎｋ４の間には強い干渉が全く存在しない。ワイヤレス・リンク、Ｌｉｎｋ１〜Ｌｉｎｋ４の間の競合は、図２Ｃに示される競合グラフにおいて捉えられる。この競合グラフは、二部グラフであり、ワイヤレス・システムにおける各ワイヤレス・リンク、Ｌｉｎｋ１〜Ｌｉｎｋ４が、可変ノードと呼ばれる、左側のノードによって表される。異なるリンク、Ｌｉｎｋ１〜Ｌｉｎｋ４の間の制約は、制約ノードと呼ばれる、右側の一群のノードＣＮ１〜ＣＮ２によって表される。図示されるとおり、２つの可変ノードは、対応するワイヤレス・リンクが互いに競合している場合、すなわち、ＦＦＲが使用されない場合に互いに強く干渉している場合、制約ノードに接続される。
【００３３】
例えば、リンク、Ｌｉｎｋ１およびＬｉｎｋ２を表す可変ノードが、リンク、Ｌｉｎｋ１と、リンク、Ｌｉｎｋ２が互いに競合するため、制約ノードＣＮ１に接続される。２つのリンクが制約ノードに接続される場合、１つだけのリンクがタイムスロット内で生成され、またはＦＦＲが使用される。例えば、リンク、Ｌｉｎｋ１およびＬｉｎｋ２は、これらのリンク、Ｌｉｎｋ１およびＬｉｎｋ２が制約ノードＣＮ１に接続されるため、異なるタイムスロットにおいて、または異なる周波数で生成される。
【００３４】
異なるリンク、Ｌｉｎｋ１〜Ｌｉｎｋ４が、競合ノードＣＮ１〜ＣＮ２に接続されるかどうかを判定するのに、各基地局ＢＳＡ〜ＢＳＤは、分散化されたアルゴリズムに基づいて、ローカル測定（例えば、ＳＩＮＲ（信号対雑音干渉比））を実行し、さらに／または近くの基地局を相手に情報を交換して、図３を参照してさらに詳細に説明されるとおり、図２Ｂに示されるモデル、および図２Ｃに示される完全な拡張された競合グラフを生成するように構成される。このことは、ワイヤレス・システムにおける、より小さいオーバーヘッドにつながる。
【００３５】
各基地局ＢＳＡ〜ＢＳＤは、ワイヤレス・システムの完全な拡張された競合グラフの一部分である、ローカルの拡張された競合グラフを格納する。ローカルの拡張された競合グラフは、ノードの一部分と、完全な拡張された競合グラフのエッジとから成る完全な拡張された競合グラフの部分グラフである。完全な拡張された競合グラフは、図２Ｃに示されるとおり、接続された多くのノードとエッジから成る。
【００３６】
各基地局ＢＳＡ〜ＢＳＤは、それらの測定（ＵＥからのフィードバック）、ならびにワイヤレス・システムにおける他の近くのＢＳから受信された情報メッセージに基づいて、その基地局ＢＳＡ〜ＢＳＤのローカルの拡張された競合グラフを生成する。代替として、マスタ・コントローラが、すべてのＢＳから情報を収集して、次に、完全な拡張された競合グラフを生成し、さらに各ＢＳに、そのＢＳに対応するローカルの拡張された競合グラフを送信してもよい。
【００３７】
制約ノードＣＮ１〜ＣＮ２は、干渉に関するしきい値レベルであることが可能である。測定情報に基づいて、基地局ＢＳＡ〜ＢＳＤが、いずれのリンク、Ｌｉｎｋ１〜Ｌｉｎｋ４が制約ノードＣＮ１〜ＣＮ２に接続されるかを判定するように構成される。例えば、リンク、Ｌｉｎｋ１とリンク、Ｌｉｎｋ２の間の干渉レベルが或る干渉しきい値を超えた場合、リンク、Ｌｉｎｋ１およびリンク、Ｌｉｎｋ２は、制約ノード（例えば、ＣＮ１）に接続される。
【００３８】
拡張された競合ノードＥＣＮ１〜ＥＣＮ２が、各制約ノードＣＮ１〜ＣＮ２に接続される。それぞれの拡張された制約ノードＥＣＮ１〜ＥＣＮ２は、ビーム間の競合を解決する可能なＦＦＲを表す。
【００３９】
図３Ａ〜図３Ｄは、或る例示的な実施形態による、干渉を低減し、さらに競合グラフを生成する方法を示す。図４Ａ〜図４Ｄは、図３Ａ〜図３Ｄの方法を実施するように構成されたワイヤレス・システムを示す。
【００４０】
図３Ａは、初期設定の方法を示し、より具体的には、近くの基地局に関して干渉レベルを特定する方法を示す。Ｓ３００で、ＢＳが、この方法を開始する。図３Ａに示される方法は、初期設定中にＢＳによって実行され得る。システムにおける他の各ＢＳが、同一の方法を実行するように構成されることが可能であり、さらに初期設定プロセスを実行する際に、初期設定するＢＳからの通信を認識することが可能である。つまり、初期設定するＢＳは、システムにおける基地局のすべてによって共有される分散化されたアルゴリズムを使用することによって、測定の目的でビームを放射するよう、その他の基地局に命令するように構成される。さらに、図３Ａは、初期設定に関連して説明されるが、ＢＳは、この方法を定期的に実行してもよいことを理解されたい。
【００４１】
Ｓ３０５で、ＢＳが、第１のタイムスロットにおいて第１のビームを放射する。Ｓ３１０で、ＢＳが、第１のビームと、第１のタイムスロットで他のＢＳによって放射される他のビームとの間の干渉を特定する。
【００４２】
異なるビームの間の干渉レベルは、ＢＳによって、ＢＳと通信するＵＥからＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）を収集することによって獲得される。例えば、測定は、ＢＳからＵＥに訓練シーケンスを送出すること、およびフィードバックを受信することによって実行され得る。訓練シーケンスは、受信側に、この場合は、ＵＥに知られているデータのシーケンスである。
【００４３】
つまり、ＢＳは、干渉する基地局から情報を受信することなしに、干渉レベルを特定することが可能である。
【００４４】
さらに、ＢＳが、バックホール、Ｘ２（バックボーン・システム）によって近くの基地局を相手に情報、および干渉レベル情報を交換し、さらに／または測定情報をブロードキャストすることが可能である。ＵＥによって報告される情報は、システムにおけるＢＳの間で交換される情報の一部であることが可能である。
【００４５】
各ビームは、ビームＩＤ（識別情報）および／またはセルＩＤを有する。ＢＳは、干渉するビーム（またはセル）のビームＩＤを調べることによって、複数の干渉するビームを見分ける。知られているとおり、セル／ビームＩＤは、システムの構成の一部である。各セル／ビームＩＤは、ＢＳの初期設定プロセス中に割り当てられる。
【００４６】
Ｓ３１５で、ＢＳが、第１のビームに関するすべての干渉が測定されているかどうかを判定する。ＢＳは、近くのＢＳから交換される情報に基づいて、第１のビームに関するすべての干渉が測定されているかどうかを判定するように構成される。
【００４７】
すべての干渉が測定されてはいない場合、ＢＳは、Ｓ３２０で、次のタイムスロットにおける第１のビームを放射する。次のタイムスロットで、システムにおけるその他の基地局は、第１のタイムスロットの場合とは異なるビームを放射している。その結果、ＢＳは、次のタイムスロット中に第１のビームと、Ｓ３１０における干渉するビームとの間の干渉を特定する。
【００４８】
第１のビームに関するすべての干渉が特定されると、ＢＳは、Ｓ３２５で、ＢＳのビームのすべてに関するすべての干渉が特定されているかどうかを判定する。すべてのビームに関するすべての干渉が特定されてはいない場合、ＢＳは、Ｓ３３０で、放射するビームを変更する。このため、ＢＳは、Ｓ３０５で、第１のタイムスロットで第２のビームを放射し、ＢＳのビームのすべてに関するすべての干渉が特定されるまで、ステップＳ３１０〜３２５を繰り返す。
【００４９】
ＢＳのビームのすべてに関するすべての干渉が特定されると、Ｓ３３５で、初期干渉特定方法が終了する。システムにおける近くのＢＳから受信された測定、およびそのＢＳ自らの干渉測定に基づいて、各ＢＳは、ローカルの拡張された競合グラフを特定することが可能である。
【００５０】
図３Ｂは、或る例示的な実施形態による、干渉を低減し、さらに競合グラフを生成する方法を示す。Ｓ３４０で、ＢＳが、図３Ａに示される方法において特定された干渉に基づいて、ビーム形成パターンを決定する。
【００５１】
図３Ｃは、Ｓ３４０の例示的な実施形態を示す。Ｓ３４０２で、ＢＳが、第１のタイムスロットで開始する。図３Ｃは、ＢＳが特定を行うことに関連して説明されるが、システムのコントローラが、図３Ｃの方法を実行して、システムにおけるＢＳにビーム形成決定を送信してもよく、または図３Ｃの方法が、近くのＢＳを介して分散された仕方で実行されてもよいことを理解されたい。
【００５２】
Ｓ３４０４で、ＢＳが、第１のタイムスロット中に放射するのに、最大の重みを有するビームを選択し、このことは、貪欲アルゴリズムを実施することとしても知られる。貪欲アルゴリズムを実施することによって、ＢＳは、最も大きい重み係数を有するビームを選択する。ビームの重み係数は、トラフィック条件およびチャネル品質に基づいて基地局によって決定される。例えば、重み係数は、バッファの中のデータ・パケットのキューの長さと、ビームに関連するワイヤレス・チャネルのスループットの積であり得る。さらに、重み係数は、ビームに関連するユーザのタイプに基づくことも可能である。例えば、プレミアムサービスを有するユーザに関連するビームに、基地局によって、より大きい重みが与えられる。
【００５３】
Ｓ３４０６で、ＢＳが、第１のタイムスロット中に最大の重みを有する選択されたビームが放射される場合、最大の重みを有する選択されたビームと競合するビームをオフにするよう、他のＢＳに命令するビーム形成パターンを決定する。このため、選択されたビームが放射される際（Ｓ３５０で）、競合するビームは放射されない。ＢＳは、選択されたビームとそれらのビームが競合しており、したがって、制約ノードに接続されることを示すように、ローカルの拡張された競合グラフを更新する。
【００５４】
ＢＳは、そのビームと干渉するビームの間の干渉が或る干渉しきい値を超えた場合、干渉するビームが競合していると判定する。干渉しきい値は、システムが実施される前に、経験的なデータおよび試験に基づいて決定された値である。このしきい値は、システムによって使用されるＭＣＳ（変調符号化スキーム）、およびワイヤレス・チャネルの特性によって決定され得る。また、しきい値は、システムが活性化／実施された後に変更されることも可能である。
【００５５】
Ｓ３４０８で、ＢＳが、選択されていない、または考慮から除外されていない、残っているビームが存在するかどうかを判定する。残っているビームがある場合、ＢＳは、Ｓ３４０４で、やはり第１のタイムスロット中に放射されるのに最大の重みを有する、残っているビームを選択する。ＢＳは、残っているビームが無くなるまで、ステップＳ３４０４〜Ｓ３４０８を繰り返す。
【００５６】
例えば、システムは、５つのＢＳを含み、各ＢＳが、第１のビームと、第２のビームとを出力するように構成されている。第１のＢＳの第１のビームが最大の重みを有し、第１のタイムスロット中に放射されるように選択される。第１のＢＳの第２のビーム、ならびに第２のＢＳおよび第３のＢＳの第１のビームは、第１のＢＳの第１のビームと競合しており、このため、選択されたビームとともに考慮から除外される。次に、ＢＳは、第２のＢＳ、および第３のＢＳの第２のビーム、ならびに第４のＢＳ、および第５のＢＳからの第１のビーム、および第２のビームから、第１のタイムスロット中に放射されるように別のビームを選択する。ＢＳは、第１のタイムスロットにおける考慮のために残っているビームが無くなるまで、このプロセスを繰り返す。
【００５７】
残っているビームが無くなると、ＢＳは、Ｓ３４１０で、そのタイムスロットが、ビーム形成サイクルの終わりにあるかどうかを判定する。ビーム形成サイクルは、Ｎ個のタイムスロットを有する。
【００５８】
タイムスロットが、ビーム形成サイクルの終わりにはない場合、ＢＳは、Ｓ３４１２で、タイムスロットを１だけインクリメントし、インクリメントされたタイムスロットに関してＳ３４０４〜Ｓ３４１０を実行する。
【００５９】
ＢＳは、各タイムスロットの後に各ビームに関する重み係数を計算するように構成される。このため、各ビームに関する重み係数は、各タイムスロットに関して変わる可能性がある。例えば、或るビームが、先行するタイムスロット内で放射されるようにＢＳによって選択された場合、データのキューの長さは短くなる（データが、先行するタイムスロット内で送信される）ため、選択されたビームの重み係数は、小さくなる。
【００６０】
システムにおける複数の基地局は、互いに通信することを理解されたい。このため、図３Ａ〜図３Ｄは、１つのＢＳがすべてのステップを実行して説明されるが、計算および判定は、システム内のすべてのＢＳと共有されることを理解されたい。このため、各ＢＳが、各ＢＳのビーム・スイッチング・パターンおよびＦＦＲパターンを知っている。
【００６１】
ビーム形成パターンがＳ３４０で完了すると、ＢＳは、図３Ｂに示されるとおり、Ｓ３４５でＦＦＲパターンを決定する。
【００６２】
図３Ｄは、Ｓ３４５におけるＦＦＲパターンを決定することの例示的な実施形態を示す。システムにおける各ＢＳが、ＦＦＲパターンを決定する。代替として、集中コントローラが、ＦＦＲパターンを決定して、その決定を各ＢＳに送信するように構成されてもよい。２つのビームが互いに強い相互干渉を生じる場合、基地局は、ＦＦＲを使用して、その干渉を軽減して、少なくとも２つの干渉するビームが放射されることを許すことが可能である。
【００６３】
Ｓ３４５２で、ＢＳが、第１のタイムスロットで方法を開始する。Ｓ３４５４で、ＢＳが、競合するビーム、および第１のタイムスロットにおける選択された放射されるビームに関してＦＦＲが可能であるかどうかを判定する。前述したとおり、各ビームには、トラフィック条件およびチャネル品質に基づいて変わる重み係数が関連付けられる。その結果、重み係数は、他のビームが同時に放射される場合、変わる可能性がある。
【００６４】
特定のビームに関して、各ＦＦＲパターンは、その特定のビームに割り当てられたサブバンドの特定のグループに対応する。重みは、ＢＳによって、そのビームのバッファ長と、サブバンドのその特定のグループの合計スループットの積として計算され得る。さらに、ビームは、合計で３つのサブバンドのうち１つだけしか使用しないことが可能であり、このことは、第１のタイプの制約と呼ばれ得る。このタイプの制約に加えて、他の２つのタイプの競合が存在する。第２のタイプの制約は、ビーム間干渉回避のために、各サブバンドが、同一のＢＳの１つのビームだけによってしか使用され得ないという事実を表す。第３のタイプの制約は、同一のサブバンド周波数を有する異なる複数のＢＳからのビームの間のセル間干渉を表す。
【００６５】
ＢＳは、競合するビームが放射される場合の放射されるビームの重みに、競合するビームの重みを足した値が、競合するビームが放射されない場合の放射されるビームの重みより大きい場合、ＦＦＲが可能であると判定する。ビームの組合せが、この３つの制約のうち１つの制約を受ける場合、ＢＳは、ＦＦＲが可能でないと判定する。
【００６６】
ＦＦＲが可能である場合、放射されるビームは、周波数帯域の１／２を占めることが可能であり、さらに競合するビームは、残りの１／２を占めることが可能である。複数の競合するビームが放射され得ることを理解されたい。
【００６７】
例えば、ＢＳは、ＵＥからのフィードバック、ならびに各ビームの帯域幅およびキュー長に基づいて、チャネルスループットの積である各ビームに関する重みを計算し、次に、その積に応じて帯域幅を分割することが可能である。２つの競合するビームに関して、第１のビームの重みが２であり、さらに第２のビームの重みが１である場合。競合する放射されるビームなしに放射される第１のビームの重みが３未満である場合、ＦＦＲが実施される。すると、ＦＦＲが可能である場合、第１のビームが、完全な帯域幅の最初の２／３を占め、さらに第２のビームが、帯域幅の残りの１／３を占める。このため、帯域幅は、帯域幅に基づいて割り当てられることが可能である。
【００６８】
Ｓ３４５４でＦＦＲが可能である場合、ＢＳは、Ｓ３４５６でそのタイムスロットに関してＦＦＲを実施する。次に、ＢＳは、Ｓ３４５８で、ビーム形成サイクルにおけるすべてのタイムスロットが考慮されているかどうかを判定する。ＦＦＲが可能でない場合、方法は、Ｓ３４５８に進む。
【００６９】
すべてのタイムスロットが考慮されてはいない場合、ＢＳは、Ｓ３４６０でタイムスロットを１だけインクリメントし、さらにステップＳ３４５４〜Ｓ３４５８を繰り返す。
【００７０】
すべてのタイムスロットがＢＳによって考慮されている場合、ＢＳは、図３Ｂに示されるとおり、Ｓ３５０で、決定されたビーム形成パターンおよびＦＦＲパターンに従って、データを送信し、ＢＳのビームを放射する。
【００７１】
Ｓ３５５で、ＢＳは、ＢＳが追加されている、もしくは除去されているかどうか、または新たなビームサイクルに達しているかどうかを判定する。ＢＳが追加されている、もしくは除去されている、または新たなビームサイクルに達している場合、ＢＳは、Ｓ３６０で、それに相応して、干渉を再び特定し、さらにＢＳのローカルの拡張された競合グラフを更新する。次に、ＢＳは、ＢＳのローカルの拡張された競合グラフを、システムにおける複数のＢＳに送信する。すると、それらのＢＳは、受信された更新済みのローカルの拡張された競合グラフに基づいて、完全な競合グラフを更新することができる。Ｓ３６０は、図３Ａに示される方法と同一であることが可能である。
【００７２】
図３Ａ〜図３Ｄの方法の例として、図４Ａは、建造物４０５１〜４０５４の中のＵＥにビームを送信するように構成された２つの基地局ＢＳ４ａおよびＢＳ４ｂを示す。図４Ａで、基地局ＢＳ４ａおよびＢＳ４ｂは、図３Ｃの方法を使用して基地局ＢＳ４ａおよびＢＳ４ｂのそれぞれのビーム・スイッチング・パターンを既に決定している。
【００７３】
基地局基地局ＢＳ４ａは、複数のビームＢ１ｘを送信するように構成され、ただし、ｘは、送信されるビームの数を表す。基地局基地局ＢＳ４ｂは、複数のビームＢ２ｗを送信するように構成され、ただし、ｗは、送信されるビームの数を表す。複数のビームＢ１ｘおよびＢ２ｗのそれぞれは、通信のために使用される任意の周波数帯域で送信され得る。重なり合わない周波数サブバンドが、ビーム間干渉を回避するように同一の基地局の異なる複数のビームに割り当てられる。
【００７４】
異なる複数のビームの間の干渉レベルが、基地局ＢＳ４ａおよびＢＳ４ｂによって、図３Ａの方法を使用して、基地局ＢＳ４ａおよびＢＳ４ｂと通信するＵＥからＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）を収集することによって獲得される。
【００７５】
干渉レベルが干渉しきい値を超えるかどうか、およびビームが、前述した３つの制約を受けるかどうかに基づいて、競合グラフにおいて制約ノードが生成される。例えば、ビームＢ１１およびＢ２１に関する測定される干渉レベルが、周波数サブバンドにおける干渉しきい値を超える場合、基地局ＢＳ４ａおよびＢＳ４ｂに関する競合グラフにおいて制約ノードが生成される。
【００７６】
例えば、図４Ｂ〜図４Ｃは、図４Ａにおける基地局ＢＳ４ａによって生成された完全な競合グラフを示す。基地局ＢＳ４ａは、基地局ＢＳ４ａのローカルの拡張された競合グラフ、および基地局ＢＳ４ｂから受信されたローカルの拡張された競合グラフに基づいて、完全な競合グラフを生成するように構成される。
【００７７】
図４Ｂ〜図４Ｃに示されるとおり、各円は、特定のワイヤレス・リンク、Ｌｉｎｋｔ，ｙ，ｚに、すなわち、データ送信のためにサブバンド周波数を使用する１つのビーム（アンテナ）に対応し、ただし、ｔは、ＢＳであり、ｙは、ビームであり、ｚは、サブバンドである。例えば、第１の円は、第１のサブバンドが、第１のＢＳ（ＢＳ４ａ）の第１のビーム（Ｂ１１）によって使用されるＬｉｎｋ１，１，１を表す。
【００７８】
各長方形ノードは、複数のワイヤレス・リンクの間の制約（競合）ＣＮｔ，ｙ，ｖを表し、ただし、ｖは、制約のタイプを表す。図４Ｂで、ビームＢ１１は、合計で３つのサブバンドのうちの１つだけしか使用することができず、このことが、第１の行における第１の長方形ノード（ＣＮ１，１，１）によって表される。このことは、第１のタイプの制約と見なされ得る。このタイプの制約に加えて、この例において他の２つのタイプの競合が存在する。第２のタイプの制約は、各サブバンドが、ビーム間干渉回避のために同一のＢＳの１つのビームだけによってしか使用され得ないことを示す。第３のタイプの制約は、異なる複数のＢＳからのビームの間のセル間干渉を表す。
【００７９】
図３Ａ〜図３Ｄの方法を使用して決定されたビーム形成パターンおよびＦＦＲパターンを使用して、基地局ＢＳ４ａが、図４Ｃに示される単純化された競合グラフを生成することが可能である。
【００８０】
この場合、弧に接続された円ノードは、対応するワイヤレス・リンクが活性である一方で、接続されていない円ノードに対応する他のワイヤレス・リンクはオフにされることを示す。図４Ｃで、各制約（長方形）ノードが、せいぜい１つの可変（円）ノードに接続されており、このことは、活性のワイヤレス・リンクの間に競合が全く存在しないことを示す。最後に、図４Ｄは、基地局ＢＳ４ａおよびＢＳ４ｂによって使用される獲得された周波数繰り返しパターンを示す。
【００８１】
図５は、例示的な実施形態による基地局ＢＳ４ａに含められた送信機を示す。送信機５００は、基地局ＢＳ４ａ内に実装されるものとして示されるが、送信機５００は、すべての基地局に含められてもよいことを理解されたい。さらに、送信機５００は、図５に示される以外のさらなる特徴を含み得ることを理解されたい。
【００８２】
送信機５００のチャネル・コーデック／インターリーバ５０５が、送信されるべきデータを受け取るように構成される。送信機５００は、ＭＣＳ（変調および符号化スキーム）コントローラ５１０と、変調器５１５と、ビーム・スイッチング・コントローラ５２０と、ＦＦＲコントローラ５２５と、チャネル情報／制御情報プロセッサ５３０と、ビーム・スイッチング・アンテナ（全方向性）５３５とをさらに含む。
【００８３】
ＭＣＳコントローラ５１０は、チャネル情報／制御情報プロセッサ５３０から受け取られた出力に基づいて、チャネル・コーデック／インターリーバ５０５および変調器５１５にＭＣＳデータを出力するように構成される。チャネル情報／制御情報プロセッサ５３０は、ビーム・スイッチング・コントローラ５２０、ＦＦＲコントローラ５２５からのフィードバック・データ、ならびに他の基地局および移動局からのチャネル情報／制御情報を受け取る。
【００８４】
チャネル・コーデック／インターリーバ５０５、ＭＣＳコントローラ５１０、変調器５１５、チャネル情報／制御情報プロセッサ５３０、およびビーム・スイッチング・アンテナ５３５は、知られており、したがって、これらの特徴のさらなる説明は省略される。
【００８５】
チャネル情報／制御情報プロセッサ５３０から受け取られたチャネル情報および制御情報（各ＢＳに関するローカルの拡張された競合グラフを決定するのに使用される２つのタイプの情報）に基づいて、ビーム・スイッチング・コントローラ５２０およびＦＦＲコントローラ５２５は、前述した、拡張された競合グラフ・アプローチを使用して、ビーム・シーケンスおよび周波数帯域を決定する。
【００８６】
全方向性アンテナを用いる従来のＦＦＲパターンと比較して、例示的な実施形態は、ビーム・スイッチングベースの技術、ＦＦＲベースの技術、および競合グラフ・ベースの技術を統一された枠組みで組み合わせて、空間周波数ダイバーシティを十分に利用する。
【００８７】
例示的な実施形態による競合グラフは、隣接するＢＳの間のセル間干渉をモデル化し、このことは、ワイヤレススモールセルシステムなどのワイヤレス・システム内のワイヤレス・リンクの競合を特徴付ける簡単な、統一されたフレームワークをもたらすだけでなく、全体的なシステムパフォーマンス（例えば、スペクトル効率、システム／ユーザ・スループット）を向上させる効率的で、堅牢で、複雑度の低いビーム・スイッチング・アルゴリズムの設計を円滑にもする。また、競合グラフ・ベースのアプローチは、柔軟性があり、動的に適応的であり、さらに複数のビームが同時に放射されることを許す。
【００８８】
例示的な実施形態において、ＦＦＲパターンが、調整されたビーム・スイッチングと併せて使用されて、干渉をさらに軽減することが可能である。競合するビームに関連するユーザに直交周波数帯域を割り当てることによって、干渉は、完全に回避される、または相当に除去されることが可能である。
【００８９】
少なくとも１つの例示的な実施形態において、各ＢＳは、ときどき、そのＢＳのビーム・スイッチング・シーケンスを、そのＢＳに隣接する基地局にローカルでブロードキャストする。例えば、ＢＳは、或るリソース単位、または１つまたは複数のリソース単位（例えば、ＬＴＥにおける無線ブロック）の或る割合を使用して、この情報をブロードキャストすることができる。さらに、ビーム・スイッチング・シーケンスは、差分フォーマットで通信され得る。さらに、屋内アプリケーションに関して、無線チャネルは、準静的であり、経時変化がゆっくりなので、メッセージ・オーバーヘッドは小さい。
【００９０】
さらに、移動局からの必須の頻度の低いフィードバックだけが、基地局によって利用されることが可能である。例えば、ＬＴＥ標準において、１フレームのデータビットは、１ミリ秒の時間にわたる。そのようなスモールセル・システムに関する通常のコヒーレンス時間は、２００フレームのデータビットに等しい２００ミリ秒にもなる可能性がある。各ビームが１０のＬＴＥフレームにわたり、さらに各サイクル内に４つのビームが存在するものと想定した場合、５ビーム・スイッチング・サイクルごとに移動局からのチャネル品質の１つのフィードバックで十分である。
【００９１】
前述したとおり、各基地局は、トラフィックおよび／またはユーザ移動性の進展などのシステム動態、ならびに他の基地局のビーム・スイッチング・パターンに基づいて、ビーム・スイッチング・パターンを計算することができる分散化されたアルゴリズムを備える。したがって、例示的な実施形態によるビーム・スイッチング機構は、トポロジ／建造物のタイプ、散乱環境の性質、トラフィックの不均一性、ユーザ移動性、および経時的なトラフィックおよび干渉の進展を含む様々なシナリオに適応する。
【００９２】
協力に参加するＢＳは、クラスタを形成する。このクラスタ内の各ＢＳは、アンテナの数などの他のＢＳの構成を知らなくてもよい。さらに、クラスタ内のＢＳは、クラスタ外のＢＳについて何も知らなくてもよい。さらに、ＦＦＲスキームにおいてパケット・レベル同期は、全く要求されない。例示的な実施形態は、ビーム・レベルにおける同期を想定する。
【００９３】
例示的な実施形態がこのように説明されて、これらの例示的な実施形態は、多くの仕方で変更され得ることが明白となろう。そのような変種は、例示的な実施形態の趣旨および範囲からの逸脱と見なされるべきではなく、当業者には明白なすべてのそのような変形は、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【図１Ａ】
2013518523.tif 000004
【図１Ｂ】
2013518523.tif 000005
【図１Ｃ】
2013518523.tif 000006
【図２】
2013518523.tif 000007
【図３Ａ】
2013518523.tif 000008
【図３Ｂ】
2013518523.tif 000009
【図３Ｃ】
2013518523.tif 000010
【図３Ｄ】
2013518523.tif 000011
【図４Ａ】
2013518523.tif 000012
【図４Ｂ】
2013518523.tif 000013
【図４Ｃ】
2013518523.tif 000014
【図４Ｄ】
2013518523.tif 000015
【図５】
2013518523.tif 000016
【国際調査報告】
2013518523.tif 000017
2013518523.tif 000018
2013518523.tif 000019