(57)【要約】  本発明は、中継支援セルラ・ネットワークにおけるセル間干渉調整（ＩＣＩＣ）のためのデバイスおよび方法を提供し、方法は、セクタに関して、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、またはセクタの隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するステップと、セクタがセクタの隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタによって解放された中継リソースをセクタが借用することを可能にするステップと、隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタに割り当てられた中継リソースを解放するステップとを含む。
2013520040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継支援セルラ・ネットワークにおけるセル間干渉調整のためのデバイスであって、
前記デバイスによってサービスされるセクタに関して、前記セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、前記セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、または前記セクタの前記隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するための中継過負荷判定モジュールと、
前記セクタが前記セクタの前記隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、前記セクタの前記隣接セクタによって解放された中継リソースを前記セクタが借用することを可能にするための中継リソース借用モジュールと、
前記隣接セクタが前記セクタに対して中継過負荷状態にある場合、前記セクタの前記隣接セクタの負荷情報に従って、前記セクタに割り当てられた中継リソースを解放するための中継リソース解放モジュールと
を備えるデバイス。
【請求項２】
前記中継過負荷判定モジュールが、
前記セクタのリソース分布密度を計算するための、また前記セクタの前記隣接セクタの前記負荷情報に従って、前記セクタの２つの種類の隣接セクタそれぞれの平均リソース分布密度を計算するためのリソース分布密度計算ユニットと、
前記セクタの前記計算されたリソース分布密度と前記セクタのどちらかの種類の前記隣接セクタの平均リソース分布密度とを比較するための、また前記セクタの前記リソース分布密度がこの種類の隣接セクタの前記平均リソース分布密度よりも小さい場合、前記セクタが前記セクタのこの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にあると判定し、前記セクタの前記リソース分布密度がこの種類の隣接セクタの前記平均リソース分布密度よりも大きい場合、前記セクタのこの種類の隣接セクタが前記セクタに対して中継過負荷状態にあると判定するための中継過負荷判定ユニットと
を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記セクタの前記リソース分布密度が、以下の式に従って、すなわち、ｍｋｉ＝ｆｋｉ／Ｎｋｉとして計算され、
前記隣接セクタの前記平均リソース分布密度は、以下の式に従って、すなわち、
【数１】
2013520040.tif 000025
および
【数２】
2013520040.tif 000026
として計算され、ここで、ｋは、セルｋを表し、ｉは、セクタｉを表し、ｋ’は、前記セルｋの隣接セルｋ’を表し、ｉ’は、前記セクタｉの隣接セクタｉ’を表し、ｉ’の下付き文字の１および２は、前記セクタｉの前記２つの種類の隣接セクタｉ’を表し、ｆｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ユーザ機器ＵＥに割り当てられたＰＲＢの総数を表し、Ｎｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ＵＥの数を表す、
請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記セクタに割り当てられた中継リソースから解放される中継リソースの数が、式
【数３】
2013520040.tif 000027
に従って計算される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記中継リソース借用モジュールが、
前記セクタが前記セクタのどちらかの種類の前記隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放したかどうかを判定するための借用条件判定ユニットと、
この種類の隣接セクタが前記共通の中継リソースを解放した場合、前記セクタが前記セクタのこの種類の隣接セクタによって解放された前記共通の中継リソースを借用することを可能にするための中継リソース借用ユニットと
を備える、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
前記負荷情報が、接続されたＵＥの数、過負荷表示ＯＩ、高干渉表示ＨＩＩ、および相対狭帯域送信電力表示ＲＮＴＰを含み、
前記中継リソースが、セクタ内で前記中継ＵＥに割り当てられた物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）である、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
中継支援セルラ・ネットワークにおけるセル間干渉調整のための方法であって、
セクタに関して、前記セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、前記セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、または前記セクタの前記隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するステップと、
前記セクタが前記セクタの前記隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、前記セクタの前記隣接セクタによって解放された中継リソースを前記セクタが借用することを可能にするステップと、
前記隣接セクタが前記セクタに対して中継過負荷状態にある場合、前記セクタの前記隣接セクタの負荷情報に従って、前記セクタに割り当てられた中継リソースを解放するステップと
を含む方法。
【請求項８】
前記セクタの前記隣接セクタの負荷情報に従って、前記セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、または前記セクタの前記隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するための前記ステップが、
前記セクタのリソース分布密度を計算し、また前記セクタの前記隣接セクタの前記負荷情報に従って、前記セクタの２つの種類の隣接セクタそれぞれの平均リソース分布密度を計算するステップと、
前記セクタの前記計算されたリソース分布密度と前記セクタのどちらかの種類の前記隣接セクタの平均リソース分布密度とを比較し、また前記セクタの前記リソース分布密度がこの種類の隣接セクタの前記平均リソース分布密度よりも小さい場合、前記セクタが前記セクタのこの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にあると判定し、前記セクタの前記リソース分布密度がこの種類の隣接セクタの前記平均リソース分布密度よりも大きい場合、前記セクタのこの種類の隣接セクタが前記セクタに対して中継過負荷状態にあると判定するステップと
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記セクタの前記リソース分布密度が、以下の式に従って、すなわち、ｍｋｉ＝ｆｋｉ／Ｎｋｉとして計算され、
前記隣接セクタの前記平均リソース分布密度は、以下の式に従って、すなわち、
【数４】
2013520040.tif 000028
および
【数５】
2013520040.tif 000029
として計算され、ここで、ｋは、セルｋを表し、ｉは、セクタｉを表し、ｋ’は、前記セルｋの隣接セルｋ’を表し、ｉ１’およびｉ２’は、前記セクタｉの前記２つの種類の隣接セクタを表し、ｆｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ＵＥに割り当てられたＰＲＢの総数を表し、Ｎｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ＵＥの数を表す、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記セクタに割り当てられた中継リソースから解放される中継リソースの数が、式
【数６】
2013520040.tif 000030
に従って計算される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記セクタが前記セクタの前記隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、前記セクタの前記隣接セクタによって解放された中継リソースを前記セクタが借用することを可能にする前記ステップが
前記セクタが前記セクタのどちらかの種類の前記隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放したかどうかを判定するステップと、
この種類の隣接セクタが前記共通の中継リソースを解放した場合、前記セクタが前記セクタのこの種類の隣接セクタによって解放された前記共通の中継リソースを借用することを可能にするステップと
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記負荷情報が、接続されたＵＥの数、過負荷表示ＯＩ、高干渉表示ＨＩＩ、および相対狭帯域送信電力表示ＲＮＴＰを含み、
前記中継リソースが、セクタ内で前記中継ＵＥに割り当てられた物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）である、
請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルラ・システムにおける干渉調整のための方法およびデバイスに関し、より詳細には、中継支援セルラ・ネットワーク（ｒｅｌａｙ−ａｓｓｉｓｔａｎｔ  ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるセル間干渉調整（ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）のためのデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、第３世代パートナシップ・プロジェクト・ロング・ターム・エボリューション・アドバンスト（３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａ）およびマイクロ波アクセス用の世界的相互運用性（ＷｉＭＡＸ）において、マルチホップ中継技術が広く議論されており、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−ＡとＷｉＭＡＸはともに、ダウンリンク送信方式としてＯＦＤＭＡを選択している。中継支援システムでは、各ユーザ機器（ＵＥ）は、最大受信電力、最小距離などのあるＵＥアクセス指針に基づいて、基地局ｅノードＢ（ｅＮＢ）または中継ノード（ＲＮ）にアクセスすることができる。したがって、３種類のリンクが形成される。ｅＮＢとｅＮＢがサービスするＵＥ（マクロＵＥとも呼ばれる）の間のリンクは、直接リンクと呼ばれ、中継ノード（ＲＮ）とＲＮがサービスするＵＥ（中継ＵＥとも呼ばれる）の間のリンクは、中継アクセス・リンクと呼ばれ、ｅＮＢとｅＮＢによってホストされるＲＮの間のリンクは、中継バックホール・リンクと呼ばれる。インバンド中継に関して、これら３種類のリンクは、セルの全周波数帯域を占有する。セル・エッジにおいてＲＮを使用し、セルのエッジ周波数帯域を利用して、中継ＵＥにサービスすることによって、中継ＵＥがセル間干渉を免れるばかりでなく、サービングＲＮから受け取る信号電力も改善されることが期待される。
【０００３】
中継強化マルチセル通信システム（ｒｅｌａｙ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｍｕｌｔｉ−ｃｅｌｌ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）では、セル間干渉（ＩＣＩ）が、主要なダウンリンク干渉源である。いくつかのセル間干渉調整（ＩＣＩＣ）技術が提案されており、それらは分数周波数再利用（ＦＦＲ：ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅｕｓｅ）に基づいている。ＦＦＲでは、セル・エッジＵＥ（すなわち、中継ＵＥ）は、すべての利用可能なサブ周波数帯域のうちの僅かな部分において動作することしか許されていない。周波数帯域の部分は、隣接セルのエッジ同士が、セル間干渉を回避するために、互いに直交する周波数帯域において動作できるように割り当てられる。セルの中央にいるＵＥ（すなわち、マクロＵＥ）は、ｅＮＢにより近く、したがって、同一チャネル干渉を免れているので、いかなる直交制約もなしに、利用可能な周波数帯域のすべてまたは大部分において動作する。中継が考慮される場合、ＦＦＲの変形は、部分周波数再利用（ＰＦＲ：ｐａｒｔｉａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒｅｕｓｅ）と呼ばれ、ＰＦＲは、全周波数帯域を２つの部分に分割する。周波数帯域のうち再利用係数が３である部分は、（中継ＵＥ用の）セル・エッジ周波数帯域と呼ばれ、周波数帯域のうち再利用係数が１である部分は、（中継バックホールおよびマクロＵＥ用の）セル・センタ周波数帯域と呼ばれる。
【０００４】
図１は、従来技術における静的ＩＣＩＣ方式の概略図を示している。
【０００５】
一般に、セル・エッジ周波数帯域は、中継ＵＥに割り当てられ、セル・センタ周波数帯域は、マクロＵＥに割り当てられ、中継バックホール・リンクは、セル・エッジ周波数帯域を中継ＵＥと共用すること、またはセル・センタ周波数帯域をマクロＵＥと共用することができる。例えば、図１に示されるように、３つのセクタが、すなわち、セクタ０、セクタ１、およびセクタ２が、ｅＮＢによってサービスされるセル内に含まれ、セル・エッジ周波数帯域Ｆ０は、セクタ０の中継ＵＥに割り当てられ、セル・エッジ周波数帯域Ｆ１は、セクタ１の中継ＵＥに割り当てられ、セル・エッジ周波数帯域Ｆ２は、セクタ２の中継ＵＥに割り当てられ、セル・センタ周波数帯域Ｆ３は、セクタ０、１、２のマクロＵＥに割り当てられる。周波数帯域Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、互いに直交する。
【０００６】
図２は、典型的なＬＴＥ  ＦＤＤダウンリンク・フレーム構造を示している。
【０００７】
図２に示されるように、典型的なＬＴＥ  ＦＤＤシステムの場合、各ダウンリンク・フレームは、１０ｍｓの長さを有し、０．５ｍｓの（０から１９までの番号を付けられた）２０個のタイム・スロットから成る。サブフレームは、２つの連続するタイム・スロットとして定義され、サブフレームｉは、タイム・スロット２ｉとタイム・スロット２ｉ＋１から成る。システム帯域幅が１０ＭＨｚである場合、各サブフレーム内には、合計で５０個のＰＲＢ（物理リソース・ブロック）が存在する。
【０００８】
図３は、図２に示されたフレーム構造の場合における、静的ＩＣＩＣ方式のリソース割り当ての図を示している。
【０００９】
図３に示されるように、セクタ０、１、２の中継ＵＥには、それぞれ、６個のＰＲＢが割り当てられる、すなわち、セル・エッジ周波数帯域のＦ０（ＰＲＢ１〜ＰＲＢ６に対応する）、Ｆ１（ＰＲＢ７〜ＰＲＢ１２に対応する）、Ｆ２（ＰＲＢ１３〜ＰＲＢ１８に対応する）が、それぞれ、セクタ０、１、２に割り当てられると、またセクタ０、１、２のマクロＵＥには、３２個のＰＲＢが割り当てられる、すなわち、セル・センタ周波数帯域のＦ３（ＰＲＢ１９〜ＰＲＢ５０に対応する）が割り当てられると仮定する。
【００１０】
しかし、ＵＥが常に均一に分布しているわけではないこと、および各中継の負荷の間には著しい相違があり得ることを考えると、セル・エッジ内において帯域幅リソースを等しく割り当てる静的ＩＣＩＣ方式は、エッジ領域内において利用可能なスペクトルの使用を制限し、スペクトル利用効率を低下させる。図３に示された例によれば、セクタ１内の中継（セル・エッジ）ＵＥの数が、セクタ２内の中継（セル・エッジ）ＵＥの数よりもはるかに多い場合、セクタ１では、深刻な過負荷が出現し、一方、他の２つのセクタでは、空きのＰＲＢ６、ＰＲＢ１３、およびＰＲＢ１４など、使用されていない空きの物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）が存在することさえある。この場合、スペクトル利用効率を改善するには、動的ＩＣＩＣ方式が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術における問題に鑑みて、本発明は、中継支援セルラ・ネットワークにおけるセル間干渉調整のためのデバイスおよび方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、中継支援セルラ・ネットワークにおけるセル間干渉調整のためのデバイスが提供され、デバイスは、デバイスによってサービスされるセクタに関して、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、またはセクタの隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するための中継過負荷判定モジュール（ｒｅｌａｙ  ｏｖｅｒｌｏａｄ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｍｏｄｕｌｅ）と、セクタがセクタの隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタによって解放された中継リソースをセクタが借用することを可能にするための中継リソース借用モジュール（ｒｅｌａｙ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｂｏｒｒｏｗｉｎｇ  ｍｏｄｕｌｅ）と、隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタに割り当てられた中継リソースを解放するための中継リソース解放モジュール（ｒｅｌａｙ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ｍｏｄｕｌｅ）とを備える。
【００１３】
この場合、中継過負荷判定モジュールは、セクタのリソース分布密度を計算するための、またセクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタの２つの種類の隣接セクタそれぞれの平均リソース分布密度を計算するためのリソース分布密度計算ユニット（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｕｎｉｔ）と、セクタの計算されたリソース分布密度とセクタのどちらかの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度とを比較するための、またセクタのリソース分布密度がこの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度よりも小さい場合、セクタがセクタのこの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にあると判定し、セクタのリソース分布密度がこの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度よりも大きい場合、セクタのこの種類の隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にあると判定するための中継過負荷判定ユニット（ｒｅｌａｙ  ｏｖｅｒｌｏａｄ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｕｎｉｔ）とを備えることができる。
【００１４】
この場合、セクタのリソース分布密度は、以下の式に従って、すなわち、ｍｋｉ＝ｆｋｉ／Ｎｋｉとして計算することができる。
【００１５】
隣接セクタの平均リソース分布密度は、以下の式に従って、すなわち、
【００１６】
【数１】
2013520040.tif 000003
および
【００１７】
【数２】
2013520040.tif 000004
として計算することができ、ここで、ｋは、セルｋを表し、ｉは、セクタｉを表し、ｋ’は、セルｋの隣接セルｋ’を表し、ｉ’は、セクタｉの隣接セクタｉ’を表し、ｉ’の下付き文字の１および２は、セクタｉの２つの種類の隣接セクタｉ’を表し、ｆｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ユーザ機器ＵＥに割り当てられたＰＲＢの総数を表し、Ｎｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ＵＥの数を表す。
【００１８】
さらに、セクタに割り当てられた中継リソースから解放される中継リソースの数は、式
【００１９】
【数３】
2013520040.tif 000005
に従って計算することができる。
【００２０】
中継リソース借用モジュールは、セクタがセクタのどちらかの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放したかどうかを判定するための借用条件判定ユニット（ｂｏｒｒｏｗｉｎｇ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｕｎｉｔ）と、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放した場合、セクタがセクタのこの種類の隣接セクタによって解放された共通の中継リソースを借用することを可能にするための中継リソース借用ユニット（ｒｅｌａｙ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｂｏｒｒｏｗｉｎｇ  ｕｎｉｔ）とを備える。
【００２１】
好ましくは、過負荷情報は、接続されたＵＥの数、過負荷表示（ｏｖｅｒｌｏａｄ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）ＯＩ、高干渉表示（ｈｉｇｈ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）ＨＩＩ、および相対狭帯域送信電力表示（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｎａｒｒｏｗ  ｂａｎｄ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）ＲＮＴＰを含むことができ、中継リソースは、セクタ内で中継ＵＥに割り当てられた物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）である。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、中継支援セルラ・ネットワークにおけるセル間干渉調整のための方法が提供され、方法は、セクタに関して、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、またはセクタの隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するステップと、セクタがセクタの隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタによって解放された中継リソースをセクタが借用することを可能にするステップと、隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタに割り当てられた中継リソースを解放するステップとを含む。
【００２３】
この場合、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、またはセクタの隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するためのステップは、セクタのリソース分布密度を計算し、またセクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタの２つの種類の隣接セクタそれぞれの平均リソース分布密度を計算するステップと、セクタの計算されたリソース分布密度とセクタのどちらかの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度とを比較し、またセクタのリソース分布密度がこの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度よりも小さい場合、セクタがセクタのこの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にあると判定し、セクタのリソース分布密度がこの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度よりも大きい場合、セクタのこの種類の隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にあると判定するステップとを含むことができる。
【００２４】
この場合、セクタのリソース分布密度は、以下の式に従って、すなわち、ｍｋｉ＝ｆｋｉ／Ｎｋｉとして計算することができる。
【００２５】
隣接セクタの平均リソース分布密度は、以下の式に従って、すなわち、
【００２６】
【数４】
2013520040.tif 000006
および
【００２７】
【数５】
2013520040.tif 000007
として計算することができ、ここで、ｋは、セルｋを表し、ｉは、セクタｉを表し、ｋ’は、セルｋの隣接セルｋ’を表し、ｉ１’およびｉ２’は、セクタｉの２つの種類の隣接セクタを表し、ｆｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ＵＥに割り当てられたＰＲＢの総数を表し、Ｎｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ＵＥの数を表す。
【００２８】
さらに、セクタに割り当てられた中継リソースから解放される中継リソースの数は、式
【００２９】
【数６】
2013520040.tif 000008
に従って計算することができる。
【００３０】
この場合、セクタがセクタの隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタによって解放された中継リソースをセクタが借用することを可能にするステップは、セクタがセクタのどちらかの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放したかどうかを判定するステップと、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放した場合、セクタがセクタのこの種類の隣接セクタによって解放された共通の中継リソースを借用することを可能にするステップとを含むことができる。
【００３１】
好ましくは、負荷情報は、接続されたＵＥの数、過負荷表示ＯＩ、高干渉表示ＨＩＩ、および相対狭帯域送信電力表示ＲＮＴＰを含み、中継リソースは、セクタ内で中継ＵＥに割り当てられた物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）である。
【００３２】
上述のことから、ユーザが均一に分布していない場合、またはユーザの移動性が考慮される場合、隣接セルにおいて適応的な動的ＩＣＩＣリソース割り当てを実行する、本発明によって提案される方式は、隣接セルにおいてセル・エッジ周波数帯域を等しく割り当てる従来の静的ＩＣＩＣ方式と比較して、スペクトル効率を大きく改善できることが分かる。
【００３３】
本発明の上記および他の態様、特徴、および利点は、添付の図面を併用する、本発明の非制限的な実施形態についての以下の詳細な設計からより明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術の静的ＩＣＩＣ方式の概略図である。
【図２】典型的なＬＴＥ  ＦＤＤダウンリンク・フレーム構造を示す図である。
【図３】図２に示されるフレーム構造の場合における、静的ＩＣＩＣ方式のリソース割り当てを示す図である。
【図４】本発明の概略的な一実施形態による、セル間干渉調整デバイス４００の構造ブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による、中継を用いるマルチセル構成および対応するリソース割り当てを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による、図５のマルチセル構成の下での動的セル間干渉調整ＩＣＩＣ方式のフローチャートである。
【図７ａ】本発明の一実施形態による、図２に示されるフレーム構造の場合における、動的ＩＣＩＣ方式のリソース割り当てを示す図である。
【図７ｂ】本発明の一実施形態による、図２に示されるフレーム構造の場合における、動的ＩＣＩＣ方式のリソース割り当てを示す図である。
【図８ａ】本発明の一実施形態による、図２に示されるフレーム構造の場合における、動的ＩＣＩＣ方式の別のリソース割り当てを示す図である。
【図８ｂ】本発明の一実施形態による、図２に示されるフレーム構造の場合における、動的ＩＣＩＣ方式の別のリソース割り当てを示す図である。
【図９】ワイヤレス・セルラ・システムにおける本発明の方法およびデバイスの性能評価を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の概略的な実施形態が、添付の図面を併用して、今から詳細に説明される。概略的な実施形態では、ＬＴＥシステムが例として取り上げられる。しかし、本発明がＬＴＥシステムに限定されないこと、また概略的な実施形態は、説明を目的としたものにすぎず、例と見なすべきであり、本発明に対するいかなる制約ともならないことは、当業者であれば理解されよう。本発明の実施形態を利用するすべてのソリューションは、本発明の保護範囲内に包含される。
【００３６】
本発明の実施形態は、中継支援セルラ・ネットワークにおける動的セル間干渉調整ＩＣＩＣのための新規なソリューションを提案する。本発明の基本的なアイデアは、セルの各セクタについて、セクタの隣接セクタ内の中継ＵＥの分布状態に従って、リソース、すなわち、それぞれのセクタ内の中継ＵＥに割り当てられた物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）を、セルとセルの隣接セルの間で動的に調整するというものである。このようにして、中継ＵＥが密に分布するセクタの場合、セクタは、ＵＥが疎に分布する隣接セクタから、それまでは前記隣接セクタ内の中継ＵＥに割り当てられていたソースを借用することができ、その結果、スペクトル利用効率を大きく改善することができる。
【００３７】
図４は、本発明の概略的な一実施形態による、セル間干渉調整デバイス４００の構造ブロック図を示している。図４に示されるように、中継支援セルラ・ネットワークでは、ｅＮＢによって実施され得るセル間干渉調整デバイス４００は、デバイスによってサービスされるセクタに関して、セクタの隣接セクタの負荷情報（例えば、負荷情報は、接続されたＵＥの数、過負荷表示ＯＩ、高干渉表示ＨＩＩ、および相対狭帯域送信電力表示ＲＮＴＰを含むことができる）に従って、セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、またはセクタの隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかを判定するための中継過負荷判定モジュール４０１と、セクタがセクタの隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタによって解放された中継リソース（中継リソースは、セクタ内の中継ＵＥに割り当てられた物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）、すなわち、セル・エッジ周波数帯域のことを指すことができる）をセクタが借用することを可能にするための中継リソース借用モジュール４０２と、隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にある場合、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタに割り当てられた中継リソースを解放するための中継リソース解放モジュール４０３とを備えることができる。
【００３８】
中継過負荷判定モジュール４０１は、セクタのリソース分布密度を計算するための、またセクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタの２つの種類の隣接セクタそれぞれの平均リソース分布密度を計算するためのリソース分布密度計算ユニット４０１１と、セクタの計算されたリソース分布密度とどちらかの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度とを比較するための、またセクタのリソース分布密度がこの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度よりも小さい場合、セクタがセクタのこの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にあると判定し、セクタのリソース分布密度がこの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度よりも大きい場合、セクタのこの種類の隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にあると判定するための中継過負荷判定ユニット４０１２とを備える。
【００３９】
中継リソース借用モジュール４０２は、セクタがセクタのどちらかの種類の隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放したかどうかを判定するための借用条件判定ユニット４２０１と、この種類の隣接セクタが共通の中継リソースを解放した場合、セクタがセクタのこの種類の隣接セクタによって解放された共通の中継リソースを借用することを可能にするための中継リソース借用ユニット４０２２とを備える。
【００４０】
この場合、セクタのリソース分布密度は、以下の式（１）に従って計算することができる。
ｍｋｉ＝ｆｋｉ／Ｎｋｉ    式（１）
【００４１】
セクタの２つの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度は、以下の式（２）および式（３）に従って、すなわち、
【００４２】
【数７】
2013520040.tif 000009
【００４３】
【数８】
2013520040.tif 000010
として計算することができ、ここで、ｋは、セルｋを表し、ｉは、セクタｉを表し、ｋ’は、セルｋの隣接セルｋ’を表し、ｉ’は、セクタｉの隣接セクタｉ’を表し、ｉ’の下付き文字の１および２は、セクタｉの２つの種類の隣接セクタｉ’を表し、ｆｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ユーザ機器ＵＥに割り当てられたＰＲＢの総数を表し、Ｎｋｉは、セルｋのセクタｉ内の中継ＵＥの数を表す。
【００４４】
さらに、セクタに割り当てられた中継リソースから解放される中継リソースの数は、式（４）に従って計算することができる。
【００４５】
【数９】
2013520040.tif 000011
【００４６】
本発明の実施形態のｅＮＢは、個別の機能モジュールの形式で説明されたが、図４に示される各コンポーネントは、実際には複数のデバイスによって実施することができ、示される複数のコンポーネントは、１つのチップに、または１つの隣接デバイスに統合することができる。ｅＮＢは、他の目的のための他の任意のユニットを備えることができる。
【００４７】
以下では、本発明の一実施形態によるセル間干渉調整のための方法が、図５〜図８を参照して説明され、その際、ＬＴＥ  ＦＤＤダウンリンク送信が、例として取り上げられる。本発明はＬＴＥ  ＦＤＤダウンリンク送信に限定されず、他のワイヤレス分野にも適用できることを理解されたい。
【００４８】
図５は、中継を用いるマルチセル構成および対応するリソース割り当てを示している。図５に示されるように、この構成には４つのｅＮＢが示されており、それぞれ、参照番号ｅＮＢ１、ｅＮＢ２、ｅＮＢ３、およびｅＮＢ４を有する。ｅＮＢｋ（ｋ＝１、２、３、４）の場合、ｅＮＢｋによってサービスされるセルｋは、３つのセクタ、すなわち、セクタ０、１、２を含む。セル・エッジ周波数帯域Ｆｋ０は、セクタ０内の中継ＵＥに割り当てられ、セル・エッジ周波数帯域Ｆｋ１は、セクタ１内の中継ＵＥに割り当てられ、セル・エッジ周波数帯域Ｆｋ２は、セクタ２内の中継ＵＥに割り当てられ、セル・センタ周波数帯域Ｆ３は、セクタ０、１、２のマクロＵＥに割り当てられる。
【００４９】
図６は、本発明の一実施形態による、図５のマルチセル構成の下での動的セル間干渉調整ＩＣＩＣ方式のフローチャートを示している。
【００５０】
図７ａおよび図７ｂは、本発明の一実施形態による、図２に示されるフレーム構造の場合における、動的ＩＣＩＣ方式のリソース割り当てを示している。
【００５１】
また、図２に示される典型的なＬＴＥ  ＦＤＤダウンリンク・フレーム構造を例に取ると、システム帯域幅が１０ＭＨｚである場合、各サブフレーム内の物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）の総数は５０である。
【００５２】
ステップ６０１において、初期セル・リソース割り当てが実行される。図３に示されたものと同様に、ｅＮＢｋの場合も、セクタ０、１、２内の中継ＵＥには、それぞれ、６個のＰＲＢが割り当てられ、すなわち、セル・エッジ周波数帯域のＦｋ０（ＰＲＢ１〜ＰＲＢ６に対応する）、Ｆｋ１（ＰＲＢ７〜ＰＲＢ１２に対応する）、Ｆｋ２（ＰＲＢ１３〜ＰＲＢ１８に対応する）が、それぞれ、セクタ０、１、２に割り当てられ、セクタ０、１、２のマクロＵＥに対しては、３２個のＰＲＢ、すなわち、セル・センタ周波数帯域のＦ３（ＰＲＢ１９〜ＰＲＢ５０に対応する）が割り当てられる。
【００５３】
説明のため、セクタ０、セクタ１、およびセクタ２は、マルチセル構成における３つの種類のセクタと呼ばれる。
【００５４】
ステップ６０２において、あるセクタに関して、セクタの隣接セクタの負荷情報に従って、セクタが中継過負荷状態にあるかどうか、またはセクタの隣接セクタが中継過負荷状態にあるかどうかが判定される。ステップ６０３は、セクタがセクタの隣接セクタに対して中継過負荷状態にある場合に実行され、ステップ６０４は、セクタの隣接セクタがセクタに対して中継過負荷状態にある場合に実行される。
【００５５】
図５に示されるように、このステップは、ｅＮＢ３のセクタ０を例に取って説明される。セクタ０は、ｅＮＢ１のセクタ２、ｅＮＢ２のセクタ１およびセクタ２、ならびにｅＮＢ４のセクタ１に隣接している。ｅＮＢ３は、Ｘ２インタフェースを介して、ｅＮＢ１、ｅＮＢ２、およびｅＮＢ４と通信し、これらの隣接ｅＮＢからのこれらの隣接セクタについての負荷情報に従って、これらのセクタの中継負荷ステータスを決定する。
【００５６】
ａ．ｅＮＢ３は、式（１）に従って、ｅＮＢ３のセクタ０のリソース分布密度ｍｋｉを、すなわち、セクタ０内の各中継ＵＥに割り当てられたＰＲＢの数を計算することができる。
【００５７】
ｂ．ｅＮＢ３は、
式（２）および式（３）に従って、
セクタ０の２つの種類の隣接セクタの平均リソース分布密度
【００５８】
【数１０】
2013520040.tif 000012
および
【００５９】
【数１１】
2013520040.tif 000013
を計算することができ、ここで、
【００６０】
【数１２】
2013520040.tif 000014
は、セクタｉの周囲の一方の種類のセクタの平均リソース分布密度を表し、
【００６１】
【数１３】
2013520040.tif 000015
は、セクタｉの周囲の別の種類のセクタの平均リソース分布密度を表す。セクタｉがｅＮＢ３のセクタ０である場合を例に取ると、
【００６２】
【数１４】
2013520040.tif 000016
は、セクタ０の周囲の３つのセクタ１（図５における真上、左下、および右下のセクタ）の平均リソース分布密度を表し、
【００６３】
【数１５】
2013520040.tif 000017
は、セクタ０の周囲の３つのセクタ２（図５における真下、左上、および右上のセクタ）の平均リソース分布密度を表す。
【００６４】
ｃ．
【数１６】
2013520040.tif 000018
である場合、セクタｉが中継過負荷状態にあると判定され、その後、ステップ６０３が実行され、そうではなく、
【００６５】
【数１７】
2013520040.tif 000019
である場合、セクタｉ’が中継過負荷状態にあると判定され、その後、ステップ６０４が実行される。
【００６６】
図７ａに示されるように、セクタｉがｅＮＢ３のセクタ０である場合を例に取ると、
【００６７】
【数１８】
2013520040.tif 000020
である場合、ｅＮＢ３は、セクタ０がセクタ０の周囲の３つのセクタ１に対して中継過負荷状態にあると判定し、その後、ステップ６０３が実行される。
【００６８】
【数１９】
2013520040.tif 000021
である場合、ｅＮＢ３は、セクタ０の周囲の３つのセクタ１がセクタ０に対して中継過負荷状態にあると判定し、その後、ステップ６０４が実行される。
【００６９】
ステップ６０３において、セクタの隣接セクタによって解放された中継リソースをセクタが借用することが可能になる。
【００７０】
この実施形態では、３つのセクタ１がすべて、共通のＰＲＢを解放したかどうかが判定される。図７ｂに示されるように、３つのセクタ１の各々がＰＲＢ７を解放した場合、すなわち、３つのセクタ１における中継のいずれもがＰＲＢ７を使用しない場合、セクタ０における中継は、ＰＲＢ７を借用すること、すなわち、３つのセクタ１によってもはや使用されていないＰＲＢ７を使用することができる。このようにして、リソース割り当ては、図７ａの初期状態から図７ｂの調整状態に推移する。
【００７１】
ステップ６０４において、セクタに割り当てられた中継リソースが、隣接セクタの負荷情報に従って解放される。
【００７２】
ｅＮＢ３は、式（４）に従って、セクタに割り当てられた中継リソースから解放される中継リソースの数を計算する。その数がｅＮＢ３によって、
【００７３】
【数２０】
2013520040.tif 000022
であると計算されたと仮定すると、ｅＮＢ３は、セクタ０が、３つのセクタ１による借用のために、セクタ１に隣接するリソース、すなわち、２つのＰＲＢ（すなわち、ＰＲＢ５およびＰＲＢ６）を解放することを可能にする。
【００７４】
ここまでで、ｅＮＢ３は、ｅＮＢ３に隣接する３つのｅＮＢと調整を行うことによって、ｅＮＢ３内の１つのセクタのための処理を完了する。
【００７５】
ｅＮＢ３は、上述の処理をｅＮＢ３のセクタ１およびセクタ２に対しても実行することができる。
【００７６】
図８ａおよび図８ｂは、本発明の一実施形態による、図２に示されるフレーム構造の場合における、動的ＩＣＩＣ方式の別のリソース割り当てを示している。図８ａおよび図８ｂに示されるように、セクタ１が過負荷である場合、セクタ１の周囲の３つのセクタ０が共通のＰＲＢを解放したかどうか、およびセクタ１の周囲の３つのセクタ２が共通のＰＲＢを解放したかどうかが判定される。この実施形態では、３つのセクタ０の各々が共通のＰＲＢ６を解放し３つのセクタ２の各々が共通のＰＲＢ１３およびＰＲＢ１４を解放し、その後、セクタ１が、ＰＲＢ６ならびにＰＲＢ１３およびＰＲＢ１４を借用することが仮定される。このようにして、リソース割り当ては、図８ａの初期状態から図８ｂの状態に推移する。同様に、セクタ２に対しても対応する計算および判定を実行して、リソース割り当てを調整することができる。
【００７７】
ｅＮＢ３は、ｅＮＢ３の周囲の６つのｅＮＢとの調整を通して、ｅＮＢ３の３つのセクタの処理を実施することができる。このようにして、各ｅＮＢは、ｅＮＢ３と同じ処理を実行し、その結果、各ｅＮＢは、その６つの隣接ｅＮＢとの調整を継続的に行って、それぞれのセクタにおいて中継ＵＥにソースを動的に割り当てる。
【００７８】
以下の表１は、ワイヤレス・セルラ・システムにおいて、本発明の方法およびデバイスを使用して、シミュレーションを行うときに利用された、パラメータを列挙している。
【００７９】
【表１】
2013520040.tif 000023
【００８０】
以下の表２は、表１のパラメータ構成に基づいたシミュレーションの結果を列挙している。
【００８１】
【表２】
2013520040.tif 000024
【００８２】
シミュレーション・プロセスにおいて、ＵＥの分布は、非一様に設定され、分布は、期間毎にランダムに変化する。本発明の実施形態によって提案された方法を使用した場合、セル平均スペクトル効率とセル・エッジ・スペクトル効率の両方が改善されることが、シミュレーション結果から分かる。
【００８３】
図９は、ワイヤレス・セルラ・システムにおける本発明の方法およびデバイスの性能評価を示している。本発明によって提案される動的ＩＣＩＣ方式は、従来の静的ＩＣＩＣ方式と比較して、性能を大きく改善させたことが、図９から分かる。
【００８４】
結論として、中継ＵＥの非一様分布および中継ＵＥの移動に起因するリソースの浪費は低減され、スペクトル効率は、中継ＵＥに割り当てられるリソースを中継ＵＥの分布状態に従って動的に調整することによって、大きく改善される。
【００８５】
様々な上述の方法のステップが、プログラムされたコンピュータによって実行され得ることは、当業者であれば容易に理解されよう。本明細書では、いくつかの実施形態は、例えば、デジタル・データ記憶媒体などの、機械またはコンピュータ可読プログラム記憶デバイスと、命令からなる符号化された機械実行可能またはコンピュータ実行可能プログラムとを包含することも意図しており、前記命令は、前記上述の方法のステップのいくつかまたはすべてを実行する。プログラム記憶デバイスは、例えば、磁気ディスクおよび磁気テープ、ハード・ドライブ、または光学的に可読なデジタル・データ記憶媒体などの、デジタル記憶、磁気記憶媒体とすることができる。実施形態は、上述の方法の前記ステップを実行するために、記憶媒体上に記録されたプログラムを実行するようにプログラムされたコンピュータを包含することも意図している。
【００８６】
図面に関連付けて説明された説明は、本発明を説明するために提供されたにすぎない。したがって、本明細書において明示的に説明されず、または示されずとも、本発明の原理を具現し、本発明の主旨および範囲内に含まれる様々な構成を当業者が考案できることが理解されよう。さらに、本明細書に挙げたすべての例は、本発明の原理と、当技術分野を進展させるために発明者らによって与えられた概念とを読者が理解する助けとなるように、もっぱら教育的目的を明白に担うことを主として意図しており、そのような特別に挙げられた例および条件に限定するものと解釈すべきではない。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態について述べる本明細書のすべての言明、ならびに本発明の原理、態様、および実施形態の特定の例は、それらの均等物を包含することを意図している。
【図１】
2013520040.tif 000031
【図２】
2013520040.tif 000032
【図３】
2013520040.tif 000033
【図４】
2013520040.tif 000034
【図５】
2013520040.tif 000035
【図６】
2013520040.tif 000036
【図７ａ】
2013520040.tif 000037
【図７ｂ】
2013520040.tif 000038
【図８ａ】
2013520040.tif 000039
【図８ｂ】
2013520040.tif 000040
【図９】
2013520040.tif 000041
【国際調査報告】
2013520040.tif 000042
2013520040.tif 000043
2013520040.tif 000044
2013520040.tif 000045
2013520040.tif 000046
2013520040.tif 000047