(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散アンテナシステムにおいて信号を動的にルーティングするシステムであって、
ＤＡＵネットワークによって、相互に結合され、相互間で信号をルーティングするように動作可能な複数のデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）と、
前記複数のＤＡＵに結合され、前記ＤＡＵとの間で信号をやり取りするように動作可能な複数のデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）と、
前記複数のＤＲＵから形成される複数のセクターであって、前記複数のセクターは第１のセクター及び前記第１のセクターとは異なる第２のセクターを備え、各セクターは前記複数のＤＲＵのサブセットを備える、複数のセクターと、
前記複数のＤＡＵに結合されたトラヒック監視ユニットであって、
前記トラヒック監視ユニットは、
１つ又は複数の主要性能指標（ＫＰＩ）と、前記１つ又は複数のＫＰＩの関数である前記複数のＤＡＵに対するネットワークトラヒックのサービス品質（ＱｏＳ）を決定し、
前記１つ又は複数のＫＰＩ及びＱｏＳに基づき、少なくとも１つのＤＲＵを第１のセクターから第２のセクターに割り当てることによって、前記ＤＡＵネットワークを再構成するように構成される、トラヒック監視ユニットと、
を備えた、システム。
【請求項２】
前記複数のＤＡＵがトランシーバ基地局（ＢＴＳ）からの信号を受信するように動作可能であり、前記トランシーバ基地局が複数の微小セルを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数のセクターの各々と関連するユーザの割合を含むネットワーク最適化目標が前記システムにおいて設定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
分散アンテナシステムにおいて信号を動的にルーティングするシステムであって、
ＤＡＵネットワークによって、相互に結合され、相互間で信号をルーティングするように動作可能な複数のデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）と、
前記複数のＤＡＵに結合され、前記ＤＡＵとの間で信号をやり取りするように動作可能な複数のデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）と、
前記複数のＤＲＵから形成される複数のセクターであって、前記複数のセクターは第１のセクター及び前記第１のセクターとは異なる第２のセクターを備え、各セクターは前記複数のＤＲＵのサブセットを備える、複数のセクターと、
前記複数のＤＡＵに結合された１つ又は複数のトランシーバ基地局（ＢＴＳ）と、
前記複数のＤＡＵに結合されたトラヒック監視ユニットであって、
前記トラヒック監視ユニットは、
１つ又は複数の主要性能指標（ＫＰＩ）と、前記１つ又は複数のＫＰＩの関数である前記複数のＤＡＵに対するネットワークトラヒックのサービス品質（ＱｏＳ）を決定し、
前記１つ又は複数のＫＰＩ及びＱｏＳに基づき、少なくとも１つのＤＲＵを第１のセクターから第２のセクターに割り当てることによって、前記ＤＡＵネットワークを再構成するように構成される、トラヒック監視ユニットと、
を備えた、システム。
【請求項５】
前記トラヒック監視ユニットが、前記複数のＤＡＵの外部にあり、前記複数のＤＡＵそれぞれに結合された、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記トラヒック監視ユニットが、前記複数のＤＡＵそれぞれの構成要素として提供される、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記トラヒック監視ユニットが、前記複数のＤＲＵの外部にあり、前記複数のＤＲＵそれぞれに結合された、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記トラヒック監視ユニットが、前記複数のＤＲＵそれぞれの構成要素として提供される、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記トラヒック監視ユニットが、前記１つ又は複数のＢＴＳの外部にあり、前記１つ又は複数のＢＴＳそれぞれに結合された、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
前記トラヒック監視ユニットに結合されたネットワーク最適化プロセッサをさらに備えた、請求項４に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ネットワーク最適化プロセッサが、最適化目標を含む最適化アルゴリズムを実行する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のＤＡＵが、イーサネットケーブル、光ファイバ、マイクロ波見通し内リンク、ワイヤレスリンク、又は衛星リンクのうちの少なくとも１つを介して結合された、請求項４に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数のＤＡＵが、イーサネットケーブル、光ファイバ、マイクロ波見通し内リンク、ワイヤレスリンク、又は衛星リンクのうちの少なくとも１つを介して前記複数のＤＲＵに結合された、請求項４に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ＤＲＵがデイジーチェーン構成に接続された、請求項４に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＤＲＵが、スター構成で前記ＤＡＵに接続された、請求項４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＤＡＵが、イーサネットケーブル、光ファイバ、マイクロ波見通し内リンク、ワイヤレスリンク、又は衛星リンクのうちの少なくとも１つを介して前記１つ又は複数のＢＴＳに接続された、請求項４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ＤＲＵが、ループ状に複数のＤＡＵに接続された、請求項４に記載のシステム。
【請求項１８】
単一のＤＡＵポートが複数のトランシーバ基地局に接続された、請求項４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本願は、２０１２年７月３１日付け出願の米国仮特許出願第６１／６７８，０１６号「Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｌｏａｄ  ｉｎ  ａ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ」の優先権を主張し、その全開示内容をあらゆる目的のために本明細書に援用する。
【発明の概要】
【０００２】
[0002]本発明は一般的に、分散ワイヤレスネットワークの一部として分散アンテナシステム（ＤＡＳ）を採用したワイヤレス通信システムに関する。より詳細には、本発明はトラヒックの監視及び最適化を利用したＤＡＳに関する。ワイヤレスネットワークのオペレータは、データトラヒックの高い増加率を効果的に管理するネットワークの構築という継続的な課題に直面している。通常は、移動性及びエンドユーザ向けマルチメディアコンテンツのレベル向上により、新たなサービス並びにブロードバンド及び定額のインターネットアクセスに対する需要の増加に対応するエンドツーエンドのネットワーク適合が採用されている。ネットワークオペレータが直面している最も困難な課題の１つとして、１つの場所から別の場所への加入者の物理的な移動、特に多数のワイヤレス加入者が１つの場所に集まる場合の移動に起因するものがある。その顕著な例として、多数のワイヤレス加入者が建物内の食堂又はカフェテリアの場所を訪れる昼食時間の企業施設が挙げられる。この時、多数の加入者が自らのオフィス及び通常の作業域を離れている。昼食時間の施設においては、加入者がほとんど存在しない場所が数多く存在する可能性が高い。屋内ワイヤレスネットワークリソースが設計プロセスにおいて、加入者が自らの通常の作業域に存在する通常の就業時間中の加入者負荷に対して適切にサイズ決めされた場合には、上記昼食時間のシナリオにより、利用可能なワイヤレス容量及びデータスループットに関して予期せぬ課題が発生する可能性が非常に高い。
【０００３】
[0003]本発明の一実施形態によれば、分散アンテナシステムにおいて信号を動的にルーティングするシステムが提供される。このシステムは、複数のデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）を含む。複数のＤＡＵは、相互に結合され、相互間で信号をルーティングするように動作可能である。また、このシステムは、複数のＤＡＵに結合され、ＤＡＵとの間で信号をやり取りするように動作可能な複数のデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）を含む。このシステムは、１つ又は複数のトランシーバ基地局（ＢＴＳ）及び１つ又は複数のトラヒック監視ユニットをさらに含む。
【０００４】
[0004]本発明の別の実施形態によれば、分散アンテナシステムにおいて信号を動的にルーティングするシステムが提供される。このシステムは、複数のデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）を含む。複数のＤＡＵは、相互に結合され、相互間で信号をルーティングするように動作可能である。また、このシステムは、複数のＤＡＵに結合され、ＤＡＵとの間で信号をやり取りするように動作可能な複数のデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）と、複数のトランシーバ基地局（ＢＴＳ）とを含む。このシステムは、複数のトラヒック監視モジュール並びにネットワーク最適化目標及び最適化アルゴリズムをさらに含む。
【０００５】
[0005]一実施形態においては、分散アンテナシステムにおいて信号を動的にルーティングするシステムが提供され、複数のデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）を含む。複数のＤＡＵは、相互に結合され、相互間で信号をルーティングするように動作可能である。また、このシステムは、複数のＤＡＵに結合され、ＤＡＵとの間で信号をやり取りするように動作可能な複数のデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）と、１つ又は複数のトランシーバ基地局（ＢＴＳ）とを含む。このシステムは、トラヒック監視ユニットをさらに含む。
【０００６】
[0006]本発明によって、従来技術に対して非常に多くの利点がもたらされる。例えば、本発明の実施形態は、ＤＡＳネットワークにおけるトラヒックの監視を可能とし、ネットワークの性能及びユーザの経験が向上する。本発明のこれら実施形態及びその他の実施形態については、その効果及び特徴の多くと併せて、以下の記述及び添付の図面との関連でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】[0007]セル毎に３つのＤＡＵ及び７つのＤＲＵが併せてデイジーチェーン構成となっている単一の３セクターＢＴＳに基づく伝送ルーティング、トラヒック監視、及びネットワーク最適化の基本構造及び一例を示した、本発明の一実施形態によるブロック図である。
【０００８】
【図２】[0008]セル毎に３つのＤＡＵ及び７つのＤＲＵが併せてデイジーチェーン構成となっている単一の３セクターＢＴＳに基づく伝送ルーティング、トラヒック監視、及びネットワーク最適化の周波数再利用パターンＮ＝１の基本構造及び一例を示した、本発明の一実施形態によるブロック図である。
【０００９】
【図３】[0009]セル毎に３つのＤＡＵ及び７つのＤＲＵが併せてデイジーチェーン構成となっている複数の３セクターＢＴＳに基づく伝送ルーティング、トラヒック監視、及びネットワーク最適化の基本構造及び一例を示した、本発明の一実施形態によるブロック図である。この実施形態では、複数の３セクター基地局がデイジーチェーン構成のＤＡＳネットワークに接続される。
【００１０】
【図４】[0010]本発明の一実施形態による、物理ノード、ローカルルータ、及びポートトラヒック監視機能を含むデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）のブロック図である。
【００１１】
【図５】[0011]本発明の一実施形態による、物理ノード、リモートルータ、及びポートトラヒック監視機能を含むデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）のブロック図である。
【００１２】
【図６】[0012]本発明の一実施形態による、トラヒック監視及びネットワーク最適化の機能と併せて、複数のローカルルータが複数のリモートルータと相互接続された典型的なトポロジを示す図である。
【００１３】
【図７】[0013]本発明の一実施形態による、各ピコセルにおけるトラヒック監視及びネットワーク最適化の機能と併せて、複数のローカルルータが複数のリモートルータと相互接続された典型的なトポロジを示す図である。
【００１４】
【図８】[0014]本発明の一実施形態による、各ピコセルにおけるトラヒック監視及びネットワーク最適化の機能と併せて、複数のローカルルータが複数のリモートルータと相互接続された典型的なトポロジを示す図である。
【００１５】
【図９】[0015]本発明の一実施形態による、ＤＡＳネットワークの最適化する方法を示した簡易フローチャートである。
【００１６】
【図１０】[0016]本発明の一実施形態による、ＤＡＳネットワークのＫＰＩ及びＱｏＳを計算する方法を示した簡易フローチャートである。
【００１７】
【図１１】[0017]本発明の一実施形態による、最適化アルゴリズムを示した簡易フローチャートである。
【発明の詳細な説明】
【００１８】
[0018]一日の様々な時間及び一週間の異なる曜日におけるワイヤレスネットワークアンテナの場所でのワイヤレス加入者負荷の変化に対応するため、候補となるいくつかの従来手法が存在する。
【００１９】
[0019]１つの手法としては、多くの低電力・高容量基地局を施設中に配置する。基地局の数は、各基地局のカバレッジ及びカバーすべき全空間に基づいて決まる。これらの各基地局には、十分な無線リソースすなわち容量及びブロードバンドデータスループットを設定して、就業日及び就業週の中で発生する最大加入者負荷に対応する。この手法は通常、ワイヤレス加入者に高品質なサービスをもたらすが、基地局の容量の多くを長時間にわたって浪費するという著しい欠点がある。一般的な屋内ワイヤレスネットワークの配置には、基地局毎の加入者単位で評価する資本コスト及び運用コストを伴うため、所与の企業施設における一般的に高額な総ライフサイクルコストでは、決して最適とは言えない。
【００２０】
[0020]２つ目の候補となる手法では、ＤＡＳの配置を、ＤＡＳ専用の集中基地局群と併せて行う。従来のＤＡＳ配置は、２つのカテゴリのうちの１つに属する。ＤＡＳの第１の種類は「固定」であり、一日の時間又はその他の使用情報によってシステム構成が変化することはない。ＤＡＳと関連するリモートユニットは、基地局無線リソースの特定のブロックが微小な各ＤＡＳリモートユニット群に十分対応可能と思われるように、設計プロセスにおいて設定される。この手法の著しい欠点として、大抵の企業では、様々な従業員グループの再配置及び再編成が企業内で頻繁に行われるようである。したがって、当初のＤＡＳ設定の時折変更が必要となる可能性が非常に高く、ワイヤレスネットワークに関する適切なレベルの専門知識を備えた正規のスタッフ及び契約の人員資源を追加で配置する必要がある。
【００２１】
[0021]ＤＡＳの第２の種類は、特定の集中基地局と関連するＤＡＳリモートユニットの場所及び数を手動で変更可能にするタイプのネットワークスイッチを備える。この手法は、企業のニーズ又は一日の時間に基づくＤＡＳの動的な再構成に対応しているように見えるが、追加の人員資源を割り当ててネットワークをリアルタイムで管理する必要があることを示唆する場合が多い。別の問題として、一週間の各曜日の同じ時間に繰り返してＤＡＳリモートユニットの構成を同様に変更することが必ずしも的確又は最善とは限らない。企業のＩＴ管理者にとっては、各基地局の加入者負荷を監視することが困難又は非現実的である場合が多い。また、企業のＩＴ管理者はほぼ確実に、一日の所与の時間における各ＤＡＳリモートユニットの負荷を判定するための実用的な方法を有しておらず、負荷の割合を推測することしかできない。
【００２２】
[0022]従来のＤＡＳ配置の別の大きな制約として、その設置、試運転、及び最適化プロセスに関するものがある。いくつかの克服すべき困難な課題として、屋外のマクロなセルサイトからのダウンリンク干渉を最小限に抑えつつ、リモートユニットのアンテナの場所を選択して適正なカバレッジを確保すること、屋外のマクロなセルサイトに対するアップリンク干渉を最小限に抑えること、並びに屋内及び屋外から屋内への移動（その逆も同様）に際してシステム内の適正なハンドオーバーを確保すること等が挙げられる。このような配置の最適化を行うプロセスは、試行錯誤を特徴とするものが多い。したがって、その結果が高品質なサービスとはならない場合もある。
【００２３】
[0023]本明細書に記載の従来の手法に基づけば、従来のシステム及び機能によっては、効率が高く、配置が簡単で動的に再構成可能なワイヤレスネットワークを実現できないことが明らかである。本発明の実施形態は、上述した従来手法の制約を実質的に克服する。本発明の実施形態が提供する先進的なシステムアーキテクチャによれば、分散ワイヤレスネットワークの無線リソースの効率、使用、及び全体性能を管理、制御、増強、及び促進するための高度な柔軟性がもたらされる。この先進的なシステムアーキテクチャによれば、柔軟なサイマルキャスト、自動トラヒック負荷バランシング、ネットワーク及び無線リソースの最適化、ネットワークの較正、自律／補助試運転（ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ）、キャリアプーリング、自動周波数選択、無線周波数キャリア配置、トラヒック監視、及び／又はトラヒックタギングを含む特殊な応用及び増強が可能となるが、これらに限定されない。また、本発明の実施形態は、複数のオペレータ、マルチモード無線（変調に依存せず）、及びオペレータ当たり複数の周波数帯域に対応して、オペレータのワイヤレスネットワークの効率及びトラヒック容量を向上可能である。
【００２４】
[0024]したがって、このアーキテクチャの実施形態によれば、柔軟なサイマルキャストが可能となる。柔軟なサイマルキャストにおいては、特定のＤＲＵ又はＤＲＵ群に割り当てる無線リソース（ＲＦキャリア、ＬＴＥリソースブロック、ＣＤＭＡコード、又はＴＤＭＡタイムスロット等）の量をソフトウェア制御により設定して、所望の容量及びスループット目標又はワイヤレス加入者のニーズを満足することができる。本発明の用途は、分散基地局、分散アンテナシステム、分散リピータ、移動体機器及びワイヤレス端末、携帯型ワイヤレス装置、並びにマイクロ波通信及び衛星通信等のその他のワイヤレス通信システムでの使用に適している。
【００２５】
[0025]本発明の一実施形態によれば、システムの１つ又は複数の要素のうちの構成要素として、ネットワークのネットワークトラヒックを測定可能にするトラヒック監視ユニットが提供される。また、ネットワーク最適化目標及び最適化アルゴリズムが提供され、それにより通常はシステム上のユーザ数の関数であるトラヒックの測定結果に基づいて、当該目標及び関連アルゴリズムを使用してネットワークの性能が最適化される。
【００２６】
[0026]トラヒック監視の一例として、システムは、ダウンリンクの電力又はアップリンクの電力を追跡可能である。別の例としては、例えば移動体装置が送信したパイロット信号等の特定の制御信号を調査することを含む一部の信号処理が挙げられる。トラヒックモニターは、これらの制御信号を追跡することによって、システムの様々な構成要素を使用しているユーザの数に関する情報を取得することができる。
【００２７】
[0027]分散アンテナシステム（ＤＡＳ）は、基地局リソースを効率的に利用する手段を提供する。ＤＡＳと関連する１つ又は複数の基地局は、基地局ホテルとして一般的に知られている特定の場所及び／又は施設に位置することが可能である。ＤＡＳネットワークは、基地局とデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）間のインターフェースとして機能する１つ又は複数のデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）を備える。ＤＡＵは、基地局とともに並置可能であり、一実施形態において、ＤＡＵは複数の基地局に結合された単一のポートを有することが可能である。ＤＲＵは、一体としてデイジーチェーン構成とすること及び／又はスター構成で配置することが可能であり、所与の地理的領域へのカバレッジを提供することができる。ＤＲＵは通常、高速光ファイバリンクを使用することによってＤＡＵと、例えばループ状に接続されている。この手法によれば、基地局からＤＲＵが対応する遠隔の場所又は領域へのＲＦ信号の伝送が促進される。通常の基地局は、セクターとして一般的に知られている３つの独立した無線リソースを備える。通常は、これら３つのセクターを用いて、当該３つの異なるセクターのユーザ間に同一チャンネル干渉を引き起こすことなく、３つの分離した地理的領域をカバーする。
【００２８】
[0028]ＤＡＳネットワークのトラヒック監視は、従来のシステムでは行われていなかったが、本発明の実施形態がこれを提供する。本明細書に記載の通り、トラヒック監視ユニットは、ＤＡＵ、ＤＲＵ、ＢＴＳ、ＢＴＳホテル等の１つ又は複数のシステム構成要素との関連において、スタンドアロン型のユニットとして実装可能である。
【００２９】
[0029]トラヒックリソースがｅＮｏｄｅＢホテルに集約された場合でも、単一のｅＮｏｄｅＢの離散リソースは依然として、当該ｅＮｏｄｅＢと関連する特定のアンテナセットに割り当てられ、特定の地理的領域に対してカバレッジを提供している。このトラヒックリソースは固定されている。すなわち、特定のｅＮｏｄｅＢと関連するリソースのみを当該ｅＮｏｄｅＢと関連するアンテナに割り当て可能である。ただし、ｅＮｏｄｅＢがｅＮｏｄｅＢホテルに配置されているため、このシステムは、様々なアルゴリズムに従って割り当て可能な単一のプーリングトラヒックリソースとして、離散ｅＮｏｄｅＢの集約されたトラヒックリソースを使用することができる。通常は、すべての領域における最悪ケースのトラヒック資源を前提とするため、ネットワーク設計は９９％の時間は無駄となってしまい、必然的に、固定リソースのプロビジョニングの過不足が発生する。トラヒックリソースは、未使用となる（アイドルチャンネル）か、又はプロビジョニング不足で与えられたトラヒックを扱うのに不十分となる。いずれの状況においても、収益の損失及び機会の損失という同じ結果を招来する。サイトのトラヒックリソースがアイドル状態で未使用の場合、トラヒック資源は、最適な投資収益率を得られなくなる。しかし、一日の任意の時点で与えられたトラヒックに対応するのに十分な容量を持たないサイトでは、通話切れ、収益の機会の損失、及び顧客の不満が生じる。サービスが必要となる時間だけ、広域のセンサーネットワークから得られるトラヒック情報を利用して、所要の地理的領域にトラヒックリソースを動的に割り当てることになる。サービスが提供され、トラヒックセンサーネットワークがトラヒックリソースはもはや不要と判定した場合には、トラヒックリソースがリソースプールに戻され、再度割り当てられる。ネットワークは全体として、認識した（感知した）必要性に基づく自動自己再構成又は自然的若しくは人的途絶発生時の自動自己再構成を行う。ＤＡＳを用いた地理的な負荷バランシングは、現在の地理的なトラヒック条件に応じたリアルタイムでの動的負荷再分配を可能とする新たなトラヒック負荷バランシング手法として認識されている。これを使用して、特にトラヒックホットスポットを解消する場合に、不均一分散トラヒックを含む任意の分散システムの性能を向上可能である。
【００３０】
[0030]ネットワークの性能（ネットワークの異なる部分からのＫＰＩ（主要性能指標）の数で表現）は、ＱｏＳ値を決定する。オペレータが異なれば、規定の事業目標及び関心のあるサービスも異なる可能性がある。これらの考えに基づけば、効率的で費用対効果の高いネットワーク性能管理は、オペレータ毎に異なる。したがって、ＱｏＳ基準をＫＰＩセットに対して規定及びマッピング可能である。
【００３１】
[0031]図１の実施形態は、本発明の一実施形態による基本的なＤＡＳネットワークアーキテクチャを示し、３セクター基地局と複数のＤＲＵ間のデータ伝送ネットワーク、トラヒック監視、及びネットワーク最適化シナリオの一例を提供している。本実施形態において、ＤＲＵは、一体としてデイジーチェーン構成となり、特定の地理的領域のカバレッジを実現している。個々の各セクターは、セルとして識別される独立した地理的領域をカバーしている。実施形態はＤＡＳネットワークの最適化について論じているが、用語「最適化」は、完全な最適化が実現されていない場合であっても、従来システムとの比較における性能の向上を含むものと正しく解釈する。このように、最適化には、トラヒック管理基準の最大値が必要となるのではなく、最大性能には届かないもののシステム性能を向上するトラヒックの分散を含む。
【００３２】
[0032]図１は、複数のデジタルリモートユニット（ＤＲＵ）及び複数のデジタルアクセスユニット（ＤＡＵ）を用いたＤＡＳシステムを示している。本発明によれば、各ＤＲＵは、当該特定のデジタルリモートユニットで受信したアップリンクデータを一意に識別する各ＤＲＵと関連した一意の情報を提供する。
【００３３】
[0033]本発明の実施形態の１つの特徴として、ＤＲＵ間又はＤＲＵ群間では、基地局の無線リソースをルーティング可能である。１つ又は複数の基地局から利用可能な無線リソースのルーティングを行うには、ＤＡＳネットワークにおけるＤＡＵ及びＤＲＵの個々のルータテーブルを構成するのが望ましい。この機能は、本発明の実施形態により提供される。
【００３４】
[0034]ＤＡＵは、一体としてネットワークを構成して、複数のＤＡＵ間でのＤＲＵ信号のルーティングを促進する。また、ＤＡＵは、基地局とＤＲＵ間のＲＦダウンリンク信号及びＲＦアップリンク信号の伝送に対応している。このアーキテクチャによれば、複数のＤＲＵとの間で様々な基地局信号をやり取り可能である。ＤＡＵの相互接続及びＤＲＵの相互接続には、ピアポートを使用する。
【００３５】
[0035]ＤＡＵは、ＤＡＵと当該ＤＡＵに接続された１つ又は複数の基地局との間でやり取りされるダウンリンク信号及びアップリンク信号のゲインを（広範囲にわたって少しずつ増加させるように）制御可能である。この機能によって、特定のＤＲＵ（又は関連する１つ若しくは複数のＤＡＵを介したＤＲＵ群）と特定の基地局セクター間の経路のアップリンク及びダウンリンク接続性を同時に制御する柔軟性が得られる。
【００３６】
[0036]本発明の実施形態では、ルータテーブルを用いてネットワーク構成のＤＡＵを設定する。ローカルルータテーブルは、様々な出力に対する入力のマッピングを設定する。外部ポート及びピアポートからの入力を同じデータストリームに結合する必要がある場合には、ダウンリンクテーブルに内部結合ブロックを利用する。同様に、ＬＡＮポート及びピアポートからの入力を同じデータストリームに結合する必要がある場合には、アップリンクテーブルに結合ブロックを利用する。
【００３７】
[0037]リモートルータテーブルは、様々な出力に対する入力のマッピングを確立する。ＬＡＮポート及びピアポートからの入力を同じデータストリームに結合する必要がある場合には、ダウンリンクテーブルに内部結合ブロックを利用する。同様に、外部ポート及びピアポートからの入力を同じデータストリームに結合する必要がある場合には、アップリンクテーブルに結合ブロックを利用する。
【００３８】
[0038]図１に示すように、個々の基地局セクターの無線リソースは、デイジーチェーン構成のＤＲＵネットワークに伝送される。個々の各セクターの無線リソースは、ネットワーク構成のＤＲＵを介して、独立した地理的領域に対してカバレッジを提供する。図１は、７つのＤＲＵから成る独立したネットワークをそれぞれ含む３つのセルが所与の地理的領域に対してカバレッジを提供する方法を明らかにしている。ＤＡＳネットワークに備わっているスイッチング機能の制御には、サーバを利用する。図１を一例として参照するに、ＤＡＵ１（１０２）は、ＢＴＳセクター１（１０１）からダウンリンク信号を受信する。ＤＡＵ１はＲＦ信号を光信号に変換し、光ファイバケーブル１０３は所望の信号をＤＲＵ２（１０４）に伝送する。光ケーブル１０５は、すべての光信号をＤＲＵ３（１０６）に伝送する。デイジーチェーンのその他のＤＲＵは、ＤＲＵ１（１０７）への光信号の受け渡しに関与する。ＤＡＵ１（１０２）は、ＤＡＵ２（１０８）とネットワークを構成して、セクター２（１０９）及びセクター３（１１０）からのダウンリンク信号をセル１のすべてのＤＲＵに伝送可能にする。このシステムのスイッチング及びルーティング機能によれば、各ＤＲＵが送受信するセクターの信号を選択可能である。
【００３９】
[0039]ＤＡＵにおけるトラヒック監視ユニット（１２１）を示した一実施形態は、ネットワークの各ＤＡＵにおけるトラヒック負荷を追跡するためのものである。各ＤＡＵと関連するトラヒック負荷は、収集され、ネットワーク最適化ユニット（１２０）に格納される。最適化ユニット（１２０）は、ＤＡＳネットワークの全体性能を計算し、最適な再構成ネットワークを決定して、性能の向上又は最大化を図る。ＤＡＵとの関連でトラヒック監視ユニット１２１を利用することにより、ＤＡＵ外部のトラヒック監視ユニットによるＤＡＳネットワークの最適化が可能となる。このように、本発明の実施形態によれば、ＤＡＳネットワークにおけるトラヒックの監視が可能である。そして、トラヒック監視に関する情報を用いて、ＤＡＳネットワークの最適化を行うことができる。
【００４０】
[0040]図１を参照して、トラヒック監視ユニット１２１は、各ＤＡＵ上のユーザ数を決定するサーバとすることができる。一部の実施形態において、各ＤＡＵは、複数のポートを有する。次いで、トラヒック監視ユニット１２１からのデータは、ネットワーク最適化ユニット１２０に提供される。ネットワーク最適化ユニット１２０は、トラヒック監視ユニットを含む同じサーバとすることもできるし、異なるサーバとすることもできる。ネットワーク最適化ユニット１２０（サーバ上で動作するソフトウェアとすることも可能）は、トラヒック負荷の再バランシングをモデル化可能であり、性能が許容範囲となるであろうことを判定した後は、ＤＡＵと通信を行うとともにセクター間でトラヒックをシフトさせることによって、負荷の再バランシングを実施する。図１においては、ネットワーク最適化ユニット１２０がＤＡＵに結合されているものとして示されているが、本発明の実施形態において必要なことではなく、例えばＤＲＵをＤＡＵに接続するイーサネット（登録商標）バックホールを用いてＤＡＵに送り返される、ネットワークの最適化に関するデータを用いて、ネットワークの最適化をＤＲＵのうちの１つで行うことも可能である。このように、ネットワーク最適化サーバは、ＤＲＵのうちの１つに位置して、その位置からネットワーク全体を制御可能である。当業者であれば、数多くの変形、改良、及び代替が認識されよう。
【００４１】
[0041]ネットワーク最適化ユニットは、セクター当たりのユーザ数に関連し得るネットワーク最適化目標、例えば各セクターのトラヒック割合が全トラヒックの５０％未満、全トラヒックの４０％未満、若しくは全トラヒックの３５％未満、各セクターのユーザ割合が５０％未満、４０％未満、若しくは３５％未満、又は各セクターのユーザ割合が３３％等の目標を実行可能である。このように、最適化目標は、システム性能の基準を含むことができる。システムが目標に到達しない場合もあるが、目標に向かっての進歩がもたらされ、ユーザの経験が向上する。
【００４２】
[0042]図２は、周波数再利用パターンがＮ＝１である場合に、単一の基地局を用いてより大きな地理的領域へのカバレッジを提供できる方法を示した一実施形態である。図２を参照して、セル１及びセル８は、基地局のセクター１の無線リソースを共有する。同様に、セル２及びセル１０は、セクター２の無線リソースを共有する。
【００４３】
[0043]ＤＡＵは、基地局とＤＲＵ間のデータのルーティングを制御する。個々の各データパケットには、関連するＤＲＵを一意に識別するヘッダーが設けられている。ＤＡＵは、相互接続されて、複数のＤＡＵ間でデータを伝送可能にする。この機能によって、セクターと個々のＤＲＵ間で信号をルーティングするＤＡＳネットワークに特有の柔軟性が得られる。ＤＡＳネットワークに備わっているスイッチング機能の制御には、サーバを利用する。図２を一例として参照するに、ＤＡＵ１（２０２）は、ＢＴＳ１のセクター１（２０１）からダウンリンク信号を受信する。ＤＡＵ１はＲＦ信号を光信号に変換し、光ファイバケーブル２０３は所望の信号をＤＲＵ２（２０４）に伝送する。光ケーブル２０５は、すべての光信号をＤＲＵ３（２０６）に伝送する。デイジーチェーンのその他のＤＲＵは、ＤＲＵ１（２０７）への光信号の受け渡しに関与する。ＤＡＵ１（２０２）は、ＤＡＵ２（２０８）とネットワークを構成して、セクター２及びセクター３からのダウンリンク信号をセル１のすべてのＤＲＵに伝送可能にする。光ファイバケーブル２０９は、所望の信号をＤＲＵ２３（２１０）に伝送する。光ケーブル２１１は、すべての光信号をＤＲＵ２４（２１２）に伝送する。デイジーチェーンのその他のＤＲＵは、ＤＲＵ２２（２１３）への光信号の受け渡しに関与する。ＤＡＵにおけるトラヒック監視ユニット（２２１）を示した一実施形態は、ネットワークの各ＤＡＵにおけるトラヒック負荷を追跡するためのものである。各ＤＡＵと関連するトラヒック負荷は、収集され、ネットワーク最適化ユニット（２２０）に格納される。最適化ユニット（２２０）は、ＤＡＳネットワークの全体性能を計算し、最適な再構成ネットワークを決定して、性能の最大化を図る。
【００４４】
[0044]図３は、Ｎ個のＢＴＳが相互接続されて所与の地理的領域に対応する基地局ホテルを使用する用途を示した一実施形態である。基地局は、独立したワイヤレスネットワークオペレータ及び／又は複数の基準（ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥ等）を表していてもよい。或いは、付加的なＲＦキャリアの提供を表していてもよい。基地局信号は、ニュートラルホスト用途の場合と同様に、ＤＡＵへの接続前に組み合わされてもよい。図３を一例として参照するに、ＤＡＵ１（３０２）は、ＢＴＳセクター１（３０１）からダウンリンク信号を受信する。ＤＡＵ１はＲＦ信号を光信号に変換し、光ファイバケーブル３０３は所望の信号をＤＲＵ２（３０４）に伝送する。光ケーブル３０５は、すべての光信号をＤＲＵ３（３０６）に伝送する。デイジーチェーンのその他のＤＲＵは、ＤＲＵ１（３０７）への光信号の受け渡しに関与する。ＤＡＵ１（３０２）は、ＤＡＵ２（３０８）とネットワークを構成して、ＢＴＳ１のセクター２からのダウンリンク信号をセル１のすべてのＤＲＵに伝送可能にする。ＤＡＵ１（３０２）は、ＢＴＳセクターＮ（３０９）からダウンリンク信号を受信する。ＤＡＵ１はＲＦ信号を光信号に変換し、光ファイバケーブル３０３は所望の信号をＤＲＵ２（３０４）に伝送する。光ケーブル３０５は、すべての光信号をＤＲＵ３（３０６）に伝送する。デイジーチェーンのその他のＤＲＵは、ＤＲＵ１（３０７）への光信号の受け渡しに関与する。基地局を追加することによって、セル１の容量を追加することができる。
【００４５】
[0045]限られた基地局リソースを効率的に利用するため、ＤＲＵネットワークは、ＢＴＳセクターのいずれかに対して、個々のアップリンク信号及びダウンリンク信号の出力先を変更可能であるものとする。ＤＲＵのデータトラヒックが特有のストリームを有することから、ＤＡＵルータは、信号を異なるセクターにルーティングする機構を有する。ＤＡＵにおけるトラヒック監視ユニット（３２１）を示した一実施形態は、ネットワークの各ＤＡＵにおけるトラヒック負荷を追跡するためのものである。各ＤＡＵと関連するトラヒック負荷は、収集され、ネットワーク最適化ユニット（３２０）に格納される。最適化ユニット（３２０）は、ＤＡＳネットワークの全体性能を計算し、最適な再構成ネットワークを決定して、性能の最大化を図る。
【００４６】
[0046]図４は、ＤＡＵの２つの主要な要素である物理ノード（４００）及びローカルルータ（４０１）を示している。物理ノードは、ＲＦ信号をダウンリンク用のベースバンドに変換するとともに、ベースバンドをアップリンク用のＲＦに変換する。ローカルルータは、様々なＬＡＮポート、ピアポート、及び外部ポート間でトラヒックの出力先を設定する。物理ノードは無線周波数（ＲＦ）でＢＴＳに接続する。物理ノードは、異なるオペレータ、異なる周波数帯域、異なるチャンネル等に使用可能である。物理ノードは、デュプレクサを介してダウンリンク信号とアップリンク信号とを組み合わせ可能である。或いは、単方向構成の場合と同様に、分離したままにすることもできる。一実施形態においては、各ＤＡＵポートにおけるトラヒック負荷を決定するトラヒック監視（４１６）機能が各ＤＡＵに備わっている。本実施形態においては、トラヒック監視を外部で行う他の実装態様と比較して、トラヒック監視機能を各ＤＡＵで実行する。
【００４７】
[0047]図４は、物理ノードがアップリンク（４０５）に別々の出力を有し、ダウンリンク経路（４０４）に別々の入力を有する一実施形態を示している。物理ノードは、ＲＦからの信号をダウンリンク経路用のベースバンドに変換するとともに、ベースバンドからアップリンク経路用のＲＦに変換する。物理ノードは、外部ポート（４０９、４１０）を介してローカルルータに接続されている。ルータは、ＬＡＮポート及びピアポートからのアップリンクデータストリームの出力先を選択した外部Ｕポートに設定する。同様に、ルータは、外部Ｄポートからのダウンリンクデータストリームの出力先を選択したＬＡＮポート及びピアポートに設定する。
【００４８】
[0048]一実施形態において、ＬＡＮポート及びピアポートは、光ファイバを介してＤＡＵ及びＤＲＵのネットワークに接続されている。このネットワーク接続には、ＣＡＴ５又はＣＡＴ６配線等の銅相互接続、又は他の適切な相互接続機器も利用可能である。また、ＤＡＵは、ＩＰ（４０６）を用いてインターネットネットワークに接続されている。ホストユニットとＤＡＵ間の通信には、イーサネット接続（４０８）を利用している。また、ＤＲＵは、イーサネットポートを介してリモート運用管理センター（４０７）に直接接続することができる。
【００４９】
[0049]図５は、ＤＲＵの２つの主要な要素である物理ノード（５０１）及びリモートルータ（５００）を示している。ＤＲＵは、リモートルータ及び物理ノードの両方を含む。リモートルータは、ＬＡＮポート、外部ポート、及びピアポート間でトラヒックの出力先を設定する。物理ノードは、無線周波数（ＲＦ）でＢＴＳに接続されている。物理ノードは、異なるオペレータ、異なる周波数帯域、異なるチャンネル等に使用可能である。図５は、物理ノードがアップリンク（５０４）に別々の入力を有し、ダウンリンク経路（５０３）に別々の出力を有する一実施形態を示している。物理ノードは、ＲＦからの信号をアップリンク経路用のベースバンドに変換するとともに、ベースバンドからダウンリンク経路用のＲＦに変換する。物理ノードは、外部ポート（５０６、５０７）を介してリモートルータに接続されている。ルータは、ＬＡＮポート及びピアポートからのダウンリンクデータストリームの出力先を選択した外部Ｄポートに設定する。同様に、ルータは、外部Ｕポートからのアップリンクデータストリームの出力先を選択したＬＡＮポート及びピアポートに設定する。また、ＤＲＵは、イーサネットスイッチ（５０５）を含んでおり、リモートコンピュータ又はワイヤレスアクセスポイントをインターネットに接続することができる。
【００５０】
[0050]一実施形態においては、各ＤＲＵポートにおけるトラヒック負荷を決定するトラヒック監視（５１６）機能が各ＤＲＵに備わっている。本実施形態においては、トラヒック監視を外部で行う他の実装態様と比較して、トラヒック監視機能を各ＤＲＵで実行する。
【００５１】
[0051]図６に示すように、基地局ホテル（６１０）は、複数のピコセルで構成されている。ピコセルは通常、ワイヤレスオペレータに依存し周波数帯域に依存している。同じ周波数帯域で動作するピコセルは、ＲＦで組み合わされ、各ＤＡＵに入力される。組み合わされたピコセルからのＤＡＵ無線リソースは、デイジーチェーン構成のＤＲＵネットワークに伝送される。個々の各ＤＡＵ無線リソースは、ネットワーク構成のＤＲＵを介して、独立した地理的領域に対してカバレッジを提供する。図６は、７つのＤＲＵから成る独立したネットワークをそれぞれ含む複数のＤＡＵが所与の地理的領域に対してカバレッジを提供する方法を明らかにしている。一実施形態において、トラヒック監視機能は、ＤＡＵネットワークに接続された外部のトラヒック監視ユニット（６２１）に配置されている。
【００５２】
[0052]図７に示すように、基地局ホテル（７１０）は、複数のピコセルで構成されている。ピコセルは通常、ワイヤレスオペレータに依存し周波数帯域に依存する。同じ周波数帯域で動作するピコセルは、ＲＦで組み合わされ、各ＤＡＵに入力される。組み合わされたピコセルからのＤＡＵ無線リソースは、デイジーチェーン構成のＤＲＵネットワークに伝送される。個々の各ＤＡＵ無線リソースは、ネットワーク構成のＤＲＵを介して、独立した地理的領域に対してカバレッジを提供する。図７は、７つのＤＲＵから成る独立したネットワークをそれぞれ含む複数のＤＡＵが所与の地理的領域に対してカバレッジを提供する方法を明らかにしている。一実施形態において、トラヒック監視機能は、ピコセルに接続された外部のトラヒック監視ユニット（７２１）に配置されている。ＢＴＳホテル７１０は、トラヒック監視ユニット７２０に結合された複数のピコセルを含む。トラヒック情報は、ピコセルからトラヒック監視ユニットに流れる。トラヒック監視ユニットは、このトラヒック情報を用いてＤＡＳネットワークの最適化を行う。トラヒック監視ユニット８２０は、ＤＡＳネットワーク全体にトラヒックを効率良く分散させるために使用されるトラヒック管理アルゴリズムを含み得るネットワーク最適化ユニット７２１と関連して動作する。
【００５３】
[0053]図８は、デジタルインターフェース（８３０）を介してＤＡＵネットワークに相互接続された複数のピコセルで構成された基地局ホテル（８１０）の一実施形態を示している。
【００５４】
[0054]図９は、ＤＡＳネットワーク最適化の流れ図の一実施形態を示している。ネットワークトラヒックの主要性能指標（ＫＰＩ）を様々なネットワークノードで収集する（９１０）。ＫＰＩは、遮断通話数、有効通話数、アップリンクチャンネルの平均電力、ダウンリンクチャンネルの平均電力、各セクターのトラヒック、不能通話、満足ユーザ数、不満足ユーザ数、所与のＤＲＵを介して動作するユーザ数等の情報を含んでいてもよい。
【００５５】
[0055]そして、利用可能なＤＡＳネットワークの無線リソースに照らして、ＤＡＳネットワーク性能を解析する（９１２）。ネットワークトラヒックの最適なルーティングを決定することを目的として、既存のＤＡＳネットワークに対して最適化アルゴリズムを適用する（９１４）。最適なＤＡＳネットワークを決定したら、再構成ＤＡＳネットワークの性能見積りを決定する（９１６）。再構成ＤＡＳネットワークを、実装に先立って評価して、性能が許容範囲となるであろうことを保証する。許容範囲であると判定したら、再構成ＤＡＳネットワークを実装し（９１８）、このプロセス全体を繰り返す。一実施形態においては、再構成前のセクターの負荷を、提案された再構成後と比較して、その他のセクターへのＤＲＵのシフトによってシステム性能が向上するかどうかを判定することが可能である。
【００５６】
[0056]このように、ネットワークトラヒックのＫＰＩを用いることによって、システム性能が向上するようにＤＡＳネットワークを修正することができる。一例として、特定のＤＲＵの負荷が他の隣接ＤＲＵよりも高い場合は、トラヒックを隣接ＤＲＵにルーティングして、特定のＤＲＵの負荷を軽減することができる。その他、負荷バランシングに関しては、２０１２年２月１７日付け出願の米国特許出願第６１／６００，５３０号「Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｌｏａｄ  Ｂａｌａｎｃｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ」に追加的な説明があり、その全開示内容をあらゆる目的のために本明細書に援用する。
【００５７】
[0057]ネットワーク性能の最適化の一例として、基地局は通常、３つのセクターを有する。ＤＲＵを異なるセクターに割り当て、第１のセクター（例えば高トラヒックのセクター）に割り当てたＤＲＵを第２のセクター（例えば低トラヒックのセクター）にシフトすることによってトラヒックを第１のセクターから第２のセクターにシフトさせることにより、性能を向上可能である。本発明の一部の実施形態ではシステム性能が最適化されないが、本明細書に記載の技術を用いることにより、例えばＤＲＵのトラヒック負荷を測定し、ＤＲＵのトラヒックの負荷バランシングを行い、第１のトラヒック負荷を特徴とする第１のＤＲＵの負荷を当該第１のトラヒック負荷よりも低い第２のトラヒック負荷を特徴とする第２のＤＲＵにシフトさせることによって負荷低減を行うことによりシステム性能を向上可能である。最適化プロセスにおいては、所定の閾値に対してシステム性能を測定可能であり、所定の閾値に到達したら最適化プロセスを終了する。当業者であれば、数多くの変形、改良、及び代替が認識されよう。
【００５８】
[0058]別の例としては、ＤＲＵの電力設定を修正して、システム性能を向上可能であるが、この詳細については、２０１２年７月９日付け出願の米国特許出願第６１／６６９，５７２号「Ａ  Ｓｅｌｆ−Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｏｆｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｕｓｅ」に記載されており、その全開示内容をあらゆる目的のために本明細書に援用する。
【００５９】
[0059]図１０は、ＤＡＳネットワークのＫＰＩ及びＱｏＳ計算の一実施形態を示している。ＤＡＳネットワークのＱｏＳを決定する重要なパラメータとしては、所与のＤＲＵに割り当てられたユーザの数、様々なＤＲＵ間の空間的距離、及びどのＢＴＳセクターに対してどのＤＲＵを割り当るかの識別等が挙げられる。
【００６０】
[0060]図１１は、最適化アルゴリズムのフローチャートの一実施形態を示している。本実施形態においては、分散推定アルゴリズム（ＥＤＡ）を使用する。最も高いＱｏＳが得られる最適なＤＲＵシナリオを決定するには、様々なＤＲＵ割り当てシナリオを調べる。一実施形態においては、初期集団を生成する（１１１０）。また、トラヒック情報（ＫＰＩ）を解析するとともに、すべてのセクター化のトラヒック性能（ＱｏＳ）を解析する（１１１２）。ソート手続きを行い（１１１４）、収束基準が満たされているか否かを判定する（１１１６）。満たされている場合はプロセスを終了する。満たされていない場合は、世代カウンタを更新し（１１１８）、ソート演算を行い（１１２０）、パラメータΓを演算して（１１２２）、新たな集団を生成する（１１２４）。その後、トラヒック情報及び性能の解析へと進む（１１１２）。
【００６１】
[0061]ネットワーク最適化
【００６２】
[0062]ネットワークの性能（ネットワークの異なる部分からのＫＰＩの数で表現）は、ＱｏＳ値を決定する。オペレータが異なれば、規定の事業目標及び関心のあるサービスも異なる可能性がある。これらの考えに基づけば、効率的で費用対効果の高いネットワーク性能管理は、オペレータ毎に異なる。したがって、ＱｏＳ基準をＫＰＩセットに対して規定及びマッピング可能である。ＫＰＩセットを用いる場合は、マッピングを加重正規化関数で表す必要がある。
【００６３】
[0063]本項では、混合整数計画法によりセクター化問題を公式化して、セクター間のトラヒックのバランシングを図るとともに、接続されたコンパクトなセクターとのハンドオフを最小限に抑える。時間ｔにおけるＤＲＵのセクター化が与えられた場合、この問題は、トラヒック需要の変化を適応的にバランシングする時間ｔ＋１での新たなセクター化を得ることになる。
【００６４】
[0064]問題の公式化のため、Ｎ個のＤＲＵを備えたサービスカバレッジエリアを考える。各ＤＲＵは、トラヒック需要がＴｉ（ｉ＝１、・・・、Ｎ）であるものと仮定する。なお、ＤＲＵＢにおけるＵＥＡからの受信アップリンク電力がその他のＤＲＵよりも大きい場合、ＵＥＡはＤＲＵＢに属する。移動体のＤＲＵｉからＤＲＵｊへの移行確率をｐｉｊとする。この場合、ＤＲＵｉからＤＲＵｊへのハンドオフ通話は、ｈｉｊ＝ｐｉｊＴｉとなる。ＤＲＵｉとＤＲＵｊ間の距離は、ｐｉｊに反比例する。ｅＮｏｄｅＢホテルがＭ個のＶＢＳを有するものと仮定する。ＶＢＳｍのセクターセット及びセクターｋに割り当てられたＤＲＵセットをそれぞれＳＯＳｍ、及びＳＯＤｋとし、それにより｜ＳＯＳｍ｜＝３（各ｅＮｏｄｅＢ／ＶＢＳが３つのセクターを有する場合）となる（ｍ＝１、・・・、Ｍ、及びｋ＝１、・・・、Ｋ）。セクター化問題における以下３つのコスト要因（ＫＰＩ）を考える。
【００６５】
[0065]ＫＰＩＢＣ（遮断通話数の逆数）：ハード容量及びソフト容量を原因とする遮断通話のペナルティである。ＶＢＳｍのハード容量及びセクターｋのソフト容量をそれぞれＨＣｍ、及びＳＣｋとすると、
【数１】
0006373837.tif 000002
となる。ＤＲＵｉがセクターｋに属する場合の２値変数は、ｘｉｋ＝１である。ＤＲＵｉがＶＢＳｍに属する場合は、
【数２】
0006373837.tif 000003
からｙｉｍ＝１となる。
【数３】
0006373837.tif 000004
ペナルティが生じるのは通話が遮断された場合のみであるため、ｈｃｍがｓｃｋの関数であることから、ｓｃｋのみを目的関数に適用する。ｈｃｍは、別の項として目的関数に追加する必要がない。ｓｃｋは、非負の実変数であるため、
【数４】
0006373837.tif 000005
となる。
【００６６】
[0066]ＫＰＩＨＯ（ハンドオフ数の逆数）：以下、３つの異なる種類のハンドオフを考える。
【００６７】
[0067]Ａ．ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオフ：通話中のユーザ機器（ＵＥ）は、あるＶＢＳから別のＶＢＳに移動した場合、ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオフが必要となる。ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオフは、Ｘ２インターフェース（ＵＥがＬＴＥカバレッジエリアから出ていない場合に限る）又はＳ１インターフェース（ＵＥがサービスセルから出た場合）を用いて実行する。Ｘ２ハンドオフでは、Ｘ２アプリケーションパート（Ｘ２ＡＰ）を用いて、発信元から目標ｅＮｏｄｅＢへの信号接続を確立する。目標ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥの新しい地理的位置を用いてＭＭＥ（モビリティ管理エンティティ）を更新する。この手順を可能とするため、ＭＭＥは、Ｓ−ＧＷ（サービスゲートウェイ）と通信を行って、新しいエンドポイントを折衝する必要がある。Ｓ１ハンドオフの間に、ＭＭＥは、発信元ｅＮｏｄｅＢの再割り当て準備要求を受信し、ハンドオフリソース割り当て手順を開始して、目標ｅＮｏｄｅＢから必要な無線リソースを要求する。目標ｅＮｏｄｅＢがハンドオフコマンドメッセージに埋め込まれた所要の無線インターフェースパラメータを送信したら、ＭＭＥは、このハンドオフコマンドメッセージを透過的にＵＥに転送し、ハンドオフを実行する。この主要な手順は、ＭＭＥによってトリガされ、Ｓ−ＧＷが実行する。
【００６８】
[0068]ＤＲＵｉ及びＤＲＵｊがＶＢＳｍに属する場合、２値変数をｚｉｊｍ＝１とする。この場合、ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオフのコストは、変数
【数５】
0006373837.tif 000006
を用いて求められ、コストは、
【数６】
0006373837.tif 000007
となる。
【００６９】
[0069]なお、ｅＮｏｄｅＢ間ハンドオフは、ＤＲＵｉ及びＤＲＵｊが異なるＶＢＳに属する場合すなわちｚｉｊｍ＝０の場合に起こる。
【００７０】
[0070]Ｂ．ｅＮｏｄｅＢ内ハンドオフ：通話中のＵＥは、ＶＢＳのあるセクターから別のセクターに移動した場合、モバイルはｅＮｏｄｅＢ内ハンドオフが必要となる。この手順は、該当ＶＢＳ内で完全に取り扱い可能であるため、ＭＭＥもＳ−ＧＷも関与する必要がない。ここで、ＤＲＵｉ及びＤＲＵｊがセクターｋに属する場合の２値変数をｗｉｊｋ＝１とすると、ｅＮｏｄｅＢ内ハンドオフのコストは、２つの変数ｗｉｊ−ｚｉｊ（ここで、
【数７】
0006373837.tif 000008
）を用いて求められ、コストは、
【数８】
0006373837.tif 000009
となる。
【００７１】
[0071]ｅＮｏｄｅＢ内ハンドオフは、ＤＲＵｉ及びＤＲＵｊが同じＶＢＳの異なるセクターに属する場合に起こる。
【００７２】
[0072]Ｃ．強制ハンドオフ：ＤＲＵがセクターを変更した場合、セル中のすべての現行通話は、パイロットＰＮオフセットをＷＣＤＭＡに変更する必要がある。強制ハンドオフのコストは、現在のセクター化ａｉｋ（ＤＲＵｉがセクターｋにある場合はゼロ）を用いて求められる。コストは、現在別のセクターにあるＤＲＵｉがセクターｋに移動した場合に生じるため、
【数９】
0006373837.tif 000010
となる。
【００７３】
[0073]これら３つのハンドオフのコストを重み付けして組み合わせると、
【数１０】
0006373837.tif 000011
となる。
【００７４】
[0074]ＫＰＩＣＩ（コンパクト性指標の逆数）：第ＩＩ．Ｂ項で導入したコンパクト性指標ＣＩを用いて、ハンドオフ境界の長さの最小化を試みる。等式（４）の分子は、２つの異なるセクター間のハンドオフＤＲＵの辺の数を表す。
【数１１】
0006373837.tif 000012
ただし、ＤＲＵｉ及びＤＲＵｊが隣接する場合は、Ｂｉｊ＝１である。
ここで、公式化において必要となる以下の制約を考える。
１．各ＤＲＵは、セクターに属する必要がある。すなわち、
【数１２】
0006373837.tif 000013
２．セクターｋにおける任意の２つのＤＲＵ間の関係は、ｘｉｋ＝ｘｊｋ＝１の場合かつこの場合に限って、ｗｉｊｋ＝１を満足する必要がある。これにより、
【数１３】
0006373837.tif 000014
となる。
【００７５】
[0075]ＶＢＳｍの２つのＤＲＵ間の関係は、ｙｉｍ＝ｙｊｎ＝１の場合かつこの場合に限ってｚｉｊｋ＝１であり、
ｚｉｊｍ≦ｙｉｍ、ｚｉｊｍ≦ｙｙｊｍ、及びｚｉｊｍ≧ｙｉｍ＋ｙｊｍ−１  （すべてのｉ、ｊ、及びｋに関して）  （７）
となる。
３．接続セクター化：セクターが２つ以上のＤＲＵを有する場合、当該セクターのＤＲＵは、接続する必要がある。接続セクターの公式化のため、ＳＯＤｋにカットの定理［２６］を使用する。セクターｋが接続されている場合、ＳＯＤｋのセルを分離する任意のカットは、六角形セルの少なくとも１つの共通辺を有する。ＳＯＤｋの適正なサブセットをＳ１ｋとする。すなわち、Ｓ１ｋ⊂ＳＯＤｋ、Ｓ１ｋ≠φ、及びＳ１ｋ≠ＳＯＤｋである。また、Ｓ１ｋの反対のセットをＳ２ｋとする。すなわち、Ｓ２ｋ＝ＳＯＤｋ−Ｓ１ｋである。２つのサブセットが接続されているため、これらサブセットによって分離されたＤＲＵの共通辺が少なくとも１つ存在する。これにより、
【数１４】
0006373837.tif 000015
となる。
【００７６】
[0076]ここで、ＱｏＳ関数は、導入済みの３つのＫＰＩ（コスト要因）の加重組合せである。目的関数がＱｏＳ関数を最大化することは明らかである。これらは、ハード容量及びソフト容量を原因とする遮断通話並びにハンドオフ通話のペナルティである。ＤＲＵのセクター化は、以下の混合整数線形計画法のように公式化可能である。
【数１５】
0006373837.tif 000016
【００７７】
[0077]なお、セクター化問題の特殊な場合である多くのグルーピング問題は、周知のＮＰ困難な問題である。今回の問題はＮＰ困難であるため、アルゴリズムの実行に要する時間は、問題のサイズに応じて指数関数的に長くなる。したがって、このようなアルゴリズムは大抵の場合、実世界のサイズの問題には使用できない。ＮＰ困難な問題に関する有望な結果としては、進化的アルゴリズムを検討してセクター化問題を解くとともに、混合整数計画法により得られる解と性能を比較する。
【００７８】
[0078]分散推定アルゴリズム（ＥＤＡ）
【００７９】
[0079]他の進化的アルゴリズムと異なり、ＥＤＡでは、交差オペレータ及び突然変異オペレータを用いることなく、各世代の新たな個体集団が生成される。その代わりに、ＥＤＡでは、前世代の最適選択個体から推定される確率分布に基づいて、新たな集団が生成される。そこで、ＥＤＡ手法の個体として各主ベクトルを導入する。また、ここでの適合度関数は、第ＩＩＩ項に記載の目的関数である。一般的に、従来のＥＤＡは、パラメータ及び表記によって特徴付けることができる。
（Ｉｓ，Ｆ，Δｌ，ηｌ，βｌ，ｐｓ，Γ，ＩＴｅｒ）  （１１）
ここで、
１）Ｉｓは、すべての潜在的な解の空間（個体の探索空間全体）である。
２）Ｆは、適合度関数を表す。
３）Δｌは、ｌ番目の世代における個体セット（集団）である。
４）ηｌは、ｌ番目の世代におけるセットΔｌから選択される最適候補解セットである。
５）βｌ≡Δｌ−ηｌ≡Δｌ∩ηＣｌとする（ただし、ηＣｌはηｌの補数である）。
６）ｐｓは、選択確率である。ＥＤＡアルゴリズムでは、セットΔｌからｐｓ｜Δｌ｜個の個体を選択してセットηｌを構成する。
７）Γは、各世代においてηｌ（選択された候補解セット）から推定される分散を表す。
８）ＩＴｅｒは、最大世代数である。
従来のＥＤＡにおいては、各個体が文字列で指定される。一般的なＥＤＡを以下のステップで説明する。
ステップ０：初期集団Δ０を生成する。初期集団（｜Δ０｜個の個体）は通常、均一な（同等に起こり得る）分散に従ったサンプリングによって得られる。
【数１６】
0006373837.tif 000017
世代ｌ＝１、２、・・・については、ステップ１〜６に従う。
ステップ１：適合度関数Ｆに従って、現在の集団Δｌ−１の個体を評価する。候補解（現在の集団の個体）をそれぞれの適合度順位に従ってソートする。
ステップ２：最適候補解が収束基準を満たす場合又は世代数がその限界値ＩＴｅｒを超える場合は終了とし、それ以外の場合はステップ３に進む。
ステップ３：現在の集団Δｌ−１から最適なｐｓΔｌ−１個の候補解（個体）を選択する。この選択は、上記ソートした候補解に従って行う。
ステップ４：｜ηｌ−１｜個の最適候補解に基づいて、確率分布ｐ（θ１、θ２、・・・、θｎ）を推定する。この推定値は、
＝Ｐ（θ１、θ２、・・・、θｋ｜ηｌ−１）  （１３）
と表す。
ステップ５：この新たに推定した確率分布Γに基づいて、新たに｜Δｌ−１｜−｜ηｌ−１｜個の個体を生成する。｜βｌ−１｜個の不良個体を新たに生成した｜Δｌ−１｜−｜ηｌ−１｜個の個体で置き換える。
ステップ６：ステップ１に戻って、各ステップを繰り返す。
ＥＤＡの実装のための上記疑似コードのステップに従った。推定値（１３）に関する実験においては、周辺分布を別個に推定するとともに積形式
【数１７】
0006373837.tif 000018
を用いる単純な方法を使用した。ここで、δは指標関数であって、以下のように表すことができる。
【数１８】
0006373837.tif 000019
【００８０】
[0080]また、本明細書に記載の実施例及び実施形態は例示を目的とするものに過ぎず、これらを踏まえた種々の改良又は変更が当業者には想到され、これらは本願の主旨及び範囲並びに添付の特許請求の範囲に含まれる。
【００８１】
[0081]付録Ｉは、本明細書で使用する用語集であって、頭字語を含む。
［付録Ｉ］
用語集
ＡＣＬＲ            隣接チャンネル漏洩電力比
ＡＣＰＲ            隣接チャンネル電力比
ＡＤＣ              アナログ−デジタル変換器
ＡＱＤＭ            アナログ直交復調器
ＡＱＭ              アナログ直交変調器
ＡＱＤＭＣ          アナログ直交復調器補正器
ＡＱＭＣ            アナログ直交変調器補正器
ＢＰＦ              帯域通過フィルタ
ＣＤＭＡ            符号分割多重アクセス
ＣＦＲ              波高因子低減
ＤＡＣ              デジタル−アナログ変換器
ＤＥＴ              検出器
ＤＨＭＰＡ          デジタルハイブリッドモード電力増幅器
ＤＤＣ              デジタルダウンコンバータ
ＤＮＣ              ダウンコンバータ
ＤＰＡ              ドハティ電力増幅器
ＤＱＤＭ            デジタル直交復調器
ＤＱＭ              デジタル直交変調器
ＤＳＰ              デジタル信号処理
ＤＵＣ              デジタルアップコンバータ
ＥＥＲ              包絡線除去・再生
ＥＦ                包絡線追従
ＥＴ                包絡線追跡
ＥＶＭ              エラーベクトルの大きさ
ＦＦＬＰＡ          フィードフォワード線形電力増幅器
ＦＩＲ              有限インパルス応答
ＦＰＧＡ            フィールドプログラマブルゲートアレイ
ＧＳＭ（登録商標）  汎欧州デジタル移動電話方式
Ｉ−Ｑ              同相／直角位相
ＩＦ                中間周波数
ＬＩＮＣ            非線形要素を用いた線形増幅
ＬＯ                局部発振器
ＬＰＦ              低域通過フィルタ
ＭＣＰＡ            マルチキャリア電力増幅器
ＭＤＳ              多方向探索
ＯＦＤＭ            直交周波数分割多重
ＰＡ                電力増幅器
ＰＡＰＲ            ピーク対平均電力比
ＰＤ                デジタルベースバンドプレディストーション
ＰＬＬ              位相ロックループ
ＱＡＭ              直交振幅変調
ＱＰＳＫ            直交位相シフトキーイング
ＲＦ                無線周波数
ＲＲＨ              リモート無線ヘッド
ＲＲＵ              リモート無線ヘッドユニット
ＳＡＷ              表面弾性波フィルタ
ＵＭＴＳ            ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム
ＵＰＣ              アップコンバータ
ＷＣＤＭＡ          広帯域符号分割多重アクセス
ＷＬＡＮ            ワイヤレスローカルエリアネットワーク
【図１】
0006373837.tif 000020
【図２】
0006373837.tif 000021
【図３】
0006373837.tif 000022
【図４】
0006373837.tif 000023
【図５】
0006373837.tif 000024
【図６】
0006373837.tif 000025
【図７】
0006373837.tif 000026
【図８】
0006373837.tif 000027
【図９】
0006373837.tif 000028
【図１０】
0006373837.tif 000029
【図１１】
0006373837.tif 000030