(57)【要約】  管理システムは、サービス配送ルールとともに、１つ以上の関連する基地局および／または他のユーザデバイスから受信した性能メトリクスを使用する基地局コントローラを含み、該サービス配送ルールは、第１の通信セルにサービスを提供する第１の基地局から第１の通信セル内に位置する第１のユーザデバイスへ、第１のデータ転送のデータ部分をいつ送信すべきか、および／または該データ部分をどの速度で送信すべきかを決定し、それによって、第１のデータ転送を受信する第１のユーザデバイスに対するネットワークの可用性の目標を達成しようとし、同じく第１の基地局によって第１の通信セル内でサービスを提供される他のユーザデバイスに対するネットワークの可用性の目標を達成しようとし、および／または他の基地局によって他の通信セル内でサービスを提供される他のユーザデバイスに対するネットワークの可用性の目標を達成しようとする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
第１のワイヤレス基地局と、
前記第１の基地局との第１の通信を受けるように構成されるワイヤレスユーザデバイスと、
第２のワイヤレス基地局と、
前記第２の基地局との第２の通信を受けるように構成される第２のユーザデバイスと、
前記第２の通信に関連する少なくとも１つの性能メトリクスに基づき、かつ少なくとも１つのサービス配信ルールに基づいて、前記第１のワイヤレス基地局と前記第１のユーザデバイスとの間の通信を制御するように構成される基地局コントローラと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記第１のワイヤレス基地局は、基地局のクラスタの第１の階層であり、前記第２のワイヤレス基地局は、基地局のクラスタの第２の階層である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記基地局コントローラは、少なくともニューラルネットワークに基づいて通信を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記基地局コントローラは、地形、群葉、建造物、加入者密度、およびスペクトル可用性のうちの少なくとも１つを含む構成パラメータを有する、前記少なくとも１つのサービス配信ルールに基づいて通信を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記基地局コントローラは、データ配信速度、伝送出力、通信チャネルの変調および符号化、通信チャネルの拡散ゲイン、前記通信チャネルに使用される拡散コード、通信チャネルに使用される時間リソース、および通信チャネルに使用される周波数リソースのうちの少なくとも１つを調整することによって通信を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記基地局コントローラは、通信チャネルの信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）、通信チャネルの信号対干渉比（ＳＩＲ）、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）、受信信号コード出力（ＲＳＣＰ）、通信チャネルのビット誤り率（ＢＥＲ）、通信チャネルのブロック誤り率（ＢＬＥＲ）、データ接続のＩＰ混雑、およびパイロットチャネルの品質表示のうちの少なくとも１つである、少なくとも１つの性能メトリクスに基づいて通信を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記基地局コントローラは、前記第１のワイヤレス基地局と前記第１のユーザデバイスとの間の通信を少なくとも部分的に制御するように、前記第１の基地局に対する無線周波数スペクトルの一部を再割り当てする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
方法であって、
ワイヤレスユーザデバイスと第１のワイヤレス基地局との間の第１の通信を伝送するステップと、
第２のユーザデバイスと第２のワイヤレス基地局との間の第２の通信を伝送するステップと、
前記第２の通信に関連する少なくとも１つの性能メトリクスに基づき、かつ少なくとも１つのサービス配信ルールに基づいて、前記第１のワイヤレス基地局と前記第１のユーザデバイスとの間の通信を制御するステップと、
を含む、方法。
【請求項９】
前記第１のワイヤレス基地局は、基地局のクラスタの第１の階層であり、前記第２のワイヤレス基地局は、基地局のクラスタの第２の階層である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
通信を制御するステップは、少なくともニューラルネットワークに基づく、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
通信を制御するステップは、地形、群葉、建造物、加入者密度、およびスペクトル可用性のうちの少なくとも１つを含む構成パラメータを有する、前記少なくとも１つのサービス配信ルールに基づく、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
通信を制御するステップは、データ配信速度、伝送出力、通信チャネルの変調および符号化、通信チャネルの拡散ゲイン、前記通信チャネルに使用される前記拡散コード、通信チャネルに使用される時間リソース、および通信チャネルに使用される周波数リソースのうちの少なくとも１つを調整することによって実行される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
通信を制御するステップは、通信チャネルの信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）、通信チャネルの信号対干渉比（ＳＩＲ）、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）、受信信号コード電力（ＲＳＣＰ）、通信チャネルのビット誤り率（ＢＥＲ）、通信チャネルのブロック誤り率（ＢＬＥＲ）、データ接続のＩＰ混雑、およびパイロットチャネルの品質表示のうちの少なくとも１つである、少なくとも１つの性能メトリクスに基づく、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
通信を制御するステップは、無線周波数スペクトルの一部の再割り当てによって少なくとも部分的に実行される、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータが読み取り可能な媒体であって、
ワイヤレスユーザデバイスと第１のワイヤレス基地局との間で第１の通信を伝送するステップと、
第２のユーザデバイスと第２のワイヤレス基地局との間で第２の通信を伝送するステップと、
前記第２の通信に関連する少なくとも１つの性能メトリクスに基づき、かつ少なくとも１つのサービス配信ルールに基づいて、前記第１のワイヤレス基地局と前記第１のユーザデバイスとの間の通信を制御するステップと、
を含む方法を実施するための命令を含む、媒体。
【請求項１６】
前記第１のワイヤレス基地局は、基地局のクラスタの第１の階層であり、前記第２のワイヤレス基地局は、基地局のクラスタの第２の階層である、請求項１５に記載の媒体。
【請求項１７】
通信を制御するステップは、少なくともニューラルネットワークに基づく、請求項１５に記載の媒体。
【請求項１８】
通信を制御するステップは、地形、群葉、建造物、加入者密度、およびスペクトル可用性のうちの少なくとも１つを含む構成パラメータを有する、少なくとも１つのサービス配信ルールに基づく、請求項１５に記載の媒体。
【請求項１９】
通信を制御するステップは、データ配信速度、伝送出力、通信チャネルの変調および符号化、通信チャネルの拡散ゲイン、前記通信チャネルに使用される前記拡散コード、通信チャネルに使用される時間リソース、および通信チャネルに使用される周波数リソースのうちの少なくとも１つを調整することによって実行される、請求項１５に記載の媒体。
【請求項２０】
通信を制御するステップは、通信チャネルの信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）、通信チャネルの信号対干渉比（ＳＩＲ）、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）、受信信号コード出力（ＲＳＣＰ）、通信チャネルのビット誤り率（ＢＥＲ）、通信チャネルのブロック誤り率（ＢＬＥＲ）、データ接続のＩＰ混雑、およびパイロットチャネルの品質表示のうちの少なくとも１つである、少なくとも１つの性能メトリクスに基づく、請求項１５に記載の媒体。
【請求項２１】
通信を制御するステップは、無線周波数スペクトルの一部の再割り当てによって少なくとも部分的に実行される、請求項１５に記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してワイヤレス通信システムを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
インターネットを通じた大量デジタル配布の時代が到来したことは、ますます明白になっている。コンテンツプロバイダは、ビデオ、音楽、およびゲームのためのダウンロードサービスをすでに提供している。パケットデータネットワークを通じたこれらの新しいサービスは、非常に大きいファイルの配信を必要とする場合がある。フルレングスでフルスクリーンのＤＶＤ品質の映画は、例えば、数ギガバイトのサイズになり得る。現在のワイヤレス可搬性への転換を考えれば、ＵＭＴＳおよびＷｉＭａｘ等のワイヤレスブロードバンドアクセスネットワークを通じた、ＤＶＤ品質の映画を含むマルチメディアファイル等の大きなファイルのデジタル配信を特に考慮する必要がある。
【０００３】
ワイヤレスネットワークでは、第１のセルに対応する第１の基地局から、第１のセル内に位置する第１のユーザデバイスへの単一のセッションでの大量のデータ転送は、多大な干渉を生じる可能性がある。干渉は、他のセルに対応する他の基地局と、他のセル内に位置するそれらのそれぞれのユーザデバイスとの間の通信によって生じる可能性がある。また、第１の基地局と、同じく第１のセル内に位置する第２のユーザデバイスとの間の通信、および第１の基地局を介するネットワークアクセスの取得にも問題を有する可能性がある。
【０００４】
図１は、第１の基地局１２からのワイヤレスサービスカバレッジの第１の従来のセル１０を伴う例示的なシナリオを表し、かつ、第２の基地局１６からのワイヤレスサービスカバレッジの第２の従来のセル１４を表す。第１の従来のセル１０および第２の従来のセル１４は、カバレッジの重複領域１８を有するように示されている。第１の加入者ユーザデバイス２０および第２の加入者ユーザデバイス２２は、カバレッジ重複領域１８内に位置するように示されている。
【０００５】
例示的なシナリオの下では、第１のユーザデバイス２０は、第１の無線周波数を使用した第１の基地局１２との第１の通信を受けており、第２のユーザデバイス２２は、第２の無線周波数を使用した第２の基地局１６との第２の通信を受けており、第１の無線周波数は、第２の無線周波数と実質的に同じ周波数、または第２の無線周波数と実質的に隣接する周波数、あるいは第２の無線周波数と実質的に隣接する周波数に実質的に近い周波数のうちの少なくとも１つである。
【０００６】
第１のユーザデバイス２０および第２のユーザデバイス２２は、両者ともカバレッジ重複領域１８内に位置するので、第１の基地局１２と第１のユーザデバイス２０との間の第１の通信が、第２の基地局１６と第２のユーザデバイス２２との間の第２の通信に干渉を引き起こす可能性がある。特に、第１の基地局１２と第１のユーザデバイス２０との間の第１の通信が、大量のデータ転送を伴い、したがって、比較的広い帯域幅の通信を支援するのに比較的強い信号レベルを必要とする、および／または比較的長期間の通信を必要とする場合、第２の基地局１６と第２のユーザデバイス２２との間の第２の通信は、非常に長い期間の、および／または過剰な出力レベルの干渉を被り、それによって第２の通信を妨げる可能性がある。
【０００７】
ワイヤレスシステムの有効な帯域幅容量は、下記の割合で示される、搬送信号の干渉（ノイズ）に対する比率に比例する。
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【０００８】
結果的に、第１の通信による第２の通信に対する非常に長い、および／または非常に強い干渉は、実際には、第２の通信の帯域幅レベルを低減させ、それによって第２の加入者２２が利用可能なワイヤレスネットワーク容量を低下させる。有線システム内に知覚されるネットワーク混雑と同義に、これは広域ネットワーク内のワイヤレス混雑を表す。
【０００９】
本願明細書では以下の用語を利用する。
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【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来のワイヤレス通信システムを表す概略図である。
【図２】Ｇｉインターフェースを有する例示的なＵＭＴＳネットワークの概略図である。
【図３】本発明によるワイヤレス通信システムの概略図である。
【図４】例示的なニューラルネットワークの概略図である。
【図５】ニューラルネットワークを組み込んだ図３のシステムの例示的なバージョンの概略図である。
【図６】ニューラルネットワークに送られるリンク性能メトリクスを示す概略図である。
【図７】例示的な活性化関数の構造の概略図である。
【図８】例示的なシグモイド関数のグラフである。
【図９】例示的な３階層セルクラスタの概略図である。
【図１０】周囲のセルからのデータ収集を表す概略図である。
【図１１】スペクトルの借用を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ワイヤレスネットワークを通じた、基地局から無線で接続された加入者ユーザデバイスへのデータの非リアルタイム配信を制御する、ワイヤレスデータ配信管理システムおよび方法を本願明細書に記述する。一部の実施においては、ワイヤレスネットワークは、ワイヤレスＩＰ接続の使用によって配信能力を提供する。ワイヤレス管理システムは、ワイヤレスブロードバンドのプロバイダが、従来のＤＳＬおよびケーブルネットワークでは典型的である問題に加え、干渉の問題に対処するための、スペクトル干渉を管理するための適応可能な帯域幅管理手法の使用、と表現することができる。
【００１２】
管理システムは、サービス配送ルールとともに、１つ以上の関連する基地局および／または他のユーザデバイスから受信した性能メトリクスを使用する基地局コントローラを含み、該サービス配送ルールは、第１の通信セルにサービスを提供する第１の基地局から第１の通信セル内に位置する第１のユーザデバイスへ、第１のデータ転送のデータ部分をいつ送信すべきか、および／または該データ部分をどの速度で送信すべきかを決定し、それによって、第１のデータ転送を受信する第１のユーザデバイスに対するネットワークの可用性の目標を達成しようとし、同じく第１の基地局によって第１の通信セル内でサービスを提供される他のユーザデバイスに対するネットワークの可用性の目標を達成しようとし、および／または他の基地局によって他の通信セル内でサービスを提供される他のユーザデバイスに対するネットワークの可用性の目標を達成しようとする。
【００１３】
従来知られているように、ワイヤレスデータネットワークの実施は、ワイヤレスサービスをネットワーク加入者に配信することを目的として、典型的には移動体ネットワークオペレータによって許可されたスペクトルにおける、移動体ネットワークオペレータによって操作される公衆移動体ネットワークとすることができる。公衆移動体ネットワークは、パケット化データを介してそれらのサービスを配信するのに、Ｅ）ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ  ＨＳＰＡ、ｃｄｍａ２０００  ＥＶ−ＤＯ、およびＩＥＥＥ８０２．１６−ＷｉＭＡＸ等の、様々なエアインターフェース規格を使用する。
【００１４】
典型的には、公衆移動体ネットワークとして、第１の許可された無線周波数スペクトルの各部分を、第１の複数の通信セル（セルのクラスタとしても知られる）のうちの異なる１つとともに使用するために割り当てることができる。第１の複数のセルのうちの少なくともいくつかは、第２の複数のセルのうちの少なくとも１つに隣接してもよく、第１の複数の他のセルは、第２の複数のセルのいずれとも隣接しなくてもよい。第１の複数のセルのうちのいずれのセルとも隣接しない第２の複数のセルのそれぞれに対しては、第１のスペクトルの一部を使用することもできる。
【００１５】
第１の複数のセルのうちの１つ以上に隣接する各第２の複数のセルに対しては、第２のスペクトルの一部を使用しても良く、または第１のスペクトルの一部が、第２の複数のセルから十分離れている第１の複数のセルによって使用される場合は、第１のスペクトルのその部分を使用してもよい。典型的には、他の複数のセルが第１の複数のセルからより遠くに位置するので、他の複数のセルの各々は、第１のスペクトルのどの部分が第１の複数のセルによって使用されたのかに関わらず、第１のスペクトルの一部を使用することができる。
【００１６】
その結果、第１のスペクトルの任意の部分を、それらの場所によっては、２つ以上の複数のセルのうちの２つ以上によって使用することができる。干渉を緩和するために、複数の階層のうちの１つに属するように通信セルを区別することができる。例えば、第１の階層は、対象となる第１のセルで構成することができる。第２の階層は、第１のセルに隣接して位置する第２の通信セルで構成することができる。第３の階層は、第２の通信セルのうちの少なくとも１つに隣接して位置する全ての通信セルで構成することができる。共チャネル干渉管理は、これが周波数再利用技術のための良好な実用的限界であるので、典型的には、３階層構造に対する調査に重点を置いている。
【００１７】
パケット化データを加入者デバイスに配信するために、公衆移動体ネットワークは、パケットデータネットワークに対する標準インターフェースを有する。ＵＭＴＳネットワークの場合、このインターフェースは、図２に示されるようにＧｉと呼ばれる。公衆移動体ネットワーク加入者のユーザデバイスが、公衆移動体ネットワークの外にあるソースからデータを受信している時には、そのデータは、Ｇｉインターフェースを通り、コアおよびアクセスネットワークを横断し、エアインターフェースを通って加入者デバイスに配信される。
【００１８】
図３にはワイヤレスデータ配信管理システム１００の実施が示されており、該システムは、第１の基地局１０２によってサービスを提供される第１の通信セル１０１と、第２の基地局１０６によってサービスを提供される第２の通信セル１０４と、第１の通信セルおよび第２の通信セル両者の部分を有する重複カバレッジ領域１０８と、第１の基地局との第１の通信を受ける第１のユーザデバイス１１０と、第２の基地局との第２の通信を受ける第２のユーザデバイスと、基地局コントローラとを有する。本実施は、公衆移動体ネットワーク計画に適用することができるので、基地局コントローラ１１４（ネットワーク管理システムとしても知られる）は、公衆移動体ネットワークを管理するように、移動体ネットワークオペレータによって使用される。
【００１９】
基地局コントローラ１１４は、第１の基地局および第２の基地局を含む基地局をどのように制御するのかを決定するために、第１の基地局１０２および第２の基地局１０６を含む１つ以上の基地局と、第１のユーザデバイス１１０および第２のユーザデバイス１１２を含むユーザデバイスとの間の通信に関連付けられた、１つ以上の性能メトリクスを使用することができる。代替として、各基地局の制御を専用とする１つのインスタンスのような、基地局コントローラ１１４の２つ以上のインスタンスが存在してもよい。表１に記載されたような種々のメトリクスは、従来は、ユーザデバイス等のユーザ装置から、および１つ以上の地上波無線ネットワークから利用することができる。種々のメトリクスのうちの１つ以上は、関連する１つ以上の基地局をどのように制御するのかを決定するために、基地局コントローラ１１４によって部分的に使用することができる。
【００２０】
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表１：例示的な性能メトリクス
【００２１】
例示的なシナリオは、第２の基地局１０６を介して、第２のユーザデバイス１１２から現在のサービス品質を示す性能メトリクス情報を受信する、基地局コントローラ１１４を含む。サービス配信ルールは、特定の周波数における混雑の緩和等の所望の結果を達成するために、第１の基地局１０２に対する制御命令を決定および伝送するように、受信された性能メトリクスとともに基地局コントローラ１１４によって使用される。例えば、基地局コントローラ１１４が、サービス配信ルールに組み込まれた仕様を超える第２のユーザデバイスへのサービスの低下を示す、性能メトリクス情報を第２のユーザデバイス１１２から受信した場合、第１の基地局１０２は、第２のユーザデバイス１１２と第２の基地局１０６とによる通信の干渉を減少または止めるように、伝送出力を減少させる、もしくはその伝送速度を変化させる等によって伝送を抑制することによって、または暫くの間伝送を完全に止める等によって、一時的に操作を低減させるように、基地局コントローラによって命令される。
【００２２】
基地局コントローラ１１４はまた、１つ以上の無線リソース管理機能に従って、第１の基地局１０２の第１のユーザデバイス１１０への大量のデータ伝送を管理することもできる。例えば、第２の通信セル１０４は、第１のユーザデバイス１１０へ伝送する第１の基地局１０２からの干渉の増加を受ける可能性があるが、基地局コントローラ１１４を介して実施されているような、第１のセル１０１および第２のセル１０２の両者を含むセルクラスタを監督する制御無線リソース管理機能は、第１の基地局による伝送に起因する、第２のセルへのサービスの実際の低下が無いと判断し、第１の基地局の第１のユーザデバイスへのデータ転送を減少させずに継続する可能性がある。
【００２３】
その結果、第２のユーザデバイス１１２は、もはやその信号空間の時間割り当て中の不十分な搬送対干渉比を被らなくてもよく、結果的にデータスループットの容量が増加する。第２の加入者１１２がもはや帯域幅を必要としない時には、第１の基地局１０２は、その後基地局コントローラ１１４によって、第１のユーザデバイス１１０への伝送を再び開始または増加させることができる。代替として、および／または追加として、第１の基地局１０２は、第１の基地局が操作を低減するように基地局によって再び命令されるまで、ある期間にわたって、第１のユーザデバイス１１０への伝送のスループットを増加させ始めることができる。結果的に、第１のユーザデバイス１１０の機能は、第２のセル１０４におけるシステム性能に干渉しないように、またはこれを低下させないようにゲートが設定される。大きいファイルのプッシュおよび記憶機能等のバックグラウンドの配信タスクに対して、これは特に有益な解決策とすることができる。
【００２４】
代替として、および／または追加して、第１の基地局１０２は、第１のユーザデバイス１１０へのデータ転送に対する配信期限を有することが可能であり、第１の基地局から第１のユーザデバイスへの伝送によって、第２のセル１０４内に、第２のユーザデバイス１１２と第２の基地局１０６との通信に対する干渉等の、干渉が生じている場合であっても、基地局コントローラ１１４によって使用される無線リソース管理機能は、配信期限を満たすために、第１の基地局での速度または伝送レベルを変化させないように選択し得る。
【００２５】
基地局コントローラ１１４は、第１の基地局１０２および第２の基地局１０６を含む等の、基地局に関連するセルクラスタに関して構成されるサービス配信ルールを実施するように構成することができ、また、地形、群葉、建造物、加入者密度、およびスペクトルの可用性を含むであろうがこれに限定されない構成パラメータを有することができる。
【００２６】
基地局コントローラ１１４によって使用されるサービス配信ルールは、基地局コントローラが管理する第１のセル１０１および第２のセル１０４を含むセルクラスタ等の、関連するセルネットワークまたは基地局クラスタの変化するダイナミクスに適合するように、定期的に、または略リアルタイムで更新することができる。例えば、基地局コントローラ１１４は、第２のセル１０４等の隣接するセルサイトへの影響を測定および理解するように、第１のユーザデバイス１１０等の第１のセル１０１内のユーザデバイスへ、第１の基地局１０２に様々な程度でルーチン的にデータを伝送させることができる。
【００２７】
例示的な実施の下で、基地局コントローラ１１４は、第２のユーザデバイス１１２等のユーザデバイスからサービス品質の報告を受信することができる。上述のように、サービス品質の報告は、ユーザデバイスから直接、またはそれぞれの基地局を経て提供を受けることができる。当業者は、サービス品質は、所与の期間にわたり、特定のユーザに対して関連付けることができると理解するであろう。例えば、一部のアプリケーションは、概してより高いサービス品質レベルを必要とする広帯域幅のリアルタイムの接続性を必要とする。
【００２８】
他のアクティビティは、同程度の帯域幅および接続性を必要としなくてもよいので、より低いサービス品質レベルで満足される。しかしながら、当業者は、サービス品質を種々の異なる方法で測定することができることを理解するであろう。例えば、サービス品質は、ビット誤り率、信号対ノイズ比、受信信号強度の指標、搬送対ノイズ比等に基づいて判断してもよい。特定の加入者が、十分な帯域幅で、かつ十分に低い誤り率でデータを受信しているかどうかを判断するのに測定することができる、多数の異なるパラメータが存在する。サービス品質は、これらのパラメータまたは当技術分野において既知の他のパラメータのうちの１つ以上に基づいて判断してもよい。
【００２９】
基地局コントローラ１１４は、加入者のそれぞれに対するサービス品質が、所定の値を上回っているかどうかを判断する。前述のように、サービス品質の値は、現在実行しているアプリケーションに基づいて判断してもよい（例えば、リアルタイムの低帯域幅を必要とするアプリケーションに対する広帯域幅の接続性）。特定のユーザデバイスに対するサービス品質の値が所定の値を上回った場合、いかなる制御アクティビティも行う必要はない。すなわち、種々の基地局は、それらの現在値での伝送を継続する。サービス品質の値が所定の値を上回っていない場合、基地局コントローラ１１４は、望ましくない干渉を低減または除去するための対応策を取る必要がある。
【００３０】
基地局コントローラ１１４は、干渉ソースを判断して、低減操作コマンドを干渉している基地局に送信する。前述のように、低減操作コマンドは、様々な方法で実施することができる。１つの極端な方法では、干渉している基地局は、特定のユーザデバイスへの伝送を完全に止める場合がある。より極端でない制御措置では、基地局コントローラ１１４は、より少ないメッセージを特定のユーザデバイスに伝送することによって、または低データ速度で伝送することによって、出力を低減または帯域幅を低減するように、干渉している基地局に命令してもよい。基地局コントローラ１１４は、データ配信速度、伝送出力、通信チャネルの変調および符号化、通信チャネルの拡散ゲイン、通信チャネルに使用される拡散コード、通信チャネルに使用される時間リソース、および通信チャネルに使用される周波数リソースのうちの少なくとも１つを調整することによって通信を制御するように構成することができる。
【００３１】
さらに、基地局コントローラ１１４は、通信チャネルの信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）、通信チャネルの信号対干渉比（ＳＩＲ）、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）、受信信号コード出力（ＲＳＣＰ）、通信チャネルのビット誤り率（ＢＥＲ）、通信チャネルのブロック誤り率（ＢＬＥＲ）、データ接続のＩＰ混雑、およびパイロットチャネルの品質表示のうちの少なくとも１つである、少なくとも１つの性能メトリクスに基づいて通信を制御するように構成することができる。
【００３２】
このプロセスは、システムの操作中に無制限に継続する。したがって、基地局コントローラ１１４は、その制御領域内の全ての基地局のアクティビティを継続的に監視し、かつサービス品質のレベルが許容できなくなった時に、干渉を低減するよう機能するように構成することができる。
【００３３】
最初に、基地局コントローラ１１４の制御下で、第１の基地局１０２および第２の基地局１０６等の基地局は、そのカバレッジ領域内で、それぞれ第１のユーザデバイス１１０および第２のユーザデバイス１１２等のユーザデバイスのうちの１つ以上へデータを伝送する。いかなる低減操作をオフにするコマンドも基地局コントローラ１１４から受信しなかった場合、このプロセスは変わらずに継続される。特定の基地局が、基地局コントローラ１１４から低減操作コマンドを受信した場合、基地局は、上述のような何らかの方法で、１つ以上のユーザデバイスへの操作を低減する。基地局コントローラ１１４は、低減操作を止めることができる時間を決定するために、手動モードで操作してもよい。
【００３４】
この低減操作の手動モードでは、基地局コントローラ１１４は、操作を低減した基地局に対して、完全な操作を再開するように、コマンドを送信する。この手動の操作モードでは、基地局は、ユーザデバイスへの完全な伝送を直ちに再開してもよい。代替として、基地局が低減操作コマンドを受信した場合は、関連するユーザデバイスへの伝送を経時的にゆっくりと増加させてもよい。この操作モードでは、基地局は、基地局コントローラ１１４から別の低減操作コマンドを受信し得る時などまで、自動的に伝送を再開し、伝送を増加する。したがって、基地局コントローラ１１４は、干渉を軽減または排除するよう迅速に作動するように、その制御領域における全てのアクティビティを動的に監視することができる。基地局コントローラ１１４は、続いて、干渉があまり問題を含まなくなった時に伝送を復元する。
【００３５】
ニューラルネットワークは、パターン認識および非線形制御システムにおいて有意な使用が見られる。ニューラルネットワークとは何なのか、および、何故この種類の問題に適しているのであろうか。第１の問題に対する回答は、Ｓｉｍｏｎ  ＨａｙｋｉｎのＮｅｕｒａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓという本によってもたらされる。ニューラルネットワークとは、実験的な知識を記憶して、それを使用できるようにするための自然な性向を有する、大規模並列分散プロセッサである。それは次の２つの点で脳に似ている。知識は、学習プロセスを通じてネットワークによって得られる。シナプス荷重（ｓｙｎａｐｔｉｃ  ｗｅｉｇｈｔ）として知られるニューロン間の接続強度は、知識の記憶に使用される。
【００３６】
次に、従来の計算システムは、何が得意で、何が不得意なのかを考察する。
【００３７】
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【００３８】
ニューラルネットワークシステムは、明確な解決策を数学的に公式化するのが難しい場合、さらに、必要とされる多数の挙動の例が存在する場合、および既存のデータから構造を選択する必要性が存在する場合に最も有益である。
【００３９】
図４に示されるように、ニューラルネットワークは、入力レセプタからの入力データを使用し、エフェクタを経て出力される応答を生成する。一般に、システム全体に影響を及ぼすように、出力から入力へのフィードバックが存在し得る。基地局コントローラ１１４は、データ入力として性能メトリクスを使用し、かつ図５に示されるように、干渉状態に対する出力応答として、第１の基地局１０２等の基地局の所望の低減操作を使用することによって、ニューラルネットワークを組み込むことができる。
【００４０】
一般に、ワイヤレスネットワーク内の干渉を観察し、それに応じて基地局のリンク速度を調整することが望ましい。より大きなデータトラフィックは全体的な干渉に寄与するので、全体的なデータトラフィックの低減は全干渉を低減する。一部の場合では、他のデータトラフィックによって作り出される極めて多くの干渉が存在し、一部のリンクのスループットは、全体的な干渉をできるだけ低く保つように、この状態に起因して中断される。他の場合では、干渉は最小限であり、それらのリンクのスループットは、この状態の利点を利用するように徐々に増加していく。
【００４１】
リンクの性能メトリクスは、基地局コントローラ１１４から取得することができる。図６に示されるように、これらは、基地局コントローラ１１４のニューラルネットワークが、干渉状態に対する反応、およびそれに応じたそれぞれの基地局のリンクスループットの減速がいつ必要なのかを判断できるように、混雑の表示とともにニューラルネットワークに送られる。
【００４２】
生物学的質量と同様に、ニューラルネットワークもニューロンで構成されるようにモデル化される。各ニューロンは、複数のソースから加重入力データを取り込み、図７に示される例示的な構造を備えた活性化関数に従って、出力を生成する。活性化関数は、ステップおよび単純なラインを含む任意の数の線形または非線形関数とすることができるが、非常に有用な関数は、図８に示される例示的な関数などのように描かれたシグモイドであり、図中、ａは、シグモイド関数の勾配パラメータである。ａを変化させることによって、図８に示されるように、事実上線形の、または事実上ステップ状の、あるいは両者の幾分中間的な関数を得ることができる。
【００４３】
このニューラルネットワークスキームに使用する基本的なトポロジー的構成は、図９に示されるように３階層セルクラスタである。この３階層クラスタは、ワイヤレスネットワーク内の干渉管理に対する共通の手法である。より大きいクラスタまたは異なるクラスタパターンを、様々なリソースの再利用パターンに適応するために使用することができるが、本考察には、この１９セルクラスタを使用する。
【００４４】
クラスタ中央の濃い斜線を施したセルは、観察している、リンクを有するセルを表す。性能メトリクスは、最内セルの周りの２つの青色リングのセルから収集される。これらの性能メトリクスは、幾分システム依存であるが、信号強度、信号対干渉ノイズ比、および他の類似するパラメータの測定値である。パラメータについては、次の節でさらに議論する。周囲のセルからデータを収集することで、図１０に表される概念的表現がもたらされる。当然、データは、各観察しているリンクに対して周囲のセルから収集され、このリンクは、複数の重なったクラスタパターン、および観察しているリンクがセルからセルへ移動するのに伴い移動するクラスタパターンを提供する。
【００４５】
周波数再利用およびスペクトルの借用
セルラーネットワークは、それらのセルサイトのいずれか１つが行うよりもはるかに広い地域に相互に対応する、セルサイトで構成される。移動体ネットワークオペレータ（ＭＮＯ）は、典型的には、地域別市場内のＦＣＣによって割り当てられた、許可されたスペクトルでそれらのネットワークを操作する。第１世代、第２世代、および一部の第３世代のセルラーネットワークでは、利用可能なスペクトルは、チャネルに細分化され、各セルは、ＭＮＯによって許可された全スペクトルのうちの一部だけしか使用しない。これは、管理可能な量のセル間の無線干渉を作り出し、ネットワークの全体にわたって容量ゲインを提供するために行われる。
【００４６】
この実施例を図１１に示す。スペクトルのうちの合計５ＭＨｚが４つの１．２５ＭＨｚのチャネルに分割され、各チャネルが４セルクラスタ内で使用される。クラスタは、ネットワークの全体にわたって再利用される。
【００４７】
スペクトルの借用は、借用セルの容量を一時的に増加させるように、１つのセルの割り当てられた周波数リソースを別のセル内で使用するという概念である。スペクトルの借用によって作り出されるいかなる干渉も、ネットワークに影響を与えないことが重要である。一部の実施では、システム１００は、様々な要求およびサービス品質のコミットメントを満たすためにネットワーク内の周辺の容量を転換するように、このスペクトルの借用の態様を使用することができる。
【００４８】
１つ以上の種々の実施では、関連するシステムは、基地局コントローラ１１４等の実施に達成するための回路および／またはプログラミングを含むが、これに限定されない。回路および／またはプログラミングは、システム設計者の設計上の選択に基づいて実施を達成するように構成された、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの事実上あらゆる組み合わせとすることができる。
【００４９】
上述のものは、例示的な説明を提供するものであり、したがって、必然的に、詳細の簡素化、一般化、および省略が含まれる。結果的に、当業者は、要約が例示的なものに過ぎず、いかなる形であれ制限することを意図したものではないと理解するであろう。当業者は、示された環境は、概念的な明確さのために単純なものに保たれており、したがって、制限することを意図したものではないと認識するであろう。
【００５０】
当業者は、最先端の技術が、システムの態様のハードウェア実装とソフトウェア実装との間にほとんど差異が無い程度にまで進歩しており、ハードウェアまたはソフトウェアの使用の選択は、概して（しかし、常にではなく、特定の状況では、ハードウェアとソフトウェアとの間の選択が重要になる可能性がある）、コスト対効率のトレードオフを表す設計上の選択であると理解するであろう。当業者は、本願明細書に記述されたプロセスおよび／またはシステムを達成することができる種々の媒介物（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）が存在し、好適な媒介物は、プロセスが導入される状況によって変化すると理解するであろう。
【００５１】
例えば、実施者が、速度および精度が最も重要であると判断した場合、該実施者は、ハードウェアおよび／またはファームウェアの媒介物を選択してもよい。代替として、柔軟性が最も重要である場合、実施者は、単にソフトウェアの実施だけを選択してもよい。あるいは、さらなる代替として、実施者は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアのいくつかの組み合わせを選択してもよい。したがって、本願明細書に記述されたプロセスを達成し得るいくつかの可能な媒介物が存在するが、利用されるいかなる媒介物も、媒介物が導入される状況および実施者の特定の懸念（例えば、速度、柔軟性、または予測性）に依存する選択であるという点で、いずれも他のものより本質的に優れてはおらず、そのいずれかが変化し得る。
【００５２】
上述の詳細な説明は、１つ以上の機能を有するデバイスおよびプロセスの種々の描写を記述したものである。当業者は、このような記述の範囲内の各機能および／または操作は、広範囲にわたるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または事実上それらのあらゆる組み合わせによって、個々におよび／または集合的に実施することが可能であることを理解するであろう。
【００５３】
当業者は、本願明細書に開示された実施は、１つ以上のコンピュータ上で動作する１つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ以上のデータ処理システム上で動作する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のコントローラ（例えば、マイクロコントローラ）上で動作する１つ以上のプログラムとして、１つ以上のプロセッサ、例えばマイクロプロセッサ上で動作する１つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして、または事実上あらゆるそれらの組み合わせとして、標準仕様または特殊仕様の集積回路内に全体的または部分的に同等に実施することができ、また、回路の設計および／またはソフトウェアおよび／またはファームウェア用のコードの書き込みは、本開示に照らして、当業者の技能の範囲内に十分入るものであると理解するであろう。
【００５４】
加えて、当業者は、本発明の機構は、様々な形態のプログラム生成物として配信することができ、本発明の例示的な実施は、実際に配信を実行するように使用される特定の種類の信号担持媒体に関わらず、等しく適用すると理解するであろう。信号担持媒体の例には、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルテープ、およびコンピュータメモリ等の記録可能型媒体、およびＴＤＭまたはＩＰベースの通信リンク（例えば、パケットリンク）を使用した、デジタルおよびアナログ通信リンク等の伝送型媒体を含むが、これに限定されない。
【００５５】
一般的な意味において、当業者は、広範囲にわたるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらのあらゆる組み合わせによって、個々におよび／または集合的に実施することができる本願明細書に記述した種々の実施は、様々な種類の「電気回路」で構成されているとみなすことができると認識するであろう。結果的に、本願明細書で使用する場合、「電気回路」は、これに限定されないが、少なくとも１つのディスクリート電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムにより構成された汎用コンピュータデバイス（例えば、本願明細書に記述したプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成された汎用コンピュータ、または本願明細書に記述したプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムによって構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリデバイス（例えば、ランダムアクセスメモリの形態）を形成する電気回路、および通信デバイス（例えば、モデム、通信スイッチ、または光電気装置）を形成する電気回路を含む。
【００５６】
当業者は、本願明細書に記述した様式でデバイスおよび／またはプロセスを記述し、その後、標準的な技術的手法を使用して、そのような記述されたデバイスおよび／またはプロセスをデータ処理システムに統合することは、当技術の範囲内において一般的であると認識するであろう。すなわち、本願明細書に記述したデバイスおよび／またはプロセスは、十分な程度の実験を経てデータ処理システムに統合することができる。
【００５７】
上述の実施形態は、異なる他の構成要素内に含まれる、または接続される、異なる構成要素を示す。そのような示されたアーキテクチャは、例示的なものに過ぎず、また、実際に、同じ機能性を達成する多数の他のアーキテクチャを実施することができると理解されたい。概念的意味で、同じ機能性を達成するための構成要素のあらゆる配設は、所望の機能性が達成されるように有効に「関連付けられる」。したがって、特定の機能性を達成するように組み合わせた本願明細書の任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは中間の構成要素に関係なく、所望の機能性が達成されるように、互いに「関連付けられた」ものとみなすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素はまた、所望の機能性を達成するように、互いに「動作可能に接続された」または「動作可能に連結された」ものとみなすこともできる。
【００５８】
上述のものから、本発明の特定の実施形態を例証するために本願明細書に記述したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更を行ってもよいことを理解されたい。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲による場合を除き、制限されない。
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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