(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムで用いられるスペクトル割り当て方法であって、前記システムは、それぞれ予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第１及び第２の通信装置を有し、前記方法は、
動的に、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として受けると予測される干渉及び与えると予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する段階、
全ての可能なスペクトル構成を識別する段階、及び
前記全ての可能なスペクトル構成の中から、採用すべき構成を選択する段階、
前記再割り当ての度に、前記少なくとも１つの指標に依存して、採用すべきスペクトルの構成を選択する段階、を有するスペクトル割り当て方法。
【請求項２】
前記制御は、前記第１及び第２の通信装置の１つで、又は前記第１及び第２の通信装置の間で共同で実行される、請求項１に記載のスペクトル割り当て方法。
【請求項３】
前記制御は、前記第１及び第２の通信装置の間の交渉に基づき実行される、請求項１又は２に記載のスペクトル割り当て方法。
【請求項４】
第１の前記構成の候補を識別することにより、前記複数の構成の候補を識別する段階、及び
前記第１の構成の候補について繰り返し処理を実行することにより、更なる前記構成の候補を識別する段階、を更に有する請求項１に記載のスペクトル割り当て方法。
【請求項５】
前記構成の候補を順番に検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
所定の要件を満たす前記候補の第１の部分を選択する段階、を有する請求項１又は４に記載のスペクトル割り当て方法。
【請求項６】
前記構成の候補の全てを検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
前記第１及び／又は第２の通信装置に最も好ましい構成の候補を選択する段階、を有する請求項１又は４に記載のスペクトル割り当て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトルの割り当てに関する。スペクトルの割り当ては、例えば、無線ネットワークで用いられるスペクトルの割り当てを含む。無線通信システムは、標準的に、通信スペクトルの割り当てられた部分を用いて（同時に）通信する通信装置を有する。通信スペクトルは、当該装置の間で効率的に共有される。本発明は、スペクトルを割り当てる方法、並びに当該方法の一部又は全てを実行するシステム及び通信装置も含む。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムを例にとると、システムの通信機器は、一般的に同一の伝送媒体（一般的に、周囲にある空気）を共有する無線伝送を用いて（互いに、及び／又は他の通信機器と）通信する。このような無線伝送は、通常、割り付けられた若しくは割り当てられた周波数帯（又はチャンク又はブロック）を占有する。しかしながら、無線周波数スペクトルは、このような伝送により共有される。
【０００３】
同一の周波数の割り当て（つまり、共有される通信スペクトルの同一の部分）を占有する無線伝送は、互いに干渉し合う。干渉のレベルは多数の要因、例えば個々の伝送の電力レベルや送信機の相対位置に依存する。実際に、多くの要因が干渉に影響を与える。
【０００４】
例として、基地局（ＢＳ）を有する移動体通信システムを考える。当該要因は、ＢＳのアンテナ方位、ＢＳが用いる伝送方式（例えば、ＦＤＤ又はＴＤＤ）、ＢＳのセル内の区分化の特性、用いられる電力制御方式、用いられるハンドオーバー方式、各時点でＢＳにより処理されているトラフィックの特性、及び各時点で各ＢＳに割り当てられたアクティブな加入者（例えば、移動局、又はＭＳ）を含む。ＢＳで用いられる如何なるスマート・アンテナ方式も、干渉に影響を与える。伝送電力が干渉に与える影響を検討すると、ＢＳは、多数の別個のスペクトルのサブチャンク又はサブバンドを割り当てること、及びサブチャンク毎に異なる伝送電力レベルを用いることが可能である。これらの異なる電力レベルは干渉に影響を与える。
【０００５】
別の重要な要因は、２つの隣接するサブバンドの間に漏れる干渉である。電気通信システムでは、実際の解決法は、このような漏れを低減するためにガード帯域を導入することであるが、ＢＳに割り当てられたサブバンドの配置は干渉に影響を与える。
【０００６】
干渉に関係のある他の重要な要因には、例えば、周囲の大気条件、及び信号を伝搬する際の障害物の存在の有無がある。干渉の影響により、「干渉のない」システムと比較した場合に、信号劣化及びシステム全体の性能が全体的に低下する。従って、無線通信システムの資源割り当て又は割り付けを管理することが望ましい。
【０００７】
標準的に、移動体通信システムは、無線通信システムの一種であり、装置の階層的なネットワークとして実施されるので、効率的且つ拡張可能なシステム構成を有する。
【０００８】
図１は、移動体通信システム又は移動体ネットワーク１の例の概略図である。移動体ネットワーク１は、本発明が実施されるシステムの一例を理解するのに役立つ。ネットワーク１は、多数の無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）２を有する。各ＲＡＮはゲートウェイ（ＧＷ）４を有する。ゲートウェイ（ＧＷ）４は、より高位の基幹ネットワーク（ＣＮ）６から、標準的にはＩＰネットワーク８を介して、ＲＡＮ２へアクセスするためにある。各ＲＡＮ２は、標準的に、ＧＷ４と接続された１又は複数の基地局（ＢＳ）１０を有する。各ＢＳ１０は、ＢＳ自身の地理的サービス領域（屡々「セル」と称される）内で、無線信号を１又は複数のユーザー機器（ＵＥ）へ送信（又はＵＥから受信）する。ＵＥは、ユーザー端末（ＵＴ）、端末機器（ＴＥ）、又は移動局（ＭＳ）とも称される。
【０００９】
ＣＮ６、ＧＷ４、及びＢＳ１０の間の通信は、（例えば、光ファイバ接続を介した）アクセス用の有線通信接続、又は（例えば、アクセス無線又はマイクロ波接続を介した）アクセス用の無線通信接続である。ＢＳ１０とＵＥ１２との間の通信は、標準的に無線接続を介し、一般的に無線伝送を用いる。
【００１０】
ＣＮ６は、例えばＩＰネットワーク８を介して分散される。ＩＰネットワーク８は、例えばインターネットを含んでよい。２つのＲＡＮ２のみが図１中に示されるが、ネットワーク１は如何なる数の当該ＲＡＮ２を有してもよい。同様に、各ＲＡＮは、如何なる数のＧＷ４、ＢＳ１０、及びＵＥ１２を有してもよい。ＵＥ１２は移動可能であってよく、あるＢＳ１０のセルから別のＢＳ１０のセルへ、更にはあるＲＡＮ２から別のＲＡＮ２へと移動する。ＢＳ１０は、特定のＲＡＮ２に専用であってよく、又はＲＡＮ２の間で一時的に若しくは一時的にではなく共有されてもよい。１つのＢＳ１０は、例えば２つのＲＡＮ２のために同時に機能する。
【００１１】
図１のＲＡＮ２は同一の構成機器を有するが、ＲＡＮ２は勿論、互いに異なってもよい。標準的に、異なるＲＡＮ２は、異なる移動体ネットワーク事業者により稼働される。異なるＲＡＮ２及びＢＳ１０は、別個の地理的サービス領域を有するか、又は複数の完全に重なり合うサービス領域を有する。例えば、あるＲＡＮ２は、他のＲＡＮ２と効率的に同じ場所に位置する。
【００１２】
このようなネットワークにおける無線スペクトルの共有は、近年のＵＥの使用が急増している状況で、及び近い将来に流通するＵＥの数が増加することが予測される状況では、特に問題となる。この観点から、無線システムの要件は変化している。幾つかのシステム及び移動体事業者はより多くのスペクトル資源を求めているが、大部分の既存の無線スペクトル資源は、十分に利用されていないか、又は殆どの時間が未使用のままである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、無線通信設備の設計では、既存のスペクトルを共有することが望ましい。共有により、最終的に良好な稼働率が得られ、増大する無線接続の要求に対しスペクトルの稼働率が低いという現在の問題を解決できる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様によると、無線通信システムで用いられるスペクトル割り当て方法が提供される。前記システムは、それぞれ予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第１及び第２の通信装置を有する。前記方法は、動的に、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する段階、を有する。
【００１５】
本発明の実施例によると、２つの通信装置間のスペクトルの再割り当ては、動的に、及び通信装置のスペクトル要件と結果として生じると予測される干渉との両方に依存して実行される。当該再割り当ては、最近のシステム要件に良好に適応し、実際のスペクトル再割り当ての簡易な仕組みを提供する。
【００１６】
用語「動的」は、少なくとも前記方法がシステムの動作時間中に、手動でシステムを再設定することなく実行されることを示唆する。当該方法は、適切な時間間隔で自動的に行われる。より望ましくは、当該方法は、所定の間隔又は固定された間隔ではなく、必要に応じて行われる。何れの場合も、再割り当てを制御するための通常の時間的尺度は、例えば数秒毎のように短期間である。しかしながら、再割り当てのための当該時間間隔が問題のシステムに適する場合には、例えば数分のように長期間でもよい。
【００１７】
通信装置の例には、例えば基地局又は中継局又はユーザー機器、例えば携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント、ラップトップ若しくはＰＣ、又はＲＦＩＤタグがある。
【００１８】
スペクトルを割り当てる方法は、少なくとも１つ（の通信装置）に予め割り当てられたスペクトル帯域の部分のようなスペクトルの、当該装置から少なくとも１つの他の通信装置への再割り当てを制御する段階を有する。換言すると、第１のスペクトル帯域（又は複数のスペクトル帯域）が第１の通信装置に予め割り当てられており、第２のスペクトル帯域（又は複数のスペクトル帯域）が第２の通信装置に予め割り当てられている場合に、スペクトルを割り当てる処理は、（例えば、第１及び第２の装置の間の交渉中に）前記通信装置から前記装置の他の装置への、第１又は第２の予め割り当てられたスペクトル帯域の幾つか又は全ての再割り当てを制御する段階を有する。
【００１９】
用語「再割り当て」は、スペクトル帯域が予め割り当てられている通信装置（又はセル）が、当該スペクトル帯域の範囲内で動作することを許可されている状況を含む。当該方法は、実際の再割り当ての段階も有する。
【００２０】
用語「スペクトル」は、無線周波数又は通信に適する如何なる他の範囲の電磁放射の周波数も意味する。例えば、無線通信システムは、電磁スペクトルの無線周波数範囲内で動作する無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）である。更に又は代案として、無線通信システムは、例えばマイクロ波の周波数範囲内で動作する。
【００２１】
用語「無線通信システム」は、無線アクセス・ネットワーク、例えば無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）に関連し、例えば基地局のようなネットワークの全ての構成要素を含む。無線通信システムは、ＲＦＩＤタグ読み取り機、又は例えば場合によっては制御回路のような他の機器を含むネットワークを形成する当該読み取り機のグループに関連する。
【００２２】
望ましくは、再割り当ての制御は、前記第１及び第２の通信装置の１つで、又は前記第１及び第２の通信装置の間で共同で実行される。これらの代案の何れも、更なるエンティティを有することなく、装置自身による制御が可能である。また、有利なことに、装置の１つで行われる制御は、装置間の低位の通信を含むので、シグナリング・オーバーヘッドが少ない。
【００２３】
両方の装置が制御に関与している場合、当該方法は、第１及び第２の通信装置の間の交渉に基づき実行される。
【００２４】
再割り当ての結果として生じると予測される干渉（及び必要な場合には、任意的に現在の干渉）を表す種々の適切な指標がある。例えば、ある指標は、第１及び第２の通信装置の一方又は両方が受けると予測される干渉に基づく。別の指標は、与えた干渉を表す。どの指標を選択するかは、再割り当て方法の最終的な目的に依存する。例えば、当該目的には、通信装置の１つの利益を最大化することか、又は両方の装置に最良の状況を与えることなどがある。
【００２５】
好適な実施例では、当該方法は、前記選択のための複数の構成の候補を識別する段階、及び前記複数の構成の候補の中から、採用すべき構成を選択する段階、を更に有する。複数の構成の候補を識別する段階は、多数の代替の構成から選択する処理を簡単にする。例えば、構成の候補は、システムで実現可能な又はシステムに適すると考えられる構成に制限される。
【００２６】
前記構成の候補は、第１の前記構成の候補を識別することにより、前記複数の構成の候補を識別する段階、及び前記第１の構成の候補について繰り返し処理を実行することにより、更なる構成の候補を識別する段階、により発見される。
【００２７】
選択する段階は、第１の最良の構成の候補を選択するか、又は全ての構成の候補を検討し全体的に最良の構成を選択する。
【００２８】
構成の候補の選択は、第１及び／又は第２の通信装置で、及びスペクトルを割り当てられる側及び／又は割り当てる側で実行される。
【００２９】
選択は、割り当てられる側の帯域幅の予測される変化、及び割り当てられる側が受ける及び／又は与えると予測される干渉に基づく。この好適な実施例の実用化では、受ける及び与えると予測される干渉は、割り当てる側に関する。
【００３０】
更に、選択は、割り当てる側の帯域幅の有効な変化、及び割り当てる側が受ける及び／又は与えると予測される干渉に基づく。再び、これらの測定は、実際には割り当てられる側に関して実施される。
【００３１】
有利なことに、再割り当ては、最初に予測される割り当てである。また、制御は、これらの再割り当てを検討する段階、及びそれらの再割り当てが許容されるべきか否かを決定する段階を有する。例えば、予測される再割り当てのそれぞれに対し、当該方法は、採用されるべきスペクトルの構成を選択する段階、及び当該スペクトルの構成を採用するか否かを決定する段階を有する。この段階は、少なくとも１つの前記指標に基づき、及び／又は選択された構成が所定の要件を満たすか否かの決定に依存する。
【００３２】
当該決定は、スペクトルを割り当てられる側、又は再割り当てのためにスペクトルを割り当てる側で実行される。承認の決定は、構成の候補の選択のために列挙された決定因子と同一の決定因子に基づく。しかし、装置が構成の候補の選択を実行するのではなく、承認の決定が他の装置を代表する場合には、当該決定因子は異なるようにランク付けされる。
【００３３】
上述のように、スペクトルの割り当ては、適切な、固定の、又は所定の時間間隔で行われるか、要求に応じて行われる。好適な実施例では、スペクトルの割り当ては、トリガに応じて、例えば通信装置の１つからのスペクトルの要求又はスペクトルの申し出に応じて実行される。他の場合には、トリガは、データの過負荷、又は干渉レベルの超過である。
【００３４】
前述の干渉の指標は、測定を実行することにより、又は第１及び第２の通信装置の間の推定、又は如何なる他の適切な手段により得られる。指標は、構成段階中に、又は動作段階中に得られる。スペクトルの構成の候補が検討される場合、当該方法は、前記スペクトルの構成の候補のそれぞれに関する指標を得る段階を有する。この場合、１つの干渉の指標は測定により得られ、他の指標は初期測定に基づく推定により得られる。
【００３５】
本発明の第２の態様では、無線通信システムが提供される。当該無線通信システムは、通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第１及び第２の通信装置、及び動的に、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び前記再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する制御手段、を有する。
【００３６】
本発明の第３の態様では、無線通信システムで第１の通信装置として用いられる通信装置が提供される。前記無線通信システムは少なくとも１つの第２の通信装置を更に有し、前記通信装置のそれぞれは、通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有し、前記第１の通信装置は、動的に、任意的に前記第２の通信装置とともに、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び前記再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する制御手段、を有する。
【００３７】
制御手段は、上述の態様の何れかで制御回路として構成される。当該開路は、１又は複数のプロセッサー、メモリー、及びバス・ラインを有する。
【００３８】
２及び第３の態様のシステム及び装置は、それぞれ、第１の態様の方法の特徴の何れかと等価である。
【００３９】
本発明の第４の態様では、無線通信システムの第１の通信装置で用いられるスペクトルを割り当てる方法が提供される。前記無線通信システムは少なくとも１つの第２の通信装置を更に有し、前記通信装置のそれぞれは、通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有し、前記方法は、動的に、任意的に前記第２の通信装置とともに、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの前記再割り当てを制御する段階、を有する。
【００４０】
第４の態様の方法は、第１の通信装置と関連する第１の代用の方法の特徴の何れかを有する。
【００４１】
更なる態様では、コンピューター・プログラムが提供される。当該コンピューター・プログラムは、コンピューターで実行されると、１又は複数の方法の態様のうちの方法を実行する。
【００４２】
更なる態様では、コンピューター・プログラムが提供される。当該コンピューター・プログラムは、コンピューターに読み込まれると、当該コンピューターに、１又は複数のシステム又は装置の態様のうちの装置として動作させる。
【００４３】
更なる態様では、コンピューター・プログラムが提供される。当該コンピューター・プログラムは、コンピューター・プログラムの態様のうちのコンピューター・プログラムであり、記録担体に格納される。
【００４４】
本発明の好適な特徴は、単なる例として添付の図面を参照し説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】移動体通信システム又は移動体通信ネットワークの概略図の一例である。
【図２】スペクトルを共有する概念を理解するのに役立つ単純化されたネットワークの概略図である。
【図３】スペクトルの共通の例を示す概略図である。
【図４】セルとして知られるＲＡＮのサービス領域の地理的領域の概略図である。
【図５】長期間のスペクトル割り当ての概略図である。
【図６】３つの広域への展開又はセル（ＷＡ１、ＷＡ２、ＷＡ３）、及び都市規模領域又はセル（ＭＡ）の地理的配置を示す。
【図７Ａ】ＢＳ間のスペクトル割り当てを示す概略図である。
【図７Ｂ】ＵＥ間のスペクトル割り当てを示す概略図である。
【図８】階層的関係の観点から、スペクトル割り当ての４つの段階を纏めた図である。
【図９】本発明を実施する通信システムの概略図、及び帯域幅割り当ての図である。
【図１０】本発明を実施する方法の概略図である。
【図１１】本発明を実施する無線通信システムの概略図である。
【図１２Ａ】ＢＳｉの可能なスペクトルの構成を決定する１つの可能な方法を理解するのに役立つ概略図である。
【図１２Ｂ】スペクトルの構成を示す概略図である。
【図１２Ｃ】再割り当ての単純な例を示す。
【図１２Ｄ】ＢＳ１及びＢＳ２の別のスペクトルの構成を示す概略図である。
【図１２Ｅ】干渉を説明するスペクトル割り当ての概略図である。
【図１２Ｆ】直接隣接するセル（第１段のセル）により囲まれた目的のセル、及び目的のセルから１セルだけ離れたセル（第２段のセル）を示す。
【図１３】本発明を実施する方法Ａを示す概略図である。
【図１４】スペクトル選択方法の一例のフロー図である。
【図１５】スペクトル選択方法の別の例のフロー図である。
【図１６】スペクトル選択方法の更に別の例のフロー図である。
【図１７】スペクトル選択方法の更に別の例のフロー図である。
【図１８】スペクトルを評価する処理の一例のフロー図である。
【図１９】本発明を実施する方法Ｂを示す概略図である。
【図２０】本発明を実施する方法Ｃを示す概略図である。
【図２１】方法Ｃに適したスペクトルを選択する処理の例を示す。
【図２２】方法Ｃに適したスペクトルを選択する処理の例を示す。
【図２３】方法Ｃに適したスペクトルを選択する処理の例を示す。
【図２４】方法Ｃに適したスペクトルを選択する処理の例を示す。
【図２５】方法Ｃに適したスペクトルを評価する処理の例を示す。
【図２６】本発明を実施する方法Ｄを示す概略図である。
【図２７】干渉を測定する設定プロトコル（第３のアプローチ）における通信を示す概略図である。
【図２８】干渉を測定する別の設定プロトコル（第３のアプローチ）における通信を示す概略図である。
【図２９】干渉を測定する別の設定プロトコル（第４のアプローチ）における通信を示す概略図である。
【図３０】干渉を測定する更に別の設定プロトコル（第５のアプローチ）における通信を示す概略図である。
【図３１】干渉を測定する更に別の設定プロトコル（第５のアプローチ）における通信を示す概略図である。
【図３２】干渉を測定する更に別の設定プロトコル（第５のアプローチ）における通信を示す概略図である。
【図３３】干渉の測定値を得るアプローチ（第６のアプローチ）を実施する無線通信の地理的配置を示す概略図である。
【図３４】干渉の測定値を得るアプローチ（第６のアプローチ）を実施する無線通信の地理的配置を示す概略図である。
【図３５】干渉の測定値を得るアプローチ（第６のアプローチ）を実施する無線通信の地理的配置を示す可能なシナリオの一例である。
【図３６】干渉の測定値を得るアプローチ（第７のアプローチ）を実施する無線通信の地理的配置を示す概略図である。
【図３７】干渉の測定値を得るアプローチ（第７のアプローチ）を実施する無線通信の地理的配置を示す概略図である。
【図３８】ＢＳ間の可能な通信又は異なるＢＳでの動作を纏めるために役立つ概略図である（第７のアプローチ）。
【図３９】本発明の実施例により実施される１つの可能な会計処理を示す概略図である。
【図４０Ａ】再割り当て前のシミュレーション結果を示す概略図である。
【図４０Ｂ】再割り当て後の図４０Ａのシミュレーション結果の例を示す概略図である。
【図４１Ａ】再割り当て前のシミュレーション結果を示す概略図である。
【図４１Ｂ】再割り当て後の図４０Ａのシミュレーション結果の例を示す概略図である。
【図４２Ａ】再割り当て前のシミュレーション結果を示す概略図である。
【図４２Ｂ】再割り当て後の図４２Ａのシミュレーション結果の例を示す概略図である。
【図４３Ａ】再割り当て前のシミュレーション結果を示す概略図である。
【図４３Ｂ】再割り当て後の図４３Ａのシミュレーション結果の例を示す概略図である。
【図４４】ＢＳが通信する幾つかの方法を理解するのに役立つ概略図である。
【図４５】ＢＳが通信する幾つかの方法を理解するのに役立つ概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
システム装置のスペクトル共有及び共存のためのシステムは、無線移動体ネットワークの良好なスペクトル稼働率を達成するために、２以上のＲＡＮの間のスペクトルを交換する機能を有する。
【００４７】
図２は、スペクトルを共有する概念を理解するのに役立つ単純化されたネットワークの概略図である。図２のネットワークは、図１の概略図と似ている。基本的に、ＲＡＮ（無線アクセス・ネットワーク）は、他のＲＡＮがスペクトルを必要としない場合に、他のＲＡＮのスペクトルを用いることが可能である。異なるＲＡＮ間の交渉は、それらのＲＡＮのゲートウェイ間の通信により実行される。
【００４８】
図２では、２つのＲＡＮが示される。ＲＡＮ１とＲＡＮ２は、それぞれＧＷとＢＳとを有する通信は、２つのＧＷ間で直接に又は間接に可能である。２つのＧＷは、例えば制御機能を有する中央データベースへアクセスする。図２に示されるように、スペクトルの共有は、ゲートウェイのレベル、及び／又は基地局のレベルで行われる。
【００４９】
異なる周波数帯の共有を管理するルールに依存して、スペクトルを共有するための異なるアプローチが考えられる。
【００５０】
このようなアプローチの１つは、横方向の共有と称される。所謂、横方向の共有は、同一の状態にあるシステム間又は通信装置間で、つまり如何なるシステムも他のシステムに対し優先されていない場合に、実行される。この横方向の共有は、調整を行い、又は行わずに実行される。調整は、シグナリング又は少なくとも他のシステムを検出する機能を必要とする。また、調整は、所定のルールのセット又は「スペクトルの作法」に基づく調整を含む。
【００５１】
スペクトルを共有するための別のアプローチは、「縦方向」の共有と称される。所謂、縦方向の共有は、明確に確立された優先度が存在するシステム間又は通信装置間で実行される。例えば、スペクトルにアクセスする優先権を有する１次システムと、１次システムに対し有害な干渉を生じないスペクトルのみを使用する２次システムとがある。スペクトルの共有が可能なシステムは、従来の（スペクトルの共有が可能でない）システムと比べると、１次又は２次システムのいずれかであると考えられる。これは、２種類の縦方向の共有を生じる。第１の種類（図２の「縦方向の共有１」）は、スペクトルの共有が可能なシステムを１次システムとして有する。第２の種類（図２の「縦方向の共有２」）は、従来のシステムを１次システムとして有する。
【００５２】
図２に示されるように、ゲートウェイのレベルで、スペクトルの登録を格納する機能がある。このように、システム間、例えばＲＡＮ又はＢＳ間でスペクトルの共有についての記録が保持される。ユーザー端末（ＵＴ）も、スペクトルの共有処理を支援するために、スペクトルの測定を行うために用いられる。
【００５３】
図２は、長期間のスペクトルの割り当て（ＬＴ割り当て）及び短期間のスペクトルの割り当て（ＳＴ割り当て）の両方が実行されることを示す。これらの異なる機能は、以下のように理解される。スペクトルの共有は、異なるＲＡＮ間で利用可能なスペクトル資源の一部を周期的に再割り当てするために用いられる。スペクトルの固定的な割り当てと対照的に、スペクトルの共有はネットワーク間のスペクトル資源を動的に平衡させる。
【００５４】
結果として、システムのスペクトルについての拡張性が増大し、ネットワークが利用可能なスペクトル資源は、要求の変化に従い調整される。
このような要求には、財政的／商業的な要求があり、例えばネットワーク事業者の顧客ベース又は市場占有率に関連する。このような要求には、運用上の要求もあり、例えば個々のネットワークの負荷に関連する。スペクトルの共有は、通信ネットワークの集中的な運用を実現するが、結果としてスペクトル資源に対する全体の要求を制限してしまうことが理解されるだろう。更に、スペクトル資源は、個々のネットワークの集中的な負荷の変化に従い再割り当てされる。それにより、多数のネットワークに渡るスペクトルの全体的な使用が向上される。
【００５５】
スペクトル共有機能は、通信システムに安定した、予測可能な、且つ信頼性のある、スペクトルへのアクセスを提供し、同時にシステムの異なるネットワーク間のスペクトル要件の変化に迅速に反応することが望ましい。スペクトル共有をＬＴスペクトル割り当て（広い地理的領域のためにゆっくりと変化する、安定したスペクトル割り当てを提供する）とＳＴスペクトル割り当て（大規模ソリューションの短期間の変更を提供する）に分けることにより、要求される安定性及び予測可能性が、適度な複雑性を伴って達成される。
【００５６】
以上に基づき、スペクトルを交渉及び管理する４つの段階が提案される。
【００５７】
第１の段階は、「スペクトル共存及び共有」と称される。第１の段階では、スペクトルの共存及び共有シナリオの下で、（例えば異なる事業者に属する）ＲＡＮは、現存する専用スペクトル帯域を超えて、これらのＲＡＮの１つに利用可能にされるべき共有スペクトルの量を決定してよい。
【００５８】
図３は標準的なシナリオを示す。３つの事業者（事業者１、事業者２、及び事業者３）は、それぞれ自身のＲＡＮ（ＲＡＮ１、ＲＡＮ２、及びＲＡＮ３）を有する。各ＲＡＮは、ガード帯域により隣接する帯域から離された、自身に専用のスペクトル帯域を有する。更に、共有されるスペクトル帯域も存在する。共有されるスペクトル帯域は、ＲＡＮに専用のスペクトル帯域に加え、どのＲＡＮにも利用可能である。
【００５９】
スペクトルの正確な最終的な境界に関する決定は、位置に依存してよく、例えば領域（例えば、都市領域、又はローカル・エリア）の特性及び領域の座標に依存してよい。空間的な隔離と周波数上の隔離との間のトレードオフも、割り当てられたスペクトルの正確な最終的な境界に影響を与える。
【００６０】
この位置への依存は、図４を参照して理解される。図４は、セルとして知られるサービス領域の３つの地理的領域を示す。各セルに３つの事業者の３つのＲＡＮが存在する。しかしながら、セル毎に、３つのＲＡＮに専用のスペクトル及び共有スペクトルの間には割り当てに差がある。つまり、利用可能なスペクトルの最初の境界は（特定のスペクトルの共有又は再割り当てが実行されると仮定する）、セル毎に異なる。
【００６１】
第２の段階は、先述の長期間（ＬＴ）スペクトル割り当てである。段階１でスペクトル境界に関する決定を行った後に、（例えば、異なる事業者に属する）異なるＲＡＮのＧＷ間で、周期的に若しくは半周期的に、例えば数分毎に折衝が生じる。このような折衝は、利用可能なスペクトルを再構成し（再割り付けし、又は再割り当てし）、理想的には異なるＲＡＮ間、例えば１次ＲＡＮと２次ＲＡＮとの間でスペクトルを最大限に利用するよう機能する。このように、１つの移動体事業者は未使用スペクトルを下取りに出し、当該移動体事業者自身の未使用スペクトルからの利益を最大化し、未使用スペクトルを他の事業者から取得することにより当該移動体事業者自身のＱｏＳ（サービス品質）を向上する。勿論、スペクトル共有が経済的要因によって影響を受けるものでないこと、及び技術的要因によってのみ、例えば複数のＲＡＮに渡りスペクトル稼働率を最大化するという要求によって影響を受けるものでないことが理解されるだろう。
【００６２】
図５は、例として、第２の段階の一部でスペクトルがどのように譲渡／再割り当て／再割り付けされるかを示す。図５では、第２の段階は、第１の実行及び第２の実行により２回実行される。第１の実行の前に、ＲＡＮ１〜３は実質的に等しい専用帯域幅を有すること、及びＲＡＮ１及び２は追加の共有帯域幅を共有すること、またＲＡＮ２の占める部分が大きいことが分かる。
【００６３】
第１の実行の後、ＲＡＮ２は、ＲＡＮ３からスペクトルを取得することにより、専用スペクトルの割り当ての大きさを増大させている。また、第１の実行の後、ＲＡＮ３及び２は、追加の共有帯域幅を共有する（ＲＡＮ１はもはや如何なる追加の共有帯域幅も占有していない）。第１の実行の後、ＲＡＮ３は、ＲＡＮ２からスペクトルを取得することにより、専用スペクトルの割り当ての大きさを増大させている。
【００６４】
また、第２の実行の後、ＲＡＮ３及び２は、依然として追加の共有帯域幅を共有しているが、ＲＡＮ３は（ＲＡＮ２より）大きい部分を占有している。従って、図５から分かるように、専用スペクトル割り当てと追加スペクトル割り当ての両方が、ある実行から次の実行で変化する。
【００６５】
第３の段階は、短期間（ＳＴ）スペクトル割り当てである。段階２でスペクトルの境界に関する決定を行った後に、ＢＳ間で、短期間に周期的に若しくは半周期的に、例えば数秒毎に局所的に折衝が生じる。理解されるべき点は、段階３のこのような短期間割り当ての目的は、一層高速なスペクトル割り当てを可能にすることにより、従って全体の柔軟性を向上させることにより、段階２の定期的な長期間割り当てを補強することである。このような短期間の割り当ては、セルの空間的な細分化により動作し、明らかなように種々の方法で開始される。
【００６６】
図６は、第３の段階の可能なシナリオを示す。図６の左側は、３つの広域への展開又はセル（ＷＡ１、ＷＡ２、ＷＡ３）、及び都市規模領域又はセル（ＭＡ）の地理的配置を示す。図６の右側から、第３の段階の２つの実行の効果が分かる。第１の実行の前に、ＭＡは、ＷＡ１に割り当てられた又は予め割り付けられた、比較的小さいスペクトル部分を占有している。第１及び第２の実行により、ＭＡがＷＡ１からスペクトルを取得することを徐々に交渉していることが分かる。
【００６７】
第４の段階は、チャンネル割り当て／無線資源の分配と称される。物理層及びネットワーク層の両方で、許容可能な性能レベル、例えば許容可能なＢＥＲ（ビット誤り率）を提供するために、無線の仕様が変更される。ネットワークのレベルで、チャネル割り当て／無線周波数の分配を行うことにより（つまり、チャネル周波数を適切に選択することにより）、干渉が最小化される。
【００６８】
第３の段階で（つまり、短期間（ＳＴ）に基づき）決定に至った後、例えば短期間に基づき、例えば数十ミリ秒毎に、各セル又は基地局に適切なサブチャンネルを割り当てることが決定される。図７ＡはＢＳ間の割り当ての場合、図７ＢはＢＳによりサービスを提供されるＵＥ間の割り当て（別の更に小さいサブチャンネル構成の一部）の場合を示す。
【００６９】
図８は、階層的関係の観点から、上述の４つの段階を纏めた図である。４段階の全てが実行される必要はなく、当該４段階の如何なる組み合わせが同時に又は順番に実行されてもよい。
【００７０】
図９は、本発明を実施する通信システム２０の概略図、及び本発明の目的及び利点を明確に理解するのに役立つ帯域幅割り当ての図である。
【００７１】
通信システム２０は、無線通信システムであり、少なくとも２つの通信装置２２を有する。２つの通信装置２２は、通信装置Ａ及び通信装置Ｂと表される。明らかなように、本発明の実施例は、図９に示されるような１対の通信装置に焦点を当てている。しかしながら、勿論、本発明が如何なる数の通信装置にも拡張されることが理解されるだろう。
【００７２】
通信装置２２の一方又は両方は、制御手段を有する。制御手段は、システム２０に本発明を実施するスペクトルの再割り当て方法を実行可能にする。図１０を参照して、スペクトルの割り当て方法を以下に説明する。簡単のため、制御手段は、図９に明示的に示されない。通信装置２２は、例えば、移動体通信ネットワークのような無線アクセス・ネットワークの基地局（ＢＳ）である。
【００７３】
両方の通信装置２２は、例えば無線伝送を用い（互いに、及び／又は図９に示されない他の通信装置と）、無線で通信可能である。このような通信を目的として、通信装置Ａ及びＢは、共有される通信周波数スペクトルの利用可能な一部を、互いに予め割り当てられている。この事前の割り当ては、図９の帯域幅の割り当て図に示される。
【００７４】
時間の経過に伴い、通信装置２２の一方又は両方は、ある理由又は別の理由でスペクトルの準最適な割り当てを有するが、スペクトルの割り当てを通じて自身の割り当てを変更したいと望む。
【００７５】
例えば、一方の通信装置２２は、特定の時間に、相対的に高い通信負荷（例えば、送信すべきデータ量）を有し、従って、当該負荷に対応するために追加の帯域幅又はスペクトルを要求する。この状況では、通信装置２２が、可能ならば追加のスペクトルを別の通信装置２２から取得することは、有益である。反対に、１つの通信装置２２は、特定の時間に相対的に低い負荷を有し、当該特定の時間に自身のスペクトルの一部が未使用又は使用率が低い。
【００７６】
同様に、通信装置２２が、別の通信装置２２にこのような未使用の又は余分なスペクトルを使わせることは、有益である。これらの機能は、システム２０内のスペクトルの稼働率を全体的に向上させる。通信装置２２が異なる事業者（又は所有者）により運用されている場合、これらの事業者にスペクトルを取引する機会が与えられる。
【００７７】
図９の（ａ）〜（ｅ）は、帯域幅の割り当ての例を示す。図９は、連続的に進行する（つまり（ａ）から（ｅ）へ）スペクトルの可能な再割り当ての例を示す。スペクトルの可能な再割り当ては他の順序でも行われる。
【００７８】
図（ｂ）及び（ｃ）から分かるように、通信装置Ａ及びＢの一方は、自身のスペクトル割り当てを、他方の通信装置に予め割り当てられた周波数スペクトルまで拡張することが可能である。
【００７９】
図（ｄ）から分かるように、通信装置へのスペクトルの割り当て又は割り付けは、単一の連続する割り当てである必要はない。通信装置２２の１つは、他の通信装置２２に予め割り当てられた大きい部分のスペクトル範囲内に含まれる。実際に、２つの通信装置のスペクトル割り当ては、図（ｄ）よりもずっと複雑である。例えば、通信装置は、それぞれ多くの異なる別個の（分散した）部分を有し、各部分がそれぞれの電力レベル及び変調方式を有する。
【００８０】
図（ｅ）から分かるように、ある時刻に通信装置Ａ及びＢに割り当てられた又は割り付けられたスペクトルの全てが、別の時刻に通信装置Ａ及びＢに（同一の方法で、又は別の方法で）割り当てられる必要はない。例えば、ある時刻に、通信装置Ａ及びＢのどちらも特定のスペクトル部分を要求しない場合は、どちらの通信装置にスペクトル部分の割り当てても効率が向上しない。
【００８１】
１つの利点は、他の周波数では受ける干渉が少ないことである。別の利点は、別の通信装置（例えば、通信装置Ｃのような図９に示されない通信装置）がスペクトルの当該部分を利用すると、通信装置Ａ及びＢの事業者の利益を増大させ、通信装置ＡとＢとの間だけでなく、（通信装置Ａ、Ｂ、及びＣを有する）図９に示されたより大規模な通信システムに渡りスペクトル稼働率が向上することである。
【００８２】
最後に、簡単のために図９に示されないが、装置Ａ及びＢのスペクトル割り当ては、互いに周波数及び／又は時間領域で重なってもよい。
【００８３】
図１０は、本発明を実施する方法３０を表すフロー図である。方法３０は、段階Ｓ２及びＳ４を有し、システム２０で実行される。
【００８４】
システム２０をシステムの例とすると、方法３０はシステム２０の使用中に、つまり動的に実行される。方法３０は、多数の異なる方法で開始される。しかしながら、本発明の目的のため、方法は開始後、段階Ｓ２及びＳ４が実行され、そして終了する。勿論、方法３０を複数回、例えば図１０に破線で示されるように規則的に又はトリガがあったときに実行されることは有利である。方法３０を複数回実行することにより、複数の又は一連の再割り当てを制御することが可能である。それにより、システム２０に、システム２０全体又はシステムの１又は複数の部分の状態又は要求の変化に効率的に「追従する」ことを可能にする。
【００８５】
段階Ｓ２で、２つの通信装置２２の間のスペクトルの再割り当てにより生じることが予測される干渉を表す干渉指標が検討される。段階Ｓ４で、スペクトル割り当ては、検討された指標に依存して制御される。
【００８６】
図１１を参照して、本発明を一層理解するために、好適な実施例を検討する。図１１は、本発明を実施する無線通信システム４０の概略図である。通信システム４０は、２つの基地局、つまりＢＳ１及びＢＳ２を有する。
【００８７】
図１を再び参照すると、ＢＳ１及びＢＳ２は、同一のＲＡＮ内に存在するか、又は異なるＲＡＮ内に存在する。更に、通信システム４０のＢＳ１及びＢＳ２は、図１の通信ネットワーク１のような移動体通信システムの構成要素と考えられる。つまり、ＢＳ１及びＢＳ２に加え、通信システム４０は、多数のＧＷ、多数のＢＳ、及び多数のＵＥを更に有する。通信システム４０は、ＩＰネットワーク及びＣＮを更に有する。
【００８８】
ＢＳ１及びＢＳ２は、例えば割り当てられた又は割り付けられた周波数スペクトルを用い、無線信号をＵＥへ送信し、及びＵＥから受信することができる。本発明の実施例は、ＢＳ対ＢＳの高速なスペクトル割り当て及び交渉の仕組みに関する。物理層では、干渉を低減するために電力制御が行われ、従ってシステムの無線通信機（例えばＢＳ及びＵＥ）に対する信号対干渉比（ＳＩＲ）を満たすことが可能である。
【００８９】
［割り当て技術］
ＢＳ１及びＢＳ２の間でスペクトルを再割り当てする多数の異なる技術を以下に検討する。このような異なる技術は本発明を用いる。これらの技術は、無線ネットワーク内のＢＳ（ＢＳ１及びＢＳ２）間の効率的な短期間の交渉を含む。局在する２つのＢＳのみが存在し、任意の時刻に１つの交渉のみが生じることが事前に合意されていると仮定する。このような交渉は、排他的及び１対１（つまりＢＳ１とＢＳ２の間）の交渉であると考えられる。この意志決定過程は、方法３０の段階Ｓ２及びＳ４と等しいと考えられる。
【００９０】
図１１に示されるように、ＢＳ１及びＢＳ２は、スペクトルの再割り当てのための制御機能を実行するために、互いに通信可能であると仮定する。この通信は、無線通信（例えば、OTA（Over  the  Air）通信）及び／又は有線通信（例えば、有線ＩＰ接続を介した通信）を含む。図１には示されないが、このような制御通信は、ＢＳ間で直接に（例えば、マイクロ波接続のような専用のＯＴＡチャンネルを介して）生じる。或いは、又は更に、このような制御通信は、ＧＷを介して、ＩＰネットワークを介して、又はＣＮを介して、図１に示されるような接続（有線又は無線）に沿って転送される。
【００９１】
更なる説明のため、システム４０は、Ｎ個の送受信ノード（つまり、ＢＳ）を有する無線ネットワークであると仮定する。これらのＢＳは、ＢＳ１及びＢＳ２を含み、位置が固定されており、大きさＬ×Ｌの正方形の地理的領域に均一に分散されている。また、ＢＳは、可能性のあるスペクトルの割り当て毎に、当該ＢＳが他のＢＳ（及び／又は一般的に当該ＢＳのセル）に与える干渉を測定／予測／推定する機能を有すると仮定する。また、ＢＳは、他のＢＳから（及び／又は当該ＢＳのセルから）受ける干渉を決定／測定／推定する（又は、同等の関連情報を得る）ことが可能であると仮定する。
【００９２】
基地局（つまり、ＢＳ１及びＢＳ２）のそれぞれは、多数の異なる可能なスペクトルの構成（つまり、スペクトルの各構成は、周波数帯域幅、任意的に追加で使用される電力レベル／変調、及び符号化方式を定める）を有すると仮定する。ある構成から他の構成への変更により、ＢＳに割り当てられたスペクトルの量は、別のＢＳへのスペクトルの割り当て又は別のＢＳからのスペクトルの割り当てを代表して変化する。このような起こり得る構成は、集合として定められる。
【数１】
0005228884.tif 000002
ここで、ｃｎｉは、ＢＳｉ（つまり送受信機ｉ）に対しｎ番目に可能なスペクトルの構成である。Ｍｉは、ＢＳｉに対する見込み及び可能なスペクトルの構成の総数である。変数ｍ又はｐは、後述する変数ｎの代わりに用いられる。しかしながら、それぞれの場合に、変数の値は、可能な構成のうちのどの構成が参照されているのかを示す。
【００９３】
図１２Ａは、ＢＳｉの可能なスペクトルの構成を決定する１つの可能な方法を理解するのに役立つ概略図である。図１２Ａに示される処理は、可能な構成の数を決定する１つの単純且つ効率的な方法を示す。しかしながら、勿論、多数の可能な構成が別の方法で決定される。特に、図１２Ａの処理は、ＢＳｉに割り当てることができる全ての可能なスペクトルの構成を生成しない。しかし、代わりに、図１２Ａの処理は、適度な複雑さで、適切な広がりを有する適切な数の異なる構成を決定する。図１２Ａは、勿論、例えば別個のサブチャンクの中の複雑な割り当てを含む、ＢＳが採用する全ての可能なスペクトルの構成を生成するために適応できる。
【００９４】
図１２Ａでは、第１の可能な構成ｃ１ｉは、割り当てのための最小のスペクトル・チャンクと考えられる。また、第２の更なる可能な構成は、１又は２つのサブチャンクを先行する可能な構成に付加することにより繰り返し生成される。このように、ｎ個の異なる可能な構成が生成される。ｎ＝Ｍである。各チャンク及びサブチャンクは、多数の所定のサブチャンネル又はチャンネルを有する。
【００９５】
図１２Ｂは、図１２Ａと同様であるが、２つの基地局（ＢＳ１、ＢＳ２）の両方のスペクトルが示されている点が異なる。異なる構成は、異なる方法で、ＢＳ１及びＢＳ２が利用可能な全スペクトルを、当該２つのＢＳへ分割する。
【００９６】
図１２Ｃは、ＢＳ１がＭ＝３の構成からＭ＝６の構成へ移行する再割り当ての単純な例を示す。つまり、ＢＳ１は、ＢＳ２からのスペクトルの開放を交渉することにより、ＢＳ１自身のスペクトルの量を増大させる。
【００９７】
交渉段階の間に、示されるように、ＢＳ１が異なる構成の全て（つまり、Ｍ＝１からＭ＝７）にアクセスし、所望の構成を選択する。この場合には、ＢＳ１は、より少ない量の帯域幅を与える幾つかの構成（つまり、Ｍ＝１及びＭ＝２の構成）、及びより多い量の帯域幅を与える幾つかの構成（つまり、Ｍ＝４からＭ＝２までの構成）を検討する。
【００９８】
単純なシステムでは、ＢＳ１は、現在より多い量の帯域幅を得るためにＭ＝４からＭ＝２までの構成にアクセスするが、干渉値も高くなる（干渉値は帯域幅の増大に伴い増大する）。しかしながら、以下に詳細に説明される多くのパラメーターが干渉に影響を与える。
【００９９】
ＢＳ１は（全ての可能な構成を検討した後に）、所望の構成としてＭ＝６を選択する。次にＢＳ１はこれを最良の構成としてＢＳ２へ提案する。次に、ＢＳ２はこの提案を受け付けるか拒否するかを選択する。再割り当ての図示された単純な例では、ＢＳ２はこの提案を受け付け、それにより「再割り当て後」の状況を与える。
【０１００】
図１２Ｄは、ＢＳが図１２Ａ及び１２Ｂに示されるように周波数領域で良好に分離していない更に現実的な状況を示す。ここで、Ｍ＝１が現在選択されている。この場合、Ｍ＝６は帯域幅を増大させるだけでなく干渉を減少させるので、ＢＳ１にはＭ＝６が好ましい。
【０１０１】
現実の状況では、干渉は必ずしも帯域幅と共に増大しない。多くのパラメーターは、システム、特に干渉の制御及びシステムへの要求に依存して干渉に影響を与える。
【０１０２】
関連するパラメーターには、ＢＳのアンテナ方位、ＢＳの伝送方式（例えば、ＦＤＤ又はＴＤＤ）、セル内の区分化の特性、提案された電力制御方式、提案されたハンドオーバー方式、各時点でＢＳにより処理されているトラフィックの特性、及び各時点で各ＢＳに割り当てられたアクティブな加入者の数を含む。関連するパラメーターは、ＢＳで用いられるスマート・アンテナ方式にも依存する。
【０１０３】
考慮されるべき最も重要な追加のパラメーターは、送信電力（例えば、ＢＳ２は現在、ＢＳ２のスペクトルのサブチャンクのそれぞれで、異なる電力で送信する）である。別の重要なパラメーターは、図１２Ｅに示されるように、２つの隣接するサブバンドの間の干渉の漏れである。電気通信システムでは、１つの現実的な解決策は、漏れを防ぐためにガード帯域を導入することである。図１２Ｅに示されるように、ＢＳ１の現在のスペクトルの構成は、ＢＳ２の２つのサブチャンクの間に挟まれている。Ｍ＝６を選択することにより、より多くのスペクトルが得られ、しかしながら起こり得る干渉は小さい（起こり得る漏れが小さい）。これが真と言えるのは、勿論、特に電力特性、アンテナ方位及び区分化、及びスマート・アンテナ方式の結果が全て、Ｍ＝６の割り当てに対し低い干渉を生じる場合である。明らかに、Ｍ＝６の場合、２つのＢＳ間の合計距離はＭ＝１の場合より大きい。
【０１０４】
しかしながら、留意すべき点は、上述のパラメーターに依存して、特にスマート・アンテナ方式が用いられる場合に、実際にＭ＝１がＭ＝６より好ましいシナリオを想定することが可能なことである。
【０１０５】
図１２Ａでは、Ｂｉは、割り当てのためにスペクトルの構成のそれぞれと関連付けられた総帯域幅である。従って、
【数２】
0005228884.tif 000003
ここで、関数ＢＷ（．）はスペクトルの構成のそれぞれに割り当てられた帯域幅を表す。
【０１０６】
ＢＳｉによりＢＳｊ（ＢＳｊはＢＳｉ以外のＢＳである）に与えられると予測される、特にスペクトルの構成に関連する干渉は、次式で表現される。
【数３】
0005228884.tif 000004
ここで、ｃｎｉはＢＳｉへのｎ番目の可能なスペクトルの構成、ｃｐｊはＢＳｊへのｐ番目の可能なスペクトルの構成、ｐｉはＢＳｉ（つまり、送受信機ｉ）と関連付けられた送信電力、ηｉｊはＢＳｉとＢＳｊとの間の無線通信リンクと関連付けられた全利得である。２つの可能なスペクトルの構成の間の重複が多いほど、予測される干渉の量が大きい。
【０１０７】
同様に、特定のスペクトルの構成に関連してＢＳｊに関連付けられたＢＳｉが受けると予測される干渉は、次式で表現される。
【数４】
0005228884.tif 000005
【０１０８】
ＢＳｉ（又は例えばセルｉ）が特定のスペクトルの構成に関連する全ての他の基地局から受信すると予測される全干渉γｉは、次式のように決定される。
【数５】
0005228884.tif 000006
【０１０９】
ＢＳｉが特定のスペクトルの構成に関連する他の基地局に与えると予測される全干渉βｉは、次式のように決定される。
【数６】
0005228884.tif 000007
【０１１０】
各基地局で受信したＳＩＲとの正しく比較するため、各ＢＳｉの受信信号電力は、Ｓｉと予測される。従って、
【数７】
0005228884.tif 000008
【数８】
0005228884.tif 000009
【０１１１】
上式に従い、可能なスペクトルの再割り当てに関し、別の可能な検討が行われる。例えば、２つの関与するＢＳ（ＢＳ１、ＢＳ２）は、データ・トラフィック負荷が特に高い、所謂「ホット・スポット」に属する。この場合、これらのＢＳは、周囲のＢＳが十分遠くに位置している、又は周囲のＢＳの重要度が低いと見なし、自身の短期間のスペクトルの割り当ての計画が周囲のＢＳに与える影響を考慮しない。このようなホット・スポット内のＢＳの指向性アンテナは、当該ＢＳの特定のセルが互いに最大に影響し合い、他のセルから若しくは他のセルへの影響が無視できるように構成される。
【０１１２】
基本的に、他のＢＳ（ＢＳ１、ＢＳ２）は、ある実施例では、互いへの干渉の影響を考慮するだけである。第２の例として、２つの関与するＢＳ（ＢＳ１、ＢＳ２）は、第１の段のセルに与える干渉の影響のみを考慮する。
【０１１３】
図１２Ｆは、直接隣接するセル（第１段のセル）により囲まれた目的のセル、及び目的のセルから１セルだけ離れたセル（第２段のセル）を示す。第３の例として、２つの関与するＢＳ（ＢＳ１、ＢＳ２）は、第１の段のセルに与える干渉、及び第１の段のセルから受ける干渉の影響のみを考慮する。
【０１１４】
２つの関与するＢＳ（ＢＳ１、ＢＳ２）の間のスペクトル共有又はスペクトル交換（再割り当て）を実行する４つの可能な方法（方法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、本発明が実施される例として以下に説明される。これらの方法は、２つの関与する基地局の間の短期間のスペクトルの再割り当てに関する。しかし、これらの方法は、如何なる時間期間にも使用できる。方法Ａ〜Ｄのそれぞれにおいて、ＢＳ１はＢＳ２へスペクトルを割り当てる可能性がある。従って、ＢＳ２は、当該スペクトルを割り当てられる可能性がある。
【０１１５】
方法Ａ〜Ｄのそれぞれにおいて、関与するＢＳは、基本的に当該ＢＳに割り当てられたスペクトルの構成を変更する。従ってＢＳ間で（本例では、ＢＳ１からＢＳ２へ）スペクトルの移転があったものと考えられる。スペクトルを割り当てられるＢＳ２では、ＢＳ２のスペクトルの構成の変更により、帯域幅が増加すると考えられる。
【０１１６】
図１３は、本発明を実施する方法Ａを示す概略図である。図１３は、ＢＳ１とＢＳ２との間の通信、方法Ａの動作中にこれらのＢＳで実行される動作を示す。
【０１１７】
［方法Ａ（自己中心的方法）］
方法Ａでは、ＢＳ１はＢＳ２に、ＢＳ１が再割り当てのために利用可能なスペクトル部分を有することを通知する。例えば、ＢＳ１は、その時に十分なトラフィック負荷がなく、又は再割り当てを提案された時に十分なトラフィック負荷を期待していないので、現在割り当てられたスペクトルの全てを維持することを正当化する。事実上、ＢＳ１は、一時的に利用可能な冗長なスペクトルを有する、又は有すると予測される。
【０１１８】
それに応じて、ＢＳ２は、スペクトルを選択する処理を実行し、予測される再割り当てに従い採用すべきスペクトルの構成を識別する。このような処理の例は、図１４乃至１７を参照して以下に説明される。スペクトルを選択する処理の結果として、ＢＳ２は、ＢＳ１に、ＢＳ２が望むスペクトルの構成の提案を通知する。
【０１１９】
次に、ＢＳ１は、スペクトルを評価する処理を実行し、提案されたスペクトルの構成を評価し、再割り当てを承認するか否かを決定する。このような処理の例は、図１８を参照して以下に説明される。スペクトルを評価する処理に続き、ＢＳ１は、ＢＳ２に、ＢＳ１が提案されたスペクトル再割り当てを承認したか否かを通知する。
【０１２０】
ＢＳ１が提案された再割り当てを承認した場合、当該再割り当てが行われ、ＢＳ１とＢＳ２は再割り当てを考慮に入れて自身のスペクトルを採用する。つまり、ＢＳ１が提案された再割り当てを承認した場合、ＢＳ２は自身の提案したスペクトルの構成を採用し、ＢＳ１は、（本例では）ＢＳ２へ移転されたスペクトルを考慮し、対応する構成を採用する。
【０１２１】
このような再割り当ては、ＢＳ１とＢＳ２との間で交渉された所定の時間に生じる。或いは、ＢＳ１とＢＳ２は再割り当てを定期的に又は準定期的に実行するよう設定される。この場合には、承認された再割り当ては、次に予定された再割り当ての時間に有効になる。このような再割り当ては、所定の時間期間の間、又は２つのＢＳ間で交渉された時間期間の間、有効になる。外部装置は、このような再割り当てのタイミング、及び／又はこのような再割り当てが有効である時間期間を制御する。トリガは再割り当てのタイミングを制御する。ＢＳ１が提案された再割り当てを承認しない場合、当該再割り当ては生じることなく、ＢＳ１とＢＳ２は既存の自身のスペクトルを利用する。
【０１２２】
図１４は、上述のスペクトルを選択する処理の一例である方法５０のフロー図である。方法５０の段階Ｓ５１で、ＢＳ２は、受信すると予測される干渉を考慮に入れて、所望のｍの値を選択する。図１２を参照して上述されたように、ｍの各値は、異なる利用可能なスペクトルの構成を表す。従って、ｍの値を選択することは、再割り当てのために望ましいスペクトルの構成を選択することと等価である。異なる構成のそれぞれでは、ＢＳ２が受信すると予測される干渉の量が異なる。従って、このような受信されると予測される干渉を考慮することにより、ＢＳ２は、図１３に示されるように、ＢＳ１へ提案する所望のスペクトル部分を選択する。
【０１２３】
ＢＳ２が所望のスペクトル部分を選択する方法は、ｍの値の全範囲、つまり１からＭまでを評価し、次に例えば受信されると予測される干渉が最も少ないｍの値を選択することである。これは、ｍの「最良の」値を選択する方法と考えられる。或いは、ＢＳ２は、例えば受信されると予測される干渉の値が閾値より低い場合のｍの第１の値を選択するために、ｍの値を評価する。これは、ｍの「第１の許容可能な」値を選択する方法と考えられる。理解されるべき点は、ｍの所望の値が、多くの他の方法で、例えば以前に選択された値の履歴を考慮することにより、選択できることである。
【０１２４】
図１５は、スペクトルを選択する処理の別の例である方法６０のフロー図である。方法６０は、ｍの「最良の」値を選択する１つの方法である。方法６０は、段階Ｓ６１乃至Ｓ６５を有する。受信されると予測される干渉を考慮するとともに、方法６０は、異なる構成のｍと関連付けられた帯域幅も考慮する。図１５から分かるように、方法６０は、段階Ｓ６１でｍ＝１に設定する。次に段階Ｓ６２で、段階Ｓ６３及びＳ６４に基づき、ｍの各値についてＢｍ，２（帯域幅）及びγ２，ｍ（受信されると予測される干渉）の値を評価し格納する。次に、段階Ｓ６５で、格納された値に基づき、望ましいｍの値が選択される。このように、所謂、「最良の」ｍの値を選択することが可能である。「最良の」ｍの値は、受信すると予測される干渉が最低となる、又は帯域幅が最高となる、又は特定の他の要件に最も適合するｍの値である。
【０１２５】
図１６は、スペクトルを選択する処理の更に別の例である方法７０のフロー図である。方法７０は、段階Ｓ７１乃至Ｓ８０を有する。
【０１２６】
方法７０は、提案されたスペクトルの再割り当てによる状態を向上することを目的として、ＢＳ２の現在の状態を考慮する。
【０１２７】
段階Ｓ７１で、現在の受信される干渉の値、帯域幅、スペクトルの構成が評価される。
【０１２８】
段階Ｓ７２で、これらの評価された値は、「最良の」値として格納される。如何なる他の値もこれらの「最良の」値と比較され、生じる可能性のある条件を向上させるか検査される。また、段階Ｓ７２で、変数ｍはｍ＝１に予め設定される。
【０１２９】
段階Ｓ７３で、受信されると予測される干渉及び帯域幅は、現在のｍの値、つまり当該ｍの値のスペクトルの構成について評価される。
【０１３０】
段階Ｓ７４で、段階Ｓ７３で評価された帯域幅は対応する「最良の」値と比較される。評価された帯域幅が対応する「最良の」値より大きくない場合、方法は段階Ｓ７７へ進む。評価された帯域幅が対応する「最良の」値より大きい場合、方法は段階Ｓ７５へ進む。段階Ｓ７５で、段階Ｓ７３で評価された予測される干渉は、対応する「最良の」値と比較される。
【０１３１】
同様に、評価された予測される干渉が対応する「最良の」値より小さくない場合、方法は段階Ｓ７７へ進む。しかしながら、評価された予測される干渉が対応する「最良の」値より小さい場合、方法は段階Ｓ７６へ進む。
【０１３２】
段階Ｓ７６で、段階Ｓ７３で評価された値は、段階Ｓ７２で格納された「最良の」値より良いと考えられる。従って、段階Ｓ７３で評価された値は、新たな「最良の」値として設定される。方法は次に段階Ｓ７７へ進む。
【０１３３】
段階Ｓ７７で、変数ｍの現在の値が最大値Ｍであるか否かが決定される。最大値Ｍでない場合、ｍの値は段階Ｓ７８でインクリメントされ、方法は次に段階Ｓ７３へ戻る。このように、ｍの全ての値が検討される。
【０１３４】
段階Ｓ７７で、変数ｍの現在の値が最大値Ｍであると決定された場合、方法は段階Ｓ７９へ進む。段階Ｓ７９で、方法７０を実行した結果を承認するか否かが決定される。例えば、方法７０が実行されている間に、通信条件が実質的に変化し、再割り当てを完全に諦めるか、又はどのスペクトルの変更を要求するかを「考え直す」ことが必要になる可能性がある。例えば、段階Ｓ７９を実行する時点で、ＢＳ２はもはやスペクトルを割り当てられる可能性はないが、代わりに割り当てる可能性はある。
【０１３５】
段階Ｓ７９で、方法７０を実行した結果を承認しないと決定した場合、方法は終了する。終了の後、方法７０は再開するか、又は他の方法が実行される。
【０１３６】
段階Ｓ７９で、方法７０を実行した結果を承認すると決定した場合、方法は、段階Ｓ８０へ進む。段階Ｓ８０で、現在格納されている「最良の」値が採用される。つまり、これらの値（これらの値を表すｍの値を含む）は、方法ＡでＢＳ２からＢＳ１へ送信された所望のスペクトルの構成の提案の基礎として役立つ。勿論、理解されるべき点は、段階Ｓ７９は任意であること、つまり段階Ｓ８０が段階Ｓ７７に続いてもよいことである。この場合、方法７０を受け入れるか否かという如何なる決定も行われない。
【０１３７】
このため、以下のフロー図は、＜、＞を用いて値を比較する段階、及び連続的な経路を選択する段階を含む。当業者は、比較されるべき値が等しい場合に、方法は１つの又は他の経路を辿り、未完了になることを回避する。
【０１３８】
図１７は、スペクトルを選択する処理の更に別の例である方法８０のフロー図である。方法８０は、段階Ｓ８１乃至Ｓ８０を有し、方法７０の代案と考えられる。
【０１３９】
段階Ｓ８１で、現在の受信される干渉の値、与えられる干渉、帯域幅、スペクトルの構成が評価され、「最良の」値として格納される。段階Ｓ８２で、変数ｍはｍ＝１に予め設定される。
【０１４０】
段階Ｓ８３で、受信されると予測される干渉、与えられる干渉、帯域幅、及びスペクトルの構成は、現在のｍの値、つまり当該ｍの値のスペクトルの構成について評価される。段階Ｓ８４で、段階Ｓ８３で評価された帯域幅は対応する「最良の」値と比較される。評価された帯域幅が対応する「最良の」値より大きくない場合、方法はＳ８７へ進む。評価された帯域幅が対応する「最良の」値より大きい場合、方法は段階Ｓ８５へ進む。段階Ｓ８５で、段階Ｓ８３で評価された受信すると予測される干渉は、対応する「最良の」値と比較される。同様に、評価された受信すると予測される干渉が対応する「最良の」値より小さくない場合、方法は段階Ｓ８７へ進む。しかしながら、評価された受信すると予測される干渉が対応する「最良の」値より小さい場合、方法は段階Ｓ８６へ進む。
【０１４１】
段階Ｓ８６で、段階Ｓ８３で評価された値は、「最良の」値より良いと考えられる。従って、段階Ｓ８３で評価された値は、新たな「最良の」値として設定される。方法は次に段階Ｓ８７へ進む。
【０１４２】
段階Ｓ８７で、変数ｍの現在の値が最大値Ｍであるか否かが決定される。最大値Ｍでない場合、ｍの値は段階Ｓ８８でインクリメントされ、方法は次に段階Ｓ８３へ戻る。
【０１４３】
段階Ｓ８７で、変数ｍの現在の値が最大値Ｍであると決定された場合、方法は段階Ｓ８９へ進む。段階Ｓ８９で、現在格納されている「最良の」値が採用される。つまり、これらの値（対応するｍの値を含む）は、方法ＡでＢＳ２からＢＳ１へ送信された所望のスペクトルの構成の提案の基礎として役立つ。
【０１４４】
勿論、与えると予測される干渉の値は方法８０で評価されるが、理解されるべき点は、これらの値は方法８０の処理に影響を与えないので、これが必須ではないことである。
【０１４５】
上述のように、スペクトルを選択する処理の結果として（例は上述した通り）、ＢＳ２は、ＢＳ１に、提案された再割り当てに従い採用したいスペクトルの構成についてのＢＳ２の提案を通知する。次に、ＢＳ１は、スペクトルを評価する処理を実行し、提案されたスペクトルの構成を評価し、再割り当てを承認するか否かを決定する。図１８は、スペクトルを選択する処理の例である方法９０のフロー図である。方法９０は、段階Ｓ９１乃至Ｓ９５を有する。
【０１４６】
方法９０は、ＢＳ１が提案されたスペクトルの再割り当てが状態を向上するか否かを決定できるよう、ＢＳ１の現在の状態を考慮する。段階Ｓ９１で、受信される干渉及び与えられる干渉の現在の値が評価され、「最良の」値として格納される。如何なる他の値もこれらの「最良の」値と比較され、生じる可能性のある条件を向上させるか検査される。このような格納された値は、現在の値か、又は最近の最良の値である。
【０１４７】
段階Ｓ９２で、スペクトルの構成Ｃ２，ｍ（ｍの値がＢＳ２により選択された値であるとする）の提案がＢＳ２により検討され、ＢＳ２に対し提案された新たな構成とした場合に受信すると予測される干渉が評価される。段階Ｓ９３で、段階Ｓ９２で評価されたＢＳ１が受信すると予測される干渉は、段階Ｓ９１の対応する「最良の」値と比較される。評価された受信すると予測される干渉が対応する「最良の」値より小さい場合、方法は段階Ｓ９４へ進む。しかしながら、評価された受信すると予測される干渉が対応する「最良の」値より小さくない場合、方法は段階Ｓ９５へ進む。段階Ｓ９４で、提案された再割り当ては承認される。段階Ｓ９５で、提案された再割り当ては承認されない。
【０１４８】
勿論、理解されるべき点は、段階Ｓ９１で、ＢＳ１により与えられ干渉が検討されるが、与えられる干渉は方法９０の実行に関連しないので、これは必須ではない。
【０１４９】
図１９は、本発明を実施する方法Ｂを示す概略図である。図１９は、ＢＳ１とＢＳ２との間の通信、方法Ｂの動作中にこれらのＢＳで実行される動作を示す。
【０１５０】
［方法Ｂ（自己中心的方法）］
方法Ｂでは、ＢＳ２はＢＳ１に、ＢＳ２が追加のスペクトルを要求することを、スペクトル要求の形式で通知する。例えば、ＢＳ２は、その時に過負荷のトラフィックを有するか、又は再割り当てを提案された時点で過負荷となることを予測している。事実上、ＢＳ２は、一時的に利用可能なスペクトルが不足している、又は不足すると予測している。このようなスペクトルに対する要求は、スペクトルに対する緊急の要求であるか、又はスペクトルに対する高レベルの要求である。また、本発明の実施例は、このようなスペクトルに対する要求の重要度のレベルを示してもよい。
【０１５１】
ＢＳ１にこのような要求を通知することにより、ＢＳ２は、スペクトルを選択する処理を実行し、提案された再割り当てに従い採用したいスペクトルの構成を識別する。このような処理の例は、図１４乃至１７を参照して上述された。従って、更なる説明は省略される。スペクトルを選択する処理の結果として、ＢＳ２は、ＢＳ１に、再割り当てに従いＢＳ２が望むスペクトルの構成の提案を通知する。
【０１５２】
次に、ＢＳ１は、スペクトルを評価する処理を実行し、提案されたスペクトルの構成を評価し、再割り当てを承認するか否かを決定する。このような処理の例は、図１８を参照して既に説明された。スペクトルを評価する処理に続き、ＢＳ１は、ＢＳ２に、ＢＳ１が提案されたスペクトルの再割り当てを承認したか否かを通知する。
【０１５３】
ＢＳ１が提案された再割り当てを承認した場合、当該再割り当てが行われ、ＢＳ１とＢＳ２は再割り当てを考慮に入れて自身のスペクトルを採用する。従って、理解されるべき点は、方法Ｂが基本的に方法Ａと同様であるが、ＢＳ１からのスペクトルの申し出ではなく、ＢＳ２からのスペクトル要求により開始されることが異なることである。
【０１５４】
図２０は、本発明を実施する方法Ｃを示す概略図である。図２０は、ＢＳ１とＢＳ２との間の通信、方法Ｃの動作中にこれらのＢＳで実行される動作を示す。
【０１５５】
［方法Ｃ（親切な方法）］
方法Ｃは、方法Ａとよく似ている。方法Ｃは、ＢＳ１からＢＳ２への利用可能なスペクトルの申し出に関連する。方法Ｃと方法Ａとの間の主な相違点は、方法Ｃでは、与える干渉が受信する干渉と同様に考慮されることである。結果として、方法Ｃは「親切な」方法と考えられ、方法Ａは「自己中心的」方法と考えられる。実際には、方法Ｃ及びＤは、それぞれ「自己中心的」な方法Ａ及びＢの「親切な」変形例である。
【０１５６】
方法Ｃでは、ＢＳ１はＢＳ２に、再割り当てのために利用可能なスペクトル部分を有することを通知する。例えば、ＢＳ１は、その時に十分なトラフィック負荷がなく、又は再割り当てを提案された時点で十分なトラフィック負荷を期待していないので、現在割り当てられたスペクトルの全てを維持することを正当化する。事実上、ＢＳ１は、一時的に利用可能な冗長なスペクトルを有する、又は有すると予測される。
【０１５７】
それに応じて、ＢＳ２は、スペクトルを選択する処理を実行し、予測される再割り当てに従い採用したいスペクトルの構成を識別する。方法Ｃでの使用に適したスペクトルを選択する処理は、図１４乃至図１７の所謂「自己中心的」なスペクトルを選択する処理の「親切な」変形版であると考えられる。方法Ｃでの使用に適したスペクトルを選択する処理の例は、図２１乃至図２４に示される。スペクトルを選択する処理の結果として、ＢＳ２は、ＢＳ１に、ＢＳ２が望むスペクトルの構成の提案を通知する。
【０１５８】
次に、ＢＳ１は、スペクトルを評価する処理を実行し、提案されたスペクトルの構成を評価し、再割り当てを承認するか否かを決定する。方法Ｃでの使用に適したスペクトルを評価する処理は、図１８の所謂「自己中心的」なスペクトルを評価する処理の「親切な」変形版であると考えられる。
【０１５９】
図２５は、方法Ｃに適したスペクトルを評価する処理の例を示す。スペクトルを評価する処理に続き、ＢＳ１は、ＢＳ２に、ＢＳ１が提案されたスペクトルの再割り当てを承認したか否かを通知する。
【０１６０】
ＢＳ１が提案された再割り当てを承認した場合、当該再割り当てが生じ、ＢＳ１とＢＳ２は再割り当てを考慮に入れて自身のスペクトルを採用する。
【０１６１】
図２０に示されるように、ＢＳ１は、ＢＳ２により提案されたスペクトルを評価し、再割り当てを承認するか否かを決定するスペクトルを評価する処理を実行しない。代わりに、ＢＳ１は単にＢＳ２の提案を認め、続いて再割り当てが生じる。つまり、ＢＳ１は自動的にＢＳ２の提案を受け入れることが可能である。このような自動的な受け入れは、方法Ｃが「親切な」方法である場合、方法Ｃで（方法Ｄでも）用いるのが有用である。従って、以下の説明から分かるように、ＢＳ２は与えられる干渉を考慮する。このように、スペクトルを評価する処理の実行を回避することが可能である。勿論、このような自動的な受け入れは、方法Ａ及びＢで用いられ、同様にスペクトルを評価する処理の実行を回避する。
【０１６２】
図２１乃至２４は、上述のように方法Ｃで使用されるスペクトルを選択する処理の例である方法１００、１１０、１２０、及び１３０のフロー図である。方法１００、１１０、１２０、及び１３０は、それぞれ方法５０、６０、７０、及び８０と同様であるが、与えられる干渉が受信される干渉と共に検討される点が異なる。従って、方法５０、６０、７０、及び８０の詳細な説明は、方法１００、１１０、１２０、及び１３０にも同様に当てはまる。従って、方法１００、１１０、１２０、及び１３０の詳細な説明は省略される。勿論、方法５０、６０、７０、及び８０が適応され、受信される干渉の代わりに与えられる干渉を検討することが可能である。
【０１６３】
同様に、図２５は、上述のように方法Ｃで使用されるスペクトルを評価する処理の一例である方法１４０のフロー図である。方法１４０は、それぞれ方法９０と同様であるが、与えられる干渉が受信される干渉と共に検討される点が異なる。従って、方法９０の詳細な説明は、方法１４０にも同様に当てはまる。従って、方法１４０の詳細な説明は省略される。勿論、方法９０が適応され、受信される干渉の代わりに与えられる干渉を検討することが可能である。
【０１６４】
図２６は、本発明を実施する方法Ｄを示す概略図である。図２６は、ＢＳ１とＢＳ２との間の通信、方法Ｄの動作中にこれらのＢＳで実行される動作を示す。
【０１６５】
［方法Ｄ（親切な方法）］
方法Ｄは、方法Ｂとよく似ている。方法Ｄは、ＢＳ２からＢＳ１への追加のスペクトルの要求に関連する。方法Ｄと方法Ｂとの間の主な相違点は、方法Ｄでは、与える干渉が受信する干渉と同様に考慮されることである。結果として、方法Ｄは「親切な」方法と考えられ、方法Ｂは「自己中心的」方法と考えられる。
【０１６６】
方法Ｄでは、ＢＳ２はＢＳ１に、ＢＳ２が追加のスペクトルを要求することを、スペクトル要求の形式で通知する。ＢＳ２は、その時に過負荷のトラフィックを有するか、又は再割り当てを提案された時点で過負荷となることを予測している。事実上、ＢＳ２は、一時的に利用可能なスペクトルが不足している、又は不足すると予測している。このようなスペクトルに対する要求は、スペクトルに対する緊急の要求であるか、又はスペクトルに対する高レベルの要求である。また、本発明の実施例は、このようなスペクトルに対する要求の重要度のレベルを示してもよい。要求は必須ではなく、方法Ｂでも、処理は別の方法で開始されるので、必須ではない。
【０１６７】
このような要求は、ＢＳ１により確認応答の形式で、又はＢＳ２の再割り当ての適用の最初の承認若しくは拒否の形式で、応答される（図２６に示される）。これは、例えば、方法Ｃを参照して上述されたように、如何なるスペクトルを評価する処理も実行されない場合に有用である。
【０１６８】
ＢＳ１にこのような要求を通知することにより、ＢＳ２は、スペクトルを選択する処理を実行し、提案された再割り当てに従い採用したいスペクトルの構成を識別する。このような処理の例は、図２１乃至２４を参照して上述された。従って、更なる説明は省略される。スペクトルを選択する処理の結果として、ＢＳ２は、ＢＳ１に、ＢＳ２が望むスペクトルの構成の提案を通知する。
【０１６９】
次に任意的に、ＢＳ１は、スペクトルを評価する処理を実行し、提案されたスペクトルを評価し、再割り当てを承認するか否かを決定する。このような処理の例は、図２５を参照して既に説明された。スペクトルを評価する処理に続き、ＢＳ１は、ＢＳ２に、ＢＳ１が提案されたスペクトル再割り当てを承認したか否かを通知する。
【０１７０】
ＢＳ１が提案された再割り当てを承認した場合、当該再割り当てが生じ、ＢＳ１とＢＳ２は再割り当てを考慮に入れて自身のスペクトルを採用する。従って、理解されるべき点は、方法Ｄが基本的に方法Ｃと同様であるが、ＢＳ１からのスペクトルの申し出ではなく、ＢＳ２からのスペクトル要求により開始されることが異なることである。
【０１７１】
図１４乃至図１７、図２１乃至２４は、スペクトルを選択する処理を示す。図１８及び図２５は、スペクトルを評価する処理を示す。このようなスペクトルを選択する処理は、方法Ａ乃至方法Ｄで用いられる何れかのスペクトルを評価する処理であり、例えば「親切な」方法と「自己中心的」方法との混合であってもよい。
【０１７２】
再び図１を参照する。ＢＳ１とＢＳ２のどちらかは、ＧＷ又はＣＮ又は別のＢＳにスペクトルの交渉の結果を通知する。例えば、再割り当てが承認されたか否か、及びどの（又はどれだけ長い時間）スペクトルが割り当てられるかに関する情報は、ネットワークを介して別の場所で処理するために通信される。例えば、再割り当てに関する記録が中央で生成される。
【０１７３】
上述の方法Ａ乃至方法Ｄでは、「自己中心的」方法に対する「親切な」方法の利点は、他の基地局に与えられる干渉に関する情報が必要ないので、シグナリングのためのオーバーヘッドが少なく、又は複雑さが少ないことである。「親切な」方法は、例えば（異なる事業者に属する）異なるＢＳ間の性能の公平さの観点から、ネットワークの性能を全体的に向上させるので、「自己中心的」方法よりも更に有利である。
【０１７４】
［干渉の測定］
方法Ａ乃至方法Ｄでは、再割り当てのためのスペクトルの構成を選択するために、及び再割り当てを承認するか否かを決定するために、干渉値（予測される干渉の指標である）が評価され、検討される。このような値は、方法が実行される度に評価される必要はないと考えられる。このような値は、例えば事前に評価され予め格納される。例えば、方法Ａ乃至方法Ｄは、このような値を評価する代わりに、格納された検索テーブルからの値にアクセスする。このような値は、関連するＢＳ内に局所的に格納されるか、又は外部装置に遠隔に格納される。
【０１７５】
本発明は、例えば上述の方法Ａ乃至方法Ｄで、本発明を実施する方法で使用される干渉値を得るための方法に拡張される。本発明を一層理解するために、以下に多数の方法を説明する。
【０１７６】
以下に説明される第１乃至第５のアプローチは、１つのＢＳから他のＢＳに与えられる干渉に関する。以下に説明される第６及び第７のアプローチは、１つのＢＳによりサービスを提供されているＵＥから他のＢＳに与えられる干渉に関する。２つの干渉の種類は重要なので、別々に検討する。
【０１７７】
［第１のアプローチ］
第１のアプローチとして、ＢＳのシステムを動作させる前に（つまり、式（１）を参照して上述したようにＮ個のＢＳはＢＳ１とＢＳ２を含む）、多数の測定／予測が独立して動作する（つまり、他に干渉の原因が存在しない）各ＢＳについて実行される。これらの測定／予測が実行され、特定のＢＳがオンに切り替わり、スペクトルの構成Ｃを用いて送信を開始する。それにより、スペクトルの構成Ｃの送信電力の変化（ｄＰ）、システムの任意の目標ＢＳに与えられる干渉の変化の予測した結果（ｄｌ）が分かる。次に、各ＢＳは、パラメーターのテーブルを構築する。これにより、可能なスペクトルの構成Ｃ、送信電力Ｐ、システムの他のＢＳのそれぞれへ与えられる予測した干渉が分かる。
【０１７８】
測定値は、ＢＳに、他のＢＳへ与えられると予測される干渉の量に関する知識を与える。ここでは、他のＢＳが、特定の組み合わせ若しくは構成のみならず、無線スペクトル全体に亘る干渉を傾聴及び測定すると仮定する。対象のＢＳは、スペクトルの全ての組み合わせ（つまり全ての構成）を試し、及び報告された干渉値を記録する。
【０１７９】
［第２のアプローチ］
第２のアプローチは第１のアプローチと似ている。各ＢＳは、特定のスペクトルの構成Ｃ及び規定の送信電力レベルＰを用いて最初の測定を実行する。そして、各ＢＳは、当該ＢＳが規定の電力Ｐにより当該特定のスペクトルの構成Ｃで送信した場合に、任意の他の目標基地局でどれだけ干渉が増加したかを決定する。他の基地局での基本の干渉の増加は、接続されたＢＳに格納される。各ＢＳは、当該ＢＳと他の各ＢＳとの間の平均伝搬条件も知っている（上述の式ではηにより表される）。各ＢＳは、電力（ｄＰ）の変化毎に、及び異なる割り当てＣ毎に、他の各ＢＳで期待される干渉の起こり得る変化（ｄｌ）を推定する。この第２のアプローチは、従って、第１のアプローチで生成されるパラメーターのテーブルと同様のパラメーターのテーブルを生成する。しかし、第２のアプローチは、他の必要なパラメーターを推定するために初期測定値を用いる。
【０１８０】
［第３のアプローチ］
第３のアプローチは、上述の第２のアプローチを実施する１つの可能な方法であると考えられる。無線チャンネルのフェージング条件は、ＢＳがあるスペクトルの構成（例えばＣ１）から別のスペクトルの構成（例えばＣ２）へ変化する場合に、実質的に不変であると仮定する。これを念頭に置きながら、図２７及び図２８を参照する。図２７及び図２８は、可能な第３のアプローチで、ＢＳ１及びＢＳ２により実行される動作及び通信を示す。
【０１８１】
図２７で、ＢＳ１は、最初にＢＳ２に、ＢＳ１が試験段階に入ろうとしていること、及び電力Ｐ１でスペクトルの構成Ｃ１を用いて試験送信を行おうとしていることを示す。図２７の破線の矢印により示されるように、ＢＳ１とＢＳ２の両方が外部のトリガに応じて又は所定の試験時間に第３のアプローチを実行するとき、この最初の表示は必須ではない。
【０１８２】
次に、ＢＳ１は、スペクトルの構成Ｃ１を用い電力Ｐ１で試験送信を行う。また、（図２７には示されないが）ＢＳ２は、ＢＳ１からの試験送信の結果として干渉の増加を測定する。次に、ＢＳ２は、ＢＳ１へ干渉の増加の概算を示す指標を送信し、ＢＳ１は当該指標を記録する。
【０１８３】
図２７に示されるように、次にＢＳ１は、他のスペクトルの構成Ｃ２、Ｃ３、．．．、Ｃｎのそれぞれを用いて送信した結果として、ＢＳ２が受けると予測される干渉を推定する。次にＢＳ１は、ＢＳ２に、ＢＳ１が試験段階を完了したこと、及びＢＳ２が自身の試験段階を実行することを通知する。
【０１８４】
図２８は、図２７と同一の一連の動作及び通信を示す。図２８では、ＢＳ２が試験段階に入り送信し、ＢＳ１が干渉を測定しＢＳ２へ指標を通知する点が異なる。従って、重複する説明は省略する。しかしながら、理解されるべき点は、このように多数のＢＳが１つずつ試験段階に入り、異なるスペクトルの構成Ｃ（及び、図２７及び図２８には示されないが、以下に説明される第４のアプローチを参照して明らかになるように、異なる電力レベルＰ）の場合の予測される干渉のレベルに関する情報を収集できることである。理解されるべき点は、各試験段階で、送信側のＢＳが、それぞれ測定を行った複数の異なるＢＳから複数の干渉の指標を受信することである。このように、各ＢＳは、当該ＢＳの試験段階で、複数の他のＢＳに関する情報を収集し、図２７及び図２８に示された方法と同一の方法での推定により、当該他のＢＳの値の完全なセットを完成させる。
【０１８５】
［第４のアプローチ］
第４のアプローチは、上述の第３のアプローチを実施する１つの可能な方法に対応すると考えられる。第３のアプローチでは、試験送信は、電力Ｐ１及びスペクトルの構成Ｃ１を用いて行われる。従って、構成Ｃ２乃至Ｃｎに対する推定値は、電力Ｐ１を用いた送信に対応する。第４のアプローチは、送信電力Ｐが変動する問題、及びスペクトルの構成Ｃが変動する問題を解決する。
【０１８６】
再び、無線チャンネルのフェージング条件は、ＢＳがあるスペクトルの構成（例えばＣ１）から別のスペクトルの構成（例えばＣ２）へ変化する場合に、実質的に不変であると仮定する。これを念頭に置きながら、図２９及び図３０を参照する。図２９及び図３０は、可能な第４のアプローチで、ＢＳ１及びＢＳ２により実行される動作及び通信を示す。
【０１８７】
図２９で、ＢＳ１は、最初にＢＳ２に、ＢＳ１が試験段階に入ろうとしていること、及び電力Ｐ１でスペクトルの構成Ｃ１を用いて試験送信を行おうとしていることを示す。再び、図２９の破線の矢印により示されるように、ＢＳ１とＢＳ２の両方が外部のトリガに応じて又は所定の試験時間に第４のアプローチを実行するとき、この最初の表示は必須ではない。
【０１８８】
次に、ＢＳ１は、（第３のアプローチと同様に）スペクトルの構成Ｃ１を用い電力Ｐ１で試験送信を行う。また、（図２９には示されないが）ＢＳ２は、ＢＳ１からの試験送信の結果として干渉の増加を測定する。次に、ＢＳ２は、ＢＳ１へ干渉の増加の概算を示す指標を送信し、ＢＳ１は当該指標を記録する。第３のアプローチと異なり、第４のアプローチでは、次にＢＳ１は、スペクトルの構成Ｃ１を用い電力Ｐ２で試験送信を再び行い、ＢＳ２からの更なる指標を記録のために受信する。以降、ＢＳ１が、ＢＳ１がスペクトルの構成Ｃ１を用いてＰ１からＰｎまでの任意の電力で送信したときに、ＢＳ２により与えられると予想される干渉の記録を有するまで、続けられる。
【０１８９】
次にＢＳ１は、電力レベルＰ２、Ｐ３、．．．、Ｐｎのそれぞれと組み合わせたときに、スペクトルの構成Ｃ２、Ｃ３、．．．、Ｃｎのそれぞれを用いて送信した結果として、ＢＳ２により与えられると予測される干渉を推定する。次にＢＳ１は、ＢＳ２に、ＢＳ１が試験段階を完了したこと、及びＢＳ２が自身の試験段階を実行することを通知する。
【０１９０】
勿論、ＣｎとＰｎは、同数の異なるスペクトルの構成Ｃと電力レベルＰが存在することを示唆するが、同数である必要はない。更に、ＣとＰの全ての可能な組み合わせの推定値を得ることが望ましいが、処理時間の観点から、多数の「類似の」組み合わせに対する推定値のみを得ること、又は要求された場合のみ（事実上、「オンザフライ」で）推定値を生成することが一層望ましい。
【０１９１】
図３０は、図２９と同一の一連の動作及び通信を示す。図３０では、ＢＳ２が試験段階に入り送信し、ＢＳ１が干渉を測定しＢＳ２へ指標を通知する点が異なる。従って、重複する説明は省略する。しかしながら、理解されるべき点は、このように多数のＢＳが１つずつ試験段階に入り、異なるスペクトルの構成Ｃの場合の予測される干渉のレベルに関する情報を収集できることである。各試験段階で、送信側のＢＳは、それぞれ測定を行った複数の異なるＢＳから複数の干渉の指標を受信する。このように、各ＢＳは、当該ＢＳの試験段階で、複数の他のＢＳに関する情報を収集し、図２９及び図３０に示された方法と同一の方法での推定により、当該他のＢＳの値の完全なセットを完成させる。
【０１９２】
［第５のアプローチ］
第５のアプローチは、第３及び第４のアプローチと同様であると考えられる。しかし、第５のアプローチでは、ＢＳがあるスペクトルの構成（例えば、Ｃ１）から別のスペクトルの構成（例えば、Ｃ２）へ変化するときに、及び／又はＢＳがある送信電力（例えば、Ｐ１）から別の送信電力（例えば、Ｐ２）へ変化するときに、無線チャンネルのフェージング条件が実質的に変化しやすい。
【０１９３】
従って、第５のアプローチは、第３及び第４のアプローチのような推定値に基づくよりも、個々の測定値及び帰還に基づく。第５のアプローチでは、無線チャンネルのフェージングが可能なスペクトルの構成Ｃ及び／又は送信電力Ｐと同じでない場合、個々の測定は、可能なチャンネル（スペクトル）構成Ｃのそれぞれ（及び／又は可能な送信電力Ｐのそれぞれ）に対し実行される。これを念頭に置きながら、図３１及び図３２を参照する。図３１及び図３２は、可能な第５のアプローチで、ＢＳ１及びＢＳ２により実行される動作及び通信を示す。
【０１９４】
図３１で、ＢＳ１は、最初にＢＳ２に、ＢＳ１が試験段階に入ろうとしていること、及び電力Ｐ１でスペクトルの構成Ｃ１を用いて試験送信を行おうとしていることを示す。再び、図３１の破線の矢印により示されるように、ＢＳ１とＢＳ２の両方が外部のトリガに応じて又は所定の試験時間に第５のアプローチを実行するとき、この最初の表示は必須ではない。
【０１９５】
次に、ＢＳ１は、（第３のアプローチと同様に）スペクトルの構成Ｃ１を用い電力Ｐ１で試験送信を行う。また、（図３１には示されないが）ＢＳ２は、ＢＳ１からの試験送信の結果として干渉の増加を測定する。次に、ＢＳ２は、ＢＳ１へ干渉の増加の概算を示す指標を送信し、ＢＳ１は当該指標を記録する。第３のアプローチと異なり、第５のアプローチでは、次にＢＳ１は、スペクトルの構成Ｃ２を用い電力Ｐ１で試験送信を再び行い、ＢＳ２からの更なる指標を記録のために受信する。以降、ＢＳ１が、ＢＳ１がスペクトルの構成Ｃ１からＣｎまでを用いて電力Ｐ１で送信したときに、ＢＳ２により与えられると予想される干渉の記録を有するまで、続けられる。従って、如何なる推定もＢＳ１で実行されない。代わりに、ＢＳ１の値は個々の測定から得られる。
【０１９６】
次にＢＳ１は、ＢＳ２に、ＢＳ１が試験段階を完了したこと、及びＢＳ２が自身の試験段階を実行することを通知する。図３２は、図３１と同一の一連の動作及び通信を示す。図３２では、ＢＳ２が試験段階に入り送信し、ＢＳ１が干渉を測定しＢＳ２へ指標を通知する点が異なる。従って、重複する説明は省略する。
【０１９７】
勿論、図３１及び図３２は、基本的に図２７及び図２８（第３のアプローチ）の第５のアプローチの変形に対応するが、異なる電力レベルＰで測定を実行し、異なるスペクトルの構成Ｃを用いることにより、図２９及び図３０（第４のアプローチ）の第５のアプローチの変形を実行することも可能である。
【０１９８】
上述のように、以下の第６及び第７のアプローチは、１つのＢＳによりサービスを提供されているＵＥから他のＢＳに与えられる干渉を測定することを提案している。
【０１９９】
［第６のアプローチ］
第６のアプローチは、ＵＥを考慮に入れる。このような方法は、（ＢＳ及びＵＥを含む）ネットワークが完全に動作する前に、つまりネットワークの設定／構成／初期化処理（上述の第１乃至第５のアプローチと同様に）の一部として実行されるのに適する。
【０２００】
第６のアプローチでは、システム又はネットワークを完全に動作させる前に、独立した処理と考えられる特定の測定／推定が実行される。特定のＢＳによりサービスを提供され送信を開始しようとしているＵＥのグループについて、目標ＢＳにおける干渉の予測される変化（ｄｌ）を発見することが目的である。第６のアプローチの結果として（第１乃至第５のアプローチと同様に）、特定のＢＳは、任意の特定のスペクトルの構成Ｃで（又は範囲内で）任意の特定の送信電力Ｐで、又は変調及び符号化方式Ｓで送信するＵＥに、当該ＢＳがサービスを提供した結果として、目標ＢＳにおいて受けると予測される干渉を表すパラメーターのテーブルを構築する。
【０２０１】
許容可能な複雑さで有用な結果を得ることを目的として、特定のＢＳによりサービスを提供される地理的領域（セルとして知られる）は、グリッドにより多数の部分領域に分割される。また、異なる数のＵＥが、例えばグリッド領域毎に又はセル毎に予測される最大数のＵＥ（通信機）を含む異なる領域に存在すると考えられる。
【０２０２】
第６のアプローチを実行するために、多段処理が考えられる。図３３乃至図３５は、第６のアプローチを理解するための、３つのＢＳ、つまりＢＳ１、ＢＳ２、及びＢＳ３の地理的配置の例を示す概略図である。
【０２０３】
図３３乃至図３５では、ＢＳ１は管理を行うＢＳであると考えられる。つまりＢＳ１自身のセル内に、ＵＥが存在し、ＢＳは自身がサービスを提供しているＵＥが他のＢＳに与える影響に関する情報を得ている。図３３乃至図３５のこれらの「他の」ＢＳは、ＢＳ２及びＢＳ３である。明らかなように、ＢＳ１のセルは、グリッドにより、多数の部分グリッド領域に分割される。
【０２０４】
ネットワークが活性化し完全に動作する前に、多数のＵＥ（１つのみから予測されるＵＥの最大数まで）は、ＢＳ１の（ＢＳが管理している）セルの特定のグリッド領域内に割り当てられる。ＢＳ１は、最も可能性のある、又は実際に、グリッド領域内のＵＥが送信のために割り当てられる可能性の最も高い変調及び符号化方式Ｓを知っている。ＢＳ１（本例では管理しているＢＳ）は、他のＢＳ、つまりＢＳ２及びＢＳ３に、試験送信が実行されようとしていることを通知する。
【０２０５】
ＢＳ１は、可能なスペクトルの構成Ｃを多数のサブバンドに分割し、次に現在の対象のグリッド領域内のＵＥに、どのスペクトルの構成Ｃのどのサブバンド、及びどの変調及び符号化方式Ｓで、当該ＵＥが送信しようとしているかを通知する。
【０２０６】
図３３に示されるように、次に、ＢＳ１は、対象のグリッド領域内のＵＥに（矛の場合には、４つのＵＥが特定のグリッド領域内に示される）、第１のサブバンドから開始する特定のスペクトルの構成Ｃを走査するよう要求する。次に他のＢＳ、この例ではＢＳ２とＢＳ３は、図３４に示されるように、各走査の実行により関連する干渉の増加を測定し、結果をＢＳ１へ報告する。次に、ＢＳ１は種々の干渉の増加を記録する。
【０２０７】
上述の処理は、勿論、異なる数のＵＥ、異なるグリッド領域、異なるスペクトルの構成Ｃ、異なる送信電力Ｐ、及び異なる変調及び符号化方式Ｓに対し繰り返されてよい。上述の処理は、管理しているＢＳである異なるＢＳにより繰り返されてもよい。更に、第１乃至第５のアプローチは、本発明の第６のアプローチで用いられる。更に複雑な場合では、ＵＥの移動性が考慮され、異なる数のＵＥが１つのグリッド領域から別のグリッド領域へ異なる速度で移動する場合に測定が行われる。ある変形例では、移動体ＵＥは、当該ＵＥの全てが同一のグリッド領域（又はグリッド・セル）内に配置される場合に送信するよう設定される。
【０２０８】
ネットワークが動作したとき、ＳＴスペクトル割り当てが実行される前に、当該割り当てを検討するＢＳは、記録された情報にアクセスし、他のＢＳに引き起こされている（及び／又は引き起こされていると予測される）干渉を決定する。図３５は、可能なシナリオの例を示す。
【０２０９】
図３５に示されるように、４つのＵＥは現在グリッド領域２（つまり、Ｇ２）内にあり、１つのＵＥはグリッド領域６（Ｇ６）内で移動し、更に２つのＵＥはグリッド領域１２（Ｇ１２）に位置する。ＢＳ１は、スペクトルの構成を検討しているＢＳであり、伝送パラメーター及び検討中のスペクトルの構成を調べ、これら全てのグリッド領域（Ｇ２、Ｇ６、及びＧ１２）からの格納された測定値の最良の組み合わせを見付け、現在のスペクトルの構成及び／又は再割り当ての後の予測されるスペクトルの構成に基づき、ＢＳ２及びＢＳ３で予測される最良の推定を見付ける。例えば、ＢＳ１は、Ｇ２に関連する測定結果を調べ、４つのＵＥだけがＧ２内に存在する場合に関連する予測される干渉レベルを決定する。また、ＢＳ１は、他の結果も調べ、１つの移動しているＵＥがＧ６内に存在し、２つのＵＥがＧ１２内に位置する場合の関連する予測される干渉レベルを決定する。次に、ＢＳ１は、本例では、３つのグリッド領域の結果を纏め、ＢＳ２及びＢＳ３に与えられる干渉の重ね合わせの推定を、現在及び／又は予測されるスペクトルの構成Ｃの結果として見付ける。
【０２１０】
［第７のアプローチ］
第７のアプローチは、第６のアプローチのようにＵＥを考慮に入れる。第７のアプローチは、（ＢＳ及びＵＥを含む）ネットワークが完全に動作している間に実行されるのに適する。これは、ネットワークが完全に動作する前に実行される第６のアプローチの測定方式を適用することが望ましくあい場合に、有利である。
【０２１１】
第７のアプローチは、図３６及び図３７を参照して理解される。再びＢＳ１、ＢＳ２、及びＢＳ３を考える。ＢＳ１は、ＢＳ１のセル内にＵＥを有するＢＳであり、可能性のあるスペクトルの再構成を検討しているＢＳである。
【０２１２】
ＳＴ再割り当てが完全に検討される前に（理想的には直前に）、ＢＳ１は、可能性のあるスペクトルの構成が、現在割り当てられているスペクトルの量に追加のスペクトルの量を追加する段階を含むか否か（つまり、ＢＳ１はスペクトルを得るのか失うのか）を検討する。これは、再割り当てされ前のスペクトルの構成を、可能性のある再割り当て後のスペクトルの構成と比較することにより実行される。次に、ＢＳ１は、提案されたＳＴスペクトル再割り当てが成功して完了した後に、追加の可能性のあるスペクトルのうち、どのサブチャンネルがどのＵＥに割り当てられるかを識別する。
【０２１３】
次に、ＢＳ１は、他のＢＳ（本例では、ＢＳ２及びＢＳ３）に、当該他のＢＳ（本例では、ＢＳ２及びＢＳ３）に測定に入らせ傾聴モードにさせるため、追加の可能性のあるスペクトルの範囲内で試験送信が行われようとしていることを通知する。次に、ＢＳ１は、ＢＳ１のセル内のＵＥに、追加の可能性のあるスペクトルの指定されたサブチャンネルで、割り当てられた（又は現在の）変調及び符号化方式により、及び割り当てられた電力により、図３６に示されるように試験送信を送信する指示する。ＢＳ１は、当該追加の可能性のあるスペクトル範囲内で、ＵＥにより送信された情報を復号化する必要はない。
【０２１４】
図３７に示されるように、試験送信を通知されたＢＳ２及びＢＳ３は、試験送信の結果として干渉の増加を測定し、それらＢＳ２及びＢＳ３の測定の結果をＢＳ１に通知する。このように、ＢＳ１は、ＢＳ１の可能性のあるスペクトルの再割り当てがＢＳ２及びＢＳ３に与える可能性のある影響を効率的に評価できる。
【０２１５】
勿論、可能性のあるＳＴ割り当てが実行される前に、ＢＳ１は第７のアプローチを例えば異なる可能性のあるスペクトル割り当てに対し数回実行し（つまり、他の可能性のあるスペクトル割り当て及びスペクトルのサブチャンク又はサブチャンネルの割り当ての影響を理解するために）、更なる関連する干渉値を記録する。
【０２１６】
図３８は、ＢＳ間の可能な通信、及び異なるＢＳでの動作を纏めるために役立つ概略図である（第７のアプローチ）。留意すべき点は、第７のアプローチを実行するためには（上述の第１乃至第６のアプローチと同様に）シグナリングが必要なことである。しかしながら、要求されるシグナリングのオーバーヘッドは、ＳＴスペクトル割り当ての期間が数百ミリ秒の範囲内、又は１秒程度である場合、無視できる。
【０２１７】
理解されるべき点は、上述の第７のアプローチの如何なる組み合わせも、方法Ａ乃至Ｄの何れとも組み合わされ、本発明の実施例を形成することである。
【０２１８】
[会計処理］
上述のように、本発明は、スペクトルの再割り当ての会計が行われる実施例に拡張される。このような会計は、例えば再割り当ての傾向を識別するために、純粋に技術的な理由から有用である。この傾向は、本発明の実施例の種々の方法及びアプローチを合理化するのに役立つ。例えば、不要な、又は希にしか要求されない値及び測定及び推定は必要がない限り含まれない。これは、処理時間を減少し、電力消費を低減し、及び／又は必要な記憶容量を削減するという有利な効果を有する。更に、このように、本発明に関連するシグナリング・オーバーヘッドが削減されるか、又は最小限に抑えられる。
【０２１９】
この会計の更なる利益は、スペクトルの交渉（スペクトルの再割り当て）の特定のスナップショット（グループ）のスペクトルの可用性又は稼働率が向上し、及び関連して受ける干渉が改善されることである。以前の再割り当てを調査することにより、必ずしも被る干渉を増大させずに、スペクトル稼働率を向上させることができる。
【０２２０】
更に報告を使用する可能性は、（異なるＢＳを運用している）事業者に、スペクトルを取引させ、スペクトル再割り当てから幾らかの経済的利益を得ることを可能にすることである。このような取引は、例えば取引を制御する多数のパラメーターを設定することにより、会計処理により自動的に行われる。
【０２２１】
図３９は、本発明の実施例により実施される１つの可能な会計処理を示す概略図である。図から分かるように、ＢＳ１及びＢＳ２は、Ｎ回の一連の交渉、つまり互いの間でＮ回のスペクトル再割り当てを実行する。各交渉の後に、又はＮ回の一連の交渉の後に再割り当てされたスペクトルは、スペクトル・レジスタに記録され、報告される。このスペクトル・レジスタは、ＢＳ内、又は上位のネットワーク・エンティティのような外部装置内に格納される。
【０２２２】
各ＢＳは、自身の関連付けられたスペクトル・レジスタを有するか、又は単一の共有されるレジスタが置かれる。異なる事業者がＢＳを運用する場合には、各ＢＳが自身のスペクトル・レジスタを有することが有利である。レジスタに基づき、貸した又は借りたスペクトルの総量を評価すること、及び２つの事業者間の送金を制御することが可能である。
【０２２３】
［性能評価、及びシミュレーション結果］
本発明の実施例の可能な利点を理解するために、多数のシミュレーションが実行された。これらのシミュレーションの結果を図４０Ａ乃至４３Ｂに示す。これらのシミュレーションでは、ＢＳは上述の方法Ｃを用いると仮定した。ＢＳ１及びＢＳ２のみが考えられ、他のセル（ＢＳ及びサービスを提供されるＵＥ）からの干渉の影響は無視された。
【０２２４】
４つの異なるシミュレーションが示される（それぞれ図４０乃至４３に対応する）。各シミュレーションは、スペクトル再割り当ての前（図４０Ａ、４１Ａ、４２Ａ、及び４３Ａ）、及び再割り当ての後（図４０Ｂ、４１Ｂ、４２Ｂ、及び４３Ｂ）の結果である。従って、ＢＳ１及びＢＳ２のスペクトルの構成は、再割り当ての結果、変化する。これらの図に示される結果は、スナップショットであり、再割り当ての前後で経験したＳＩＲ及び他のＢＳに与えられる干渉値（Ｉｎｔ２）、及びこれらＢＳにより使用される帯域幅ＢＷの量を示す。簡単のため、利用可能な帯域幅全体が、再割り当てを目的として８つのスペクトル・ユニットに分割されるとする。各ＢＳは、当該ＢＳに割り当てられた帯域幅の一部又は全てを何時でも使用してよい。
【０２２５】
図４０乃至４３を参照する。各スナップショットは、現在各ＢＳにより使用されているスペクトル（各ＢＳに割り当てられたスペクトルと同一又は少ない）を、矢印により図示する。各矢印は１つのスペクトル・ユニットに対応する。使用される帯域幅ＢＳの値（０乃至８）、及び経験したＳＩＲの値、及び受けた干渉の値（Ｉｎｔ２）が示される。
【０２２６】
ＢＳ１の項目を見ると、注目すべき点は、ＢＳ１に割り当てられた空白（ＢＳ１への全てのスペクトル割り当て）が、ＢＳ１自身のＲＡＮ及びスペクトル割り当てポリシーにより時間的に制御されることである。これにより、特に境界のセルで、実現可能なスペクトルの入手可能性を独立して開拓することを可能になる。データ・パケット及び無線ノードに対する適応型チャンネル符号化レートは、無線ノードが当該無線ノードの送信レート及び目標ＳＩＲ値を調整することを可能にする。シミュレーションのために選択されたＢＥＲ要件は、１０−３である。また、リード・マラー・チャンネル符号ＲＭ（１，ｍ）が用いられた。シミュレーションに用いられた、符号化レート（２つの符号化レートの比として与えられる）及び対応する目標ＳＩＲ要件は、表１に示される。
【０２２７】
［表１］リード・マラー・チャンネル符号ＲＭ（１，ｍ）及び目標ＢＥＲの対応するＳＩＲ要件
【表１】
0005228884.tif 000010
【０２２８】
次に、個々のシミュレーションを検討する。図４０Ａ乃至図４０Ｂの再割り当てでは、空白（つまり未使用スペクトル）はＢＳ２により利用され、より広い帯域幅を提供する（つまり、５個のスペクトル・ユニットから６個のスペクトル・ユニットへ増大する）。更に、ＢＳ１とＢＳ２の両方は、自身のＳＩＲを向上させ、互いに与える干渉を低減している。これは、割り当てで重複があることを示す。つまり３＋６＝９、つまり＞８である。
【０２２９】
図４１Ａ乃至図４１Ｂの再割り当てでは、ＢＳ２が再び帯域幅を得ている（つまり、６個のスペクトル・ユニットから７個のスペクトル・ユニットへ増大している）。更に、ＢＳ１とＢＳ２の両方は、自身のＳＩＲを向上させ、互いに与える干渉を低減している。
【０２３０】
同様に、図４２Ａ乃至図４２Ｂの再割り当てでは、ＢＳ２が再び帯域幅を得ている（つまり、３個のスペクトル・ユニットから５個のスペクトル・ユニットへ増大している）。更に、ＢＳ１とＢＳ２の両方は、自身のＳＩＲを向上させ、互いに与える干渉を低減している。
【０２３１】
図４３Ａ乃至図４３Ｂの再割り当てでは、ＢＳ２が再び帯域幅を得ている（つまり、３個のスペクトル・ユニットから６個のスペクトル・ユニットへ増大している）。更に、ＢＳ１とＢＳ２の両方は、自身のＳＩＲを向上させ、互いに与える干渉を低減している。
【０２３２】
全体的に、シミュレーションは、ＢＳ２が次第にＢＳ１が利用可能な空白を利用していることを示している。これは、ＢＳ１により使用される帯域幅ＢＷが、再割り当ての結果、減少しないからである。
【０２３３】
上述のように、ＢＳは多数の異なる方法で互いに通信する。
【０２３４】
図４４及び図４５は、ＢＳが通信する幾つかの可能な方法を理解するのに役立つ概略図である。図４４Ａでは、ＢＳは、当該ＢＳの個々のＧＷ（ＧＷは異なるＲＡＮに属するとする）を介して、及びＩＰ基幹網として知られるＩＰネットワークを介して互いに通信する。図４４Ｂでは、異なるＲＡＮに属するＢＳは、共有機器を介し、例えば共有の仲介ＢＳ又は他の無線通信機を介して互いに通信する。図４５Ａでは、ＢＳは、無線通信（ＯＴＡ）を用いて、例えば無線若しくはマイクロ波リンクを用いて互いに通信する。図４５Ｂでは、ＢＳは、有線通信を用いて互いに通信する。有線通信は、例えば効率的に協働する場合に、ＢＳ同士が互いに近くに存在する場合に最も有用である。
【０２３５】
上述の態様は、半分見えない技術であると考えられ、以下の利点を有する。当該技術により、局所的に、例えば所謂ホット・スポットの冗長なスペクトルの一時的な利用可能性を開拓することが可能である（つまり、微調整）。同時に、各ＢＳにおいて独立に、上位のエンティティ（例えば、ＧＷ）により制御されるべき長期間に亘る全体的なスペクトル割り当てを可能にする。
【０２３６】
自己中心的技術は、指向性アンテナ装置により、対象となる２つのセルが互いに最も強い影響を与え、且つ他のセルから又は他のセルへの影響が無視できる場合に、ホット・スポット内の２つのＢＳが、効率的な方法でスペクトルを交換することを可能にする。関与するＢＳ間である程度の調整を行う短期間の再割り当てを実行する２つの親切な方法も提供される。本発明の実施例を実施するためのシグナリング方法及び仕組みも提供される。どのように協力してスペクトル稼働率を向上させ、（与える及び／又は受ける）干渉を低減するか検討が行われる。再割り当ての候補の数から「最良の」ＳＴ再割り当てを評価する技術が提供される。開示の技術は、１つのＢＳで別のＢＳにより実行されているか又は提案されている割り当てを監視する手順を提供する。これらの手順は、独立した形式で（つまり、時間的に重ならない）提供され、どのように組み合わされてもよい。
【０２３７】
本発明の実施例は、協力して移動体無線ネットワークのスペクトル稼働率を向上させ、干渉レベルを改善する。スペクトル利用可能性は、短期間に開拓される。これにより、ＱｏＳ、ネットワーク全体のサービス領域及び性能が向上し、無線資源が利用可能であることを保証することにより、ピーク時に必要とされる場合に部分的な貸与に対する利益を向上する。このように、部分的に貸与することにより、冗長な無線スペクトルは浪費されず、効率的に利用可能になるので、事業者には追加の資源により収入が生まれる。これにより、特にセル端での呼の閉塞の可能性を低減できる。
【０２３８】
上述の態様は、ハードウェア、又は１又は複数のプロセッサーで動作するソフトウェアモジュールとして実施されて良い。ある態様の特徴は他の如何なる態様にも適用されて良い。
【０２３９】
本発明はまた、本願明細書に記載された方法の何れかを実行するコンピューター・プログラム、及び本願明細書に記載された方法の何れかを実行するコンピューター・プログラムを格納しているコンピューター可読媒体も提供する。本発明を実施するコンピューター・プログラムは、コンピューター可読媒体に格納されて良く、又は例えばインターネットのウェブサイトから提供されるダウンロード可能なデータ信号のような信号の形式であっても良く、又は他の如何なる形式であっても良い。
【０２４０】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  無線通信システムで用いられるスペクトル割り当て方法であって、前記システムは、それぞれ予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第１及び第２の通信装置を有し、前記方法は、
動的に、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの再割り当てを制御する段階、を有するスペクトル割り当て方法。
（付記２）  前記制御は、前記第１及び第２の通信装置の１つで、又は前記第１及び第２の通信装置の間で共同で実行される、請求項１記載のスペクトル割り当て方法。
（付記３）  前記制御は、前記第１及び第２の通信装置の間の交渉に基づき実行される、請求項１又は２記載のスペクトル割り当て方法。
（付記４）  前記少なくとも１つの指標は、前記再割り当ての結果として前記第１及び第２の通信装置の一方又は両方が受けると予測される干渉を表す、付記１乃至３の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記５）  前記少なくとも１つの指標は、前記割り当ての結果として前記第１及び第２の通信装置の一方又は両方により与えられると予測される干渉を表す、付記１乃至４の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記６）  前記再割り当ての度に、前記少なくとも１つの指標に依存して、採用すべきスペクトルの構成を選択する段階、を有する付記１乃至５の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記７）  前記選択のための複数の構成の候補を識別する段階、及び
前記複数の構成の候補の中から、採用すべき構成を選択する段階、を更に有する付記６記載のスペクトル割り当て方法。
（付記８）  第１の前記構成の候補を識別することにより、前記複数の構成の候補を識別する段階、及び
前記第１の構成の候補について繰り返し処理を実行することにより、更なる前記構成の候補を識別する段階、を更に有する付記７記載のスペクトル割り当て方法。
（付記９）  前記構成の候補を順番に検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
所定の要件を満たす前記候補の第１の部分を選択する段階、を有する付記７又は８記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１０）  前記構成の候補の全てを検討することにより、前記選択する段階を実行する段階、及び
前記第１及び／又は第２の通信装置に最も好ましい構成の候補を選択する段階、を有する付記７又は８記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１１）  前記再割り当ての度に、前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てられる前記第１及び第２の通信装置で、又は前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てる前記第１及び第２の通信装置の１つで、前記選択する段階を実行する段階、を有する付記６乃至１０の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１２）  前記再割り当ての度に、前記選択は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が与えると予測される干渉、
の１又は複数に基づく、付記１１記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１３）  前記再割り当ての度に、前記選択は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が与えると予測される干渉、
の１又は複数に基づく、付記１１又は１２記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１４）  前記再割り当ては、初期の可能性のある割り当てであり、及び前記制御は、可能性のある再割り当てを検討する段階、及び前記可能性のある再割り当てを承認するか否かを決定する段階、を有する、付記１乃至１３の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１５）  前記可能性のある再割り当ての度に、採用すべきスペクトルの構成を選択する段階、及び前記選択された構成を承認するか否かを決定する段階、を有する付記１４記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１６）  前記可能性のある再割り当ての度に、前記少なくとも１つの指標に依存して、前記選択された構成を承認するか否かを決定する段階、を更に有する付記１５記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１７）  前記選択された構成が所定の要件を満たすか否かを決定することにより、前記決定する段階を実行する段階、を有する付記１５又は１６記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１８）  前記再割り当ての度に、前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てられる前記第１及び第２の通信装置で、又は前記再割り当てのためのスペクトルを割り当てる前記第１及び第２の通信装置の１つで、前記決定する段階を実行する段階、を有する付記１５乃至１７の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記１９）  前記再割り当ての度に、前記決定は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てられる側が与えると予測される干渉、
の１又は複数に基づく、付記１８記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２０）  前記再割り当ての度に、前記決定は
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側の予測される帯域幅の変化、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が受けると予測される干渉、
前記再割り当ての結果として可能性のある割り当てる側が与えると予測される干渉、
の１又は複数に基づく、付記１８又は１９記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２１）  トリガに応じて、少なくとも１つの前記再割り当てを実行する段階、を有する付記１乃至２０の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２２）  前記トリガは、前記第１及び第２の通信装置の１つからのスペクトルの要求を有する、付記２１記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２３）  前記トリガは、前記第１及び第２の通信装置の１つからのスペクトルの申し出を有する、付記２１又は２２記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２４）  前記トリガは、前記通信装置の１つにより送信されるべきデータのオーバーヘッドを有する、付記２１乃至２３の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２５）  前記トリガは、前記通信装置の１つが受ける干渉の超過レベルを有する、付記２１乃至２４の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２６）  前記第１及び第２の通信装置の間の測定及び／又は推定を実行することにより、各干渉の指標を得る段階、を有する付記１乃至２５の何れか一項記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２７）  構成段階中に、及び前記再割り当てが制御される処理の前に、各干渉の指標を得る段階、を有する付記２６記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２８）  前記再割り当てが制御される処理段階中に、各干渉の指標を得る段階、を有する付記２６記載のスペクトル割り当て方法。
（付記２９）  前記各スペクトルの構成の候補に関する前記干渉の指標を得る段階、を更に有する付記２６乃至２８の何れか一項記載、及び付記７に記載のスペクトル割り当て方法。
（付記３０）  測定により前記スペクトルの構成の候補の１つに関する前記干渉の指標を得る段階、及び
前記測定された干渉の指標に基づく推定により、他の前記スペクトルの構成のそれぞれに関する前記干渉の指標を得る段階、を有する付記２９記載のスペクトル割り当て方法。
（付記３１）  無線通信システムであって、
通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有する少なくとも第１及び第２の通信装置、及び
動的に、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの前記再割り当てを制御する制御手段、を有する無線通信システム。
（付記３２）  無線通信システムで第１の通信装置として用いられる通信装置であって、前記無線通信システムは少なくとも１つの第２の通信装置を更に有し、前記通信装置のそれぞれは、通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有し、前記第１の通信装置は、
動的に、任意的に前記第２の通信装置とともに、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの前記再割り当てを制御する制御手段、を有する、無線通信装置。
（付記３３）  無線通信システムの第１の通信装置で用いられるスペクトルを割り当てる方法であって、前記無線通信システムは少なくとも１つの第２の通信装置を更に有し、前記通信装置のそれぞれは、通信のために予め割り当てられた通信スペクトルの部分を有し、前記方法は、
動的に、任意的に前記第２の通信装置とともに、前記第１及び第２の通信装置のスペクトル要件、及び再割り当ての結果として予測される干渉を表す少なくとも１つの指標に依存して、前記第１及び第２の通信装置の間のスペクトル稼働率を向上させるよう、前記第１及び第２の通信装置の間の前記スペクトルの前記再割り当てを制御する段階、を有する方法。
【符号の説明】
【０２４１】
１  移動体ネットワーク
２  無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）
４  ゲートウェイ（ＧＷ）
６  基幹ネットワーク（ＣＮ）
８  ＩＰネットワーク
１０  基地局（ＢＳ）
１２  ユーザー機器（ＵＥ）
２０、４０  通信システム
２２  通信装置
４２  基地局（ＢＳ）
【図１】
0005228884.tif 000011
【図２】
0005228884.tif 000012
【図３】
0005228884.tif 000013
【図４】
0005228884.tif 000014
【図５】
0005228884.tif 000015
【図６】
0005228884.tif 000016
【図７Ａ】
0005228884.tif 000017
【図７Ｂ】
0005228884.tif 000018
【図８】
0005228884.tif 000019
【図９】
0005228884.tif 000020
【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４】
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【図４５】
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