(57)【要約】【課題】異種ネットワークにおける干渉を低減するシステムおよび方法が開示される。【解決手段】実施例は、適応または選択的なセル間干渉調整、適応マルチユーザゼロフォーシング、適応パワー、及び/又は、これらの組合せを含んでいる。本技術は、一つのグループのユーザ（例えば、フェムトユーザまたはマクロユーザ）を別のユーザに対して有利に扱う。所定の実施例は、第１のグループのユーザのサービス本質（ＱｏＳ）の改善にフォーカスし、一方、第２のグループのユーザに対してはＱｏＳ閾値を規定する制限プロセスを使用している。【選択図】  図４
2016077017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロセルカバレージエリアの中に一つまたはそれ以上のフェムトセルを含んでいる異種ネットワークにおいて干渉を軽減するための方法であって：
フェムトステーションのフェムトカバレージエリアの中で少なくとも一つのフェムトユーザ装置（ＵＥ）と通信するために、前記フェムトステーションにおいて、複数のフェムトステーションリソースを使用して無線通信信号を送信するステップであり、前記複数のフェムトステーションリソースは、前記フェムトステーションが利用可能な共有する媒体の分割である、ステップと、
前記フェムトステーションにおいて、前記フェムトカバレージエリアの中で動作しているマクロＵＥを検出するステップであり、前記マクロＵＥは、マクロステーションに接続されている、ステップと、を含み、
マクロＵＥの検出に応じて、フェムトステーションリソースの第１の部分をシャットオフし、かつ、前記フェムトステーションリソースの第２の部分を使用して前記無線通信信号を送信し、
前記フェムトステーションリソースの前記第１の部分が、前記マクロＵＥに対する干渉の原因であり、
前記フェムトステーションのカバレージエリアの中で動作している前記マクロＵＥを検出するステップは、
前記フェムトステーションにおいて前記マクロＵＥから受信した第１の信号の第１のパワーを測定するステップと、
前記マクロステーションにおいて前記マクロＵＥから受信した第２の信号の第２のパワーを示すメッセージを、前記フェムトステーションにおいて、前記マクロステーションから受信するステップと、
前記第１の信号が前記第２の信号より大きいことを決定するステップであり、前記決定は、前記フェムトステーションの前記カバレージエリアの中で前記マクロＵＥが検出されたことを示している、ステップと、
を含み、
前記方法は、さらに：
前記フェムトステーションの第１の送信パワーを設定するステップと、
前記第１の送信パワーにおいて、前記フェムトカバレージエリアの中の少なくとも一つのフェムトＵＥに対するサービス品質（ＱｏＳ）を測定するステップと、
前記少なくとも一つのフェムトＵＥに対して測定された前記ＱｏＳを第１のターゲットＱｏＳと比較するステップと、
前記フェムトステーションのパワーを、前記第１の送信パワーから第２の送信パワーまで徐々に増加させるステップであり、第２の送信パワーにおいて、前記フェムトカバレージエリアの中の少なくとも一つのフェムトＵＥのそれぞれに対して前記第１のターゲットＱｏＳが満たされているステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記方法は、さらに、前記フェムトステーションのパワーをそれぞれ増加させる以前に：
前記フェムトカバレージエリアの中で検出された前記マクロＵＥに対するＱｏＳを測定する段階と、
前記マクロＵＥに対して測定された前記ＱｏＳを第２のターゲットＱｏＳと比較する段階と、
前記マクロＵＥに対して前記第２のターゲットＱｏＳが満足されているかの判断に応じて、前記フェムトステーションのパワーを徐々に増加させる段階と、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、さらに：
前記フェムトステーションの第１の送信パワーを設定するステップと、
前記第１の送信パワーにおいて、前記フェムトカバレージエリアで検出された前記フェムトＵＥに対するサービス品質（ＱｏＳ）を測定するステップと、
測定された前記ＱｏＳを第１のターゲットＱｏＳと比較するステップと、
前記フェムトステーションのパワーを、前記第１の送信パワーから第２の送信パワーまで徐々に減少させるステップであり、第２の送信パワーにおいて、前記フェムトカバレージエリアの中の前記マクロＵＥに対して前記第１のターゲットＱｏＳが満たされているステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、さらに、前記フェムトステーションのパワーをそれぞれ減少させる以前に：
前記フェムトカバレージエリアの中の前記少なくとも一つのフェムトＵＥに対するＱｏＳを測定する段階と、
前記少なくとも一つのフェムトＵＥに対して測定された前記ＱｏＳを第２のターゲットＱｏＳと比較する段階と、
前記フェムトカバレージエリアの中の前記少なくとも一つのフェムトＵＥに対して前記第２のターゲットＱｏＳが満足されているかの判断に応じて、前記フェムトステーションのパワーを徐々に減少させる段階と、
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
コンピュータプログラムであって、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
トランシーバのカバレージエリアの中で第１のユーザ装置（ＵＥ）と通信するための複数のリソースを使用して、前記トランシーバから、無線通信信号を送信するステップであり、前記複数のフェムトステーションリソースは、フェムトステーションが利用可能な共有する媒体の分割である、ステップと、と、
前記トランシーバにおいて、前記カバレージエリアの中で動作している第２のＵＥを検出するステップであり、前記第２のＵＥは、マクロステーションに接続されている、ステップと、
前記第２のＵＥを検出したことに応じて、前記第２のＵＥに対する干渉を低減するために前記リソースの一部をシャットオフするステップと、
を実施させ、
前記フェムトステーションのカバレージエリアの中で動作している前記第２のＵＥを検出するステップは、
前記フェムトステーションにおいて前記第２のＵＥから受信した第１の信号の第１のパワーを測定するステップと、
前記マクロステーションにおいて前記第２のＵＥから受信した第２の信号の第２のパワーを示すメッセージを、前記フェムトステーションにおいて、前記マクロステーションから受信するステップと、
前記第１の信号が前記第２の信号より大きいことを決定するステップであり、前記決定は、前記フェムトステーションの前記カバレージエリアの中で前記第２のＵＥが検出されたことを示している、ステップと、
を含み、
前記コンピュータプログラムは、さらに、
第１の送信パワーにおいて、前記カバレージエリアの中の前記第１のＵＥに対するサービス品質（ＱｏＳ）を測定するステップと、
前記第１のＵＥに対する前記測定されたＱｏＳを第１のターゲットＱｏＳと比較するステップと、
前記トランシーバのパワーを前記第１の送信パワーから第２の送信パワーまで徐々に増加させるステップであり、第２の送信パワーにおいて、前記カバレージエリアの中の前記第１のＵＥに対して前記第１のターゲットＱｏＳが満たされているステップと、
を実施させる、
コンピュータプログラム。
【請求項６】
前記コンピュータプログラムは、さらに、前記トランシーバのパワーを徐々に増加させる以前に：
前記カバレージエリアの中で検出された前記第２のＵＥに対するＱｏＳを測定する段階と、
前記第２のＵＥに対して測定された前記ＱｏＳを第２のターゲットＱｏＳと比較する段階と、
前記第２のＵＥに対して前記第２のターゲットＱｏＳが満足されているかの判断に応じて、前記トランシーバのパワーを徐々に増加させる段階と、
を実施させる、
請求項５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項７】
前記コンピュータプログラムは、さらに、
前記トランシーバの第１の送信パワーを設定するステップと、
前記第１の送信パワーにおいて、前記カバレージエリアの中で検出された前記第２のＵＥに対するサービス品質（ＱｏＳ）を測定するステップと、
測定された前記ＱｏＳを第１のターゲットＱｏＳと比較するステップと、
前記トランシーバのパワーを、前記第１の送信パワーから第２の送信パワーまで徐々に減少させるステップであり、第２の送信パワーにおいて、前記第２のＵＥに対して前記第１のターゲットＱｏＳが満たされているステップと、
を実施させる、
請求項５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記コンピュータプログラムは、さらに、前記トランシーバのパワーをそれぞれ減少させる以前に：
前記カバレージエリアの中の前記第１のＵＥに対するＱｏＳを測定する段階と、
前記第１のＵＥに対して測定された前記ＱｏＳを第２のターゲットＱｏＳと比較する段階と、
前記カバレージエリアの中の前記第１のＵＥに対して前記第２のターゲットＱｏＳが満足されているかの判断に応じて、前記トランシーバのパワーを徐々に減少させる段階と、
を実施させる、
請求項７に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項５乃至８いずれか一項に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータで読取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明開示は、通信ネットワークに関する。特定的に、本発明開示は、異種ネットワークにおける干渉低減のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ハンドヘルドデバイス技術の急速な進歩から、無線通信システムにおけるより高いデータレート（ｄａｔａ  ｒａｔｅ）への要求が持ち上がってきた。キャパシティ（ｃａｐａｃｉｔｙ）増加への要求に応えるために、異種ネットワーク（ｈｅｔｅｒｐｇｅｎｅｏｕｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ）が導入された。異種ネットワークは、低消費電力の階層的な展開、システムキャパシティを増加するための小さなフットプリントのステーション、および、より広いカバレージエリアの中の適用範囲、を含んでいる。例えば、フェムトセル、ピコセル、リレー、及び/又は、分散アンテナが、マクロセルカバレージエリアの中で使用され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、フェムトセル、ピコセル、リレー、及び/又は、分散アンテナは、時間およびマクロセルの周波数リソースと干渉し、セル端スループット（ｃｅｌｌ  ｅｄｇｅ  ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）における劣化を引き起こしてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施例は、適応または選択的なセル間干渉調整、適応マルチユーザゼロフォーシング、適応パワー、及び/又は、これらの組合せを含んでいる。本技術は、一つのグループのユーザ（例えば、フェムトユーザまたはマクロユーザ）を別のユーザに対して有利に扱う。所定の実施例は、第１のグループのユーザのサービス本質（ＱｏＳ）の改善にフォーカスし、一方、第２のグループのユーザに対してはＱｏＳ閾値を規定する制限プロセスを使用している。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】図１Ａは、異種ネットワークを説明するブロックダイヤグラムである。
【図１Ｂ】図１Ｂは、異種ネットワークを説明するブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、第１のタイプの適応電力の実施例に従った一つの例のフローチャートである。
【図３】図３は、第２のタイプの適応電力の実施例に従った、一つの例のフローチャートである。
【図４】図４は、ここにおいて説明される実施例の一つまたはそれ以上を実行するように構成された異種ネットワークの簡素化されたブロックダイヤグラムである。
【図５】図５は、一つの実施例に従って、フェムトステーション展開をモデル化するために使用されるフェムトデュアルストリップ展開を模式的に示している。
【図６】図６は、一つの例示モデルに従った、マクロのみシナリオ（ｍａｃｒｏ−ｏｎｌｙ  ｓｃｅｎａｒｉｏ）に対するＳＩＮＲ分布を示すグラフである。
【図７】図７は、その例示モデルに従った、異種ネットワークシナリオに対するＳＩＮＲ分布を示すグラフである。
【図８】図８は、一つの実施例に従って、マクロステーションおよびフェムトステーションに対するリソースブロックを含むＩＣＩＣフレーム構造を説明するブロックダイヤグラムである。
【図９】図９は、一つの実施例に従って、ロケーションベースアプローチを用いた適応セル間干渉調整を使用するように構成された図１Ｂに示される異種ネットワークを説明するブロックダイヤグラムである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、所定の実施例に従った、ＳＩＮＲ分布のグラフである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、所定の実施例に従った、スペクトル効率分布のグラフである。
【図１１】図１１は、一つの実施例に従って、適応マルチユーザゼロフォーシング（ｚｅｒｏ−ｆｏｒｃｉｎｇ）を実行するように構成された異種ネットワークを説明するブロックダイヤグラムである。
【図１２】図１２は、一つの実施例に従って、フェムトフォーカスの適応電力の適応のための一つの例示方法に係るフローチャートである。
【図１３】図１３は、一つの実施例に従って、マクロ制限を伴うフェムトフォーカスの適応電力の適応を使用する一つの例示方法に係るフローチャートである。
【図１４】図１４は、一つの実施例に従って、適応電力およびマクロ制限を伴う適応電力を適用した後の、フェムトステーションのパワーを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明開示の実施例と一致するシステム及び方法の詳細な説明が、以降に提供される。いくつかの実施例が説明されるが、本発明開示はそのいずれの実施例にも限定されるものではなく、代わりに、数多くの代替、変形、および均等物を包含するものであることが理解されるべきである。加えて、ここにおいて開示される実施例について完全な理解を提供するために以降の記述においては数多くの特定な詳細が明示されるが、いくつかの実施例は、これらの詳細のいくつか又は全てが無くても実施することができる。さらに、明確化のために、関連技術において既知である所定の技術事項は、本発明開示を不必要に不明瞭化することを避けるために、詳細は説明されない。
【０００７】
Ｉ．序論
異種ネットワークは、システムのキャパシティとカバレージを増加するためのコスト効率のよい方法を提供する。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、ワールドワイドインターオペラビリティフォアマイクロウェーブアクセス（ＷｉＭＡＸ）ＩＥＥＥ８０２．１６ｐネットワーク、および、他の標準規格に従ったネットワークにおけるものである。例として、ここにおいて説明される実施例は、マクロセルのカバレージエリアでのビルディング（例えば、家、アパートメント、オフィスビル、または他の構造物）の中で展開されるフェムトセルにおける干渉を削減することに向けられている。当業者であれば、しかしながら、ここにおける開示から、他のタイプのネットワークも使用し得ることが理解されよう。例えば、ピコセル、マイクロセル、リレー、分散アンテナ、または、お互いに干渉、若しくは、ベースステーション又はマクロセルと干渉し得る他のコンポーネントを含むネットワークを含んでいる。さらに、当業者であれば、本発明開示がフェムトステーションまたは他のステーションのインドア展開に限定されるものではないこと、そして、フェムトステーションの意図されたカバレージエリアは、アウトドアロケーション、インドアロケーション、または、アウトドアとインドアロケ−ションの組合せ、を含んでいることが理解されよう。
【０００８】
ここにおいて説明される一つの実施例において、一つまたはそれ以上のフェムトステーションは、クローズドサブスクリプショングループ（ｃｌｏｓｅｄ  ｓｕｂｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｇｒｏｕｐ：ＣＳＧ）の一部であるインドアサブスクライバ（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ）のためのカバレージとキャパシティの拡張を提供する。このように、ＣＳＧサブスクライバのユーザ装置（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）は、一つまたはそれ以上のフェムトステーションを通じて関連付けられ通信することができる。反対に、インドアＵＥ、または、フェムトステーションのカバレージエリアの中に在るが、ＣＳＧの一部ではない他のＵＥは、フェムトステーションを通じて関連付けられ通信することができない。むしろ、非ＵＳＧのＵＥは、一般的に、最も近いマクロステーションを通じて関連し、通信する。
【０００９】
ここにおける説明目的のために、フェムトステーションを通じて関連付けられ通信するＵＥは、「フェムトＵＥ（”ｆｅｍｔｏ  ＵＥ”）」として参照され、一方、マクロステーションを通じて通信するＣＳＧのＵＥは、「マクロＵＥ」として参照される。また、フェムトステーションによって現在カバーされているビルディングの中に在るマクロＵＥ、または、そうでなければ、フェムトステーション（インドアまたはアウトドアのいずれでも）のカバレージエリアの中に在るものも、ここにおいて「マクロインドアＵＥ」として参照される。さらに、フェムトステーションによって現在カバーされているビルディングの外側に在るマクロＵＥ、または、そうでなければ、フェムトステーション（インドアまたはアウトドアのいずれでも）のカバレージエリアの外側に在るものは、ここにおいて「マクロアウトドアＵＥ」として参照される。ＵＥ（例えば、フェムトＵＥ、マクロインドアＵＥ、およびマクロアウトドアＵＥ）は、これらに限定されるわけではないが、スマートフォンといった携帯電話、パーソナルデジタルアシスタンス（ＰＤＡ）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、等を含んでいる。一つの実施例に従えば、ＵＥは、ＭｅｅＧｏ（Ｒ）、Ａｎｄｒｏｉｄ（Ｒ）、ｉＯＳ（Ｒ）、ＷｉｎｄｏｗｓＰｈｏｎｅ（Ｒ）、等といったモバイルオペレーティングシステムを実行するモバイル情報処理装置を含んでいる。
【００１０】
フェムトステーションの展開から著しいインドアゲインが期待されるにもかかわらず、多数の困難な技術的問題が存在している。フェムトステーションとマクロステーションとの間の干渉といったものである。異種ネットワークにおけるフェムトスタートアップに関する干渉低減技術は、リソースマネージメントとアロケーションに基づいたセル間干渉調整（ｉｎｔｅｒ−ｃｅｌｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ：ＩＣＩＣ）、送信を方向付けるためのアンテナダイバーシティの使用に基づいたマルチユーザゼロフォーシング（ＭＵＺＦ）ビームフォーミング、および、ＵＥに対する所定のサービス品質（ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ：ＱｏＳ）を保証するために各リソース上の送信パワーを調整することに基づく電力コントロール儀実技術、を含んでいる。
【００１１】
一般的に、ＩＣＩＣは、フレームの対応するエリアが干渉フリー（ｆｒｅｅ）になるように、送信に係るいくつかの部分にわたりフェムトリソースをシャットオフ（ｓｈｕｔｔｉｎｇ  ｏｆｆ）することに依存している。例えば、図１Ａと図１Ｂは、異種ネットワーク１００を説明するブロックダイヤグラムであり、マクロ無線基地局（ｅｖｏｌｖｅｄ  ｎｏｄｅ  Ｂ：ｅＮＢ）１１０と複数の低パワー通信ノード、この実施例においてはフェムトステーション１１２、１１４、１１６、を含んでいる。マクロｅＮＢとフェムトステーション１１２、１１４、１１６のそれぞれは、ラジオ周波数（ＲＦ）信号を送信するために一つまたはそれ以上のアンテナとプロセッサを含むトランシーバを含んでいる。この実施例においては、２人のマクロユーザ１１８、１２０（つまり、マクロＵＥを持ったユーザ）がマクロｅＮＢ１１０の送信カバレージエリア１２２の中に存在する。例として、図１Ａと図１Ｂは、また、各フェムトステーション１１２、１１４、１１６に係るそれぞれの送信カバレージエリア１２８、１３０、１３２の中に１人のフェムトユーザ１２３、１２４、１２６を示している。
【００１２】
図１Ａに示されるように、マクロｅＮＢ１１０は、マクロユーザ１１８に対して一式のマクロリソースブロック１３４を割り当て、かつ、マクロユーザ１２０に対して一式のマクロリソースブロック１３６を割り当てる。同様に、フェムトステーション１１２はフェムトユーザ１２３に対して一式のフェムトブロック１３８を割り当て、フェムトステーション１１４はフェムトユーザ１２４に対して一式のフェムトブロック１４０を割り当て、かつ、フェムトステーション１１６はフェムトユーザ１２６に対して一式のフェムトブロック１４２を割り当てる。リソースブロック１３４、１３６、１３８、１４０、１４２は、時間リソース、周波数リソース、処理リソース、及び/又は、それぞれのユーザ１１８、１２０、１２３、１２４、１２６のＵＥと通信するためにマクロｅＮＢ１１０とフェムトステーション１１２、１１４、１１６によって使用される他のリソース、を含んでよい。
【００１３】
図１Ｂにおいて、マクロユーザ１２０はビルディング１４４に入り、マクロユーザ１２０のＵＥは、マクロアウトドアＵＥからマクロインドアＵＥに変化する。しかしながら、マクロｅＮＢ１１０とフェムトステーション１１２との間の干渉により、マクロユーザ１２０は、ビルディング１４４の中の通信の速度及び/又は品質に満足しないかもしれない。この問題を解決または低減するために、ＩＣＩＣ技術は、フェムトリソースブロック１３８、１４０、１４２を所定の割合でシャットオフする。図１Ｂにおいて、黒くされたブロックは、フェムトリソースブロック１３８、１４０、１４２において電源オフされたリソースを表している。ＩＣＩＣ技術は、異種ネットワークにおけるセル端パフォーマンスを増加させるが、パフォーマンスは、同種ネットワークのセル端パフォーマンスと比べれば、未だに低いものである。さらに、フェムトリソースをある割合でシャットオフすることにより、ＩＣＩＣ技術はフェムトステーション１１２、１１４、１１６のキャパシティを削減してしまう。
【００１４】
一般的に、ＭＵＺＦビームフォーミング技術は、マクロＵＥ送信に対して垂直なチャンネル上にフェムトステーション送信を方向付けするために複数のアンテナを使用する。フェムトステーションは、フェムトステーションに到達するアップリンク送信からマクロ送信方向を判断する。それぞれのフェムトステーションは、マクロＵＥのアップリンク送信から、その近隣において、マクロインドアＵＥに向かうチャンネルを見積る。次に、それぞれのフェムトステーションは、マクロステーションによって広がる空間の垂直方向を取得して、マクロインドアＵＥへの影響が最少になるように零空間（ｎｕｌｌ  ｓｐａｃｅ）マトリクスによって、送信された信号を増大する。干渉がずっと少ないのでマクロユーザは満足するが、フェムトＵＥはパワーの低下をこうむる。さらに、フェムトユーザがマクロＵＥが位置する場所に立つ場合には、フェムトＵＥに対するカバレージにおいて問題が生じ得る。
【００１５】
パワーコントロール技術は、適応パワー（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｏｗｅｒ：ＡＰ）スキームを含んでいる。パワーを有効な使用レベルに保持しながら、マクロＵＥとフェムトＵＥの両方の利益をめざすものである。ＡＰスキームは、所定のユーザグループに対してＱｏＳパラメータを満足するために独立してフェムトステーションのパワーを調整する。ＡＰスキームは、非一致（ｎｏｎ−ｕｎａｎｉｍｏｕｓ）であるとして参照されてよい。通常のコンディションにおいて、それぞれのフェムトステーションは、その周囲のユーザのニーズを満足させるために、お互いに独立して動作するからである。
【００１６】
第１のタイプのＡＰは、フェムトパワーを減少させることでフェムトＱｏＳを満足させることにフォーカスしている。それによって、マクロインドアＵＥの信号対干渉とノイズ比率（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ｐｌｕｓ−ｎｏｉｓｅ−ｒａｔｉｏ：ＳＩＮＲ）を増加させ、かつ、所定のフェムトＳＩＮＲパフォーマンスを満足させる。第１のタイプのＡＰの目的は、セル端パフォーマンスの増加と同時に、キャパシティの減少を避けることである。図２は、第１のタイプのＡＰに従った一つの実施例の方法２００に係るフローチャートである。方法２００は、フェムトステーションを低パワーに設定すること２１０から開始する。フェムトステーションは、それぞれのフェムトＵＥと関連付けされており、それぞれのフェムトＵＥのＳＩＮＲが測定される。それぞれのフェムトＵＥに対して、方法２００は、次に、測定されたＳＩＮＲがフェムトＵＥのＱｏＳのターゲット以下であるか否かをクエリ２１１する。いいえの場合、方法は終了２１２する。一方、フェムトＵＥの測定されたフェムトＳＩＮＲがターゲットＳＩＮＲより低い場合、方法２００は、付加されたフェムトステーションに対して所定のＵＥを報告２１４し、フェムトステーションパワーが最大パワー以下であるか否かをクエリ２１６する。
【００１７】
フェムトステーションパワーが最大パワーより大きい場合、プロセスは終了２１８する。しかしながら、フェムトステーションパワーが最大パワーより小さい場合、方法２００は、付加されたフェムトステーションパワーを増加２２０し、新たなパワープランに基づいて全てのユーザを再び付加する。次に、フェムトＳＩＮＲが満足されているか否かを判断するために、方法２００は、再び、フェムトＳＩＮＲがフェムトＵＥのＱｏＳ以下であるか否かをクエリ２１１し、報告２１４し、かつ、フェムトステーションパワーが最大パワー以下であるか否かをクエリ２１６する。全てのフェムトＵＥのＳＩＮＲが満足されている場合、パワーは増加されない。また、フェムトステーションが最大パワーに達している場合、それ以上の増加は行われ得ない。従って、全てのフェムトステーションがフルパワーで送信することに代わり、ほとんどのフェムトセルのパワーが劇的に削減される。
【００１８】
第２のタイプのＡＰは、所定のマクロＵＥのＱｏＳを満足するように試みることにより、マクロＵＥにフォーカスする。第２のタイプのＡＰにおいて、フェムトステーションはハイパワー（ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ）で始動する。あるべきより低いＱｏＳをマクロＵＥが有するように、フェムトスタートアップが干渉を引き起こしている場合に、フェムトステーションは、より低い干渉、および、マクロＵＥでのより高いＱｏＳのために、提供するパワーを減少させる。図３は、第２のタイプのＡＰに従った一つの実施例の方法３００に係るフローチャートである。方法３００は、フェムトステーションを通常動作パワーに設定し、マクロＵＥそれぞれのＳＩＮＲを測定することから開始する。それぞれのマクロＵＥに対して、方法３００は、次に、測定されたＳＩＮＲがターゲットマクロＵＥのＱｏＳ以下であるか否かをクエリ３１２する。いいえの場合、方法は終了３１４する。一方、測定されたマクロＳＩＮＲがターゲットＳＩＮＲより低い場合、方法３００は、干渉しているフェムトステーションに対して報告３１６し、フェムトステーションパワーが最少パワー以上であるか否かをクエリ３１８する。フェムトステーションパワーが最少パワー以下である場合に、方法３００は終了３２０する。しかしながら、フェムトステーションパワーが最少パワーより大きい場合、方法３００は、フェムトステーションパワーを減少３２２させ、新たなパワープランに基づいて全てのユーザを再び付加する。次に、マクロＳＩＮＲが満足されているか否かを判断するために、方法３００は、再び、マクロＳＩＮＲがターゲットマクロＵＥのＱｏＳ以下であるか否かをクエリ３１２し、報告３１６し、かつ、フェムトステーションパワーが最少パワー以上であるか否かをクエリ３１８する。方法３００は、所定のＱｏＳを満足させることを通じてマクロＵＥのパフォーマンスを改善し、フェムトユーザに対して満足を提供する。全てのフェムトユーザは最大パワーで始動し、マクロＵＥに影響しているものだけが低下されるからである。
【００１９】
しかしながら、一般的には、リソースを共有すること及び全ての展開されたフェムトステーションに対するフェムトステーションパワーを削減することは、フェムトのスループットの低下を結果として生じてしまい、今度は、展開されたフェムトステーションから期待されたゲインを制限してしまう。このように、ここにおいて開示される所定の実施例に従って、選択的にＩＣＩＣ、ＭＵＺＦを適用するために適応技術が使用され、及び/又は、許容不可能な干渉レベルを現在もたらしているフェムトステーションだけにパワーコントロール技術が使用される。
【００２０】
以下に詳細に説明するように、展開しているフェムトセルは、フェムトＵＥのＳＩＮＲを増大させ、アウトドアマクロＵＥのパフォーマンスの限定的な低下を引き起こし得る。しかしながら、アプリケーションは、マクロインドアＵＥが、干渉軽減における以前の試みに係る「犠牲（”ｖｉｃｔｉｍ”）」ＵＥであると認識してきた。別の言葉で言えば、干渉軽減における以前の試みは、マクロインドアＵＥのＳＩＮＲパフォーマンスを劇的に削減してきた。従って、ここにおいて開示される実施例は、フェムトＵＥの高いスループットを維持しながら、マクロインドアＵＥのパフォーマンスを改善することに向けられている。所定の実施例においては、適応ＩＣＩＣ（Ａ−ＩＣＩＣ）技術が使用される。フェムトステーションが近隣のＵＥを検出し、近隣（つまり、意図されたカバレージエリア）の中にマクロＵＥを検出した場合には、定期的にリソースの一部分を電源オフするものである。そうでなければ、フェムトステーションは、全ての利用可能性可能なリソースブロック（ＲＢ）を使用する。他の実施例において、適応マルチユーザゼロフォーシング（Ａ−ＭＵＺＦ）技術が使用される。それぞれのフェムトセルが、選択的にヌリング（ｎｕｌｌｉｎｇ）アルゴリズムを適用するように構成されており、近くのマクロＵＥに対してフェムト干渉をゼロ化するものである。他の実施例において、適応パワーＩＣＩＣ（ＡＰ−ＩＣＩＣ）または適応パワーＭＵＺＦ（ＡＰ−ＭＵＦＺ）が、Ａ−ＩＣＩＣまたはＡ−ＭＵＺＦの上で、それぞれにパワーコントロールを適用する。以下に説明するように、これらの開示された実施例それぞれは、マクロインドアＵＥのスループットを著しく増大し、一方、フェムトステーションを展開することにより高いスループットを維持している。
【００２１】
一つのＡ−ＩＣＩＣの実施例において、フェムトステーションは、受信したパワー情報またはロケーション情報を通じて近隣（つまり、フェムトステーションの意図されたカバレージエリア内）におけるマクロＵＥの存在を検出する。フェムトステーションは、例えば、マクロＵＥからフェムトステーションへの最大の受信パワーを検出し得る。フェムトステーションは、また、フェムトＵＥとして同一のビルディング（例えば、アパートメント）内におけるマクロＵＥの存在を検出することによって、ロケーションにおける存在を検出することもできる。近隣におけるマクロＵＥを認識したフェムトステーションは、そのリソースブロックのある割合における送信をシャットオフする。シャットオフリソースの割合は、必要とされるキャパシティと必要とされるセル端ユーザの改善との対比に従って変化してよい（例えば、シャットオフの割合が増加するにつれて、ネットワークキャパシティが減少し、セル端スループットが増加する）。リソースブロックは、時間リソースブロック及び/又は周波数リソースブロックを含んでよい。
【００２２】
一つの実施例において、選択的セル間干渉調整（Ｓ−ＩＣＩＣ）は、ある割合のリソースブロックをシャットオフするように構成されたフェムトステーションを含んでいる。シャットオフリソースの割合は、必要とされるキャパシティと必要とされるセル端ユーザの改善との対比に従って変化する（例えば、シャットオフの割合が増加するにつれて、ネットワークキャパシティが減少し、セル端スループットが増加する）。リソースブロックは、時間リソースブロック及び/又は周波数リソースブロックを含んでよい。所定の実施例においては、セル端ユーザだけが、フェムト干渉が無いリソースに対してスケジュールされる（付加される）。
【００２３】
所定の実施例において、ＡＰはマクロ制限（ｍａｃｒｏ  ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ：ＭＣ）と供に使用され、ここにおいてはＡＰ−ＭＣとして参照される。そうした実施例において、フェムトステーションは最小動作パワーで動作し、かつ、それぞれのフェムトステーションは、フェムトユーザグループのＱｏＳパラメータを検出する。ＱｏＳパラメータがフェムトＵＥに対して満足されていない場合、フェムトステーションは、パワーベースのアプローチを通じてマクロＵＥの存在を検出する。例えば、フェムトステーションは、マクロＵＥからパワーを受信することによってマクロＵＥの存在を検出し得る。マクロＵＥのＱｏＳパラメータが満足されている場合、フェムトステーションは、フェムトＵＥのＱｏＳを満足するためにフェムトステーションのパワーを増加させ、またそれ以外には、何のアクションもとらない。フェムトステーションが通常動作パワーに達した場合、さらなるアクションは行われない。
【００２４】
所定の実施例において、ＡＰはフェムト制限（ｆｅｍｔｏ  ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ：ＦＣ）と供に使用され、ここにおいてはＡＰ−ＦＣとして参照される。そうした実施例において、フェムトステーションは通常動作パワーで動作する。それぞれのフェムトステーションは、パワーベースのアプローチを通じてマクロＵＥの存在を検出する。例えば、フェムトステーションは、マクロＵＥからパワーを受信した場合にマクロＵＥの存在を検出する。フェムトステーションは、次に、マクロＵＥのＱｏＳパラメータを検出する。マクロＵＥのＱｏＳパラメータが満足されていない場合、フェムトステーションに付加されたフェムトＵＥのＱｏＳが検出される。マクロＵＥのＱｏＳパラメータが満足されている場合、フェムトステーションは、マクロＵＥのＱｏＳを満足するためにフェムトステーションのパワーを増加させ、またそれ以外には、何のアクションもとらない。フェムトステーションが通常動作パワーに達した場合、さらなるアクションは行われない。
【００２５】
所定の実施例において、適応パワーセル間干渉調整（ＡＰ−ＩＣＩＣ）が使用される。フェムトステーションが、ＩＣＩＣタイプとＡＰタイプの両方を実行するものである。一つの実施例において、ＩＣＩＣタイプは、上述のＩＣＩＣ方法を含んでおり、フェムトステーションが、ある割合のリソースブロックをシャットオフする。シャットオフリソースの割合は、必要とされるキャパシティと必要とされるセル端ユーザの改善との対比に従って変化する（例えば、シャットオフの割合が増加するにつれて、ネットワークキャパシティが減少し、セル端スループットが増加する）。リソースブロックは、時間リソースブロック及び/又は周波数リソースブロックを含んでよい。あらゆるマクロユーザは、フェムト干渉が無いリソースに対して割り当てられる。別の実施例において、ＩＣＩＣタイプは、上述のように、Ａ−ＩＣＩＣであってよい。別の実施例において、ＩＣＩＣタイプは、上述のように、Ｓ−ＩＣＩＣであってよい。一つの実施例において、ＡＰタイプは、フェムトフォーカスのＡＰを含んでおり、フェムトステーションがフェムトＵＥからＱｏＳパラメータの値を収集する。ＱｏＳパラメータ閾値は、干渉軽減なしのＵＥパフォーマンスに基づいている。マクロＵＥのＱｏＳが満足されていない場合、フェムトステーションは、ＱｏＳパラメータが満足されるか、または、フェムトステーションが最大又は最小パワーに達するまで、パワーを増加させる。別の実施例において、ＡＰタイプは、マクロフォーカスのＡＰを含んでおり、フェムトステーションがマクロに対するＱｏＳパラメータを決定する。ＱｏＳパラメータ閾値は、干渉軽減なしのＵＥパフォーマンスに基づいている。ＱｏＳが満足されていない場合、フェムトステーションは、ＱｏＳパラメータが満足されるか、または、フェムトステーションが最大又は最小パワーに達するまで、パワーを減少させる。
【００２６】
一つの実施例において、適応パワー適応マルチユーザゼロフォーシング（ＡＰ−Ａ−ＭＵＺＦ）が使用され、フェムトステーションは、受信したパワーまたはロケーションによって近隣におけるマクロＵＥを検出する。フェムトステーションは、マクロＵＥのアップリンクを検出する。フェムトステーションは、近隣のマクロインドアＵＥに向かうチャンネルを見積り、マクロＵＥによって広がる空間の垂直方向を取得する。フェムトステーションは、マクロインドアユーザへの影響が最少になるように零空間マトリクスによって、送信された信号を増大する。フェムトステーションは、ユーザグループ（例えば、フェムトＵまたはマクロＵＥ）に対するＱｏＳパラメータを検出する。ＱｏＳが満足されていない場合、フェムトステーションは、ＱｏＳパラメータが満足されるか、または、フェムトステーションが最大又は最小パワーに達するまで、パワーを調整する。
【００２７】
一つの実施例において、制限ＩＣＩＣを用いた適応パワー（ＡＰ−Ｃ−Ａ−ＩＣＩＣ）が使用され、フェムトステーションは、受信したパワーまたはロケーションを通じて近隣におけるマクロＵＥの存在を検出する。近隣におけるマクロＵＥの存在を認識したフェムトステーションは、ある割合のリソースブロック（例えば、時間及び/又は周波数リソースブロック）をシャットオフする。それぞれのフェムトステーションは、所定のユーザグループのＱｏＳパラメータを検出する。第１のグループに対してＱｏＳパラメータが満足されていない場合、フェムトステーションは、第２のグループからのＵＥの存在を検出する。第２のグループに係るＱｏＳパラメータが満足されている場合、フェムトステーションは、第１のグループのＱｏＳを満足させるようにパワーを調整し、または、最大又は最小パワーに達し、もしくは、さらなるアクションを行わない。
【００２８】
これら及び他の実施例は、以下に説明される。当業者であれば、ここにおける開示から、記述される実施例の２つ以上のものが組み合され得ることを理解するであろう。
【００２９】
ＩＩ.システムモデル例
説明目的のために、簡素な異種携帯電話ネットワークのサンプルが一つの実施例モデルとして提供される。当業者であれば、ここにおける開示から、他のタイプの異種ネットワーク（フェムトセル、ピコセル、リレー、分散アンテナ、および、それらの組み合わせ）が使用され得ることが理解されよう。
【００３０】
図４は、ここにおいて説明される実施例の一つまたはそれ以上を実行するように構成された異種ネットワーク４００の簡素化されたブロックダイヤグラムである。ネットワーク４００は、マクロステーション４１０、フェムトステーション４１２、マクロアウトドアＵＥ４１、マクロインドアＵＥ４１６、フェムトＵＥ４１８を含んでいる。マクロＵＥ４１４、４１６、および、フェムトＵＥ４１８は、モバイル機器であってよく、ユーザはモバイル機器を、マクロステーションのマクロカバレージエリア４２０及び/又はフェムトステーション４１２のカバレージエリア４２２の中に、および、外に移動する。図４に示される実施例において、フェムトステーション４１２は、家４２４の中に、または、近くに位置している。しかしながら、あらゆるタイプのビルディングまたは他のロケーション（アウトドアのロケーションを含む）が使用されてよい。加えて、または、他の実施例において、一つまたはそれ以上のマクロＵＥ４１４、４１６、および、フェムトＵＥ４１８は、固定または非モバイル機器であってよい。図４に示される実施例において、マクロＵＥ４１４、４１６、フェムトステーション４１２、および、フェムトＵＥ４１８は、マクロカバレージエリア４２０の中に位置している。さらに、マクロインドアＵＥ４１６とフェムトＵＥ４１８は、フェムトカバレージエリア４２２の中に位置している。上述のように、フェムトＵＥ４１８は、フェムトステーション４１２に関連するＣＳＧの一部であってよい。この実施例においては、しかしながら、マクロインドアＵＥ４１６はＣＳＧに対してマクロインドアＵＥ４１６がサブスクライブ（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅ）されておらず、従って、それは（マクロアウトドアＵＥ４１４のように）マクロステーション４１０と関連付けられている。フェムトステーション４１２とマクロインドアＵＥ４１６との間の破線は、干渉信号を表している。
【００３１】
実施例のモデルにおいて、図４に示されるネットワーク４００は、Ｌ個のマクロステーション（マクロステーション４１０といったもの）、および、Ｍ個のフェムトステーション（フェムトステーション４１２といったもの）を含むように拡張される。Ｋ番目のマクロステーション（マクロ−ユーザＫとして参照される）によって供給され、マクロユーザにおいて受信された信号は、以下の式で与えられ得る。
【数１】
2016077017.tif 000003
（１）
ここで、Ｈｋ、Ｈｉ，ｋ、Ｈｊ，ｋは、供給マクロステーションからのチャンネルを示しており、ｉ番目のマクロステーション、および、ｋ番目のマクロユーザに対するｊ番目のフェムトステーションは、それぞれに、Ｎｒ×Ｎｔのサイズである。αとβは、また、伝搬損失減衰率を表している。
【００３２】
さらに、ｘｋは、サイズＮｔ×１のｋ番目のマクロユーザに対する送信信号を示しており、ｓｊは、サイズｄ×１のｊ番目のフェムトユーザに対する送信信号を示している。ここで、ｄは、以下に説明される送信技術に依存するものである。ｎｋは、ｋ番目のマクロユーザのゼロ平均化法制ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）を示しており、Ｑは、サイズＮｔ×ｄのフェムトプリコーディングマトリクスである。Ｗは、サイズＮｔ×Ｎｔの標準３ＧＰＰマクロプリコーディングマトリクスである。
【００３３】
【数２】
2016077017.tif 000004
かつ、
【数３】
2016077017.tif 000005
とする。            （２）
【００３４】
あらゆるマクロまたはフェムトステーションから送信されるただ一つの空間的ストリームが存在すると仮定する。等式（１）から、ｋ番目のマクロユーザのＳＩＮＲは、以下のように表わされることがわかる。
【数４】
2016077017.tif 000006
（３）
ここで、σｋ２は、ｎｋの分散を示している。同様に、ｊ番目のフェムトユーザの受信信号は以下のように表すことができる。
【数５】
2016077017.tif 000007
（４）
そして、ＳＩＲは、以下の等式によって与えられる。
【数６】
2016077017.tif 000008
（５）
【００３５】
完全な異種ネットワークをモデル化するために、システムレベルシミュレータ（ＳＬＳ）が使用される。ダウンリンクのためのＩＥＥＥ８０２．１６評価方法文書に準じるものである。加えて、フェムトセル展開をモデル化するために、デュアルストリップ展開モデルが使用される。
【００３６】
Ａ．システムレベルシミュレーション
ここにおいて説明されるシミュレーションにおいて、例示のためだけに提供されるものであってここにおいて開示される実施例を必ずしも実施することは要さない、ＳＬＳは、１９個の六角形セルの展開をシミュレーションする。それぞれのセルは、マクロ基地局を中心に、および、３個のオーバーラップしないセクタを有している。ネットワーク構成パラメータは、以下のものを含んでいる。セルの数量は１９個、セル毎のセクタは３個、セル間の距離は１５００、セクタ毎のＵＥは１４個、トライアル毎のフレームは１００、トライアルの数量は１００、キャリア周波数は２．５ＧＨｚ、周波数帯再使用係数は１、そして、セル負荷は１００％、である。
【００３７】
それぞれのＵＥは、シャドーイングや伝搬喪失といった、低速フェージング（ｓｌｏｗ  ｆａｄｉｎｇ）現象を経験している。高速フェージングチャンネル行動も同様である。ＳＬＳは、時間においてＵＥによって受信された所望の信号と干渉の進展をモデル化し、リンク層パフォーマンスを予測するためにＰＨＹ抽象モデルを使用する。そして、ＳＩＮＲ値に基づいて、好適なモジュレーションとコーディングスキーム（ＭＣＳ）が割り当てられる。表１は、シミュレーションにおいて使用されるシステムモデルパラメータを示している。
【表１】
2016077017.tif 000009
【００３８】
それぞれのユーザは、プロポーショナルフェアネス（ＰＦ）スケジューリングクライテリアに基づいて、一つまたはそれ以上のリソースブロック（ＲＢ）が割り当てられる。それぞれのフレームは、合計で１２ＲＢを有し、それぞれが４個の周波数のサブチャンネルと２４個の直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）シンボルを有している。表２は、ＯＦＤＭＡエアーインターフェイス値を示している。
【表２】
2016077017.tif 000010
【００３９】
ＳＬＳは、パフォーマンスクライテリアのリストを提供する。リストは、ユーザのＳＩＮＲ分布の累積分布関数（ＣＤＦ）、ユーザの平均スループット、および、集合的なセクタスループット、を含んでいる。集合的なセクタスループットは、セクタが成功裡に伝達できる毎秒の情報の数量として定義される。ユーザとセクタスペクトル効率（ＳＥ）（単位ｂｐｓ／Ｈｚにおけるもの）は、以下のように、それぞれのスループットをチャンネルのバンド幅で割り算することによって計算される。
【数７】
2016077017.tif 000011
（６）
ここで、Ｒは集合的なスループットであり、Ｗは全体のバンド幅である。加えて、セル端ユーザＳＥは、ユーザのスペクトル効率のＣＤＦに係る５％レベルに対応するものとして、計算される。
【００４０】
Ｂ．フェムトデュアルストリップ展開モデル
図５は、一つの実施例に従って、フェムトステーション展開をモデル化するために使用されるフェムトデュアルストリップ展開を模式的に示している。ブロック５００は、図５に示されるもののように、ネットワーク上にランダムに分散されている。それぞれのブロック５００は、２つのアパートメント区画５１０、５１２を有しており、それぞれの区画は２×Ｎのアパートメントを伴っている。それぞれのアパートメントの面積は、１０×１０ｍ２である。アパートメントの２つのストリップの間には、１０ｍ幅の道５１４が存在している。図５に示すように、道は、２つの区画５１０、５１２を取り囲んでいる。マクロインドアユーザは、フェムトブロックフロアにわたりランダムに分散されており、残りのマクロユーザはアウトドアに居る。フェムトステーションが、アパートメントからの展開率に従って、アパートメントの中に導入されている。活動化率に従って、いくつのフェムトステーションは活動化され、いくつかのものは非活動化されている。実施例のモデルにおいて、それぞれのフェムトステーションは、同一のアパートメントの中に配置された一つのフェムトＵＥを含んでいる。
【表３】
2016077017.tif 000012
【００４１】
上記のモデルの分析により、フェムト異種ネットワークに伴う問題が明らかになる。第１に、参照ケースとして、フェムトステーションの展開なしに、マクロステーションだけを有するマクロのみシナリオ（ｍａｃｒｏ−ｏｎｌｙ  ｓｃｅｎａｒｉｏ）を考える。フェムトインパクトを明確に理解するために、アウトドアとインドアマクロＵＥは区別され、マクロインドアＵＥだけがインドア浸透損失（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  ｌｏｓｓ）を受けることに留意する。図６は、一つの例示モデルに従った、マクロのみシナリオに対するＳＩＮＲ分布を示すグラフである。示されるように、マクロインドアＵＥとマクロアウトドアＵＥは、ほとんど同一のＳＩＮＲ分布を有している。別の言葉で言えば、インドア浸透損失は、ＳＮＩＲ値に対してほとんど又は全く影響しない。これは、所望の信号と干渉信号と両方の信号が同一の値だけ削減されるからである。従って、ＳＮＩＲ率は、実質的に同一である。
【００４２】
第２に、全てのＵＥのＳＩＮＲに対してフェムトステーションを展開するインパクトを考える。図７は、その例示モデルに従った、フェムト異種ネットワークシナリオに対するＳＩＮＲ分布ＣＤＦを示すグラフである。図７に示されるように、フェムトＵＥは大きなＳＩＮＲを有しており、それはフェムトステーションの展開に係る望ましいインパクトである。これは、フェムトＵＥが、高い所望の信号パワーと低い干渉パワーを受けるからである。図７を図６と比較すると、マクロインドアＵＥは、フェムトステーションの展開による劣化がないことが示されている。これは、アウトドアＵＥがフェムトステーションから低い干渉レベルを受けるからである。しかしながら、マクロインドアＵＥがフェムトステーションから大量の干渉を受けると、マクロインドアＵＥは、劇的な劣化を生じる。このように、アプリケーションは、マクロインドアＵＥが犠牲ＵＥであると決定する。犠牲ＵＥは、フェムトステーションの展開に最も苦しむものである。
【００４３】
ここにおいて開示される干渉認識フェムトセルの実施例は、マクロインドアＵＥのこのインパクトを削減または除去し、一方で、フェムトＵＥの高いスループットを維持している。
【００４４】
ＩＩＩ．セル間干渉調整（ＩＣＩＣ）のためのリソース割り当て技術
典型的なＩＣＩＣアルゴリズムにおいては、上述のように、全てのフェムトステーションが、数多くのＲＢに対して何のデータも送信しない。例えば、図８は、一つのマクロステーションに対するＲＢ８１０および全てのフェムトステーションに対するＲＢ８１２を含むＩＣＩＣフレーム構造を説明するブロックダイヤグラムである。図８において、フェムトステーションは、ＲＢ８１２の５０％に対してサイレント（ｓｉｌｅｎｔ）である（暗い色のブロックにより表わされている）。反対に、マクロステーションは、全てのＲＢ８１０にわたりデータを送信する。しかしながら、所定のフェムトステーションがあらゆる近くにあるマクロインドアＵＥに対して干渉を生じていない場合には、フェムトステーションをＲＢ８１２のいくつかについてサイレントにする必要がない。このように、近隣のマクロＵＥを検出して、そのステータスに応じて動作するスマートフェムトステーションが開示される。
【００４５】
Ａ．選択的ＩＣＩＣ（Ｓ−ＩＣＩＣ）
Ｓ−ＩＣＩＣにおいて、フェムトステーションは、セル端ユーザだけ（例えば、マクロインドアＵＥを含んでいる）に対してフェムトフリーなリソースをスケジュールし、または、取っておく。従来のＩＣＩＣはマクロユーザに対して多大な利点を提供するものであるが、そのスケジューリングは効率的ではない。Ｓ−ＩＣＩＣと対照的に、従来にＩＣＩＣは、いくつかのフェムトフリーリソースをマクロアウトドアＵＥに対して割り当てる。それらは、フェムトステーションからの干渉による削減されたパフォーマンスによって苦しんではいない。Ｓ−ＩＣＩＣは、ＩＣＩＣによって提供される上記のセル間ユーザを改善し、同時に、ＩＣＩＣオペレーションの下では、フェムトユーザを劣化させない。通常のＩＣＩＣオペレーションにおいて、ネットワークのキャパシティは減少する。いくつかのフェムトステーションが使用されないからである。
【００４６】
Ｂ．適応ＩＣＩＣ（Ａ−ＩＣＩＣ）
Ｓ−ＩＣＩＣと従来のＩＣＩＣに伴う問題は、それらが、フェムトベースラインに比べて、ネットワークキャパシティにおいて大きな劣化を生じることである。キャパシティの劣化は、シャットオフされたフェムトステーションリソースの大きな割り合いによって生じている。Ａ−ＩＣＩＣにおいては、それぞれのフェムトステーションが、マクロＵＥに対して干渉を生じているか否かを検出する。そうである場合、フェムトステーションはＩＣＩＣを適用する（例えば、従来のＩＣＩＣと同様に、定期的なやり方でＲＢの５０％をシャットオフすることによる）。一方で、フェムトステーションがマクロＵＥに対して干渉を生じていない場合、フェムトステーションは、ＲＢの使用を制限することはない（例えば、必要であれば、全てのＲＢを使用し得る）。
【００４７】
フェムトステーションは、近所にマクロＵＥの存在を検出し得る。例えば、パワーベースアプローチまたはロケーションベースアプローチ（例えば、アパートメントベースアプローチ）を使用することによる。パワーベースアプローチにおいては、マクロインドアＵＥによって受信されたマクロステーションからのパワーが、マクロインドアＵＥによって受信されたフェムトステーションからのパワーより低い場合に、マクロインドアＵＥが検出される。所定の実施例において、パワーベースアプローチは、マクロインドアＵＥとフェムトステーションの両方が同一のフェムトセルロケーション（例えば、アパートメント）に中に在ることを要するという制限を設けていない。
【００４８】
ロケーションベースアプローチにおいては、マクロＵＥと同一のロケーション（例えば、アパートメント、家、オフィス、または、他のビルディング）の中に居ると判断した場合に、フェムトステーションはＩＣＩＣ技術を適用する。例えば、図９は、一つの実施例に従って、ロケーションベースアプローチを用いたＡ−ＩＣＩＣを使用するように構成された図１Ｂに示される異種ネットワークを説明するブロックダイヤグラムである。図１Ｂにおけるように、マクロユーザ１２０はビルディング１４４に入り、マクロユーザ１２０のＵＥがマクロアウトドアＵＥからマクロインドアＵＥに変わる。しかしながら、それぞれのフェムトステーション１１２、１１４、１１６が、それぞれのフェムトリソースブロック１３８、１４０、１４２を所定の割り合いでシャットオフする、図１Ｂで示された従来のＩＣＩＣアプローチとは異なっている。Ａ−ＩＣＩＣ方法では、ビルディング１１４の中のマクロユーザを検出したフェムトステーション１１２だけが、そのフェムトリソースブロック１３８をある割合でシャットオフする。他のフェムトステーション１１４、１１６は、それぞれのリソースブロック１４０、１４２の全てを使用し続ける。このように、フェムトＵＥは、Ａ−ＩＣＩＣから利益を得ている。マクロＵＥと干渉しているもの（例えば、フェムトステーション１１２）を除いて、全てのフェムトステーション（例えば、フェムトステーション１１４、１１６）が、通常の送信を提供するからである。結果として、より多くのフェムトユーザが、フェムトＵＥの使用に満足する。一方、マクロインドアＵＥには、データを送信するための干渉のないゾーンが提供され、マクロインドアユーザのためにより良い満足を導いている。
【００４９】
図１０Ａは、所定の実施例に従った、マクロのみ、ベースラインフェムト（ＩＣＩＣなし）、および、２つのＡ−ＩＣＩＣ技術に係るＳＩＮＲ  ＣＤＦ分布のグラフである。図１０Ａに示されるように、ロケーションベース（例えば、アパートメントベース）Ａ−ＩＣＩＣ技術は、低いＳＩＮＲを伴うＵＥのＳＩＮＲを増加しており、それはマクロインドアＵＥである。一方で、Ａ−ＩＣＩＣは、高いＳＩＮＲを伴うＵＥには何のインパクトも無い、それはマクロアウトドアＵＥである。さらに、図１０Ａは、パワーベースＡ−ＩＣＩＣ技術は、ロケーションベース技術よりも、マクロインドアＵＥに対してより高いＳＩＮＲを達成することを示している。全ての隣接するフェムトステーションからの干渉と同様に、マクロインドアＵＥに対する干渉を回避するからである。さらに、マクロインドアＵＥのＳＩＮＲ（０ｄＢ以下）が、マクロのみ（フェムトステーションが展開されていない）の場合に達成されるものよりも大きいことに留意する。
【００５０】
図１０Ｂは、所定の実施例に従った、マクロのみ、ベースラインフェムト、および、２つのＡ−ＩＣＩＣ技術に係るスペクトル効率（ＳＥ）  ＣＤＦ分布のグラフである。ＳＥの振る舞いはＳＩＮＲの直接的な結果であり、図１０Ａにおいて示されている。図１０Ｂに示されるように、高いＳＥを達成しているＵＥに係る部分はフェムトＵＥを表している。一方で、低いＳＥを達成しているＵＥに係る部分はマクロインドアＵＥを表しており、それは２つのＡ−ＩＣＩＣ技術によって改善されている。
【００５１】
Ａ−ＩＣＩＣ実施例の追加的な利点は、表４に関して、以降に説明される。
【００５２】
ＩＶ．適応マルチユーザゼロフォーシング（Ａ−ＭＵＺＦ）のためのアンテナ方向コントロール
Ａ−ＭＵＺＦビームフォーミングにおいては、近隣にマクロＵＥを検出したフェムトステーションだけがＭＵＺＦを実行し、近くにマクロＵＥを検出しないフェムトステーションは通常に送信を行う。例えば、図１１は、一つの実施例に従って、Ａ−ＭＵＺＦを実行するように構成された異種ネットワーク１１００を説明するブロックダイヤグラムである。ネットワーク１１００は、図１Ｂに関して説明された、送信カバレージエリア１２２を伴うマクロｅＮＢ１１０とフェムトステーション１１２、１１４を含んでいる。マクロインドアユーザ１２０とフェムトユーザ１２３、１２４も、また、示されている。この実施例において、フェムトステーション１１２は、マクロインドアユーザ１２０の存在を検出し、ＭＵＺＦアルゴリズムを適用することによって反応して、フェムトカバレージエリア１２８を再形成し、マクロインドアユーザ１２０との干渉を回避する。マクロインドアユーザ１２０は近所に留まっている間に、フェムトユーザ１２３は軽微なパワーの減少を受けるが、一時的な変化は大きな負担にはならない。フェムトステーション１１４の近隣にはマクロユーザが居ないからであり、フェムトステーション１１４のカバレージエリア１３０は変化なくそのままであり、フェムトユーザ１２４は影響を受けない。このように、フェムトＵＥは、そのいくつかが何の変化も受けないので、Ａ−ＭＵＺＦから利益を得ている。一方、マクロＵＥは、データを送信するために干渉がないチャンネルを有することから利益を得ている。
【００５３】
Ａ−ＭＵＺＦアルゴリズムにおいて、フェムトステーション１１２は、近隣のマクロインドアＵＥ（例えば、マクロインドアユーザ１２０に対応するもの）に向かうチャンネルを評価する。Ｈｊ，ｋの特異値分解は、以下のようにして得られる。
Ｈｊ，ｋ＝ＵＳＶＨ            （７）
ここで、ＵとＶはユニタリ行列であり、Ｓは対角行列である。そして、フェムトステーション１１２は、零空間を取得する。以下のように、マクロインドアＵＥのチャンネルによって拡張された空間に対して垂直なものである。
Ｑ＝ｎｕｌｌ（Ｖ（：，１））            （８）
ここで、Ｖ（：，１）は基本固有ベクトル、ＱはＮｔ×ｄの次元をもつ零空間マトリクスであり、ｄ＝Ｎｔ−ｄｉｍ（干渉サブスペース）である。１人のシングルレートユーザがキャンセルされるので、ｄ＝Ｎｔ−１である。フェムトステーション１１２は、送信された信号、（例えば、フェムトユーザ１２３の）フェムトＵＥに対して向けられたもの、を零空間マトリクスにより掛け算する。マクロインドアＵＥのチャンネルは、アップリンクチャンネルをリスンすること（ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ）によって評価され得ることに留意する。ここで、マクロインドアＵＥは、フェムトステーション１１２と付き合うための試みにおいて参照信号を送付する。このことは、例えば、時分割複信（ＴＤＤ）システムに対して可能である。ダウンリンクとアップリンクのチャンネルがほとんど同一だからである。所定の実施例においては、フェムトステーションのカバレージエリアの中でマクロインドアＵＥが移動するにつれて、ビームフォーミングが調整される。マクロインドアＵＥのチャンネルによって拡張された空間に対して、零空間を垂直に維持するためである。加えて、または、他の実施例では、上述のＡ−ＩＣＩＣ実施例のようにＡ−ＭＵＺＦ技術において、ロケーションベース（例えば、アパートメントベース）とパワーベースのアプローチが、フェムトステーションの近隣におけるマクロＵＥを特定するために使用され得る。
【００５４】
Ｖ．適応パワーＩＣＩＣとＭＵＺＦ
上述の２つのスキームは、一方向だけの干渉軽減にフォーカスしており、時間周波数リソースブロック（Ａ−ＩＣＩＣにおけるように）、または、空間領域（Ａ−ＭＵＺＦにおけるように）のいずれかである。所定の実施例においては、パワーコントロールも、また、これら２つのスキームの上に適用される。一般的に、コントロールは、それぞれのフェムトステーションの送信パワーを、その最大値以下に削減することを目標にしており、近くのマクロＵＥでの干渉を低減する。一方で、フェムトＵＥ（例えば、ＦＦ−ＡＰ）に対して要求されるＱｏＳ（この場合にはＳＩＮＲ）を保証している。より特定的には、全てのフェムトステーションは、低い初期パワー値を有しており、関連付けされたフェムトＵＥに要求されるＳＩＮＲが達成されるまで（小さなステップで）増加させる。
【００５５】
一つの実施例において、適応パワーセル間干渉調整（ＡＰ−ＩＣＩＣ）は、フェムトステーションがデータを送信している時間周波数ＲＢにおいて、それぞれのフェムトステーションの送信パワーを適合させる。別の実施例において、適応パワーマルチユーザゼロフォーシング（ＡＰ−ＭＵＺＦ）は、上述のヌリングプリコーディング（ｎｕｌｌｉｎｇ  ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）に加えて、フェムトステーションに対してパワーコントロールを適用する。
【００５６】
種々のスキームのパフォーマンス利益の特徴を示すために、マクロステーションとフェムトステーションによって伝送された平均ＳＥが算出される。加えて、全てのセクタ領域にわたって達成された全領域ＳＥが算出される。この実施例においては、１個のマクロステーションと６個のフェムトステーションによって達成された全ＳＥのことである。さらに、それぞれのスキームによって達成されたセル端ＳＥが算出される。表４は、いくつかの異なる例示シナリオの結果をまとめたものである。
【表４】
2016077017.tif 000013
【００５７】
表４において、マクロのみをフェムトベースラインと比較すると、フェムトステーションの展開は、全領域（１マクロ＋６フェムト）ＳＥを４６５％（２．１８から１２．３２まで）増加することが示されている。一方で、フェムトステーションの展開は、セル端ＳＥを４２％（０．０３５から０．０２まで）削減する。セル間ＳＥでのそうした損失のために、ＩＣＩＣアルゴリズムが以前に提案されたのである。表４は、ＩＣＩＣがセル間ＳＥを０．０３９まで著しく増加させることを示しており、マクロのみの場合と比較してセル間ＳＥにおいて１１％のゲインを達成している。しかしながら、ＩＣＩＣは、マクロのみの場合と比較して前記領域ＳＥにおいて２４１％のゲインを削減している。
【００５８】
表４は、ロケーションベース（例えば、アパートメントベース）Ａ−ＩＣＩＣが、フェムトベースラインの場合に達成されるところを超えてセル端ＳＥを増加させないことを示している。このことは、フェムトステーションの１５％だけがＩＣＩＣアルゴリズムを適用するという観察によるものであり、全てのマクロインドアＵＥを改善するには十分ではない。パワーベースＡ−ＩＣＩＣについては、セル端ＳＥを０．０２７まで増加させることに留意する。それは、マクロのみの場合よりもまだ低いものである。従って、２つのＡ−ＩＣＩＣ技術は全領域ＳＥを増加させる。しかしながら、マクロのみの場合と比較して、それらの達成するセル端ＳＥは、より低いものである。Ａ−ＭＵＺＦ（ロケーションベースまたはパワーベースのいずれか）の結果をみると、それらは、マクロのみのシナリオよりセル端ＳＥが低く、Ａ−ＩＣＩＣスキームに対して同様なパフォーマンスを与えることに留意する。このように、所定の実施例に従えば、Ａ−ＩＣＩＣとＡ−ＭＵＺＦのいずれも、必要とされる又は所望のセル端ＳＥを達成できないことを示している。適応パワーコントロールを考慮し、パワーベース適応モードだけにフォーカスすると、フェムトフォーカスＡＰ−ＩＣＩＣとＡＰ−ＭＵＺＦの両方は、マクロのみの場合よりも高いセル端ＳＥを達成する。さらに、フェムトフォーカスＡＰ−ＩＣＩＣとＡＰ−ＭＵＺＦは、非常に高い全領域ＳＥを達成する。例えば、ＦＦ−ＡＰ−ＩＣＩＣは、４２２％の全領域ＳＥ改善を達成し、２０％のセル端ＳＥの改善を伴っている。ＡＰ−ＭＵＺＦスキームによって、同様な改善が達成される。
【００５９】
まとめとして、フェムトステーションの展開は、それらに関連付けられるフェムトＵＥのＳＩＮＲを増加させ、かつ、アウトドアマクロＵＥに対してわずかな又は全く否定的なインパクトを生じない。しかしながら、フェムトステーションの展開は、マクロインドアＵＥのＳＩＮＲ減少させる。マクロインドアＵＥのパフォーマンスを改善するために、所定の実施例は、種々の干渉低減アルゴリズムを使用して、時間−周波数、空間的、および、パワーの次元を拡張している。所定の実施例においては、Ａ−ＩＣＩＣスキームとＡ−ＭＵＺＦスキームのいずれもベースライン（マクロのみ）セル端ＳＥを保証しない。しかしながら、そうした所定の実施例は、全セクタ領域ＳＥとセル端ＳＥの両方を改善するためにＡＰ−ＩＣＩＣ及び/又はＡＰ−ＭＵＺＦを使用する。マクロのみの場合と比較して、ＡＰ−ＩＣＩＣは、セル端ＳＥを２０％改善するとともに、全領域ＳＥの４２２％の改善を達成する。
【００６０】
ＶＩ．ユーザグループを選択的に助力するための適応パワーコントロール
パワーコントロールは、マクロまたはフェムトＱｏＳのいずれかを満足させるためにフェムトステーションを調整する。また、パワーコントロールは、一致した固定パワー閾値を、全てのフェムトステーションに対して密集度に従って単純に一斉通信してよい。固定パワーが使用される場合、全てのステーションは、一致して同一の送信パワーを送る。しかしながら、全一致でない、適応パワー（ＡＰ）コントロールが使用される場合、それぞれのフェムトステーションが、付加されているＵＥからのフィードバックに基づいて、送信するパワー量を決定する。ＡＰ適応アルゴリズムは、フェムトユーザを助力すること（ＦＦ−ＡＰ）、または、マクロユーザを助力すること（ＭＦ−ＡＰ）のいずれかにフォーカスしている。ＦＦ−ＡＰは、フェムト送信パワーを調整するために使用され、ネットワークキャパシティを改善するようにターゲットフェムトＳＩＮＲを満足させる。ＭＦ−ＡＰは、フェムト送信パワーを調整するために使用され、ターゲットマクロＳＩＮＲを満足させる。
【００６１】
ここにおいて開示される所定の実施例は、適応パワーセル間干渉調整（ＡＰ−ＩＣＩＣ）、及び/又は、制限を伴う適応パワー（ＡＰ−Ｃ）を使用する。ＡＰ−ＩＣＩＣは、ある割り合いのリソースブロックに対してフェムト送信をシャットオフすることによって、ＩＣＩＣを適用する。ＡＰ−Ｃは、フォーカスから外れてグループを危険にさらすのを回避するために使用される。ＦＦ−ＡＰにおいては、例えば、マクロＳＩＮＲレベル制限が実施されてよく（ＦＦ−ＡＰ−ＭＣ）、フェムトステーションは、マクロＵＥに影響し得る所定のレベル以上にはパワーを増加させない。従って、セル端を低減させない。別の実施例として、ＭＦ−ＡＰにおいては、フェムトＳＩＮＲレベル制限が実施されてよく（ＭＦ−ＡＰ−ＭＣ）、フェムトステーションは、関連付けされたフェムトＵＥを害することを回避するために所定のレベル以下にはパワーを低減させない。従って、キャパシティを劣化させない。異なるバリエーションを伴うＡＰが適用されてよく、ＩＣＩＣの異なるバリエーションと一緒に、セル端とセルキャパシティの両方に対する最善の、または、改善された値を達成する。以降の実施例は、マクロＵＥの改善（例えば、ＩＣＩＣまたはＭＵＺＦを使用したもの）、及び/又は、ＡＰを通じたフェムトＵＥの改善を通して、ＵＥ経験を改善する。
【００６２】
Ａ．ＡＰ−ＩＣＩＣ（ＡＰ−ＩＣＩＣ、ＡＰ−Ｓ−ＩＣＩＣ、ＡＰ−Ａ−ＩＣＩＣ）
所定の実施例は、ＩＣＩＣのタイプ（従来、選択、または、適応のいずれか）を適用し、そして、ＡＰをネットワークにわたり適用しているフェムトステーションに依存している。選択的ＩＣＩＣ（Ｓ−ＩＣＩＣ）と従来のＩＣＩＣは、フェムトステーションに低パワーを適用する際に同時にフェムトリソースをシャットオフすることによって、マクロユーザのスループットに対する大きな増加を提供する。フェムトユーザに対してサービスレベル品質を提供しているにもかかわらず、フェムトステーションは、ネットワークキャパシティを減少させないようにリソースの一部分を使用しない。
【００６３】
適応ＩＣＩＣ（Ａ−ＩＣＩＣ）に対して、フェムトＵＥは劣化しない（または、わずかに劣化するだけである）。全てのフェムトセルが影響を受けるわけではないからである。さらに、ＩＣＩＣによって劣化されたあらゆるフェムトＵＥのパフォーマンスは、許容可能なＱｏＳのレベルに達するまでＡＰを通じて補償され得る。そして、フェムト干渉による影響を受けたあらゆるマクロＵＥは、送信のためのフェムトなしゾーン（ｆｅｍｔｏ  ｆｒｅｅ  ｚｏｎｅ）が提供されて、スループットを増加し、セル端パフォーマンスを改善する。
【００６４】
Ｂ．ＡＰ−Ａ−ＭＵＺＦ
所定の実施例において、フェムトステーションはＡ−ＭＵＺＦを適用して、マクロＵＥに対して信号を送信するための干渉なしゾーンを保証する。そして、フェムトステーションは、フェムトＵＥにＱｏＳの所定の閾値を提供するためにＡＰを適用し、指示された送信にわたりフェムトＱｏＳを満足するために必要なパワーを提供する。マクロＵＥおよびフェムトＵＥは、そうした実施例において良いスループットを有している。それぞれが独立して取り扱われているからである。ＡＰ−Ａ−ＭＵＺＦは、高いセル端パフォーマンスとキャパシティを提供するが、所定の実施例においては高度に複雑であり得る。ＭＵＺＦの複雑性によるものである。
【００６５】
Ｃ．フェムトフォーカス適応パワー調整（ＦＦ−ＡＰ）を通じたフェムトユーザへの助力
ＩＣＩＣがマクロユーザに対してより良いサービスを提供している一方で、所定の実施例においては、フェムトユーザに対するパフォーマンスを改善するために、パワー適応が使用され得る。パワーコントロールアルゴリズムは、フェムトＵＥの所定のＱｏＳを満足するように変化しているフェムトステーションの送信パワーに依存している。所定のＱｏＳは、ＳＩＮＲである。図１２は、一つの実施例に従って、ＦＦ−ＡＰのための一つの例示方法１２００に係るフローチャートである。全てのフェムトステーションは、最小パワーに設定されており、方法１２００は、付加されたフェムトステーションに対して現在のＳＩＮＲを報告しているフェムトＵＥを含んでいる（ここで、ＳＩＮＲは、例えば、ＱｏＳパラメータのためのものである）。方法１２００は、次に、あらゆるフェムトＵＥのＳＩＮＲがターゲットＳＩＮＲより小さいか否かをクエリする１２１４。いいえの場合、方法１２００は終了する１２１６。しかしながら、何らかのフェムトＵＥのＳＩＮＲがターゲットＳＩＮＲ以下である場合、本方法は、弱いユーザに関連するフェムトステーションのパワーが、フェムトステーションの最大パワー（ＭａｘＦＳ）より小さいか否かをクエリする１２１８。いいえの場合、方法１２００は終了する１２２０。一方で、そのユーザに関連するフェムトステーションのパワーが最大パワーより小さい場合、そのユーザに関連するフェムトステーションはパワーを増加させる１２２２。この実施例において、フェムトステーションは、パワーを２ｄｂｍ増加させる。しかしながら、より大きい、または、より小さい増加分が使用されてよい。フェムトステーションパワーに何らかの変更がある場合、ユーザは、新たなパワープランに基づいて、ネットワークにおけるフェムトステーションに対して再度関連付けされる１２２４。そして、方法１２００は、全てのＵＥが要求されたＳＩＮＲを満足するか、または、付加されたフェムトステーションが最大許容パワーに達するか、のいずれかまで繰り返される。
【００６６】
ＦＦ−ＡＰを用いて生じ得る問題は、マクロＵＥのＳＩＮＲに対するパワー増加の影響を考慮していないことであり、マクロＵＥのパフォーマンスの低減を招くことがある。この問題を克服するために、所定の実施例は、以下に説明するように、ＦＦ−ＡＰに対するマクロ制限を追加している。
【００６７】
Ｄ．マクロフォーカス適応パワー調整（ＭＦ−ＡＰ）を通じたマクロユーザへの助力
ＭＦ−ＡＰにおいて、フェムトステーションは、それぞれに最大パワーが与えられている。フェムトステーションがマクロＵＥと干渉している場合、マクロＵＥが必要とされるＳＩＮＲに達するまで、パワーを減少させる。フェムトステーションパワーに何らかの変更がある場合、新たなパワープランに基づいてネットワークにおける全てのユーザに対して再度の関連付けが行われる。そして、プロセスは、全てのマクロＵＥが要求されたＳＩＮＲを満足するか、または、付加されたフェムトステーションが最大許容パワーに達するか、のいずれかまで繰り返される。しかし、ＭＦ−ＡＰは、フェムトステーションパワーの大きな減少のために、フェムトＵＥが多大な影響を受けることが生じ得る。従って、以下に説明するように、所定の実施例は、ＭＦ−ＡＰ−ＦＣを使用することによって、この問題を回避している。
【００６８】
Ｅ．ＦＦ−ＡＰに対するマクロＳＩＮＲ制限（ＦＦ−ＡＰ−ＭＣ）を通じたマクロユーザへの助力
マクロ制限を伴うＦＦ−ＡＰ（ＦＦ−ＡＰ−ＭＣ）は、ＡＰスキームと類似しているが、一つの変数を考慮に加えている。マクロＵＥのＳＩＮＲである。ＦＦ−ＡＰ−ＭＣは、両方のユーザグループ間における妥協を提供する。フェムトユーザは、通常ＡＰ−ＦＦに居るときと同等には取り扱われない。もはや、ＱｏＳが満足されることが保証されないからである。マクロＵＥは、フェムトステーションからの大きなパワーによる過度な負担をかけられない。マクロＵＥが閾値リミットを超える場合、フェムトステーションは、さらにパワーを増加させることが許されない。
【００６９】
図１３は、一つの実施例に従って、ＦＦ−ＡＰ−ＭＣを使用する一つの例示方法１３００に係るフローチャートである。方法１３００は、フェムトステーションを低パワーに設定すること１３１０、および、フェムトＳＩＮＲがターゲットフェムトＵＥのＱｏＳより小さいか否かをクエリすること１３１２、を含んでいる。いいえの場合、方法１３００は終了する１３１４。しかしながら、フェムトＳＩＮＲがターゲットフェムトＵＥのＱｏＳより小さい場合、方法１３００は、ＵＥに付加されたフェムトステーションに報告し１３１６、かつ、フェムトステーションのパワーが、フェムトステーションの最大パワーより小さいか否かをクエリする１３１８。いいえの場合、方法１３００は終了する１３２０。一方で、フェムトステーションのパワーがフェムトステーションの最大パワーより小さい場合、マクロＵＥのＳＩＮＲがターゲットマクロＵＥのＱｏＳより大きいか否かをクエリする１３２２。いいえの場合、方法１３００は終了する１３２４。しかしながら、マクロＵＥのＳＩＮＲがターゲットマクロＵＥのＱｏＳより大きい場合、方法１３００は、フェムトステーションパワーを増加させ１３２６、新たなパワープランに基づいて全てのユーザを再度付加する。そして、方法１３００は、全てのフェムトＵＥがターゲットフェムトＳＩＮＲを満足するか、付加されたフェムトステーションが最大許容パワーに達するか、または、全てのマクロＵＥがターゲットマクロＳＩＮＲを満足するかのいずれかまで繰り返される。
【００７０】
このように、何らかのマクロＵＥのＳＩＮＲがマクロＳＩＮＲの制限値以下である場合、マクロＵＥに対して干渉を生じているフェムトステーションはパワーを増加させることができない。従って、マクロＵＥに対してこれ以上の干渉は生じない。所定の実施例において、制限は、マクロのみシナリオに基づくものではなく、もしくは、フェムトステーションパワーが許容可能なレベルまで増加させることが許されない際にフェムトＵＥを分離するリスクを回避するものである。一つの実施例において、制限は、フェムトベースラインでのマクロＵＥのＳＩＮＲ  ＣＤＦの３０％である。所定の実施例においては、マクロパフォーマンスに対してＡ−ＩＣＩＣが追加される。
【００７１】
Ｆ．ＭＦ−ＡＰに対するフェムトＳＩＮＲ制限（ＭＦ−ＡＰ−ＦＣ）を通じたフェムトユーザへの助力
マクロ制限がＦＦ−ＡＰに適用されると、所定の実施例に従って、フェムト制限がＭＦ−ＡＰに対して適用される。全てのフェムトステーションは、最大パワーレベルで送信を開始して、マクロＳＩＮＲレベルに達するように減少させる。しかし、フェムトステーションに付加されたフェムトＵＥのＳＩＮＲが所定の閾値以下である場合、フェムトステーションはパワーを低下させない。
【００７２】
Ｇ．ＡＰ−マクロ制限−Ａ−ＩＣＩＣ（ＡＰ−ＭＣ−ＩＣＩＣ）
所定の実施例においては、ＡＰ−ＭＣを改善するためにＡＰ−ＭＣ−ＩＣＩＣが使用される。ＡＰ−ＭＣはマクロＵＥを考慮に入れるので、セル端ユーザのより良いパフォーマンスを保証するためにＡ−ＩＣＩＣが追加され得る。Ａ−ＩＣＩＣは、マクロＵＥと干渉しているフェムトステーションに接続されているユーザだけに影響する。ＡＰ−ＭＣを適用した後は、パワー変更により、マクロＵＥに対して干渉を生じているステーションの数量が、より少ない。従って、Ａ−ＩＣＩＣの適用によるキャパシティの減少は最小である。ＡＰ−ＭＣにおけるフェムトステーションのパワーは、ＡＰでのパワーより低い。マクロ制限により、ＡＰ−ＭＣにおいては、フェムトＵＥがＱｏＳレベルに達することを保証されていないというだけの理由によるものである。従って、フェムトステーションのパワーは、フェムトＵＥを満足させるよりも低く保持され得る。Ａ−ＩＣＩＣを適用することは、マクロＵＥに対する干渉を生じているあらゆるフェムトが、フェムト干渉のないマクロＵＥによる使用のために、リソースの一部分を解放することを意味している。このことは、マクロＵＥのより良いパフォーマンスを伴うものである。そうした実施例におけるマクロＵＥは、また、フェムトパワーについて制限を有することによって、大きな干渉から保護されている。パワーを増加さっせるフェムトステーションの能力を制限するためのマクロＵＥのＱｏＳパラメータを使用することによるものである。このように、干渉レベルはコントロールされ得る。所定の実施例において、ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣは、セル端とキャパシティとの間の有効な妥協を提供する。フェムトベースラインと比較して、セル端における非常に小さな減少を伴って、大きなキャパシティの増加ができるからである。
【００７３】
ＶＩＩ．パフォーマンス分析の実施例
表５は、異なるシミュレーションを２０回実行した結果の例を示している。この実施例において、フェムトセルとＵＥ展開は、異なるランダム化の状況をカバーするために、実行ごとに異なっている。それぞれの実行は、１００フレームをシミュレーションしている。
【表５】
2016077017.tif 000014
【００７４】
表５においては、ＡＰの実施例が、表４に示された種々のシナリオに対して評価されている。つまり、マクロのみ、フェムトベースライン、ＩＣＩＣ、および、ＡＰベーシックアルゴリズム、である。これらのアルゴリズムが、全領域ＳＥとセル端ＳＥに関して評価されている。この実施例において、全領域ＳＥは、セクタ領域にわたり達成されたＳＥであり、セクタ領域は一つの実施例において、１個のマクロステーションと６個のフェムトステーションを含んでいる。マクロのみシナリオにおいては、フェムトステーションはデータを送信しない。一方、フェムトベースラインの場合は、全てのフェムトステーションが干渉調整なしに送信しているシナリオを表している。この実施例においては、また、ＡＰ技術は、２０ｄＢｍの最大フェムトステーションパワー、−１０ｄＢｍの最小フェムトステーションパワー、ＡＰを行う以前に１０であったフェムトＵＥのＳＩＮＲに係るＣＤＦの２５％のフェムトＳＩＮＲターゲット、および、２ｄＢｍの変化増加量、を有している。全てのＡ−ＩＣＩＣとＩＣＩＣは、リソースの５０％シャットオフに基づいている。
【００７５】
表５は、ＭＦ−ＡＰ技術は、最小のマクロＳＩＮＲレベルを提供することを示しており、ターゲットＳＩＮＲ以下のマクロＵＥのパフォーマンスにおける改善を導いている。このように、ＭＦ−ＡＰアルゴリズムは、フェムトベースラインとマクロのみセル端との間のギャップを、マクロのみシナリオと比較して、３７２．９８％の領域ＳＥを伴って、１６％まで減少させる。
【００７６】
ＦＦ−ＡＰ技術は、フェムトＳＩＮＲレベルの保証を与えており、ターゲットＳＩＮＲ以下のフェムトＵＥのパフォーマンスにおける改善を導いている。結果として、ＦＦ−ＡＰアルゴリズムは、マクロのみシナリオと比較して、４６９．７８％のより高い領域ＳＥと、２２．３３％のセル端の増加とを達成している。セル端の増加は、フェムトステーションのパワー低減を正当化し、マクロＵＥのＳＩＮＲにおける増加を導いている。
【００７７】
ＭＦ−ＡＰ−ＩＣＩＣは、セル端の４３％の増加を導いているが、キャパシティの増加は１９７％だけである。ＭＦ−ＡＰ−Ａ−ＩＣＩＣは、ＡＰ−ＩＣＩＣよりも大きなキャパシティの増加を生じ、マクロのみに対して３３４％の増加を提供する。しかし、ＡＰ−Ａ−ＩＣＩＣは、セル端の増加を維持しない。セル端を約１０％の減少させるからである。１０％の減少は、ＡＰなしのＡ−ＩＣＩＣにおける約３０％の減少である。そうしたセル端の減少は、いくつかの実施例において、キャパシティの増加のために、許容可能な犠牲であると考えられ得る。
【００７８】
表５には、ＦＦ−ＡＰ−ＭＣについて、全てのフェムトユーザがＳＩＮＲ条件を満足させ得るわけではないので、一致したパワーのスループットよりもフェムトスループットが低いことが示されている。いくつかのフェムトユーザは、マクロ制限によって制約されているからである。しかし、フェムトベースラインに基づいていることでマクロ制限が低く、かつ、マクロのみシナリオではないので、フェムトステーションは４６０％のセル端の良好な増加を提供することができる。ＡＰによって提供される４６３％に非常に近いものである。ＦＦ−ＡＰ−ＭＣは、また、ＩＣＩＣを追加するよりは複雑でなく、最適なリソースの使用に基づいている。フェムトユーザに対して元から割り当てられてた全てのリソースが、フェムトユーザによって使用され得るからである。結果として。干渉が低いユーザに対してリソースが与えられる。
【００７９】
さらに、ＦＦ−ＡＰ−ＭＣは、一定パワーと比較して、非常に低いフェムトパワーを提供する。ＦＦ−ＡＰ−ＭＣの平均パワーは、−４ｄＢｍから−２ｄＢｍ辺りであり、一方、フェムトベースラインにおいて使用されるパワーは、全ての場合において、２０ｄＢｍである。図１４は、所定の実施例に従って、ＡＰおよびＡＰ−ＭＣを適用した後の、フェムトステーションのパワーを示すグラフである。ＡＰを使用しているフェムトステーションのパワーにおいて、減少が存在している。しかしながら、図１４に示されるように、ＡＰ−ＭＣについて、パワー減少は、わずかに多い。制限は、フェムトユーザについてＳＮＩＲ値を満足させるように、パワーが増加しないよう導くからである。
【００８０】
表５に示される実施例において、ＭＦ−ＡＰ−ＦＣは、ＭＦ−ＡＰを超えてセル端とスループットを増加させることによって、ＭＦ−ＡＰを改善する。ＭＦ−ＡＰはフェムトＵＥを考慮に入れないので、非常にパワーが低いフェムトステーションからフェムトＵＥを取り外して、代わりに、ＳＩＮＲレベルを保証することなく、マクロステーションに取り付けることを導く。ネットワークによっては、フェムトＵＥとして考慮されるだろうからである。結果として、フェムトＵＥは、マクロのみから約１５％のセル端の減少を伴って、セル端ＵＥとして動作し得る。しかしながら、ここにおいて開示される所定のＭＦ−ＡＰ−ＦＣにおいて、ＦＣ制限の限定は、全てのフェムトステーションがＵＥに役立つこと、および、分離の必要がないこと、を保証している。結果として、セル端は、ＭＦ−ＡＰの１５％減少の代わりに、ＭＦ−ＡＰを大いに超えて増加し、マクロのみから約２３％の増加に達している。ＭＦ−ＡＰ−ＦＣは、また、マクロのみと比較してセルキャパシティを約３８０％増加させる。ＭＦ−ＡＰの増加から７％高いものである。
【００８１】
ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣにおいては、ＦＦ−ＡＰ−ＭＣを適用した後でＡ−ＩＣＩＣが行われる。表５に示された実施例においては、ＦＦ−ＡＰ−ＭＣのパフォーマンスが一番良く、パワーコントロール技術からセル端を良好に保っている。このように、Ａ−ＩＣＩＣは、既に受け入れ可能であるセル端を改善するように不必要なキャパシティを犠牲にすることを回避するために選択され得る。ＡＰ−ＭＣＡ−ＩＣＩＣにおいて、マクロ制限は、マクロリソースに対する干渉を妨げない。そして、ＩＣＩＣの適用を通じてマクロユーザの改善が達成され得る。ＩＣＩＣの適用においては、影響されるフェムトステーションの割り合いが、ＡＰ−Ａ−ＩＣＩＣでの２４．４％からＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣでの２３％に低下することに留意する。この低下は、マクロＵＥのＳＩＮＲは既に所定のレベル以下にならないように調整されているので、生じ得るものである。結果として、干渉しているフェムトステーションの割り合いは、より少ない。ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣは、キャパシティを４０７．３４０％増加させる。これは、ＡＰ−ＭＣより低いが、フェムトステーションの２３％にＩＣＩＣを適用するからである。ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣのセル端は、マクロのみと比較して、およそ５５％増加する。従って、この実施例において、ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣは、セル端の提供において、ＡＰ−ＩＣＩＣ技術から９０％の増加の後で、２番目になる。さらに、ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣは、マクロのみ技術によって提供されるキャパシティのおよそ４倍という非常に満足できるキャパシティの増加を与える。この実施例においては、他の考慮されるどの技術も、キャパシティの大きな増加を伴うＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣのようには、高いセル端を達成できない。
【００８２】
まとめると、異種ネットワークは、低パワーノードを追加することによって、モバイル通信ネットワークのキャパシティとパフォーマンスを増加させる。低パワーノードの一つのタイプは、フェムトセルである。異種ネットワークが直面している主なチャレンジは、異なるパワーノード間の干渉とマクロＵＥへの劇的な影響である。ＡＰ−ＩＣＩＣおよびＡＰ−Ｃは、この問題を解決するために、ここにおいて開示される２つの実施例である。ＡＰ−ＩＣＩＣは、一方で、フェムトリソースブロックのいくつかをシャットオフし、または、フェムト送信をマクロ送信から離れて方向付けして、マクロインドアＵＥ  ＳＥを増加させ、従って、セル端ＳＥを増加させる。他方で、ＡＰ−ＩＣＩＣは、フェムトステーションの送信パワーを調整して、所望のフェムトＵＥのＱｏＳを達成し、従って、領域ＳＥを増加させる。ＡＰ−ＩＣＩＣは、マクロステーションだけを使用する同種ネットワークを超えて領域ＳＥを２４５％増加させ、干渉軽減技術がないフェムトセルを追加する場合にセル端が６０％減少するのに対して、セル端を９４％増加させることができる。
【００８３】
ＦＦ−ＡＰ−ＭＣとＭＦ−ＡＰ−ＦＣは、ＦＦ−ＡＰとＭＦ−ＡＰの問題を、それぞれに解決する。他のＵＥグループを考慮に入れないというものである。実施例は、ＡＰ技術に対して制限を追加して、マクロインドアＵＥに対する大きな干渉が生じるのを回避している。ＦＦ−ＡＰ−ＭＣは、マクロのみと比較して、セル端の約３７％の増加とともに、キャパシティの約４６０％の増加をもたらし得る。ＩＣＩＣ技術より複雑性がずっと少なく、大きなパワーの節約を伴うものである。ＭＦ−ＡＰ−ＦＣは、また、キャパシティの約３８０％の増加とセル端の２３％の増加をもたらすので、ＭＦ−ＡＰを超えて、改善するものである。より良いセル端は、ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣを有するようにＡ−ＩＣＩＣを追加する場合に、ＭＦ−ＳＰ−ＦＣから提供され得る。ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣは、約４０７％のキャパシティの増加を伴って、約５５％のセル端の増加をもたらし得る。セル端において２番目に良いランクであり、マクロのみ技術と比較して４倍キャパシティを増加させる。加えて、ほとんどのフェムトステーションが、最大パワーよりずっと少ないパワーで送信しているので、パワーを節約している。しかし、ＡＰ−ＭＣ−Ａ−ＩＣＩＣは、高度な複雑性を有している。
【００８４】
ここにおいて開示された実施例を使用することができるいくつかのインフラストラクチャが、既に利用可能である。汎用コンピュータ、携帯電話、コンピュータプログラミングツールおよび技術、デジタルストレージ媒体、および、通信ネットワーク、といったものである。コンピューティングデバイスは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、論理回路、等といったプロセッサを含んでよい。コンピューティングデバイスは、以下のようなコンピュータで読取り可能なストレージ媒体を含んでよい。不揮発性メモリ、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ディスク、テープ、磁気、光、フラッシュメモリ、または、他のコンピュータで読取り可能なストレージ媒体、といったものである。
【００８５】
所定の実施例に係る種々の態様は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または、それらの組み合わせを使用して実施され得る。コンポーネントまたはモジュールは、以下のものを、参照し、その一部であり、また、含んでよい。特定アプリケーション用集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、プロセッサ（共有、専用、またはグループ）、及び/又は、一つまたはそれ以上のソフトウェア又はファームウェアプログラムを実行するメモリ（共有、専用、またはグループ）、組み合わせ論理回路、及び/又は、説明された機能性を提供する他の好適なコンポーネント、である。ここにおいて使用されるように、ソフトウェアモジュール又はコンポーネントは、固定のコンピュータで読取り可能な媒体の中または媒体上に置かれたあらゆるタイプのコンピュータインストラクションまたはコンピュータで実行可能なコードを含んでよい。ソフトウェアモジュール又はコンポーネントは、例えば、一つまたはそれ以上のコンピュータインストラクションに係る物理または論理ブロックを含んでいる。ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、等として編成されてよく、一つまたはそれ以上のタスクを実行し、または、特定の抽象データタイプを実施する。
【００８６】
所定の実施例において、特定のソフトウェアまたはコンポーネントは、コンピュータで読取り可能なストレージ媒体の異なる場所に保管された異なるインストラクションを含んでよく、一緒にモジュールまたはコンポーネントに係る説明された機能性を実施する。実際、モジュールまたはコンポーネントは、一つのインストラクションまたは多くのインストラクションを含んでよく、数個の異なるコードセグメント上に、異なるプログラムの中に、および、数個のコンピュータで読取り可能な媒体にわたり、分散されてよい。いくつかの実施例は、分散コンピューティング環境において実施されてよい。タスクは、通信ネットワークを通じてリンクされた離れたプロセッサデバイスによって実行される。
【００８７】
上述のものは、明確化の目的のためにいくつか詳細に説明されてきたが、本発明の主旨から逸脱することなく、所定の変更および変形が行われ得ることは明らかである。ここにおいて説明された方法と装置の両方を実施する多くの代替的なやり方が存在することに留意すべきである。従って、本発明の実施例は、説明的なものであって、限定的なものと考えられるべきではない。かつ、本発明は、ここにおいて示された細目に限定されるべきものではなく、添付の特許請求の範囲および均等物の範囲内で変形され得るものである。
【００８８】
当業者であれば、本発明の根底にある主旨から逸脱することなく、上述の実施例に係る細目に対して多くの変形がなされ得ることが理解されよう。本発明の範囲は、従って、以降の特許請求の範囲によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００８９】
１００  異種ネットワーク
１１０  マクロ無線基地局（マクロｅＮＢ）
１２０  マクロユーザ
１３０  カバレージエリア
１４０  フェムトリソースブロック
４００  ネットワーク
４１０  マクロステーション
４１２  フェムトステーション
４２０  マクロカバレージエリア
４２２  フェムトカバレージエリア
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
2016077017000001.pdf