(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクラスタにグループ化された複数のノードを有する無線ネットワークで用いられる、干渉を軽減する方法であって、
前記無線ネットワークは、複数のサブチャンネルに分割可能な周波数を有し、
前記ノードによる無線通信での使用のため、１又は複数のサブチャンネルが割り当て可能であり、
前記方法は、
（ａ）前記クラスタの１つを選択する段階、
（ｂ）前記選択されたクラスタ内のノードの１つを選択する段階、
（ｃ）前記選択されたクラスタ内の選択されたノードが、無線通信に必要な数のサブチャンネルを見付ける段階、
（ｄ）前記選択されたノードが、サブチャンネルを監視し、前記割り当て可能な１又は複数のサブチャンネルのそれぞれで他のノードから受けた干渉を表す受けた干渉のレベルを求め、及び前記受けた干渉のレベルに基づき、前記割り当て可能な１又は複数のサブチャンネルのうちの少なくとも１つのサブチャンネルの組み合わせを決定する段階、
（ｅ）前記選択されたノードが、前記サブチャンネルの組み合わせを用いることにより前記他のノードに引き起こすと予測される干渉を表す与えた干渉のレベルを求める段階、
（ｆ）前記選択されたノードが、前記受けた干渉のレベルと前記与えた干渉のレベルとに基づき、無線通信に前記サブチャンネルの組み合わせを用いるか否かを決定する段階、
（ｇ）前記選択されたクラスタ内に未だ選択されていない別のノードがある場合に、段階（ｂ）に戻り、前記ノードの中から別のノードを選択する段階、及び
（ｈ）前記選択されたクラスタ内の全てのノードが既に選択されていた場合に、段階（ａ）に戻り、前記クラスタの中から別のクラスタを選択する段階、を有する方法。
【請求項２】
段階（ｅ）は、
最初のノードが、前記無線ネットワークを介してテスト信号を送信する段階、及び
前記他のノードが、前記テスト信号により引き起こされる干渉を測定し、前記サブチャンネルの組み合わせで前記他のノードが受ける干渉に関する情報を生成する段階、を有する、請求項１記載の干渉を軽減する方法。
【請求項３】
前記他のノードは、前記他のノードが受ける干渉に関する情報を、前記選択されたノードへ個々に送信し、及び
前記選択されたノードは、前記情報を照合することにより、前記与えた干渉のレベルを求める、請求項２記載の干渉を軽減する方法。
【請求項４】
段階（ｆ）は、
段階（ｄ）と（ｅ）で求めた前記受けた干渉のレベルと与えた干渉のレベルが予め格納された受けた干渉のレベルと与えた干渉のレベルに対して特定の範囲内であるか否かに基づき、前記サブチャンネルの組み合わせを用いると決定する段階、及び
前記サブチャンネルの組み合わせが用いられる場合に、前記選択されたノードが、前記新たに求めた受ける干渉のレベルと与えた干渉のレベルとを、前記予め格納された値に代えて格納する段階、を有する、請求項１記載の干渉を軽減する方法。
【請求項５】
段階（ｃ）で、前記必要な数が、前記選択されたノードにより既に用いられている既存のサブチャンネルの数を超えていない場合に、段階（ｄ）乃至（ｆ）はスキップされ、前記選択されたノードは、無線通信のために、前記既存の数のサブチャンネルの組み合わせを用いる、請求項１記載の干渉を軽減する方法。
【請求項６】
段階（ｄ）で、前記選択されたノードは、それぞれ前記必要な数のサブチャンネルを有する複数の可能なサブチャンネルの組み合わせについて前記受けた干渉のレベルを測定することにより、前記受けた干渉のレベルを最小にするサブチャンネルの組み合わせを求める、請求項１記載の干渉を軽減する方法。
【請求項７】
段階（ｄ）で、前記選択されたノードは、それぞれ前記必要な数のサブチャンネルを有する複数の可能なサブチャンネルの組み合わせについて前記受けた干渉のレベルを測定することにより、前記受けた干渉のレベルの小さい順に前記可能なサブチャンネルの組み合わせをランク付けする、請求項１記載の干渉を軽減する方法。
【請求項８】
段階（ｈ）は、前記ノードの全てが選択された後に、前記クラスタ内の全体の干渉のレベルを決定する段階、を更に有し、
前記全体の干渉のレベルは、前記クラスタのリーダー・ノードにより決定され、
前記リーダー・ノードは、前記全体の干渉のレベルが第１の所定の閾値を超えていると決定した場合に、ネットワーク内の他のクラスタに干渉の限界状態を知らせる、請求項１記載の干渉を軽減する方法。
【請求項９】
前記リーダー・ノードは、他のクラスタのリーダー・ノードに、それぞれのクラスタを結合し、結合されたクラスタの両方に対し前記干渉を軽減する方法を実行するよう要求する段階、を更に有する請求項８記載の干渉を軽減する方法。
【請求項１０】
無線ネットワークで干渉を軽減する方法であって、
前記無線ネットワークでは、複数のノードは、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで定められた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記ノードは、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定されたノードと、前記リーダーとの通信に割り当てられたノードとを有し、
前記方法は、
各クラスタのリーダーが、同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内のノードにより少なくとも一部が引き起こされる、前記クラスタ内の干渉のレベルを監視する段階、
前記干渉のレベルが何れかのクラスタの所定の第１のレベルを超えている場合に、前記クラスタのリーダーは、結合されたクラスタ内の干渉のレベルを前記第１のレベルより下に減少させるために、別のクラスタのリーダーに、それぞれのクラスタを結合するよう要求し、
前記干渉のレベルが何れかのクラスタの所定の第２のレベルより低い場合に、前記クラスタのリーダーは、前記クラスタを２つに分割し、前記割り当てられたノードの１つを前記分割したクラスタの１つのリーダーとして指定する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの無線ネットワークを有する通信システムに関する。より詳細には、本発明は、ネットワーク・ノード（無線エンティティ又は通信機）がスペクトル割り当てを目的として複数のグループ又は「クラスタ」に編成される無線ネットワークにおける干渉の軽減に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークでは、ネットワークの通信機器は、一般に同一の伝送媒体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（サブチャンネルとも称され、「チャンク」を形成するために時分割されてよい）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】
共有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）を有する無線ネットワークを考える。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、ユーザー機器、又はＵＥ）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、干渉に影響を与えうる。伝送電力が干渉に与える影響を検討すると、ＢＳは、異なる伝送電力レベルを用いる多数の別個のサブチャンネルを割り当て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うる。別の重要な要因は、２つの隣接するサブチャンネルの間の干渉リークである。電気通信システムでは、実際の解決法は、このようなリークを低減する保護周波数帯を導入することであるが、ＢＳに割り当てられたサブチャンネルの配置は干渉に影響を与えうる。干渉に関係のある他の重要な要因は、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であってよい。干渉の影響は、「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の全体的な低下でありうる。従って、このようなネットワーク内のＢＳ、特に他のＢＳ間より物理的に比較的互いに近くに位置するＢＳへのスペクトル割り当てを管理することが望ましい。この目的のため、ネットワーク内の複数のＢＳを関連付けるために「クラスタ」の概念（以下を参照のこと）が用いられてよい。クラスタ内のＢＳは、通常、常にではないが、ネットワークの単一の地理的領域内に存在する。
【０００５】
クラスタのＢＳへのスペクトル割り当ては、比較的小規模な局所的な処理である。しかし、このようなスペクトル割り当ては、ネットワークのレベル又はネットワーク間のレベルで実行されている更に高レベルの割り当てを有するスペクトル割り当て手順の階層の一部と考えられる。これは、特に、複数の無線ネットワークが共存する、換言すると隣接する又は重なり合う地理的領域内で及び周波数で同時に動作する場合である。このような複数のネットワークは、対象となる地理的領域内の無線通信システム全体又は全部の一部であると考えられる。このような複数のネットワークを共存させ、複数のネットワークが自らを調整するために、当該ネットワークの能力を向上させる努力、例えば所謂ＷＩＮＮＥＲプロジェクトが現に行われている。
【０００６】
ＷＩＮＮＥＲで用いられる「ゲートウェイ」の概念は、本発明に関係する。従って、共存ネットワークの概念が背景情報により簡単に説明される。
【０００７】
図１は、複数のネットワークが調整されうる１つの方向を示す。ここで、全体のシステムは、多数の無線ネットワーク（本願明細書では、無線アクセス・ネットワーク又はＲＡＮと称される）ＲＡＮ１、ＲＡＮ２、及びＲＡＮ３を有する。各無線ネットワークは、より高位の基幹ネットワークＣＮ６から、標準的にはＩＰネットワークを介して、個々の無線ネットワークへアクセスすることを目的として、ゲートウェイＧＷを有する。例えばＷＩＮＮＥＲで提案されたように、ＧＷは長期間のスペクトル割り当て（以下を参照のこと）及び自身のネットワーク内の少なくとも一部の無線資源管理（ＲＲＭ）を担う。１つのＧＷが各無線ネットワークに割り当てられると仮定する。
【０００８】
各無線ネットワークは、図中にＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３により例示された１又は複数の基地局（ＢＳ）も有する。各基地局は、少なくとも１つのＧＷと接続される。各ＢＳ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）してよい。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。基地局とユーザー端末の両方が１又は複数のネットワークを介して信号を送信又は受信するので、基地局及びユーザー端末は、以下では屡々纏めて通信機と称される。以下に詳細に説明されるように、基地局及びそれらのＵＥは、スペクトル割り当てのために、１又は複数の隣接する又は隣接しないセルに渡り広がる「クラスタ」にグループ化されてよい。
【０００９】
ＣＮ、ＧＷ、及びＢＳ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ってよい。図１中に矢印で示されたように、後述されるように例えば長期間（ＬＴ）のスペクトル割り当てを目的として、ＧＷはＧＷ同士で通信する。或いは、後述されるように例えば特に短期間（ＳＴ）のスペクトル割り当てを目的として、ＢＳはＢＳ同士で通信する。ＢＳとＵＥから受信との間の通信は、標準的に無線接続を介する。
【００１０】
ＣＮは、例えばＩＰネットワークを介して分散される。ＩＰネットワークは、例えばインターネットを含んでよい。３つのネットワーク（ＲＡＮ）が図１中に示されるが、ネットワークは如何なる数の当該ＲＡＮを有してもよい。同様に、各無線ネットワークは、如何なる数のＧＷ、ＢＳ、及びＵＥを有してもよい。ＵＥは移動可能であってよく、あるＢＳのセルから別のＢＳのセルへ、更にはあるＲＡＮから別のＲＡＮへと移動する。ＢＳは、特定の無線ネットワークに専用であってよく、又は無線ネットワーク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ＢＳは、例えば２つの無線ネットワークのために同時に機能してよい。図１の無線ネットワークは同一の構成機器を有するが、当該無線ネットワークは異なる無線アクセス技術を用いてもよい。標準的に、異なるネットワークは、異なる移動体ネットワーク事業者により稼働されてよい。異なるネットワーク及びＢＳは、別個の地理的サービス領域を有してよく、又は複数の完全に重なり合うサービス領域を有してもよい。例えば、ある無線ネットワークは、他の無線ネットワークの基地局を同一の場所若しくは同一の筐体内に設置することにより、他の無線ネットワークと効率的に同一場所に配置されてよい。
【００１１】
以上は、一般的な種類の無線ネットワークの一例に過ぎない。本願明細書では、無線ネットワークという用語は、無線センサー・ネットワーク（ＷＳＮ）も包含する。無線センサー・ネットワークでは、ノードはある種のセンサーであり、少なくとも送信機として動作する（及び屡々受信機として動作する）。このようなネットワークでは、「シンク」と称されるエンティティは、センサーから情報を収集し、無線ネットワークの基地局と類似した役割を担う。無線センサー・ネットワークの１つの特殊な形態は、所謂ボディ・エリア・ネットワーク（ＢＡＮ）である。ＢＡＮでは、医療パラメータ又は身体的活動を監視することを目的として、センサーが生体上若しくは生体内の１又は複数の位置に配置される。ＢＡＮの２つの形態に、病院及び他の健康関連用途で用いられるＭＢＡＮ又は医療ＢＡＮ、及び例えばセキュリティ用途にも拡張される無線ＢＡＮ又はＷＢＡＮがある。
【００１２】
「干渉温度（interference  temperature）」の概念は、ＢＳ及び／又はＵＥのクラスタのようなネットワーク・ノード間の干渉を管理するために用いられる。この概念は、干渉を引き起こしている送信機における干渉レベルではなく、影響を受けている受信機における干渉レベルが、他のネットワークに与えられる伝送の影響を決定するために重要である、という事実を用いる。所与の受信機における干渉全体を制限するために、送信機に、既に他の送信機に割り当てられた周波数帯（サブチャンネル又はチャンク）で動作させ、同時に受信機を不要な干渉から保護することが可能である。実際には、各送信機が、当該送信機の放射が所与の受信機における干渉温度にどのように影響を与えるかを推定するために必要な情報を取得することを期待するのは現実的ではない。しかしながら、「干渉温度」の概念は、受信機及び受信機のグループ（例えば、クラスタ）により特定の周波数帯で生じる干渉のレベルを分類するのに役立つ。
【００１３】
上述のように干渉の可能性がある場合、干渉管理は、以下では干渉軽減とも称されるが、無線ネットワークにおいて、効率的な共有を可能にするため、及びＢＳとクラスタとの間のスペクトルの利用を可能にするために重要である。しかしながら、スペクトル割り当てが条件の変化に応じて迅速に変化することを可能にする分散管理への要望と、クラスタ間及びネットワーク間の調整を保証する集中管理の必要性とは、対立する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、ネットワーク・ノード（無線エンティティ又は通信機）がスペクトル割り当てを目的として複数のグループ又は「クラスタ」に編成される無線ネットワークにおける干渉を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様によると、複数のクラスタにグループ化された複数のノードを有する無線ネットワークで用いられる、干渉を軽減する方法が提供される。前記無線ネットワークは、複数のサブチャンネルに分割可能な周波数を有し、前記サブチャンネルは、前記ノードによる無線通信での使用のため、如何なる所望の組み合わせに割り当て可能である。前記方法は、
（ａ）前記クラスタの１つを選択する段階、
（ｂ）前記選択されたクラスタ内のノードの１つを選択する段階、
（ｃ）前記選択されたクラスタ内の選択されたノードが、無線通信に必要な数のサブチャンネルを見付ける段階、
（ｄ）前記選択されたノードが、サブチャンネルを監視し、前記サブチャンネルのそれぞれで他のノードから受けた干渉を表す受けた干渉のレベルを求め、及び前記受けた干渉のレベルに基づき、少なくとも１つの前記必要な数のサブチャンネルの組み合わせを決定する段階、
（ｅ）前記選択されたノードが、前記サブチャンネルの組み合わせを用いることにより前記他のノードに引き起こされると予測される干渉を表す与えた干渉のレベルを求める段階、
（ｆ）前記選択されたノードが、前記受けた干渉のレベルと前記与えた干渉のレベルとに基づき、無線通信に前記サブチャンネルの組み合わせを用いるか否かを決定する段階、
（ｇ）前記選択されたクラスタ内に未だ選択されていない別のノードがある場合に、段階（ｂ）に戻り、前記ノードの中から別のノードを選択する段階、及び
（ｈ）前記選択されたクラスタ内の全てのノードが既に選択されていた場合に、段階（ａ）に戻り、前記クラスタの中から別のクラスタを選択する段階、を有する。
【００１６】
上述の方法では、段階（ｅ）は、第１のノード（クラスタの一時的な「リーダー」と考えられる）が、クラスタ内の他のノードに、サブチャンネルの組み合わせで当該他のノードが受ける干渉に関する情報を提供するよう要求する段階、を有する。
【００１７】
当該他のノードに当該情報を提供させるために、段階（ｅ）は、最初のノードが、前記無線ネットワークを介してテスト信号を送信する段階、及び前記他のノードが、前記テスト信号により引き起こされる干渉を測定し、前記サブチャンネルの組み合わせで受ける干渉に関する情報を生成する段階、を有する。最初のノードは、望ましくは、他のノードに、テスト信号を送信する前に通知してよい。前記他のノードは、前記他のノードが受ける干渉に関する情報を、前記選択されたノードへ個々に送信し、及び前記選択されたノードは、前記情報を照合することにより、前記与えた干渉のレベルを求めてよい。
【００１８】
段階（ｆ）は、段階（ｄ）と（ｅ）で求めた前記受けた干渉のレベルと与えた干渉のレベルが予め格納された受けた干渉のレベルと与えた干渉のレベルに対して特定の範囲内であるか否かに基づき、前記サブチャンネルの組み合わせを用いると決定する段階、及び前記サブチャンネルの組み合わせが用いられる場合に、前記選択されたノードが、前記新たに求めた受ける干渉のレベルと与えた干渉のレベルとを、前記予め格納された値に代えて格納する段階、を有する。
【００１９】
段階（ｃ）で、前記サブチャンネルの組み合わせの所望の数が、前記選択されたノードにより既に用いられている既存のサブチャンネルの数を超えていない場合に、段階（ｄ）乃至（ｆ）はスキップされ、前記選択されたノードは、無線通信のために、前記既存の数のサブチャンネルの組み合わせを用いる。
【００２０】
段階（ｄ）で、前記選択されたノードは、望ましくは、前記所望の数のサブチャンネルの複数の可能な組み合わせで、前記受けた干渉のレベルを測定することにより、前記サブチャンネルの組み合わせを決定し、前記受けた干渉のレベルを最小にする組み合わせを求める。段階（ｄ）は、必要な数の複数の可能なサブチャンネルの組み合わせで受けた干渉のレベルを測定する段階、及び前記可能な組み合わせを受けた干渉のレベルの少ない順にランク付けする段階、を有してよい。次に、段階（ｆ）は、最初に最も高くランク付けされたサブチャンネルの組み合わせで実行されてよい。段階（ｆ）は、当該組み合わせの与えた干渉のレベルが許容可能でないと判断された場合に、段階（ｅ）及び（ｆ）を次にランク付けされた組み合わせで繰り返す段階、を更に有する。選択されたノードは、ランダムに選択されたサブチャンネルの複数の組み合わせで受けた干渉のレベルを測定してよい。又は、選択されたノードは、サブチャンネルの全ての可能な組み合わせで受けた干渉のレベルを測定してよい。
【００２１】
方法は、望ましくは、無線ネットワーク内の送信周期に対応する時間間隔で繰り返される。段階（ａ）は、クラスタ内のノードに割り当てられたシーケンス番号の順に１つのノードを選択する段階を有してよい。また、段階（ｇ）は、シーケンス番号をインクリメントする段階を有してよい。シーケンス番号のノードへの割り当ては、各送信周期の後に変更されてよい。
【００２２】
本発明を実現する方法は、クラスタ外からの干渉も解決する。このために、段階（ｈ）は、全てのノードが選択された後に、全体の干渉のレベルを決定する段階、を更に有してよい。望ましくは、全体の干渉のレベルは、クラスタのリーダー・ノード（例えば、上述の現在選択されている、又は「最初の」ノード）により決定される。リーダー・ノードは、全体の干渉のレベルが第１の所定の閾を超えている場合には、ネットワーク内の他のクラスタに、深刻な干渉状態を通知する。  当該通知を行うために、前記リーダー・ノードは、他のクラスタのリーダー・ノードに、それぞれのクラスタを結合し、結合されたクラスタの両方に対し前記干渉を軽減する方法を実行するよう要求する。クラスタ内の各ノードがシーケンス番号を割り当てられた場合、前記クラスタを結合する段階は、結合されたクラスタに基づきシーケンス番号を再割り当てすることにより、及び結合されたクラスタ内のリーダー・ノードの１つを結合されたクラスタのリーダーとして選択することにより、達成される。
【００２３】
上述の方法でクラスタを結合した後に、第１の態様による処理は、拡張されたクラスタに対して繰り返され、全体の干渉を危機的でないレベル又は「コールド」レベルまで低減するよう改善する。
【００２４】
本発明の第２の態様によると、無線ネットワークで干渉を軽減する方法が提供される。前記無線ネットワークでは、複数のノードは、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで定められた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記ノードは、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定されたノードと、前記リーダーとの通信に割り当てられたノードとを有する。前記方法は、各クラスタのリーダーが、同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内のノードにより少なくとも一部が引き起こされる、前記クラスタ内の干渉のレベルを監視する段階、前記干渉のレベルが前記クラスタの何れかの所定の第１のレベルを超えている場合に、前記クラスタのリーダーは、結合されたクラスタ内の干渉のレベルを前記第１のレベルより下に減少させるために、別のクラスタのリーダーに、それぞれのクラスタを結合するよう要求し、前記干渉のレベルが前記クラスタの何れかの所定の第２のレベルより低い場合に、前記クラスタのリーダーは、前記クラスタを２つに分割し、前記割り当てられたノードの１つを前記分割したクラスタの１つのリーダーとして指定する。
【００２５】
前述のように、１つのクラスタを２つに分離することは、本発明を実現する方法で可能である。クラスタのリーダーは、段階（ｈ）で全体の干渉のレベルが第２の所定の閾より低いと決定した場合に、他クラスタ内のノードに、２以上のクラスタに分割するよう指示してよい。その後、直ぐに、干渉を軽減する方法が、分割された個々のクラスタに対し実行される。
【００２６】
一方で、上述の段階（以下の詳細な説明では動作の「第１の段階」）は、十分に干渉を低減しなくてもよい。このため、動作の第２の段階が読み出される。結合されたクラスタに上述の方法を実行した後に、全体の干渉のレベルが依然として第１の所定の閾を超えている場合には、リーダー・ノードは、この事実を無線ネットワークのネットワーク・マネージャーに報告する。その後直ぐに、ネットワーク・マネージャーは、中央集中型のサブチャンネル割り当て手順を実行する。
【００２７】
本発明の第３の態様によると、無線ネットワークで干渉を軽減する方法が提供される。前記無線ネットワークでは、複数のノードは、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで定められた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記ノードは、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定され前記無線ネットワークのネットワーク・マネージャーと通信するノードとを有し、前記方法は、
（ａ）各クラスタのリーダーが、無線通信のために同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内のノードにより少なくとも一部が引き起こされる、前記クラスタ内の干渉のレベルを監視する段階、
（ｂ）前記干渉のレベルが何れかのクラスタの所定の第１のレベルを超えている場合に、前記クラスタのリーダーは、１又は複数の他のクラスタのリーダーと通信することにより、前記干渉を低減する段階、
（ｃ）段階（ｂ）の後に、前記干渉のレベルが依然として前記所定のレベルを超えている場合に、前記リーダーは、前記ネットワーク・マネージャーに、前記クラスタ内のサブチャンネルの割り当てを調整することにより中央で集中的に干渉を軽減する処理を実行するよう要求する段階、を有する。
【００２８】
ここで、段階（ｂ）は、リーダーが、上述のように自身のクラスタを別のクラスタと結合することにより、干渉のレベルを低減することを試みる段階、を有してよい。しかしながら、結合のための如何なる適切なクラスタも存在しない場合には、又はクラスタを結合した結果、干渉のレベルが所定のレベルまで低減されなかった場合には、リーダーは段階（ｃ）に進む。
【００２９】
望ましくは、段階（ｃ）は、
（ｃ１）前記ネットワーク・マネージャーが、各クラスタ内の各ノードの無線通信に必要なデータに関する情報を要求する段階、
（ｃ２）前記ネットワーク・マネージャーが、前記必要なデータに基づき、各ノードへの可能なサブチャンネルの割り当てを求める段階、
（ｃ３）前記ネットワーク・マネージャーが、前記可能なサブチャンネルの割り当てを複数の見込みサブチャンネルの組み合わせと統合し、各組み合わせから生じる干渉のレベルを予測し、予測した干渉のレベルが最小の組み合わせを選択する段階、及び
（ｃ４）前記ネットワーク・マネージャーが、前記リーダーに、前記サブチャンネルの選択された組み合わせを知らせる段階、を有する。
【００３０】
段階（ｃ４）の後に、リーダーは、開始点としてサブチャンネルの選択された組み合わせを用い、短期間に割り当てられたノードの間で動的サブチャンネル割り当てを実行してよい。望ましくは、ネットワーク・マネージャーにより実行された中央集中型の干渉を低減する処理は、動的サブチャンネル割り当てよる長期間のスペクトル割り当てを含む。
【００３１】
各ノードの必要なデータに関する情報は、各ノードのバッファ占有状態を含む。段階（ｃ１）は、ネットワーク・マネージャーが各ノードの現在の送信電力レベルに関する情報を要求する段階、を更に有してよい。また、段階（ｃ１）は、各ノードから他のノードへの経路損失に関する情報を得る段階、を有してよい。経路損失に関する情報は、予め測定により得られてよく、ネットワーク・マネージャーのメモリーに格納されてよい。一部のノードが移動体である場合には、段階（ｃ１）は、ネットワークが、例えば無線信号について到着時間差の計算を実行することにより、移動体ノードの現在の位置に関する情報を得る段階、を更に有してよい。或いは、各移動体ノードは、自身の現在の位置に関する情報を供給する測位システムへアクセスする。
【００３２】
各ノードは、ネットワーク・マネージャーと通信し、要求された情報をネットワーク・マネージャーに直接に提供する。或いは、各ノードは、要求された情報をリーダーへ提供し、リーダーは、ネットワーク・マネージャーに自身のクラスタの要求された情報を通知する。ノードは、無線接続を介してシグナリング情報を送信してよい。このような接続は、無線ネットワークを含むが必ずしも無線ネットワークに限定されない。
【００３３】
上述の「ノード」は、基地局又はＵＥであってよい。無線ネットワークは、セルラー方式の移動体通信システム、例えばＷＩＮＮＥＲネットワークであってよい。当該無線ネットワークでは、ゲートウェイの形式であるネットワーク・マネージャーは、長期間及び短期間のスペクトル割り当てを実行する。また、当該無線ネットワークでは、各クラスタは、長期間及び短期間のスペクトル割り当てより短い時間的尺度でノードにサブチャンネルを割り当てる動的無線チャンネル割り当て処理を実行する。
【００３４】
或いは、無線ネットワークは、無線センサー・ネットワークであり、場合によってはボディ・エリア・ネットワークを含む。ボディ・エリア・ネットワークでは、ノードは少なくともネットワーク内で送信機として動作するセンサーを有する。無線センサー・ネットワークは、ＲＦＩＤ装置をノードとして有してよい。
【００３５】
本発明の第４の態様によると、複数のクラスタにグループ化された複数の通信機を有する無線ネットワークが提供される。前記無線ネットワークは、複数のサブチャンネルに分割可能な周波数を有し、
前記サブチャンネルは、前記通信機による無線通信での使用のため、如何なる所望の組み合わせに割り当て可能であり、
前記ネットワークは、クラスタのそれぞれ及び各クラスタ内の前記通信機のそれぞれを順々に選択する選択手段を有し、
各通信機は、制御手段を設けられ、
前記制御手段は、
（ａ）前記通信機が現在選択されているクラスタの構成要素であると決定する段階、
（ｂ）前記通信機が前記選択されているクラスタ内の現在選択されている通信機であると決定する段階、
（ｃ）無線通信に必要な数のサブチャンネルを求める段階、
（ｄ）前記サブチャンネルを監視し、前記サブチャンネルのそれぞれで他の通信機から受けた干渉を表す受けた干渉のレベルを求め、及び前記受けた干渉のレベルに基づき、前記必要な数のサブチャンネルのうちで少なくとも１つの組み合わせを決定する段階、
（ｅ）前記サブチャンネルの組み合わせを用いることにより前記他の通信機に引き起こされると予測される干渉を表す与えた干渉のレベルを求める段階、及び
（ｆ）前記受けた干渉のレベルと前記与えた干渉のレベルとに基づき、無線通信に前記サブチャンネルの組み合わせを用いるか否かを決定する段階、を実行する。
【００３６】
本発明の第５の態様によると、無線ネットワークが提供される。前記無線ネットワークでは、複数の通信機は、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで定められた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記通信機は、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定された通信機と、前記リーダーとの通信に割り当てられた通信機とを有し、
前記通信機のそれぞれは、
前記通信機が前記リーダーとして指定されると、同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内の通信機により少なくとも一部が引き起こされる、自身のクラスタ内の干渉のレベルを監視する監視手段、
前記干渉のレベルを所定の第１のレベル及び所定の第２のレベルと比較し、前記所定の第１のレベルを超えている場合に、前記クラスタが高い干渉状態にあることを宣言し、前記所定の第２のレベルを超えていない場合に、前記クラスタが低い干渉状態にあることを宣言する比較手段、及び
前記高い干渉状態であることに応じ、結合されたクラスタ内の干渉のレベルを前記第１のレベルより下に減少させるために、別のクラスタのリーダーに、それぞれのクラスタを結合するよう要求し、前記低い干渉状態であることに応じ、自身のクラスタの別の通信機に自身のクラスタから分離された新たなクラスタのリーダーになるよう要求するシグナリング手段、を有する。
【００３７】
本発明の第６の態様によると、無線ネットワークが提供される。前記無線ネットワークでは、複数のノードは、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで割り当てられた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記ノードは、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定され前記無線ネットワークのネットワーク・マネージャーと通信するノードを有し、
各クラスタのリーダー・ノードは、
無線通信のために同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内のノードにより少なくとも一部が引き起こされる、前記クラスタ内の干渉のレベルを監視する監視手段、  監視された前記干渉のレベルを所定のレベルと比較する比較手段、
前記クラスタは前記監視された干渉のレベルが前記所定のレベルを超えている干渉状態にあると、前記比較手段が決定した場合に、１又は複数の他のクラスタとスペクトルの割り当てを調整するクラスタ調整手段、及び
前記調整手段が前記干渉状態の解決に失敗した場合に、中央で集中的に干渉を軽減するよう要求する要求手段、を有し、
前記ネットワーク・マネージャーは、制御手段を有し、前記制御手段は、前記クラスタの間でサブチャンネルの割り当てを調整することにより中央で集中的に干渉を軽減する処理を実行し、前記干渉を解決する。
【００３８】
本発明の更なる態様によると、上述のシステムでの使用に適したネットワーク・マネージャーが提供される。
【００３９】
以上では、用語「無線ネットワーク」は、固定又は移動体ノード（標準的には、通信機であるが、場合によっては送信機又は受信機も含む）を含む如何なる種類の無線通信システムも含む。このような無線ネットワークの例は、ＷＩＮＮＥＲで提案されたＯＦＤＭに基づくシステムであってよい。当該システムでは、スペクトル割り当ては、「チャンク」の観点から行われる。各チャンクは、多数のＯＦＤＭシンボル及び多数の隣接するサブキャリアを有する方形の空間・時間領域を有する。このようなシステムでは、データ送信は、「フレーム」の時間単位で生じる。各フレームは、多数のチャンクを有する。別の例として、上述のボディ・エリア・ネットワーク又はＢＡＮがある。
【００４０】
「周波数スペクトル」は、無線周波数、又は通信に適した電磁放射の如何なる他の周波数範囲、例えば電磁スペクトルの無線周波数範囲を意味する。更に又は代案として、ネットワークは、例えばマイクロ波の周波数範囲内で動作してよい。スペクトルの少なくとも一部は、ネットワークのクラスタ間で共通であるか又は共有されてよいので、結果として干渉の可能性を生じる。
【００４１】
「サブチャンネル」は、主に利用可能な周波数スペクトルを周波数軸に沿って再分割したものを意味する。しかしながら、この分割は、通常、時間に基づいても、場合によっては（特に複数のアンテナが用いられる場合に）空間に基づいても行われる。従って、用語「サブチャンネル」は、無線ネットワークの利用可能な無線資源の如何なる再分割することも意味するとして広義に解釈される。
【００４２】
用語「ノード」は、ネットワーク内で無線通信を実行可能な無線機器、換言するとネットワーク内の如何なる無線エンティティに関する。少なくとも、このようなノードは、少なくともデータをネットワーク・マネージャーへ送信可能である。通常、ノードは、情報の受信と送信の両方が可能な通信機である。また標準的に、これらのノードは、移動体通信システム内の基地局である。
【００４３】
本発明の別の態様は、上述の何れかの方法で用いる通信機を提供する。
【００４４】
別の構成では、ノードは、タグ若しくはタグ・リーダーのようなＲＦＩＤ装置、又はシンク、又は無線センサー・ネットワークの基地局であってよい。更に別の構成では、上述のＢＡＮのシステムを構成する、静止している又は移動している人間又は動物の体のグループでは、ノードは、監視されている個々の体にある、又は当該体の中にあるセンサーであってよい。当該体のそれぞれは、標準的に個々にＢＡＮを有している。
【００４５】
上述の態様のノードが基地局である場合には、当該基地局は、当該基地局と接続される如何なるユーザー端末へも資源を再割り当てる。この再割り当ては、本発明と独立して進められてよい。しかしながら、用語「ノード」は、ネットワーク・マネージャーと直接に通信する十分な機能を有している場合には、ユーザー端末自体、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、ＲＦＩＤタグ／ノード、又は無線センサー・ノードを表してもよい。
【００４６】
用語「ネットワーク・マネージャー」は、ネットワーク内の如何なる管理エンティティ、例えばＷＩＮＮＥＲで提案されたようなゲートウェイ（ＧＷ）も包含する。通常、１つのネットワーク・マネージャーのみが設けられる。しかしながら、非常に広域なネットワーク（例えば、国境に渡り延在する設置面積を有するネットワーク）は、複数のマネージャーを有してよい。
【００４７】
更なる態様では、ソフトウェアが提供される。当該ソフトウェアは、１又は複数のネットワークで接続されたプロセッサーにより実行されると、上述のネットワーク・マネージャー又は通信機（例えば、ＢＳ又はＵＥ）を提供する。ソフトウェアは、コンピューター可読媒体に記録されてよい。
【００４８】
例として、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】複数のＲＡＮを包含するＬＴ及びＳＴのスペクトル割付を示す。
【図２】スペクトルの折衝及び管理のための４段階の階層構造を示す。
【図３】セルのレベルでの動的チャンネル割り当て及び干渉軽減を示す図である。
【図４】スペクトルを割り当てる目的で、ＢＳがどのようにクラスタに編成されるかを示す。
【図５】本発明を実施する方法の第１の段階の例を示し、ネットワークのノードとして動作するＢＳによる分散型サブチャンネル割り当てを含む。
【図６】本発明を実施する方法の第１の段階の別の例を示し、ネットワークのノードとしてＵＥを含む。
【図７】干渉についてサブチャンネルを検査する処理を示す。
【図８】本発明を実施する方法の第１の段階のステップのタイミング図を示す。
【図９】無線ネットワーク内の所謂ホット及びコールド・クラスタを示す。
【図１０】無線ネットワーク内の所謂ホット及びコールド・クラスタを示す。
【図１１】図１０に示された２つのクラスタを結合することにより形成される結合クラスタを示す。
【図１２Ａ】本発明を実施する方法の第１の段階の効果をシミュレートした結果を示し、第１の段階を実行する前の干渉の状況を示す。
【図１２Ｂ】本発明を実施する方法の第１の段階の効果をシミュレートした結果を示し、第１の段階が完了した後の状況を示す。
【図１３Ａ】本発明を実施する方法の第１の段階の効果をシミュレートした結果を示し、第１の段階を実行する前の干渉の状況を示す。
【図１３Ｂ】本発明を実施する方法の第１の段階の効果をシミュレートした結果を示し、第１の段階が完了した後の状況を示す。
【図１４】本発明を実施する方法の第１の段階が、どのように集中型サブチャンネル割り当てを含む第２の段階に関係するかを示す。
【図１５】本発明を実施する方法の第２の段階が開始される状況を示す。
【図１６】本発明を実施する方法の第２の段階が開始される状況を示す。
【図１７】第１の段階と第２の段階との間の時間的な関係を示す。
【図１８】クラスタ内のＵＥを示し、ゲートウェイがどのようにあるＵＥから他のＵＥへの経路損失を推定するかを示す。
【図１９】本発明を実施する方法の第２の段階の第１のステップを示す。
【図２０】第２の段階の第２のステップを示す。
【図２１】第２の段階の別のステップに関連する可能なサブチャンネル割り当てを示す。
【図２２】本発明を実施する方法の第２の段階で実行される更なるステップを示す。
【図２３】第２の段階のステップのタイミング図を示す。
【図２４Ａ】本発明を実施する方法の第２の段階の性能を評価するためのシミュレーション結果を示す。
【図２４Ｂ】本発明を実施する方法の第２の段階の性能を評価するためのシミュレーション結果を示す。
【図２５】図２４Ａ及び２４Ｂに示されたシミュレーションで試されたランダムなチャンネル割り当てと総干渉レベルとの関係のグラフである。
【図２６Ａ】本発明を実施する方法の第２の段階の性能を評価するための更なるシミュレーション結果を示す。
【図２６Ｂ】本発明を実施する方法の第２の段階の性能を評価するための更なるシミュレーション結果を示す。
【図２７】図２６Ａ及び２６Ｂに示されたシミュレーションで試されたランダムなチャンネル割り当てと総干渉レベルとの関係のグラフである。
【図２８】本発明が適用される別の種類の無線ネットワークである、無線センサー・ネットワークの図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
近年の無線ネットワークにおける効率的な干渉制御は、ネットワーク全体の一層良好なＱｏＳを実現する主要な技術である。無線ネットワークにおける分散型干渉制御及び分散型動的チャンネル割り当ては、遅延が少ない集中型の手法と比較して有利であり、高価な高位の集中型意志決定エンティティの必要がなく、低位層の無線エンティティから高位層の意志決定エンティティへの余分で不経済なシグナリング・オーバーヘッドの必要がない。分散型の手法に伴う問題は、高負荷の場合に、トラヒック受容が無線ネットワーク全体で高まり、多くの重要な衝突が不可避であることである。何故なら、分散されたエンティティは、サブチャンネルの割り当てを決定する際に、必ずしも他の無線エンティティにより行われている決定を知らないからである。結果として、一部の無線サブチャンネルは過負荷になり、深刻な干渉に苦しみ、パケット・データ落ちを生じ、従って無線ネットワークにとって許容できない程のＱｏＳに至る。
【００５１】
上述の問題に鑑み、本発明は、２つの別個の方法又は段階で実行される個々の無線エンティティ（通常は、無線通信システムのＢＳ又はＵＥのような通信機である）へのサブチャンネル割り当てを可能にする。第１の段階は分散型の手法であり、ローカル若しくはクラスタのレベルでの高速且つ動的な分散型若しくは半分散型の干渉管理及び無線チャンネル割り当てを含む。
【００５２】
分散型の手法の利点にも拘わらず、場合によっては、幾つかの状況では分散型の手法は、一部の特定のチャンネルで大きな要求がある場合に、高負荷のかかった状況を処理できない可能性がある。このような状況では、集中型のエンティティなしでは、衝突の解決は不可能である。低位の無線エンティティと集中型のエンティティとの間の高速インターフェースが利用可能な場合には、集中型のエンティティが、標準的にはミリ秒程度の時間で実行される動的チャンネル割り当て処理を必要以上に遅延させることなく、介在することが可能である。
【００５３】
従って、本発明は、更に集中化された手法である第２の段階を設け、場合によっては分散型の動的干渉除去及びチャンネル割り当て処理を支援する、集中型のエンティティ（ネットワーク・マネージャー又は「ゲートウェイ」）による調整を含む。望ましくは、２つの段階の両方が必要に応じて実行されるが、何れかが自動的に採用されてもよい。
【００５４】
上述の段階を詳細に説明する前に、無線ネットワークにおける所与のスペクトル割り当てに関する背景を説明する。関連する時間スケールを理解するために、再び図１を参照する。図示されるように、スペクトルの共有は、ネットワーク若しくはゲートウェイのレベル、及び／又はセル若しくは基地局のレベルで行われてよい。これらの種類又はモードのスペクトの共有は、それぞれ長期間のスペクトル割り当て（ＬＴ割り当て）及び短期間のスペクトル割り当て（ＳＴ割り当て）と称される。スペクトルの共有は、異なる無線ネットワーク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てよい。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の動的な平衡を可能にしうる。結果として、ネットワーク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うる。
【００５５】
望ましくは、如何なるスペクトル共有方式も、通信ネットワークに安定した、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部分（例えば、クラスタ）間のスペクトル要件の変化に迅速に反応する。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）に分割することにより、要求される安定性及び予測可能性は、適度な複雑性を伴って達成される。
【００５６】
図１は、ＬＴ及びＳＴスペクトル割り当てがどのように行われるかを概念的に示す。図１では、ＲＡＮ１からのＢＳ１、ＲＡＮ２からのＢＳ２、ＲＡＮ３からのＢＳ３が、ＳＴスペクトル折衝に従事している。交換されているスペクトル・チャンク（又は他の割り当て）は、共有されたスペクトルの共通プールの一部であるとする。また、各無線ネットワークに専用のスペクトル帯域と異なり、如何なる無線ネットワークも共通プールを用いる優先権を有さないとする。図１（右側）は、ＳＴスペクトル割り当てが、ＬＴスペクトル割り当てでＲＡＮ２に割り当てられた共通プールの一部を、ＲＡＮ２から切り離し、ＲＡＮ３に取らせる例を示す。
【００５７】
以上に基づき、スペクトル折衝及び管理のための４段階は、以下ではスペクトル機能と称され、図２に示される。全ての場合に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。
【００５８】
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、（例えば異なる事業者に属する）無線ネットワークは、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。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。
【００５９】
図２に示される第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）異なる無線ネットワークの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）、理想的には異なる無線ネットワーク間でスペクトルを最大限に利用するよう機能しうる。このように、１つのＲＡＮ事業者が未使用スペクトルを下取りに出し、当該ＲＡＮ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ＲＡＮ事業者自身の加入者に対するＱｏＳを向上しうる。
【００６０】
第２の段階は、上述の短期間（ＳＴ）スペクトル割り当てである。段階２でスペクトル境界に関する決定を行った後に、ＧＷ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うる。
【００６１】
第４の段階は、チャンネル割り当て／無線資源分配と称される。この段階は、どのサブチャンネルがどの無線エンティティに割り当てられるべきかを決定し、分散型の方法で（例えば、基地局により）又は集中型の方法（例えばＧＷにより）の何れかで実行されてよい。第３の段階で（つまり、短期間（ＳＴ）に基づき）決定に至った後、第４の段階で決定が行われ、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。これは図３に示される。ＳＴ割り当ての結果は、個々のサブチャンネルに基づきネットワーク・ノード（この例ではＢＳ）に自由に割り当てるために利用可能なスペクトルのブロックとして示される。申し出が存在する場合に、このチャンネル割り当ては中央集中的に又は分散的に実行されてよい。図３の「空白領域」の語は、（少なくとも所定の時間期間及び領域の範囲で）現在未使用であるため他のノードに割り当てるために利用可能である、利用可能な周波数スペクトルの一部を示す。
【００６２】
図２は、上述の４段階又はスペクトル機能を時間領域で細分化して示す。３つの段階、つまりスペクトル共存及び共有、ＬＴスペクトル割り当て、及びＳＴスペクトル割り当ては、共通スペクトル・プールで利用可能なスペクトルの量を定め、長期間に亘りスペクトルの境界を形成する。一方で、動的チャンネル割り当ては、（例えば、他のセルから借りてきた）ＳＴスペクトル割り当てにより決定された最終的に利用可能なスペクトルを無線サブチャンネルに分割し、どの無線サブチャンネルがどの無線エンティティに割り当てられるかを、ミリ秒程度で高速に、無線チャンネル及びトラフィックの変動に応じて決定する。本発明は、主にスペクトル割り当ての当該第４の段階に関する。しかしながら、記載される本方法は、更に高位の段階に影響を与えてもよい。
【００６３】
次に、図４を参照し、「クラスタ」の概念を説明する。図４は、リード又は主ＢＳ１、及び他の副ＢＳ３、４を有するクラスタ１を示す。更に、クラスタ２は、主ＢＳ２、副ＢＳ５、６、及びクラスタ１と共通して副ＢＳ４を有する。従って、示されるように、１つのＢＳは、同時に１より多いクラスタ又は無線ネットワークに属すことができる。無線ネットワーク内の各ＢＳは標準的に自身のセルを有する。これは、クラスタが通常、１つより多いセルをカバーすることを意味する。一部の方法は、クラスタ間の相互作用、及びクラスタのメンバー間の相互作用に焦点を当てて説明される。明らかなように、クラスタは固定されておらず、例えばＢＳ（ノード）が離脱又は参加するときに時間と共に動的に変化する（特に、第１の段階で説明される）。
【００６４】
本発明の実施例は、クラスタの概念である「リーダー」を用いる。リーダー、つまりＢＳ（又はＵＥ）は、短期間であっても、クラスタに対し全面的に責任を負うとして指定される。この責任は、例えば、クラスタと、ネットワーク・マネージャー又はゲートウェイのような中央エンティティとの間の通信に対する責任を含んでよい。図４では、主ＢＳ１及び主ＢＳ２は、それらそれぞれのクラスタのリーダーであってよい。しかしながら、「リーダー」及び主／副の関係の概念は、単なる抽象的なものである。例えば、クラスタ内のノードの状態は、固定された時間間隔で循環し、各ノードがリーダーを引き受けてよい。
【００６５】
以下の説明では、「レッド」及び「コールド」クラスタ及びサブチャンネルを用いる。これらの語は、上述の干渉温度の概念と関連する。レッド・クラスタは、（少なくとも所与の周波数帯域及び時間期間の間で）許容できないような高いレベルの干渉を受けるクラスタである。より正確には、そのようなクラスタのノードが当該干渉を受ける。コールド・クラスタは、当該クラスタのノードにおいて受ける干渉のレベルが許容可能であるクラスタである。干渉に苦しむネットワーク内のクラスタは、以下で「問題を抱えた」とも表される。上述のように無線ネットワークには種々の干渉源が存在する。焦点を当てるべき１つの重要な干渉源は、比較的近くにある２以上のモードが所与の時間期間で同一のサブチャンネル（の一部）を使用しているときに生じる。クラスタの環境では、２種類の干渉が定められる。つまり、クラスタ・ノードにより互いに与えられる「内部」干渉、及び他のクラスタ内のノードから与えられる「外部」干渉である。
【００６６】
以下に説明される第１の段階の動作は、クラスタ内のノードを調整することにより、及び必要に応じてクラスタを拡張しクラスタ間のサブチャンネル衝突を改善することにより、上述の内部干渉を部分的に軽減することを目的とする。第２の段階は、前述のように、中央エンティティがスペクトル割り当てをネットワークのレベルで調整する段階である。
【００６７】
無線ネットワーク内の通信機の間の干渉に関し、以下に理論的に議論される。以下の議論は、記載される第１及び第２の段階の両方に適用できる。
【００６８】
Ｊ個の通信機ノードを有するノードのネットワークは、固定又は移動体の何れかであり、大きさＬ×Ｌの正方形の領域に均一に分散されていると仮定する。図５（通信機はＢＳである）及び図６（通信機はＵＥである）に示されるように、これらの無線通信機は、互いに直接通信可能である。これら通信機間の通信は、無線（ＯＴＡ）で、又は当該通信機を互いに接続するＩＰ接続を介し行われてよい。通信は、超広帯域（ＵＷＢ）のような他の手段を通じて実現されてよい。
【００６９】
更に、通信機は、サブチャンネルを傾聴し、各無線サブ帯域に関し他の通信機から受けた干渉を測定する。更に、無線サブチャンネルは通信機の間で共有され、及び２つの通信機が同一の無線サブチャンネルを選択した場合には、当該２つの通信機の間の無線チャンネルに依存して両方の通信機に影響がある。
【００７０】
Ｊ個のノードのうち、Ｎ個の通信機がクラスタを形成し、ＢＳ（又は通信機がＵＥの場合にはＵＥ）の各クラスタは、割り当てられたリーダーを有する。クラスタのメンバーへのシーケンス番号の割り当ては、リーダーであるＢＳ（又はＵＥの場合にはリーダーＵＥ通信機）により実行され、ＢＳの場合には、通信機が送信を停止する度に更新される（又は、ＵＥの場合にはクラスタを退去する）。番号付けは、リーダーであるＢＳが常に最も大きいシーケンス番号を得るように行われる。リーダーＢＳ（又はＵＥの場合にはリーダーＵＥ）は、他のクラスタのメンバーへ当該メンバーの新たなシーケンス番号を通知する。最終的に、利用可能なスペクトルの全体がＰ個のサブチャンネルに分割され、各通信機は如何なる瞬間にもＭ個のサブチャンネルで送信しうる。従ってＭ＜Ｐである。
【００７１】
関連する通信機間の相互作用は、以下の干渉関数により特徴付けられる。
通信機ｉ及びｊの両方がｍ番目のサブチャンネルＳｍを介して送信している場合、
ω（ｉ，ｊ，Ｓｍ）＝１    （１）
その他の場合、
ω（ｉ，ｊ，Ｓｍ）＝０
無線サブチャンネルＳｍに対する通信機ｉ、ｊからの干渉は、以下に与えられる。
Ｉｊｉｍ＝ｐｉηｉｊω（ｉ，ｊ，Ｓｍ）、ｍ＝１．．．Ｍ    （２）
Ｍは無線サブチャンネルの数である。ｐｉは通信機ｉに関連付けられた送信電力である。ηｉｊは通信機ｉ及び通信機ｊからの接続に関連付けられた総送信利得である。同様に、通信機ｉと通信機ｊとの間の干渉は以下のように与えられる。
Ｉｊｉｍ＝ｐｉηｊｉω（ｊ，ｉ，Ｓｍ）、ｍ＝１．．．Ｍ    （３）
【００７２】
全ての他の通信機から受けた全干渉γｉは、以下のように定められる。
【数１】
0005104769.tif 000002
【００７３】
通信機ｉにより他の通信機に与えられた全干渉βｉは、以下のように定められる。
【数２】
0005104769.tif 000003
【００７４】
全ての通信機に与えられる全干渉は、以下のように与えられる。
【数３】
0005104769.tif 000004
【００７５】
通信機により処理される総トラフィック負荷は、以下のように与えられる。
【数４】
0005104769.tif 000005
ここで、ｄｋｉは、ｉ番目の基地局のｋ番目のバッファに現在存在するデータ量である。
【００７６】
本発明を実施する方法の第１の段階を以下に説明する。この段階では、クラスタのメンバーは主に他のクラスタのメンバーからの又は当該クラスタのメンバーへの干渉に関係しているが、クラスタ外からの干渉を考慮しうる。第１の段階では、クラスタ内の通信機は、望ましくは、それら通信機が受ける干渉及び以下のように他の通信機に与えうる干渉を交代で考慮する。クラスタ内の各通信機は、シーケンス番号を割り当てられる。以下の一連のステップが実行されてよい。
ステップ１：処理は、シーケンス番号１を有する通信機から開始する。
ステップ２：通信機（シーケンス番号１）は、αｉ又は現在通信機のバッファ内で送信待ちである全データを定める。
ステップ３：通信機は、次に、データ量αｉを、最小数の所要のサブチャンネルＭに割り当てる。
ステップ４：この数が現在占有されているサブチャンネルの数より少ない場合、通信機は、自身が続けて送信するために、新たな更に少ないサブチャンネル数をＭとして採用する。この数が現在占有されているサブチャンネルの数に等しい場合、同数のサブチャンネルが有効である。この数が現在占有されているサブチャンネルの数より多い場合、新たな数がサブチャンネル数として採用される。
ステップ５：新たなサブチャンネル数に対し、現在選択されている通信機は、図７に示されるように、例えば全ての利用可能なＰ個のサブチャンネルのうちのＭ個のサブチャンネルのＧ個のランダムな又は決定的な可能な組み合わせを傾聴する（つまり、現在の干渉レベルを測定する）。それにより、当該通信機は、他の通信機から受ける全干渉γｉを最小化するＰ個のサブチャンネルのうちのＭ個のサブチャンネルの組み合わせを発見する。
【００７７】
サブチャンネル数があまり多くない場合、１つの可能性は、全てのチャンネルを傾聴し、最初に最小の干渉を有するＭ個のサブチャンネルを選択し、次に例えば最良のＨ個のサブチャンネルの組み合わせを試すことである。ここで最良のＨ個のサブチャンネルの組み合わせは、受ける干渉の観点から昇順にランク付けされている。
【００７８】
ステップ６：通信機は、クラスタ内の他の通信機に、当該他の通信機がサブチャンネルの選択された特定の組み合わせで受けている現在の干渉の値を決定するよう要求する。通信機は、次に、当該通信機がサブチャンネルの選択された組み合わせで送信を試みた場合に、他の通信機がどれだけ干渉を受けるかを決定する。これらの組み合わせが高速に（例えば、数ミリ秒以内に）決定され、最新の情報を最大限に利用し、高速に変化する干渉条件に対応する。これらは、ＢＳ又はＵＥの場合にＯＴＡ通信、２つのＢＳの間の高速有線接続、又は例えば図６に示されるような近接するＵＥ間の通信のためのＵＷＢを必要とする。
【００７９】
ステップ７：ステップ６の結果に基づき、現在選択されている通信機は、サブチャンネルの同一の選択された組み合わせにおける全干渉であるθを決定する。通信機は、次に、θ及びγｉを、同数のサブチャンネルに対して予め記録された干渉の値と比較する。θ及びγｉが、予め記録された干渉の値より小さい又は同一の場合には、現在選択されている通信機は、θ及びγｉを、新たな記録値として記録し、この新たなサブチャンネルの組み合わせで送信を開始する。
【００８０】
ステップ８：全てのクラスタのメンバーが検査された場合、制御はステップ９に渡される。その他の場合には、次のクラスタのメンバーの番になり、ステップ２へ戻る。
【００８１】
ステップ９：１つのクラスタの１つのチャンネル割り当て周期が完了すると、全てのクラスタのメンバーは、当該メンバーの現在の干渉レベルを第１のノード（又は同一のノードであってもなくてもよいリーダー）に報告する。当該第１のノードは、クラスタθｆ内の全干渉を決定しようとする。
【００８２】
ステップ１０：公平さを保つため、望ましくは、順番を循環させ、第１の通信機が第２の通信機になるようにする。処理はステップ１に戻り、次のクラスタで別のチャンネル割り当て処理を開始する。
【００８３】
上述のアルゴリズムでは、各ノードがどのように多くのチャンネルのそれぞれを傾聴する（理想的な場合には、全ての可能な組み合わせを監視する）かが、アルゴリズムの性能を決定する。更に、測定を実行するために事前にどれだけ多くの予測が必要かも、提案されたアルゴリズムの性能及び精度に影響する。
【００８４】
測定の数を低減する１つの可能性は、図６に示されるように、ＵＥ間の直接通信に頼ることである。チャンネル割り当て情報を交換することにより、対象のＵＥは、対象の起こり得る衝突及び直ぐ近くにあるＵＥで既に更に多くが占有されている無線サブチャンネルを知る。そして、対象のＵＥは、これらの占有率の高いサブチャンネルを包む組み合わせの測定を試みない。これは、時間、及び対象のＵＥの労力を節約する。
【００８５】
図８は、干渉の測定及び関連するシグナリングの提案される時間図を示す。
【００８６】
干渉を傾聴する際に、他の周囲のクラスタが通常の場合の干渉に影響を与える場合に、このような「外部」干渉の影響は、現在選択されている通信機により以下のように処理されうる（又は、リーダーの役割が通信機の間で循環される場合には同じことであるが、クラスタ・リーダーにより処理されうる）。
【００８７】
ステップ９で、１つのクラスタが当該クラスタの最終的な全干渉又はθｆを所定の閾値より高くすることを実現した場合には、クラスタはレッド又は危機的な干渉であるとして宣言されてよい（図９の「レッド・クラスタ」を参照のこと）。
【００８８】
この場合には、レッド・クラスタのリーダーは、コールド・クラスタのリーダーに、図９の矢印により示されるように、共同のサブチャンネル割り当て処理を結合するよう依頼してよい。２つのクラスタが互いに結合しようとするとき、一方のクラスタのリーダーは、クラスタの他のメンバーに来る変化を通知し、次にクラスタの結合の処理を開始する。勿論、クラスタのリーダーは、既にどのリーダーが新たに形成されるクラスタを管理するかを知っている（これは、所定の割り当てである）。この場合には、新たな番号付けは、図１０に示されるように次の動的チャンネル割り当てに対し有効になる。標準的に、図１０の新たに結合されたクラスタは、一部がレッドであり、一部がコールドである。
【００８９】
分散型サブチャンネル割り当てを拡張されたクラスタの番号付けと結合する目的は、干渉の観点からクラスタ全体の温度をコールド（低い干渉状態）に低下させ、結果として図１１に示されるようにするためである。
【００９０】
低い干渉状態を達成するために、結合の後に、処理は、より多くの通信機を有する新たな拡張されたクラスタのためのステップから開始する。クラスタ全体がコールドである場合、当該クラスタは分割され２つの元のクラスタに戻されてよい。これは、例えば全体の干渉レベルを第２の、より低い閾と比較することにより決定されてよい。
【００９１】
このような結合の１つの特徴は、他のクラスタに、問題のある（レッドの）クラスタ及び当該問題のあるクラスタの干渉管理及び無線チャンネル割り当ての状況を知らせることである。
【００９２】
結合の後に、全てのクラスタの全体の干渉を低減することに失敗し、当該クラスタがレッドのままである場合、干渉の問題を解決するために、ゲートウェイの支援が求められる必要がある。この干渉の問題は、以下に説明する、本発明を実施する方法の第２の段階で解決される。
【００９３】
以上に概略を説明した処理の性能を評価するために、以下に基づきシミュレーションが実行された。
【００９４】
１つの無線ネットワーク内にある通信機のクラスタが検討された。１２個のサブチャンネルが利用可能であると仮定する。公平な比較を行うために、受信した有用な信号電力は全ての通信機で同一であり、ＳＩＲは当該受信機が同一の受信電力を有するという仮定に基づき決定されると仮定する。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、符号化レートの組み合わせ及び対応する目標ＳＩＲ要件は、表１に示されるように関連している。
【００９５】
［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】
0005104769.tif 000006
【００９６】
図１２Ａ及び１２Ｂに示された結果は、上述の第１の段階の動的チャンネル割り当て処理が管理され、サブチャンネルのレベルで、各通信機で受けた干渉及び各通信機による他の通信機への干渉を低減することに成功したことを示す。一方で、ある場合には、通信機は、より多くの無線サブチャンネルを占有するよう管理される。
【００９７】
図１２Ａ及び１２Ｂでは、主要なＸ及びＹ軸は、基地局のような多数の通信機を含む地理的領域における距離を（例えば、ｋｍで）表す。菱形は、シミュレーションを目的として、特定の地理的位置に配置された通信機を表す。菱形の上には、干渉の点（干渉レベル対サブチャンネル数）が示される。通信機毎に、幅の狭い線は、現在のサブチャンネルで他の通信機へ与えられる干渉を示す。幅の広い線は、現在のサブチャンネルで他の通信機から受ける干渉を示す。各干渉点の下にある明るいパッチは、ブルーのサブチャンネルを示す。各干渉点の上にある暗いパッチは、レッドのサブチャンネルを示す。図１２Ａ及び１２Ｂ（それぞれ「前」及び「後」）の「干渉レベル」と記された矢印を付された線を比較すると、本発明の方法を適用することにより干渉が低減されたことが示される。
【００９８】
従って、これらの図から、上述の本発明を実施する方法の第１の段階で実行される、分散型の動的干渉管理のチャンネル割り当て処理の結果が覗える。
【００９９】
図１３Ａ及び１３Ｂには、別の可能性のある場合が示される。これらの図は、再び、本発明を実施する方法が、各通信機で受けた干渉、及び各通信機により他の通信機へ与えられた干渉を、サブチャンネルのレベルで低減することに成功しうることを示す。
【０１００】
以下に説明されるように、上述の方法（「第１の段階」）は、「コールド」クラスタを形成する際に、常に成功するわけではない。従って、場合によっては、集中型のゲートウェイにより制御される、高速且つ動的な無線チャンネル割り当て、及び無線ネットワークにおける資源分割が、上述の分散型の解決策を支援するために必要とされてよい。用語「ゲートウェイにより制御される」は便利な表現として用いられるが、ゲートウェイの概念は単なる例であり、説明される方法は別の集中型のＲＲＭエンティティ又は「ネットワーク・マネージャー」を用いて実行されてもよい。
【０１０１】
集中型の割り当て方式を用いるために有用であると分かる２つの重要なシナリオがある。
【０１０２】
［シナリオ１］短期間スペクトル割り当ての後の初期化
長期間スペクトル割り当ての直後の、及び第１回目の短期間スペクトル割り当ての直後には、スペクトルの全ての境界が分かっているが、サブチャンネルは未だ割り当てられていない。集中型のゲートウェイの動的チャンネル割り当ての処理が実行され、上述の第１の段階の分散型チャンネル割り当てのために、高速な分散型の動的チャンネル割り当ての前に、サブチャンネル割り当てのための初期化を行う。これは図１４に示される。
【０１０３】
［シナリオ２］衝突回避は、動的な高速チャンネル割り当て処理で、如何なるクラスタも利用可能でない場合に、開始する。
【０１０４】
上述の第１の段階では、動的分散型チャンネル割り当て処理の一部として、クラスタ間干渉を扱うために、少なくとも１つのクラスタが高い干渉を受けており問題がある（つまり、レッド）２つのクラスタを結合し、コールド・クラスタ（つまり、低い干渉）を形成することが可能であった。図１５は、２つの問題のあるクラスタを示す。これらのクラスタは、図１６に示されるように結合を試みてよい。
【０１０５】
問題は、図１６に示されるように、２つのレッド・クラスタを結合し、結合された動的チャンネル割り当て処理を実行した（つまり、結合したクラスタについてステップ１乃至１０を繰り返した）後でも、結合されたクラスタが依然としてレッドのままであることである。結合されたクラスタは、結合すべき更なるクラスタを捜すだろう。結合されたクラスタは、更なるクラスタを発見できない場合、以下に説明されるように、ゲートウェイの中央集中型のサブチャンネル割り当て及び干渉軽減処理（本発明を実施する方法の第２の段階）を開始する。これらの場合には、クラスタの「主ＢＳ」又はリーダー・ノード（屡々、クラスタの「キャプテン」とも称される）は、図１７に示されるように、例えばゲートウェイ又は他の集中型のエンティティへ要求を送信する。
【０１０６】
第２の段階は、図１８乃至２３を参照して以下に説明される。
【０１０７】
第１の段階の前に、無線通信機を有するネットワークが利用可能であるとした。これらの無線通信機（つまり、ＢＳ又はＵＥ）は、互いに直接通信することが可能である。これら無線通信機の通信は、前述の図５に示されるように、無線（ＯＴＡ）で、又は当該通信機を互いに接続するＩＰ接続を介し行われる。通信は、超広帯域（ＵＷＢ）のような他の手段を通じて実現されてよい。これは、前述の図６のように、通信機がＵＥの場合にも適用されうる。式（１）乃至（７）は、方法の第１の段階に関し以上に説明されたように導出されてよい。
【０１０８】
第２の段階は、以下の一連のステップを有してよい。
【０１０９】
ステップ１：ゲートウェイは、サブチャンネルの割り当てを案内するために必要な情報を検索する。ある情報項目は、ノード間の経路損失である。図１８は、ＧＷで、ＵＥのための経路損失パラメータを推定するグリッドに基づく方法を示す。例えば、ＧＷは既に、測定されメモリーに格納された、グリッド・セルｉからグリッド・セルｊまでの減衰を有する。
【０１１０】
他の情報は、通信機自体から捜し出される必要がある。図１９に示されるように、ゲートウェイは、現在の送信電力、現在のバッファ占有、及び現在のηｉｊ、つまり送信機ｉ及び送信機ｊからの接続と関連付けられた全体の送信利得に対する要求を送信してよい。後者の量は、既にゲートウェイで利用可能であってよい。
【０１１１】
ステップ２：図２０に示されるように、通信機（ＢＳ又は場合によってはＵＥ）は、要求された情報をゲートウェイに提供する。
【０１１２】
ステップ３：ＢＳ毎に、ゲートウェイは、送信されるべきトラフィック負荷αｉを、最小数の所要のサブチャンネルＭに割り当てる。
【０１１３】
ステップ４：各ＢＳについて検討されたサブチャンネルの数に対し、ゲートウェイは各ＢＳに対し可能性のあるチャンネル割り当てを検討する。例えば、各ＢＳに対し、全てのサブチャンネルの組み合わせは、第１の段階の説明で参照されように図７に示される。
【０１１４】
ステップ５：次に、ゲートウェイはＢＳへの可能性のある組み合わせのサブチャンネル割り当ての全て又は一部を（例えば、ランダムに）検討する。図２１は、１つの可能性のあるサブチャンネル割り当てを示す。しかし、ゲートウェイは、別の組み合わせを検討する。当該別の組み合わせでは、サブチャンネルの同一のセットの全体が用いられる。しかし、サブチャンネルの異なるセットが個々の通信機に割り当てられる。
【０１１５】
ステップ６：ゲートウェイは、全てのＢＳに与えられる全干渉を検討し、θが最小の組み合わせを選択する。
【０１１６】
ステップ７：図２２に示されるように、ゲートウェイは、ＢＳにこの最初のサブチャンネル割り当てについて知らせる。
【０１１７】
上述の第２の段階の、ゲートウェイによるサブチャンネル割り当ては、既に説明された方法の第１の段階に従い実行される分散型の来る動的チャンネル割り当ての最初の開始点と考えられる。
【０１１８】
ゲートウェイが新たなチャンネル割り当てを発行するまで、送信は、前のチャンネル割り当てを用いて実行されると仮定する。送信は、次に、新たに発行されたチャンネル割り当てに基づき再開される。
【０１１９】
問題の検出の時間（もはや結合可能なクラスタが存在しない）と、新たな割り当て命令がＢＳに到着した時間との間の遅延は、以下の４つの主な要因により決定される。
（１）ＢＳ間で通信するために必要な時間。
（２）ＢＳを設定するために必要な時間。
（３）ＧＷで最良のチャンネル割り当てを決定するために必要な時間。
（４）ＧＷ及びＢＳに新たなチャンネル割り当て構成を知らせるために、ＧＷ及びＢＳに割り当てられた時間。
【０１２０】
新鮮な情報を利用するために、望ましくは、上述の４つの遅延要素の和が短く、数個の無線フレームより長くない（例えば、理想的な場合には１０ｍｓより長くない）。
【０１２１】
生じた全ての干渉は、上述のように（６）に基づき決定される。式（６）より、干渉を計算するために、ＧＷは、各ＢＳから別のＢＳへの現在の送信電力レベル及び経路損失を知っている必要がある。ＢＳの経路損失メトリックは、既に測定され、ＧＷのメモリーに近似に基づきマトリックスとして格納されている。従って、ＧＷ内の更新されるべきパラメータのみが、ＢＳの現在の送信電力レベルである。
【０１２２】
ＵＥがクラスタを形成する場合は、もっと複雑である。この場合、必要なパラメータは電力のみである。しかし、問題は、ＵＥの移動性により、経路損失パラメータが急速に変化しうることである。この場合には、グリッドに基づくメカニズムが提案される。図１８に示されるように、グリッドが各ＵＥに割り当てられ、ＧＷは各グリッドのセルの中心から別のグリッドへの経路損失を知っている。従って、ＧＷが必要とするのは、ＵＥが現在位置しているグリッドだけである。当該グリッドは、関連する経路損失パラメータを有する。ゲートウェイは、種々の方法で、例えば各ＵＥからの信号到着時間差を用いて、又は各ＵＥがＧＰＳ、ＢＬＯＮＡＳＳ、若しくはＧＡＬＩＬＥＯのような測位システムを搭載されることにより、ＵＥの位置を追跡し続けてよい。
【０１２３】
図２３は、第２の段階の開始、第２の段階中の一連の主な事象、及び必要なシグナリングを示す時間図である。
【０１２４】
第１の段階に関して、シミュレーションが実行され、本方法の当該段階を実行することの効果が示された。シミュレーションの原理及び設定された仮定は、上述のものと同じである（図１２及び図１３に関する説明を参照のこと）。
【０１２５】
図２４Ａ及び２４Ｂは、図１２Ａ及び１２Ｂに対応する干渉点である。つまり、それらの干渉点から、集中型の干渉軽減処理の結果が覗える。通信機毎に、幅の狭い線は、現在のサブチャンネルの他の通信機へ与えられる干渉を示す。幅の広い線は、現在のサブチャンネルの他の通信機から受ける干渉を示す。本願明細書に示された結果は（図２４Ａは集中型の割り当てが実行される「前」、図２４Ｂは「後」）、提案されたゲートウェイ集中型動的チャンネル割り当て処理の管理が成功し、各ＢＳが受けた干渉、及び各通信機により他の通信機に与えられる干渉が、サブチャンネルのレベルで低減されたことを示す。
【０１２６】
更に、試された可能性のあるチャンネル割り当ての数に対し、ゲートウェイの全干渉が監視された。図２５の結果は、チャンネル割り当てを試した後に、チャンネル割り当てアルゴリズムが管理され、全干渉の最小値に収束することを示す。
【０１２７】
図２６Ａ及び２６Ｂは、別の可能性のある場合が示される。最後に、図２７は、図２５に対応するグラフである。図２７は、ランダムに割り当ての試みがなされた数に対する全干渉レベルを示す。図２７から、通信機のクラスタに対する干渉が、サブチャンネルのレベルで、有意に低減したことが分かる。
【０１２８】
纏めると、本発明を用いる方法は、無線ネットワークにおいて干渉を軽減する方法である。当該ネットワークでは、複数のノードが利用可能な周波数スペクトルを共有し、利用可能なスペクトルの範囲内で定められたサブチャンネルで無線通信を実行する。ノードは、クラスタにグループ化される。各クラスタはクラスタのリーダーを有する。リーダーは、ネットワークのネットワーク・マネージャー又はゲートウェイと通信する。望ましくは、クラスタ内の各ノードは、リーダーとして動作する通信機である。当該リーダーの役割は、クラスタ内で循環される。本発明は、当該方法を実施する無線ネットワーク、及びネットワーク内の通信機又はネットワーク・マネージャーも含む。
【０１２９】
当該方法の可能な第１の段階は、短い時間期間で実行される、分散型の、クラスタに渡るサブチャンネル割り当てである。また、クラスタ毎に、リーダーは、無線通信のために必要な数のサブチャンネルを発見する。次に、リーダーは、全てのサブチャンネルを監視し、受けた干渉のレベルを求める。干渉のレベルは、各サブチャンネルの他のノードから受ける干渉を表す。リーダーは、自身が使用するために、求められた干渉レベルを考慮してサブチャンネルの可能な組み合わせを決定する。次に、リーダーは、（例えば、テスト信号を送信し、他のノードに結果を要求することにより）、一部の可能なサブチャンネルの組み合わせにより他のノードに生じることが予測される、与えられる干渉のレベルを決定する。当該サブチャンネルの組み合わせは、例えばランダムに試されてよい。次に、サブチャンネルの組み合わせの１つは、受ける干渉レベルと与えられる干渉レベルに基づき適応される。次に、制御はクラスタ内の別のノードに（例えば、当該別のノードをリーダーにすることにより）渡される。１つのクラスタ内の全てのノードが既にリーダーの役割を終えた場合には、同一の処理が別のクラスタで行われる。
【０１３０】
方法は、更に、必ずしもネットワーク・マネージャーにより中央集中的に制御されることを必要とせずに、クラスタが協働することを可能にする。リーダーは、クラスタ内の全干渉レベルを監視する。全干渉レベルが第１の閾を超えた場合には、リーダーは、別のクラスタのリーダーに、クラスタを結合するよう要求し、結合されたクラスタ内の干渉レベルを第１の閾より低く低減するよう試みる。以上に説明された処理は、結果が改善される見込みのある拡張されたクラスタについて繰り返されてよい。反対に、干渉レベルが第２の閾より下に低下した場合、リーダーは、クラスタを２つに分割しようとしてよい。そしてリーダーは、別のノードを、分割されたクラスタの１つのリーダーとして指名してよい。最後に、結合により干渉を低減する試みが成功しなかった場合、リーダーは、ネットワーク・マネージャーに調停を要求してよい。
【０１３１】
次に、本方法の可能な第２の段階では、ネットワーク・マネージャーは、クラスタ間のサブチャンネル割り当てを調整することにより、中央集中型の又はネットワーク・レベルの干渉を軽減する処理を実行する。この中央集中型の手法では、ネットワーク・マネージャーは、バッファ占有、送信電力、及びノード間の経路損失のようなノードからの情報をキャプチャし、各クラスタに対し可能なサブチャンネル割り当てを決定する。次に、これらの情報はノード又はリーダー・ノードに、次の半分散型サブチャンネル割り当ての開始点として用いるために提案として分配される。
【０１３２】
本発明は、干渉管理及び動的チャンネル割り当てのための永久的な中央エンティティの必要を回避する。一方で、本発明は、中央エンティティ（ゲートウェイ）が必要に応じて調停することを可能にしている。本発明は、認知無線の特徴及び利点を捉え、同時に従来の無線通信の利点も享受する。つまり、現在チャンネル割り当て処理の主要な役割を担っている通信機（例えば、現在のクラスタのリーダー）は、ある段階では、サブチャンネルを傾聴する場合に部分的に認知無線として動作し、将来の通信のために最良のサブチャンネルの組み合わせを見付ける。しかしながら、協働する方法では、通信機は、他のクラスタのメンバーに何が起こっているかを監視する。この監視は、従来の無線通信の１つの特徴である。結果として、処理は、協働の方法として見える。
【０１３３】
上述の第１の段階でリーダーの役割を循環させる特徴は、公平なクラスタ全体の動的干渉管理及びチャンネル割り当てを実現する。この特徴は、無線ネットワークにおいてレッド（つまり、高い干渉）クラスタ及びコールド（つまり、低い干渉）クラスタの概念、及びレッド・クラスタとコールド・クラスタの結合の概念を提案する。
【０１３４】
ある特定の実施例では、本発明は、上述の第１の段階で、分散型動的チャンネル割り当てのために新規な１０段階の手順を用いた。可能性のある現存するクラスタ間で、例えばクラスタを結合する場合に、新規なシグナリングが提供される。
【０１３５】
中央エンティティ（ネットワーク・マネージャー又はゲートウェイ）を含むために、ローカル（クラスタ）レベルで生じる問題を引き起こすことにより、本発明は、（短期間及び長期間の）分散されたスペクトル割り当て処理により中央集中型の干渉低減メカニズムを開始する考えを導入した。当該メカニズムは、結合すべき別のクラスタを見付けられないレッド・クラスタ（つまり、高い干渉に晒された）により開始される。
【０１３６】
纏めると、本発明を実施する方法又はネットワークは、組み合わされた半分散型及び集中型のゲートウェイにより制御される、高速且つ動的無線チャンネル割り当て、及び干渉軽減技術を提供する。当該方法又はネットワークは、ゲートウェイ又は集中型ＲＲＭエンティティをネットワーク・マネージャーとして有する無線ネットワークにおける使用に適する。ＷＩＮＮＥＲネットワークは、このようなネットワークの一例である。
【０１３７】
本発明を実施する方法又はネットワークは、以下のような幾つかの利点を提供しうる。
【０１３８】
純粋な中央集中型のチャンネル割り当てに関する高級な（帯域幅を渇望する）シグナリングが必要ない。干渉を管理する中央エンティティに掛かる負荷が低減される。高速に変化する無線チャンネル及びトラフィック負荷が、より良好で効率的な動的干渉管理及び無線チャンネル割り当てのために有効に利用され、ネットワークの全体の干渉を低減する。本発明の使用は、複数の通信機が関与する動的無線チャンネル割り当て処理で、起こり得る重要な衝突を回避することを助け、短期間のスペクトル割り当てに良好に調整される。
【０１３９】
本発明を実施することにより、同時に全体の無線サブチャンネルの利用を改善し、同時に全体的に干渉レベルを改善する。本発明はまた、ＱｏＳ、全体的なネットワークの受信可能範囲及び性能を改善することが期待される。レッド及びコールド・クラスタを結合する特徴は、干渉管理（ＵＥのクラスタ、又はＢＳのクラスタ）の観点から、「良好に動作する」クラスタに「問題のある」クラスタを気付かせることを可能にする。結合されたクラスタ対し共同のチャンネル割り当てを実行することは、サブチャンネル割り当ての決定を行う際に、ノードに互いを考慮させる。結果として、最初にコールド・クラスタ内にあるノードは、それらのノードが最初にレッド・クラスタ内にあるノードに与える干渉を低減し、結合されたクラスタ全体に干渉の低減をもたらす。このように、公平な形態が形成され、中央エンティティによる監視を必要とせずに、無線ネットワークに存在する全ての複数のクラスタへ伝搬される。
【０１４０】
また、集中型のゲートウェイにより制御される高速且つ動的な無線チャンネル割り当てのための方法を不定期に起動及び開始することは、来る分散型動的干渉軽減及びサブチャンネル割り当てのために、効率的な初期サブチャンネル割り当て、又は適正な開始点を提供する。このような中央集中型のゲートウェイ制御は、分散型干渉軽減及び動的チャンネル割り当ての弱点を緩和する。高速に変化する無線チャンネル及びトラフィック負荷が、より良好で効率的な干渉軽減及びより効率的な動的無線チャンネル割り当てのために有効に利用され、ネットワークの全体の干渉を有意に低減する。従って、中央集中型の制御は、不定期な要求として課され、複数の通信機が関与する分散型の干渉軽減及び動的無線チャンネル割り当て処理において起こりうる重要な衝突を克服する。
【０１４１】
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。特に、ゲートウェイは、便宜上、図中に単一のユニットとして示されるが、ＧＷの機能は、ネットワーク内の異なる位置に分散されてよい。例えば、ＧＷの特定の機能は、ＢＳ又はスペクトル・マネージャーのレベルに実装されてもよい。同様に、スペクトル・マネージャーは単一のユニットである必要はなく、例えば一部若しくは全体が各無線ネットワークのＧＷ内に分散されてもよい。
【０１４２】
以上の説明は、便宜上、基地局を参照したが、本発明は上述のような基地局を有する無線ネットワークに限定されない。また、本発明は、基地局の機能がＵＴのような他の機器、又はＲＦＩＥネットワークや上述のＢＡＮのような無線センサー・ネットワーク（ＷＳＮ）で扱われるネットワークにも適用されうる。
【０１４３】
図２８は、このようなＷＳＮ（無線センサー・ネットワーク１、２、３）の例を示す。各ＷＳＮは、それぞれゲートウェイＧＷ１、ＧＷ２、ＧＷ３、それぞれＲＦＩＤ若しくは無線センサー（無線通信システムのＵＥにほぼ等しい）、及びシンク（Ｓｉｎｋ）１、２等（無線通信システムの基地局にほぼ等しい）を有する。
【０１４４】
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。特に、請求項に記載の無線ネットワーク、ネットワーク・マネ―ジャー、及び基地局は、方法の請求項の特徴の何れか又は全てを有してもよい。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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）  複数のクラスタにグループ化された複数のノードを有する無線ネットワークで用いられる、干渉を軽減する方法であって、
前記無線ネットワークは、複数のサブチャンネルに分割可能な周波数を有し、
前記サブチャンネルは、前記ノードによる無線通信での使用のため、如何なる所望の組み合わせに割り当て可能であり、
前記方法は、
（ａ）前記クラスタの１つを選択する段階、
（ｂ）前記選択されたクラスタ内のノードの１つを選択する段階、
（ｃ）前記選択されたクラスタ内の選択されたノードが、無線通信に必要な数のサブチャンネルを見付ける段階、
（ｄ）前記選択されたノードが、サブチャンネルを監視し、前記サブチャンネルのそれぞれで他のノードから受けた干渉を表す受けた干渉のレベルを求め、及び前記受けた干渉のレベルに基づき、少なくとも１つの前記必要な数のサブチャンネルの組み合わせを決定する段階、
（ｅ）前記選択されたノードが、前記サブチャンネルの組み合わせを用いることにより前記他のノードに引き起こされると予測される干渉を表す与えた干渉のレベルを求める段階、
（ｆ）前記選択されたノードが、前記受けた干渉のレベルと前記与えた干渉のレベルとに基づき、無線通信に前記サブチャンネルの組み合わせを用いるか否かを決定する段階、
（ｇ）前記選択されたクラスタ内に未だ選択されていない別のノードがある場合に、段階（ｂ）に戻り、前記ノードの中から別のノードを選択する段階、及び
（ｈ）前記選択されたクラスタ内の全てのノードが既に選択されていた場合に、段階（ａ）に戻り、前記クラスタの中から別のクラスタを選択する段階、を有する方法。
（付記２）  段階（ｅ）は、
最初のノードが、前記無線ネットワークを介してテスト信号を送信する段階、及び
前記他のノードが、前記テスト信号により引き起こされる干渉を測定し、前記サブチャンネルの組み合わせで前記他のノードが受ける干渉に関する情報を生成する段階、を有する、付記１記載の干渉を軽減する方法。
（付記３）  前記他のノードは、前記他のノードが受ける干渉に関する情報を、前記選択されたノードへ個々に送信し、及び
前記選択されたノードは、前記情報を照合することにより、前記与えた干渉のレベルを求める、付記２記載の干渉を軽減する方法。
（付記４）  段階（ｆ）は、
段階（ｄ）と（ｅ）で求めた前記受けた干渉のレベルと与えた干渉のレベルが予め格納された受けた干渉のレベルと与えた干渉のレベルに対して特定の範囲内であるか否かに基づき、前記サブチャンネルの組み合わせを用いると決定する段階、及び
前記サブチャンネルの組み合わせが用いられる場合に、前記選択されたノードが、前記新たに求めた受ける干渉のレベルと与えた干渉のレベルとを、前記予め格納された値に代えて格納する段階、を有する、付記１記載の干渉を軽減する方法。
（付記５）  段階（ｃ）で、前記サブチャンネルの組み合わせの所望の数が、前記選択されたノードにより既に用いられている既存のサブチャンネルの数を超えていない場合に、段階（ｄ）乃至（ｆ）はスキップされ、前記選択されたノードは、無線通信のために、前記既存の数のサブチャンネルの組み合わせを用いる、付記１記載の干渉を軽減する方法。
（付記６）  段階（ｄ）で、前記選択されたノードは、前記所望の数のサブチャンネルの複数の可能な組み合わせで、前記受けた干渉のレベルを測定することにより、前記サブチャンネルの組み合わせを決定し、前記受けた干渉のレベルを最小にする組み合わせを求める、付記１記載の干渉を軽減する方法。
（付記７）  段階（ｄ）で、前記選択されたノードは、前記所望の数のサブチャンネルの複数の可能な組み合わせで、前記受けた干渉のレベルを測定することにより、前記サブチャンネルの組み合わせを決定し、前記受けた干渉のレベルの小さい順に前記可能な組み合わせをランク付けする、付記１記載の干渉を軽減する方法。
（付記８）  段階（ｈ）は、前記ノードの全てが選択された後に、前記クラスタ内の全体の干渉のレベルを決定する段階、を更に有し、
前記全体の干渉のレベルは、前記クラスタのリーダー・ノードにより決定され、
前記リーダー・ノードは、前記全体の干渉のレベルが第１の所定の閾値を超えていると決定した場合に、ネットワーク内の他のクラスタに干渉の限界状態を知らせる、付記１記載の干渉を軽減する方法。
（付記９）  前記リーダー・ノードは、他のクラスタのリーダー・ノードに、それぞれのクラスタを結合し、結合されたクラスタの両方に対し前記干渉を軽減する方法を実行するよう要求する段階、を更に有する付記８記載の干渉を軽減する方法。
（付記１０）  無線ネットワークで干渉を軽減する方法であって、
前記無線ネットワークでは、複数のノードは、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで定められた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記ノードは、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定されたノードと、前記リーダーとの通信に割り当てられたノードとを有し、
前記方法は、
各クラスタのリーダーが、同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内のノードにより少なくとも一部が引き起こされる、前記クラスタ内の干渉のレベルを監視する段階、
前記干渉のレベルが何れかのクラスタの所定の第１のレベルを超えている場合に、前記クラスタのリーダーは、結合されたクラスタ内の干渉のレベルを前記第１のレベルより下に減少させるために、別のクラスタのリーダーに、それぞれのクラスタを結合するよう要求し、
前記干渉のレベルが何れかのクラスタの所定の第２のレベルより低い場合に、前記クラスタのリーダーは、前記クラスタを２つに分割し、前記割り当てられたノードの１つを前記分割したクラスタの１つのリーダーとして指定する、方法。
（付記１１）  無線ネットワークで干渉を軽減する方法であって、
前記無線ネットワークでは、複数のノードは、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで定められた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記ノードは、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定され前記無線ネットワークのネットワーク・マネージャーと通信するノードとを有し、
前記方法は、
（ａ）各クラスタのリーダーが、無線通信のために同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内のノードにより少なくとも一部が引き起こされる、前記クラスタ内の干渉のレベルを監視する段階、
（ｂ）前記干渉のレベルが何れかのクラスタの所定の第１のレベルを超えている場合に、前記クラスタのリーダーは、１又は複数の他のクラスタのリーダーと通信することにより、前記干渉を低減する段階、
（ｃ）段階（ｂ）の後に、前記干渉のレベルが依然として前記所定のレベルを超えている場合に、前記リーダーは、前記ネットワーク・マネージャーに、前記クラスタ内のサブチャンネルの割り当てを調整することにより中央で集中的に干渉を軽減する処理を実行するよう要求する段階、を有する方法。
（付記１２）  段階（ｃ）は、
（ｃ１）前記ネットワーク・マネージャーが、各クラスタ内の各ノードの無線通信に必要なデータに関する情報を要求する段階、
（ｃ２）前記ネットワーク・マネージャーが、前記必要なデータに基づき、各ノードへの可能なサブチャンネルの割り当てを求める段階、
（ｃ３）前記ネットワーク・マネージャーが、前記可能なサブチャンネルの割り当てを複数の可能性のあるサブチャンネルの組み合わせと統合し、各組み合わせから生じる干渉のレベルを予測し、予測した干渉のレベルが最小の組み合わせを選択する段階、及び
（ｃ４）前記ネットワーク・マネージャーが、前記リーダーに、前記サブチャンネルの選択された組み合わせを知らせる段階、を有する、付記１１記載の干渉を軽減する方法。
（付記１３）  複数のクラスタにグループ化された複数の通信機を有する無線ネットワークであって、
前記無線ネットワークは、複数のサブチャンネルに分割可能な周波数を有し、
前記サブチャンネルは、前記通信機による無線通信での使用のため、如何なる所望の組み合わせに割り当て可能であり、
前記ネットワークは、クラスタのそれぞれ及び各クラスタ内の前記通信機のそれぞれを順々に選択する選択手段を有し、
各通信機は、制御手段を設けられ、
前記制御手段は、
（ａ）前記通信機が現在選択されているクラスタのメンバーであると決定する段階、
（ｂ）前記通信機が前記選択されているクラスタ内の現在選択されている通信機であると決定する段階、
（ｃ）無線通信に必要な数のサブチャンネルを求める段階、
（ｄ）前記サブチャンネルを監視し、前記サブチャンネルのそれぞれで他の通信機から受けた干渉を表す受けた干渉のレベルを求め、及び前記受けた干渉のレベルに基づき、前記必要な数のサブチャンネルのうちで少なくとも１つの組み合わせを決定する段階、
（ｅ）前記サブチャンネルの組み合わせを用いることにより前記他の通信機に引き起こされると予測される干渉を表す与えた干渉のレベルを求める段階、及び
（ｆ）前記受けた干渉のレベルと前記与えた干渉のレベルとに基づき、無線通信に前記サブチャンネルの組み合わせを用いるか否かを決定する段階、を実行する、無線ネットワーク。
（付記１４）  無線ネットワークであって、
前記無線ネットワークでは、複数の通信機は、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで定められた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記通信機は、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定された通信機と、前記リーダーとの通信に割り当てられた通信機とを有し、
前記通信機のそれぞれは、
前記通信機が前記リーダーとして指定されると、同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内の通信機により少なくとも一部が引き起こされる、自身のクラスタ内の干渉のレベルを監視する監視手段、
前記干渉のレベルを所定の第１のレベル及び所定の第２のレベルと比較し、前記所定の第１のレベルを超えている場合に、前記クラスタが高い干渉状態にあることを宣言し、前記所定の第２のレベルを超えていない場合に、前記クラスタが低い干渉状態にあることを宣言する比較手段、及び
前記高い干渉状態であることに応じ、結合されたクラスタ内の干渉のレベルを前記第１のレベルより下に減少させるために、別のクラスタのリーダーに、それぞれのクラスタを結合するよう要求し、前記低い干渉状態であることに応じ、自身のクラスタの別の通信機に自身のクラスタから分離された新たなクラスタのリーダーになるよう要求するシグナリング手段、を有する、無線ネットワーク。
（付記１５）  無線ネットワークであって、
前記無線ネットワークでは、複数のノードは、それぞれ利用可能なスペクトルのうちで割り当てられた１又は複数のサブチャンネルを用いて無線通信を実行することにより前記利用可能な周波数スペクトルを共有し、前記ノードは、クラスタにグループ化され、各クラスタは、前記クラスタのリーダーとして指定され前記無線ネットワークのネットワーク・マネージャーと通信するノードを有し、
各クラスタのリーダー・ノードは、
無線通信のために同一のサブチャンネルを用いる前記クラスタ内のノードにより少なくとも一部が引き起こされる、前記クラスタ内の干渉のレベルを監視する監視手段、
監視された前記干渉のレベルを所定のレベルと比較する比較手段、
前記クラスタは前記監視された干渉のレベルが前記所定のレベルを超えている干渉状態にあると、前記比較手段が決定した場合に、１又は複数の他のクラスタとスペクトルの割り当てを調整するクラスタ調整手段、及び
前記調整手段が前記干渉状態の解決に失敗した場合に、中央で集中的に干渉を軽減するよう要求する要求手段、を有し、
前記ネットワーク・マネージャーは、制御手段を有し、前記制御手段は、前記クラスタの間でサブチャンネルの割り当てを調整することにより中央集中的に干渉を軽減する処理を実行し、前記干渉を解決する、無線ネットワーク。
（付記１６）  通信機であって、付記１４に記載の無線ネットワークで用いられる通信機。
（付記１７）  ネットワーク・マネージャーであって、付記１５に記載の無線ネットワークで用いられるネットワーク・マネージャー。
（付記１８）  ソフトウェアを記録されたコンピューター可読記録媒体であって、前記ソフトウェアは、無線通信装置のプロセッサーにより実行されると、付記１６記載の通信機、又は付記１７記載のネットワーク・マネージャーを提供する、コンピューター可読記録媒体。
【符号の説明】
【０１４７】
ＢＳ  基地局
ＣＮ  基幹ネットワーク
ＧＷ  ゲートウェイ
ＲＡＮ  無線アクセス・ネットワーク
ＵＥ  ユーザー機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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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２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【図２８】
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