(57)【要約】  一次ネットワークのカバレージエリア内のオポチュニスティック・ネットワークのための方法は、（ａ）一次ネットワークのユーザからの信号をスペクトル感知して、オポチュニスティック・ネットワークと一次ネットワークとの間に共有されたスペクトルにおける未使用のスペクトルリソースを識別し、（ｂ）その識別されたスペクトルリソースに基づいて、その識別されたスペクトルリソースを、オポチュニスティック・ネットワークのユーザ間に使用すべく、一次ネットワークのユーザからの予想される干渉から決定される１つ以上のブロックサイズで指定することを含む。この方法は、スペクトルリソースが、ブロック状サブキャリア指定スキームを使用してユーザに指定されるか又はランダム化割り当てスキームを使用してユーザに指定されるかに関わらず、一次ネットワークに適用することができる。オポチュニスティック・ネットワークのユーザに指定されるべき識別された未使用のスペクトルリソースは、干渉を回避するため、一次ネットワークのユーザにより使用されるサブキャリアに隣接する未使用のサブキャリアを除外する。【選択図】図１
2012512562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次ネットワークのカバレージエリア内のオポチュニスティック・ネットワークのための方法において、
前記一次ネットワークのユーザからの信号をスペクトル感知して、前記オポチュニスティック・ネットワークと前記一次ネットワークとの間に共有されたスペクトルにおける未使用のスペクトルリソースを識別するステップと、
前記識別されたスペクトルリソースに基づき、前記識別されたスペクトルリソースを、前記オポチュニスティック・ネットワークのユーザ間で使用すべく、前記一次ネットワークのユーザからの予想干渉から決定される１つ以上のブロックサイズで指定するステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、（ａ）２００９年７月１０日に出願された米国ノンプロビジョナル特許出願第１２／５０１，３２０号、（ｂ）２００８年１２月１１日に出願された米国ノンプロビジョナル特許出願第１２／３３３，１３８号、及び（ｃ）２００９年２月９日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６１／１５１，１２１号に係り、且つその優先権を主張するものであり、これらは、全て、参考としてここに援用される。
米国移行では、本出願は、前記米国特許出願第１２／５０１，３２０号の継続出願である。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ワイヤレス通信に係る。より詳細には、本発明は、ＯＦＤＭＡベースのフェムトセル通信を使用する二次ネットワークが、同じスペクトルを使用するマクロセルラーネットワークと共存できるようにするシステムに係る。
【背景技術】
【０００３】
移動電話は、今日のユビキタス通信能力を可能にする重要なコンポーネントである。サービスプロバイダー又はオペレータのカバレージエリア内で動作する移動電話は、固定又は「地上回線」電話に取って代わりつつある。移動電話利用の最近のトレンドは、例えば、２００７年１２月にホワイトペーパーとしてオンラインで公表されたパルソコードハリー及びディーパクダウヤ氏の“UMA and Femtocells: Making FMC Happen”と題する論文（以下、文献コードハリー）に説明されており、これは、http://www.parthochoudhury.com/UMAFemto.docにおいて得ることができる。文献コードハリーは、（ａ）移動電話を経て行われる全ての音声通話の約３０ないし３５％は、加入者が家で開始したものであり、又、（ｂ）２００６年にセルラーワイヤレスネットワークを経てのビデオストリーミング及びブロードキャストサービスの約３５％は、移動ユーザが家にいる間に受信されたものであると開示している。
【０００４】
移動電話は、個人の唯一の電話となりつつある。更に、２４歳未満の移動ユーザは、長距離通話の８０％までを、ワイヤードネットワークではなく、ワイヤレスネットワークで行っている。この統計値は、http://www.airvana.com/files/Femto_Overview_Whitepaper_FINAL_12-July-07.pdfでオンライン公表されたエアバナ社、ホワイトペーパー、２００７の“Femto Cell: Personal Base Stations”（以下、文献エアバナ）に報告されている。しかしながら、屋内環境における今日の移動電話ネットワークの信頼性、音質及びコストは、望ましいレベルではない。典型的に、屋内の移動電話サービスは、コスト高で、多くのデッドスポットがあり、又、カバレージが不充分で、その結果、顧客にとって満足な体験が得られず、従って、移動電話は、加入者が必要とする真の唯一の電話となり得ない。
【０００５】
最近、屋内及びパーソナル使用に設計された新規クラスのベースステーションが、前記文献コードハリー及び文献エアバナの両方、並びにhttp://www.picochip.com/downloads/27c85c984cd0d348edcffe7413f6ff79/femtocell_wp.pdfでオンライン公表されたピコチップデザインズ社、ホワイトペーパー、２００７年４月の“The Case for Home Base Stations”（以下、文献ピコチップ）に説明されている。これらの屋内用パーソナルベースステーションを使用するセルは、「フェムトセル(femtocell)」と称され、既存のブロードバンドインターネット接続を通して屋内接続を可能にする。フェムトセルは、固定−移動カバレージ（ＦＭＣ）に対するオプションの１つとも考えられ、加入者は、固定ワイヤレスネットワーク（例えば、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(ＷＬＡＮ)）と、移動ネットワーク（例えば、セルラーネットワーク）との間でアクティブなデータコールセッションをスイッチすることができる。（例えば、前記文献コードハリーを参照されたい。）前記の文献コードハリー、文献エアバナ及び文献ピコチップに述べられたように、フェムトセルの利点は、（ａ）屋内カバレージの改善、（ｂ）資本及び運営費用の削減、（ｃ）帯域巾負荷の減少、（ｄ）電力要件の緩和、（ｅ）高級製品収益流れの追加、（ｆ）顧客ロイヤリティの改善、（ｇ）ユーザ当たりの平均収益の増加、（ｈ）既存のハンドセットとの互換性及び二重モードターミナルの不要化、（ｉ）オペレータ所有スペクトルでの展開、及び（ｊ）非常サービスの向上（フェムトセルがそれらの位置を知るので）、を含む。
【０００６】
フェムトセルは、多数の利点を約束するが、その技術は、まだ幼年期であり、解決すべき多数の技術的問題がある。実用的な展開からフェムトセルを妨げている１つの問題は、最小にしなければならない無線干渉の管理（即ち、マクロセルラーネットワーク（マクロセル）とフェムトセルとの間、及びフェムトセルとフェムトセルとの間の干渉）である。更に、マクロセルとフェムトセルとの間のハンドオフ、セキュリティの問題、拡張性の問題及びアクセス制御をどのように取り扱うかに関連した多数の未解決の問題もまだある。例えば、文献エアバナの検討を参照されたい。
【０００７】
これらのパーソナルベースステーションの問題を扱った文献は、限定され、典型的に、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）に適用されるだけである。しかしながら、次世代のワイヤレスシステム（例えば、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）及びＩＭＴアドバンストシステム）は、おそらく、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）及び単一キャリア周波数分割多重アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ）のような周波数分割多重アクセス技術を使用するものであろう。従って、将来のワイヤレスネットワークにおけるフェムトセルは、おそらく、ＯＦＤＭＡ又はＳＣ−ＦＤＭＡ技術を使用するが、これは、ＣＤＭＡネットワークに比して、様々な問題がある。特に、ＯＦＤＭＡベース（又はＳＣ−ＦＤＭＡベース）のマクロセルネットワークとフェムトセルネットワークとの間の干渉の管理及びそれらの共存は、入念な設計を必要とする挑戦的問題である。
【０００８】
更に、マクロセルネットワークと共存するフェムトセルのための一般的モデル及びフレームワークは、文献では得られない。２００７年１１月、Proc. IEEE Global Telecommunications Conference (GLOBECOM)、第３３２２−３３２６ページに掲載されたビカラムチャンドラセクハ及びジェフェリーＧ．アンドリュー氏の“Uplink Capacity and Interference Avoidance for Two-Tier CellularNetworks”という論文（以下、文献チャンドラセクハ）では、マクロセルネットワーク（即ち、共有スペクトルネットワーク）と共存するフェムトネットワークのアップリンク（ＵＬ）容量が導出されて分析される。分割スペクトルネットワークにおいて、フェムトセルのユーザ及びマクロセルのユーザには、互いに直交するサブチャンネルが指定される。このような分割は、マクロセルと、異なるフェムトセルとの間の干渉を回避するが、特に、マクロセル内に非常に多数のフェムトセルが設けられるときには、サポートできるユーザの合計数が減少される。共有スペクトルネットワークの場合には、フェムトセルは、２つのネットワーク間の干渉が制限される限り、マクロセルでも使用される幾つかのサブチャンネルを使用することができる。停止の確率を改善するために、文献チャンドラセクハは、干渉回避方法の使用を提案している。特に、マクロセル及び各フェムトセルは、時間ホッピングを使用して、干渉を減少する。更に、セクター化されたアンテナを使用して、マクロセル及びフェムトセル両方の受信を行い、良好な容量を達成することができる。干渉回避（時間ホップ型ＣＤＭＡ及びセクター化アンテナ）により、分析結果では、干渉回避のないものより最大７倍も高いフェムトセルベースステーション（ＢＳ）密度をサポートできることが示される（例えば、全方向性フェムトセルアンテナをもつ分割スペクトルネットワークに対して）。
【０００９】
２００７年９月、Proc. of IEEE Int. Symp. On Personal, Indoor and Mobile RadioCommunications (PIMRC)、第１−５ページに公表されたレスターＴ．Ｗ．ホ及びホルガークラウセン氏の“Effects of User-Deployed, Co-Channel Femtocells on the Call DropProbability in a Residential Scenarios”と題する論文（以下、文献ホ）は、フェムトセル、及びフェムトセルにおける異なる電力構成に対するハンドオーバーの確率を分析するものである。マクロセルネットワークに使用される手動セルプランニングは、フェムトセルにとって実際的でない（即ち、経済的でない）ので、フェムトセルは、典型的に、フェムトセル電力及びセルサイズ自動構成のような自動構成能力を要求する。シミュレーションを使用して、文献ホは、住居用コチャンネルフェムトセル展開におけるコールドロップ確率を、簡単なパイロット電力適応メカニズムによって著しく減少できることを示している。
【００１０】
２００７年９月、Proc. of IEEE Int. Symp. On Personal, Indoor and Mobile RadioCommunications (PIMRC)、第１−５ページに公表されたホルガークラウセン氏の“Performance of Macro- and Co-Channel Femtocells in a HierarchicalCell Structure”と題する論文（以下、文献クラウセン）は、フェムトセルにおけるパイロット及びデータのための簡単な電力制御アルゴリズムを開示している。マクロセルネットワークとの干渉は、このような電力制御アルゴリズムを使用して最小化できることがシミュレーション結果により示されている。
【００１１】
既に使用されているサブキャリアの検出は、ＯＦＤＭＡベースのフェムトセルにおける重要な成分である。マクロセルネットワークによって使用されているサブキャリアを感知することで、フェムトセルは、これらサブキャリアの使用を回避することができる。これらの検出されたサブキャリアは、フェムトセルによる使用を許すためにフェムトセルから充分に離れたユーザにより使用できることに注意されたい。このようなサブキャリアを検出する際の挑戦は、異なるマクロセルモバイルステーション（ｍＭＳ）からフェムトＢＳ（ｆＢＳ）に到着する信号間に時間又は周波数の同期がないことである。それ故、ｆＢＳは、時間又は周波数の同期がない状態で、使用されるサブキャリアをスペクトル感知によって検出しなければならない。スペクトルの感知は、次の非特許文献において検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】（ａ）２００７年、Proc. IEEE Int. Symp. On Personal, Indoor, and Mobile RadioCommunications (PIMRC)におけるシェンヤンツー、クワンツエンチェン、及びラムジープラサド氏の“Spectrum Sensing of OFDMA Systems for Cognitive Radios”（以下、文献ツー）、
【非特許文献２】（ｂ）２００７年、Proc. IEEE Int. Symp. On Personal, Indoor, and Mobile RadioCommunications (PIMRC)におけるニールセンハンベカー、リアンドン、及びビピンチャウドハリー氏の“Utilizing OFDM Guard Interval for Spectrum Sensing”（以下、文献ハンベカー）、
【非特許文献３】（ｃ）２００７年６月、IEEE Trans. Wireless Communications、第６巻、第６号、第２２０４−２２１３ページに掲載されたグルムルハンガネサン、及びイェ（ジォフレイ）リ氏の“Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio, Part I: Two UserNetworks”（以下、文献ガネサンＩ）、
【非特許文献４】（ｄ）２００７年６月、IEEE Trans. Wireless Communications、第６巻、第６号、第２２１４−２２２２ページに掲載されたグルムルハンガネサン、及びイェ（ジォフレイ）リ氏の“Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio, Part II: MultiuserNetworks”（以下、文献ガネサンII）、
【非特許文献５】（ｅ）２００７年９月、Proc. IEEE Personal, Indoor and Mobile Radio Commun. (PIMRC)、第１−５ページに掲載されたＦ．Ｓ．チュ、及びＫ．Ｃ．チェン氏の“Radio Resource Allocation in OFDMA Cognitive Radio Systems”（以下、文献チュ）、
【非特許文献６】（ｆ）２００７年１１月、Proc. IEEE Int. Conf. on Innovations in Information Technol.に掲載されたＴ．Ｈ．キム及びＴ．Ｊ.リー氏の“Spectrum AllocationAlgorithms for Uplink Sub-carriers in OFDMA-Based Cognitive Radio Networks”（以下、文献キム）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
文献ツーでは、コグニティブ無線システムにおけるチャンネル識別のためにロイド−マックスアルゴリズムが使用され、二次元リソース割り当てアルゴリズムが開示されている。文献ハンベカーは、ＯＦＤＭＡベースのコグニティブ無線におけるアップリンク加入者のためのスペクトル割り当てアルゴリズムを開示している。文献ハンベカーでは、一次ネットワークにより使用されないと検出されたサブキャリアは、キャリア・対・干渉＋ノイズ比（ＣＩＮＲ）及びスループットを考慮して二次ネットワークに指定される。一次ネットワークに使用されるサブキャリアについては、一次ネットワークへの干渉が最低であるか又はＣＩＮＲが最も大きなものが二次ＭＳに指定される。しかしながら、文献ツー及び文献ハンベカーは、時間又は周波数の非同期を考慮したり、又はマクロセルＢＳからのスケジューリング情報を利用したりするような、ＯＦＤＭＡシステム及びフェムトセルに独特に関係した問題を扱っていない。
【００１４】
フェムトセルに適用できるコグニティブ無線アルゴリズムは、一次システムから周波数割り当てマップを与えるといった、一次システム（即ち、マクロセル）と二次システム（即ち、フェムトセル）との間の協力の利点を取り入れていない。むしろ、各位置において一次ユーザに課せられる危険レベルに関わらず、全ての周波数帯域が見掛け上「占有される」のを回避するため、フェムトセルが必要とされる。従って、二次ネットワークに利用できるのは、スペクトルの非常に限定された部分である。このようなコグニティブ無線アルゴリズムは、コチャンネル干渉の完全な回避を要求するので、コグニティブ無線アルゴリズムの状況では、一次システムにより生じたコチャンネル干渉の打ち消しが生じない。
【００１５】
従来システムの多くは、フェムトセルが典型的にＣＤＭＡネットワークとして具現化されると仮定している。しかしながら、ワイヤレスネットワークのトレンドは、フェムトセルがおそらくＯＦＤＭＡに基づくことを示唆する。更に、マクロセルネットワークに使用されるリソース割り当てブロックのサイズは、フェムトセルネットワークへの干渉に直接影響し得る。しかしながら、従来技術では、これらの作用が調査されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、一次ネットワーク（例えば、マクロセルネットワーク）のカバレージエリア内のオポチュニスティック（日和見主義的）・ネットワーク（例えば、マイクロセルネットワーク又はフェムトセルネットワーク）のための方法は、（ａ）一次ネットワークのユーザからの信号をスペクトル感知して、オポチュニスティック・ネットワークと一次ネットワークとの間に共有されたスペクトルにおける未使用のスペクトルリソースを識別するステップと、（ｂ）その識別されたスペクトルリソースに基づいて、その識別されたスペクトルリソースを、オポチュニスティック・ネットワークのユーザ間に使用すべく、一次ネットワークのユーザからの予想される干渉から決定される１つ以上のブロックサイズで指定するステップと、を備えている。
【００１７】
本発明の方法は、スペクトルリソースが、ブロック状サブキャリア指定スキームを使用してユーザに指定されるか又はランダム化割り当てスキームを使用してユーザに指定されるかに関わらず、一次ネットワークに適用することができる。一実施形態では、オポチュニスティック・ネットワークのユーザに指定されるべき識別された未使用のスペクトルリソースは、干渉を回避するため、一次ネットワークのユーザにより使用されるサブキャリアに隣接する未使用のサブキャリアを除外する。オポチュニスティック・ネットワークは、適応変調及びコード化スキームのため、またはスペクトルリソースの浪費を回避するための、ブロックサイズを選択するスキームを使用して、識別された未使用のスペクトルリソースを指定することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、オポチュニスティック・ネットワークに対する一次ネットワークからの予想される干渉は、二次ネットワークのユーザからの１つ以上の信号の遅延に対する一次ネットワークのユーザの信号の遅延から決定される。一実施形態では、一次ユーザからの信号の循環プレフィックスが、二次ネットワークのユーザに、その二次ネットワークの別のユーザからの信号の循環プレフィックスより遅くに到着したときに、干渉が予想される。
【００１９】
本発明は、ＯＦＤＭＡを使用する一次及び二次ネットワークに適用することができる。
【００２０】
本発明は、以下の詳細な説明及び添付図面から良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】カバレージエリア１００を有する一次ネットワーク（例えば、マクロセルネットワーク）を示すもので、本発明の一実施形態によりオポチュニスティック・ネットワーク（例えば、マイクロセルネットワーク内のフェムトセルネットワーク）のユーザが一次ネットワークにおけるスペクトル機会を正確に感知してその利点を取り入れることができる。
【図２】二次ユーザＳＵ−１の信号と、ＳＵ−２に到着する一次ユーザＭＳ１及びＭＳ２のアップリンク（ＵＬ）信号とを示す。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、ＬＴＥ規格及びＷｉＭａｘ規格の下における、サブキャリアの部分使用（ＰＵＳＣ）スキーム及び隣接サブキャリア順列（ＡＳＰ）スキーム、の２つのサブキャリア指定スキーム（ＳＡＳ）に対する、リソース割り当てブロックを示す。
【図４】ブロック状割り当てスキーム（例えば、図３のスキーム）におけるリソース割り当てのブロックサイズの作用を示す。
【図５】ランダム化割り当てスキームにおけるリソース割り当てのブロックサイズの作用を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ワイヤレスシステムにおける１つの潜在的問題は、無線スペクトルの密集である。使用できる異なるワイヤレス技術の数が増すにつれて、同じスペクトル内のシステム間の共存が複雑になる。コグニティブ無線は、無線スペクトル密集の潜在的問題に対して考えられる解決策である。所与の時間に、ＯＦＤＭＡ技術に関連して、コグニティブ無線システムは、ネットワーク内の他のユーザにより使用されていないスペクトル（即ち、ある範囲のサブキャリア）をオポチュニスティック（日和見主義的）に使用することができる。未使用スペクトルのこのようなオポチュニスティックな使用は、スペクトルの使用を前もって知るか、或いはスペクトルの使用を確実に感知できることを必要とする。スペクトルの使用を確実に感知できないと、深刻な誤警報の確率（ＰＦＡ）及び誤検出の確率（ＰＭＤ）を招くことがある。図１は、カバレージエリア１００を有する一次ネットワーク（例えば、マクロセルネットワーク）を示すもので、本発明の一実施形態により、二次ネットワークであるオポチュニスティック・ネットワーク１０１の１人以上のユーザＳＵ−１及びＳＵ−２が、一次ネットワークにおけるスペクトル機会を正確に感知して、その利点を取り入れることができる。
【００２３】
図１は、ベースステーション（ＢＳ）１１０がモバイルステーション（ＭＳ）ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３及びＭＳ４（「一次ユーザ」）と通信するマクロセルネットワークのカバレージエリア１００を示す。同時に、カバレージエリア１００内には、二次ユーザＳＵ−１及びＳＵ−２を伴うオポチュニスティック・ネットワーク１０１（例えば、フェムトセルネットワーク又はマイクロセルネットワーク）も存在する。図１において、二次ユーザＳＵ−２は、二次ネットワークに使用するためのスペクトル機会を発見するためにスペクトル感知を行う。スペクトル感知の第１ステップとして、二次ユーザＳＵ−２は、例えば、一次ユーザからの信号の循環プレフィックス（ＣＰ）又はガード帯域を検出することにより、一次ユーザの存在を検出する。一次ユーザを検出した後に、二次ユーザＳＵ−２は、閾値基盤の検出器を使用して、スペクトル機会を検出することができる。閾値基盤の検出器を使用するときには、良好な検出性能を得るために、閾値を適切に選択することが必要とされる。しかしながら、アップリンク（ＵＬ）ＯＦＤＭＡユーザ信号の幾つかが、別の二次ユーザからの受信信号の記号のＣＰより大きな遅延を伴ってＳＵ−２の受信器に到着するときには、記号間干渉（ＩＳＩ）及びキャリア間干渉（ＩＣＩ）が二次ネットワークに生じる。このような干渉は、潜在的に、スペクトル機会を著しく減少させる。
【００２４】
図２は、オポチュニスティックなスペクトル機会に影響する干渉の作用を示す。図２の実施例において、二次ユーザＳＵ−１及びＳＵ−２は、検出されたスペクトル機会を使用して互いに通信する。図２は、二次ユーザＳＵ−１の信号と、二次ユーザＳＵ−２の受信器に到着する一次ユーザＭＳ１及びＭＳ４のアップリンク（ＵＬ）信号とを示す。二次ユーザＳＵ−２の受信器において、一次ユーザＭＳ１及びＭＳ４のＵＬ信号が二次ユーザＳＵ−１からの信号のＣＰの後に到着するので、ＩＳＩ及びＩＣＩが二次ネットワークに対するスペクトル機会に影響を及ぼす。このＩＣＩがオポチュニスティック・ネットワーク（即ち、フェムトセルネットワーク又はマイクロセルネットワーク）にどれほど厳しく影響するかは、マクロセルにおけるリソース割り当てブロックのサイズに依存する。
【００２５】
ＯＦＤＭＡシステムでは、時間−周波数リソースが、周波数及び時間の両ドメインにおけるチャンネル変化を利用して、ユーザ間に動的に共有される。それ故、リソース割り当ては、１つ以上の二次元ブロックで表され、各ブロックは、時間ドメインにおけるＮｓｙｍｂ個の連続するＯＦＤＭＡ記号と、周波数ドメインにおけるＮｓｃ個の連続するサブキャリアとによって定義される。多くのＯＦＤＭＡ規格のもとでは、このような二次元ブロックは、異なる名前（例えば、ＬＴＥではリソースブロック（ＲＢ）及びＷｉＭＡＸではタイル（ｔｉｌｅ）又はビン（ｂｉｎ））で参照される。リソース割り当ては、典型的に、周波数ドメイン内に分布されるか又は局所化される多数のブロックを含み、周波数ダイバーシティ或いはチャンネル依存スケジューリングを交互に適切に利用できるようにする。
【００２６】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、ＬＴＥ規格及びＷｉＭａｘ規格の下における、サブキャリアの部分使用（ＰＵＳＣ）スキーム及び隣接サブキャリア順列（ＡＳＰ）スキーム、の２つのサブキャリア指定スキーム（ＳＡＳ）に対する、リソース割り当てブロックを示す。上述したように、リソース割り当てブロックは、アップリンクパラメータＮｓｙｍｂ及びＮｓｃにより特徴付けられる。図３のＳＡＳは、異なるブロックサイズのブロック状指定である。異なる規格のもとで使用されるキャリア指定スキーム（例えば、図３に示すＳＡＳ）とは別に、本発明は、ランダム化サブキャリア指定スキームにも適用でき、該ランダム化サブキャリア指定スキームでは、各個々のサブキャリアを異なるユーザ（即ち、１のブロックサイズ）に指定できる。
【００２７】
上述したように、マクロセルネットワークからオポチュニスティック・ネットワークへのＩＣＩの影響は、マクロセルネットワークにおけるリソース割り当てブロックサイズに依存する。図４及び５は、各々、ブロック状割り当てスキーム（例えば、図３のスキーム）及びランダム化割り当てスキームにおけるリソース割り当てのブロックサイズの作用を示す。これらの実施例において、当該スペクトルは、フェムトセルネットワークのＢＳにおいて観察されるスペクトルである。マクロセルのＢＳでは、信号が既に同期されており、従って、マクロセルネットワークに適応変調及びコード化（ＡＭＣ）スキームが使用されるか又はインターリーブＳＡＳが使用されるかに関わらず（これらの用語は定義されていない）、マクロセルにＩＣＩは見られない。
【００２８】
次のケースについて考える。（ａ）二次ユーザが、復調のための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）サイズ６４を、１６個のサンプルのＣＰと共に使用し、及び（ｂ）１０、２０及び４０個のサンプル分の遅延を各々有する一次ネットワークの３人のユーザからのアップリンク信号が受信される。この実施例では、第１の一次ユーザ信号は、二次ユーザの受信信号のＣＰ内にあり（従って、ＩＣＩを生じない）、一方、他の一次ユーザからの信号は、ＣＰの後に到着する（従って、ＩＣＩを生じる）。この実施例では、各一次ユーザが１６個のサブキャリアを使用するとき、６４−（３＊１６）＝１６個のサブキャリアがオポチュニスティック・ネットワークに使用するために得られるのが理想的である。図４に示したように、ブロック状割り当てスキームのもとでは、一次ユーザの各リソース割り当てブロックの縁サブキャリアに隣接するサブキャリアがＩＣＩを受ける。従って、二次ネットワークにおいて理想的に得られる未使用のサブキャリアの小部分がＩＣＩを受ける（例えば、図４は、ほぼ６個の未使用のサブキャリアがＩＣＩを受けることを示している）。他方、図５のランダム化割り当てのもとでは、一次ユーザのサブキャリアが、使用可能なスペクトル全体に分散される。従って、各個々のサブキャリアに隣接するサブキャリアがＩＣＩを受ける（即ち、図４のブロック状割り当てスキームより非常に多数の未使用のサブキャリアにＩＣＩが生じる）。従って、ブロック状割り当てスキームではなく、ランダム化割り当てスキームが一次ネットワークに使用されたときには、オポチュニスティック・ネットワークに対して著しい干渉ペナルティが生じる。
【００２９】
同様の分析により、一次ネットワークにできるだけ大きなリソースブロックを使用すると、二次ネットワークへの干渉が最小になることが検証された。例えば、ユーザごとにブロック当たり１６個のサブキャリアを使用するのではなく、ユーザごとにブロック当たり８個のサブキャリアを使用すると（即ち、より多数のリソースブロックがマクロセルにより使用されると）、フェムトセルへの干渉が悪化する。それ故、要約すれば、ランダム化割り当てスキームは、オポチュニスティック・ネットワークに最小の機会しか与えないが、できるだけ大きなブロックサイズを使用することで、オポチュニスティック・ネットワークに良好な機会が与えられる。というのは、ＩＣＩを受ける未使用のサブキャリアの数が少なくなるためである。
【００３０】
フェムトセルにおけるリソース割り当てのブロックサイズは、２つの相反する事柄を含む。第１に、フェムトセルネットワークでは、ユーザの移動性が典型的に低い（例えば、静止していることもある）。それ故、図３に示すようなＡＭＣスキームを考えることもできる。第２に、マクロセルネットワークの未使用のサブキャリアは、スペクトル全体に分散され、従って、より小さなブロックサイズ（又はランダム化割り当てスキーム）を使用することで、二次ネットワークにおける使用可能なスペクトル機会がより効率的に利用される（即ち、リソースの浪費を伴わず又は最小として）。事前のスペクトル感知結果から、二次ネットワークは、これらの相反する事柄の評価に基づき、より小さなリソース割り当てブロックを使用するか又はより大きなリソース割り当てブロックを使用するか適応的に選択することができる。一次ネットワークからのＩＣＩが厳しいものでないとき、及びより大きなスペクトルリソースチャンクが二次ネットワークにより使用されるときには、（フェムトセルＭＳの非常に低い移動性を考慮して）二次ネットワークは、より大きなリソース割り当てブロックを使用することができ、ＡＭＣを許す。他方、スペクトル機会がスペクトル全体に分散されるときには、二次ネットワークは、スペクトルリソースの浪費を回避するため、より小さなリソース割り当ての使用を選択することができる。送信電力は、典型的に、一次ネットワークに対して二次ネットワークの方が著しく弱いので、二次ネットワークから一次ネットワークへのＩＣＩ作用は、無視できるものである。
【００３１】
以上の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態を例示するものに過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の範囲内で多数の変更や修正が考えられる。本発明は、特許請求の範囲において規定される。
【符号の説明】
【００３２】
１００・・・カバレージエリア、１０１・・・オポチュニスティック・ネットワーク、１１０・・・ベースステーション（ＢＳ）、ＭＳ・・・モバイルステーション（一次ユーザ）、ＳＵ−１、ＳＵ−２・・・二次ユーザ、ＣＰ・・・循環プレフィックス、ＩＳＩ・・・記号間干渉、ＩＣＩ・・・キャリア間干渉、ＳＡＳ・・・サブキャリア指定スキーム
【図１】
2012512562.tif 000003
【図２】
2012512562.tif 000004
【図３ａ】
2012512562.tif 000005
【図３ｂ】
2012512562.tif 000006
【図３ｃ】
2012512562.tif 000007
【図３ｄ】
2012512562.tif 000008
【図４】
2012512562.tif 000009
【図５】
2012512562.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月14日(2011.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次ネットワークのカバレージエリア内のオポチュニスティック・ネットワークのための方法において、
前記一次ネットワークのユーザからの信号をスペクトル感知して、前記オポチュニスティック・ネットワークと前記一次ネットワークとの間に共有されたスペクトルにおける未使用のスペクトルリソースを識別するステップと、
前記識別されたスペクトルリソースに基づき、前記識別されたスペクトルリソースを、前記オポチュニスティック・ネットワークのユーザ間で使用すべく、前記一次ネットワークのユーザからの予想干渉から決定される１つ以上のブロックサイズで指定するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記一次ネットワークは、ブロック状サブキャリア指定スキームを使用して、スペクトルリソースをそのユーザに指定する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一次ネットワークは、ランダム化割り当てスキームを使用して、スペクトルリソースをそのユーザに指定する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記オポチュニスティック・ネットワークのユーザに指定されるべき前記識別された未使用のスペクトルリソースは、前記一次ネットワークのユーザにより使用されるサブキャリアに隣接する未使用のサブキャリアを除外する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記オポチュニスティック・ネットワークは、適応変調及びコード化スキームのためのブロックサイズを選択するスキームを使用して、前記識別された未使用のスペクトルリソースを指定する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記オポチュニスティック・ネットワークは、スペクトルリソースの浪費を回避するためのブロックサイズを選択するスキームを使用して、前記識別された未使用のスペクトルリソースを指定する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記予想干渉は、前記二次ネットワークのユーザからの１つ以上の信号の遅延に対する、前記一次ネットワークのユーザの信号の遅延から決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記干渉は、一次ユーザからの信号の循環プレフィックスが、前記二次ネットワークの別のユーザからの信号の循環プレフィックスより後で、前記二次ネットワークのユーザに到着するときに予想される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記一次ネットワーク及びオポチュニスティック・ネットワークは、両方とも、直交周波数分割多重アクセス技術を使用する、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2012512562.tif 000011