JP5694482B2

JP5694482B2 - 無線通信方法及び装置

Info

Publication number: JP5694482B2
Application number: JP2013226057A
Authority: JP
Inventors: ティモシー・デイビッド・ファーンハム
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2033-10-30
Also published as: CN103796222A; CN103796222B; GB201219498D0; US9680580B2; GB2507492B; GB2507492A; JP2014123940A; US20140119217A1

Description

（関連出願への相互参照）
この出願は、２０１２年１０月３０日付け提出の英国特許出願第１２１９４９８．１号に基づくものであり、また、その優先権の利益を主張する。そして、その内容の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

（技術分野）
本明細書で説明される実施形態は、一般に、二つ以上の無線アクセス技術を取り入れた無線ネットワークシステムにおける正規化経路損失モデルの計算及び使用並びに無線通信に関係する。

無線アクセスネットワークは、例えばアクセス選択、ハンドオーバー及びチャネル割り当てなどのような資源管理タスクを実行するために、無線環境のメジャーメントを利用する。スペクトル利用の効率を改善するために、異なる複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）及び無線バンドの利用に向かう傾向が強まっている。これは、多重技術のポテンシャルに、同一の又は異なる複数のバンドを使用して同じ環境で共存することをもたらす。

以下において添付の図面を参照しながら実施形態がただ例として説明される。添付の図面において各図は次のようである。
図１は、一実施形態の無線ネットワークシステムを示す。図２は、一実施形態の測定装置を示す。図３は、一実施形態のシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターを推定する方法を示す。図４は、一実施形態に従った測定装置の上で実行される方法を示す。図５は、一実施形態のネットワーク・マネージャーを示す。図６は、一実施形態に従ったシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターを推定する方法を示す。図７は、一実施形態における信号空間中での測定装置及び無線送信機の配置を示す。図８は、一実施形態における測定装置の相対的経路損失空間での予測位置の計算を示す。図９は、一実施形態における測定装置の位置の異なるメジャーメント・セットを使用した異なるメジャーメント予測を示す。図１０は、一実施形態の無線システムにおいて隠れノードを回避する方法を示す。図１１は、一実施形態の隠れノードポリシーを示す。図１２は、一実施形態の隠れノードを回避する方法において送信されるメッセージを示す。

一実施形態において、無線システムにおける方法は、上記無線システムの無線デバイスが、第１のネットワーク上で、該第１のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信することと、ここで、該それぞれの基準信号は、第１のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第１のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第１のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、上記無線デバイスが、第２のネットワーク上で、該第２のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信することと、ここで、該それぞれの基準信号は、第２のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第２のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第２のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、また、ここで、上記第１のネットワークの上記第１の無線機及び上記第２のネットワークの上記第１の無線機は、共通の位置にある、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比から、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比から、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、上記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と上記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することと、上記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定することを含む。

一実施形態において、上記第１のネットワークは、第１の周波数バンド上の第１の通信プロトコルを有し、上記第２のネットワークは、第２の周波数バンド上の第２の通信プロトコルを有する。

一実施形態において、上記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と上記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することは、基準周波数に対して経路損失の予測を正規化することを含む。

一実施形態において、本方法は、上記基準信号に対する送信電力レベルをそれぞれの個別の基準信号から判定することを更に含み、上記第１のセットの複数の正規化基準信号及び上記第２のセットの複数の正規化基準信号を計算することは、上記送信電力レベルを考慮するように上記比を調整することを含む。

一実施形態において、第１の無線ネットワーク及び第２の無線ネットワークを含む無線システムにおける方法は、第１のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信することと、ここで、該第１のセットの複数の基準信号は、無線デバイスにより上記第１の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び該無線デバイスにより上記第１の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、第２のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信することと、ここで、該第２のセットの複数の基準信号は、上記無線デバイスにより上記第２の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び上記無線デバイスにより上記第２の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、また、ここで、上記第１のネットワークの上記第１のノード及び上記第２のネットワークの上記第１のノードは、共通の位置にある、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比として、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比として、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、上記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と上記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することと、上記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定することを含む。

一実施形態において、上記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と上記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することは、基準周波数に大して経路損失の予測を正規化することを含む。

一実施形態において、上記基準信号のそれぞれは、同じ電力レベルで送信される。

一実施形態において、本方法は、上記シャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を用いて、上記ネットワーク中のノードが隠れノードかどうか判定することを更に含む。

一実施形態において、無線ネットワークシステムのためのネットワーク管理モジュールは、インターフェースと、プロセッサとを含み、上記インターフェースは、第１のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信し、第２のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信するように動作可能であり、ここで、上記第１のセットの複数の基準信号は、無線デバイスにより第１の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び該無線デバイスにより上記第１の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、上記該第２のセットの複数の基準信号は、上記無線デバイスにより第２の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び上記無線デバイスにより上記第２の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、上記第１のネットワークの上記第１のノード及び上記第２のネットワークの上記第１のノードは、共通の位置にある、上記プロセッサは、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比として、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算し、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比として、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算し、上記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と上記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較し、上記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定するように動作可能である。

一実施形態において、上記プロセッサは、基準周波数に対して上記経路損失の予測を正規化することによって、上記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と上記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較するように動作可能である。

一実施形態において、無線ネットワークのための測定装置は、第１のネットワーク上で、該第１のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信するように動作可能な第１の通信モジュールと、ここで、該それぞれの基準信号は、第１のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第１のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第１のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、第２のネットワーク上で、該第２のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信するように動作可能な第１の通信モジュールと、ここで、該それぞれの基準信号は、第２のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第２のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第２のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、また、ここで、上記第１のネットワークの上記第１の無線機及び上記第２のネットワークの上記第１の無線機は、共通の位置にある、プロセッサとを含み、上記プロセッサは、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第１のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比から、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算し、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、上記第２のセットの複数の基準信号のうちの上記第１の基準信号との比から、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算し、上記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と上記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較し、上記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定するように動作可能である。

一実施形態は、プロセッサにより実行されたときに、上記に示したような方法を該プロセッサに実行させるコンピュータ実行可能な命令を含むコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供する。コンピュータ・プログラム・プロダクトは、キャリア媒体において具体化されても良い。キャリア媒体は、記憶媒体又は信号媒体であっても良い。キャリア媒体は、記憶媒体であっても良い。記憶媒体は、光学記憶手段（又は磁気記憶手段）、又は電子記憶手段を含んでも良い。

説明される実施形態は、特定のハードウェア・デバイスに、適切なソフトウェアにより構成された汎用デバイスに、又はそれら両方を組み合せたものに、組み込むことができる。各態様は、完全なソフトウェア実装として、或いは、既存のソフトウェアの修正又は強化のためのアドオンコンポーネント（例えばプラグイン）として、ソフトウェア製品において具体化することができる。そのようなソフトウェア製品は、例えば記憶媒体（例えば、光ディスク、又は、ＦＬＡＳＨメモリなどのような大容量記憶メモリ、など）又は信号媒体（例えばダウンロードなど）のようなキャリア媒体において具体化することができる。実施形態に適した特定のハードウェア・デバイスは、例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰのような、アプリケーションに特有のデバイス、或いは、他の専用の機能ハードウェア手段を含むことができる。ソフトウェア又はハードウェアにおける前述の実施形態の議論が、まだ発見又は定義されていない実行の手段に関する発明の将来の実装を制限するものではないことを読者は理解するであろう。

図１は、一実施形態に従った無線ネットワークシステムを示す。無線ネットワークシステム１００は、複数の無線デバイスを含む。測定装置（measurement device）１１０は、無線システム１００の各無線デバイスから基準信号（reference signals）を受信するように構成される。無線ネットワークシステム１００は、例えば屋内環境における、多重技術又はマルチバンド配備である。無線システム１００の２つの無線デバイス又はアクセスポイント（ＡＰ）１２２１２４は、第１の無線アクセス技術１２６を使用するように構成される。無線システム１００の２つの無線デバイス１３２１３４は、第２の無線アクセス技術１３６を使用するように構成される。無線デバイス１４０は、第１の無線アクセス技術１２６及び第２の無線アクセス技術１３６の両方を使用するように構成される。無線ネットワークシステム１００は、ネットワーク・マネージャー１５０により管理される。ネットワーク・マネージャー１５０は、ネットワークシステム１００を管理するために正規化経路損失モデル（normalised path loss model）を使用する。正規化経路損失モデルの計算は下でより詳細に説明される。

図２は、一実施形態に従った測定装置２００を示す。図１に示される測定装置１１０は、図２に示される測定装置２００としてインプリメントされても良い。測定装置２００は、第１のネットワーク・アクセス技術の上で信号を受信するように構成された第１の通信モジュール、及び、第２のネットワーク・アクセス技術の上で信号を受信するように構成された第２の通信モジュール２２０を有する。測定装置２００は、プロセッサ２３０及びメモリ２４０を有する。

図３は、図２に示される測定装置によりインプリメントされ得る正規化経路損失モデルを計算する方法を示すフローチャートである。複数の経路損失予測を得るプロセスは、一つの技術／バンドからの３つ以上の基準信号メジャーメント（測定値、measurements）を１セットとして、直交するように配置された複数のセットに基づく。例えば、一つの軸の上の８０２．１１２．４ＧＨｚ（ＷｉＦｉ）の信号からの３つのメジャーメント、及び、直交する軸の上の８０２．１１５ＧＨｚの信号からの３つのメジャーメント。各セットからの一つの基準信号は同じデバイス／位置からである。

ステップＳ３０２において、測定装置は、第１のネットワークの上で各基準信号を受信する。ステップＳ３０４において、測定装置は、第２のネットワークの上で各基準信号を受信する。

ステップＳ３０６において、第１のセットの正規化基準信号が計算される。３つのメジャーメントからなるセットを複数用意する理由は、それぞれの予測が受信機のメジャーメントの不正確さについて補償（compensated）されるようにするためである。民生の無線デバイスでは、個々のメジャーメントの精度は良くない。これは、温度、周波数及びバント幅に依存した変動と、電波の伝播につきもののフェージングとを組み合わせたキャリブレーションの欠如による。したがって、単一の個別の値をとるのではなく、提案されたアプローチは、相対的な方法で（すなわち、絶対値ではなく、一つの基準メジャーメントの他の基準メジャーメントに対する比を使用するだけで）、あるタイムピリオド（エポック又はスナップショット）内で得られる異なるメジャーメント・セットを組み合わせる。またさらに、基準信号を異なる複数の技術からのものとすることができることが仮定され、それゆえ、これらの全く異なるメジャーメント間の相関をその環境で一緒に用いられ又は多重技術可能な複数の無線機（radios）の存在及び各技術に特有のレイヤ２アドレスによって達成されることが仮定される。

基準信号は、同じ信号レベルで送信されても良い。その代わりに、測定装置は、基準信号の送信電力レベルのインジケーションを受信しても良い。

ステップＳ３０８において、第２のセットの正規化基準信号が計算される。

このように、経路損失は受信機の精度を考慮する問題なしに判定される。ここで、両方のメジャーメント・セットは、既知の共通の基準（common denominator）と比較して信号経路損失を解決することができるので、それらは、相対的経路損失信号空間（relative path-loss signal space）に関する２つの予測を形成するために組み合わせることができる。ステップＳ３１０において、それら経路損失の予測が比較される。

ステップＳ３１２において、周波数（又はバント幅／ＲＡＴ）に依存する変動を考慮するそれら経路損失予測に補償を適用することによって、それら予測の間のミスマッチの一因となる１又は複数のメジャーメントにおける障害物（obstructions）によって引き起こされるシャドウ・フェージング（shadow fading）が推定される。

一実施形態において、図１に示される無線ネットワークシステム１００の測定装置が、基準信号の各強度を測定し、正規化経路損失モデルの計算は、ネットワーク・マネージャー１５０において行われる。ネットワーク・マネージャー１５０は、ＩＥＥＥ１９００．４標準の中で定義されるようなネットワーク再構成マネージャー（network reconfiguration manager）（ＮＲＭ）としてインプリメントされても良い。その代わりに、ネットワーク・マネージャーは、プロプライアタリー（proprietary）中央資源管理（ＣＲＭ）サーバーとしてインプリメントされても良い。

図４は、正規化経路損失モデルがネットワーク・マネージャーにより計算されるシステムにおいて測定装置により実行される方法ステップを示す。ステップＳ４０２において、測定装置は、第１のネットワークの上で基準信号を受信する。図３に示される方法におけるように、測定装置は、少なくとも３台の無線機（radios）（例えば無線アクセスポイントなど）から基準信号を受信する。測定装置は、それら基準信号の強度を測定する。ステップＳ４０４において、測定装置は、第２のネットワーク上の少なくとも３台の無線機から基準信号を受信する。上記のように、測定装置は、無線送信機のうちの一つから第１のネットワーク及び第２のネットワークの両方の上で各基準信号を受信する。ステップＳ４０６において、測定装置は、第１のセットの基準信号の測定信号強度のインジケーションを送信する。ステップＳ４０８において、測定装置は、第２のセットの基準信号の測定強度のインジケーションを送信する。

図５は、一実施形態に従ったネットワーク・マネージャー５００を示す。ネットワーク・マネージャー５００は、無線システムの複数の無線機のうちの一つに置かれても良いし、あるいは代わりに、図１に示されるように独立して置かれても良い。ネットワーク・マネージャー５００は、それがネットワークの他のコンポーネントと通信するインターフェース５１０を持っている。ネットワーク・マネージャー５００は、プロセッサ５２０及びメモリ５３０を有する。

図６は、一実施形態に従った正規化経路損失モデルを計算する方法を示すフローチャートを示す。図６の方法は、図５に示されるネットワーク・マネージャー５００上でインプリメントされても良い。ステップＳ６０２及びＳ６０４において、第１及び第２のセットの信号強度のインジケーションが受信される。第１及び第２のセットの基準信号の強度は、図４に関して説明されたような測定装置によって測定される。

ステップＳ６０６において、第１のセットの正規化基準信号が計算される。第１のセットの正規化基準信号は、第１のネットワーク及び第２のネットワークの両方の上で送信する無線デバイスから受信された基準信号の強度を使って、第１のネットワークの各無線デバイスから受信された基準信号の強度の比として計算される。

ステップＳ６０８において、第２のセットの正規化基準信号が計算される。第２のセットの正規化基準信号は、第１のネットワーク及び第２のネットワークの両方の上で送信する無線デバイスから受信された基準信号の強度を使って、第２のネットワークの各無線デバイスから受信された基準信号の強度の比として計算される。

ステップＳ６１０において、第１のセットの正規化基準信号及び第２のセットの正規化基準信号による信号損失の予測が比較される。

ステップＳ６１２において、シャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクター（signal reflectors）が、それら信号損失の予測の間の差分（difference）から推定される。

ある周波数基準に対する正規化は下のような一般的な距離／経路損失の方程式を用いることにより実行することができる。

ここで、ｄは距離であり、λは波長であり、Ｌはデシベル（ｄＢ）で表現される。

上記の式から、距離に依存する成分及び周波数に依存する成分をみることが可能である。したがって、周波数に依存する成分は、基準周波数に対してメジャーメントを正規化するために使用することができる。例えば、２．４ＧＨｚに対して５ＧＨｚのメジャーメントを正規化するために、約６．４ｄＢの減算を必要とするであろう。

商用の無線デバイスにおいて、無線信号レベルのメジャーメントの精度は一般に良くなく、ダイナミック・レンジが制限されることは、よく知られている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｋは、９５％の確かさ（confidence）で、+/-５ｄＢの受信電力インジケータ精度を規定する。しかしながら、精度は多くの場合はより良い。精度のオフセットは、大部分は、製造工程と、更に温度、バント幅及び周波数に依存するデバイスのレベル変動の中での正式なキャリブレーションが欠如していることに起因する。複数の異なる物理的な送信機の基準及び周波数にわたる多重測定（multiple measurements）の実施を可能にすることにより、正規化経路損失モデルの使用が、これらの不正確さを補償することができる。例えば、同一の測定装置により作られた複数の相対的な信号メジャーメントは、キャリブレーション・オフセットを補償し、さらに、例えば温度、バント幅及び周波数に依存する変動のような他の要因に対する補償を可能にし得る。

メジャーメントに影響する他の要因は、別のＲＡＴの仕様である。例えば、設計又は配備のときに一次的なユーザ又は代わりの二次的なユーザのＲＡＴが知られていない可能性があり、それゆえ、未知の特性を有する可能性がある。例えば、新たなタイプのＲＡＴが、隠れノード予測及び検出（hidden node prediction and detection）のための解決が配備された後に配備される可能性があり、それゆえ、さらに該新たなＲＡＴと連携する必要がある。したがって、理想的な隠れノード予測／検出解決は、要求される信頼性を提供することができるようにＲＡＴの特有の特徴に依存しないようにするべきである。

ここで説明される正規化経路損失モデルのアプローチは、ユニークな無線ＲＡＴに特有の送信機識別（unique radio RAT specific transmitter identification）を得るために、ＲＡＴに特有のメジャーメント（RAT specific measurements）を利用する。もしＲＡＴに特有の情報が使用されなかったならば、一意の識別子によって無線デバイスを解決することができないであろう。そして、他の手段によってそれを得なければならない。例えば、絶対的な地理位置との及び到着メジャーメント（arrival measurements）の方向とのメジャーメント相関処理によって。正規化経路損失モデル・アプローチにおいて、ＲＡＴに特有のメジャーメントは、他の既存の標準（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｋ、ＩＥＥＥ１９００．４、ＩＥＥＥ８０２．２１など）と同じ方法で測定装置によってレポートされる。これは、一般的な無線コンテキスト情報データモデルの抽象化（abstraction）にとって、新しい基準が必要ではないことを意味する。かしながら、下で説明される処理は、これらのメジャーメントを組み合わせる方法で行われる。

測定装置によって得られた個々のメジャーメントは、起こり得る干渉に関する予測をするために組み合わせることができる。最初のステップは、メジャーメントにおける不正確さを取り除くために、相対的な信号基準を利用することである。次のステップは、メジャーメントが利用可能でないデバイスの間の（inter-device）無線干渉レベルを推定するために、正規化経路損失モデルを生成することである。これは、例えば、現在アクティブでないＲＡＴ又はそのＲＡＴ用に構成されていない若しくは精度が十分でない測定装置に起因して発生し得る。その後、正規化経路損失モデルの結果は、例えば構成最適化（configuration optimisation）、ハンドオーバー・トリガリング又はチャネル割り当てのような資源管理プロセスの中で使用することができる。

必要ならば、メジャーメント・メタデータ値特性（measurement meta-data value characteristic）の中の既存の標準（例えばＩＥＥＥ１９００．４など）を使用して、実際のメジャーメントとともに、メジャーメントの精度もまた、プロセスによって得ることができる。そして、この誤差を補償するのに測定装置の精度が良くないときは、相対的な値が適用される。相対的な値は、それらの絶対的な数値ではなく２つの基準信号から受信された信号強度の相対的な比に基づく。例えば、同一の測定装置を使用して、一つの無線デバイスから受信されたＲＡＴ信号の、異なる無線デバイスから受信されたもう一つのＲＡＴ信号に対する比。そして、中央の送信機について測定装置の相対的経路損失を判定する（又はその逆）ように要求される正規化経路損失モデル処理は、下で説明される幾何学的な計算から与えられる。

図７は、複数の無線送信機及び測定装置の配置を示す。図７において、中央のデバイスｔ０は、両方の技術の上で信号を送信する。二つのデバイスｔ１とｔ３は第１の無線アクセス技術を使用して、基準信号を送信する。また、二つのデバイスｔ２とｔ４は第２の無線アクセス技術を使用して、基準信号を送信する。この例における複数の基準信号セットは、（ｔ０，ｔ１，ｔ３）と（ｔ０，ｔ２，ｔ４）である。したがって、両方とも基準ｔ０を含む。しかし、第１のセットでは、ｔ０基準は、２．４ＧＨｚ８０２．１１バンドにセットされるであろう。また、第２のセットは、５ＧＨｚ８０２．１１バンドを使用するであろう。二つの予測が一致することは予期されない。実際、考慮することが有益なのは、二つの予測の間の差分（difference）である。

図８は、測定装置の相対的経路損失空間における予測位置の計算を示す。

ａが、（ｘ、ｙ）にある受信機と送信機ｔ０との間の経路損失に対応し、ｂが、（ｘ、ｙ）とｔ１，２との間の経路損失であるならば（ここで、ｔは、送信機ｔからの伝送について、ポイント（ｘ，ｙ）において受信される、送信された基準信号に対応する）、ａとｂは、以下のように記述し得る。

ここで、ｃは送信機の分離距離（separation）ある。

比ｒが以下のように定義される場合、

上に書かれたａ及びｂに関する式は、次を与えるように組み合わせ得る。

これは、以下のようにｙを与える。

ｓがｓ＝ａ／ｄとして定義される場合（ここで、ｄは、（ｘ、ｙ）とｔ３，４との間の経路損失であり、ｙは、ｄに関して計算される）、下記が得られる。

経路損失に関する周波数の影響が既知であり、したがって、適切な基準に対する正規化が可能である（すなわち、この場合において２．４ＧＨｚのような）。標準の（normal）動作周波数についての経路損失の周波数依存成分は、ほぼ次で与えることができる（ｄＢで）：
２０Ｌｏｇ（λ）
そして、二つの予測の間の残りの差分（difference）は、フェージング／散乱によって引き起こされるものであろう。従って、ダイナミックなシャドウイング現象は、正確な物理的な配備レイアウト及び地理的な位置を知る必要なしに、モデルの中で考慮に入れることができる。

図９は、異なる複数のメジャーメント・セットを使用した（ｘ，ｙ）の異なる複数のメジャーメント予測を示す。異なる複数のメジャーメント予測は、ｐ１，ｐ２，．．．．(ｐはpredictionのｐ)とラベル付けされ、シャドウ・フェージングの大きさのインジケーションを提供する。シャドウ・フェージングは、例えば、複数の予測（ｐ１．．．ｐｎ）の間の平均距離又は最大距離として得られても良い。したがって、受信機デバイスの実際の真の経路損失ベクトルには不確実な領域が存在する。それは、ｐ１とｐ２との間の中間又平均ポイントを中心とする円の内部である。不確実な領域は、より多くのメジャーメントを組み合わせることによって、より正確に判定され得る。

大抵の目的について、組み合わせるメジャーメントの量又はメジャーメント・オーバヘッドと、不確実な領域の定義における確かさ（confidence）との間に、トレードオフが存在する。組み合わせるすべてのメジャーメント・セットから最大の誤差を取り出すことは、高い確かさをもたらす。

下で説明されるように、これは、例えば隠れノードの回避のためのハンドオーバー・トリガリングのようないくつかのシナリオにとって十分である。より複雑な…確率的クラスタリング…アプローチは、この確実性（certainty）の推定を提供することができる。

上記の分析は、送信機に相対的な（二次元の）座標に関連する正確な信号を、均等な分離距離（ｃ）により線形の方法で配置された、３つの等しい電力（及びバント幅）の送信機から受信された、相対的な信号強度から計算することができる（すなわち、メジャーメントの正確さの仮定が要求されない）。ｙ次元の曖昧さは、ただ一つの追加の直交メジャーメントによって解決することができる。非線形の配置（すなわち、位置合わせされていないグリッド）については、計算はより困難になるが、それでも、軸の回転によって可能になる。さらに、３次元マッピンへの一般化は、少なくとも一つ（また、理想的には二つ）の追加の直交メジャーメント・ポイントにより起こり得る。（追加のｚ²項をもつ）上記と同じ式を適用することは、１次元座標（すなわちｘ位置）を解決し、また、受信アンテナを提供することは、コンシスタントな利得対到着角／仰角（angle / elevation of arrival）を有し、それら直交メジャーメントは、ｙ座標及びｚ座標の解決を可能にするであろう。

相対的な信号座標は、相対的な信号（経路損失）を使用して正規化されたので、ＲＡＴ、周波数バンド又はバント幅（又は他の不正確さ）にかかわらずに、経路損失と、それゆえパフォーマンス又は干渉レベルを推定するために、それら相対的な信号座標を使用することができる。例えば、（第２の測定装置からの）第２のセットの３つのメジャーメントは、第２の座標を判定するために使用することができる。ここで、第２の座標は、２点の信号経路損失及びそれゆえ干渉レベル（例えば送信電力及び受信機パフォーマンスのような所与の基準）を推定するために、第１の座標と直接比較することができる。そして、これは、チャネル割り当て、ハンドオーバー最適化又は隠れノード検出及び回避の中で使用することができる。

図１０は、上で説明された正規化経路損失モデルを使用する、隠れノードを回避する方法を示す。この方法は、隠れノードを予測するために正規化経路損失モデルを使用し、また、負荷バランシングを実行しながら、隠れノードを回避するためにアクセスポイント（ＡＰ）選択を実行する。

ステップＳ１００２において、測定装置は、近隣のアクセスポイントの信号レベルを測定し、これに基づいて最初の仮定的なＡＰ選択（initial hypothetical AP selection）を実行する。ステップＳ１００４において、そのＡＰ上の負荷が、信号レベル及び負荷の組み合わせの観点で、それぞれのＡＰに割り当てられた端末の数を使用して推定される。

ステップＳ１００６において、位置特定予測（localisation prediction）における誤差を推定するために、上記で説明された方法のうちの一つが使用される。これは、例えばシャドウイングの量を与える。誤差がしきい値（Ｅ）を上回るならば、静的なシャドウイングが仮定され、そうでなければ、最大観察予測差（maximum observed prediction difference）に基づく予測がなされる。

ステップＳ１００８において、推定シャドウ・フェージングを使用して、ポイントツーポイント経路損失が推定される。

ステップＳ１０１０において、送信電力及び予測経路損失に関するコンテキスト情報を使用して、ネットワークの中の隠れノードが決定される。

そして、それらの対応する仮定的に選択されたＡＰを使う端末ｓに対して、隠れノードポリシールールが評価される。隠れノードを検出すると、それらのリスト中で次に最良のＡＰに対して、適切な「バーチャル・ハンドオーバー」（ＶＨＯ）が開始され、そして、全プロセスが繰り返される。このように、存在しなくなるまで又は繰り返しの最大数に到達するまで、隠れノードの数が低減される。

図１１に関して、隠れノードのポリシーが詳細に説明される。第１のステップは、制約ポリシー（constraint policy）の観点から隠れノードの意味を定義することである。例えば、隠れノードのコンディション／ロジカル／アクション（イベント、コンディション、アクションポリシーと類似している）のセットの仕様の定義が使用されても良い。

IF {channel(0) = channel(1)} AND
{link.rxsignallessmargin(0) < rxsignalstrength(1)} AND
{link.locall2address(0) = locall2address(1)} AND
{link.remotel2address(1) != remotel2address(0)} AND

{link.remotel2address(2) = remotel2address(0)} AND
{link.locall2address(2) = remotel2address(1)} AND
{link.rxsignalstrength(2) < THRESHOLD} THEN EXCLUDE

上記のポリシーは、隠れノードを回避するために必要な制約を示す。７つの条件が存在し、まず比較するリンクオブジェクトが同一のチャネルの上にあるかどうかについて規定し、そして一つのリンクの信号強度がもう一つの或るマージン内に満たないかどうかについて規定する。次に、それらリンクが、はっきりと異なるものであり、かつ、望まれるノード（wanted node）及び隠れノードの両方を聞くことができる共通のローカル・ノードを有するものであるかを判定するために、それらアドレスが比較される。最後に、望まれるノードと隠れノードとの間のリンクは、検出しきい値未満の信号強度を有するべきである。検出しきい値は、ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＝−９５ｄＢｍとして選択されても良い。

この導出（derivation）における隠れノードは、そのＲＡＴのためのレベルを感知する最小の信頼できる信号強度がＴＨＲＥＳＨＯＬＤにより与えられると仮定する。信号がこのレベル未満である場合、アドレスaddress link.remotel2address(0)をもつ望まれるノードは、アドレスlink.remotel2address(1)の隠れノードの伝送を検知することができないと仮定される。

図１２に、バーチャル・ハンドオーバー（ＶＨＯ）アプローチが示される。隠れノードポリシーにマッチするとして検出されたノードに、トリガーが送信される。そして、このトリガーを受信すると、そのノードは、次に最良のＡＰを調べ、そして、このＡＰ隠れノードポリシーがマッチするかどうか確かめるために、そのメジャーメントを提出（submits）する。このように、いくつかのＡＰは、現実のハンドオーバーを実際に実行する前に、テストすることができる。実在するハンドオーバーは、ＡＰがノードを受理するポイントで起こり（すなわち、ポリシーはマッチしない）、それゆえ、すべてのノードは、それぞれのＡＰでの共同無線通信資源管理(Joint Radio Resource Management)（ＪＲＲＭ）ポリシーに対して受理可能である。しかしながら、目標は、複数のＡＰにわたる負荷をできる限りバランシングすることでもあるので、適合性は負荷で重み付けされ、それゆえ、負荷はＶＨＯをトリガーしないが、それは、最良の他に採り得るＡＰ（best alternative APs）（すなわち、それぞれのノードに対する最良のＡＰのリスト）を推定する。したがって、応答メッセージは、最良の他に採り得るＡＰのリスト（すなわち、近接及び負荷の最新の推定に基づくもの）を又は次に最良のＡＰだけを含むことができる。メジャーメントのためのメッセージ・フォーマット及びＶＨＯトリガーは下に示される。

１）ＶＨＯリクエスト
LinkMeasurements ::= SEQUENCE OF SEQUENCE {
LinkMeasurementName LinkMeasurementId
LinkMeasurementValue ANY
}

２）ＶＨＯレスポンス
Response := SEQUENCE OF SEQUENCE {
remotel2address Id
channelId ChannelId
rATId RATId
cellLoad CellLoad
}
ＶＨＯトリガーメッセージにおいて、仮定は、remotel2addressがユニークにＡＰＪＲＲＭエンティティーを解決するのに十分であるということである。したがって、レイヤ２メソッドが使用される（すなわち、ＡＰ間の適切なブリッジに基づくイーサネット（登録商標）のように）。さらに、ＡＰベースのルータとともにレイヤ３メソッド（すなわち、ＩＰアドレス／ポート）を使用することは実現可能である。

説明された正規化経路損失モデル（ＮＰＬＭ）アプローチは、いくつかのシナリオの中で配備することができる。例えば、多重ＲＡＴ配備（例えばＷｉＦｉ／フェムトセルのシナリオのような）については、ＮＰＬＭは、ネットワーク側のＪＲＲＭ機能（すなわち、アクセスポイント内のＪＲＲＭＮ）の中に配備することができる。ＮＰＬＭ予測は、単にＡＰカバレッジ・エリア内のメジャーメント、及び、ＩＥＥＥ１９００．４コンテキストデータ又は同様のアプローチを用いて取得することができる干渉予測（例えばＲＡＴ及び送信電力レベルのような）に関する一般的な無線パラメータを要求する。ＶＨＯメッセージは、ＩＥＥＥ８０２．２１標準に述べられている標準メディア独立ハンドオーバー（Media Independent Handover）（ＭＩＨ）アプローチを用いて、あるいは、既存の技術に特有のメッセージを開発するＪＲＲＭ機能によって、マッピングされても良い。その代わりに、構成計画プロセス（configuration planning process）内のＮＰＬＭの使用については、例えばネットワーク側の上の動的自己組織化ネットワーク・プランニング（Dynamic Self-Organising Network Planning and Management）（ＤＳＮＰＭ）あるいはＩＥＥＥ１９００．４ネットワーク再構成マネージャー（Network Reconfiguration Manager）（ＮＲＭ）エンティティーのような、ネットワーク・プランニング・エンティティーにおいてＮＰＬＭ機能を使用することができるであろう。

特定の実施形態が説明されたが、これらの実施形態はただ例として提示されたものであり、本発明の範囲を制限することが意図されるものではない。実際に、本明細書で説明された新しい方法、システム、デバイス及びネットワークは、種々の他のフォームで具体化されても良い;さらに、様々な省略、置き換え及び変形が本発明の精神を逸脱しない範囲でなされても良い。添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物は、本発明の範囲及び精神に含まれるであろうそのようなフォーム又は変形をカバーすることが意図される。

Claims

無線システムにおける方法において、前記方法は、
前記無線システムの無線デバイスが、第１のネットワーク上で、該第１のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信することと、ここで、該それぞれの基準信号は、第１のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第１のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第１のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、
前記無線デバイスが、第２のネットワーク上で、該第２のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信することと、ここで、該それぞれの基準信号は、第２のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第２のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第２のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、また、ここで、前記第１のネットワークの前記第１の無線機及び前記第２のネットワークの前記第１の無線機は、共通の位置にある、
前記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第１のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比から、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、
前記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第２のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比から、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、
前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することと、
前記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定することを含む、
方法。
前記第１のネットワークは、第１の周波数バンド上の第１の通信プロトコルを有し、
前記第２のネットワークは、第２の周波数バンド上の第２の通信プロトコルを有する、請求項１に記載の方法。
前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することは、基準周波数に対して経路損失の予測を正規化することを含む、請求項２に記載の方法。
前記基準信号に対する送信電力レベルをそれぞれの個別の基準信号から判定することを更に含み、
前記第１のセットの複数の正規化基準信号及び前記第２のセットの複数の正規化基準信号を計算することは、前記送信電力レベルを考慮するように前記比を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
無線システムにおける方法において、該無線システムは、第１の無線ネットワーク及び第２の無線ネットワークを含み、前記方法は、
第１のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信することと、ここで、該第１のセットの複数の基準信号は、無線デバイスにより前記第１の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び該無線デバイスにより前記第１の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、
第２のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信することと、ここで、該第２のセットの複数の基準信号は、前記無線デバイスにより前記第２の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び前記無線デバイスにより前記第２の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、また、ここで、前記第１のネットワークの前記第１のノード及び前記第２のネットワークの前記第１のノードは、共通の位置にある、
前記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第１のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比として、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、
前記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第２のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比として、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算することと、
前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することと、
前記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定することを含む、
方法。
前記第１のネットワークは、第１の周波数バンド上の第１の通信プロトコルを有し、
前記第２のネットワークは、第２の周波数バンド上の第２の通信プロトコルを有する、請求項５に記載の方法。
前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較することは、基準周波数に対して経路損失の予測を正規化することを含む、請求項６に記載の方法。
前記基準信号に対する送信電力レベルをそれぞれの個別の基準信号から判定することを更に含み、
前記第１のセットの複数の正規化基準信号及び前記第２のセットの複数の正規化基準信号を計算することは、前記送信電力レベルを考慮するように前記比を調整することを含む、請求項５に記載の方法。
前記基準信号のそれぞれは、同じ電力レベルで送信される、請求項５に記載の方法。
前記シャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を用いて、前記ネットワーク中のノードが隠れノードかどうか判定することを更に含む、請求項５に記載の方法。
プロセッサ上で実行されたときに、請求項１に記載の方法を該プロセッサに実行させるコンピュータ実行可能な命令を記録する、コンピュータ・プログラム・記録媒体。
プロセッサ上で実行されたときに、請求項５に記載の方法を該プロセッサに実行させるコンピュータ実行可能な命令を記録する、コンピュータ・プログラム・記録媒体。
無線ネットワークシステムのためのネットワーク管理モジュールにおいて、該ネットワーク管理モジュールは、
インターフェースと、
プロセッサとを含み、
前記インターフェースは、
第１のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信し、
第２のセットの複数の基準信号の信号強度のインジケーションを受信するように動作可能であり、
ここで、前記第１のセットの複数の基準信号は、無線デバイスにより第１の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び該無線デバイスにより前記第１の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、
前記該第２のセットの複数の基準信号は、前記無線デバイスにより第２の無線ネットワークの第１のノードから受信された第１の基準信号及び前記無線デバイスにより前記第２の無線ネットワークの複数の更なるノードから受信された複数の更なる基準信号を含み、
前記第１のネットワークの前記第１のノード及び前記第２のネットワークの前記第１のノードは、共通の位置にある、
前記プロセッサは、
前記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第１のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比として、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算し、
前記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第２のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比として、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算し、
前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較し、
前記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定するように動作可能である、ネットワーク管理モジュール。
前記第１のネットワークは、第１の周波数バンド上の第１の通信プロトコルを有し、
前記第２のネットワークは、第２の周波数バンド上の第２の通信プロトコルを有する、請求項１３に記載のネットワーク管理モジュール。
前記プロセッサは、基準周波数に対して経路損失の予測を正規化することによって、前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較するように動作可能である、請求項１４に記載のネットワーク管理モジュール。
無線ネットワークのための測定装置において、該測定装置は、
第１のネットワーク上で、該第１のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信するように動作可能な第１の通信モジュールと、ここで、該それぞれの基準信号は、第１のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第１のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第１のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、
第２のネットワーク上で、該第２のネットワークの複数の無線機のそれぞれから、それぞれの基準信号を受信するように動作可能な第２の通信モジュールと、ここで、該それぞれの基準信号は、第２のセットの複数の基準信号を形成し、該複数の基準信号は、該第２のネットワークの第１の無線機から受信される第１の基準信号及び該第２のネットワークの該複数の無線機のうちの残りの無線機から受信される複数の更なる基準信号を含み、また、ここで、前記第１のネットワークの前記第１の無線機及び前記第２のネットワークの前記第１の無線機は、共通の位置にある、
プロセッサとを含み、
前記プロセッサは、
前記第１のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第１のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比から、第１のセットの複数の正規化基準信号を計算し、
前記第２のセットの複数の基準信号のうちの複数の更なる基準信号それぞれの、前記第２のセットの複数の基準信号のうちの前記第１の基準信号との比から、第２のセットの複数の正規化基準信号を計算し、
前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較し、
前記比較の結果を用いてシャドウ・フェージング又はシグナル・リフレクターの推定を判定するように動作可能である、測定装置。
前記第１のネットワークは、第１の周波数バンド上の第１の通信プロトコルを有し、
前記第２のネットワークは、第２の周波数バンド上の第２の通信プロトコルを有する、請求項１６に記載の測定装置。
前記プロセッサは、基準周波数に対して経路損失の予測を正規化することによって、前記第１のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測と前記第２のセットの複数の正規化基準信号に基づく信号損失の予測とを比較するように動作可能である、請求項１７に記載の測定装置。