特許 7364712 セルラ・アクセスノードのためのビーム選択

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】セルラ・アクセスノードのためのビーム選択

(51)【国際特許分類】

   H04W 16/28 20090101AFI20231011BHJP

   H04W 72/04 20230101ALI20231011BHJP

   H04W 16/18 20090101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

H04W16/28

H04W72/04

H04W16/18

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022017912

(22)【出願日】2022-02-08

(65)【公開番号】P2022122844

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2022-06-09

(31)【優先権主張番号】20215133

(32)【優先日】2021-02-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】513311642

【氏名又は名称】ノキア ソリューションズ アンド ネットワークス オサケユキチュア

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100117019

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100108903

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 和広

(74)【代理人】

【識別番号】100141162

【弁理士】

【氏名又は名称】森 啓

(72)【発明者】

【氏名】ロレンツォ マッジ

(72)【発明者】

【氏名】ディーパック クマール ナヤック

(72)【発明者】

【氏名】スレッシュ カリヤナスンダラム

【審査官】伊藤 嘉彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０６３３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０５５４０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００２－５０８８９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１，４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備える、アクセスノードにＮ本の無線ビーム構成を割り当てるための装置であって、
前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、
前記少なくとも１つのメモリに、前記アクセスノードによって管理される複数のセルのカバレージ領域に対する無線ビーム構成のセットを定義するビームライブラリを格納するステップであって、各セルは、それぞれのセルをカバーするために複数の無線ビーム構成を動作させることが可能である、ステップと、
セルのカバレッジ領域が複数のサブ領域から構成されているように前記複数のセルの前記カバレッジ領域を、サブ領域に分割するステップと、
チャネル品質メトリックのセットを収集するステップであって、各チャネル品質メトリックが、前記サブ領域のうちの１つにおいて、前記ビームライブラリの無線ビーム構成のためのチャネル品質を示すステップと、
トラフィック密度パラメータを各サブ領域について収集するステップであって、該トラフィック密度パラメータは、前記サブ領域内のデータトラフィックの量を示す、ステップと、
Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセットに対して、
ａ）前記無線ビーム構成のセットからＮ本の無線ビーム構成を選択するステップ、
ｂ）前記チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を、ステップａ）で選択されたＮ個の無線ビーム構成に対して最も高いチャネル品質メトリックを提供する無線ビームにマッピングするステップであって、それによって、異なる数の無線ビームが異なるセルにマッピングされるように、セルの関連付けを実行し、サブ領域について、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮することにより、前記複数のセルのそれぞれについて、信号対干渉メトリックを計算することによって、および、最大の信号対干渉メトリックを提供するセルを選択することによって、サブ領域のセルの関連付けを１つずつ繰り返し、それによって、マッピングに少なくとも１つのセルの変更を誘導する、ステップ、
ｃ）前記マッピングおよび前記トラフィック密度パラメータに基づいて、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能を計算するステップであって、該サービス性能は、該トラフィック密度パラメータによって重み付けされる、ステップ、
ｄ）前記選択されたＮ本の無線ビーム構成の各無線ビーム構成にリンクされた前記サービス性能を格納するステップ、のステップａ）－ｄ）を実行するステップと、
該格納されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択し、該Ｎ本の無線ビーム構成を前記アクセスノードに割り当てるステップ、
を実行させるように構成される、装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、該少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、
前記ビームライブラリ内のＮ本の無線ビーム構成の可能な組み合わせのうちの少なくとも大部分について、前記ステップａ）－ｄ）
を実行させるように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、前記サブ領域ごとに前記繰り返しを複数回実行させるように構成される、請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、
前記Ｎ本の無線ビーム構成のセットについての最大スループットと最大カバレージとの間の目標を定義する公平性パラメータを決定させ、
前記公平性パラメータを使用することによって、ステップｃ）において、前記選択されたＮ本の無線ビーム構成についてのサービス性能を計算させ、
前記計算されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成の前記セットを選択させる
ように構成される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

前記Ｎ本の無線ビーム構成が、セルごとに決定された数の無線ビーム構成を含み、
前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、
前記ビームライブラリ内の前記無線ビーム構成から形成される選択木を使用するモンテカルロ木探索アルゴリズムを用いる使用することによって、
ｉ）セルと該セルの無線ビーム構成を選択するステップであって、該無線ビーム構成は、もしあれば、該無線ビーム構成の格納されたサービス性能と、もしあれば、前記ステップａの以前の繰り返しで各無線ビーム構成が既に選択された回数とに基づいて選択される、ステップと、
ｉｉ）前記選択された無線ビーム構成が、前記選択木において、ステップａ）の別の繰り返しにおいて以前に選択された無線ビーム構成にリンクされているかどうかを判定するステップであって、ここで、
前記別の無線ビーム構成が以前に選択されている場合、ステップｉ）に戻り、さらなる無線ビーム構成を選択し、
前記別の無線ビーム構成が以前に選択されていない場合、ステップｉｉｉ）に進む、ステップと、
ｉｉｉ）前記Ｎ本の無線ビーム構成が選択されるように、残りの無線ビーム構成を任意に選択するステップと、
のステップを含む、ステップａ）を実行させるように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、
ステップｂ）において、少なくとも、
Ｉ．サブ領域について、異なるセルに関連する前記他のサブ領域を干渉源として考慮し、前記計算された信号対干渉メトリックに基づいて、前記サブ領域のセル関連付けを選択することによって、前記セルの各々の信号対干渉メトリックを計算するステップと、
ＩＩ．ステップｃ）に進む前に、前記サブ領域および前記他のサブ領域についてステップＩ）を複数回繰り返すステップ、
を実行させるように構成される、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、
前記アクセスノードの動作中にステップａ）－ｄ）を実行させ、
前記アクセスノードによって現在適用されている前記無線ビーム構成の変更を必要とする前記動作中のイベントを検出させ、
前記検出に応答して、前記ステップａ）－ｄ）の実行を中断させ、
利用可能な格納されたサービス性能に基づいてＮ本の無線ビーム構成の前記セットを選択させるように構成される、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置。

【請求項8】

アクセスノードにＮ本の無線ビーム構成を割り当てるためのコンピュータ実装方法であって、
前記アクセスノードによって管理される複数のセルのカバレージ領域のための無線ビーム構成のセットを定義するビームライブラリを、少なくとも１つのメモリに格納するステップであって、各セルは、それぞれのセルをカバーするために複数の無線ビーム構成を動作させることが可能である、ステップと、
セルのカバレッジ領域が複数のサブ領域から構成されているように、前記複数のセルの前記カバレッジ領域を、サブ領域に分割するステップと、
チャネル品質メトリックのセットを収集するステップであって、各チャネル品質メトリックが、前記サブ領域のうちの１つにおいて、前記ビームライブラリの無線ビーム構成のためのチャネル品質を示すステップと、
トラフィック密度パラメータを各サブ領域について収集するステップであって、該トラフィック密度パラメータは、前記サブ領域内のデータトラフィックの量を示す、ステップと、
Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセットに対して、
ａ）無線ビーム構成の前記セットからＮ本の無線ビーム構成を選択するステップ、
ｂ）チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を、ステップａで選択されたＮ個の無線ビーム構成に対して最も高いチャネル品質メトリックを提供する無線ビームにマッピングするステップであって、それによって、異なる数のビームが異なるセルにマッピングされるように、セルの関連付けを実行し、サブ領域について、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮することにより、前記複数のセルのそれぞれについて、信号対干渉メトリックを計算することによって、および、最大の信号対干渉メトリックを提供するセルを選択することによって、サブ領域のセルの関連付けを１つずつ繰り返し、それによって、マッピングに少なくとも１つのセルの変更を誘導する、ステップ、
ｃ）前記マッピングおよび前記トラフィック密度パラメータに基づいて、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能を計算するステップであって、該サービス性能は、該トラフィック密度パラメータによって重み付けされる、ステップ、
ｄ）前記選択されたＮ本の無線ビーム構成の各無線ビーム構成にリンクされた前記サービス性能を格納するステップ、
のステップａ）－ｄ）を実行するステップと、
該格納されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択し、該Ｎ本の無線ビーム構成を前記アクセスノードに割り当てるステップ、
を含む、方法。

【請求項9】

前記ステップａ）－ｄ）は、前記ビームライブラリ内のＮ本の無線ビーム構成の可能な組み合わせの少なくとも大部分について実行される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記繰り返しは、サブ領域ごとに複数回実行される、請求項８または９に記載の方法。

【請求項11】

前記Ｎ本の無線ビーム構成のセットに対する最大スループットと最大カバレージとの間の目標を定義する公平性パラメータを決定するステップと、
前記公平性パラメータを使用することによって、ステップｃ）において、前記選択されたＮ本の無線ビーム構成に対する前記サービス性能を計算するステップと、
前記計算されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成の前記セットを選択するステップと，
をさらに含む、請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記Ｎ本の無線ビーム構成が、セルごとに決定された数の無線ビーム構成を含み、
ステップａ）が、前記ビームライブラリ内の前記無線ビーム構成から形成される選択木を使用するモンテカルロ木探索アルゴリズムを使用することによって実行され、
ｉ）セルと該セルの無線ビーム構成を選択するステップであって、該無線ビーム構成は、もしあれば、該無線ビーム構成の格納されたサービス性能と、もしあれば、前記ステップａの以前の繰り返しで各無線ビーム構成が既に選択された回数とに基づいて選択される、ステップと、
ｉｉ）前記選択された無線ビーム構成が、前記選択木において、ステップａ）の別の繰り返しにおいて以前に選択された無線ビーム構成にリンクされているかどうかを決定するステップであって、前記別の無線ビーム構成が以前に選択されている場合、ステップｉ）に戻り、さらなる無線ビーム構成を選択する、前記別の無線ビーム構成が以前に選択されていない場合、ステップｉｉｉ）に進む、ステップと、
ｉｉｉ） 前記Ｎ本の無線ビーム構成が選択されるように、残りの無線ビーム構成を任意に選択する、
のステップ
を含む、請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

ステップｂ）において、少なくとも、
Ｉ．サブ領域について、異なるセルに関連する前記他のサブ領域を干渉源として考慮し、前記計算された信号対干渉メトリックに基づいて、前記サブ領域のセル関連付けを選択することによって、前記セルの各々の信号対干渉メトリックを計算するステップと、
ＩＩ．ステップｃ）に進む前に、前記サブ領域および前記他のサブ領域についてステップＩ）を複数回繰り返すステップ、
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

ステップａ）～ｄ）がアクセスノードの動作中に実行され、
前記動作中に、前記アクセスノードによって現在適用されている前記無線ビーム構成の変更を必要とするイベントを検出すると、ステップａ）～ｄ）の前記実行が中断され、
Ｎ本の無線ビーム構成の前記セットが、利用可能な格納されたサービス性能に基づいて選択される、
請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項15】

コンピュータ可読媒体上に具現化され、コンピュータが読み取り可能なコンピュータプログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品であって、
前記コンピュータプログラムコードは、Ｎ本の無線ビーム構成をアクセスノードに割り当てるためのコンピュータ処理を実行するようにコンピュータを構成し、
前記コンピュータ処理は、
前記アクセスノードによって管理される複数のセルのカバレージ領域のための無線ビーム構成のセットを定義するビームライブラリを、少なくとも１つのメモリに格納するステップであって、各セルは、それぞれのセルをカバーするために複数の無線ビーム構成を動作させることが可能である、ステップと、
セルのカバレッジ領域が複数のサブ領域から構成されているように、前記複数のセルの前記カバレッジ領域を、チャネル品質メトリックのセットを収集するステップであって、各チャネル品質メトリックが、前記サブ領域のうちの１つにおいて、前記ビームライブラリの無線ビーム構成のためのチャネル品質を示すサブ領域に分割するステップと、
トラフィック密度パラメータを各サブ領域について収集するステップであって、該トラフィック密度パラメータは、前記サブ領域内のデータトラフィックの量を示す、ステップと、
Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセットに対して、
ａ）無線ビーム構成の前記セットからＮ本の無線ビーム構成を選択するステップと、
ｂ）チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を、ステップａ）で選択されたＮ個の無線ビーム構成に対して最も高いチャネル品質メトリックを提供する無線ビームにマッピングし、それによって、異なる数のビームが異なるセルにマッピングされるように、セルの関連付けを実行し、サブ領域について、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮することにより、前記複数のセルのそれぞれについて、信号対干渉メトリックを計算することによって、および、最大の信号対干渉メトリックを提供するセルを選択することによって、サブ領域のセルの関連付けを１つずつ繰り返し、それによって、マッピングに少なくとも１つのセルの変更を誘導する、ステップと、
ｃ）前記マッピングおよび前記トラフィック密度パラメータに基づいて、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能を計算するステップであって、該サービス性能は、該トラフィック密度パラメータによって重み付けされる、ステップと、
ｄ）前記選択されたＮ本の無線ビーム構成の各無線ビーム構成にリンクされた前記サービス性能を格納するステップと、
のステップａ）－ｄ）を実行するステップと、
該格納されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択し、該Ｎ本の無線ビーム構成を前記アクセスノードに割り当てるステップ、
を含む、
コンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書で説明される様々な態様は、無線通信の分野に関し、特に、セルラ通信システムのアクセスノードのための無線ビームの選択に関する。

【背景技術】

【0002】

セルラ通信システムの現代のアクセスノードは、各種無線ビーム構成を介してセルを動作させるためのアンテナアレイおよび信号処理能力を備えている。アクセスノードは、アクセスノードのサイトから、ビーム方向および幅に関して様々な特性を有する無線ビームを生成することができる。複数のビームが同時に動作可能である。異なる組の無線ビーム構成は、セル内の端末装置の空間分布、それらのトラヒック要求、隣接セルからの干渉などに応じて、異なる性能特性を提供し得る。したがって、時々、無線ビーム構成のセットを更新する必要があり得る。

【発明の概要】

【0003】

本発明のいくつかの態様は、独立請求項によって定義される。本発明のいくつかの実施形態は、従属請求項において定義される。

【0004】

独立請求項の技術的範囲に含まれない本明細書に記載された実施形態および特徴は、もしあれば、本発明の様々な実施形態を理解するのに有用な例として解釈されるべきである。本開示のいくつかの態様は、独立請求項によって定義される。

【0005】

一態様によれば、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備え、少なくとも１つのメモリとコンピュータプログラムコードとは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、
少なくとも１つのメモリに、アクセスノードによって管理される複数のセルのカバレージエリアのための無線ビーム構成のセットを定義するビームライブラリを格納するステップと、
カバレージエリアをサブ領域に分割するステップと、
各チャネル品質メトリックが、サブ領域のうちの１つにおいて、ビームライブラリの無線ビーム構成のためのチャネル品質を示す、チャネル品質メトリックのセットを収集するステップと、
各サブ領域のためのトラフィック密度パラメータを収集するステップであって、該トラフィック密度パラメータはサブ領域内のデータトラフィックの量を示す、ステップと、
ａ）無線ビーム構成のセットからＮ本の無線ビーム構成を選択するステップ、
ｂ）チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を各サブ領域を、ステップａ）で選択されたＮ個の無線ビーム構成に対して最も高いチャネル品質メトリックを提供する無線ビームにマッピングするステップであって、それによって、異なる数のビームが異なるセルにマッピングされるように、セルの関連付けを実行し、サブ領域について、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮することにより、および、最大の信号対干渉指標を提供するセルを選択することによって、前記複数のセルのそれぞれについて、信号対干渉のメトリックを計算することによって、サブ領域のセルアソシエーションを１つずつ繰り返し、それによって、マッピングに少なくとも１つのセルの変更を誘導する、
ステップ、
ｃ）マッピングおよびトラフィック密度パラメータに基づいて、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能を計算するステップであって、サービス性能は、トラフィック密度パラメータによって重み付けされる、ステップ、
ｄ）選択されたＮ本の無線ビーム構成の各無線ビーム構成にリンクされたサービス性能を格納するステップ、を、Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセットのために実行するステップと、
格納されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択するステップであって、Ｎ本の無線ビーム構成をアクセスノードに割り当てる、ステップと、
を実行させるように構成される、アクセスノードにＮ本の無線ビーム構成を割り当てるための装置が提供される。

【0006】

一実施形態では、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、ビームライブラリ内のＮ本の無線ビーム構成の可能な組合せのうちの少なくとも大部分について、装置にステップａ）～ｄ）を実行させるように構成される。

【0007】

一実施形態では、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセット内の無線ビーム構成のうちの少なくともいくつかを使用させ、ステップｄ）において、無線ビーム構成のうちの少なくともいくつかの使用ごとにサービス・パフォーマンスを別々に格納させ、それによって、無線ビーム構成のうちの少なくともいくつかのそれぞれについて複数のサービス・パフォーマンス値を格納させ、その後に実行されるステップａ）において、格納された複数のサービス・パフォーマンス値を使用させるように構成される。

【0008】

一実施形態では、ステップａ）において、格納されたサービス性能値に関してより大きなサービス性能を有する無線ビーム構成を選択する確率は、格納されたサービス性能値に関してより小さなサービス性能を有する無線ビーム構成を選択する確率よりも大きい。

【0009】

一実施形態では、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、Ｎ本の無線ビーム構成のセットについての最大スループットと最大カバレージとの間の目標を定義する公平性パラメータを決定させ、
ステップｃ）において、公平性パラメータを使用することによって、選択されたＮ本の無線ビーム構成についてのサービス・パフォーマンスを計算させ、計算されたサービス・パフォーマンスに基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択させるように構成される。

【0010】

一実施形態では、前記Ｎ本の無線ビーム構成は、セルごとに決定された数の無線ビーム構成を含み、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、ビームライブラリ内の無線ビーム構成から形成される選択ツリーを使用し、以下のステップを含むモンテカルロ木探索アルゴリズムを使用することによって、装置にステップａ）を実行させるように構成される。ｉ） セルおよび該セルに対する無線ビーム構成を選択するステップであって、該無線ビーム構成はもしあれば、無線ビーム構成の格納されたサービス性能と、もしあれば、各無線ビーム構成がステップａの以前の繰り返しにおいて既に選択された回数とに基づいて選択される、ステップ、ｉｉ） 選択された無線ビーム構成が、選択ツリーにおいて、ステップａ）の別の繰り返しにおいて以前に選択された無線ビーム構成にリンクされているかどうかを判定するステップ、前記別の無線ビーム構成が以前に選択されている場合、ステップｉ）に戻り、さらなる無線ビーム構成を選択する、選択されたＮ本の無線ビーム構成についてのサービス・パフォーマンスを計算させ、計算されたサービス・パフォーマンスに基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択させるように構成される。前記別の無線ビーム構成が以前に選択されていない場合、ステップｉｉｉ）に進み、ｉｉｉ）前記Ｎ本の無線ビーム構成が選択されるように、残りの無線ビーム構成を任意に選択する。

【0011】

１つの実施形態では、前記少なくとも１つのメモリと、コンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、ステップｂ）において、少なくとも、Ｉ．サブ領域について、異なるセルに関連する他のサブ領域を干渉源として考慮し、計算された信号対干渉メトリックに基づいてサブ領域のセル関連を選択することによって、セルの各々の信号対干渉メトリックを計算するステップ、ＩＩ．ステップｃ）に進む前に、サブ領域および他のサブ領域についてステップＩ）を複数回繰り返すステップ、を実行させるように構成される。

【0012】

一実施形態では、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、アクセスノードの動作中にステップａ）～ｄ）を実行させ、アクセスノードによって現在適用されている無線ビーム構成の変更を必要とする動作中のイベントを検出させ、検出に応答して、ステップａ）～ｄ）を実行させ、利用可能な格納されたサービス・パフォーマンスに基づいてＮ本の無線ビーム構成のセットを選択させるように構成される。

【0013】

一態様によれば、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備え、少なくとも１つのメモリとコンピュータプログラムコードとは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、
少なくとも１つのメモリに、アクセスノードによって管理される複数のセルのカバレージエリアのための無線ビーム構成のセットを定義するビームライブラリを格納するステップと、
カバレージエリアをサブ領域に分割するステップと、
各チャネル品質メトリックが、サブ領域のうちの１つにおいて、ビームライブラリの無線ビーム構成のためのチャネル品質を示す、チャネル品質メトリックのセットを収集するステップと、
各サブ領域のためのトラフィック密度パラメータを収集するステップであって、該トラフィック密度パラメータはサブ領域内のデータトラフィックの量を示す、ステップと、
ａ）無線ビーム構成のセットからＮ本の無線ビーム構成を選択するステップ、
ｂ）チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を各サブ領域を、ステップａ）で選択されたＮ個の無線ビーム構成に対して最も高いチャネル品質メトリックを提供する無線ビームにマッピングするステップであって、それによって、異なる数のビームが異なるセルにマッピングされるように、セルの関連付けを実行し、サブ領域について、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮することにより、および、最大の信号対干渉指標を提供するセルを選択することによって、前記複数のセルのそれぞれについて、信号対干渉のメトリックを計算することによって、サブ領域のセルアソシエーションを１つずつ繰り返し、それによって、マッピングに少なくとも１つのセルの変更を誘導する、
ステップ、
ｃ）マッピングおよびトラフィック密度パラメータに基づいて、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能を計算するステップであって、サービス性能は、トラフィック密度パラメータによって重み付けされる、ステップ、
ｄ）選択されたＮ本の無線ビーム構成の各無線ビーム構成にリンクされたサービス性能を格納するステップ、を、Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセットのために実行するステップと、
格納されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択するステップであって、Ｎ本の無線ビーム構成をアクセスノードに割り当てる、ステップと、
を実行させるように構成される、アクセスノードにＮ本の無線ビーム構成を割り当てるための装置が提供される。

【0014】

一実施形態では、ステップａ）～ｄ）は、ビームライブラリ内のＮ本の無線ビーム構成の可能な組合せの少なくとも大部分について実行される。

【0015】

一実施形態では、無線ビーム構成のうちの少なくともいくつかは、Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセットにおいて使用され、方法は、ステップｄ）において、無線ビーム構成のうちの少なくともいくつかの使用ごとのサービス・パフォーマンスを別々に格納し、それによって、無線ビーム構成のうちの少なくともいくつかのそれぞれのための複数のサービス・パフォーマンス値を格納し、その後に実行されるステップａ）において、格納された複数のサービス・パフォーマンス値を使用することを備える。

【0016】

一実施形態では、ステップａ）において、格納されたサービス性能値に関してより大きなサービス性能を有する無線ビーム構成を選択する確率は、格納されたサービス性能値に関してより小さなサービス性能を有する無線ビーム構成を選択する確率よりも大きい。

【0017】

一実施形態では、この方法は、Ｎ本の無線ビーム構成のセットについての最大スループットと最大カバレージとの間の目標を定義する公平性パラメータを決定することと、ステップｃ）において、公平性パラメータを使用することによって、選択されたＮ本の無線ビーム構成についてのサービス性能を計算することと、計算されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択することとをさらに備える。

【0018】

一実施形態では、前記Ｎ本の無線ビーム構成は、セルごとに決定された数の無線ビーム構成を含み、ステップａ）は、ビームライブラリ内の無線ビーム構成から形成される選択ツリーを使用し、以下のステップを含むモンテカルロ木探索アルゴリズムを使用することによって実行される。
ｉ）セルおよび該セルのための無線ビーム構成を選択するステップであって、無線ビーム構成は、もしあれば、無線ビーム構成の格納されたサービス性能、およびもしあれば、各無線ビーム構成がステップａの以前の繰り返しで既に選択された回数に基づいて、選択される、ステップと、
ｉｉ）選択された無線ビーム構成が、選択ツリーにおいて、ステップａ）の別の繰り返し繁おいて以前に選択された無線ビーム構成にリンクされているかどうかを判定するステップ、前記別の無線ビーム構成が以前に選択されている場合、ステップｉ）に戻り、さらなる無線ビーム構成を選択する、前記別の無線ビーム構成が以前に選択されていない場合、ステップｉｉｉ）に進む、
ｉｉｉ）前記Ｎ本の無線ビーム構成が選択されるように、残りの無線ビーム構成を任意に選択する。一実施形態では、本方法は、ステップｂ）において、少なくとも以下をさらに含む。
Ｉ．サブ領域について、異なるセルに関連する他のサブ領域を干渉源として考慮し、計算された信号対干渉メトリックに基づいてサブ領域のセル関連を選択することによって、セルの各々の信号対干渉メトリックを計算するステップ、および、
ＩＩ．ステップｃ）に進む前に、サブ領域および他のサブ領域についてステップＩ）を複数回繰り返すステップ。

【0019】

一実施形態では、ステップａ）～ｄ）は、アクセスノードの動作中に実行され、アクセスノードによって現在適用されている無線ビーム構成の変更を必要とする動作中の事象を検出すると、ステップａ）～ｄ）の実行が中断され、Ｎ本の無線ビーム構成のセットが、利用可能な格納されたサービス・パフォーマンスに基づいて選択される。

【0020】

一態様によれば、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備え、少なくとも１つのメモリとコンピュータプログラムコードとは、少なくとも１つのプロセッサを用いて、装置に、
少なくとも１つのメモリに、アクセスノードによって管理される複数のセルのカバレージエリアのための無線ビーム構成のセットを定義するビームライブラリを格納するステップと、
カバレージエリアをサブ領域に分割するステップと、
各チャネル品質メトリックが、サブ領域のうちの１つにおいて、ビームライブラリの無線ビーム構成のためのチャネル品質を示す、チャネル品質メトリックのセットを収集するステップと、
各サブ領域のためのトラフィック密度パラメータを収集するステップであって、該トラフィック密度パラメータはサブ領域内のデータトラフィックの量を示す、ステップと、
ａ）無線ビーム構成のセットからＮ本の無線ビーム構成を選択するステップ、
ｂ）チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を各サブ領域を、ステップａ）で選択されたＮ個の無線ビーム構成に対して最も高いチャネル品質メトリックを提供する無線ビームにマッピングするステップであって、それによって、異なる数のビームが異なるセルにマッピングされるように、セルの関連付けを実行し、サブ領域について、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮することにより、および、最大の信号対干渉指標を提供するセルを選択することによって、前記複数のセルのそれぞれについて、信号対干渉のメトリックを計算することによって、サブ領域のセルアソシエーションを１つずつ繰り返し、それによって、マッピングに少なくとも１つのセルの変更を誘導する、
ステップ、
ｃ）マッピングおよびトラフィック密度パラメータに基づいて、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能を計算するステップであって、サービス性能は、トラフィック密度パラメータによって重み付けされる、ステップ、
ｄ）選択されたＮ本の無線ビーム構成の各無線ビーム構成にリンクされたサービス性能を格納するステップ、を、Ｎ本の無線ビーム構成の複数の異なるセットのために実行するステップと、
格納されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択するステップであって、Ｎ本の無線ビーム構成をアクセスノードに割り当てる、ステップと、
を実行させるように構成される、アクセスノードにＮ本の無線ビーム構成を割り当てるための装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

実施形態は、単なる例として、添付の図面を参照して、以下に説明される。

【図1】図１は、本発明のいくつかの実施形態が適用され得る無線通信シナリオを示す。

【図2】種々の無線ビーム構成を有するセルラ通信構成を示す図である。

【図3】図３は、一実施形態による、複数のアクセスノードのための無線ビーム構成を選択するためのプロセスを示す。

【図4】図４は、一実施形態による、選択された無線ビーム構成のためのセルアソシエーションを作成するためのプロセスを示す。

【図5】図５は、コンピューティング・システム性能の際に公平性を考慮するための実施形態を示す。

【図6A】図６Ａ～６Ｄは、一実施形態による無線ビーム構成を選択するために使用されるモンテカルロ木検索アルゴリズムのステップを示す。

【図6B】図６Ａ～６Ｄは、一実施形態による無線ビーム構成を選択するために使用されるモンテカルロ木検索アルゴリズムのステップを示す。

【図6C】図６Ａ～６Ｄは、一実施形態による無線ビーム構成を選択するために使用されるモンテカルロ木検索アルゴリズムのステップを示す。

【図6D】図６Ａ～６Ｄは、一実施形態による無線ビーム構成を選択するために使用されるモンテカルロ木検索アルゴリズムのステップを示す。

【図7】図７は、一実施形態による、無線ビーム構成を選択するためのモンテカルロ木探索を使用するためのプロセスの流れ図を示す。

【図8】図７のプロセスにおいてシミュレーションステップを実行するためのプロセスのフロー図の一実施形態を示す図である。

【図9】図９は、プロセスの実行中に図３のプロセスから出力を取得するためのプロセスの一実施形態を示す。

【図10】図１０は、一実施形態による装置の構造のブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下の実施形態は、実施例である。本明細書は、いくつかの場所で「１つの」、または「いくつかの」実施形態を指すことがあるが、これは、必ずしも、そのような各言及が同じ実施形態（複数可）に対するものであること、または特徴が単一の実施形態にのみ適用されることを意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴を組み合わせて、他の実施形態を提供することもできる。さらに、「備える」および「含む」という用語は、記載された実施形態を、言及された特徴のみからなるように限定するものではないと理解されるべきであり、そのような実施形態は、具体的に言及されていない特徴／構造も含み得る。

【0023】

以下では、実施形態を適用することができるアクセスアーキテクチャの例として、長期進化型（ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ，ＬＴＥ－Ａ）または新しい無線（ＮＲ，５Ｇ）に基づく無線アクセスアーキテクチャを使用して、異なる例示的な実施形態を説明するが、実施形態をそのようなアーキテクチャに限定するものではない。当業者は、実施形態が、パラメータおよび手順を適切に調整することによって適切な手段を有する他の種類の通信ネットワークにも適用され得ることを理解する。

【0024】

適切なシステムのための他のオプションのいくつかの例は、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮまたはＥ－ＵＴＲＡＮ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ、Ｅ－ＵＴＲＡと同じ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮまたはＷｉＦｉ）、マイクロ波アクセスのためのワールドワイドインターオペラビリティ（ＷｉＭＡＸ）、ブルートゥース（登録商標）、パーソナルコミュニケーションサービス（ＰＣＳ）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、超広帯域（ＵＷＢ）技術を使用するシステム、センサネットワーク、モバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）、およびインターネットプロトコルマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）、またはそれらの任意の組み合わせである。

【0025】

図１は、単純化されたシステムアーキテクチャの例を示しており、いくつかの要素と機能エンティティを示しているだけであり、すべてが論理ユニットであり、その実装は示されているものとは異なる可能性がある。図１に示す接続は論理的な接続である。実際の物理接続は異なる場合がある。システムは、典型的には、図１に示されたもの以外の他の機能および構造も含むことは、当業者には明らかである。

【0026】

しかしながら、実施形態は、一例として与えられたシステムに限定されるものではなく、当業者は、必要な特性を備えた他の通信システムにこのソリューションを適用することができる。

【0027】

図１の例は、例示的な無線アクセスネットワークの一部を示す。

【0028】

図１は、セル内の１つ以上の通信チャネル上で、セルを提供するアクセスノード１０４（例えば、例えばＮｏｄｅＢ）と無線接続するように構成された端末装置またはユーザ装置１００および１０２を示す。例えばＮｏｄｅＢは、３ＧＰＰ（登録商標）仕様で定義されているｅＮｏｄｅＢまたはｇＮｏｄｅＢを指す。ユーザデバイスから例えばＮｏｄｅＢへの物理リンクはアップリンクまたはリバースリンクと呼ばれ、例えばＮｏｄｅＢからユーザデバイスへの物理リンクはダウンリンクまたはフォワードリンクと呼ばれる。例えばＮｏｄｅＢまたはそれらの機能は、そのような用法に適した任意のノード、ホスト、サーバまたはアクセスポイントなどのエンティティを使用することによって実装されてもよいことが理解されるべきである。

【0029】

通信システムは、典型的には、複数の例えばノードＢを含み、この場合、例えばノードＢは、目的のために設計されたリンク、有線または無線を介して互いに通信するように構成されてもよい。これらのリンクは、シグナリング目的だけでなく、ある例えばノードＢから別のノードＢへのデータのルーティングにも使用される可能性がある。例えばＮｏｄｅＢは、それが結合されている通信システムの無線リソースを制御するように構成された計算装置である。ノードＢはまた、基地局、アクセスポイント、アクセスノード、または無線環境で動作可能な中継局を含む任意の他のタイプのインターフェース装置と呼ばれることもある。例えばノードＢは、トランシーバを含むか、またはトランシーバに結合される。例えばノードＢのトランシーバから、ユーザデバイスへの双方向無線リンクを確立するアンテナユニットへの接続が提供される。アンテナユニットは、複数のアンテナ又はアンテナ素子を備えることができる。例えばＮｏｄｅＢは、さらに、コアネットワーク１１０（ＣＮまたは次世代コアＮＧＣ）に接続される。システムに応じて、ＣＮ 側の対応物は、外部パケットデータネットワークへのユーザデバイス（ＵＥ）の接続を提供するためのサービスゲートウェイ（Ｓ－ＧＷ、ユーザデータパケットのルーティングと転送）、パケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ）、またはモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）などにすることができる。

【0030】

ユーザデバイス（ＵＥ、ユーザ機器、ユーザ端末、端末デバイスなどとも呼ばれる）は、エアインターフェース上のリソースが割り当てられ、割り当てられる１つのタイプの装置を示し、したがって、ユーザデバイスを用いて本明細書で説明される任意の特徴は、中継ノードなどの対応する装置を用いて実装され得る。

【0031】

そのような中継ノードの例は、基地局へのレイヤ３中継（セルフバックホール中継）である。５Ｇ仕様は、２つの中継器モード、すなわち、同じまたは異なるキャリアがアクセスリンクおよびバックホールリンクのために定義され得る帯域外中継器と、同じキャリア周波数または無線リソースがアクセスリンクおよびバックホールリンクの両方のために使用される帯域内中継器とを定義する。帯域内中継は、ベースライン中継シナリオと見なすことができる。中継ノードは、統合アクセスおよびバックホール（ＩＡＢ）ノードと呼ばれる。また、複数の中継ホップに対する支持も組み込まれている。ＩＡＢ動作は、ＣＵといくつかのＤＵとを有するいわゆる分割アーキテクチャを想定する。ＩＡＢノードは、２つの別個の機能、すなわち、ＩＡＢノードのＤＵ（分散ユニット）部分が、中継セル内のｇＮＢ（アクセスノード）機能を容易にする、すなわち、アクセスリンクとして働く機能と、バックホール接続を容易にするＩＡＢノードのモバイル終端（ＭＴ）部分とを含む。ドナーノード（ＤＵ部）は、ＩＡＢノードのＭＴ部と通信し、コアネットワークへの接続を再び持つＣＵへの有線接続を持つ。マルチホップシナリオでは、ＭＴ部分（子ＩＡＢノード）は、親ＩＡＢノードのＤＵ部分と通信する。

【0032】

ユーザデバイスは、典型的には、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）を伴って、または伴わずに動作するワイヤレスモバイル通信デバイスを含むポータブルコンピューティングデバイスを指し、以下のタイプのデバイス、すなわち、移動局（携帯電話）、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドセット、ワイヤレスモデムを使用するデバイス（アラームまたは測定デバイスなど）、ラップトップおよび／またはタッチスクリーンコンピュータ、タブレット、ゲームコンソール、ノートブック、およびマルチメディアデバイスを含むが、これらに限定されない。ユーザデバイスは、ほぼ排他的なアップリンクのみのデバイスであってもよく、その一例は、ネットワークに画像またはビデオクリップをロードするカメラまたはビデオカメラであることを理解されたい。ユーザデバイスはまた、物のインターネット（ＩｏＴ）ネットワークにおいて動作する能力を有するデバイスであってもよく、これは、人間対人間または人間対コンピュータの対話を必要とせずに、ネットワークを介してデータを転送する能力をオブジェクトに提供するシナリオである。ユーザデバイスは、クラウドを利用することもできる。アプリケーションによっては、ユーザデバイスが、無線部品（時計、イヤホン、または眼鏡など）を備えた小型携帯装置を備えていてもよく、計算はクラウド内で行われる。ユーザデバイス（または、いくつかの実施形態では、レイヤ３中継ノード）は、ユーザ機器機能のうちの１つまたは複数を実行するように構成される。ユーザデバイスは、単にいくつかの名前または装置を挙げるだけで、加入者ユニット、移動局、リモート端末、アクセス端末、ユーザ端末、またはユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれ得る。

【0033】

本明細書で説明する様々な技法を、サイバー物理システム（ＣＰＳ）（物理エンティティを制御する協働する計算要素のシステム）に適用することもできる。ＣＰＳは、異なる位置の物理的オブジェクトに埋め込まれた大量の相互接続されたＩＣＴ装置（センサ、アクチュエータ、プロセッサマイクロコントローラなど）の実装および活用を可能にすることができる。問題の物理システムが固有のモビリティを有するモバイルサイバー物理システムは、サイバー物理システムのサブカテゴリである。移動物理システムの例には、移動ロボット工学、および人間または動物によって輸送される電子機器が含まれる。

【0034】

さらに、装置は単一のエンティティとして示されているが、異なるユニット、プロセッサ、および／またはメモリユニット（すべてが図１に示されているわけではない）を実装することができる。

【0035】

５Ｇは、複数入力・複数出力（ＭＩＭＯ）アンテナ、ＬＴＥよりもはるかに多くの基地局またはノード（いわゆるスモールセル概念）を使用することを可能にし、これには、より小さい局と協働して動作し、サービスの必要性、使用事例、および／または利用可能なスペクトルに応じて様々な無線技術を使用するマクロサイトが含まれる。５Ｇモバイル通信は、ビデオストリーミング、拡張現実、データ共有の異なる方法、および、車両安全、異なるセンサ、およびリアルタイム制御を含む（大規模な）装置タイプ通信（ｍＭＴＣ）などの様々な形態の装置タイプアプリケーションを含む、広範囲のユースケースおよび関連アプリケーションをサポートする。５Ｇは、複数の無線インターフェース、すなわち、６ＧＨｚ未満、ｃｍＷａｖｅおよびｍｍＷａｖｅを有することが期待され、また、ＬＴＥなどの既存のレガシー無線アクセス技術と統合されることが可能である。ＬＴＥとの統合は、少なくとも初期段階において、マクロカバレージがＬＴＥによって提供され、５Ｇ無線インターフェースアクセスが、ＬＴＥへの凝集によって小セルから来るシステムとして実装され得る。つまり、５Ｇは、相互ＲＡＴ運用性（ＬＴＥ－５Ｇなど）と相互ＲＩ運用性（６ＧＨｚ以下－ｃｍＷａｖｅ、６ＧＨｚ以下－ｃｍＷａｖｅ－ｍｍＷａｖｅなどの相互無線インタフェースの運用性）の双方をサポートする計画である。５Ｇネットワークで使用されると考えられる概念の１つは、複数の独立した専用の仮想サブネットワーク（ネットワークインスタンス）を同じインフラストラクチャ内に作成して、待ち時間、信頼性、スループット、およびモビリティに関する異なる要件を持つサービスを実行できるネットワークスライシングである。

【0036】

ＬＴＥネットワークにおける現在のアーキテクチャは、無線において完全に分散され、典型的にはコアネットワークにおいて完全に集中される。５Ｇの低レイテンシアプリケーションとサービスは、ローカルブレークアウトとマルチアクセスエッジコンピューティング（ＭＥＣ）につながる無線に含有量を近づけることを要求する。５Ｇは、分析および知識生成がデータのソースで行われることを可能にする。このアプローチは、ラップトップ、スマートフォン、タブレットおよびセンサのようなネットワークに連続的に接続されないリソースを活用することを必要とする。ＭＥＣは、アプリケーションおよびサービスホスティングのための分散コンピューティング環境を提供する。それはまた、より速い応答時間のために、セルラー加入者に近接して含有量を格納し、処理する能力を有する。エッジコンピューティングは、ワイヤレスセンサネットワーク、モバイルデータ取得、モバイルシグネチャ解析、協調分散ピアツーピアアアドホックネットワーキング、およびローカルクラウド／フォグコンピューティングおよびグリッド／メッシュコンピューティング、デューコンピューティング、モバイルエッジコンピューティング、モバイルエッジコンピューティング、クラウドレット、分散データ格納および検索、自律自己回復ネットワーク、リモートクラウドサービス、拡張および仮想現実、データキャッシング、物のインターネット（大規模接続性および／またはレイテンシクリティカル）、クリティカル通信（自律車両、交通安全、リアルタイム解析、タイムクリティカル制御、ヘルスケアアプリケーション）としても分類可能な処理など、広範囲の技術をカバーする。

【0037】

通信システムはまた、公衆交換電話網やインターネットのような他のネットワーク１１２と通信したり、それらによって提供されるサービスを利用したりすることも可能である。通信ネットワークは、クラウド・サービスの使用をサポートすることもでき、例えば、コア・ネットワーク動作の少なくとも一部は、クラウド・サービスとして実行することができる（これは、図１では「クラウド」１１４によって示されている）。通信システムはまた、例えばスペクトル共有において協働するための異なる操作者のネットワークのための設備を提供する、中央制御エンティティなどを備えてもよい。

【0038】

エッジクラウドは、ネットワーク機能仮想化（ＮＦＶ）とソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）を利用することにより、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）に持ち込むことができる。エッジクラウドを使用することは、無線部分を備える遠隔無線ヘッドまたは基地局に動作可能に結合されたサーバ、ホスト、またはノードにおいて、少なくとも部分的に実行されるアクセスノード動作を意味することができる。ノード操作は、複数のサーバ、ノード、またはホストの間で分散されることも可能である。クラウドＲＡＮアーキテクチャの適用は、ＲＡＮ側で実行されるＲＡＮリアルタイム機能（分散ユニット、ＤＵ １０５において）と、集中的に実行される非リアルタイム機能（集中ユニット、ＣＵ １０８において）とを可能にする。

【0039】

また、コアネットワーク動作と基地局動作との間の機能の分布は、ＬＴＥのものとは異なってもよく、存在しなくてもよいことを理解されたい。おそらく使用される他の技術進歩のいくつかは、ビッグデータとオールＩＰであり、これはネットワークの構築と管理方法を変更する可能性がある。

【0040】

５Ｇ（または新しい無線、ＮＲ）ネットワークは、コアと基地局またはノードＢ （ｇＮＢ）の間にＭＥＣサーバを配置できる複数の階層をサポートするように設計されている。ＭＥＣは、４Ｇネットワークにも適用できることを理解されたい。５Ｇはまた、例えばバックホールを提供することによって、５Ｇサービスのカバレージを強化または補完するために衛星通信を利用することができる。可能なユースケースは、機械対機械（Ｍ２Ｍ）または物のインターネット（ＩｏＴ）装置、または車両（ビヒクル）に乗っている乗客のためのサービス継続性を提供すること、または重要な通信、ならびに将来の鉄道、海上、および／または航空通信のためのサービス利用可能性を保証することである。衛星通信は静止地球軌道（ＧＥＯ）衛星システムを利用することができるが、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星システム、特にメガコンステレーション（数百の（ナノ）衛星が配備されるシステム）も利用できる。メガコンスタレーション内の各衛星１０９は、地上セルを作成するいくつかの衛星対応ネットワークエンティティをカバーし得る。地上セルは、地上中継ノードを介して、または地上または衛星内に位置するｇＮＢによって生成され得る。

【0041】

図示のシステムは、無線アクセスシステムの一部の例に過ぎず、実際には、システムは、複数の例えばノードＢを備えることができ、ユーザデバイスは、複数の無線セルへのアクセスを有することができ、システムは、物理層中継ノードまたは他のネットワーク素子などの他の装置も備えることができることは、当業者には明らかである。例えばノードＢのうちの少なくとも１つは、ホーム例えばノードＢであってもよい。また、無線通信システムの地理的領域には、複数の無線セルだけでなく、複数の異なる種類の無線セルが設けられていてもよい。無線セルは、通常数十キロメートルまでの直径を有する大きなセルであるマクロセル（またはアンブレラセル）、またはマイクロセル、フェムトセル、またはピコセルなどのより小さなセルとすることができる。図１の例えばノードＢは、任意の種類のこれらのセルを提供することができる。セルラ無線システムは、いくつかの種類のセルを含む多層ネットワークとして実装されてもよい。典型的には、多層ネットワークでは、１つのアクセスノードが１つの種類のセルを提供し、したがって、そのようなネットワーク構造を提供するために複数の例えばノードＢが必要とされる。

【0042】

図２は、数のセル２００、２０２、２０４が示されるシナリオを示す。各セルは、例えば、アクセスノード１０４と同様に、アクセスノードによって管理されてもよく、または、アクセスノードは、セクタ化を介して複数のセルを制御してもよい。しかしながら、以下の実施形態では、複数のアクセスノードによって管理される複数のセルを有するシナリオを考える。したがって、考慮中のカバレージ領域は、複数のセルの結合されたカバレージ領域である。図２は、３つのセルのみを有する単純化されたシナリオを示すが、セルの数は、他のシナリオでは異なってもよい。図２において、アクセスノードは、各セル２００～２０４の中心に配置されてもよい。セルの結合されたカバレージエリアは、無線ビーム構成の異なる構成を介してアクセスノードによってカバーされ得る。無線ビーム構成は、ビーム方向およびビーム幅に関して、３次元で定義されてもよい。図２では、無線ビームの構成が、六角形のセルの中心からスパンする点線の楕円で示されている。１つのアクセスノードは、図２に示すように、セルのカバレッジ領域全体をカバーするために複数の無線ビーム構成を動作させることができる。場合によっては、セルの無線ビーム構成を変更した結果、セルの境界さえ変化する可能性があり、これは、隣接するセルに延びるいくつかの無線ビームによって示される。無線ビーム構成を適応させることによって、特に、セルとアクセスノードとの結合されたカバレージを考慮することによって、システムカバレージおよびパフォーマンスを改善することができる。無線ビームアロケータ（ａｌｌｏｃａｔｏｒ、割当器）２１０は、以下に説明する実施形態にしたがって、無線ビーム構成を共同で選択し、アクセスノードおよびセルに割り当てる中央エンティティであってもよい。実施形態を説明する前に、以下で使用されるいくつかの用語およびパラメータを定義する。Ｃセルのセットを考え、各セルｊにビームライブラリＵ^ｊからのＮ^Ｂビームが割り当てられるとする。Ｂ^ｊ⊂Ｕ^ｊを、セルｊ内の選択されたビームとして定義する。ビームＳｏＢのセットは、全てのセルにわたる全ての割り当てられたビームの和集合、 ＳｏＢ＝Ｂ^１∪Ｂ^２∪…∪Ｂ^Ｃである。以下では、ビームのセットは、無線ビーム構成のセットに等しいと理解され得る。ビームライブラリは、システム性能の最適化を可能にする方位角および仰角、方位角および仰角における異なるビーム指向方向を有する多数のビームを含み得ることを記しておく。

【0043】

ここで、注目するカバーエリア（セルの結合カバーエリア）を、座標（ｘ，ｙ，ｚ）で識別される（ｘ，ｙ，ｚ）サブエリアに離散化する。サブエリアはアクセスノードが提供するセルと等しい場合もあるし、セル内のサブエリアである場合もある。セルのカバレージエリアは、所望の空間分解能に応じて、複数のサブ領域を含むことができる。ネットワークカバレージエリアρ（ｘ，ｙ，ｚ）内の各サブ領域に関連するトラフィック密度、（ｘ，ｙ，ｚ）各サブ領域によって与えられるトラフィック密度は、単一セルのカバレージエリアよりも実質的により小さいてもよく、各サブ領域によってカバーされるエリアは、設計、例えば、利用可能な計算リソースにしたがって選択されてもよい。これらの座標は（ｒ，θ，φ）ローカル座標系（ＧＣＳ）に対応するが、ビームフォーミングゲイン計算の目的のために、位置（ｘ，ｙ，ｚ）が関連付けられるセルのアクセスノードを中心とするローカル座標系に関する極座標ｃ（ｘ，ｙ，ｚ）を使用することがより好都合であり得ることに留意されたい。

【0044】

次に、アクセスノードのためにＮ本の無線ビーム構成を選択するためのプロセスを説明する。図３は、無線ビーム・アロケータ２１０によって実行されるそのようなプロセスの実施形態を示す。無線ビーム・アロケータは、アクセス・ノードに接続することができ、無線アクセス・ネットワークまたはセルラ通信システムのコア・ネットワークに常駐することができる。図３を参照すると、このプロセスは、アクセスノードによって管理される複数のセルのカバレージ領域のための１組の無線ビーム構成を定義するビームライブラリ３２０をメモリに格納することと、カバレージ領域をサブ領域に分割することと、例えば位置座標に関してサブ領域の定義をメモリ３２２に格納することと、各チャネル品質メトリックがサブ領域のうちの１つにおいてビームライブラリの無線ビーム構成のためのチャネル品質を示す１組のチャネル品質メトリックを収集することと（ブロック３００）、各サブ領域のためのトラフィック密度パラメータを収集することと（ブロック３０２）、サブ領域におけるデータトラフィックの量を示すトラフィック密度パラメータを収集することと（ブロック３０４）、以下のステップａ）～ｄ）をＮ本の無線ビーム構成の複数の異なる組のために実行することとを含む。
ａ）無線ビーム構成のセットからＮ本の無線ビーム構成を選択し（ブロック３０６）、
ｂ）チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を選択されたＮ本の無線ビーム構成のうちの１つでマッピングし（ブロック３０８）、
ｃ）マッピングおよびトラフィック密度パラメータに基づいて、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能を計算し（ブロック３１０）、ここで、サービス性能はトラフィック密度パラメータによって重み付けされ、
ｄ）選択されたＮ本の無線ビーム構成の各無線ビーム構成にリンクされたサービス性能を格納し（ブロック３１２）、格納されたサービス性能に基づいて、Ｎ本の無線ビーム構成のセットを選択し（ブロック３１４）、Ｎ本の無線ビーム構成のセットをアクセスノードに割り当てる。

【0045】

無線ビーム構成の同時選択によって提供される利点は、選択が局所最適化だけでなく、より広い領域に対して最適化された溶液を提供することである。したがって、より広いスケールで性能向上を得ることができる。また、各セルが別々に考慮され、相互に戦う可能性がある局所的推定の悪影響を低減する。一実施形態では、ブロック３００および３０２は、アクセスノードの動作中に実行される。アクセスノードは、それらが動作する無線リンクからチャネル品質メトリックを収集することができる。チャネル品質メトリックの実施形態は、端末装置によって送信されたアップリンク基準信号から、および／または、アクセスノードによって送信されたダウンリンク基準信号から端末装置によって、アクセスノードによって測定された基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）、アクセスノードおよび／または端末装置によって推定された経路損失、セルラ通信システムのためのシステム仕様において定義されたチャネル状態情報（ＣＳＩ）またはチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、および信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）を含む。サブ領域当たりのトラフィック密度は、アクセスノードによって動作される各無線リンクのトラフィック量からアクセスノードによって測定され得る。アクセスノードは、アクセスノードによって実行される、全地球航法衛星システム、到来角度測位、および／またはマルチラテレーション測位（例えば、到来時間差、ＴＤＯＡ、測定）などの測位技法を使用することによって、端末装置をサブ領域にマッピングし得る。

【0046】

一実施形態では、ステップａ）～ｄ）は、ビームライブラリ内のＮ本の無線ビーム構成の可能な組合せの少なくとも大部分について実行される。一実施形態では、ステップａ）からｄ）は、無線ビームライブラリ３００の無線ビーム構成の少なくとも一部に対して、Ｎ本の無線ビーム構成の異なる組み合わせで、複数回実行される。例えば、所与の無線ビーム構成は、ステップａ）からｄ）の異なる繰り返しにおいて、異なる組の他の無線ビーム構成と組み合わせることができ、したがって、異なる組の他の無線ビーム構成と共に無線ビーム構成によって提供される性能が評価されることになる。したがって、ステップａ）～ｄ）の各繰り返しにおいて、Ｎ本の無線ビーム構成の新しい組合せが試験され、その性能が評価され、格納される。一実施形態によると、ビームライブラリ３００内の無線ビーム構成の大部分は、Ｎ本の無線ビーム構成の異なる複数の組み合わせでテストされる。

【0047】

次に、図３のプロセスの様々なステップのいくつかの実施形態について説明する。図４は、ブロック３０８の実施形態を示す。図４の説明に進む前に、チャネル品質メトリックの実施形態として使用されることを定義する。信号対干渉（ＳＩＲまたはＳＩＮＲ）は、以下に記載される実施形態においてパラメータとして使用され、本文脈においてＳＩＮＲを説明する。セルｊ＝１，…，Ｃが、ビームライブラリＵ^（ｊ）から選択されたビームＮ^Ｂから構成されるビームＢ^ｊを展開すると仮定する。Ｇ^ｂ（ｘ，ｙ，ｚ）は、量子化されたサブ領域（ｘ，ｙ，ｚ）におけるビームのビーム形成利得を示す。Ｔ２Ｃ（．）を、どのセルが各サブ領域（ｘ，ｙ，ｚ）にサービスを提供するかを規定するタイルーセル（サブ領域ーセルに等しい）関連Ｔ２Ｃ（ｘ，ｙ，ｚ）を示すものとする。Ｔ２Ｃが選択されると、サブ領域（ｘ，ｙ，ｚ）にサービスを提供する無線ビームは、ビームの利用可能なセット（ＧｏＢ）の中で最高の受信電力を保証するものであってもよく、

【数1】

のように定義される。ここで、あるタイル対セル（Ｔ２Ｃ）の関連付けｃ（．）が与えられた場合にタイルまたはサブ領域（ｘ，ｙ，ｚ）で受ける干渉Ｉ^Ｔ２Ｃ（ｘ，ｙ，ｚ）を定義する。干渉は、同じセルに関連付けられていないすべてのタイル（ｘ´，ｙ´，ｚ´）から来る信号に由来することがあり、

【数2】

のように書くことができる。ここで、Ｌ^ｊ（ｘ，ｙ，ｚ）は、ロケーション（ｘ，ｙ，ｚ）におけるサービングアクセスノードｊからのパス利得であり、η（ｘ，ｙ，ｚ）は、タイル（ｘ，ｙ，ｚ）への伝達がある時間の平均パーセンテージであり、

【数3】

のように計算される。次に、各サブ領域（ｘ，ｙ，ｚ）で知覚されるＳＩＮＲを、

【数4】

と定義する。ここで、σ^２は、熱雑音電力である。他の実施形態では、ＳＩＮＲは、異なる方法で測定または推定することができる。例えば、パラメータη（ｘ，ｙ，ｚ）は、下側複雑さのために、省略されてもよく、または１に等しくセットされてもよい。別の実施形態では、ρ（ｘ，ｙ，ｚ）（それぞれ、ρ（ｘ´，ｙ´，ｚ´））を、サブ領域（ｘ，ｙ，ｚ）（それぞれ、（ｘ´，ｙ´，ｚ´））で実現できる対応するスペクトル効率に対する比率で置き換えることによって式（２）からη（ｘ，ｙ，ｚ）を計算することができる。

【0048】

式（３）のＳＩＮＲ式は、各サブ領域をセルに割り当てるＴ２Ｃに依存する。次に、各サブ領域内の各（潜在的な）端末デバイスは、最高のＳＩＮＲを提供するセルに接続することになるので、Ｔ２Ｃ自体はＳＩＮＲに依存する。したがって、選択されたＮ個の無線ビーム構成のセットが実際にアクセスノードに展開される前に、端末装置によって実装されるタイル－セル間の関連付けＴ２Ｃ^＊を事前に知ることを仮定することは非現実的である場合がある。しかし、それを推定し、ＳＩＮＲとＴ２Ｃの相互関係を切り離す良い方法は、Ｔ２Ｃ^＊を、各サブエリア内の端末装置が一方的に逸脱する興味を持たないものと推定することである。言い換えれば、端末装置は、Ｔ２Ｃ^＊（ｘ，ｙ，ｚ）と異なるセルに接続しても、より高いＳＩＮＲを達成できないと仮定することができる。

【数5】

と仮定する。ここで、

【数6】

である。技術的には、これはゲーム理論で知られているＮａｓｈ均衡である。このようなナッシュ均衡を計算するために、ゲーム理論においても知られている最良の応答アルゴリズムを使用することができる。最良応答アルゴリズムは、繰り返し的に動作し、各サブ領域について、他のサブ領域のセルアソシエーションが不変のままであるという仮定を用いて、最良のセルアソシエーションを見つける。図４は、そのような最良応答アルゴリズムの実施形態を示す。

【0049】

図４を参照して、最良の応答アルゴリズムによるセル関連付けのためのメトリックとしてＳＩＮＲを使用する一般的な概念を説明する。
この実施形態では、上記のステップｂは、前記チャネル品質メトリックのセットに基づいて、各サブ領域を、ステップａ）で選択されたＮ個の無線ビーム構成に対して最も高いチャネル品質メトリックを提供する無線ビームにをマッピングするステップであって、
それによって、異なる数のビームが異なるセルにマッピングされるように、セルの関連付けを実行し、サブ領域について、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮することにより、および、最大の信号対干渉指標を提供するセルを選択することによって、前記複数のセルのそれぞれについて、信号対干渉のメトリックを計算することによって、サブ領域のセルアソシエーションを１つずつ繰り返し、それによって、マッピングに少なくとも１つのセルの変更を誘導する、ステップを含む。複数の繰り返しは、サブ領域つき実行することができる。図４に関してより詳細な実施形態を記述する。
ブロック４００では、ブロック３００で収集されたチャネル品質メトリックに基づいて、各サブ領域を、ブロック３０６で選択されたＮ本の無線ビームに対して最も高いチャネル品質を提供する無線ビームに関連付けることによって、最良応答アルゴリズムが初期化される。これは、各無線ビームがセルの１つにリンクされているので、基本的にはセル関連付けでもある。次に、ループ・ブロック４０２によって最良の応答が実行される。ブロック４０２において、サブ領域のセル関連付けは、異なるセルに関連付けられた他のサブ領域を干渉源として考慮し、最大の信号対干渉メトリックを提供するセルを選択することによって、サブ領域について、セルの各々についての信号対干渉メトリック（例えば、ＳＩＮＲ^{（ＧｏＢ，Ｔ２Ｃ）}（ｘ，ｙ，ｚ））を計算することによって、１つずつ繰り返しされる。選択における仮定は、他のサブ領域に対する選択が変化によって影響されないことであり得る。言い換えれば、選択は、他のサブ領域に対する選択の結果を考慮に入れない。この特性は、繰り返しを介して考慮される。ブロック４０２の基準（ＳＩＮＲ）はブロック４００の基準（例えば、ＲＳＲＰ）とは異なるので、ブロック４０２の繰り返し中に少なくとも１つのセル変更が生じる。これは、干渉シナリオおよび他のサブ領域のＳＩＮＲメトリックの変化を引き起こし、さらなるセル変化を引き起こす可能性がある。したがって、各サブ領域は、図４のプロセスにおいて２回以上繰り返しされてもよく、繰り返しを停止するための基準として、最大繰り返し回数が事前に定義されてもよい。別の基準は、サブ領域当たり１回の繰り返しを伴う繰り返しラウンド中のセル変更の数を評価することであってもよい。セル変化の数が閾値未満である場合、例えば、セル変化が発生しなかった場合、プロセスは終了することができる。

【0050】

一実施形態では、Ｎ本の無線ビーム構成のセットについて、平均ＳＩＮＲを最大化することと、より悪い利用者のＳＩＮＲとの間の目標トレードオフを定義する公平性パラメータが使用され、ブロック３１４において、公平性パラメータを入力として使用することができる。ブロック３１４における目標は、Ｎ本の無線ビーム構成のセットが選択されるアクセスノードの結合カバレージエリアにおいて最良の性能を提供する無線ビーム構成のセットを見つけることであり得る。端末装置にわたって公平性を達成するために、効用関数ｆ^α （．）は、

【数7】

のように定義することができる。ここで、αの異なる値は、下記の各ユーティリティー・メトリックに対応する。ａ．α＝０最大合計ＳＩＮＲ、ｂ．α＝１最大合計ＳＩＮＲ（デシベル［ｄＢ］）、ｃ．α＝∞最大分公平性、ｄ．１＜α＜∞平均タイルと悪化したＳＩＮＲタイルとの間の様々な程度のトレードオフ公平性メトリックαの機能は、以下の観点から理解することができる。選択α＝０は、公平性メトリックが、より悪いタイルのＳＩＮＲよりも平均ＳＩＮＲの優先を引き起こすことを示し、一方、選択α＝∞またはαに対する非常に高い値の選択は、公平性メトリックが、平均ＳＩＮＲよりも悪いタイルのＳＩＮＲの優先を引き起こすことを示す。αは、所望の公平性（例えば、平均ＳＩＮＲと最悪の場合のＳＩＮＲとの間の優先度）にしたがって選択されてもよい。我々の目標は、サブ領域全体にわたるＳＩＮＲ分布の合計効用を最大にするビームの集合（ＧｏＢ）を計算することであり、これは、

【数8】

のようにブロック３１４で計算することができる。ここで、パラメータは、

【数9】

ブロック３１０で計算されてもよく、ｒ（ＧｏＢ）は、サービス性能の実施形態、またはブロック３０６で選択された無線ビーム構成のセットの「報酬」とみなされてもよい。図５は、報酬またはサービス・パフォーマンスを計算するための手順を示す。図５を参照すると、ブロック５００において公平性パラメータが定義され、ブロック５０２において、公平性パラメータを使用することによって、選択されたＮ本の無線ビーム構成に対するサービス性能が計算される。公平性はサービス性能の計算に含まれるので、公平性は、ブロック３１４におけるＮ本の無線ビーム構成のセットの選択におけるパラメータとして本質的に含まれる。

【0051】

ブロック３０６の実施形態では、モンテカルロ木探索（ＭＣＴＳ）アルゴリズムが、サービス性能のためにテストされるＮ本の無線ビーム構成を選択するために使用される。コンピュータサイエンスでは、ＭＣＴＳは、複雑な決定論的問題を解くためにランダム性を使用する決定プロセスのための発見的探索アルゴリズムとして知られている。ＭＣＴＳは、何度も繰り返される４ステップ手順である。次の４つのステップがあり、ルートノードからリーフノードが見つかるまで選択する。リーフノードは、木の終わりまでランダムにノードを選択することによって、このような子ノードシミュレーションに以前の繰り返し拡大で到達していない子ノードを持っているノードであり、したがって、結果はステップ１から３で選択したパス上のすべてのノードに対して格納されているシミュレーションのバックプロパゲーションの結果を生成する。

【0052】

ＭＣＴＳを本実施の形態に反映させると、ノードは、新しい無線ビーム構成として理解してもよいし、別の観点からは、親ノードが表す無線ビーム構成の集合に新しい無線ビーム構成が追加された状態として理解してもよい。図６Ａ～６Ｄは、ＭＣＴＳアルゴリズムによる選択手順を示す。「ツリー構造」の定義に関して、無線ビーム選択は、ツリー内の移動経路（過去の選択）に依存するか、または独立し得る所望の自由度を有し得る。例えば、無線ビーム構成の選択は、他の無線ビーム構成のいくつかの後続の選択を排除することができ、したがって、事前セットされた、または所定の「ツリー構造」に従う。しかし、他の実施形態では、アルゴリズムは、木のすべてのステップにおいて、ビームライブラリから任意の無線ビーム構成を選択する完全な自由度を有することができ、既に選択された無線ビーム構成は、同じ「木」に対して再び選択することができないというルールを有する。この場合、予めセットされた「ツリー構造」は存在しないが、ツリーブランチが選択によって形成される。

【0053】

図６Ａを参照すると、選択フェーズは、ルートから、ＭＣＴＳの以前の繰り返しにおいて拡張されていないリーフノードへの無線ビーム構成のセットを選択することを含むことができる。選択は、完全にランダムであってもよいし、決定論的特性を有していてもよい。過去の繰り返しで計算されたサービス・パフォーマンスは、上述したように、ノードごとに格納されてもよく、決定性のパラメータとして使用されてもよい。選択基準は、サービス・パフォーマンス（報酬）の平均および／またはサービス・パフォーマンスの最大を考慮に入れることができる。これにより、木探索手順をより有望な分岐に導くことが可能になる。ノードの選択基準として使用するためのメトリックは、

【数10】

のように定義される可能性がある。ここで、ｍａｘＶＳｍｅａｎ∈［０，１］は、選択における平均報酬と最大報酬との間の重量を定義する入力パラメータである。式（６）に記載されているように、別の基準は、ノードへのビジット数およびその親ノードへのビジット数とすることができる。パラメータＣ_{ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ}≧０は、ビジット数の重みを定義する。このパラメータは、選択におけるランダム特性を制御し、ＭＣＴＳの選択および／または拡張ステップにおいてすべての無線ビーム構成が選択された後にゼロにセットされてもよい。その前に、パラメータを１にセットすることができる。式（６）の最大メトリックを提供する無線ビーム構成（ノード）を選択することができ、ブロック３０６のプロセスでまだ選択されていない少なくとも１つの子ノードを有するノード（無線ビーム構成）が見つかるまで選択を進めることができる。その後、プロセスは拡張ステップ（図６Ｂ）に進み、そこでそのような子ノードの１つが選択される。選択は、子ノードが訪問されていないので、ビジット数を使用するパラメータを省略することができることを除いて、ランダムであっても、式（６）にしたがってもよい。拡張は、子ノードの探索として理解することができる。

【0054】

子ノードを選択すると、Ｎ本の無線ビーム構成に到達する残りの無線ビーム構成が、シミュレーションステップで選択される（図６Ｃ）。選択は、任意であってもよく、例えば、ランダムであってもよい。シミュレーションを純粋にランダムにする代わりに、例えば、チャネル品質メトリックスを基準として使用することにより、「ダイス」をバランスさせることができる。一実施形態によると、シミュレーションステップ内の各ノードは、まずランダムにセルを選択し、その後、ランダムに、しかし、ある確率だけバイアスされたセルについての無線ビーム構成を選択することによって選択される。無線ビーム構成をランダムに選択する確率は、εである。チャネル品質メトリックに基づいて無線ビーム構成を選択する確率は、１－εである。ここで、０＜ε＜１である。チャネル品質メトリックは、既に選択された無線ビーム構成を用いてインクリメンタルＲＳＲＰまたは同様のメトリックを最大化する無線ビーム構成が選択されるように、基準として使用されてもよい。

【0055】

１組の無線ビーム（ＲＳＲＰ（ＧｏＢ））のインクリメンタルＲＳＲＰは、

【数11】

として定義することができる。

【0056】

この実施形態が高速に結果を提供し、ブロック３１４のためのＮ本の無線ビーム構成の良好な組を迅速に見つけるのに有用である。別の実施形態では、無線ビーム構成が、ある確率によってランダムではあるが偏っているすべてのセルにわたって選択される。無作為に無線ビーム構成を選択する確率はεである。チャンネルクオリティメトリックに基づいて無線ビーム構成を選択する確率は、１－εである。一実施形態では、ε＜＜１、例えば、ε＜０．１またはε＜０．０１またはε＜０．００１またはε＝０。ε＝０は、全ての無線ビーム構成が少なくとも１回選択された後に選択されてもよい。その前に、ε≠０を使用することができる。チャネル品質メトリックは、既に選択された無線ビーム構成を用いてインクリメンタルＲＳＲＰまたは同様のメトリックを最大化する無線ビーム構成が選択されるように、基準として再び使用されてもよい。この実施形態は、上述したものよりも遅いが、より良い探査をもたらすことができ、したがって、十分な処理時間が与えられた場合、ブロック３１４のためのより良いＮ無線ビーム構成のセットを提供することができる。Ｎ本の無線ビーム構成を選択すると、プロセスは、ブロック３０８および３１０に進むことができ、ここで、上述のように、セル関連付けが実行され（ブロック３０８）、サービス・パフォーマンスｒ（ＧｏＢ）が計算される（ブロック３１０）。サービス・パフォーマンスを計算すると、サービス・パフォーマンスは、選択された各無線ビーム構成（図６Ｄ）に逆伝播されてもよく、すなわち、同じサービス・パフォーマンスが、すべての無線ビーム構成に関連して格納されてもよい。ブロック３０４の手順を複数回実行すると、所与の無線ビーム構成が選択、拡張、および／またはシミュレーションにおいて複数回選択されるようになり、複数のサービス性能値が無線ビーム構成のために格納されるようになる。これは、高いサービス性能を提供する傾向を有する無線ビームを決定するのに役立ち、したがって、ブロック３１４で選択される可能性がより高い。言い換えれば、ステップブロック３１４において、格納されたサービス性能値に関してより大きなサービス性能を有する無線ビーム構成を選択する確率は、格納されたサービス性能値に関してより小さなサービス性能を有する無線ビーム構成を選択する確率よりも大きい。ＭＣＴＳアルゴリズムの選択ステップについても同様である。

【0057】

図７は、ブロック３０４がＭＣＴＳアルゴリズムを使用することによって実行される実施形態を要約する流れ図を示す。簡単にするために、プロセスは、すべてのセルに対してＸ本の無線ビーム構成を選択すると仮定する。実際には、Ｘは、異なるセルに対して異なっていてもよい。図７を参照すると、プロセスは、Ｘ未満の無線ビームが現在選択されているセルの選択から開始することができる。第１の繰り返しでは、セルのうちの任意の１つが選択されてもよい。ブロック７０２では、ブロック７００で選択されたセルに対して無線ビーム構成が選択される。上述したように、無線ビーム構成は、例えば、数式（６）にしたがって選択されればよい。ブロック７０４において、選択された無線ビーム構成が、選択ツリーにおいて、まだ選択されていない無線ビーム構成にリンクされているかどうかが判定される。この判定を行うために、拡張ステップ（図７Ｂ）においてノード（無線ビーム構成）に拡張が行われるときはいつでも。そのような無線ビーム構成がない場合、プロセスはブロック７０８に進み、Ｎ本の無線ビーム構成が既に選択されているかどうかがチェックされる。そうでない場合、プロセスはブロック７００に戻り、ＭＣＴＳの選択ステップを継続する。ブロック７０４における結果が、少なくとも１つの未踏無線ビーム構成が存在する場合、ブロック７０６におけるそのような無線ビーム構成に拡張がなされる。続いて、シミュレーションステップは、上述したように、残りの無線ビーム構成を選択するために実行され、したがって、残りの無線ビーム構成を選択し、Ｎ本の無線ビーム構成で終了する。図８は、ブロック７０６におけるシミュレーションの実施形態を示す。図８を参照すると、ブロック８００において、目標Ｘ無線ビーム未満のセルが選択される。ブロック８０２において、選択されたセルの無線ビーム構成が選択される。上述のように、パラメータは、選択が無作為であるか決定論的であるかを決定する（ダイをローリングする）ために使用されてもよい。無線ビーム構成を選択すると、ブロック８０４において、Ｎ本の無線ビーム構成が現在選択されているかどうかがチェックされる。もしそうでなければ、プロセスはブロック８００に戻る。そうでなければ、図８のプロセスは終了する。

【0058】

その後、Ｎ本の無線ビーム構成のサービス性能ｒ（ＧｏＢ）がブロック７１０で計算され、サービス性能は、ブロック７０２およびブロック７０６（実行された場合）で選択されたすべての無線ビーム構成に逆伝播される。バックプロパゲーションは、上述したように、サービス・パフォーマンスを格納する実施形態として理解されてもよい。したがって、ブロック７１０は、ブロック３０８、３１０、および３１２を備えることができる。手順の別の繰り返しが実行される場合、手順は、図７の「終了」から「開始」に進むことができ、図７の手順（ブロック３０４）が何度も繰り返しされると、Ｎ本の無線ビーム構成が、ＭＣＴＳアルゴリズムの選択ステップにおいて既に選択された状態になることができる。このような場合、図７の手順は、ブロック７０８からブロック７１０に進み、ブロック７０６内の拡張およびシミュレーションは行わない。

【0059】

図３のプロセスに含まれるセルの数、上述のパラメータで選択される複雑さのレベル、および利用可能な計算資源に応じて、実行に時間がかかることがある。しかしながら、実施形態の１つの利点は、第１の繰り返しの後であっても、または数回の繰り返しの後であっても、結果を提供することである。したがって、アクセスノードによって現在使用されている無線ビーム構成を変更する必要がある場合、ブロック３０４のプロセスは、いつでも停止され得、Ｎ本の無線ビーム構成の新しいセットが、上述の任意の実施形態にしたがって選択され得（ブロック３１４）、アクセスノードに割り当てられ得る。

【0060】

図９は、ブロック３０４がアクセスノードの動作中に繰り返しされ、アクセスノードによって現在適用されている無線ビーム構成の変更を必要とする動作中の事象を検出すると、ブロック３０４は中断され、ブロック３１４は、ブロック３０４の繰り返しを実行する間に格納された利用可能なサービス・パフォーマンスを使用することによって実行される実施形態を示す。図９を参照すると、システムの現在の状態は、アクセス・ノードが、例えば、図３の処理の以前の実行にしたがって選択された現在適用されている無線ビーム構成でそれぞれのセルを動作させる．アクセス・ノードまたは別のネットワーク・ノードは、ブロック９００において、アクセス・ノードの動作、例えば、トラフィック密度、セル内の無線リンク障害の数、報告されたチャネル品質メトリックを監視することができる。一方、図３のプロセスのために、サブ領域のチャネル品質メトリックおよびトラフィック密度を収集することができ、一方、ブロック３０４は、上述した実施形態のいずれか１つによる無線ビームアロケータ２１０によって実行することができる。監視された動作における問題を検出すると、図３０４のプロセスを停止し、Ｎ無線ビーム構成の新しいセットを提供するために、割り込み信号が無線ビームアロケータ２１０に送られる。中断に応答して、無線ビームアロケータは、ブロック３１４を実行し、アクセスノードのための無線ビーム構成の新しいセットを提供する。

【0061】

図１０は、図３のプロセスまたは上述の実施形態のいずれか１つを実行するための手段を備える装置を示す。装置は、少なくとも１つのプロセッサ１０と、コンピュータプログラムコード（ソフトウェア）２４を含む少なくとも１つのメモリ２０とを備えることができ、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコード（ソフトウェア）は、少なくとも１つのプロセッサと共に、装置に図３のプロセスまたは上述の実施形態のいずれか１つを実行させるように構成される。装置は、セルラ通信システムのネットワークインフラストラクチャに含まれる無線ビームアロケータ２１０のためのものであってもよい。装置は、無線ビームアロケータにおける本発明のいくつかの実施形態を実現する回路または電子装置であってもよい。上述の機能を実行する装置は、このように無線ビームアロケータに含まれてもよく、例えば、装置はチップ、チップセット、プロセッサ、マイクロコントローラ、または無線ビームアロケータのためのこのような回路の組み合わせなどの回路を含んでもよい。

【0062】

メモリ２０は、半導体ベースのメモリデバイス、フラッシュメモリ、磁気メモリデバイスおよびシステム、光メモリデバイスおよびシステム、固定メモリおよびリムーバブルメモリなど、任意の適切なデータ格納技術を使用して実装され得る。メモリ２０は、ビームライブラリ３２０と、サブ領域の定義を格納するデータベース３２２とを含むことができる。さらに、少なくとも１つのメモリ２０は、チャネル品質メトリックおよびトラフィック密度のためのデータベース２６を格納することができる。別の実施形態では、トラフィック密度は、データベース３２２に格納され、チャネル品質メトリックは、ビームライブラリ３２０内の無線ビーム構成ごとに格納される。

【0063】

プロセッサは、物理回路または物理回路とソフトウェア２４の組合せによって定義されるサブ回路またはサブ部として、データコレクタ部１２および無線ビームアロケータ部１４を備えることができる。データコレクタ１２は、アクセスノードの動作中にチャネル品質メトリックおよびトラフィック密度を収集し、収集されたデータをメモリ２０に格納することができる。無線ビームアロケータは、を備えることができる。上述の実施形態のうちのいずれか１つによるブロック３０６を実行するように構成されたビーム選択部１６と、ビーム選択部によって選択された無線ビーム構成のためのサブ領域のセル関連付けを行うように構成されたサブ領域セルアロケータ部１７と（上述の実施形態のうちのいずれか１つによるブロック３０８）、上述の実施形態のうちのいずれか１つによるブロック３１０および３１２を実行するように構成されたサービス性能推定部１８とことであり、次に、無線ビームアロケータ１４は、ブロック３０４の完了後、または割り込みを受信すると（図９）、サービス性能推定モジュール１８の結果に基づいて選択を実行することができる（ブロック３１４）。

【0064】

装置は、上述のように、装置にアクセスノードとの通信能力を提供するためのハードウェアおよび／またはソフトウェアを備える通信インタフェース２２をさらに備えることができる。通信インタフェース２２は、例えば、ＬＴＥまたは５Ｇインタフェースの仕様にしたがって、セルラー通信システムの要求されるインタフェースを介して通信を実現するために必要とされるハードウェアおよびソフトウェアを含み得る。

【0065】

本出願で使用されるように、「回路」という用語は、（ａ）アナログおよび／またはデジタル回路のみにおける実装のようなハードウェアのみの回路実装、（ｂ）（適用可能なものとして）回路およびソフトウェアおよび／またはファームウェアの組み合わせ、（ｉ）プロセッサまたはプロセッサコアの組み合わせ、または（ｉｉ）デジタル信号プロセッサ、ソフトウェア、および装置に特定の機能を実行させるために協働する少なくとも１つのメモリを含むプロセッサ／ソフトウェアの部分、および（ｃ）ソフトウェアまたはファームウェアが物理的に存在しない場合であっても、動作のためにソフトウェアまたはファームウェアを必要とするマイクロプロセッサまたはマイクロプロセッサの一部のような回路、のうちの１つまたは複数を指す。「回路」のこの定義は、本出願におけるこの用語の使用に適用される。さらなる例として、本出願で使用されるように、用語「回路」はまた、単にプロセッサ（または複数のプロセッサ）またはプロセッサの一部、例えば、マルチコアプロセッサの１つのコア、ならびにその（またはそれらの）付随するソフトウェアおよび／またはファームウェアの実装を包含する。用語「回路」はまた、例えば、特定の素子、ベースバンド集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または本発明の実施形態による装置のためのフィールドプログラマブルグリッドアレイ（ＦＰＧＡ）回路に適用可能である場合、それらを包含する。

【0066】

図３またはその実施形態のいずれかに記載されたプロセスまたは方法は、１つまたは複数のコンピュータプログラムによって定義された１つまたは複数のコンピュータプロセスの形態で実行することもできる。コンピュータ・プログラムは、ソース・コード形成、物・コード形成、または何らかの中間形成であってもよく、プログラムを運ぶことができる任意のエンティティまたは装置であってもよい何らかの種類の搬送波に格納されてもよい。そのようなメディアは、一時的および／または非一時的なコンピュータ媒体、例えば、記録媒体、コンピュータメモリ、読み出し専用メモリ、電気メディア信号、電気通信信号、およびソフトウェア配信パッケージを含む。必要とされる処理能力に応じて、コンピュータプログラムは、単一の電子ディジタル処理ユニットで実行されてもよく、または、多数の処理ユニットに分散されてもよい。

【0067】

本明細書で説明される実施形態は、上記で定義されたワイヤレスネットワークに適用可能であるが、他のワイヤレスネットワークにも適用可能である。使用されるプロトコル、無線ネットワークの仕様、およびそれらのネットワーク要素は、急速に発展している。そのような開発は、記載された実施形態に追加の変化を必要とすることがある。したがって、すべての単語および発現は、広く解釈されるべきであり、それらは、実施形態を限定するためではなく、例示することを意図している。当業者には、技術が進歩するにつれて、本発明の概念を様々な方法で実施できることが明らかであろう。実施形態は、上述の例に限定されず、特許請求の範囲内で変更することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】