JP5054186B2 - 通信ネットワークにおいてセル間干渉を管理するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、各セルのスケジューラが共有の無線資源のセットを制御し、それらの動作を調整するセルラ無線システムにおいて使用されるインフラ装置と方法に関連するものである。

現在、３ＧＰＰにおいて、ロングターム・エボリューション（ＬＴＥ）の構想を標準化するために行なわれている取り組みとして、セル間の干渉調整（ＩＣＩＣ）に関連する方法で多くの出資がなされている。

３ＧＰＰワーキング・グループＲＡＮ１内では、Ｘ２インタフェース（基地局間又はｅＮｏｄｅＢｓ間）を介して”過負荷インジケータ（ＯＩ）”の送信がセル間干渉を調整する目的でサポートされる決定がなされている。しかし、未だ当該ＯＩが実際にどのような情報を含むかや、どのように使用されるべきかの決定がなされていない。ＯＩは、ＯＦＤＭの資源ブロックごとに単一のビットから数ビットまでの任意のサイズでよい。ＯＩの送信は、定期的に又は種々のイベントをトリガとして行なわれてもよい。実際に、ＯＩの使用やＯＩの実際の内容（ビット数、情報エレメントなど）の全ての形態が標準化される必要はない。

セル間干渉の管理及びセル間干渉の調整は、例えば、ＧＳＭやＥＤＧＥを含む他のセルラー技術からの問題空間がよく知られているため、広大な文献がある。しかし、動的手法における衝突を避けることによって全体的なスループットを最大化する目的で提示された分散型アルゴリズムはない。電力やチャネル割り当てを調整するための半分散型アルゴリズムが例えば非特許文献３及び４に提案されている。

電力制御及び干渉管理のための分散型アルゴリズムがよく知られている。従来技術においては主要なエンティティが存在しないマルチセル環境に拡張することは容易ではない。

また、単一のセルシステムよりも十分に低減された作業量で行なわれることについても、通常のマルチセル無線資源管理、特に、マルチセル干渉管理については豊富な文献が存在する。しかし、全体的なスループットがほぼ最適値に到達するような、直交マルチセルシステムにおける基地局間で通信されることについてそれらの作業は取り上げられていない。実際に、それらのアルゴリズムは分散した基地局の場合や基地局間の通信については取り上げられていない。

動的分散マルチセル干渉管理の刊行物がよく知られており、広く議論されている。しかし、過負荷インジケータの提案は別として、それらの刊行物では、種々のセルによって互いに発生する干渉の影響を最小化することを目的とするＸ２メッセージでの特別な提案がなされていない。これは、そのようなＸ２メッセージの交換が全体的なシステムの性能を高めることが期待されていることを示す事実（例えば非特許文献１参照）に反している。

システム開発及び標準化の見通しから、セル間干渉の管理が効果的に達成されるような（非特許文献５参照）、どんなメッセージが基地局間で通信されるかを特定することは重要である。実際に、上記見通しから、実際の基地局間のメッセージや（関与する基地局によって構成されるべきそのようなメッセージの内容がどのようなものであるか）が、各基地局に配備され、そのようなメッセージの受信に応じて基地局がどうするかを示すアルゴリズムよりも重要である。

3GPP Standards Contribution、R1-072456、"On Intercell Interference Coordination Schemes without/with Load Indication"、Ericsson、日本、神戸、2007年5月 3GPP Standards Contribution、R2-072577、"E-UTRA UE Measurement Reporting"、Ericsson、ＵＳＡ、オーランド、2007年6月 G. Li and H. Liu、"Downlink Radio Resource Allocation for Multi-cell OFDMA System"、IEEE Transactions on Wireless Communications、Vol5、 No. 12、2006年12月 A. Abrardo, A. Alessio, P. Detti and M. Moretti、"Centralized Radio Resource Allocation for OFDMA Cellular Systems"、IEEE International Conference on Communications (ICC '07)、スコットランド、グラスゴー、2007年 3GPP Standards Contribution、R1-075014、"Way Forward on UL ICIC/Overload Indicator for LTE"、telecom Italia、Ericsson、Alcatel-Lucent、Orange、Qualcomm Europe、Telefonica、Vodafone、KPN、2007年11月

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、セル間干渉の影響に関する問題を解決する又は最小化することを目的とする。他の課題は、以下で説明する要件を兼ね備えるような、基地局間の情報交換（例えば、ＬＴＥ：Ｘ２通信において）と、関連する基地局アルゴリズムとを提供することである。

したがって、本発明は、セル間干渉の影響を最小化し、それにより、全体的なシステムのスループットが最大化されるような基地局間の情報交換を含むマルチセル直交システムにおける十分に分散型の解決手法を提供する。従来技術では、そのようなシステムレベルの技術的な解決手法を提供していない。

上記問題を解決し、上記目的を達成するために、通信ネットワークの各セルのスケジューラが少なくとも互いに略直交する、共有の無線資源のセットを制御する前記通信ネットワークにおいて使用するためのインフラ装置を使用する。上記インフラ装置は、少なくとも１つのユーザ装置から被干渉セルへのパス利得の測定値を受信する受信部と、１つ以上の被干渉基地局からの固有の資源値に関連するセル情報を受信する受信部と、各無線資源におけるユーザ固有の資源値に前記セル情報を合成する処理部と、各無線資源におけるユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値を算出する算出部と、前記スケジューラにユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示（ＣＱＩ）値を提供する手段とを備える。好ましくは、スケジューラは、スケジューリング決定を行なう前記ユーザ固有の重み付けされたＣＱＩ値を使用するために設けられる。前記算出部は、所定のユーザごとに利用可能なチャネル品質指示（ＣＱＩ）情報を、少なくとも各ユーザにおけるユーザ固有の資源プライスと必要送信電力との積に合成する。さらに好ましくは、インフラ装置は、在圏基地局として構成される。

また、本発明は、少なくとも互いに略直交する共有の無線資源のセットを制御する各セルにおけるスケジューラを備え、通信ネットワークにおいて、セル間干渉を管理するための基地局における方法に関連する。当該方法は、パス利得測定値を示すデータを取得するステップと、１つ以上の被干渉基地局からのセル固有の資源プライスを示すデータを取得するステップと、各無線資源におけるユーザ固有の資源プライス値へ前記情報を合成するステップと、所定のユーザごとに利用可能なチャネル品質指示（ＣＱＩ）情報を、少なくとも各ユーザにおける前記ユーザ固有の資源プライスと必要送信電力との積に合成することにより、各無線資源におけるユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値を算出するステップと、前記ユーザ固有の重み付けされたＣＱＩ値に基づき、スケジューリング決定を行なうステップとを含むことを特徴とする。好ましくは、パス利得測定は、少なくとも１つのユーザ装置から被干渉セルへのパス利得の測定である。本方法は、さらに、セル固有の資源優先度の重みと資源制限ルールとを、前記ユーザ固有の重み付けされたＣＱＩ値に合成するステップをさらに含む。好ましくは、重み付けされたＣＱＩ（ＷＣＱＩ）は、
ＷＣＱＩ_Ａ１（ｒ）＝ＲＰＷ_Ａ（ｒ）＋ＣＱＩ_Ａ１（ｒ）−Ｐ_Ａ１（ｒ）×ＲＰ_Ａ１（ｒ）＋ＲＲ_Ａ１（ｒ，ｔ）で表され、ＷＣＱＩ_Ａ１（ｒ）は、資源ｒでユーザＡ_１における前記重み付けされたチャネル品質指示値であり、ＲＰＷ_Ａ（ｒ）は、在圏セルＡにおける前記資源優先度の重みであり、Ｐ_Ａ１（ｒ）はユーザＡ_１によって使用される電力であり、ＲＲ_Ａ１（ｒ，ｔ）は時間ｔで前記ユーザＡ_１に適用可能な資源利用制限ルールを示す。

また、本発明は、第１の基地局（Ａ）によって第２の干渉基地局（Ｂ）へ提供される資源値を算出する方法に関連する。本方法は、セル固有の資源優先度の重み（ＲＰＷ）を各ｅＮｏｄｅＢに割り当てるステップと、現在及び予測される負荷状況（Ｌｏａｄ_Ａ）を推定するステップと、測定された負荷及び前記ＲＰＷに基づき、前記第１の基地局がゼロ・コストを与えれる最も低い優先度の重みを有する資源を決定するステップと、前記第１の基地局（Ａ）の負荷に比例する幅に資源優先度の重み関数を切り取るステップと、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の相対的な負荷比率に比例する値に切り取った前記関数の領域をスケーリングするステップとにより前記コストを基準化するステップとを含む。好ましくは、セル固有の資源優先度の重み（ＲＰＷ）を各基地局に割り当てる前記ステップは、セル計画の段階において、又は、分散型若しくは集中型の方法によって実行される。さらに、第１の基地局の資源優先度の重み（ＴＲＷＰ）を切り取る前記ステップは、前記ＲＰＷ及び前記Ｌｏａｄ_Ａの関数（ｆ（））である。一実施形態において、ゼロ・コストに関連付けられる資源ブロック上の干渉は、１つ以上の干渉セルに資源消費無しで提供される。さらに、前記第１の基地局（Ａ）が前記第２の干渉基地局（Ｂ）へ提供する前記資源コストは、前記ＴＲＰＷ_ＡとＬｏａｄ_Ａ／Ｌｏａｄ_Ｂとの関数（ｇ（））であり、Ｌｏａｄ_Ｂは前記第２の基地局（Ｂ）の負荷である。好ましくは、第１の基地局は、異なる資源プライスを異なる干渉基地局に提供する。

資源ブロック値の概念とともにセルラー通信ネットワークの概要を示す図である。 ２つのユーザ端末を管理する基地局を有するネットワークの概要を示す図である。 本発明に係る資源プライスベクトルを計算するために使用されるグラフを示す図である。 本発明の一実施形態に係る基地局間の情報交換の概要を示す図である。 本発明の一実施形態に係る基地局の概要を示すブロック図である。 本発明に係る方法のステップを示すフローチャートである。 本発明に係る計算方法のステップを示すフローチャートである。

以下の記載の目的に関して、本発明に係る解決手法のいくつかの重要な要件を以下に記載する。

・全ての基地局によってそれぞれの隣接する基地局に送信される情報は、自身の測定値、ＵＥの測定レポート、及び他の基地局から得られる情報に基づいて、基地局がそれらの情報の一部を構成することができるものである。Ｏ＆Ｍシステムなどの主要なエンティティからの必要な入力は、最小化され、干渉の変化管理のタイムスケールよりも十分に長いタイムスケールに制限される。

・基地局間で交換される情報は、直交ユニットごとに（例えば、資源ブロック又はチャネルごとに）多数の数ビットに限定されてもよい。これは、そのようなユニットの数が複数の基地局を相互接続するネットワーク上で伝送オーバヘッドを潜在的に高く強制できるためである。

・基地局間で交換が必要とされる情報は、短いタイムスケールで、本質的にはパケット・スケジューラの作業量のレベルとなる動的資源割り当てのレベルで構成することが可能である。これは、パケット（ＩＰベース）データネットワーク・ユーザにおいて、ユーザデータと干渉状況情報の両方が通常このタイムスケールで動作するため、必要不可欠である。

・基地局間で交換が必要とされる情報は、基地局でスケジューリングされるような十分な入力を各基地局に提供するとともに、全体的なシステムのスループットが（ほぼ）最適化されるような他の資源割り当て（例えば、キューイングや電力割り当てなど）の動的な（ＬＴＥにおいて、例えば、伝送時間間隔を基準とする。）決定を提供する。

以下では、基地局間でのＩＣＩＣ関連の情報の通信に基づいてＩＣＩＣ方法について主に説明する。Ｘ２インタフェースを介してＯＩタイプの情報交換を使用するＬＴＥシステムについて説明するが、本発明は、ＬＴＥシステムに限定されるわけではなく、直交の又は略直交の無線資源が使用される任意のシステムに適用することができる。以下では、そのような直交無線資源の基準ユニットとして、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）と、ＯＦＤＭ資源ブロックの関連する概念とを（限定はしないが）想定している。

また、以下では上りリンクについて主に説明する。これは、下りリンクよりも上りリンクの方がＩＣＩＣ手法の潜在的な利得が大きいためである。しかし、本発明は下りリンクにも同様に適用可能である。

さらに、３ＧＰＰの用語”過負荷インジケータ”は本実施形態では使用しない。その代わりに、より説明的な用語である”資源プライス”を使用する。本実施形態において基地局間で送信される情報は、実際には”過負荷”よりも、むしろ実際の”負荷”に関連している。基地局間で通信される情報の部分は、容易に過負荷インジケータに変換することができる。

”Ｘ２上での重み”手法は、過負荷の状況が発生することを防止する試みをしない（負荷制御方法ではないため）。また、動作すべきことについての情報も隣接の基地局に対してあまり提供しない。隣接する基地局が既に知っているため、”資源Ｘ上において高電力で送信する”というメッセージを当該隣接する基地局に対して送信することを僅かに使用するぐらいである。さらに、隣接する基地局が過負荷インジケータの受信に応じて資源”Ｘ”の代わりに別の資源”Ｙ”の使用を試みる場合、新たな資源”Ｙ”における新たな過負荷インジケータを直ぐに取得してしまうかもしれない。

以下で詳細に説明するが、”Ｘ２上での重み”手法は、基地局が”過負荷”の問題に陥る前に自身の”負荷”について隣接する基地局に知らせることを目的としている。この論理的根拠は、情報の一部に基づいて、隣接する複数の基地局がそれぞれの負荷を他の資源に負わせる試みを行なうことができるということである。

さらに、資源が高レイヤで明らかな品質の低下を招くことなく許容する干渉の度合の見通しから、種々の資源は様々な重要性を有する。通常、いくつの資源はまず基地局から離れた外部ユーザとの通信に用いられる一方で、他の資源はまず基地局に近い内部ユーザとの通信に用いられる。また、負荷が低く、かつ、セル内で全ての資源が必要とされているわけではない状況において、他の状況よりもより頻繁にまず使用する際にいくつかの資源を選択することができる。このように、使用される資源の情報（つまり、負荷を伝える情報）は十分ではない。

本実施形態における基本となる考えは、特有の資源での干渉感度だけでなく、資源が使用されうる可能性を示す各資源での”資源プライス”又は”資源値”を複数の基地局が設定することである。

基地局が隣接する基地局から資源プライス情報を受信した場合、自身のセルでの送信に使用する資源を決定する際に当該情報を使用することができる。

各セルにおけるそれぞれの資源は資源優先度の重み（ＲＰＷ）に関連付けられているものとする。ＲＰＷは、セル計画の段階において、又は、いくつかの他の分散型若しくは集中型の方法によって、それぞれの資源（ＯＦＤＭシステムにおいてＯＦＤＭ資源ブロックに対応する各資源）に割り当てられる。

上りリンクにおいてＵＥからの信号を送信するための”コスト”は、隣接する基地局に起因する送信の干渉である。当該”コスト”を制御するために、ｅＮｏｄｅＢがＸ２インタフェースを介してその隣接する複数のｅＮｏｄｅＢに信号で伝達される”資源プライス”ベクトルを設定することを提案する。ここで、”コスト”と”プライス”との差異について説明する。資源は使用されない場合であっても”プライス”を有し、一方、”コスト”は資源の送信電力に関連付けられる。

図１は”Ｘ２上での重み”手法において主要な要素として資源ブロックプライスの概念を示す図である。本質的に、資源ブロックのプライスは、資源ブロックが使用される可能性及び使用される際の”干渉の度合”に依存する。図１のネットワーク１００において、２つの基地局１１０ａ、１１０ｂがＵＥ１２０ａ、１２０ｂと通信している様子が示されている。これらの基地局はＸ２インタフェースを通じて通信を行なう。

上りリンクにおいて、ＵＥ１２０ａは、隣接する基地局のｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）１１０ａに干渉している。したがって、資源スケジューラ（ｅＮＢの制御装置１３０に設けられている）は、資源ブロックが以下のように使用されることを抑止する。
ａ．隣接する基地局（高い可能性で使用される）によって使用される。
ｂ．隣接ｅＮＢの近くで使用される。
いわゆる資源ブロックプライス又は資源ブロック値は上記ａ及びｂによって構成される。

下りリンクにおいて、ｅＮＢ１１０ａは隣接セルのＵＥ１２０ｂに干渉する（点線で示す）。したがって、ｅＮＢ１２０ａは、現在の負荷に比例する干渉”バジェット（ｂｕｄｇｅｔ）”（即ち、マージン）を有する。

したがって、本発明の基本的な概念は、マルチセル環境においてお互いへの干渉を互いに最小化することによって、全体的なシステムのスループットを最大化することである。この目的は以下の２つの形態によって達成される。
・各基地局が隣接する資源ブロックプライスを算出して通知する。
・自身で使用する資源のコストを算出し、（ユーザが所定の速度で管理されるべき制限を条件として）自身の全体コストを最小化する。これは、各セルにおける資源ブロックの利用を管理するスケジューラの動作によって達成される。

基地局は、資源ブロックプライスを算出するプロセッサと、算出した資源ブロックコストを送信する送信機と、自身の資源を使用するコストを算出し、自身の全体コストを最小化するプロセッサと、各セルにおいて資源ブロックの使用を管理するスケジューラとを備える。

図２は、３つのｅＮＢ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃを示す。ｅＮＢ２１０ａは２つのＵＥ２２０ａ、２２０ｂを管理している。ｅＮＢ２１０ａは被干渉ｅＮＢ２１０ｂ、２１０ｃからの各資源の資源プライス（ＲＰ）情報を受信する。在圏ｅＮＢ２１０ａはまた、ＵＥ２２０ａ、２２０ｂからｅＮＢ２１０ｂ、２２０ｃへのパス損失推定値を受信する。

ここでは以下の記述を使用する。
ＲＰ_Ｂ，Ａ（ｒ）はｅＮＢ２１０ｂからｅＮＢ２１０ａへ信号伝達される資源ｒのプライスである。
ＲＰ_Ｃ，Ａ（ｒ）はｅＮＢ２１０ｃからｅＮＢ２１０ａへ信号伝達される資源ｒのプライスである。

それらの資源プライス（図２に示すように資源ブロックごとのＲＰ値）ベクトルがどのように算出されるかの問題について以下に解決手法を記載する。なお、それらが干渉ｅＮＢに利用されることが想定される。各ｅＮＢ下での一連のシーケンスは複数の資源ブロックを示し白四角は高い優先度（隣接するｅＮＢに高プライスで提供される）の資源を示し、網掛けの四角は低い優先度（隣接するｅＮＢに低プライスで提供される）の資源を示す。

各ＵＥはそれぞれの在圏ｅＮｏｄｅＢに利得測定値を報告する。
ＵＥ２１０ａはｅＮＢ２２０ａにｇ_Ａ１＝［ｇ_Ａ１，Ｂ，ｇ_Ａ１，ｃ］を報告する。
ＵＥ２１０ｂはｅＮＢ２２０ａにｇ_Ａ２＝［ｇ_Ａ２，Ｂ，ｇ_Ａ２，ｃ］を報告する。

なお、それらのＵＥ測定値及び関連する測定値のレポートはハンドオーバの決定をサポートするために何れにしろ必要とされる。在圏セルにおいてスケジューリングするために必要とされる他の測定値はここでは解決していない（例えば、ＵＥ２２０ａはｅＮＢ２１０ａに対して、各資源ブロックｒ、ＣＱＩ_Ａ１（ｒ）用のチャネル品質インジケータを報告する。）。

ｅＮＢ２１０ａにおいてスケジューラは以下の式を用いてＵＥ２２０ａ用の資源プライスを算出することができる。
ＲＰ_Ａ１（ｒ）＝ＲＰ_Ｂ，Ａ（ｒ）×ｇ_Ａ１，Ｂ＋ＲＰ_Ｃ，Ａ（ｒ）×ｇ_Ａ１，Ｃ
ＲＰ_Ａ２（ｒ）＝ＲＰ_Ｂ，Ａ（ｒ）×ｇ_Ａ２，Ｂ＋ＲＰ_Ｃ，Ａ（ｒ）×ｇ_Ａ２，Ｃ
したがって、各ユーザは、在圏セル及び被干渉セルに関連するユーザの実際の無線位置に依存する個別の資源プライスベクトルを有する。

基地局におけるスケジューラは種々のＵＥからの送信電力に関連付けられるコストを算出できる。例えば、電力ベクトルＰ_Ａ１（ｒ）、Ｐ_Ａ２（ｒ）をＵＥ２２０ａ、２２０ｂに割り当てるコスト（Ｃ_Ａ（ｒ））は、それぞれｅＮＢ２１０ａにおいて以下のように計算される。
Ｃ_Ａ（ｒ）＝ＲＰ_Ａ１（ｒ）×Ｐ_Ａ１（ｒ）＋ＲＰ_Ａ２（ｒ）×Ｐ_Ａ２（ｒ）
ｅＮＢ２１０ａにおける電力割り当て（スケジューリング決定）の全体コストは全ての無線資源におけるコストの合計
Ｃ_Ａ＝Σ_ｒＣ_Ａ（ｒ）となる。

信号伝達される資源プライスベクトルは負荷の関数である。負荷の測定はセルにおけるトラフィック量に依存するだけでなく、トラフィックの重要性にも依存する。ＱｏＳ（サービス品質）をサポートするために、通常、ＧＢＲ（補償されたビットレート）トラフィックとＢＥ（最大駆動）トラフィックとを差別化することが望まれる。これは、各データフローにおける優先値を関連付けることにより行なわれる。したがって、ｅＮＢ２１０ａにおける負荷（負荷_Ａ）は優先的に重み付けされたトラフィック負荷の合計として表すことができる。
Ｌｏａｄ_Ａ＝Σ_ｆｆｌｏｗＰｒｉｏｒｉｔｙ_ｆ×ｂｕｆｆｅｒＳｉｚｅ_ｆ、全フローｆで積算。

上記方程式は実際には過度に単純化したものである。例えば、種々のフローのビットレートを考慮しておらず、時間領域の平均化を行なっていない。しかし、開示のＩＣＩＣの本発明を説明する目的では、それらの詳細な説明を省略しても十分であり、各セルにおいて適用可能な負荷測定を算出する方法を定義するには十分であると言える。

低負荷の場合において、多くの資源は、隣接ｅＮＢにおいて低い（又はゼロ）プライスで利用させるべきである。ｅＮＢ２１０ａからｅＮＢ２１０ｂへの資源プライスの算出は以下に基づくべきである。
・ｅＮＢ２１０ａにおける資源優先度の重みＲＰＷ_Ａ（ｒ）。
・負荷測定値Ｌｏａｄ_Ａ及びＬｏａｄ_Ｂ（ｅＮＢ２１０ｂにおける負荷）。

図３は、本発明に係る資源プライスベクトルを算出するための方法で使用するグラフを示す図である。ＲＰＷベクトルはセルの推定された（優先度の重み付けがなされていない）負荷に比例する幅で切り取られる。その結果、資源プライスは、ＴＲＰＷを在圏セルと干渉セルとのそれぞれの（優先的に重み付けされた）負荷の比率に比例する領域にスケーリングすることによって算出される。

さらに、ＲＰＷ_Ａ（ｒ）を切り取るとき、及び／又は、比率Ｌｏａｄ_Ａ／Ｌｏａｄ_Ｂに比例する領域にＲＰＷ_Ａ（ｒ）をスケーリングするときに、ｅＮＢ２１０ａが別のｅＮＢ２１０ｂにおける資源プライスを決定することを提案する。

資源プライスベクトルは、資源ブロックごとに２−３ビットの代わりに少数のパラメータ（例えば、ｆ_Ａ、幅及び領域の情報）によって効率的に信号伝達されてもよい。

なお、ＲＰＷベクトルの切り取りに関しては、ｅＮＢが、いくつかの資源ブロックが全ての基地局に対してプライス・ゼロを与えられるかどうかを判定してもよいことを意味している。ｅＮＢは、資源が近い将来において使用されない可能性があるかどうかを判定することを試みてもよい。この可能性が閾値を下回れば、対応する資源のプライスはゼロに設定することができる。当該切り取りステップにおいて、優先的に重み付けされていない負荷の測定が使用されてもよい。ゼロでないプライスが与えられる資源においては、種々の基地局への種々のプライスレベルが設定されてもよい。基地局は低負荷の基地局よりも高負荷の基地局へより低いプライスを提供するであろう。ｅＮＢ２１０ａにおける最大許容コストＣ_{ｍａｘ，Ａ}はまた、以下の重み付けされた負荷測定によって制限されてもよい。
Ｃ_{ｍａｘ，Ａ}＝α×Ｌｏａｄ_Ａ
ここでαは定数である。

在圏ｅＮＢ２１０ａにおける上りリンクスケジューラは、スケジューリング決定する際の全てのＵＥｉと資源ｒとを積算した全体干渉コストを最小化することを試みてもよい。当該問題への最適の解決手法は、全ての可能性のあるスケジューリング決定にわたって網羅的な検索を必要とする。当該検索は、非常に複雑である。この代わりに、他の下位の最適な解決手法が使用されるべきである。

それにもかかわらず、いくつかの良いスケジューリングアルゴリズムは、種々の資源を種々のユーザに割り当てるためのコストだけではなく、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報の両方を考慮に入れるべきである。これを達成するために、ＵＥ_Ａ１における各無線資源スケジューラにおいて以下の式で重み付けされてもよい。
ＷＣＱＩ_Ａ１（ｒ）＝ＲＰＷ_Ａ（ｒ）＋ＣＱＩ_Ａ１（ｒ）−Ｐ_Ａ１（ｒ）×ＲＰ_Ａ１（ｒ）
ここで、ＲＰＷ_Ａ（ｒ）はｅＮＢ２１０ａに使用される資源優先度の重みであり、ＣＱＩ_Ａ１（ｒ）は資源ｒ上でＵＥ２２０ａから報告されるＣＱＩである。これにより、スケジューラは、ＵＥ_Ａ１においては高価な資源をＵＥ_Ａ１に割り当てることを避けることになる。なお、種々のユーザに固有の資源を割り当てるためのコストは、通常、異なる。在圏セルの両端に位置する２人の異なるユーザを想定する。これらの２人のユーザは、通常、異なる隣接セルに干渉されている。スケジューラはこのことに気づくことができ、隣接サイトの”高価な”ＵＬインタフェースである資源ブロックにＵＥをスケジュールすることを抑制する。

結果的に、資源のコストをスケジューリングすることは、資源プライス、電力及び無線距離に帰結する。したがって、コスト関数は、以下の条件のみにおいて、資源ブロックを高電力を有するＵＥに割り当てる傾向にある。
・ＵＥが資源の高いサイトに対してより長い無線距離を有する場合。
・資源がＵＥへの無線距離が近いサイトにおいて低プライスを有する場合。
・基地局が隣接する基地局よりも高い（優先的に重み付けされた）負荷を有する場合。

一度で１人のユーザをスケジュールし、最も大きく重み付けられたチャネル品質インジケータを有する資源を各ユーザに割り当てる欲張りなスケジューラが存在する場合、最も高いコストを生み出すユーザが最初に資源を選択することを許容することが重要となる。スケジューラは、電力制限された（外部の）ユーザにスケジュール・ボーナスを与えることができ、それにより、電力制限されていない（内部の）ユーザより前に当該ユーザがスケジュールされる。スケジューラは、配置因子（例えば、在圏セルに対する利得と、全ての干渉セルに対する利得の合計との比率として定義される）に従ってユーザを並び替えることができ、これにより、低い配置因子を有するユーザが最初に無線資源を選択することができる。

図４は、本発明に係るｅＮＢ間での情報交換の概要を示す図である。この例において、被干渉ｅＮＢ４１０ａは資源プライスを設定するが、一方で十分な情報を与えることにより、干渉ｅＮＢ４１０ｂでも資源プライスを算出することができる。

基地局間で必要とされる信号伝達（Ｘ２インタフェース上での）は以下を含んで構成される。
・資源プライスベクトル（不定期、イベントトリガ）。
・資源プライスの算出に関する重み付けされた負荷のレポート（不定期、イベントトリガ）。

なお、情報交換は、多くの種々の方法で設計され、符号化されることができる。しかし、ｅＮＢ間の情報交換を請求することは本発明の目的ではなく、むしろｅＮＢが隣接ｅＮＢから取得できる情報を使用することを可能にする解決手法を提案することである。

要するに、本発明の一実施形態は、セルラー無線システムにおいてセル間干渉を管理するための方法に関するものである。当該無線システムの各セルにおけるスケジューラは共有の無線資源のセットを制御する。当該無線資源は少なくとも互いに略直交である。本方法は以下のステップを含む（図６）。
・在圏ｅＮＢが、少なくとも１つのＵＥから被干渉セルへのパス利得測定値を取得するステップ６０１。
・在圏ｅＮＢが、１つの（又は複数の）被干渉ｅＮＢからセル固有の資源プライス関連情報を取得するステップ６０２。
・在圏ｅＮＢが、当該情報を無線資源ごとのユーザ固有の資源プライスに合成するステップ６０３。
・在圏ｅＮＢが、所定のユーザごとに利用可能なチャネル品質指示（ＣＱＩ）値と、少なくともユーザ固有の資源プライスとユーザごとの必要送信電力との積算値とを合成することによって無線資源ごとのユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値を算出するステップ６０４。
・スケジューラがスケジューリング決定するステップ６０５を行なうためにユーザ固有の重み付けされたＣＱＩ値を使用する。

また、従来技術で知られている他の要因、例えば、様々な資源制限ルールと同様にセル固有の資源優先度の重みがユーザ固有の重み付けされたＣＱＩ値に合成されてもよい。これは、以下の式で表される（異なるコンポーネントの適切なスケーリングを想定する。）。
ＷＣＱＩ_Ａ１（ｒ）＝ＲＰＷ_Ａ（ｒ）＋ＣＱＩ _Ａ１ （ｒ）−Ｐ _Ａ１ （ｒ）×ＲＰ _Ａ１ （ｒ）＋ＲＲ_Ａ１（ｒ，ｔ）
ここで、ＷＣＱＩ_Ａ１（ｒ）は資源ｒ上でユーザＡ_１の重み付けされたチャネル品質指示値を示し、ＲＰＷ_Ａ（ｒ）は在圏セルＡの資源優先度の重みを示し、ＣＱＩ_Ａ１（ｒ）はユーザＡ_１のＣＱＩ値を示し、Ｐ_Ａ１（ｒ）はユーザＡ_１によって使用される電力を示し、ＲＲ_Ａ１（ｒ，ｔ）は時間ｔでのユーザＡ_１で適用可能な他の資源利用制限ルールを示す。上記方程式において、本発明で新規のコンポーネントについて下線を付している。

本発明によれば、ｅＮＢ Ａによって別の干渉ｅＮＢ Ｂに提供される資源プライスを算出するための方法は以下のステップを含む（図７）。
・セル計画の段階において、又は、他の分散型又は集中型の方法によって、セル固有の資源優先度の重み（ＲＰＷ）を各ｅＮＢに割り当てるステップ７０１。
・第１のｅＮＢ Ａが、現在の負荷状況及び予測される近い将来の負荷状況（Ｌｏａｄ_Ａ）を推定するステップ７０２。
・負荷測定及びＲＰＷに基づき、ｅＮＢ Ａがゼロ・コストを提供できる最も低い優先度の重みを有する資源を決定するステップ７０３。ｅＮＢ ＡからｅＮＢ Ｂへ提供される資源プライスは、資源優先度の重み関数をｅＮＢ Ａの負荷に比例する幅に切り取るステップと、ｅＮＢ ＡとｅＮＢ Ｂとの間の相対的な負荷比率に比例する値に上記結果の関数の領域をスケーリングするステップとに基づく。
・ｅＮＢ Ａが資源プライスを提供するステップ７０４。

即ち、ｅＮＢ Ａの切り取られた資源優先度の重みはＲＰＷ_Ａ（ｒ）とＬｏａｄ_Ａとの関数ｆ（）で表せ、
ＴＲＰＷ_Ａ（ｒ）＝ｆ（ＲＰＷ_Ａ（ｒ），Ｌｏａｄ_Ａ）となる。

したがって、ゼロ・コストに関連付けられる資源ブロック上の干渉は、全ての干渉基地局に対して”無料”で提供される。したがって、ｅＮＢ Ａが干渉ｅＮＢ Ｂに提供する資源コストは、ＴＲＰＷ_Ａ（ｒ）とＬｏａｄ_Ａ／Ｌｏａｄ_Ｂとの別の関数ｇ（）
ＲＰ_Ａ，Ｂ（ｒ）＝ｇ（ＴＲＰＷ_Ａ（ｒ），Ｌｏａｄ_Ａ／Ｌｏａｄ_Ｂ）となる。

これは、ｅＮＢが異なる資源プライスを異なる干渉ｅＮＢに提供してもよいことを意味する。これは、セルラーネットワークにおける負荷が複数のセルの中で不均一に分散されている場合において特別な重要性を有するであろう。

なお、本発明の実際の実施形態によれば、資源プライスベクトルの算出は、被干渉基地局又は干渉基地局の何れかにおいて実行されうる。

なお、３ＧＰＰにおいて、用語”過負荷インジケータ”は、現在、Ｘ２インタフェース上でのｅＮＢ間で送信されるセル間干渉制御に関連する数種類の情報を示すために使用される。３ＧＰＰにおいては、いまだに”過負荷インジケータ”がどのようなものであるべきかが決定されていない。

図５に示すように、本発明に係る基地局１０又は同様の部分には以下が備えられる。
・少なくとも１つのユーザ装置から複数の被干渉セルへのパス利得測定を受信する受信部１３。
・１つ以上の被干渉基地局からのセル固有の資源プライスに関する情報を受信する受信部１４。
・上記情報を、各無線資源ごとのユーザ固有の資源プライス値に合成する処理部１１。
・各無線資源ごとのユーザ固有の資源プライス値を算出する算出部１２。
・スケジューラにユーザ固有の重み付けされたＣＱＩ値を提供する手段１５。

もちろん、基地局は、ここでは説明していないが当業者によく知られている機能を扱うための他の機能要素を備える。

なお、「備える」という用語は、記載されている要素よりも他の要素又はステップの存在を排除するものではなく、各要素の先行詞「ａ」、「ａｎ」という用語は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。さらに、参照符号は請求の範囲を限定するものではなく、本発明はハードウェア及びソフトウェアの両方の手段によって少なくとも部分的に実装され、いくつかの「手段」又は「ユニット（部）」はハードウェアの同様のアイテムによって表されてもよい。

上述した実施形態では、一例を示したものであり、本発明を限定するものではない。特許請求の範囲で記載するように、本発明の範囲内の他の解決手法、使用方法、目的及び機能が当業者には明らかであろう。

＜略語の説明＞
ＥＤＧＥ ＧＳＭ拡張向けの高速データ・レート
ＩＣＩＣ セル間干渉調整
ＬＴＥ ロング・ターム・エボリューション
ＯＩ 過負荷インジケータ
ＯＦＤＭ 直交周波数分割多重
ＲＰ 資源プライス
ＲＰＷ 資源優先度の重み
ＵＥ ユーザ装置

Claims (12)

1. 通信ネットワークの各セルのスケジューラが少なくとも互いに略直交する、共有の無線資源のセットを制御する前記通信ネットワークにおいて使用するための基地局（１０）であって、
   少なくとも１つのユーザ装置から少なくとも１つの被干渉セルへのパス利得の測定値を受信する受信部（１３）と、
   少なくとも１つの被干渉基地局からの固有の資源値であって、特有の資源での干渉感度と同様に資源が使用される可能性を示すように構成された前記固有の資源値に関連するセル情報を受信する受信部（１４）と、
   各無線資源におけるユーザ固有の資源値に前記セル情報及び前記パス利得の測定値を合成する処理部（１１）と、
   所定のユーザごとに利用可能なチャネル品質指示情報を、少なくとも各ユーザにおけるユーザ固有の資源値と必要送信電力との積に合成することによって、各無線資源におけるユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値を算出する算出部（１２）と、
   スケジューリング決定を行なう前記ユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値を使用するために設けられた前記基地局の前記スケジューラにユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値を提供する手段（１５）と
   を備えることを特徴とするインフラ装置。
2. 少なくとも互いに略直交する共有の無線資源のセットを制御する各セルにおけるスケジューラを備え、通信ネットワークにおいて、セル間干渉を管理するための基地局（１１０ａ、１１０ｂ、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、４１０ａ、４１０ｂ）における方法であって、
   パス利得測定値を示すデータを取得するステップ（６０１）と、
   １つ以上の被干渉基地局からの、特有の資源での干渉感度と同様に資源が使用される可能性を示すセル固有の資源プライスを示すデータを取得するステップ（６０２）と、
   各無線資源におけるユーザ固有の資源プライス値へパス利得を示す前記データ及びセル固有の資源プライスを示す前記データを合成するステップ（６０３）と、
   所定のユーザごとに利用可能なチャネル品質指示情報を、少なくとも各ユーザにおける前記ユーザ固有の資源プライス値と必要送信電力との積に合成することにより、各無線資源におけるユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値を算出するステップ（６０４）と、
   前記ユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値に基づき、スケジューリング決定を行なうステップ（６０５）と
   を含むことを特徴とする方法。
3. 前記パス利得測定は、少なくとも１つのユーザ装置から被干渉セルへのパス利得の測定であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. セル固有の資源優先度の重みと資源制限ルールとを、前記ユーザ固有の重み付けされたチャネル品質指示値に合成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記重み付けされたチャネル品質指示（ＷＣＱＩ）は、
   ＷＣＱＩ_Ａ１（ｒ）＝ＲＰＷ_Ａ（ｒ）＋ＣＱＩ_Ａ１（ｒ）−Ｐ_Ａ１（ｒ）×ＲＰ_Ａ１（ｒ）＋ＲＲ_Ａ１（ｒ，ｔ）で表され、
   ＷＣＱＩ_Ａ１（ｒ）は、資源ｒでユーザＡ_１における前記重み付けされたチャネル品質指示値であり、ＲＰＷ_Ａ（ｒ）は、在圏セルＡにおける前記資源優先度の重みであり、ＣＱＩ_Ａ１（ｒ）はユーザＡ_１におけるチャネル品質指示値であり、Ｐ_Ａ１（ｒ）はユーザＡ_１によって使用される電力であり、ＲＲ_Ａ１（ｒ，ｔ）は時間ｔで前記ユーザＡ_１に適用可能な資源利用制限ルールを示すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 第１の基地局（Ａ）によって第２の干渉基地局（Ｂ）へ提供される、特有の資源での干渉感度と同様に資源が使用される可能性を示す資源値を算出する方法であって、
   セル固有の資源優先度の重みＲＰＷを各基地局に割り当てるステップと、
   現在及び予測される負荷状況Ｌｏａｄ _Ａ を推定するステップと、
   現在及び予測される負荷状況と、前記セル固有の資源優先度の重みに基づき、前記第１の基地局がゼロ値を与えれる最も低い優先度の重みを有する資源を決定するステップと、
   前記第１の基地局（Ａ）の現在及び予測される負荷状況に比例する幅に資源優先度の重み関数を切り取るステップと、前記第１の基地局と前記第２の基地局との間の相対的な負荷比率に比例する値に切り取った前記資源優先度の重み関数の領域をスケーリングするステップとにより前記資源値を基準化するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
7. 前記セル固有の資源優先度の重みＲＰＷを各基地局に割り当てる前記ステップは、セル計画の段階において、又は、分散型若しくは集中型の方法によって実行されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記第１の基地局の資源優先度の重みＴＲＷＰを切り取る前記ステップは、前記ＲＰＷ及び前記Ｌｏａｄ_Ａの関数ｆであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. ゼロ値に関連付けられる資源ブロック上の干渉は、１つ以上の干渉セルに資源消費無しで提供されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の基地局（Ａ）が前記第２の干渉基地局（Ｂ）へ提供する前記資源値は、前記ＴＲＰＷ_ＡとＬｏａｄ_Ａ／Ｌｏａｄ_Ｂとの関数ｇであり、Ｌｏａｄ_Ｂは前記第２の基地局（Ｂ）の負荷であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記第１の基地局は、異なる資源値を異なる干渉基地局に提供することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか１項に記載の方法。
12. マルチセル環境において使用される基地局であって、
    特有の資源での干渉感度と同様に資源が使用される可能性を示す資源値を算出する処理手段と、
    前記算出された資源値を少なくとも１つの基地局に送信するための送信機と、
    少なくとも１つの受信した資源値に基づき、ユーザ装置からの送信中に隣接する基地局に影響する干渉を示す、自身の資源を用いるためのコストを算出し、自身の全体コストを最小化する手段と、
    各セルにおける資源の使用を決定するスケジューラと
    を備えることを特徴とする基地局。

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