JP5107365B2 - ビーム制御方法、ビーム制御装置、記憶媒体及びビーム制御システム - Google Patents
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Description
基地局のカバレッジ領域で使用する直交周波数分割多重化(OFDM)方式の帯域内の複数のサブチャネル各々について、高いスループットを示す可能性のあるアクティブユーザの小規模の集合を特定するステップであって、前記小規模の集合中のアクティブユーザ各々は、空間分割多重接続(SDMA)方式により各自に対応するサブチャネルを共有し、該ステップにおいて、サービス品質(QoS)を考慮に入れずに各サブチャネルについてユーザの部分集合を選択し、該ステップは、前記OFDMの帯域幅に属する第1のサブチャネルについて、前記基地局のカバレッジ内の総てのユーザを候補ユーザとして先ず指定するステップと、前記第1のサブチャネルに関する候補ユーザ各々について、パフォーマンスメトリックを計算するステップと、計算された前記パフォーマンスメトリックに基づいて、前記第1のサブチャネルに関連する候補ユーザ数を削減するステップとを更に含む、ステップと、
アクティブユーザの前記小規模の集合を特定した後、前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行するステップであって、サービス品質(QoS)を順守しかつ前記ビームベクトルの最適化を図るように、前記電力調整により1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし及び1人以上の他のアクティブユーザに関する電力を減らし、前記電力調整の影響を受けるサブチャネルに関するビームベクトルを最適化するステップと
を有するビーム制御方法である。
ここで、νkはユーザkに関するBFベクトルであり、hkはユーザkに関するチャネルベクトルであり、pkはユーザkに関する電力レベルであり、σk 2はユーザkに関する雑音(熱雑音+隣接セルからの干渉)である。一般に、SDMAの最適化は、一群のベクトル{νi }及び一群の電力{pi }を適切に選択することである。しかしながら、目下のマルチユーザOFDMAシステムの場合、SDMAの最適化はスケジューリングの条件にも制約される。すなわち、ユーザのレートは、所定のサービス品質(QoS)の条件を満たす必要がある。スループットしか考慮されていない最適化法は、条件を満たすQoSレベルを様々なユーザに提供できないことがしばしばおこるであろう。
(式1)
Inxnはn×nの単位行列である。次に、ユーザ1ないしkについて、次のようにSiが算出される:
Si=S−pi・hi・hi * (式2)
Siは正のエルミート行列であり、安定逆転(stable inversion)が可能なことに留意を要する。次に、ユーザ1ないしkについての最大アップリンクSINRが、次式により算出される:
(式3)
この最適化は、例えば、最小二乗平均誤差(MMSE)計算を用いて実行されてもよい。この場合において、
S=I+H・D・H*
であることに留意を要する。Hはn×k型の行列であり、この行列のj番目の列がhjである。Dはk×k型の対角行列であり、D=diag(p1,...,pk) である。
パワーシフト反復計算の間、このパラメータは、アクティブユーザ及びサブチャネルの組み合わせ各々について、電力の増分を伴う場合及び電力の増分を伴わない場合双方について計算される。WSRにおけるゲインと最大化する1つ以上の組み合わせが、電力を増やすために選択される。ゲインは次のように計算される:
ここで、Gikはゲインであり、pi’はpik→pik+Δによりpiから得られる。同様な技法が電力の削減に関して実行されてもよい。WSRにおける損失を最小にするアクティブユーザ/サブチャネルの組み合わせの1つ以上が、電力削減について選択されてもよい。以後の電力シフト反復計算において、計算されるゲイン及びロスの値は、現在の電力反復計算で修正されたサブチャネルについて更新されることしか必要ないことに留意すべきである。
Claims (23)
- 基地局のカバレッジ領域で使用する直交周波数分割多重化(OFDM)方式の帯域内の複数のサブチャネル各々について、高いスループットを示す可能性のあるアクティブユーザの小規模の集合を特定するステップであって、前記小規模の集合中のアクティブユーザ各々は、空間分割多重接続(SDMA)方式により各自に対応するサブチャネルを共有し、該ステップにおいて、サービス品質(QoS)を考慮に入れずに各サブチャネルについてユーザの部分集合を選択し、該ステップは、前記OFDMの帯域幅に属する第1のサブチャネルについて、前記基地局のカバレッジ内の総てのユーザを候補ユーザとして先ず指定するステップと、前記第1のサブチャネルに関する候補ユーザ各々について、パフォーマンスメトリックを計算するステップと、計算された前記パフォーマンスメトリックに基づいて、前記第1のサブチャネルに関連する候補ユーザ数を削減するステップとを更に含む、ステップと、
アクティブユーザの前記小規模の集合を特定した後、前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行するステップであって、サービス品質(QoS)を順守しかつ前記ビームベクトルの最適化を図るように、前記電力調整により1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし及び1人以上の他のアクティブユーザに関する電力を減らし、前記電力調整の影響を受けるサブチャネルに関するビームベクトルを最適化するステップと
を有するビーム制御方法。 - 前記アクティブユーザの小規模の集合を特定する前記ステップが、所望のユーザ候補数に達するまで反復的な方法で前記計算するステップ及び前記削減するステップを反復する、請求項1記載のビーム制御方法。
- 前記候補ユーザ数を削減する前記ステップが、反復計算の各々において、所望の候補ユーザ数を下回らないように、所定の割合のユーザを削減するステップを含む、請求項2記載のビーム制御方法。
- 前記アクティブユーザの小規模の集合を特定する前記ステップが、サービス品質(QoS)の制約により指定された最小フレームレートに各ユーザが少なくとも近づくことが許可されているアクティブユーザの小規模の集合を各サブチャネルについて特定するステップを含む、請求項1記載のビーム制御方法。
- 前記アクティブユーザの小規模の集合を特定する前記ステップが、
各ユーザについてフレームレートを計算するステップと、
QoSに関する最小フレームレート未満の1人以上のユーザの電力を増やすステップと、
QoSに関する最大フレームレートを超える1人以上のユーザの電力を減らすステップと
を含み、増やす電力が減らす電力に実質的に等しい、請求項1記載のビーム制御方法。 - 前記アクティブユーザの小規模の集合を特定する前記ステップが、各ユーザについてフレームレートを計算するステップと、1人以上のユーザの電力を増やすステップと、1人以上のユーザの電力を減らすステップとを、総てのユーザが前記QoSに関する最小フレームレートに少なくとも近づくまで反復する、請求項5記載のビーム制御方法。
- 前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行するステップが、ビームベクトルの最適化の反復計算の各々において、複数の電力調整の反復計算を実行するステップを含み、電力調整の反復計算の各々において、1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし、1人以上のユーザに関する電力を減らす、請求項1記載のビーム制御方法。
- 前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行するステップが、
各アクティブユーザについてフレームレートを計算するステップと、
各アクティブユーザが、条件を満足する満足ユーザ、条件に満たない過小ユーザ又は条件を超える過大ユーザの何れであるかを判断するステップと
を有し、電力調整の反復計算の各々は、過小ユーザが存在する場合には過小ユーザに関する電力を増やし、過大ユーザが存在する場合には過大ユーザに関する電力を減らす、請求項7記載のビーム制御方法。 - 電力を増やした場合、何れのアクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最大ゲインをもたらすかに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を増やすアクティブユーザを選択する、請求項7記載のビーム制御方法。
- 電力を減らした場合、何れのアクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最小ゲインをもたらすかに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を減らすアクティブユーザを選択する、請求項9記載のビーム制御方法。
- 直交周波数分割多重接続(OFDMA)方式及び空間分割多重接続(SDMA)方式を使用し、複数のOFDMAサブチャネルを介して、複数のユーザへデータを送信し及び複数のユーザからデータを受信するトランシーバであって、前記複数のユーザは、SDMA方式を使用して各サブチャネルを同時に共有し、前記トランシーバは複数のアンテナに接続されている、トランシーバと、
ユーザにサブチャネルを割り当て、ユーザ又はサブチャネル各々についてビームフォーミングデータを決定するスケジューリング機能部を含むコントローラと
を有する装置であって、前記コントローラは、
直交周波数分割多重化(OFDM)方式の帯域内の複数のサブチャネル各々について、高いスループットを示す可能性のあるアクティブユーザの小規模の集合を特定する論理部であって、前記小規模の集合中のアクティブユーザ各々は、各自に対応するサブチャネルを共有し、前記アクティブユーザの小規模の集合を特定する際に、前記OFDMの帯域幅に属する第1のサブチャネルについて、前記基地局のカバレッジ内の総てのユーザを候補ユーザとして先ず指定し、前記第1のサブチャネルに関する候補ユーザ各々について、パフォーマンスメトリックを計算し、計算された前記パフォーマンスメトリックに基づいて、前記第1のサブチャネルに関連する候補ユーザ数を削減する、論理部と、
アクティブユーザの前記小規模の集合を特定した後、前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行する論理部であって、前記電力調整は、サービス品質(QoS)を順守しかつ前記ビームベクトルの最適化を図るように、前記電力調整により1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし及び1人以上の他のアクティブユーザに関する電力を減らし、前記電力調整の影響を受けるサブチャネルに関するビームベクトルを最適化する、論理部と
を有するビーム制御装置。 - 前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行する前記論理部が、ビームベクトルの最適化の反復計算の各々において、複数の電力調整の反復計算を実行する論理部を含み、電力調整の反復計算の各々が、1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし、1人以上のユーザに関する電力を減らす、請求項11記載のビーム制御装置。
- 前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行する前記論理部が、
各アクティブユーザについてフレームレートを計算する論理部と、
各アクティブユーザが、条件を満足する満足ユーザ、条件に満たない過小ユーザ又は条件を超える過大ユーザの何れであるかを判断する論理部と
を有し、電力調整の反復計算の各々は、過小ユーザが存在する場合には過小ユーザに関する電力を増やし、過大ユーザが存在する場合には過大ユーザに関する電力を減らす、請求項12記載のビーム制御装置。 - 電力を増やした場合、何れのアクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最大ゲインをもたらすかに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を増やすアクティブユーザを選択する、請求項12記載のビーム制御装置。
- 電力を減らした場合、何れのアクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最小ゲインをもたらすかに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を減らすアクティブユーザを選択する、請求項14記載のビーム制御装置。
- コンピュータに或る方法を実行させる命令を含む記憶媒体であって、前記方法は、
基地局のカバレッジ領域で使用する直交周波数分割多重化(OFDM)方式の帯域内の複数のサブチャネル各々について、高いスループットを示す可能性のあるアクティブユーザの小規模の集合を特定するステップであって、前記小規模の集合中のアクティブユーザ各々は、空間分割多重接続(SDMA)方式により各自に対応するサブチャネルを共有し、該ステップにおいて、サービス品質(QoS)を考慮に入れずに各サブチャネルについてユーザの部分集合を選択し、該ステップは、前記OFDMの帯域幅に属する第1のサブチャネルについて、前記基地局のカバレッジ内の総てのユーザを候補ユーザとして先ず指定するステップと、前記第1のサブチャネルに関する候補ユーザ各々について、パフォーマンスメトリックを計算するステップと、計算された前記パフォーマンスメトリックに基づいて、前記第1のサブチャネルに関連する候補ユーザ数を削減するステップとを更に含む、ステップと、
アクティブユーザの前記小規模の集合を特定した後、前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行するステップであって、サービス品質(QoS)を順守しかつ前記ビームベクトルの最適化を図るように、前記電力調整により1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし及び1人以上の他のアクティブユーザに関する電力を減らし、前記電力調整の影響を受けるサブチャネルに関するビームベクトルを最適化するステップと
を有する、記憶媒体。 - 前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行する前記ステップにおいて、ビームベクトルの最適化の反復計算の各々において、複数の電力調整の反復計算を実行し、電力調整の反復計算の各々が、1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし、1人以上のユーザに関する電力を減らす、請求項16記載の記憶媒体。
- 電力を増やした場合、アクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最大ゲインをもたらすことに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を増やすアクティブユーザを選択する、請求項16記載の記憶媒体。
- 電力を減らした場合、アクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最小ゲインをもたらすことに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を減らすアクティブユーザを選択する、請求項18記載の記憶媒体。
- 直交周波数分割多重接続(OFDMA)方式及び空間分割多重接続(SDMA)方式を使用し、複数のOFDMAサブチャネルを介して、複数のユーザへデータを送信し及び複数のユーザからデータを受信するトランシーバであって、前記複数のユーザは、SDMA方式を使用して各サブチャネルを同時に共有する、トランシーバと、
前記トランシーバに結合され、無線信号を送信及び受信する複数のダイポールアンテナと、
ユーザにサブチャネルを割り当て、ユーザ又はサブチャネル各々についてビームフォーミングデータを決定するスケジューリング機能部を含むコントローラと
を有するビーム制御システムであって、前記コントローラは、
直交周波数分割多重化(OFDM)方式の帯域内の複数のサブチャネル各々について、高いスループットを示す可能性のあるアクティブユーザの小規模の集合を特定する論理部であって、前記小規模の集合中のアクティブユーザ各々は、各自に対応するサブチャネルを共有し、前記アクティブユーザの小規模の集合を特定する際に、前記OFDMの帯域幅に属する第1のサブチャネルについて、前記基地局のカバレッジ内の総てのユーザを候補ユーザとして先ず指定し、前記第1のサブチャネルに関する候補ユーザ各々について、パフォーマンスメトリックを計算し、計算された前記パフォーマンスメトリックに基づいて、前記第1のサブチャネルに関連する候補ユーザ数を削減する、論理部と、
アクティブユーザの前記小規模の集合を特定した後、前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行する論理部であって、前記電力調整は、サービス品質(QoS)を順守しかつ前記ビームベクトルの最適化を図るように、前記電力調整により1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし及び1人以上の他のアクティブユーザに関する電力を減らし、前記電力調整の影響を受けるサブチャネルに関するビームベクトルを最適化する、論理部と
を有するビーム制御システム。 - 前記小規模の集合中のアクティブユーザについて、電力調整及びビームベクトルの最適化を反復的な方法で実行する前記論理部が、ビームベクトルの最適化の反復計算の各々において、複数の電力調整の反復計算を実行する論理部を含み、電力調整の反復計算の各々が、1人以上のアクティブユーザに関する電力を増やし、1人以上のユーザに関する電力を減らす、請求項20記載のビーム制御システム。
- 電力を増やした場合、アクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最大ゲインをもたらすことに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を増やすアクティブユーザを選択する、請求項21記載のビーム制御システム。
- 電力を減らした場合、アクティブユーザ及びサブチャネルが重み付けされた合計レート(WSR)の最小ゲインをもたらすことに基づいて、電力調整の反復計算の各々は、電力を減らすアクティブユーザを選択する、請求項22記載のビーム制御システム。
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