JP6348503B2 - 無線通信システムにおけるスケジューリングを実行する方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムにおけるスケジューリングを実行する方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムにおけるスケジューリングを実行する方法及び装置に関し、特に、本発明は、セル間の干渉を低減させ、無線通信システムにおけるセルスループットを向上させることができるスケジューリングを実行する方法及び装置に関する。
無線通信の性能を向上させるためには、ラジオスペクトラムの効率的な使用が要求される。しかしながら、複数のセルが密集しているネットワーク環境でのセル間の干渉は、性能向上を制限する主な原因である。したがって、最近、セル間の干渉イッシューを解決するためにマルチセル間の協調伝送技術が研究されている。マルチセル間の協調伝送技術のうち一つとして第3世代パートーナーシップロングタームエボリューション(3rd Generation Partnership Long Term Evolution;3GPP LTE)Rel.11標準に導入されたCoMP(Coordinated Multi-Point transmission and reception)技術がある。
CoMP技術は、セル間の干渉信号を動的に除去(blank)するか、セル間協調を通して干渉信号を受信希望信号(desired signal)に変換して伝送できるようにする。したがって、このCoMP技術が使用される場合、セルエッジ(cell-edge)の性能が向上し、セルカバレッジが拡張されてスペクトラム効率を増加することができる。
一方、CoMP技術の性能を向上させるために、最近多くの研究が進行されている。しかしながら、マルチセル間協調により提供される新たな自由度(Degrees Of Freedom:DOF)を最大限活用するためには、CoMP協調(cooperating)セル間の干渉状況を分かる中央集中型スケジューラ(centralized scheduler、以下‘中央スケジューラ’と称する)が必須的に使用されなければならない。
中央スケジューラの主要な役割は、レートの和が最大化されるようにセル別にベストUEを選択し、空間多重化(Spatial multiplexing)比率を決定するものである。上記中央スケジューラは、上記中央スケジューラと接続された複数のセル(例えば、複数の送信ポイント(Transmission Point:TP)または複数のRRH(Radio Remote Head)またはマクロセルまたはスモールセル基地局(eNB)、以下‘TP’と称する)で構成されたクラスター(cluster)内のUEに無線リソースを効率的に割り当てるために、上記クラスター内の全てのUEとTPの間のチャンネル状態情報(Channel State Information:CSI)を獲得しなければならない。これによって、上記中央スケジューラは、上記中央スケジューラとTPの間の通信のためのインターフェース、すなわち、バックホール(backhaul)を通して上記TPから上記CSIを受信する。
上述した情報は、本開示の理解を助けるための背景情報としてのみ提示される。上記で開示された内容が先行技術として適用可能であるか否かにより、本開示が先行技術として定義されるか否かが主張されてはいけない。
上記バックホールとしてイーサネット(Ethernet:登録商標)バックホールや光ファイバーバックホールなどが使用されることができるが、上記バックホール(特に、イーサネットバックホール)を通したCSI送受信は、遅延が発生する問題がある。上記CSI送受信が遅延されると、遅延されたCSIに基づいてスケジューリング(該当クラスター内のUEに無線リソース及び変調及びコーディング方式(Modulation and Coding Scheme:MCS)を割り当て)が実行されるので、CoMP性能が低下する問題がある。すなわち、従来の中央スケジューラを利用したスケジューリング方式は、バックホール遅延に非常に弱く、時々刻々変わる無線環境で正確なCSIを基にするスケジューリングが実行されない問題がある。
したがって、セル間の干渉を低減させ、無線通信システムにおけるセルスループットを向上させることができるスケジューリングを実行する方法及び装置が要求される。
本発明は、上述した課題もしくは不都合な点を解決し、少なくとも以下に示す優位性を提供する。
本発明は、無線通信システムにおけるスケジューリングを実行する方法及び装置を提案する。
そして本発明は、無線通信システムにおけるセル間の干渉を低減させ、セルスループットを向上させることができるスケジューリング実行方法及び装置を提案する。
また本発明は、無線通信システムにおける該当無線環境によって、より正確なスケジューリングを実行することができる方法及び装置を提案する。
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、無線通信システムにおける中央スケジューラがスケジューリング動作を実行する方法を提供する。上記方法は、複数の送信ポイント(TP)のそれぞれと上記複数のTPのそれぞれと通信を遂行する各ユーザ端末(UE)間のチャンネルに対するチャンネル状態情報(CSI)を上記複数のTPのそれぞれから受信するステップと、上記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいて上記複数のTPのそれぞれに無線リソースを割り当てるための第1のスケジューリング動作を実行するステップと、上記第1のスケジューリング動作の結果を示す第1のスケジューリング情報を上記複数のTPのそれぞれに送信するステップと、を含み、上記第1のスケジューリング情報は、上記複数のTPのそれぞれに割り当てられた無線リソースのそれぞれに対する送信電力を示す送信電力情報を含み、上記複数のTPのそれぞれで通信するUEを選択するための第2のスケジューリング動作を実行するために使用される。
本発明の別の態様によれば、無線通信システムにおける送信ポイント(TP)がスケジューリング動作を実行する方法を提供する。上記方法は、上記TPと複数のユーザ端末(UE)間のチャンネルに対するチャンネル状態情報(CSI)を複数のTPを制御する中央スケジューラに送信するステップと、上記中央スケジューラから第1のスケジューリング動作の結果を示す第1のスケジューリング情報を受信し、上記第1のスケジューリング情報に基づいて上記複数のUEのうち通信を実行するUEを選択するための第2のスケジューリング動作を実行するステップと、を含み、上記第1のスケジューリング動作は、上記中央スケジューラにより上記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいて上記複数のTPのそれぞれに無線リソースを割り当てるために実行され、上記第1のスケジューリング情報は、上記複数のTPのそれぞれに割り当てられた無線リソースのそれぞれに対する送信電力を示す送信電力情報を含むことを特徴とする。
また、本発明の別の態様によれば、無線通信システムにおける中央スケジューラを提供する。上記中央スケジューラは、複数の送信ポイント(TP)のそれぞれと上記複数のTPのそれぞれと通信を遂行する各ユーザ端末(UE)間のチャンネルに対するチャンネル状態情報(CSI)を上記複数のTPのそれぞれから受信するバックホールインターフェースと、上記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいて上記複数のTPのそれぞれに無線リソースを割り当てるための第1のスケジューリング動作を実行し、上記第1のスケジューリング動作の結果を示す第1のスケジューリング情報を上記複数のTPのそれぞれに送信するように上記バックホールインターフェースを制御する制御部とを含み、上記第1のスケジューリング情報は、上記複数のTPのそれぞれに割り当てられた無線リソースのそれぞれに対する送信電力を示す送信電力情報を含み、上記複数のTPのそれぞれで通信するUEを選択するための第2のスケジューリング動作を実行するために使用される。
さらに、本発明の別の態様によれば、無線通信システムにおける送信ポイント(TP)を提供する。上記送信ポイント(TP)は、上記TPと複数のユーザ端末(UE)間のチャンネルに対するチャンネル状態情報(CSI)を複数のTPを制御する中央スケジューラに送信し、上記中央スケジューラから第1のスケジューリングの結果を示す第1のスケジューリング情報を受信するバックホールインターフェースと、上記第1のスケジューリング情報に基づいて上記複数のUEのうち通信するUEを選択するための第2のスケジューリング動作を実行する制御部と、を含んで、上記第1のスケジューリング動作は、上記中央スケジューラにより上記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいて上記複数のTPのそれぞれに無線リソースを割り当てるために遂行され、上記第1のスケジューリング情報は、上記複数のTPのそれぞれに割り当てられた無線リソースのそれぞれに対する送信電力を示す送信電力情報を含む。
本発明の他の目的、利点、及び顕著な特徴は、添付の図面及び本発明の実施形態からなされた以下の詳細な説明から、この分野の当業者に明確になるはずである。
本発明は、無線通信システムにおけるセル間の干渉を減らしてセル容量及びセルスループットを向上させることができる利点がある。また本発明は、バックホール遅延が発生する無線通信システムでも該当無線環境によって、より正確なスケジューリングを実行することができる効果がある。
本発明の実施形態の上述した及び他の様相、特徴、及び利点は、以下の添付図面が併用された後述の詳細な説明から、より一層明らかになるであろう。
本発明の実施形態による無線通信システムの構造を示した図である。 本発明の実施形態による無線通信システムにおけるスケジューリング動作過程を示した図である。 本発明の実施形態による無線通信システムにおけるTPがスケジューリングを実行する過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態による無線通信システムにおける中央スケジューラがスケジューリングを実行する過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態による無線通信システムにおける中央スケジューラがCSIを受信する動作を示した図である。 本発明の実施形態による無線通信システムにおける中央スケジューラがCSIを受信する動作を示した図である。 本発明の実施形態による中央スケジューラが1段階スケジューリングを実行する過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態による中央スケジューラが各UE別干渉TPセットを決定する過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態による中央スケジューラがTP間の干渉調整動作を実行する過程を示したフローチャートである。 本発明の実施形態による中央スケジューラがスケジューリングビットマップを送信する動作を示した図である。 本発明の実施形態によるTPの内部構成図である。 本発明の実施形態による中央スケジューラの内部構成図である。 図面中、同一の図面参照符号が同一の構成エレメント、特性、又は構造を意味することは、容易に理解できるであろう。
添付の図面を参照した下記の説明は、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるような本発明の実施形態の包括的な理解を助けるために提供され、この理解を助けるための様々な特定の詳細を含むが、単なる実施形態にすぎない。したがって、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、明細書中に説明した実施形態の様々な変更及び修正が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかであろう。また、明瞭性と簡潔性の観点から、当業者には既知の機能や構成に関する具体的な説明を省略する。
以下の説明及び請求項に使用する用語及び単語は、辞典的意味に限定されるものではなく、本発明の理解を明確且つ一貫性があるようにするために使用される。したがって、本発明の実施形態の説明が単に実例を提供するためのものであって、特許請求の範囲とこれと均等なものに基づいて定義される発明をさらに限定する目的で提供されるものでないことは、本発明の技術分野における通常の知識を持つ者には明らかであろう。
本願明細書に記載の各エレメントは、文脈中で特に明示しない限り、複数形を含むことは、当業者には理解できるであろう。したがって、例えば、“コンポーネント表面(a component surface)”との記載は、1つ又は複数の表面を含む。
“実質的に(substantially)”という用語は、提示された特徴、パラメータ、又は値が正確に設定される必要はないが、許容誤差、測定誤り、測定精度限界及び当業者に知られているか、あるいは当業者によって実験なしに得られる要素を含む偏差又は変化が、これら特性が提供しようとする効果を排除しない範囲内で発生することを意味する。
図1は、本発明の実施形態による無線通信システムの構造を示した図である。
図1を参照すると、上記無線通信システムは、中央集中型スケジューラ(centralized scheduler、以下‘中央スケジューラ’と称する)100と特定クラスター(coordinated cluster)110に含まれた複数のセルを含む。複数のセルは、例えば、複数の送信ポイント(Transmission Point:TP)や、複数のRRH(Radio Remote Head)または複数のサブセルまたはマクロセル基地局(enhanced Node B)またはスモールセルEnbであり得る。複数のセルは、全部同一の物理的セル識別子(Physical Cell IDentifier:PCID)を有するか、各々相異なるPCIDを有することができる。以下では、説明の便宜上、複数のセルを複数のTPと称する。
中央スケジューラ100は、複数のTPのそれぞれと予め設定されたインターフェース(例えば、バックホール)を使用して通信を遂行することができる。例えば、中央スケジューラ100は、上記複数のTPのそれぞれから該当TPとUE間のチャンネルに対するチャンネル状態情報(Channel State Information:CSI)などを受信することができる。
図2は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるスケジューリング動作過程を示した図である。図2を参照すると、スケジューリング動作過程はUE200、TP210及び中央スケジューラ220間に実行される。図2に示されたUE200とTP210のスケジューリング動作は、複数個のUE及び複数個のTPのそれぞれで遂行され得る。そして、中央スケジューラ220は、図1に示された中央スケジューラ100に対応する。
図2を参照すると、ステップ201で、UE200は、UE200とTP210間のチャンネルに対するチャンネル状態を測定し、ステップ203で上記測定されたチャンネル状態に対する情報を含む第1のCSIをTP210に送信する。第1のCSIは、チャンネル品質指示子(Channel-Quality Indicator:CQI)、プリコーディングマトリックス指示子(Precoding Matrix Indicator:PMI)及びランク指示子(Rank Indicator:RI)などを含み得る。
TP210は、ステップ205でUE200とTP210間のチャンネルに対するチャンネル状態を推定し、ステップ207で推定されたチャンネル状態に対する情報が含まれた第2のCSIを中央スケジューラ220に送信する。ここで、第2のCSIは、セル特定基準信号(Cell-specific Reference Signal:CRS)またはチャンネル状態情報基準信号(Channel State Information Reference Signal:CSI−RS)に基づく基準信号受信電力(Reference Signal Received Power:RSRP)、アップリンク(Uplink:UL)サウンディング基準信号(Sounding Reference Signal:SRS)電力などを含み得る。第2のCSIは、UE200から受信された第1のCSIを追加的に含み得る。
中央スケジューラ220は、TP210を含む複数のTPから第2のCSIを受信する。ここで、上記複数のTPの第2のCSIもTP210の第2のCSIと同一の方式で生成されることができる。中央スケジューラ220は、ステップ209で上記複数のTPから受信された第2のCSIに基づいて1段階スケジューリング(仮想スケジューリング(Virtual Scheduling):リソース調整(coordinated)スケジューリング)を実行する。この1段階スケジューリングは、各TPにダウンリンク(DL)送信のための無線リソース及び送信電力を割り当て、干渉制御のために各TP別にスケジューリング対象UE(scheduling candidate UE)を決定するために実行される。
中央スケジューラ220は、上記各TP別にスケジューリング対象UEが決定されると、ステップ211で該当スケジューリング対象UEに対する各TP間の干渉を調整する。例えば、中央スケジューラ220は、上記各TP別スケジューリング対象UEに対して干渉として作用するTPを検出し、上記検出されたTPに対して予め設定された時区間の間に電力を制御する動作をTP間の干渉調整動作として遂行する。
上記TP間の干渉調整動作は、例えば、電力オン/オフ制御動作及びブランク(blank)オン/オフ制御動作のうち一つを含み得る。ここで、電力オン/オフ制御動作は、割り当てられた無線リソースで上記予め設定された時区間の間、データ(例えば、物理的ダウンリンク共有チャンネル(Physical Downlink Shared Channel:PDSCH)上のデータ)及び基準信号(CRS及び復調基準信号(Demodulation Reference Signal:DM−RS)など)の全部を送信しないように電力を制御する動作を示す。ブランクオン/オフ制御動作は、割り当てられた無線リソースで、上記データは送信せず、上記基準信号は送信するように電力を制御する動作を示す。
中央スケジューラ220は、ステップ213でスケジューリングビットマップ(Scheduling Bit-Map)をTP210に送信する。そして中央スケジューラ220は、特定時区間の間の各TPの電力制御情報が含まれるように上記スケジューリングビットマップを生成して送信する。
上記スケジューリングビットマップは、各TPに割り当てられた無線リソース別送信電力情報を含み得る。あるいは上記スケジューリングビットマップは、上記特定時区間の間の電力オン/オフ可否をビット値形態で含むか(例えば、電力オンである場合、‘1’値が含まれ、電力オフである場合、‘0’値が含まれる)、上記特定時区間の間のブランクオン/オフ可否をビット値形態で含むことができる(例えば、ブランクオン(基準信号のみが送信可能な状況)である場合、‘1’値が含まれ、ブランクオフ(データ及び基準信号の両方が送信可能な状況)である場合、‘0’値が含まれる)。
TP210は、上記スケジューリングビットマップを受信し、ステップ215で上記受信されたスケジューリングビットマップに基づいて2段階スケジューリング(リアルタイムスケジューリング:UEスケジューリング)を実行する。上記スケジューリングビットマップは、TP210に対する干渉が制御されたこと(すなわち、干渉TPの電力が制御されたこと)を示す情報であるから、TP210は、干渉が制御された該当無線環境を考慮してリアルタイムでスケジューリングを実行することができる。
一方、2段階スケジューリングは、バックホール遅延(backhaul delay)を克服するためのもので、スケジューリングビットマップを決定するためのステップ209の1段階スケジューリングとは別途に実行され得る。
2段階スケジューリングは、該当TPからサービスを受信するUEが報告した最も最新のCSI情報と中央スケジューラ220から受信された干渉TPの特定時区間の間の電力オン/オフ情報(又はブランクオン/オフ情報)を含んでいるスケジューリングビットマップに基づいて実行される。これによって、変調及びコーディング方式(Modulation and Coding Scheme:MCS)決定(すなわち、リンク適応動作)も再び実行され得る。
上記のように、中央スケジューラ220と各TPで多重段階スケジューリング(dual-stage scheduling)が実行されることによって、遅延耐性(delay-tolerant)(例えば、バックホール遅延にロバストな(robust))スケジューリングが可能である。
TP210は、スケジューリングの実行によって、無線リソース及びMCSなどがUE200に割り当てられると、ステップ217でUE200にデータを送信する。その後、UE200は、ステップ219でデータを受信して無線通信を実行する。
以下、TP210と中央スケジューラ220の動作を具体的に説明する。まず、図3を参照してTP210の動作を説明する。
図3は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるTPがスケジューリングを実行する過程を示したフローチャートである。
図3を参照すると、TP210は、ステップ300でTP210とUE200間のチャンネルに対するCSIを獲得する。TP210は、UE200から上記CSIを受信するか、TP210とUE200間のチャンネルの状態を直接測定することによって上記CSIを獲得する。ここで、TP210は、UE200から受信されたCSIと上記直接測定したCSIのうちいずれか一つを使用するか又は全部を使用することができる。一方、TP210が獲得できるCSIとしては、CRSまたはCSI−RSに基づいて測定されたRSRP、UL SRS電力、CQI、PMI及びRIなどであり得る。
TP210は、ステップ302で上記獲得されたCSIを中央スケジューラ220に送信する。次に、TP210は、ステップ304で中央スケジューラ220からスケジューリングビットマップが受信されるか否かを判定する。上記スケジューリングビットマップは、特定クラスター110に含まれた複数のTPのうち少なくとも一つに対する電力オン/オフ可否またはブランクオン/オフ可否をビット値形態で示した情報を含む。そして上記スケジューリングビットマップは、予め設定された時間単位(例えば、TTI(Transmit Time Interval))によって生成されることができ、例えば、下記<表1>に示したように生成されることができる。
Figure 0006348503
<表1>は、上記複数のTPのうち第1のTPのために生成された第1のTTI及び第2のTTIのスケジューリングビットマップを示している。<表1>に示したように、各ビットの位置は、各TPに一対一にマッピングされ、1及び0は、各々該当TPの電力オン/オフ(またはオフ/オン)またはブランクオン/オフ(またはオフ/オン)を示す。
上記第1のTTI及び第2のTTIの間にオフされるTPは、上記第1のTPの干渉TPになることができる。そして無線環境は、継続的に変更され得るので、TTI別に干渉TPは変更され得る。一方、上記スケジューリングビットマップは、上記複数のTP全体に対するオン/オフ情報を含み得るが、上記複数のTPのうち一部のTPに対するオン/オフ情報を含むことも可能である。
TP210は、上記のようなスケジューリングビットマップが受信された場合、ステップ306に進行して上記受信されたスケジューリングビットマップに基づいて2段階スケジューリングを実行する。すなわち、TP210は、中央スケジューラ220により干渉が制御された無線環境を考慮して2段階スケジューリングを実行する。
本発明の実施形態における各TPは、中央スケジューラ220と各TPとの間のバックホール遅延を克服するために、上記スケジューリングビットマップ決定のための1段階スケジューリングとは別途に2段階スケジューリングを実行する。2段階スケジューリングは、該当TPからサービスを受信するUEが報告した最も最新のCSI情報と中央スケジューラ220から受信された干渉TPの特定時区間の間の電力オン/オフ情報(又はブランクオン/オフ情報)を含んでいるスケジューリングビットマップに基づいて遂行される。これによって、MCS決定も再び遂行され得る。このように、本発明の実施形態では、中央スケジューラ220と各TPで多重段階スケジューリングが実行されることによって、遅延耐性(例えば、バックホール遅延にロバストな)スケジューリングが可能である。
次に、中央スケジューラ220の動作を図4を参照して説明する。
図4は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける中央スケジューラがスケジューリングを実行する過程を示したフローチャートである。
図4を参照すると、ステップ400で中央スケジューラ220は、複数のTPのそれぞれから該当TPとUE間のチャンネルに対するCSIを受信する。
図5A及び5Bは、本発明の実施形態による無線通信システムにおける中央スケジューラがCSIを受信する動作を示した図である。
図5Aを参照すると、中央スケジューラ220は、複数のTP(第1のTP500、第2のTP502及び第3のTP504)の各々が測定したチャンネル状態に対する情報、すなわち、RSRP及びUL SRS電力に対する情報などを上記CSIとして受信する。
図5Bを参照すると、中央スケジューラ220は、複数のTP(第1のTP500、第2のTP502及び第3のTP504)の各々が該当セル内のUE506から受信したCQI、PMI及びRIなどを上記CSIとして受信する。中央スケジューラ220は、マルチCSIフィードバック(multi-CSI feedback)方式が使用される場合、複数のCSIを受信することが可能である。例えば、第1のTP500、第2のTP502及び第3のTP504のそれぞれの電力が制御されたか否かによって、UE506と第1のTP500との間のチャンネル状態は変更されるので、中央スケジューラ220は、各状況に従う複数のCSIを受信することができる。
具体的に、第1のTP500、第2のTP502及び第3のTP504の電力が全部オンされた場合、第1のTP500及び第2のTP502の電力はオンされ、上記第3のTP504の電力はオフされた場合、第1のTP500及び第3のTP504の電力はオンされ、第2のTP502の電力はオフされた場合、第1のTP500の電力はオンされ、第2のTP502及び第3のTP504の電力はオフされた場合、各々によってUE506と第1のTP500間のチャンネル状態は変更されるので、上記四つのケースの場合、各々に従うCSIが中央スケジューラ220に送信されることができる。
図4を再度参照すると、上記のように、送信されたCSIが受信されると、中央スケジューラ220は、ステップ402で上記受信されたCSIを使用して1段階スケジューリングを実行する。1段階スケジューリングは、干渉制御のためにスケジューリング対象UEを予め決定するためのものとして、具体的な動作過程は、以後、図6を参照して説明する。
中央スケジューラ220は、ステップ404でTP間の干渉調整動作を実行する。具体的に、中央スケジューラ220は、該当クラスター内の全てのTPそれぞれのスケジューリング対象UEに対してTP間の干渉調整を遂行する。すなわち、中央スケジューラ220は、TTI別に上記UEのそれぞれに干渉の影響を及ぼすTPの電力を制御させることを決定する動作を実行する。上記TP間の干渉調整動作に対しては、以後、図8を参照して詳細に説明する。
中央スケジューラ220は、ステップ406で上記TP間の干渉調整動作に対する結果に基づいて毎TTI単位で各TP別電力オン/オフビット値(又はブランクオン/オフビット値)を決定する。各TTIに対するTP別電力オン/オフビット値は、それぞれ異なるブランクパターン(Blank Pattern)を示す。
中央スケジューラ220は、ステップ408で上記決定された各TP別電力オン/オフビット値を使用してスケジューリングビットマップをTTI単位で生成する。そして中央スケジューラ220は、ステップ410で上記生成されたスケジューリングビットマップを該当クラスター内の全てのTPに送信する。ここで、各TPに送信されるスケジューリングビットマップは、該当TPのTTI別電力オン/オフビット値だけでなく、隣接TPに対するTTI別電力オン/オフビット値(又はブランクオン/オフビット値)を含むことによって、干渉制御状況を各TPが確認することができるようにする。
一方、中央スケジューラ220は、該当クラスター内の全てのTPのうち該当TPセルのUEに干渉の影響を大きく及ぼす(すなわち、臨界値以上のサイズを有する干渉信号を送信する)N個のTPを検出する。中央スケジューラ220は、上記N個のTPを該当TPセルのUEに対するRSRPに基づいて検出し、上記検出されたN個のTPを上記隣接TPとして決定する。ここで、上記Nの値が大きければ大きいほど、該当TPに及ぼす干渉をより正確に制御することができ、スケジューリング性能が向上することができるが、中央スケジューラ220の動作及び構成に対する複雑度(complexity)が増加する。
上記スケジューリングビットマップは、各TTI別に毎度生成されて使用されることができるが、バックホール遅延に対する問題などを考慮して該当TTIに使用するスケジューリングビットマップを類推して使用されることも可能である。この場合、中央スケジューラ220は、予め設定されたTTI区間(例えば、第1のTTI〜第NのTTI区間)間のスケジューリングビットマップに基づいてブランクパターンの変更推移を分析し、上記分析結果に基づいて該当TTI間のブランクパターンを類推することによって、スケジューリングビットマップを生成することができる。例えば、中央スケジューラ220は、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタリング(filtering)されたブランクパターンに基づいてスケジューリングビットマップを生成して使用することができる。または、中央スケジューラ220は、バッファに保存された複数のブランクパターンのうち一つをランダムに選択し、上記選択されたブランクパターンに基づいてスケジューリングビットマップを生成して使用することができる。
このような方法で生成されたスケジューリングビットマップを受信した該当クラスター内の全てのTPは、各々受信されたスケジューリングビットマップに基づいて2段階スケジューリングを実行する。この時、2段階スケジューリングの結果によって選択されたUEは、1段階スケジューリングの結果によって選択されるUEとは異なることがある。
次に、図6を参照し、1段階スケジューリングに対して説明する。
図6は、本発明の実施形態による中央スケジューラが1段階スケジューリングを実行する過程を示したフローチャートである。
図6を参照すると、中央スケジューラ220は、ステップ600で各UE別干渉TPセット(interference TP set)を決定する。上記干渉TPセットは、各UEに対する干渉制御のために電力制御が要求されるTPの集合を示す。上記干渉TPセットを決定する方法は、以後、図7を参照して詳細に説明する。
中央スケジューラ220は、ステップ602で各UE別PFメトリックを決定する。上記PFメトリックは、上記各UEのデータ処理量を示す値として、例えば、i番目のTTI間の各UEのデータ処理量と予め設定されたTTI区間の間の各UEの平均データ処理量との比として決定される。ここで、上記i番目のTTI間の各UEの処理量は、各UEに対する信号対干渉及び雑音比(Signal-to-Interference plus Noise Ratio:SINR)を使用して決定される。そして上記PFメトリックは、上記各UEのQoS及びリソース割り当て(resource allocation)比率などをさらに考慮して決定され、上記SINR及びPFメトリックは、干渉TPの電力がオフされたことを仮定して決定される。
中央スケジューラ220は、ステップ604で上記PFメトリックに基づいて各TP別にスケジューリング対象UEを選択する。この時、中央スケジューラ220は、最大PFメトリックを有するUEを上記スケジューリング対象UEとして選択する。
以下、ステップ600での中央スケジューラ220の動作を図7を参照して具体的に説明する。
図7は、本発明の実施形態による中央スケジューラが各UE別干渉TPセットを決定する過程を示したフローチャートである。
図7を参照すると、中央スケジューラ220は、ステップ700で各UEの干渉TPを検出する。上記各UEは、セル間の干渉(inter-cell interference)を発生させる一つ以上の干渉TPを有し得るが、上記干渉TPは一つのマクロ基地局(Base Station:BS)に限定されず、該当クラスター内の全てのTPを考慮して検出される。
中央スケジューラ220は、ステップ702で上記検出された干渉TPを干渉信号のサイズを基準に整列する。例えば、中央スケジューラ220は、干渉信号のサイズが大きい順に上記検出された干渉TPを整列する。
次に、中央スケジューラ220は、ステップ704で干渉TP別加重値を決定する。上記加重値は、干渉TPの数を決定するために使用される補償加重値(compensation weight)を示し、次の<数式1>のように決定される。
Figure 0006348503
上記<数式1>で、αは、UEiのサービングTPがマクロBSであり、電力制御が要求されるTPが他のマクロBSである場合に決定される加重値を示し、βは、UEiのサービングTPがマクロBSであり、電力制御が要求されるTPが低電力TPである場合に決定される加重値を示し、γは、UEiのサービングTPが低電力TPであり、電力制御が要求されるTPがマクロBSである場合に決定される加重値を示し、λは、UEiのサービングTPが低電力TPであり、電力制御が要求されるTPが他の低電力TPである場合に決定される加重値を示す。中央スケジューラ220は、上記加重値α、β、γ、λを調整することによって、該当クラスター内のセル間の干渉を効率的に制御することができる。
中央スケジューラ220は、ステップ706で上記決定された加重値を使用して電力制御を要請する干渉TPの数を決定する。ここで、上記電力制御を要請する干渉TPの数は、次の<数式2>を使用して決定することができる。
Figure 0006348503
上記<数式2>で、k*は、上記電力制御を要請する干渉TPの数を示し、INTiは、UEiの干渉TPの数を示し、Ri(k)は、上記電力制御を要請する干渉TPの数がk個である時のレートを示し、Wkは、上記電力制御を要請する干渉TPの数に従う補償加重値要素(compensation weight factor)を示し、下記<数式3>を使用して決定することができる。
Figure 0006348503
<数式3>で、δは、上述した加重値α、β、γ、λのうち一つの値であり得る。具体的に、δは、UEiのサービングTPがマクロBSであり、電力制御が要求されるTPが他のマクロBSである場合、αであり得、UEiのサービングTPがマクロBSであり、電力制御が要求されるTPが低電力TPである場合、βであり得、UEiのサービングTPが低電力TPであり、電力制御が要求されるTPがマクロBSである場合、γであり得、UEiのサービングTPが低電力TPであり、電力制御が要求されるTPが他の低電力TPである場合、λであり得る。
中央スケジューラ220は、ステップ708で上記決定された干渉TPの数に従う干渉TPを含む干渉TPセットを決定する。この時、中央スケジューラ220は、干渉信号のサイズが大きい順に上記決定された干渉TPの数だけの干渉TPを上記干渉TPセットとして決定することができる。
次に、図8を参照して、中央スケジューラ220がTP間の干渉調整動作を実行する過程を説明する。
図8は、本発明の実施形態による中央スケジューラがTP間の干渉調整動作を実行する過程を示したフローチャートである。
図8を参照すると、ステップ800で、中央スケジューラ220は、上記PFメトリックに基づいてUEのスケジューリング優先順位を決定する。具体的に、中央スケジューラ220は、スケジューリング対象として決定された各UEのPFメトリックに基づいて該当UEを整列する。例えば、中央スケジューラ220は、下記<表2>に示したように、各TP別UE、PFメトリック及び干渉TPに対する情報がテーブル形態で保存されている場合、下記<表3>に示したようにPFメトリックが大きい順に該当UEを整列する。上記PFメトリックが大きいほど、UEのスケジューリング優先順位は、高くなる。
Figure 0006348503
Figure 0006348503
中央スケジューラ220は、ステップ802でスケジューリングのためのUEを選択する。例えば、中央スケジューラ220は、最も高い優先順位を有するUE(すなわち、最大のPFメトリックを有するUE B)を選択することができる。次に、中央スケジューラ220は、ステップ804で上記選択されたUEが最優先順位のUEであるか否かを判定する。
中央スケジューラ220は、上記選択されたUEが最優先順位のUEである場合、ステップ806に進行して上記選択されたUEに無線リソースを割り当てることを決定する。そして中央スケジューラ220は、ステップ808で上記選択されたUEに対応する干渉TPに電力制御を要請することを決定する。例えば、上記<表2>で最優先順位のUE Bに対する干渉TPは、TP1及びTP5であるから、中央スケジューラ220は、上記UE Bが無線リソースを受信し通信を遂行する第NのTTI間に上記TP1及びTP5に電力制御を要請することを決定する。
Figure 0006348503
上記<表4>は、上記UE Bの干渉TPであるTP1及びTP5の電力が第NのTTI間に電力オフされる形態で制御されることを示している。上記TP1及びTP5の電力オフによって、上記第NのTTIに対応するスケジューリング優先順位は、上記<表4>に示したように変更される。
一方、最優先順位のUEに対するスケジューリングが完了すると、中央スケジューラ220は、再びステップ802に進行してスケジューリングのためのUEを選択する。この時、中央スケジューラ220は、スケジューリングが完了した上記最優先順位のUEを除外した残りのUEのうち、最も優先順位が高いUEを選択する。<表4>では、上記UE Bの次に2番目に優先順位が高いUE Cが選択されることができる。
中央スケジューラ220は、ステップ804で上記選択されたUEが最優先順位のUEであるか否かを判定する。上記UE Cは、上記最優先順位のUEではなく、2番目に優先順位が高いUEであるから、中央スケジューラ220は、ステップ810に進行する。
中央スケジューラ220は、ステップ810で上記選択されたUEのTPの優先順位と上記選択されたUEの干渉TPの優先順位を比較する。中央スケジューラ220は、ステップ812で上記選択されたUEのTPの優先順位が上記選択されたUEの干渉TPの優先順位よりも低い場合、ステップ814に進行して上記選択されたUEのスケジューリング優先順位を最下位優先順位に変更する。下記<表5>は、上記UE Cのスケジューリング優先順位が最下位優先順位に変更されたことを示している。
Figure 0006348503
一方、中央スケジューラ220は、ステップ812で上記選択されたUEのTPの優先順位が上記選択されたUEの干渉TPの優先順位よりも低くない場合、ステップ816に進行して上記選択されたUEに無線リソースを割り当てることを決定する。そして中央スケジューラ220は、ステップ818で上記選択されたUEの干渉TPに電力制御を要請することを決定する。
上記のような過程が完了すると、中央スケジューラ220は、スケジューリングビットマップを生成して各TPに送信する。
図9は、本発明の実施形態による中央スケジューラがスケジューリングビットマップを送信する動作を示した図である。
図9を参照すると、中央スケジューラ220は、各クラスター別にスケジューリングビットマップを生成して送信することが分かる。図9で陰影処理されたセルは、電力オフ(又はブランクオン)されたTPに対応するセルを示し、陰影処理されないセルは、電力オン(又はブランクオフ)されたTPに対応するセルを示す。電力オフ(又はブランクオフ)されたTPと電力オン(又はブランクオン)されたTPは、TTI別に変わることができる。
図10は、本発明の実施形態によるTPの内部構成図である。
図10を参照すると、上記TPは、送信部1000、受信部1002、バックホールインターフェース部1004、メモリ1006及び制御部1008を含む。
送信部1000及び受信部1002は、UEと通信を遂行するための構成部である。例えば、送信部1000は、CRSまたはCSI−RSなどの基準信号及びダウンリンクデータを上記UEに送信する。そし、受信部1002は、上記UEから送信されるULデータやCQI、PMI及びRIなどの第1のCSIを受信する。
バックホールインターフェース部1004は、中央スケジューラ220との通信を実行するためのインターフェースを提供する。バックホールインターフェース部1004は、上記UEから獲得した第1のCSI及び上記TPが測定した第2のCSIのうち少なくとも一つを中央スケジューラ200に送信する。
メモリ1006は、上記TPの動作制御時に必要な複数の情報と上記TPの動作により生成される情報などを保存する。メモリ1006は、上記第1のCSI及び第2のCSIや中央スケジューラ220から受信されたスケジューリングビットマップなどを保存する。
制御部1008は、送信部1000、受信部1002、バックホールインターフェース部1004及びメモリ1006を制御し、上記TPの全般的な動作を制御する。
制御部1008は、上記第1のCSIを上記UEから受信するか、上記TPと上記UE間のチャンネルのチャンネル状態を直接測定することによって、第2のCSIを獲得する。制御部1008は、上記第1のCSI及び第2のCSIのうち少なくとも一つに基づいてCRSまたはCSI−RSに基づいて測定されたRSRP、UL SRS電力、CQI、PMI及びRIなどを獲得することができる。
制御部1008は、上記第1のCSI及び第2のCSIのうち少なくとも一つを中央スケジューラ220に送信するようにバックホールインターフェース部1004を制御する。そして制御部1008は、中央スケジューラ220からTTI別スケジューリングビットマップが受信された場合、上記受信されたスケジューリングビットマップに基づいて2段階スケジューリングを実行する。
図11は、本発明の実施形態による中央スケジューラの内部構成図である。
図11を参照すると、中央スケジューラ220は、バックホールインターフェース部1104、メモリ1106及び制御部1108を含む。
バックホールインターフェース部1104は、該当クラスターに含まれた複数のTPのそれぞれと通信を遂行するためのインターフェースを提供する。例えば、バックホールインターフェース部1104は、上記複数のTPのそれぞれから第2のCSIを受信し、上記複数のTPのそれぞれにTTI別スケジューリングビットマップを送信する。
メモリ1106は、中央スケジューラ220の動作制御時に必要な複数の情報と中央スケジューラ220の動作によって生成される情報などを保存する。メモリ1106は、上記複数のTPのそれぞれから受信した第2のCSI及び上記TTI別スケジューリングビットマップなどを保存する。
制御部1108は、バックホールインターフェース部1104及びメモリ1106を制御し、中央スケジューラ220の全般的な動作を制御する。特に、制御部1108は、上述した中央スケジューラ220の動作が遂行されるようにバックホールインターフェース部1104及びメモリ1106を制御することによって、次のような動作を実行する。
制御部1108は、上記複数のTPのそれぞれから該当TPとUE間のチャンネルに対する第2のCSIが受信されると、上記受信された第2のCSIを使用して1段階スケジューリングを実行する。次に、制御部1108は、TP間の干渉調整動作を実行し、上記TP間の干渉調整動作に対する結果に基づいて毎TTI単位で各TP別電力またはブランクオン/オフビット値を決定する。そして制御部1108は、上記決定された各TP別電力またはブランクオン/オフビット値を使用してスケジューリングビットマップをTTI単位で生成し、上記生成されたスケジューリングビットマップを各TPに送信する。
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲を外れない限り、様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
100 中央スケジューラ
110 特定クラスター
200 UE
210 TP
220 中央スケジューラ
500 第1のTP
502 第2のTP
504 第3のTP
506 UE
1000 送信部
1002 受信部
1004 バックホールインターフェース部
1006 メモリ
1008 制御部
1104 バックホールインターフェース部
1106 メモリ
1108 制御部

Claims (12)

  1. 無線通信システムにおける中央スケジューラがスケジューリング動作を実行する方法であって、
    複数の送信ポイント(TP)のそれぞれと前記複数のTPのそれぞれと通信を遂行する各ユーザ端末(UE)間のチャンネルに対するチャンネル状態情報(CSI)を前記複数のTPのそれぞれから受信するステップと、
    前記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいて前記複数のTPのそれぞれに無線リソースを割り当てるための第1のスケジューリング動作を実行するステップと、
    前記第1のスケジューリング動作の結果を示す第1のスケジューリング情報を前記複数のTPのそれぞれに送信するステップと、を含み、
    前記第1のスケジューリング情報は、前記複数のTPのそれぞれに割り当てられた無線リソースのそれぞれに対する送信電力を示す送信電力情報を含み、前記複数のTPのそれぞれで通信するUEを選択するための第2のスケジューリング動作を実行するために使用され
    前記第1のスケジューリング情報は、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタリングされたブランクパターンに基づいて生成され、前記IIRフィルタリングされたブランクパターンは、送信時間間隔(TTI)区間に対するスケジューリングビットマップに基づいてブランクパターンの変更推移を分析することにより選択されることを特徴とする方法。
  2. 前記CSIは、ランク指示子(RI)、プリコーディングマトリックス指示子(PMI)、チャンネル品質指示子(CQI)及び基準信号受信電力(RSRP)のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1のスケジューリング情報は、前記複数のTPのそれぞれが変調及びコーディング方式(MCS)を決定するためのリンク適応動作を実行するために使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記第1のスケジューリング動作を実行するステップは、
    前記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいてスケジューリング動作を実行する少なくとも一つのUEを決定するステップと、
    前記複数のTPのうち前記少なくとも一つのUEに干渉信号を送信するTPである干渉TPを時区間単位で検出するステップと、
    前記時区間単位で前記干渉TPに対する送信電力を制御するための情報を生成するステップと、
    前記干渉TPに対する送信電力を制御するための情報に基づいて前記送信電力情報を生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記干渉TPの送信電力を制御するための情報は、前記干渉TPにゼロ電力及び基準信号のみを送信するための電力のうち一つが割り当てられるように制御する情報を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 無線通信システムにおける送信ポイント(TP)がスケジューリング動作を実行する方法であって、
    前記TPと複数のユーザ端末(UE)間のチャンネルに対するチャンネル状態情報(CSI)を複数のTPを制御する中央スケジューラに送信するステップと、
    前記中央スケジューラから第1のスケジューリング動作の結果を示す第1のスケジューリング情報を受信し、前記第1のスケジューリング情報に基づいて前記複数のUEのうち通信を実行するUEを選択するための第2のスケジューリング動作を実行するステップと、を含み、
    前記第1のスケジューリング動作は、前記中央スケジューラにより前記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいて前記複数のTPのそれぞれに無線リソースを割り当てるために実行され、前記第1のスケジューリング情報は、前記複数のTPのそれぞれに割り当てられた無線リソースのそれぞれに対する送信電力を示す送信電力情報を含み、
    前記第1のスケジューリング情報は、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタリングされたブランクパターンに基づいて生成され、前記IIRフィルタリングされたブランクパターンは、送信時間間隔(TTI)区間に対するスケジューリングビットマップに基づいてブランクパターンの変更推移を分析することにより選択されることを特徴とする方法。
  7. 前記CSIは、ランク指示子(RI)、プリコーディングマトリックス指示子(PMI)、チャンネル品質指示子(CQI)及び基準信号受信電力(RSRP)のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
  8. 前記第1のスケジューリング情報に基づいて変調及びコーディング方式(MCS)を決定するためのリンク適応動作を実行するステップをさらに含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
  9. 前記第1のスケジューリング動作は、前記中央スケジューラにより前記複数のTPのそれぞれから受信されたCSIに基づいてスケジューリング動作を実行する少なくとも一つのUEを決定し、前記複数のTPのうち前記少なくとも一つのUEに干渉信号を送信するTPである干渉TPを時区間単位で検出し、前記時区間単位で前記干渉TPに対する送信電力を制御するための情報を生成し、前記干渉TPに対する送信電力を制御するための情報に基づいて前記送信電力情報を生成するために遂行されることを特徴とする請求項に記載の方法。
  10. 前記干渉TPの送信電力を制御するための情報は、前記干渉TPにゼロ電力及び基準信号のみを送信するための電力のうち一つが割り当てられるように制御する情報を含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
  11. 無線通信システムにおける請求項1乃至に記載のいずれか一つの方法を実行するように構成されることを特徴とする中央スケジューラ。
  12. 無線通信システムにおける請求項乃至10に記載のいずれか一つの方法を実行するように構成されることを特徴とする送信ポイント。
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