JP6474690B2 - Wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication program - Google Patents

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Description

本発明は、複数の無線局を収容する無線セルが混在し、さらに通信エリアが大きい大セル内に複数の小セルが混在する通信無線ネットワークにおいて、多数の無線局が同一周波数および同一時刻に送信する無線信号による干渉を回避するための干渉アライメント(IA:Interference Alignment)技術およびクラスタリング技術を用いる無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムに関する。   In a communication wireless network in which radio cells accommodating a plurality of radio stations are mixed and a plurality of small cells are mixed in a large cell having a large communication area, a large number of radio stations transmit at the same frequency and the same time. The present invention relates to a radio communication system, a radio communication method, and a radio communication program that use interference alignment (IA) technology and clustering technology for avoiding interference caused by radio signals.

多数の無線局が送信する無線信号が互いに干渉してスループットが低下することを回避するために、従来の無線通信システムでは、電波資源を周波数軸、時間軸、空間軸、またはそれらの組合せにより分割し、各無線局が割り当てられた電波資源の範囲内で通信を行うことにより他の無線局との干渉を回避している。   In conventional radio communication systems, radio resources are divided by frequency axis, time axis, space axis, or a combination thereof in order to avoid a decrease in throughput due to interference between radio signals transmitted by a large number of radio stations. However, interference with other radio stations is avoided by performing communication within the range of radio wave resources to which each radio station is assigned.

一方、近年新たな干渉制御の技術アプローチとして干渉アライメント(IA)技術が提案されている(非特許文献1)。IA技術は、従来のように多数の無線局で利用できる電波資源を分割するのではなく、各無線局が電波資源全体を利用できるように無線局間に生じる干渉を許容している。そして、分割しない代わりに各無線局が送信する無線信号は他の無線局への干渉であることを認識し、個々の無線局が受ける多数の干渉信号が最終的に調整されるように、送信側の無線局および受信側の無線局の信号処理を工夫する。IA技術の干渉制御に対する新たな考え方は、学術およびエンジニアリングの両分野から注目され、干渉制御における理論上および応用上の有効性が立証されつつある。   On the other hand, in recent years, an interference alignment (IA) technique has been proposed as a new approach for interference control (Non-Patent Document 1). The IA technology does not divide radio wave resources that can be used by many radio stations as in the past, but allows interference that occurs between radio stations so that each radio station can use the entire radio wave resources. Recognize that the radio signal transmitted by each radio station instead of being divided is interference with other radio stations, and transmit so that a large number of interference signals received by individual radio stations are finally adjusted. The signal processing of the wireless station on the receiving side and the wireless station on the receiving side is devised. New ideas for interference control in IA technology are attracting attention from both academic and engineering fields, and their theoretical and application effectiveness in interference control is being proven.

IA技術を適用する通信シナリオは多岐に分かれるが、無線局間の干渉を対象とするもの(非特許文献2)、あるいは無線セル間の干渉を対象とするもの(非特許文献3)、さらに大セルと小セルが混在する異種システム通信ネットワーク間の干渉を対象とするもの(非特許文献4,5)がある。   Communication scenarios to which the IA technology is applied are divided into a wide variety of cases, but those that target interference between radio stations (Non-patent Document 2), those that target interference between radio cells (Non-Patent Document 3), and larger There are devices (Non-Patent Documents 4 and 5) that target interference between heterogeneous system communication networks in which cells and small cells coexist.

一方、IA技術による干渉制御の適用対象となる無線局あるいは無線セルの数の増加に比例して、所要処理量や共有情報量は増加する。従って、実用上IA技術を用いて無線局間あるいは無線セル間で生じる干渉を制御するには、適用対象となる無線局あるいは無線セル全体をいくつのクラスタに分解し、個々のクラスタが収容する無線局数あるいは無線セル数でIA技術の所要処理量や共有情報量の制御を行う必要がある(非特許文献6)。   On the other hand, the amount of required processing and the amount of shared information increase in proportion to the increase in the number of radio stations or radio cells to which interference control by IA technology is applied. Therefore, in order to control interference generated between radio stations or between radio cells using IA technology in practice, the radio station or the entire radio cell to be applied is divided into several clusters, and radios accommodated by individual clusters are accommodated. It is necessary to control the required processing amount and shared information amount of IA technology by the number of stations or the number of wireless cells (Non-patent Document 6).

V. Cadambe and S. Jafar,“Interference alignment and degrees of freedom of the K-user interference channel, ” IEEE Trans. Infomation Theory, vol.54, no.8, pp.3425-3441, Aug. 2008V. Cadambe and S. Jafar, “Interference alignment and degrees of freedom of the K-user interference channel,” IEEE Trans. Infomation Theory, vol.54, no.8, pp.3425-3441, Aug. 2008 K. Gomadam, V. R. Cadambe and S. A. Jafar,“A Distributed Numerical Approach to Interference Alignment and Applications to Wireless Interference Networks,”IEEE Trans. Inf. Theory, vol.57, no.6, pp.3309-3322, June 2011K. Gomadam, V. R. Cadambe and S. A. Jafar, “A Distributed Numerical Approach to Interference Alignment and Applications to Wireless Interference Networks,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol.57, no.6, pp.3309-3322, June 2011 C. Suh, M. Ho, and D. Tse,“Downlink interference alignment,” IEEE Trans. Commun., vol.59, no.9, pp.2616-2626, Sep. 2011C. Suh, M. Ho, and D. Tse, “Downlink interference alignment,” IEEE Trans. Commun., Vol.59, no.9, pp.2616-2626, Sep. 2011 W. Shin, W. Noh, K. Jang, and H.-H. Choi, “Hierarchical interference alignment for downlink heterogeneous networks,” IEEE Trans. Wireless Communication, vol.11, no.12, pp.4549-4559, Dec. 2012W. Shin, W. Noh, K. Jang, and H.-H. Choi, “Hierarchical interference alignment for downlink heterogeneous networks,” IEEE Trans. Wireless Communication, vol.11, no.12, pp.4549-4559, Dec. 2012 Q. Niu, Z. Zeng, T. Zhang, Q. Gao, and S. Sun,“Joint Interference Alignment and Power Allocation in Heterogeneous Networks,” IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), pp.811-815, Sep. 2014Q. Niu, Z. Zeng, T. Zhang, Q. Gao, and S. Sun, “Joint Interference Alignment and Power Allocation in Heterogeneous Networks,” IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), pp. 811-815, Sep. 2014 Sujie Chen, Roger S. Cheng, "Clustering for Interference Alignment in Multiuser Interference Networks", IEEE Transaction on Vehicular Technology, vol.63, No.6, July 2014Sujie Chen, Roger S. Cheng, "Clustering for Interference Alignment in Multiuser Interference Networks", IEEE Transaction on Vehicular Technology, vol.63, No.6, July 2014

しかし、非特許文献6で提案されているIA技術の適用を考慮した従来のクラスタリング技術では、クラスタパターンに含まれるクラスタ数、クラスタサイズ、クラスタ要素などの情報をすべて未知の状態からすべての可能なクラスタパターンを全域探索して、適切なクラスタパターンを選択するため、クラスタリングの対象となる無線局の数に比例して所要の計算量や共有情報量やハードウェアサイズが大きくなる。   However, with the conventional clustering technology that considers the application of the IA technology proposed in Non-Patent Document 6, all information such as the number of clusters, cluster size, and cluster elements included in the cluster pattern can be obtained from an unknown state. Since the entire cluster pattern is searched and an appropriate cluster pattern is selected, the required calculation amount, shared information amount, and hardware size increase in proportion to the number of radio stations to be clustered.

また、従来のクラスタリング技術では、あるクラスタパターンに含まれる全てのクラスタ数や、個々のクラスタが収容できる単位要素の数(クラスタサイズ)を制御することができず、全域探索で得られたクラスタパターンが実システムの構成と乖離すれば、その実用は困難となる。   Also, with the conventional clustering technology, it is not possible to control the number of all clusters included in a cluster pattern or the number of unit elements (cluster size) that can be accommodated by each cluster. However, if it deviates from the configuration of the actual system, its practical use becomes difficult.

さらに、従来のクラスタリング技術では、単体の無線局が多数混在する無線通信システムに限定されたクラスタリング手法であり、複数の無線局が含まれる無線セルを単位要素とするクラスタリングへの適用はできない。   Furthermore, the conventional clustering technique is a clustering technique limited to a radio communication system in which a large number of single radio stations are mixed, and cannot be applied to clustering using radio cells including a plurality of radio stations as unit elements.

本発明は、単一あるいは複数の無線局が含まれる無線セルも単位要素とし、クラスタパターンを決定するために全域探索だけではなく個々のクラスタにおける局域探索も可能とし、クラスタ数およびクラスタサイズの制御を可能とするクラスタリングを実現する無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムを提供することを目的とする。   In the present invention, a radio cell including a single or a plurality of radio stations is also a unit element, and not only a global search but also a local search in each cluster can be performed to determine a cluster pattern. An object of the present invention is to provide a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication program that realize clustering that enables control.

第1の発明は、基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信システムにおいて、各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数および個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手段を備え、クラスタ決定手段は、クラスタ数Nおよびクラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタの順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行い、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるセルを決定する構成である。 1st invention is the radio | wireless communications system which reduces the interference between cells which arise when there are several cells which a base station and a terminal station communicate, and each cell performs radio | wireless communication at the same frequency and the same time mutually, The transmission rate loss matrix is constructed on the basis of the propagation path information, and the cluster number N and individual clusters are selected based on the transmission rate loss matrix when selecting the cluster pattern subject to interference control in units of cells. after determining the cluster size is the number of cells included, e Bei cluster determining means for determining a cell included in each cluster, the cluster determining means from all the cluster pattern that satisfies the cluster number N and the cluster size When selecting a cluster pattern that maximizes the total amount of rate loss due to internal interference of all clusters, In order of the first to N−1 clusters with the largest N, local maximization processing is performed N−1 times for maximizing the total amount of rate loss due to internal interference for each cluster, and rate loss due to internal interference is performed for each cluster. In this configuration, the cell having the maximum total amount is determined.

第2の発明は、基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信システムにおいて、各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数Nおよび個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手段を備え、クラスタ決定手段は、クラスタ数Nおよびクラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタ順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行うとともに、クラスタごとに1番目のセルは候補セルの中で他のセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、2番目以降のセルはすでに決定したセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、かつセル決定ごとにそのセルの該当クラスタ内での順番を伝送レート損失行列に反映させて各クラスタに含まれるセルを決定する構成である。 The second invention is, in a wireless communication system cell base station and a terminal station communicates there is a plurality, for reducing inter-cell interference caused when each cell performs radio communication at the same frequency and the same time to each other, each cell The transmission rate loss matrix is constructed on the basis of the propagation path information, and the cluster number N and individual clusters are selected based on the transmission rate loss matrix when selecting the cluster pattern subject to interference control in units of cells. After determining the cluster size, which is the number of included cells, a cluster determining means for determining the cells included in each cluster, the cluster determining means, from among all cluster patterns satisfying the number of clusters N and the cluster size, when the total amount of rate loss due to internal interference of all clusters to select a cluster pattern that maximizes the cluster Sai Sequentially from the first large clusters of up to N-1 th, the Tsuboneiki maximization process to maximize the total amount of rate loss due to internal interference performs N-1 times for each cluster, the first cell in each cluster Determines the cell having the maximum amount of mutual interference with other cells among the candidate cells, and the second and subsequent cells determine the cell having the maximum amount of mutual interference with the already determined cell, and determines the cell. In this configuration, the order of each cell in the corresponding cluster is reflected in the transmission rate loss matrix to determine the cells included in each cluster.

第3の発明は、基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信方法において、各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数および個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手順を有し、クラスタ決定手順は、クラスタ数Nおよびクラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタの順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行い、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるセルを決定する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a radio communication method for reducing inter-cell interference that occurs when a plurality of cells communicate with a base station and a terminal station and each cell performs radio communication at the same frequency and at the same time. The transmission rate loss matrix is constructed on the basis of the propagation path information, and the cluster number N and individual clusters are selected based on the transmission rate loss matrix when selecting the cluster pattern subject to interference control in units of cells. after determining the cluster size is the number of cells included, have a cluster determination procedure for determining a cell included in each cluster, the cluster determination procedure from all the cluster pattern that satisfies the cluster number N and the cluster size When selecting a cluster pattern that maximizes the total amount of rate loss due to internal interference of all clusters, In order from the first cluster to the (N-1) th cluster, local maximization processing is performed N-1 times for maximizing the total amount of rate loss due to internal interference for each cluster. The cell with the maximum total amount is determined.

第4の発明は、基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信方法において、各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数Nおよび個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手順を有し、クラスタ決定手順は、クラスタ数Nおよびクラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタ順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行うとともに、クラスタごとに1番目のセルは候補セルの中で他のセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、2番目以降のセルはすでに決定したセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、かつセル決定ごとにそのセルの該当クラスタ内での順番を伝送レート損失行列に反映させて各クラスタに含まれるセルを決定する。 A fourth invention, cell base station and a terminal station communicates there is a plurality, in a wireless communication method for reducing inter-cell interference caused when each cell performs radio communication at the same frequency and the same time to each other, each cell The transmission rate loss matrix is constructed on the basis of the propagation path information, and the cluster number N and individual clusters are selected based on the transmission rate loss matrix when selecting the cluster pattern subject to interference control in units of cells. After determining the cluster size, which is the number of cells included, a cluster determination procedure for determining the cells included in each cluster, the cluster determination procedure is selected from among all cluster patterns satisfying the number of clusters N and the cluster size. when the total amount of rate loss due to internal interference of all clusters to select the cluster pattern having the maximum cluster size Order of a cluster from the first listening to (N-1) -th, the Tsuboneiki maximization process to maximize the total amount of rate loss due to internal interference performs N-1 times for each cluster, the first cell in each cluster Among the candidate cells, the cell having the maximum amount of mutual interference with other cells is determined, the second and subsequent cells are determined to determine the cell having the maximum amount of mutual interference with the already determined cell, and for each cell determination. The cells included in each cluster are determined by reflecting the order of the cells in the corresponding cluster in the transmission rate loss matrix.

第5の発明の無線通信プログラムは、第3または第4の発明の無線通信方法のクラスタ決定手順をコンピュータに実行させ、各クラスタに含まれるセルを決定する。
A wireless communication program of a fifth invention causes a computer to execute a cluster determination procedure of the wireless communication method of the third or fourth invention, and determines a cell included in each cluster.

本発明は、無線局だけではなく、単一あるいは複数の無線局が含まれる無線セルを単位要素としてクラスタリング手法を構築するので、無線局同士が混在する通信ネットワークだけではなく、無線セル同士が混在する通信ネットワークへの適用も可能であり、クラスタリング技術の適用通信シナリオを大幅に拡大させることができる。   Since the present invention constructs a clustering method using not only wireless stations but also wireless cells including single or multiple wireless stations as unit elements, not only communication networks in which wireless stations are mixed but also wireless cells are mixed. It is also possible to apply to communication networks, and the communication scenarios to which clustering technology is applied can be greatly expanded.

本発明は、クラスタパターンを決定するために、全域探索だけではなく局域探索も提案するので、全域探索による特性のメリットと局域探索による計算量や処理遅延や共有情報量やハードウェアサイズなどのメリットとのトレードオフを図ることができ、クラスタリング技術の実用性を大いに高めることができる。   Since the present invention proposes not only a global search but also a local search to determine the cluster pattern, the merit of the characteristics of the global search, the amount of calculation by the local search, the processing delay, the amount of shared information, the hardware size, etc. The trade-off with the merits of the clustering technology can be achieved, and the practicality of the clustering technology can be greatly enhanced.

本発明は、実用を考慮して、クラスタ数および個々のクラスタサイズを制御することができるので、実システムの構成に合ったクラスタパターンの決定ができるようになり、クラスタリング技術の実用性を大いに高めることができる。   In the present invention, the number of clusters and the size of each cluster can be controlled in consideration of practical use, so that it becomes possible to determine a cluster pattern suitable for the configuration of the actual system, and greatly enhance the practicality of the clustering technique. be able to.

本発明の無線通信システムの構成例1を示す図である。It is a figure which shows the structural example 1 of the radio | wireless communications system of this invention. 本発明の無線通信システムの構成例2を示す図である。It is a figure which shows the structural example 2 of the radio | wireless communications system of this invention. 実施例1の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a processing procedure according to the first embodiment. 実施例2の処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a processing procedure according to the second embodiment. 実施例3の処理手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a processing procedure according to the third embodiment.

図1は、本発明の無線通信システムの構成例1を示す。
図1において、セル1〜セル8は、それぞれ基地局11と、基地局11と通信する少なくとも1つの端末局12により構成される。各セルが互いに同一周波数および同一時刻に通信を行う場合に、セルとセルとの間にセル間干渉が生じるため干渉制御が必要になる。その干渉制御に必要な計算処理量や共有情報量を低減するために、本発明の技術を用いて各セルのクラスタリング処理が行われる。
FIG. 1 shows a configuration example 1 of a wireless communication system of the present invention.
In FIG. 1, cell 1 to cell 8 are each composed of a base station 11 and at least one terminal station 12 communicating with the base station 11. When cells communicate with each other at the same frequency and at the same time, inter-cell interference occurs between cells, and interference control is necessary. In order to reduce the amount of calculation processing and the amount of shared information necessary for the interference control, clustering processing of each cell is performed using the technique of the present invention.

構成例1におけるクラスタリング処理では、セル1〜セル8の各基地局11が干渉制御に必要な伝搬路情報などを有線または無線経路を介して中央処理機100に収集し、中央処理機100はそれらの情報に基づいていくつかのセルを束ねたクラスタパターンを決定し、セル1〜セル8の各基地局11に通知する。ここでは、個々のクラスタを点線で示す。なお、中央処理機100は一部あるいは全部のセル基地局の内部に配備することも可能である。その場合、図1の一部の経路を省くことができる。   In the clustering process in the configuration example 1, the base stations 11 of the cells 1 to 8 collect propagation path information and the like necessary for interference control in the central processing unit 100 via a wired or wireless path, and the central processing unit 100 Based on the information, a cluster pattern in which several cells are bundled is determined and notified to the base stations 11 of the cells 1 to 8. Here, individual clusters are indicated by dotted lines. The central processing unit 100 can be installed inside some or all of the cell base stations. In that case, some of the paths in FIG. 1 can be omitted.

図2は、本発明の無線通信システムの構成例2を示す。
図2において、小セル1〜小セル8は、それぞれ小セル基地局21と、小セル基地局21と通信する少なくとも1つの小セル端末局22により構成される。大セルは、小セル1〜小セル8を包含する大きなエリアを有し、大セル基地局31と、大セル基地局31と通信する少なくとも1つの大セル端末局32により構成される。各小セルおよび大セルが互いに同一周波数および同一時刻に通信を行う場合に、セルとセルとの間にセル間干渉が生じるため干渉制御が必要になる。その干渉制御に必要な計算処理量や共有情報量を低減するために、本発明の技術を用いて各セルのクラスタリング処理が行われる。
FIG. 2 shows a configuration example 2 of the wireless communication system of the present invention.
In FIG. 2, each of the small cell 1 to the small cell 8 includes a small cell base station 21 and at least one small cell terminal station 22 that communicates with the small cell base station 21. The large cell has a large area including the small cell 1 to the small cell 8 and includes a large cell base station 31 and at least one large cell terminal station 32 communicating with the large cell base station 31. When each small cell and large cell communicate with each other at the same frequency and at the same time, inter-cell interference occurs between the cells, so that interference control is necessary. In order to reduce the amount of calculation processing and the amount of shared information necessary for the interference control, clustering processing of each cell is performed using the technique of the present invention.

構成例2におけるクラスタリング処理では、各小セル基地局21および大セル基地局31が干渉制御に必要な伝搬路情報などを有線または無線経路を介して中央処理機100に収集し、中央処理機100はそれらの情報に基づいていくつかの小セルを束ねたクラスタパターンを決定し、小セル1〜小セル8の各小セル基地局21および大セル基地局31に通知する。ここでは、個々のクラスタを点線で示す。なお、中央処理機100は一部あるいは全部のセル基地局の内部に配備することも可能である。その場合、図2の一部の経路を省くことができる。   In the clustering process in Configuration Example 2, each small cell base station 21 and large cell base station 31 collects propagation path information and the like necessary for interference control in the central processing unit 100 via a wired or wireless path, and the central processing unit 100 Determines a cluster pattern in which several small cells are bundled based on the information, and notifies the small cell base station 21 and the large cell base station 31 of the small cells 1 to 8. Here, individual clusters are indicated by dotted lines. The central processing unit 100 can be installed inside some or all of the cell base stations. In that case, some of the paths in FIG. 2 can be omitted.

以下、図1に示す構成例のように、セルが全部でB個ある通信ネットワークにおける干渉環境での通信を例に、本発明のクラスタリング処理について説明する。   Hereinafter, the clustering process of the present invention will be described using communication in an interference environment in a communication network having a total of B cells as in the configuration example shown in FIG.

まず、以下の各数式における数学シンボルの定義を示す。
A(a:b,c:d) は行列Aのaからbまでの行、cからdまでの列の要素を意味する。
T は行列Aの転置を意味する。
* は行列Aの共役転置を意味する。
det(A)は行列Aの行列式を意味する。
‖A‖2 は行列Aのノルムを意味する。
su(A)は行列Aに含まれるすべての要素の合計値を意味である。
diag(x1,x2,…,xN)はx1,x2,…,xNを対角成分とする対角行列を意味する。
blockdiag(x1,x2,…,xM)はx1,x2,…,xM をブロック対角成分とするブロック対角行列を意味する。
First, the definition of mathematical symbols in the following equations is shown.
A (a: b, c: d) means the elements of rows A to b and columns c to d of the matrix A.
A T means transposition of the matrix A.
A * means the conjugate transpose of the matrix A.
det (A) means a determinant of the matrix A.
‖A‖ 2 refers to the norm of the matrix A.
su (A) means the total value of all elements included in the matrix A.
diag (x 1, x 2, ..., x N) is x 1, x 2, ..., means a diagonal matrix with the x N diagonal elements.
blockdiag (x 1, x 2, ..., x M) are x 1, x 2, ..., it means a block diagonal matrix with the x M block diagonal.

各セルには1個の基地局およびL個の端末局がある。各基地局は、NT 個の通信自由度がある。すなわち、空間アンテナ数TS と、時間スロット数TT と、周波数サブキャリア数TF の合計でNT =TS・TT・TF である。同様に、各端末局は、NR 個の通信自由度がある。すなわち、空間アンテナ数RS と、時間スロット数RT と、周波数サブキャリア数RF の合計でNR =RS・RT・RF である。 Each cell has one base station and L terminal stations. Each base station has NT communication degrees of freedom. That is, the total of the number of spatial antennas T S , the number of time slots T T, and the number of frequency subcarriers T F is N T = T S · T T · T F. Similarly, each terminal station has N R communication degrees of freedom. That is, the total of the number of spatial antennas R S , the number of time slots R T, and the number of frequency subcarriers R F is N R = R S · R T · R F.

ただし、各セルに含まれる端末数L=1の場合では、上記の通信構成は、B個の無線局とB個の無線局との干渉環境での構成と同じくなる。従って、本発明は両方の通信構成において適用可能である。   However, in the case where the number L of terminals included in each cell is 1, the above communication configuration is the same as the configuration in an interference environment between B radio stations and B radio stations. Therefore, the present invention is applicable in both communication configurations.

以下、表記を簡単にするために、各セルが同じ端末数Lを有し、各基地局が同じ通信自由度NT を有し、各端末局が同じ通信自由度NR を有するものとする。ただし、本発明は、各セルが異なる端末数を有する場合、各基地局および各端末局がそれぞれ異なる通信自由度を有する通信ネットワークにも適用できる。その場合は、各セルの端末数、各基地局の通信自由度、各端末局の通信自由度を、Lb ,Nb,T ,Nb,R のようにセルごとに定義すればよい。 Hereinafter, in order to simplify the notation, it is assumed that each cell has the same number of terminals L, each base station has the same degree of freedom of communication NT , and each terminal station has the same degree of freedom of communication N R. . However, the present invention can also be applied to a communication network in which each base station and each terminal station have different degrees of freedom of communication when each cell has a different number of terminals. In that case, the number of terminals in each cell, the degree of freedom of communication of each base station, and the degree of freedom of communication of each terminal station may be defined for each cell as L b , N b, T , N b, R.

各セルにおける受信信号yは、送信信号s= [sT 1 …sT B]T 、雑音および送信信号以外の信号源による干渉成分n= [nT 1 …nT B]T 、全部でB個あるセルが互いのセル対セル間の伝搬路応答係数を含む伝搬路応答行列ρを用いて、次のように表される。

Figure 0006474690
The reception signal y in each cell includes a transmission signal s = [s T 1 ... S T B ] T , interference components n = [n T 1 ... N T B ] T due to noise and signal sources other than the transmission signal, and a total of B A certain cell is expressed as follows using a channel response matrix ρ including a channel response coefficient between each cell-to-cell.
Figure 0006474690

伝搬路応答行列ρは次のように表記される。ここで、ρl b,a(i,j) は、セルaの基地局のj番目の送信自由度と、セルbの端末lのi番目の受信自由度との間の伝搬路応答係数を示す。ただし、a=1,…,B、b=1,…,B、l=1,…,L、i=1,…,NR 、j=1,…, NT とする。

Figure 0006474690
The propagation path response matrix ρ is expressed as follows. Here, ρ l b, a (i, j) is a channel response coefficient between the j-th transmission degree of freedom of the base station of cell a and the i-th degree of freedom of reception of terminal l of cell b. Show. However, a = 1, ..., B , b = 1, ..., B, l = 1, ..., L, i = 1, ..., N R, j = 1, ..., and N T.
Figure 0006474690

上記以外には、各基地局の全部NT 個の自由度の伝搬路応答係数の値は同じか近い場合、また各端末の全部NR 個の自由度の伝搬路応答係数の値も同じか近い場合では、伝搬路応答行列を次のように簡略化できる。ここでは、伝搬路応答係数は基地局と端末がもつ個々の通信自由度に依存せず、送信セル、受信セル、および受信端末のみに依存する。

Figure 0006474690
Other than the above, if the values of the channel response coefficients for all N T degrees of freedom of each base station are the same or close, and are the values of the channel response coefficients of all the N R degrees of freedom for each terminal also the same? In the near case, the channel response matrix can be simplified as follows. Here, the channel response coefficient does not depend on individual degrees of freedom of communication of the base station and the terminal, but depends only on the transmitting cell, the receiving cell, and the receiving terminal.
Figure 0006474690

なお、ここでの伝搬路応答は、物理伝搬路だけによる応答あるいは物理伝搬路と送信側の信号処理および受信側の信号処理が合成された実効伝搬路による応答でもよい。また、ここでの伝搬路応答は様々な定義が存在する。例えば、距離の観点から送信側と受信側間の広域における伝搬パスロスあるいは局域におけるフェージング減衰がある。また、時間の観点から送信側と受信側間の長期間平均応答或いは短期間瞬時応答がある。本発明では、適切な定義によって得られた伝搬路応答行列に基づいて実施可能であり、本発明の実施範囲もそれらの定義によって制限されるものではない。   Here, the propagation path response may be a response by only the physical propagation path or a response by an effective propagation path in which the physical propagation path and the signal processing on the transmission side and the signal processing on the reception side are combined. There are various definitions of the channel response here. For example, from the viewpoint of distance, there is a propagation path loss in the wide area between the transmission side and the reception side or fading attenuation in the local area. Further, there is a long-term average response or a short-term instantaneous response between the transmission side and the reception side from the viewpoint of time. The present invention can be implemented based on a channel response matrix obtained by an appropriate definition, and the scope of the present invention is not limited by these definitions.

本発明におけるクラスタリングとは、図1および図2に示すように、いくつかのセルを束ねて個々のクラスタを形成することにより、多数のセルが有する1つの干渉通信ネットワークを、クラスタごとに少数のセルしか含まない(規模縮小した)複数の干渉通信ネットワークに分解する処理である。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, clustering in the present invention is a method in which several cells are bundled to form individual clusters, so that one interference communication network possessed by many cells is reduced to a small number for each cluster. This is a process of disassembling into a plurality of interference communication networks including only cells (reduced in scale).

図1および図2に示すように、クラスタリングはたくさんあるクラスタパターンの中から特定のクラスタパターンを決定する処理でもある。図1および図2の例では、全部で4つのクラスタを形成し、個々のクラスタには3個,2個,3個,1個の要素(セル)が含まれる構成となる。また、この構成においては、個々のクラスタには{1,3,6}、{2,5}、{4,7}、{8}番目のセルが含まれている。   As shown in FIGS. 1 and 2, clustering is also a process of determining a specific cluster pattern from among many cluster patterns. In the example of FIGS. 1 and 2, a total of four clusters are formed, and each cluster includes three, two, three, and one element (cell). In this configuration, each cluster includes {1, 3, 6}, {2, 5}, {4, 7}, and {8} -th cells.

このように、任意のクラスタパターンには、クラスタ構成およびクラスタ要素という2種類の情報が含まれる。クラスタ構成とは、すべてのクラスタの数(以下、「クラスタ数」という。)と、個々のクラスタに含まれる要素(本発明の場合はセルに相当する。)の数(以下、「クラスタサイズ」という。)の情報である。クラスタ要素とは、個々のクラスタに含まれる要素の情報である。クラスタパターンを決定するには、このクラスタ構成およびクラスタ要素を決定すればよいことになる。   As described above, an arbitrary cluster pattern includes two types of information, that is, a cluster configuration and cluster elements. The cluster configuration is the number of all clusters (hereinafter referred to as “number of clusters”) and the number of elements (corresponding to cells in the present invention) included in each cluster (hereinafter referred to as “cluster size”). Information). A cluster element is information on an element included in each cluster. In order to determine the cluster pattern, the cluster configuration and cluster elements need only be determined.

数式で整理すると、Cはクラスタ構成およびクラスタ要素などの情報が含まれるある特定のクラスタパターンを意味する。Ωは全てのクラスタパターンCの集合を表している。NはクラスタパターンCにおけるクラスタ数を意味する。

Figure 0006474690
Organized by mathematical formulas, C means a specific cluster pattern including information such as cluster configuration and cluster elements. Ω represents a set of all cluster patterns C. N means the number of clusters in the cluster pattern C.
Figure 0006474690

n はn番目のクラスタを意味し、|Cn |はCn に含まれる要素の数、すなわちCn のクラスタサイズを意味する。bm n はクラスタCn に属するm番目の要素を表している。ただし、以下では表示の簡易化のため、前後の文脈でbm n はクラスタCn に属していることが分かる限り、bm n =bm (m=1,2,…,|Cn|)と表記する。 C n denotes the n-th cluster, | C n | is the number of elements included in C n, i.e. means cluster size of C n. b m n represents the m-th element belonging to the cluster C n . However, for simplification of the display in the following, unless it is found that the b m n before and after the context belonging to the cluster C n, b m n = b m (m = 1,2, ..., | C n | ).

クラスタリングの目標は、クラスタリングしない時に比べ、所要の信号処理量や共有情報量やハードウェア規模などを低減させることと、クラスタリングによって生じるクラスタ間干渉を最小限に抑えることとの両立である。   The goal of clustering is to reduce the required amount of signal processing, the amount of shared information, the hardware scale, and the like, and to minimize inter-cluster interference caused by clustering, compared to when not clustering.

そのクラスタリング処理に向けて、ここでは、まず上記伝搬路係数行列に基づいて、あるセルb(b=1,2,…,B)が他のセルからの干渉が受けない場合、そのセルbの通信伝送レートRb を次のように定義する。

Figure 0006474690
For the clustering process, here, based on the channel coefficient matrix, when a certain cell b (b = 1, 2,..., B) is not subject to interference from other cells, The communication transmission rate Rb is defined as follows.
Figure 0006474690

b は、セルbの各通信自由度における送信電力制限値Pb 1, …,Pb NTを含む送信電力制御行列を表す。なお、式中ではPを太字で表記し、P を細字で表記する。Pbはセルbの各通信自由度における送信電力制限値Pb 1, …,Pb NTの合計であり、送信電力上限値 PT以下になることを仮定する。 P b represents a transmission power control matrix including transmission power limit values P b 1 ,..., P b NT in each communication degree of cell b. In the formula, P is written in bold and P is written in thin. P b is the sum of transmission power limit values P b 1 ,..., P b NT in each communication degree of cell b, and is assumed to be equal to or less than the transmission power upper limit value P T.

一方、セルbがある他のセルa(a≠b, a=1,2,…,B) からの干渉が受ける場合、そのセルbの通信伝送レートを次のように定義する。

Figure 0006474690
On the other hand, when there is interference from another cell a (a ≠ b, a = 1, 2,..., B) where the cell b is present, the communication transmission rate of the cell b is defined as follows.
Figure 0006474690

次に、セルbが通信する時にセルaからの干渉を受けることによって生じた伝送レートの損失Δb,a を以下のように定義する。なお、式(6) を使い、セルbでの伝送レートRb 、Rb,a を以下のように表す。

Figure 0006474690
Next, a transmission rate loss Δ b, a caused by receiving interference from the cell a when the cell b communicates is defined as follows. Note that the transmission rate R b , R b, a in the cell b is expressed as follows using the equation (6).
Figure 0006474690

同様に、上記セルbの干渉源であるセルaについて、セルaが他のセルからの干渉が受けない場合、そのセルaの通信伝送レートは次のように定義する。

Figure 0006474690
Similarly, for the cell a which is the interference source of the cell b, when the cell a does not receive interference from other cells, the communication transmission rate of the cell a is defined as follows.
Figure 0006474690

a は、セルaの各通信自由度における送信電力制限値Pa 1, …,Pa NTを含む送信電力制御行列を表している。Paはセルbの各通信自由度における送信電力制限値Pa 1, …,Pa NTの合計であり、送信電力上限値PT以下になることを仮定する。 P a represents a transmission power control matrix including transmission power limit values P a 1 ,..., P a NT in each communication degree of the cell a. P a transmission in each communication flexibility of the cell b power limit value P a 1, ..., the sum of P a NT, assume that equal to or less than maximum transmission power P T.

一方、セルaがある他のセルb(b≠a) からの干渉が受ける場合、そのセルaの通信伝送レートは次のように定義する。

Figure 0006474690
On the other hand, when an interference from another cell b (b ≠ a) is received by a cell a, the communication transmission rate of the cell a is defined as follows.
Figure 0006474690

次に、セルaが通信する時にセルbからの干渉を受けることによって生じた伝送レートの損失Δa,b を以下のように定義する。なお、式(6) を使い、セルaでの伝送レートRa 、Ra,b を以下のように表す。

Figure 0006474690
Next, the transmission rate loss Δ a, b caused by receiving interference from the cell b when the cell a communicates is defined as follows. Note that the transmission rates R a and R a, b in the cell a are expressed as follows using the equation (6).
Figure 0006474690

ただし、伝送レートの定義や干渉による伝送レート損失の定義はほかにも多様な形式ができるが、本発明方法は適切な定義によって得られた伝送レート損失に基づいて実施可能である。本発明方法の実施範囲もそれらの定義によって制限されるものではない。   However, the definition of the transmission rate and the definition of the transmission rate loss due to interference can take various forms, but the method of the present invention can be implemented based on the transmission rate loss obtained by an appropriate definition. The scope of the method of the present invention is not limited by these definitions.

(実施例1)
実施例1では、レート損失行列Δを構築し、それに基づいて、全クラスタに関する全域最大化による一括的なクラスタ決定を行う。
Example 1
In the first embodiment, a rate loss matrix Δ is constructed, and based on the rate loss matrix Δ, collective cluster determination is performed by maximizing the entire area for all clusters.

ここでは全部でB個のセルにおいて、上記のように2つのセル間における(干渉に起因する)伝送レート損失に基づいて、以下のレート損失行列Δが構築できる。Δの行インデックスは通信したいセルを、Δの列インデックスは干渉を与えるセルを表している。ここで、Δb,b =0(b=1,2,…,B) である。各セルは自身の通信へ干渉を与えることはないと仮定しているため、自干渉による伝送レートの損失はない。

Figure 0006474690
Here, in all B cells, the following rate loss matrix Δ can be constructed based on the transmission rate loss (due to interference) between the two cells as described above. A row index of Δ represents a cell to be communicated, and a column index of Δ represents a cell causing interference. Here, Δ b, b = 0 (b = 1, 2,..., B). Since it is assumed that each cell does not interfere with its own communication, there is no transmission rate loss due to its own interference.
Figure 0006474690

次に、セルaとセルbとの間の相互干渉量を表す指標である相互レート損失w(a,b)を以下のように定義する。

Figure 0006474690
Next, the mutual rate loss w (a, b), which is an index representing the amount of mutual interference between the cell a and the cell b, is defined as follows.
Figure 0006474690

w(a,b)は、セルaとセルbが異なるクラスタに配属された場合の互いの伝送レート損失の合計値を表している。各クラスタの要素を決定する際に、w(a,b)は重要な判断指標となる。また、w(a,b)の値はセルaとセルbに関連する行列成分だけに依存し、それらの行列成分はΔの対角線において対称に位置する。上記のw(a,b)と行列Δとの構造上の関係に着目して、Δのすべての成分の合計値su(Δ)は、以下の式(24)のようにΔの対角線に沿ったw(a,b)のa=1からb−1までの累加で表すことができる。

Figure 0006474690
w (a, b) represents the total transmission rate loss when cell a and cell b are assigned to different clusters. When determining the elements of each cluster, w (a, b) is an important judgment index. Further, the value of w (a, b) depends only on the matrix components related to cell a and cell b, and these matrix components are located symmetrically on the diagonal of Δ. Paying attention to the structural relationship between w (a, b) and matrix Δ, the total value su (Δ) of all components of Δ is along the diagonal of Δ as shown in the following equation (24). In addition, w (a, b) can be expressed as an accumulation from a = 1 to b-1.
Figure 0006474690

次に、前記のレート損失行列Δにある特定のクラスタパターンCを反映させると、以下のような行列Δ(C)が得られる。

Figure 0006474690
Next, when a specific cluster pattern C in the rate loss matrix Δ is reflected, the following matrix Δ (C) is obtained.
Figure 0006474690

ΔD(C) はブロック対角構造のΔ(C)の部分行列であり、ΔD(C) に含まれる対角ブロックの数はクラスタ数Nとなる。また、ΔD(C) のn番目の対角ブロックΔD(Cn)はn番目のクラスタCn に対応し、そのΔD(Cn)に含まれるレート損失値に関連するセルの数はクラスタCn に含まれる要素の数(クラスタサイズ)|Cn |となる。 Δ D (C) is a partial matrix of Δ (C) of the block diagonal structure, and the number of diagonal blocks included in Δ D (C) is the number N of clusters. Further, the n-th diagonal blocks delta D (C n) of delta D (C) corresponds to the n-th cluster C n, the number of delta D cells associated with rate loss value included in (C n) Is the number of elements included in cluster C n (cluster size) | C n |.

このように、ある特定のクラスタパターンCは、そのパターンを反映したレート損失行列Δ (C) のブロック対角部分行列ΔD(C) と完全に対応付けることができる。CをΔに反映するには、Δの行と列をCに基づいて並び替えればよい。従って、クラスタリング処理の最適化、すなわち最適なクラスタパターンを決定する処理は、レート損失行列Δに基づいて行うことができる。 Thus, a specific cluster pattern C can be completely associated with the block diagonal sub-matrix Δ D (C) of the rate loss matrix Δ (C) reflecting the pattern. In order to reflect C in Δ, the rows and columns of Δ may be rearranged based on C. Therefore, the optimization of the clustering process, that is, the process of determining the optimal cluster pattern can be performed based on the rate loss matrix Δ.

一方、ΔD -(C)はΔ(C)からΔD(C) を取り除いたΔ(C)の部分行列(式の×部分)であり、ΔD(C) の補行列である。 On the other hand, delta D - (C) is the submatrix of the delta from (C) Δ D (C) removal of the delta (C) (× moiety of formula), is a co-matrix of delta D (C).

ΔD(C) に含まれる成分は、各クラスタ内干渉による伝送レート損失(以下、「内部干渉レート損失」という。)を示す。個々のクラスタ内では干渉アライメントなどの干渉制御技術の適用が可能であり、結果的に内部干渉レート損失を大幅に低減することができる。 A component included in Δ D (C) indicates a transmission rate loss due to intra-cluster interference (hereinafter referred to as “internal interference rate loss”). Interference control techniques such as interference alignment can be applied within individual clusters, and as a result, internal interference rate loss can be greatly reduced.

一方、ΔD -(C)に含まれる成分はクラスタ間干渉による伝送レート損失(以下、「外部干渉レート損失」という。)を示し、個々のクラスタ内での干渉対策では十分に制御できない。従って、前記のようにクラスタリング処理では、クラスタリングによって生じるクラスタ間干渉を抑え、それに起因する外部干渉レート損失を最小にしたい。 On the other hand, delta D - component contained in (C) is the transmission rate loss due to inter-cluster interference (. Hereinafter referred to as "external interference Rate Loss") indicates, not sufficiently control the interference countermeasure in the individual clusters. Therefore, in the clustering process as described above, it is desired to suppress the inter-cluster interference caused by clustering and minimize the external interference rate loss resulting therefrom.

ここで、次の関係に注意を要する。

Figure 0006474690
Attention should be paid to the following relationship.
Figure 0006474690

su(Δ)は全部B個のセルが同時通信する時に、他のセルから受ける干渉による伝送レート損失の合計量を表している。行列Δ(C)と行列Δに含まれる成分(レート損失値)は、クラスタパターンCを反映するための並び替えによって行列内での位置は異なるが、レート損失値の値自体はまったく同じであるので、それらの成分の合計によるレート損失の合計量su(Δ(C))は、クラスタリング処理に依存しない固定値である。   su (Δ) represents the total amount of transmission rate loss due to interference received from other cells when all B cells simultaneously communicate. Although the matrix Δ (C) and the component (rate loss value) included in the matrix Δ have different positions in the matrix depending on the rearrangement for reflecting the cluster pattern C, the value of the rate loss value itself is exactly the same. Therefore, the total amount su (Δ (C)) of the rate loss due to the sum of these components is a fixed value that does not depend on the clustering process.

一方、su(ΔD(C)) は内部干渉レート損失の合計量を表し、su(ΔD -(C))は外部干渉レート損失の合計量を表している。su(Δ(C))は固定値であるため、su(ΔD(C)) の最大化とsu(ΔD -(C))の最小化とは、以下のように等価になる。

Figure 0006474690
On the other hand, su (Δ D (C) ) represents the total amount of the internal interference rate loss, su (Δ D - (C )) represents the total amount of external interference rate loss. For su (Δ (C)) is a fixed value, su maximize (Δ D (C)) and su - The minimization of (Δ D (C)), is equivalent as follows.
Figure 0006474690

したがって、以下では、su(ΔD(C)) の最大化をクラスタリング基準として、外部干渉レート損失の最小化を図る。 Therefore, in the following, maximization of su (Δ D (C)) is used as a clustering criterion to minimize external interference rate loss.

さらに、本発明のクラスタリングの最適化、つまり最適なクラスタパターンの決定においては、クラスタ構成とクラスタ要素を分けて決定する。まず、クラスタ構成に相当するクラスタ数およびクラスタサイズを決め、次に決めたクラスタ構成に基づいて適したクラスタ要素を探索し、最適なクラスタパターンを見つける。従って、式(29)のsu(ΔD(C))の最大化は、さらに以下のように書き換えられる。

Figure 0006474690
Further, in the optimization of clustering of the present invention, that is, the determination of the optimal cluster pattern, the cluster configuration and the cluster elements are determined separately. First, the number of clusters and the cluster size corresponding to the cluster configuration are determined, and then suitable cluster elements are searched based on the determined cluster configuration to find an optimal cluster pattern. Therefore, the maximization of su (Δ D (C)) in equation (29) is further rewritten as follows.
Figure 0006474690

ここでは、クラスタ構成に相当するクラスタ数Nおよび個々のクラスタサイズ|C1 |, …, |CN |は実システムの構成に合わせて事前に決めた上、式(31)のように、すべてのクラスタに対応するsu(ΔD(C)) に関する全域最大化問題を通して、全クラスタに対して一括に要素探索を行う。 Here, the number N of clusters corresponding to the cluster configuration and the individual cluster sizes | C 1 |,..., | C N | are all determined in advance according to the configuration of the actual system, Through the global maximization problem with respect to su (Δ D (C)) corresponding to the cluster, element search is performed for all the clusters at once.

図3は、実施例1の処理手順を示す。
まず、レート損失行列、候補要素のリスト、クラスタ数N、クラスタサイズ|C1 |〜|CN |を事前に決定する。次に、それらの情報に基づいて、すべてのクラスタに関する全域最大化による一括的なクラスタ決定を実施する。すなわち、1番目のクラスタC1 からN番目のクラスタCN において、クラスタ数およびクラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択する。最後に、決定したクラスタパターンを出力してクラスタリング処理を終了する。
FIG. 3 shows a processing procedure of the first embodiment.
First, a rate loss matrix, a list of candidate elements, the number of clusters N, and cluster sizes | C 1 | to | C N | are determined in advance. Next, based on the information, batch cluster determination is performed by maximizing the entire area for all clusters. That is, in the first cluster C 1 N th cluster C N, the number of clusters and from all the cluster pattern that satisfies the cluster size, the cluster pattern that the total amount is the maximum rate loss due to internal interference of all clusters select. Finally, the determined cluster pattern is output and the clustering process is terminated.

図3右側に示す正方形は、レート損失行列に基づくクラスタリング処理の動作イメージを示す。クラスタ数およびクラスタサイズを事前に決めた上、式(30)あるいは式(31)に対応した処理を実施し、与えられたクラスタ数およびクラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンを探索することにより、一括してすべてのクラスタの要素決定を行っていることがわかる。   The square shown on the right side of FIG. 3 shows an operation image of the clustering process based on the rate loss matrix. By predetermining the number of clusters and the cluster size, perform processing corresponding to Equation (30) or Equation (31), and search all cluster patterns that satisfy the given number of clusters and cluster size. It can be seen that element determination of all clusters is performed.

(実施例2)
実施例2では、各クラスタに関する局域最大化による逐次的なクラスタ決定を行う。
実施例1では、レート損失行列を構築し、それ基づいてクラスタリングの最適化問題を、クラスタ構成を事前に決めた上、全クラスタに対応するsu(ΔD(C)) に関する全域最大化問題(つまり全クラスタの一括要素探索問題)へ簡易化した。さらに、式(31)を次のように書き換える。

Figure 0006474690
(Example 2)
In the second embodiment, sequential cluster determination is performed by local maximum for each cluster.
In the first embodiment, a rate loss matrix is constructed, and the clustering optimization problem is determined based on the cluster configuration in advance, and the global maximization problem regarding su (Δ D (C)) corresponding to all clusters ( In other words, it is simplified to the collective element search problem of all clusters. Furthermore, Equation (31) is rewritten as follows.
Figure 0006474690

式(32)では、全クラスタに対応するsu(ΔD(C)) に関する1回の全域最大化を、(1番目からN番目までの)各クラスタに対応するsu(ΔD(Cn))に関するN 回の局域最大化で近似している。すなわち、一括に全部N個のクラスタ(ΔD(C) のN個の対角ブロックに対応)の要素決定をする代わりに、逐次に個々のクラスタ(ΔD(C) の各対角ブロックに対応)の要素決定をすることになる。 In the equation (32), one-time maximization for su (Δ D (C)) corresponding to all clusters is performed by su (Δ D (C n ) corresponding to each cluster (from the first to the Nth). ) For N local maxima. That is, instead of determining the elements of all N clusters (corresponding to N diagonal blocks of Δ D (C)) in a lump, each cluster (Δ D (C) in each diagonal block is sequentially determined. Will be determined).

ここで、クラスタC1 からクラスタCN-1 までが決まれば、最後のクラスタCN に入る要素(セル)はまだ選ばれていない残りの候補要素のすべてと一意に決まるので、最適化の余地がなくなる。従って、クラスタC1 からクラスタCN-1 まで逐次に各クラスタの局域最大化処理と、クラスタC1 からクラスタCN まで逐次に各クラスタの局域最大化処理とは等価であり、式(32)を式(33)のように、局域最大化の実施回数をN回からN−1回へと減らした。このような近似により、所要の探索量が大幅に削減できる。 Here, if clusters C 1 to C N-1 are determined, the elements (cells) that enter the last cluster C N are uniquely determined from all the remaining candidate elements that have not yet been selected, so there is room for optimization. Disappears. Therefore, an equivalent and office area maximization process of each cluster sequentially from the cluster C 1 to cluster C N-1, and sequentially station area maximization process of each cluster from the cluster C 1 to cluster C N, the formula ( As shown in equation (33), the number of times of local maximization was reduced from N times to N-1 times. By such approximation, the required search amount can be greatly reduced.

また、クラスタリング処理は早い段階では選択できる候補要素の数が多く最適化の自由度が高いが、遅い段階では選択できる候補要素の数が少なくなり最適化の自由度が低くなる。従って、要素の数(クラスタサイズ)が大きいクラスタは、なるべく自由度の高い段階で要素最適化を実施したい。また、要素の数が大きいクラスタは、他のクラスタへ与える干渉量も比較的に大きいと考えられる。これらの考えにそって、個々のクラスタを逐次に要素最適化を行う実施例2では、クラスタサイズの大きいクラスタを優先的に要素最適化を実施する。   In the clustering process, the number of candidate elements that can be selected is large and the degree of freedom of optimization is high at an early stage, but the number of candidate elements that can be selected is low and the degree of freedom of optimization is low. Therefore, for a cluster having a large number of elements (cluster size), it is desired to perform element optimization at a stage where the degree of freedom is as high as possible. A cluster having a large number of elements is also considered to have a relatively large amount of interference with other clusters. In the second embodiment in which element optimization is performed sequentially on individual clusters based on these ideas, element optimization is performed preferentially on clusters having a large cluster size.

図4は、実施例2の処理手順を示す。
まず、入力として、レート損失行列、候補要素のリスト、クラスタ数N、大から小のクラスタサイズ|C1 |〜|CN |を事前に決定する。次に、それらの情報に基づいて、クラスタサイズの大きい順にクラスタC1 からクラスタCN-1 まで、各クラスタに関する局域最大化による逐次的なクラスタ決定を行う。すなわち、クラスタサイズの大きい順に、n番目のクラスタCn において、|Cn |個の候補要素を含むすべての要素パターンの中から、クラスタCn の内部干渉によるレート損失の合計量が最大となる要素パターンを選択する。さらに、クラスタCN-1 の決定後に、残りの候補要素のすべてをN番目のクラスタCN の要素とする。最後に、決定したクラスタパターンを出力してクラスタリング処理を終了する。
FIG. 4 shows a processing procedure of the second embodiment.
First, as an input, a rate loss matrix, a list of candidate elements, the number of clusters N, and a large to small cluster size | C 1 | to | C N | are determined in advance. Next, based on the information, sequential cluster determination is performed by local maximization for each cluster from the cluster C 1 to the cluster C N-1 in descending order of the cluster size. That is, in the n-th cluster C n in descending order of the cluster size, the total amount of rate loss due to internal interference of the cluster C n becomes the maximum among all element patterns including | C n | candidate elements. Select an element pattern. Further, after the determination of the cluster C N−1 , all of the remaining candidate elements are set as elements of the Nth cluster C N. Finally, the determined cluster pattern is output and the clustering process is terminated.

図4右側に示す正方形は、レート損失行列に基づくクラスタリング処理の動作イメージを示している。クラスタサイズの大きい順にクラスタごとに逐次処理が実施されることがわかる。   The square shown on the right side of FIG. 4 shows an operation image of the clustering process based on the rate loss matrix. It can be seen that sequential processing is performed for each cluster in descending order of cluster size.

(実施例3)
実施例3では、クラスタの各要素に関する更なる局域最大化による逐次的なクラスタ要素の決定を行う。
(Example 3)
In the third embodiment, sequential cluster element determination is performed by further local maximization for each element of the cluster.

実施例2では、まず、クラスタリングの最適化問題を、クラスタ構成を事前に決めた上、su(ΔD(C)) に関する全域最大化問題(つまり全クラスタの一括要素探索問題)へ簡易化した。次に、su(ΔD(C)) に関する1回の全域最大化問題を更にsu(ΔD(Cn))に関するN−1回の局域最大化問題(つまり各クラスタの逐次要素探索問題)へ簡易化した。 In the second embodiment, the clustering optimization problem is first simplified to the global maximization problem for su (Δ D (C)) (that is, the batch element search problem for all clusters) after the cluster configuration is determined in advance. . Next, su (Δ D (C) ) about once more the entire maximization problem su (Δ D (C n) ) N-1 times the station area maximization issues (i.e. successive elements search problem of each cluster ).

さらに、Tn を定義し、式(33)に含まれる各対角ブロックΔD(Cn)における局域最大化を次のように書き換える。

Figure 0006474690
Furthermore, T n is defined, and the local area maximization in each diagonal block Δ D (C n ) included in the equation (33) is rewritten as follows.
Figure 0006474690

式(36)は式(24)から容易に得られる。また、Δの対角成分は0であるため、式(37)と式(38)が等価になる。従って、各クラスタの2番目から|Cn |番目までの要素決定は上記の方法で逐次的に最適化できる。 Equation (36) can be easily obtained from Equation (24). Further, since the diagonal component of Δ is 0, Expression (37) and Expression (38) are equivalent. Accordingly, the determination of the elements from the second to the | C n | th of each cluster can be sequentially optimized by the above method.

式(38)では、あるクラスタCn に対応するsu(ΔD(Cn))に関する1回の局域最大化を、Cn の(2番目から|Cn |番目までの)各要素に対応する相互レート損失合計量
Σw(a,bm)(a=Tn-1+1からTn-1+m−1までの累算)
に関する|Cn |−1回の更なる局域最大化で近似している。すなわち、一括にクラスタCn の全部の要素を決定する代わりに、逐次にクラスタCn の2番目から|Cn |番目までの各要素を決定することになる。
In equation (38), the su (delta D (C n)) regarding single station area maximization corresponding to a cluster C n, the C n (the second to | C n | until th) to each element corresponding cross rate loss total amount Σw (a, b m) (accumulator from a = T n-1 +1 to T n-1 + m-1 )
Is approximated by | C n | −1 further local maximization. That is, instead of determining all the elements of the cluster C n at once, the elements from the second to the | C n | th of the cluster C n are sequentially determined.

具体的には、まず、クラスタ内の1番目の要素との相互レート損失が最大なものを2番目の要素にする。次に、1番目の要素および2番目の要素との相互レート損失の合計が最大なものを3番目の要素にする。このように類推して最後の|Cn |番目の要素は、1番目の要素から|Cn |−1番目の要素までとの相互レート損失の合計値が最大なものを|Cn |番目の要素にする。この更なる局域近似により、所要の探索量がさらに大幅に削減できる。 Specifically, first, the element having the largest mutual rate loss with the first element in the cluster is set as the second element. Next, the element with the largest sum of the mutual rate loss with the first element and the second element is set as the third element. Thus analogy to the last | C n | th element from the first element | C n | -1-th element to the sum of the cross-rate loss largest ones of | C n | th Element. This further local approximation can further reduce the required search amount.

ただし、式(38)から分かるように、上記方法はクラスタCn の2番目から|Cn |番目までの各要素の決定に適用できるが、1番目の要素の決定には適用できない。そこで各クラスタの1番目の要素の決定について、以下の考え方を適用する。 However, as can be seen from the equation (38), the above method can be applied to the determination of each element from the second to the | C n | th of the cluster C n , but not the determination of the first element. Therefore, the following concept is applied to the determination of the first element of each cluster.

前記のように、本発明のクラスタ要素の最適化はレート損失合計量su(ΔD(C)) の最大化を通じて実現している。したがって、他の要素との相互レート損失の合計が大きい要素を優先的に選び、その要素を始点としてクラスタ内の残りの要素を逐次に決定して行けば、su(ΔD(C)) の最大化に寄与できる。 As described above, the optimization of the cluster elements of the present invention is realized through maximization of the total rate loss su (Δ D (C)). Therefore, if an element having a large mutual rate loss with other elements is preferentially selected and the remaining elements in the cluster are sequentially determined from that element, su (Δ D (C)) It can contribute to maximization.

その考え方に沿って、式(39)では、各クラスタにおいて、まだ選ばれていない残りの候補要素の中から、自分と他のすべての残りの候補要素との相互レート損失の合計量
Σw(a,bm)(a=Tn-1+1からBまでの累算)
が最大となるものを1番目の要素として選択する。

Figure 0006474690
In line with that idea, in equation (39), in each cluster, among the remaining candidate elements not yet selected, the total amount of mutual rate loss between itself and all other remaining candidate elements Σw (a , b m ) (a = accumulation from T n-1 +1 to B)
Is selected as the first element.
Figure 0006474690

上記方法以外には、各クラスタの1番目要素の最適化をせずに、まだ選ばれていない残りの候補要素の中から任意に1つの要素を選択してもよい。   In addition to the above method, one element may be arbitrarily selected from the remaining candidate elements that have not been selected without optimizing the first element of each cluster.

上記のように、クラスタCn に含まれる要素を逐次に決定していく際に、ある要素bm が決定されれば次の要素の決定に混乱が生じないように、選択された要素に関連するΔの行と列がΔのbm 番目の行と列となるように、Δの行と列の並び替えを実施する。 As described above, when the elements included in the cluster C n are sequentially determined, if a certain element b m is determined, it is related to the selected element so that the determination of the next element does not cause confusion. The rows and columns of Δ are rearranged so that the rows and columns of Δ to become the b m- th rows and columns of Δ.

また、クラスタリング処理は早い段階では選択できる候補要素の数が多く最適化の自由度が高いが、遅い段階では選択できる候補要素の数が少なくなり最適化の自由度が低くなる。従って、要素の数(クラスタサイズ)が大きいクラスタは、なるべく自由度の高い段階で要素最適化を実施したい。また、要素の数が大きいクラスタは、他のクラスタへ与える干渉量も比較的に大きいと考えられる。これらの考えにそって、個々のクラスタを逐次に要素最適化を行う実施例2では、クラスタサイズの大きいクラスタを優先的に要素最適化する。   In the clustering process, the number of candidate elements that can be selected is large and the degree of freedom of optimization is high at an early stage, but the number of candidate elements that can be selected is low and the degree of freedom of optimization is low. Therefore, for a cluster having a large number of elements (cluster size), it is desired to perform element optimization at a stage where the degree of freedom is as high as possible. A cluster having a large number of elements is also considered to have a relatively large amount of interference with other clusters. In the second embodiment in which element optimization is performed sequentially on individual clusters based on these ideas, element optimization is performed on a cluster having a large cluster size preferentially.

図5は、実施例3の処理手順を示す。
まず、入力として、レート損失行列、候補要素のリスト、クラスタ数N、大から小のクラスタサイズ|C1 |〜|CN |を事前に決定する。次に、それらの情報に基づいて、クラスタサイズの大きい順にクラスタC1 からクラスタCN-1 まで、各クラスタに関する局域最大化による逐次的なクラスタ決定を行う。ここで、各クラスタの決定において、1番目から|Cn |番目までの各要素に関する更なる局域最大化による逐次的なクラスタ要素決定を行う。
FIG. 5 shows a processing procedure of the third embodiment.
First, as an input, a rate loss matrix, a list of candidate elements, the number of clusters N, and a large to small cluster size | C 1 | to | C N | are determined in advance. Next, based on the information, sequential cluster determination is performed by local maximization for each cluster from the cluster C 1 to the cluster C N-1 in descending order of the cluster size. Here, in the determination of each cluster, sequential cluster element determination is performed by further local maximum for each element from the first to the | C n | th.

すなわち、クラスタサイズの大きい順にn番目のクラスタCn において、残りの候補要素の中から、自/他の全ての残りの候補要素との相互レート損失の合計量が最大となるものを1番目の要素として選択する。さらに、既に決定した1番目からm−1番目までの要素との相互レート損失の合計量が最大となるものをm番目の要素として選択する。そして、クラスタ要素が決定されるたびにその順番を反映するように、選択した要素が関連するレート損失行列Δの行と列がレート損失行列のm番目の行と列となるように、行と列の並び替えを行う。さらに、クラスタCN-1 の決定後に、残りの候補要素のすべてをN番目のクラスタCN の要素とする。最後に、決定したクラスタパターンを出力してクラスタリング処理を終了する。 That is, in the n-th cluster C n in descending order of the cluster size, the one having the maximum total amount of mutual rate loss with the remaining candidate elements of its own / others is the first among the remaining candidate elements. Select as an element. Further, the element having the maximum total amount of the mutual rate loss with the already determined first to m−1 elements is selected as the mth element. The rows and columns are such that the row and column of the rate loss matrix Δ associated with the selected element is the mth row and column of the rate loss matrix so that the order is reflected each time a cluster element is determined. Sort the. Further, after the determination of the cluster C N−1 , all of the remaining candidate elements are set as elements of the Nth cluster C N. Finally, the determined cluster pattern is output and the clustering process is terminated.

図5右側の正方形は、レート損失行列に基づくクラスタリング処理の動作イメージを示している。クラスタごとおよび要素ごとに逐次処理が実施されることがわかる。   The square on the right side of FIG. 5 shows an operation image of the clustering process based on the rate loss matrix. It can be seen that sequential processing is performed for each cluster and each element.

本発明の無線通信システムにおいて、レート損失行列、候補要素のリスト、クラスタ数N、大から小のクラスタサイズ|C1 |〜|CN |に基づくクラスタリング処理は、コンピュータと上記の処理を行うコンピュータプログラムにより実現することができる。このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも、ネットワークを介して提供することも可能なものである。 In the wireless communication system of the present invention, the clustering process based on the rate loss matrix, the list of candidate elements, the number of clusters N, and the large to small cluster sizes | C 1 | to | C N | It can be realized by a program. This computer program can be stored in a computer-readable storage medium or provided via a network.

1〜8 セル
11 基地局
12 端末局
21 小セル基地局
22 小セル端末局
31 大セル基地局
32 大セル端末局
1 to 8 cells 11 base stations 12 terminal stations 21 small cell base stations 22 small cell terminal stations 31 large cell base stations 32 large cell terminal stations

Claims (5)

基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信システムにおいて、
前記各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、前記セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数および個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手段を備え、
前記クラスタ決定手段は、前記クラスタ数Nおよび前記クラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、前記クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタの順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行い、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるセルを決定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
In a wireless communication system that reduces the inter-cell interference that occurs when there are multiple cells with which a base station and a terminal station communicate and each cell performs wireless communication at the same frequency and the same time,
When constructing a transmission rate loss matrix based on the propagation path information of each cell, and selecting a cluster pattern subject to interference control in units of the cell based on the transmission rate loss matrix, the number of clusters N and after determining the cluster size is the number of cells included in each cluster, Bei example cluster determining means for determining a cell included in each cluster,
The cluster determination means selects the cluster size from among all the cluster patterns satisfying the number of clusters N and the cluster size when the total amount of rate loss due to internal interference of all the clusters is maximized. In order of the first to N−1 clusters with the largest N, local maximization processing is performed N−1 times for maximizing the total amount of rate loss due to internal interference for each cluster, and rate loss due to internal interference is performed for each cluster. A wireless communication system, characterized in that the cell having the maximum total amount is determined .
基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信システムにおいて、
前記各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、前記セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数Nおよび個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手段を備え、
前記クラスタ決定手段は、前記クラスタ数Nおよび前記クラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、前記クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタ順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行うとともに、クラスタごとに1番目のセルは候補セルの中で他のセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、2番目以降のセルはすでに決定したセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、かつセル決定ごとにそのセルの該当クラスタ内での順番を伝送レート損失行列に反映させて各クラスタに含まれるセルを決定する構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
In a wireless communication system that reduces the inter-cell interference that occurs when there are multiple cells with which a base station and a terminal station communicate and each cell performs wireless communication at the same frequency and the same time ,
When constructing a transmission rate loss matrix based on the propagation path information of each cell, and selecting a cluster pattern subject to interference control in units of the cell based on the transmission rate loss matrix, the number of clusters N and After determining the cluster size, which is the number of cells included in each cluster, the cluster determining means for determining the cells included in each cluster,
The cluster determination means selects the cluster size from among all the cluster patterns satisfying the number of clusters N and the cluster size when the total amount of rate loss due to internal interference of all the clusters is maximized. sequentially from the first large clusters of up to N-1 th, the Tsuboneiki maximization process to maximize the total amount of rate loss due to internal interference performs N-1 times for each cluster, the first cell in each cluster Determines the cell having the maximum amount of mutual interference with other cells among the candidate cells, and the second and subsequent cells determine the cell having the maximum amount of mutual interference with the already determined cell, and determines the cell. This is characterized in that the cell included in each cluster is determined by reflecting the order of each cell in the corresponding cluster in the transmission rate loss matrix. Wireless communication system.
基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信方法において、
前記各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、前記セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数および個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手順を有し、
前記クラスタ決定手順は、前記クラスタ数Nおよび前記クラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、前記クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタの順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行い、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるセルを決定する
ことを特徴とする無線通信方法。
In a wireless communication method for reducing inter-cell interference that occurs when there are multiple cells with which a base station and a terminal station communicate, and each cell performs wireless communication at the same frequency and the same time,
When constructing a transmission rate loss matrix based on the propagation path information of each cell, and selecting a cluster pattern subject to interference control in units of the cell based on the transmission rate loss matrix, the number of clusters N and after determining the cluster size is the number of cells included in each cluster, have a cluster determination procedure for determining a cell included in each cluster,
When the cluster determination procedure selects a cluster pattern that maximizes the total amount of rate loss due to internal interference of all the clusters from among all the cluster patterns that satisfy the number N of clusters and the cluster size, the cluster size In order of the first to N−1 clusters with the largest N, local maximization processing is performed N−1 times for maximizing the total amount of rate loss due to internal interference for each cluster, and rate loss due to internal interference is performed for each cluster. A wireless communication method characterized by determining a cell that maximizes the total amount .
基地局と端末局が通信するセルが複数存在し、各セルが互いに同一周波数および同一時刻で無線通信を行うときに生じるセル間干渉を低減する無線通信方法において、
前記各セルの伝搬路情報に基づいて伝送レート損失行列を構築し、その伝送レート損失行列に基づいて、前記セルを単位として干渉制御の対象とするクラスタパターンを選択する際に、クラスタ数Nおよび個々のクラスタに含まれるセルの数であるクラスタサイズを決定した後に、各クラスタに含まれるセルを決定するクラスタ決定手順を有し、
前記クラスタ決定手順は、前記クラスタ数Nおよび前記クラスタサイズを満たすすべてのクラスタパターンの中から、全クラスタの内部干渉によるレート損失の合計量が最大となるクラスタパターンを選択するときに、前記クラスタサイズの大きい1番目からN−1番目までのクラスタ順に、クラスタごとに内部干渉によるレート損失の合計量を最大化する局域最大化処理をN−1回行うとともに、クラスタごとに1番目のセルは候補セルの中で他のセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、2番目以降のセルはすでに決定したセルとの相互干渉量が最大となるセルを決定し、かつセル決定ごとにそのセルの該当クラスタ内での順番を伝送レート損失行列に反映させて各クラスタに含まれるセルを決定する
ことを特徴とする無線通信方法。
In a wireless communication method for reducing inter-cell interference that occurs when there are multiple cells with which a base station and a terminal station communicate, and each cell performs wireless communication at the same frequency and the same time,
When constructing a transmission rate loss matrix based on the propagation path information of each cell, and selecting a cluster pattern subject to interference control in units of the cell based on the transmission rate loss matrix, the number of clusters N and Having a cluster determination procedure for determining the cells included in each cluster after determining the cluster size, which is the number of cells included in each cluster;
When the cluster determination procedure selects a cluster pattern that maximizes the total amount of rate loss due to internal interference of all the clusters from among all the cluster patterns that satisfy the number N of clusters and the cluster size, the cluster size sequentially from the first large clusters of up to N-1 th, the Tsuboneiki maximization process to maximize the total amount of rate loss due to internal interference performs N-1 times for each cluster, the first cell in each cluster Determines the cell having the maximum amount of mutual interference with other cells among the candidate cells, and the second and subsequent cells determine the cell having the maximum amount of mutual interference with the already determined cell, and determines the cell. The wireless communication is characterized in that the cell included in each cluster is determined by reflecting the order of each cell in the corresponding cluster in the transmission rate loss matrix. Method.
請求項3または請求項4に記載の無線通信方法のクラスタ決定手順をコンピュータに実行させ、各クラスタに含まれるセルを決定することを特徴とする無線通信プログラム。 A wireless communication program that causes a computer to execute a cluster determination procedure of the wireless communication method according to claim 3 or 4 to determine a cell included in each cluster.
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