KR100805492B1 - 제한적인 재사용 세트 관리 - Google Patents

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Abstract

순방향 링크(FL) 전송에서 동일 서비스 등급을 위한 제한적인 재사용 세트 관리 알고리즘이 제시된다. 제한적인 재사용 알고리즘이 간섭 제한된 네트워크들에서 약한 사용자들의 SINR을 개선하는 것으로 알려지지만, 제한적인 재사용과 관련된 공정성(fairness) 문제는 해결되지 않았다. 각 재사용 세트에 할당된 대역폭, 재사용 세트 로딩, 및 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율의 조화 평균이 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급 사용자 처리량을 추정하는데 사용된다. 그리고 나서 모든 재사용 세트들에 대한 동일한 사용자 처리량 제한하에서 섹터 처리량을 최대화하는 반복적인 알고리즘이 설계된다.

Description

제한적인 재사용 세트 관리{RESTRICTIVE REUSE SET MANAGEMENT}
본 발명은 일반적으로 통신 분야에 관한 것으로서, 특히 무선 다중 접속 통신 시스템에서의 데이터 전송에 관한 것이다.
무선 다중 접속 시스템은 순방향 및 역방향 링크들에서 다수의 무선 단말들에 대한 통신을 동시에 지원할 수 있다. 순방향 링크(또는 다운 링크)는 기지국으로부터 단말들로의 링크를 지칭하고, 역방향 링크(업 링크)는 단말들로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭한다. 다수의 단말들은 역방향 링크에서 데이터를 전송하고, 동시에 순방향 링크에서 데이터를 수신할 수 있다. 이는 시간, 주파수, 및/또는 코드 영역에서 서로 직교하는 각 링크에서 데이터 전송들을 멀티플렉싱함으로써 달성될 수 있다. 직교성(orthogonality)은 각 단말에 대한 데이터 전송이 다른 단말들에 대한 데이터 전송들과 간섭하지 않도록 하여준다.
다중 접속 시스템은 일반적으로 많은 셀들을 가지며, 여기서 "셀"이라는 용어는 그 용어가 사용되는 문맥에 따라, 기지국 및/또는 커버리지 영역을 지칭한다. 동일한 셀 내의 단말들에 대한 데이터 전송은 "인트라(intra)-셀" 간섭을 방지하기 위해서 직교 멀티플렉싱을 이용하여 전송된다. 그러나, 상이한 셀들 내의 단말들에 대한 데이터 전송들은 직교하지 않고, 따라서 각 단말은 다른 셀들로부터 "인터 (inter)-셀" 간섭을 받게 된다. 이러한 인터-셀 간섭은 높은 레벨의 간섭을 받는 단말들에 대한 성능을 상당히 저하시킨다.
이러한 인터-셀 간섭을 방지하기 위해서, 무선 시스템은 주파수 재사용 방식을 사용하고, 이를 통해 시스템에서 가용한 모든 주파수 밴드들이 각 셀에서 사용될 수 없다. 예를 들어, 시스템은 7-셀 재사용 패턴을 사용할 수 있고, 여기서 재사용 인자 k=7이다. 이러한 시스템에서, 전체 시스템 대역폭 W는 7개의 동일한 주파수 밴드들로 분할되고, 7-셀 클러스터의 각 셀에는 이러한 7개의 주파수 밴드들 중 하나가 할당된다. 각 셀은 단지 하나의 주파수 밴드만을 사용하고, 매 7번째 셀은 동일한 주파수 밴드를 재사용한다. 이러한 주파수 재사용 방식을 사용하는 경우, 동일한 주파수 밴드는 단지 서로 인접하지 않는 셀들에서만 재사용되고, 각 셀에서 받게 되는 인터-셀 간섭은 모든 셀들이 동일한 주파수 밴드를 사용하는 경우에 비해 감소된다. 그러나, 큰 재사용 인자는 가용한 시스템 자원들의 효율적이지 못한 사용을 초래하는데, 왜냐하면 각 셀은 전체 시스템 대역폭 중 일부만을 사용할 수 있기 때문이다.
따라서, 보다 효율적인 방식으로 인터-셀 간섭을 감소시키기 위한 기술들이 요구된다.
일 양상에서, 무선 통신 시스템의 시스템 자원들을 할당하는 방법은 각 재사용 세트의 차원(dimension)을 결정하는 단계, 각 재사용 세트의 로딩을 결정하는 단계, 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율(efficiency)을 결정하는 단계, 각각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량(throughput)을 추정하는 단계, 및 모든 재사용 세트들에서 사용자 처리량을 균등화하는(equalize) 단계를 포함한다. 일 양상에서, 상기 방법은 각 재사용 세트 상에서 EGoS 사용자 처리량의 제한하에서 섹터 처리량을 최대화하는 단계를 더 포함한다. 일 양상에서, 상기 방법은 각 재사용 세트로부터 사용자를 스케줄링하는 단계를 더 포함한다.
일 양상에서, 모든 재사용 세트들에서 사용자 처리량은 낮은 처리량 재사용 세트들로부터 높은 처리량 재사용 세트들로 사용자들을 반복적으로 이동시킴으로써 균등하게 된다. 일 양상에서, 재사용 세트들 양자 모두에서의 처리량이 증가되면, 2개의 재사용 세트들은 사용자들을 교환(swap)한다.
일 양상에서, 상기 차원은 OFDMA 시스템의 서브캐리어이다. 또 다른 양상에서, 상기 차원은 OFDMA 시스템의 시간슬롯-서브캐리어이다. 또 다른 양상에서, 상기 차원은 TDMA 시스템에서 시간슬롯이다. 또 다른 양상에서, 상기 차원은 MC-CDMA 시스템에서 캐리어이다.
일 양상에서, 무선 통신 시스템에서 시스템 자원들을 할당하도록 동작하는 장치는, 각 재사용 세트의 차원을 결정하고, 각 재사용 세트의 로딩을 결정하며, 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율을 결정하고, 각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량을 추정하고, 모든 재사용 세트들에서 사용자 처리량을 균등화하도록 동작하는 제어기를 포함한다.
또 다른 양상에서, 무선 통신 시스템에서 시스템 자원들을 할당하도록 동작하는 장치는, 각 재사용 세트의 차원을 결정하는 수단, 각 재사용 세트의 로딩을 결정하는 수단, 각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량을 추정하는 수단, 모든 재사용 세트들에서 사용자 처리량을 균등화하는 수단을 포함한다.
일 양상에서, 무선 통신 시스템에서 시스템 자원들을 할당하는 방법을 구현하는 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 방법은 각 재사용 세트의 차원(dimension)을 결정하는 단계, 각 재사용 세트의 로딩을 결정하는 단계, 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율(efficiency)을 결정하는 단계, 각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량(throughput)을 추정하는 단계, 및 모든 재사용 세트들에서 사용자 처리량을 균등화하는(equalize) 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체가 제시된다.
본 발명의 다양한 양상들 및 실시예들은 아래에서 설명된다.
또한, 본 발명의 상기 특징 및 속성은 하기 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 참고하여 설명될 것이다.
도1은 무선 다중 접속 통신 시스템을 보여주는 도이다.
도2A 및 2B는 섹터화된 셀 및 그 모델을 각각 모여주는 도이다.
도3은 3-섹터 셀들을 갖는 예시적인 멀티-셀 레이아웃을 보여주는 도이다.
도4는 3개의 섹터들에 대한 3개의 오버래핑 금지된 세트들을 보여주는 도이다.
도5A 내지 5D는 섹터에 대한 4개의 제한되지 않은 그리고 제한된 세트들을 보여주는 도이다.
도6은 3개의 금지된 서브밴드 세트들을 형성하는 예를 보여주는 도이다.
도7A 내지 7D는 7개 섹터들 클러스터 내의 4개의 사용자들의 분포 및 이들 사용자들 중 3개에 대한 비-간섭 패턴들을 보여주는 도이다.
도8은 제한적인 재사용을 통해 사용자들에게 서브밴드들을 할당하는 처리를 보여주는 도이다.
도9는 전송 엔티티의 블록 다이아그램이다.
도10은 수신 엔티티의 블록 다이아그램이다.
도11은 일 실시예에 따른 재사용 세트 관리 방법에 대한 흐름도이다.
도12는 일 실시예에 따른 제한적인 재사용 세트 관리 방법을 이용하고, 그리고 이를 이용하지 않는 OFDMA 시스템의 평균 SINR을 보여주는 도이다.
무선 통신 시스템에서 강한 간섭자들로부터의 간섭을 효율적으로 방지 또는 감소시키는 기술들이 여기서 제시된다. 주어진 사용자 u에 대한 강한 간섭자는 기 지국(순방향 링크에서) 또는 다른 사용자(역방향 링크)일 수 있다. 사용자 u는 또한 다른 사용자들에 대한 강한 간섭자일 수 있다. 사용자 u에 대한 강한 간섭 엔티티는 사용자 u로 높은 간섭을 초래하는 강한 간섭자이거나, 또는 사용자 u로 인해 높은 간섭을 받는 강한 피간섭자일 수 있다. 각 사용자에 대한 강한 간섭 엔티티(또는 간섭자/피간섭자)들은 아래에서 기술된 바와 같이 식별될 수 있다. 사용자들에게는 시스템 자원들(예를 들면, 주파수 서브밴드들)이 할당되고, 이러한 할당된 시스템 자원들은 그들의 강한 간섭자/피간섭자에 의해 사용되는 시스템 자원들에 대해 직교한다. 이러한 기술들은 "제한적인 재사용" 기술로 지칭되고, 다양한 무선 통신 시스템 및 순방향 및 역방향 링크들 모두에 대해 사용된다.
제한적인 재사용 실시예에서, 각 셀/섹터에는 (1) 그 셀/섹터 내의 사용자들에게 할당될 수 있는 사용가능한 서브밴드들 세트 및 (2) 그 셀/섹터 내의 사용자들에게 할당되지 않는 금지된 서브밴드들 세트가 할당된다. 이러한 각 셀/섹터에 대한 사용가능한 세트들 및 금지된 세트들은 서로에 대해 직교한다. 각 셀/섹터에 대한 사용가능한 세트는 각 이웃 셀/섹터에 대한 금지된 세트와 또한 오버랩된다. 셀/섹터 내의 주어진 사용자 u에는 그 셀/섹터 내의 사용가능한 세트의 서브밴드가 할당된다. 사용자 u가 이웃 셀/섹터 y로부터 높은 레벨을 간섭을 받거나, 이웃 셀/섹터 y로 높은 레벨의 간섭을 야기하는 경우, 사용자 u에는 셀/섹터 x에 대한 사용한 가능한 세트 및 셀/섹터 y에 대한 금지된 세트 모두에 포함된 서브밴드들을 포함하는 "제한된" 세트로부터의 서브밴드들이 할당된다. 그러면, 사용자 u는 셀/섹터 y로부터 어떠한 간섭도 받지 않고 셀/섹터 y로 어떠한 간섭도 야기하지 않는 데, 왜냐하면 사용자 u에 할당된 서브밴드들이 셀/섹터 y에 의해 사용되지 않는 금지된 세트의 멤버들이기 때문이다. 이러한 서브밴드 제한은 다수의 이웃 셀들/섹터들로부터의 간섭을 방지하기 위해서 확장될 수 있다.
여기서 사용되는 "예시적" 이라는 표현은 예로서 제공됨을 의미한다. 여기서 제시된 "예시적" 이라는 표현인 반드시 다른 실시예들에 비해 선호되거나 바람직하다는 것을 의미하지는 않는다.
도1은 무선 다중 접속 통신 시스템(100)을 보여준다. 시스템(100)은 다수의 무선 단말들(120)에 대한 통신을 지원하는 다수의 기지국들(110)을 포함한다. 기지국은 단말들과 통신하는데 사용되는 고정국이고, 또한 액세스 포인트, 노드 B, 또는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 단말(120)은 일반적으로 시스템 전체에 걸쳐 분포되고, 각 단말은 고정국이거나 또는 이동국일 수 있다. 단말은 이동국, 사용자 장치(UE), 무선 통신 장치, 또는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 각 단말은 주어진 순간에서 하나 또는 그 이상의 기지국들과 순방향 및 역방향 링크 상에서 통신한다.
중앙 집중형 구조에서, 시스템 제어기(130)는 기지국들과 연결되어, 이러한 기지국들로 조정 및 제어를 제공한다. 분산형 구조에서, 기지국들은 필요에 따라 서로 통신하여 단말을 서비스하고, 시스템 자원들의 사용을 조정한다.
도2A는 3개의 섹터들을 갖는 셀(210)을 보여준다. 각 기지국은 각각의 지리적 영역에 대한 통신 커버리지를 제공한다. 각 기지국의 커버리지 영역은 임의의 사이즈 및 형태를 가질 수 있고 일반적으로 지형, 방해물 등과 같은 다양한 인자들 에 의존한다. 용량을 증가시키기 위해서, 기지국 커버리지 영역은 3개의 섹터들(212a,212b,212c)로 분할되고, 이들은 각각 섹터 1, 2, 3로 라벨링된다. 각 섹터는 각 안테나 빔 패턴에 의해 한정되고, 이러한 3개의 섹터들에 대한 3개의 빔 패턴들은 서로에 대해 120도를 가리킨다. 각 섹터의 사이즈 및 형태는 일반적으로 그 섹터에 대한 안테나 빔 패턴에 의존하고, 셀의 섹터들은 일반적으로 에지들에서 오버랩된다. 셀/섹터는 비-인접 영역일 수 있고, 셀/섹터 에지는 매우 복잡할 수 있다.
도2B는 섹터화된 셀(210)에 대한 간단한 모델을 보여준다. 셀(210) 내의 3개의 섹터들 각각은 섹터의 경계를 근사화하는 이상적인 6각형에 의해 모델링된다. 각 기지국의 커버리지 영역은 기지국에 중심을 둔 3개의 이상적인 6각형 클로버로 표현될 수 있다.
각 섹터는 일반적으로 기지국 트랜시버 서브시스템(BTS)에 의해 서비스된다. 일반적으로, "섹터"는 그 용어가 사용되는 문맥에 따라 BTS 또는 그 커버리지 영역을 지칭할 수 있다. 섹터화된 셀에서, 그 셀에 대한 기지국은 일반적으로 그 셀의 모든 섹터들에 대한 BTS들을 포함한다. 간략화를 위해, 다음 설명에서, "기지국"이라는 용어가 셀을 서비스하는 고정국 및 섹터를 서비스하는 고정국 모두에 대해 일반적으로 사용된다. 여기서 "서비스하는(서빙)" 기지국 또는 "서비스하는(서빙)" 섹터는 단말과 통신하는 기지국 또는 섹터이다. "단말" 및 "사용자"라는 용어는 또한 여기서 상호 혼용하여 사용된다.
제한적인 재사용 기술이 TDMA, FDMA, OFDMA, 및 멀티-캐리어 CDMA 시스템들 과 같은 다양한 통신 시스템들에서 사용된다. 상이한 시스템들 사이의 주된 차이점은 특정 직교 차원, 예를 들면 TDMA 시스템에서 시간슬롯, FDMA 시스템에서 주파수, OFDMA 시스템에서 서브캐리어/서브밴드, 및 멀티-캐리어 CDMA 시스템들에서 캐리어이다.
명확화를 위해서, 이러한 기술들은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 이용하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템에 대해 기술된다. OFDM은 전체 시스템 대역폭을 다수(N개)의 직교 주파수 서브밴드들로 분할하고, 이러한 직교 주파수 서브밴드들은 톤, 서브-캐리어, 빈, 주파수 채널 등으로 지칭된다. 각 서브밴드는 데이터와 변조되는 각각의 서브-캐리어와 관련된다.
OFDMA 시스템에서, 다수의 직교 "트래픽" 채널들이 정의되고, 이를 통해 (1) 각각의 서브밴드는 임의의 주어진 시간 인터벌에서 단지 하나의 트래픽 채널에만 사용되고, (2) 각각의 트래픽 채널에는 각 시간 인터벌에서 0, 1, 또는 다수의 서브밴드들이 할당된다. 트래픽 채널은 상이한 시간 인터벌들에 대한 서브밴드 할당을 표현하는 편리한 방법이다. 각 단말에는 상이한 트래픽 채널이 할당된다. 각 섹터에 있어서, 다수의 데이터 전송들은 서로 간섭하지 않고 다수의 트래픽 채널들에서 동시에 전송될 수 있다.
OFDMA 시스템은 주파수 호핑(FH)을 사용할 수도 있고, 사용하지 않을 수도 있다. 주파수 호핑을 사용하는 경우, 의사 랜덤 방식으로 하나의 서브밴드에서 다른 서브밴드로 데이터 전송이 호핑하고, 이는 주파수 다이버시티 및 다른 장점들을 제공한다. 주파수 호핑 OFDMA(FH-OFDMA) 시스템에서, 각 트래픽 채널은 각 시간 인터벌(또는 호핑 주기)에서 그 트래픽 채널에 대해 사용될 특정 서브밴드(들)를 표시하는 특정 FH 시퀀스와 관련된다. 각 섹터에서 상이한 트래픽 채널들에 대한 FH 시퀀스들은 서로 직교하고, 따라서 임의의 주어진 호핑 주기에서 2개의 트래픽 채널들은 동일한 서브밴드를 사용하지 않는다. 각 섹터에 대한 FH 시퀀스들은 또한 이웃 섹터들에 대한 FH 시퀀스들에 대해 의사-랜덤하다. FH 시퀀스들에 대한 이러한 특성들은 인터-섹터 간섭을 최소화하고 인터-섹터 간섭을 랜덤화한다.
OFDMA 시스템에서, 상이한 채널 조건들을 갖는 사용자들이 시스템 전체에 걸쳐 분포된다. 이러한 사용자들은 인터-섹터 간섭에 대한 상이한 기여도 및 면역성을 갖는다. 각 사용자에 대한 채널 조건은 신호 품질 매트릭에 의해 정해지고, 이는 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR), 채널 이득, 수신된 파일럿 전력, 및/또는 사용자를 서비스하는 기지국에 대해 측정된 다른 양, 다른 측정치, 또는 이들의 조합에 의해 정의될 수 있다. 약한 사용자는 예를 들어 그 서빙 기지국 및/또는 높은 인터-섹터 간섭에 대한 낮은 채널 이득으로 인해 그 서빙 기지국에 대해 상대적으로 열악한 신호 품질 메트릭(예를 들면, 낮은 SINR)을 갖는다. 약한 사용자는 일반적으로 섹터 내의 임의의 곳에 위치할 수 있지만, 일반적으로 서빙 기지국으로부터 멀리 위치된다. 일반적으로, 약한 사용자는 인터-섹터 간섭에 대한 면역성이 낮고, 다른 섹터들의 사용자들에게 보다 많은 간섭을 야기하며, 열악한 성능을 갖는다.
제한적인 재사용은 약한 사용자들에 의해 야기되거나, 약한 사용자들이 받는 간섭을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 이는 높은 인터-섹터 간섭의 유력한 소스( 강한 간섭자)들 및/또는 높은 인터-섹터 간섭의 가장 유력한 피해자(강한 피간섭자)를 결정함으로써 달성될 수 있다. 이러한 강한 간섭자들은 (순방향 링크에서) 이웃 섹터들의 기지국들이며, (역방향 링크에서) 이웃 섹터들의 사용자들이다. 이러한 강한 피간섭자들은 이웃 섹터들의 사용자들이다. 어떤 경우이든지, 약한 사용자들에게는 강한 간섭자들/피간섭자들에 의해 사용되는 서브밴드들과 직교하는 서브밴드들이 할당된다.
제한적인 재사용의 일 실시예에서, 각 섹터 x에는 사용가능한 서브밴드 세트(Ux) 및 금지되거나 사용되지 않는 서브밴드 세트(Fx)가 할당된다. 사용가능한 세트는 그 섹터의 사용자들에게 할당되는 서브밴드들을 포함한다. 금지된 세트는 그 섹터의 사용자들에게 할당되지 않는 서브밴드들을 포함한다. 각 섹터에 대한 사용가능한 세트 및 금지된 세트는 직교하거나 또는 양쪽 세트에 모두 포함된 서브밴드가 존재하지 않는다는 점에서 분리(disjoint)된다. 각 섹터에 대한 사용가능한 세트는 각 이웃 섹터에 대한 금지된 세트와 오버랩한다. 다수의 이웃 섹터들에 대한 금지된 세트들 역시 오버랩된다. 각 섹터의 사용자들에게는 아래에서 설명되는 바와 같이 사용가능한 세트로부터 서브밴드가 할당된다.
제한적인 재사용은 섹터화되지 않은 셀들로 구성되는 시스템 및 섹터화된 셀들로 구성되는 시스템 모두에 대해 사용될 수 있다. 명확화를 위해, 제한적인 재사용은 3-섹터 셀들로 구성되는 예시적인 시스템에 대해서 설명된다.
도3은 예시적인 다수의-셀 레이아웃(300)을 보여주며, 여기서 각각의 3-섹터 셀은 3개의 6각형으로 구성된 클로버로 모델링된다. 이러한 셀 레이아웃에서, 각 섹터는 그 섹터와는 다르게 라벨링된 섹터들에 의해 제1 티어(제1 링)에서 둘러싸여진다. 따라서, 각 섹터 1은 제1 티어에서 6개의 섹터 2 및 3에 의해 둘러싸여지고, 각 섹터 2는 6개의 섹터 1 및 3에 의해 둘러싸여지며, 각 섹터 3은 6개의 섹터 1 및 2에 의해 둘러싸여진다.
도4는 3개의 금지된 서브밴드 세트들로 사용되는 3개의 오버래핑 서브밴드들 세트(F1,F,F3)의 포매이션을 보여주는 벤 다이아그램이다. 이러한 예에서, 각 금지된 세트는 다른 2개의 금지된 세트와 각각 오버래핑한다(예를 들어, 금지된 세트 F1은 금지된 세트 F2 및 F3 각각과 오버래핑된다). 이러한 오버래핑으로 인해, 임의의 2개의 금지된 세트들에 대한 교집합 세트는 0이 아니다. 이러한 특성은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007015719947-pct00001
Figure 112007015719947-pct00002
등식(1)
여기서
Figure 112007015719947-pct00003
는 교집합 연산을 의미하고;
Fxy는 Fx 및 Fy 모두의 멤버들인 서브밴드들을 포함하는 세트이며; 그리고
Figure 112007015719947-pct00004
는 널(null)/빈(empty) 세트를 표시한다.
3개의 금지된 세트 F1, F2, F3 각각은 모든 N개의 총 서브밴드들을 포함하는 풀 세트
Figure 112007015719947-pct00005
의 서브세트이거나, 또는
Figure 112007015719947-pct00006
Figure 112007015719947-pct00007
이다. 가용한 서브밴드들의 효율적인 이용을 위해서, 3개의 금지된 세트들은 모든 3개의 세트들에 대해 오버래핑하지 않도록 정의되며, 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112007015719947-pct00008
등식(2)
등식(2)의 조건은 각 서브밴드가 적어도 하나의 섹터에 의해 사용되는 것을 보장한다.
3개의 사용가능한 서브밴드들 세트 U1, U2, U3는 3개의 금지된 서브밴드들 세트 F1,F2,F3에 각각 기반하여 형성된다. 각각의 사용가능한 세트 Ux는 풀 세트
Figure 112007015719947-pct00009
및 금지된 세트 Fx 사이의 차집합 세트에 의해 형성되며, 이는 다음과 같다.
Figure 112007015719947-pct00010
Figure 112007015719947-pct00011
등식(3)
여기서
Figure 112007015719947-pct00012
는 차집합 연산을 의미하고;
Ux는 세트 Fx에 존재하지 않는 풀 세트
Figure 112007015719947-pct00013
내의 서브밴드들을 포함하는 세트이다.
각 3-섹터 셀의 3개의 섹터들에는 상이한 한 쌍의 사용가능한 세트 및 금지된 세트가 할당된다. 예를 들어, 섹터 1에는 사용가능한 세트 U1 및 금지된 세트 F1이 할당되고, 섹터 2에는 사용가능한 세트 U2 및 금지된 세트 F2가 할당되며, 섹터 3에는 사용가능한 세트 U3 및 금지된 세트 F3가 할당된다. 각 섹터는 또한 이웃 섹터들에 할당된 금지된 세트들을 알고 있다. 따라서, 섹터 1은 이웃 섹터 2 및 3에 할당된 금지된 세트 F2 및 F3를 알고 있고, 섹터 2는 이웃 섹터 1 및 3에 할당된 금지된 세트 F1 및 F3를 알고 있으며, 섹터 3은 이웃 섹터 1 및 2에 할당된 금지된 세트 F1 및 F2를 알고 있다.
도 5A는 섹터 1에 할당된 이용가능한 세트 U1에 대한 벤 다이아그램이다. 사용가능한 세트 U1(빗줄친 영역)은 금지된 세트 F1의 서브밴드들을 제외한 총 N개의 서브밴드들의 모든 서브밴드들을 포함한다.
도 5B는 섹터 1에 대한 제한된 사용가능한 세트 U1-2(교차 사선 영역)에 대한 벤 다이아그램이다. 제한된 세트 U1-2는 섹터 1에 대한 사용가능한 세트 U1 및 섹터 2에 대한 금지된 세트 F2 모두에 포함된 서브밴드들을 포함한다. 금지된 세트 F2의 서브밴드들은 섹터 2에 의해 사용되지 않기 때문에, 제한된 세트 U1-2의 서브밴드들은 섹터 2로부터 간섭이 존재하지 않는다.
도 5C는 제한된 사용가능한 세트 U1-3(수직선 영역)에 대한 벤 다이아그램이다. 제한된 세트 U1-3은 섹터 1에 대한 사용가능한 세트 U1 및 섹터 3에 대한 금지된 세트 F3 모두에 포함된 서브밴드들을 포함한다. 금지된 세트 F3의 서브밴드들은 섹터 3에 의해 사용되지 않기 때문에, 제한된 세트 U1-3의 서브밴드들은 섹터 3으로부터 간섭이 존재하지 않는다.
도 5D는 섹터 1에 대한 보다 제한된 사용가능한 세트 U1-23(음영 영역)에 대한 벤 다이아그램이다. 제한된 세트 U1-23은 섹터 1에 대한 사용가능한 세트 U1, 섹터 2에 대한 금지된 세트 F2, 및 섹터 3에 대한 금지된 세트 F3 모두에 포함되는 서브밴드들을 포함한다. 금지된 세트 F2 및 F3의 서브밴드들은 섹터 2 및 3 각각에 의해 사용되지 않기 때문에, 제한된 세트 U1-23의 서브밴드들은 섹터 2 및 3 모두로부터 간섭이 존재하지 않는다.
도 5A 내지 도 5D에서 제시된 바와 같이, 제한된 사용가능한 세트 U1-2, U1- 3, 및 U1-23는 섹터 1에 할당된 제한된 사용가능한 세트 U1의 상이한 서브세트들이다. 제한된 사용가능한 세트 U2-1, U2-3, 및 U2-13은 섹터 2에 대해 형성되고, 제한된 사용가능한 세트 U3-1, U3-2, 및 U3-12는 섹터 3에 대해 유사한 방식으로 형성된다. 테이블 1은 3개의 섹터들에 대한 다양한 이용가능한 서브밴드들 세트들 및 이러한 세트들이 형성되는 방식을 리스트한다. 테이블 1의 "재사용" 세트들은 다음과 같다.
테이블 1
재사용 세트 사용가능한 서브밴드 세트들 설명
(1)
Figure 112007015719947-pct00014
 주(main)/섹터 1에 대한 제한되지 않은 사용가능한 세트
(1,2)
Figure 112007015719947-pct00015
 섹터 2와 간섭하지 않는 제한된 사용가능한 세트
(1,3)
Figure 112007015719947-pct00016
 섹터 3와 간섭하지 않는 제한된 사용가능한 세트
(1,2,3)
Figure 112007015719947-pct00017
 섹터 2 및 3과 간섭하지 않는 보다 제한된 사용가능한 세트
(2)
Figure 112007015719947-pct00018
 주(main)/섹터 2에 대한 제한되지 않은 사용가능한 세트
(2,1)
Figure 112007015719947-pct00019
 섹터 1과 간섭하지 않는 제한된 사용가능한 세트
(2,3)
Figure 112007015719947-pct00020
 섹터 3과 간섭하지 않는 제한된 사용가능한 세트
(2,1,3)
Figure 112007015719947-pct00021
 섹터 1 및 3과 간섭하지 않는 보다 제한된 사용가능한 세트
(3)
Figure 112007015719947-pct00022
 주(main)/섹터 3에 대한 제한되지 않은 사용가능한 세트
(3,1)
Figure 112007015719947-pct00023
 섹터 1과 간섭하지 않는 제한된 사용가능한 세트
(3,2)
Figure 112007015719947-pct00024
 섹터 2와 간섭하지 않는 제한된 사용가능한 세트
(3,1,2)
Figure 112007015719947-pct00025
 섹터 1 및 2와 간섭하지 않는 보다 제한된 사용가능한 세트
각 섹터 x(여기서, x=1,2,3)는 사용자 채널 상태들을 고려함으로써 그 섹터의 사용자들에게 그 사용가능한 세트 Ux를 할당하고, 이를 통해 상당히 양호한 성 능이 모든 사용자들에 대해 달성될 수 있다. 섹터 x는 약한 사용자들 및 강한 사용자들을 갖는다. 강한 사용자는 그 서빙 기지국에 대해 상대적으로 양호한 신호 품질 메트릭을 가지며, 일반적으로 높은 레벨의 인터-섹터 간섭에 보다 강한 면역성을 갖는다. 약한 사용자는 인터-섹터 간섭에 약한 면역성을 갖는다. 섹터 x는 섹터의 강한 사용자들에게 그 사용가능한 세트 Ux의 서브밴드들 중 임의의 서브밴드를 할당한다. 섹터 x는 섹터 내의 약한 사용자들에게 제한된 세트 내의 서브밴드들을 할당한다. 약한 사용자는 결과적으로 강한 간섭 이웃들로부터 간섭이 존재하지 않는 서브밴드로 제한된다.
예를 들어, 섹터 x 내의 주어진 사용자 u에게는 섹터 x에 대한 이용가능한 세트 Ux로부터 서브밴드들이 할당된다. 사용자 u가 섹터 y(
Figure 112007015719947-pct00026
)로부터 높은 인터-섹터 간섭을 받거나, 섹터 y에게 높은 인터-섹터 간섭을 유발하면, 사용자 u에는 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00027
로부터의 서브밴드들이 할당된다. 사용자 u가 섹터 z(
Figure 112007015719947-pct00028
및
Figure 112007015719947-pct00029
)로부터 높은 인터-섹터 간섭을 받거나, 섹터 z에게 높은 인터-섹터 간섭을 유발하면, 사용자 u에는 보다 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00030
로부터의 서브밴드들이 할당된다.
도6은 금지된 서브밴드 세트 F1,F2,F3를 형성하는 예를 보여준다. 이러한 예에서, N개의 총 서브밴드들은 Q개의 그룹들로 분할되고, 여기서 각 그룹은 3L개의 서브밴드들을 포함하며, 각 서브밴드들에게는 1 내지 3L의 인덱스가 주어지며,
Figure 112007015719947-pct00031
이고
Figure 112007015719947-pct00032
이다. 금지된 세트 F1은 각 그룹의 서브밴드들 1, L+1, 및 2L+1을 포함한다. 금지된 세트 F2는 각 그룹의 서브밴드들 1, L+2, 2L+2를 포함한다. 금지된 세트 F3은 각 그룹의 서브밴드들 2, L+1, 2L+2를 포함한다. 세트 F12는 각 그룹의 서브밴드 1을 포함하고, 세트 F13은 각 그룹의 서브밴드 L+1을 포함하며, 세트 F23은 각 그룹의 서브밴드 2L+2를 포함한다.
일반적으로, 각각의 금지된 세트는 등식 (1) 및 가능하게는 등식 (2)에 제시된 조건에 따라, N개의 총 서브밴드들 중 임의의 서브밴드들을 포함할 수 있다. 주파수 다이버시티를 달성하기 위해서, 각각의 금지된 세트는 N개의 서브밴드들로부터 취해진 서브밴드들을 포함할 수 있다. 각 금지된 세트의 서브밴드들은 도6에 제시된 바와 같이 미리 결정된 패턴에 기반하여 총 N개의 서브밴드들에 걸쳐 분포된다. 대안적으로, 각각의 금지된 세트의 서브밴드들은 총 N개의 서브밴드들에 걸쳐 의사-랜덤 방식으로 분포될 수 있다. 3개의 금지된 세트 F1, F2, 및 F3는 임의의 오버래핑 양으로 정의될 수 있다. 이러한 오버래핑 양은 예를 들면 각 섹터에 대한 요구되는 유효 재사용 인자(아래에서 설명됨), 각 섹터의 약한 사용자의 예측된 수 등과 같이 다양한 인자들에 기반할 수 있다. 도4에 제시된 바와 같이, 3개의 금지된 세트들이 서로 동일한 양만큼 오버랩될 수 있고, 이와 달리 다른 양만큼 오버랩될 수도 있다.
각 사용자는 그 사용자에 대한 서빙 섹터 및 그 사용자에 대한 강한 간섭자/피간섭자를 포함하는 "재사용" 세트와 관련된다. 서빙 섹터는 재사용 세트에서 굵 게 강조된 텍스트로 표시된다. 서빙 간섭자/피간섭자는 재사용 세트에서 서빙 섹터에 대한 굵고 강조된 텍스트 뒤에 정상적인 텍스트로 표시된다. 예를 들어, 재사용 세트 (2,1,3)은 섹터 2가 서빙 섹터이고, 섹터 1 및 3인 강한 간섭자/피간섭자임을 표시한다.
순방향 링크에서 주어진 사용자 u에 대한 강한 간섭자들은 일반적으로 고정국이고, 예를 들어 섹터들에 의해 전송되는 파일럿에 기반하여 식별된다. 역방향 링크에서 사용자 u에 대한 강한 간섭자들은 사용자 u에 의해 수행되는 순방향 링크 측정치에 의해 쉽게 식별될 수 있고, 예를 들면 사용자 u의 서빙 기지국에 의한 역방향 링크 간섭 측정치에 기반하여 추론될 수 있다. 사용자 u에 대한 강한 피간섭자들 역시 식별 또는 추론될 수 있다. 각 사용자에 대한 강한 간섭자/피간섭자들은 다양한 방식으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 주어진 사용자 u에 대한 강한 간섭자/피간섭자는 상이한 섹터들에 대해 사용자 u에 의해 측정된 수신 파일럿 전력에 기반하여 결정된다. 각 섹터는 신호 검출, 타이밍 및 주파수 동기, 채널 추정 등과 같은 다양한 목적을 위해 순방향 링크 상에서 파일럿을 전송한다. 사용자 u는 섹터들에 의해 전송된 파일럿들을 탐색하고, 각각의 검출된 파일럿의 수신 전력을 측정한다. 그리고 나서, 사용자 u는 각각의 검출된 섹터에 대한 수신 파일럿 전력을 전력 임계치와 비교하고, 그 섹터에 대한 수신 파일럿 전력이 전력 임계치를 초과하면, 그 섹터를 재사용 세트에 추가한다.
또 다른 실시예에서, 사용자 u에 대한 강한 간섭자/피간섭자들은 사용자 u에 의해 유지되는 "활성(active)" 세트에 기반하여 결정된다. 이러한 활성 세트는 서빙 사용자 u에 대한 후보자(candidate)들인 모든 섹터들을 포함한다. 예를 들어, 사용자 u에 의해 측정된, 그 섹터에 대한 수신 파일럿 전력이 추가(add) 임계치(상술한 전력 임계치와 동일할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있음)를 초과하면, 그 섹터는 활성 세트에 추가된다. 시스템의 각 사용자는 그 활성 세트를 갱신하고, 그 활성 세트를 그 서빙 섹터에 보고하여야 한다. 활성 세트 정보는 섹터에서 즉시 이용가능하고, 제한적인 재사용을 위해 사용된다.
또 다른 실시예에서, 사용자 u에 대한 강한 간섭자/피간섭자들은 사용자 u에 대해 상이한 섹터들에서 측정된 수신 파일럿 전력에 기반하여 결정된다. 각 사용자는 다양한 목적으로 역방향 링크에서 파일럿을 전송한다. 각 섹터는 시스템의 사용자들에 의해 전송된 파일럿들을 탐색하고, 각 검출된 파일럿의 수신 전력을 측정한다. 그리고 나서, 각 섹터는 각각의 검출된 사용자에 대한 수신 파일럿 전력을 전력 임계치와 비교하고, 수신된 파일럿 전력이 전력 임계치를 초과하면 그 사용자를 서비스하는(서빙하는) 섹터에게 통보한다. 그리고 나서, 각 사용자에 대한 서빙 섹터는 높은 수신 파일럿 전력을 보고한 섹터들을 그 사용자의 재사용 세트에 추가한다.
또 다른 실시예에서, 사용자 u에 대한 강한 간섭자/피간섭자들은 사용자 u에 대한 위치 추정에 기반하여 결정된다. 사용자 u의 위치는 다양한 위치 결정 기술(예를 들면, 글로벌 위치추적 시스템(GPS), 진보된 순방향 링크 삼각측량(A-FLT) 등)을 이용하여, 다양한 이유(예를 들면, 사용자 u에 대한 위치 추적 서비스를 제공 하기 위해서)로 추정된다. 그리고 나서, 사용자 u에 대한 강한 간섭자/피간섭자들은 사용자 u에 대한 위치 추정 및 섹터/셀 레이아웃 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
각 사용자에 대한 강한 간섭자/피간섭자들을 결정하는 몇 가지 방법들이 설명되었다. 강한 간섭자/피간섭자들은 또한 수신 파일럿 전력 외에 다른 측정치에 기반하여 다른 방식으로 결정될 수 있다. 순방향 링크에서 강한 간섭자들을 결정하는 양호한 신호 품질 메트릭은 소위 "기하학(geometry)"으로 지칭되는 기지국에 대해 사용자에서 측정된 평균 SINR이다. 역방향 링크에서 강한 피간섭자들을 결정하는 양호한 신호 품질 메트릭은 기지국에 대해 사용자에서 측정된 채널 이득인데, 왜냐하면 SINR 측정치가 기지국에 대해 사용자에서 이용가능하지 않기 때문이다. 하나의 재사용 세트가 순방향 및 역방향 링크 모두에 대해 유지되거나, 또는 별개의 세트들이 2개의 링크들에 대해 사용될 수 있다. 동일 또는 상이한 신호 품질 메트릭들이 순방향 및 역방향 링크들에 대한 재사용 세트의 섹터들을 갱신하는데 사용될 수 있다.
일반적으로, 강한 간섭자/피간섭자들은 직접적인 측정(예를 들면, 순방향 링크에 대해서)에 기반하여 식별되거나, 또는 관계된 측정, 섹터/셀 레이아웃, 및/또는 다른 정보(예를 들면, 역방향 링크에 대해서)에 기초하여 추론된다. 간략화를 위해서, 다음 설명은 각 사용자가 서빙 섹터 및 그 사용자에 대해 강한 간섭자/피간섭자로 간주되는 다른 섹터들(존재하는 경우)을 포함하는 하나의 재사용 세트와 관련된다고 가정한다.
잘 설계된 시스템에서, 약한 사용자는 적어도 하나의 이웃 섹터에 대해 상대적으로 양호한 신호 품질 메트릭을 가져야 한다. 이는 약한 사용자가 현재 서빙 섹터로부터 이웃 섹터로 필요에 따라 핸드오프 되도록 한다. 각각의 이러한 이웃 섹터는 약한 사용자에 대한 강한 간섭자/피간섭자로 간주되고, 사용자 재사용 세트에 포함된다.
도7A는 7개의 섹터들 클러스터에서 4개의 사용자들의 예시적인 분포를 보여준다. 이러한 예에서, 사용자 1은 섹터 1의 중앙 근처에 위치하고, 재사용 세트 ( 1 )을 갖는다. 사용자 2는 섹터 1 및 3 사이의 경계 근처에 위치하고, 재사용 세트 ( 1 ,3)을 갖는다. 사용자 3은 섹터 1 및 3 사이에 경계 근처에 위치하고, 재사용 세트( 3 ,1)을 갖는다. 사용자 4는 섹터 1, 2, 및 3의 경계 근처에 위치하고, 재사용 세트 ( 1 ,2,3)을 갖는다.
도7B는 도7A의 사용자 1에 대한 비-간섭 패턴을 보여준다. 사용자 1에는 사용가능한 세트 U1의 서브밴드들이 할당되는데, 왜냐하면 그 재사용 세트가 (1)이기 때문이다. 섹터 1의 사용자들에는 직교 서브밴드들이 할당되기 때문에, 사용자 1은 섹터 1의 다른 사용자들과는 간섭하지 않는다. 그러나, 사용자 세트 U1은 섹터 2 및 섹터 3에 대한 사용가능한 세트들 U2 및 U3와는 직교하지 않는다. 따라서, 사용자 1은 섹터 1 주위의 제1 티어의 6개의 이웃 섹터들 2 및 3으로부터 간섭을 받는다. 사용자 1은 일반적으로 이러한 6개의 이웃 섹터들의 멀리 있는 또는 약한 간섭자들로부터 간섭을 받는데, 왜냐하면 이러한 이웃 섹터들에서 (섹터 1/사용자 `1에 대한) 강한 간섭자들에게는 사용자 세트 U1의 서브밴드들과 직교하는 서브밴 드들(예를 들면, 제한된 세트 U2-1 및U3-1)이 할당되기 때문이다. 다른 사용자들이 사용자 1과 간섭하지 않는 영역은 빗금친 영역으로 표시되고, 섹터 1 및 섹터 1에 이웃하는 다른 섹터들의 에지들을 포함한다(이러한 이웃 섹터들 2 및 3에는 섹터 1에 의해 사용되지 않는 서브밴드들이 할당되기 때문에).
도7C는 도7A의 사용자 2에 대한 비-간섭 패턴을 보여준다. 사용자 2에게는 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00033
의 서브밴드들이 할당되는데, 왜냐하면 그 재사용 세트가 (1,3)이기 때문이다. 섹터 3은 그 금지된 세트 F3의 서브밴드들을 사용하지 않기 때문에, 사용자 2에 할당된 서브밴드들은 섹터 3에 의해 사용되는 서브밴드들과 직교한다. 따라서, 사용자 2는 섹터 1의 다른 사용자들 및 섹터 3의 사용자들로부터 간섭을 받지 않는다. 사용자 2는 3개의 제1 티어 이웃 섹터 2에서 멀리 있는 간섭자들로부터 간섭을 받는다. 다른 사용자들이 사용자 2와 간섭하지 않는 영역은 섹터 1 및 3과, 섹터 1과 이웃하는 섹터 2의 에지들을 커버한다(도7B에 대해 설명한 것과 동일한 이유로).
도7D는 도7A의 사용자 4에 대한 비-간섭 패턴을 보여준다. 사용자 4에는 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00034
의 서브밴드들이 할당되는데, 왜냐하면 그 재사용 세트가 (1,2,3)이기 때문이다. 섹터 2 및 3은 그 금지된 세트 F2 및 F3의 서브밴드들을 각각 사용하지 않기 때문에, 사용자 4에 할당된 서브밴드들은 섹터 2 및 3에 의해 사용되는 서브밴드들과 직교한다. 따라서, 사용자 4는 섹터 1의 다른 사용자 및, 6개의 제1-티어 이웃 섹터 2 및 3의 사용자들로부터 간섭을 받지 않는 다. 다른 사용자들이 사용자 4와 간섭하지 않는 영역은 섹터 1, 2, 및 3을 커버한다.
도7A에서, 사용자 2 및 3은 가까이 위치하고, 제한적인 재사용이 없다면 서로 강하게 간섭하게 된다. 제한적인 재사용을 통해, 사용자 2에는 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00035
의 서브밴드들이 할당되는데, 왜냐하면 그 재사용 세트가 (1,3)이기 때문이며, 사용자 3에는 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00036
의 서브밴드들이 할당되는데, 왜냐하면 그 재사용 세트가 (3,1)이기 때문이다. 제한된 세트 U1-3 및 U3-1은 서로 직교하는데, 왜냐하면 각각의 제한된 세트 Ux-y가 다른 제한된 세트 Uy-x의 상위 세트인 사용가능한 세트 Uy로부터 서브밴드들을 배제한 서브밴드들만을 포함하기 때문이다. 사용자 2 및 3에는 직교하는 제한된 세트 U1-3 및 U3-1 각각의 서브밴드들이 할당되기 때문에, 이들 2개의 사용자들은 서로 간섭하지 않는다.
도7A 내지 7D에 제시된 바와 같이, 사용자에 의해 경험되는 간섭은 그 재사용 세트의 사이즈가 증가함에 따라 감소된다. 사이즈 1의 재사용 세트를 갖는 사용자(예를 들어, 도7B의 사용자 1)는 6개의 제1 티어 이웃 섹터들의 멀리 있는 간섭자들에 의해 간섭을 받는다. 사이즈 2의 재사용 세트를 갖는 사용자(예를 들어, 도7C의 사용자 2)는 3개의 제1 티어 이웃 섹터들의 간섭자들에 의해 간섭을 받는다. 사이즈 3의 재사용 세트를 갖는 사용자는 제2 티어 이웃 섹터들의 간섭자들에 의해 간섭을 받는다. 대조적으로, 제한적인 재사용이 없다면, 시스템의 모든 사용 자들은 모든 6개의 제1 티어 이웃 섹터들로부터 랜덤하게 분포된 간섭자들에 의해 간섭을 받게 된다.
제한적인 재사용은 순방향 및 역방향 링크 모두에서 약한 사용자들에 대한 인터-섹터 간섭을 완화시키는데 사용된다. 순방향 링크에서, 섹터 x의 약한 사용자 u는 그 재사용 세트에 존재하는 이웃 섹터들에 대한 기지국으로부터 높은 인터-섹터 간섭을 받는다. 약한 사용자 u에게 이러한 이웃 섹터들에 의해 사용되지 않는 서브밴드들이 할당되면, 이러한 섹터들에 대한 기지국들로부터 어떠한 간섭도 받지 않는다. 따라서 제한적인 재사용은 개별적인 약한 사용자 u의 SINR을 직접적으로 개선한다.
역방향 링크에서, 사용자 u는 그 재사용 세트에 존재하는 이웃 섹터들의 사용자들로부터 높은 인터-섹터 간섭을 받는다. 약한 사용자 u에게 이러한 이웃 섹터들에 의해 사용되지 않는 서브밴드들이 할당되면, 이러한 섹터들의 사용자들로부터 어떠한 간섭도 받지 않는다. 약한 사용자 u는 이웃 섹터들의 사용자들에 대한 강한 간섭자일 수 있다. 약한 사용자 u는 일반적으로 그 서빙 섹터 x에서의 그 수신 SINR을 개선하기 위해서 높은 전력 레벨에서 전송한다. 높은 전송 레벨은 이웃 섹터들의 모든 사용자들에게 보다 큰 간섭을 야기한다. 약한 사용자 u에게 그 재사용 세트의 이웃 섹터들에 의해 사용되지 않는 서브밴드들을 할당함으로써, 약한 사용자 u는 이러한 섹터의 사용자들에게 어떠한 간섭도 유발하지 않는다.
제한적인 재사용이 시스템 전체에 걸쳐 사용되면, 약한 사용자 u에 대한 강한 간섭자들이 비록 식별될 수 없더라도 약한 사용자 u는 역방향 링크에서 낮은 인 터-섹터 간섭으로 인해 이점을 얻는다. 그들의 재사용 세트에서 섹터 x를 갖는 이웃 섹터들의 약한 사용자들은 약한 사용자 u 및 섹터 x의 다른 사용자들에 대한 강한 간섭자이다. 이러한 강한 간섭자들에게 섹터 x에 의해 사용되지 않는 서브밴드들이 할당되면, 섹터 x의 사용자들에게는 어떠한 간섭도 유발하지 않는다. 따라서 사용자 u는 사용자 u가 그들을 식별할 수 없을지라도 이러한 강한 간섭자들로부터 어떠한 인터-섹터 간섭도 받지 않는다. 제한적인 재사용은 일반적으로 모든 약한 사용자들의 SINR을 개선한다.
순방향 및 역방향 링크들에 있어서, 제한적인 재사용은 강한 간섭자들로부터 약한 사용자들에 의해 받게 되는 간섭을 방지 또는 감소시키고, 따라서 약한 사용자들에 대한 SINR들을 감소시킨다. 제한적인 재사용은 시스템의 사용자들 사이에서 SINR의 변동을 감소시킨다. 결과적으로, 개선된 통신 커버리지 및 높은 전체 시스템 용량이 그 시스템에 대해 달성된다.
도8은 제한적인 재사용을 갖는 섹터의 사용자들에게 서브밴드들을 할당하는 처리(800)에 대한 흐름도이다. 처리(800)은 각 섹터에 대해, 또는 각 섹터에 의해 수행된다. 먼저, 섹터의 각 사용자에 대한 강한 "간섭 엔티티들"이 식별된다(812). 주어진 사용자 u에 대한 강한 간섭 엔티티는 (1) 사용자 u에 높은 간섭을 유발하는 강한 간섭자 또는 (2) 사용자 u로 인해 높은 간섭을 받는 강한 피간섭자일 수 있다. 따라서, 사용자 u에 대한 강한 간섭 엔티티는 (1) 순방향 링크 상에서 사용자 u에 높은 간섭을 유발하는 기지국, (2) 역방향 링크에서 사용자 u에 높은 간섭을 유발하는 다른 사용자, (3) 역방향 링크에서 사용자 u로부터 높은 간섭 을 받는 기지국, (4) 순방향 링크에서 사용자 u의 서빙 기지국으로부터 높은 간섭을 받는 다른 사용자, 또는 (5) 사용자 u와의 간섭 완화가 요구되는 다른 엔티티일 수 있다. 강한 간섭 엔티티들은 상이한 섹터들에 대해 사용자에 의해 측정된 수신 파일럿 전력, 사용자에 대해 상이한 섹터들에 의해 측정된 수신 파일럿 전력 등에 기반하여 식별될 수 있다. 각 사용자에 대한 강한 간섭 엔티티들은 상술한 바와 같이 사용자 재사용 세트에 포함될 수 있다. 어떤 경우이든, 제한된 사용가능한 세트는 적어도 하나의 강한 간섭 엔티티를 갖는 각 사용자에 대해 결정된다(814). 각 사용자에 대한 제한된 세트는 사용자의 서빙 섹터에 대한 사용가능한 세트와 각각의 강한 간섭 엔티티에 대한 금지된 세트의 교집합 연산, 또는
Figure 112007015719947-pct00037
를 수행함으로써 획득된다. 적어도 하나의 강한 간섭 엔티티를 갖는 각 사용자에는 그 사용자에 대해 결정된 제한된 세트의 서브밴드들이 할당된다(816). 강한 간섭 엔티티가 없는 각 사용자에는 그 섹터에 대한 사용가능한 세트의 나머지 서브밴드들이 할당된다(818). 그리고 나서, 상기 처리는 종료된다.
처리(800)은 적어도 하나의 강한 간섭 엔티티를 갖는 약한 사용자들에게 서브밴드들을 할당하고, 나머지 서브밴드들을 강한 사용자들에게 할당하는 처리를 보여준다. 일반적으로, 약한 사용자들 및 강한 사용자들에게는 임의의 순서로 서브밴드들이 할당된다. 예를 들어, 사용자들에게는 그들의 우선순위에 기반하여 서브밴드들이 할당되고, 이러한 우선순위는 사용자들에 의해 달성되는 SINR, 사용자들 에 의해 지원되는 데이터 레이트, 페이로드 사이즈, 전송될 데이터 타입, 사용자들이 겪는 지연량, 정지(outage) 확률, 최대 가용 전송 전력, 제공되는 데이터 서비스 타입, 등과 같은 다양한 인자들에 의해 결정된다. 이러한 다양한 인자들에게는 절절한 가중치가 부여되어, 사용자들을 우선순위화하는데 사용된다. 그리고 나서, 사용자들에게는 그들의 우선순위에 따라 서브밴드들이 할당된다.
처리(800)는 각 스케줄링 인터벌에서 각 섹터에 의해 수행되며, 이러한 스케줄링 인터벌은 미리 결정된 시간 인터벌이다. 각 섹터는 (예를 들면, 모든 사용자들 또는 상이한 서브밴드들이 할당된 사용자들에게) 시그널링을 전송하여 각 사용자에게 할당된 서브밴드들을 표시한다. 처리(800)는 (1) 섹터의 사용자들에서의 변경이 존재할 때마다(예를 들어, 새로운 사용자가 추가되거나, 현재 사용자가 제거되는 경우), (2) 사용자들에 대한 채널 조건들이 변경될 때마다(예를 들면, 사용자에 대한 재사용 세트가 변경될 때마다), 또는 (3) 임의의 시간 및/또는 임의의 트리거링 조건이 발생될 때 수행된다. 임의의 주어진 순간에서, 모든 서브밴드들이 스케줄링에 가용하지는 않고, 예를 들어 일부 서브밴드들이 재전송 또는 다른 목적으로 이미 사용중에 있을 수 있다.
금지된 세트들은 제한적인 재사용을 지원하기 위한 오버헤드를 나타낸다. 금지된 세트 Fx의 서브밴드들은 섹터 x에 의해 사용되지 않고, 섹터 x에 대한 유효 재사용 인자인 섹터 x에 의해 사용가능한 총 서브밴드들의 비율(퍼센트)은
Figure 112007015719947-pct00038
로 주어지며, 여기서
Figure 112007015719947-pct00039
는 세트 Ux의 사이즈를 표시한다. 제한적인 재사용에 대한 오버헤드 양을 감소시키기 위해서, 금지된 세트들은 가능한 한 작게 정의된다. 그러나, 제한된 세트들의 사이즈들은 금지된 세트들의 사이즈들에 의존한다. 따라서, 금지된 세트들은 약한 사용자들에 대한 기대 요구(expected requirement) 및 가능하게는 다른 인자들에 기반하여 결정된다.
사용가능한 세트들 및 금지된 세트들은 다양한 방식으로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 사용가능한 세트들 및 금지된 세트들은 시스템에 대한 범용 주파수 계획에 기반하여 정의되고, 정적인(static) 상태로 유지된다. 각 섹터에는 사용가능한 세트 및 금지된 세트가 할당되어, 상술한 바와 같은 제한된 세트들을 형성하고, 그 후에 사용가능한 제한된 세트들을 사용한다. 이러한 실시예는 제한된 재사용에 대한 구현을 간략화하는데, 왜냐하면 각 섹터는 자체적으로 행동하고, 이웃 섹터들 사이의 어떠한 시그널링도 요구되지 않기 때문이다. 제2 실시예에서, 사용가능한 세트 및 금지된 세트는 섹터 로딩 및 가능하게는 다른 인자들에 기반하여 동적으로 정의된다. 예를 들어, 각 섹터에 대한 금지된 세트는 시간에 따라 변경되는 이웃 섹터들의 약한 사용자들의 수에 의존한다. 지정된 섹터 또는 시스템 엔티티(예를 들면, 시스템 제어기 130)는 다양한 섹터들에 대한 로딩 정보를 수신하고, 사용가능한 세트 및 금지된 세트를 정의하며, 그 세트들을 섹터들에 할당한다. 이러한 실시예는 사용자들의 분포에 기반한 보다 양호한 시스템 자원 이용을 허용한다. 또 다른 실시예에서, 섹터들은 인터 섹터 메시지들을 전송하여 사용가능한 세트 및 금지된 세트를 협상한다.
제한적인 재사용은 핸드오프를 지원하고, 핸드오프는 현재 서빙 기지국에서 보다 양호한 다른 기지국으로 사용자를 이전시키는 것을 지칭한다. 핸드오프는 섹터 커버리지의 에지에 존재하는 사용자들(또는 "섹터-에지" 사용자들)에 대한 양호한 채널 조건들을 유지하기 위해 필요에 따라 수행된다. 일부 기존의 시스템들(예를 들면, 시간 분할 다중 접속(TDMA) 시스템)은 "하드" 핸드오프를 지원하고, 이를 통해 사용자는 먼저 현재 서빙 기지국과의 통신을 중단하고, 그리고 나서 새로운 서빙 기지국으로 스위칭한다. 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템은 "소프트" 및 "소프터" 핸드오프를 지원하며, 이를 통해 사용자는 다수의 셀들(소프트 핸드오프의 경우) 또는 다수의 섹터들(소프터 핸드오프의 경우)과 동시에 통신한다. 소프트 및 소프터 핸드오프는 고속 페이딩의 추가적인 감소를 제공한다.
제한적인 재사용은 핸드오프에 대한 양호한 후보자인 섹터-에지 사용자들에 대해 간섭을 감소시킨다. 제한적인 재사용은 하드, 소프트, 및 소프터 핸드오프들을 지원할 수 있다. 섹터 x의 섹터-에지 사용자 u에는 제한된 세트 Ux-y의 서브밴드들이 할당되고, 이러한 서브밴드들은 이웃 섹터 y로부터 간섭이 없다. 섹터-에지 사용자 u는 제한된 세트 Uy-x의 서브밴드들을 통해 섹터 y와 통신하고, 이러한 서브밴드들은 섹터 x로부터 간섭이 없다. 제한된 세트 Ux-y 및 Uy-x는 교집합이 없기 때문에, 사용자 u는 소프트 또는 소프터 핸드오프 동안 섹터 x 및 y와 동시에(그리고, 이들 섹터들의 강한 간섭자들로부터 간섭 없이) 통신할 수 있다. 사용자 u는 섹터 x로부터 섹터 y로 하드 핸드오프를 수행할 수도 있다. 제한된 세트 Ux-y 및 Uy-x는 섹터 y 및 x로부터 각각 강한 간섭자들이 존재하지 않기 때문에, 사용자 u가 섹터 x로부터 섹터 y로 핸드오프 하는 경우 사용자 u의 수신된 SINR은 갑작스 럽게 변경되지 않고, 이는 부드러운 핸드오프를 보장한다.
전력 제어가 제한적인 재사용과 조합되어 사용될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 전력 제어는 데이터 전송에 대한 전송 전력을 조정하여, 그 전송에 대한 수신 SINR이 타겟 SINR에서 유지되도록 하며, 이러한 타겟 SINR은 특정 성능 레벨, 예를 들면 1% 패킷 에러율(PER)을 달성하도록 조정된다. 전력 제어는 주어진 데이터 레이트에 대해 사용되는 전송 전력량을 조정하는데 사용되어, 간섭이 최소화되도록 한다. 전력 제어는 일부 전송(예를 들면, 고정 레이트)에서 사용되고, 다른 전송(예를 들면, 가변 레이트)에서는 생략될 수 있다. 완전한(full) 전송 전력은 주어진 채널 조건에 대해 가능한 가장 높은 레이트를 달성하기 위해서 가변 레이트 전송에서 사용된다(예를 들면, 패킷이 정확하게 디코딩될 때까지 추가적인 리던던트 정보를 연속하여 전송하는 하이브리드 자동 재전송(H-ARQ)).
제한적인 재사용에 대한 상술한 실시예에서, 각 섹터는 하나의 사용가능한 세트 및 하나의 금지된 세트와 관련된다. 제한적인 재사용의 다른 실시예들은 아래에서 설명된다.
제한적인 재사용의 다른 실시예에서, 각 섹터 x에는 제한되지 않은 사용가능한 서브밴드 세트 Ux 및 "제한된 사용" 서브밴드 세트 Lx가 할당된다. 제한되지 않은 사용가능한 세트는 섹터 내의 임의의 사용자들에게 할당될 수 있는 서브밴드들을 포함한다. 제한된 사용 세트는 임의의 사용자 제한, 예를 들면 낮은 전송 전력 제한을 갖는 서브밴드들을 포함한다. 세트 Ux 및 Lx는 상술한 세트 Ux 및 Fx에 대해 각각 설명한 방식으로 형성된다.
각 섹터 x는 사용자들에 대한 채널 조건들을 고려하여 세트 Ux 및 Lx의 서브밴드들을 할당함으로써, 양호한 성능이 모든 사용자들에게 달성될 수 있도록 한다. 세트 Ux의 서브밴드들은 섹터 x의 임의의 사용자에게 할당된다. 섹터 x의 약한 사용자들에게는 (1) 높은 간섭이 이웃 섹터 y로부터 탐지되는 경우에는 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00040
의 서브밴드들이 할당되고, (2) 높은 간섭이 이웃 섹터 z로부터 탐지되는 경우에는 제한된 세트
Figure 112007015719947-pct00041
의 서브밴드들이 할당되며, (3) 높은 간섭이 이웃 섹터 y 및 z로부터 탐지되는 경우에는
Figure 112007015719947-pct00042
의 서브밴드들이 할당된다. 섹터 x의 강한 사용자들에게는 Lx의 서브밴드들이 할당된다.
섹터 x의 강한 사용자 v는 그 서빙 섹터 x에 대해 양호한 신호 품질 메트릭을 가지며, 제한된 사용자 세트 Lx의 서브밴드들이 할당된다. 순방향 링크에서, 섹터 x는 강한 사용자 v로 세트 Lx에 대한 낮은 전력 한계 이하에서 전송한다. 역방향 링크에서, 강한 사용자 v는 서빙 섹터 x로 그 낮은 전력 한계 이하에서 전송한다. 비록 낮은 전송 전력을 사용하더라도 순방향 및 역방향 링크 모두에 대해 양호한 성능이 강한 사용자 v에 대해 달성되는데, 왜냐하면 섹터 x에 대해 강한 사용자 v에 의해 양호한 신호 품질 메트릭이 달성되기 때문이다.
강한 사용자 v는 일반적으로 이웃 섹터들에 대해 열악한 신호 품질 메트릭들을 갖는다. 순방향 링크에서, 강한 사용자 v에 대해 섹터 x에 의해 사용되는 낮은 전송 전력은 이웃 섹터들의 사용자들에게 낮은 레벨의 간섭(일반적으로 허용할 수 있는 정도의 간섭)을 야기한다. 역방향 링크에서, 강한 사용자 v에 의해 사용되는 낮은 전송 전력 플러스(plus) 이웃 섹터들에 대한 낮은 채널 이득들은 이웃 섹터들의 사용자들에 대한 낮은 레벨의 간섭(일반적으로 허용할 수 있는 정도의 간섭)을 초래한다.
제한적인 재사용의 또 다른 실시예에서, 각 재사용 세트는 재사용 세트에 대해 사용되는 서브밴드들 세트의 저장된 리스트와 관련된다. 주파수 계획 제한들로 인해, 일부 제한된 세트들의 대역폭은 매우 작고, 예를 들어 제한된 세트 U1-23은 재사용 세트 (1,2,3)에 대응한다. 사용자 u가 섹터 2 및 3으로부터 높은 간섭을 받고, 재사용 세트 (1,2,3)이 할당되는 경우를 가정해보자. 비록 사용자 u가 감소된 간섭으로 보다 높은 SINR을 경험한다 하더라도, 작은 제한된 세트 U1-23으로의 제한으로 인해 초래되는 대역폭 손실은 사용자 u의 달성가능한 처리효율의 관점에서 바람직하지 못하다. 따라서, 재사용 세트 (1,2,3)의 사용자들에 있어서, 선호도가 감소하는 순서로 서브밴드 세트들의 저장된 리스트가 정의되고, 예를 들어 (U1-23, [U1-2,U1-3],U1)와 같이 정의되며, 여기서 사각 괄호([]) 내의 서브밴드들 세트들은 동일한 선호도를 갖는다. 그리고 나서, 재사용 세트 (1,2,3)의 사용자들은 필요한 경우, 재사용 세트 (1,2,3)과 관련된 저장된 리스트의 추가적인 서브밴드 세트들을 사용함으로써 보다 큰 대역폭을 사용할 수 있다. 재사용 세트 (1,2)의 사용자들에 있어서, 저장된 리스트는 (U1-2, U1, U1-3, U1-23) 일 수 있다. 재사용 세트 (1)의 사용자들에 있어서, 저장된 리스트는 (U1, [U1-2, U1-3], U1-23)을 수 있다. 각 재사용 세트에 대한 저장된 리스트는 (1) 재사용 세트의 사용자들 에 의해 경험되는 간섭량을 감소키거나, 및/또는 (2) 재사용 세트의 사용자들에 의해 유발되는 간섭량을 감소시키기 위해서 정의된다.
제한적인 재사용의 또 다른 실시예에서, 각 섹터 v에는 다수의(M개) 재사용 세트들 및 다수의(예를 들면, M개) 금지된 세트들이 할당된다. 사용가능한 세트들의 수는 금지된 세트들의 수와 동일할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 예를 들어, 사용가능한 세트들 및 금지된 세트들의 다수의(M개)의 쌍들이 형성될 수 있고, 각 쌍의 사용가능한 세트 Ux 및 금지된 세트 Fx는 N개의 총 서브밴드들 각각이 단지 세트 Ux 또는 세트 Fx에 포함되도록(예를 들면,
Figure 112007015719947-pct00043
, 여기서
Figure 112007015719947-pct00044
는 합집합 연산을 의미함) 형성된다. 그러나, 일반적으로, M개의 사용가능한 세트들 및 M개의 금지된 세트들은 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
예를 들어, M개의 사용가능한 세트들이 가장 큰 사용가능한 세트의 연속적인 작은 서브세트들이 되도록 형성될 수 있다. 그리고 나서, 각 섹터는 그 로딩에 기반하여 가장 작은 가능한 사용가능한 세트를 사용한다. 이는 섹터가 부분적으로 로딩되는 경우에 이웃 섹터들에 대한 총 간섭을 감소시킨다. 이는 또한 이웃 섹터들에 의해 경험되는 간섭에서의 변동을 증가시키고, 이는 전체 시스템 성능을 개선시킨다.
M개의 금지된 세트들은 이들이 오버래핑하지 않도록 형성된다. 각 섹터에서 약한 사용자들의 수 및 그들의 데이터 요구조건들은 선험적으로(a priori) 알려지지 않는다. 각 섹터는 그 약한 사용자들을 지원하는데 요구되는 수만큼 이웃 섹터 들에 대한 금지된 세트들을 이용한다. 예를 들어, 섹터 x는 섹터 y에 비해 보다 많은 금지된 세트들의 서브밴드들을 이용함으로써 섹터 y로부터 높은 간섭을 받는 섹터 x의 하나 이상의 약한 사용자들에게 보다 높은 데이터 레이트를 제공하거나, 또는 보다 많은 이러한 약한 사용자들을 지원한다. 섹터들은 금지된 세트들의 사용을 조정한다.
일반적으로, 각 섹터에는 임의의 수의 제한되지 않은 사용가능한 서브밴드 세트들 및 임의의 수의 "한정된(constrained)" 서브밴드들 세트들이 할당된다. 한정된 서브밴드는 금지된 서브밴드 세트 또는 제한된 서브밴드들 세트이다. 예를 들어, 하나의 섹터에 다수의 한정된 서브밴드 세트들이 할당될 수 있다. 하나의 한정된 서브밴드 세트는 금지된 서브밴드 세트일 수 있고, 나머지 한정된 서브밴드 세트(들)은 상이한 전송 전력 한계들을 가질 수 있으며, 강한 사용자들의 상이한 티어들이 할당될 수 있다. 또 다른 예로서, 하나의 섹터에는 다수의 한정된 서브밴드 세트들이 할당될 수 있고, 각각의 한정된 서브밴드 세트는 상이한 전송 전력을 가질 수 있다(즉, 금지된 세트 없음). 각 섹터에 대한 다수의 사용가능한 세트들 및 한정된 세트들의 사용은 상이한 섹터들의 약한 사용자들에 대한 보다 양호한 서브밴드 매칭을 제공한다.
명확화를 위해서, 제한적인 재사용은 3개의 섹터 셀들을 갖는 시스템에 대해 설명되었다. 일반적으로, 제한적인 재사용은 임의의 재사용 패턴으로 사용될 수 있다. K-섹터/셀 재사용 패턴에서, 각 섹터/셀에 대한 금지된 세트가 다른 K-1 섹터/셀의 각각에 대한 금지된 세트와 오버랩하고, 다른 금지된 세트들의 상이한 조합들과 오버랩하도록, 각 섹터/셀에 대한 금지된 세트가 정의될 수 있다. 각 섹터/셀은 그 사용가능한 세트 및 이웃 섹터들에 대한 금지된 세트들에 기반하여 상이한 이웃 섹터들에 대해 상이한 제한된 세트들을 형성할 수 있다. 그리고 각 섹터/셀은 상술한 바와 같이 사용가능한 세트 및 제한된 세트들을 사용한다.
제한적인 재사용은 또한 OFDMA 시스템에 대해서 설명되었다. 제한적인 재사용은 또한 TDMA 시스템, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 시스템, CDMA 시스템, 다중-캐리어 CDMA 시스템, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템, 등에서 사용될 수 있다. TDMA 시스템은 시간 분할 멀티플렉싱(TDM)을 사용하고, 상이한 사용자들에 대한 전송들은 상이한 시간 인터벌에서 전송함으로써 직교화된다. FDMA 시스템은 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM)을 사용하고, 상이한 사용자들에 대한 전송은 상이한 주파수 채널들 또는 서브밴드들에서 전송함으로써 직교화된다. 일반적으로, 재사용될 시스템 자원들(예를 들면, 주파수 서브밴드/채널, 시간 슬롯, 등)은 사용가능한 세트 및 금지된 세트들로 분할된다. 이웃 섹터/셀들에 대한 금지된 세트들은 상술한 바와 같이 서로 오버랩된다. X각 섹터는 상술한 바와 같이 사용가능한 세트들 및 이웃 섹터들/셀에 대한 금지된 세트들에 기반하여 제한된 세트들을 형성한다.
제한적인 재사용은 이동 통신용 범용 시스템(GSM)에서 사용될 수 있다. GSM 시스템은 하나 이상의 주파수 밴드들에서 동작한다. 각 주파수 밴드는 주파수들의 특정 영역을 커버하고, 다수의 200kHz 무선 주파수(RF) 채널들로 분할된다. 각 RF 채널은 특정 ARFCN(절대 무선 주파수 채널 번호)에 의해 식별된다. 예를 들어, GSM 900 주파수 밴드는 AFRCN 1 내지 124를 커버하고, GSM 1800은 AFRCN 512 내지 885를 커버하며, GSM 1900은 AFRCN 512 내지 810을 커버한다. 관례적으로, 각 GSM 셀에는 한 세트의 RF 채널들이 할당되고, 단지 할당된 RF 채널들에서만 전송한다. 인터-셀 간섭을 감소시키기 위해서, 이웃 셀들에 대한 전송들이 서로 간섭하지 않도록 서로 가까이 위치하는 GSM 셀들에게는 상이한 RF 채널들 세트가 할당된다. GSM은 일반적으로 1 보다 큰 재사용 인자(예를 들면, K=7)을 사용한다.
제한적인 재사용은 GSM 시스템에 대한 인터-섹터 간섭을 효율적으로 개선 및 감소시키기 위해서 사용된다. GSM 시스템에 대한 가용한 RF 채널들은 사용가능한 세트들 및 금지된 세트들의 7개의 쌍(예를 들어, K=7)을 형성하는데 사용될 수 있고, 여기서 각 GSM 셀에는 K개의 세트 쌍들 중 하나가 할당된다. 그리고 나서, 각 GSM 셀은 그 셀의 사용자들에게 사용가능한 세트의 RF 채널들을 할당하고, 약한 사용자들에게 그 제한된 세트의 RF 채널들을 할당한다. 제한적인 재사용은 GSM 셀이 가용한 RF 채널들을 사용하는 비율(퍼센트)을 증가시키고, 1에 가까운 재사용 인자가 달성될 수 있다.
제한적인 재사용은 또한 데이터 전송을 위해 다수의 "캐리어"들을 사용하는 멀티-캐리어 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 각 캐리어는 데이터와 독립적으로 변조되고 특정 대역폭과 관련되는 정현파 신호이다. 이러한 시스템 중 하나는 1.23MHz 캐리어들을 갖는 멀티-캐리어 IS-856 시스템(3x-DO(데이터 전용)로 지칭됨)이다. 그 시스템의 각 섹터/셀은 모든 캐리어들을 사용할 수도 있고, 모든 캐리어들의 서브세트만을 사용할 수도 있다. 섹터/셀은 주어진 캐리어에 대한 간섭 을 유발하는 것을 방지하기 위해서 주어진 캐리어를 사용하는 것이 금지될 수 있고, 이는 이러한 캐리어를 사용하는 다른 섹터/셀들이 보다 적은 간섭을 받게 하여, 높은 SINR을 달성하게 하고, 보다 양호한 성능을 유지하게 한다. 대안적으로, 섹터/셀은 주어진 캐리어에 대한 간섭을 감소시키기 위해서 주어진 캐리어에 대한 낮은 전송 전력 한계를 사용하도록 한정될 수 있다. 각 섹터에 있어서, 한정된(금지된 또는 제한된 사용) 캐리어(들)은 통계적으로 또는 동적으로 할당될 수 있다.
각 섹터는 그 사용자들에게 사용가능한 캐리어(들)을 할당한다. 각 섹터는 또한 사용자에 대한 강한 간섭자/피간섭자들을 방지하는 방식으로 각 사용자에게 캐리어를 할당할 수 있다. 예를 들어, 다수의 사용가능한 캐리어들이 가용하면, 사용자에게는 그 사용자에 대해 보다 적은 간섭을 갖는 캐리어들 중 하나(예를 들면, 그 사용자에 대한 강한 간섭자들에 의해 사용되지 않는 캐리어)가 할당될 수 있다.
제한적인 재사용을 사용하는 데이터 전송 및 수신 처리는 시스템 설계에 따른다. 명확화를 위해서, 각 섹터에 대해 한 쌍의 사용가능한 서브밴드 세트 및 금지된 서브밴드 세트를 갖는 제한적인 재사용 실시예에 대한 주파수 호핑 OFDMA 시스템의 예시적인 전송 및 수신 엔티티들이 아래에서 설명된다.
도9는 기지국 또는 단말의 전송 부분일 수 있는 전송 엔티티(110x)의 실시예에 대한 블록 다이아그램이다. 전송 엔티티(110x) 내에서, 인코더/변조기(914)는 주어진 사용자 u에 대한 데이터 소스(912)로부터 트래픽/패킷 데이터를 수신하고, 사용자 u에 대해 선택된 코딩 및 변조 방식에 따라 그 데이터를 처리하며(예를 들 면, 인코딩, 인터리빙, 및 변조), 데이터에 대한 변조 심벌인 데이터 심벌들을 제공한다. 각 변조 심벌은 선택된 변조 방식에 대한 신호 성좌(constellation)에 대한 포인트(point)에 대한 복소 값이다. 심벌 대 서브밴드 매핑 유닛(916)은 사용자 u에 대한 데이터 심벌들을 FH 제어에 의해 결정된 적절한 서브밴드들 상으로 제공하고, FH 제어는 사용자 u에 할당된 트래픽 채널에 기반하여 FH 생성기에 의해 생성된다. FH 생성기(940)는 룩업 테이블, 의사 난수(PN) 생성기, 등으로 구현될 수 있다. 매핑 유닛(916)은 파일럿 전송을 위해 사용되는 서브밴드들 상에서 파일럿 심벌들 및 파일럿 또는 데이터 전송에서 사용되지 않는 각 서브밴드들에 대해 제로 신호 값을 제공한다. 각각의 OFDM 심벌 주기 동안, 매핑 유닛(916)은 N개의 서브밴드들에 대해 N개의 전송 심벌들을 제공하고, 여기서 각각의 전송 심벌은 데이터 심벌, 파일럿 심벌, 또는 제로-신호 값일 수 있다.
OFDM 변조기(920)는 각 OFDM 심벌 주기 동안 N개의 전송 심벌들을 수신하고, 대응하는 OFDM 심벌을 생성한다. OFDM 변조기(920)는 일반적으로 역 고속 퓨리어 변환(IFFT) 유닛 및 주기적 서문 생성기를 포함한다. 각 OFDM 심벌 주기 동안, IFFT 유닛은 N-포인트 역 FFT를 사용하여 시간 영역으로 N개의 전송 심벌들을 변환하여, N개의 시간-영역 칩들을 포함하는 "변환된" 심벌을 획득한다. 각 칩은 1 칩 주기에서 전송된 복소 값이다. 그리고 나서, 주기적 서문 생성기는 각각의 변환된 심벌의 일부를 반복하여 N+C 칩들을 포함하는 OFDM 심벌을 형성하고, 여기서 C는 반복되는 칩들의 수이다. 반복된 부분은 종종 주기적 서문으로 지칭되며, 주파수 선택적 페이딩에 의해 유발되는 인터-심벌 간섭(ISI)을 방지하기 위하여 사용된다. OFDM 심벌 주기는 하나의 OFDM 심벌의 듀레이션에 대응하고, 하나의 OFDM 심벌 듀레이션은 N+C 칩 주기이다. OFDM 변조기(920)는 OFDM 심벌 스트림을 제공한다. 송신기 유닛(922)는 OFDM 심벌 스트림을 처리하여(예를 들면, 아날로그 변환, 필터링, 증폭, 및 주파수 업컨버팅) 안테나(924)로부터 전송되는 변조된 신호를 생성한다.
제어기(930)는 전송 엔티티(110x)에서 동작을 지령한다. 메모리 유닛(932)은 제어기(930)에 의해 사용되는 프로그램 코드 및 데이터를 저장한다.
도10은 수신 엔티티(120x)의 일 실시예에 대한 블록 다이아그램이며, 여기서 수신 엔티티(120x)는 기지국 또는 단말의 수신부일 수 있다. 하나 이상의 전송 엔티티들에 의해 전송된 하나 이상의 변조된 신호들은 안테나(1012)에 의해 수신되고, 수신된 신호는 수신 유닛(1014)으로 제공되고, 수신 유닛(1014)에 의해 처리되어 샘플들을 획득한다. 하나의 OFDM 심벌 주기에 대한 샘플들의 세트는 하나의 수신 OFDM 심벌을 나타낸다. OFDM 복조기(1016)는 샘플들을 처리하여 수신 심벌들을 제공하고, 수신 심벌들은 송신 엔티티들에 의해 전송된 전송 심벌들의 잡음 있는 추정치이다. OFDM 복조기(1016)는 일반적으로 주기적 서문 제거 유닛 및 FFT 유닛을 포함한다. 주기적 서문 제거 유닛은 각 수신된 OFDM 심벌에서 주기적 서문을 제거하여 수신된 변환된 심벌을 획득한다. FFT 유닛은 N-포인트 FFT를 이용하여 각각의 수신된 변환된 심벌을 주파수 영역으로 변환하여 N 서브밴드들에 대한 N개의 수신된 심벌들을 획득한다. 서브밴드 대 심벌 디매핑 유닛(1018)은 각각의 OFDM 심벌 주기 동안 N개의 수신된 심벌들을 획득하고, 사용자 u에 할당된 서브밴 드들에 대해 수신된 심벌들을 제공한다. 이러한 서브밴드들은 사용자 u에 할당된 트래픽 채널에 기반하여 FH 생성기(1040)에 의해 생성된 FH 제어에 의해 결정된다. 복조기/디코더(1020)은 사용자 u에 대한 수신 심벌들을 처리하여(예를 들면, 복조, 디인터리빙, 및 디코딩) 저장을 위해 데이터 싱크(1022)로 디코딩된 데이터를 제공한다.
제어기(1030)는 수신 엔티티(120x)에서 동작을 지령한다. 메모리 유닛(1032)는 제어기(1030)에 의해 사용되는 프로그램 코드 및 데이터를 저장한다.
제한적인 재사용에 있어서, 각 섹터(또는 시스템의 스케줄러)는 데이터 전송을 위한 사용자들을 선택하고, 선택된 사용자들에 대한 강한 간섭자/피간섭자들을 식별하고, 그 강한 간섭자/피간섭자들에 기반하여 각 선택된 사용자에 대한 사용가능한 세트 또는 제한된 세트를 결정하며, 적절한 세트들로부터 서브밴드들을(또는 트래픽 채널들을) 선택된 사용자들로 할당한다. 그리고 나서, 각 섹터는 각 사용자에게 예를 들면 무선 시그널링을 통해 그 할당된 트래픽 채널을 제공한다. 그리고 나서, 각 전송 엔티티 및 수신 엔티티는 적절한 처리를 수행하여 할당된 트래픽 채널에 의해 표시된 서브밴드들 상에서 데이터를 전송 및 수신한다.
여기서 제시된 제한적인 재사용 기술들은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기술들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에서, 간섭자/피간섭자들을 식별하고, 제한된 세트들을 결정하고, 서브밴드들을 할당하고, 전송 또는 수신을 위한 데이터를 처리하고, 제한된 재사용과 관련된 다른 기능들을 수행하는 처리 유닛들은 하나 이상의 주문형 집 적회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 디지털 신호 처리 장치(DSPD), 프로그램가능한 논리 장치(PLD), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로-제어기, 마이크로 프로세서, 여기서 제시된 기능들을 수행하도록 구현된 전자 유닛, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현에서, 제한적인 재사용 기술은 여기서 제시된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들면, 프로시져, 기능, 등)로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들이 메모리 유닛(예를 들면, 도9의 메모리 유닛(932) 또는 도10의 메모리 유닛(1032))에 저장될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부에서 구현되거나, 프로세서 외부에서 구현될 수 있다.
제한적인 재사용 방법 및 스케줄러들
제한적인 재사용 방법은 OFDMA 기반 시스템에서 인터-셀 간섭을 감소시킨다. 이러한 제한적인 재사용 방법의 핵심적인 사상은 선택된 사용자들의 채널 품질들에 기반하여 선택된 사용자들에 대한 주파수 재사용을 배치하는 것이다. CDMA 시스템에서, 활성 세트는 핸드오프 목적으로 각 사용자에 대해 정의된다. 사용자의 활성 세트 내의 섹터들은 일반적으로 순방향 링크 상에서 이러한 사용자 수신에서 가장 많은 간섭을 유발하고, 역방향 링크에서 이러한 사용자 전송에 의해 가장 심각하게 간섭을 받는다. 사용자 활성 세트 내의 섹터들로부터 이러한 간섭을 방지하는 것은 순방향 링크 및 역방향 링크 모두에서 간섭을 감소시킨다.
무선 네트워크의 스케줄러들은 제한적인 재사용을 통해 SINR 개선을 이용하기 위해서 수정될 필요가 있다. 음성 트래픽에 있어서, 음성 용량은 일반적으로 네트워크의 가장 열악한 사용자들의 SINR에 의해 제한된다. 음성 사용자는 일반적으로 상대적으로 긴 듀레이션 동안 좁은 대역폭을 점유하기 때문에, 통화기간 동안 사용자 SINR을 개선하기 위해서 사용자에게 정적인 주파수 재사용 세트를 할당함으로써 직접적인 용량 향상이 존재하게 된다. 버스트 트래픽을 갖는 사용자에 있어서, 상이한 SINR, 가용 대역폭, 및 (이러한 재사용 세트 상의 다른 사용자들로부터) 제공된 로드를 갖는 주파수 세트들 사이에서 트레이드 오프가 이뤄질 필요가 있다. 동일한 서비스 등급(EGoS) 또는 비례하는 공정성과 같은 공정성 기준이 상이한 재사용 세트로부터 사용자들에 대해 실행될 필요가 있는 경우, 스케줄러는 더욱더 복잡해진다.
EGoS 제한적인 재사용 세트 관리는 순방향 전송에서 EGoS를 보장하기 위해서 3G 스케줄러들과 함께 사용될 수 있다. 이러한 스케줄러는 사용자에게 정적인 주파수 재사용 세트를 할당하고, 3G 스케줄러는 각 재사용 세트에서 패킷 전송들을 스케줄링한다.
제한적인 재사용은 사용자에 의해 측정된 간섭 및 채널을 고려하는 범용 주파수 계획 방식이다. 다음 실시예에서, 각 섹터에는 0, 1, 또는 2의 칼러(color)가 할당된다. 네트워크에서 가용한 전체 대역폭은 7개의 주파수 세트들로 분할되고, 전반적(universal) 재사용, 1/3 재사용, 및 2/3 재사용이 사용된다. 각각의 재사용 주파수 세트는 3-비트 이진 마스크로 라벨링되고, 여기서 i번째 위치에서 "1"은 칼러 i 섹터에 의해 이것이 사용됨을 표시한다. 예를 들어, 110은 칼러 0 및 1의 섹터에 의해 사용되지만, 칼러 2 섹터에 의해서는 사용되지 않는 2/3 주파 수 재사용 세트를 표시한다; 100은 칼러 0 섹터에 의해 사용되지만, 칼러 1 및 칼러 2 섹터에 의해 사용되지 않는 1/3 주파수 재사용 세트를 표시한다. 주파수 세트 {U0,U1,U2,U3,U4,U5,U6}의 라벨들은 {111,110,101,011,100,010,001)로 주어진다. 주파수 계획을 통해, 사용자들은 1/3 또는 2/3 재사용 주파수 세트를 사용하여 강한 간섭자들을 방지할 수 있게 된다.
3G 네트워크들에서, 데이터 사용자들 사이의 공정성은 스케줄러에 의해 이뤄진다. 사용자들로의 순방향 링크 전송들이 시간 멀티플렉싱되는 네트워크에서, 가장 높은 스케줄링 메트릭을 갖는 사용자가 스케줄링 시간 슬롯들 상에서 전송을 위해 스케줄링될 것이다. 스케줄링 메트릭은 일반적으로 공정성 기준뿐만 아니라, 멀티 사용자 다이버시티(MUD)를 이용하기 위해서 채널 바람직성(desirability)에 기반하여 계산된다. λn을 특정 윈도우에서 사용자 u의 처리량(throughput)으로 둔다.
Figure 112007015719947-pct00045
및
Figure 112007015719947-pct00046
은 사용자 n의 순시 및 평균 스펙트럼 효율로 둔다. 공정성 메트릭 Fn은 EGoS 스케줄러에 대해,
Figure 112007015719947-pct00047
등식(4)
이고, 비례하는 공정(proportional fair) 스케줄러에 대해
Figure 112007015719947-pct00048
등식(5)
이다.
채널 바람직성 메트릭은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112007015719947-pct00049
등식 (6)
스케줄링 메트릭은 공정성 기준 메트릭 및 채널 바람직성 메트릭의 곱으로 계산될 수 있으며, 다음과 같다.
Figure 112007015719947-pct00050
등식(7)
제한적인 재사용 세트 관리
실시예에 따라 섹터 처리량이 EGoS 공정성 제한을 사용하여 최대화되도록 제한적인 재사용 세트들을 사용자들에게 할당한다. 재사용 세트 할당이 재사용 세트 대역폭 및 재사용 세트 로딩을 고려함이 없이 단지 사용자 SINR 특성에 의해서만 수행된다면, 제한적인 재사용은 공정성 문제를 야기할 수 있다. 사용자에게 2/3 또는 1/3 재사용 세트가 할당되는 경우, 그 간섭 레벨은 전반적(universal) 재사용 세트에 비해 상당히 감소된다.
EGoS 공정성에 있어서, 약한 사용자들에게 2/3 또는 1/3 재사용 세트들을 할당함으로써 모든 사용자들 사이에서 SINR을 일정하게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 처리량 및 지연과 같은 개별적인 사용자 성능이 또한 재사용 세트 내의 각 사용자로의 대역폭 할당에 의존한다. 재사용 세트 내의 EGoS 공정성은 각 재사용 세트에 대해 독립적으로 동작하는 EGoS 스케줄러에 의해 달성될 수 있다. 재사용 세트들 사이의 공정성은 실시예에 따른 제한적인 재사용 세트 관리 방법을 이용하여 달성된다.
사용자들 사이에서 EGoS 공정성을 이용한 총(aggregated) 재사용 세트 처리량은 사용자 확산 효율의 조화 평균 및 재사용 세트의 대역폭의 곱에 의해 근사화된다. 섹터 내의 N개의 활성 사용자들 및 M개의 비-금지된 재사용 세트들을 고려한다.
Figure 112007015719947-pct00051
을 재사용 세트 m에 대한 사용자 n의 스펙트럼 효율로 둔다.
Figure 112007015719947-pct00052
, 재사용 섹터 로딩, 을 재사용 세트 m에 할당된 사용자들의 세트로 두며, 여기서 세트 0은 1/1 재사용 세트를 표시한다.
Figure 112007015719947-pct00053
을 재사용 세트 m의 대역폭으로 둔다. EGoS 섹터 처리량은
Figure 112007015719947-pct00054
로 근사화되고, 여기서
Figure 112007015719947-pct00055
는 세트의 사이즈를 표시한다. 그러면, 재사용 세트 m에 대한 추정된 사용자 처리량은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112007015719947-pct00056
등식(8)
제안된 방법에서, 재사용 세트 멤버쉽은 동일한 사용자 처리량이 전체 재사용 세트들에 대해 달성되도록 하는 조건하에서 섹터 처리량을 최대화하도록 할당된다.
TDMA 시스템에서, 상술한 분석이 동일하게 적용되며, 다만 대역폭이 시간 슬롯으로 대체된다. 예를 들어, TDMA 시스템에서 Bm이 대역폭 대신 시간 인터벌을 표시하는 경우, 등식(8)은 추정된 사용자 처리량에 대해 여전히 적용된다.
다중 캐리어 CDMA(MC_CDMA) 시스템에서, 동일한 분석이 적용되며, 다만 재사용 세트 대역폭의 입도(granularity)는 복수의 단일 캐리어 대역폭으로 제한된다.
도11은 일 실시예에 따른 재사용 세트 관리 방법의 흐름도이다.
1.
Figure 112007015719947-pct00057
및
Figure 112007015719947-pct00058
에 대하여
Figure 112007015719947-pct00059
를 계산.
2. 세트
Figure 112007015719947-pct00060
로
Figure 112007015719947-pct00061
를 초기화하고, 빈(empty) 세트들로 다른
Figure 112007015719947-pct00062
들을 초기화함.
3. 가장 약한 M-1 연결들, 즉 가장 작은 스펙트럼 효율
Figure 112007015719947-pct00063
을 갖는 연결들을
Figure 112007015719947-pct00064
로부터 다른 M-1 세트들로 이동함(여기서 각 세트는 하나의 연결만을 가짐).
4. 독립적인 EGoS 스케줄러가 각 세트에 대해 구현되는 것으로 가정하여, 등식(8)에 따라 각 재사용 세트에 대해 추정된 사용자 처리량을 계산함.
5.
Figure 112007015719947-pct00065
를 최소 사용자 처리량
Figure 112007015719947-pct00066
를 갖는 재사용 세트 인덱스를 표시하는 것으로 설정함.
Figure 112007015719947-pct00067
는 재사용 세트
Figure 112007015719947-pct00068
의 가장 약한 사용자의 인덱스를 표시하는 것으로 설정함. 이러한 방법의 나머지 목적은 사용자
Figure 112007015719947-pct00069
를 적절한 재사용 세트로 이동시킴으로써, 이러한 이동 후에 사용자
Figure 112007015719947-pct00070
의 처리량이 가장 많이 개선되도록 하는 것이다. 명백하게, 재사용 세트
Figure 112007015719947-pct00071
의 사용자들은 개선된 평균 채 널 품질 및 재사용 세트
Figure 112007015719947-pct00072
의 자원들을 경쟁하는 하나 적은 사용자로 인해 높은 처리량을 누릴 수 있게 된다.
6. 사용자
Figure 112007015719947-pct00073
가 가장 높은 처리량을 달성하는 재사용 세트
Figure 112007015719947-pct00074
발견.
Figure 112007015719947-pct00075
가 원(original) 세트
Figure 112007015719947-pct00076
이면, 낮은 처리량 세트로부터 다른 재사용 세트로 사용자를 이동시킴으로써 어떠한 개선도 이뤄지지 않는다. 재사용 세트 관리 프로그램을 벗어난다(exit).
7. 재사용 세트
Figure 112007015719947-pct00077
로부터 재사용 세트
Figure 112007015719947-pct00078
로 사용자
Figure 112007015719947-pct00079
이동. 단계 4로 진행.
상기 알고리즘에서, 모든 재사용 세트들의 사용자 처리량들은 낮은 처리량 재사용 세트들로부터 높은 처리량 재사용 세트들로 사용자들을 반복적으로 이동시킴으로써 충분히 균등화(equalize)된다. 이러한 방법의 추가적인 개선은 단계 6 후에 하나의 단계를 더 추가함으로써 이뤄질 수 있다. 구체적으로, 각 반복에서 낮은 처리량 재사용 세트로부터 높은 처리량 재사용 세트로 하나의 사용자를 이동하는 대신에, 이러한 2개의 재사용 세트들 모두에서의 처리량이 증가하는 경우 2개의 재사용 세트는 사용자들을 교환(swap)할 수 있다.
도12에서, 재사용 세트 관리 방법을 사용하는 경우 및 사용하지 않는 경우에서, OFDMA 시스템의 평균 SINR이 제시된다. 재사용 2 및 재사용 3은 각각 최대 재사용 세트 사이즈 2 및 3을 갖는 제한적인 재사용 방법을 지칭한다. 25%의 부분적 인 로딩 및 재사용 3을 사용하는 경우, 기하학적(geometry) 분포는 우측으로 3.5dB만큼 균일하게 이동된다. 평균 스펙트럼 효율은 57%만큼 개선되고, 추정된 처리량은 25%의 부분적인 로딩을 고려하여 18%만큼 개선된다.
도12는 일 실시예에 따른 EGoS 재사용 세트 관리 및 25% 부분적인 로딩을 사용하는 재사용 2 및 재사용 3의 기하학적 분포를 보여준다.
제한적인 재사용 세트 관리 방법은 장기적인 채널 품질 측정치들에 기반하여 사용된다. 비록 단기적인 페이딩이 시간에 따라 사용자 스펙트럼 효율에서의 큰 변동을 야기하지만, 2개의 재사용 세트들 사이의 사용자 스펙트럼 효율의 차이는 단기 페이딩에 비해 매우 느린 랜덤 프로세스임이 관측되었다. 제한적인 재사용 세트 멤버쉽 갱신 인터벌은 기존의 CDMA 시스템에서 활성 세트 갱신 인터벌로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 개별적인 EGoS 스케줄러가 각 재사용 세트에서 구현된다. 동일한 재사용 세트의 사용자들 사이의 동일한 서비스 등급은 단계(1), (3), 및 (4)에서 설명된 EGoS 방법을 통해 달성되며, 여기서 재사용 세트 m에 대해
Figure 112007015719947-pct00080
은
Figure 112007015719947-pct00081
으로 대체된다. 상이한 재사용 세트들 사이의 동일 서비스 등급은 제시된 재사용 세트 관리 방법을 통해 달성된다.
상술한 설명은 당업자가 본원발명을 보다 용이하게 이해 및 이용할 수 있도록 하기 위해서 제시되었다. 본 발명은 상술한 실시예들로 제한되지 않으며 다양한 변형이 가능함을 당업자는 잘 이해할 것이다. 따라서, 본원발명의 보호 범위는 상기 실시예들로 제한되지 않으며, 하기 청구범위에 따라 정해진다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 시스템 자원들을 할당하는 방법으로서,
    각 재사용 세트의 차원(dimension)을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트의 로딩을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율(efficiency)들을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량(throughput)을 추정하는 단계; 및
    모든 재사용 세트들의 사용자 처리량을 균등화(equalize) 하는 단계를 포함하는 시스템 자원 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    모든 재사용 세트들의 사용자 처리량들은 낮은 처리량 재사용 세트들로부터 높은 처리량 재사용 세트들로 사용자들을 반복적으로 이동시킴으로써 균등화되는 시스템 자원 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    2개의 재사용 세트들 모두의 처리량이 증가되면, 2개의 재사용 세트들이 사 용자들을 교환(swap)하는 시스템 자원 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    재사용 세트 m (Sm)에 대한 EGoS 사용자 처리량 (
    Figure 112007015719947-pct00082
    ) 는
    Figure 112007015719947-pct00083
    에 의해 추정되며,
    여기서, Bm은 재사용 세트 m의 차원을 표시하고,
    Figure 112007015719947-pct00084
    은 재사용 세트 m에 대한 사용자 i의 스펙트럼 효율을 표시하는 시스템 자원 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    각 재사용 세트에 대한 EGoS 사용자 처리량 제한(constraint)하에서 섹터 처리량을 최대화하는 단계를 더 포함하는 시스템 자원 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    섹터 처리량은
    Figure 112007015719947-pct00085
    를 최대화함으로써 최대화되며, 여기서 Bm은 재사용 세트 m의 차원을 표시하고,
    Figure 112007015719947-pct00086
    은 재사용 세트 m (Sm)에 대한 사용자 i 의 스펙트럼 효율을 표시하는 시스템 자원 할당 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    각 재사용 세트로부터 사용자를 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 시스템 자원 할당 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 차원은 OFDMA 시스템에서 서브캐리어인 시스템 자원 할당 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차원은 OFDMA 시스템에서 시간슬롯-서브캐리어인 시스템 자원 할당 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차원은 TDMA 시스템에서 시간슬롯인 시스템 자원 할당 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차원은 MC-CDMA 시스템에서 캐리어인 시스템 자원 할당 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 시스템 자원들을 할당하는 장치로서,
    각 재사용 세트의 차원을 결정하고;
    각 재사용 세트의 로딩을 결정하며;
    각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들을 결정하며;
    각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량을 추정하며; 그리고
    모든 재사용 세트들의 사용자 처리량들을 균등화하도록 동작하는 제어기를 포함하는 시스템 자원 할당 장치.
  13. 무선 통신 시스템에서 간섭을 추정하는 방법을 실행하도록 프로그램된 제어기로서, 상기 방법은
    각 재사용 세트의 차원(dimension)을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트의 로딩을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율(efficiency)들을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량(throughput)을 추정하는 단계; 및
    모든 재사용 세트들의 사용자 처리량을 균등화(equalize) 하는 단계를 포함하는, 제어기.
  14. 무선 통신 시스템에서 시스템 자원들을 할당하는 장치로서,
    각 재사용 세트의 차원을 결정하는 수단;
    각 재사용 세트의 로딩을 결정하는 수단;
    각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들을 결정하는 수단;
    각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량을 추정하는 수단; 그리고
    모든 재사용 세트들의 사용자 처리량들을 균등화하는 수단을 포함하는 시스템 자원 할당 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    각 재사용 세트에 대한 EGoS 사용자 처리량의 제한하에서 섹터 처리량을 최대화하는 수단을 더 포함하는 시스템 자원 할당 장치.
  16. 무선 통신 시스템에서 시스템 자원을 할당하는 방법을 구현하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    상기 방법은 각 재사용 세트의 차원(dimension)을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트의 로딩을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율(efficiency)들을 결정하는 단계;
    각 재사용 세트의 차원, 각 재사용 세트의 로딩, 및 각 재사용 세트를 공유하는 모든 사용자들의 스펙트럼 효율들에 기반하여 각 재사용 세트에 대한 동일 서비스 등급(EGoS) 사용자 처리량(throughput)을 추정하는 단계; 및
    모든 재사용 세트들의 사용자 처리량을 균등화(equalize) 하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능한 매체.
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