KR100948797B1 - 이동통신 시스템에서 사용자 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 사용자 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 사용자 스케줄링을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 이동통신 시스템에서 기지국의 스케줄링 방법 있어서, 인접 기지국들로부터 간섭을 고려하여 각각의 단말들에 대해 스케줄링 만족도를 산출하는 과정과, 상기 산출된 만족도들 중, 상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우에 대해서 각각 최대 만족도를 갖는 단말을 선택하여 후보 단말 리스트를 구성하는 과정과, 상기 후보 단말 리스트를 상기 인접 기지국들과 교환하는 과정과, 상기 교환된 후보 단말 리스트의 단말들 각각에 대해 채널 전송률을 산출하여 서비스 단말을 선택하는 과정을 포함하여, 스케줄링의 공평성을 지원하면서 인접 셀 간섭으로 인한 서비스 품질 저하를 줄일 수 있다.
다중 셀, 스케줄링, 전력 제어, 셀 간섭.

Description

이동통신 시스템에서 사용자 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 이동통신 시스템에서 인접 기지국의 송신 신호로 인해 간섭을 받는 단말 예시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인접 셀의 간섭을 고려하여 사용자를 스케줄링하는 이동통신 시스템 예시도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 스케줄링을 수행하는 기지국 동작 흐름도 및,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 스케줄링을 수행하는 기지국 장치 블록도.
본 발명은 이동통신 시스템에서 사용자 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중 셀 이동통신 시스템에서 셀 간섭을 고려하는 사용자 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서 사용자들은 무선 채널을 통해 다양한 고속의 멀티 미디어 서비스를 제공받고 있다. 이러한 서비스들은 각각 다른 형태의 서비스 요구 조건이 있다. 예를 들면, 화상전화와 같은 실시간 서비스는 전송 에러보다는 낮은 전송지연을 요구하는 반면, 파일 전송과 같은 서비스는 전송지연보다는 낮은 전송에러를 요구한다. 여기서, 상기 이동통신 시스템이 사용자의 서비스 형태에 따라 무선망의 혼잡도를 고려하여 전송률을 제어한다면 상기 시스템은 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있을 것이다. 그래서, 상기 이동통신 시스템에서는 스케줄링 기법을 사용하고 있다.
상기 스케줄링은 사용자의 서비스 요청에 대해 시스템을 효율적으로 활용하기 위해 전송할 사용자, 전송시점, 전송률 등을 결정하는 기법이다. 상기 스케줄링 기법에 있어서, 상기 전송할 사용자, 전송시점, 전송률 등을 결정하는 기준으로 공평성(fairness)이 사용되고 있다. 여기서, 상기 공평성은 비례 공평성(proportional fairness)와 최대 최소 공평성 (max-min fairness)으로 나누어진다. 상기 비례 공평성은 채널 상태와 상관없이 단말 별로 같은 양의 무선 자원을 할당하기 때문에 비례 공평성이라 한다. 예를 들면, 좋은 채널 상태에 있는 단말이나 나쁜 채널 상태에 있는 단말들이 비슷한 양의 타임 슬롯을 할당받게 된다. 이에 반해 상기 최대 최소 공평성은 같은 양의 무선 자원을 할당하는 것이 아니라 같은 양의 데이터가 전송될 수 있도록 한다. 즉, 단말 별 전송률을 같도록 하는 것이다. 이와 같은 상기 최대 최소 공평성은 단말 별로 지원할 수 있는 최대 전송률이 수십 배까지 차이가 날 수 있어서, 저속 전송률 상태의 단말이 고속 전송률 상태의 단말에 비해 지나치게 많은 타임 슬롯을 할당받게 된다. 하지만, 상기 비례 공평성의 경우에 단말 별로 일정한 기준 이상의 전송률을 보장하지 못하기 때문에 서비스 품질(Quality of Serive: QoS) 보장에 대해서는 매우 취약하다. 이러한 문제를 보완하기 위해서 이 두 가지 공평성을 모두 포함하며 이 두 가지의 공평성들을 적절하게 조합할 수 있는 GPF 스케줄러(Generalized Proportional Fair Scheduler)가 제안되어 사용되고 있다. 대표적으로 "Transmitter directed, Code Division Multiple Access system using path diversity to equitably maximize throughput"(U.S. Patent #6449490, September 10, 2002.)에서 제안하는 PF 스케줄러가 있다.
하지만, 종래 기술에서 상기 PF 스케줄러는 셀이 하나일 경우를 가정하여 설계되어 다중 셀 이동통신 시스템에서 셀간 간섭을 고려하지 않고 있다. 이런 경우 셀의 가장자리에 있는 단말은 인접 셀의 간섭으로 인해 서비스를 받지 못하게 되는 경우가 빈번하게 발생하여 스케줄러의 공평성 있는 서비스를 기대하기 어렵다. 또한, 셀의 가장자리에 있는 상기 단말이 서비스를 받더라도 인접 셀의 간섭으로 인해 요구되는 서비스 품질을 기대하기 어렵다. 하기 도 1에 도시된 바와 같이, 다중 셀 이동통신 시스템에서 인접 셀의 간섭으로 인해 요구되는 서비스 품질이 저하된다. 예를 들면, 상기 도 1의 (a)에서 기지국A(100)으로부터 서비스를 받는 단말(104)이 상기 기지국A(100)의 서비스 영역(106)의 가장자리에 있을 때, 상기 단말(104)은 인접 기지국B(102)의 송신 신호로 인해 간섭을 받게 된다(108). 따라서, 상기 단말(104)은 인접 기지국B(102)의 간섭으로 인해 서비스를 받지 못하거나 서비스 품질이 저하되는 문제점이 있다. 상기 도 1의 (b)를 보면 기지국A(101)으로부터 서비스를 받는 단말(107)이 상기 기지국A(101)의 서비스 영역(108)의 가장자리에 있을 때, 상기 단말(107)은 인접 기지국B(103)와 인접 기지국C(105)의 송신 신호들로 인해 간섭을 받아 서비스를 받지 못하거나 서비스 품질이 저하될 수 있다.
따라서, 다중 셀 이동통신 시스템에서 비례 공평성과 최대 최소 공평성을 지원하며서 인접 셀 간섭을 고려하는 스케줄링 치 및 방법이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 셀 이동통신 시스템에서 사용자 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 셀 이동통신 시스템에서 셀 간섭을 고려한 사용자 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 셀 이동통신 시스템에서 비례 공평성과 최대 최소 공평성을 지원하며 인접 셀 간섭을 고려하는 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 기지국의 스케줄링 방법 있어서, 인접 기지국들로부터 간섭을 고려하여 각각의 단말들에 대해 스케줄링 만족도를 산출하는 과정과, 상기 산출된 만족도들 중, 상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우에 대해서 각각 최대 만족도를 갖는 단말을 선택하여 후보 단말 리스트를 구성하는 과정과, 상기 후보 단말 리스트를 상기 인접 기지국들과 교환하는 과정과, 상기 교환된 후보 단말 리스트의 단말들 각각에 대해 채널 전송률을 산출하여 서비스 단말을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신 시스템에서 기지국의 스케줄링 방법 있어서, 인접 기지국들로부터 간섭을 고려하여 각각의 단말들에 대해 스케줄링 만족도를 산출하고, 상기 산출된 만족도들 중 상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우에 대해서 각각 최대 만족도를 갖는 단말을 선택하여 후보 단말 리스트를 구성하는 후보 단말 선정부와, 상기 후보 단말 리스트를 상기 인접 기지국들과 교환하는 인터페이스부와, 상기 교환된 후보 단말 리스트의 단말들 각각에 대해 채널 전송률을 산출하여 서비스 단말을 선택하는 단말 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 이동통신 시스템에서 다중 셀간 간섭을 고려하는 사용자 스케줄링 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 인접 셀의 간섭을 고려하는 스케줄링하는 예시도이다.
상기 도 2를 참조하면, 39개의 육각형 형태의 셀에서 기지국(11)은 인접 기지국들(3, 4, 10, 12, 24, 25)의 간섭 신호를 고려하여 스케줄링하기 위해, 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수(utility funcition)를 산출한다. 상기 만족함수는 상기 후보 단말과 상기 기지국(11)의 경로 손실뿐만 아니라 상기 후보 단말과 각각의 상기 인접 기지국들(3, 4, 10, 12, 24, 25) 사이의 경로 손실을 나타내는 파라미터와 전송률 파라미터를 포함하고 있다.
이후 상기 기지국(11)은 상기 만족함수를 이용하여 서비스 영역에 있는 서비스 후보 단말을 선정한 후, 상기 후보 단말 정보(
Figure 112008013953991-pat00001
)를 상기 인접 기지국들(3, 4, 10, 12, 24, 25)로 전송한다(200). 여기서, 상기 기지국은 공평성과 셀 간섭을 고려하여 상기 서비스 후보 단말을 선정하게 된다.
한편, 기지국(7)은 인접 기지국(1, 2, 6, 17, 18, 19)의 간섭 신호를 고려하여 스케줄링하기 위해, 상기 인접 기지국(1, 2, 6, 17, 18, 19)들로부터 상기 인접 기지국들(1, 2, 6, 17, 18, 19)의 후보 단말 정보(
Figure 112008013953991-pat00002
Figure 112008013953991-pat00003
)를 수신한다(202). 상기 도 2에서는 상기 기지국이 상기 인접 기지국으로 상기 후보 단말정보를 전송하는 과정(200)과, 상기 기지국이 상기 인접 기지국으로부터 상기 인접 기지국의 후보 단말 정보를 수신하는 과정(202)을 따로 설명하였지만, 상기 기지국은 자신의 후보 단말 정보를 생성하여 인접 기지국으로 전송하고 또한, 상기 인접 기지국의 후보 단말 정보를 수신해야 한다. 상기 기지국이 자신의 후보 단말 정보를 직접 인접 기지국으로 전송할 수 있고, 구현에 따라서, 백본망을 통해 전송할 수 있다. 그리고, 마찬가지로, 인접 기지국으로부터 인접 기지국의 후보 단말 정보를 직접 수신할 수 있으며, 구현에 따라서, 백본망을 통해 수신할 수 있다.
이후, 상기 기지국은 자신의 상기 후보 단말 정보와 상기 인접 기지국의 후보 단말 정보를 이용하여 상기 기지국의 후보 단말들에 대한 실시간 전송률을 계산한다. 여기서, 상기 실시간 전송률을 계산값을 바탕으로 하여 상기 기지국은 최종적으로 스케줄링 대상 단말을 결정하게 된다.
삭제
이하 설명을 하기 전에 몇 가지 사항을 가정한다. 먼저, 기지국의 집합은
Figure 112006091494805-pat00004
으로 표현하고, 단말의 집합은
Figure 112006091494805-pat00005
으로 표현한다. 즉, 다중 셀 이동통신 시스템에서
Figure 112006091494805-pat00006
개의 기지국과
Figure 112006091494805-pat00007
개의 단말이 존재한다고 가정한다.
두 번째 하나의 단말은 등록절차를 통해 하나의 기지국에 이미 등록되어 있다고 가정하고, 기지국간 핸드오버에 대해서는 고려하지 않는다. 따라서, 상기 단말의 집합
Figure 112006091494805-pat00008
는 하기 <수학식 1>에서 처럼
Figure 112006091494805-pat00009
들로 나누어져 해당 기지국에 분포되어 있다고 가정한다.
Figure 112006091494805-pat00010
여기서, 상기
Figure 112006091494805-pat00011
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00012
에 있는 단말 집합이고 상기
Figure 112006091494805-pat00013
는
Figure 112006091494805-pat00014
개 기지국에 포함된 모든 단말 집합이다. 상기
Figure 112006091494805-pat00015
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00016
에 포함된 단말과 기지국
Figure 112006091494805-pat00017
에 포함된 단말의 교집합을 나타낸다.
예를 들어,
Figure 112006091494805-pat00018
들 간에 공통된 원소가 없다는 조건은 각 단말이 여러 기지국에 동시에 등록되어 있지 않다는 의미이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00019
들을 모두 합하면
Figure 112006091494805-pat00020
가 된다는 조건은 적어도 단말은 하나의 기지국에 등록되어 있다는 의미이다. 이때에
Figure 112006091494805-pat00021
행렬인
Figure 112006091494805-pat00022
에서 기지국
Figure 112006091494805-pat00023
이 단말
Figure 112006091494805-pat00024
을 스케줄링하는 경우
Figure 112006091494805-pat00025
이라고 하고, 스케줄링하지 않는 경우
Figure 112006091494805-pat00026
이라고 한다. 즉, 상기
Figure 112006091494805-pat00027
는 타임 슬롯에 서 각 기지국에 대해 구체적인 스케줄링 대상 단말을 지정하는 스케줄러 지정 변수라고 할 수 있다.
세 번째, 기지국의 송신 전력을
Figure 112006091494805-pat00028
라고 하고 상기 기지국의 최대 송신 전력을
Figure 112006091494805-pat00029
라 한다. 여기서,
Figure 112006091494805-pat00030
이라고 가정한다. 이때에
Figure 112006091494805-pat00031
가 0과
Figure 112006091494805-pat00032
사이에 있는 모든 값을 다 취하게 되면 매우 복잡해지므로, 상기
Figure 112006091494805-pat00033
는 0 또는
Figure 112006091494805-pat00034
중에 한 값만 취할 수 있다고 가정한다. 즉, 이진 전력 제어(binary power control)를 가정한다. 본 발명에서는 셀 간섭에 의한 성능 저하를 줄이기 위해
Figure 112006091494805-pat00035
인 경우도 허용하므로,
Figure 112006091494805-pat00036
경우는, 즉 기지국
Figure 112006091494805-pat00037
이 그에 속해 있는 단말의 집합인
Figure 112006091494805-pat00038
중 어느 단말에도 스케줄링을 하지 않는 경우에 해당한다.
마지막으로, 기지국
Figure 112006091494805-pat00039
과 주변의 기지국의 집합을
Figure 112006091494805-pat00040
으로 나타낸다. 예를 들어, 정육각형의 셀들로 형성된 다중 셀 이동통신 시스템(상기 도 2 참조)에서 하나의 기지국
Figure 112006091494805-pat00041
주변으로 6개의 인접 기지국이 존재하며 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00042
과 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00043
의 인접 기지국들의 집합을
Figure 112006091494805-pat00044
이라 한다. 이때에
Figure 112006091494805-pat00045
의 원소개수는 7이 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 스케줄링을 수행하는 기지국 동작 흐름도를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 기지국은 300 단계에서 단말이 이벤트 또는 주기적으 로 전송하는 인접 기지국의 정보를 포함하는 보고 메시지를 수신함으로써 상기 단말에 인접해 있는 기지국들의 정보를 획득한다. 상기 정보는 단말이 측정한 인접 기지국의 신호 세기도 포함되어 있다.
이후, 상기 기지국은 302 단계에서 각 인접 기지국의 신호 세기를 이용하여 하여 상기 단말과 상기 인접 기지국 사이의 모든 경로 손실(pathloss) 값들을 계산한다. 상기 경로 손실 값들은 해당 기지국의 송신 전력과 단말의 수신감도의 상관 관계에 의해서 계산된다.
이후, 상기 기지국은 304 단계에서 상기 계산된 경로 손실 값들과 해당 단말
Figure 112006091494805-pat00046
의 평균 전송률을 이용하여 후보 단말들을 선정하기 위한 만족함수를 계산한다. 상기 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수는 하기 <수학식 2>와 같다.
Figure 112006091494805-pat00047
여기서, 상기
Figure 112006091494805-pat00048
는 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00049
는,
Figure 112006091494805-pat00050
인 경우에 기지국
Figure 112006091494805-pat00051
의 인접 기지국 중 기지국
Figure 112006091494805-pat00052
가 송신 전력을 출력하지 않을 때 얻어지는 단말의 만족함수이다.
Figure 112006091494805-pat00053
는
Figure 112006091494805-pat00054
인 경우 기지국
Figure 112006091494805-pat00055
의 인접 기지국이 모두 송신 전력을 출력할 때 얻어지는 단말의 만족함수이다. 상기
Figure 112006091494805-pat00056
는 단말의 이전 평균 전송률(하기 <수학식 3> 참조)이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00057
는 단말의 서 비스 품질(Quality of Service:이하 "QoS"라 칭함) 차별화를 위해 사용되는 가중치(weight value)이다. 상기 단말들의 QoS 차이가 없는 경우에는 모든 단말에 대해
Figure 112006091494805-pat00058
을 사용할 수 있다. 그리고 상기
Figure 112006091494805-pat00059
는 스케줄러에서 공평성과 전송률을 조절하는 파라미터이다. 상기
Figure 112006091494805-pat00060
는 신호대 간섭비(signal-to-interference-noise-ratio:이하 "SINR"이라 칭함)를 입력으로 하는 정규화된 채널용량(normalized channel capacity) 함수이다. 그리고,
Figure 112006091494805-pat00061
은 단말
Figure 112006091494805-pat00062
에서의 열잡음(thermal noise) 값으로 모든 단말에 대해 성립한다고 할 수도 있다(
Figure 112006091494805-pat00063
으로 대체 가능). 여기서, 상기
Figure 112006091494805-pat00064
의 분자는 기지국
Figure 112006091494805-pat00065
과 단말
Figure 112006091494805-pat00066
사이의 전달되는 신호 전력(signal power)을 나타내며, 상기
Figure 112006091494805-pat00067
의 분모는 열잡음과 타 기지국에서 단말
Figure 112006091494805-pat00068
까지 전달되는 간섭 신호 전력들(interference signal power)의 합에 해당된다. 상기
Figure 112006091494805-pat00069
는 기지국의 최대 송신 전력이고 상기
Figure 112006091494805-pat00070
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00071
과 단말
Figure 112006091494805-pat00072
사이의 경로 손실 값(path loss value)으로 단말의 이동에 의한 페이딩(fading) 및 거리에 의한 신호 감쇄(attenuation)를 포함하고 있다. 상기
Figure 112006091494805-pat00073
는 인접 기지국에서 단말
Figure 112006091494805-pat00074
사이의 경로손실 값들의 합을 나타내며, 단 기지국
Figure 112006091494805-pat00075
으로부터의 경로손실 값과 인접 기지국
Figure 112006091494805-pat00076
로부터의 경로손실 값은 제외한다.
인접 기지국
Figure 112006091494805-pat00077
과 기지국
Figure 112006091494805-pat00078
관계에서 경로손실 값들의 합을 나타낸다(하기 <수학식 4> 참조).
단말
Figure 112006091494805-pat00079
의
Figure 112006091494805-pat00080
시간에서의 평균 전송률은 하기 <수학식 3>과 같다.
Figure 112006091494805-pat00081
여기서, 상기
Figure 112006091494805-pat00082
는 단말
Figure 112006091494805-pat00083
의
Figure 112006091494805-pat00084
시간에서의 평균 전송률이고
Figure 112006091494805-pat00085
는
Figure 112006091494805-pat00086
시간에서의 실시간 채널 전송률이다.
상기
Figure 112006091494805-pat00087
는 하기 <수학식 4>와 같다.
Figure 112006091494805-pat00088
여기서, 상기 는 인접 기지국
Figure 112006091494805-pat00090
과 기지국
Figure 112006091494805-pat00091
관계에서 경로손실 값들의 합이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00092
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00093
와 상기 단말
Figure 112006091494805-pat00094
사이의 경로 손실이다. 예를 들면,
Figure 112006091494805-pat00095
인 경우 상기
Figure 112006091494805-pat00096
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00097
이외의 모든 기지국들과 단말
Figure 112006091494805-pat00098
사이의 경로 손실 값들을 모두 더하고,
Figure 112006091494805-pat00099
인 경우 기지국
Figure 112006091494805-pat00100
과 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00101
을 중심으로 인접 기지국
Figure 112006091494805-pat00102
를 제외한 모든 인접 기지국들과 단말
Figure 112006091494805-pat00103
사이의 경로 손실 값들을 모두 더한 다. 여기서,
Figure 112006091494805-pat00104
인 경우는 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00105
에 인접해 있는 모든 기지국이 송신 전력을 출력하는 경우이고,
Figure 112006091494805-pat00106
인 경우는 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00107
에 인접해 있는 기지국
Figure 112006091494805-pat00108
를 제외한 나머지 모든 인접 기지국들이 송신 전력을 출력하는 경우이다.
따라서, 상기 <수학식 2>에 의하면, 상기 기지국
Figure 112008013953991-pat00109
의 단말
Figure 112008013953991-pat00110
는 인접기지국들의 각각 서비스하지 않는 경우와 모두 서비스하는 경우가 고려되어 총 7개의 만족함수 값을 가진다.
이후, 상기 기지국은 306 단계에서 상기 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수를 이용하여 해당 기지국 내의 후보 단말을 선정한다. 상기 만족함수는 기지국
Figure 112006091494805-pat00111
에 포함된 단말
Figure 112006091494805-pat00112
의 평균 전송률과 상기 단말
Figure 112006091494805-pat00113
의 인접 기지국들과의 경로 손실 값들을 고려하고 있다. 예를 들면, 상기 단말
Figure 112006091494805-pat00114
는 인접 기지국들로부터 간섭을 많이 받게 되면 만족함수 값은 작아져 서비스 후보 단말 집합에서 제외된다. 하지만, 상기 단말
Figure 112006091494805-pat00115
는 후보 단말 집합으로부터 제외되면 평균 전송률이 낮아지고 다시 낮아진 상기 평균 전송률에 의해 상기 만족함수 값은 커져서 후보 단말 집합에 포함되게 된다. 따라서, 상기 만족함수에 의해서 단말
Figure 112006091494805-pat00116
는 인접 셀 간섭을 회피하면서 공평성 있는 스케줄링을 받게 된다.
여기서, 해당 기지국
Figure 112006091494805-pat00117
은 스케줄링 후보 단말의 집합인
Figure 112006091494805-pat00118
를 <수학식 5>을 이용하여 7개의 후보 단말을 선정한다.
Figure 112006091494805-pat00119
여기서,
Figure 112006091494805-pat00120
는
Figure 112006091494805-pat00121
를 최대화하는 단말들의 집합이다.
Figure 112006091494805-pat00122
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00123
과 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00124
의 인접 기지국들(6개)로 이루어진 기지국 집합이고.
Figure 112006091494805-pat00125
는 상기 기지국 집합의 원소를 나타낸다. 따라서, 집합
Figure 112006091494805-pat00126
의 원소의 개수를
Figure 112006091494805-pat00127
이라고 하고 집합
Figure 112006091494805-pat00128
의 원소의 개수를
Figure 112006091494805-pat00129
라고 하면
Figure 112006091494805-pat00130
이 성립한다. 또한, 집합
Figure 112006091494805-pat00131
의 원소의 개수를
Figure 112006091494805-pat00132
라고 하면
Figure 112006091494805-pat00133
도 성립하여
Figure 112006091494805-pat00134
가 아무리 큰 집합이라도
Figure 112006091494805-pat00135
의 원소의 개수가 적절히 제한된다. 즉, 기지국 당 단말의 개수가 아무리 많은 경우에라도
Figure 112006091494805-pat00136
의 개수는 하기 <수학식 6>과 같이 제한된다.
Figure 112006091494805-pat00137
여기서,
Figure 112006091494805-pat00138
는
Figure 112006091494805-pat00139
를 최대화하는 단말들의 개수이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00140
은 집합
Figure 112006091494805-pat00141
의 원소의 개수이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00142
은 기지국
Figure 112006091494805-pat00143
에 포함된 단말들의 개수를 나타낸다. 즉, 기지국
Figure 112006091494805-pat00144
에서 후보 단말의 집합 원소의 개수는 기지국
Figure 112006091494805-pat00145
과 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00146
을 기준으로 인접한 기지국들을 더한 개수보다 작거나 같다. 또한 기지국
Figure 112006091494805-pat00147
에서 후보 단말의 집합 원소의 개수는 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00148
내에 존재하는 단말의 개수보다 작거나 같다.
이후, 상기 기지국은 308 단계에서 스케줄링 후보 단말의 집합을 기지국끼리 교환한다. 여기서, 각 기지국
Figure 112008013953991-pat00149
은 자신의 인접 기지국으로 후보 단말 정보(
Figure 112008013953991-pat00150
)를 상기 기지국의 상위 네트워크 엔티티(백홀 네트워크)를 이용하여 상기 기지국
Figure 112008013953991-pat00151
의 인접 기지국으로 전송한다. 구현에 따라서, 기지국들간 후보 단말 정보(
Figure 112008013953991-pat00382
)를 직접 교환할 수 있다.
따라서, 모든 기지국은
Figure 112006091494805-pat00152
개의 스케줄링 후보 단말 집합을 가지게 된다. 즉, 각 기지국
Figure 112006091494805-pat00153
은 <수학식 7>과 같이 상기 후보 단말 집합들을 가지게 된다.
Figure 112006091494805-pat00154
즉, 기지국
Figure 112006091494805-pat00155
은 자기 자신의 후보 단말 정보를 비롯하여 해당 인접 기지국들의 후보 단말 정보도 가지게 된다.
이후, 상기 기지국은 310 단계에서 분산 최적화를 수행한다. 여기서, 상기 분산 최적화의 의미는 각 기지국이 주변 6개의 인접 기지국 정보만을 수신하여 최적화를 할 수 있다는 의미이다. 이를 위해 하기 <수학식 8>를 가정한다.
Figure 112006091494805-pat00156
즉, 각 기지국은 다중 셀 이동통신 시스템에서 기지국의 집합
Figure 112006091494805-pat00157
이
Figure 112006091494805-pat00158
과 같다고 가정하고,
Figure 112006091494805-pat00159
인 각각의 기지국이 가진 단말의 집합인
Figure 112006091494805-pat00160
가
Figure 112006091494805-pat00161
와 같다고 가정한다. 즉,
Figure 112006091494805-pat00162
가 인접 기지국인 경우 기지국
Figure 112006091494805-pat00163
이 인접 기지국
Figure 112006091494805-pat00164
로부터 후보 단말 정보(
Figure 112006091494805-pat00165
)를 수신하여 사용하고,
Figure 112006091494805-pat00166
가 기지국
Figure 112006091494805-pat00167
그 자신일 경우
Figure 112006091494805-pat00168
을 사용한다.
Figure 112006091494805-pat00169
에 속하지 않는 나머지 기지국들은 모두 송신 전력이
Figure 112006091494805-pat00170
라고 가정한다.
이후, 상기 기지국은 312 단계에서 스케줄러 지정 변수와 상기 인접 기지국과의 경로 손실 값을 사용하여 해당 단말
Figure 112006091494805-pat00171
의 실시간 채널 전송률을 산출한 후 상기 단말 선택부(405)로 제공한다. 여기서, 상기 단말
Figure 112006091494805-pat00172
의 실시간 채널 전송률은 하기 <수학식 9>으로 산출된다.
Figure 112006091494805-pat00173
여기서, 상기
Figure 112006091494805-pat00174
는 단말
Figure 112006091494805-pat00175
실시간 채널 전송률이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00176
는 주파수 대역폭이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00177
는 SINR을 입력으로 하는 정규화된 채널 용량 함수이다. 상기
Figure 112006091494805-pat00178
는 해당 기지국의 최대 송신 전력이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00179
은 단말
Figure 112006091494805-pat00180
의 열잡음 값이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00181
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00182
과 단말
Figure 112006091494805-pat00183
사이의 경로 손실 값이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00184
는 인접 기지국
Figure 112006091494805-pat00185
와 단말
Figure 112006091494805-pat00186
사이의 경로 손실 값이다. 그리고 상기
Figure 112006091494805-pat00187
는 스케줄링 대상 단말을 지정하기 위한 스케줄러 지정 변수로 하기 <수학식 10>을 만족해야 한다.
Figure 112006091494805-pat00188
즉, 상기
Figure 112006091494805-pat00189
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00190
이 단말
Figure 112006091494805-pat00191
을 스케줄링하는 경우에
Figure 112006091494805-pat00192
이 되고, 스케줄링하지 않는 경우에는
Figure 112006091494805-pat00193
이 된다.
상기
Figure 112006091494805-pat00194
은 인접 기지국의 송신전력 온/오프(on/off) 상태를 나타내는 변수이다. 예를 들면, 상기
Figure 112006091494805-pat00195
이면 기지국
Figure 112006091494805-pat00196
가 온(on) 상태로 송신 전력(
Figure 112006091494805-pat00197
)을 출력하고, 상기
Figure 112006091494805-pat00198
이면 기지국이 오프(off) 상태로 송신 전력을 출력하지 않는다(
Figure 112006091494805-pat00199
).
이후, 상기 기지국은 314 단계에서 상기 실시간 전송률 값과 평균 전송률 값을 이용하여 상기 후보 단말들에서 서비스 단말을 선택하기 위한 스케줄링 함수를 계산한 후 결과값을 최대로 하는 단말을 선택한다. 참고로, 상기 기지국은 매 타임 슬롯마다 스케줄링을 하지만 단말의 겪는 페이딩(fading)이 비교적 느린 경우 몇 개의 타임 슬롯 내에 한 번씩 스케줄링을 할 수도 있다.
여기서, 상기 서비스 단말을 선택하기 위한 스케줄링 함수는 하기 <수학식 11>과 같다.
Figure 112006091494805-pat00200
여기서, 상기
Figure 112006091494805-pat00201
는
Figure 112006091494805-pat00202
시간에서의 실시간 채널 전송률로 상기 <수학식 3>으로 계산된다. 상기
Figure 112006091494805-pat00203
은
Figure 112006091494805-pat00204
시간에서의 평균 전송률이고 상기 <수학식 9>으로 계산된다. 상기
Figure 112006091494805-pat00205
는 단말의 QoS 차별화를 위한 가중치이다.
상술한 바와 같이, 상기 기지국은 상기 304 단계 , 상기 306 단계에서 후보 단말을 선택하기 위해 하나의 기지국
Figure 112006091494805-pat00206
과 상기 기지국
Figure 112006091494805-pat00207
에 인접해 있는 기지국들의 송신 출력 상태를 모두 고려하여 상기 후보 단말을 선정하고 있다. 이 때문에 후보 단말을 선정 후 스케줄링 계산량이 많아진다. 여기서, 상기 계산량을 줄일 수 있는 다른 상기 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수를 예를 든다.
Figure 112006091494805-pat00208
여기서,
Figure 112006091494805-pat00209
는
Figure 112006091494805-pat00210
와
Figure 112006091494805-pat00211
를 각각 최대화하는 단말들의 집합이다. 즉, 인접 기지국의 간섭 신호가 전혀 없는 상태에서 얻어지는 각 단말의 만족 함수인 상기
Figure 112006091494805-pat00212
를 최대화하는 단말과 인접 기지국이 모두 송신 출력을 하는 경우(기지국
Figure 112006091494805-pat00213
에 인접해 있는 기지국이 모두 송신 출력을 하는 경우로 인접 기지국의 간섭 신호가 최대로 된다) 얻어지는 각 단말의 만족 함수
Figure 112006091494805-pat00214
를 최대화하는 단말의 집합을 의미한다.
하기 <수학식 13>는 다른 상기 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수이다.
Figure 112006091494805-pat00215
여기서, 상기
Figure 112006091494805-pat00216
는 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수이다. 즉, 상기
Figure 112006091494805-pat00217
는 인접 기지국의 간섭 신호가 전혀 없는 상태에서 얻어지는 각 단말의 만족 함수를 의미한다. 상기
Figure 112006091494805-pat00218
는 단말의 이전 평균 전송률이고, 상기
Figure 112006091494805-pat00219
는 단말의 QoS 차별화를 위해 사용되는 가중치이다. 상기
Figure 112006091494805-pat00220
는 스케줄러에서 공평성과 전송률을 조절하는 파라미터이다. 상기
Figure 112006091494805-pat00221
는 SINR를 입력으로 하는 정규화된 채널용량 함수이다. 상기
Figure 112006091494805-pat00222
는 기지국의 최대 송신 전력이고 상기
Figure 112006091494805-pat00223
는 기지국
Figure 112006091494805-pat00224
과 단말
Figure 112006091494805-pat00225
사이의 경로 손실 값이고,
Figure 112006091494805-pat00226
은 단말
Figure 112006091494805-pat00227
에서의 열잡음 값이다.
따라서, 상기 <수학식 2>에서 인접 기지국의 송신 출력 상태를 모두 고려하여 선정한
Figure 112006091494805-pat00228
는 원소의 개수가 최대 7개이고 상기 <수학식 12>에서 인접 기지국의 간섭 신호가 있는 경우와 인접 기지국의 간섭 신호가 없는 경우만을 고려하여 선정한
Figure 112006091494805-pat00229
는 원소의 개수는 최대 2개(
Figure 112006091494805-pat00230
인 경우는
Figure 112006091494805-pat00231
의 원소의 개수가 1개가 된다.)가 되므로 상기 <수학식 4>에 비해 구현의 복잡성이 매우 낮아진다.
이후, 상기 기지국은 상기 308 단계부터 상기 314 단계를 수행하여 본 발명의 사용자 스케줄링을 종료한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 스케줄링을 수행하는 기지국 장치 블록도를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 기지국은 스케줄링을 수행하기 위해 스케줄러(400), 수신부(410), 송신부(420) 인터페이스부(430)로 구성된다. 상기 스케줄러(400)는 인접 기지국 정보 획득부(410), 경로 손실 계산부(402), 후보 단말 선정부(403), 전송률 계산부(404), 단말 선택부(405)로 구성되어 사용자 스케줄링을 수 행한다.
상기 수신부(410)는 무선 채널(air channel)로 통해 단말로부터 데이터 수신하고 상기 수신한 데이터를 복조(demodulation)한 후 상기 복조한 데이터를 복호화(decoding)하여 상기 인접 기지국 정보 획득부(401)로 제공한다. 본 발명에서 상기 수신부(410)는 상기 단말이 이벤트 또는 주기적으로 전송하는 인접 기지국의 정보를 포함하는 보고 메시지를 수신한다.
상기 인접 기지국 정보 획득부(401)는 상기 수신부(410)로부터 제공받은 상기 보고 메시지를 처리하여 상기 단말이 측정한 인접 기지국의 신호 세기를 상기 경로 손실 계산부(402)로 출력한다.
상기 경로 손실 계산부(402)는 상기 인접 기지국 정보 획득부(401)로부터 제공받은 상기 인접 기지국의 신호 세기 정보를 이용하여 상기 단말과 인접 기지국들 사이의 경로 손실 값을 계산하여 상기 후보 단말 선정부(403)로 출력한다. 여기서, 상기 경로 손실 값은 상기 인접 기지국의 송신 전력과 상기 단말의 수신감도의 상관 관계로부터 계산된다.
상기 후보 단말 선정부(403)는 상기 경로 손실 계산부(402)로 제공받은 상기 계산된 경로 손실 값을 이용하여 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수를 계산하여(하기 <수학식 2> 이용) 서비스할 후보 단말들을 선정(하기 <수학식 5> 이용)한 후 상기 후보 단말 정보를 전송률 계산부(404)로 출력한다. 또한, 상기 기지국은 상위 네트워크 엔티티(예: 교환국, 또는 기지국 제어국)와 연결시켜주는 인터페이스부(430)를 통해 상기 후보 단말 정보를 인접 기지국들로 전송한다. 여기서, 상기 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수는 인접 기지국의 간섭과 형평성을 고려하여 후보 단말을 선택하게 된다. 또한, 상기 만족함수는 인접 기지국의 송신 전력 출력 상태의 모든 경우를 고려한 만족함수(상기 <수학식 2> 참조)와 모든 인접 기지국으로부터 간섭을 받는 경우와 간섭을 받지 않는 경우만을 고려한 만족함수(상기 <수학식 13>를 참조) 두 가지를 사용할 수 있다. 이를 위해, 상기 후보 단말 선정부(403)는 상기 교환된 후보 단말 리스트의 단말들에 대한 분산 최적화로 각 기지국이 주변으로 6개의 인접 기지국 정보만을 고려하여 최적할 수 있다.
상기 전송률 계산부(404)는 상기 후보 단말 선정부(403)로부터 제공받은 상기 후보 단말 정보와 해당 인접 기지국들로부터 상기 인터페이스부(430)를 통해 수신한 해당 인접 기지국의 후보 단말 정보를 이용하여 상기 후보 단말의 전송률을 계산한다(상기 <수학식 9) 참조). 즉, 상기 전송률 계산부(404)는 모든 후보 단말들의 실시간 전송률과 평균 전송률을 산출하여 상기 단말 선택부(405)로 제공한다.
상기 단말 선택부(405)는 상기 전송률 계산부(404)로부터 제공받은 상기 후보 단말들의 전송률 값을 제공받아 스케줄링 함수(<수학식 11> 참조)값을 최대로 하는 단말을 하나 선택한다. 또한, 선택한 단말의 데이터를 상기 송신부(420)로 출력한다. 여기서, 상기 단말 선택부(405)는 서비스 단말을 선택하기 위해서 상기 기지국의 후보 단말 정보와 상기 해당 인접 기지국의 후보 단말 정보들 참조하여, 스케줄러 지정 변수 값
Figure 112008013953991-pat00232
의 모든 경우 수를 고려한다. 예를 들면, 상기 후보 단말 선정부(403)에서 선정된 7개의 후보 단말을 고려하면 하나의 단말을 선택하여 서비스한다고 하면, 8가지의 경우 수(7개의 후보 단말이 각각 서비스받는 경우, 모든 후보 단말이 서비스받지 못하는 경우)가 있을 것이다. 또한 인접 기지국들까지 고려한다면 총 2097152(8^7) 경우 수를 고려해야 한다.
상기 송신부(420)는 상기 단말 선택부(404)가 선택한 단말의 데이터를 제공받아 상기 데이터를 부호화(encoding)하고 변조(modulation)하여 무선채널을 통해 해당 수신 단말로 전송한다.
삭제
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 이동통신 시스템에서 다중 셀의 간섭을 고려하여 사용자 스케줄링을 함으로써, 스케줄링의 공평성을 지원하면서 인접 셀 간섭으로 인한 서비스 품질 저하를 줄일 수 있다.

Claims (22)

  1. 이동통신 시스템에서 기지국의 스케줄링 방법 있어서,
    적어도 하나 이상의 인접 기지국들로부터 간섭을 고려하여 각각의 단말들에 대해 스케줄링 만족도를 산출하는 과정과,
    상기 산출된 만족도들 중, 상기 적어도 하나 이상의 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우에 대해서 각각 최대 만족도를 갖는 단말을 선택하여 제 1 후보 단말 리스트를 구성하는 과정과,
    상기 적어도 하나 이상의 인접 기지국들로부터 각각 제 2 후보 단말 리스트를 수신하는 과정과,
    상기 제 2 후보 단말 리스트는 상기 기지국이 상기 제 1 후보 단말 리스트를 구성하는 과정과 동일하게, 상기 인접 기지국이 스케줄링 만족도를 기반으로 스케줄링한 후보 단말 리스트이며,
    상기 제 1 및 제 2 후보 단말 리스트의 단말들 각각에 대해 채널 전송률을 산출하여 적어도 하나 이상의 서비스 단말을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우는 각각의 인접 기지국들로부터의 간섭, 상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받는 경우인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우는 각각의 인접 기지국들로부터의 간섭, 상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받는 경우에, 만족도는 하기 <수학식 14>와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008013953991-pat00383
    여기서, 상기
    Figure 112008013953991-pat00384
    는 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00385
    는 단말의 이전 평균 전송률이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00386
    는 단말의 서비스 품질(Quality of Service:QoS) 차별화를 위한 가중치이고. 상기
    Figure 112008013953991-pat00387
    는 스케줄러에서 공평성과 전송률을 조절하는 파라미터이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00388
    는 신호대 간섭비(signal-to-interference-noise-ratio:SINR)를 입력으로 하는 정규화된 채널용량 함수이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00389
    는 기지국의 최대 송신 전력이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00390
    는 기지국
    Figure 112008013953991-pat00391
    과 단말
    Figure 112008013953991-pat00392
    사이의 경로 손실 값이고,
    Figure 112008013953991-pat00393
    은 단말
    Figure 112008013953991-pat00394
    의 열잡음 값이며. 상기
    Figure 112008013953991-pat00395
    는 단말
    Figure 112008013953991-pat00396
    와 상기 인접 기지국들 사이의 경로 손실을 나타낸다.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단말
    Figure 112008013953991-pat00397
    와 상기 인접 기지국들 사이의 경로 손실은 하기 <수학식 15>와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112008013953991-pat00398
    여기서, 상기
    Figure 112008013953991-pat00399
    은 서비스 기지국 인덱스이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00400
    은 인접 기지국 인덱스이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00401
    은 모든 기지국의 집합을 나타내며, 상기
    Figure 112008013953991-pat00402
    는 기지국
    Figure 112008013953991-pat00403
    와 단말
    Figure 112008013953991-pat00404
    사이의 경로 손실이다.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우는 상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받거나, 상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 않는 경우인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받거나, 상기 인접 기지국들로부터 간섭받지 않는 경우에, 만족도는 하기 <수학식 16>으로 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112010000585463-pat00405
    Figure 112010000585463-pat00406
    여기서, 상기
    Figure 112010000585463-pat00407
    는 인접 기지국들이 모두 서비스하지 않는 경우의 만족도이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00408
    는 인접 기지국들이 모두 서비스하는 경우의 만족도이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00409
    는 단말
    Figure 112010000585463-pat00410
    의 이전 평균 전송률이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00411
    는 단말의 QoS 차별화를 위해 사용되는 가중치이다. 상기
    Figure 112010000585463-pat00412
    는 스케줄러에서 공평성과 전송률을 조절하는 파라미터이다. 상기
    Figure 112010000585463-pat00413
    는 SINR를 입력으로 하는 정규화된 채널용량 함수이다. 상기
    Figure 112010000585463-pat00414
    는 기지국의 최대 송신 전력이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00415
    는 기지국
    Figure 112010000585463-pat00416
    과 단말
    Figure 112010000585463-pat00417
    사이의 경로 손실 값이고,
    Figure 112010000585463-pat00418
    은 단말
    Figure 112010000585463-pat00419
    에서의 열잡음 값이며, 상기
    Figure 112010000585463-pat00420
    는 단말
    Figure 112010000585463-pat00421
    가 인접기지국들과의 경로 손실을 나타낸다.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 상기 단말들이 받는 간섭을 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 서비스 단말은 하기 <수학식 17>에 의해
    Figure 112010000585463-pat00505
    을 최대화하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112010000585463-pat00506
    여기서, 상기
    Figure 112010000585463-pat00423
    는 실시간 채널 전송률이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00424
    는 단말의 QoS 차별화를 위해 사용되는 가중치이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00425
    는 상기
    Figure 112010000585463-pat00426
    의 시간 평균으로 산출되는 단말
    Figure 112010000585463-pat00427
    의 평균 전송률이고, 상기 SetK는 단말의 집합을 나타낸다.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 채널 전송률은 하기 <수학식 18>로 구해지는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112010000585463-pat00428
    여기서, 상기
    Figure 112010000585463-pat00429
    는 채널 전송률이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00430
    는 주파수 대역폭이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00431
    는 SINR을 입력으로 하는 정규화된 채널 용량 함수이고. 상기
    Figure 112010000585463-pat00432
    는 해당 기지국의 최대 송신 전력이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00433
    은 단말
    Figure 112010000585463-pat00434
    의 열잡음(thermal noise) 값이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00435
    는 기지국
    Figure 112010000585463-pat00436
    과 단말
    Figure 112010000585463-pat00437
    사이의 경로 손실 값이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00438
    는 인접 기지국
    Figure 112010000585463-pat00439
    와 단말
    Figure 112010000585463-pat00440
    사이의 경로 손실 값이며. 그리고 상기
    Figure 112010000585463-pat00441
    는 스케줄링 대상 단말을 지정하는 스케줄러 지정 변수이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00442
    는 기지국
    Figure 112010000585463-pat00443
    의 서비스 지정 변수이고, 상기 SetN은 모든 기지국의 집합을 나타낸다.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 후보 단말 리스트의 단말들에 대한 분산 최적화로 각 기지국이 주변으로 6개의 인접 기지국 정보만을 고려하여 최적화하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 후보 단말 리스트를 상기 적어도 하나 이상의 인접 기지국들로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 방법.
  12. 이동통신 시스템에서 기지국의 스케줄링 장치 있어서,
    인접 기지국들로부터 간섭을 고려하여 각각의 단말들에 대해 스케줄링 만족도를 산출하고, 상기 산출된 만족도들 중 상기 적어도 하나 이상의 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우에 대해서 각각 최대 만족도를 갖는 단말을 선택하여 제 1 후보 단말 리스트를 구성하는 후보 단말 선정부와,
    상기 적어도 하나 이상의 인접 기지국들로부터 각각 제 2 후보 단말 리스트를 교환하는 인터페이스부와,
    상기 제 2 후보 단말 리스트는 상기 기지국이 상기 제 1 후보 단말 리스트를 구성하는 과정과 동일하게, 상기 인접 기지국이 스케줄링 만족도를 기반으로 스케줄링한 후보 단말 리스트이며,
    상기 제 1 및 제 2 후보 단말 리스트의 단말들 각각에 대해 채널 전송률을 산출하여 적어도 하나 이상의 서비스 단말을 선택하는 단말 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우는 각각의 인접 기지국들로부터의 간섭, 상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받는 경우인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우는 각각의 인접 기지국들로부터의 간섭, 상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받는 경우에, 만족도는 하기 <수학식 19>와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
    여기서, 상기
    Figure 112008013953991-pat00445
    는 후보 단말을 선정하기 위한 만족함수이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00446
    는 단말의 이전 평균 전송률이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00447
    는 단말의 서비스 품질(Quality of Service:QoS) 차별화를 위한 가중치이고. 상기
    Figure 112008013953991-pat00448
    는 스케줄러에서 공평성과 전송률을 조절하는 파라미터이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00449
    는 신호대 간섭비(signal-to-interference-noise-ratio:SINR)를 입력으로 하는 정규화된 채널용량 함수이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00450
    는 기지국의 최대 송신 전력이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00451
    는 기지국
    Figure 112008013953991-pat00452
    과 단말
    Figure 112008013953991-pat00453
    사이의 경로 손실 값이고,
    Figure 112008013953991-pat00454
    은 단말
    Figure 112008013953991-pat00455
    의 열잡음 값이며. 상기
    Figure 112008013953991-pat00456
    는 단말
    Figure 112008013953991-pat00457
    와 상기 인접 기지국들 사이의 경로 손실을 나타낸다.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 단말
    Figure 112008013953991-pat00458
    와 상기 인접 기지국들 사이의 경로 손실은 하기 <수학식 20>와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112008013953991-pat00459
    여기서, 상기
    Figure 112008013953991-pat00460
    은 서비스 기지국 인덱스이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00461
    은 인접 기지국 인덱스이고, 상기
    Figure 112008013953991-pat00462
    은 모든 기지국의 집합을 나타내며, 상기
    Figure 112008013953991-pat00463
    는 기지국
    Figure 112008013953991-pat00464
    와 단말
    Figure 112008013953991-pat00465
    사이의 경로 손실이다.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 여러 경우는 상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받거나, 상기 인접 기지국들로부터 간섭받는 않는 경우인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 동시에 간섭받거나, 상기 인접 기지국들로부터 간섭받지 않는 경우에, 만족도는 하기 <수학식 21>으로 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112010000585463-pat00466
    Figure 112010000585463-pat00467
    여기서, 상기
    Figure 112010000585463-pat00468
    는 인접 기지국들이 모두 서비스하지 않는 경우의 만족도이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00469
    는 인접 기지국들이 모두 서비스하는 경우의 만족도이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00470
    는 단말
    Figure 112010000585463-pat00471
    의 이전 평균 전송률이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00472
    는 단말의 QoS 차별화를 위해 사용되는 가중치이다. 상기
    Figure 112010000585463-pat00473
    는 스케줄러에서 공평성과 전송률을 조절하는 파라미터이다. 상기
    Figure 112010000585463-pat00474
    는 SINR를 입력으로 하는 정규화된 채널용량 함수이다. 상기
    Figure 112010000585463-pat00475
    는 기지국의 최대 송신 전력이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00476
    는 기지국
    Figure 112010000585463-pat00477
    과 단말
    Figure 112010000585463-pat00478
    사이의 경로 손실 값이고,
    Figure 112010000585463-pat00479
    은 단말
    Figure 112010000585463-pat00480
    에서의 열잡음 값이며, 상기
    Figure 112010000585463-pat00481
    는 단말
    Figure 112010000585463-pat00482
    가 인접기지국들과의 경로 손실을 나타낸다.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 인접 기지국들로부터 상기 단말들이 받는 간섭을 획득하는 인접 기지국 정보 획득부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 서비스 단말은 하기 <수학식 22>에 의해
    Figure 112010000585463-pat00507
    을 최대화하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112010000585463-pat00508
    여기서, 상기
    Figure 112010000585463-pat00484
    는 실시간 채널 전송률이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00485
    는 단말의 QoS 차별화를 위해 사용되는 가중치이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00486
    는 상기
    Figure 112010000585463-pat00487
    의 시간 평균으로 산출되는 단말
    Figure 112010000585463-pat00488
    의 평균 전송률이고, 상기 SetK는 단말의 집합을 나타낸다.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 채널 전송률은 하기 <수학식 23>로 구해지는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112010000585463-pat00489
    여기서, 상기
    Figure 112010000585463-pat00490
    는 채널 전송률이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00491
    는 주파수 대역폭이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00492
    는 SINR을 입력으로 하는 정규화된 채널 용량 함수이고. 상기
    Figure 112010000585463-pat00493
    는 해당 기지국의 최대 송신 전력이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00494
    은 단말
    Figure 112010000585463-pat00495
    의 열잡음(thermal noise) 값이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00496
    는 기지국
    Figure 112010000585463-pat00497
    과 단말
    Figure 112010000585463-pat00498
    사이의 경로 손실 값이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00499
    는 인접 기지국
    Figure 112010000585463-pat00500
    와 단말
    Figure 112010000585463-pat00501
    사이의 경로 손실 값이며. 그리고 상기
    Figure 112010000585463-pat00502
    는 스케줄링 대상 단말을 지정하는 스케줄러 지정 변수이고, 상기
    Figure 112010000585463-pat00503
    는 기지국
    Figure 112010000585463-pat00504
    의 서비스 지정 변수이고, 상기 SetN은 모든 기지국의 집합을 나타낸다.
  21. 제 12항에 있어서,
    상기 후보 단말 선정부는 상기 제 1 및 제 2 후보 단말 리스트의 단말들에 대한 분산 최적화로 각 기지국이 주변으로 6개의 인접 기지국 정보만을 고려하여 최적화하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 12항에 있어서,
    상기 인터페이스부는
    상기 제 1 후보 단말 리스트를 상기 적어도 하나 이상의 인접 기지국들로 전송하는 것을 특징으로 장치.
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