KR101272667B1

KR101272667B1 - 무선통신 네트워크에서 복수의 간섭 노드로 부대역 주파수의 할당 방법, 무선통신 네트워크의 컨트롤러 및 무선통신 네트워크

Info

Publication number: KR101272667B1
Application number: KR1020110118942A
Authority: KR
Inventors: 건터 아우어; 세르칸 위건게렌
Original assignee: 가부시키가이샤 엔티티 도코모
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-06-11
Also published as: JP5331188B2; RU2510153C2; US20120122467A1; US8600394B2; JP2012109969A; EP2453711A1; KR20120052878A; RU2011146082A; CN102469462A; EP2453711B1; BRPI1105488A2

Abstract

본 발명은 무선 통신 네트워크에서 복수의 간섭 노드로 주파수 부대역을 할당하는 방법에 대한 것으로서 노드로 할당된 부대역의 수는 노드의 간섭 조건에 의존하고, 노드의 간섭이 적을수록 더 많은 부대역이 할당된다.

Description

무선통신 네트워크에서 복수의 간섭 노드로 부대역 주파수의 할당 방법, 무선통신 네트워크의 컨트롤러 및 무선통신 네트워크{Method for Assigning Frequency Subbands to a Plurality of Interfering Nodes in a Wireless Communication Network, Controller for a Wireless Communication Network and Wireless Communication Network}

본 발명은 무선 통신 네트워크 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펨토셀(femtocell)을 포함하는 이종 네트워크(heterogeneous networks) 분야에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 복수의 간섭 노드로 주파수 부대역(frequency subbands)을 할당하는 방법, 무선 통신 네트워크를 위한 컨트롤러, 및 상기 컨트롤러를 포함하는 무선 통신 시스템에 대한 것이다.

이종 네트워크는 용량(capacity) 및 커버리지(coverage)의 측면에서 높은 시스템 수행을 약속한다. 펨토셀은 그러한 네트워크에서 중요한 파트 중의 하나이다. 펨토셀이 밀집되어 있는 네트워크에 있어서, 희망하는 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위하여는 그러한 펨토셀들 사이의 간섭 완화(interference mitiation)가 중요하다. 무선 네트워크에서, 데이터 트래픽은 날마다 증가하고, 모바일 운영자들은 사용자의 요구를 만족시키는데 있어서 어려움에 직면한다. 이 문제를 해결하는 한 가지 해결방안은 HeNB(home evolved nodeB)로도 알려진 펨토셀 액세스 포인트(femtocell access point, FAP)를 도입하는 것이다. 액세스 포인트 또는 노드는 사용자에 의하여 배치된 작은 기지국들이고 거의 실내 환경에서 사용되고 있다. 도 1은 기지국(102)을 포함하는 네트워크 셀(100)의 대표적인 개략도이다. 도 1에서, 실내 환경(104)은 상기 셀(100) 내에 위치하는 것이 개략적으로 도시되고 있다. 실내 환경(104)은, 예를 들어, 제1 룸(104₁) 및 제2 룸(104₂)을 포함한다. 각 룸(104₁ 및 104₂)에서 사용자 배치 펨토셀 액세스 포인 또는 home evolved nodeB는 참조기호(HeNB-1 및 HeNB-2)에 의하여 표시된다. 각 룸(104₁ 및 104₂) 내에서 사용자 장치(FUE-1 및 FUE-2)가 위치하고 있다. 그리고, 상기 셀(100) 내에서 하나의 모바일 사용자 장치(MUE)가 도시되고 있다. 실내 환경(104)의 제1룸(104₁)에 위치한 사용자 장치(FUE-1)는 화살표 1로 표시된 바와 같이 직접적으로 기지국(102)과 통신한다. 환경(104)의 외부 및 셀(100)의 내부에 제공된 모바일 사용자 장치(MUE)는 화살표 2로 표시된 바와 같이 펨토셀 액세스 포인트(HeNB-1)와 통신한다. 실내 환경(104)의 제2 룸(104₂)에서, 사용자 장치(FUE-2)는 실내 환경(104)의 제1룸(104₁)에서 펨토셀 액세스 포인트(HeNB-1)와 통신한다.

이러한 HeNBs의 주요 이점은 예를 들어, H. Claussen (H. Claussen, “Performance of Macro- and Co-Channel Femtocells in a Hierarchical Cell Structure,” in Proc. Of the 18th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), Athens, Greece, Sep. 3-7 2007, pp. 1-5) 및 Z. Bharucha 등(Z. Bharucha, H. Haas, A. Saul, and G. Auer, ‘Throughput Enhancement through FemtoCell Deployment,” European Transactions on Telecommunications, vol. 21, no 4, pp. 469-477, Marc. 31 2010) 에 기재된 바와 같이, 오직 마크로셀(marcocell)을 이용함으로써 성취될 수 없는, 실내의 커버리지 및 용량에 있어서 현저한 개선을 제공하는 것이다. HeNB의 커버리지 영역은 작기 때문에, 이용가능한 스펙트럼이 종종 더 재사용될 수 있다. 또한, 실내 사용자들은 HeNBs에 의하여 서비스되기에, 마크로셀(100)의 트래픽 부하가 감소되고, 이는 운영자에 의한 펨토셀 배치의 또 다른 이점이 된다(V. Chandrasekhar, J. Andrews, and A. Gatherer, “Femtocell Networks: A Survey,” IEEE Communications Magazine, vol. 46, no. 9, pp. 59-67, 2008).

그러나 펨토셀의 배치는 또한 몇몇 문제를 동반한다. 이러한 문제들 중에서, 펨토셀(동일-채널 간섭, co-channel interference) 사이의 간섭에 좀더 주목할 필요가 있고, 특히 펨토셀이 밀접하게 배치되어 있는 네트워크, 예를 들어 회사, 쇼핑몰 등의 네트워크에서 좀더 주목할 필요가 있다. 마크로셀과 달리, 펨토셀은 최종 사용자에 의하여 위치되어서 주파수 계획이 불가능하다. 게다가, 두 개의 펨토셀이 서로 매우 가까이 배치되는 상황이 발생할 수 있고, 이러한 상황에서 사용자 장치(UEs)는 이웃 펨토셀로부터 높은 간섭에 직면하게 되고, 이들 UEs는 아마도 고장이 날 수 있다. 도 1에서, 이러한 간섭 상황이 제2 룸(104₂)에 위치한 사용자 장치(FEU-2)와 실내 환경의 제1룸(104₁)의 HeNB-1 사이에서 개략적으로 도시되어 있다. 그러므로 펨토셀의 배치는 커버리지의 증가와, 데이터 레이트의 증가를 허용하지만, 이는 간섭의 증가를 동반한다. 그러므로 종래 처리 방법은 펨토셀 네트워크에서의 사용자 경험이 수용할 수 있는 레벨에서 유지될 수 없다는 문제점을 가진다.

상술한 문제점에 대한 한 가지 알려진 해결은 자원 분할 처리방법(resource partitioning approach)을 적용하는 것이다. 이러한 처리방법에 따라, 서로 간섭하는 이웃들은 서로 다른 부대역(subbands)을 사용하는 것이다. 이는 최대 전이 파워(maximum transition power)를 가지는 우선 부대역(priority subbands)이라고 불리고 한다. 소위 이차 부대역(secondary subbands)이라고 불리는 나머지 부대역은 파워 컨트롤을 사용하지 않거나 사용하여 이웃 펨토셀의 우선 대역과 간섭을 일으키지 않게 된다. 도 2는 자원 분할에 의한 간섭 완화의 처리방법을 도시하고 있다. 도 2a는 서로 인접한 세 개의 셀(A, B 및 C)의 예를 도시하고, 셀 각각은 기지국(eNBA, eNBB 및 eNBC)을 포함한다. 제1 셀(A)은 제1 자원(1)을 사용하고, 예를 들어 이용가능한 주파수 범위 내의 제1 주파수 부대역을 사용한다. 제2셀(B)는 제2 자원(2)을 사용하고, 예를 들어 제2 주파수 부대역을 사용하고, 제3셀(C)은 제3 자원(3), 예를 들어 제3 주파수 부대역을 사용한다. 도 2b는 셀(A 내지 C)이 이용가능한 주파수 범위(F) 내에서 오버랩되지 않는 우선 부대역을 이용하는 방식으로 부대역 1 내지 3을 선택함으로써, 자원 분할에 의한 간섭 완화가 어떻게 성취되는지 도시한다. 도 2b에서, 제1 주파수 대역(1)이 셀(A)에 의하여 사용되는, 세 개의 이웃 셀을 포함하는 예가 도시되어 있고, 반면에 나머지 부대역인 2차적인 부대역 ii 및 iii는 전부 사용하지 않거나 또는 우선 부대역 1과 비교할 때 감소된 전원으로 사용된다. 유사한 방식으로, 셀 B는 우선 부대역으로서 부대역 2를 가지고, 나머지 2차적인 부대역 i 및 iii은 사용하지 않거나 감소된 전원으로 사용된다. 제3 부대역 3을 사용하는 셀 C의 경우에도 동일하게 적용되고, 여기에서 제1 및 제2 이차적인 부대역 i 및 ii 는 사용하지 않거나 감소된 전원으로 사용된다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 시스템 용량을 최대화하고, 모든 사용자들을 위하여 수용가능한 사용자 경험을 유지하는 것은 모순된 목표일지도 모른다. 자원 분할에 의한 간섭 관리는 셀 센터 사용자가 감소된 전원으로 모든 자원을 이용할 수 있도록 하는 반면, 셀-경계 사용자들은 우선 대역을 할당받고, 할당된 우선 대역은 풀 전원(full power)으로 전송될 수 있다.

그러므로 우선 부대역이 할당된 UEs는 적은 간섭을 직면하고 더 큰 용량 값을 향유한다. 그러나 자원 분할은 네트워크의 자원 효율성을 감소시킨다. 이차적인 대역으로 더 많은 대역폭이 할당될수록, 더 적은 자원이 최대로 이용가능한 전원으로 사용된다. 마크로셀 네트워크의 경우, 다양한 자원 분할 처리방법이 알려져 있다. 이러한 네트워크에서, 기지국의 이웃은 위치 및 셀 IDs를 포함하는 우선 부대역으로 알려져 있다. 이웃의 개수 및 위치에 의존하여 총 주파수 대역은 직교 영역으로 분할되고, 각 기지국은 이들 영역들 중의 하나를 우선 부대역으로 이용한다.

상술한 처리방법을 이용하는 것은 펨토셀 네트워크에서는 어려울 수도 있고, 앞서 기재된 자원 분할 처리방법은 펨톨셀 네트워크에 쉽게 적용될 수 없을 수도 있다. 도 3은 자원 분할 처리방법을 이용하는 우선 부대역이 어떻게 펨토셀 네트워크에서 할당될 수 있는지를 개략적으로 도시하고 있다. 도 3a는 복수의 룸(104₁ 내지 104₁₀)을 갖는 실내 환경(104)을 개략적으로 도시하고 있고, 여기에서 룸(104₁ 내지 104₆) 내의 각 펨토셀 액세스 포인트 A 내지 F가 설치되거나 사용자에 의하여 배치된다. 예를 들어, 도 3에서, 초기에는 세 개의 FAPs(펨토셀 액세스 포인트:예를들어, A, B, C)가 존재한다. 이 경우, 도 2에서 도시된 바와 같은 자원 분할이 사용될 수 있다. 그러나 특정 시간 후에, 부가적으로 FAPs(예를 들어 D, E, 및 F)가 상기 네트워크에 진입할 수 있다. 도시된 바와 같이, 펨토셀 액세스 포인트(HeNBs)는 이웃 룸(104₁ 내지 104₅)에 제공된 반면, 펨토셀 액세스 포인트 F는 룸(104₆)에 배열되어 나머지 펨토셀 액세스 포인트로부터 떨어져 있다. 도 3a에 있는 화살표는 각 펨토셀들 사이의 가능한 간섭 경로를 도시하고 있고, 도시된 바와 같이, 셀 A는 셀 B 내지 E와 간섭하지만, 셀 F와는 간섭되지 않는 것으로 추정된다. 룸 104₂의 셀 B는 셀 A 및 C와 간섭되지만, 셀 D 내지 F와는 간섭되지 않는 것으로 추정된다. 룸 104₃의 셀 C는 셀 A 및 B와 간섭되지만, 셀 D 내지 F와는 간섭되지 않는 것으로 추정된다. 셀 D 및 E는 오직 셀 A와 간섭되는 것으로 추정되는 반면, 상술한 바와 같이 셀 F는 나머지 셀들로부터 멀리 떨어져 있어서 어떤 간섭도 없는 것으로 추정된다. 상술한 자원 분할 처리방법의 적용은 도 3b에서 도시되고 있는 것처럼 주파수 부대역 분배를 계산하고, 이는 주파수 범위 내의 세 개의 이용가능한 부대역이 셀 A, B 및 C 사이에서 분배된다는 점에 있어서 도 2a에서 보인 것과 유사하다. 그러나 이는 도 3b에서 물음표에 의하여 표시된 것처럼 셀 D, E, 및 F를 커버하지는 못한다. 그러므로 도 3은 동적 자원 분할(Dynamic resoure partitioning)의 필요성을 보여준다. 동적 자원 분할은 중앙집중방식(centralized way)으로 또는 분배방식(distributed way)으로 수행될 수 있다.

분배방식 처리방법에서, 각 기지국은 그 자체로 사용되는 자원을 결정한다. 마크로 네트워크 및 펨토셀 네트워크에서 분배된 자원 분할 방법은 예를 들어 다음 문헌에서 개시하고 있다(Y. -Y. Li, M. Macuha, E. Sousa, T. Sato, and M. Nanri, “Cognitive interference management in 3G femtocells,” in Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2009 IEEE 20th International Symposium on, Sep. 13-16 2009, pp. 1118-1122; J. Ling, D. Chizhik, and R. Valenzuela, “On Resource Allocation in Dense Femto-deployments,” in Microwaves, Communications, Antennas and Electronics Systems, 2009, COMCAS 2009, IEEE International Conference on, Nov. 9-11 2009, pp. 1-6; J. Ellenbeck, C. Hartmann, and L. Berlemann, “Decentralized Inter-Cell Interference Coordination by Autonomous Spectral Reuse Decisions,” in Wireless Conference, 2008, EW 2008, 14 European, Jun. 22-25 2008, pp. 1-7; 및 C. Lee, J.-H Huang, and L.-C. Wang, “Distributed Channel Selection Principles for Femtocells with Two-Tier Interference,” in Vehicular Technology Conference (VTC 2010 - Spring), 2010 IEEE 71st, May 16-19 2010, pp. 1-5).

상기 알려진 방법에 따라, 각 (H)eNB는 오직 전송을 위하여 미리 정의된 수의 부대역을 이용한다. 간섭 조건의 변화는 인식되지도 핸들링 되지도 않는다. 이러한 처리방법의 다른 단점은 사용되는 자원이 환경을 경청함으로써 결정되고 이웃 (H)eNBs 사이의 어떠한 조건이 존재하지 않는 것이다. 그러므로 상기 분배 처리방법에 따르면, 노드 또는 주파수 액세스 포인트는 그들이 사용할 자원을 결정하지만, 오직 노드 또는 (H)eNB 당 미리 정의된 수의 자원이 사용되어 낮은 부대역 이용량 및 중첩 문제(convergence problem)가 초래된다.

반면, 중앙 처리방법에서는 모든 노드 또는 (H)eNBs로부터 간섭 정보를 받고, 이들 피드백에 따라 각 (H)eNB로 우선 부대역을 할당하는 중앙 컨트롤러가 존재한다. 우선 부대역은 중앙으로 할당되기에, 더 많은 효율적인 자원 이용이 성취될 수 있다. 이러한 중앙 처리방법은 셀들이 밀접하게 배치된 네트워크를 위하여 효과적인 빠른 중첩을 위하여 제공되지만, HeNB-GW (GW = 게이트웨이)와 같은 중앙 컨트롤러를 요구한다.

중앙 자원 할당에서 사용되는 가장 일반적인 처리방법은 소위 그래프 이론(graph theory)으로서, 셀들 사이의 간섭 관계가 그래프(간섭 그래프)로 맵핑된다. 도 4는 상기 그래프 이론을 이용하는 자원 할당을 위한 처리방법의 일 실시 예를 도시한다. 도 4a는 6개의 룸 104₁, 104₂, 104₃, 104₄, 104₅ 및 104₆을 포함하는 실내 환경의 대표적인 개략도를 도시한다. 이러한 실내환경(104)에서 104₁ 내지 104₃ 는 (H)eNBs A 내지 C가 제공된다. 노드 A 내지 C 주위의 원은 그들의 범위를 나타낸다. 이러한 범위는 중첩될 수 있다. 그리고, 상술한 중앙 처리방법에 따라, 각 노드들(A 내지 C)로부터 각 간섭 정보를 수집하는 중앙 컨트롤러(106)이 제공된다. 중앙 컨트롤러(106)는 도 4b에 도시된 간섭 그래프를 생성하고, 여기에서 간섭 이웃들은 예를 들어 미리 정의된 파라미터 임계치(예를 들어, SINR = Signal to Interference and Noise Ratio)에 따라 정의된다. 간섭 그래프(108)에서, 노드 A 내지 C는 (도 4a에서 원으로 표시된) 각 셀에 대응되고, 두 개의 노드를 연결하는 경계는 각 셀들 사이의 간섭을 나타낸다. 셀들 또는 노드 A 내지 C의 범위가 교차하고 중첩되기에, 간섭 그래프(108)는 각 노드 A 내지 C가 그것의 이웃 노드들과 간섭됨을 보여준다.

도 4b의 간섭 그래프와 같이 한번 간섭 그래프가 생성되면, 우선 부대역이 간섭 그래프에서의 제약(constraints)에 따라 할당된다. 이는 일반적으로 낮은 복잡도를 갖는 그래프 착색 알고리즘(graph coloring algorithms)을 적용함으로써 수행된다. 마크로셀 네트워크를 위한 그래프 착색 알고리즘을 이용하는 자원 할당은 다음 문헌에서 기재되고 있다(Chang, Z. Tao, J. Zhang, and C.-C. Kuo, “A Graph Approach to Dynamic Fractional Frequency Reuse (FFR) in Multi-Cell OFDMA Networks,” in Communications, 2009, ICC ’09, IEEE International Conference on, Jun. 14-18, 2009, pp. 1-6; M.C. Necker, “Integrated scheduling and interferences coordination in cellular OFDMA networks,” in Broadband Communications, Networks and Systems, 2007, BROADNETS 2007, Fourth International Conference on, Sep. 10-14 2007, pp. 559-566; 및“A Graph-Based Scheme for Distributed Interference Coordination in Cellular OFDMA Networks,” in Vehicular Technology Conference, 2008, VTC Spring 2008, IEEE, May 11-14 2008, pp. 713-718).

간섭 그래프는 UEs에 기초하여 그려진다. UEs의 간섭 조건은 더욱 자주 변하기 때문에, 그러한 간섭 그래프는 더욱 자주 업데이트되어 높은 양의 시그널링을 야기한다. 또한, 다음 문헌에서 전체 네트워크의 부대역 이용량 효율성이 심오하게 조사되지 않았다(Chang, Z. Tao, J. Zhang, and C.-C. Kuo, “A Graph Approach to Dynamic Fractional Frequency Reuse (FFR) in Multi-Cell OFDMA Networks,” in Communications, 2009, ICC ’09, IEEE International Conference on, Jun. 14-18, 2009, pp. 1-6). 반면, 다음 문헌에서 UEs는 중앙 컨트롤러에 의하여 하나 이상의 컬러로 착색되어 각 기지국이 자원 할당을 증가하는 방식으로 할당된 컬러 세트의 UEs 사이에서 하나 이상의 자원 분할을 그것이 서비스하는 UEs에 할당함이 기재되어 있다(“A Graph-Based Scheme for Distributed Interference Coordination in Cellular OFDMA Networks,” in Vehicular Technology Conference, 2008, VTC Spring 2008, IEEE, May 11-14 2008, pp. 713-718).

그래프 착색을 제외하고, 다음 문헌은 중앙 엔티티(entity)가 최적화 함수를 이용하여 자원을 할당하여 전체 네트워크 간섭을 최소화하는 것이 기재되어 있다(D. Lopez Perez, G. de la Roche, A. Valcarce, A. Juttner, and J. Zhang, “Interference avoidance and dynamic frequency planning for wimax femtocells networks,” in Communication Systems, 2008, ICCS 2008, 11th IEEE Singapore International Conference on, Nov. 19-21 2008, pp. 1579-1584). 이 방법에서, (H)eNBs로 할당된 자원의 양은 간섭 조건 대신에 각 (H)eNBs의 트래픽 요구에 따라 추측된다. 그러므로 모든 (H)eNBs이 큰 대역폭을 요구하는 높은 트래픽 부하 상황 하에서, 이러한 처리방법은 셀 경계 사용자에게 간섭-없는 부대역을 할당하는 것은 실패할 것이다.

그러므로 상술한 기지국으로 각 부대역을 할당하는 종래 처리방법은 펨토셀 네트워크에 적용할 수 없고, 불리할 수 있다. 왜냐하면, 그것은 이용가능할 수 있고, 펨토셀 네트워크에서와 같이 동적 환경에서 우선 부대역을 효과적으로 할당하기에 요구되는 완전히 가능한 주파수 공간을 이용하지 못하기 때문이다. 오히려, 우선 부대역 할당의 문제를 다루는 모든 종래 기술의 처리방법은 일반적으로 랜덤하게 많은 가능한 부대역 중 하나를 단순히 선택하여 사용되지 않는 부대역으로 인하여 처리량의 감소가 경험된다. 다음 문헌(M.C. Necker, “Integrated scheduling and interferences coordination in cellular OFDMA networks,” in Broadband Communications, Networks and Systems, 2007, BROADNETS 2007, Fourth International Conference on, Sep. 10-14 2007, pp. 559-566)에 의하여 기재된 처리방법은 마크로셀을 다루고, 펨토셀 네트워크에서는 적용할 수 없다. 왜냐하면, 각 기지국이 부대역이 사용자 장치로 할당된 후에 섹터들 사이에서 그것의 자원을 이용하기 때문이다. 그러나 펨토셀 네트워크에서, HeNB는 오직 하나의 섹터(sector)를 가지고 있어서 이 처리방법은 마크로셀 네트워크에서 그러한 것과 같이 그 성능을 개선할 수 없다.

본 발명의 목적은 복수의 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크에서 주파수 부대역을 할당하는 개선된 처리방법을 제공하는 것으로서, 상기 노드의 적어도 몇몇은 간섭 노드이다.

본 발명의 목적은 청구항 1항의 방법 및 청구항 12항의 컨트롤러에 의하여 성취된다.

본 발명은 무선통신 네트워크에서 복수의 간섭 노드로 주파수 부대역을 할당하는 방법을 제공하고, 여기에서 상기 노드로 할당된 부대역의 개수는 노드의 간섭 조건에 의존하고, 상기 노드가 덜 간섭될수록 더 많은 부대역이 할당된다.

본 발명은 또한 복수의 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크를 위한 컨트롤러를 제공한다. 상기 컨트롤러는 상기 복수의 노드를 위한 이웃의 리스를 수신 및 저장하는 저장부와, 상기 무선 통신 네트워크의 간섭 노드로 주파수 부대역을 할당하는 프로세서를 포함하고, 상기 간섭 노드는 이웃 리스트로부터 결정되고, 여기에서 상기 프로세서는 노드의 간섭 조건에 의존하여 노드로 많은 부대역을 할당하고, 여기에서 노드로 간섭이 적을수록 더 많은 부대역이 할당된다.

본 발명의 일 실시 예는 또한 기계-판독 가능한 캐리어에 의하여 저장된 명령어를 포함하는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램 기록매체를 제공하고, 상기 지시는 컴퓨터상에서 실행될 때 본 발명의 실시 예들에 따른 방법을 실행한다.

게다가, 본 발명의 다른 일 실시 예는 적어도 몇몇 노드가 간섭 노드인 복수의 노드 및 본 발명의 실시 예에 따른 중앙 컨트롤러를 포함하는 무선통신 시스템을 제공한다.

상술한 종래 기술의 처리방법과 달리, 본 발명의 처리방법은 이웃 노드가 추가적인 부대역의 배치를 허용하는 간섭 조건 하에서 가능한 한 많은 부대역을 특정 노드에 할당하는 것이다. 그러므로 네트워크의 적어도 몇몇 노드에서 복수의 부대역을 할당할 가능성이 있어, 효율 및 처리량이 증가한다.

본 발명의 처리방법은 펨토셀 네트워크 환경의 동적 특성, 특히 개수 및 위치를 고려하고, 이웃은 동작 동안 변할 수 있어 사전 주파수 계획은 불가능하다. 그러므로 본 발명의 처리방법은 우선 대역을 할당하기 위하여 동적 간섭 완화 기술을 개시하는 것으로서, 높은 부대역 이용량 효율을 제공한다. 더욱 상세하게는, 펨토셀 네트워크에서 이웃의 수는 펨토셀의 동작 동안 변하고, 펨토셀에 의하여 사용된 우선 부대역이 상기 간섭 조건에 의존하여 동적으로 결정되고 업데이트된다. 이를 제외하고, 각 펨토셀의 간섭 환경은 서로 다르고, 이는 적은 간섭 이웃을 갖는 펨토셀은 우선 부대역으로서 더 많은 부대역을 이용할 수 있다. 결론적으로, 자원 이용 효율, 즉 전체 시스템 용량을 증가시키기 위하여, 펨토셀은 이웃의 위치 및 개수에 의존하여 가능한 한 많은 우선 부대역을 이용한다.

본 발명의 처리방법은 추가적인 노드가 상기 네트워크로 진입할 때, 도 3에서 도시된 바와 같은 상황을 다루고, 어느 부대역이 어느 HeNB로 할당되어야 하는지를 결정하는 동적 자원 분할 방법을 제공한다. 본 발명의 처리방법은 이들 FAPs 사이의 이웃 관계가 이전에 알려지지 않은 사실임에도 불구하고 HeNBs 사이에서 적절한 부대역 할당을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예는 상술한 바와 같이 펨토셀 네트워크에서 자원 분할 방법을 개시하고, 그 목적은 큰 간섭을 가지는 사용자 장치의 처리량을 증가시키는 것이다. 주파수 대역(부대역)은 이웃 펨토셀이 동일한 부대역을 사용치 않는 방식으로 펨토셀 사이에서 분배되고, 이러한 목적을 위하여, 본 발명의 실시 예에 따라, 그래프 처리방법을 이용하고 효율 측면에서 부대역을 할당하는, 신규한 중앙 자원 할당 방법을 제안한다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 부대역을 간섭 노드로 할당하는 단계는, 복수의 간섭 노드 각각을 위하여 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기시는 주파수 부대역을 선택하는 단계와, 각 주파수 부대역을 위하여, 하나 이상의 나머지 주파수 부대역과 거의 또는 간섭이 없는 하나 이상의 간섭 노드를 결정하는 단계와, 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 하나 이상의 간섭 노드를 선택하는 단계와, 상기 선택된 간섭 노드로 하나 이상의 나머지 주파수 부대역을 각각 할당하는 단계를 포함한다. 상기 부대역 이용량은 특정 부대역이 할당된 상기 선택된 노드와 간섭하는 노드의 개수에 기초하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 부대역 이용량은 모든 이용가능한 부대역에 대하여 할당된 우선 부대역의 퍼센트이다. 예를 들어, 시스템이 4 개의 부대역을 가지고 있고, HeNB에 우선 부대역으로서 2 개의 부대역이 할당되어 있다면, HeNB의 부대역 이용량은 50%가 된다. 본 발명의 실시 예에 따라, 특정 부대역을 선택 노드로 할당함으로써의 부대역 이용량은 네트워크로의 상기 부대역 할당의 비용에 기초하여 정의되고, 여기에서 상기 비용은 노드 세트에 기초하여 결정되고, 각 노드는 다음과 같은 특성을 갖는다: (a) 노드는 상기 선택된 노드의 이웃이고, (b) 상기 특정 부대역은 상기 노드로 할당되지 않고, 및 (c) 상기 특정 부대역은 상기 노드의 이웃에 할당되지 않고, 여기에서 부대역 이용량에서의 감소는 상기 비용이 최소가 될 때 최소가 된다.

본 발명의 실시 예에 따라, 복수 노드 각각을 위한 주파수 부대역을 선택하는 단계는 각 간섭 노드를 위하여 가장 많은 수의 이웃 노드를 갖는 간섭 노드의 선택 (예를 들어, 주어진 노드가 연결될 수 있는 다른 부대역의 개수인 그들의 포화 정도에 따라 노드의 분류)하는 단계를 포함하고, 상기 선택된 노드를 위하여 우선 부대역으로서 상기 선택된 노드에 할당될 수 있는 이용가능한 부대역을 발견하는 단계와, 하나 이상의 이용가능한 부대역이 존재하는 경우에 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 부대역을 선택하는 단계와, 어떠한 이용가능한 부대역도 존재하지 않는 경우에, 상기 노드를 위하여 어떠한 부대역도 선택하지 않는 단계를 포함한다. 상술한 단계들은 미리 정의된 회수로 반복될 수 있고, 상기 미리 정의된 회수는 각 노드로 할당되도록 노력되는 우선 부대역의 최소 개수에 의하여 정의될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라, 간섭 노드의 결정 및 선택 및 주파수 부대역 할당 단계는 각 부대역을 위하여 우선 부대역으로서 부대역이 할당될 수 있는 이용가능한 모든 노드를 결정하는 단계와, 상기 부대역을 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 노드로 할당하는 단계와, 하나 이상의 노드가 부대역 이용량에서 최소 감소를 제공하는 경우 상기 부대역을 거기에 할당된 부대역의 최소 개수를 갖는 노드로 할당하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 간섭 노드는 사용자에 의하여 배치된 기지국에 의하여 형성된 펨토셀 액세스 포인트이고, 여기에서 간섭 노드는 이웃 노드이고, 주어진 노드의 이웃은 상기 주어진 노드에 의하여 서비스되는 모바일 유닛과 간섭을 야기는 노드로서 정의되고, 각 노드는 하나 이상의 모바일 유닛을 서비스한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 무선 통신 네트워크는 주파수 부대역을 간섭 노드로 할당하는 중앙 컨트롤러를 포함하고, 여기에서 상기 중앙 컨트롤러는 각 펨토셀을 위한 이웃 리스트를 포함한다. 본 실시 예에서, 하나 이상의 이웃 리스트에서의 변화가 생기는 경우, 상기 변화는 상기 중앙 컨트롤러로 보고되고, 상기 변화에 대한 응답으로, 상기 컨트롤러는 동적으로 상기 주파수 부대역을 상기 간섭 노드로 재할당한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라, 주파수 부대역의 할당이 부대역이 할당되지 않은 하나 이상의 간섭 노드를 초래하는 경우, 비-할당된 간섭 노드는 상기 비-할당 간섭 노드를 이웃하는 최소 개수의 노드에 의하여 부대역을 할당한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 펨토셀 사이의 동적 간섭 완화를 성취하기 위하여, 신규한 자원 분할 방법이 기재되고, 이는 그래프 기반 동적 주파수 재사용 방법(graph based dynamic frequency reuse method, GB-DFRM)이다. 상기 방법의 주요 목적은 펨토셀의 우선 부대역을 동적으로 할당하여 셀 경계 사용자 장치의 처리량을 개선하는데 이용할 수 있다. 상기 GB-DFRM는 각 셀의 주파수 조건에 의존하는 할당된 부대역의 개수에 있어서의 융통성을 이용한다. 상기 셀이 간섭이 적을수록, 더욱 많은 부대역이 할당되고 이는 상기 네트워크의 자원 효율성에 있어서의 증가를 이끈다.

본 발명의 실시 예에 따라, GB-DFRM에서 중앙 컨트롤러는 상기 펨토셀로부터 간섭 이웃의 IDs을 수집하고 이 정보를 간섭 그래프에 맵핑한다. 그리고 상기 간섭 그래프에 있는 제약에 따라, 상기 각 펨토셀로 기수(cardinality) | S | = S를 갖는 부대역 세트 S로부터 우선 부대역을 할당한다. 이 목적을 위하여, 변형된 그래프 착색 알고리즘이 상기 부대역 이용량 효율을 고려하는 본 발명의 실시 예에 따라 사용된다. 펨토셀들 사이에 우선 부대역의 공평한 분배를 제공하기 위하여, 특히 상기 부대역 세트 S가 큰 경우, 디자인 파라미터 s_min가 사용될 수 있고, 이는 상기 GB-DFRM이 각 펨토셀로 할당하기 위하여 노력하는 우선 부대역의 최소 개수를 나타낸다.

상술한 GB-DFRM은 펨토셀 네트워크를 위한 간섭 완화를 위하여 사용될 수 있고, 기지국이 중앙적으로 제어되는 다른 무선 네트워크에도 적용될 수 있다.

이종 네트워크로 상기 셀 주파수 재사용 컨셉트의 확대는 동적 주파수 재사용을 허용하는 효과를 가지고, 여기에서 상기 부대역의 개수 및 간섭 시나리오는 알려져 있지 않다. 전통적인 주파수 계획 처리방법과 달리, 상기 새로운 방법은 오직 적당한 계산 복잡도 및 비용을 요구하면서 종래 기술의 처리방법에 의하여 성취될 수 있는 것보다 더 높은 대역폭 이용을 제공하는 반면 각 기지국의 비협력적 배치를 허용한다.

상기 GB-DFRM는 다음과 같은 이점을 갖는다:

- 각 펨토셀은 우선 부대역이 할당된다: GB-DFRM은 각 펨토셀의 간섭 이웃에 의하여 전원 제어를 사용하지 않거나 사용하는 각 펨토셀 우선 부대역을 할당한다.

- 동적 자원 할당: 중앙 컨트롤러는 상기 펨토셀로부터의 보고에 기초하여 간섭 그래프를 업데이트하고, 그것들에 간섭 조건 변환에 따라 우선 부대역을 재할당한다.

- GB-DFRM는 자원 이용량에서 효율성을 고려한다: 우선 부대역은 가능한 한 상기 네트워크에서 다른 펨토셀에 의하여 재사용될 수 있는 방법으로 펨토셀로 할당된다.

- 적응적 우선 부대역 대역폭: 만약 상기 시스템 S의 총 부대역의 개수는 펨토셀로 할당된 최소 대역폭이 희망하는 범위에서 유지될 수 있는 변수 s_min 를 튜닝함으로써 증가한다.

- 낮은 복잡도: 상기 중앙 컨트롤러는 오직 각 펨토셀과 간섭하는 이웃의 IDs를 요구하고, 이 데이터에 기초하여 상기 컨트롤러는 그래프 착색을 이용하여 상기 우선 부대역을 할당하고, 낮은 복잡도 및 비용을 갖는 알고리즘을 검색한다.

본 발명의 실시 예들은 다음 도면들에 대하여 하기에서 상세히 기재하고, 상기 도면들은:
도 1은 기지국을 포함하는 네트워크 셀의 대표적인 개략도이고,
도 2는 자원 분할에 의한 간섭 완화의 처리방법을 도시하고, 여기에서 도 2a는 세 개의 근접 셀의 예를 도시하고, 도 2b는 어떻게 자원 분할에 의하여 간섭 완화가 성취될 수 있는지 도시하고,
도 3은 어떻게 상기 자원 분할 처리방법을 이용하는 우선 부대역이 펨토셀 네트워크에서 할당될 수 있는지를 도시하고 있고, 여기에서 도 3a은 복수의 펨토셀 액세스 포인트를 포함하는 실내 환경을 개략적으로 도시하고, 도 3b은 자원 분할 처리방법을 적용함으로써 획득한 주파수 부대역 분배를 도시하고,
도 4는 상기 그래프 이론을 이용하는 자원 할당의 처리방법의 예를 도시하고, 도 4a는 실내 환경의 대표적인 개략도이고, 도 4b는 중앙 컨트롤러에 의하여 생성된 간섭 그래프를 도시하고,
도 5는 펨토셀 네트워크의 5 x 5 그리드 모델을 도시하고,
도 6은 착색 알고리즘 적용 후의 간섭 그래프 및 우선 부대역 할당의 예를 도시하고, 도 6a는 간섭 그래프를, 도 6b은 착색 노드를 도시하고,
도 7은 각 노드로 주파수 부대역을 할당하는 그래프 착색 처리방법의 제한을 도시하고, 도 7a는 도 3a에서 도시한 것과 유사한 실내 환경의 예를 도시하고, 도 7b는 그래프 착색 알고리즘의 결과를 도시하고,
도 8은 5개의 노드를 포함하는 펨토셀 네트워크의 예를 도시하고,
도 9는 본 발명의 방법의 예를 도시하고, 도 9a는 도 7b에서 보인 것과 같이 알려진, 제한된 그래프 착색 처리방법의 결과를 도시하고, 도 9b는 본 발명의 방법을 적용한 후 부대역 할당을 도시하고,
도 10은 본 발명의 처리방법의 다른 예를 도시하고, 도 10a는 5개의 노드를 포함하는 네트워크의 예를 도시하고, 도 10b는 도 10a의 네트워크로서, 노드 A는 부대역 3을 추가로 할당하고, 도 10c는 도 10a의 네트워크로서, 노드 B-D의 각각은 추가로 부대역 3을 할당하고,
도 11은 6개의 노드를 포함하는 네트워크의 간섭 그래프의 예를 도시하고, 도 11a는 본 발명의 방법의 제1단계 알고리즘의 적용 전의 그래프를 도시하고, 도 11b는 상기 알고리즘의 제1 반복 후에 획득한 부대역 할당을 도시하고, 도 11c는 상기 알고리즘의 제2 반복 후에 획득한 부대역 할당을 도시하고,
도 12는 SINR 및 용량의 누적 분포 함수(CDF, cumulative distribution function)를 도시하는 그래프이고,
도 13은 다른 부대역 수의 경우 GB-DFRM의 용량 성능을 비교하는 그래프이고,
도 14는 다른 펨토셀 밀도의 경우의 부대역 이용량을 비교하는 그래프이다.

본 발명의 실시 예는 3GPP(Simulation Assumptions and Parameters for FDD HeNB RF Requirements,” 3GPP TSG RAN WG4 R4-092042, May 2009 from www.3gpp.org/ftp/Specs/)에 의하여 기재된 것과 같은 모델에 기초하여 더욱 상세히 기재한다. 5 x 5 그리드 모델을 갖는 3 GPP 롱텀 에볼루션(LTE, long term evolution)에 기초하는 펨토셀 네트워크가 여기에 언급된 공보에서 고려된다. 이는 도심(urbane) 배치를 위한 밀집 HeNB 모델링이다. 이 모델에서, 각 10 m x 10 m 크기를 갖는 25개의 아파트를 갖는 단층 빌딩이 사용된다. HeNB 게이트웨이(HeNB-GW)일 수 있는 중앙 컨트롤러는 네트워크의 모든 펨토셀을 제어한다. 도 5는 5 x 5 그리드 모델을 도시하고, HeNBs는 Δ에 의하여 표시되고, UEs는 O 으로 표시된다. 확률 p를 갖는 각 아파트에서 최대 하나의 펨토셀이 존재한다. 만약 펨토셀이 아파트에 위치하면, 항상 활성되고 오직 동일한 아파트에 위치한 하나의 모바일에만 서비스하는 것으로 가정한다. 도 5는 펨토셀 및 모바일의 배치의 예를 도시하고 있다. 간단히 설명하면, 마크로셀 및 상기 펨토셀 사이에 간섭이 존재하지 않는 것으로 가정하고, 여기에서 펨토셀 네트워크는 마크로셀 네트워크 스펙트럼과 비교할 때 별도의 스펙트럼을 가진다.

시스템 대역폭은 부대역(S)으로 분할된다. 이 실시 예에 따라, 각 펨토셀은 그것의 환경에 의존하여 하나 이상의 부대역을 우선 부대역으로서 이용할 수 있다. 우선 부대역 당 전송 파워는 X_s이다. 2차 부대역을 위하여 어떤 파워 컨트롤이 사용되지 않고, 이들 부대역의 파워는 0으로 세팅된다. 그러므로 이 문맥에서는 펨토셀에 의하여 사용된 부대역은 그것에 할당된 우선 부대역과 동등하다. 다운링크 전송에서, 모바일(m)(사용자 장치 UE)에서 부대역 s를 이용하여 펨토셀 f로부터 수신된 신호의 신호 대 간섭 및 잡음 비율(SINR, signal-to-interference-and-noise ratio)은 다음으로 계산된다:

여기에서

는 펨토셀 f에서 모바일(m)로 전송된 상기 수신된 신호 파워이고,

는 부대역S를 이용하는 간섭 펨토셀의 세트이고,

는 열잡음이다. 수신된 파워 강도는 다음과 같이 계산된다:

여기에서

는 전송된 신호 파워이고,

는 펨토셀 f 에서 모바일(m) 사이의 채널 이득이고, 이는 경로 손실 및 쉐도잉(shadowing)이 결합된 효과이다.

용량 계산의 경우, 새넌 바운드 방법(Shannon bound method)의 약화 및 희석된 형태로 사용된다. 이는 링크 적응으로 채널의 용량을 주고 이는 변조를 선택하고 SINR에 기초하여 코딩 방식을 의미한다. 특정

가 주어지면, [bps/Hz]에서 부대역 S 상의 모바일(m)의 주파수 효율 (spectral efficiency)이 3GPP에 따라 다음과 같이 계산된다(Evolved Universal Terrestial Radio Access (E-UTRA); Radio Frequency (RF) System Scenarios,” 3GPP TR 36.942 V8.2.0, Jun. 2010 from www.3gpp.org/ftp/Specs/):

여기에서

는 구현 손실을 나타내는 감쇠율(attenuation factor)이고,

는 이용가능한 변조 및 코딩 방식에 의하여 사용된 최소 및 최대 SINRs이다. 다운 링크 방향에서 이러한 파라미터들의 값은 표 1에서 도시하고 있다(see 3GPP, “Evolved Universal Terrestial Radio Access (E-UTRA); Radio Frequency(RF) System Scenarios,” 3GPP TR 36.942 V8.2.0, Jun. 2010 from www.3gpp.org/ftp/Specs/, A. Persson, T. Ottosson, A. Saul, G. Auer, and M. Afgani, “On the Performance of Inter-Sector Scheduling in OFDMA Systems,” FREQUENZ Journal of RF-Engineering and Telecommunications, vol. 61, pp. 47-50, Jan. 2007).

시뮬레이션 파라미터들

파라미터(Parameter)	수치(Value)
[bps/Hz]	0 (QPSK에 기초)
[bps/Hz]	4.4 (64QAM에 기초)
	0.6
	-10 dB
	19.5 dB

사용자(m)로 할당된 부대역의 S _m세트, 가 주어지면, 사용자 또는 모바일(m)의 용량

는 다음과 같이 계산된다:

여기에서,

는 부대역 S의 대역폭이다.

주어진 펨토셀 f의 이웃은 주어진 펨토셀 f에 의하여 서비스되는 모바일에 간섭을 야기하는 펨토셀로서 정의된다. 이미 언급한 바와 같이, 그것의 사용자 배치 특성 때문에, 사전에 펨토셀의 이웃을 아는 것은 불가능하다. 그러므로 각 펨토셀은 그것이 동작하는 동안 이웃을 발견한다.

GB-DFRM에서, 펨토셀은 SINR 임계치

로서 이름지어진 미리-정의된 설계 파라미터에 기초하여 그것의 이웃으로서 다른 펨토셀을 할당한다.

는 네트워크 경험에서 각 모바일에서의 최소 희망 SINR이다. 만약 모든 간섭 펨토셀, I_m 중에서

보다 모바일(m) 경험

이 낮으면, 가장 큰 간섭 펨토셀이 제거되고,

이 다시 재계산된다. 이 과정은

이

보다 초과하여 증가할 때까지 계산된다.

수학식 5에서, 부대역을 위한 스크립트(script)는 단순화된다. 여기에서,

는 다음과 같이 정의된다.

여기에서

는 제거된 간섭 펨토셀의 세트이다. 이웃 세트는 서비스하는 펨토셀의 이웃이 되고, 즉 f 의 이웃 리스트이다. 유사한 과정이 M.C. Necker에서 사용되고(“Integrated scheduling and interferences coordination in cellular OFDMA networks,” in Broadband Communications, Networks and Systems, 2007, BROADNETS 2007, Fourth International Conference on, Sep. 10-14 2007, pp. 559-566, 및 “A Graph-Based Scheme for Distributed Interference Coordination in Cellular OFDMA Networks,” in Vehicular Technology Conference, 2008, VTC Spring 2008, IEEE, May 11-14 2008, pp. 713-718), 이웃 관계는 모바일들 사이에서 형성된다. 상기 주어진 이웃 펨토셀 정의에 기초하여, 그 이웃에 의하여 사용되지 않는 (또는 파워 컨트롤로 사용된) 펨토셀의 부대역은 간섭-프리 부대역으로서 이름지어 질 수 있다.

다음으로, 간섭 그래프의 구성은 하기에서 상세히 기재한다. 모든 펨토셀은 인접한 곳에서 펨토셀의 도입과 같은 그들 이웃 리스트에 변화가 있으면, 그들의 이웃 리스트를 중앙 컨트롤러로 보고한다. 중앙 컨트롤러는 각 펨토셀들 사이의 이웃 관계에 기초하여 간섭 그래프를 구성한다. 간섭 그래프에서, 각 노드는 펨토셀에 대응하고, 다음에서 노드로 기재되고, 경계 연결 두 개의 노드는 두 개의 펨토셀 사이의 간섭을 나타낸다. 도 6은 상술한 착색 알고리즘을 적용한 후의 간섭 그래프 및 우선 부대역 할당의 예를 도시하고, 여기에서 노드 사이의 경계는 이들 펨토셀이 동일한 부대역을 이용하지 않아야 함을 나타낸다. 도 6a는 간섭 그래프를 도시하고, 여기에서 HeNBs 및 UEs는 각각 Δ 및 0으로 나타난다. 도 6b는 착색된 노드를 도시하고, 여기에서 각 컬러는 다른 부대역을 나타내고(도면에서 서로 다른 컬러를 도시하는 것 대신에 동일한 컬러로 할당된 노드들은 동일한 숫자로 표시된다). 도 6은 도 5의 5x5 그리드 모델을 이용하여 생성된 간섭 그래프의 예이다. 착색 그래프 구현은 6개의 컬러 또는 부대역을 요구하고, 도 6b에서 노드들은 1 내지 6 사이의 숫자 중 어느 하나가 할당된다.

도 6a는 간섭 그래프의 예로서,

는 5 dB이 되도록 선택된다. 이웃 관계가 대칭적일 수 있고, 예를 들어 펨토셀 A가 그것의 이웃으로서 펨토셀 B를 보고하면, 펨토셀 B가 이를 보고하든 하지 않든 펨토셀 A는 펨토셀 B의 이웃이 된다.

를 증가시킴으로써 더 복잡한 그래프가 야기되고, 이는 이웃의 수가, 즉 상기 그래프에서 경계의 개수가 증가하였기 때문이다. 이런 방식으로, 더 높은 SINR 수치가 성취되고, 트레이드-오프(trade-off)는 부대역 이용량에서 감소한다.

다음에서, 상술한 그래프 착색 알고리즘을 더욱 상세히 설명한다. 도 6b에서 도시된 바와 같이(앞서 설명한 바와 같이 서로 다른 컬러를 도시하는 것 대신에 서로 다른 숫자를 각 노드에 할당된다), 경계에 연결된 노드들(이웃 노드들) 중 어떤 것도 동일한 컬러를 가지지 않는 방식으로 컬러의 최소 개수로 그래프의 노드를 착색하기 위하여 사용된다. 다양한 그래프 착색 알고리즘이 존재하고, 그러한 알려진 알고리즘 중에서 본 발명의 실시 예는 Dsatur 알고리즘을 이용한다(D.

, “New methods to color the vertices of a graph”, Communications of the ACM, vol. 22, no. 4, pp. 251-256, Apr. 1979). 이러한 알고리즘은 낮은 복잡도로 효과적으로 작업할 수 있기에 사용된다. 이 알고리즘은 하기에서 “알고리즘 1”로 주어지고, 노드의 포화정도

는 노드가 연결된 서로 다른 컬러의 총 수로서 정의된다.

1: 오직 컬러 1을 함유하는, 컬러 풀 P를 정의

2: 반복

3: 착색되지 않은 노드들 중에서:

최고

을 갖는 노드 n 의 선택

만약 동일한

수치를 갖는 노드가 존재하면, 이들 노드들 중에서 비착색된 이웃의 최고 개수를 갖는 하나를 선택

4: 컬러를 노드 n으로 할당:

만약 P에서 이용가능한 컬러(들)이 존재하면, 상기 이용가능한 컬러(들) 중 어느 하나로 상기 노드 n을 착색

만약 그렇지 않으면, 1만큼 P의 크기를 증가시키고, 새로 추가된 컬러로 상기 노드 n을 착색

5: 모든 노드들이 착색될 때까지

알고리즘 1: Dsatur 알고리즘

유사한 방식으로, 우선 부대역 할당이 간섭 그래프에 기초하여 수행되고, 여기에서 경계로 연결된 두 개의 펨토셀은 우선 부대역으로서 동일한 부대역을 이용할 수 없다. 이런 경우, S는 상기 컬러 풀을 의미하고,

는 펨토셀의 이웃으로 할당된 서로 다른 부대역의 총 수가 된다. 도 6b는 어떻게 노드들이 Dsatur 알고리즘을 적용한 후에 착색되는지를 도시하고 있다. 여섯 개의 부대역 또는 컬러가 주어진 간섭 그래프의 모든 충돌을 해결하기 위하여 요구된다. S는 미리 정의된 네트워크 계획 파라미터이다. 그러므로 이 알고리즘은 S가 요구된 컬러 수 P(기수(cardinality) P와 동일한)보다 크거나 같은 한 바람직한 방법으로 동작한다. 반면에, S는 간섭-프리 부대역을 모든 펨토셀로 할당하기에 충분하지 않을 것이다. 이런 경우, 컬러 ID가 S보다 더 큰 펨토셀은 그 이웃에 의하여 사용되는 부대역이 할당될 것이다.

도 7은 각 노드로 주파수 부대역을 할당하는 경우 상술한 그래프 착색 처리방법의 한계를 도시한다. 도 7a는 도 3a에서 도시한 것과 유사한 실내 환경 104의 예를 도시한다. 도 3a와 같이, 노드 A는 노드 B-E와 간섭하고, 노드 B는 노드 A 및 C와 간섭하고, 노드 C는 노드 A 및 B와 간섭하고, 노드 D는 노드 A와 간섭하고, 노드 E는 노드 A와 간섭하는 것으로 추정한다. 노드 F는 다른 노드들과 간섭하지 않는다. 상술한 그래프 착색 처리방법의 결과, 종래 알려진 바와 같이, 간섭 그래프를 도시하는 도 7b에서 도시하듯이, 노드 A는 이들 노드들 사이의 각 간섭을 나타내는 경계를 통하여 노드 B-E 각각과 연결된다. 노드들 사이의 각 경계는 이웃 노드들 사이의 간섭을 나타내고, 추가로 이는 세 개의 이용가능한 주파수 대역들 중에서 주파수 대역이 각 노드들 A-F로 할당되는 것이 도시되고 있다. 도시된 바와 같이, 각 노드에는 오직 하나의 부대역이 할당된다. 노드 A는 제1 부대역(1)이 할당되고, 주위 셀들 B-E와의 간섭을 회피하기 위하여, 제1 부대역(1)과 다른 부대역이 사용된다. 그리고, 노드들(B 및 C)는 간섭 노드들이고, 이들 두 개의 노드들은 상기와 동일한 부대역을 사용하지 않는다. 그러므로 도시된 바와 같이, 노드 B는 제3 부대역(3)이 할당되고, 노드 C는 제2 부대역(2)이 할당된다. 노드 D 및 E는 서로 간섭하지 않고, 오직 노드 A와 간섭하고, 이들 노드들 각각은 제2 부대역(2) 및 제3 부대역(3) 중 어느 하나로 할당될 수 있고, 이는 상술한 그래프 착색 처리방법에 따라 랜덤하게 수행된다. 유사한 방식으로, 노드 F가 다른 노드들과 어떤 간섭 연결이 없기에, 세 개의 부대역들 1-3 중 어느 하나가 랜덤하게 선택되고, 도 7b는 제1 부대역(1)이 선택됨을 보여주고 있다.

그러므로 착색 알고리즘의 단점은 자원의 비효율적 이용량이다. 이 알고리즘을 적용함으로써, 각 펨토셀은 도 7b에서 도시된 바와 같이, 오직 하나의 우선 부대역이 할당된다. 어떤 데이터도 2차 부대역으로 전송되지 않는 것으로 가정하면, 각 펨토셀은 얼마나 많은 이웃들이 있는지와는 별개로 오직 주파수 대역의 1/S^th을 사용한다. (예를 들어 도 7b에서 노드 F 또는 노드 D 및 E를 보라). 그러나 할당된 부대역의 개수에서 유연성이 자원의 이용량의 증가를 위하여 요구된다. 예를 들어, 도 6b에 따르면, 몇몇 펨토셀은 세 개의 간섭 이웃을 가지고, 이들 펨토셀로 우선 대역으로서 주파수 대역의 1/4^th 의 할당이 가능하다. 추가적으로, 모든 펨토셀들이 간섭-프리 부대역을 이용하는 것을 보장하는 S의 증가는 각 펨토셀을 위한 대역폭 이용량의 추가 감소를 초래한다. 또한, S>P인 상황의 경우, 몇몇 부대역은 아이들(idle)이 된다. S가 사전에 결정되기에, 간섭 조건 및 동적인 P에 의존하는 S를 업데이트하는 것은 불가능하다. 그러므로 그래프 착색 알고리즘의 퍼포먼스는 S의 수치에 의하여 크게 영향받는다. 이 방법에서 본 발명의 실시 예에 따라 이들 문제가 언급되고, 그래프 착색 알고리즘의 변형이 수행되어 부대역 이용량 효율 및 유연성이 증가한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 그래프 기반 동적 주파수 재사용 처리방법(GB-DFRM)은 우선 부대역을 펨토셀로 세 단계로 할당한다. 이는 간섭 그래프의 제약을 따르면서 높은 자원 이용량 효율을 이끄는 최적 해결안을 정의한다. 이는 네트워크에서 부대역 이용량에서의 총 감소를 나타내는 비용 함수를 이용함으로써 성취된다. GB-DFRM의 각 단계를 상세히 설명하기 이전에, 최적 해결안에 도달하기 위한 비용 함수 및 그것의 이용량은 다음에서 상세히 기재된다.

이전에 언급한 바와 같이, 부대역(s)은 s가 펨토셀f의 이웃으로 할당되지 않는 한, 펨토셀 f로 우선 부대역으로서 할당될 수 있다. 부대역 s가 펨토셀 f로 할당될 때, 네트워크로 이 부대역 할당의 비용이 다음과 같이 정의된다:

여기에서 기수

를 갖는

는 펨토셀의 세트이고, 이 구성원들(펨토셀들)은 다음 특성을 갖는다:

- 그것은 펨토셀 F의 이웃이어야 하고,

- s 는 그것에 할당되지 않고,

- s 는 그 이웃들 중 어디에도 할당되지 않는다.

이와 같은 특성에 따라,

의 구성원들은 간섭 그래프의 기수에 기초하여 우선 부대역으로서 부대역 s가 할당될 수 있는 펨토셀들이다. 부대역 s가 펨토셀 f로 할당되면, 그것이 이들 펨토셀로 더 할당될 수 없어 이는

의하여 네트워크에서 부대역 s의 이용량을 감소시킨다. 비용 함수가 부대역 이용량에서 감소를 의미하기에, 최적 펨토셀 f 및 부대역 s 쌍은 수학식 7에서 나타낸 바와 같이 비용을 최소화시키는 것이다.

GB-DFRM에서, 비용 함수는 두 가지 케이스에서 이용된다. 제1 케이스에서의 목적은 우선 부대역으로 펨토셀 f로 할당될 수 있는 이용 가능한 부대역들의 세트

중에서 부대역 s를 발견하는 것이다. 최적 해결안은 다음과 같이 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 부대역을 선택함으로써 발견된다:

제2 케이스에 있어서, 부대역 s가 우선 부대역으로서 할당될 수 있는 이용가능한 펨토셀들의 세트 F_av중에서 펨토셀 f를 선택하는 것이 바람직하다. 이 경우, 최적 펨토셀은 부대역 s가 할당될 때 상기 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 것이다:

도 8은 5개의 노드를 포함하는 펨토셀 네트워크에 기초한 비용함수를 도시하고 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 펨토셀 네트워크는 각 노드 B-E가 오직 노드 A와 간섭하는, 5개의 노드 A-E를 갖는다. 노드들 B 및 C, 노드들 C 및 D, 노드들 D 및 E, 노드들 E 및 B 사이에서는 간섭이 존재하지 않는다. 상술한 바와 같이, 비용 함수는 주어진 부대역 s가 노드들(HeNB) f 중 어느 하나로 할당될 때 네트워크에서 부대역 이용량에서의 감소를 나타낸다. 도 8에서, 주파수 대역은 세 개의 부대역들 1, 2 및 3으로 분할될 수 있는 것으로 가정한다. 노드 A 및 부대역 3의 경우, 제3 부대역 3이 노드 A로 할당될 때, 비용 함수는 c(A, 3)=4이고, 모든 나머지 노드들 B-E는 더 이상 상기 부대역 3가 할당될 수 없고, 이는 노드 A에 대하여 이웃 노드들(간섭 노드들)이어서 이들 네 개의 노드들의 경우 부대역은 더 이상 사용될 수 없고, 이는 비용 4로 동일한 것으로 나타나는 사실 때문이다. 한편, 노드들 B, C, D 및 E의 경우, 각각은 오직 노드 A와 간섭하고, 제3 부대역(3)을 각 노드로 할당하는 것은 비용함수, c(B, 3)=1로 나타나고, 이는 상기 네트워크에서 오직 하나의 추가 노드, 이름하여 노드 A는 더 이상 이 부대역을 사용할 수 없기 때문이다. 도 8에서 도시한 예에서, 제3 부대역(3)을 노드 B, C, D 또는 E로 할당하는 비용은 모두 동일하고, 제3 부대역을 노드 A로 할당하는 비용은 4이며, 이는 부대역을 다른 노드들로 할당할 때의 비용보다 더 크다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라, 동적 주파수 재사용 방법에 기초한 그래프는 두 단계를 이용한다. 제1단계에서, 셀들 상의 루핑 및 주어진 셀을 위한 부대역의 선택단계로, 이는 상술한 비용 함수에 기초하여 상기 네트워크서 부대역 이용량에서의 최소 감소를 야기한다. 셀들 상의 루핑 단계는 특히 셀 당 부대역의 기수 최소 개수 s_min가 주어지고 부대역 수가 높을 때 우선 부대역의 바람직한 양을 셀들로 할당하는 것을 야기한다.

제 2단계에서, 부대역 상의 루핑단계는 적은 간섭을 갖는 셀들을 발견하기 위하여 수행되어 더 많은 부대역이 할당될 수 있고, 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 셀을 선택하는 단계이다. 본 발명의 실시 예에 따라, 이는 변할 수 있는 간섭 조건에 따라 동적이 되고, 할당된 부대역의 개수의 측면에서 유연한 처리방법을 제공하고, 낮은 복잡도 및 비용에서 높은 해결안 이용을 야기한다.

도 9는 더 많은 부대역을 할당하기 위하여 상기 셀들 및 부대역들 상의 루핑(looping) 방법의 예를 도시하고 있다. 도 9a는 도 7b에서 도시한 것과 같은 제한된 그래프 착색 처리방법의 결과를 도시한다. 노드들 A-F의 각각은 오직 단일 부대역이 할당된다. 그러나 본 발명의 방법의 적용은 도 9b에 도시된 바와 같은 부대역 할당을 산출한다. 본 발명의 방법에 따르면, 노드들 A-C는 이들 세 개의 노드들 사이의 간섭으로 인하여 추가적인 부대역의 할당이 허용되지 않는다. 그러나 본 발명의 처리방법에 따르면, 노드들 D 및 E는 추가 부대역이 할당될 수 있고, 더욱 상세하게 노드 D는 오리지널 부대역 3의 할당에 추가로 노드 A에 의하여 사용되지 않는 부대역 2가 할당된다. 노드들 D 및 C는 서로 간섭이 없기에, 이러한 할당이 가능하다. 유사한 방식으로, 노드 E는 노드 A에 의하여 사용되지 않는 부대역 3이 추가로 할당되고, 노드 E 및 노드 D 사이의 간섭이 없고 또는 노드 E 및 노드 B 사이의 간섭이 없기에, 제3 부대역(3)의 추가적 할당이 가능하다. 게다가, 도시된 바와 같이, 노드 F는 다른 노드들과 어떤 간섭 관계도 없다. 모두 세 개의 부대역들 1-3로 할당된다.

도 10은 적절한 부대역 및 셀 쌍들이 부대역 이용량을 증가시키는 것으로 발견되는, 본 발명 처리방법의 다른 예를 도시하고 있고, 여기에서 부대역은 상술한 비용 함수를 이용하여 셀들로 할당되고, 비용함수는 주어진 부대역 s가 셀로 할당될 때 네트워크에서 부대역 이용량에서 감소를 나타낸다.

도 10a는 도 8에 대하여 비용 함수를 묘사하기 위하여 사용된 네트워크와 유사하게, 5개의 노드들 또는 펨토셀들 A-E를 포함하는 네트워크의 예를 도시하고 있다. 다시, 주파수 대역의 세 개의 부대역들 1-3이 이용가능하고 각 노드들 중에서 분배되는 것이 필요하다. 도 10a에서 종래 착색 알고리즘의 결과는 각 노드가 단일 부대역을 할당하는 것에 따라 도시되고 있다. 도 10a에서 도시된 바와 같이, 노드 A는 부대역 2가 할당되고, 모든 다른 노드들은 부대역 1이 할당된다.

다시, 오직 노드 A는 각 다른 노드와 간섭하는 반면, 노드들 B, C, D 및 E는 서로 간섭하지 않는다. 도 10a에서 5개의 노드들 각각은 하나의 부대역을 이용하여 이용가능한 부대역들의 5개가 사용되고, 즉, 부대역들의 이용량은 5/15로 동등하다. 본 발명의 처리방법에 따라, 부대역 및 셀 쌍은 부대역 이용량은 증가되는 것을 알 수 있다. 도 10b는 노드 A가 추가로 부대역 3을 할당하는 것을 도시하고 있다. 그러나 다른 노드들 B-E와의 노드 A의 간섭 관계로 인하여, 이는 노드들 B-E 에서 제3 부대역 3의 이용을 제한하고, 도 10b의 시나리오에서 15개의 부대역들 중 오직 6개의 부대역들이 이용되어 부대역 이용량은 6/15으로 동등하다. 추가 부대역을 노드 A로 할당하기보다는, 다른 처리방법이 도 10c에서 도시한 방식으로 노드 B-E 각각으로 추가 부대역을 할당하는 것이다. 도시한 바와 같이, 노드들 B-D 각각은 추가로 부대역 3을 할당하고, 한편으로 추가 부대역이 할당되지 않는 노드 A는 사용되지 않는다. 그러나 도시된 바와 같이, 도 10c의 시나리오는 9/15 부대역을 이용하고, 즉, 부대역 이용량이 9/15으로 동등하고, 이는 도 10에서 도시한 시나리오에서의 가장 높은 가능한 부대역 이용량이다.

도 10a로부터 시작하면, 추가적 부대역을 노드 A로 할당 또는 노드들 B 내지 E 중 어느 하나로 할당할지를 결정하는 것은 비용 함수에 기초하여 수행된다. 도 10b를 참조하면, 추가적 부대역을 노드 A로 할당하기 위한 비용 함수는 수치 4를 산출하고, 이는 노드 A로의 부대역 3의 할당은 모든 나머지 노드들 B-E에서 부대역 3의 이용을 막기 때문이고, 도 10에 따른 할당의 방식에 의하여 상기 네트워크에서 부대역 이용량에서 높은 감소가 획득된다. 그것과 반대로, 도 10c를 볼 때, 상기 제3 부대역(3)을 노드들 B-E 각각으로 할당하는 것에 관여하는 비용은 각 노드를 위하여 비용 함수가 1로 산출되고, 오직 노드 A는 더 이상 추가적으로 부대역(3)을 할당받을 수 없기 때문이다. 그러므로 본 발명의 처리방법에 따라 비용함수를 적용하는 방법은 도 10c에 따라, 즉 네트워크 내의 부대역 이용량의 감소는 가장 높은 부대역 이용량(도 10c에서 9/15인)을 산출하는 최소 비용 함수로 인하여 최소가 되기 때문에 자동으로 선택한다.

상술한 단계는 하기에서 더욱 상세히 기재할 것이다.

단계 1: 이 단계에서, 부대역은 주어진 그래프 착색 알고리즘에서와 유사한 방식으로 펨토셀로 할당된다. 그러나 성능을 개선하기 위하여, 알고리즘이 변형된다. 제1변경은 부대역의 선택과정에서 사용된다. 종래 착색 알고리즘에서는, 주어진 펨토셀로 할당될 수 있는 하나 이상의 이용가능한 부대역이 존재하면, 랜덤 선택이 이들 부대역들 사이에서 수행된다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 가장 최적의 부대역은 수학식 8에 기초하여 선택된다. 그러므로 더 많은 부대역이 네트워크에서 이용될 수 있다. 두 번째로, 종래 그래프 착색 알고리즘에서와 달리, 셀들은 s_min회수로 루핑된다. 각 루프에서, 오직 하나의 부대역이 각 펨토셀로 할당된다. 알고리즘이 주어진 펨토셀을 위하여 어떤 이용가능한 부대역을 발견할 수 없으면, 펨토셀에 어떤 부대역을 할당하지 않고 생략한다. 이런 방식으로, 각 펨토셀은

가 정당하게 선택되는 한 s_min 부대역이 할당된다. s_min 도입 아이디어는 펨토셀로 할당된 최소 우선 대역폭을 채택하고, 특히 S가 크게 세팅될 때이다. 본 단계에서 사용된 알고리즘의 의사 코드(pseudo code)가 하기와 같이 주어진다:

1: [1, 2, …, S]로 부대역 S의 풀 정의

2: for i=1:smin 수행

3: 비선택된 것으로 모든 펨토셀의 마크

4: 반복

5:

의 순서를 감소함으로써 상기 비선택된 펨토셀의 분류:

최대

를 갖는 펨토셀 f 의 선택

동일한

수치를 갖는 펨토셀이 존재하면, 이들 펨토셀 중에서 비선택된 이웃의 최대 수를 갖는 어느 하나를 선택

상기 선택된 펨토셀을 “선택된”것으로 마크

6: 선택된 f의 경우, 우선 부대역으로서 f 로 할당될 수 있는 이용가능한 부대역(들)

의 발견:

중에서

이면, 수학식 8을 만족하는 부대역 s를 할당

이면, 어떤 부대역의 할당 없이 상기 펨토셀을 남겨둠

7: 모든 펨토셀이 “선택된” 것으로 마크될 때까지

8: 종료 (end for)

알고리즘 2: GB-DFRM 알고리즘의 단계 1

알고리즘 2에서, 노드의 포화 정도 (

)는 노드가 연결된 서로 다른 부대역들의 총 수를 의미한다. 예를 들어, 도 11a에서 도시된 그것의 간섭 그래프에 의하여 대표된 네트워크를 고려할 때, 노드 A는 네 개의 이웃들: B, C, D 및 E를 갖는 것으로 추정한다. 또한, 노드 B는 부대역 1이 할당되고, 노드 C는 부대역 1 및 3이 할당되고, 노드 D는 부대역 3이 할당되고, 노드 E는 부대역 4가 할당되는 것으로 추정한다. 그러므로 노드 A의 이웃들은 세 개의 서로 다른 부대역들 1, 3 및 4가 할당된다. 이는 노드 A의 포화 정도가 3임을 의미한다.

상기 알고리즘의 라인 4-7의 의사 코드(pseudo code)는 상기 그래프 착색 알고리즘과 유사하지만, 개선점을 포함한다. 상기 라인 4-7 사이의 코드는 한번 각 노드를 선택하고, 그것에 상기 for 구문을 이용하여 부대역을 할당한다.

그러므로 라인 3에 대응하는 각 for 구문의 각 i^th 루프의 초기에, 모든 노드들이 “비선택(unselected)으로 마크된다. 그러면, 상기 알고리즘은 모든 노드들이 한번 선택될 때까지 라인 4-7 사이에서 코드를 반복한다. 종래 그래프 착색 알고리즘에 따르면, 노드들의 포화 정도가 동일하면, 이들 노드들 중에서 비착색된 이웃들의 최대 수를 갖는 어느 하나를 선택한다. 여기까지는 유사하나, 노드들이 한번 이상 착색되고, 선택되었으나 부대역이 할당되지 않은 몇몇 노드들이 존재하기에, 노드들은 i^th 루프에서 착색된 또는 비착색된 것으로 말하는 것 대신에 “선택된(selected)” 또는 “비선택된(unselected)”으로 마크된다. 이는 도 11을 이용하여 설명할 것이다.

시스템은 6개의 부대역들 S = {1, 2, 3, 4, 5, 6} 및 s_min = 2를 가지고, 이는 각 노드가 적어도 두 개의 우선 부대역을 갖는 것이 바람직하다는 의미이다. 시스템 또는 네트워크는 도 11a에서 도시한 간섭 그래프에 의하여 대표된다.

- 상기 알고리즘에 따르면, 우리는 i=1에서 시작하고 A 부터 F까지 모든 노드들을 “비선택된” 것으로 표시한다(상기 주어진 알고리즘에서 라인 3).

- 여기서 우리는 이들 노드들을 분류할 필요가 있다(라인 5). 모든 노드들의 포화 정도는 0으로 분명하다. 그러므로 우리는 for 구문의 1^st 루프에서 아직 선택되지 않은 이웃들의 최대 개수를 갖는 어느 하나를 선택할 것이다. 다시 말하면, 비선택된 이웃들의 최대 개수를 갖는 어느 하나를 선택한다.

비선택된 노드	포화 정도	비선택된 노드 의 수
A	0	4 (B,C,D,E)
B	0	2 (A,C)
C	0	2 (A,B)
D	0	1 (A)
E	0	1 (A)
F	0	0

상기 표에서 주어진 수치에 따라, 상기 알고리즘은 노드 A를 선택하는데, 이는 최고 수의 비선택된 이웃들(B, C, D 및 E)을 가지기 때문이고, 그것을 “선택된” 것으로 마크한다. 그리고 상기 알고리즘은 부대역 1을 노드 A(라인 6)로 할당한다.

부대역을 노드 A로 할당한 후, 우리는 for 구문의 1^st 루프에서 선택되지 않은 5개의 노드를 가진다. 즉, 우리는 B, C, D, E 및 F의 5개의 비선택된 노드들을 가진다. 이 방식으로, 우리는 모든 노드들이 오직 한번은 선택되도록 한다. 만약 우리가 이들 노드의 계수를 재계산하면, 우리는 획득한다:

비선택된 노드	포화정도	비선택된 노드의 수
B	1	1(C)
C	1	1(B)
D	1	0
E	1	0
F	0	0

노드 A는 부대역이 할당되기에, 그 이웃들 B, C, D 및 E은 1의 포화정도를 갖는다. 또한, A가 선택되면, B는 비선택된 오직 하나의 이웃인 노드 C를 갖는다. 유사하게, 노드 C는 비선택된 오직 하나의 이웃인 노드 B를 갖는다. 상기에서 주어진 수치에 따르면, 알고리즘은 노드 B를 선택하고(라인 5), “선택된”것으로 마크된다. 그러면, 부대역 2는 B로 할당된다(라인 6).

- 다시, 상기 알고리즘은 상기 코드의 라인 5로 간다. A 및 B가 선택되었기에, 알고리즘은 C, D, E 및 F 중에서 노드를 선택한다. 우리가 이들 노드들의 계수(attributes)를 재계산하고, 다음과 같이 획득한다:

비선택된 노드	포화정도	비선택된 노드의 수
C	2	0
D	1	0
E	1	0
F	0	0

노드 C의 이웃들인 A 및 B는 두 개의 부대역들(1 및 2)이 할당되기에, C의 포화정도는 2가 된다. 노드 C가 최고 포화 정도를 가지고 있기에, 알고리즘은 노드 C를 선택하고, “비선택된” 것으로 마크하고 부대역을 할당한다.

그러면 라인 5에서 다시 선택이 D,E 및 F 사이에서 수행되고 이 과정은 모든 노드들이 한번 선택될 때까지 계속되고 우리는 (for 구문의 1^st 루프의 종료 단계에서 부대역 할당을 보여주는)도 11b에서 도시한 것과 같이 부대역 할당을 얻는다.

지금, 상기 알고리즘은 for 구문의 2^nd 루프를 개시한다(라인 2). 상술한 바와 같이, 이 루프에서, 모든 노드들은 다시 선택되어야만 하고, 우리는 모든 노드들을 “비선택된” 것으로 표시한다(라인 3).

지금, 코드는 라인 5에 있다. “비선택된” 노드들은 다음 계수(attributes)를 갖는다.

비선택된 노드	포화정도	비선택된 노드의 수
A	2	4 (B,C,D,E)
B	2	2 (A,C)
C	2	2 (A,B)
D	1	1 (A)
E	1	1 (A)
F	0	0

A의 이웃들은 부대역 2 및 3을 이용하기에(B 및 C는 각각 부대역 2 및 3이 할당되고), A의 포화정도는 2로서 계산된다. 유사하게, B의 이웃들은 부대역 1 및 3이 할당되어, 노드 B의 포화 정도는 또한 2 로 계산된다. A, B 및 C가 최대 포화 정도를 가지기에, 우리는 비선택된 이웃들의 수를 검사한다. 이에 따르면, 상기 알고리즘은 A를 선택하고 그것을 “선택된”것으로 마크하고 상기 알고리즘은 부대역 4를 노드 A로 할당한다(라인 6).

지금, 알고리즘은 라인 5에 있다. 이 경우, 그것은 아직 선택되지 않은 노드들 B, C, D, E 및 F를 분류한다.

비선택된 노드	포화정도	비선택된 노드의 수
B	3	1(C)
C	3	1(B)
D	2	0
E	2	0
F	0	0

B의 이웃들은 부대역 1, 3, 및 4가 할당되었기에, 그것의 포화정도는 3이 되고, 다른 노드들의 포화 정도는 유사하게 계산된다. 그러면, 상기 코드는 B를 선택하고, 그것을 “선택된”것으로 마크하고(라인 5) 부대역 5를 할당한다(라인6).

알고리즘은 모든 노드들이 한번 선택될 때까지 계속된다. 우리는 (for 구문의 2^nd 루프의 종료 단계에서 부대역 할당을 보여주는) 도 11c에서 도시된 것과 같이 부대역 할당을 획득한다.

도 11c는 본 발명의 방법의 단계 1을 적용한 후에 우성 부대역 할당을 보여준다. 연속적으로 기재한 단계 2에서, 알고리즘은 각 부대역을 루핑하고 가능하면 더 많은 부대역을 할당하려고 노력한다.

제2 단계: s_min 부대역을 펨토셀로 할당한 후에, 제 2단계에서, 본 발명의 방법은 펨토셀로 할당될 수 있는 더 많은 부대역을 검색한다. 이 목적을 위하여, 본 단계에서 사용된 알고리즘은 모든 부대역에 대하여 루핑한다. 각 부대역의 경우, 그것은 선택된 부대역이 우선 부대역으로서 할당될 수 있는, 이용가능한 펨토셀을 검색한다. 그러면, 이들 이용가능한 펨토셀들 중에서, 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 어느 하나가 수학식 9에 기초하여 선택된다. 이 방식에 의하여, 동일한 부대역이 더 많은 펨토셀로 할당될 수 있다. 이 알고리즘의 의사 코드(pseudo code)는 하기와 같이 주어진다:

1: for s= 1:S 수행

2: 반복

3: 부대역 s가 우선 부대역으로서 할당될 수 있는 이용가능한 펨토셀들 Fav 의 발견

4: F_av중에서

부대역 s를 수학식 9를 제공하는 펨토셀 f로 할당

수학식 9를 제공하는 펨토셀이 하나 이상 존재하면, 부대역 s를 이미 할당된 부대역의 최소 수를 갖는 어느 하나로 할당

5: |Fav|=0 까지

6: 종료(end for)

알고리즘 3. GB-DFRM 알고리즘의 단계 2

본 단계에서 사용된 알고리즘은 주어진 부대역을 위한 최적 펨토셀을 발견하고, 펨토셀 선택에 대하여 아무런 제한이 없다. 만약 상기 간섭 그래프에서 큰 수의 이웃을 가진다면, 이 단계 동안 펨토셀에 어떤 부대역이 할당되지 않을 가능성이 있다. 다시 말해, 부대역들은 부대역 이용에 있어서 적은 감소를 야기하기에 적은 간섭을 갖는 펨토셀로 거의 할당된다. 그러므로 s_min 이 감소하면, 상기 네트워크에서 부대역 이용량이 증가할 것이다. 그러나 이는 또한 펨토셀들 사이에서 우선 대역폭 할당의 공평성을 감소시킨다. 이런 경우, 주파수 대역의 큰 양은 우선 대역으로서 적은 이웃을 갖는 펨토셀로 할당되고, 반면 상기 펨토셀의 나머지는 주파수 대역의 작은 퍼센티지로 할당된다. 결론적으로, s_min 는 S 및 네트워크 조건에 의존하는 세트여야 한다.

예를 들어, 도 11c의 경우에, 제2 단계는 상기 알고리즘을 이용하여 각 노드들로 추가 부대역을 할당할 수 있다. 예를 들어 상기 알고리즘은 상기 노드들 D 및 E 사이의 간섭이 없고 부대역 5 및 6이 할당된 다른 노드들(B 및 C)과의 간섭이 없기에, 노드들 D 및 E의 각각으로 추가적인 부대역 5 및 6을 할당할 수 있다. 또한, 다른 노드들 중 어느 것과도 간섭이 없는 노드 F는 부대역 1 및 2에 추가로 부대역 3, 4, 5, 및 6이 할당될 수 있다.

제3 단계: 주어진 네트워크에서 선택적인 제3단계에서, 많은 수의 간섭 노드를 갖는 펨토셀이 존재할 수 있고, 상술한 알고리즘은 만약 모든 부대역들이 이미 그 이웃들에 할당되었다면, 간섭-프리 우선 부대역을 펨토셀로 할당할 위치에 있지 않을 수 있다. 그러므로 이 단계에서, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 방법은 제1 및 제2 단계 동안 어떤 할당된 부대역이 없는 펨토셀을 검색한다. 이들 펨토셀을 위하여, 상기 알고리즘은 최소 수의 이웃에 의하여 사용되고 있는 부대역을 할당하여 상기 동일한 부대역을 이용하는 간섭 이웃들의 수가 최소가 된다. 만약 S가 정당하게 세팅되면, 모든 펨토셀은 적어도 하나의 간섭-프리 우선 부대역이 할당될 수 있다. 만약 파워 컨트롤이 2차 부대역을 위하여 이용되면, 이 단계는 생략될 수 있다.

다음에서, 본 발명자들에 의하여 만들어진 시뮬레이션의 결과가 상술한 바와 같이 동적으로 할당된 부대역을 위하여 본 발명의 처리방법의 이점을 보여주면서 주어진다. 본 시뮬레이션에서 사용된 파라미터들은 3GPP로부터 선택되고 (3GPP TSG RAN WG4 R4-092042, May 2009, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Frequency (RF) System Scenarios”, 3GPP TR 36.942 V8.2.0, Jun. 2010 from www3.gpp.org/ftp/Specs. and 3GPP, “Channel Models for Femtocell”, 3GPP TSG RAN1 WG1 #59bis R1-100560, Jan. 2010 from www.3gpp.org/ftp/Specs) 표 2에서 보여진다.

시뮬레이션 파라미터들

파라미터	수치
시스템 대역폭	10 MHz
트래픽 모델	풀 버퍼
UE 및 HeNB 사이의 min. 분리	20 cm
HeNB 안테나 이득	0 dBi
안테나 패턴 (수평)	dB (전방위)
내부 경로 손실	여기서, d는 UE 및HeNB 사이의 km단위의 거리
페이딩 모델	빠른 페이딩 없음
Log-normal shadowing standard deviation	10 dB
쉐도잉 자기 상관(Shadowing auto-correlation )	3 m
최대 HeNB Tx 파워	20 dBm
열잡음 밀도	dBm/Hz

본 시뮬레이션에서, 모든 HeNBs 및 UEs은 랜덤하게 빌딩으로 드롭핑된다. 본 시뮬레이션은 1000 드롭(drop) 동안 지속되고, 각 드롭(drop)에서 바람직한 데이터가 계산되고 수집된다.

는 상기 간섭 그래프가 구성될 때 항상 5dB으로 세팅된다. 이전에 설명한 바와 같이, 상기 펨토셀은 오직 전송을 위하여 우선 부대역을 이용하고, 2차 부대역을 이용하지 않는다. 세 개의 다른 처리방법이 조사되었다:

(1) 모든 펨토셀은 모든 이용가능한 부대역을 이용한다 (재사용-1)

(2) 펨토셀은 종래 그래프 착색 알고리즘에 기초하여 우선 서브채널이 할당된다.

(3) 상기 우선 부대역은 본 발명의 GB-DFRM 을 이용하여 펨토셀로 할당된다.

도 12는 상기 세 개의 처리방법을 위하여 SINR 및 용량의 누적분포함수(cumulative distribution function, CDF)를 도시한다. 가장 나쁜 케이스 시나리오는 모든 아파트들(도 5를 보라)은 하나의 액티브 펨토셀을 갖는 것으로 가정된다. 자원 분할 방법의 경우, 서로 다른 부대역 개수가 사용되고, 이름하여 S=4 및 S=6이고, GB-DFRM의 경우 s_min 은 1로 세팅된다.

도 12a에 따르면, 펨토셀이 모든 주파수 대역을 이용할 때, 오직 UEs의 30%만이 미리 정의된 SINR 임계치,

= 5dB보다 더 높은 SINR을 경험한다. 이 SINR 분배는 상기 간섭 완화 기술의 필요성을 지시한다. 어떤 간섭 완화 기술의 적용 없이, 바람직한 서비스 품질이 셀 경계 모바일의 경우에는 성취될 수 없다. 상기 자원 분할의 효과가 현저하다. S=4인 경우, 거의 UEs의 90%가 5dB보다 더 큰 SINR을 갖는다. S를 증가함으로써, 상기 SINR 수치가 개선되고, S=6의 경우 거의 모든 UEs는 5dB보다 더 높은 SINR 수치를 경험한다. 이는 주어진 네트워크에서 네 개의 부대역들이 상기 간섭 그래프에서의 모든 충돌을 해결하기에 충분하지 않아서 몇몇 펨토셀이 그 이웃에 의하여 사용되는 우선 부대역이 할당된다. 그러나 S=6일 때, 각 펨토셀은 본 발명의 처리방법에 따라 적어도 하나의 간섭-프리 우선 부대역이 할당된다.

도 12b에서, 이 세 개의 처리방법의 용량이 주어진다. 각 펨토셀이 한 사용자를 서비스하기에, 사용자의 용량은 또한 펨토셀의 용량을 의미한다. 상기 곡선에서의 단계는 용량 계산을 위하여 사용된 새논-바운드 방법에 기인한다.

도 12b에 따르면, 본 발명의 자원 분할 방법의 적용에 의하여, 더 나은 퍼포먼스가 낮은 용량에서 획득된다. 셀 경계의 UEs가 높은 간섭을 받기에, 더 적은 그러나 간섭-프리 부대역의 할당이 더 높은 용량을 초래한다. 반면에, 적은 간섭을 받는 UEs의 경우 SINRs에서의 증가는 상기 자원에서의 감소를 보상할 수 없어서 상기 용량이 감소된다. 그러므로 약 5Mbps 후의 S=6의 경우(약 3.7Mbps 후의 S=4의 경우), 재사용-1 방법은 상기 자원 분할 방법을 과잉 수행한다. 이 지점에서 본 발명의 GB-DFRM의 긍정적인 측면이 명백하게 보여질 수 있다. 낮은 간섭을 받는 펨토셀로 부대역이 많이 할당될수록, 그래프 착색 알고리즘과 비교할 때 높은 용량에서 상기 GB-DFRM의 퍼포먼스가 더 낫다. 추가적으로, s_min 변화없이 S를 증가시키는 것은 낮은 및 높은 용량 영역에서 퍼포먼스를 개선하지만, 중간 부분에서 감소를 야기한다. 이는 정당하다. 왜냐하면, S를 증가함으로써 높은 간섭을 갖는 펨토셀로 간섭-프리 부대역을 할당할 가능성이 증가하기 때문이다. 이는 용량 곡선의 더 낮은 부분에서 오른쪽으로의 이동을 야기한다. 그러나 S를 4 에서 6으로 변화시킴으로써, 펨토셀의 몇몇은 그들의 용량을 감소시킬 주파수 대역의 1/4^th 대신에 주파수 대역의 1/6^th 이 할당된다. 이 효과는 상기 곡선의 중간 부분에서 보인다. 상기 간섭을 갖는 펨토셀의 나머지는 더 많은 부대역이 할당되고, 이는 본 발명의 처리방법이 제1단계에서 각 펨토셀로 s_min=1 부대역을 할당한 후에 제2 단계 동안 이들 펨토셀로 더 많은 부대역을 할당함으로써 부대역 이용량 효율을 증가시키기 위하여 노력하기 때문이다.

그러므로 이들 모바일의 용량은 더 개선될 것이다. 반면에, 본래의 그래프 착색 알고리즘에서 S의 증가는 높은-용량 영역에서 그 퍼포먼스를 감소시키는데, 이는 그것이 간섭 조건에 독립적인 각 펨토셀로 하나의 부대역을 할당시키기 때문이다.

도 13은 다른 부대역 수 S, 즉, S=6, 12 및 24를 위하여 GB-DFRM의 용량 퍼포먼스를 비교한다. smin는 1, 2, 및 4에서 각각 세팅되어 s_min/S 비율 상수를 유지한다. 그러므로 각 펨토셀로 최소로 할당된 부대역의 대역폭은 이 모든 세 가지 케이스를 위하여 동일하게 된다. 도 13에서, s_min/S 비율의 변화없이 유사한 퍼포먼스가 획득됨이 명백하다. 추가적으로 만약 부대역의 수가 더 크게 세팅되면, 적어도 하나의 간섭-프리 부대역이 펨토셀로 할당되며, 이는 낮은 용량 영역에서 개선을 의미한다.

마지막으로, 도 14는 S=6 및 s_min=1인 경우 다른 펨토셀 밀도의 경우 상기 부대역 이용량을 비교한다. 상기 펨토셀 밀도가 감소하기에 (P에서 감소), 상기 부대역 이용량이 증가함이 보인다. 이 도면은 어떻게 본 발명의 처리방법이 상기 부대역을 상기 환경 및 간섭 조건에 의존하여 동적으로 펨토셀로 할당하는지를 보여준다. 또한, 모든 펨토셀 밀도 하에서, 그것은 부대역 이용량이 100/6

16,7% 인 종래 그래프 착색 알고리즘보다 더 많은 부대역을 이용한다. 게다가, 상기 부대역의 거의 30%를 이용함으로써, 도 13에서 보여준 CDF 플롯이 성취된다. 만약 파워 제어 기술이 2차 부대역을 위하여 사용되면, 더 많은 개선이 성취될 수 있다.

본 발명 방법의 목표는 우선 부대역을 다양한 간섭 조건에 의존하는 펨토셀로 할당하는 것이다. 동일한 수의 부대역을 펨토셀로 할당하는 것 대신에, 본 발명에 따르면, 자원 할당이 부대역의 수의 측면에서 유연하게 수행된다. 이는 부대역 이용량 효율을 증가시키고, 펨토셀은 더 적은 간섭 조건 하에서 더 많은 대역폭을 향유할 수 있다. 본 시뮬레이션 결과는 본 발명의 GB-DFRM로 낮은 용량에서의 개선이 더 높은 용량의 감소의 경우 트레이드-오프된다. 또한, 상기 네트워크 조건에 의존하여 s_min이 채택된다. 최소 부대역 타깃이 상기 부대역 이용량 효율을 감소시킬 수 있다. 그러나 이는 펨토셀 사이에서 자원 할당의 공평성을 조절한다. 이는 많은 수의 부대역이 사용될 때 바람직하지 못한 부대역을 펨토셀로 할당하는 것을 방지한다. 만약 상기 s_min/S 비율이 일정하게 유지되면, 본 발명의 방법이 S에 의존하지 않음이 상술한 결과에서 보인다. 단순히 말하면, GB-DFRM가 HeNBs 가 오직 하나의 UE에 서비스하는 네트워크에 대하여 설명되었다. 그러나 본 발명의 처리방법은 HeNBs가 복수의 UEs에 서비스하는 네트워크로 동등하게 적용될 수 있다. 이 경우, 하나의 UE 케이스와 유사하게, 각 HeNB는 그 UEs로부터 간섭 정보를 받고, 상기 UE 피드백 및 이웃을 정의하는

에 의존한다. UEs의 수에서의 증가가 간섭 이웃에서의 증가를 이끌기 때문에, 간섭 이웃 상의 제한이 상기 간섭 그래프에서 상기 제약을 감소시키기 위하여 사용될 수 있다.

비록 몇몇 측면이 장치 단락에서 기재되었으나, 이들 측면은 대응 방법의 기재 또한 대신할 수 있음이 분명하다. 즉, 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 대응한다. 유사하게, 방법 단계의 단락에서 기재한 측면은 또한 대응 블록 또는 아이템 또는 대응 장치의 특징의 기재 또한 대신할 수 있다.

특정 구현 요구에 의존하여, 본 발명의 실시 예는 하드웨어 또는 소프트웨어에서 구현될 수 있다. 상기 구현은 디지털 저장 매체, 예를 들어 전기적으로 판독가능한 제어 신호가 저장되어 있고, 각 방법이 수행되는 프로그램 가능한 컴퓨터 시스템과 협업(협업 가능한)하는 플로피 디스크, DVD, CD, ROM, RROM, ERROM, EEPROM 및 FLASH 메모리를 사용하여 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 몇몇 실시 예는 전기적으로 판독가능한 제어 신호를 갖는 데이터 캐리어를 포함하고, 이는 프로그램 가능한 컴퓨터 시스템과 협업 가능하여 여기에 기재된 상기 방법들 중 어느 하나가 수행된다.

일반적으로, 본 발명의 실시 예들이 컴퓨터 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 기록매체로서 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 상기 컴퓨터 프로그램 기록매체가 컴퓨터상에서 실행될 때 상기 방법들 중의 어느 하나를 수행하기 위하여 동작한다. 상기 프로그램 코드는 예를 들어 기계 판독 가능한 캐리어에 저장될 수 있다. 다른 실시 예는 기계 판독 가능한 캐리어 상에 저장되어, 여기에 기재된 방법들 중 어느 하나를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 포함한다.

다시 말하면, 본 발명 방법의 실시 예는 상기 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터상에서 실행될 때 여기 기재된 방법들 중 어느 하나를 수행하기 위하여 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다. 본 발명 방법의 다른 실시 예는, 그러므로 거기에 기록되어 여기 기재한 방법들 중 어느 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 데이터 캐리어(또는 디지털 저장 매체 또는 컴퓨터-판독가능한 매체)이다. 본 발명 방법의 또 다른 실시 예는 여기 기재된 방법들 중 어느 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 대표하는 시그널 시퀀스 또는 데이터 스트림이다. 상기 데이터 스트림 또는 시그널 시퀀스는 예를 들어 인터넷과 같은 데이터 통신 연결을 통하여 전송될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 프로세싱 수단, 예를 들어 컴퓨터, 또는 프로그램 가능한 논리 장치를 포함하고, 이들은 여기 기재한 방법들 중 어느 하나를 수행하기 위하여 채택되는 것이다. 또 다른 실시 예는 여기 기재된 방법들 중 어느 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 거기에 설치된 컴퓨터를 포함한다.

몇몇 실시 예에서, 프로그램 가능한 논리 장치(예를 들어 FPGA(field programmable gate array))는 여기 기재된 방법들의 기능성 중 몇몇 또는 전부를 수행하기 위하여 사용될 수 있다. 몇몇 실시 예에서, FPGA는 여기 기재된 방법들 중 어느 하나를 수행하기 위하여 마이크로프로세서로 협력할 수 있다. 일반적으로, 상기 방법들은 바람직하게 어떠한 하드웨어 장치에 의하여 수행될 수 있다.

상기 기재된 실시 예들은 본 발명의 원리를 위하여 묘사되고 있다. 여기 기재된 배열 및 상세의 변형 및 변화가 가능함이 당업자에게 자명하다. 그러므로, 청구범위의 범위에 의하여 오직 제한되고, 여기 실시 예의 기재 및 설명 방식에 의하여 나타난 특정 상세한 설명에 의하여 제한되지 않음이 명백하다.

100: 셀
102: 기지국
104: 실내환경
106: 중앙 컨트롤러
108: 간섭 그래프

Claims

무선통신 네트워크에서 복수의 간섭 노드(A-E)로 주파수 부대역(s, 1-3)의 할당하는 방법에 있어서,
상기 무선통신 네트워크는, 복수의 노드, 이웃의 리스트에 기초하여 결정되는 상기 복수의 간섭 노드(A-E)를 포함하고,
상기 할당하는 방법은,
(a) 상기 복수의 간섭 노드(A-E) 각각에 대하여, 상기 간섭 노드에 할당될 수 있는 이용가능한 부대역을 우선 부대역으로 결정하고, 상기 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 상기 부대역을 상기 간섭 모드에 할당하는 단계; 및
(b) 각 주파수 부대역에 대하여, 우선 부대역으로 상기 부대역에 할당될 수 있는 모든 이용가능한 노드를 결정하고, 상기 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 부대역을 상기 간섭 노드에 할당하는 단계;를 포함하는 것인 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 부대역 이용량은 특정 부대역이 할당되도록 선택된 노드와 간섭을 일으키는 노드의 개수에 기초하여 정의되는 방법.
제1항에 있어서,
선택된 노드로의 특정 부대역의 할당에 의한 부대역 이용량은 상기 네트워크로 부대역 할당의 비용에 기초하여 정의되고,
상기 비용은 노드의 세트에 기초하여 결정되고,
상기 각 노드의 특성은 (a) 상기 노드는 상기 선택된 노드에 이웃하고, (b) 상기 특정 부대역은 상기 노드로 할당되지 않고, (c) 상기 특정 부대역(s)는 상기 노드의 이웃으로 할당되지 않고, 이고,
상기 부대역 이용량에서의 감소는 상기 비용이 최소일 때 최소가 되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계는 각 간섭 노드를 위하여,
가장 큰 개수의 이웃 노드를 가지는 간섭 노드를 선택하는 단계; 및
이용가능한 부대역이 존재하지 않으면, 상기 노드를 위한 어떠한 부대역도 선택하지 않는 단계;를 더 포함하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 (a)단계는 기설정된 회수로 반복되고,
상기 기설정된 회수는 각 노드로 할당되기 위하여 노력되는 우선 부대역의 최소 개수(s_min)에 의하여 정의되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 (b)단계는 각 부대역을 위하여,
하나 이상의 노드가 부대역 이용량에 있어서 최소 감소를 제공하면, 거기에 할당된 부대역의 최소 개수를 갖는 노드로 부대역을 할당하는 단계;를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 간섭 노드는 사용자에 의하여 배치된 기지국에 의하여 형성된 펨토셀 액세스 포인트(femtocell access points)이고,
상기 간섭 노드는 이웃하는 노드이고,
주어진 노드의 이웃은 상기 주어진 노드에 의하여 서비스되는 모바일 유닛과 간섭을 야기하는 노드로서 정의되고,
각 노드는 하나 이상의 모바일 유닛을 서비스하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 무선 통신 네트워크는 상기 간섭 노드(A-E)로 주파수 부대역(s, 1-3)을 할당하는 중앙 컨트롤러(106)를 포함하고,
상기 중앙 컨트롤러(106)는 각 펨토셀을 위한 상기 이웃 리스트를 포함하고,
하나 이상의 이웃 리스트에 있어서 변화가 있으면, 상기 변화를 상기 중앙 컨트롤러(106)로 보고하는 단계;를 더 포함하고,
상기 중앙 컨트롤러(106)는 변화에 대한 응답으로, 상기 간섭 노드로 상기 주파수 부대역을 동적으로 재-할당하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 주파수 부대역의 할당이 부대역의 할당을 갖지 못한 하나 이상의 간섭 노드를 초래하는 경우, 비-할당된 간섭 노드를 이웃하는 최소 개수의 노드에 의하여 사용되는 부대역을 비-할당된 간섭 노드에 할당하는 단계;를 더 포함하는 방법.
기계-판독 가능한 캐리어에 의하여 저장된 명령어를 포함하는 프로그램을 포함하고, 상기 명령어는 컴퓨터상에서 실행될 때 제1항, 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램 기록매체.
복수의 노드(A-E)를 포함하는 무선 통신 네트워크를 위한 컨트롤러에 있어서,
복수의 노드로부터 이웃의 리스트를 수신하여 저장하는 저장부; 및
프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 복수의 간섭 노드(A-E) 각각에 대하여, 상기 간섭 노드에 할당될 수 있는 이용가능한 부대역을 우선 부대역으로 결정하고, 상기 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 상기 부대역을 상기 간섭 모드에 할당하고,
각 주파수 부대역에 대하여, 우선 부대역으로 상기 부대역에 할당될 수 있는 모든 이용가능한 노드를 결정하고, 상기 네트워크에서 부대역 이용량에서 최소 감소를 야기하는 부대역을 상기 간섭 노드에 할당하는 컨트롤러.
삭제
무선 통신 시스템에 있어서,
적어도 몇몇의 노드(A-E)가 간섭 노드인, 복수의 노드(A-F); 및
제12항에 따른 중앙 컨트롤러(106);를 포함하는 무선통신 시스템.
제14항에 있어서,
상기 중앙 컨트롤러(106)는 간섭 조건이 변할 때 주파수 부대역을 재할당하는 것인 무선통신 시스템.