KR101342347B1 - 무선 통신 시스템에서의 셀간 간섭을 제어하는 업링크 자원 할당 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 셀간 간섭을 제어하는 업링크 자원 할당 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 TDD에서 무선 채널들의 대칭성과, FDD 무선 통신 시스템에서의 평균 업링크 경로 손실과 평균 다운링크 경로 손실 간의 장기간 상관성을 이용하여, 인핸스드 업링크 시스템에서 분산된 스케쥴러들이 셀간 간섭 레벨들을 선취적으로 관리하면서 업링크 송신 자원들을 할당할 수 있게 한다. 각각의 셀의 기지국은 알려진 송신 전력 레벨에서 다운링크 레퍼런스 신호를 송신한다. 이동국은 복수의 기지국으로부터 다운링크 레퍼런스 신호의 수신 신호 강도를 모니터링한다. 송신되고 수신된 신호 강도 레벨들이 이동국에 의해 이용되어, 이동국의 업링크 송신들이 야기하는 셀간 간섭의 양이 추정될 수 있고, 그에 따라 이동국의 업링크 송신 파라미터가 조정된다. 다른 실시예에서, 이들로부터 유도되는 수신된 레퍼런스 신호 전력 레벨들 또는 값들이 이동국에 의해 이동국의 서비스중인 기지국에 송신되며, 여기서, 스케쥴링 알고리즘이 이 정보를 이용하여 UE에 대한 업링크 송신 자원의 그랜트에 관한 하나 이상의 송신 파라미터들을 조정함으로써, 이동국의 업링크 송신들에 의해 발생된 셀간 간섭을 제어한다.

Description

무선 통신 시스템에서의 셀간 간섭을 제어하는 업링크 자원 할당{UPLINK RESOURCE ALLOCATION TO CONTROL INTERCELL INTERFERENCE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 업링크 액세스에 대한 간섭 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니지만 특히 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Standard; 범용 이동 통신 표준)에 이용되는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access; 범용 지상 무선 액세스) 광대역-CDMA 시스템에서 채용되는 패킷 기반 데이터의 인핸스드 업링크를 위한 통신 자원 액세스에 적용가능하다.
무선 통신 시스템, 예를 들어, 셀룰라 전화기, 또는 개인 모바일 무선 통신 시스템은 일반적으로 복수의 기지국 트랜시버(BTS)와, 종종 이동국(MS)이라 하는 복수의 가입자 유닛 사이에 배열되는 무선 통신 링크들을 제공한다.
무선 통신 시스템들은 주로 이동국들이 BTS 커버리지 영역들 간을 이동하며, 이렇게 행할 경우 가변하는 무선 전파 환경에 부닥친다는 점에서 PSTN(public switched telephone network; 일반 전화 교환망)과 같은 고정된 통신 시스템과 구별된다.
무선 통신 시스템에서, 각각의 BTS는 자신의 특정 지리학적 커버리지 영역(또는 셀)과 연관되어 있다. 커버리지 영역은 BTS가 자신의 서비스 중인 셀 내에서 동작하는 MS들과 허용가능한 통신들을 유지할 수 있는 특정 범위에 의해 정의된다. 복수의 BTS에 대한 커버지리 영역들은 확장성 커버리지 영역을 위하여 결집될 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 시분할 듀플렉스(TD-CDMA) 동작 모드를 포함하는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Standard; 범용 이동 통신 표준)의 부분들을 정의하는 3GPP(Third Generation Partnership Project; 3세대 파트너쉽 프로젝트)를 참조하여 설명되어 있다. 3GPP 표준 및 본 발명에 관한 기술적 배포는 3GPP TR 25.211, TR 25.212, TR 25.213, TR 25.214, TR 25.215, TR 25.808, TR 25.221, TR 25.222, TR 25.223, TR 25.224, TR 25.225, TS 25.309, TR25.804, TS 21.101, 및 TR 21.905를 포함하며, 여기서는, 그 전체 내용을 참조로서 이 출원 내에 포함시킨다. 3GPP 도큐먼트는 3GPP 지원국(Support Office)[650 Route des Lucioles, Sophia Antipolis, Valbonne, FRANCE 소재], 또는 www.3gpp.org의 인터넷 상에서 입수할 수 있다.
UMTS 용어에서, BTS는 노드 B(Node-B)라 불리며, 가입자 장치(또는 이동국)는 사용자 장치(UE: user equipment)라 불린다. 무선 통신 계에서 사용자들에 제공되는 서비스들의 빠른 전개와 함께, UE들은 셀룰라 폰 또는 무선 장치들로부터 퍼스널 데이터 액세서리(PDA) 및 MP-3 플레이어를 거쳐 무선 비디오 유닛 및 무선 인터넷 유닛으로의 많은 형태의 통신 디바이스들을 포함할 수 있다.
UMTS 용어에서, 노드 B로부터 UE로의 통신 링크는 다운링크 채널이라 불린다. 이와 반대로, UE로부터 노드 B로의 통신 링크는 업링크 채널이라 불린다.
이와 같은 무선 통신 시스템에서는, 이용가능한 통신 자원들을 동시에 이용하기 위한 방법들이 존재하며, 여기서, 이러한 통신 자원들은 복수의 사용자들(이동국들)에 의해 공유된다. 이들 방법은 때때로 다중 액세스 기술이라 한다. 통상적으로, 일부 통신 자원들(통신 채널들, 타임슬롯들, 코드 시퀀스들 등을 말함)이 트래픽을 전달하는데 이용되고, 다른 채널들이 노드 B들과 UE들 간의 콜 페이징과 같은 제어 정보를 전달하는데 이용된다.
전송 채널들이 시스템 계층 구성에서 물리 계층과 매체 액세스 제어(MAC) 사이에 존재하고 있음을 주지하는 것이 중요하다. 전송 채널들은 무선 인터페이스를 통하여 데이터를 송신하는 방법을 정의할 수 있다. 논리 채널들은 MAC과 무선 링크 제어(RLC)/무선 자원 제어(RRC) 계층 사이에 존재한다. 논리 채널들은 무엇이 송신되는지를 정의한다. 물리 채널들은 무선 인터페이스를 통하여, 즉, UE와 노드 B에서의 계층 1 엔티티들 사이에 무엇이 실제로 송신되는지를 정의한다.
복수의 다중 액세스 기술들이 존재하며, 이에 의해 유한한 통신 자원이, (i) 콜 지속 기간 동안의 사용을 위하여 상이한 주파수에서 복수의 채널들 중 한 채널이 특정 이동국에 할당되는 주파수 분할 다중 액세스(FDMA); (ii) 통신 시스템에 이용되는 주파수 채널이라 말하는 각각의 통신 자원이 자원을 복수의 별개의 기간(타임 슬롯들, 프레임 등)으로 분할함으로써 사용자들 간에 공유되게 하는 시분할 다중 액세스(TDMA); 및 (iii) 모든 기간들에서 각각의 주파수 모두를 이용하여 통신이 수행되게 하고, 원하는 신호와 원하지 않은 신호들을 차별화하기 위해 특정 코드를 각각의 통신에 할당하여 자원이 공유되게 하는 코드 분할 다중 액세스(CDMA)와 같은 속성에 따라 분할된다.
이와 같은 다중 액세스 기술 내에서는, 상이한 듀플렉스(2-웨이 통신) 경로들이 배열된다. 이러한 경로들은 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 구성으로 배열될 수 있고, 이에 의해, 한 주파수가 업링크 통신에 전용되며, 두번째 주파수가 다운링크 통신에 전용된다. 다른 방법에서는, 경로들이 시간 분할 듀플렉스(TDD) 구성으로 배열될 수 있으며, 이에 의해, 교번 방식으로, 첫번째 기간이 업링크 통신에 전용되며, 두번째 기간이 다운링크 통신에 전용된다.
오늘날 통신 시스템들, 무선 및 유선 양쪽 모두는 통신 유닛들 간에 데이터를 전달하는 요건을 갖고 있다. 이러한 환경에서, 데이터는 데이터, 비디오 및 오디오 통신과 같은 트래픽 및 시그널링 정보를 포함한다. 이와 같은 데이터 송신은 한정된 통신 자원들의 사용을 최적화하기 위하여 효과적이고 효율적으로 제공되어질 필요가 있다.
3GPP에서의 최근의 포커스는 "인핸스드 업링크(enhanced uplink)" 특징의 도입 및 전개에서, 업링크 패킷 기반 데이터에 시스템 자원의 고속 스케쥴링 및 할당을 제공하고 HSDPA(high-speed downlink packet access; 고속 다운링크 패킷 액세스)에 컴플리먼트로서 기능하는 것에 있어 왔다.
HSDPA(다운링크) 내에서, 스케쥴링(또는 다운링크 자원 할당) 엔티티는 노드-B 네트워크 엔티티에 위치된다(이전에 스케쥴링은 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)에 의해 수행되었음). 스케쥴러는 MAC-hs라 하는 새로운 MAC 엔티티 내에 존재한다.
HSDPA에 대하여, 스케쥴링은 일반적으로 노드-B들 간에 분배되며, 다운링크 소프트 핸드오버(매크로-다이버시티)는 지원되지 않는다. 다시 말하면, 스케쥴러는 주로 또는 전반적으로 다른 셀들에서 이루어진 스케쥴링 결정을 인식하지 못하는 각각의 셀 내에 존재한다. 각각의 스케쥴러는 독립적으로 동작한다. 피드백은 CQI(Channel Quality Information; 채널 품질 정보)의 형태로 UE로부터 스케쥴러에 제공된다. 이러한 정보는 스케쥴러가 각각의 사용자의 특정 C/(N+I)(즉, 캐리어 대 잡음에 간섭 전력 비값을 더한 것) 상황을 수용할 수 있게 한다. 다른 셀들에서의 스케쥴러가 UE에 대하여 간섭을 발생시키고 있는 경우, 이것은 UE들의 서비스 중인 셀 스케쥴러에의 CQI 보고에 반영되며, 기지국과 UE 간의 무선 통신의 허용가능한 품질 또는 신뢰도를 유지하도록 링크 파라미터들이 스케쥴러에 의해 응답하여 조정될 수 있다. UE CQI 피드백에 따라 조정될 수 있는 파라미터들의 예는 (i) 데이터 전송률; (ii) 송신 전력; (iii) 변조 포맷(QPSK/16-QAM); 및 (iv) 적용되는 FEC 코딩의 양을 포함한다.
인핸스드 업링크 특징은 FDD 3GPP 변형체에 대하여 먼저 구현되었다. 이 경우, 스케쥴러는 (소위 MAC-e 펑션 내에 있는) 노드-B에 위치된다. 노드-B에 위치되어 있는 스케쥴링 펑션의 결과로서, 스케쥴링은 넓게 분산되어 있다. 그러나, UE로부터의 인핸스드 업링크 신호들이 다른 셀들의 동작을 상당히 간섭할 수 있기 때문에, 상이한 셀들의 스케쥴러들 간에 어느 정도의 조정(co-ordination)이 필요하다.
또한, 소프트 핸드오버가 FDD에서 인핸스드 업링크에 대하여 지원되며, 이것은 또한 그 송신을 액티브하게 수신하는 모든 기지국으로부터 UE로의 어떤 제어 또는 피드백을 요구한다. 이것은 셀들 간에 스케쥴러 조정의 형태로서 유사하게 생각할 수 있다.
도 1a를 참조하여 보면, 셀 스케쥴러들 간에 조정은 UE(001)에 대한 피드백을 제공하는 비서비스 중인 셀들(즉, "액티브 세트"에 있지만 주 제어 셀(002)이 아닌 셀(003 및 004))에 의해 FDD 인핸스드 인핸스드 업링크에 대하여 제공되어 왔다. "액티브 세트"는 UE(101)로부터의 업링크 송신을 액티브하게 수신하는 셀들의 세트로서 정의된다. FDD WCDMA에서, 각각의 사용자로부터의 업링크 신호들이 다른 사용자들의 업링크 신호들을 간섭한다는 사실에 기인하여, UE(101)로부터의 송신이 셀(003 및 004)에 어느 정도의 간섭을 일으킨다. 액티브 세트(002, 003 및 004)의 노드-B들 간에 명시적인 직접 조정이 없으며, 이 조정은 UE에 대한 제어 피드백을 통하여 이루어진다.
UE 송신 전력 및 데이터 전송률의 제어는 복수의 셀들로부터 동일한 UE로 송신되는 그랜트 커맨드(grant command)의 형태를 취한다. UE는 서비스 중인 셀로부터 "절대적" 그랜트를 수신하며, 또한 액티브 세트에서의 이웃하는 셀들로부터 "상대적" 그랜트를 수신할 수 있다. 절대적 그랜트 채널(E-AGCH; 007)은 UE가 어느 자원을 이용할 수 있는지에 대한 정보를 UE에 전달하도록 서비스 중인 셀 스케쥴러에 의해 이용된다. 업링크 자원은 일반적으로 FDD WCDMA 에서 RoT("Rise-over-Thermal") 자원으로서 간주되며, 여기서, 허용가능한 수신된 간섭 레벨 임계값이 (수신기에서의 열 잡음에 대하여) 기지국에 대해 설정되며, 각각의 사용자는 이러한 허용가능한 수신된 간섭 전력의 미소부분을 효과적으로 그랜트된다. 허용가능한 RoT 설정값(set-point)이 증가함에 따라, 기지국에서의 간섭 레벨이 증가하고 UE 신호가 검출되어지는 것이 더 어렵게 된다. 따라서, RoT를 증가시킨 결과는 셀의 커버리지 영역이 감소되는 것이다. 따라서, 원하는 시스템 커버리지가 충족되는 것을 보장하기 위하여 주어진 배치에 대하여 RoT 설정값이 정확하게 구성되어야 한다.
사용자가 셀 바운더리에 가깝게 위치되는 경우, 업링크 송신이 이웃하는 셀에서 관측되는 수신된 간섭 레벨에 상당히 기여할 수 있으며, 그 셀에서의 허용가능한 간섭 목표값이 초과되게 할 수 있다. 이것은 커버리지를 감소시키고 이웃하는 셀에서의 무선 통신을 열화시킬 수 있다. 이것은, 한 셀에서의 한 스케쥴러에 의해 이루어진 결정들이 또 다른 셀에서의 스루풋 또는 커버리지에 불리한(그리고 때때로 최악의) 충격을 가할 수 있기 때문에 바람직하지 못한 시나리오이다. 따라서, 어떤 형태의 선취적 액션 또는 반응적 액션이 이러한 시나리오를 수용하는데 필요하게 된다.
FDD WCDMA 인핸스드 업링크(enhanced uplink)에 대해서는, (선취적 액션보다는) 반응적 액션이 취해진다. 반응적 액션은 업링크 신호가 특정 스케쥴러의 셀에 과도한 간섭을 일으키고 있는 경우 UE 송신 전력을 감소시키도록 특정 스케쥴러에 의해 이용될 수 있는 이웃하는 셀(004 및 003) 각각으로부터의 E-RGCH 피드백 커맨드(005, 006)의 형태를 취한다.
따라서, 업링크 간섭 조정이 명시적으로 노드-B간 직접 통신할 필요 없이 스케쥴러들 간에 이루어질 수 있다. 이것은, 분산된 스케쥴링 아키텍쳐가 네트워크 측 상에서 유지될 수 있기 때문에(여기서는, 스케쥴러들은 서로 통신할 필요가 없음) 유용하며, 이는 재송신들에 대한, 보다 고속의 스케쥴링, 보다 낮은 대기 시간 및 보다 고속의 응답을 용이하게 할 수 있는 노드-B에 스케쥴러가 위치될 수 있게 한다. 이것은 하이브리드 ARQ(H-ARQ)가 이용되는 경우, 재송신들이 노드-B의 소프트 버퍼에서 결합될 수 있어 노드-B/RNC 인터페이스(Iub)를 통하여 소프트 정보를 중계할 필요성을 제거하기 때문에 또한 바람직하다.
일반적으로, 셀 사이트들 간의 업링크 소프트 핸드오버는 TDD에 대하여 지원되지 않는다. UE도 또한 서비스 중인 셀 이외의 어떠한 셀로부터의 다운링크 상에서 송신되는 정보를 디코딩하는 것을 일반적으로 필요로 하지 않는다. 따라서, 서비스 중인 셀로부터의 E-AGCH를 이용하여 그리고 이웃하는 셀들로부터의 E-RGCH를 이용하여 시스템 전반에 걸쳐 셀간 간섭 레벨을 제어하는 FDD 솔루션은 TDD 인핸스드 업링크에 적절하지 못하다. 복수의 셀들로부터의 커맨드를 청취하라는 UE에 대한 요구가 도입될 수 있으며, 이것은 동일한 E-RGCH 피드백 방식이 이용될 수 있게 한다. 그러나, 이것은 UE 수신기 복잡성을 상당하게 증가시키며, 이러한 이유로, 이것은 매력적인 솔루션이 아니다. 도 1b를 참조하여 보면, UE(011)가 자신의 서비스 중인 노드-B(012)와 TDD 통신(017) 중에 있으나, UE(011) 업링크는 또한 노드-B(013 및 014)에 의해 서비스되는 이웃하는 셀들에 간섭을 야기한다.
따라서, 업링크 셀간 간섭을 제어하는 다른 메카니즘들이 구해져야 한다. 다른 셀들에 대한 스케쥴러들과 독립적으로 동작할 수 있는 각각의 셀 또는 각각의 노드-B에 대해 스케쥴러가 존재하는 분산된 스케쥴링 아키텍쳐 내에서 동작할 수 있는 이러한 문제에 대한 솔루션들을 찾는 것이 또한 바람직하다. 이것은 분산된 아키텍쳐의 이점들이 유지될 수 있게 한다. 이들 이점은 (i) 보다 고속의 스캐쥴링; (ii) 보다 낮은 송신 대기 시간; (iii) 재송신에 대한 보다 고속의 응답; (iv) 셀간 또는 사이트간 통신 인터페이스에 대한 요구의 부재; (v) 네트워크 복잡성에서의 감소; 및 (vi) H-ARQ(hybrid automatic repeat requests; 하이브리드 자동 반복 요청)에 대한 적합한 아키텍쳐를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 TDD 및 FDD 무선 통신 시스템에서의 무선 채널들의 대칭성(reciprocity)을 이용하여, 인핸스드 업링크 시스템에서의 분산된 스케쥴러들이 셀간 간섭 레벨들을 선취적으로 제어할 수 있도록 한다. 각각의 셀의 기지국은 다운링크 레퍼런스(또는 소위 "비컨" 신호라 함)를 송신한다. (송신기에서의) 비컨 신호의 송신 전력은 그 송신 전력이 비컨 신호 상에 인코딩되기 (및/또는 디폴트 값일 수 있기) 때문에 UE에 알려진다. UE는 (UE에서 수신되는) 하나 이상의 기지국으로부터의 다운링크 비컨 신호들의 수신 신호 강도("RSCP(received signal code power; 수신 신호 코드 전력)")를 모니터링한다. 각각의 기지국들(노드-B들)에 대한 송신되고 수신된 비컨 신호 전력 레벨들은 UE에 의해 이용되어, UE가 자신의 업링크 송신들에 의해 발생하는 셀간 간섭의 양을 제어한다. 추가 실시예에서, 송신되고 수신된 비컨 신호 전력 레벨들 또는 이 레벨들로부터 유도되는 값들은 UE에 의해 UE의 서비스 중인 노드-B(기지국)에 송신되며, 여기서, 송신 파라미터 스케쥴링 메카니즘을 이용하여, UE에 업링크 송신 파라미터 그랜트를 그랜트함으로써, UE의 업링크 송신들에 의해 발생되는 셀간 간섭을 제어한다. UE는 다른 셀들(서비스 중에 있지 않은 셀들)로부터의 신호를 제어하는 것으로부터 데이터 콘텐츠를 수신할 필요가 없으며, 이와 같은 본 발명의 실시예는 현재의 3GPP TDD 아키텍쳐의 특성들을 바람직하게 적합화하고 UE 수신기 복잡성에서의 큰 증가를 방지한다.
상술한 실시예들의 변형 및 확장은 당해 기술 분야의 당업자에게 명백한 것이다. 예를 들어, 업링크 스케쥴러는 보고된 측정값을 이용하여, 그랜트를 행하기 전에, 다른 셀들에서 업링크 자원들의 가설적인 그랜트의 효과나 비용을 계산하여, 그 효과나 비용값의 전부 또는 일부를 유도할 수 있다.
본 발명의 다른 애플리케이션, 특징 및 이점들은 본 발명의 개시물을 검토한 당해 기술의 당업자에게 명백한 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해서만 제한된다.
도 1a는 FDD 무선 통신 시스템에서의 액티브 세트의 멤버들 및 서비스 중인 셀과 통신하는 이동국을 나타낸다.
도 1b는 TDD 무선 통신 시스템에서, 서비스 중인 셀들과 통신하며 이웃하는 셀들을 간섭하는 이동국을 나타낸다. 주: 소프트 핸드오버가 TDD 표준 내에서 지원되지 않지만(지원 시그널링이 포함되어 있지 않지만), 다른 또는 유사한 시스템들에서, 셀 외부의 UE 신호들에 대하여 "청취"하여, 결합을 위해 이들 신호를 디코딩하고 이들 신호를 RNC 또는 다른 중심 포인트 또는 네트워크 엔티티까지 전달하는 시스템 및 노드-B를 구현할 수 있음을 고려할 수 있다.
도 2a는 최소의 셀간 간섭을 위한 적절한 무선 전파 조건들(radio propagation conditions)에서의 이동국에 대한 업링크 조건들("높은 지오메트리(high geometry)" 상황)을 나타낸다.
도 2b는 상이한 무선 전파 조건들에서의 이동국에 대한 업링크 조건들("낮은 지오메트리(low geometry)" 상황)을 나타낸다.
도 3a는 적절한 무선 전파 조건들에서의 이동국에 대한 다운링크 조건들("높은 지오메트리" 상황)을 나타낸다.
도 3b는 상이한 무선 전파 조건들에서의 이동국에 대한 다운링크 조건들("낮은 지오메트리" 상황)을 나타낸다.
도 4a는 공평형 전력 스케쥴링을 위한 종래 기술의 방법을 나타낸다.
도 4b는 기하학적 전력 스케쥴링을 갖는 본 발명의 실시예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, UE와 노드-B의 MAC-e 계층들 간의 통신을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케쥴러의 동작을 나타낸다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라 서비스 중인 노드-B에 의해 UE들에 대하여 업링크 자원 그랜트들을 할당하는 방법을 나타낸다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 서비스 중인 노드-B에 의해 UE들에 대하여 업링크 자원 그랜트들을 할당하는 방법을 나타낸다.
도 8은 업링크 자원 그랜트를 스케일링하는 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 시스템 블록도를 나타낸다.
달리 정의되어 있지 않으면, 여기에 이용된 모든 기술적 그리고 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 당해 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 여기에 언급되어 있는 모든 특허들, 출원들, 공개된 출원들, 또는 다른 공개물들은 그 전체 내용에 있어 참조로서 포함한다. 이 섹션에서 설명되어 있는 정의가, 여기에 참조로서 포함되어 있는 상기 출원들, 공개된 출원들, 또는 다른 공개물들에서 설명된 정의들과 반대이거나 혹은 일치하지 않는 경우, 이 섹션에 설명되어 있는 정의는 여기에 참조로서 포함되는 정의보다 우선한다.
여기에 이용된 바와 같이, "한" 또는 "하나"는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 보면, UE(201)는 자신의 서비스 중인 노드-B(기지국; 202)와 통신 중에 있다. 또한, 업링크 신호는 이웃하는 셀의 노드-B(203 및 204)에 도달한다. 시스템에서의 각각의 UE("i"로 표시됨)와 각각의 노드-B 기지국 수신기("j") 사이에 신호 경로 이득이 존재한다. UE "i"와 노드-B 기지국 수신기 "j" 사이의 신호 경로 이득은 노드-B들(204, 202 및 203)에 대하여 각각 gij(207, 205 및 206)로 각각 표시되어 있다. 자신의 서비스 중인 노드-B에 가까이 있는 UE는 통상적으로 그 셀에 대하여 (굵은 화살표로 나타낸) 높은 경로 이득을 가지며, 다른 셀에 대해서는 (가는 화살표로 나타낸) 낮은 경로 이득을 갖기 쉽다. 예를 들어, 도 2a에서의 신호 경로 이득(205)은 크며, 따라서, 굵은 화살표로 표시되어 있다.
i번째 UE로부터 주어지는 송신에 대하여, 다른 모든 셀들에서 수신된 전력의 합에 대한 자신의 서비스 중인 셀(J)에서 수신된 전력의 비값은 용어 "지오메트리(geometry)"(Φ)로 주어진다.
Figure 112013006302975-pat00001
[1]
높은 지오메트리를 갖는 사용자는 일반적으로 낮은 지오메트리를 갖는 UE보다 이웃하는 셀을 덜 간섭한다. 따라서, 이들이 야기하는 셀간 간섭의 양은 스케쥴링 그랜트들이 사용자에게 송신되기 전에 예상될 수 있고 그 결과로 셀간 간섭이 관리되어 제어되기 때문에 스케쥴러가 각각의 UE의 지오메트리를 알고 있다면 바람직할 수 있다.
높은 지오메트리 및 낮은 지오메트리를 가진 사용자는 각각 높은 지오메트리 및 낮은 낮은 지오메트리에 대한 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있으며, 여기서, 송신 경로 화살표의 두께는 경로 이득을 나타낸다(보다 굵은 화살표는 보다 높은 경로 이득을 나타낸다).
사용자의 지오메트리는 기지국들 각각에서 수신된 업링크 신호 전력들이 주어지는 네트워크에 의해 계산될 수 있다. 그러나, 이것은 주어진 UE에 대한 수신 신호 전력 측정값이 UE의 서비스 중인 노드-B에서 수집되는 것을 요구하여, 서비스 중인 노드-B와 이웃하는 셀들에서의 노드-B 사이의 새로운 통신 링크의 성립을 요구한다(이것은 우리가 회피하고자 하는 것임을 유념한다).
다른 방법으로는, 주어진 UE에 대하여 수신된 전력 측정값들은 (무선 네트워크 컨트롤러(RNC)와 같은) 어떤 다른 중심 포인트에서 수집될 수 있고 그 후, UE의 서비스 중인 노드-B로 되중계될 수 있다. 유감스럽게도, 이것은 네트워크 내의 측정 정보의 송신 지연을 수반하며, 스케쥴러에 의해 정보를 이용할 수 있기 전에 그 정보가 "낡은" 것임을 의미할 수 있다. 또한, 이것은 네트워크 내에 시그널링 오버헤드를 가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 TDD에 대한 채널 대칭성을 이용하여 상술한 문제들을 회피하는 것이다. TDD에서는, 다운링크 채널 및 업링크 채널이 대칭성을 갖기 때문에 다운링크 레퍼런스 또는 비컨 신호들을 이용하여 지오메트리(또는, 대응하는 경로 이득(gij))가 UE에 의해 측정될 수 있고, 스케쥴링 프로세스에 의한 사용을 위하여 서비스 중인 노드-B에 시그널링될 수 있다. 이러한 다운링크 비컨 신호들은 이미 3GPP TDD WCDMA 시스템에 존재한다. 이들은 (각각의 셀에 대하여 구성된) 고정된 레퍼런스 전력으로 각각의 무선 프레임 내에서 한번 또는 두번 송신된다. 이들은 프라이머리 동기 신호들과 동일한 타임슬롯에 위치되며, 이는 UE가 비컨 타임슬롯의 위치를 찾을 수 있게 한다. 따라서, UE가 (서비스 중인 셀을 포함한) 여러 셀들로부터의 비컨 송신들을 적시에 찾고 서비스 중인 셀을 포함한 이들 비컨 송신들의 수신 신호 코드 전력 레벨(RSCP)을 측정하는 것이 가능하게 된다.
비컨 신호의 송신 레퍼런스 전력은 각각의 셀에서의 비컨 송신 자체 내에서 시그널링된다. 따라서, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 보면, UE(201)는 기지국으로부터의 비컨 송신들(예를 들어, 노드-B들(202, 203 및 204) 각각으로부터의 비컨 송신들(205, 206 및 207))을 청취할 수 있다. 각각의 비컨 송신은 레퍼런스 시퀀스 또는 파일럿 신호를 포함하며, UE에 의한 이러한 신호 일부분의 강도 측정은 원하는 RSCP 측정을 제공하기에 충분하다. 이웃하는 셀 비컨 신호들에 의해 전달되는 정보 콘텐츠는 UE에 의해 반드시 디코딩될 필요가 있는 것은 아니다. 각각의 비컨 신호에 적합한 레퍼런스 송신 전력 레벨(Pj ref)은 서비스 중인 셀 비컨 신호의 정보 콘텐츠 내에서 UE에 시그널링되거나, 또는 다른 방법에서는, UE가 이웃하는 셀 비컨 신호 정보 자체를 디코딩할 수 있다. 그 후, 어느 경우에도 각각의 셀(j)에 대하여, UE(i)가 경로 이득을 계산할 수 있다.
Figure 112013006302975-pat00002
[2]
각각의 셀에 대하여 이것을 행함으로써, 일 실시예에서, UE가 식 [1]을 통하여 UE 자신의 지오메트리(ΦI)를 계산할 수 있고 업링크 스케쥴링 프로세스에 의한 이용을 위하여 네트워크에 이 지오메트리를 보고할 수 있음이 명백해진다.
다른 실시예들에서는, 가장 강도있는 이웃하는 셀(K) 경로 이득에 대한 서비스 중인 셀(J) 경로 이득의 비값과 같이, 유사한 또는 관련된 메트릭들(성능 지수들)이 유도될 수 있다.
Figure 112013006302975-pat00003
[3]
다른 실시예에서, 레퍼런스 송신 전력 레벨들(Pj ref)이 동일하고, 복수의 셀들로부터의 비컨 신호들이 공통 기간에 송신되는 경우, UE는 나머지 서비스 중에 있지 않는 셀 전력 "ISCP"에 대한, 서비스 중인 셀에 대하여 측정된 RSCP의 비값을 구함으로써 식[1]의 Φi에 대한 대략적인 추정을 행할 수 있다. ISCP는 총 셀간 간섭에 UE에 의해 측정된 열 잡음을 더한 것(즉, 서비스 중에 있지 않은 셀 수신 전력의 합)이다. 상술한 바와 같이, 이러한 근사 방식은 Pj ref가 네트워크에서의 모든 셀에 대하여 동일하며 비컨 신호들만이 비컨 타임슬롯(들) 상에서 송신되어, ISCP가 모든 j≠J에 대하여 RSCPj의 합과 대략 동일하게 된 것임을 가정한다.
Figure 112013006302975-pat00004
[4]
ISCP는 몇몇 알려진 방법으로 추정될 수 있으며, 여기서는 2개의 예들을 설명한다. 첫번째 예에서는, 서비스 중인 셀 비컨 신호의 무잡음 부분이 재구성되고 복합 수신 신호로부터 빼진다. 그 후, 나머지 신호의 전력을 측정하여 필요한 ISCP 추정값을 제공한다. 두번째 실시예에서, (복수의 셀들로부터의 비컨 신호들을 포함한) 복합 신호의 총 전력 "T"이 측정되며, 서비스 중인 셀 신호의 전력(RSCPJ)이 개별적으로 측정된다. 그 후, ISCP는 T-RSCPJ로서 추정되어,
Figure 112013006302975-pat00005
[5]
이 되며, 여기서, ISCP는 총 셀간 간섭에, UE에 의해 측정된 열 잡음을 더한 것(즉, 서비스 중에 있지 않은 셀의 수신 전력의 합)이다. 이러한 근사 방식은 Pj ref가 네트워크에서의 모든 셀에 대하여 동일하며 비컨 신호들만이 비컨 타임슬롯(들) 상에서 송신되어, ISCP가 모든 j≠J에 대하여 RSCPj의 합과 대략 동일하게 된 것임을 가정한 것임을 주지한다.
추가 실시예에서, UE는 UE가 수신했던 개별적인 RSCPj 값을 서비스 중인 노드-B에 보고할 수 있으며, 서비스 중인 노드-B는 지오메트리 또는 다른 메트릭을 스스로 계산하여 스케쥴링 프로세스에 제공한다. 그러나, 서비스 중인 노드-B에서 지오메트리 또는 다른 메트릭을 계산하는 것은 UE로부터 서비스 중인 노드-B로 보다 많은 데이터를 전송하는 것을 희생시켜 UE로부터의 계산에 대한 부하를 덜어줄 수 있다.
이들 경우에, 지오메트리(또는 이 지오메트리의 근사화된 버전) 정보는 각각의 특정 UE와 관련되어 있는 서비스 중에 있는 노드-B에서의 기지국 스케쥴러에 전달된다. 그 후, 스케쥴러는 UE를 스케쥴링함으로써 과도한 셀간 간섭을 선취적으로 회피할 수 있어, 그 결과, UE의 송신들이 과도한 전력으로 이웃하는 셀들에 도달하지 않게 된다. 이러한 점에서, UE의 송신 전력(또는 서비스 중인 셀에서의 수신 전력)이 알려져 있다면 어떤 이웃하는 셀에서의 최대 수신 신호 레벨(즉, 가장 강도있는 레벨)이 직접 계산될 수 있기 때문에 식 [3]의 지오메트리 값은 특히 유용하다. 그 후, 모든 다른 셀에서의 수신 전력 레벨은 이 값 보다 작은 것으로 알려질 수 있고, 다소 무시가능한 것으로 취급될 수 있다.
UE들의 지오메트리에 따라 UE들에 대한 업링크 자원을 스케쥴링하는 것은 필연적으로, 타임슬롯 당 송신 레이트가 낮은 지오메트리를 갖는 UE들에 대하여 감소되고 높은 지오메트리를 갖는 사용자에 대하여 증가됨을 의미한다. 바람직하게, 이것은 시스템 용량 면에서 추가 이점들을 갖는 것으로 보여질 수 있다. 업링크에 대하여 스케쥴링된 자원들은 일반적으로 수신된 C/(N+I) 자원으로서 또는 RoT(rise over thermal) 자원으로서 간주된다. 사용자가 자신의 지오메트리에 비례하여 업링크 자원의 양을 스케쥴링받는 경우, 각각의 셀에서 스케쥴링되는 주어진 자원의 총 양에 대하여 발생되는 전체적인 셀간 간섭은 각각의 사용자가 할당된 업링크 자원의 균등한 미소부분을 스케쥴링받는 상황과 비교할 때 감소된다.
추가 실시예들에서, TDD 또는 FDD 시스템에 대하여, UE는 서비스 중인 노드-B 스케쥴러로부터 되돌아오는 커맨드들을 대기하기 보다는, 비컨 신호 RSCP 측정값을 자율적으로 이용하여 UE 자신의 업링크 송신 특성들을 제어할 수 있다. 이것은 전송 자원을 그랜트한 경우 기지국 스케쥴러에 의해 이용되는 것보다 UE에서의 보다 최근의 경로 손실 측정 정보에 바람직하게 기초할 수 있는 초고속 2차 간섭 제어를 실현할 수 있다. 그 후, 업데이트된 측정값들이 이전의 실시예에서 설명한 바와 같이 기지국 스케쥴러에 시그널링될 수 있다. 그 후, 기지국 스케쥴러는 추가 스케쥴링 결정에 기초가 되는 이들 업데이트된 측정값을 이용할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 또한 FDD 무선 통신 시스템에 대해서도 이용될 수 있다. 업링크 송신 주파수와 다운링크 송신 주파수들이 FDD 시스템에서, TDD 시스템에서와 같이 공통적이기 보다는 상이하다 할지라도, 다운링크 송신 경로 이득은 정확성이 작기는 하지만 특정 노드-B와 UE 사이에 업링크 송신 경로 이득의 이용가능한 장기(longer-term) 추정값을 제공할 수 있다.
공평형 스케쥴링과 기하학적 비례형 스케쥴링 사이의 차이가 도 4a 및 도 4b에 도식적으로 도시되어 있다. 종래 기술의 도 4a에서, 각각의 사용자는 서비스 중인 셀 사용자에 대하여 할당된 총 수신 전력의 균등한 미소부분(406, 405, 404 및 403)을 할당받는다. 도 4b에 도시된 본 발명의 실시예에서, 수신 전력 자원들은 자신의 지오메트리에 따라 사용자들 간에 분배된다(사용자 1(406)은 최고 지오메트리를 가지며, 사용자 4(403)는 최저 지오메트리를 갖는다). 도 4a와 도 4b에서, 401와 402는 각각 열 잡음과 셀간 간섭의 배경 레벨들을 나타낸다.
기하학적 비례형 스케쥴링을 실시하는 경우, 스케쥴러는 사용자의 지오메트리와 무관하게, 각각의 사용자가 각각의 다른 사용자와 동일한 (또는 유사한) 셀간 간섭 레벨을 생성하는 것을 보장할 수 있다. 이것은 각각의 사용자에 의해 야기되는 셀간 간섭 양이 사용자의 지오메트리에 반비례하는 공평형 스케쥴링과 대조적이다. 이와 같이, 공평형 스케쥴링의 경우, 시스템은 종종 몇몇 낮은 지오메트리 사용자에 의해서만 제한받으며, 이것은 높은 지오메트리 사용자에게 불리함을 준다. (기하학적 비례형 스케쥴링에서와 같이) 각각의 사용자의 셀간 "비용"을 사용자들 간에 보다 공평하게 분배함으로써, 시스템은 이들 최악의 경우의 사용자에 의해 덜 손상받게 되며 시스템 용량은 증가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 3GPP TDD 인핸스드 업링크 시스템이 고려되며, 여기서, 각각의 UE가 (가능하게는 비컨 송신들을 위치시키기 위해 프라이머리 동기 채널들을 이용하여) 복수의 이웃하는 셀들로부터의 다운링크 비컨 RSCP를 측정한다. 또한, UE들은 비컨 신호들 중 하나 이상에 포함되어 있는 시스템 정보를 디코딩하며, 각각의 셀에 대한 비컨 레퍼런스 송신 전력(Pj ref)을 검색한다. 이러한 정보를 이용하여, UE들은 (식 [2]를 통하여) 서비스 중인 셀과 각각의 이웃하는 셀에 대한 경로 이득을 계산한다. 그 후, UE들은 식 [1]을 이용하여 지오메트리를 또는 추정된 경로 이득들에 기초하여 유사 메트릭을 계산하고, 이 정보를 서비스 중인 셀 노드-B에서의 업링크 스케쥴링할 책임이 있는 MAC-e 엔티티에 시그널링한다. TDD 무선 채널의 대칭성(동일 주파수가 업링크 송신과 다운링크 송신에 대하여 이용됨)로 인하여, 지오메트리 정보가 다운링크 상에서 측정된 경우일지라도 지오메트리 정보는 업링크에도 적합하다. 또한, 업링크 채널과 다운링크 채널이 덜 상관화될 수 있고, 따라서 평균화되거나 필터링된 다운링크 수신된 신호 전력 측정값 또는 경로 이득이 이용될 필요가 있어 간섭 제어 응답 시간에 대기 시간을 추가할 수 있다는 점을 제외하면, 지오메트리 정보는 FDD 시스템에도 적용될 수 있다.
일반성을 잃지 않고, 피드백 정보는 실제 인핸스드 업링크 송신 내에 포함되거나 그렇지 않으면 멀티플렉스될 수 있거나, 또는 관련된 제어 채널 상에서 전달될 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 피드백 시그널링은 UE에서의 MAC-e 엔티티와 서비스 중인 셀 노드-B에서의 MAC-e 엔티티 사이에 통신된다.
네트워크(UTRAN)는 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)로 구성되며, 각각의 무선 네트워크 컨트롤러는 복수의 셀 사이트들(노드-B들)의 범위를 정한다(subtend). 각각의 노드-B는 노드-B에 의해 지원되는 하나 이상의 셀들 또는 섹터들을 스케쥴링할 책임이 있는 MAC-e 엔티티를 포함한다. 스케쥴러들은 사이트들 간의 조정을 필요로 하지 않으며, 따라서, 노드-B 대 노드-B 인터페이스 필요성이 제거된다. 물론, 동일한 노드-B에 의해 범위가 정해지는 다른 셀들을 처리하는 스케쥴러들은 그 구현이 지시되는 경우 노드-B에 대해 내부적으로 통신할 수 있다.
스케쥴러는 사용자들에게 업링크 간섭 자원을 분배하는 책임이 있다. 간섭 자원은 셀간 간섭 성분과 셀내부 간섭 성분으로 구성되며, 열잡음(소위 "RoT(Rise over Thermal)"이라 함)에 대한 허용가능한 간섭 레벨로서 구체화된다.
TDD WCDMA 수신기는 다른 서비스 중인 셀 사용자들로부터의 에너지의 일부를 상쇄시킬 수 있는 결합(joint) 검출 수신기를 포함할 수 있다. 그러나, 상쇄 프로세스는 완전하지 못하며, 일부 잔여 간섭이 남아 있을 수 있다. 각각의 사용자로부터의 잔여 간섭은 사용자로부터 수신된 전력에 비례하여 어느 정도 변화하기 쉽다. 따라서, 기지국에서 보다 높은 수신 전력을 그랜트받은 사용자는 보다 낮은 수신 전력 지수를 그랜트받은 사용자 보다 높은 셀내부 "비용"을 갖는다.
스케쥴러는 각각의 UE(i)에 대하여 셀내부 비용 인수(Finra)를 계산/추정할 수 있으며, 이것은 가설적으로(hypothetical) 수신된 전력 그랜트 만큼 곱해질 경우 그 그랜트와 관련된 절대 셀내부 비용을 야기한다. 비용 인수는 예를 들어 간단하게 결합 검출 프로세스(0...1)의 효율성과 관련된 고정된 스칼라일 수 있다. 예를 들어, 다음과 같을 수 있다.
Figure 112013006302975-pat00006
[6]
Figure 112013006302975-pat00007
[7]
서비스 중인 셀에 대한 각각의 사용자의 송신은 또한 서비스 중인 셀에서의 그랜트된 수신 전력에 대응하는 레벨과, 서비스 중인 셀에 대한 경로 이득 및 이웃하는 특정 셀에 대한 경로 이득의 비값으로 이웃하는 셀 수신기에 나타날 것이다. 서비스 중인 셀에서 보다 높은 수신 전력을 그랜트받은 사용자들은 낮은 전력을 그랜트받은 사용자들보다 이웃하는 셀들을 더 많이 간섭할 것이다. 추가적으로, 낮은 지오메트리를 가진 사용자들은 높은 지오메트리를 가진 사용자들보다 이웃하는 셀들을 더 많이 간섭할 것이다.
셀내부 경우에 관하여, 스케쥴러는 주어진 UE에 대한 수신 전력 자원의 가설적인 그랜트와 관련된 전체적인 셀간 "비용" 인수를 결정할 수 있다. 비용 인수는 사용자의 지오메트리에 기초한다. 비용 인수에 그랜트가 곱해지면, 절대적 셀간 비용이 구해진다. 예를 들어, 다음과 같을 수 있다.
Figure 112013006302975-pat00008
[8]
Figure 112013006302975-pat00009
[9]
셀내부 비용 및 셀간 비용의 개념(notion)을 이용하여, 스케쥴러는 공평성 기준에 따라 스케쥴에 여러 UE들에 대한 허용가능한 셀내부 비용 및 셀간 비용을 배분할 수 있다.
공평형 스케쥴링에 대하여, 특정 스케쥴러에 의해 제어되는 셀에서의 각각의 스케쥴링된 사용자들은 균등한 수신 전력 그랜트를 수신해야 한다. 균등한 수신 전력 그랜트들의 비용의 합은 허용가능한 총 셀내부 비용 또는 셀간 비용을 초과하지 말아야 한다(이들 비용은 특정 사용 불능 상태(outage) 또는 시스템 신뢰도/안정성을 유지하기 위하여 설정됨).
기하학적 비례형 스케쥴링에 대하여, 특정 스케쥴러에 의해 제어되는 셀에서의 각각의 스케쥴링된 사용자는 자신의 지오메트리에 비례하여 수신 전력 그랜트를 수신해야 한다. 또한, 전력 그랜트의 비용들의 합은 허용가능한 총 셀내부 비용 또는 셀간 비용을 초과하지 말아야 한다.
가변하는 공평성 정도가 또한 공평형 스케쥴링 방법과 기하학적 비례형 스케쥴링 방법 사이에서 구현될 수 있으며, 여기서, 전력 그랜트들은 지오메트리 인수와 공평성 파라미터를 나타내는 상수의 합인 인수에 의해 스케일링된다. 스케쥴링 프로세스의 일 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 사용자의 지오메트리와 공평성 파라미터의 설정을 고려함으로써, (i) UE에 대한 가설적인 그랜트의 영향을 생성된 셀간 간섭의 레벨에 의해 예상할 수 있고; (ii) 시스템에서의 셀간 간섭을 선취적으로 제어하고 관리할 수 있으며; (iii) 네트워크 전반에 걸쳐 셀에 대한 원하는 커버리지 영역을 유지할 수 있으며 보다 낮은 대기시간, 보다 고속의 재송신 및 H-ARQ 이점들을 위해 분산된 스케쥴링 아키텍쳐를 유지시킬 수 있고; (iv) 다른 셀로부터의 다운링크 피드백 시그널링 오버헤드가 간섭 레벨을 제어하는 필요성을 제거할 수 있으며; (v) UE 수신기가 복수의 셀들로부터의 메시지들을 청취하거나 디코딩하는 필요성을 제거하고, 따라서, UE 수신기 복잡성에서의 증가를 회피할 수 있는 스케쥴링 방식이 이루어진다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라 허용가능한 총 셀간 비용 및 셀내부 비용 구속조건에 종속되어, 서비스되는 각각의 UE에 대한 업링크 자원 그랜트들을 계산하는 프로세스를 예시화한 블록도를 나타낸다. 이러한 특정 실시예에서, 단계 701에서, RSCP들이 서비스 중인 셀 및 이웃하는 셀들의 노드-B들로부터 UE에 의해 모니터링된다. 단계 702에서, UE는 후속하는 프로세싱을 위하여 그 모니터링된 RSCP들을 자신의 서비스 중인 노드-B에 송신한다. 단계 703에서, 서비스 중인 노드-B는 UE로부터 그 모니터링된 RSCP들을 수신하고, 단계 704에서, TDD 채널의 대칭성에 의해, 각각의 다운링크 경로들에 기초하여, UE와 서비스 중인 액티브 세트 노드-B들 간의 업링크 경로 이득들을 추정한다. 단계 705에서, 추정된 업링크 경로 이득을 이용하여, 서비스되는 각각의 UE에 대한 지오메트리 값(또는 상술한 바와 같은 유사한 성능 지수)을 계산한다. 단계 706에서, 특정 노드-B에 의해 서비스되는 각각의 UE에 대한 셀간 비용 인수 및 셀내부 비용 인수는 예를 들어, 상술한 식 [8] 및 [9]에 따라 노드-B에 의해 계산된다.
도 7b는 업링크 경로 이득 추정값 계산(단계 704) 및 지오메트리 값 또는 유사한 성능 지수 계산들(단계 705)이 서비스 중인 노드-B 보다는 UE에 의해서 수행되는 다른 실시예를 나타낸다. 이것은 UE로부터 노드-B로의 필요한 피드백 통신 대역폭을 감소시킬 수 있으나, UE에서 추가 계산 대역폭, 메모리 및 전력 소비를 희생시킨다. 또한, 이것은 전체적인 정보 콘텐츠가 덜 전달되고(예를 들어, 각각의 개별 셀에 대한 경로 이득에 특정되는 정보가 손실될 수 있음), 이에 의해 시그널링 효율성이 정보 콘텐츠 및 스케쥴링 성능에 대하여 트레이드 오프됨을 의미할 수 있다.
도 8은 도 7a 및 도 7b의 단계 707의 일 실시예를 나타내며, 여기서, 모든 셀내부 비용 및 모든 셀간 비용들이 개별적으로 합해지고(단계 801 및 802), 단계 803에서 각각의 최대 비용 목표와 비교된다. 총 셀내부 비용이 더 높은지 또는 셀간 비용이 더 높은지에 따라, 업링크 자원 그랜트들이 허용가능한 총 셀내부 (또는 셀간, 각각) 비용의 비값에 의해 각각의 서비스되는 UE에 대하여 스케일링되어, (셀간 또는 셀내부) 최대 비용 목표가 초과되지 않게 한다. 이러한 프로세스는 필요에 따라 반복적으로 적용될 수 있다. 도 7의 일 실시예에 설명된 바와 같이, 단계 703 내지 707이 서비스 중인 노드-B에서 (특히, 서비스 중인 노드-B의 MAC-e에 의해) 실행되지만, 셀내부 및/또는 셀간 비용들이 UE에 의해 추정될 수 있고, UE가 서비스 중인 셀들 및/또는 이웃하는 셀들에서의 소정의 간섭 목표를 초과하지 않도록 하기 위하여 송신 파라미터가 조정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 추가 실시예의 하드웨어 실시예를 나타낸다. UE(908)는 무선 통신용 사용자 장치의 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이 수신기(913), 송신기(910), 안테나 스위치 또는 듀플렉서(914), 프로세서(911) 및 메모리(912)에 동작가능하게 접속하는 신호 접속 수단(909)을 포함한다. 안테나 스위치 또는 듀플렉서(914)는 무선 신호들을 송신하고 수신하기 위하여 UE 안테나(915)에 접속한다. 901 및 917은 자신의 각각의 안테나(906 및 922)에 접속되어 있는 노드-B들이다. 설명을 위하여, 노드-B(917)가 UE(908)에 대한 서비스 중인 노드인 것으로 가정한다는 점을 제외하면, 노드-B(901)는 노드-B(917)와 본질적으로 동일할 수 있다. 블록(903)은 송신기이며, 블록(904)은 컨트롤러이며, 블록(905)은 전자 메모리이다. 블록(902)은 신호 상호접속부이다. 프로세서(904)는 메모리(905)에 저장된 컴퓨터 명령 세트의 제어 하에서 송신기(903)가 RSCP들을 UE(908)에 송신할 것을 지시한다. UE(908)는 레퍼런스 신호(비컨 신호)를 모니터링하며, 대응하는 수신 전력 레벨("RSCP")을 측정하고, 일 실시예에서 후속 프로세싱을 위하여 이들을 자신의 서비스 중인 노드-B에 중계한다. 수신 신호 전력 레벨들은 아날로그 수신 신호 강도 표시자(RSSI) 회로와 같은 아날로그 기술을 통하여 측정될 수 있거나 또는 당해 기술 분야에 잘 알려진 바와 같은 디지털 신호 프로세싱 기술에 의해 추정될 수 있다. 다른 실시예에서, UE(908)는 RSCP 송신들 상에서의 추가 처리를 수행할 수 있고, 그 결과들을 서비스 중인 노드-B(917)에 송신한다. 서비스 중인 노드-B에서의 블록(919)은 수신기이며, 블록(920)은 컨트롤러이고, 블록(921)은 전자 메모리이며, 블록(918)은 신호 접속 수단이다. 서비스 중인 노드-B의 컨트롤러(920)는 전자 메모리(921) 내에서 상술한 실시예들의 적어도 일 실시예에 따라 각각의 서비스되는 UE에 대한 업링크 자원 그랜트들을 계산하도록 포함한다. UE에 대한 셀내부 업링크 비용 및 셀간 업링크 비용을 변경하도록 컨트롤러(920)에 의해 조정될 수 있는 업링크 송신 파라미터는 제한 없이, (i) 데이터 전송률; (ii) 송신 전력; (iii) 포워드 에러 정정의 정도 및/또는 특성; (iv) 변조 포맷; 및/또는 (v) 코드 자원 사용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주어진 업링크 송신 전력에 대하여, 데이터 전송률, 포워드 에러 정정의 정도, 및 변조 포맷, 제1 레벨의 송신 신뢰도(데이터 에러 레이트)가 달성될 수 있다. 시스템에 적용되는 데이터 전송률의 하향 또는 포워드 에러 정정량의 증가 또는 보다 견고한 변조 방식의 이용이, 균등한 송신 전력에서 송신될 때 제2의 개선된 송신 신뢰도를 가져온다. 이러한 개선은 제1의 송신 신뢰도를 다시 한번 달성하기 위해 후속하는 UE 송신 전력의 하향에 의해 이용될 수 있다. 이러한 방식으로, 데이터 전송률의 조정, 또는 포워드 에러 정정 코딩 또는 변조 방식이 UE 송신 전력을 조정하는데 이용될 수 있으며, 이에 의해 필요한 송신 신뢰도를 여전히 달성하면서 셀간 간섭을 제어할 수 있다.

Claims (27)

  1. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템에서 업링크 송신 자원을 할당하는 방법으로서,
    이동국에 의해, 서비스 기지국 및 적어도 하나의 다른 기지국에 의해 복수의 송신 전력 레벨 각각에서 송신되는 복수의 레퍼런스 신호 송신을 수신하는 단계와;
    상기 이동국에 의해, 복수의 레퍼런스 신호 송신 각각에 대한 복수의 수신 신호 전력 레벨을 측정하는 단계와;
    상기 이동국에 의해, 상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 무선 전파 조건 및 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들을 결정하고, 상기 이동국에 의해, 대응하는 메트릭을 계산하는 단계와;
    상기 이동국에 의해, 상기 메트릭을 상기 서비스 기지국의 스케쥴러로 송신하는 단계와;
    상기 이동국에 의해, 상기 메트릭에 응답하여 상기 스케쥴러에 의해 할당된 업링크 송신 자원의 할당을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 메트릭은, 상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 상기 무선 전파 조건과 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나의 무선 전파 조건과의 비에 대응하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 업링크 송신 자원은 데이터 전송률, 업링크 송신 전력, 포워드 에러 정정의 정도 또는 특성, 변조 포맷 및 코드 자원 사용으로 이루어지는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은, 3GPP(Third Generation Partnership Project) UMTS(Universal Mobile Telecommunication Standard)에 의해 기술되고, 상기 기지국은 노드 B(Node-B)이고, 상기 이동국은 사용자 장치(user equipment: UE)인, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  4. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템용 이동국으로서,
    서비스 기지국 및 적어도 하나의 다른 기지국에 의해 복수의 송신 전력 레벨 각각에서 송신되는 복수의 레퍼런스 신호 송신을 수신하는 수단과;
    상기 복수의 레퍼런스 신호 송신 각각에 대한 복수의 수신 신호 전력 레벨을 측정하는 수단과;
    상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 무선 전파 조건 및 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들을 결정하는 수단 및 대응하는 메트릭을 계산하는 수단과;
    상기 메트릭을 상기 서비스 기지국의 스케쥴러로 송신하는 수단과;
    상기 메트릭에 응답하여 상기 스케쥴러에 의해 할당된 업링크 송신 자원의 할당을 수신하는 수단을 포함하고,
    상기 메트릭은, 상기 이동국과 상기 서비스 기지국의 상기 무선 전파 조건과 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나의 무선 전파 조건과의 비에 대응하는, 무선 통신 시스템용 이동국.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 업링크 송신 자원은 데이터 전송률, 업링크 송신 전력, 포워드 에러 정정의 정도 또는 특성, 변조 포맷 및 코드 자원 사용으로 이루어지는, 무선 통신 시스템용 이동국.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은, 3GPP(Third Generation Partnership Project) UMTS(Universal Mobile Telecommunication Standard)에 의해 기술되고, 상기 기지국은 노드 B(Node-B)이고, 상기 이동국은 사용자 장치(user equipment: UE)인, 무선 통신 시스템용 이동국.
  7. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템에서 업링크 송신 자원을 할당하는 방법으로서,
    서비스 기지국에 의해, 레퍼런스 신호 송신을 송신하는 단계와;
    상기 서비스 기지국의 스케쥴러에 의해, 이동국으로부터 메트릭의 계산을 수신하는 단계와;
    상기 서비스 기지국에 의해, 상기 메트릭에 응답하여 상기 스케쥴러에 의해 할당된 업링크 송신 자원의 할당을 그랜트하는 단계를 포함하고,
    상기 메트릭은, 상기 레퍼런스 신호 송신으로부터 결정되는 상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 무선 전파 조건과 적어도 하나의 다른 기지국으로부터의 복수의 레퍼런스 신호 송신으로부터 결정되는 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나의 무선 전파 조건과의 비에 대응하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 업링크 송신 자원은 데이터 전송률, 업링크 송신 전력, 포워드 에러 정정의 정도 또는 특성, 변조 포맷 및 코드 자원 사용으로 이루어지는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은, 3GPP(Third Generation Partnership Project) UMTS(Universal Mobile Telecommunication Standard)에 의해 기술되고, 상기 기지국은 노드 B(Node-B)이고, 상기 이동국은 사용자 장치(user equipment: UE)인, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이동국에 의해, 적어도 하나의 수신 신호 전력을 측정하는 단계 및 상기 이동국에서, 적어도 하나의 간섭 전력 레벨을 추정하는 단계
    를 더 포함하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 간섭 전력 레벨은 서비스 기지국 경로 이득과 가장 센 비-서비스 기지국 경로 이득의 관계에 기초하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 메트릭은 수신 전력 레벨과 실제 송신 전력 레벨의 비에 기초하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 상기 무선 전파 조건 중 적어도 하나의 무선 전파 조건은 가장 세고,
    상기 메트릭은, 상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 상기 무선 전파 조건과 상기 무선 전파 조건들 중 가장 센 상기 적어도 하나의 무선 전파 조건과의 비에 기초하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 기지국으로부터의 상기 복수의 레퍼런스 신호 송신은 각 송신 전력 레벨에서 송신되는 레퍼런스 신호 송신들을 포함하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 메트릭은 상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 상기 무선 전파 조건과 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 상기 무선 전파 조건들의 합의 비에 기초하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  16. 제7항에 있어서,
    상기 이동국에 의해, 합성 수신 신호 전력 레벨을 추정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 합성 수신 신호 전력 레벨은, 상기 서비스 기지국의 레퍼런스 신호 송신과 상기 적어도 하나의 다른 기지국의 레퍼런스 신호 송신들을 포함하는 합성 신호의 전력 레벨인, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 메트릭은, 상기 서비스 기지국의 수신 전력 레벨과 나머지 전력 레벨의 추정값의 비에 기초하고, 상기 나머지 전력 레벨은, 상기 합성 수신 신호 전력 레벨과 상기 서비스 기지국의 수신 전력 레벨의 차인, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 메트릭은, 상기 서비스 기지국의 수신 전력 레벨과 나머지 전력 레벨의 추정값의 비에 기초하고, 상기 나머지 전력 레벨은 상기 서비스 기지국의 레퍼런스 신호 송신과 상기 합성 신호의 차를 포함하는 나머지 신호의 전력 레벨인, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  19. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템용 기지국으로서,
    레퍼런스 신호 송신을 송신하는 수단과;
    이동국으로부터 메트릭의 계산을 수신하는 스케쥴러를 포함하는 수신 수단과;
    상기 메트릭에 응답하여 상기 스케쥴러에 의해 할당된 업링크 송신 자원의 할당을 상기 이동국에 그랜트하는 수단을 포함하고,
    상기 메트릭은, 상기 레퍼런스 신호 송신으로부터 결정되는 상기 이동국과 상기 기지국 간의 무선 전파 조건과 적어도 하나의 다른 기지국으로부터의 복수의 레퍼런스 신호 송신으로부터 결정되는 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나의 무선 전파 조건과의 비에 대응하는, 무선 통신 시스템용 기지국.
  20. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템용 이동국으로서,
    서비스 기지국 및 적어도 하나의 다른 기지국에 의해 복수의 송신 전력 레벨 각각에서 송신되는 복수의 레퍼런스 신호 송신을 수신하는 수단과;
    상기 복수의 레퍼런스 신호 송신 각각에 대한 복수의 수신 신호 전력 레벨을 측정하는 수단과;
    상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 무선 전파 조건 및 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들을 결정하는 수단과;
    상기 이동국과 서비스 기지국의 상기 무선 전파 조건과 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나로부터 유도되는 메트릭을 생성하는 수단과;
    업링크 자원 할당을 보조하도록 상기 메트릭을 상기 서비스 기지국의 스케쥴러로 전달하는 수단을 포함하는, 무선 통신 시스템용 이동국.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 무선 전파 조건들은 경로 이득들이고, 상기 메트릭은 상기 서비스 기지국의 경로 이득과 상기 적어도 하나의 다른 기지국의 경로 이득들의 합의 비를 포함하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  22. 제4항에 있어서,
    상기 무선 전파 조건들은 경로 이득들이고, 상기 메트릭은 상기 서비스 기지국의 경로 이득과 상기 적어도 하나의 다른 기지국의 경로 이득들의 합의 비를 포함하는, 무선 통신 시스템용 이동국.
  23. 제7항에 있어서,
    상기 무선 전파 조건들은 경로 이득들이고, 상기 메트릭은 상기 서비스 기지국의 경로 이득과 상기 적어도 하나의 다른 기지국의 경로 이득들의 합의 비를 포함하는, 업링크 송신 자원의 할당 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 무선 전파 조건들은 경로 이득들이고, 상기 메트릭은 상기 기지국의 경로 이득과 상기 적어도 하나의 다른 기지국의 경로 이득들의 합의 비를 포함하는, 무선 통신 시스템용 기지국.
  25. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템용 이동국으로서,
    서비스 기지국 및 적어도 하나의 다른 기지국에 의해 복수의 송신 전력 레벨 각각에서 송신되는 복수의 레퍼런스 신호 송신을 수신하도록 구성되는 수신기와;
    상기 복수의 레퍼런스 신호 송신 각각에 대한 복수의 수신 신호 전력 레벨을 측정하고, 상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 무선 전파 조건 및 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들을 결정하고, 대응하는 메트릭을 계산하도록 구성되는 프로세싱 유닛과;
    상기 메트릭을 상기 서비스 기지국의 스케쥴러로 송신하도록 구성되는 송신기를 포함하고,
    상기 수신기는, 상기 메트릭에 응답하여 상기 스케쥴러에 의해 할당된 업링크 송신 자원의 할당을 수신하도록 더 구성되고,
    상기 메트릭은, 상기 이동국과 상기 서비스 기지국의 상기 무선 전파 조건과 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나의 무선 전파 조건과의 비에 대응하는, 무선 통신 시스템용 이동국.
  26. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템용 기지국으로서,
    레퍼런스 신호 송신을 송신하도록 구성되는 송신기와;
    이동국으로부터 메트릭의 계산을 수신하도록 구성되는 스케쥴러를 포함하는 수신기와;
    상기 메트릭에 응답하여 상기 스케쥴러에 의해 할당된 업링크 송신 자원의 할당을 상기 이동국에 그랜트하도록 구성되는 프로세싱 유닛을 포함하고,
    상기 메트릭은, 상기 레퍼런스 신호 송신으로부터 결정되는 상기 이동국과 상기 기지국 간의 무선 전파 조건과 적어도 하나의 다른 기지국으로부터의 복수의 레퍼런스 신호 송신으로부터 결정되는 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나의 무선 전파 조건과의 비에 대응하는, 무선 통신 시스템용 기지국.
  27. 시간 분할 듀플렉스 기반 무선 통신 시스템용 이동국으로서,
    서비스 기지국 및 적어도 하나의 다른 기지국에 의해 복수의 송신 전력 레벨 각각에서 송신되는 복수의 레퍼런스 신호 송신을 수신하도록 구성되는 수신기와;
    상기 복수의 레퍼런스 신호 송신 각각에 대한 복수의 수신 신호 전력 레벨을 측정하고, 상기 이동국과 상기 서비스 기지국 간의 무선 전파 조건 및 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들을 결정하고, 상기 이동국과 서비스 기지국의 상기 무선 전파 조건과 상기 이동국과 상기 적어도 하나의 다른 기지국 간의 무선 전파 조건들 중 적어도 하나로부터 유도되는 메트릭을 생성하도록 구성되는 프로세싱 유닛과;
    업링크 자원 할당을 보조하도록 상기 메트릭을 상기 서비스 기지국의 스케쥴러로 전달하도록 구성되는 송신기를 포함하는, 무선 통신 시스템용 이동국.
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