KR20070049244A

KR20070049244A - 시분할 이중 방식의 셀룰러 시스템에서 셀 배정에 대한최적 슬롯을 계산하는 시스템

Info

Publication number: KR20070049244A
Application number: KR1020077008245A
Authority: KR
Inventors: 폴 마리니어
Original assignee: 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2007-05-10
Also published as: WO2003098841A1; US20040228309A1; EP1518338A4; KR20050090480A; TW200714100A; TWI266499B; TW200505184A; CN100393001C; DE60313611D1; CA2485876A1; AU2003239444A1; JP4060314B2; EP1518338B1; DE60313611T2; US7408905B2; TW200404423A; EP1518338A1; JP2005526446A; US20030214918A1; US6747967B2

Abstract

2개의 셀(10, 14)간의 최대 크로스 슬롯수가 주어진 경우에, 상향링크 슬롯(12) 및 하향링크 슬롯(16)의 수를 최적화하는 시스템 및 방법을 개시하고 있다. 본 발명은, a) 기지국간 또는 이동국간 간섭을 피하는 것과, b) 로컬 트래픽 조건에 가능한 한 가깝게 모든 셀의 슬롯 할당을 일치시키는 것 사이의 절충을 고려하여, 시스템의 모든 셀(10, 14)의 모든 슬롯(12, 16)에 방향(즉, 상향링크 또는 하향링크)을 효과적으로 배정한다. 본 발명은 동일한 지리적 영역에 있는 2개의 셀(10, 14)간의 충돌하는 슬롯-셀 배정을 허용하기 위해서 전력 전송 요건에 따라서 사용자를 슬롯(12, 16)에 배정한다.

Description

시분할 이중 방식의 셀룰러 시스템에서 셀 배정에 대한 최적 슬롯을 계산하는 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR COMPUTING THE OPTIMAL SLOT TO CELL ASSIGNMENT IN CELLULAR SYSTEMS EMPLOYING TIME DIVISION}

도 1은 2개의 인접 셀에 있어서, 제1 셀은 사용자 장치(UE)와 통신하고 제2 셀의 하향링크는 제1 셀의 사용자 장치(UE)의 통신과 간섭하는 문제를 설명하는 도면이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따라

를 계산하는 흐름도이다.

도 3은 원격지에 있는 외부의 주요 기지국들에 의해서 둘러싸인 주요 기지국들의 "섬 클러스터"를 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명을 실시하는 흐름도이다.

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기지국-이동국간 통신과 이동국-기지국간 통신을 분리하는 시분할 이중(TDD) 방식을 채용한 제3세대(3G) 셀룰러 시스템에 관한 것이다.

무선 시분할 셀룰러 시스템은 통상 시간축을, 프레임이라고 하는 균등한 지속 시간 간격으로 분할한다. TDD 방식을 채용하는 시스템은 시간 프레임을 슬롯이라고 하는 유한수(N_T)의 균등한 지속 시간 간격으로 분할하여, 셀이 상향링크(이동국-기지국간) 전송 시에 또는 하향링크(기지국-이동국간) 전송 시에 슬롯들 중 일부 또는 전부를 이용할 수 있게 한다. 하나의 셀에서의 슬롯 배정은 이 셀이 각 슬롯을 이용하는 방법을 정의한다. 셀이 슬롯을 이용하는 방법은 3가지, 즉 1) 상향링크 전송, 2) 하향링크 전송, 또는 3) 슬롯을 전혀 사용하지 않는 것이 있다.

셀의 슬롯 배정은 트래픽 요건에 적응할 수 있도록 시스템에 의해서 변화될 수 있다. 예컨대, 하향링크 트래픽은 증가하지만 상향링크 트래픽은 감소하는 경우에, 시스템은 슬롯 1개의 배정을 상향링크에서 하향링크로 변경시킬 수 있다. 또한, 일반적으로, 한 시스템의 여러 셀들이 동일한 슬롯 배정을 가질 필요는 없다. 제1 지리적 영역의 트래픽 특징과 제2 지리적 영역의 트래픽 특징이 상이한 경우에는, 이들 영역을 커버하는 셀들은 로컬 트래픽 조건에 최선으로 적응하기 위해서 상이한 배정을 가질 수 있다.

셀 C의 시간슬롯 배정 A_C는 N_T값들의 세트로 나타내어지고, 여기서, 시간슬롯 배정의 s번째값 A_c,s은 이 셀 내의 s번째 슬롯을 사용하는 것을 나타낸다. 상향링크 전송에 사용되는 슬롯수와 하향링크 전송에 사용되는 슬롯수를 각각 N^u _c와 N^d _c로 표기한다.

도 1은 동일한 부근에 있는 2개의 셀에 관한 슬롯 배정이 충돌(conflict)하는 것을 도시하고 있다. 제1 셀(10)은 복수의 시간슬롯(N_A1 내지 N_AN)을 포함하는 제1 시간 프레임(12)을 가진다. 시간 슬롯들은 상향링크 통신에 사용되거나 하향링크 통신에 사용되거나 전혀 사용되지 않는다. 이 예에서는 시간 슬롯 N_A3이 이동국(18)과 기지국(11)간의 상향링크 통신에 사용된다고 가정한다. 제2 기지국(20)을 포함하는 제2 셀(14)은 제1 셀(14)에 근접해 있다. 이 셀은 복수의 시간 슬롯(N_B1 내지 N_BN)을 포함하는 제2 시간 프레임(15)을 이용하여 통신한다. 제2 셀에서, 시간 슬롯들은 상향링크 통신에 사용되거나 하향링크 통신에 사용되거나 전혀 사용되지 않는다. 이 예에서는 시간 슬롯 N_B3이 하향링크 통신에 사용된다고 가정한다. 셀은 서로 근접해 있기 때문에, 제2 셀(14)은 제1 셀(10)의 기지국(11)과 이동국(18)간 통신과 간섭을 일으킬 가능성이 높아, 시스템 성능 악화(기지국간 간섭 시나리오)를 초래한다. 분리(아이솔레이션)의 정도에 따라서, 셀간의 경로 손실에 관하여, 이 성능 악화는 수용 가능할 수도 있고 수용 불가능할 수도 있다. 제1 셀(10)은 이동국(18)을 다른 슬롯에 배정하여 이 슬롯을 그 셀의 상향링크 슬롯으로 사용 불가능한 것으로 마크함으로써, 시스템의 용량을 감소시키게 된다.

이동국간 간섭 시나리오는 근접 위치에 있는 이동국들의 상향링크 및 하향링크 슬롯 할당 때문에 일어날 수도 있다. 그러나, 이동국간 간섭은 기지국간 간섭보다 매우 예측 불가능하고, 사용자의 코드를 간섭이 덜 심각한 다른 시간 슬롯에 재 할당하는 탈출 메카니즘에 의해서 완화될 수 있다.

따라서, 모든 셀에 대해서 최선의 슬롯 배정을 결정하는 것이 중요하므로, 국부적 트래픽의 편차에 적응하는 충돌 요건을 고려하여, 인접 셀간의 슬롯 배정이 상이한 것 때문에 생기는 간섭을 피한다. "크로스 슬롯"은 반대방향의 슬롯 배정을 서로 관련없이 이용하는 경우에 발생한다. 제1 셀은 상향링크 통신의 슬롯 배정에 이용하고, 다른 셀은 하향링크 통신의 동일 슬롯 배정에 이용한다. 그 결과, 하나의 셀의 하향링크 송신은 다른 셀의 상향링크 수신과 간섭할 가능성이 있다. 따라서, 인접 셀의 시간 슬롯 배정을 고려하고 시간 슬롯 배정을 효율적으로 조정하여 각 셀의 전체 성능 및 동작을 증진시키는 시스템이 요망된다.

본 발명은 2개의 셀간에 최대수의 크로스 슬롯이 있는 경우에 상향링크 슬롯수와 하향링크 슬롯수를 최적화하는 시스템 및 방법이다. 본 발명은, a) 기지국간 또는 이동국간 간섭을 피하는 것과, b) 모든 셀의 슬롯 배정을 국부적 트래픽 조건과 가능한 한 가깝게 일치하는 것 사이의 절충을 고려하여, 2개의 셀간의 최대 크로스 슬롯수를 결정하고 시스템의 모든 셀 내의 모든 슬롯에 상향링크 또는 하향링크의 방향을 효율적으로 배정하는 것이다. 본 발명은 전송 전력 요건에 따라서 사용자를 슬롯에 배정하여 동일한 지리적 영역 내에 있는 2개의 셀간에 충돌하는 슬롯-셀 배정(slot-to-cell assignment)을 허용한다.

이제, 도면을 참조하면서 본 발명을 설명할 것이며, 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다.

본 발명은 다음의 2가지 전제를 고려한다. 첫째, 상호 경로 손실 분리가 증가하면 2개의 셀간의 최대 크로스 슬롯수도 증가하고, 역으로, 분리가 감소하면, 수용 가능한 크로스 슬롯수가 감소한다. 둘째, 셀에 대한 특정 슬롯 배정의 선택에 관련된 비용은 슬롯 배정의 선택으로 인해서 서비스 제공(즉, 차단 또는 지연)될 수 없는 트래픽의 함수이어야 한다.

당업자는 더욱 분리되는 셀에게는 더 많은 수의 크로스 슬롯을 가지는 것이 용인될 수 있다는 점을 잘 이해할 것이다. "분리(isolation)"라는 용어는 기지국간 간섭과 관련된 2개의 기지국간 경로 손실의 일반적인 용어이다. 이것은 2개의 셀에 각각 연결되는 2개의 있을 수 있는 위치 쌍간의 경로 손실의 분포(이동국간 간섭과 관련됨)와 관련된 메트릭을 언급할 수도 있다. 후자의 경우, 고려되는 메트릭은 분포의 일분 백분위수일 수 있다.

2개의 셀간의 분리가 매우 큰 경우에는 이들 셀은 자신의 슬롯 배정을 자율적으로 선택할 수 있다. 이 경우, 기지국간 또는 이동국간 간섭이 무의미하다는 점은 명백하다. 다른 극단적인 예의 경우, 거의 같은 장소에 있는 셀들은 한 쌍의 크로스 슬롯조차도 가지는 것이 용인되지 않는다. 발생된 기지국간 간섭량은 이들 슬롯의 통신을 방해하거나 유지할 수 없게 할 수 있다.

그러나, 본 발명은 신규한 무선 자원 관리(RRM, Radio Resource Manegement) 기술을 이용하여 한정된 수의 크로스 슬롯을 허용 가능하게 하는 경우에 이들 2개의 극단적인 예에 속하는 상황에 가장 유리하게 적용될 수 있다. 서비스 제공 중인 노드 B에 근접한 무선 송수신 유닛(WTRU, wireless transmit receive unit)은 크로스 슬롯에 우선적으로 배정되고, 따라서 이동국간 간섭이 일어날 확률이 최소화된다.

수용 가능한 크로스 슬롯의 최대수는 노드 B를 둘러싸고 있는 사용자들의 지리적 배치, WTRU의 이동성 및 RRM 퍼포먼스를 포함하지만 이들에 한정되지 않는 많은 요인들로 된 함수이다. 2개의 셀(C1 및 C2)간의 최대 크로스 슬롯수는 (X_C1 _, _C2)로 나타낸다. 본 발명은 셀쌍간의 최대 크로스 슬롯수를 알고 있다고 가정한다. 실제로, 오퍼레이터는 이들 셀(C1 및 C2)이 분리되어 있는 범위를 고려함으로써 (X_C1 _, _C2)의 적절한 값을 결정할 것이다. 또한, 본 발명은 (X_C1 _, _C2)를 판단하는 가능한 시스템적 방법에 관해서도 설명할 것이다.

셀에 대한 실제의 슬롯 배정 코스트(F_c)는 현재의 슬롯 배정 때문에 서비스될 수 없는 피요구 트래픽에 따라서 정의될 수 있다. 트래픽이 적어서 어떤 슬롯이 사용되지 않는 경우에 이 슬롯을 어떻게 배정할 것인가하는 것과는 관계가 없다. 또한, 셀(c) 내의 특정 슬롯 배정의 선택 때문에 차단 또는 지연된 트래픽의 표현으로서 코스트 함수를 나타내는 것도 가능한다.

코스트 함수와 크로스 슬롯수는 서로 밀접한 관련이 있다. 모든 셀로부터의 개개의 코스트 함수(F_c)들의 합인 전체 비용 함수 F를 최소화하는 것이 바람직하다. 모든 셀의 슬롯 배정이 서로에 대해서 독립적으로 조정될 수 있다면, 이것은 모든 셀의 상향링크/하향링크 슬롯의 수를 트래픽 특징에 일치시키는 것에 불과하기 때문에, 손쉬운 작업이 될 것이다. 그러나, 불행하게도, 셀들은 분리되지 않으므로, 셀 분리도를 고려하여야 한다. 분리도의 부족은 두 셀간의 더욱 충돌하는 슬롯 배정을 이용하게 되어 셀들은 서로 간섭을 일으키게 된다. 이 간섭은 2개의 셀(C1 및 C2) 사이에 1개 이상의 크로스 슬롯(즉, X_C1,C2>1)이 존재하는 경우에는 수용 불가능하게 된다. 따라서, 최대 크로스 슬롯수는 코스트 함수 F를 최소화하는 최적의 해법을 찾을 때 고려하여야 하는 제한 요소이다.

본 발명을 구현함에 있어서는 다음의 값들, 즉 1) 시스템 내의 셀수(Mc), 2) TDD 프레임의 트래픽에 이용 가능한 슬롯수(Nt), 3) 셀 내의 트래픽에 이용 가능한 최소 상향링크 슬롯수(N^u _min) 및 최대 상향링크 슬롯수(N^u _max), 및 4) 셀 내의 트래픽에 이용 가능한 최소 하향링크 슬롯수(N^d _min) 및 최대 하향링크 슬롯수(N^d _max)를 반드시 알아야 한다. 이어서, 각 셀쌍(C1, C2)에 대해서, 시스템이 수용할 수 있는 최대 크로스 슬롯수(X_C1,C2)를 판단할 필요가 있다. 이것은 몇 가지 방법, 즉 1) 2개의 셀(C1 및 C2)이 상대적으로 서로 "가까운" 위치에 있으면 수동으로 X_C1 _, _C2=0으로 설정하고, 2개의 셀(C1 및 C2)이 서로 "먼" 위치에 있으면 수동으로 X_C1 _, _C2=Nt로 설정하는 대강적 방법, 2) 단락 35에서 후술하는 시스템적 방법, 및 3) 예컨대 경우에 따라서는 아무런 문제 없이 4개의 허용된 크로스 슬롯을 수용 가능한 확립 시스템 (이것은 인도어 슬롯들이 200미터 떨어져 배치된 것으로 판단된 것임)에서, 오퍼레이터가 현장 경험에 기초한 발견적 규칙에 따라서 조정을 행하는 "수동 조정" 방법으로 달성될 수 있다.

모든 셀 C에서 배정하는 상향링크(

)의 슬롯수와 하향링크(

)의 슬롯수를 찾은 경우에는 최적의 슬롯-셀 배정을 찾을 수 있다. 시스템은

상향슬롯을 셀 C에 배정하고

하향링크 슬롯을 셀 C에 배정하며, (Nt-

) 나머지 슬롯은 셀 C 내에서 사용되지 않는다. 시스템은 항상 상향링크 슬롯을 모든 셀에서 동일한 우선 순서로 배정할 것이다. 예컨대, Nt=8 슬롯이고 우선 순서는 (s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8)이라고 가정한다. 이어서,

이면, 시스템은 셀 C 내의 상향링크에 슬롯 s1, s2, s3을 배정한다. 또한, 시스템은 항상 하향링크 슬롯을 모든 셀에서 동일한 우선 순서로 배정하고, 이러한 순서는 상향링크 슬롯에 사용되는 순서와 반대가 되어야 한다. 상기 예에서,

이면, 시스템은 셀 C 내의 하향링크에 슬롯 s8, s7, s6, s5를 배정한다. 슬롯 s4는 셀 C 내에서 전혀 사용되지 않을 것이다. 슬롯 할당의 우선 순서는 오퍼레이터에 의해서 임의로 결정될 수 있다.

전술한 수의 세트

는 다음의 최적화 문제에 대한 해법을 구성한다.

최소화:

여기서, F는 모든 코스트 함수의 합이고, F_c는 특정한 셀 C의 슬롯 배정에 관련된 코스트 함수이며, 다음의 수학식 2로 정의된다.

여기서, T^u _c와 T^d _c는 각각 셀 C 내의 모든 상향링크 트래픽과 하향링크 트래픽에 필요한 슬롯수이다. Ku와 Kd는 시스템 오퍼레이터로 하여금 상향링크 트래픽 또는 하향링크 트래픽에 원하는 만큼 더욱 많은 중요도를 부여할 수 있게 하는 가중 계수이다. N^u _c와 N^d _c는 각각 셀 C 내의 상향링크 전송과 하향링크 전송에 사용되는 슬롯수이다. N^u _max와 N^d _max는 주어진 셀에 배정 가능한 최대 상향링크 슬롯수와 최대 하향링크 슬롯수이다. 상기 수학식은 다음의 제한 요소, 즉 1)

(여기서, 한계치 N^u _min과 N^u _max는 각각 최소 상향링크 슬롯수와 최대 상향링크 슬롯수임), 2)

(여기서, 한계치 N^d _min과 N^d _max는 각각 최소 하향링크 슬롯수와 최대 하향링크 슬롯수임), 3)

(여기서, 셀의 상향링크 및 하향링크 슬롯의 수는 특정 셀 내에서 이용 가능한 총 슬롯수보다 적어야 함), 및 4)

[모든 셀 쌍(C1, C2)에 대한 것임]에 따라서

과

의 값을 넘어야 한다. 이 최종 제한 요소는 2개의 셀(C1, C2)이 X_C1 _, _C2 이상의 크로스 슬롯을 가질 수 없다고 하는 조건을 나타낸 것이다. F를 최소화하고 전술한 모든 제한 요소를 만족하는 값세트는

로 표시되고, 찾은 해법을 구성한다.

상기한 바를 더욱 명확하게 하기 위해서, 도 2a 및 도 2b를 참조한다. 이 도 2a 및 도 2b는

를 얻는 단계들로 이루어진 흐름도 300을 도시한 것이다. 먼저, 상세하게 전술한 바와 같이

에 대해서 있을 수 있는 모든 값세트들의 리스트가 결정된다(단계 302). 이어서, 이렇게 얻은 가능한 값세트는 S1, S2, S3, ... Sp로 표시되고, i번째 값세트(Si)는 Si=

와 같이 기록된다(단계 304). 이어서, i=1 및 Fc^min=∞ 및 i⁰=1에서부터 시작한다(단계 306). 이어서,

(즉, 수학식 2)를 계산한다(단계 308). 다음에, Fcⁱ가 Fc^min보다 큰 지의 여부를 결정한다(단계 310). Fcⁱ가 Fc^min보다 큰 경우, Fc^min은 Fcⁱ로 설정되고 i⁰는 i로 설정되며(단계 312), 이어서 단계 314로 전행한다. Fcⁱ가 Fc^min보다 크지 않으면, 단계 310에서 단 계 314로 직접 진행하여 i=i+1이 된다. 단계 314에서 단계 단계 316으로 진행하여, i가 p보다 큰 지의 여부를 결정한다. i가 p보다 크지 않으면, 단계 308로 복귀한다. i가 p보다 크면, 단계 318로 진행한다. 단계 318에서,

로 표현되는 최상의 슬롯-셀 배정은 모든 c=1,2,...Mc일 때 도 2의 단계 318에 나타낸 등식에 의해서 주어진다.

최적화 문제를 해결하기 위한 가장 명확한 절차는 "브루트 포스(brute-force)" 기술을 이용하고, 이 기술을 이용하여, 전술한 4개의 제한 요소를 만족하는 가능한 모든 값세트

에 대해서 F 값을 계산한다. 이 방식은 비교적 작은 Mc 또는 Nt 값에 대해서만 실용적일 뿐이고, 다른 경우에는 계산이 복잡해질 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 셀 패턴이 광범위한 상호 관계의 가능성을 가지는 내부 셀(106)의 "섬 클러스터"의 일 예가 도시되어 있다. 따라서, 셀(106)의 경우, 셀들(106)간의 분리의 정도는 최소값이기 때문에, X_ci _,cj는 작은 값으로 설정되어야 한다[여기서, (i,j)는 (C1, C2, c3, c4 및 c5)간에 상이한 셀들로 된 쌍임]. 반면에, 셀들(102)로 된 외부 그룹은 분리의 정도가 높고, 따라서 X_ci _,cj의 값도 높다[여기서, (i,j)는 (그룹 102에 속하는 C1, C2, c3, c4 및 c5)간에 상이한 셀들로 된 쌍임].

이 경우에도, 2개의 셀(C1 및 C2)을 가지는 가정예를 참조하여, 전술한 "시 스템적 방법"을 이용해서 2개의 셀간의 최대 크로스 슬롯수(X_C1,C2)를 결정한다. 셀(C1 및 C2)간의 최대 크로스 슬롯수(X_C1,C2)를 결정하는 시스템적 방법을 이용하는 경우에는 이들 셀의 최대 범위 R을 알아야 한다. 한 셀의 최대 범위를 이 셀에 연결된 이동국과 그 셀에 서비스를 제공하는 기지국간의 최대 거리이다. 2개의 셀(C1 및 C2)이 동일한 최대 범위를 가지지 않는 경우에는 R은 2개의 값 중 큰 값으로 설정될 수 있다. 2개의 셀(C1 및 C2)간의 거리는 D_C1 _, _C2로 표현될 수 있다. 파라미터 ρ는 오퍼레이터에 의해서 설정된다. 이것의 최대값은 1.0이고 최소값은 0.0이다. ρ값은, a) 셀 C1에 연결된 이동국과 셀 C2에 연결된 이동국이 반대되는 방향으로 동일한 슬롯을 이용하는 경우에 이들 이동국간의 거리와, b)셀 C1에서 서비스를 제공하는 기지국과 셀 C2에서 서비스를 제공하는 기지국간의 거리간의 최소 허용 가능한 비이다. ρ값이 감소하면, 2개의 셀간에 크로스 슬롯을 허용할 수 있는 확률은 증가하고, ρ값이 증가하면 반대의 효과가 일어난다. 앞서 나타낸 변수를 이용하면, 최대 크로스 슬롯수 X_C1 _, _C2는 수학식 3을 이용하여 결정될 수 있다.

여기서,

는

를 가장 가까운 정수로 반올림하는 연산이고, 또는 대안으로,

는

로 대체될 수 있으며,

은

보다 작거나 같은 최대 정수를 얻는 연산이다.

이 경우에도 수학식 2를 참조하면, 항 N^u _max와 항 N^d _max가 존재하는 이유는 특정한 영역에서 용량이 전혀 없는 것으로 인한 코스트를 고려하지 않고, 다만 슬롯 배정의 선택으로 인한 코스트만을 고려하고 싶기 때문이다. 예컨대, 특정 셀에서 하향링크 트래픽을 서비스하는 것이 32개의 슬롯을 필요로 하고, 또 하나의 배정시에 최대 하향링크 슬롯수가 14개뿐인 경우에는, 어떠한 슬롯 배정으로도 모든 요구된 하향링크 트래픽에 서비스를 제공하는 것이 불가능하므로, 코스트 함수의 하향링크 성분은 14로 제한되어야 한다.

당업자는, 통상은, 연결을 영향받은 슬롯에서부터 다른 슬롯으로 핸드오버할 필요성 때문에 빈번하게 슬롯 배정을 변경하는 것이 실용적이지 않다는 점을 이해하여야 한다. 따라서, 수학식 2에서 사용된 트래픽 추정치는 슬롯 배정의 변경 빈도수와 일치하는 장기간 평균에 기초하여야 한다. 예컨대, 슬롯 배정이 불과 30분마다 변경되어야 하는 경우에는, 요구받은 트래픽 추정치는 동일한 일시적 기간(동일한 크기 정도를 갖는 것)에 걸쳐서 평균화되어야 한다. 추정치는 다양한 메트릭스, 예컨대, 트래픽 볼륨 측정치, 버퍼 점유량 및 허가 제어에 의해서 차단되는 호출 빈도를 기초로 하여 유도될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 충돌하는 슬롯 배정에 대해서 최저 전력 요건을 갖는 사용자에게만 배정하는 것이다. 즉, 인접 셀의 상향링크 슬롯과 충돌하는 하향링크 슬롯은 이들 슬롯을 점유하는 사용자의 코드 및 시간 슬롯에 의해서 정의되는 바와 같은 물리 채널당 기지국 전력에 관한 한정을 설정함으로써 관리될 수 있다. 역으로, 상향링크 슬롯의 경우에는 이것은 슬롯당 상향링크 전력에 관한 한정을 설정함으로써 관리된다. 시스템에서의 퍼포먼스 악화의 크기는 2가지 효과에 의해서 감소된다. 첫번째 효과는 송신기에 의해서 발생된 간섭이 그의 송신에 직접 비례하는 것이다. 둘째로, 사용자의 송신 전력을 제한함으로써, 서비스를 제공하는 기지국으로부터의 최대 거리를 제한하고, 이것에 따라서, 충돌하는 슬롯 배정을 가지는 인접 기지국에 연결된 다른 사용자에 대한 간섭을 발생시키거나 이 다른 사용자로부터 상당한 간섭을 받는 확률을 줄이는 것이다.

코스트 함수를 달성하는 다른 알고리즘들을 이용하여도 좋고, 이들 대안의 알고리즘들은 본 발명의 정신을 벗어나지 않는다는 점을 주목하여야 한다.

이제 도 4를 참조하면, 본 발명을 구현하기 위한 방법 200을 도시하고 있다. 간결화를 위해서, 그리고 본 발명의 구현에 관해서는 전술한 바 있으므로, 방법 200의 단계들에 관하여 상세하게 설명하지는 않는다. 먼저, 전술한 바와 같이 셀들간의 분리의 정도가 결정된다(단계 202). 설명한 바와 같이, 셀들간의 분리의 정도는 이들 동일한 셀들간의 최대 크로스 슬롯수에 비례한다. 다음에, 최대 크로스 슬롯수가 결정된다(단계 204). 이어서, 상향링크 또는 하향링크의 방향이 시스템에 있는 모든 셀의 모든 슬롯에 배정된다(단계 206).

이제까지 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다는 점과, 그 안에서 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고서도 다양한 수정이 이루어질 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

본 발명은, a) 기지국간 또는 이동국간 간섭을 피하는 것과, b) 모든 셀의 슬롯 배정을 국부적 트래픽 조건과 가능한 한 가깝게 일치하는 것 사이의 절충을 고려하여, 2개의 셀간의 최대 크로스 슬롯수를 결정하고 시스템의 모든 셀 내의 모든 슬롯에 상향링크 또는 하향링크의 방향을 효율적으로 배정하는 것이다. 본 발명은 전송 전력 요건에 따라서 사용자를 슬롯에 배정하여 동일한 지리적 영역 내에 있는 2개의 셀간에 충돌하는 슬롯-셀 배정(slot-to-cell assignment)을 허용한다.

Claims

복수의 통신 셀들을 갖는 통신 시스템에서 복수의 시간 슬롯들 사이의 시간 슬롯 할당을 최적화하는 시스템에 있어서,

상기 복수의 셀들 중 각각의 셀 쌍(pair of cells)에 대하여 허용된 크로스 시간 슬롯의 최대수를 저장하는 수단 - 여기서, 상기 크로스 시간 슬롯은 상기 셀 쌍 중 하나의 셀에서의 하향링크 전송과 상기 셀 쌍 중 나머지 셀에서의 상향링크 전송을 위해 동시에 사용되는 시간 슬롯으로 정의되고, 상기 최대수는 상기 셀 쌍의 셀들 사이의 간섭을 최적화하도록 선택되는 것임 - 과;

복수의 셀 각각의 개별 코스트 함수의 총합인 코스트 함수를 결정하는 수단 - 여기서, 상기 개별 코스트 함수는 각각의 셀에서의 시간 슬롯 할당과 관련되며, 각각의 셀에서의 상기 시간 슬롯 할당은 상기 복수의 셀 중의 각각의 셀 쌍(pair of cells)에 대한 크로스 시간 슬롯의 최대수에 의해 제약됨 - 과;

상기 코스트 함수를 최소화시키는 방식으로 각각의 셀에서의 각각의 시간 슬롯의 방향을 할당하는 수단을 포함하는 시간 슬롯 할당 최적화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 셀 사이의 분리도를 고려함에 의해 결정되는 것인 시간 슬롯 할당 최적화 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 셀의 최대 범위 및 거리(i)와 거리(ii)사이의 최소 허용 비율에 의해 결정되며,

여기서, 거리(i)는, 제1 기지국과 연관된 제1 무선 송수신 장치(WTRU)와 제2 기지국과 연관된 제2 무선 송수신 장치(WTRU)가 크로스 시간 슬롯에 할당될 때, 상기 제1 WTRU와 제 2 WTRU 사이의 거리이며, 거리(ii)는, 상기 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 거리인 것인 시간 슬롯 최적화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 학습 규칙(heuristic rule)에 기초하여 수동 조정되는 것인 시간 슬롯 최적화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 수동 설정되는 것인 시간 슬롯 최적화 시스템.
제1항에 있어서, 무선 송수신 장치(WTRU)를 위한 특정 시간 슬롯을 할당하는 수단을 더 포함하는 시간 슬롯 최적화 시스템.
제6항에 있어서, 낮은 전송 전력 요구를 갖는 WTRU가 크로스 시간 슬롯에 할당되는 것인 시간 슬롯 최적화 시스템.
제1항에 있어서, 각각의 셀에서 상기 시간 슬롯 할당은 각각의 셀에서의 허 용가능한 상향링크 시간 슬롯의 최대 및 최소 수와 허용가능한 하향링크 시간 슬롯의 최대 및 최소 수의 제한에 종속되는 것인 시간 슬롯 최적화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 개별 코스트 함수는 상향링크 및 하향링크 트래픽을 제공하기 위해 요구되는 시간 슬롯의 수 및 상기 상향링크 및 하향링크에 대해 할당된 실제 시간 슬롯의 수에 기초하여 결정되는 것인 시간 슬롯 최적화 시스템.
제9항에 있어서 상기 상향링크 및 하향링크를 위한 가중 요소들이 상기 개별 코스트 함수를 결정하기 위하여 적용되는 것인 시간 슬롯 최적화 시스템.
통신 시스템에서 복수의 시간 슬롯들 사이의 시간 슬롯 할당을 최적화하는 방법에 있어서,

상기 시스템의 각각의 셀 쌍(pair of cells)에 대하여, 상기 셀 쌍 중 하나의 셀에서의 하향링크 전송과 상기 셀 쌍 중 나머지 셀에서의 상향링크 전송을 위해 동시에 사용되는 시간 슬롯으로 정의되는 크로스 시간 슬롯의 최대수를 결정하는 단계 - 여기서, 상기 최대수는 상기 셀 쌍의 셀들 사이의 간섭을 최적화하도록 선택되는 것임 - 와;

복수의 셀 중 각각의 개별 코스트 함수를 합산하여 코스트 함수를 결정하는 단계 - 여기서, 상기 개별 코스트 함수는 각각의 셀에서의 시간 슬롯 할당과 관련되며, 각각의 셀에서의 상기 시간 슬롯 할당은 상기 복수의 셀 중의 각각의 셀 쌍(pair of cells)에 대한 크로스 시간 슬롯의 최대수에 의해 제약됨 - 와;

상기 코스트 함수를 최소화시키는 방식으로 각각의 셀에서의 각각의 시간 슬롯의 방향을 할당하는 단계를 포함하는 시간 슬롯 할당 최적화 방법.
제11항에 있어서, 상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 셀 사이의 분리도를 고려함에 의해 결정되는 것인 시간 슬롯 할당 최적화 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 셀의 최대 범위 및 거리(i)와 거리(ii)사이의 최소 허용 비율에 기초하여 결정되며,

여기서, 거리(i)는, 제1 기지국과 연관된 제1 무선 송수신 장치(WTRU)와 제2 기지국과 연관된 제2 무선 송수신 장치(WTRU)가 크로스 시간 슬롯에 할당될 때, 상기 제1 WTRU와 제 2 WTRU 사이의 거리이며, 거리(ii)는, 상기 제 1 기지국과 제 2 기지국 사이의 거리인 것인 시간 슬롯 최적화 방법.
제11항에 있어서, 상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 학습 규칙(heuristic rule)에 기초하여 수동 조정되는 것인 시간 슬롯 최적화 방법.
제11항에 있어서, 상기 크로스 시간 슬롯의 최대수는 수동 설정되는 것인 시간 슬롯 최적화 방법.
제11항에 있어서, 무선 송수신 장치(WTRU)를 위한 특정 시간 슬롯을 할당하는 단계를 더 포함하는 시간 슬롯 최적화 시스템.
제16항에 있어서, 낮은 전송 전력 요구를 갖는 WTRU가 크로스 시간 슬롯에 할당되는 것인 시간 슬롯 최적화 방법.
제11항에 있어서, 각각의 셀에서의 상기 시간 슬롯 할당은 각각의 셀에서의 허용가능한 상향링크 시간 슬롯의 최대 및 최소 수와 허용가능한 하향링크 시간 슬롯의 최대 및 최소 수의 제한에 종속되는 것인 시간 슬롯 최적화 방법.
제11항에 있어서, 상기 개별 코스트 함수는 상향링크 및 하향링크 트래픽을 제공하기 위해 요구되는 시간 슬롯의 수 및 상기 상향링크 및 하향링크에 대해 할당된 실제 시간 슬롯의 수에 기초하여 결정되는 것인 시간 슬롯 최적화 방법.
제19항에 있어서 상기 상향링크 및 하향링크를 위한 가중 요소들이 상기 개별 코스트 함수를 결정하기 위하여 적용되는 것인 시간 슬롯 최적화 방법.