KR20190069145A - 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 스케줄링 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 개시에서는 무선 통신 시스템에서 UE가 셀의 경계에 위치하는 경우 데이터 처리율을 높일 수 있고, SWSC 기법을 사용하는 기지국에서 빠른 스케줄링을 제공할 수 있으며, 기지국에서 보다 높은 처리율을 제공할 수 있는 스케줄링 방법 및 장치를 제공한다.

Description

슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCHEDULING USING SLIDING-WINDOW SUPERPOSITION CODING SCHEME IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 스케줄링 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 셀룰라(cellular) 환경에서 사용자 단말(user equipment, UE)은 인접한 셀로부터의 간섭으로 인해 신호의 수신 성능이 감소하는 경우가 발생할 수 있다. 특히 UE가 셀의 경계(cell edge)에 위치한 경우 특히 수신 성능의 열화가 발생할 수 있다. 이러한 간섭 환경의 시나리오(scenario)에서 물리계층에서 이론 임계치의 성능에 도달하게 해주는 방식으로 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화(sliding-window superposition coding, SWSC) 기법이 대두되었다.
SWSC 기법은 다중 셀(multi-cell) 환경에서 시스템 처리율(system throughput)을 최대화할 수 있도록 하는 기법이다. 특히 5G 네트워크에서는 높은 주파수 대역의 사용으로 인해 기존의 4G 네트워크와 같이 넓은 지역을 커버하는 하나의 기지국만을 설치하는 경우 많은 통신 음영 지역이 발생할 수 있다. 따라서 5G 네트워크에서는 하나의 기지국의 범위 내에 복수의 송수신 포인트(Transmission and Reception Point, TP)들을 이용하여 작은 통신 영역을 갖도록 하는 형태를 취하고 있다. 이때, 하나의 기지국에서 TP들을 관리하기 위한 방안들은 여러 가지 방법들이 제안되어 있다. 이처럼 TP들을 사용하는 기지국을 갖는 5G 네트워크에서는 기존의 4G 네트워크의 경우보다 상당히 빈번하게 UE가 셀의 경계(cell edge)에 위치하는 경우가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라 4G 네트워크에서도 이와 유사한 형태로 CoMP 네트워크 등의 다양한 방안들이 존재한다.
SWSC 기법을 사용하는 경우 UE의 처리율을 높일 수 있지만, SWSC 기법을 사용하는 경우 기지국에서 많은 부하가 발생하게 되며, 빠른 처리가 필요한 데이터의 경우 SWSC 기법을 적용하기 위한 복잡도로 인한 문제가 발생할 수 있다.
따라서 본 개시에서는 무선 통신 시스템에서 UE가 셀의 경계에 위치하는 경우 데이터 처리율을 높일 수 있는 스케줄링 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 개시에서는 SWSC 기법을 사용하는 기지국에서 빠른 스케줄링 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 개시에서는 SWSC 기법을 사용하는 경우 기지국에서 보다 높은 처리율을 제공할 수 있는 스케줄링 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 방법은, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화(Sliding-Window Superposition Coding, SWSC) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 중앙 집중식 장치에서 데이터 송수신을 위한 스케줄링 방법으로, 복수의 셀들로부터 각 셀 내에 포함된 사용자 단말들의 모든 간섭 정보를 수신하는 단계; 상기 각 셀들마다 비례 형평성 합 또는 전송률 합이 최대가 되는 사용자 단말을 선택하는 단계; 상기 선택된 사용자 단말의 지배적 간섭 셀 정보를 이용하여 지배적 간섭 그래프를 생성하는 단계; 상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소 셀이 존재하는지를 검사하는 단계; 상기 연결된 순환 요소 셀이 존재할 시 상기 연결된 순환 요소 셀들 중 임의의 한 셀을 선택하는 단계; 상기 선택된 요소 셀과 상기 선택된 요소 셀로 지배적 간섭을 주는 요소 셀의 전송률을 SWSC 방식의 전송률 그래프에 기반하여 임의의 전송률로 결정하고, 상기 임의의 전송률에 기반하여 선택된 셀의 전송률을 결정하는 단계; 상기 선택된 셀의 전송률에 기반하여 상기 연결된 순환 요소 셀들 중 전송률이 결정되지 않은 셀의 전송률을 결정하는 단계; 상기 선택된 셀로 지배적 간섭을 주는 셀의 전송률을 상기 연결된 순환 요소 셀들의 결정된 전송률에 기반하여 보정하는 단계; 상기 연결된 순환 요소 셀들과 인접한 셀들의 전송률을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 각 셀들의 전송률 정보를 해당하는 셀들로 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 장치는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화(Sliding-Window Superposition Coding, SWSC) 방식을 사용하는 복수의 셀들로부터 각 셀 내에 위치한 사용자 단말로 전송할 전송률을 스케줄링을 수행하기 위한 중앙 집중식 장치로, 각 셀들로부터 사용자 단말의 간섭 정보를 수신하고, 스케줄링 정보를 상기 각 셀들로 제공하기 위한 인터페이스; 상기 각 셀들로 제공한 이전의 전송률, 상기 각 셀들로부터 수신된 사용자 단말들의 간섭 정보를 저장하기 위한 메모리; 및 상기 각 셀의 사용자 단말들에 대한 간섭 정보를 수집하고, 상기 각 셀들마다 비례 형평성 합 또는 전송률 합이 최대가 되는 사용자 단말을 선택하며, 상기 선택된 사용자 단말의 지배적 간섭 셀 정보를 이용하여 지배적 간섭 그래프를 생성하고, 상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소 셀이 존재하는지를 검사하며, 상기 연결된 순환 요소 셀이 존재할 시 상기 연결된 순환 요소 셀들 중 임의의 한 셀을 선택하고, 상기 선택된 요소 셀과 상기 선택된 요소 셀로 지배적 간섭을 주는 요소 셀의 전송률을 SWSC 방식의 전송률 그래프에 기반하여 임의의 전송률로 결정하고, 상기 임의의 전송률에 기반하여 선택된 셀의 전송률을 결정하며, 상기 선택된 셀의 전송률에 기반하여 상기 연결된 순환 요소 셀들 중 전송률이 결정되지 않은 셀의 전송률을 결정하고, 상기 선택된 셀로 지배적 간섭을 주는 셀의 전송률을 상기 연결된 순환 요소 셀들의 결정된 전송률에 기반하여 보정하고, 상기 연결된 순환 요소 셀들과 인접한 셀들의 전송률을 결정하며, 및 상기 결정된 각 셀들의 전송률 정보를 해당하는 셀들로 제공하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지배적 간섭 그래프에 기반하여 셀 경계에 위치한 사용자 단말로 최대 전송률을 제공할 수 있는 스케줄링이 가능하다. 또한 스케줄링 시 복잡도를 줄이고, 스케줄링 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따라 UE가 인접 셀로부터의 간섭 환경을 설명하기 위한 개념적인 일 예시도이다.
도 2a는 본 개시에 따른 SWSC 기법에 따른 송신 장치의 기능적 블록 구성도이다.
도 2b는 SWSC 부호화 기법에 따라 부호화된 코드워드를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2c는 본 개시의 일 실시 예에 따라 SWSC 방식을 사용하는 통신 시스템에서 송신된 심볼을 수신하여 처리하기 위한 관점에서의 메시지 처리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 개시에 따른 SWSC 방식을 적용하는 경우 달성 가능한 데이터 전송률의 그래프를 예시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시에 따라 셀 페어링을 설명하기 위한 예시도들이다.
도 5는 본 개시에 따라 SWSC 기법을 적용하는 경우의 스케줄링 시의 제어 흐름도이다.
도 6은 본 개시에 따라 복수의 기지국에서 지배적 간섭 신호와 원하는 신호들을 설명하기 위한 간섭 환경을 예시한 일 예시도이다.
도 7은 본 개시에 따른 중앙 집중식 장치의 기능적 블록 구성도이다.
도 8은 본 개시에 따라 중앙 집중식 장치에서 특정한 사용자 단말로 전송할 수 있는 데이터의 전송률을 결정하기 위한 그래프의 일 예시도이다.
도 9a는 본 개시의 방식에 따라 각 기지국마다 지배적 간섭 환경에서 최대 전송률을 제공할 수 있는 하나의 단말이 선택된 경우의 일 예시도이다.
도 9b는 도 9a에서 각 기지국마다 선택된 사용자 단말들에 기반하여 지배적 간섭을 각 기지국들의 그래프이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 개시에 따라 지배적 간섭 기지국 간 전송률 결정을 설명하기 SWSC 방식의 전송률 그래프이다.
도 11은 본 개시에 따라 중앙 집중식 장치에서 각 기지국의 전송률을 스케줄링하기 위한 제어 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 이하에 첨부된 본 발명의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서는 본 개시에 대하여 살피기에 앞서 SWSC 부호화 및 복호 동작에 대하여 살펴보기로 하자.
도 1은 본 개시에 따라 UE가 인접 셀로부터의 간섭 환경을 설명하기 위한 개념적인 일 예시도이다.
도 1을 참조하면, 제1기지국 11, 제2기지국 21을 예시하였으며, 제1기지국 11은 제1기지국 통신 영역 10 내에 위치한 제1사용자 단말 12와 통신할 수 있고, 제2기지국 21은 제2기지국 통신 영역 20 내에 위치한 제2사용자 단말 22와 통신할 수 있다. 여기서 제1기지국 11과 제2기지국 21은 4G 시스템의 기지국(NodeB or eNodeB)이 될 수도 있고, 5G 시스템의 기지국이 될 수도 있다. 또한 5G 시스템으로 가정하는 경우 제1기지국 11과 제2기지국 21은 하나의 5G 시스템의 한 기지국에 의해 제어되는 TP들이 될 수도 있다. 본 개시에서는 단지 각 기지국이 셀 경계에 위치한 UE와 SWSC 방식으로 통신을 수행하는 경우라면 어떠한 형태라도 무방하다.
제1기지국 11 내에 위치한 제1사용자 단말 12는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 111을 수신할 수 있다. 또한 제1사용자 단말 12는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 122도 함께 수신하게 된다. 이때, 제1사용자 단말 12의 관점에서 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 122는 간섭 신호가 된다. 동일하게 제2기지국 21 내에 위치한 제2사용자 단말 22는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 121을 수신할 수 있다. 또한 제2사용자 단말 22는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 112도 함께 수신하게 된다. 따라서 제2사용자 단말 22의 관점에서 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 112는 간섭 신호가 된다.
이러한 환경 즉, 셀의 경계에 위치한 단말들이 인접한 기지국으로부터 간섭 신호를 수신하는 환경에서 SWSC 기법을 사용하면, 인접 셀에서 오는 간섭 환경을 모델링한 AWGN 간섭 채널에서 이론 임계치를 달성할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하여 본 개시에 따른 SWSC 기법에 대하여 살펴보기로 하자.
도 2a는 본 개시에 따른 SWSC 기법에 따른 송신 장치의 기능적 블록 구성도이다.
송신할 데이터 블록은 송신 장치 예컨대, 기지국에서 송신하기 위한 크기의 데이터 블록이 될 수 있으며, 일반적으로 연속된 2개의 데이터 블록이 하나의 메시지로 송신될 수 있다. 데이터 블록은 순차적으로 하나의 블록씩 처리되며, 입력된 하나의 데이터 블록은 제2부호기 213과 지연기 211로 동시에 입력될 수 있다. 제2부호기 213은 미리 결정된 부호화 방식에 의거하여 송신할 데이터를 부호화한 후 출력할 수 있다. 따라서 이하의 설명에서는 하나의 데이터 블록이 처리되는 동작을 설명하기로 한다.
또한 지연기 211은 제2부호기 213에서의 처리 시간만큼 입력된 데이터 블록을 지연하여 제1부호기 212로 출력할 수 있다. 신호 생성기 214는 송신 장치와 수신 장치가 미리 알고 있는 신호를 생성하는 장치가 될 수 있다. 따라서 신호 생성기 214는 미리 알고 있는 신호를 특정한 시점(이에 대해서는 후술되는 도면을 참조하여 더 설명하기로 한다)에 제1부호기 212 및/또는 제2부호기 213으로 출력할 수 있다. 제1부호기 212와 제2부호기 213은 각각 입력된 신호를 부호화하여 함수 처리기 215로 출력한다. 그러면 함수 처리기 215는 제1부호기 212와 제2부호기 213에서 각각 부호화된 코드워드를 미리 설정된 함수(이에 대해서도 후술되는 도면을 참조하여 더 설명하기로 한다)를 적용하여 송신할 코드워드를 출력할 수 있다.
이상에서 설명한 동작은 하나의 데이터 블록 단위로 이루어지며, 하나의 데이터 블록의 처리가 완료되면 다음 데이터 블록이 동일한 과정을 통해 처리될 수 있다. 또한 이러한 동작은 더 이상 전송할 데이터 블록이 존재하지 않을 때까지 또는 스케줄링된 데이터를 모두 전송할 때까지 이루어질 수 있다.
도 2b는 SWSC 부호화 기법에 따라 부호화된 코드워드를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2b를 참조하면, 2개의 코드워드들(mab)이 기지국에서 전송되는 메시지(또는 전송 블록)가 될 수 있다. 이하의 설명에서는 2개의 코드워드들을 하나의 메시지 또는 하나의 전송 블록으로 칭하여 설명할 것이다. 또한 하나의 코드워드는 앞서 설명한 데이터 블록 단위가 될 수 있다.
전송 블록을 구성하는 2개의 코드워드들은 첫 번째 코드워드와 마지막 코드워드를 제외하고, 모두 'a', 'b'와 같은 첨자를 부여하였다. 각 코드워드들에서 'a'에 해당하는 첫 번째 첨자인 "1"은 제1사용자 단말로 전송되는 데이터를 의미하며, 'b'에 해당하는 두 번째 첨자는 전송되는 데이터 블록의 순서를 의미한다. 이러한 내용에 기반하여 도 2b를 참조하면, 실제 전송되는 메시지들 231, 232, 233, …, 23b는 각각 내부에 제1부호기 212와 제2부호기 213에서 각각 부호화된 코드워드들로 구성될 수 있다. 실제 전송되는 메시지들 231, 232, 233, …, 23b를 각각 논리적으로 살펴보면, 제1부호기 212에서 부호화된 코드워드들 231-1, 232-1, 233-1, …, 23b-1과 제2부호기 213에서 부호화된 코드워드들 231-2, 232-2, 233-2, …, 23b-2로 구분될 수 있다.
도 2a와 도 2b를 함께 살펴보면, 먼저 송신할 데이터 블록들 중 첫 번째 데이터 블록은 제2부호기 213으로 입력되어 부호화되며, 송신 장치와 수신 장치 상호간 알고 있는 정보 예를 들어 모두 "1"의 정보 또는 모두 "0"의 정보가 제1부호기 212로 입력될 수 있다. 그러면 제1부호기 212에서 출력되는 부호화된 코드워드(known) 231-1은 이미 알고 있는 정보가 되며, 제2부호기 213에서 출력되는 부호화된 코드워드(m11) 231-2는 첫 번째 데이터 블록이 부호화된 코드워드가 될 수 있다. 이에 따라 함수 처리기 215는 제1부호기 212에서 출력된 알려진 데이터로 부호화된 코드워드(known) 231-1과 첫 번째 데이터 블록이 제2부호기 213에서 부호화된 코드워드(m11) 231-2를 미리 설정된 함수에 의거하여 결합한 후 출력할 수 있다.
또한 이후 지연기 211을 통해 첫 번째 데이터 블록이 제1부호기 212로 입력되고, 두 번째 데이터 블록이 제2부호기 213으로 입력될 수 있다. 따라서 제1부호기 212는 첫 번째 데이터 블록을 부호화한 코드워드(m11) 232-1을 출력하며, 제2부호기 213은 두 번째 데이터 블록을 부호화한 코드워드(m12) 232-2를 출력한다. 이에 따라 함수 처리기 215는 제1부호기 212에서 출력된 첫 번째 데이터 블록으로 부호화된 코드워드 232-1과 두 번째 데이터 블록이 제2부호기 213에서 부호화된 코드워드 232-2를 미리 설정된 함수에 의거하여 결합한 후 출력할 수 있다.
동일하게 지연기 211을 통해 두 번째 데이터 블록이 제1부호기 212로 입력되고, 세 번째 데이터 블록이 제2부호기 213으로 입력될 수 있다. 따라서 제1부호기 212는 두 번째 데이터 블록을 부호화한 코드워드(m12) 233-1을 출력하며, 제2부호기 213은 세 번째 데이터 블록을 부호화한 코드워드(m13) 233-2를 출력한다. 이에 따라 함수 처리기 215는 제1부호기 212에서 출력된 두 번째 데이터 블록으로 부호화된 코드워드(m12) 233-1과 두 번째 데이터 블록이 제2부호기 213에서 부호화된 코드워드(m13) 233-2를 미리 설정된 함수에 의거하여 결합한 후 출력할 수 있다.
이러한 방식으로 b-1개의 데이터 블록이 전송된 이후 b번째 데이터 블록을 송신하는 경우 신호 생성기 214는 제2부호기 213으로 송신 장치와 수신 장치 상호간 알고 있는 정보 예를 들어 모두 "1"의 정보 또는 모두 "0"의 정보를 입력할 수 있다. 이에 따라 제1부호기 212는 b-1번째 데이터 블록을 부호화한 코드워드(m1,b-1) 23b-1을 출력하고, 제2부호기 213은 알려진 데이터를 부호화한 코드워드(known) 23b-2를 출력할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 생성된 각 송신 심볼들이 순차적으로 전송될 수 있다.
도 2c는 본 개시의 일 실시 예에 따라 SWSC 방식을 사용하는 통신 시스템에서 송신된 심볼을 수신하여 처리하기 위한 관점에서의 메시지 처리를 설명하기 위한 예시도이다.
앞에서 살핀 바와 같이 제1기지국 11에서는 메시지를 스플릿(split) 없이 2개의 연속된 블록(block)을 통해 송신하고, 제2기지국 21은 p2p(Point-to-point) code를 통해 메시지를 송신하는 경우를 가정한다. 그러면 제1사용자 단말 12와 제2사용자 단말 22는 2개의 윈도우 블록(window block) 내에서 메시지를 한 번에 하나씩 복호를 수행하고, 복호 윈도우(decoding window)를 오른쪽으로 1개의 데이터 블록만큼 슬라이딩(block sliding) 한 뒤 메시지를 한 번에 하나씩 복호(decoding)하는 방법을 마지막 데이터 블록까지 반복적으로 수행함으로써 모든 메시지들을 복원할 수 있다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
기지국에서 SWSC 송신 장치는 하나의 메시지를 여러 데이터 블록에 걸쳐서 전송하고, 그 동작을 위해 여러 계층(layer)에 걸친 수퍼포지션 코딩(superposition coding) 방식으로 송신한다. 예를 들어 제1기지국 11이 제1부호기 212에 의해 생성된 U 코드워드와 제2부호기 213에 의해 생성된 V 코드워드(codeword)들의 SWSC 방식으로 함수 처리기 215에 의해 X1의 코드워드를 만든다고 하자. 그리고 제2기지국은 p2p 코딩 방식으로 X2의 코드워드로 메시지를 생성하여 송신하는 경우로 가정한다.
도 2c에서 제1기지국 11은 송신할 첫 번째 데이터 블록부터 b번째 데이터 블록까지 각각 제1부호기 212에 의해 U의 데이터 블록들에 해당하는 코드워드들을 생성할 수 있으며, 제2부호기 213에 의해 V의 데이터 블록들에 해당하는 코드워드들을 생성할 수 있다. 또한 각각 생성된 코드워드들은 앞에서 설명한 바와 같이 해당하는 송신 블록에 대응하여 하나의 메시지들 231, 232, 233, …, 23b와 같이 구성할 수 있다.
한편, 앞서 가정한 바와 같이 제2기지국 21은 참조부호 261과 같이 X2의 메시지를 SWSC 방식이 아닌 다른 방식(예를 들어, 일반적으로 데이터를 송신하는 기존 방식)으로 생성하여 전송할 수 있다.
이때, 제1기지국 11로부터 메시지를 수신하는 제1사용자 단말 12의 입장에서는 제1기지국 11과 제2기지국 21로부터 메시지들을 수신할 수 있다. 도 2c에서는 제1기지국 11로부터 수신되는 메시지들 Y1을 참조부호 251로 예시하였으며, 제2기지국 21로부터 수신되는 메시지들 Y2를 참조부호 262로 예시하였다.
제1기지국 11은 제1사용자 단말 12로 송신할 특정한 데이터 블록들이 2개의 메시지에 걸쳐 2회 전송되게 된다. 즉, 도 2b에서 살핀 바와 같이 첫 번째 메시지 231에 제2부호기 213의 출력 코드워드와 두 번째 메시지 232 내의 제1부호기 212의 출력 코드워드는 실제로 동일한 데이터 블록이 될 수 있다. 따라서 수신기인 제1사용자 단말 12는 동일한 메시지들이 2개의 블록을 통해 전송되기 때문에 2개의 메시지를 수신하여 복호를 수행할 수 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 제1기지국 11은 제1사용자 단말 12로 전송하는 최초 메시지에는 제1부호기 212에서 부호화된 송신 장치와 수신 장치 상호간 알고 있는 데이터 블록을 부호화하여 전송한다.
따라서 제1사용자 단말 12는 첫 번째 메시지 231과 두 번째 메시지 232를 통해 수신된 코드워드들 중 알려진 정보에 의한 코드워드 231-1을 이용하여 제1부호기 212의 정보를 제거(cancellation)할 수 있다. 또한 제1사용자 단말 12는 첫 번째 메시지 231과 두 번째 메시지 232를 통해 수신된 코드워드들 중 동일한 정보를 부호화한 첫 번째 블록을 노이즈(noise)로 취급하여 제2기지국 21로부터 수신된 간섭 신호를 복호할 수 있다.
그런 후 제1사용자 단말 12는 첫 번째 메시지 231에서 알려진 정보에 의한 코드워드 231-1을 이용하여 제1부호기 212의 정보를 제거(cancellation)한 결과와 제2기지국 21로부터 수신된 간섭 신호를 복호한 결과를 이용하여 실제 원하는 첫 번째 데이터 블록을 복호할 수 있다. 이를 통해 제1사용자 단말 12는 첫 번째 데이터 블록 m11을 복원할 수 있다. 이러한 방식을 통해 복원된 첫 번째 데이터 블록 m11이 알려진 정보로 가정하여 두 번째 메시지 232와 세 번째 메시지 233을 이용하여 동일하게 두 번째 데이터 블록 m12를 복호함으로써 복원할 수 있다. 이러한 방식으로 제1사용자 단말 12는 원하는 메시지 블록을 수신할 수 있다.
이상에서 설명한 방식은 셀의 경계에 위치한 단말들이 인접한 기지국으로부터 신호를 수신하는 환경에서 인접 셀에서 오는 간섭 환경을 모델링한 AWGN 간섭 채널에서 이론 임계치를 달성할 수 있다.
이를 다시 제2사용자 단말 22의 관점에서도 동일하게 적용할 수 있다. 단지 제1사용자 단말 12에서는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호가 원하는 신호이고, 제2기지국 21로부터 수신된 신호가 간섭 신호이지만, 제2사용자 단말 22에서는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호가 원하는 신호이며, 제1기지국 11로부터 수신된 신호가 간섭 신호라는 점에서만 차이를 갖는다.
따라서 제2기지국 21에서도 동일한 방식을 사용하는 경우 제2사용자 단말 22에서도 동일한 방식으로 제1기지국 11로부터의 간섭을 제거하고 원하는 데이터를 복원할 수 있다. 결과적으로 제1기지국 11과 제2기지국 21 모두 본 개시에 따른 SWSC 기법을 적용하여 자신의 셀 10, 20의 경계 영역에 위치한 사용자 단말들로 이론적 임계치에 근접하는 데이터 전송률을 제공할 수 있다.
도 3은 본 개시에 따른 SWSC 방식을 적용하는 경우 달성 가능한 데이터 전송률의 그래프를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, Y 축(R1)은 제1기지국 11의 데이터 처리율(전송률)을 의미하며, X 축(R2)은 제2기지국 21의 데이터 처리율(전송률)을 의미한다. 따라서 제1기지국 11과 제2기지국 21이 인접한 셀로 구성되는 경우는 제1기지국 11과 제2기지국 21의 데이터 처리율이 모두 만족하는 범위 내에서만 동작할 수 있게 된다. 즉, 셀의 경계에 위치한 단말들이 인접한 기지국으로부터 신호를 수신하는 환경에서 인접 셀에서 오는 간섭 환경을 모델링한 AWGN 간섭 채널에서 셀의 경계에 위치한 단말들로 데이터를 전송하는 데이터 전송률은 인접한 두 기지국을 모두 고려해야만 한다.
도 3에서는 본 개시에 따른 SWSC 방식 뿐 아니라 다른 방식들과의 대비를 위해 아래의 2가지 방식을 추가로 예시하였다. 먼저 참조부호 301의 RSCD에 기반한 범위 그래프(이하 'RSCD 그래프' 또는 'RSCD 범위'와 혼용하여 사용할 수 있다)는 제1기지국 11의 셀 경계에 위치한 사용자 단말 12가 제2기지국 21로부터의 간섭을 성공적으로 복호하여 제거하는(Successive Cancellation Decoding, SCD) 방식에서의 데이터 전송률이 될 수 있다.
참조부호 301의 그래프인 RSCD의 그래프를 좀 더 살펴보면, 제1기지국 11의 관점에서 R11의 데이터 전송률까지 처리가 가능하며, 제2기지국 21의 관점에서는 R21의 데이터 전송률까지 처리가 가능하다. 따라서 제1기지국 11의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로의 최대 데이터 전송률은 제2셀만을 고려할 때, R11의 데이터 전송률이 될 수 있다. 동일한 방법으로 제2기지국 21의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로의 최대 데이터 전송률은 제1셀만을 고려할 때, R21의 데이터 전송률이 될 수 있다.
또한 현재 4G 시스템으로 널리 알려진 LTE 네트워크에서는 간섭을 잡음(noise)으로 취급하는(treating Interference As Noise, IAN) 방식을 사용하고 있다. 따라서 도 3의 예시에서는 참조부호 302와 같이 RIAN에 기반한 범위 그래프(이하 'RIAN 그래프' 또는 'RIAN 범위'와 혼용하여 사용할 수 있다)를 함께 예시하였다. 참조부호 302의 RIAN의 그래프는 제1기지국 11의 셀 경계에 위치한 사용자 단말 12가 제2기지국 21로부터의 간섭을 잡음(noise)으로 취급하는 방식에서의 데이터 전송률이 될 수 있다.
참조부호 302의 그래프인 RIAN의 그래프를 좀 더 살펴보면, 제1기지국 11의 관점에서 R12의 데이터 전송률까지 처리가 가능하며, 제2기지국 21의 관점에서는 R22의 데이터 전송률까지 처리가 가능하다. 따라서 제1기지국 11의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로의 최대 데이터 전송률은 제2셀만을 고려할 때, R12의 데이터 전송률이 될 수 있다. 동일한 방법으로 제2기지국 21의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로의 최대 데이터 전송률은 제1셀만을 고려할 때, R22의 데이터 전송률이 될 수 있다.
마지막으로 본 개시에 따른 SWSC 방식에 따른 데이터 전송률을 살펴보기로 한다. 본 개시에 따른 SWSC 방식에 따른 데이터 전송률은 참조부호 311과 312의 그래프들이 RSWSC의 그래프이다.
참조부호 311은 제1기지국 11의 관점에서 RSWSC의 그래프이며, 참조부호 312는 제2기지국 12의 관점에서 RSWSC의 그래프이다. 제1기지국 11의 관점에서 제1기지국 11의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로 전송할 수 있는 최대 전송률은 R13의 값을 수 있지만, 이러한 경우는 인접한 제2기지국 21이 RSCD의 방식을 사용하는 경우에 한한다. 따라서 제1기지국 11의 관점에서 제1기지국 11의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로 전송할 수 있는 전송률의 그래프는 제1기지국 11이 RIAN의 방식을 사용하는 R12의 값까지 하향하는 직선의 그래프를 그리며, 이후 R12의 값으로 수렴한다.
또한 제2기지국 21의 관점에서 제2기지국 21의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로 전송할 수 있는 최대 전송률은 R23의 값을 수 있지만, 이러한 경우는 인접한 제1기지국 11이 RSCD의 방식을 사용하는 경우이다. 따라서 제2기지국 21의 관점에서 제2기지국 21의 셀 경계에 위치한 사용자 단말로 전송할 수 있는 전송률의 그래프는 제2기지국 21이 RIAN의 방식을 사용하는 R22의 값까지 하향하는 직선의 그래프를 그리며, 이후 R12의 값으로 수렴한다.
제1기지국 11과 제2기지국 21이 인접한 상황만을 고려할 때, 셀 경계에 위치한 단말로 전송할 수 있는 최대 전송률의 그래프는 참조부호 322의 내부 영역이 될 수 있다. 결과적으로 본 개시에 따른 RSWSC 방식에 따른 전송률은 이전에 사용하는 방식들인 RSCD의 방식 및 RIAN의 방식 보다 높은 전송률을 가질 수 있다. 예를 들어 참조부호 321은 RIAN의 방식에서 제공할 수 있는 최대 전송률이 될 수 있다. 참조부호 321은 RIAN의 방식과 대비할 때, 본 개시에 따른 RSWSC 방식에 따른 전송률은 참조부호 331 만큼 높은 전송률로 데이터를 송수신할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본, SWSC 송수신 기술이 셀룰라 시스템(cellular system)에 사용되기 위해서는 스케줄링 방식을 적용해야만 한다. 따라서 본 개시에서는 SWSC 송수신 기술이 셀룰라 시스템(cellular system)에 사용되기 위해서는 스케줄링 방식에 대하여 살펴보기로 한다.
기지국 또는 기지국들을 제어하는 특정한 네트워크 엔티티(entity)는 셀룰라 네트워크를 구성하는 각 기지국들을 모두 검색(full search)하는 방식의 스케줄링을 사용하게 된다. 또한 모든 기지국들을 검색할 시 인접한 기지국을 고려해야 하는 페어링 작업을 함께 고려해야 한다. 여기서 페어링이란 복수의 기지국들 중 2개의 기지국들마다 하나씩 상술한 그래프를 적용하기 위한 하나의 쌍을 형성하는 것이다. 이처럼 SWSC 기법을 적용하기 위한 페어링(pairing)과 그 이후 사용자 단말의 페어를 선택하는 사용자 페어링 기반의 2단계(2-step) 과정을 통해서 이루어질 수 있다.
기지국의 페어링 및 사용자 페어링을 선택하는 동작을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 살펴보기로 하자.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시에 따라 셀 페어링을 설명하기 위한 예시도들이다.
먼저 도 4a는 앞서 도 1에서 살핀 바와 같이 인접한 2개의 기지국들 간의 간섭에 대하여 살펴보기로 한다. 또한 도 4a의 참조부호들은 도 1의 참조부호와 동일한 참조부호들을 사용하기로 한다.
도 4a를 참조하면, 제1기지국 11 내에 위치한 제1사용자 단말 12는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 111을 수신할 수 있다. 또한 제1사용자 단말 12는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 122도 함께 수신하게 된다. 이때, 제1사용자 단말 12의 입장에서는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 111은 원하는 신호(desired signal)이며, 제1사용자 단말 12의 관점에서 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 122는 간섭 신호(interference)가 된다. 이처럼 2개의 기지국만 인접한 상황을 고려하는 경우 제2기지국 21로부터 수신되는 간섭 신호는 지배적 간섭(dominant interference) 신호가 될 수 있다. 여기서 배적 간섭(dominant interference) 신호란 특정한 단말에서 원하는 신호가 아닌 다른 기지국들로부터 수신된 신호들 중 수신 신호의 세기가 가장 세거나 또는 간섭이 가장 큰 신호를 의미한다.
동일하게 제2기지국 21 내에 위치한 제2사용자 단말 22는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 121을 수신할 수 있다. 또한 제2사용자 단말 22는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 112도 함께 수신하게 된다. 따라서 제2사용자 단말 22의 입장에서는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 121은 원하는 신호(desired signal)이며, 제2사용자 단말 22의 관점에서 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 112는 간섭 신호가 된다. 또한 앞에서 설명한 바와 같이 2개의 기지국만 인접한 상황을 고려하는 경우 제1기지국 11로부터 수신되는 간섭 신호는 지배적 간섭(dominant interference) 신호가 될 수 있다.
이처럼 지배적 간섭을 주는 제1기지국 11과 제2기지국 21이 하나의 셀 페어로 구성할 수 있다. 여기서 셀 페어 또는 셀 페어링이란, 특정한 수신 단말의 입장에서 지배적 간섭 신호를 주는 기지국들(또는 셀들)을 하나의 쌍으로 묶는 것을 의미한다. 또한 이하의 설명에서는 기지국 또는 셀을 혼용하여 사용할 수 있다. 기지국 또는 셀은 수신 단말의 입장에서 신호를 송신하는 네트워크의 최말단 엔티티가 될 수 있다.
도 4b는 또 다른 인접한 기지국으로부터 지배적 간섭이 존재하는 경우를 예시한 도면이다. 도 4b를 참조하면, 제1기지국 11 내에 위치한 제1사용자 단말 12는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 111을 수신할 수 있다. 또한 제1사용자 단말 12는 제3기지국 41로부터 수신되는 신호 401도 함께 수신하게 된다. 이때, 제1사용자 단말 12의 입장에서는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 111은 원하는 신호(desired signal)이며, 제1사용자 단말 12의 관점에서 제3기지국 41로부터 수신되는 신호 401은 간섭 신호가 된다. 제2기지국 21이 아닌 다른 제3기지국 41로부터 지배적 간섭(dominant interference) 신호가 될 수도 있다.
또한 제2기지국 21 내에 위치한 제2사용자 단말 22는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 121을 수신할 수 있다. 이때, 제2사용자 단말 22는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 112도 함께 수신하게 된다. 따라서 제2사용자 단말 22의 입장에서는 앞에서 설명한 바와 같이 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 121은 원하는 신호(desired signal)이며, 제2사용자 단말 22의 관점에서 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 112는 지배적 간섭(dominant interference) 신호가 될 수 있다.
이처럼 지배적 간섭을 주는 간섭 신호가 두 기지국으로 한정되지 않고, 인접한 다른 기지국들로부터의 간섭 신호가 지배적 간섭 신호가 될 수도 있다. 따라서 제1사용자 단말 12의 관점에서는 제3기지국 41로부터 수신되는 신호가 지배적 간섭 신호이므로, 제1사용자 단말 12의 관점에서 셀 페어(cell pair)는 제1기지국 11과 제3기지국 41이 된다. 반면에 제2사용자 단말 22의 관점에서는 도 4a에서 설명한 바와 같이 제1기지국 11과 제2기지국 21이 하나의 셀 페어로 구성할 수 있다.
도 4c는 제2사용자 단말에 지배적 간섭 신호가 제4기지국인 경우의 예시도이다. 도 4c를 참조하면, 제1기지국 11 내에 위치한 제1사용자 단말 12는 제1기지국 11로부터 수신되는 신호 111을 수신할 수 있다. 또한 제1사용자 단말 12는 제3기지국 41로부터 수신되는 신호 401도 함께 수신하게 된다. 따라서 앞서 설명한 바와 같이 제1사용자 단말 12의 입장에서는 제3기지국 41로부터 지배적 간섭(dominant interference) 신호가 될 수도 있다.
또한 제2기지국 21 내에 위치한 제2사용자 단말 22는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 121을 수신할 수 있다. 이때, 제2사용자 단말 22는 제4기지국 51로부터 수신되는 신호 402도 함께 수신하게 된다. 따라서 제2사용자 단말 22의 입장에서는 제2기지국 21로부터 수신되는 신호 121은 원하는 신호(desired signal)이며, 제4기지국 51로부터 수신되는 신호 402는 지배적 간섭(dominant interference) 신호가 될 수 있다.
이처럼 지배적 간섭을 주는 간섭 신호가 도 4a와 대비할 때 전혀 다른 인접한 다른 기지국들이 될 수 있다. 이러한 경우 제1사용자 단말 12의 관점에서는 제3기지국 41로부터 수신되는 신호가 지배적 간섭 신호이므로, 제1사용자 단말 12의 관점에서 셀 페어(cell pair)는 제1기지국 11과 제3기지국 41이 된다. 또한 제2사용자 단말 22의 관점에서는 제4기지국 51로부터 수신되는 신호가 지배적 간섭 신호이므로, 제2사용자 단말 22의 관점에서는 제2기지국 21과 제4기지국 51이 하나의 셀 페어로 구성할 수 있다.
이상에서 설명한 내용에 따르면 각 단말마다 셀 페어링을 결정하는 형태처럼 보일 수 있다. 하지만, 실제로 셀 페어링 결정 시 특정한 하나의 단말 입장에서 지배적인 간섭이 존재하는 경우만을 고려하는 것보다는 인접한 셀들 즉, 인접한 2개의 기지국들로부터 지배적 간섭을 받는 단말의 수가 많은 상황을 가정하여 셀 페어링을 결정한다. 즉, 도 4a 내지 도 4c와 같이 각 단말들에 대하여 지배적 간섭을 받는 단말의 개수를 미리 검출하고, 검출된 지배적 간섭을 받는 단말의 수에 기반하여 셀 페어링을 결정할 수 있다. 이처럼 셀 페어링을 결정하는 이유는 인접한 두 셀 간 상호 지배적 간섭이 되는 경우가 그렇지 않은 즉, 도 4b 또는 도 4c와 같은 경우보다 SWSC 방식을 사용할 시 보다 높은 성능의 향상을 기대할 수 있기 때문이다. 따라서 셀 페어링은 각 기지국들의 셀 내에 존재하는 단말들 간에 지배적 간섭이 많은 셀과 페어링을 결정할 수 있다.
이처럼 셀 페어링을 결정한 후 셀 페어링된 각 셀들 내에 포함된 사용자 단말들을 대상으로 본 개시에 따른 SWSC 기반의 비례 형평성(proportional fairness, PF)의 합(SWSC sum PF)과 기존의 방식 중 하나인 간섭을 노이즈로 취급하는 IAN 방식의 비례 형평성의 합(IAN sum PF) 간의 차이를 기반으로 큰 값에서 작은 값 순서를 통해 SWSC 방식의 페어를 결정한다. 이처럼 선택된 SWSC 페어(pair)는 각 셀 내에 포함된 단말의 리스트에서 삭제함으로써, 전체 단말들의 전송률을 결정할 수 있다. 여기서 설명한 SWSC sum PF와 IAN sum PF의 차는 앞서 설명한 도 3에서 참조부호 331의 값이 될 수 있다.
도 5는 본 개시에 따라 SWSC 기법을 적용하는 경우의 스케줄링 시의 제어 흐름도이다.
도 5를 참조하기에 앞서 기지국들에게 SWSC 기법을 적용하기 위해서는 특정한 하나의 기지국 또는 기지국의 상위에 존재하는 네트워크 엔티티에서 도 5의 동작을 수행해야 한다. 만일 복수의 기지국들 중 하나의 기지국에서 도 5의 동작을 수행하는 경우 앞서 설명한 도 1과 같이 기지국들 간 연결된 백홀(backhole) 30의 구성을 이용하여 다른 기지국들로부터 정보를 수신하고, 제어를 위한 정보를 제공할 수 있어야 한다. 또한 기지국의 상위에 존재하는 특정한 네트워크 엔티티가 존재하는 경우 각 기지국들로부터 특정한 정보를 수신하고, 이를 기반으로 도 5의 제어 동작을 수행하며, 그 결과에 따른 제어 메시지를 수신하기 위한 연결 구성을 가질 수 있다. 또한 5G 네트워크에서 기지국이 자신의 하위에 연결된 복수의 TP들을 제어하는 경우라면 기지국에서 이루어지는 동작이 될 수도 있다.
이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 기지국들의 상위에 네트워크 엔티티가 존재하는 경우(5G 네트워크에서 복수의 TP들을 관리하는 기지국을 포함)를 가정하며, 이하의 설명에서 이를 "중앙 집중식 장치(Centralized Device)"라 칭하기로 한다.
중앙 집중식 장치는 500동작에서 중앙 집중식 장치 500과 연결된 각 기지국들로부터 각 기지국 내에서 통신하는 모든 사용자 단말의 간섭 정보를 수집한다. 이러한 수집 동작은 여러 가지 방법이 이용될 수 있다. 예컨대, 특정한 기지국은 자신의 영역 내에서 통신하는 사용자 단말로부터 채널 품질 정보를 수신할 수 있다. 또한 특정한 기지국은 해당 사용자 단말로부터 인접한 기지국으로부터 수신되는 신호 세기 정보 또는 간섭을 결정할 수 있는 정보를 수신할 수 있다. 즉, 특정한 기지국은 자신의 통신 영역 내(셀 내에) 위치한 모든 단말들로부터 간섭을 결정할 수 있는 정보를 수신한다. 또한 특정한 기지국은 이처럼 수집된 정보를 중앙 집중식 장치로 제공할 수 있다. 본 개시에 따라 SWSC 방식을 사용하는 기지국들은 중앙 집중식 장치로부터 스케줄링 정보를 수신하기 위해 자신의 셀 내에 위치하여 통신하는 사용자 단말들의 간섭 정보를 모두 수집하여 중앙 집중식 장치로 제공할 수 있다. 이러한 동작을 통해 중앙 집중식 장치는 500동작에서 각 사용자 단말들로부터의 모든 간섭 정보를 획득할 수 있다.
이후 중앙 집중식 장치는 502동작에서 각 사용자 단말마다 지배적인 간섭 정보만을 이용하여 본 개시에 따른 SWSC 기법을 적용할 페어 즉, SWSC 페어의 우선순위를 결정할 수 있다. 이는 앞에서 설명한 바와 같이 특정한 단말 하나만을 이용하는 것이 아니라 모든 특정 셀 내의 사용자 단말들에 대하여 지배적 간섭을 갖는 기지국을 찾아 셀 페어링을 수행하는 동작이 될 수 있다. 즉, 앞서 설명한 도 4a 내지 도 4c의 예에서 예시된 각각의 사용자 단말이 모두 서로 다른 경우에 해당할 수 있다. 즉, 도 4a의 경우 제1기지국 11에 포함된 특정한 사용자 단말은 제2기지국 21이 지배적 간섭 기지국이므로, 제1기지국과 제2기지국이 페어링될 수 있다. 하지만 도 4b의 경우 제1기지국에 포함된 특정한 사용자 단말은 제2기지국 21이 아닌 제3기지국 41이 지배적 간섭 기지국이 될 수 있고, 이러한 경우 제1기지국과 제3기지국이 페어링될 수 있다.
따라서 특정한 하나의 기지국에 대하여 둘 이상의 지배적 간섭 기지국이 존재하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 해당 기지국에 대해서는 지배적 간섭 기지국으로 보고한 단말의 수가 많은 경우를 지배적 간섭 기지국으로 설정할 수 있다. 예컨대, 중앙 집중식 장치가 제1기지국의 지배적 간섭 기지국을 결정할 시 제2기지국과 제3기지국 중 하나를 선택해야 하는 경우를 가정한다. 이때, 제2기지국을 지배적 간섭 기지국으로 보고한 단말의 수가 m개이고, 제3기지국을 지배적 간섭 기지국으로 보고한 단말의 수가 n개라면, m과 n의 수를 비교하고 보다 큰 수를 갖는 기지국을 지배적 간섭 기지국으로 설정할 수 있다.
만일 m이 3이고, n이 4라면, 제3기지국이 제1기지국의 지배적 간섭 기지국이 될 수 있다. 반면에 m이 3이고, n이 2라면 제2기지국이 제1기지국의 지배적 간섭 기지국이 될 수 있다. 또한 만일 m과 n이 같은 수라면, 아래의 다양한 방법들을 사용할 수 있다. 첫째, m과 n이 같은 수라면, 제2기지국과 제3기지국 중 하나의 기지국을 임의로 선택하여 지배적 간섭 기지국을 결정할 수 있다. 다른 방법으로, 제2기지국과 제3기지국의 관점에서 어느 기지국이 제1기지국의 지배적 간섭 기지국인지를 판별함으로써 제1기지국의 지배적 간섭 기지국을 설정할 수도 있다. 가령 제2기지국에서 제1기지국이 지배적 간섭 기지국이고, 제3기지국은 또 다른 제4기지국이 지배적 간섭 기지국이라면, 제1기지국에 대한 지배적 간섭 기지국을 제2기지국으로 설정할 수 있다.
이처럼 이상에서 설명한 방법을 통해 특정한 셀(기지국) 내에 포함된 모든 사용자 단말들에 대하여 페어링을 결정하는 동작이 될 수 있다. 이들의 페어링을 수행한 후 지배적 간섭 정보에 기반하여 페어링들의 우선순위를 결정할 수 있다.
이후 중앙 집중식 장치는 504동작으로 진행하여 선택된 셀 페어 내의 사용자 단말들을 대상으로 각 사용자 단말로부터 수집된 정보에 따른 LTE/SWSC CQI 메트릭을 LTE/SWSC PF 메트릭으로 변환한다. 즉, 도 3에서 설명한 바와 같은 그래프 형태로 변환하는 것이다. 이에 따라 중앙 집중식 장치는 504동작에서 SWSC 방식을 적용하는 경우에 최대 전송률을 결정하기 위한 그래프를 획득할 수 있다.
최대 전송률을 결정하기 위한 그래프를 획득한 중앙 집중식 장치는 506동작에서 각 셀별로 선택된 사용자 단말들의 LTE PF 메트릭들을 더해서 그룹 PF 합(group PF sum)을 계산한다. 그리고 중앙 집중식 장치는 508동작에서 사용자 단말들 간의 페어링을 수행한다. 즉, 중앙 집중식 장치는 508동작에서 2개의 사용자 단말의 쌍에 대하여 높은 처리율을 제공할 수 있는 복호 순서(decoding order) 별로 모든 조합들을 고려하여 최적의 조합에 해당하는 SWSC PF sum을 계산한다. 여기서 높은 처리율을 제공할 수 있는 복호 순서(decoding order)란 지배적 간섭 기지국들을 이용한 사용자 단말들 간의 페어링으로, 간섭을 갖는 모든 사용자 단말들 간의 SWSC 페어링의 리스트를 생성할 수 있다. 이때, 사용자 단말들의 SWSC 페어링 동작은 SWSC PF sum이 LTE PF sum보다 큰 경우에 수행할 수 있다.
이후 중앙 집중식 장치는 510동작에서 현재 SWSC 페어링 리스트에 존재하는 페어들 중에서 "SWSC PF sum - max LTE PF sum"의 값이 가장 큰 SWSC 페어를 선택하고, 선택된 SWSC 페어를 이용하여 group PF sum을 계산할 수 있다. 선택된 SWSC 페어를 이용하여 group PF sum을 계산한 후 중앙 집중식 장치는 512동작에서 선택된 SWSC 페어 리스트 내에 SWSC 페어가 추가로 존재하는지를 검사할 수 있다. 만일 추가로 SWSC 페어가 존재하는 경우 514동작으로 진행하여 510동작에서 선택되어 group PF sum에 계산된 SWSC 페어를 삭제하고, 504동작으로 진행할 수 있다.
이처럼 하나의 SWSC 페어가 삭제된 이후에 다시 해당 SWSC 페어를 제외한 상태에서 나머지 SWSC 페어들을 이용하여 504동작부터 다시 수행함으로써 다른 SWSC 페어들에 대하여 동일한 동작을 수행할 수 있다.
이처럼 반복된 동작을 모두 수행하게 되면, SWSC 페어 리스트 내에 모든 SWSC 페어들에 대하여 group PF sum이 계산될 수 있다. 따라서 SWSC 페어 리스트 내에 모든 SWSC 페어들에 대하여 group PF sum이 계산되면, 중앙 집중식 장치는 도 5의 루틴을 종료할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 첫 번째 실시 예에 따른 SWSC 스케줄링을 적용하는 경우 SWSC sum PF과 IAN sum PF의 차를 기준으로 순서를 정하는 것은 반드시 SWSC sum rate/PF를 최대화 하는 방향이 아닐 수 있다. 왜냐하면 2개의 차이가 작더라도 SWSC sum/PF의 절대 값이 큰 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 그리고 지배적 간섭의 개수를 기반으로 셀 페어를 결정하는 것 또한 SWSC sum rate/PF를 최대화 하는 메트릭이 아닌 경우가 발생할 수 있다. 대체로 지배적 간섭의 개수가 많은 경우 SWSC로 인해 성능이 개선될 확률이 높아지지만, 지배적 간섭이 하나인 경우일 때 SWSC sum rate/PF가 커지는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
뿐만 아니라 셀의 페어링을 결정할 때와 사용자 단말의 페어를 상술한 바와 같이 메트릭에 의해 정렬(ordering)할 때, 모든 페어들을 고려해야함으로 인한 복잡도가 증가하게 된다. 예컨대, 협력 셀(cooperating cell)들의 개수를 N이라 하고, 각 셀에서 서빙하는 사용자 단말의 개수를 m이라 할 때, 산술적인 복잡도는 "max[O(N2), O(m2)]"으로 결정되어, 협력 셀의 개수나 사용자 단말의 개수가 늘어나면 제곱에 비례하여 산술 복잡도가 증가하게 된다.
따라서 이하에서 설명되는 제2실시 예에 따른 본 개시에서는 SWSC sum rate/PF를 직접적으로 최대화하면서, 복잡도를 줄일 수 있는 스케줄링 방법 및 이를 이용하는 장치를 추가로 설명하기로 한다. 제2실시 예에 따른 본 개시에 따른 방법을 적용하는 경우 셀 경계에 위치한 단말로 데이터 전송률을 증가시킬 수 있다. 또한 제2실시 예에 따른 본 개시에 따른 방법을 적용하는 경우 복잡도를 선형적으로 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 스케줄링 시 소요 시간을 줄일 수 있다.
제2실시 예에 따른 본 개시에서는 이상에서 설명한 바에 따른 문제를 해소하기 위해 지배적 간섭 그래프에 기반하여 max sum rate/PF SWSC 스케줄링 방법 및 이를 이용한 장치를 제공한다. 본 개시에 따른 장치는 아래의 동작을 수행할 수 있다.
1) 사용자 단말들로부터 수신된 모든 SWSC 피드백 정보를 바탕으로 중앙 집중식 장치는 각 셀마다 가장 우수한 sum rate/PF 달성이 가능한 사용자 단말을 선택한다.
2) 각 셀마다 선택된 사용자 단말을 기반으로 협력 셀들 내에서 안에서 지배적 간섭 그래프를 생성한다.
3) 생성된 지배적 간섭 그래프 내에서 한 번에 하나씩 순차적으로 각 사용자 단말을 위한 전송량을 계산한다.
4) 중앙 집중식 장치에서 병렬 처리(Parallel processing)를 통해 각 가능한 모든 MCS, PMI, RI 조합에 대해 각 사용자 단말의 전송량을 분산적으로 또한 병렬적으로 계산이 가능하도록 한다.
이러한 동작을 위해 각 셀 기지국은 중앙 집중식 장치로 아래의 정보를 제공해야 한다. 먼저 각 셀의 기지국들은 자신의 셀 내의 서빙 채널(serving channel)과 인접 셀에 오는 지배적 간섭 채널들의 조합에 대한 정보를 중앙 집중식 장치로 제공해야 한다. 또한 각 셀의 기지국들은 SWSC 동작 시 각 PMI, RI에 대해 달성 가능한 MCS 쌍에 대한 정보를 포함하는 CSI 궤환(feedback) 정보를 중앙 집중식 장치로 전달한다. 중앙 집중식 장치는 이러한 정보를 이용하여 스케줄링을 수행할 수 있다.
이후 스케줄링이 마무리 되면 중앙 집중식 장치로 기지국으로 아래의 정보를 제공해야 한다.
중앙 집중식 장치는 각 기지국에서 어떤 사용자 단말에게 데이터를 전송을 위한 사용할 수 있는 RI, PMI, MCS를 지시하는 정보를 전송할 수 있다. 또한 중앙 집중식 장치는 각 기지국으로 특정한 사용자 단말이 지배적 간섭을 판단해야 할 간섭 신호에 대한 RI, PMI, MCS를 지시하는 정보를 전송할 수 있다. 만일 중앙 집중식 장치는 각 기지국으로 특정한 사용자 단말이 지배적 간섭을 판단해야 할 간섭 신호에 대한 RI, PMI, MCS를 지시하는 정보를 전송하면, 해당 기지국은 이를 해당하는 사용자 단말로 송신할 수 있다. 또한 사용자 단말이 지배적 간섭을 판단해야 할 간섭 신호에 대한 RI, PMI, MCS를 지시하는 정보를 수신하면, 수신된 정보를 이용하여 간섭 신호를 복원할 수 있다.
도 6은 본 개시에 따라 복수의 기지국에서 지배적 간섭 신호와 원하는 신호들을 설명하기 위한 간섭 환경을 예시한 일 예시도이다.
도 6을 참조하면, 서로 다른 8개의 기지국들 610, 620, 630, 640, 650, 660, 660, 680이 각각 자신의 통신 영역인 셀들을 가지며, 그 내에 위치한 사용자 단말들과 통신을 수행할 수 있다. 제1기지국 610은 자신의 셀 내에 위치한 하나의 사용자 단말 611과 통신하는 경우를 예시하고 있으며, 제2기지국 620은 자신의 셀 내에 위치한 2개의 사용자 단말들 621, 622와 통신하는 경우를 예시하고 있고, 제3기지국 630은 자신의 셀 내에 위치한 3개의 사용자 단말들 631, 632, 633과 통신하는 경우를 예시하고 있으며, 제4기지국 640은 자신의 셀 내에 위치한 3개의 사용자 단말들 641, 642, 643과 통신하는 경우를 예시하고 있고, 제5기지국 650은 자신의 셀 내에 위치한 3개의 사용자 단말들 651, 652, 653과 통신하는 경우를 예시하고 있으며, 제6기지국 660은 자신의 셀 내에 위치한 2개의 사용자 단말들 661, 662와 통신하는 경우를 예시하고 있고, 제7기지국 670은 자신의 셀 내에 위치한 2개의 사용자 단말들 671, 672와 통신하는 경우를 예시하고 있고, 제8기지국 680은 자신의 셀 내에 위치한 2개의 사용자 단말들 681, 682와 통신하는 경우를 예시하고 있다.
도 6에서 실선으로 표시된 화살표들은 모두 특정 기지국과 통신하는 사용자 단말을 의미한다. 따라서 사용자 단말의 입장에서 볼 때, 실선의 화살표들은 모두 원하는 신호(desired signal)가 될 수 있다.
또한 도 6에서는 각 사용자 단말들마다 지배적인 간섭 신호를 함께 도시하고 있다. 제1기지국 610에 포함된 사용자 단말들 611은 제2기지국 620이 지배적 간섭을 주는 기지국이 되며, 제2기지국 620에 포함된 사용자 단말 621은 제1기지국 610이 지배적 간섭을 주는 기지국이고, 제2기지국 620에 포함된 사용자 단말 622는 제3기지국 630이 지배적 간섭을 주는 기지국이다. 또한 제3기지국 630에 포함된 사용자 단말 631은 제2기지국 620이 지배적 간섭을 주는 기지국이고, 제3기지국 630에 포함된 다른 사용자 단말 632는 제4기지국 640이 지배적 간섭을 주는 기지국이며, 제3기지국 630에 포함된 또 다른 사용자 단말 633은 제5기지국 650이 지배적 간섭을 주는 기지국임을 예시하고 있다.
제4기지국 640에 포함된 사용자 단말 641은 제2기지국 620이 지배적 간섭을 주는 기지국이며, 제4기지국 640에 포함된 다른 사용자 단말 642는 제6기지국 660이 지배적 간섭을 주는 기지국이고, 제4기지국 640에 포함된 또 다른 사용자 단말 643은 제5기지국 650이 지배적 간섭을 주는 기지국이다. 또한 제5기지국 650에 포함된 사용자 단말 651은 제4기지국 640이 지배적 간섭을 주는 기지국이며, 제5기지국 650에 포함된 다른 사용자 단말 652는 지배적 간섭을 주는 기지국이 없는 상태이며, 제5기지국 650에 포함된 또 다른 사용자 단말 653은 제6기지국 660이 지배적 간섭을 주는 기지국이다.
제6기지국 660에 포함된 사용자 단말 661은 제4기지국 640이 지배적 간섭을 주는 기지국이며, 제6기지국 660에 포함된 다른 사용자 단말 662는 제8기지국 680이 지배적 간섭을 주는 기지국이다. 또한 제7기지국 670에 포함된 사용자 단말 671은 제5기지국 650이 지배적 간섭을 주는 기지국이며, 제7기지국 670에 포함된 다른 사용자 단말 672는 제8기지국 680이 지배적 간섭을 주는 기지국이다. 마지막으로 제8기지국 680에 포함된 사용자 단말 681은 제7기지국 670이 지배적 간섭을 주는 기지국이며, 제8기지국 660에 포함된 다른 사용자 단말 682는 지배적 간섭을 주는 기지국이 없는 상태이다.
또한 도 6에서 점선으로 표시된 화살표들은 모두 특정 기지국과 통신하는 사용자 단말로의 지배적 간섭 신호(dominant interference)를 의미한다. 따라서 사용자 단말의 입장에서 볼 때, 점선의 화살표들은 모두 인접한 기지국들 중 특정한 기지국으로부터의 지배적 간섭 신호이며, 그 외의 간섭 신호들이 더 존재할 수 있다. 도 6에서는 지배적 간섭 신호만을 예시한 형태이다.
위와 같이 예시한 지배적 간섭 기지국에 대한 정보는 기지국이 자신의 셀에서 통신하는 각 사용자 단말들로부터 수신된 정보로부터 획득할 수 있다. 따라서 각 기지국들은 자신의 셀에서 통신하는 각 사용자 단말들로부터 수신된 정보에 기반하여 지배적 간섭 셀(기지국)의 정보를 획득하고, 이를 중앙 집중식 장치(도 6에 미도시)로 제공할 수 있다. 이때, 도 6에 도시하지 않았으나, 중앙 집중식 장치는 각 기지국과 특정한 인터페이스를 통해 연결된 상태일 수 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 중앙 집중식 장치는 특정한 하나의 기지국에서 수행하도록 구성할 수도 있다. 다른 예로 현재 표준화가 진행되고 있는 5G 네트워크의 경우 각 기지국들은 하나의 송수신 포인트들이 될 수 있다. 따라서 각 기지국들이 하나의 송수신 포인트가 되는 경우 이들을 제어하는 기지국(gNB)이 될 수 있다. 또 다른 예로, LTE 및/또는 LET-A 시스템에서의 경우 각 기지국들을 제어하기 위한 상위의 엔티티(entity)가 될 수 있다.
도 6에 예시한 바와 같이 각 기지국들은 자신의 셀에서 서빙하는 사용자 단말과 통신하면서 해당 사용자 단말의 지배적 간섭 신호를 제공하는 기지국들의 정보를 취합할 수 있다. 기지국은 이처럼 각 사용자 단말들로부터 취합된 정보를 중앙 집중식 장치로 전송한다. 이때, 전송되는 정보는 본 개시에 따른 SWSC 방식에 관련된 CSI 정보가 될 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 중앙 집중식 장치의 기능적 블록 구성도이다.
도 7을 참조하면, 기지국 인터페이스 701은 도 6에 예시한 바와 같은 각 기지국들과 통신이 가능한 인터페이스를 제공한다. 따라서 기지국 인터페이스 701은 각 기지국들로부터 정보를 수신하여 제어부 710으로 출력한다. 또한 기지국 인터페이스 701은 제어부 710으로부터 제공되는 스케줄링된 정보를 해당하는 기지국으로 전송할 수 있다.
제어부 710은 본 개시에 따른 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 제어부 710은 적어도 하나의 프로세서로 구성될 수 있으며, 하나의 프로세서로 구성되는 경우에 하나의 코어 또는 복수의 코어를 가질 수 있다. 또한 제어부 710은 둘 이상의 프로세서로 구성되는 경우 각각 병렬 처리가 이루어지도록 구성할 수 있다. 제어부 710이 하나의 프로세서로 구성되고, 복수의 코어를 갖는 경우 복수의 코어는 병렬 처리를 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 제어부 710은 내부에 각 기지국들의 스케줄링을 위한 스케줄러 712와 각 기지국으로부터 수신된 정보에 기반하여 최적의 전송률을 제공하기 위한 연산 처리를 수행하는 연산부 711을 포함할 수 있다. 이러한 스케줄러 712와 연산부 711는 각각 별도의 프로세서로 구성될 수도 있고, 내부적인 프로그램 형태로 구현될 수도 있다. 또한 연산부 711은 복수 개로 구성될 수도 있으며, 복수의 프로세서 또는 복수의 코어로 제어부 710이 구성되는 경우 각 연산부는 하나의 프로세서 또는 하나의 코어로 구성될 수도 있다. 이러한 제어부 710에서 이루어지는 본 개시에 따른 제어 동작은 이하에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 살펴보기로 한다. 또한 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 특별한 경우를 제외하고, 스케줄러 712의 동작 및 연산부 711의 동작을 구분하지 않고, 제어부 710에서 이루어지는 것으로 설명하기로 한다.
메모리 720은 본 개시에 따라 중앙 집중식 장치의 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있으며, 또한 각 기지국들로부터 수신된 정보를 저장하고, 본 개시에 따라 생성된 정보를 저장하기 위한 영역을 가진다. 본 개시에서 이러한 메모리 720은 데이터를 저장하기 위한 형태이면 족하므로, 그 구성 방식에 대한 제한을 두지 않는다.
도 8은 본 개시에 따라 중앙 집중식 장치에서 특정한 사용자 단말로 전송할 수 있는 데이터의 전송률을 결정하기 위한 그래프의 일 예시도이다.
도 8을 살펴보기에 앞서 먼저 중앙 집중식 장치는 앞에서 설명한 바와 같이 각 기지국들로부터 해당 기지국 내에서 통신하는 사용자 단말들에 대해 SWSC 방식을 적용하기 위한 CSI 정보를 수신한 상태일 수 있다. 또한 각 기지국들로부터 해당 기지국 내에서 통신하는 사용자 단말들에 대해 SWSC 방식을 적용하기 위한 CSI 정보는 일정한 주기 단위로 또는 새로운 사용자 단말이 기지국의 경계에서 통신을 시작하는 경우 등과 같이 이벤트가 발생하는 경우에 수신될 수 있다. 중앙 집중식 장치는 이러한 정보를 이용하여 각 사용자 단말의 전송률을 결정하며, 필요한 경우 각 사용자 단말로의 데이터 전송량은 PF에 따라 각 기지국(및/또는 셀) 내에서 스케일(scale)될 수 있다.
중앙 집중식 장치는 각각 이전 시점에서 지배적 간섭 셀에 따른 SWSC의 전송량(전송률)을 기준으로 현재 SWSC 송수신으로부터 획득할 수 있는 전송률 및/또는 비례 형평성(rate/PF)을 계산한다. 이를 도 8을 참조하여 살펴보기로 하자.
도 8에서 데이터 전송률을 결정하고자 하는 기지국을 제1기지국이라 하고, 인접한 제2기지국이 지배적 간섭을 주는 기지국이라 가정한다. 이때, 제2기지국으로부터 제공되는 지배적 간섭의 전송량(전송률)을 R* 2라 하면, 제1기지국에서 데이터를 전송해야 하는 단말의 전송량(전송률) R* 1을 결정해야 한다. 참조부호 801의 그래프는 앞에서 설명한 도 3에서와 같은 방법으로 계산한 RSWSC의 그래프이다. 즉, 참조부호 813의 위치가 제2기지국만을 고려할 때 전송할 수 있는 최대 전송률이 될 수 있고, 인접한 제2기지국 21이 RSCD의 방식을 사용하는 경우인 821에서부터 인접한 제2기지국이 RIAN의 방식을 사용하는 참조부호 811의 위치까지 음(-)의 기울기를 갖는 직선형으로 전송률이 감소하게 되고, 인접한 제2기지국이 RIAN의 방식을 사용하는 값에서부터는 수렴하는 형태가 될 수 있다.
이때, 이미 제2기지국으로부터 제공되는 지배적 간섭의 전송량(전송률)을 임의의 값인 R* 2로 결정한 상황이므로, 참조부호 801의 그래프 내의 범위에서 최대 전송량(전송률)을 가질 수 있는 사용자 단말을 하나 선택할 수 있다. 이러한 동작은 모든 셀마다 동일하게 이루어질 수 있다. 이에 따라 제1기지국이 하나의 사용자 단말을 선택하고, 또 동일한 방법으로 제2기지국도 하나의 사용자 단말을 선택할 수 있다. 이처럼 각 기지국마다 하나의 사용자 단말이 선택된 형태를 도 9a를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 9a는 본 개시의 방식에 따라 각 기지국마다 지배적 간섭 환경에서 최대 전송률을 제공할 수 있는 하나의 단말이 선택된 경우의 일 예시도이다.
도 9a를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 서로 다른 8개의 기지국들 610, 620, 630, 640, 650, 660, 660, 680이 각각 자신의 통신 영역인 셀들을 가지며, 각 기지국들은 각 기지국 내에 위치한 사용자 단말들과 통신을 수행할 수 있다. 도 9a에서는 제1기지국 610 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 611이 예시되어 있으며, 제1기지국 610에서 선택된 사용자 단말 611은 제2기지국 620으로부터 지배적 간섭 911이 있는 경우이다. 또한 제2기지국 620 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 622가 예시되어 있으며, 제2기지국 620에서 선택된 사용자 단말 622는 제3기지국 630으로부터 지배적 간섭 913이 있는 경우이다. 제3기지국 630 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 633이 예시되어 있으며, 제3기지국 630에서 선택된 사용자 단말 633은 제4기지국 640으로부터 지배적 간섭 914이 있는 경우이다. 제4기지국 640 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 641이 예시되어 있으며, 제4기지국 640에서 선택된 사용자 단말 641은 제2기지국 620으로부터 지배적 간섭 912가 있는 경우이다.
또한 제5기지국 650 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 653이 예시되어 있으며, 제5기지국 650에서 선택된 사용자 단말 653은 제6기지국 660으로부터 지배적 간섭 916이 있는 경우이다. 제6기지국 660 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 661이 예시되어 있으며, 제6기지국 660에서 선택된 사용자 단말 661은 제4기지국 640으로부터 지배적 간섭 915가 있는 경우이다.
동일하게 제7기지국 670 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 672가 예시되어 있으며, 제7기지국 670에서 선택된 사용자 단말 672는 제8기지국 680으로부터 지배적 간섭 918이 있는 경우이다. 마지막으로 제8기지국 680 내에 위치한 사용자 단말들 중 앞서 설명한 방식으로 선택된 하나의 사용자 단말 681이 예시되어 있으며, 제8기지국 680에서 선택된 사용자 단말 681은 제7기지국 670으로부터 지배적 간섭 917이 있는 경우이다.
또한 앞에서 설명한 바와 동일하게 도 9a에서 실선으로 표시된 화살표들은 모두 특정 기지국과 통신하는 사용자 단말을 의미하며, 점선으로 표시된 화살표들은 모두 특정 기지국과 통신하는 사용자 단말로의 지배적 간섭 신호(dominant interference)를 의미한다.
도 9b는 도 9a에서 각 기지국마다 선택된 사용자 단말들에 기반하여 지배적 간섭을 갖는 각 기지국들의 그래프이다.
도 9b를 참조하면, 제1기지국 610 내지 제8기지국 680이 어느 기지국으로부터 지배적 간섭을 받는지를 도시하고 있다. 제1기지국 610은 제2기지국 620으로부터 지배적 간섭 911을 받는 상태이며, 제2기지국 620은 제3기지국 630으로부터 지배적 간섭 913을 받는 상태이다. 또한 제3기지국 630은 제4기지국 640으로부터 지배넉 간섭 914를 받는 상태이고, 제4기지국 640은 제2기지국 620으로부터 지배적 간섭 912를 받는 상태이다. 제6기지국 660은 제4기지국 640으로부터 지배적 간섭 915를 받는 상태이며, 제5기지국 650은 제6기지국 660으로부터 지배적 간섭 916을 받는 상태이다. 마지막으로 제7기지국 670과 제8기지국 680은 상호간 지배적 간섭 917, 918을 받는 상태이다.
도 9b와 같이 각 기지국들 간 상호 지배적 간섭이 존재하는 각 기지국들이 결정되면, 해당하는 사용자 단말로 데이터를 송신하기 위한 전송률을 계산해야 한다. 이때, 본 개시에서는 지배적 간섭을 예시한 도 9b의 그래프에서 연결된 순환 요소(connected cycle component)들로 구성된 연결된 순환 요소 그룹들이 존재한다. 상기 연결된 순환 요소 그룹들은 2개의 그룹으로 하나의 그룹은 제2기지국 620, 제3기지국 630 및 제4기지국 640이 연결된 순환 요소 기지국들이 되며, 다른 하나의 그룹은 제7기지국 670과 제8기지국 680이 연결된 순환 요소 기지국들이 된다.
본 개시에서는 이처럼 2개의 연결된 순환 요소 그룹들 중 임의의 하나의 그룹을 선택하고, 선택된 그룹에서 하나의 연결된 순환 요소 기지국을 선택한다. 본 개시에서는 제1그룹을 선택하고, 제1그룹에서 제3기지국 630을 선택하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
도 9a 및 도 9b에서 하나의 기지국은 하나의 지배적 간섭 기지국이 존재하기 때문에 연결된 순환 요소 그룹 내의 기지국들 중 적어도 하나의 기지국에 2개의 지배적 기지국이 존재하지 않게 된다. 만일 특정한 한 기지국의 관점에서 2개 이상의 서로 다른 기지국들로부터의 지배적 간섭양이 동일하다면, 그 중 임의의 한 기지국을 지배적 간섭 기지국으로 선택할 수 있다. 또 다른 방법으로 임의의 한 기지국들을 선택하여 지배적 간섭 그래프로 분석 및 전송률 결정을 수행하고, 이후 선택되지 않은 기지국들 중 하나를 선택하여 다시 지배적 간섭 그래프로 분석 및 전송률 결정을 수행할 수 있다. 이렇게 설정된 전송률들 중 가장 높은 전송률을 갖는 하나의 기지국을 지배적 간섭 기지국으로 설정하여 전송률 계산이 이루어질 수 있다.
그러면 이하에서는 연결된 순환 요소 기지국들 중 하나의 기지국이 선택된 후 각 기지국의 전송률을 결정하는 동작을 도 10a 내지 도 10c를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 개시에 따라 지배적 간섭 기지국 간 전송률 결정을 설명하기 SWSC 방식의 전송률 그래프이다.
제3기지국 630을 선택한 후 도 3과 같은 SWSC 방식의 전송률 그래프를 생성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 SWSC 방식의 전송률 그래프는 SWSC 달성 가능 전송률 영역(SWSC achievable rate region)을 가진다. 즉, SWSC 방식의 전송률 그래프는 도 10a에 예시한 바와 같이 제3기지국 630이 지배적 간섭을 받는 제4기지국 640과의 전송률 그래프 1001을 생성할 수 있다. 이에 따라 생성된 SWSC 방식을 적용할 수 있는 전송률 영역에 기반하여 제3기지국 630 내에서 선택된 단말 633으로 제공할 전송률을 특정한 값이 R3 *으로 설정한다. 그러면 R3의 값은 R3 *로 설정되며, 제3기지국 630으로 지배적 간섭을 주는 제4기지국 640에서 선택된 사용자 단말 641의 전송률 R4의 값은 R4 *의 값 이하의 어떠한 값으로 설정될 수 있다.
그리고 제3기지국 630은 제2기지국 620으로 지배적 간섭을 주는 기지국이므로, 도 10b와 같이 SWSC 방식의 전송률 그래프를 생성할 수 있다. SWSC 방식의 전송률 그래프는 SWSC 달성 가능 전송률 영역을 가지므로, 도 10b에 예시한 바와 같이 제2기지국 620이 지배적 간섭을 받는 제3기지국 630과의 전송률 그래프 1002를 생성할 수 있다. 이때, 앞의 동작에서 이미 제3기지국 630 내에서 선택된 단말 633으로 제공할 전송률을 특정한 값이 R3 *으로 설정되었으므로, 제2기지국 620 내에서 선택된 사용자 단말 622의 전송률 R2의 값은 R2 *의 값 이하의 어떠한 값으로 설정될 수 있다.
이처럼 제2기지국 620 내에서 선택된 사용자 단말 622의 전송률 R2의 값을 R2 *의 값으로 설정한 후 제2기지국 620에서 설정된 전송률 R2 *의 값을 이용하여 제4기지국과의 SWSC 방식의 전송률 그래프 1003을 도 10c와 같이 생성할 수 있다.
이때, 도 10c에 예시한 바와 같이 앞서 설정된 R2 *의 값과 R4 *의 값이 SWSC 달성 가능 전송률 영역을 벗어난 상태일 수 있다. 이처럼 R2 *의 값과 R4 *의 값이 SWSC 달성 가능 전송률 영역을 벗어난 상태인 경우 R2 *의 값과 R4 *의 값을 재설정해야 한다. 즉, 도 10c에 예시한 바와 같이 R2 *의 값을 SWSC 달성 가능 전송률 영역 내의 최대 값인 R2 **의 값으로 재설정하고, R4 *의 값을 SWSC 달성 가능 전송률 영역 내의 최대 값인 R4 **의 값으로 재설정할 수 있다. 이를 통해 참조부호 1011과 같이 제2기지국 620에서의 최대 전송률인 R2는 R2 **의 값으로 설정되며, 제4기지국 640에서의 최대 전송률인 R4는 R4 **의 값으로 재설정할 수 있다.
이상에서는 연결된 순환 요소 기지국들에 대한 전송률을 결정하는 경우를 설명하였다. 이처럼 연결된 순환 요소 기지국들의 전송률이 결정되면, 연결된 순환 요소 기지국들과 인접한 기지국들을 차례로 도 3과 도 10a 내지 도 10c에서와 같은 형태의 그래프를 통해 각 기지국들의 전송률을 계산할 수 있다.
이후 다른 연결된 순환 요소 기지국들을 다시 검색할 수 있다. 도 9b를 참조하면, 제7기지국 670과 제8기지국 680이 이에 해당할 수 있다. 따라서 제2기지국 620, 제3기지국 630 및 제4기지국 640과 같은 방법으로 다시 제7기지국 670과 제8기지국 680의 전송률을 결정할 수 있다.
이때, 중앙 집중식 장치의 제어부 710이 복수의 프로세서로 구성되거나 또는 하나의 프로세서로 구성되더라도 복수의 코어를 갖는 경우 독립적인 연결된 순환 요소 기지국들에 대한 전송률 결정 계산은 병렬적으로 수행될 수 있다. 이를 통해 연산 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 처음 연결된 순환 요소 기지국들 중 임의의 한 기지국의 전송률을 고정하고 계산할 때, 해당 기지국에서 제공할 수 있는 여러 MCS, PMI, RI의 조합에 대해 병렬적으로 전송률들을 계산하고, 이 결과들 중 네트워크 처리율(network throughput)이 가장 커지게 하는 사용자 단말에 MCS, PMI, RI를 결정함으로써 스케줄링이 이루어질 수 있다.
도 11은 본 개시에 따라 중앙 집중식 장치에서 각 기지국의 전송률을 스케줄링하기 위한 제어 흐름도이다.
중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1100동작에서 사용자 단말들의 모든 간섭 정보를 수집할 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 각 기지국들로부터 정보를 수집하는 동작이 될 수 있다. 예컨대, 특정 기지국은 자신의 셀 내에 위치한 사용자 단말들 중 셀 경계에서 통신하는 사용자 단말들로부터 간섭 정보를 획득하고, 획득된 정보를 소정의 인터페이스를 통해 중앙 집중식 장치로 전달할 수 있다. 따라서 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1100동작에서 기지국 인터페이스 701을 통해 각각의 기지국들로부터 각 셀들의 경계에서 통신하는 모든 사용자 단말의 모든 간섭 정보를 수집할 수 있다. 이처럼 수집된 정보는 메모리 720에 저장될 수 있다.
또한 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1102동작에서 비례 형평성에 따라 각 셀에서 사용자 단말들의 비율을 스케일링할 수 있다. 1102동작은 필요에 따라 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 여기서 PF에 따라 각 셀에서 사용자 단말들의 비율을 스케일링한다는 것은 SWSC 스케줄링에 포함되는 전체 PF를 고려하여 각 셀 별로 선택되는 UE의 비율을 조절하는 것이 될 수 있다.
이후 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1104동작에서 각 기지국마다 하나의 사용자 단말을 선택할 수 있다. 이때 중앙 집중식 장치의 제어부 710에서 각 기지국(셀)마다 선택되는 하나의 사용자 단말은 SWSC 방식을 사용하는 경우 각 기지국(셀)마다 최대의 비례 형평성 합을 갖거나 및/또는 전송률 합이 최대가 되는 사용자 단말을 선택하는 것이다. 이와 같이 각 기지국(셀)마다 하나의 사용자 단말이 선택된 경우는 앞서 설명한 도 9a와 같은 형태가 될 수 있다.
각 기지국(셀)마다 하나의 사용자 단말을 선택한 후 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1106동작에서 선택된 사용자 단말들을 이용하여 지배적 간섭 그래프를 생성할 수 있다. 지배적 간섭 그래프는 앞서 설명한 도 9b와 같은 그래프를 생성할 수 있다. 그러면 지배적 간섭 그래프는 적어도 하나의 연결된 순환 요소들을 포함할 수 있다. 물론 생성된 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소들이 하나도 없는 경우도 발생할 수 있으나 일반적으로 적어도 하나의 연결된 순환 요소를 포함할 수 있다.
연결된 순환 요소들에서 하나의 요소를 선택한 후 중앙 집중식 장치는 1110동작으로 진행하여 연결된 순환 요소 기지국들에 대하여 SWSC 전송률 영역을 계산할 수 있다. 이는 앞서 설명한 도 3과 같이 선택된 기지국과 해당 기지국으로부터 또는 해당 기지국으로 지배적 간섭을 주는 기지국과의 전송률 영역을 계산하는 동작이 될 수 있다. 본 개시에서는 선택된 요소가 지배적 간섭을 주는 기지국과의 전송률 그래프를 선택하는 동작을 먼저 설명하였으나, 반대로 지배적 간섭을 받는 기지국과의 전송률 그래프를 먼저 선택할 수도 있다.
이후 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1112동작에서 각 기지국들 즉, 지배적 간섭 그래프 중 연결된 순환 요소의 각 전송률을 계산할 수 있다. 이는 앞서 설명한 도 10a 내지 도 10c와 같은 방법으로 계산될 수 있다. 이를 다시 간략히 살펴보면, 연결된 순환 요소들에서 하나의 요소를 선택한 후 선택된 기지국의 인접한 지배적 간섭 기지국으로부터의 간섭 신호로 동작하는 신호의 전송률을 임의의 값으로 설정한 후 자신의 전송률을 결정할 수 있다. 이처럼 전송률이 결정된 이후에 연결된 순환 요소들에 대하여 순차적으로 하나씩 전송률을 결정한 후 최종적으로 가장 먼저 설정한 임의의 요소에 대한 지배적 간섭 기지국의 전송률을 SWSC 그래프 내에서 확정함으로써 연결된 순환 요소들의 전송률을 확정할 수 있다.
이후 중앙 집중식 장치는 1112동작에서 연결된 순환 요소 기지국들에 인접한 요소들에 대한 전송률을 순차적으로 계산할 수 있다. 이를 도 9b의 경우를 예를 들어 다시 살펴보면, 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1108동작에서 제3기지국 630의 요소를 선택하고, 연결된 순환 요소들인 제2기지국 620과 제4기지국 640의 전송률을 결정한 이후에 제2기지국 620으로부터 지배적 간섭을 받는 제1기지국 610의 전송률을 결정할 수 있다. 또한 제4기지국 640으로부터 지배적 간섭을 받는 제6기지국 660의 전송률을 결정하고, 이후 제5기지국 650의 전송률을 결정할 수 있다.
이때, 필요한 경우 제1기지국 610의 전송률 결정 동작과 제6기지국 660 및 제5기지국 650의 전송률 결정 동작은 연산부 711에서 병렬로 처리될 수도 있다.
한편, 도 11에서는 연결된 순환 요소들이 존재하는 경우에 대해서만 설명하였다. 하지만, 만일 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소들이 하나도 없는 경우라면, 양 끝 점 중 임의의 한 요소(기지국)를 선택할 수 있다. 이후 양 끝 점의 한 기지국에 대한 지배적 간섭 그래프로부터 SWSC 방식에 따른 전송률 그래프를 획득하고, 이에 기반하여 지배적 간선을 주는 또는 지배적 간섭을 받는 인접한 요소들에 대하여 순차적으로 전송률을 결정할 수 있다.
다른 방법으로, 연결된 순환 요소들이 존재하지 않는 경우에는, SWSC PF를 계산하여 가장 높은 PF를 가지는 페어를 선택(사용자 단말을 결정)할 수 있다. 이처럼 하나의 페어를 결정하고, 결정된 페어를 중심으로 앞에서 설명한 방법과 동일하게 기준점이 되어 SWSC 전송률 그래프를 기반으로 전송률을 결정하도록 할 수도 있다.
이상에서 설명한 1108동작 내지 1112의 동작은 병렬적으로 이루어질 수도 있고, 병렬적으로 이루어지지 않는 경우 1114동작을 둘 수 있다. 예컨대 병렬적으로 이루어지는 경우를 도 9b를 참조하면, 연결된 순환 요소들의 구성이 2개 존재함을 확인할 수 있다. 첫째로, 위에서 예시한 제3기지국 630, 제2기지국 620 및 제4기지국 640이 하나의 연결된 순환 요소들의 구성이며, 제7기지국 670과 제8기지국 680이 다른 하나의 연결된 순환 요소들이 될 수 있다.
따라서 연결된 순환 요소들의 구성을 병렬적으로 계산하는 경우 위 2개의 연결된 순환 요소들의 구성을 각각 병렬적으로 연산하도록 구성할 수 있다. 도 11에서는 병렬적으로 연산이 이루어지지 않는 경우를 예시하였다.
따라서 1114동작에서 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 다른 연결된 순환 요소들의 구성이 존재하는가를 검사할 수 있다. 만일 다른 연결된 순환 요소들의 구성이 존재하는 경우 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1116동작에서 다른 연결된 순환 요소들의 구성에서 하나의 요소, 즉 하나의 기지국을 선택하고, 1110동작으로 진행하여 이상에서 설명한 방식과 동일한 방식으로 연산을 수행할 수 있다.
이처럼 모든 연결된 순환 요소들의 구성에 대한 연산이 완료되면, 중앙 집중식 장치의 제어부 710에서 제어하는 모든 기지국의 전송률이 결정된 경우이다. 따라서 중앙 집중식 장치의 제어부 710은 1118동작으로 진행하여 각 기지국으로 결정된 전송률을 전달할 수 있다. 이를 통해 각 기지국에서는 셀의 경계에 위치한 사용자 단말이 최대 전송률을 갖도록 SWSC 방식을 적용할 수 있다.
또한 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11, 21, 41, 51, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680 : 기지국
10, 20 : 기지국의 통신 영역
12, 22, 611, 621, 622, 631, 632, 633, 641, 642, 643, 651, 652, 653, 661, 662, 671, 672, 681, 682 : 사용자 단말
111, 121 : 원하는 신호
112, 122, 401, 402, 911, 912, 913, 914, 915, 916, 917, 918 : 간섭신호
211 : 지연기
212, 213 : 부호기
214 : 신호 생성기
215 : 함수 처리기
231, 232, 233, …, 23b : 전송 메시지
701 : 기지국 인터페이스
710 : 제어부
720 : 메모리

Claims (14)

  1. 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화(Sliding-Window Superposition Coding, SWSC) 방식을 사용하는 무선 통신 시스템의 중앙 집중식 장치에서 데이터 송수신을 위한 스케줄링 방법에 있어서,
    복수의 셀들로부터 각 셀 내에 포함된 사용자 단말들의 모든 간섭 정보를 수신하는 단계;
    상기 각 셀들마다 비례 형평성 합 또는 전송률 합이 최대가 되는 사용자 단말을 선택하는 단계;
    상기 선택된 사용자 단말의 지배적 간섭 셀 정보를 이용하여 지배적 간섭 그래프를 생성하는 단계;
    상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 적어도 하나 이상의 연결된 순환 요소 그룹이 존재하는지를 검사하는 단계;
    적어도 하나의 상기 연결된 순환 요소 그룹이 존재할 시 하나의 연결된 순환 요소 그룹을 선택하고, 상기 선택된 연결된 순환 요소 그룹에서 임의의 한 요소 셀을 선택하는 단계;
    상기 선택된 요소 셀과 상기 선택된 요소 셀로 지배적 간섭을 주는 요소 셀의 전송률을 SWSC 방식의 전송률 그래프에 기반하여 임의의 전송률로 결정하고, 상기 임의의 전송률에 기반하여 선택된 요서 셀의 전송률을 결정하는 단계;
    상기 선택된 요소 셀의 전송률에 기반하여 상기 연결된 순환 요소 셀들 중 전송률이 결정되지 않은 셀의 전송률을 결정하는 단계;
    상기 선택된 셀로 지배적 간섭을 주는 셀의 전송률을 상기 연결된 순환 요소 셀들의 결정된 전송률에 기반하여 보정하는 단계;
    상기 연결된 순환 요소 셀들과 인접한 셀들의 전송률을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 각 셀들의 전송률 정보를 해당하는 셀들로 제공하는 단계;를 포함하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전송률 결정은,
    각 셀마다 선택된 각 사용자 단말에 대하여 선택 가능한 변조 및 부호화 방식(MCS), 프리코딩 인덱스(PMI), 랭크 인덱스(RI)의 조합들을 이용하여 계산하며, 최대 전송률을 갖는 MCS, PMI, RI의 조합에 따른 전송률을 각 셀마다 설정하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    각 셀마다 선택된 각 사용자 단말에 대하여 선택 가능한 변조 및 부호화 방식(MCS), 프리코딩 인덱스(PMI), 랭크 인덱스(RI)의 조합들에 대한 전송률 계산 시 각 조합들을 병렬적으로 연산하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결된 순환 요소 그룹이 둘 이상 존재할 시 각 연결된 순환 요소 그룹 단위로 상기 연결된 순환 요소 그룹 내의 셀들에 대한 전송률을 병렬적으로 계산하는 단계;를 더 포함하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소 셀이 존재하지 않는 경우 상기 생성된 지배적 간섭 그래프의 양 끝의 요소 셀들 중 임의의 한 요소 셀을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 요소 셀과 상기 선택된 요소 셀부터 지배적 간섭 관계에 있는 요소 셀과의 전송률을 SWSC 방식의 전송률 그래프에 기반하여 순차적 계산하는 단계;를 더 포함하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소 셀이 존재하지 않는 경우 각 요소 셀마다 SWSC PF를 계산하는 단계;
    상기 각 셀마다 계산된 SWSC PF들 중 가장 높은 SWSC PF를 가지는 하나의 셀 페어를 선택하는 단계;
    상기 결정된 페어의 각 셀들에 대한 전송률을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 페어의 각 셀에 대해 결정된 전송률에 기반하여 인접한 셀들의 전송률을 순차적으로 결정하는 단계;를 포함하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각 셀마다 선택된 사용자 단말들은 각 셀의 경계에 위치한 단말인, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 방법.
  8. 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화(Sliding-Window Superposition Coding, SWSC) 방식을 사용하는 복수의 셀들로부터 각 셀 내에 위치한 사용자 단말로 전송할 전송률을 스케줄링을 수행하기 위한 중앙 집중식 장치에 있어서,
    각 셀들로부터 해당 셀들 내에 포함된 사용자 단말들의 간섭 정보를 수신하고, 스케줄링 정보를 상기 각 셀들로 제공하기 위한 인터페이스;
    상기 각 셀들로 제공한 이전의 전송률, 상기 각 셀들로부터 수신된 사용자 단말들의 간섭 정보를 저장하기 위한 메모리; 및
    상기 복수의 셀들로부터 각 셀 내에 포함된 사용자 단말들의 모든 간섭 정보를 수신하고, 상기 각 셀들마다 비례 형평성 합 또는 전송률 합이 최대가 되는 사용자 단말을 선택하며, 상기 선택된 사용자 단말의 지배적 간섭 셀 정보를 이용하여 지배적 간섭 그래프를 생성하고, 상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 적어도 하나 이상의 연결된 순환 요소 그룹이 존재하는지를 검사하며, 적어도 하나의 상기 연결된 순환 요소 그룹이 존재할 시 하나의 연결된 순환 요소 그룹을 선택하고, 상기 선택된 연결된 순환 요소 그룹에서 임의의 한 요소 셀을 선택하고, 상기 선택된 요소 셀과 상기 선택된 요소 셀로 지배적 간섭을 주는 요소 셀의 전송률을 SWSC 방식의 전송률 그래프에 기반하여 임의의 전송률로 결정하고, 상기 임의의 전송률에 기반하여 선택된 요서 셀의 전송률을 결정하며, 상기 선택된 요소 셀의 전송률에 기반하여 상기 연결된 순환 요소 셀들 중 전송률이 결정되지 않은 셀의 전송률을 결정하고, 상기 선택된 셀로 지배적 간섭을 주는 셀의 전송률을 상기 연결된 순환 요소 셀들의 결정된 전송률에 기반하여 보정하며, 상기 연결된 순환 요소 셀들과 인접한 셀들의 전송률을 결정하고, 및 상기 결정된 각 셀들의 전송률 정보를 해당하는 셀들로 제공하는 제어부;를 포함하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 전송률 결정 시 각 셀마다 선택된 각 사용자 단말에 대하여 선택 가능한 변조 및 부호화 방식(MCS), 프리코딩 인덱스(PMI), 랭크 인덱스(RI)의 조합들을 이용하여 계산하며, 최대 전송률을 갖는 MCS, PMI, RI의 조합에 따른 전송률을 각 셀마다 설정하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    각 셀마다 선택된 각 사용자 단말에 대하여 선택 가능한 변조 및 부호화 방식(MCS), 프리코딩 인덱스(PMI), 랭크 인덱스(RI)의 조합들에 대한 전송률 계산 시 각 조합들을 병렬적으로 연산하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 연결된 순환 요소 그룹이 둘 이상 존재할 시 각 연결된 순환 요소 그룹 단위로 상기 연결된 순환 요소 그룹 내의 셀들에 대한 전송률을 병렬적으로 계산하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소 셀이 존재하지 않는 경우 상기 생성된 지배적 간섭 그래프의 양 끝의 요소 셀들 중 임의의 한 요소 셀을 선택하고, 및 상기 선택된 요소 셀과 상기 선택된 요소 셀부터 지배적 간섭 관계에 있는 요소 셀과의 전송률을 SWSC 방식의 전송률 그래프에 기반하여 순차적 계산하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 생성된 지배적 간섭 그래프에서 연결된 순환 요소 셀이 존재하지 않는 경우 각 요소 셀마다 SWSC PF를 계산하고, 상기 각 셀마다 계산된 SWSC PF들 중 가장 높은 SWSC PF를 가지는 하나의 셀 페어를 선택하며, 상기 결정된 페어의 각 셀들에 대한 전송률을 결정하고, 및 상기 결정된 페어의 각 셀에 대해 결정된 전송률에 기반하여 인접한 셀들의 전송률을 순차적으로 결정하는 단계;를 포함하는, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 각 셀마다 선택된 사용자 단말들은 각 셀의 경계에 위치한 단말인, 슬라이딩 윈도우 수퍼포지션 부호화 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 스케줄링 장치.
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