KR20220074706A - Method and appratus for transmission control of access node in communication system - Google Patents
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Abstract
통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 기술이 개시된다. 통신 시스템의 중앙 처리 장치의 동작 방법으로서, 액세스 노드들의 단말과의 연결 상태를 파악하여 연결된 단말의 수를 기반으로 활성화된 액세스 노드들과 비활성화 액세스 노드들로 분류하는 단계; 상기 비활성화 액세스 노드들의 각각에 연결된 단말들을 다른 활성화된 액세스 노드들에게 분배하는 단계; 상기 비활성화 액세스 노드들을 비활성화하는 단계; 및 상기 활성화된 액세스 노드들의 최대 전송 전력을 조정하는 단계를 포함하는, 중앙 처리 장치의 동작 방법이 제공될 수 있다.A transmission control technique of an access node in a communication system is disclosed. A method of operating a central processing unit of a communication system, comprising: classifying access nodes into activated access nodes and inactive access nodes based on the number of connected terminals by identifying connection states of access nodes with terminals; distributing terminals connected to each of the inactive access nodes to other activated access nodes; deactivating the inactive access nodes; and adjusting the maximum transmit power of the activated access nodes. A method of operating a central processing unit may be provided.
Description
본 발명은 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초고밀집 네트워크에서 활성화할 액세스 노드를 선정하여 선정한 액세스 노드의 전력을 조정할 수 있도록 하는 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission control technology of an access node in a communication system, and more particularly, a transmission control technology of an access node in a communication system that selects an access node to be activated in an ultra-high-density network and adjusts the power of the selected access node is about
최근의 통신 기술은 증가하는 모바일 트래픽을 수용하기 위해, 보다 넓은 대역폭 확보가 가능한 고주파수(예를 들어, 밀리미터파, 테라헤르쯔) 대역의 활용, 주파수 효율을 높이기 위한 보다 많은 안테나의 사용, 고밀도 기지국의 배치 등을 고려할 수 있다. 여기서, 고밀도 기지국의 배치 기술로 초고밀집 네트워크(ultra-dense network, UDN)가 있을 수 있다. 이와 같은 초고밀집 네트워크에서 기지국 사이의 거리가 감소할 수 있다. 이에 따라, 초고밀집 네트워크에서 단말의 수신 신호 세기는 단말과 인접 기지국 사이의 거리 감소로 인한 증가할 수 있다. 하지만, 초고밀집 네트워크에서 셀간 간섭도 단말과 인접 기지국간의 거리 감소로 인해 역시 증가할 수 있다.In order to accommodate the increasing mobile traffic, recent communication technologies use high-frequency (eg, millimeter wave, terahertz) bands that can secure a wider bandwidth, use more antennas to increase frequency efficiency, and use high-density base stations. placement may be considered. Here, there may be an ultra-dense network (UDN) as a deployment technology of a high-density base station. In such an ultra-dense network, the distance between base stations may be reduced. Accordingly, in the ultra-dense network, the received signal strength of the terminal may increase due to a decrease in the distance between the terminal and the adjacent base station. However, in the ultra-dense network, inter-cell interference may also increase due to a decrease in the distance between the terminal and the adjacent base station.
이와 같은 초고밀도 네트워크는 적응적으로 간섭 제어와 협력 통신 지원을 위해 중앙 처리 장치(central processing, CP)의 제어에 의해 커버리지 영역 내에 분산 배치된 액세스 노드(access node, AN)들과 단말들이 동시에 서비스 되는 분산형 대규모 다중 입출력(distributed massive MIMO(multiple-input and multiple-output) 형태로 시스템을 구성할 수 있다. 분산형 대규모 다중 입출력 시스템은 분산형 다중 입출력(distributed MIMO) 시스템과 대규모 다중 입출력(massive MIMO) 시스템을 결합한 형태일 수 있다. 이러한 분산형 대규모 다중 입출력 시스템에서 셀-탈피 대규모 안테나 시스템(cell-free massive MIMO, CFmMIMO)은 액세스 노드들이 분산된 형태일 수 있고, 분산 설치된 액세스 노드들이 프론트홀/백홀(fronthaul/backhaul) 링크를 통해 동기화되어 모든 단말들을 동일한 자원을 통해 서비스를 제공하는 형태일 수 있다. 이러한 CFmMIMO 시스템의 주파수 효율은 협력 전송에 참여하는 액세스 노드들의 수가 증가할수록 증가할 수 있으나, 이에 따라 전력 소모가 증가할 수 있다. 이에 따라, CFmMIMO 시스템은 일부의 액세스 노드들로 한정하여 단말에 협력 전송하도록 하는 방안을 에너지 효율 개선을 위해서 고려할 수 있다.In such an ultra-high-density network, access nodes (ANs) and terminals distributed in a coverage area are simultaneously serviced by the control of a central processing unit (CP) for adaptive interference control and cooperative communication support. The system can be configured in the form of distributed massive multiple-input and multiple-output (MIMO). In such a distributed large-scale multiple input/output system, a cell-free massive MIMO (CFmMIMO) system may be in a form in which access nodes are distributed, and distributed access nodes are installed in the front. It can be synchronized through a fronthaul/backhaul link to provide services to all terminals through the same resource Frequency efficiency of such a CFmMIMO system can increase as the number of access nodes participating in cooperative transmission increases However, power consumption may increase accordingly, so that the CFmMIMO system restricts some access nodes to cooperative transmission to the UE to improve energy efficiency.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 초고밀집 네트워크에서 활성화할 액세스 노드를 선정하여 선정한 액세스 노드의 전력을 조정할 수 있도록 하는 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 방법 및 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a method and apparatus for controlling transmission of an access node in a communication system that selects an access node to be activated in an ultra-high density network and adjusts the power of the selected access node. .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 방법은, 통신 시스템의 중앙 처리 장치의 동작 방법으로서, 액세스 노드들의 단말과의 연결 상태를 파악하여 연결된 단말의 수를 기반으로 활성화된 액세스 노드들과 비활성화 액세스 노드들로 분류하는 단계; 상기 비활성화 액세스 노드들의 각각에 연결된 단말들을 다른 활성화된 액세스 노드들에게 분배하는 단계; 상기 비활성화 액세스 노드들을 비활성화하는 단계; 및 상기 활성화된 액세스 노드들의 최대 전송 전력을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a transmission control method of an access node in a communication system according to a first embodiment of the present invention for achieving the above object is a method of operating a central processing unit of a communication system. classifying into activated access nodes and inactive access nodes based on the number of distributing terminals connected to each of the inactive access nodes to other activated access nodes; deactivating the inactive access nodes; and adjusting the maximum transmit power of the activated access nodes.
초고밀집 네트워크에서 중앙 처리 장치는 액세스 노드에 대하여 통신 서비스를 제공하는 단말들을 다른 액세스 노드들에게 분배하여 해당 액세스 노드를 비활성화시킬 수 있다.In the ultra-dense network, the central processing unit may inactivate the corresponding access node by distributing terminals providing communication services to the access node to other access nodes.
또한, 중앙 처리 장치는 단말들을 분배할 액세스 노드들을 선택할 때에 최대 전송 전력 제약 사항을 조정하여 최대 전송 전력을 변경함으로써 단말의 품질 요구 사항을 만족시킬 수 있다.In addition, the central processing unit may satisfy the quality requirement of the terminal by changing the maximum transmit power by adjusting the maximum transmit power constraint when selecting access nodes to distribute the terminals.
또한, 중앙 처리 장치는 액세스 노드들을 비활성화시킴으로써 네트워크 전체 소모 전력을 낮추어 에너지 효율을 개선시킬 수 있다.In addition, the central processing unit can improve energy efficiency by deactivating the access nodes to lower the overall power consumption of the network.
도 1은 셀-탈피 대규모 안테나 시스템(CFmMIMO)의 제1 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 활성 액세스 노드를 최적화하는 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 방법의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 5는 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 5의 비활성화 후보 액세스 노드들의 선택 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 5에서 단말들을 활성화 액세스 노드들에 분배하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a first embodiment of a cell-free large-scale antenna system (CFmMIMO).
2 is a block diagram illustrating a first embodiment of a communication node;
3 is a flow diagram illustrating a first embodiment of a method for optimizing an active access node;
4 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a method for controlling transmission of an access node in a communication system.
5 is a flowchart illustrating a first embodiment of a method for controlling transmission of an access node in a communication system.
6 is a flowchart illustrating a first embodiment of a process for selecting inactive candidate access nodes of FIG. 5 .
7 is a flowchart illustrating a first embodiment of a process of distributing terminals to active access nodes in FIG. 5 .
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.
도 1은 셀-탈피 대규모 안테나 시스템(CFmMIMO)의 제1 실시예를 설명하기 위한 개념도이다1 is a conceptual diagram for explaining a first embodiment of a cell-free large-scale antenna system (CFmMIMO)
도 1을 참조하면, 셀-탈피 대규모 안테나 시스템은 분산 배치된 대규모의 액세스 노드들(110)이 하나의 중앙 처리 장치(CP)(100)에 연결되어 액세스 노드들(ANs)(110)보다 훨씬 적은 수의 모든 단말들(120)에게 동일한 시간/주파수 자원을 통해 통신 서비스를 제공할 수 있다. 중앙 처리 장치(100)는 프론트홀(fronthaul, FH)(130)을 통해 분산된 액세스 노드들(110)과 연결될 수 있다. 이때, 셀-탈피 대규모 안테나 시스템은 K개의 단말들(120)과 M개의 액세스 노드들(110)을 가질 수 있다. 액세스 노드들(110)의 밀도가 단말들(120)의 밀도와 비슷할 수 있거나, 단말들(120)의 밀도보다 더 높은 고밀도 환경을 고려할 수 있다(M?K). 분산된 액세스 노드들(110)의 각각은 대규모 배열 안테나를 사용할 수 있다. 하지만 분산된 액세스 노드들(110)의 각각은 비용 효율적인 구현을 위해 배열 안테나의 안테나 원소 개수보다는 작은 RF(radio frequency) 체인들을 사용할 수 있다. 단말들(120)은 다수의 액세스 노드들(120)의 협력 통신을 통해 동시에 통신 서비스를 받을 수 있다. 여기서, 중앙 처리 장치(100), 액세스 노드들(110) 및 단말들(120)은 통신 노드일 수 있다. 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 1 , in the cell-free large-scale antenna system, large-scale distributedly arranged large-
도 2는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a first embodiment of a communication node;
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.Referring to FIG. 2 , the
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The
다시 도 1을 참조하면, CFmMIMO 시스템은 효율적인 간섭 관리와 단말들(120) 각각에게 보다 균일한 서비스를 제공하기 위해 액세스 노드들(110)간의 협력 전송(cooperation transmission)을 사용할 수 있다. 또한, CFmMIMO 시스템은 효율적인 간섭 관리와 단말들(120) 각각에게 보다 균일한 서비스를 제공하기 위해 단말별 전력 할당(power allocation)과 단말별 전력 제어(power control)를 사용할 수 있다. CFmMIMO 시스템은 액세스 노드들(110)간의 협력 전송을 지원하기 위해서 지연이 적고, 높은 용량을 제공할 수 있는 프론트홀/백홀 링크가 필요할 수 있다. 이러한 프론트홀/백홀 링크에 대한 요구사항을 완화하기 위해서 CFmMIMO 시스템은 개별 단말들(120)에 대한 서비스 제공을 일부의 액세스 노드들(110)로 한정하는 방안을 고려할 수 있다. 이처럼 CFmMIMO 시스템은 일부의 액세스 노드들(110)로 한정하여 협력 전송 시에 거리 기반(단말과 일정 거리 이내)으로 협력 전송에 참여하는 액세스 노드들(110)을 선정할 수 있다. 그리고, CFmMIMO 시스템은 선정한 액세스 노드들(110)과 단말들(120)간의 연결(AN-UE association)을 설정하는 방안을 고려할 수 있다. 이와 달리, CFmMIMO 시스템은 일부의 액세스 노드들(110)로 한정하여 협력 전송 시에 액세스 노드와 단말의 대규모 채널 이득(large-scale channel gain) 정보 기반으로 협력 전송에 참여하는 액세스 노드들(110)을 선정할 수 있다. 그리고, CFmMIMO 시스템은 선정한 액세스 노드들(110)과 단말들(120)간의 연결을 설정하는 방안을 고려할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the CFmMIMO system may use cooperative transmission between the
이와 같은 CFmMIMO 시스템을 위한 대부분의 기존 전력 할당/제어 방안들은 복잡도를 낮게 하기 위해 모든 단말들(120)의 전송 전력 또는 수신 전력을 동일하게 할당할 수 있다. 이와 달리 기존 전력 할당/제어 방안들은 평균적인 채널 상황에 의해 결정되는 채널 용량이 최대화 되도록 전송 전력을 할당할 수 있다. 또한 대부분의 기존 방안들은 CFmMIMO 시스템 내의 모든 액세스 노드들(110)이 단말들(120)의 협력 전송에 참여하는 것을 가정할 수 있다. Most of the existing power allocation/control methods for such a CFmMIMO system may equally allocate transmit power or receive power of all
한편, 무선 액세스 네트워크 시스템의 에너지 효율(energy efficiency, EE)은 주파수 효율(spectral efficiency, SE)과 네트워크 소모 전력량(network power consumption)에 의해 결정할 수 있다. CFmMIMO 시스템의 주파수 효율은 협력 전송에 참여하는 액세스 노드들(110)의 수가 증가할수록 증가할 수 있다. 하지만, 이에 따라 CFmMIMO 시스템의 전력 소모도 증가할 수 있다. 또한, CFmMIMO 시스템은 중앙 처리 장치(100)에 연결된 모든 액세스 노드들(110)을 통해 모든 단말들(120)에게 서비스를 동시에 제공할 수 있다. 이 경우에, CFmMIMO 시스템의 일부 액세스 노드들(110)의 전송이 전송률 증가에 기여하여 주파수 효율 증가에 기여하게 될 수 있다. 따라서, CFmMIMO 시스템은 프론트홀/백홀 링크에 대한 요구 사항을 완화하기 위해 일부의 액세스 노드들(110)로 한정하여 액세스 노드들(110)간의 협력 전송하는 방안을 에너지 효율 개선을 위해서 고려할 수 있다. 즉, CFmMIMO 시스템은 단말들(120)에게 실제적인 전송률 증가에 기여도가 높은 일부 액세스 노드들(110)을 할당해 협력 전송하도록 하는 액세스 노드 선택 절차를 에너지 효율 측면에서도 고려할 수 있다. 이에 따라, CFmMIMO 시스템에서 협력 전송에 참여하는 액세스 노드들(110)을 선정하는 방안은 프론트홀/백홀의 제약 사항에 대한 고려가 필요할 수 있다. 또한, CFmMIMO 시스템에서 협력 전송에 참여하는 액세스 노드들(110)을 선정하는 방안은 에너지 효율성을 최대화 하도록 비활성화할 액세스 노드들(110)의 선정하는 방안을 포함할 수 있다. 또한, CFmMIMO 시스템에서 협력 전송에 참여하는 액세스 노드들(110)을 선정하는 방안은 활성화할 액세스 노드들을 선정하는 적절한 방안을 포함할 수 있다. 해당 방안들은 보통 엔피 하드(NP-hard) 문제에 해당될 수 있으며, 복잡도와 성능의 교환 관계(trade-off)를 고려한 차선의(sub-optimal) 솔루션을 찾는 방안들이 주로 제시될 수 있다.Meanwhile, energy efficiency (EE) of a radio access network system may be determined by spectral efficiency (SE) and network power consumption. Frequency efficiency of the CFmMIMO system may increase as the number of
도 3은 활성 액세스 노드를 최적화하는 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.3 is a flow diagram illustrating a first embodiment of a method for optimizing an active access node;
도 3을 참조하면, 활성 액세스 노드를 최적화하는 방법에서 중앙 처리 장치는 활성 액세스 노드 집합을 으로 초기화할 수 있다(S300). 이후에 중앙 처리 장치는 이전 단계(i-1,i=1,2…) 활성 액세스 노드 집합 에서 활성화되는 액세스 노드들을 순차적으로 선택하여 에너지 효율 을 계산할 수 있다(S301). 중앙 처리 장치는 활성 액세스 노드 집합을 새롭게 조정하여 현 단계(i) 활성 액세스 노드 집합 를 설정할 수 있다(S302). 그리고, 중앙 처리 장치는 새롭게 설정된 현 단계 활성 액세스 노드 집합에서 순차적으로 액세스 노드들을 선택하여 에너지 효율을 계산할 수 있다(S303). 중앙 처리 장치는 새로 계산한 현 단계 에너지 효율과 이전 단계의 에너지의 효율을 비교하여(S304), 새로 계산한 현 단계 에너지 효율이 이전 단계의 에너지 효율보다 크면 에너지 효율이 개선된 것으로 판단하여 현 단계 활성 액세스 노드 집합을 대상으로 단계 S301부터 반복할 수 있다. 이와 달리, 중앙 처리 장치는 새로 계산한 에너지 효율이 이전 단계의 에너지 효율보다 크지 않으면 에너지 효율이 개선되지 않은 것으로 판단하여 이전 단계의 활성 액세스 노드 집합을 최적 활성 액세스 노드 집합으로 결정할 수 있다(S305).Referring to FIG. 3 , in the method of optimizing an active access node, a central processing unit sets an active access node second can be initialized to (S300). Afterwards, the central processing unit sets the active access node in the previous step (i-1,i=1,2…) Energy efficiency by sequentially selecting the access nodes activated in can be calculated (S301). The central processing unit newly adjusts the set of active access nodes, so that the current step (i) set of active access nodes can be set (S302). Then, the central processing unit sequentially selects the access nodes from the newly set current stage active access node set to achieve energy efficiency. can be calculated (S303). The central processing unit compares the newly calculated current stage energy efficiency with the energy efficiency of the previous stage (S304), and if the newly calculated current stage energy efficiency is greater than the energy efficiency of the previous stage, it is determined that the energy efficiency is improved, It can be repeated from step S301 for the active access node set. On the other hand, if the newly calculated energy efficiency is not greater than the energy efficiency of the previous step, the central processing unit determines that the energy efficiency is not improved, and determines the active access node set of the previous step as the optimal active access node set ( S305 ) .
앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 이처럼 기존에 제안된 방안들은 활성화되는 액세스 노드들 개수의 선택과 활성화되는 액세스 노드들의 최적화 부분으로 구성되어 있을 수 있다. 기존의 방안들은 최적의 에너지 효율을 위해 활성화되는 액세스 노드들의 선택에 따른 에너지 효율의 비교를 반복적으로 수행할 수 있다. 또한, 기존 방안들은 액세스 노드들의 선정 시에 단말들의 균일한 성능 보장을 위해 단말들의 서비스 품질(quality of service, QoS) 요구 사항 및 액세스 노드들의 최대 전송 전력 제약 사항을 고려할 수 있다. 그 결과, 기존 방안들은 최적의 에너지 효율을 얻을 수 있는 활성화 액세스 노드들의 선정과 활성화 액세스 노드들 개수의 최적화를 수행할 수 있다. 하지만, 기존 방안들은 액세스 노드들의 최대 전송 전력 제약 사항과 단말들의 서비스 품질 요구 사항에 따라 특정 액세스 노드를 비활성화 대상에서 제외할 수 있고, 이로 인해 추가적인 에너지 효율의 개선이 제한될 수 있다. 이와 같은 경우는 주어진 액세스 노드의 최대 전송 전력 제약 사항에서 특정 단말의 연결 가능한 액세스 노드가 하나뿐인 경우에 해당 액세스 노드가 비활성화 될 수 없을 때 발생할 수 있다.As described above with reference to FIG. 3 , the previously proposed methods may consist of selecting the number of activated access nodes and optimizing the activated access nodes. Existing methods may repeatedly compare energy efficiency according to selection of activated access nodes for optimal energy efficiency. In addition, existing methods may consider quality of service (QoS) requirements of terminals and maximum transmission power restrictions of access nodes in order to guarantee uniform performance of terminals when selecting access nodes. As a result, the existing methods can select active access nodes capable of obtaining optimal energy efficiency and optimize the number of active access nodes. However, the existing methods may exclude a specific access node from deactivation target according to the maximum transmission power constraint of the access nodes and the service quality requirement of the terminals, thereby limiting further improvement in energy efficiency. Such a case may occur when the corresponding access node cannot be deactivated when there is only one connectable access node of a specific terminal in the maximum transmit power constraint of a given access node.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, CFmMIMO 시스템은 초고밀집 기지국 환경에서 주파수 효율 개선과 액세스 노드들에 의한 네트워크 전체 소모 전력을 낮추어 에너지 효율이 개선되도록 액세스 노드들의 전송 모드를 제어하는 방안이 필요할 수 있다. 즉, CFmMIMO 시스템은 협력 통신을 수행할 활성화 액세스 노드들에서 비활성화될 액세스 노드들을 추가 선택하는 방안이 필요할 수 있다. 구체적으로는 CFmMIMO 시스템은 액세스 노드들의 최대 전송 전력 제약 사항을 조정하여 단말들의 서비스 품질 제약 사항을 만족하면서 에너지 효율이 개선되도록 비활성화할 액세스 노드들을 추가 선택할 수 있다. 그 결과, CFmMIMO 시스템은 액세스 노드들의 최대 전송 전력 제약 사항을 조정하여 활성화된 일부 액세스 노드들의 전송 모드를 추가로 변경하여 단말들의 서비스 품질을 만족하면서 에너지 효율이 개선되도록 할 수 있다. In order to solve such a problem, the CFmMIMO system may require a method of controlling the transmission mode of the access nodes to improve energy efficiency by improving frequency efficiency and lowering overall network power consumption by access nodes in an ultra-dense base station environment. That is, the CFmMIMO system may need a method of additionally selecting access nodes to be deactivated from active access nodes to perform cooperative communication. Specifically, the CFmMIMO system may adjust the maximum transmit power constraints of the access nodes to additionally select access nodes to be deactivated so that energy efficiency is improved while satisfying the service quality constraints of the terminals. As a result, the CFmMIMO system may further change the transmission mode of some activated access nodes by adjusting the maximum transmission power constraint of the access nodes to improve the energy efficiency while satisfying the service quality of the terminals.
도 4는 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 방법의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a method for controlling transmission of an access node in a communication system.
도 4를 참조하면, 액세스 노드의 전송 제어 방법에서 제3 액세스 노드(AN3)는 제3 단말(UE3)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 제3 액세스 노드(AN3)가 통신 서비스를 제공하는 단말은 제3 단말(UE3)뿐임으로 제3 단말(UE3)에 통신 서비스를 제공할 수 있는 다른 액세스 노드를 찾을 수 있다면, 제3 액세스 노드(AN3)를 비활성화하여 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 이때, 중앙 처리 장치는 제1 액세스 노드(AN1), 제2 액세스 노드(AN2) 및 제4 액세스 노드(AN4)중에서 제1 액세스 노드(AN1)을 선택할 수 있다. 그리고, 중앙 처리 장치는 제1 액세스 노드(AN1)의 최대 전송 전력을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 제1 액세스 노드(AN1)가 제3 단말(UE3)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 이에 따라, 중앙 처리 장치는 제3 액세스 노드(AN3)와 제3 단말(UE3)의 연결을 제1 액세스 노드(AN1)와 제3 단말(UE3)의 연결로 변경할 수 있다. 이때, 중앙 처리 장치는 제1 액세스 노드(AN1)의 최대 전송 전력의 증가 정도를 전체 네트워크 소모 전력이 증가하지 않는 범위 내로 한정할 수 있다. 이를 위하여, 중앙 처리 장치는 수학식 1과 같은 네트워크 소모 전력 모델을 고려할 수 있다. 중앙 처리 장치가 고려하는 네트워크 소모 전력 모델에서 전체 네트워크 소모 전력 은 각각의 액세스 노드의 소모 전력 의 합, 각각의 액세스 노드별 프론트홀의 소모 전력 의 합 및 중앙 처리 장치의 소모 전력 으로 구분할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the method for controlling transmission of the access node, the third access node AN3 may provide a communication service to the third terminal UE3. At this time, if the third access node AN3 can find another access node capable of providing the communication service to the third terminal UE3 because the only terminal providing the communication service is the third terminal UE3, the third access By deactivating the node AN3, power consumption may be reduced. In this case, the central processing unit may select the first access node AN1 from among the first access node AN1 , the second access node AN2 , and the fourth access node AN4 . In addition, the central processing unit may increase the maximum transmission power of the first access node AN1 , and accordingly, the first access node AN1 may provide a communication service to the third terminal UE3 . Accordingly, the central processing unit may change the connection between the third access node AN3 and the third terminal UE3 to the connection between the first access node AN1 and the third terminal UE3. In this case, the central processing unit may limit the degree of increase in the maximum transmission power of the first access node AN1 within a range in which overall network power consumption does not increase. To this end, the central processing unit may consider a network power consumption model as in Equation (1). Total network power consumption in the network power consumption model considered by the central processing unit is the power consumption of each access node sum of , the power consumption of the fronthaul for each access node Sum of and power consumption of central processing unit can be distinguished as
그리고, 각각의 액세스 노드의 소모 전력은 다음 수학식 2와 같이 각각의 액세스 노드의 고정 소모 전력 과 각각의 액세스 노드의 활성 소모 전력 으로 구성될 수 있다. And, the power consumption of each access node is fixed power consumption of each access node as shown in Equation 2 below and active power consumption of each access node can be composed of
여기서, 각각의 액세스 노드의 고정 소모 전력은 각각의 액세스 노드가 활성화 여부와 관련없이 고정적으로 소비되는 전력량을 의미할 수 있다. 그리고, 각각의 액세스 노드의 활성 소모 전력은 각각의 액세스 노드가 활성화된 상태에서 소비되는 전력량일 수 있다. 각각의 액세스 노드의 활성 소모 전력은 수학식 3과 같이 RF 체인(chain), 증폭기(amplifier) 등의 관련된 회로에서 소비되는 전력량인 각각의 액세스 노드의 회로 소모 전력 과 무선 전송 시에 소비되는 전력량인 각각의 액세스 노드의 전송 소모 전력 으로 구성될 수 있다. Here, the fixed power consumption of each access node may mean an amount of power that is fixedly consumed regardless of whether each access node is activated. In addition, the active power consumption of each access node may be an amount of power consumed in an activated state of each access node. The active power consumption of each access node is the amount of power consumed in related circuits such as an RF chain and an amplifier as shown in Equation 3, and the circuit consumption power of each access node is and transmission power consumption of each access node, which is the amount of power consumed during wireless transmission. can be composed of
이때, 각각의 액세스 노드의 전송 소모 전력은 다음 수학식 4와 같이 각각의 액세스 노드가 각각의 단말에게 통신 서비스를 제공할 때 소비되는 각각의 액세스 노드의 단말별 전송 소모 전력 의 합일 수 있다.In this case, the transmission power consumption of each access node is the transmission consumption power for each terminal of each access node consumed when each access node provides a communication service to each terminal as shown in Equation 4 below. can be the sum of
한편, 각각의 액세스 노드별 프론트홀의 소모 전력은 트래픽과 관련없이 고정된 소비 전력인 각각의 액세스 노드별 프론트홀의 고정 소모 전력 과 트래픽과 관련된 소비 전력인 각각의 액세스 노드별 프론트홀의 트래픽 소모 전력 의 합으로 구성될 수 있다.On the other hand, the power consumption of the fronthaul for each access node is the fixed power consumption of the fronthaul for each access node, which is fixed power consumption regardless of traffic. Traffic consumption power of the fronthaul for each access node, which is the power consumption related to traffic It can be composed of the sum of
여기서, 각각의 액세스 노드별 프론트홀의 트래픽 소모 전력 은 다음 수학식 6과 같이 각각의 액세스 노드별 프론트홀의 트래픽 기본 단위당 소모 전력 에 단말별 트래픽량의 합을 곱한 전력량일 수 있다.Here, the traffic consumption power of the fronthaul for each access node is the power consumption per basic traffic unit of the fronthaul for each access node as shown in Equation 6 below. traffic volume per terminal It may be the amount of power multiplied by the sum of .
CFmMIMO 시스템에서 중앙 처리 장치가 에너지 효율성을 최대화하기 위해 일부의 액세스 노드들만 활성화 상태로 선택할 수 있다. 이때, 중앙 처리 장치가 선택한 액세스 노드들로 이루어진 집합을 활성 액세스 노드 집합 로 정의할 수 있다. 이와 같은 활성 액세스 노드 집합에 포함되는 액세스 노드들에 의한 네트워크 소모 전력을 활성 네트워크 소모 전력 으로 정의할 수 있다. 이와 같은 활성 네트워크 소모 전력 은 다음 수학식 7과 같이 표현할 수 있다. 여기서, 활성 액세스 노드 집합 는 과 같이 전체 액세스 노드 집합 의 부분 집합일 수 있다. 활성 액세스 노드 집합의 수는 일 수 있다. 전체 액세스 노드 집합의 수는 일 수 있다.In a CFmMIMO system, the central processing unit may select only some access nodes to be active to maximize energy efficiency. At this time, the set consisting of the access nodes selected by the central processing unit is set as the active access node set. can be defined as Network consumption power by the access nodes included in such an active access node set is the active network power consumption. can be defined as This active network consumes power can be expressed as in Equation 7 below. where the set of active access nodes Is Full access node set as may be a subset of The number of active access node sets is can be The total number of access node sets is can be
CFmMIMO 시스템에서 중앙 처리 장치는 단말별 트래픽량 가 아래 수학식 8과 같이 단말별 트래픽 최소 요구 보다 크거나 같을 수 있는 조건을 가정할 수 있다. 또한, 중앙 처리 장치는 각각의 액세스 노드의 단말별 전송 소모 전력 의 합이 아래 수학식 9와 같이 허용 최대 전송 전력 보다 작거나 같을 수 있는 조건을 가정할 수 있다. 그리고, 중앙 처리 장치는 전체 단말 트래픽량 을 활성 네트워크 소모 전력으로 나누는 것으로 정의되는 에너지 효율을 최대로 하기 위해 수학식 8과 수학식 9를 만족하는 수학식 10의 최적화 문제를 풀어 최적 액세스 노드 집합 을 구할 수 있다. 또한, 중앙 처리 장치는 최적 액세스 노드 집합에 포함되는 최적 액세스 노드들의 각각의 단말별 전송 소모 전력인 각각의 최적 액세스 노드의 단말별 소모 전력 를 구할 수 있다. 여기서, 수학식 8은 단말의 트래픽 요구 사항이라고 할 수 있고, 수학식 9는 각각의 액세스 노드의 최대 전송 전력 제약 사항이라고 할 수 있다. In the CFmMIMO system, the central processing unit determines the amount of traffic per terminal. is the minimum traffic requirement for each terminal as shown in Equation 8 below Conditions that can be greater than or equal to can be assumed. In addition, the central processing unit transmits power consumption for each terminal of each access node. The sum of the allowable maximum transmit power as in Equation 9 below Conditions that can be less than or equal to can be assumed. And, the central processing unit is the total amount of terminal traffic In order to maximize energy efficiency, which is defined by dividing can be obtained In addition, the central processing unit transmits power consumption for each terminal of each of the optimal access nodes included in the set of optimal access nodes, the power consumption for each terminal of each optimal access node. can be obtained Here, Equation 8 may be referred to as a traffic requirement of the terminal, and Equation 9 may be referred to as a maximum transmission power constraint of each access node.
s.t.[수학식 8], [수학식 9]s.t. [Equation 8], [Equation 9]
한편, 중앙 처리 장치는 일부 액세스 노드들이 통신 서비스를 제공하는 단말이 얼마되지 않은 경우에 해당하는 단말들에게 다른 액세스 노드들이 통신 서비스를 제공하도록 할 수 있다. 그리고, 중앙 처리 장치는 해당 액세스 노드들을 비활성화할 수 있다. 이처럼 일부 액세스 노드들이 추가적으로 비활성화되었을 때 나머지 활성화된 액세스 노드들로 이루어진 집합을 조정 액세스 노드 집합이라고 정의할 수 있다. 이때, 조정 액세스 노드들에게 허용되는 최대 전송 전력은 조정 최대 전송 전력이라고 정의할 수 있다. 이러한 경우에 중앙 처리 장치는 통신 서비스를 제공받는 단말에 변화가 없기 때문에 수학식 8의 단말의 트래픽 요구 사항을 유지할 수 있다. 하지만, 중앙 처리 장치는 통신 서비스를 제공하는 활성화되는 액세스 노드들의 변화가 있기 때문에 액세스 노드들의 최대 전송 전력 제약 사항을 수학식 9에서 수학식 11과 같이 변경할 수 있다. 즉, 중앙 처리 장치는 수학식 8과 변경된 수학식 11의 조건을 만족하는 에너지 효율을 최대로 하기 위한 최적화 문제를 다시 풀어서 수학식 12를 만족하는 해를 얻을 수 있다.Meanwhile, the central processing unit may allow other access nodes to provide communication services to the corresponding terminals when there are few terminals to which some access nodes provide communication services. And, the central processing unit may deactivate the corresponding access nodes. As such, when some access nodes are additionally deactivated, a set consisting of the remaining activated access nodes may be defined as a coordinating access node set. In this case, the maximum transmit power allowed for the coordinating access nodes may be defined as the coordinating maximum transmit power. In this case, since there is no change in the terminal receiving the communication service, the central processing unit may maintain the traffic requirement of the terminal in Equation (8). However, the central processing unit may change the maximum transmit power constraint of the access nodes as in Equations 9 to 11 because there is a change in activated access nodes that provide communication services. That is, the central processing unit may obtain a solution satisfying Equation 12 by re-solving the optimization problem for maximizing energy efficiency satisfying the conditions of Equation 8 and the changed Equation 11.
s.t.[수학식 8], [수학식 11]s.t. [Equation 8], [Equation 11]
여기서, 는 조정 액세스 노드 집합일 수 있다. 그리고, 는 조정 액세스 노드 집합에게 허용되는 조정 최대 전송 전력일 수 있다. 이러한 변경을 이해하기 위해 도 4를 참조하면, 도 4의 왼쪽의 도면은 수학식 10에 의해 얻어진 결과일 수 있고, 오른쪽의 도면은 수학식 12에 의해 얻어진 결과일 수 있다. 수학식 10에 의하면, 활성 액세스 노드 집합 는 ={1,2,3,4}일 수 있다. 이와 달리, 수학식 12에 의하면, 조정 활성 액세스 노드 집합 은 ={1,2,4}일 수 있다. 도 4에서 점선에서 실선으로의 변경은 최대 전송 전력이 허용 최대 전송 전력에서 조정 최대 전송 전력으로 변경으로 인해 서비스 영역이 넓어지는 것을 나타낼 수 있다. 한편, 이처럼 중앙 처리 장치가 수학식 11로 변경된 조건에서 수학식 12를 사용하여 조정 액세스 노드 집합을 구하는 과정은 도 5와 같을 수 있다.here, may be a coordinating access node set. and, may be the coordinated maximum transmit power allowed for the coordinating access node set. Referring to FIG. 4 to understand this change, the figure on the left of FIG. 4 may be a result obtained by Equation 10, and the figure on the right may be a result obtained by Equation 12. FIG. According to Equation 10, the set of active access nodes Is ={1,2,3,4}. On the other hand, according to Equation (12), the coordinating active access node set silver ={1,2,4}. The change from the dotted line to the solid line in FIG. 4 may indicate that the service area is widened due to the change in the maximum transmit power from the allowable maximum transmit power to the adjusted maximum transmit power. On the other hand, the process of obtaining the coordinating access node set by using Equation 12 under the condition that the central processing unit is changed to Equation 11 may be as shown in FIG. 5 .
도 5는 통신 시스템에서 액세스 노드의 전송 제어 방법의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a first embodiment of a method for controlling transmission of an access node in a communication system.
도 5를 참조하면, 액세스 노드의 전송 제어 방법에서 중앙 처리 장치는 추가로 비활성화할 수 있는 비활성화 후보 액세스 노드들을 선택할 수 있다(S510). 중앙 처리 장치는 액세스 노드들에 연결된 단말 수를 기준 조건으로 하여 이에 따라 비활성화 할 수 있는 비활성화 후보 액세스 노드들을 선택할 수 있다. Referring to FIG. 5 , in the method for controlling transmission of an access node, the central processing unit may select deactivable candidate access nodes that can be additionally deactivated ( S510 ). The central processing unit may select deactivation candidate access nodes that can be deactivated based on the number of terminals connected to the access nodes as a reference condition.
도 6은 도 5의 비활성화 후보 액세스 노드들의 선택 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a first embodiment of a process for selecting inactive candidate access nodes of FIG. 5 .
도 6을 참조하면, 비활성화 후보 액세스 노드들의 선택 과정에서 중앙 처리 장치는 비활성화 후보 액세스 노드들의 집합 를 정의할 수 있다(S511). 이때, 중앙 처리 장치는 비활성화 후보 액세스 노드 집합 의 초기값을 =0으로 설정할 수 있고, 이후 과정을 통하여 업데이트할 수 있다. 이후에, 중앙 처리 장치는 각각의 액세스 노드에 대하여 연결된 단말 수를 파악할 수 있다(S512). 이때, 중앙 처리 장치는 K개의 단말들과 M개의 액세스 노드들의 연결 정보를 이미 알고 있을 수 있다. 중앙 처리 장치는 K개의 단말들과 M개의 액세스 노드들의 연결 정보를 행렬 형태로 저장하고 있을 수 있으며, 일예로 연결 정보 행렬 로 저장하고 있을 수 있다. 이러한 연결 정보 행렬에서 가 0이면 m번째 액세스 노드와 k번째 단말이 연결되어 있지 않을 수 있고, 가 1이면 m번째 액세스 노드와 k번째 단말이 연결되어 있을 수 있다. 중앙 처리 장치는 단말들의 서비스 품질 요구 사항과 액세스 노드들의 최대 전송 전력 제약 사항 ()에서 에너지 효율 최대화에 의해 얻은 해()에 의해 를 형성할 수 있다. 이때, 중앙 처리 장치는 m번째 액세스 노드의 k번째 단말에 대한 전송 소모 전력 가 0보다 크면 m번째 액세스 노드와 k번째 단말이 연결되어 있어 을 1로 설정할 수 있다. 그리고, 중앙 처리 장치는 각 액세스 노드에 연결된 단말들로 이루어진 집합인 연결 단말 집합 을 와 같이 형성할 수 있다. 이에 따라, 활성 액세스 노드 집합은 연결 단말 집합의 단말 수 가 1보다 같거나 큰 액세스 노드들의 집합 일 수 있다. 이와 관련되어 도 4를 참조하면, 왼쪽 그림에서 는 일 수 있다. 그리고, 각 액세스 노드와 연결되어 있는 연결 단말 집합은 ={1,2}. ={1,2}, ={3}, ={1,2}일 수 있다, 연결 단말 집합의 수는 =2, =2, =1, =2일 수 있고, ={1,2,3,4}일 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the process of selecting deactivation candidate access nodes, the central processing unit sets a set of deactivation candidate access nodes. can be defined (S511). At this time, the central processing unit sets the deactivation candidate access node the initial value of It can be set to =0, and can be updated through a subsequent process. Thereafter, the central processing unit may determine the number of terminals connected to each access node (S512). In this case, the central processing unit may already know the connection information of the K terminals and the M access nodes. The central processing unit may store connection information of K terminals and M access nodes in the form of a matrix, for example, the connection information matrix may be stored as In this connection information matrix If is 0, the m-th access node and the k-th terminal may not be connected, If is 1, the m-th access node and the k-th terminal may be connected. The central processing unit determines the service quality requirements of the terminals and the maximum transmit power constraints of the access nodes ( ) from the solution obtained by maximizing energy efficiency ( ) by can form. At this time, the central processing unit transmits power consumption for the k-th terminal of the m-th access node. is greater than 0, the m-th access node and the k-th terminal are connected can be set to 1. And, the central processing unit is a set of connected terminals, which is a set consisting of terminals connected to each access node. second can be formed as Accordingly, the set of active access nodes is the number of terminals in the set of connected terminals. A set of access nodes where is greater than or equal to 1 can be Referring to FIG. 4 in this regard, in the figure on the left Is can be And, the set of connection terminals connected to each access node is ={1,2}. ={1,2}, ={3}, = {1,2}, the number of connected terminal sets is =2, =2, =1, =2, ={1,2,3,4}.
다시, 도 6을 참조하면, 중앙 처리 장치는 각각의 액세스 노드별로 파악된 연결 단말 집합의 단말 수 가 제1 임계치 이하인(즉, ) 액세스 노드들로 비활성 후보 액세스 노드 집합을 구성하여 비활성 후보 액세스 노드 집합을 업데이트할 수 있다(S513).Again, referring to FIG. 6 , the central processing unit determines the number of terminals in the connected terminal set identified for each access node. is the first threshold less than (i.e., ) by configuring the inactive candidate access node set with the access nodes, the inactive candidate access node set may be updated (S513).
다시, 도 5를 참조하면, 중앙 처리 장치는 비활성화 후보 액세스 노드들이 통신 서비스중인 단말들을 다른 활성화 액세스 노드들에게 분배할 수 있다(S520). 이와 같은 중앙 처리 장치가 단말들을 다른 활성화 액세스 노드들에게 분배하는 과정은 도 7과 같을 수 있다.Referring again to FIG. 5 , the central processing unit may distribute the terminals in which the deactivation candidate access nodes are providing communication services to other active access nodes ( S520 ). A process in which the central processing unit distributes terminals to other active access nodes may be the same as in FIG. 7 .
도 7은 도 5에서 단말들을 다른 활성화 액세스 노드들에 분배하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a first embodiment of a process of distributing terminals to different active access nodes in FIG. 5 .
도 7을 참조하면, 단말들을 다른 활성화 액세스 노드들에 분배하는 과정에서 중앙 처리 장치는 비활성화 후보 액세스 노드 집합에서 단말과 연결 수가 가장 작은 비활성화 후보 액세스 노드 를 선택할 수 있다(S521). 여기서, 는 일 수 있다. 이때, 비활성화 후보 액세스 노드 가 통신 서비스를 제공하는 단말은 라고 표시할 수 있고, 일 수 있다. 이에 따라, 중앙 처리 장치는 비활성화 후보 액세스 노드의 연결 단말 집합 에서 어느 하나의 단말 을 선택하여(S522) 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 있는지를 판단할 수 있다(S523). 이처럼, 중앙 처리 장치는 단말 을 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 있으면, 연결할 수 있는 후보 활성화 액세스 노드들 에서 최종 액세스 노드 를 선정할 수 있다(S524). 일예로, 중앙 처리 장치는 수학식 13과 같은 제2 임계치와 관련된 조건을 만족하는 후보 활성화 액세스 노드들에서 수학식 14와 같이 단말 와 가장 좋은 채널 상태 를 가지는 액세스 노드를 최종 액세스 노드로 선정할 수 있다. 여기서, ε은 임의의 실수일 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the process of distributing terminals to other active access nodes, the central processing unit performs a deactivation candidate access node with the smallest number of connections with a terminal in a set of deactivation candidate access nodes. can be selected (S521). here, Is can be At this time, the deactivation candidate access node The terminal that provides the communication service is can be indicated as can be Accordingly, the central processing unit is a deactivation candidate access node a set of connected terminals of any one terminal in By selecting (S522), it is possible to determine whether it is possible to connect to other active access nodes (S523). In this way, the central processing unit is can connect to other active access nodes, then the connectable candidate active access nodes last access node in can be selected (S524). As an example, the central processing unit is a terminal as in Equation 14 in the candidate activated access nodes that satisfy the condition related to the second threshold as in Equation 13. with the best channel conditions An access node having ? may be selected as the final access node. Here, ε may be any real number.
그리고, 중앙 처리 장치는 판단 결과 단말 를 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 있으면, 연결 단말 집합 에서 단말 을 제외할 수 있다(S525). 그리고, 중앙 처리 장치는 비활성화 후보 액세스 노드 의 연결 단말 집합의 수를 파악할 수 있다(S526). 이후에, 중앙 처리 장치는 파악된 연결 단말 집합의 수가 0인지를 판단하여(S527), 0이 아니면 단계 S522부터 반복하여 연결 단말 집합에 포함되는 모든 단말에 대하여 다른 활성화 단말 노드에 분배할 수 있는지 확인한다. 이와 달리, 중앙 처리 장치는 연결 단말 집합의 수가 0이면 비활성 후보 액세스 노드 집합에서 해당 비활성 후보 액세스 노드를 제외할 수 있다(S528). 이후에, 중앙 처리 장치는 비활성 후보 액세스 노드 집합의 수를 파악하여(S529), 파악된 비활성 후보 액세스 노드 집합의 수가 0인지를 판단하여(S530), 0이 아니면 S521부터 반복 수행할 수 있고, 0이면 종료할 수 있다. And, the central processing unit determines the result of the terminal If it can connect to other active access nodes, the set of connected terminals terminal in can be excluded (S525). And, the central processing unit is a deactivation candidate access node It is possible to determine the number of connected terminal sets of (S526). Thereafter, the central processing unit determines whether the number of the identified connected terminal sets is 0 (S527), and if not 0, repeats from step S522 to see if all terminals included in the connected terminal set can be distributed to other active terminal nodes Check it. Alternatively, if the number of connected terminal sets is 0, the central processing unit may exclude the corresponding inactive candidate access node from the inactive candidate access node set (S528). Thereafter, the central processing unit determines the number of inactive candidate access node sets (S529), determines whether the number of inactive candidate access node sets is 0 (S530), and if not 0, repeats from S521; If it is 0, it can be terminated.
한편, 중앙 처리 장치는 S523의 판단 결과, 단말 을 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 없으면, 단말 에 대한 다른 활성화 액세스 노드들에게 허용되는 허용 최대 전송 전력을 조정하여 새롭게 다른 활성화 액세스 노드들에게 허용되는 조정 최대 전송 전력을 설정할 수 있다(S531). 그리고, 중앙 처리 장치는 조정 최대 전송 전력 이내에서 단말 에 대한 다른 활성화 액세스 노드들의 최대 전송 전력을 단계적으로 양의 실수인 를 증가시킬 수 있다(S532). 이처럼 중앙 처리 장치는 수학식 15와 같이 최대 전송 전력 에 0보다 큰 양의 실수인 를 누적하여 최대 전송 전력을 증가시킬 수 있다.On the other hand, the central processing unit determines the result of S523, the terminal If it cannot connect to other active access nodes, the terminal By adjusting the allowable maximum transmit power allowed to other active access nodes for can be set (S531). And, the central processing unit adjusts the terminal within the maximum transmit power Maximum transmit power of other active access nodes to Step by step positive real number can be increased (S532). As such, the central processing unit has the maximum transmit power as shown in Equation 15. is a positive real number greater than 0 in It is possible to increase the maximum transmit power by accumulating .
이후에, 중앙 처리 장치는 단말 에 대한 다른 활성화 액세스 노드들의 최대 전송 전력가 조정 최대 전송 전력 미만인지를 판단할 수 있다(S533). 중앙 처리 장치는 판단 결과 최대 전송 전력이 조정 최대 전송 전력 미만이 아니면 단말 를 다른 활성화 액세스 노드에 할당할 수 없다. 그 결과, 중앙 처리 장치는 비활성화 후보 액세스 노드를 비활성화시킬 수 없다. 이에 따라, 중앙 처리 장치는 단계 S528을 수행하여 해당 비활성 액세스 노드를 비활성화 후보 액세스 노드 집합에서 제거하여 불필요한 동작이 반복되지 않도록 할 수 있다. 이와 달리, 중앙 처리 장치는 판단 결과 최대 전송 전력이 조정 최대 전송 전력 미만이면, 단말 을 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 있는지를 판단할 수 있다(S534). 이때, 중앙 처리 장치는 단말 을 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 없으면 최대 전송 전력을 증가시키면서 연결 여부를 알아보기 위해 단계 S532부터 반복 수행할 수 있다. 이와 달리, 중앙 처리 장치는 단말 을 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 있으면, S524 단계를 수행할 수 있다.Afterwards, the central processing unit Maximum transmit power of other active access nodes to It may be determined whether is less than the adjusted maximum transmission power (S533). If the central processing unit determines that the maximum transmission power is not less than the adjusted maximum transmission power, the terminal cannot be assigned to another active access node. As a result, the central processing unit cannot deactivate the deactivation candidate access node. Accordingly, the central processing unit may perform step S528 to remove the inactive access node from the set of inactive candidate access nodes to prevent unnecessary operations from being repeated. On the other hand, if the central processing unit determines that the maximum transmission power is less than the adjusted maximum transmission power, the terminal It can be determined whether it can be connected to other active access nodes (S534). At this time, the central processing unit is the terminal If it is not possible to connect to other active access nodes, it may be repeatedly performed from step S532 to check whether the connection is established while increasing the maximum transmission power. In contrast, the central processing unit is can connect to other active access nodes, step S524 may be performed.
다시, 도 5를 참조하면, 중앙 처리 장치는 비활성화할 수 있는 액세스 노드들이 통신 서비스를 제공하는 단말들을 다른 활성화 액세스 노드들에 연결할 수 있다(S540). 그리고, 중앙 처리 장치는 새롭게 단말들과 연결이 설정된 활성화 액세스 노드들의 최대 전송 전력을 조정할 수 있다(S550). 다음으로, 중앙 처리 장치는 비활성화 대상이 되는 액세스 노드들의 전력을 오프(off)하여 해당 액세스 노드들을 비활성화시킬 수 있다(S560).Referring again to FIG. 5 , the central processing unit may connect terminals in which inactive access nodes provide communication services to other active access nodes ( S540 ). Then, the central processing unit may adjust the maximum transmission power of the active access nodes newly established connection with the terminals (S550). Next, the central processing unit may deactivate the corresponding access nodes by turning off the power of the access nodes to be deactivated ( S560 ).
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. The methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the computer-readable medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions may include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.In addition, the above-described method or apparatus may be implemented by combining all or part of its configuration or function, or may be implemented separately.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as described in the claims below. You will understand that it can be done.
Claims (1)
액세스 노드들의 단말과의 연결 상태를 파악하여 연결된 단말의 수를 기반으로 활성화된 액세스 노드들과 비활성화 액세스 노드들로 분류하는 단계;
상기 비활성화 액세스 노드들의 각각에 연결된 단말들을 다른 활성화된 액세스 노드들에게 분배하는 단계;
상기 비활성화 액세스 노드들을 비활성화하는 단계; 및
상기 활성화된 액세스 노드들의 최대 전송 전력을 조정하는 단계를 포함하는, 중앙 처리 장치의 동작 방법.A method of operating a central processing unit of a communication system, comprising:
classifying the access nodes into activated access nodes and inactive access nodes based on the number of connected terminals by identifying a connection state of the access nodes with the terminals;
distributing terminals connected to each of the inactive access nodes to other activated access nodes;
deactivating the inactive access nodes; and
and adjusting the maximum transmit power of the activated access nodes.
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2021
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