(57)【要約】【課題】マルチセル協調伝送方法を提供する。【解決手段】本発明の係る方法は、１つの協調伝送グループを設け、１つのセルと１つのユーザとを選択して協調伝送グループに加え、協調対象セル数がゼロより大きい場合、協調対象セルから１つのセルを選択対象セルとして選択し、ユーザから報告されたチャネル状態情報に基づいて直交ユーザグループを決定して、該協調伝送グループに加えられた場合に協調伝送グループの総スループットを最大にするユーザを選択対象ユーザとし、選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられた場合の協調伝送グループの総スループットは、選択対象セルが加えられていない場合の協調伝送グループと選択対象セルとのスループットの和より大きいとき、選択対象セルと選択対象ユーザとを協調伝送グループに加えることを含む。スーパーセル内において協調伝送に加えられる１つ以上の協調伝送グループを動的に決定することができ、セル間干渉を避け、スーパーセルのスループットを最大化する目的を達することができる。【選択図】図１
2010246114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチセル協調伝送方法であって、
スーパーセル内における全てのセルを協調対象セルとしてマークするステップＡと、
１つの協調伝送グループを設け、前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加え、ここで、選択されたユーザは、選択された協調対象セル内におけるユーザであり、選択された協調対象セルを改めて協調済みセルとしてマークするステップＢと、
前記協調対象セル数がゼロであり、且つ未協調セル数がゼロである場合、終了し、
前記協調対象セル数がゼロであり、且つ未協調セル数がゼロより大きい場合、未協調セルとしてマークされたセルを改めて協調対象セルとしてマークして、ステップＢに戻り、
前記協調対象セル数がゼロより大きい場合、前記協調対象セルから１つのセルを選択対象セルとして選択し、各ユーザから報告されたチャネル状態情報に基づいて、前記選択対象セル内に存在するユーザの中から直交ユーザグループを決定し、前記直交ユーザグループから、前記協調伝送グループに加えられた場合に前記協調伝送グループの総スループットを最大にするユーザを選択対象ユーザとして探し出し、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられた場合の前記協調伝送グループの総スループットは、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられていない場合の前記協調伝送グループのスループットと選択対象セルのスループットとの和より大きいとき、前記選択対象セルと選択対象ユーザとを前記協調伝送グループに加えると共に、前記選択対象セルを改めて協調済みセルとしてマークして、ステップＣに戻り、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられた場合の前記協調伝送グループの総スループットは、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられていない場合の前記協調伝送グループのスループットと選択対象セルのスループットとの和より大きくないとき、前記選択対象セルを改めて未協調セルとしてマークして、ステップＣに戻るステップＣと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加えることは、
最大搬送波対干渉比スケジューリングアルゴリズムを用いて、前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加える、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加えることは、
プロポーショナルフェアネス・スケジューリングアルゴリズム、またはラウンドロビン・スケジューリングアルゴリズムを用いて、前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加える、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各ユーザから報告されたチャネル状態情報に基づいて、前記選択対象セル内に存在するユーザの中から直交ユーザグループを決定することは、
前記選択対象セル内における各判断対象ユーザに対して、
判断対象ユーザのチャネル状態情報と前記協調伝送グループ内におけるユーザのチャネル状態情報とを組合せてチャネル行列Ｈｒ×ｒを得、ここで、ｒ‐１は既に前記協調伝送グループ内に加えられたセル数であり、該チャネル行列Ｈｒ×ｒの先頭ｒ‐１個の行ベクトルはそれぞれ、前記協調伝送グループ内における１つのユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、該チャネル行列Ｈｒ×ｒのｒ番目の行ベクトルは、前記判断対象ユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、
前記チャネル行列Ｈｒ×ｒに基づいて、前記判断対象ユーザのチャネルと前記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックを算出し、
算出された前記判断対象ユーザのチャネルと前記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックをそれぞれ所定の閾値と比較し、全ての直交性メトリックが前記閾値より小さい場合、該ユーザのチャネルが前記協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交すると決定され、少なくとも１つの直交性メトリックが前記閾値以上である場合、該ユーザのチャネルが前記協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交するわけではないと決定される、ことをそれぞれ実行する、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記判断対象ユーザのチャネルと前記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックは、下記の式によって算出され、
【数１】
2010246114.tif 000014
ここで、ＨｒはＨｒ×ｒのｒ行目の行ベクトルであり、前記判断対象ユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、ＨｑはＨｒ×ｒのｑ（１≦ｑ≦ｒ−１）行目の行ベクトルであり、前記協調伝送グループ内におけるｑ番目のユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、（・）＊は共役転置演算を表し、｜・｜は絶対値演算を表す、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記閾値が、スーパーセル内における各セル内のユーザ数に基づいて設定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記直交ユーザグループから、前記協調伝送グループに加えられた場合に前記協調伝送グループの総スループットを最大にするユーザを探し出すことは、
直交ユーザグループ内における各ユーザに対して、該ユーザが加えられた場合の前記協調伝送グループの総スループットをそれぞれ算出し、
算出結果から総スループットの最大値を探し出して、該総スループットの最大値に対応するユーザを選択対象ユーザとしてマークする、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記チャネル状態情報が、短区間変動値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ステップＣで決定された直交ユーザグループが空である場合、前記選択対象セルを改めて未協調セルとしてマークして、ステップＣに戻る、ことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信技術分野に関し、特に、ＬＴＥ‐Ａ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ‐Ａｄｖａｎｃｅｄ）無線通信システムにおけるマルチセル協調伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＴＥ‐Ａシステムにおいて、セルのカバー範囲が狭くなり、および周波数多重因子が１に近づくに従って、セル間干渉は次第にセル容量を制限する肝心な問題となっている。周波数利用効率を向上させるために、マルチセル協調伝送技術が提案されている。
【０００３】
マルチセル協調伝送技術は、複数のセルを連合して信号を送信することを基本構想として、セル間の直交性を確立することにより、セル間干渉を効果的に解消し、ネットワークのスループットを向上させることを目的とする。また、マルチセル協調伝送技術は、マルチセル協調リソーススケジューリングとマルチセル協調信号処理との２つの分野に分けられる。ここで、マルチセル協調信号処理は、光ファイバなどの有線チャネルを用いて、連合された各セル内におけるユーザのチャネルとデータ情報を共有して、プリコーディング技術によって、セル間の干渉信号を有用な信号に転化させることにより、セル間干渉を効果的に解消し、ＬＴＥ‐Ａシステムのスループットを向上させる。
【０００４】
本発明では、説明の便宜上、光ファイバなどの有線チャネルを介して接続された複数のセルの全ての集合をスーパーセル（Ｓｕｐｅｒ‐ｃｅｌｌ）と定義する。説明すべきところとして、ネットワークの実際の配置状況によって、スーパーセルのトポロジーは可変なものである。通常、スーパーセル内には、コア制御機能を持って複数のセル間の協調伝送を協調するための少なくとも１つの中央基地局（ｅＮＢ）が設けられる。ｅＮＢ以外に、他のセルの基地局は、コア制御機能を持たないリモート無線機器（ＲＲＥ）であるように設けられてよい。ｅＮＢは通常、光ファイバなどの有線チャネルを介して該スーパーセル内における全てのＲＲＥに接続される。セル間干渉を解消し、スーパーセルのスループットを向上させるために、スーパーセル内における全てのセルはいずれも同時に協調伝送に加えられることができる、ということが理解できる。しかし、このように、スーパーセル内における全てのセルはいずれも大量のチャネルとユーザデータ情報を共有する必要があることにより、協調処理の複雑度が高くなり、且つ得られた協調利得は十分に大きいとは限らない。協調処理の複雑度が高いという問題を解決するために、スーパーセル内におけるセルを予め１つ以上のグループに分けて、別々に協調伝送に加えるようにしてよい。しかし、スーパーセル内における異なるユーザのチャネル状況が異なって、そして同一ユーザのチャネル情報も時間変動のものであるため、このようなスーパーセル内におけるセルを予め１つ以上のグループに固定的に分けて協調伝送に加える方式は、柔軟性に欠け、大きい協調利得を得られない。従って、スーパーセル内のスループットの最大化を実現するように、スーパーセルにおいて協調伝送に加えられるセルおよびユーザを如何に動的に決定するかが、マルチセル協調伝送技術で解決すべき肝心な問題の１つである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、協調伝送に加えられるセルおよびユーザを動的に決定し、スーパーセルのスループットを最大化することができるマルチセル協調伝送方法を提供している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るマルチセル協調伝送方法は、スーパーセル内における全てのセルを協調対象セルとしてマークするステップＡと、１つの協調伝送グループを設け、前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加え、ここで、選択されたユーザは、選択された協調対象セル内におけるユーザであり、選択された協調対象セルを改めて協調済みセルとしてマークするステップＢと、前記協調対象セル数がゼロであり、且つ未協調セル数がゼロである場合、終了し、前記協調対象セル数がゼロであり、且つ未協調セル数がゼロより大きい場合、未協調セルとしてマークされたセルを改めて協調対象セルとしてマークして、ステップＢに戻り、前記協調対象セル数がゼロより大きい場合、前記協調対象セルから１つのセルを選択対象セルとして選択し、各ユーザから報告されたチャネル状態情報に基づいて、前記選択対象セル内に存在するユーザの中から直交ユーザグループを決定し、前記直交ユーザグループから、前記協調伝送グループに加えられた場合に前記協調伝送グループの総スループットを最大にするユーザを選択対象ユーザとして探し出し、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられた場合の前記協調伝送グループの総スループットは、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられていない場合の前記協調伝送グループのスループットと選択対象セルのスループットとの和より大きいとき、前記選択対象セルと選択対象ユーザとを前記協調伝送グループに加えると共に、前記選択対象セルを改めて協調済みセルとしてマークして、ステップＣに戻り、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられた場合の前記協調伝送グループの総スループットは、前記選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられていない場合の前記協調伝送グループのスループットと選択対象セルのスループットとの和より大きくないとき、前記選択対象セルを改めて未協調セルとしてマークして、ステップＣに戻るステップＣと、を含む。
【０００７】
前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加えることは、最大搬送波対干渉比スケジューリングアルゴリズム、プロポーショナルフェアネス・スケジューリングアルゴリズム、またはラウンドロビン・スケジューリングアルゴリズムを用いて、前記協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加える、ことを含む。
【０００８】
前記各ユーザから報告されたチャネル状態情報に基づいて、前記選択対象セル内に存在するユーザの中から直交ユーザグループを決定することは、前記選択対象セル内における各判断対象ユーザに対して、判断対象ユーザのチャネル状態情報と前記協調伝送グループ内におけるユーザのチャネル状態情報とを組合せてチャネル行列Ｈｒ×ｒを得、ここで、ｒ‐１は既に前記協調伝送グループ内に加えられたセル数であり、該チャネル行列Ｈｒ×ｒの先頭ｒ‐１個の行ベクトルはそれぞれ、前記協調伝送グループ内における１つのユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、該チャネル行列Ｈｒ×ｒのｒ番目の行ベクトルは、前記判断対象ユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、前記チャネル行列Ｈｒ×ｒに基づいて、前記判断対象ユーザのチャネルと前記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックを算出し、算出された前記判断対象ユーザのチャネルと前記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックをそれぞれ所定の閾値と比較し、全ての直交性メトリックが前記閾値より小さい場合、該ユーザのチャネルが前記協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交すると決定され、少なくとも１つの直交性メトリックが前記閾値以上である場合、該ユーザのチャネルが前記協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交するわけではないと決定される、ことをそれぞれ実行する、ことを含む。
【０００９】
前記判断対象ユーザのチャネルと前記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックは、下記の式によって算出され、
【数１】
2010246114.tif 000003
ここで、ＨｒはＨｒ×ｒのｒ行目の行ベクトルであり、前記判断対象ユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、ＨｑはＨｒ×ｒのｑ（１≦ｑ≦ｒ−１）行目の行ベクトルであり、前記協調伝送グループ内におけるｑ番目のユーザと前記協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、（・）＊は共役転置演算を表し、｜・｜は絶対値演算を表す。
【００１０】
前記閾値が、スーパーセル内における各セル内のユーザ数に基づいて設定される。
【００１１】
前記直交ユーザグループから、前記協調伝送グループに加えられた場合に前記協調伝送グループの総スループットを最大にするユーザを探し出すことは、直交ユーザグループ内における各ユーザに対して、該ユーザが加えられた場合の前記協調伝送グループの総スループットをそれぞれ算出し、算出結果から総スループットの最大値を探し出して、該総スループットの最大値に対応するユーザを選択対象ユーザとしてマークする、ことを含む。
【００１２】
前記チャネル状態情報が、短区間変動値である。
【００１３】
前記方法は、ステップＣで決定された直交ユーザグループが空である場合、前記選択対象セルを改めて未協調セルとしてマークして、ステップＣに戻る、ことをさらに含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る方法によれば、スーパーセル内における各ユーザのチャネル状態情報に基づいて、スーパーセル内において協調伝送に加えられる１つ以上の協調伝送グループを動的に決定することができ、セル間干渉を避け、スーパーセルのスループットを最大化する目的を達することができる。
【００１５】
また、本発明に係る方法によれば、スーパーセル内におけるユーザから報告されたチャネル状態情報に基づいて、前記選択対象セル内におけるユーザの中から直交ユーザグループを決定するステップでは、まず全てのユーザの中から協調の価値があるユーザを選別して、選別されたユーザに対してのみ後続のスループット算出および判断の操作を実行することにより、スループット算出および判断を必要とするユーザ数を大幅に低減し、さらに、協調処理の計算量と複雑度を大幅に低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るマルチセル協調伝送方法のフローチャートである。
【図２】閾値αがそれぞれ０．１および０．３と選択された場合、大規模フェージング情報をチャネル状態情報とするとき、および瞬間の完全チャネル状態情報をチャネル状態情報とするときのスーパーセルのスループットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例では、マルチセル協調伝送方法を提供している。この方法は、スーパーセル内におけるユーザのチャネル状態情報に基づいて、スーパーセル内において協調伝送に加えられるセルおよびユーザを動的に決定することができる。これにより、セル間干渉を低減し、スーパーセルのスループットの最大化を実現する。。本実施例に係るマルチセル協調伝送方法は、図１に示すように、以下のようなステップを含む。
【００１８】
ステップ１０１で、スーパーセル内における全てのセルを協調対象セルとしてマークする。
【００１９】
本発明では、協調対象セルは、まだいかなる協調伝送グループにも加えられていないセルを表す。
【００２０】
ステップ１０２で、１つの協調伝送グループを設け、協調対象セルのうち１つのセルと１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加え、ここで、選択されたユーザは、選択された協調対象セル内におけるユーザであり、該協調伝送グループ内で協調伝送に加えられる１番目のセルおよびユーザとすると共に、選択された協調対象セルを改めて協調済みセルとしてマークする。
【００２１】
本発明では、協調済みセルは、既に協調伝送グループに加えられたセルを表す。
【００２２】
本ステップでは、あるスケジューリングアルゴリズムを用いて、協調対象セルのうち１つのセルと該セル内における１つのユーザとを選択するようにしてよい。例えば、スループットの最大化を考慮した条件で、最大搬送波対干渉比（Ｍａｘ  Ｃ／Ｉ）スケジューリングアルゴリズムなどを用いて、協調対象セルのうち１つのセルと該セル内における１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加えるようにしてよい。ユーザの公平性を考慮した条件で、例えばプロポーショナルフェアネス・スケジューリングアルゴリズム（ＰＦＳ）、またはラウンドロビン（Ｒｏｕｎｄ  Ｒｏｂｉｎ）・スケジューリングアルゴリズムを用いて、協調対象セルのうち１つのセルと該セル内における１つのユーザとを選択して前記協調伝送グループに加えるようにしてもよい。
【００２３】
ステップ１０３で、協調対象セルとしてマークされたセル数がゼロであるかどうかを判断し、ゼロである場合、ステップ１０９に進み、ゼロでない場合、ステップ１０４に進む。
【００２４】
ステップ１０４で、全ての協調対象セルから１つのセルを選択対象セルとして選択し、スーパーセル内における各ユーザから報告されたユーザチャネル状態情報に基づいて、上記選択対象セル内に存在する全てのユーザの中から直交ユーザグループを決定する。ここで、直交ユーザグループ内における各ユーザのチャネルはいずれも、ステップ１０２で設けられた協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交する。
【００２５】
該ステップでは、上記選択対象セルの全てのユーザの中から直交ユーザグループを決定し、即ち、そのチャネルが、ステップ１０２で設けられた協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交するユーザを探し出すために、上記選択対象セル内における各ユーザに対してそれぞれ以下のステップ１０４１〜１０４３を実行する必要がある。説明の便宜上、下記のステップ１０４１〜１０４３の対象となるユーザを判断対象ユーザと呼ぶ。
【００２６】
ステップ１０４１で、判断対象ユーザのチャネル状態情報と上記協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネル状態情報とを組合せてチャネル行列Ｈｒ×ｒを得、ここで、ｒ‐１は既に該協調伝送グループ内に加えられたセル数である。該チャネル行列Ｈｒ×ｒの先頭ｒ‐１個の行ベクトルはそれぞれ、該協調伝送グループ内における１つのユーザと該協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、該チャネル行列Ｈｒ×ｒのｒ番目の行ベクトルは、該判断対象ユーザと該協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表す。具体的に、該チャネル行列Ｈｒ×ｒの構成は下記の数式１に示す通りである。
【００２７】
［数式１］
【数２】
2010246114.tif 000004
【００２８】
ここで、ｈｊ，ｋ（１≦j≦r、１≦ｋ≦ｒ）は、このうちｊ番目のセルの基地局からｋ番目のユーザまでのチャネル状態情報を表す。
【００２９】
ステップ１０４２で、上記チャネル行列Ｈｒ×ｒに基づいて、判断対象ユーザのチャネルと上記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックを算出する。
【００３０】
本ステップでは、該判断対象ユーザのチャネルと上記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックは、下記の数式２によって算出されるようにしてよい。
【００３１】
［数式２］
【数３】
2010246114.tif 000005
【００３２】
ここで、ＨｒはＨｒ×ｒのｒ行目の行ベクトルであり、該判断対象ユーザと該協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、ＨｑはＨｒ×ｒのｑ（１≦１≦ｒ−１）行目の行ベクトルであり、該協調伝送グループ内におけるｑ番目のユーザと該協調伝送グループ内における全てのセルの基地局および選択対象セルの基地局との間のチャネルベクトルを表し、（・）＊は共役転置演算を表し、｜・｜は絶対値演算を表す。
【００３３】
ステップ１０４３で、算出された判断対象ユーザのチャネルと上記協調伝送グループ内における各ユーザのチャネルとの直交性メトリックをそれぞれ所定の閾値と比較し、全ての直交性メトリックが上記閾値より小さい場合、該ユーザのチャネルが上記協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交すると決定され、逆に、少なくとも１つの直交性メトリックが上記閾値以上である場合、該ユーザのチャネルが上記協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交するわけではないと決定される。
【００３４】
上記選択対象セル内における各ユーザに対して上記のステップ１０４１〜１０４３をそれぞれ実行することにより、上記選択対象セルの全てのユーザの中から、そのチャネルが協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交するユーザを探し出し、即ち直交ユーザグループを探し出すことができる。
【００３５】
説明すべきところとして、該ステップでは、選択対象セル内から、そのチャネルが協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交するユーザが見つからない場合、即ち、直交ユーザグループが空である場合、該選択対象セルを改めて未協調セルとしてマークして、前記協調対象セル数がゼロより大きいとき、ステップ１０４に戻り、前記協調対象セル数がゼロであり、且つ未協調セル数がゼロであるとき、終了し、前記協調対象セル数がゼロであり、且つ未協調セル数がゼロより大きいとき、未協調セルとしてマークされたセルを改めて協調対象セルとしてマークして、ステップ１０２に戻る。
【００３６】
本発明では、未協調セルは、現在の協調伝送グループ内におけるセルとの協調条件に適合しないと判断されたセルを表す。
【００３７】
ステップ１０５で、直交ユーザグループから、該協調伝送グループに加えられた場合に該協調伝送グループの総スループットを最大にするユーザを選択対象ユーザとして探し出す。
【００３８】
本ステップは具体的に以下のステップを含む。
【００３９】
ステップ１０５１で、直交ユーザグループ内における各ユーザに対して、該ユーザが加えられた場合の該協調伝送グループの総スループットをそれぞれ算出する。
【００４０】
本ステップでは、下記の数式３によって、該ユーザが加えられた場合の該協調伝送グループの総スループットを算出するようにしてよい。
【００４１】
［数式３］
【数４】
2010246114.tif 000006
【００４２】
ここで、
【数５】
2010246114.tif 000007
はｍ番目のユーザの等価チャネル利得を表し、［・］ｍ，ｍは行列の対角線上のｍ番目の要素を取る演算を表し、［・］−１は逆行列を求める演算を表し、Ｂｉは基地局を表し、
【数６】
2010246114.tif 000008
は現在の協調伝送グループに属しない他のセルを表し、Ｐはスーパーセル内における各セルの基地局の送信電力を表し、Ｎはスーパーセル内の雑音電力を表す。
【００４３】
ステップ１０５２で、ステップ１０５１の算出結果から総スループットの最大値を探し出して、該総スループットの最大値に対応するユーザを選択対象ユーザとしてマークして、該総スループットの最大値を、選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられた場合の該協調伝送グループの総スループットとする。
【００４４】
ステップ１０６で、選択対象セルと選択対象ユーザとが加えられた場合の該協調伝送グループの総スループットは、該選択対象セルが加えられていない場合の該協調伝送グループのスループットと選択対象セルのスループットとの和より大きいかどうかを判断し、大きいとき、ステップ１０７に進み、大きくないとき、ステップ１０８に進む。
【００４５】
該ステップでは、該選択対象セルが加えられていない場合の該協調伝送グループのスループットと選択対象セルのスループットとの和は、下記の数式４によって算出されるようにしてよい。
【００４６】
［数式４］
【数７】
2010246114.tif 000009
【００４７】
ここで、数式（４）において、
【数８】
2010246114.tif 000010
を用いて、協調伝送グループに加えられていない場合の選択対象セルｒのスループットを表し、その具体的な意味は、選択対象セルｒにおける各ユーザのスループットの最大値である。ここで、
【数９】
2010246114.tif 000011
は、選択対象セル内における各ユーザのチャネル状態情報に基づいてそれぞれ算出された、シングルセル伝送方式で選択対象セル内における各ユーザのスループットを表す。ここで、シングルセル伝送方式とは、スーパーセル内に協調伝送が存在しない状況を指す。このとき、選択対象セル内における各ユーザのスループット
【数１０】
2010246114.tif 000012
は、下記の数式５によって算出されるようにしてよい。
【００４８】
［数式５］
【数１１】
2010246114.tif 000013
【００４９】
ここで、ｒは選択対象セルを表し、ｋは選択対象セル内におけるｋ番目のユーザを表し、ｈｒ，ｋは選択対象セルの基地局からｋ番目のユーザまでのチャネル状態情報を表し、ｈｊ，ｋはスーパーセル内における選択対象セル以外のｉ番目のセルの基地局からｋ番目のユーザまでのチャネル状態情報を表し、Ｎｂはスーパーセル内における基地局の総数を表し、Ｐはスーパーセル内における基地局の送信電力を表し、Ｎはスーパーセル内の雑音電力を表す。
【００５０】
ステップ１０７で、該選択対象セルと選択対象ユーザとを該協調伝送グループに加えると共に、該選択対象セルを改めて協調済みセルとしてマークして、ステップ１０３に戻る。
【００５１】
ステップ１０８で、該選択対象セルを改めて未協調セルとしてマークして、ステップ１０３に戻る。
【００５２】
ステップ１０９で、未協調セルとしてマークされたセル数がゼロより大きいかどうかを判断し、未協調セルとしてマークされたセル数がゼロより大きい場合、未協調セルとしてマークされた全てのセルを改めて協調対象セルとしてマークして、ステップ１０２に戻り、協調対象セルの中から新しい協調伝送グループを決定し、未協調セルとしてマークされたセル数がゼロである場合、終了し、このとき、スーパーセル内における全てのセルが既に１つ以上の協調伝送グループに分けられた。
【００５３】
本実施例の方法からわかるように、上記のステップ１０３〜１０５を繰り返して実行することにより、スーパーセルから１つの協調伝送グループ内における全てのセルとユーザとを一々探し出すことができる。さらに、ステップ１０２〜１０６を繰り返して実行することにより、スーパーセル内における全てのセルがいずれかの協調伝送グループに分けられるまで、スーパーセル内において１つ以上の協調伝送グループを一々決定することができる。
【００５４】
本実施例の方法によって１つ以上の協調伝送グループを決定した後に、各協調伝送グループ内におけるセルは、別々に協調伝送に加えられることになる。これにより、セル間干渉を避けると共に、スーパーセルのスループットを最大化する目的を達する。
【００５５】
また、本実施例の方法からわかるように、上記のスーパーセル内において１つ以上の協調伝送グループを決定する過程は、スーパーセル内における各ユーザのチャネル状態情報に基づいて行われるものである。各ユーザのチャネル状態情報が時間変動のものであるため、上記の過程によってスーパーセル内において決定された１つ以上の協調伝送グループも動的なものである。
【００５６】
また、本実施例の方法では、１つの協調伝送グループ内における全てのセルとユーザとを探し出す過程において、まず、ステップ１０３で該協調伝送グループ内における全てのユーザのチャネルに直交するユーザを探し出して直交ユーザグループのユーザとし、その後、直交ユーザグループ内におけるユーザに対してのみ、協調伝送に加えられた場合の該協調伝送グループの総スループットを算出し、選択対象セル内における全てのユーザに対して上記の算出を行うことではない。上記の制限を加える原因として、全ての線形プリコーディング処理について、ユーザチャネルが直交しない場合、協調行列のランク落ちにつながり、プリコーディング処理を行うことができない。従って、協調伝送グループ内における全ての既存ユーザのチャネルとの直交性を満たすユーザだけは、協調の価値がある。ここからわかるように、上記のスループット算出の対象となるユーザを選別する過程によって、スループット算出の対象となるユーザ数を大幅に減少することができる。よって、ステップ１０３を実行せずに、選択対象セル内における全てのユーザに対してスループット算出を行う方法と比べて、本実施例の方法は、協調処理の複雑度を大幅に低減することができる。シミュレーションによれば、上記の閾値が０．１と選択された場合、スループット算出を必要とする直交ユーザグループの平均ユーザ数は、総ユーザ数の約３０％である。
【００５７】
同時に、上記の所定の閾値の大きさを制御することにより、プリコーディングアルゴリズムの利得を制御できるだけでなく、マルチユーザダイバーシティの利得も制御し、さらに、スーパーセルが複数のグループに分けられる程度を制御することができる。実際の応用では、上記の閾値は、スーパーセル内における各セル内のユーザ数によって設定されるようにしてよい。例えば、シミュレーションによれば、スループットの最大化を達するために、各セル内のスケジューリング対象ユーザ数がそれぞれ５、１０、２０であるとき、閾値はそれぞれ０．５、０．３、０．２と選択されるようにしてよい。
【００５８】
説明すべきところとして、上記の実施例では、ユーザのチャネル状態情報は瞬間の完全チャネル状態情報であってよい。このとき、スーパーセル内における全てのユーザの瞬間の完全チャネル状態情報を得るために、スーパーセル内の各ＲＲＥは、自局内における全てのユーザの瞬間の完全チャネル状態情報をｅＮＢへリアルタイムに報告する必要がある。
【００５９】
しかし、実際の応用では、スーパーセル内の各ＲＲＥが自局内における全てのユーザの瞬間の完全チャネル状態情報をｅＮＢへリアルタイムに報告するように要求すると、ＲＲＥからｅＮＢへ瞬間の完全チャネル状態情報をフィードバックする時間は非常に短くて、情報のフィードバック量も非常に大きい。そして、スーパーセル内における各セルの基地局と各ユーザとの間の瞬間の完全チャネル状態情報を得ることは難しい。従って、本発明の実施例では、ＲＲＥのフィードバック時間を増加してフィードバック量を低減するために、短区間変動値（ｌｏｎｇ‐ｔｅｒｍ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ）を上記のチャネル状態情報とするようにしてよい。さらに、瞬間の完全チャネル状態情報は大規模フェージング情報と小規模フェージング情報とを含み、且つ、合成チャネルの分布について、あるユーザに対して、シャドウフェージングの基準差が比較的大きく、または小規模フェージングにおけるマルチパスの成分が低減する場合、該合成チャネルの分布は大規模フェージングのみで近似できることが既に文献で証明された。上記の原因に基づき、本発明の別の実施例では瞬間の完全チャネル状態情報における大規模フェージング情報のみをチャネル状態情報とする。上記の大規模フェージング情報は経路損失とシャドウフェージングとを含む。図２は、閾値αがそれぞれ０．１、０．３と選択された場合、大規模フェージング情報をチャネル状態情報とするとき、および瞬間の完全チャネル状態情報をチャネル状態情報とするときのスーパーセルのスループットを示す図である。ここで、実線および破線はそれぞれ、閾値αが０．３と選択された場合、大規模フェージング情報をチャネル状態情報とするとき、および瞬間の完全チャネル状態情報をチャネル状態情報とするときのスーパーセルのスループットの累積確率関数曲線を表す。鎖線および点線はそれぞれ、閾値αが０．１と選択された場合、大規模フェージング情報をチャネル状態情報とするとき、および瞬間の完全チャネル状態情報をチャネル状態情報とするときのスーパーセルのスループットの累積確率関数曲線を表す。図２からわかるように、大規模フェージング情報をチャネル状態情報とする方式は、瞬間の完全チャネル状態情報をチャネル状態情報とする方式と比べて、スーパーセルのスループットが非常に近い。しかし、大規模フェージング情報をチャネル状態情報とすると、ＲＲＥからｅＮＢへ該情報をフィードバックする時間は大幅に増加し、フィードバック量は大幅に低減する。
【００６０】
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【図１】
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【図２】
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