(57)【要約】【課題】セル間干渉除去のためのパワー制御方法およびその装置を提供する。【解決手段】使用者端末に対するスケジューリングが行われた後に、使用者端末は、隣接したセクタによる干渉パワーを算出し、これに基づいて干渉がある隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示す干渉情報を生成して。サービング基地局に通知する。基地局は、干渉情報に基づいて処理量利得および処理量損失を算出し、これに基づいて伝送パワーの減少を行うか否かを決定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、基地局が使用者端末に伝送される信号パワーを制御する方法であって、
使用者端末から干渉情報（前記干渉情報は、隣接したセクタによる干渉パワーに基づいて算出され、干渉がある隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示す情報を含む）を受信する段階と、
前記受信された干渉情報を該当する隣接セクタに伝送する段階と、
隣接セクタから干渉情報を受信する場合に、前記干渉情報に基づいて前記使用者端末に伝送される信号パワーを調節する段階と
を含む、パワー制御方法。
【請求項２】
前記干渉情報は、前記隣接セクタのＩＤおよび信号パワーをどのくらい減少させなければならないかを示すパワースケーリング比率を含む、請求項１に記載のパワー制御方法。
【請求項３】
前記パワーを調節する段階は、
前記パワースケーリング比率に基づいて信号パワーを調節した場合の処理量利得および処理量損失をそれぞれ算出する段階と、
前記算出された処理量利得および処理量損失に基づいて信号パワーを調節するか否かを判断する段階と、
前記信号パワーを調節すると判断される場合には、前記パワースケーリング比率に基づいて信号パワーを減少させる段階と
を含む、請求項２に記載のパワー制御方法。
【請求項４】
前記判断する段階は、
前記処理量利得から前記処理量損失を減算した値が調節するか否かを決定するために設定された臨界値処理量よりも大きかったり同一である場合に、信号パワーを調節すると判断する、請求項３に記載のパワー制御方法。
【請求項５】
前記パワーを調節する段階は、
前記隣接セクタから少なくとも一つのパワースケーリング比率を受信した場合には、受信されたパワースケーリング比率のうちの最も小さい値を有するパワースケーリング比率を選択する段階と、
前記選択されたパワースケーリング比率に基づいて前記使用者端末に伝送される信号パワーを調節する段階と
を含む、請求項２に記載のパワー制御方法。
【請求項６】
前記パワーを調節する段階は、
前記隣接セクタから少なくとも一つのパワースケーリング比率を受信した場合には、信号パワー調節のためのパワースケーリング比率を０に設定する段階と、
前記パワースケーリング比率に基づいて前記使用者端末に伝送される信号パワーを調節する段階と
を含む、請求項２に記載のパワー制御方法。
【請求項７】
前記パワー制御方法は、基地局が使用者端末に対するスケジューリングを行った後に行なわれる、請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載のパワー制御方法。
【請求項８】
前記基地局は、スケジューリングが行なわれた全ての使用者端末から干渉情報の提供を受ける、請求項７に記載のパワー制御方法。
【請求項９】
前記基地局は、スケジューリングが行なわれた使用者端末のうちの救済使用者端末であると判断された使用者端末から干渉情報の提供を受ける、請求項７に記載のパワー制御方法。
【請求項１０】
複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、使用者端末が基地局により伝送される信号パワーが制御されるようにするパワー制御方法であって、
使用者端末が基地局から受信される信号に対する信号対干渉および雑音比を算出する段階と、
前記算出された信号対干渉および雑音比に基づいて干渉信号の干渉パワーが設定された目標値の信号対干渉および雑音比に到達するために減少されなければならない到達パワーを算出する段階と、
前記算出された到達パワーに基づいて前記干渉信号に該当する隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示す干渉情報を生成する段階と、
前記干渉情報をサービング基地局に伝送する段階と
を含む、パワー制御方法。
【請求項１１】
前記到達パワーを算出する段階は、
前記算出された信号対干渉および雑音比が設定された臨界値の信号対干渉および雑音比よりも小さい場合に前記到達パワーを算出する、請求項１０に記載のパワー制御方法。
【請求項１２】
前記算出された到達パワーに基づいて前記使用者端末が干渉パワーを減少させても目標値の信号対干渉および雑音比を達成することができない最悪条件使用者端末であるか、または干渉パワーを減少させて前記目標値の信号対干渉および雑音比を達成することができる救済使用者端末であるかを判断する段階を更に含む、請求項１０に記載のパワー制御方法。
【請求項１３】
前記救済使用者端末であるかを判断する段階は、
前記算出された到達パワーは負の値が０に設定される演算により算出され、前記算出された到達パワーの自乗が０である場合に、前記使用者端末が自身が最悪条件使用者端末であると判断する段階と、
前記算出された到達パワーの自乗が０でない場合には、前記使用者端末が救済使用者端末であると判断する段階と
を更に含む、請求項１２に記載のパワー制御方法。
【請求項１４】
前記使用者端末は、自身が救済使用者端末であると判断された場合に、前記干渉情報を生成してサービング基地局に伝送する、請求項１２に記載のパワー制御方法。
【請求項１５】
複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、使用者端末に伝送される信号パワーを制御する基地局のパワー制御装置であって、
使用者端末または隣接セクタから干渉情報であって、隣接したセクタによる干渉パワーに基づいて算出され、干渉がある隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示すパワースケーリング比率を含む干渉情報を受信する干渉情報受信部と、
前記使用者端末から受信された干渉情報を該当する隣接セクタに伝送する干渉情報伝送部と、
前記隣接セクタから受信されたパワースケーリング比率に基づいて処理量利得および処理量損失をそれぞれ算出し、前記算出された処理量利得および処理量損失に基づいて信号パワーを調節するか否かを判断するパワースケーリング比率算出部と、
前記信号パワーを調節すると判断される場合には、前記パワースケーリング比率に基づいて信号パワーを減少させるパワー調節部と
を含む、パワー制御装置。
【請求項１６】
前記パワースケーリング比率算出部は、前記隣接セクタから少なくとも一つのパワースケーリング比率を受信した場合には、受信されたパワースケーリング比率のうちの最も小さい値を有するパワースケーリング比率を選択する、請求項１５に記載のパワー制御装置。
【請求項１７】
前記パワー制御装置は、
干渉信号のパワーを減少させて目標とする信号対干渉および雑音比を達成することができる救済使用者端末であると判断された使用者端末から干渉情報を受信する、請求項１５に記載のパワー制御装置。
【請求項１８】
複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、基地局により伝送される信号パワーが制御されるようにする使用者端末のパワー制御装置であって、
基地局から受信される信号に対する信号対干渉および雑音比を算出する信号対干渉および雑音比算出部と、
前記算出された信号対干渉および雑音比に基づいて干渉信号を判断し、前記干渉信号に該当する隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示すパワースケーリング比率を算出するパワースケーリング比率算出部と、
前記算出されたパワースケーリング比率と当該隣接セクタのＩＤとを含む干渉情報をサービング基地局に伝送する干渉情報伝送部と
を含む、パワー制御装置。
【請求項１９】
前記算出された信号対干渉および雑音比に基づいて干渉信号の干渉パワーが設定された目標値の信号対干渉および雑音比に到達するために減少されなければならない到達パワーを算出し、算出された到達パワーに基づいて当該使用者端末が干渉信号から救済される救済端末であるかを判断する端末分類部
を更に含む、請求項１８に記載のパワー制御装置。
【請求項２０】
前記パワースケーリング比率は、前記到達パワーを前記干渉信号のパワーで割って算出された値である、請求項１９に記載のパワー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セル間干渉（inter-cell interference）を制御する方法に関し、より詳しくは、無線通信システムにおいてセル間干渉を除去するためのパワー制御を分散させて行う方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多重経路（Multi-path）電波環境において、スペクトル効率が非常に良く、シンボル間干渉（inter-symbol interference、ＩＳＩ）に強い直交周波数多重分割接続（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access、以下、「ＯＦＤＭＡ」という）方式は、未来のブロードバンド無線通信システム（future broadband wireless communication system）で効果的な技術として考慮されている。ＯＦＤＭＡ基盤無線通信システムにおいて、セル間干渉を除去する副搬送波（subcarrier）の直交性のために、搬送波間干渉（inter-carrier interference）は無視するに値する。
【０００３】
しかしながら、システムの処理量の増加のために適用されている周波数再使用（frequency reuse factor；ＦＲＦ）により、総帯域幅の全てのセクタで全て再使用されることがあるが、この場合、セル間干渉が主な干渉となる。したがって、周波数再使用をする無線通信システムにおけるセル間干渉は、システムの性能を制限する要素となり、これによって、セル間干渉を調整する技術は、システムの性能を向上させるのに重要であり、特に、セルエッジ（cell edge）でシステムの性能を向上させることができる。一般的な干渉調整技術を考察すると、副チャンネルが総帯域幅の全域に分散された副搬送波からなり、互いに異なる周波数再使用係数が各副チャンネルに割り当てられることを仮定している。したがって、特定の副チャンネルで一人の使用者が獲得できるデータ比率は、周波数ダイバーシティの効果を平均化する干渉により周波数再使用係数に基づいて変化する。この場合、全ての副チャンネルに対する周波数再使用係数割り当て情報を収集し、これに基づいて全てのセル間干渉調整を行う。しかしながら、このような調整技術において仮定している副チャンネルが分散された副搬送波からなるという内容は、実際のシステムでは有効でないという問題点がある。
【０００４】
また、他の干渉調整技術としては、互いに異なる時間尺度（time scale）で無線ネットワーク制御器（radio network controller：ＲＮＣ）および基地局（base station）でそれぞれ行われる資源割り当て過程の２種類のレベルから構成されたセミ分散（semi-distributed）方式がある。無線ネットワーク制御器は、支配的な干渉（dominant interference）だけが存在するという仮定下で、多重セル環境で使用者および無線チャンネルの最適な組み合わせを捜し出し、基地局は、短い期間に瞬間的なチャンネル利得（short term instantaneous channel gain）に基づいて実際の使用者選択を行う。しかしながら、このような方式は、使用者に対する公正性がないという問題点がある。
【０００５】
更に、他の技術としては、セミ分散方式とは異なる完全分散方式（fully distributed scheme）がある。この方式は、セルにより発生する干渉を減少させることよりも重要な容量（capacity）に十分に寄与しないセル内での伝送はスイッチオフ（switched off）される。また、単純化されたスイッチオフ臨界値を誘導するいくつかの仮定を提示しているが、使用者端末数が多い場合には干渉を効果的に除去することができない。
【０００６】
このように、既存の技術は、システム全体の処理量を極大化するためのものであり、セルエッジ使用者の性能は保障していない。特に、全体の処理量を向上させるために、セルエッジ使用者の処理量は無視している。
【０００７】
ユビキタス（ubiquitous）を提供する無線通信システムにおいて、セルエッジ使用者に対する処理量の保障は非常に重要であり、セルエッジ使用者の性能を考慮した干渉調整技術として、干渉ランダム化（interference randomization）方式、干渉除去（interference cancellation）方式、そしてソフト周波数再使用および断片的周波数再使用を使用する干渉調整方式などがある。
【０００８】
しかしながら、この方式は、セル中央の使用者の性能の低下によってセルエッジ使用者の性能を改善するものであり、セルエッジ使用者の伝送率は保障しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国公開特許第２００８−００１４８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、無線通信システムにおいて、セル間干渉を効果的に除去することができるパワー制御方法およびその装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明が解決しようとする課題は、無線通信システムにおいて、セルエッジ使用者の伝送率を保障することができるパワー制御方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法は、複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、基地局が使用者端末に伝送される信号パワーを制御する方法であって、使用者端末から干渉情報（前記干渉情報は、隣接したセクタによる干渉パワーに基づいて算出され、干渉がある隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示す情報を含む）を受信する段階と、前記受信された干渉情報を該当する隣接セクタに伝送する段階と、隣接セクタから干渉情報を受信する場合に、前記干渉情報に基づいて前記使用者端末に伝送される信号パワーを調節する段階と、を含む。
【００１３】
本発明の他の特徴によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法は、複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、使用者端末が基地局により伝送される信号パワーが制御されるようにするパワー制御方法であって、使用者端末が基地局から受信される信号に対する信号対干渉および雑音比を算出する段階と、前記算出された信号対干渉および雑音比に基づいて干渉信号の干渉パワーが設定された目標値の信号対干渉および雑音比に到達するために減少されなければならない到達パワーを算出する段階と、前記算出された到達パワーに基づいて前記干渉信号に該当する隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示す干渉情報を生成する段階と、前記干渉情報をサービング基地局に伝送する段階とを含む。
【００１４】
本発明の更に他の特徴によるセル間干渉除去のためのパワー制御装置は、複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、使用者端末に伝送される信号パワーを制御する基地局のパワー制御装置であって、使用者端末または隣接セクタから干渉情報（前記干渉情報は、隣接したセクタによる干渉パワーに基づいて算出され、干渉がある隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示すパワースケーリング比率を含む）を受信する干渉情報受信部と、前記使用者端末から受信された干渉情報を該当する隣接セクタに伝送する干渉情報伝送部と、前記隣接セクタから受信されたパワースケーリング比率に基づいて処理量利得および処理量損失をそれぞれ算出し、前記算出された処理量利得および処理量損失に基づいて信号パワーを調節するか否かを判断するパワースケーリング比率算出部と、前記信号パワーを調節すると判断される場合には、前記パワースケーリング比率に基づいて信号パワーを減少させるパワー調節部とを含む。
【００１５】
また、本発明の更に他の特徴によるセル間干渉除去のためのパワー制御装置は、複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境において、基地局により伝送される信号パワーが制御されるようにする使用者端末のパワー制御装置であって、基地局から受信される信号に対する信号対干渉および雑音比を算出する信号対干渉および雑音比算出部と、前記算出された信号対干渉および雑音比に基づいて干渉信号を判断し、前記干渉信号に該当する隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを示すパワースケーリング比率を算出するパワースケーリング比率算出部と、前記算出されたパワースケーリング比率と当該隣接セクタのＩＤとを含む干渉情報をサービング基地局に伝送する干渉情報伝送部と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施例によれば、無線通信システムの下向リンクでセル間干渉を発生させるソースを抑制することができ、セルエッジ使用者の処理量性能をより向上させることができる。特に、また、セル全体の処理量損失が処理量利得および費用の計算によって適当なレベルに維持されるようにし、これによってセルエッジに対するシステムの性能を向上させ、結果的にセルエッジ使用者の基本的なデータ伝送率を保障することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例による下向リンクサブフレームの構造を示した例である。
【図２】使用者端末で行われる本発明の実施例によるパワー制御方法を示したフローチャートである。
【図３】基地局で行われる本発明の実施例によるパワー制御方法を示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施例による基地局の構造図である。
【図５】本発明の実施例による使用者端末の構造図である。
【図６】本発明の実施例によるパワー制御方法を適用したシミュレーション環境に応じたパラメターを示した図面である。
【図７】本発明の実施例によるパワー制御方法を第１ないし第４形態でそれぞれ実現して、パワー制御を行わない場合と比較して処理量性能を示したグラフである。
【図８】本発明の実施例によるパワー制御方法を第１ないし第４形態でそれぞれ実現して、パワー制御を行わない場合と比較して処理量性能を示したグラフである。
【図９】本発明の実施例によるパワー制御方法を第１ないし第４形態でそれぞれ実現して、パワー制御を行わない場合と比較して処理量性能を示したグラフである。
【図１０】本発明の実施例によるパワー制御方法を第１ないし第４形態でそれぞれ実現して、パワー制御を行わない場合と比較して処理量性能を示したグラフである。
【図１１】総平均セクタ処理量をセルエッジ使用者端末（ＣＥＵ）に対する処理量およびセル中心使用者端末（ＣＣＵ：cell center user）に対する処理量と共にシミュレーションした結果を示した図面である。
【図１２】総平均セクタ処理量をセルエッジ使用者端末（ＣＥＵ）に対する処理量およびセル中心使用者端末（ＣＣＵ：cell center user）に対する処理量と共にシミュレーションした結果を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかしながら、本発明は、多くの相異する形態に実現され、ここで説明する実施例に限定されない。そして、図面では、本発明を明確に説明するために、説明に関係ない部分は省略し、明細書全体にかけて類似する部分については、類似する図面符号を付けた。
【００１９】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、明細書に記載された「…部」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせで実現される。
【００２０】
本明細書で、使用者端末（User Terminal、ＵＴ）は、移動局（Mobile Station、ＭＳ）、端末（terminal）、移動端末（mobile Terminal、ＭＴ）、加入者局（Subscriber Station、ＳＳ）、携帯加入者局（Portable Subscriber Station、ＰＳＳ）、使用者装置（User Equipment、ＵＥ）、接近端末（Access Terminal、ＡＴ）などを指称することもでき、移動端末、加入者局、携帯加入者局、使用者装置などの全部または一部の機能を含むこともできる。
【００２１】
本明細書で、基地局（Base Station、ＢＳ）は、接近点（Access Point、ＡＰ）、無線接近局（Radio Access Station、ＲＡＳ）、ノードＢ（Ｎｏｄｅ  Ｂ）、送受信基地局（Base Transceiver Station、ＢＴＳ）、ＭＭＲ（mobile Multihop Relay）―ＢＳなどを指称することもでき、接近点、無線接近局、ノードＢ、送受信基地局、ＭＭＲ―ＢＳなどの全部または一部の機能を含むこともできる。
【００２２】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００２３】
本発明の実施例による無線通信環境は、複数のセルからなって一つのセルが複数のセクタに分けられている多重セル環境である。このような環境における下向リンクで、利得および費用分析（gain-and-cost analysis）に基づいて隣接セクタの伝送パワーを調整して、セル間干渉制御を行う。
【００２４】
図１は本発明の実施例による下向リンクサブフレームの構造を示した例である。
【００２５】
添付した図１に示されているように、本発明の実施例による下向リンクサブフレームは、２７個のＯＦＤＭＡシンボルからなる。ここで、最初の３個のシンボルはプリアンブルおよびＦＣＨ（frame control header）であり、残りのシンボルはデータ副搬送波およびパイロット副搬送波からなるデータシンボルである。
【００２６】
データシンボルは、周波数ドメイン上における１８個の隣接した副搬送波および時間ドメイン上における６個の隣接したシンボルから構成され、これは基本伝送単位を示す。基本伝送単位は、資源単位（resource unit：ＲＵ）とも命名される。
【００２７】
各使用者に対する資源割り当て、つまりスケジューリングおよびパワー割り当てが資源単位（ＲＵ）で行われる。本発明の実施例によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法は、使用者スケジューリングが行われた後に行われる。
【００２８】
具体的に、使用者端末別に、上向リンクトラフィックバースト伝送のために使用される使用帯域幅、変調、およびコーディング方式を割り当てる使用者スケジューリングが行われる。使用者スケジューリングは、各資源単位で行われ、各資源単位で同一なパワー、つまり伝送パワー割り当てが行われる。ここで、全ての使用者に同一な時間区間を割り当てるラウンドロビン（round-robin：ＲＲ）スケジューリング方式、比例工程（proportional fairness：ＰＦ）スケジューリング方式などが使用され、その他にも、当業者が使用可能な他のスケジューリング方式が使用されてもよい。
【００２９】
使用者スケジューリングが行われた後に、本発明の実施例による使用者端末から提供される情報に基づいて伝送パワーを調節する過程が行われる。パワー調節過程は、互いに異なるセクタのパイロットが互いに直交性を有するということを基本的に仮定する。特に、この過程では、各使用者端末は隣接したセクタによる干渉パワーを算出し、これに基づいて干渉がある隣接セクタの基地局がどのくらい伝送パワーを減少させなければならないかを自身が属するセクタの基地局、つまりサービング（serving）基地局に通知する。サービング基地局は、使用者端末から提供される情報を干渉がある隣接基地局に報告し、基地局は、セルエッジでの処理量と処理量全体とのトレードオフ（tradeoff）を考慮して、伝送パワーの制限を受諾するか否かを決定する。
【００３０】
次に、本発明の実施例によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法について、より具体的に説明する。
【００３１】
最も低いレベルの変調およびコーディング方式（modulation & coding schemes：ＭＣＳ）では基本データ伝送が保障されないセルエッジ使用者（cell edge user：ＣＥＵ）を定義する。このために、信号対干渉および雑音比（signal to interference and noise ratio：以下、ＳＩＮＲと命名する）の臨界値ＳＩＮＲ  γthを決定し、これはセルエッジ使用者を他の使用者と区別するのに使用される。
【００３２】
各使用者端末は、基地局から受信される信号に対するＳＩＮＲを算出し、算出されたＳＩＮＲが臨界値ＳＩＮＲ  γthよりも小さい場合には、当該使用者端末はＣＥＵに分類される。一方、各使用者端末ごとに目標とするＳＩＮＲが決定され、これを説明の便宜上、目標値ＳＩＮＲ  γtargetと命名する。目標値ＳＩＮＲは、最も低いレベルのＭＣＳを満たすように設定される。ＭＣＳのレベルに応じて符号率および変調方式が変化し、例えばレベルが低いほど符号率が低い。
【００３３】
臨界値ＳＩＮＲおよび目標値ＳＩＮＲは次のような関係を満たす。
【００３４】
【数１】
2010136376.tif 000003
【００３５】
本発明の実施例によるパワー制御方法は、干渉パワー（interference power）を減少させて、使用者端末におけるＳＩＮＲが目標値ＳＩＮＲ  γtargetに到達するようにする。
【００３６】
図２および図３は本発明の実施例によるパワー制御方法のフローチャートであって、特に、図２は使用者端末で行われる過程を示した図面であり、図３は基地局で行われる過程を示した図面である。
【００３７】
先ず、使用者スケジューリングが行われた後に、図２でのように、ｓ番目の基地局ＢＳsと通信する使用者端末は、受信された信号のＳＩＮＲを算出する（Ｓ１００）。ここで、ＳＩＮＲは、次のように示すことができる。
【００３８】
【数２】
2010136376.tif 000004
【００３９】
基地局ＢＳsの伝送パワーである信号パワーを示し、Ｐkは支配的な干渉パワー（dominant interference power）を示し、Ｐiはその他の干渉パワーを示す。Ｐsｈsは信号パワーＰsを有するｓ番目の基地局ＢＳsから使用者端末により受信される信号の強度（strength）を示し、ｈsは使用者端末とｓ番目の基地局ＢＳsとの間のチャンネル利得を示す。
【００４０】
使用者端末は、受信された信号のＳＩＮＲを臨界値ＳＩＮＲと比較し（Ｓ１１０）、受信信号のＳＩＮＲが臨界値ＳＩＮＲ  γthよりも小さい場合には、次の過程を行い、受信された信号のＳＩＮＲが臨界値ＳＩＮＲ  γthよりも大きかったり同一である場合には、以後の動作（過程）を行わない（Ｓ１２０）。
【００４１】
受信信号のＳＩＮＲが臨界値ＳＩＮＲ  γthよりも小さい場合には、使用者端末は、到達パワーＰreducedを算出する（Ｓ１３０）。
【００４２】
目標値ＳＩＮＲ  γtargetに到達するためには、受信側（使用者端末）における支配的な干渉パワーＰkは減少しなければならないが、この時の到達パワーＰreducedを次のように示すことができる。到達パワーＰreducedは、目標値ＳＩＮＲ  γtargetに到達するために支配的な干渉パワーＰkが減少しなければならないパワーを示す。
【００４３】
【数３】
2010136376.tif 000005
【００４４】
ここで、＋は負の値が０に設定される演算を示す。
【００４５】
到達パワーＰreducedが０になる場合には、支配的な干渉パワーＰkを減少させるだけでは目標値ＳＩＮＲ  γtargetを達成するのは不可能である。本発明の実施例では、このような条件にある使用者端末を「最悪条件使用者端末（worst user）」と命名する。最悪条件使用者端末については、別途のパワー制御を行わない。
【００４６】
一方、到達パワーＰreducedが０よりも大きい場合には、到達パワーＰreducedは当該使用者端末に対する支配的な干渉パワーとなる。つまり、干渉パワーを減少させて目標値ＳＩＮＲ  γtargetを達成しようとする使用者端末に対する支配的な干渉パワーとなる。このような条件にある使用者端末を「救済使用者端末（saving user）」と命名する。
【００４７】
このように、本発明の実施例における使用者端末は、最悪条件使用者端末と救済使用者端末とに分類され、救済使用者端末に対してセル間干渉を抑制するためのパワー制御が行われる。
【００４８】
使用者端末は、目標値ＳＩＮＲ  γtargetに到達するために減少しなければならない支配的な干渉パワーＰkである到達パワーＰreducedを算出し、算出された到達パワーＰreducedの積が０よりも大きいかを判断する（Ｓ１４０）。つまり、Ｐreduced・Ｐreduced＞０の条件を満たす場合には、自身が救済使用者端末であると判断し（Ｓ１５０）、以後の過程を行う。反面、Ｐreduced・Ｐreduced＞０の条件を満たさない場合には、以後の過程を行わずに終了する（Ｓ１２０）。
【００４９】
使用者端末が自身が救済使用者端末であると判断する場合には、次のようにパワースケーリング比率を算出する（Ｓ１６０）。
【００５０】
【数４】
2010136376.tif 000006
【００５１】
ここで、Ｓは干渉があるセクタにある基地局の放射パワー（radiated power）を調節するための積算因子である。つまり、支配的な干渉パワー Ｐk を有する信号を伝送している隣接基地局の信号の強度を到達パワー Ｐreduced に基づいて調節するための因子である。
【００５２】
次に、使用者端末は、このような情報、つまり支配的な干渉パワーを提供する基地局に対する情報（例えば、当該基地局が含まれているセクタのＩＤ）と、それに伴うパワースケーリング比率を含む干渉情報とを自身の基地局、つまりサービング基地局に通知する（Ｓ１７０）。ここで、使用者端末は、伝送パラメター（例えば、伝送速度（Data Rate）、符号化率（Code Rate）、変調方式（Modulation Order）など）を決定するのに使用されるチャンネル品質情報（channel quality information：ＣＱＩ）に前記干渉情報を含ませて伝送することができる。
【００５３】
一方、サービング基地局は、使用者端末から干渉情報を受信する場合には（Ｓ３００）、図３でのように、支配的な干渉のソースが存在する隣接セクタにこれを伝達する。つまり、干渉情報に含まれているセクタのＩＤに含まれている基地局に干渉情報に含まれているパワースケーリング比率Ｓを伝送する（Ｓ３１０）。このように干渉情報を当該セクタの基地局に伝送する過程は、定められた周期により行われたり、またはランダムに行われる。このような間接情報伝達過程により、それぞれの基地局は、少なくとも一つのパワースケーリング比率を隣接セクタから受信するようになる。もちろん、前記サービング基地局も、隣接セクタの基地局から少なくとも一つのパワースケーリング比率を受信するようになる（Ｓ３２０）。
【００５４】
少なくとも一つのパワースケーリング比率を隣接基地局から受信した後に、当該基地局（もちろん、干渉情報を伝送した使用者端末のサービング基地局も含まれる）は、受信された少なくとも一つのパワースケーリング比率のうちの最も小さい値を有するパワースケーリング比率を選択する（Ｓ３３０）。ここで、基地局は、現在のスケジューリングおよびパワー割り当てが行われる伝送単位ＲＵｋ上の使用者端末が救済使用者端末でない場合に、以下の過程を行う（Ｓ３４０）。これは、本発明の実施例によるパワー制御方法は救済使用者端末に焦点を合わせたものであり、干渉制御対象から除外されてはならないためである。もし、使用者端末が救済使用者端末である場合には、選択したパワースケーリング比率を無視して過程を終了する（Ｓ３５０）。一方、ここで、基地局は、現在のスケジューリングおよびパワー割り当てが行われる伝送単位ＲＵｋ上の使用者端末が救済使用者端末でないという前提条件を示す情報を隣接基地局から受信することができる。
【００５５】
最も小さい値を有するパワースケーリング比率を選択した後に、選択されたパワースケーリング比率に基づいて伝送パワーを調節するか否かを決定する。先ず、選択されたパワースケーリング比率で信号を処理した時の利得である処理量利得（throughput gain）と、選択されたパワースケーリング比率で信号を処理した時の損失である処理量損失（throughput loss）とをそれぞれ算出する（Ｓ３６０）。
【００５６】
処理量利得ＴＰgainは、選択されたパワースケーリング比率を有する信号の個数Ｎｓと処理量利得の最も低い比率との積により算出され、次のように示すことができる。
【００５７】
【数５】
2010136376.tif 000007
【００５８】
ここで、ｆ（  ）はＳＩＮＲを伝送比率で示す関数であり、γtargetは使用者端末の目標値ＳＩＮＲを示す。処理量利得の最も低い比率は使用者端末の目標値ＳＩＮＲを伝送比率で示したものである。
【００５９】
処理量損失ＴＰlossは次のように算出される。
【００６０】
【数６】
2010136376.tif 000008
【００６１】
つまり、処理量損失ＴＰlossは、信号パワーＰsによる伝送比率から選択されたパワースケーリング比率に応じて信号パワーＰsを調節した場合の伝送比率を減算して獲得される。前記数式６に基づいて、もし、現在の伝送単位ＲＵｋ上の最悪条件使用者端末からパワースケーリング比率Ｓを受信する場合には、処理量損失ＴＰlossが０になることは容易に分かる。
【００６２】
前述のように、処理量利得ＴＰgainおよび処理量損失ＴＰlossをそれぞれ算出した後に、これを設定パラメターの処理量臨界値ＴＰthと比較して、次の条件を満たすかを判断する（Ｓ３７０）。
【００６３】
【数７】
2010136376.tif 000009
【００６４】
つまり、処理量利得ＴＰgainから処理量損失ＴＰlossを減算した値が処理量臨界値ＴＰthよりも大きいかを判断する。このような条件を満たす場合には、基地局は、選択されたパワースケーリング比率に基づいて伝送パワーを調節する（Ｓ３８０）。したがって、調節された伝送パワー、つまり放射パワーに基づいて信号が伝送される。
【００６５】
しかしながら、処理量利得ＴＰgainから処理量損失ＴＰlossを減算した値が処理量臨界値ＴＰthよりも小さかったり同一である場合には、別途のパワー調節を行わない（Ｓ３５０）。
【００６６】
前述のようなパワー制御方法は、スケジューリングが行われた後に行われ、伝送単位別に行われる。
【００６７】
一方、前述の本発明の実施例によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法は、必要に応じてより単純化させることができる。
【００６８】
第一に、救済使用者端末と判断された使用者端末のみが干渉情報（干渉ソースを提供する基地局のセクタのＩＤ、パワースケーリング比率）をサービング基地局に伝送するのではなく、サービング基地局によりスケジューリングされた全てのセルエッジ使用者が干渉情報をサービング基地局に伝送することができる（第１単純化方式）。この場合には、各使用者端末において、受信信号のＳＩＮＲおよびこれに基づく到達パワーＰreducedに基づいて自身が救済使用者端末であるかを判断する過程を行わなくても良く、これによって本発明の実施例によるパワー制御方法がより単純化される。
【００６９】
第二に、パワースケーリング比率Ｓを直ちに「０」に設定することができる。つまり、パワースケーリング比率のうちの最も小さい伝送率を満たす値を選択するのではなく、パワースケーリング比率を「０」に設定して、以後の過程を行う。この状況で「０」のパワースケーリング比率を選択した基地局は、ある程度スイッチ―オフされる（第２単純化方式）。
【００７０】
第三に、基地局が処理量利得および処理量損失を算出し、これに基づいてパワースケーリング比率を適用するか否かを判断する過程を省略することができる。つまり、このような過程なく直ちに選択されたパワースケーリング比率に基づいて伝送パワー調節を行うことができる（第３単純化方式）。
【００７１】
第１単純化方式は、より多くの信号が発生するようにするが、使用者端末側における計算量を顕著に減少させることができる。また、第２単純化方式は、可能な数量化ビット（ｂｉｔ）を減少させることができる。
【００７２】
したがって、本発明の実施例によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法に前記の単純化方式を適用することによって、次のように４つの形態で実現することができる。
【００７３】
１）第１ないし第３単純化方式を適用せず、図２および図３によりパワー制御を行なう第１形態
２）図２および図３によりパワー制御を行いながら、第３単純化方式を適用する第２形態
３）図２および図３によりパワー制御を行いながら、第２および第３単純化方式を適用する第３形態
４）図２および図３によりパワー制御を行いながら、第１ないし第３単純化方式を全て適用する第４形態
【００７４】
当業者であれば、前述の図２および図３に基づいて、本発明の実施例によるパワー制御方法に前記の第１ないし第３単純化方式のうちの少なくとも一つを適用させることを容易に実現することができるので、ここではこれに関する詳細な説明は省略する。
【００７５】
このように、本発明の実施例によるパワー制御方法は、主要干渉ソースを抑制して、セルエッジ使用者端末に対する処理量を向上させることに焦点が合わせられており、パワー制御過程が使用者端末で行われる部分と基地局で行われる部分とに分散されて処理される。
【００７６】
使用者端末に対するスケジューリングが行われた後に、パワースケーリング比率が算出され、これが基地局にフィードバックされて、基地局は、セルエッジの性能とセル全体の性能との間でトレードオフを達成するために、受信されたパワースケーリングに基づいてパワーを減少させるか否かを決定し、特に、処理量利得および処理量損失に基づいてパワーを減少させるか否かを決定する。
【００７７】
結果的に、本発明の実施例によれば、制御可能なセル全体の処理量損失によって、セルエッジ使用者端末に対する処理量を向上させる効果を提供することができる。特に、セルの全体的な処理量性能損失が処理量利得および費用計算によって適当なレベルに維持される間に、セルエッジ使用者に対するシステムの性能は向上し、結果的に、セルエッジ使用者の基本データ伝送は保障される。
【００７８】
前述のような本発明の実施例によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法を実現するための本発明の実施例によるパワー制御装置は、次のような構造からなる。
【００７９】
図４は本発明の実施例によるパワー制御装置を含む基地局の構造図であり、図５は本発明の実施例によるパワー制御装置を含む使用者端末の構造図である。以下、説明の便宜上、基地局に含まれているパワー制御装置を「第１パワー制御装置」と命名し、使用者端末に含まれているパワー制御装置を「第２パワー制御装置」と命名する。
【００８０】
添付した図４に示されているように、基地局１００に含まれる第１パワー制御装置１１０は、スケジューリング部１１１、干渉情報受信部１１２、干渉情報伝達部１１３、パワースケーリング比率選択部１１４、そしてパワー調節部１１５を含む。
【００８１】
スケジューリング部１１１は、伝送単位別に使用者端末に対するスケジューリングを行い、干渉情報受信部１１２は、少なくとも一つの使用者端末から干渉情報を受信したり、他の基地局からパワースケーリング比率を受信する。干渉情報伝達部１１３は、少なくとも一つの使用者端末から干渉情報を当該基地局に伝送する。
【００８２】
パワースケーリング比率選択部１１４は、受信された少なくとも一つの干渉情報に含まれているパワースケーリング比率をパワー調節部１１５に伝達し、パワー調節部１１５は、パワースケーリング比率に基づいてパワー調節を行う。
【００８３】
また、使用者端末２００に含まれる第２パワー制御装置２１０は、図５に示されているように、ＳＩＮＲ算出部２１１、端末分類部２１２、パワースケーリング比率算出部２１３、そして干渉情報伝送部２１４を含む。
【００８４】
ＳＩＮＲ算出部２１１は、基地局から受信される信号に対するＳＩＮＲを算出し、端末分類部２１２は、目標値ＳＩＮＲに基づいて到達パワーを算出し、算出された到達パワーに基づいて自身が救済使用者端末であるか、または最悪条件使用者端末であるかを判断する。
【００８５】
パワースケーリング比率算出部２１３は、干渉があるセクタにある基地局の放射パワーを調節するためのパワースケーリング比率を算出する。この場合、使用者端末が救済使用者端末と判断された場合にのみパワースケーリング比率を算出することもできる。
【００８６】
干渉情報伝送部２１４は、算出されたパワースケーリング比率および干渉があるセクタのＩＤを含む干渉情報をサービング基地局に伝送する。
【００８７】
このような構造からなる本発明の実施例によるパワー制御装置は、前述のセル間干渉除去のためのパワー制御方法に基づいて動作し、当業者であれば、上記の方法に基づいて各パワー制御装置の動作を実現することができるので、ここではパワー制御装置の動作に対する詳細な説明は省略する。
【００８８】
前述のような本発明の実施例によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法およびその装置をシミュレーションしたところ、次のような結果を得ることができた。
【００８９】
本発明の実施例によるシミュレーションが行われた環境は次の通りである。
【００９０】
シミュレーションは、セクタ化されたセルラーＯＦＤＭＡ無線通信システムで行われ、使用者端末および基地局は単一アンテナを使用した。しかしながら、本発明の実施例によるパワー制御方法は、単一アンテナ使用環境に制限されず、多重アンテナ使用環境にも適用可能である。
【００９１】
一つのセルは指向性アンテナを有する３個のセクタからなり、８０２．１６ｍのフレーム構成を有する。各セクタに８．７５ＭＨｚチャンネル帯域幅の再使用を可能にし、総帯域幅は８６４個が使用された副搬送波からなる。使用者スケジューリングおよびパワー制御は伝送単位（ＲＵ）別に行われ、シミュレーション結果は一つの伝送単位に対して行われたものである。
【００９２】
ＥＥＳＭ（exponential effective SIR mapping）は、伝送単位（ＲＵ）の等価の有効ＳＩＮＲを計算するために、各副搬送波のｐｏｓｔ―ＳＩＮＲを結合させるのに使用され、ＳＣＭ（Spatial correlated channel model）が適用された。ラウンドロビンスケジューリングおよび比例工程スケジューリングが使用され、比例工程スケジューリングの場合には、ウィンドウの平均の大きさ（average window size）は「１００」とした。
【００９３】
臨界値ＳＩＮＲ  γthおよび目標値ＳＩＮＲ  γtargetはＢＬＥＲ（block error rate）曲線から獲得し、臨界値ＳＩＮＲ  γthは最も低いレベルのＭＣＳ方式の０．５ＢＬＥＲ地点に設定され、目標値ＳＩＮＲ  γtargetは最も低いレベルのＭＣＳ方式の０．０１ＢＬＥＲ地点（目標値ＢＬＥＲ）に設定された。臨界値処理量ＴＰthは、処理量利得ＴＰgainが処理量損失ＴＰlossよりも大きい場合には、パワー制御過程が容易に実行されることを意味する値である０に設定された。
【００９４】
このようなシミュレーション環境による基本的なパラメターは、図６に示された通りである。
【００９５】
図６は本発明の実施例によるパワー制御方法を適用したシミュレーション環境によるパラメターを示した図面である。
【００９６】
前述のようなシミュレーション環境下で、本発明の実施例によるセル間干渉除去のためのパワー制御方法を行った場合の性能を比較したところ、図７乃至図１０に示された結果を得た。
【００９７】
図７乃至図１０は本発明の実施例によるパワー制御方法を第１ないし第４形態でそれぞれ実現して、パワー制御を行わない場合と比較して処理量性能を示したグラフである。つまり、図７および図８は、ラウンドロビンスケジューリングを行った後に、パワー制御を行わない場合（調節ない）、第１ないし第３単純化方式を適用しない第１形態（Ａ）、第１ないし第３単純化方式の少なくとも一つを適用した第２形態（Ｂ）、第３形態（Ｃ）、第４形態（Ｄ）をそれぞれ行った場合に対するそれぞれの処理量（throughput）を累積密度関数（cumulative density function：ＣＤＦ）曲線で示した図面である。また、図９および図１０は、比例工程スケジューリングを行った後に行われたそれぞれの場合による処理量をＣＤＦ曲線で示した図面である。特に、図８および図１０は、図７および図９の左側に示されたボックス部分をそれぞれ拡大した図面である。
【００９８】
図８および図１０を参照すれば、本発明の実施例によるパワー制御方法を第１ないし第４形態で実現した場合、パワー制御を行わない場合に比べて、セルエッジ使用者端末に対してより優れた処理量性能を示すことが分かる。特に、本発明の実施例による第１ないし第４形態のパワー制御方法は、セル中心使用者端末は無視して、セルエッジ使用者端末により焦点を合わせてパワー制御を行い、第１形態から第３形態に行くほどセルエッジ使用者端末に対する処理量がより向上することが分かる。単にラウンドロビンスケジューリングを使用した第４形態の場合、いくつかの最悪条件使用者端末が全体の処理量を低下させて、セルエッジ処理量を改善させることができないパワースケーリング比率をフィードバックするためである。しかしながら、比例工程スケジューリングする場合、第４形態を適用しても、比例工程スケジューリングにより常にチャンネル変化のピークで使用者端末を選択するため、最悪条件使用者端末がパワースケーリング比率をフィードバックする場合が稀に発生して、ラウンドロビンスケジューリングした場合に比べてより優れた性能を示すことが分かる。
【００９９】
一方、図７と図９において、上部に該当するセル中心部分で、第１形態のＣＤＦ曲線が調節を行わない場合のＣＤＦ曲線に非常に近接することが分かる。反面、第２形態、第３形態、および第４形態のＣＤＦ曲線は、調節を行わない場合のＣＤＦ曲線から順次に遠ざかることが分かる。これは、セルエッジ処理量を増加させるために第１形態から第４形態に行くほどより単純化された方式でパワー制御する場合に、セル全体の処理量に応じてより多大な費用が必然的に要求されることを意味する。
【０１００】
図１１および図１２は総平均セクタ処理量を示すグラフであり、具体的に総平均セクタ処理量をセルエッジ使用者端末（ＣＥＵ）に対する処理量およびセル中心使用者端末（ＣＣＵ：cell center user）に対する処理量と共にシミュレーションした結果を示した図面である。ここで、瞬間的ｐｏｓｔ―ＳＩＮＲの代わりに平均ｐｏｓｔ―ＳＩＮＲを使用した。
【０１０１】
添付した図１１および図１２を参照すれば、単純化しない本発明の実施例による第１形態のパワー制御方法は、ＣＥＵに対して約５０％の処理量の増加を提供することが分かり、互いに異なるスケジューリング方式を使用してもほぼ同一な合計のセルの処理量性能を維持することが分かる。
【０１０２】
一方、本発明の実施例による第２形態、第３形態、そして第４形態のパワー制御方法をそれぞれ適用した場合、ＣＥＵのための厳格な保護がより大きいセル全体の性能損失を招くように、ＣＥＵおよびＣＣＵ性能間でトレードオフ（trade off）を形成することが分かる。
【０１０３】
図１１および図１２の相対的な統計結果を比較すれば、次の通りである。
【０１０４】
表１はラウンドロビンスケジューリング方式を行い、本発明の実施例による第１ないし第４形態によるそれぞれのパワー制御方法を行ったそれぞれの場合に対して、セルエッジ処理量および全体の処理量を比較したものである。
【０１０５】
【表１】
2010136376.tif 000010
【０１０６】
表２は比例工程スケジューリング方式を行い、本発明の実施例による第１ないし第４形態によるそれぞれのパワー制御方法を行ったそれぞれの場合に対して、セルエッジ処理量および全体の処理量を比較したものである。
【０１０７】
【表２】
2010136376.tif 000011
【０１０８】
本発明の実施例に使用されたパラメターは、各種の必要条件を有するシステムにより変化し、シミュレーションによる第１ないし第４形態によるパワー制御方法の性能は、使用者端末での計算量および基地局のセクタ間に要求されるシグナリング情報（signaling information）の量によって変化する。
【０１０９】
本発明の実施例は、前記で説明した装置および／または方法によってのみ実現されるものではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するためのプログラム、そのプログラムが記録された記録媒体などによって実現されることもでき、このような実現は、前述の実施例の記載から本発明が属する技術分野の専門家であれば簡単に実現することができるものである。
【０１１０】
以上で、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【図１】
2010136376.tif 000012
【図２】
2010136376.tif 000013
【図３】
2010136376.tif 000014
【図４】
2010136376.tif 000015
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010136376.tif 000019
【図９】
2010136376.tif 000020
【図１０】
2010136376.tif 000021
【図１１】
2010136376.tif 000022
【図１２】
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