(57)【要約】【課題】本発明はマルチユーザマルチポイント協調伝送方法および中央処理ユニットを開示している。【解決手段】本発明では、中央処理ユニットは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるユーザ端末からなる準協調ユーザグループを決定し、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされた瞬間チャネル状態情報に基づいて、協調伝送に参加するユーザ端末を決定する。瞬間チャネル状態情報を中央処理ユニットにフィードバックする必要があるのは、ただ準協調ユーザグループ内のユーザ端末だけであるため、本発明は瞬間チャネル情報のフィードバックオーバーヘッドを大幅に低減することができる。それに応じて、中央処理ユニットがユーザスケジューリングを行うときの計算複雑度を低減することもできる。【選択図】図１
2011130432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチユーザマルチポイント協調伝送方法であって、
中央処理ユニットは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるユーザ端末からなる準協調ユーザグループを決定し、
中央処理ユニットは、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされた瞬間チャネル状態情報に基づいて、最終的に協調伝送に参加するユーザ端末を決定する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値は、各ユーザ端末の中央値変動値の代表値である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各ユーザ端末の中央値変動値の代表値は、各ユーザ端末と全ての基地局との間の中央値変動値の最大値、または、各ユーザ端末と全ての基地局との間の中央値変動値の平均値である、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
準協調ユーザグループを決定した後に、中央処理ユニットは、準協調ユーザグループ内のユーザ端末に対し、ユーザ端末自身と全ての基地局との間の瞬間チャネル状態情報をフィードバックするよう通知する、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。
【請求項５】
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるユーザ端末からなる準協調ユーザグループを決定することは、
ユーザ端末が準協調ユーザグループに加入できるかどうかを判断する基準である閾値を決定し、
少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証する、
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６】
閾値を決定することは、
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の分散を算出し、
算出された分散を前記閾値の最大値として、前記閾値の最大値に基づいて前記閾値を決定する、
ことを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の分散を算出することは、
受信された全ての中央値変動値の分散を算出し、または、
受信された全ての中央値変動値の中から最大値と最小値を削除して、残りの中央値変動値の分散を算出する、
ことを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記閾値の最大値に基づいて前記閾値を決定することは、前記閾値をその最大値の０．６倍にする、ことを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させることは、
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートし、
全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させる、
ことを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートすることは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の降順で各ユーザ端末をソートする、ことを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートすることは、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数を算出して、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数の降順で各ユーザ端末をソートする、ことを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートすることは、ユーザ端末の中央値変動値の時間平均値を用いて、各ユーザ端末の中央値変動値に対して重み付けを行って、各重み付けされた値の降順で各ユーザ端末をソートする、ことを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートすることは、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数を算出し、ユーザ端末の中央値変動値の線形関数の時間平均値を用いて、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数に対して重み付けを行って、各重み付けされた値の降順で各ユーザ端末をソートする、ことを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させることは、
候補ユーザグループを全てのユーザ端末に（A={1,…,K}）、準協調ユーザグループを空に（G(t)=φ）、選択番号ｍを１に初期化するステップと、
数式
2011130432.tif 000017
によって準協調ユーザグループを決定するステップＡと、
G(t)内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数より小さい場合、m=m+1にして、ステップＡに戻るステップと、
G(t)内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上である場合、終了するステップと、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
中央処理ユニットであって、
各ユーザ端末からフィードバックされた各ユーザ端末と基地局との間の中央値変動値を受信する中央値変動値受信モジュールと、
各ユーザ端末からフィードバックされた各ユーザ端末と基地局との間の中央値変動値に基づいて、準協調ユーザグループを決定する準協調ユーザグループ決定モジュールと、
準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされたユーザ端末自身と各基地局との間の瞬間チャネル状態情報を受信する瞬間チャネル状態情報受信モジュールと、
準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされたユーザ端末自身と各基地局との間の瞬間チャネル状態情報に基づいて、最終的に協調伝送に参加するユーザ端末を決定するユーザスケジューリングモジュールと、
を含むことを特徴とする中央処理ユニット。
【請求項１６】
前記準協調ユーザグループ決定モジュールは、
ユーザ端末が準協調ユーザグループに加入できるかどうかを判断する基準である閾値を決定する閾値決定サブモジュールと、
少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証するユーザ端末選択サブモジュールと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の中央処理ユニット。
【請求項１７】
前記ユーザ端末選択サブモジュールは、
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートするソートサブユニットと、
全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証するユーザ端末選択サブユニットと、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の中央処理ユニット。
【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、無線通信システムにおけるマルチユーザマルチポイント協調伝送方法および中央処理ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチ基地局協調伝送技術は、既に近来の無線通信システムの研究のホットポイントの１つになっている。複数の基地局が連合してユーザのスケジューリングや、信号の送信を行うことにより、従来のセル間での不可避の干渉信号を有用なデータに転化することができ、周波数利用効率をさらに向上させることができる。特に、協調伝送に参加する複数の基地局が同時に複数のユーザにサービスを提供するとき、即ちマルチユーザマルチポイント協調伝送方法とも呼ばれるマルチユーザマルチ基地局協調伝送方法を採用するとき、セル平均スループットとセル端スループットの両方ともある程度向上することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、静的配置、動的配置、または半動的配置などの方法で、協調伝送に参加するユーザ端末を決定することができる。従来の動的配置のマルチ基地局協調伝送方法では、無線通信システムにおける各ユーザ端末は、まず、ユーザ端末自身の中央基地局へ、ユーザ端末自身と全ての協調基地局との間の瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要がある。各ユーザ端末とその協調基地局との間の瞬間チャネル状態情報を知った後に、無線通信システムにおいてデータ分析およびユーザスケジューリングを担当する中央処理ユニットは、各ユーザ端末の瞬間チャネル状態情報に基づいて、ユーザスケジューリングを行って、現在協調に参加するユーザ端末を決定する。従来のマルチ基地局協調伝送方法では、ユーザのスケジューリングは、各ユーザ端末からフィードバックされたユーザ端末自身と全ての基地局との間の瞬間チャネル状態情報に基づいて完成されるものであり、かつ瞬間チャネル状態情報は時間に伴う変化が比較的速くて、必要なフィードバック周期が比較的短いため、各ユーザ端末から各基地局へ大量のチャネル状態情報を頻繁にフィードバックする必要があり、ユーザ端末と基地局との間のシグナリング負荷が重くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、ユーザ端末と基地局との間のシグナリングオーバーヘッドを低減することができるマルチユーザマルチポイント協調伝送方法を提供している。
【０００５】
本発明の実施例に係るマルチユーザマルチポイント協調伝送方法において、中央処理ユニットは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるユーザ端末からなる準協調ユーザグループを決定し、中央処理ユニットは、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされた瞬間チャネル状態情報に基づいて、最終的に協調伝送に参加するユーザ端末を決定する、ことを含む。
【０００６】
ここで、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値は、各ユーザ端末の中央値変動値の代表値であり、例えば、各ユーザ端末と全ての基地局との間の中央値変動値の最大値、または、各ユーザ端末と全ての基地局との間の中央値変動値の平均値であってよい。
【０００７】
上記の方法は、準協調ユーザグループを決定した後に、中央処理ユニットは、準協調ユーザグループ内のユーザ端末に対し、ユーザ端末自身と全ての基地局との間の瞬間チャネル状態情報をフィードバックするよう通知する、ことをさらに含む。
【０００８】
ここで、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるユーザ端末からなる準協調ユーザグループを決定することは、ユーザ端末が準協調ユーザグループに加入できるかどうかを判断する基準である閾値を決定し、少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証する、ことを含む。
【０００９】
好ましくは、下記の方法を採用して前記閾値を決定するようにしてもよい。該方法は、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の分散を算出し、算出された分散を前記閾値の最大値として、前記閾値の最大値に基づいて前記閾値を決定する、ことを含む。好ましくは、閾値をその最大値の０．６倍にする。
【００１０】
ここで、中央処理ユニットは、受信された全ての中央値変動値の分散を算出し、または、受信された全ての中央値変動値の中から最大値と最小値を削除して、残りの中央値変動値の分散を算出するようにしてよい。
【００１１】
少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させることは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートし、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させる、ことを含む。
【００１２】
各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートすることは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の降順で各ユーザ端末をソートし、または、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数を算出して、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数の降順で各ユーザ端末をソートする、ことを含む。あるいは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートすることは、ユーザ端末の中央値変動値の時間平均値を用いて、各ユーザ端末の中央値変動値に対して重み付けを行って、各重み付けされた値の降順で各ユーザ端末をソートし、または、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数を算出し、ユーザ端末の中央値変動値の線形関数の時間平均値を用いて、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数に対して重み付けを行って、各重み付けされた値の降順で各ユーザ端末をソートする、ことを含む。
【００１３】
全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させることは、候補ユーザグループを全てのユーザ端末に（A={1,…,K}）、準協調ユーザグループを空に（G(t)=φ）、選択番号ｍを１に初期化するステップと、数式
2011130432.tif 000003
によって準協調ユーザグループを決定するステップＡと、G(t)内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数より小さい場合、m=m+1にして、ステップＡに戻るステップと、G(t)内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上である場合、終了するステップと、を含む。
【００１４】
本発明の実施例に係る中央処理ユニットは、各ユーザ端末からフィードバックされた各ユーザ端末と基地局との間の中央値変動値を受信する中央値変動値受信モジュールと、各ユーザ端末からフィードバックされた各ユーザ端末と基地局との間の中央値変動値に基づいて、準協調ユーザグループを決定する準協調ユーザグループ決定モジュールと、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされたユーザ端末自身と各基地局との間の瞬間チャネル状態情報を受信する瞬間チャネル状態情報受信モジュールと、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされたユーザ端末自身と各基地局との間の瞬間チャネル状態情報に基づいて、最終的に協調伝送に参加するユーザ端末を決定するユーザスケジューリングモジュールと、を含む。
【００１５】
ここで、準協調ユーザグループ決定モジュールは、ユーザ端末が準協調ユーザグループに加入できるかどうかを判断する基準である閾値を決定する閾値決定サブモジュールと、少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証するユーザ端末選択サブモジュールと、を含む。
【００１６】
ユーザ端末選択サブモジュールは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートするソートサブユニットと、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証するユーザ端末選択サブユニットと、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
上記からわかるように、本発明では、瞬間チャネル状態情報を中央処理ユニットにフィードバックする必要があるのは、全てのユーザ端末ではなく、ただ準協調ユーザグループ内のユーザ端末だけであるため、瞬間チャネル情報のフィードバックオーバーヘッドを大幅に低減することができる。それに応じて、中央処理ユニットが準協調ユーザグループ内でのみユーザスケジューリングを行うため、本発明は、中央処理ユニットがユーザスケジューリングを行うときの計算複雑度を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係るマルチユーザマルチポイント協調伝送方法のフローチャートである。
【図２】本発明の実施例に係る準協調ユーザグループを決定する方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例に係る中央処理ユニットの内部構成を示す図である。
【図４】準協調ユーザグループにおけるユーザ端末の数とユーザ端末の総数との比率が異なる値である場合の確率密度を示すグラフである。
【図５】本実施例に係る協調伝送方法および従来の協調伝送方法を採用するときのユーザ端末間の公平性因子と累積確率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
研究から明らかなように、マルチユーザマルチポイント協調の場合の総容量は、ユーザチャネルベクトルのノルムとユーザチャネルベクトル間の直交性との両方で決定されるものである。また、複数のユーザと複数の基地局との間で協調伝送するとき、瞬間チャネル状態情報に比べて、中長期チャネル統計値（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ）、即ち中央値変動値（Ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）は、チャネルベクトルのノルムの主要成分であって、かつ異なるリンク間の変動程度を決定するものである。そのため、中央値変動値は、ユーザスケジューリング過程でより重要な位置を占めるべきである。そして、瞬間チャネル状態情報に比べて、中央値変動値は、変化が遅くて、必要なフィードバック周期がより長くなるため、中央値変動値を十分に利用してユーザスケジューリングを行うと、ユーザ端末と基地局との間のシグナリングオーバーヘッドをさらに低減することができる。
【００２０】
上記の研究結果に基づいて、本発明の実施例では、マルチユーザマルチポイント協調伝送方法を提供している。本実施例で提供されている方法は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の無線通信システム、ＬＴＥ−Ａ（Ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ）の無線通信システム、および分散アンテナシステム（ＤＡＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ）に適用する。ＬＴＥやＬＴＥ−Ａの無線通信システムにおいて、上記の協調伝送に参加する基地局は、リモート無線装置（ＲＲＥ：Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）であってよい。分散アンテナシステム（ＤＡＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ）において、上記の協調伝送に参加する基地局は、リモートアクセスユニット（ＲＡＵ：Ｒｅｍｏｔｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｕｎｉｔ）であってよい。ＤＡＳにおいて、シングルセルの概念が弱化され、協調に参加する複数のＲＡＵによりカバーされたエリアが広義のセルと定義される。また、説明の便宜上、本実施例においてデータ分析およびユーザスケジューリングを行うユニットを中央処理ユニットと呼ぶ。説明すべきところとして、上記の中央処理ユニットは、例えばｅＮＢのようなＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ無線通信システムの既存の装置に位置するようにしてよく、システムにおける独立な装置であってもよい。
【００２１】
本実施例に係る方法では、中央処理ユニットは、まず、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるユーザ端末からなる準協調ユーザグループを決定し、その後、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされた瞬間チャネル状態情報に基づいて、協調伝送に参加するユーザ端末を決定する。本実施例では、各スケジューリング時刻において、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるのは、ただ準協調ユーザグループ内のユーザ端末だけであるため、ユーザ端末のフィードバック情報量を大幅に低減することができ、ユーザ端末と基地局との間のシグナリング負荷を軽減することができる。それに応じて、中央処理ユニットが準協調ユーザグループ内でのみユーザスケジューリングを行うため、本実施例は、中央処理ユニットがユーザスケジューリングを行うときの計算複雑度を低減することもできる。
【００２２】
図１は本発明の実施例に係るマルチユーザマルチポイント協調伝送方法のフローを示す。図１に示すように、本実施例に係る方法は主に以下のようなステップを含む。
【００２３】
ステップ１０１で、各ユーザ端末から中央処理ユニットへ中央値変動値をフィードバックする。
【００２４】
下り参照信号を長期的に統計することにより、各ユーザ端末は、全ての基地局との間の中央値変動値を取得することができる。該中央値変動値は、経路損失、陰影フェージング、およびアンテナ利得などの情報を含み、PLk,j,k=1,…,K,j=1,…,Nと記し、ここで、Kはユーザ総数を表し、Nは基地局の数を表す。
【００２５】
好ましくは、各ユーザ端末は、自身と全ての基地局との間の中央値変動値を一々中央処理ユニットへフィードバックする必要がなく、中央値変動値の代表値
2011130432.tif 000004
をフィードバックするだけでよい。例えば、ユーザ端末自身と全ての基地局との間の中央値変動値の最大値
2011130432.tif 000005
、または、ユーザ端末自身と全ての基地局との間の中央値変動値の平均値
2011130432.tif 000006
などである。
【００２６】
ステップ１０２で、中央処理ユニットは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要があるユーザ端末からなる準協調ユーザグループを決定する。
【００２７】
本実施例では、上記の準協調ユーザグループに含まれるユーザ端末は、協調伝送に参加する確率が比較的高くて、これらのユーザ端末が協調伝送を行うと、比較的高い協調伝送スループットを得ることができる。
【００２８】
なお、中央処理ユニットは、準協調ユーザグループを決定した後に、準協調ユーザグループ内のユーザ端末に対し、ユーザ端末自身と全ての基地局との間の瞬間チャネル状態情報をフィードバックするよう通知する。通知されないユーザ端末は、自身と全ての基地局との間の瞬間チャネル状態情報をフィードバックしないことになる。
【００２９】
ステップ１０３で、準協調ユーザグループ内のユーザ端末から中央処理ユニットへ、ユーザ端末自身と各基地局との間の瞬間チャネル状態情報をフィードバックし、中央処理ユニットは、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされた瞬間チャネル状態情報に基づいて、協調伝送に参加するユーザ端末を決定する。
【００３０】
本ステップでは、中央処理ユニットは、従来のスケジューリングアルゴリズムを採用して、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされた瞬間チャネル状態情報に基づいて、ユーザスケジューリングを行って、協調伝送に参加するユーザ端間を決定するようにしてよい。即ち、本ステップでは、中央処理ユニットは、準協調ユーザグループ内でのみユーザスケジューリングを行って、その中から協調伝送に参加するユーザ端末を決定する。
【００３１】
具体的に、本実施例では、中央処理ユニットは、図２に示すような方法を採用して準協調ユーザグループを決定するようにしてよい。図２に示すように、該方法は具体的に以下のようなステップを含む。
【００３２】
ステップ２０１で、ユーザ端末が準協調ユーザグループに加入できるかどうかを判断する基準である閾値を決定する。
【００３３】
具体的に、上記のステップ２０１は以下のようなステップを含むようにしてよい。
【００３４】
ステップ３０１で、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の分散を算出する。
【００３５】
例えば、各ユーザから中央値変動値の代表値のみをフィードバックすると、中央処理ユニットは
2011130432.tif 000007
の分散を算出する。
【００３６】
好ましくは、実際の応用では、上記のステップ３０１において、中央処理ユニットは、受信された全てのK個の値を統計し、即ち、全てのK個のユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の分散を算出するようにしてよい。または、まず受信されたK個の値の中から最大値と最小値を削除して、K-2個の値のみを統計し、即ち、K-2個のみのユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の分散を算出するようにしてもよい。
【００３７】
ステップ３０２で、算出された分散を上記閾値の最大値として、これに基づいて前記閾値を決定する。
【００３８】
説明すべきところとして、本実施例では、上記閾値の選択は、協調スループット、ユーザ端末間の公平性、フィードバックオーバーヘッドなどの性能に影響を与えることになる。閾値の低下に伴って、フィードバックオーバーヘッドが大幅に低減し、ユーザ端末間の公平性が明らかに向上するが、対価として協調スループットはある程度の損失が出ることが、実験により証明された。γ=0.6×γmaxである場合、上記の３つの性能パラメータの折衷をほぼ実現できることが、実験により証明できる。ここで、γは前記閾値であり、γmaxは前記閾値γの最大値である。
【００３９】
ステップ２０２で、少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が前記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調伝送グループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証する。
【００４０】
説明すべきところとして、本実施例では、中央処理ユニットは以下のような方法を採用して、少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択するようにしてよい。
【００４１】
ステップ４０１で、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、ユーザ端末をソートする。
【００４２】
本実施例では、中央処理ユニットは様々な方法を採用して、ユーザ端末をソートするようにしてよい。
【００４３】
例えば、ユーザ端末間の公平性を考慮せずに、毎回もスループットを最大化にすることができるユーザ端末をスケジューリングする場合、以下のような方法を採用するようにしてよい。
【００４４】
方法１で、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値の降順で各ユーザ端末をソートし、即ち、
2011130432.tif 000008
にする。
【００４５】
方法２で、例えば、
2011130432.tif 000009
のような各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数を算出して、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数の降順で各ユーザ端末をソートする。
【００４６】
また、例えば、ユーザ端末間の公平性を考慮した場合、以下のような方法を採用するようにしてよい。
【００４７】
方法３で、まず、ユーザ端末の中央値変動値の時間平均値（即ち、現時点までの時間上で求められたユーザ端末の中央値変動値の平均値）を用いて、各ユーザ端末の中央値変動値に対して重み付けを行って、各重み付けされた値の降順で各ユーザ端末をソートし、即ち、
2011130432.tif 000010
にする。ここで、
2011130432.tif 000011
は時刻tまでのユーザ端末kの中央値変動値の平均値を表し、特に、ユーザ端末がスケジューリングされていない時刻における中央値変動値は、０と記すべきである。
【００４８】
方法４で、まず、例えば、
2011130432.tif 000012
のような各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数を算出し、次いで、ユーザ端末の中央値変動値の線形関数の時間平均値を用いて、各ユーザ端末の中央値変動値の線形関数に対して重み付けを行って、例えば、
2011130432.tif 000013
を算出し、ここで、
2011130432.tif 000014
は時刻tまでのユーザ端末kの中央値変動値の線形関数の平均値を表し、最後に、各重み付けされた値の降順で各ユーザ端末をソートする。
【００４９】
上記の方法によれば、ユーザ端末を優先度の降順でソートすることができる。
【００５０】
ステップ４０２で、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が上記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証する。
【００５１】
具体的に、上記のステップ４０２は以下のようなステップを含むようにしてよい。
【００５２】
ステップ４０２１で、候補ユーザグループを全てのユーザ端末に（A={1,…,K}）、準協調ユーザグループを空に（G(t)=φ）、選択番号ｍを１に初期化する。
【００５３】
ステップ４０２２で、数式
2011130432.tif 000015
によって準協調ユーザグループを決定する。
【００５４】
ステップ４０２３で、G(t)内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数より小さい場合、m=m+1にして、ステップ４０２２に戻り、G(t)内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上である場合、終了する。
【００５５】
上記の協調伝送方法を除いて、本発明の実施例では、中央処理ユニットも提供している。その内部構成は図３に示すように、主に、各ユーザ端末からフィードバックされた各ユーザ端末と基地局との間の中央値変動値を受信する中央値変動値受信モジュールと、各ユーザ端末からフィードバックされた各ユーザ端末と基地局との間の中央地変動値に基づいて、準協調ユーザグループを決定する準協調ユーザグループ決定モジュールと、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされたユーザ端末自身と各基地局との間の瞬間チャネル状態情報を受信する瞬間チャネル状態情報受信モジュールと、準協調ユーザグループ内のユーザ端末からフィードバックされたユーザ端末自身と各基地局との間の瞬間チャネル状態情報に基づいて、協調伝送に参加するユーザ端末を決定するユーザスケジューリングモジュールと、を含む。
【００５６】
説明すべきところとして、上記の中央値変動値受信モジュールおよび瞬間チャネル状態情報受信モジュールは、直接にエアーインターフェースを介して各ユーザ端末からフィードバックされたチャネル状態情報を受信することができない。実際の応用では、まず、ユーザ端末から、ユーザ端末自身と基地局との間の中央値変動値および／または瞬間チャネル状態情報を、ユーザ端末自身の中央基地局にフィードバックしてから、中央基地局から有線リンクを介して中央処理ユニットにフィードバックする。
【００５７】
ここで、上記の準協調ユーザグループ決定モジュールは、ユーザ端末が準協調ユーザグループに加入できるかどうかを判断する基準である閾値を決定する閾値決定サブモジュールと、少なくとも１つのユーザ端末を基準ユーザ端末として選択し、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値といずれか１つの基準ユーザ端末のチャネル状態情報との差が上記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証するユーザ端末選択サブモジュールと、を含むようにしてよい。
【００５８】
上記のユーザ端末選択サブモジュールは、各ユーザ端末からフィードバックされた中央値変動値に基づいて、上記のような方法１〜方法４のいずれかを採用して、ユーザ端末をソートするソートサブユニットと、全てのユーザ端末のうち、中央値変動値とソート後の高優先度ユーザ端末のチャネル状態情報との差が上記閾値以下であるユーザ端末を選択して、準協調ユーザグループに加入させ、準協調ユーザグループ内のユーザ端末の数が、協調伝送に参加するユーザ端末の必要最小限の数以上であることを保証するユーザ端末選択サブユニットと、を含むようにしてよい。
【００５９】
上記の協調伝送方法および中央処理ユニットからわかるように、本発明では、瞬間チャネル状態情報を中央処理ユニットにフィードバックする必要があるのは、ただ準協調ユーザグループ内のユーザ端末だけであるため、瞬間チャネル情報のフィードバックオーバーヘッドを大幅に低減することができる。それに応じて、中央処理ユニットが準協調ユーザグループ内でのみユーザスケジューリングを行うため、中央処理ユニットがユーザスケジューリングを行うときの計算複雑度を低減することもできる。なお、中央処理ユニットが準協調ユーザグループを決定するときに、ユーザ端末間の公平性を考慮すると、本発明はユーザ端末間の公平性因子をさらに向上させることができる。
【００６０】
以下、シミュレーションにより、本発明の実施例に係る方法による有益な効果を詳しく説明する。以下のような表１は各シミュレーションパラメータを示す。
【００６１】
【表１】
2011130432.tif 000016
【００６２】
図４は、準協調ユーザグループにおけるユーザ端末の数とユーザ端末の総数との比率が異なる値である場合の確率密度を示す。図４の横軸は準協調ユーザグループにおけるユーザ端末の数とユーザ端末の総数との比率ηを表し、縦軸は確率密度を表す。全てのユーザ端末から瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要がある従来の協調伝送方法に比べて、ηの平均値は約７７．４％であり、つまり、本発明の実施例に係る方法を採用すると、約２２％の瞬間チャネル状態情報オーバーヘッドを節約することができる。そして、このオーバーヘッドの低減は、ユーザ端末の総数の増加、または、中央値変動値のフィードバック周期と瞬間チャネル状態情報のフィードバック周期との比率の増加に伴って、さらに低減する。
【００６３】
図５は、本実施例に係る協調伝送方法および従来の協調伝送方法を採用するときのユーザ端末間の公平性因子と累積確率との関係を示す。図５において、実線は従来の協調伝送方法を表し、点線は本実施例に係る協調伝送方法を表す。図５からわかるように、全てのユーザ端末から瞬間チャネル状態情報をフィードバックする必要がある従来の協調伝送方法に比べて、本実施例に係る協調伝送方法は、ユーザ端末間の公平性因子を効果的に改善することもできる。
【００６４】
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】
2011130432.tif 000018
【図２】
2011130432.tif 000019
【図３】
2011130432.tif 000020
【図４】
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【図５】
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