分散型アンテナシステムのためのジョイントユーザー機器スケジューリングおよびクラスター情報
【課題】分散型アンテナシステムにおいてダウンリンクのスペクトラム効率およびユーザースループットを改善すること
【解決手段】複数のユーザーと、各々が多数のリモート無線ヘッドを含むクラスターとなるように分割すべき複数のリモート無線ヘッドと、ＣＢＳ（中央基地局）プロセッサ、ＣＢＳメモリ、ユーザー順序決定モジュールおよびユーザースケジューリング兼クラスター情報モジュールを含む中央基地局（ＣＢＳ）とを備える分散型アンテナシステムにおいて、比例的フェア規準に基づき、ユーザーの機器（ＵＥ）をスケジューリングし、受信した信号強度に従って、スケジューリングされたＵＥに対しクラスターを形成するためリモート無線ヘッドをピックアップする。
【解決手段】複数のユーザーと、各々が多数のリモート無線ヘッドを含むクラスターとなるように分割すべき複数のリモート無線ヘッドと、ＣＢＳ（中央基地局）プロセッサ、ＣＢＳメモリ、ユーザー順序決定モジュールおよびユーザースケジューリング兼クラスター情報モジュールを含む中央基地局（ＣＢＳ）とを備える分散型アンテナシステムにおいて、比例的フェア規準に基づき、ユーザーの機器（ＵＥ）をスケジューリングし、受信した信号強度に従って、スケジューリングされたＵＥに対しクラスターを形成するためリモート無線ヘッドをピックアップする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には無線システムに関し、より詳細には、分散型アンテナシステムのためのジョイントユーザー機器（ＵＥ）のスケジューリングおよびクラスター情報に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）では、地理的領域内に分散型アンテナが多数設置されており、これらアンテナは、これらアンテナを管理する中央基地局（ＣＢＳ）に光ファイバーを介して接続されている。これらアンテナは、ユーザー（ＵＥ）に対してサービスをする複数のクラスターにグループ分けされている。これら多数のアンテナが接近していることに起因し、システムが正しく運用されない場合、限られた領域で干渉が生じ、携帯電話のようなユーザー機器の受信スループットに問題が生じることがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｊ．チャンおよびＪ．Ｇ．アンドリュー共著論文、「ランダム性を有する分散型アンテナシステム」（無線通信に関するＩＥＥＥトランザクション、第７巻第９号、３６３６〜３６４６ページ、２００８年９月）
【非特許文献２】Ａ．パパドギアニス、Ｄ．ゲスバートおよびＥ．ハードウィン共著論文、「マルチセル協働処理を行う無線ネットワークにおけるダイナミッククラスタリングアプローチ」（ＩＥＥＥ国際通信会議議事録、２００８年５月、４０３３〜４０３７ページ）
【非特許文献３】ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ＿ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
【非特許文献４】Ｇ．ケア、Ｒ．ミューラーおよびＲ．ノップ共著論文、「無線通信におけるハードフェアネスｖｓ比例的フェアネス、単一セルのケース」（情報理論に関するＩＥＥＥトランザクション、第５６巻、１３６６〜１３８５ページ、２００７年４月）
【非特許文献５】シバラマ ベンカテッサンによる論文、「アップリンクスペクトル効率をより高くするための基地局のコーディネート：比例的にフェアなユーザーレート」（ＩＥＥＥ ＰＩＭＲＣ議事録、１〜５ページ、２００７年９月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、ダウンリンクのスペクトラム効率およびユーザースループットを改善するＤＡＳを運用する方法を提供するものである。この方法は、ジョイントアンテナクラスタリングおよびＵＥスケジューリングのためのアルゴリズムによって達成される。現行のアルゴリズムのほとんどは、これら２つの動作を別々に実行しているが、２つの動作は相互に依存するので、最適な方法とは言えない。他方、最適なジョイントクラスタリングおよびスケジューリングアルゴリズムは、実際のシステムで実施するには極めて複雑である。本発明は、最適以下であるが、実現が簡単な、ジョイント最適化を達成するアルゴリズムを提供するものである。提案するアルゴリズムでは、各時間インスタンスで次の２つのステップを実行する。（１）比例的フェア規準に基づき、ＵＥをスケジューリングする。（２）受信した信号強度に従って、スケジューリングされたＵＥにアンテナを割り当てる。このように、アルゴリズムは、ジョイントアンテナクラスタリングおよびＵＥスケジューリングを実行すると共に、ＵＥのスループット性能を最大にするよう、アンテナの数およびクラスターサイズのための適正値の選択に関する表示も行う。この結果、提案されるスキームは、スペクトラム効率およびユーザースループットを大幅に改善できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの様相によれば、分散型アンテナシステムは、複数のユーザーと、各々が多数のリモート無線ヘッドを含むクラスターとなるように分割すべき複数のリモート無線ヘッドと、ＣＢＳ（中央基地局）プロセッサ、ＣＢＳメモリ、ユーザー順序決定モジュール、ユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールを含む中央基地局（ＣＢＳ）とを備える。前記ユーザー順序決定モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、順序が決定されたユーザーの一組を提供するようになっている。前記ユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度の順序が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するようになっている。
【０００６】
一部の実施形態では、各ユーザーは、ユーザープロセッサと、ユーザーメモリと、各ユーザーへの信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するようになっているアンテナ順序決定モジュールとを備える。各ユーザーは、各ユーザーに対する比例的フェアスケジュールとして計量値を計算するようになっている比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールを含む。前記アンテナ順序決定モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）（ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、１から信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しい）として信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するようになっており、前記比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉを計算するようになっている。前記ユーザー順序決定モジュールは、前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉが減少する順にユーザーの順序を決定し、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序が決定されたユーザーの組Ｔを提供するようになっている。前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、カウンターｕ＝１からスタートし、（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッド（ここでＮは形成すべきクラスターのサイズである）をピックアップし、（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）〜（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定するようになっている。前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する。前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する。
【０００７】
本発明の別の様相は、複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおける中央基地局に関し、前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは、多数のリモート無線ヘッドを含むようになっており、前記中央基地局は、プロセッサと、メモリと、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、一組の順序が決定されたユーザーを提供するようになっている、ユーザー順序決定モジュールと、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するようになっているユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールとを備える。
【０００８】
本発明の別の様相は、中央基地局と複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおいてユーザースケジューリングおよびクラスター形成を行う方法に関し、前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは多数のリモート無線ヘッドを含むようになっており、この方法は、一組の順序が決定されたユーザーを提供するよう比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定するステップと、比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定するステップと、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされていない、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するステップとを備える。
【０００９】
一部の実施形態では、プリセットされた時間インスタントで周期的に、前記ユーザの順序を決定するステップと、前記ユーザのスケジュールを決定するステップと、最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップするステップとを実行する。
当業者が特定の実施形態の次の詳細を検討すれば、本発明の上記およびそれ以外の特徴および利点が明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】中央基地局（ＣＢＳ）によって管理された分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）の一例を示す。
【図２】屋内に設置されたリモート無線ヘッド（ＲＲＨ）の均一グリッドを示す。
【図３】ジョイントユーザー機器（ＵＥ）スケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムを示すフローチャートの一例を示す。
【図４】ユーザーおよび中央基地局の機能ブロック図の一例を示す。
【図５】分散型アンテナシステムにおける提案するジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムのシミュレーションのための種々のパラメータを要約したテーブルである。
【図６】４×４システムにおける干渉効果を示すための異なるクラスターサイズに対する異なる数の干渉クラスターの例を示す。
【図７】異なるクラスターサイズにおけるクラスター間干渉の分析を示すテーブルである。
【図８】クラスターサイズが１、２および４となっている場合の４×４ＲＲＨ配置における平均レートＣＤＦ（累積的分散関数）を示す。
【図９】クラスターサイズが１、２および４の場合の３×３ＲＲＨ配置における平均レートＣＤＦを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の次の詳細な説明では、添付図面を参照するが、これら添付図面は発明の開示の一部をなすものであり、図面には、発明を限定するためではなく、発明を説明するための発明を実施できる実施形態が示されている。図中、いくつかの図にわたって同様な番号は、実質的に類似する部品を示す。更に、後述し、かつ図に示すように、詳細な説明は、種々の実施形態について説明するが、本発明は本願に記載し、図示される実施形態だけに限定されるものではなく、当業者に知られているか、または当業者が知ることになる別の実施形態にも拡張できると理解すべきである。明細書における「一実施形態」、「本実施形態」または「これら実施形態」なる記載は、この実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、明細書内の種々の箇所におけるこれらフレーズの記載は、必ずしもすべてが同じ実施形態を示すものではないことを意味する。更に、次の詳細な説明では、本発明を完全に理解できるよにするために、特定の細部が多数記載されている。しかしながら、当業者であれば、本発明を実施するのにこれら特定の細部のすべてが必要であるわけではないことが明らかとなろう。別の状況では、本発明を不必要に不明瞭としないよう、周知の構造、材料、回路、プロセスおよびインターフェースについては詳細には記載していないか、および／またはこれらをブロック図で示している。
【００１２】
以下に続く詳細な説明の一部は、コンピュータ内の作動のアルゴリズムおよびシンボル表示に関連して記載されている。これらアルゴリズムの記載およびシンボル表示は、他の業者にデータ処理技術の技術革新の要旨を最も効果的に伝えるため、データ処理技術の当業者によって使用されている手段である。アルゴリズムとは、所望する最終ステートまたは結果を生じさせる一連の一定のステップのことである。本発明では、実行されるステップは目に見える結果を達成するために、目に見える量の物理的操作をする。通常、必ずそうとは言えないが、これら量は、記憶し、転送し、結合し、比較し、または他の方法で操作できる電気的または磁気的な信号または命令の形態をとる。主に共通して使用されることを理由として、これら信号をビット、値、要素、シンボル、キャラクター、ターム、数字、命令または同等なものとして述べることが時々好ましいことが判っている。しかしながら、これらの用語および類似の用語のすべてを適当な物理的量と関連させるべきであり、これらのすべては、これらの量に付される単に便宜的なラベルにすぎないことを念頭に入れるべきである。特に逆のことを記載しない限り、次の説明から明らかなように、詳細な説明における、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、［決定」、「ディスプレイ」または同等の用語のような用語を利用する説明は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内で物理的（電子的）量として示されるデータを操作し、これをコンピュータシステムのメモリまたはレジスタまたは他の情報記憶装置、送信デバイスまたはディスプレイデバイス内で物理的量として同じように示される別のデータに変換するようなコンピュータシステム、または他の情報処理デバイスの動作および処理も含み得ると理解できよう。
【００１３】
本発明は、本願における動作を実行するための装置にも関する。この装置は、必要な目的のために特別に構成してもよいし、または１つ以上のコンピュータプログラムによって選択的に起動または再コンフィギュアできる１つ以上の汎用コンピュータを含んでもよい。かかるコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶メディア、例えば光ディスク、磁気ディスク、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ソリッドステートデバイスおよびドライブまたは電子情報を記憶するのに適した他の任意のタイプのメディア（これらだけに限定されない）内に記憶できる。本願に示すアルゴリズムおよびディスプレイは、本来は任意の特定のコンピュータまたは他の装置に関連するものではない。本願の要旨に従い、プログラムおよびモジュールと共に、種々の汎用システムを利用してもよいし、所望する方法のステップを実行するために、より特殊な装置を構成することが便利であることが判る場合もあろう。更に、本発明は、任意の特定のプログラム言語と共に記載するものではなく、本願に記載する発明の要旨を実施するのに、種々のプログラム言語も使用できることが理解できよう。これらプログラム言語の命令は、１つ以上の処理デバイス、例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）、プロセッサ、またはコントローラによっても実行できる。
【００１４】
以下、より詳細に説明する本発明の実施形態は、分散型アンテナシステムにおけるジョイントユーザー機器スケジューリングおよびクラスター情報のための装置、方法およびコンピュータプログラムを提供するものである。
【００１５】
Ａ．分散型アンテナシステム
【００１６】
図１は、中央基地局（ＣＢＳ）によって管理される分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）の一例を示す。多数のＲＲＨ（リモート無線ヘッド）、すなわちダミーアンテナが分散された状態に設置されている。これらＲＲＨは、光スイッチまたは同等物を介し、ＣＢＳによってパケットを送受信できるように制御されている。ＣＢＳは、ＲＲＨをターンオンまたはターンオフする能力を有し、複数のＲＲＨのうちのどのＲＲＨが他のＲＲＨへこの情報を送信し、送らなければならないかを示す信号も計算する。ＤＡＳ内の分散型アンテナの数が一般に多数であると仮定した場合、管理を容易にし、信号化のオーバーヘッドを低減するために、アンテナは複数のクラスターに分割される。図１では、これらＲＲＨは、黒い円によって示されたクラスターにグループ分けされている。各クラスターは、４つのＲＲＨと１つ以上のＵＥを含み、ＲＲＨの各クラスターは、１つのＵＥまたは多数のＵＥへ送信を行う。
【００１７】
文献では、多数のクラスタリング方式が提案されている。時間経過に対してクラスターの形成（例えば各クラスター内のアンテナの数）が変化するか否かに応じ、これらクラスタリング方式は、２つのカテゴリー、例えばスタティックなクラスタリング方式またはダイナミックなクラスター方式に分割できる。
【００１８】
非特許文献１（Ｊ．チャンおよびＪ．Ｇ．アンドリュー共著論文、「ランダム性を有する分散型アンテナシステム」（無線通信に関するＩＥＥＥトランザクション、第７巻第９号、３６３６〜３６４６ページ、２００８年９月））には、スタティッククラスタリングの一例が記載されており、この論文の全内容を本願で参考例として援用する。このチャンおよびアンドリューの共著論文では、分散型アンテナの地理的位置に基づいてクラスターが形成される。すなわち互いに接近しているどのＮ個のアンテナも１つのクラスターを形成し、ここでＮは、クラスターのサイズである。一旦クラスターが形成されると、これらクラスターはデータ送信全体にわたって変わることはない。これらスタティック方式にはいくつかの欠点、例えばエッジ効果（すなわちクラスターのエッジにあるＵＥが受ける性能が常時不良となること）があり、これによってダイナミッククラスタリング方式を検討しようという動機が生じている。
【００１９】
非特許文献２（Ａ．パパドギアニス、Ｄ．ゲスバートおよびＥ．ハードウィン共著論文、「マルチセル協働処理を行う無線ネットワークにおけるダイナミッククラスタリングアプローチ」（ＩＥＥＥ国際通信会議議事録、２００８年５月、４０３３〜４０３７ページ））には、ダイナミッククラスタリングの一例が開示されており、本願ではこの論文の全体を参考例として援用する。このパパドギアニス外による共著論文では、各クラスタリングインスタンスの間、特別な効率を最大にするような、ダイナミッククラスタリング方式が提案されている。このダイナミッククラスタリング方式の手順は、以下、簡単に説明する欲張りなアルゴリズムに基づく。
【００２０】
ステップ１：まだ選択されていない１つのランダムなアクセスからスタートする。
【００２１】
ステップ２：最初に選択されたアンテナによるジョイント能力を最大にするアンテナを探し、クラスターが形成されるまで、この状態で続行する。
【００２２】
ステップ３：ステップ１へ進み、すべてのクラスターが形成されるまで繰り返す。
【００２３】
ＤＡＳにおける別の重要問題は、ＵＥのスケジューリングにある。ＣＢＳは、ＤＡＳのフルの知識を有することができるので、すべてのＵＥにわたってジョイントＵＥスケジューリングを行うことが望ましい。文献における周知の２つのＵＥスケジューラーとして、ラウンド−ロビンスケジューラーと比例的フェアスケジューラーとがある。ラウンド−ロビンスケジューラーは、最も簡単なスケジューラーのうちの１つであり、このスケジューラーは、優先権に基づかない円形の順序で、等しい部分内の各ＵＥに対し、リソースブロック（例えばタイムスロット、周波数バンド）を割り当てる。非特許文献３（ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ＿ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）で、ラウンド−ロビンスケジューラーの一例を見ることができる。非特許文献４（Ｇ．ケア、Ｒ．ミューラーおよびＲ．ノップ共著論文、「無線通信におけるハードフェアネスｖｓ比例的フェアネス、単一セルのケース」（情報理論に関するＩＥＥＥトランザクション、第５６巻、１３６６〜１３８５ページ、２００７年４月））に、比例的フェアスケジューラーの一例が記載されている。このケア外による論文は、ＵＥ間のフェアネスを検討することによる比例的フェアスケジューラー（ＰＦＳ）を提案している。ＰＦＳは、時間経過に対し、自己の瞬間的チャンネルの質が自己の平均的チャンネル状態に対して高いとき、１つのＵＥをスケジューリングする。すなわちＰＦＳは、
【数１】
の場合にＵＥｋに対し、リソースブロックｍを割り当てる。ここで、
【数２】
であり、
Ｋは、ＵＥの総数であり、Ｒｉ（ｍ）は、リソースブロックｍ内のｉ番目のＵＥの瞬間的に達成可能なレートであり、Ｔｉは、ｉ番目のＵＥの長期平均レートである。このＰＦＳは、ＬＴＥ（長期進化）セルラーシステムで既に実施されている。
【００２４】
クラスター形成とＵＥスケジューリングとは別々に行う（まずクラスター形成を実行し、次にＵＥスケジューリングを行うか、またはそれ以外の方法で行う）か、または共に行うことができる。ＤＡＳでも使用できる、ＬＴＥシステム内のコーディネートマルチポイントトランスミッション（ＣｏＭＰ）に関連して、これまで一部のジョイントクラスタリングおよびＵＥスケジューリング方式が提案されている。特に非特許文献５（シバラマ ベンカテッサンによる論文、「アップリンクスペクトル効率をより高くするための基地局のコーディネート：比例的にフェアなユーザーレート」（ＩＥＥＥ ＰＩＭＲＣ議事録、１〜５ページ、２００７年９月））には、各クラスター内のユーザーレートの和を最大にするためのＵＥスケジューリングおよびクラスター選択方式が提案されている。この研究は、スタティックなクラスター形成を行うという仮定に基づくものであり、このことが更に性能の改善を制限している。更に、（オーバーラップしているクラスターを含む）すべての可能なクラスターをまず列挙し、ＵＥが最適クラスターを選択するために、力づくのサーチを行うので、ベンカテッサンの論文で提案された方式の実施の複雑さは極めて高くなっている。
【００２５】
図２は、部屋の内部に設置されたＲＲＨの均一グリッドを示す。上記のように、このＲＲＨのグリッドはＣＢＳによって制御されると仮定する。この説明のために、屋内のケースだけを検討する。しかしながら本発明は、屋内のケースだけに限定されない。部屋内に、固定された数のＵＥが存在すると仮定する。各瞬間において生じるジョイントＵＥスケジューリングおよびＲＲＨクラスタリングアルゴリズムが存在し、スケジューリングされたＵＥが受信したビットをこの瞬間の終了時に、更新する。このアルゴリズムの詳細については後述する。一実施例では、このアルゴリズムは２０００時間単位の間で作動し、その終了時にすべてのユーザーの平均レートが計算される。
【００２６】
Ｂ．ジョイントスケジューリングおよびクラスタリングの原理
【００２７】
このジョイントスケジューリングおよびクラスタリングアルゴリズムの主な目的は、実施の複雑さが最小の状態でＵＥの達成可能なレートを高めることである。この目的のためにＵＥのスケジューリングとＲＲＨのクラスタリングの双子の問題が相互に依存していることが理解できよう。この理由は、スケジューリングのプロセスが（スケジューリングされた場合）ＵＥの瞬間的なレートに依存しており、このレートは、更にクラスタリングの構造に依存しているからである。同様に、複数のクラスターが複数のＵＥにサービスするので、ある時間インスタンスにおいて、どのＵＥがアクティブとなるか（すなわちどのＵＥがスケジューリングされているか）が知られている場合、クラスターをより良好に形成できる。しかしながら、文献におけるほとんどのアプローチは、まずＵＥをスケジューリングし、次にクラスターを形成するか、まず最初にクラスターを形成し、次にＵＥをスケジューリングするかのいずれかのプロセスを試みている。ジョイント最適化は実現が困難であり、通常、極めて計算集約的となるので、このような方法が実施されている。本発明はジョイント最適化を行うために最適以下の発見的方法を提供するものである。無線規格のフレームワーク、例えばＬＴＥ内で容易に実現できると考えられるものを計算することは容易である。
【００２８】
Ｃ．ジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズム
【００２９】
図３は、ジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムを示すフローチャートの一例を示す。この実施形態では、１つのクラスター当たりＮ個のＲＲＨの固定されたクラスターサイズを検討し、ここで、Ｎ＝Ｋ×Ｋであり、Ｋは２／３／４となり得る。任意のクラスターサイズＮが可能であり、単に原理を実証するためのシミュレーションでは、２／３／４の指定された値を使用するが、２／３／４の指定値は、発明の範囲を限定しないと理解すべきである。各ＲＲＨは１つのクラスターだけに属し、ＲＲＨの各クラスターは、１つのＵＥしか有しない。これら仮定は、実施を簡略化するためのものである。マルチユーザーマルチ入力マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）信号処理が使用される場合、ＲＲＨの各クラスターは、２つ以上のＵＥにもサービスできると理解すべきである。
【００３０】
１．ステップ３０２において、各ＵＥは信号強度が減少する順にシステム内のすべてのＲＲＨの順序を決定する。ＵＥ（ｉ）に対し、順序が決定されたＲＲＨのベクトルは、Ｓ（ｉ）である。従って、システム内にＭ個のＲＲＨがある場合、Ｓ（ｉ）は、ＵＥ（ｉ）に対するベクトル［Ｓ（ｉ、１）、Ｓ（ｉ、２）、．．．Ｓ（ｉ、Ｍ）］であり、ＲＲＨ Ｓ（ｉ、２）は、ＵＥ（ｉ）に対する最大信号を有し、ＲＲＨＳ（ｉ、２）は、ＵＥ（ｉ）に対する次に強い信号を有する、などである。この情報は、ＵＥ（ｉ＝１〜ＵＥＫの総数）および各ＵＥｉに対して順序が決定されたＲＲＨＳ（ｉ、ｊ）（ｊ＝１〜Ｍ）を有するＲＲＨテーブルの状態で提供できる。
【００３１】
２．ステップ３０４において、各ＵＥｉは、その瞬間まで受信される平均レート、およびスケジューリングされている場合にそのＵＥｉが受信する瞬間レートに基づき、ＰＦ（比例的にフェアな）計量値Ｍｉを計算する。
【００３２】
３．ステップ３０６において、各ＵＥｉは、情報Ｓ（ｉ）およびＭｉをＣＢＳへ送る。
【００３３】
４．ステップ３１０では、ＣＢＳはそれらのＰＦ計量値に基づき、ＵＥのベクトルＴを形成する。Ｕ１＞Ｕ２である場合、ＵＥＴ（ｕ１）は、ＵＥＴ（ｕ２）よりも大きいＰＦ計量値を有し、ＵＥＴ（ｕ２）よりも前にスケジューリングされる。ＵＥＴ（ｕ）に対して、Ｔ（ｕ）は、ＰＦ計量値が減少する順のＵＥの順序を示すＵＥインデックスとして働く。
【００３４】
５．ステップ３１２では、ＣＢＳは、カウンターｕ＝１にセットする。ステップ３１４では、ＣＢＳはセットＴからＵＥＴ（ｕ）をスケジューリングする。カウンターｕは、スケジューリングするＵＥの数を維持する。ステップ３１４は、ＵＥのスケジューリングステップである。
【００３５】
６．ステップ３１６では、ＣＢＳは、ＵＥＴ（ｕ）のＲＲＨテーブル、すなわちベクトルＳ（Ｔ（ｕ））および対応する順序のＲＲＨ Ｓ（Ｔ（ｕ）、ｊ）（ｊ＝１〜Ｍ）をルックアップする。ＣＢＳは、Ｓ（Ｔ（ｕ））順序のＲＲＨ Ｓ（Ｔ（ｕ）、ｊ）（ｊ＝１〜Ｍ）から最初のＮ個のＲＲＨをルックアップし、これらＮ個のＲＲＨから１つのクラスターを形成し、ＵＥＴ（ｕ）にサービスするよう、このクラスターを割り当てる。このステップは、クラスタリングステップである。
【００３６】
７．ステップ３１８において、ＣＢＳは、すべてのＵＥに１つのクラスターが割り当てられているか、更に一部のクラスターにすべてのＲＲＨが割り当てられているかどうかをチェックする。双方の問いに対する回答がＮＯである場合、ＣＢＳは、カウンターｕをｕ＋１にインクリメントする（ステップ３２０）ことにより別のＵＥをスケジューリングし（すなわちＵＥスケジューリングステップ３１４を繰り返す）、ステップ３１６を繰り返す（すなわちクラスタリングステップを繰り返す）。ｕ＞１であるとき、ＣＢＳはテーブルＳ（Ｔ（ｕ））から最初のＮ個のＲＲＨをピックアップできない場合がある。その理由は、これらＲＲＨの一部が既に、より高いスケジュール計量値を有するＵＥに割り当てられている場合があるからである。このようにＣＢＳは、テーブルＳ（Ｔ（ｕ））から最初のＮ個のフリーなＲＲＨをピックアップする。この場合、フリーなＲＲＨとは、どのクラスターにもまだ割り当てられていないＲＲＨのことである。ステップ３１８における２つの問いのいずれかに対する回答がＹＥＳである場合、スケジューリングおよびクラスタリングプロセスは停止し、ＣＢＳはステップ３２２においてスケジューリングされているすべてのＵＥの瞬間レートを計算する。
【００３７】
ステップ３０４におけるＰＦスケジューラーに対し、ＵＥは他のスケジューリングされたＵＥからの干渉に依存しているので、ＵＥによって（例えば式（１）の場合のようなＵＥｉに対する）瞬間レートの正確な計算をすることはできない。しかしながら、各ＵＥがスケジューリング計量値を計算するとき、そのＵＥは自らと共に他のどのＵＥがスケジューリングされるかについては知らない。従って、ほとんどのＰＦアルゴリズムでは、１つのＵＥがその瞬間レートの値を推定する。本発明の本実施形態では、スケジューリングされたＵＥに対する最大信号強度を有するＮ個のＲＲＨのクラスターにより、スケジューリングされたＵＥにサービスをすると仮定する。規準を計算するために、他のすべての干渉クラスターは、サイズ１のＲＲＨクラスターであると仮定する。ジョイントクラスタリングおよびスケジューリングアルゴリズムは、ＰＦスケジューリングのこのような特定のモデルにだけに限定されないと理解すべきである。上記式（１）には、ＰＦ計量値をどのように計算するかの一例が記載されている。
【００３８】
時間ｔ＝１、．．．、Ｔからシミュレーションを実行する。１＜ｍ＜Ｔとなるように任意の時間インスタントｍを検討する。インスタントｎまでのＵＥｉの平均レートをＴｉ＝Ｒｉ（１）＋Ｒｉ（２）．．．＋Ｒｉ（ｍ−１）で示し、ここＲｉ（１）は、時間インスタント１においてＵＥｉによって得られるレートであり、Ｒｉ（２）は、時間インスタント２においてＵＥｉによって得られるレート等々である。ある時間インスタントにおいてまだＵＥがスケジューリングされていない場合、そのインスタントにおけるレートはゼロとなることに留意されたい。時間ｍの間のＰＦ計量値を計算するには、ＵＥが得るレートＲｉ（ｍ）を計算しなければならない。スケジューリングプロセス前にアプリオリに計算することはできないことに留意されたい。その理由は、ＵＥｉが受ける干渉は、他のどのＵＥがスケジューリングされているかに応じて決まるからである。実際に、ＵＥｉは、送信を可能にするためにスケジューリングすることは全くできない。従って、Ｒｉ（ｍ）の計算は、スケジューリングされた場合にＵＥが得るレートの近似であり、この近似は、実際のスケジューリングを評価するのに使用される。従って、Ｒｉ（ｍ）を計算するには、順序が決定されたＲＲＨテーブルＳ（ｉ）から、最初のＮ個のＲＲＨで、１つのクラスターをＵＥｉが形成できると仮定する。更に、他のすべてのＲＲＨが単一のＲＲＨクラスターを形成し、これを送信し、これを使って干渉を計算すると仮定する。実際の送信中には、次の点からこのことは真とならない場合があり得る。例えば（ａ）より大きいスケジューリング計量値を有する別のＵＥにアンテナが割り当てられているときに、最初のＮ個のアンテナをＳ（ｉ）から利用できない場合があること、および（ｂ）干渉する他のＵＥが別のＵＥに送信するためのクラスターを形成し得ることが理由として挙げられる。それにもかかわらず、このアプローチはレートＲｉ（ｍ）の有効な表示を提供する。ＰＦ計量値ＭｉをＭｉ＝Ｒｉ（ｍ）／Ｔｉとして計算する。
【００３９】
ＰＦ計量値を使用するので、提案されるアルゴリズムは、フェアネスを維持する。１つのＵＥに対して一旦スケジューリングされた場合、信号強度に関し、利用できる最強のＲＲＨをピックアップすることによってレートを最大にする。クラスターサイズは、Ｎに固定されるが、１つのＵＥのためのクラスターを形成する正確なＮ個のＲＲＨは、時間インスタントごとに変化するので、アルゴリズムはまだダイナミックとなっている。その理由は、時間インスタントごとにＵＥのスケジューリング順序が変化するからである。
【００４０】
一旦ＵＥのスケジューリングが行われると、アルゴリズムは利用できるＮ個の最初のＲＲＨに基づき、クラスターを形成する。クラスターがあらかじめ定められ、ＵＥがスループットを最大にするために、最良のクラスターを選択しなければならない場合、このアプローチはアルゴリズムを過去のアプローチから区別する。Ｋ×Ｋ個のＲＲＨを仮定した場合（特にベンカテッサンの上記論文の場合のように、オーバーラップするクラスターを検討した場合）、サイズＮの多くのクラスターを形成でき、最適クラスターのためのＵＥサーチは、極めて計算集約的であった。しかしながら、提案するアルゴリズムでは、数の多い、あらかじめ定められたクラスターは存在せず、むしろＵＥがスケジューリングされるので、クラスターは作動中に形成される。
【００４１】
図４は、ユーザーと中央基地局の機能ブロック図の一例を示す。ＵＥ４１０は、ＲＲＨの順序を定めるためのアンテナ順序決定モジュール４１２と、ＰＦスケジューリング計量値を計算するためのＰＦスケジューリング計量モジュール４１４と、信号プロセッサ４１６と、メモリ４１８とを有する。ＣＢＳ４３０は、ＵＥの順序を決定するためのＵＥ順序決定モジュール４３２と、スケジューリングおよびクラスタリングを実行するためのＵＥスケジューリングおよびクラスター形成モジュール４３４と、スケジュールが決定されたＵＥの瞬間的レートを計算するためのレート計算モジュール４３６と、信号プロセッサ４３８と、メモリ４４０とを有する。メモリ４１８、４４０は、例えば順序が決定されたＲＲＨの信号強度、ベクトルＳ（ｉ）、ＰＦスケジューリング計量値Ｍｉ、セットＴなどを含むデータを記憶する。
【００４２】
Ｄ．シミュレーション結果
【００４３】
図５は、分散型アンテナシステムにおける提案されたジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成のシミュレーションのための種々のパラメータを要約したテーブルである。更に、１つのＵＥ当たり２つのアンテナ、および１つのＲＲＨ当たり１つのアンテナを仮定する。シミュレーションの結果を理解するために、干渉がこれらシステム内でどのような役割を果たすかについての説明から始める。
【００４４】
図６は、４×４システムにおける干渉の効果を示すために、異なるクラスターサイズに対する異なる数の干渉クラスターの例を示す。このシステムに対し、図６は、２つのクラスター状況、すなわち４つのＲＲＨが１つのクラスターを形成するときの第１のクラスタリング状況、および２つのＲＲＨが１つのクラスターを形成するときの第２のクラスタリング状況を示す。各ケースにおいて、実線で囲んだクラスタリングは、所望するクラスタリングであり、他のクラスターは（破線で囲まれた）干渉クラスターである。クラスターのサイズが大きくなるにつれ（送信アンテナの数が多くなるように）、受信した信号強度が大きくなる外に、干渉クラスターの数が少なくなる。
【００４５】
図７は、異なるクラスターサイズに対するクラスター間の干渉の分析を示す表である。この表を理解するために、Ｎ×Ｍ個のＭＩＭＯシステム内の最大数の独立ストリームが最小（ＮＭ）であることを思い出していただきたい。この場合、受信アンテナの数Ｎは、（各ＵＥが２つのアンテナを有すると仮定することにより）２であるが、他方、送信アンテナの数Ｍは、クラスターサイズである。従って、２×２のシステムと２×４のシステムの双方に対し、２つのストリームしか送られない。しかしながら、２×２システムよりも２×４システムにおいて、あるパワー利得が存在する。このことを理解すると、図７の表において、クラスターサイズが増加するにつれ、干渉ストリームの数は減少することが理解できる。このことは、クラスターサイズの増加と共にレートが増加することを示す。しかしながら、クラスターサイズが増加し、これによってクラスターの数が減少するにつれ、各時間インスタントにおいて、より少ない数のＵＥしかスケジューリングされない。従って、クラスターサイズが増加するとき、１つのＵＥは、より少ない回数しかスケジューリングされない。これによって平均レートが減少する。従って、クラスターサイズが増加するにつれ、逆の効果が生じる。シミュレーションの研究は、所定の状況に対し、どんな効果が主な効果となるかを示す。
【００４６】
図８は、１、２および４のクラスターサイズで４×４のＲＲＨが設置されている場合の平均レートＣＤＦ（累積的分散関数）を示す。図９は、１、２および４のクラスターサイズで３×３のＲＲＨが設置されている場合の平均レートＣＤＦ（累積分散関数）を示す。各ケースに対し、クラスターサイズを増加すると、より良好なスペクトル効率を生じさせることに役立つことが理解できよう。３×３システムでは干渉が少ないので、性能が改善される。このことは、これらシステムの干渉が限定される性質を際立たせている。４×４システムでは、クラスターサイズが１から２に変化すると、各ＵＥは少なくスケジューリングされるので、性能が低下することが理解できる。このことは、上記トレードオフの一例となっている
【００４７】
提案されるジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムは、最善なＲＲＨ配置、更に所定の配置に対する最善なクラスターサイズを選択するための表示を与える。シミュレーション結果は、図５の表に示されたパラメータによる屋内のケースに対して固有のものであることに留意されたい。異なる環境（屋内、屋外）に対し、チャンネル条件、ＲＲＨのスペースおよびユーザー数は変化する。それにもかかわらず、任意のシステムのための最適パラメータを計算するために、提案されるジョイントスケジューリングおよびクラスタリングフレームワークを使用できる。
【００４８】
本発明は、分散型アンテナシステムにおけるジョイントクラスタリングおよびＵＥスケジューリング方式を提供するものである。この方式は、基地局のコーディネートを行う将来のセルラーシステムにも実施できる。セルラー通信のＬＴＥ高度規格にはこれら双方のシナリオが記載されている。本発明のジョイントクラスタリングおよびスケジューリング方式は、これらシステムの運用を効率的にできる。
【００４９】
当然ながら、図１に示された分散型アンテナシステムおよび図５に示された機能的フローチャートは、本発明を実施できるシステムの純粋な例であり、本発明は特定のハードウェアまたはソフトウェアコンフィギュレーションに限定されるものではない。本発明を実施するコンピュータおよび記憶システムは、上記発明を実施するのに使用されるモジュール、プログラムおよびデータ構造を記憶し、読み取りできる公知のＩ／Ｏデバイス（例えばＣＤおよびＤＶＤドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ハードドライブなど）も有することができる。これらモジュール、プログラムおよびデータ構造は、コンピュータで読み取りできるかかるメディアにコード化できる。例えば本発明のデータ構造は、本発明で使用されるプログラムが常駐する１つ以上のコンピュータで読み取り可能なメディアとは別個に、コンピュータで読み取りできるメディア上に記憶できる。本システムのコンポーネントは、デジタルデータ通信の任意の形態またはメディア、例えば通信ネットワークによって相互に接続できる。通信ネットワークの例として、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、例えばインターネット、無線ネットワーク、記憶エリアネットワークなどがある。
【００５０】
詳細な説明では、本発明を完全に理解できるようにするために、説明的のために多数の細部について記載した。しかしながら、当業者には本発明を実施するのにこれら特定の細部のすべてが必要であるわけではないことが明らかとなろう。更に本発明は、通常、フローチャート、フロー図、構造図またはブロック図として示されるプロセスとしても記載できることも理解できよう。フローチャートは逐次シーケンスとして動作を説明できるが、動作の多くは平行して、または同時に実行できる。更に動作の順序を入れ替えてもよい。
【００５１】
当業者に知られているように、上記の動作はハードウェア、ソフトウェアもしくはソフトウェアとハードウェアのある組み合わせによって実行できる。回路および論理デバイス（ハードウェア）を使って本発明の実施形態の種々の特徴について実行できるが、マシンで読み取り可能なメディア（ソフトウェア）上に記憶された命令を使って他の特徴を実施することもでき、これら命令は、プロセッサによって実行される場合、本発明の実施形態を実施する方法をプロセッサに実行させる。更に、ハードウェア内単独で実施できる本発明の実施形態もあれば、ソフトウェア内単独で実施できる実施形態もある。更に、上記種々の機能は単一ユニット内で実行してもよいし、多数のコンポーネントにわたって任意の数の方法で分散させてもよい。ソフトウェア内で実行する場合、コンピュータで読み取り可能なメディア上に記憶されている命令に基づき、汎用コンピュータのようなプロセッサによってこれら方法を実施してもよい。所望すれば、圧縮および／または暗号化されたフォーマットで命令をメディア上に記憶してもよい。
【００５２】
これまでの記載から、本発明は、分散型アンテナシステムにおける干渉を管理するための、方法、装置およびコンピュータで読み取り可能なメディアに記憶されたプログラムを提供するものであることが明らかとなろう。更に本明細書では特定の実施形態について図示し、記載したが、当業者であれば、同一目的を達成するように計算された任意の装置を、本明細書に開示した特定の実施形態の代わりに使用できることが理解できよう。本開示は、本発明の任意のすべての適用例または変形例をカバーするものであり、次の特許請求の範囲で使用している用語は、本発明を本明細書に開示されている特定の実施形態だけに限定するものと見なすべきではないと理解すべきである。逆に本発明の範囲全体は次の特許請求の範囲によって決定すべきであり、特許請求の範囲は、かかる請求項に権利がある均等物の全範囲と共に、特許請求の範囲の解釈の確立された原理に従って解釈すべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には無線システムに関し、より詳細には、分散型アンテナシステムのためのジョイントユーザー機器（ＵＥ）のスケジューリングおよびクラスター情報に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）では、地理的領域内に分散型アンテナが多数設置されており、これらアンテナは、これらアンテナを管理する中央基地局（ＣＢＳ）に光ファイバーを介して接続されている。これらアンテナは、ユーザー（ＵＥ）に対してサービスをする複数のクラスターにグループ分けされている。これら多数のアンテナが接近していることに起因し、システムが正しく運用されない場合、限られた領域で干渉が生じ、携帯電話のようなユーザー機器の受信スループットに問題が生じることがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｊ．チャンおよびＪ．Ｇ．アンドリュー共著論文、「ランダム性を有する分散型アンテナシステム」（無線通信に関するＩＥＥＥトランザクション、第７巻第９号、３６３６〜３６４６ページ、２００８年９月）
【非特許文献２】Ａ．パパドギアニス、Ｄ．ゲスバートおよびＥ．ハードウィン共著論文、「マルチセル協働処理を行う無線ネットワークにおけるダイナミッククラスタリングアプローチ」（ＩＥＥＥ国際通信会議議事録、２００８年５月、４０３３〜４０３７ページ）
【非特許文献３】ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ＿ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ
【非特許文献４】Ｇ．ケア、Ｒ．ミューラーおよびＲ．ノップ共著論文、「無線通信におけるハードフェアネスｖｓ比例的フェアネス、単一セルのケース」（情報理論に関するＩＥＥＥトランザクション、第５６巻、１３６６〜１３８５ページ、２００７年４月）
【非特許文献５】シバラマ ベンカテッサンによる論文、「アップリンクスペクトル効率をより高くするための基地局のコーディネート：比例的にフェアなユーザーレート」（ＩＥＥＥ ＰＩＭＲＣ議事録、１〜５ページ、２００７年９月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、ダウンリンクのスペクトラム効率およびユーザースループットを改善するＤＡＳを運用する方法を提供するものである。この方法は、ジョイントアンテナクラスタリングおよびＵＥスケジューリングのためのアルゴリズムによって達成される。現行のアルゴリズムのほとんどは、これら２つの動作を別々に実行しているが、２つの動作は相互に依存するので、最適な方法とは言えない。他方、最適なジョイントクラスタリングおよびスケジューリングアルゴリズムは、実際のシステムで実施するには極めて複雑である。本発明は、最適以下であるが、実現が簡単な、ジョイント最適化を達成するアルゴリズムを提供するものである。提案するアルゴリズムでは、各時間インスタンスで次の２つのステップを実行する。（１）比例的フェア規準に基づき、ＵＥをスケジューリングする。（２）受信した信号強度に従って、スケジューリングされたＵＥにアンテナを割り当てる。このように、アルゴリズムは、ジョイントアンテナクラスタリングおよびＵＥスケジューリングを実行すると共に、ＵＥのスループット性能を最大にするよう、アンテナの数およびクラスターサイズのための適正値の選択に関する表示も行う。この結果、提案されるスキームは、スペクトラム効率およびユーザースループットを大幅に改善できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの様相によれば、分散型アンテナシステムは、複数のユーザーと、各々が多数のリモート無線ヘッドを含むクラスターとなるように分割すべき複数のリモート無線ヘッドと、ＣＢＳ（中央基地局）プロセッサ、ＣＢＳメモリ、ユーザー順序決定モジュール、ユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールを含む中央基地局（ＣＢＳ）とを備える。前記ユーザー順序決定モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、順序が決定されたユーザーの一組を提供するようになっている。前記ユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度の順序が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するようになっている。
【０００６】
一部の実施形態では、各ユーザーは、ユーザープロセッサと、ユーザーメモリと、各ユーザーへの信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するようになっているアンテナ順序決定モジュールとを備える。各ユーザーは、各ユーザーに対する比例的フェアスケジュールとして計量値を計算するようになっている比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールを含む。前記アンテナ順序決定モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）（ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、１から信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しい）として信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するようになっており、前記比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉを計算するようになっている。前記ユーザー順序決定モジュールは、前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉが減少する順にユーザーの順序を決定し、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序が決定されたユーザーの組Ｔを提供するようになっている。前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、カウンターｕ＝１からスタートし、（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッド（ここでＮは形成すべきクラスターのサイズである）をピックアップし、（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）〜（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定するようになっている。前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する。前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する。
【０００７】
本発明の別の様相は、複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおける中央基地局に関し、前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは、多数のリモート無線ヘッドを含むようになっており、前記中央基地局は、プロセッサと、メモリと、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、一組の順序が決定されたユーザーを提供するようになっている、ユーザー順序決定モジュールと、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するようになっているユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールとを備える。
【０００８】
本発明の別の様相は、中央基地局と複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおいてユーザースケジューリングおよびクラスター形成を行う方法に関し、前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは多数のリモート無線ヘッドを含むようになっており、この方法は、一組の順序が決定されたユーザーを提供するよう比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定するステップと、比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定するステップと、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされていない、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するステップとを備える。
【０００９】
一部の実施形態では、プリセットされた時間インスタントで周期的に、前記ユーザの順序を決定するステップと、前記ユーザのスケジュールを決定するステップと、最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップするステップとを実行する。
当業者が特定の実施形態の次の詳細を検討すれば、本発明の上記およびそれ以外の特徴および利点が明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】中央基地局（ＣＢＳ）によって管理された分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）の一例を示す。
【図２】屋内に設置されたリモート無線ヘッド（ＲＲＨ）の均一グリッドを示す。
【図３】ジョイントユーザー機器（ＵＥ）スケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムを示すフローチャートの一例を示す。
【図４】ユーザーおよび中央基地局の機能ブロック図の一例を示す。
【図５】分散型アンテナシステムにおける提案するジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムのシミュレーションのための種々のパラメータを要約したテーブルである。
【図６】４×４システムにおける干渉効果を示すための異なるクラスターサイズに対する異なる数の干渉クラスターの例を示す。
【図７】異なるクラスターサイズにおけるクラスター間干渉の分析を示すテーブルである。
【図８】クラスターサイズが１、２および４となっている場合の４×４ＲＲＨ配置における平均レートＣＤＦ（累積的分散関数）を示す。
【図９】クラスターサイズが１、２および４の場合の３×３ＲＲＨ配置における平均レートＣＤＦを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の次の詳細な説明では、添付図面を参照するが、これら添付図面は発明の開示の一部をなすものであり、図面には、発明を限定するためではなく、発明を説明するための発明を実施できる実施形態が示されている。図中、いくつかの図にわたって同様な番号は、実質的に類似する部品を示す。更に、後述し、かつ図に示すように、詳細な説明は、種々の実施形態について説明するが、本発明は本願に記載し、図示される実施形態だけに限定されるものではなく、当業者に知られているか、または当業者が知ることになる別の実施形態にも拡張できると理解すべきである。明細書における「一実施形態」、「本実施形態」または「これら実施形態」なる記載は、この実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、明細書内の種々の箇所におけるこれらフレーズの記載は、必ずしもすべてが同じ実施形態を示すものではないことを意味する。更に、次の詳細な説明では、本発明を完全に理解できるよにするために、特定の細部が多数記載されている。しかしながら、当業者であれば、本発明を実施するのにこれら特定の細部のすべてが必要であるわけではないことが明らかとなろう。別の状況では、本発明を不必要に不明瞭としないよう、周知の構造、材料、回路、プロセスおよびインターフェースについては詳細には記載していないか、および／またはこれらをブロック図で示している。
【００１２】
以下に続く詳細な説明の一部は、コンピュータ内の作動のアルゴリズムおよびシンボル表示に関連して記載されている。これらアルゴリズムの記載およびシンボル表示は、他の業者にデータ処理技術の技術革新の要旨を最も効果的に伝えるため、データ処理技術の当業者によって使用されている手段である。アルゴリズムとは、所望する最終ステートまたは結果を生じさせる一連の一定のステップのことである。本発明では、実行されるステップは目に見える結果を達成するために、目に見える量の物理的操作をする。通常、必ずそうとは言えないが、これら量は、記憶し、転送し、結合し、比較し、または他の方法で操作できる電気的または磁気的な信号または命令の形態をとる。主に共通して使用されることを理由として、これら信号をビット、値、要素、シンボル、キャラクター、ターム、数字、命令または同等なものとして述べることが時々好ましいことが判っている。しかしながら、これらの用語および類似の用語のすべてを適当な物理的量と関連させるべきであり、これらのすべては、これらの量に付される単に便宜的なラベルにすぎないことを念頭に入れるべきである。特に逆のことを記載しない限り、次の説明から明らかなように、詳細な説明における、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、［決定」、「ディスプレイ」または同等の用語のような用語を利用する説明は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内で物理的（電子的）量として示されるデータを操作し、これをコンピュータシステムのメモリまたはレジスタまたは他の情報記憶装置、送信デバイスまたはディスプレイデバイス内で物理的量として同じように示される別のデータに変換するようなコンピュータシステム、または他の情報処理デバイスの動作および処理も含み得ると理解できよう。
【００１３】
本発明は、本願における動作を実行するための装置にも関する。この装置は、必要な目的のために特別に構成してもよいし、または１つ以上のコンピュータプログラムによって選択的に起動または再コンフィギュアできる１つ以上の汎用コンピュータを含んでもよい。かかるコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶メディア、例えば光ディスク、磁気ディスク、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ソリッドステートデバイスおよびドライブまたは電子情報を記憶するのに適した他の任意のタイプのメディア（これらだけに限定されない）内に記憶できる。本願に示すアルゴリズムおよびディスプレイは、本来は任意の特定のコンピュータまたは他の装置に関連するものではない。本願の要旨に従い、プログラムおよびモジュールと共に、種々の汎用システムを利用してもよいし、所望する方法のステップを実行するために、より特殊な装置を構成することが便利であることが判る場合もあろう。更に、本発明は、任意の特定のプログラム言語と共に記載するものではなく、本願に記載する発明の要旨を実施するのに、種々のプログラム言語も使用できることが理解できよう。これらプログラム言語の命令は、１つ以上の処理デバイス、例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）、プロセッサ、またはコントローラによっても実行できる。
【００１４】
以下、より詳細に説明する本発明の実施形態は、分散型アンテナシステムにおけるジョイントユーザー機器スケジューリングおよびクラスター情報のための装置、方法およびコンピュータプログラムを提供するものである。
【００１５】
Ａ．分散型アンテナシステム
【００１６】
図１は、中央基地局（ＣＢＳ）によって管理される分散型アンテナシステム（ＤＡＳ）の一例を示す。多数のＲＲＨ（リモート無線ヘッド）、すなわちダミーアンテナが分散された状態に設置されている。これらＲＲＨは、光スイッチまたは同等物を介し、ＣＢＳによってパケットを送受信できるように制御されている。ＣＢＳは、ＲＲＨをターンオンまたはターンオフする能力を有し、複数のＲＲＨのうちのどのＲＲＨが他のＲＲＨへこの情報を送信し、送らなければならないかを示す信号も計算する。ＤＡＳ内の分散型アンテナの数が一般に多数であると仮定した場合、管理を容易にし、信号化のオーバーヘッドを低減するために、アンテナは複数のクラスターに分割される。図１では、これらＲＲＨは、黒い円によって示されたクラスターにグループ分けされている。各クラスターは、４つのＲＲＨと１つ以上のＵＥを含み、ＲＲＨの各クラスターは、１つのＵＥまたは多数のＵＥへ送信を行う。
【００１７】
文献では、多数のクラスタリング方式が提案されている。時間経過に対してクラスターの形成（例えば各クラスター内のアンテナの数）が変化するか否かに応じ、これらクラスタリング方式は、２つのカテゴリー、例えばスタティックなクラスタリング方式またはダイナミックなクラスター方式に分割できる。
【００１８】
非特許文献１（Ｊ．チャンおよびＪ．Ｇ．アンドリュー共著論文、「ランダム性を有する分散型アンテナシステム」（無線通信に関するＩＥＥＥトランザクション、第７巻第９号、３６３６〜３６４６ページ、２００８年９月））には、スタティッククラスタリングの一例が記載されており、この論文の全内容を本願で参考例として援用する。このチャンおよびアンドリューの共著論文では、分散型アンテナの地理的位置に基づいてクラスターが形成される。すなわち互いに接近しているどのＮ個のアンテナも１つのクラスターを形成し、ここでＮは、クラスターのサイズである。一旦クラスターが形成されると、これらクラスターはデータ送信全体にわたって変わることはない。これらスタティック方式にはいくつかの欠点、例えばエッジ効果（すなわちクラスターのエッジにあるＵＥが受ける性能が常時不良となること）があり、これによってダイナミッククラスタリング方式を検討しようという動機が生じている。
【００１９】
非特許文献２（Ａ．パパドギアニス、Ｄ．ゲスバートおよびＥ．ハードウィン共著論文、「マルチセル協働処理を行う無線ネットワークにおけるダイナミッククラスタリングアプローチ」（ＩＥＥＥ国際通信会議議事録、２００８年５月、４０３３〜４０３７ページ））には、ダイナミッククラスタリングの一例が開示されており、本願ではこの論文の全体を参考例として援用する。このパパドギアニス外による共著論文では、各クラスタリングインスタンスの間、特別な効率を最大にするような、ダイナミッククラスタリング方式が提案されている。このダイナミッククラスタリング方式の手順は、以下、簡単に説明する欲張りなアルゴリズムに基づく。
【００２０】
ステップ１：まだ選択されていない１つのランダムなアクセスからスタートする。
【００２１】
ステップ２：最初に選択されたアンテナによるジョイント能力を最大にするアンテナを探し、クラスターが形成されるまで、この状態で続行する。
【００２２】
ステップ３：ステップ１へ進み、すべてのクラスターが形成されるまで繰り返す。
【００２３】
ＤＡＳにおける別の重要問題は、ＵＥのスケジューリングにある。ＣＢＳは、ＤＡＳのフルの知識を有することができるので、すべてのＵＥにわたってジョイントＵＥスケジューリングを行うことが望ましい。文献における周知の２つのＵＥスケジューラーとして、ラウンド−ロビンスケジューラーと比例的フェアスケジューラーとがある。ラウンド−ロビンスケジューラーは、最も簡単なスケジューラーのうちの１つであり、このスケジューラーは、優先権に基づかない円形の順序で、等しい部分内の各ＵＥに対し、リソースブロック（例えばタイムスロット、周波数バンド）を割り当てる。非特許文献３（ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ＿ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）で、ラウンド−ロビンスケジューラーの一例を見ることができる。非特許文献４（Ｇ．ケア、Ｒ．ミューラーおよびＲ．ノップ共著論文、「無線通信におけるハードフェアネスｖｓ比例的フェアネス、単一セルのケース」（情報理論に関するＩＥＥＥトランザクション、第５６巻、１３６６〜１３８５ページ、２００７年４月））に、比例的フェアスケジューラーの一例が記載されている。このケア外による論文は、ＵＥ間のフェアネスを検討することによる比例的フェアスケジューラー（ＰＦＳ）を提案している。ＰＦＳは、時間経過に対し、自己の瞬間的チャンネルの質が自己の平均的チャンネル状態に対して高いとき、１つのＵＥをスケジューリングする。すなわちＰＦＳは、
【数１】
の場合にＵＥｋに対し、リソースブロックｍを割り当てる。ここで、
【数２】
であり、
Ｋは、ＵＥの総数であり、Ｒｉ（ｍ）は、リソースブロックｍ内のｉ番目のＵＥの瞬間的に達成可能なレートであり、Ｔｉは、ｉ番目のＵＥの長期平均レートである。このＰＦＳは、ＬＴＥ（長期進化）セルラーシステムで既に実施されている。
【００２４】
クラスター形成とＵＥスケジューリングとは別々に行う（まずクラスター形成を実行し、次にＵＥスケジューリングを行うか、またはそれ以外の方法で行う）か、または共に行うことができる。ＤＡＳでも使用できる、ＬＴＥシステム内のコーディネートマルチポイントトランスミッション（ＣｏＭＰ）に関連して、これまで一部のジョイントクラスタリングおよびＵＥスケジューリング方式が提案されている。特に非特許文献５（シバラマ ベンカテッサンによる論文、「アップリンクスペクトル効率をより高くするための基地局のコーディネート：比例的にフェアなユーザーレート」（ＩＥＥＥ ＰＩＭＲＣ議事録、１〜５ページ、２００７年９月））には、各クラスター内のユーザーレートの和を最大にするためのＵＥスケジューリングおよびクラスター選択方式が提案されている。この研究は、スタティックなクラスター形成を行うという仮定に基づくものであり、このことが更に性能の改善を制限している。更に、（オーバーラップしているクラスターを含む）すべての可能なクラスターをまず列挙し、ＵＥが最適クラスターを選択するために、力づくのサーチを行うので、ベンカテッサンの論文で提案された方式の実施の複雑さは極めて高くなっている。
【００２５】
図２は、部屋の内部に設置されたＲＲＨの均一グリッドを示す。上記のように、このＲＲＨのグリッドはＣＢＳによって制御されると仮定する。この説明のために、屋内のケースだけを検討する。しかしながら本発明は、屋内のケースだけに限定されない。部屋内に、固定された数のＵＥが存在すると仮定する。各瞬間において生じるジョイントＵＥスケジューリングおよびＲＲＨクラスタリングアルゴリズムが存在し、スケジューリングされたＵＥが受信したビットをこの瞬間の終了時に、更新する。このアルゴリズムの詳細については後述する。一実施例では、このアルゴリズムは２０００時間単位の間で作動し、その終了時にすべてのユーザーの平均レートが計算される。
【００２６】
Ｂ．ジョイントスケジューリングおよびクラスタリングの原理
【００２７】
このジョイントスケジューリングおよびクラスタリングアルゴリズムの主な目的は、実施の複雑さが最小の状態でＵＥの達成可能なレートを高めることである。この目的のためにＵＥのスケジューリングとＲＲＨのクラスタリングの双子の問題が相互に依存していることが理解できよう。この理由は、スケジューリングのプロセスが（スケジューリングされた場合）ＵＥの瞬間的なレートに依存しており、このレートは、更にクラスタリングの構造に依存しているからである。同様に、複数のクラスターが複数のＵＥにサービスするので、ある時間インスタンスにおいて、どのＵＥがアクティブとなるか（すなわちどのＵＥがスケジューリングされているか）が知られている場合、クラスターをより良好に形成できる。しかしながら、文献におけるほとんどのアプローチは、まずＵＥをスケジューリングし、次にクラスターを形成するか、まず最初にクラスターを形成し、次にＵＥをスケジューリングするかのいずれかのプロセスを試みている。ジョイント最適化は実現が困難であり、通常、極めて計算集約的となるので、このような方法が実施されている。本発明はジョイント最適化を行うために最適以下の発見的方法を提供するものである。無線規格のフレームワーク、例えばＬＴＥ内で容易に実現できると考えられるものを計算することは容易である。
【００２８】
Ｃ．ジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズム
【００２９】
図３は、ジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムを示すフローチャートの一例を示す。この実施形態では、１つのクラスター当たりＮ個のＲＲＨの固定されたクラスターサイズを検討し、ここで、Ｎ＝Ｋ×Ｋであり、Ｋは２／３／４となり得る。任意のクラスターサイズＮが可能であり、単に原理を実証するためのシミュレーションでは、２／３／４の指定された値を使用するが、２／３／４の指定値は、発明の範囲を限定しないと理解すべきである。各ＲＲＨは１つのクラスターだけに属し、ＲＲＨの各クラスターは、１つのＵＥしか有しない。これら仮定は、実施を簡略化するためのものである。マルチユーザーマルチ入力マルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）信号処理が使用される場合、ＲＲＨの各クラスターは、２つ以上のＵＥにもサービスできると理解すべきである。
【００３０】
１．ステップ３０２において、各ＵＥは信号強度が減少する順にシステム内のすべてのＲＲＨの順序を決定する。ＵＥ（ｉ）に対し、順序が決定されたＲＲＨのベクトルは、Ｓ（ｉ）である。従って、システム内にＭ個のＲＲＨがある場合、Ｓ（ｉ）は、ＵＥ（ｉ）に対するベクトル［Ｓ（ｉ、１）、Ｓ（ｉ、２）、．．．Ｓ（ｉ、Ｍ）］であり、ＲＲＨ Ｓ（ｉ、２）は、ＵＥ（ｉ）に対する最大信号を有し、ＲＲＨＳ（ｉ、２）は、ＵＥ（ｉ）に対する次に強い信号を有する、などである。この情報は、ＵＥ（ｉ＝１〜ＵＥＫの総数）および各ＵＥｉに対して順序が決定されたＲＲＨＳ（ｉ、ｊ）（ｊ＝１〜Ｍ）を有するＲＲＨテーブルの状態で提供できる。
【００３１】
２．ステップ３０４において、各ＵＥｉは、その瞬間まで受信される平均レート、およびスケジューリングされている場合にそのＵＥｉが受信する瞬間レートに基づき、ＰＦ（比例的にフェアな）計量値Ｍｉを計算する。
【００３２】
３．ステップ３０６において、各ＵＥｉは、情報Ｓ（ｉ）およびＭｉをＣＢＳへ送る。
【００３３】
４．ステップ３１０では、ＣＢＳはそれらのＰＦ計量値に基づき、ＵＥのベクトルＴを形成する。Ｕ１＞Ｕ２である場合、ＵＥＴ（ｕ１）は、ＵＥＴ（ｕ２）よりも大きいＰＦ計量値を有し、ＵＥＴ（ｕ２）よりも前にスケジューリングされる。ＵＥＴ（ｕ）に対して、Ｔ（ｕ）は、ＰＦ計量値が減少する順のＵＥの順序を示すＵＥインデックスとして働く。
【００３４】
５．ステップ３１２では、ＣＢＳは、カウンターｕ＝１にセットする。ステップ３１４では、ＣＢＳはセットＴからＵＥＴ（ｕ）をスケジューリングする。カウンターｕは、スケジューリングするＵＥの数を維持する。ステップ３１４は、ＵＥのスケジューリングステップである。
【００３５】
６．ステップ３１６では、ＣＢＳは、ＵＥＴ（ｕ）のＲＲＨテーブル、すなわちベクトルＳ（Ｔ（ｕ））および対応する順序のＲＲＨ Ｓ（Ｔ（ｕ）、ｊ）（ｊ＝１〜Ｍ）をルックアップする。ＣＢＳは、Ｓ（Ｔ（ｕ））順序のＲＲＨ Ｓ（Ｔ（ｕ）、ｊ）（ｊ＝１〜Ｍ）から最初のＮ個のＲＲＨをルックアップし、これらＮ個のＲＲＨから１つのクラスターを形成し、ＵＥＴ（ｕ）にサービスするよう、このクラスターを割り当てる。このステップは、クラスタリングステップである。
【００３６】
７．ステップ３１８において、ＣＢＳは、すべてのＵＥに１つのクラスターが割り当てられているか、更に一部のクラスターにすべてのＲＲＨが割り当てられているかどうかをチェックする。双方の問いに対する回答がＮＯである場合、ＣＢＳは、カウンターｕをｕ＋１にインクリメントする（ステップ３２０）ことにより別のＵＥをスケジューリングし（すなわちＵＥスケジューリングステップ３１４を繰り返す）、ステップ３１６を繰り返す（すなわちクラスタリングステップを繰り返す）。ｕ＞１であるとき、ＣＢＳはテーブルＳ（Ｔ（ｕ））から最初のＮ個のＲＲＨをピックアップできない場合がある。その理由は、これらＲＲＨの一部が既に、より高いスケジュール計量値を有するＵＥに割り当てられている場合があるからである。このようにＣＢＳは、テーブルＳ（Ｔ（ｕ））から最初のＮ個のフリーなＲＲＨをピックアップする。この場合、フリーなＲＲＨとは、どのクラスターにもまだ割り当てられていないＲＲＨのことである。ステップ３１８における２つの問いのいずれかに対する回答がＹＥＳである場合、スケジューリングおよびクラスタリングプロセスは停止し、ＣＢＳはステップ３２２においてスケジューリングされているすべてのＵＥの瞬間レートを計算する。
【００３７】
ステップ３０４におけるＰＦスケジューラーに対し、ＵＥは他のスケジューリングされたＵＥからの干渉に依存しているので、ＵＥによって（例えば式（１）の場合のようなＵＥｉに対する）瞬間レートの正確な計算をすることはできない。しかしながら、各ＵＥがスケジューリング計量値を計算するとき、そのＵＥは自らと共に他のどのＵＥがスケジューリングされるかについては知らない。従って、ほとんどのＰＦアルゴリズムでは、１つのＵＥがその瞬間レートの値を推定する。本発明の本実施形態では、スケジューリングされたＵＥに対する最大信号強度を有するＮ個のＲＲＨのクラスターにより、スケジューリングされたＵＥにサービスをすると仮定する。規準を計算するために、他のすべての干渉クラスターは、サイズ１のＲＲＨクラスターであると仮定する。ジョイントクラスタリングおよびスケジューリングアルゴリズムは、ＰＦスケジューリングのこのような特定のモデルにだけに限定されないと理解すべきである。上記式（１）には、ＰＦ計量値をどのように計算するかの一例が記載されている。
【００３８】
時間ｔ＝１、．．．、Ｔからシミュレーションを実行する。１＜ｍ＜Ｔとなるように任意の時間インスタントｍを検討する。インスタントｎまでのＵＥｉの平均レートをＴｉ＝Ｒｉ（１）＋Ｒｉ（２）．．．＋Ｒｉ（ｍ−１）で示し、ここＲｉ（１）は、時間インスタント１においてＵＥｉによって得られるレートであり、Ｒｉ（２）は、時間インスタント２においてＵＥｉによって得られるレート等々である。ある時間インスタントにおいてまだＵＥがスケジューリングされていない場合、そのインスタントにおけるレートはゼロとなることに留意されたい。時間ｍの間のＰＦ計量値を計算するには、ＵＥが得るレートＲｉ（ｍ）を計算しなければならない。スケジューリングプロセス前にアプリオリに計算することはできないことに留意されたい。その理由は、ＵＥｉが受ける干渉は、他のどのＵＥがスケジューリングされているかに応じて決まるからである。実際に、ＵＥｉは、送信を可能にするためにスケジューリングすることは全くできない。従って、Ｒｉ（ｍ）の計算は、スケジューリングされた場合にＵＥが得るレートの近似であり、この近似は、実際のスケジューリングを評価するのに使用される。従って、Ｒｉ（ｍ）を計算するには、順序が決定されたＲＲＨテーブルＳ（ｉ）から、最初のＮ個のＲＲＨで、１つのクラスターをＵＥｉが形成できると仮定する。更に、他のすべてのＲＲＨが単一のＲＲＨクラスターを形成し、これを送信し、これを使って干渉を計算すると仮定する。実際の送信中には、次の点からこのことは真とならない場合があり得る。例えば（ａ）より大きいスケジューリング計量値を有する別のＵＥにアンテナが割り当てられているときに、最初のＮ個のアンテナをＳ（ｉ）から利用できない場合があること、および（ｂ）干渉する他のＵＥが別のＵＥに送信するためのクラスターを形成し得ることが理由として挙げられる。それにもかかわらず、このアプローチはレートＲｉ（ｍ）の有効な表示を提供する。ＰＦ計量値ＭｉをＭｉ＝Ｒｉ（ｍ）／Ｔｉとして計算する。
【００３９】
ＰＦ計量値を使用するので、提案されるアルゴリズムは、フェアネスを維持する。１つのＵＥに対して一旦スケジューリングされた場合、信号強度に関し、利用できる最強のＲＲＨをピックアップすることによってレートを最大にする。クラスターサイズは、Ｎに固定されるが、１つのＵＥのためのクラスターを形成する正確なＮ個のＲＲＨは、時間インスタントごとに変化するので、アルゴリズムはまだダイナミックとなっている。その理由は、時間インスタントごとにＵＥのスケジューリング順序が変化するからである。
【００４０】
一旦ＵＥのスケジューリングが行われると、アルゴリズムは利用できるＮ個の最初のＲＲＨに基づき、クラスターを形成する。クラスターがあらかじめ定められ、ＵＥがスループットを最大にするために、最良のクラスターを選択しなければならない場合、このアプローチはアルゴリズムを過去のアプローチから区別する。Ｋ×Ｋ個のＲＲＨを仮定した場合（特にベンカテッサンの上記論文の場合のように、オーバーラップするクラスターを検討した場合）、サイズＮの多くのクラスターを形成でき、最適クラスターのためのＵＥサーチは、極めて計算集約的であった。しかしながら、提案するアルゴリズムでは、数の多い、あらかじめ定められたクラスターは存在せず、むしろＵＥがスケジューリングされるので、クラスターは作動中に形成される。
【００４１】
図４は、ユーザーと中央基地局の機能ブロック図の一例を示す。ＵＥ４１０は、ＲＲＨの順序を定めるためのアンテナ順序決定モジュール４１２と、ＰＦスケジューリング計量値を計算するためのＰＦスケジューリング計量モジュール４１４と、信号プロセッサ４１６と、メモリ４１８とを有する。ＣＢＳ４３０は、ＵＥの順序を決定するためのＵＥ順序決定モジュール４３２と、スケジューリングおよびクラスタリングを実行するためのＵＥスケジューリングおよびクラスター形成モジュール４３４と、スケジュールが決定されたＵＥの瞬間的レートを計算するためのレート計算モジュール４３６と、信号プロセッサ４３８と、メモリ４４０とを有する。メモリ４１８、４４０は、例えば順序が決定されたＲＲＨの信号強度、ベクトルＳ（ｉ）、ＰＦスケジューリング計量値Ｍｉ、セットＴなどを含むデータを記憶する。
【００４２】
Ｄ．シミュレーション結果
【００４３】
図５は、分散型アンテナシステムにおける提案されたジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成のシミュレーションのための種々のパラメータを要約したテーブルである。更に、１つのＵＥ当たり２つのアンテナ、および１つのＲＲＨ当たり１つのアンテナを仮定する。シミュレーションの結果を理解するために、干渉がこれらシステム内でどのような役割を果たすかについての説明から始める。
【００４４】
図６は、４×４システムにおける干渉の効果を示すために、異なるクラスターサイズに対する異なる数の干渉クラスターの例を示す。このシステムに対し、図６は、２つのクラスター状況、すなわち４つのＲＲＨが１つのクラスターを形成するときの第１のクラスタリング状況、および２つのＲＲＨが１つのクラスターを形成するときの第２のクラスタリング状況を示す。各ケースにおいて、実線で囲んだクラスタリングは、所望するクラスタリングであり、他のクラスターは（破線で囲まれた）干渉クラスターである。クラスターのサイズが大きくなるにつれ（送信アンテナの数が多くなるように）、受信した信号強度が大きくなる外に、干渉クラスターの数が少なくなる。
【００４５】
図７は、異なるクラスターサイズに対するクラスター間の干渉の分析を示す表である。この表を理解するために、Ｎ×Ｍ個のＭＩＭＯシステム内の最大数の独立ストリームが最小（ＮＭ）であることを思い出していただきたい。この場合、受信アンテナの数Ｎは、（各ＵＥが２つのアンテナを有すると仮定することにより）２であるが、他方、送信アンテナの数Ｍは、クラスターサイズである。従って、２×２のシステムと２×４のシステムの双方に対し、２つのストリームしか送られない。しかしながら、２×２システムよりも２×４システムにおいて、あるパワー利得が存在する。このことを理解すると、図７の表において、クラスターサイズが増加するにつれ、干渉ストリームの数は減少することが理解できる。このことは、クラスターサイズの増加と共にレートが増加することを示す。しかしながら、クラスターサイズが増加し、これによってクラスターの数が減少するにつれ、各時間インスタントにおいて、より少ない数のＵＥしかスケジューリングされない。従って、クラスターサイズが増加するとき、１つのＵＥは、より少ない回数しかスケジューリングされない。これによって平均レートが減少する。従って、クラスターサイズが増加するにつれ、逆の効果が生じる。シミュレーションの研究は、所定の状況に対し、どんな効果が主な効果となるかを示す。
【００４６】
図８は、１、２および４のクラスターサイズで４×４のＲＲＨが設置されている場合の平均レートＣＤＦ（累積的分散関数）を示す。図９は、１、２および４のクラスターサイズで３×３のＲＲＨが設置されている場合の平均レートＣＤＦ（累積分散関数）を示す。各ケースに対し、クラスターサイズを増加すると、より良好なスペクトル効率を生じさせることに役立つことが理解できよう。３×３システムでは干渉が少ないので、性能が改善される。このことは、これらシステムの干渉が限定される性質を際立たせている。４×４システムでは、クラスターサイズが１から２に変化すると、各ＵＥは少なくスケジューリングされるので、性能が低下することが理解できる。このことは、上記トレードオフの一例となっている
【００４７】
提案されるジョイントＵＥスケジューリングおよびクラスター形成アルゴリズムは、最善なＲＲＨ配置、更に所定の配置に対する最善なクラスターサイズを選択するための表示を与える。シミュレーション結果は、図５の表に示されたパラメータによる屋内のケースに対して固有のものであることに留意されたい。異なる環境（屋内、屋外）に対し、チャンネル条件、ＲＲＨのスペースおよびユーザー数は変化する。それにもかかわらず、任意のシステムのための最適パラメータを計算するために、提案されるジョイントスケジューリングおよびクラスタリングフレームワークを使用できる。
【００４８】
本発明は、分散型アンテナシステムにおけるジョイントクラスタリングおよびＵＥスケジューリング方式を提供するものである。この方式は、基地局のコーディネートを行う将来のセルラーシステムにも実施できる。セルラー通信のＬＴＥ高度規格にはこれら双方のシナリオが記載されている。本発明のジョイントクラスタリングおよびスケジューリング方式は、これらシステムの運用を効率的にできる。
【００４９】
当然ながら、図１に示された分散型アンテナシステムおよび図５に示された機能的フローチャートは、本発明を実施できるシステムの純粋な例であり、本発明は特定のハードウェアまたはソフトウェアコンフィギュレーションに限定されるものではない。本発明を実施するコンピュータおよび記憶システムは、上記発明を実施するのに使用されるモジュール、プログラムおよびデータ構造を記憶し、読み取りできる公知のＩ／Ｏデバイス（例えばＣＤおよびＤＶＤドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ハードドライブなど）も有することができる。これらモジュール、プログラムおよびデータ構造は、コンピュータで読み取りできるかかるメディアにコード化できる。例えば本発明のデータ構造は、本発明で使用されるプログラムが常駐する１つ以上のコンピュータで読み取り可能なメディアとは別個に、コンピュータで読み取りできるメディア上に記憶できる。本システムのコンポーネントは、デジタルデータ通信の任意の形態またはメディア、例えば通信ネットワークによって相互に接続できる。通信ネットワークの例として、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、例えばインターネット、無線ネットワーク、記憶エリアネットワークなどがある。
【００５０】
詳細な説明では、本発明を完全に理解できるようにするために、説明的のために多数の細部について記載した。しかしながら、当業者には本発明を実施するのにこれら特定の細部のすべてが必要であるわけではないことが明らかとなろう。更に本発明は、通常、フローチャート、フロー図、構造図またはブロック図として示されるプロセスとしても記載できることも理解できよう。フローチャートは逐次シーケンスとして動作を説明できるが、動作の多くは平行して、または同時に実行できる。更に動作の順序を入れ替えてもよい。
【００５１】
当業者に知られているように、上記の動作はハードウェア、ソフトウェアもしくはソフトウェアとハードウェアのある組み合わせによって実行できる。回路および論理デバイス（ハードウェア）を使って本発明の実施形態の種々の特徴について実行できるが、マシンで読み取り可能なメディア（ソフトウェア）上に記憶された命令を使って他の特徴を実施することもでき、これら命令は、プロセッサによって実行される場合、本発明の実施形態を実施する方法をプロセッサに実行させる。更に、ハードウェア内単独で実施できる本発明の実施形態もあれば、ソフトウェア内単独で実施できる実施形態もある。更に、上記種々の機能は単一ユニット内で実行してもよいし、多数のコンポーネントにわたって任意の数の方法で分散させてもよい。ソフトウェア内で実行する場合、コンピュータで読み取り可能なメディア上に記憶されている命令に基づき、汎用コンピュータのようなプロセッサによってこれら方法を実施してもよい。所望すれば、圧縮および／または暗号化されたフォーマットで命令をメディア上に記憶してもよい。
【００５２】
これまでの記載から、本発明は、分散型アンテナシステムにおける干渉を管理するための、方法、装置およびコンピュータで読み取り可能なメディアに記憶されたプログラムを提供するものであることが明らかとなろう。更に本明細書では特定の実施形態について図示し、記載したが、当業者であれば、同一目的を達成するように計算された任意の装置を、本明細書に開示した特定の実施形態の代わりに使用できることが理解できよう。本開示は、本発明の任意のすべての適用例または変形例をカバーするものであり、次の特許請求の範囲で使用している用語は、本発明を本明細書に開示されている特定の実施形態だけに限定するものと見なすべきではないと理解すべきである。逆に本発明の範囲全体は次の特許請求の範囲によって決定すべきであり、特許請求の範囲は、かかる請求項に権利がある均等物の全範囲と共に、特許請求の範囲の解釈の確立された原理に従って解釈すべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザーと、
各々が多数のリモート無線ヘッドを含むクラスターに分割される複数のリモート無線ヘッドと、
ＣＢＳ（中央基地局）プロセッサ、ＣＢＳメモリ、ユーザー順序決定モジュール、ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールを含む中央基地局（ＣＢＳ）とを備え、
前記ユーザー順序決定モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、順序が決定されたユーザーの一組を提供し、
前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度の順序が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成する、分散型アンテナシステム。
【請求項２】
各ユーザーは、ユーザープロセッサと、ユーザーメモリと、各ユーザーへの信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するようになっているアンテナ順序決定モジュールとを備える、請求項１に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項３】
各ユーザーは、各ユーザーに対する比例的フェアスケジュール計量値を計算する比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールを含む、請求項２に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項４】
前記アンテナ順序決定モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）として信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定し、ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、１から信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しく、
前記比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉを計算する、請求項３に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項５】
前記ユーザー順序決定モジュールは、前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉが減少する順にユーザーの順序を決定し、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序が決定されたユーザーの組Ｔを提供し、
前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、カウンターｕ＝１からスタートし、
（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、
（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッドをピックアップし、ここでＮは形成すべきクラスターのサイズであり、
（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）〜（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定する、請求項４に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項６】
前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する、請求項１に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項７】
前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する、請求項１に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項８】
複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおける中央基地局であって、
前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは、複数のリモート無線ヘッドを含み、
前記中央基地局は、
プロセッサと、
メモリと、
比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、一組の順序が決定されたユーザーを提供する、ユーザー順序決定モジュールと、
比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールとを備える、中央基地局。
【請求項９】
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）として信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序が決定され、ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しく、
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉが計算される、請求項８に記載の中央基地局。
【請求項１０】
前記ユーザー順序決定モジュールは、前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉを低減する際に、ユーザーの順序を決定し、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序の決定されたユーザーの組Ｔを提供するようになっており、
前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、カウンターＵ＝１からスタートし、
（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、
（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッドをピックアップし、ここでＮは形成すべきクラスターのサイズであり、
（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）から（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定する、請求項９に記載の中央基地局。
【請求項１１】
前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する、請求項８に記載の中央基地局。
【請求項１２】
前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する、請求項８に記載の中央基地局。
【請求項１３】
中央基地局と複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおいてユーザースケジューリングおよびクラスター形成を行う方法であって、前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは複数のリモート無線ヘッドを含み、
一組の順序が決定されたユーザーを提供するよう比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定するステップと、
比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定するステップと、
前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされていない、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するステップとを備える、方法。
【請求項１４】
前記中央基地局により、前記ユーザの順序を決定するステップと、前記ユーザのスケジュールを決定するステップと、最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップするステップとを実行する請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）としての信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するステップと、ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、１から信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しく、
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉを計算するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
各ユーザが、前記リモート無線ヘッドの順序を決定するステップと、前記比例的フェアスケジュール決定計量値を計算するステップを実行する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉが減少する順にユーザーの順序が決定され、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序の決定されたユーザーの組Ｔが提供され、
ユーザーをスケジュールし、スケジュールされたユーザに対しサイズＮのクラスターを形成するため最初のＮ個のリモート無線ヘッドをピックアップする方法であって、カウンターｕ＝１からスタートし、
（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、
（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッドをピックアップし、ここでＮは形成すべきクラスターのサイズであり、
（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）から（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
プリセットした時間インスタントで周期的に、前記ユーザの順序を決定するステップと、前記ユーザのスケジュールを決定するステップと、最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップするステップとを実行する請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
複数のユーザーと、
各々が多数のリモート無線ヘッドを含むクラスターに分割される複数のリモート無線ヘッドと、
ＣＢＳ（中央基地局）プロセッサ、ＣＢＳメモリ、ユーザー順序決定モジュール、ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールを含む中央基地局（ＣＢＳ）とを備え、
前記ユーザー順序決定モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、順序が決定されたユーザーの一組を提供し、
前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度の順序が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成する、分散型アンテナシステム。
【請求項２】
各ユーザーは、ユーザープロセッサと、ユーザーメモリと、各ユーザーへの信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するようになっているアンテナ順序決定モジュールとを備える、請求項１に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項３】
各ユーザーは、各ユーザーに対する比例的フェアスケジュール計量値を計算する比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールを含む、請求項２に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項４】
前記アンテナ順序決定モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）として信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定し、ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、１から信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しく、
前記比例的フェアスケジュール決定計量値モジュールは、各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉを計算する、請求項３に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項５】
前記ユーザー順序決定モジュールは、前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉが減少する順にユーザーの順序を決定し、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序が決定されたユーザーの組Ｔを提供し、
前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、カウンターｕ＝１からスタートし、
（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、
（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッドをピックアップし、ここでＮは形成すべきクラスターのサイズであり、
（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）〜（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定する、請求項４に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項６】
前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する、請求項１に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項７】
前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する、請求項１に記載の分散型アンテナシステム。
【請求項８】
複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおける中央基地局であって、
前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは、複数のリモート無線ヘッドを含み、
前記中央基地局は、
プロセッサと、
メモリと、
比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定し、一組の順序が決定されたユーザーを提供する、ユーザー順序決定モジュールと、
比例的フェアスケジューリング計量値の値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定し、前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされておらず、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するユーザースケジューリングおよびクラスター情報モジュールとを備える、中央基地局。
【請求項９】
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）として信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序が決定され、ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しく、
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉが計算される、請求項８に記載の中央基地局。
【請求項１０】
前記ユーザー順序決定モジュールは、前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉを低減する際に、ユーザーの順序を決定し、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序の決定されたユーザーの組Ｔを提供するようになっており、
前記ユーザースケジューリングおよびクラスター形成モジュールは、カウンターＵ＝１からスタートし、
（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、
（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッドをピックアップし、ここでＮは形成すべきクラスターのサイズであり、
（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）から（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定する、請求項９に記載の中央基地局。
【請求項１１】
前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する、請求項８に記載の中央基地局。
【請求項１２】
前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する、請求項８に記載の中央基地局。
【請求項１３】
中央基地局と複数のユーザーと複数リモート無線ヘッドとを含む分散型アンテナシステムにおいてユーザースケジューリングおよびクラスター形成を行う方法であって、前記リモート無線ヘッドは、複数のクラスターに分割され、各クラスターは複数のリモート無線ヘッドを含み、
一組の順序が決定されたユーザーを提供するよう比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順に前記ユーザーの順序を決定するステップと、
比例的フェアスケジューリング計量値が減少する順のユーザーの順序に従ってユーザーのスケジュールを決定するステップと、
前記ユーザーの順序に従ってスケジュールが決定された各ユーザーに対し、これまでピックアップされていない、スケジュールが決定された前記ユーザーに対する信号強度が減少する順に最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップし、前記スケジュールが決定されたユーザーに対し、サイズＮのクラスターを形成するステップとを備える、方法。
【請求項１４】
前記中央基地局により、前記ユーザの順序を決定するステップと、前記ユーザのスケジュールを決定するステップと、最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップするステップとを実行する請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対するベクトルＳ（ｉ、ｊ）としての信号強度が減少する順に前記リモート無線ヘッドの順序を決定するステップと、ここで、ｉは、１からユーザーの総数Ｋに等しく、ｊは、１から信号強度が減少する順のリモート無線ヘッドの総数に等しく、
各ユーザーＵＥ（ｉ）に対する比例的フェアスケジュール決定計量値Ｍｉを計算するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
各ユーザが、前記リモート無線ヘッドの順序を決定するステップと、前記比例的フェアスケジュール決定計量値を計算するステップを実行する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記計算された比例的フェアスケジューリング計量値の値Ｍｉが減少する順にユーザーの順序が決定され、前記ユーザーの順序をＵＥＴ（１）からＵＥＴ（Ｋ）まで定めるＵＥインデックスとして、Ｔ（１）からＴ（Ｋ）まで順序の決定されたユーザーの組Ｔが提供され、
ユーザーをスケジュールし、スケジュールされたユーザに対しサイズＮのクラスターを形成するため最初のＮ個のリモート無線ヘッドをピックアップする方法であって、カウンターｕ＝１からスタートし、
（１）Ｔ（１）からＴ（Ｋ）に基づき、ユーザーＵＥＴ（Ｕ）のスケジュールを決定し、
（２）これまでピックアップされていなかったベクトルＳ（Ｔ（ｕ）、ｊ）から、最初のＮ個の数のｊ番目のリモート無線ヘッドをピックアップし、ここでＮは形成すべきクラスターのサイズであり、
（３）すべてのユーザーに対して１つのクラスターが割り当てられているわけではなく、リモート無線ヘッドがすべて一部のクラスターに割り当てられているわけではない場合、前記カウンターｕをｕ＋１にインクリメントし、ステップ（１）から（３）を繰り返すことにより、クラスター形成を有する次のＵＥＴ（ｕ）のスケジュールを決定する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
プリセットした時間インスタントで周期的に、前記ユーザの順序を決定するステップと、前記ユーザのスケジュールを決定するステップと、最初のＮ個の数のリモート無線ヘッドをピックアップするステップとを実行する請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
前記リモート無線ヘッドの各クラスターは、対応する１つのユーザーだけを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記クラスターの各々は、同じ固定されたサイズのＮ個のリモート無線ヘッドを有する、請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７５１０４（Ｐ２０１２−７５１０４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９０６４（Ｐ２０１１−２０９０６４）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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