KR100966053B1 - Dynamic Frequency Selection Method on Base Station and its using Tx Power Control Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법과 그를 이용한 전송 파워 제어 방법에 관한 것으로, 옥내용 기지국의 경우 사용자의 필요에 따라 추가로 설치될 수 있음을 감안하여 새로운 옥내용 기지국이 설치되더라도 옥내용 기지국 스스로 최적의 주파수와 전송파워를 검출하여 단말에 안정적인 서비스를 제공하도록 하기 위한, 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법과 그를 이용한 전송 파워 제어 방법을 제공하고자 한다.The present invention relates to a method for selecting an active frequency in a base station and a transmission power control method using the same. In the case of an indoor base station, the indoor base station may be installed even if a new indoor base station is installed in consideration of the user's needs. An active frequency selection method in a base station and a transmission power control method using the same to provide a stable service to a terminal by detecting an optimal frequency and transmission power by themselves.

이를 위하여, 본 발명은 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법에 있어서, 인접 기지국들으로부터 정보 메시지를 수신하여 네트워크 토폴로지의 변경을 확인하는 네트워크 토폴로지 확인단계; 상기 정보 메시지를 이용하여 새로운 네트워크 토폴로지를 추정하는 네트워크 토폴로지 추정단계; 상기 추정한 네트워크 토폴로지와 상기 정보 메시지를 이용하여 할당 주파수별 상기 인접 기지국들에 의한 간섭을 추정하는 간섭 추정단계; 및 상기 추정한 간섭을 기반으로 산출한 신호대잡음비에 따라 최적의 능동 주파수를 선택하는 능동 주파수 선택단계를 포함한다.To this end, the present invention provides a method for selecting an active frequency in a base station, comprising: a network topology checking step of receiving an information message from adjacent base stations to confirm a change in a network topology; A network topology estimating step of estimating a new network topology using the information message; An interference estimating step of estimating interference by neighboring base stations for each allocated frequency using the estimated network topology and the information message; And an active frequency selection step of selecting an optimal active frequency according to the signal-to-noise ratio calculated based on the estimated interference.

옥내용 기지국, 네트워크 토폴로지, 능동 주파수 선택, 전송 파워 제어, 정보 메시지 Indoor base station, network topology, active frequency selection, transmission power control, information message

Description

기지국에서의 능동 주파수 선택 방법과 그를 이용한 전송 파워 제어 방법{Dynamic Frequency Selection Method on Base Station and its using Tx Power Control Method}Dynamic Frequency Selection Method on Base Station and its using Tx Power Control Method

본 발명은 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법과 그를 이용한 전송 파워 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥내용 기지국의 경우 사용자의 필요에 따라 추가로 설치될 수 있음을 감안하여 새로운 옥내용 기지국이 설치되더라도 옥내용 기지국 스스로 최적의 주파수와 전송파워를 검출하여 단말에 안정적인 서비스를 제공하도록 하기 위한, 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법과 그를 이용한 전송 파워 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for selecting an active frequency in a base station and a transmission power control method using the same. More particularly, in the case of an indoor base station, a new indoor base station is installed in consideration of the need of a user. However, the present invention relates to an active frequency selection method in a base station and a transmission power control method using the same so that an indoor base station detects an optimal frequency and transmission power by itself and provides a stable service to a terminal.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2007-S-029-01, 과제명 : 가정용/기업용 WiBro 시스템 기술 개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication and the Ministry of Information and Telecommunication Research and Development. [Task Management Number: 2007-S-029-01, Title: Home / Enterprise WiBro System Technology Development].

이하의 본 발명의 일실시예에서는 옥내용 기지국을 일예로 들어 설명하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님을 미리 밝혀둔다.In the following embodiment of the present invention, an indoor base station will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.

휴대 인터넷 시스템은 휴대용 무선 단말기를 이용하여 언제 어디서나 이동 상태에서도 고속의 전송속도로 인터넷에 접속하여 다양한 정보와 컨텐츠를 얻거나 활용할 수 있도록 한다.The portable Internet system enables a user to obtain or utilize various information and contents by accessing the Internet at a high speed transmission speed anytime, anywhere using a portable wireless terminal.

이러한 휴대 인터넷 시스템은 다양한 종류의 기지국들이 동시에 혼재되어 위치한다. 이 다양한 종류의 기지국들은 크게 옥내 기지국과 옥외 기지국으로 나눌 수 있으며, 이들은 셀 커버리지(Cell coverage) 관점과 주 설치 장소 및 용도 측면으로 구분된다.In such a mobile Internet system, various kinds of base stations are located at the same time. These various types of base stations can be broadly divided into indoor base stations and outdoor base stations. These base stations are divided into cell coverage and main installation sites and applications.

휴대 인터넷 시스템은 허가 대역과 비허가 대역을 포함한 다양한 주파수 대역에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하여 데이터를 송수신한다. 이때, 비허가 대역은 군사용 레이더를 비롯하여, 기상용, 무선 선박 항해용, 및 위성용 레이더 등에서 이미 사용하고 있으므로, 휴대 인터넷 시스템은 간섭 영향을 최소화하는 동시에 단말로 원활한 서비스를 지원하기 위해 능동 주파수 선택(DFS : Dynamic Frequency Selection) 기술과 전송출력제어(TPC : Transmission Power Control) 기술을 지원하고 있다.The portable Internet system transmits and receives data using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in various frequency bands including licensed and unlicensed bands. At this time, since the unlicensed band is already used in military radar, weather, wireless ship navigation, and satellite radar, the portable Internet system minimizes interference effects and simultaneously supports active frequency selection in order to support smooth service to terminals. It supports DFS (Dynamic Frequency Selection) technology and Transmission Power Control (TPC) technology.

상기 능동 주파수 선택 기술은 비허가 대역 동작에서 필수적으로 포함되어야 하는 기술로, 해당 대역을 이미 사용하고 있는 우선 사용자를 찾는 방안과 기지국이 사용할 주파수를 선택하는 방안으로 구성되어 있다.The active frequency selection technique is a technique that must be included in an unlicensed band operation, and consists of a method of finding a preferred user who is already using the corresponding band and selecting a frequency to be used by the base station.

이하, 도 1을 참조하여 표준화되어 있는 휴대 인터넷 시스템에서의 능동 주파수 선택 과정에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, an active frequency selection process in a standardized portable Internet system will be described with reference to FIG. 1.

먼저, 기지국(10)과 단말(20)은 우선순위 사용자가 사용중인 채널과 우선순위 사용자가 최근 사용한 채널에서는 동작하지 않아야 하므로, 채널을 사용하기 전에 우선순위 사용자의 존재를 파악한다(101).First, since the base station 10 and the terminal 20 should not operate in the channel used by the priority user and the channel recently used by the priority user, the base station 10 and the terminal 20 determine the existence of the priority user before using the channel (101).

이때, 현재 사용하고 있는 채널에 대한 우선순위 사용자가 존재할 경우, 기지국(10)과 단말(20)은 데이터나 MAC 관리(management) 메시지를 포함한 모든 MAC 프로토콜데이터유닛(PDU)의 전송을 중단한다(102).At this time, if there is a priority user for the currently used channel, the base station 10 and the terminal 20 stops transmitting all MAC protocol data units (PDUs) including data or MAC management messages ( 102).

이후, 기지국(10)과 단말(20)이 통신에 사용할 새로운 채널을 찾는다. 즉, 기지국(10)이 적어도 하나의 채널에 대한 상태를 측정하고, 또한 특정 단말로 상기 채널의 상태를 측정하도록 명령한다(103).Then, the base station 10 and the terminal 20 finds a new channel to use for communication. That is, the base station 10 measures the state of at least one channel, and also instructs a specific terminal to measure the state of the channel (103).

즉, 기지국(10)은 하기의 [표 1]에 나타나 있는 측정 보고 항목(report measurement IE)을 하향링크 맵(DL-MAP)에 삽입하여 단말이 특정 채널의 상태를 측정하도록 요청한다. 이때, 단말(20)이 채널 상태를 측정하는 동안, 기지국(10)은 해당 채널을 이용하여 다른 단말에 데이터를 송신하지 말아야 할 뿐만 아니라, 다른 단말이 해당 채널을 이용하여 기지국으로 데이터를 전송하지 못하도록 상향링크 스케줄링을 해야 한다.That is, the base station 10 inserts a measurement report item (report measurement IE) shown in the following [Table 1] to the downlink map (DL-MAP) and requests the terminal to measure the state of a specific channel. At this time, while the terminal 20 measures the channel state, the base station 10 should not only transmit data to other terminals using the corresponding channel, but also the other terminal does not transmit data to the base station using the corresponding channel. Uplink scheduling should be prevented.

그리고 기지국(10)은 단말(20)로 측정을 명령한 채널의 상태를 측정한다(104).The base station 10 measures the state of the channel commanded to the measurement to the terminal 20 (104).

이후, 기지국(10)으로부터 채널 측정 메시지(channel measurement IE)를 수 신한 단말(20)은, 상기 메시지에 표기된 채널의 상태를 소정시간 동안 측정하며, 측정하는 각각의 채널에 대해 수신한 누적 프레임 수, 누적 측정 시간, 우선순위 사용자의 존재 여부, 동일한 전송방식을 사용하는 시스템의 존재 여부, 및 인식할 수 없는 신호의 존재 여부 등의 정보들을 계속해서 갱신하여 저장한다(105).Thereafter, the terminal 20 receiving the channel measurement message (channel measurement IE) from the base station 10 measures the state of the channel indicated in the message for a predetermined time, and the cumulative number of frames received for each channel to be measured. In operation 105, information on the cumulative measurement time, the presence of a priority user, the existence of a system using the same transmission scheme, and the presence of an unrecognized signal are continuously updated and stored.

Figure 112008014917026-pat00001
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이후, 기지국(10)과 단말(20)이 각각 측정한 채널의 상태 결과를 상호 교환한다(106, 107).Thereafter, the base station 10 and the terminal 20 exchange state results of the measured channels, respectively (106 and 107).

즉, 기지국(10)은 하기의 [표 2]의 REP-REQ 메시지를 전송하여 결과를 요청하며, 이때 하기의 [표 3]의 'report type'에서 Bit #0를(DFS basic report) 1로 설정한다.That is, the base station 10 transmits the REP-REQ message of Table 2 below to request a result, and at this time, Bit # 0 from the 'report type' of Table 3 below to (DFS basic report) 1 Set it.

아울러, 기지국(10)은 필요에 따라 'channel number'와 'channel type request' 값을 설정하여 원하는 정보를 단말로부터 수신할 수도 있다.In addition, the base station 10 may set the 'channel number' and 'channel type request' values as needed to receive the desired information from the terminal.

Figure 112008014917026-pat00002
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Figure 112008014917026-pat00003
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또한, 단말(20)은 기지국(10)으로부터 REP-REQ 메시지를 수신하거나 해당 채널에 대한 우선순위 사용자가 존재할 경우, 하기의 [표 4]의 REP-RSP 메시지를 이용하여 채널의 상태를 기지국(10)에 즉시 전송한 후 지금까지 측정한 정보들은 모두 초기화한다.In addition, when the terminal 20 receives the REP-REQ message from the base station 10 or there is a priority user for the corresponding channel, the terminal 20 uses the REP-RSP message of Table 4 below to determine the state of the channel. 10) After transmitting immediately, all the information measured so far is initialized.

Figure 112008014917026-pat00004
Figure 112008014917026-pat00004

하기의 [표 5]는 단말(20)이 REP-RSP 메시지를 구성할 때 필요한 정보를 나타낸 것으로, DFS 결과를 전송 시에는 'REP-REQ report type'의 0번째 비트를 0으로 설정하여 'channel number', 'start frame', 'duration', 및 'basic report' 값을 기지국(10)으로 전송한다.[Table 5] below shows information necessary when the terminal 20 constructs a REP-RSP message. When transmitting a DFS result, the channel 20 is set to the 0th bit of the 'REP-REQ report type' to 'channel'. The number ',' start frame ',' duration ', and' basic report 'values are transmitted to the base station 10.

Figure 112008014917026-pat00005
Figure 112008014917026-pat00005

이후, 기지국(10)이 현재 채널의 사용을 중단하고 새로운 채널로 이동한다(108).The base station 10 then stops using the current channel and moves to the new channel (108).

즉, 기지국(10)은 단말(20)의 초기화 과정과 채널상태 측정 과정 등에서 얻은 정보를 이용하여, 현재 채널을 계속 유지할지 새로운 채널로 이동할지 결정하며, 만약 새로운 채널로 이동하게 될 경우 기지국(10)은 DCD 메시지의 채널 넘버(channel Nr) 값을 변경하여 단말(20)로 채널 변동 결과를 알린다.That is, the base station 10 determines whether to keep the current channel or move to a new channel by using the information obtained in the initialization process and the channel state measurement process of the terminal 20, if the base station ( 10) notifies the terminal 20 of the channel change result by changing a channel Nr value of the DCD message.

한편, 휴대 인터넷 시스템은 단말로부터 수신한 신호의 SINR(Signal to Interference Noise Ratio)을 일정수준 이상으로 유지하기 위하여, 단말의 전송 파워를 제어한다. 즉, 단말은 최대 사용 가능한 파워와 현재 전송 파워를 기지국에 알려주고, 기지국은 상기의 정보를 이용하여 단말의 수신 파워를 제어한다.On the other hand, the portable Internet system controls the transmission power of the terminal in order to maintain the signal to interference noise ratio (SINR) of the signal received from the terminal to a predetermined level or more. That is, the terminal informs the base station of the maximum available power and the current transmission power, and the base station controls the reception power of the terminal using the above information.

무선 실시간 멀티미디어 정보 이용에 대한 사용자의 요구의 증가로 등장한 휴대 인터넷 시스템은, 사용자별 서비스 품질을 만족시키기 위하여 한정된 주파수, 전력 등의 자원을 이용하여 개별 사용자에게 보다 높은 전송률을 제공해야 한다.The portable Internet system, which has emerged due to an increase in user demand for the use of wireless real-time multimedia information, has to provide a higher transmission rate to an individual user by using resources such as limited frequency and power in order to satisfy service quality for each user.

그러나 휴대 인터넷 시스템은 기존 2세대 통신 시스템이 낮은 주파수 대역을 선점함으로 인하여, 채널특성이 좋지 못한 높은 주파수 대역에서 동작해야 하고, 사용자의 위치, 이동성, 및 트래픽 특성에 따라 안정적인 데이터 서비스를 제공하기 위해 음영지역 해소 및 시스템 용량 증대 기술이 필수적이다.However, the mobile Internet system has to operate in the high frequency band where channel characteristics are poor because the existing 2nd generation communication system preempts low frequency band, and to provide stable data service according to the user's location, mobility, and traffic characteristics. Shadow area elimination and system capacity increase technology are essential.

이를 위해 휴대 인터넷 시스템은, 옥내용 기지국을 설치하여 실내 음영지역을 해소하는 동시에 개별 단말에 높은 전송률을 제공하기 위한 기술을 개발하고 있다.To this end, the portable Internet system is developing a technology for providing a high transmission rate to individual terminals while eliminating indoor shadow areas by installing indoor base stations.

이러한 옥내 기지국은 주파수 사용계수와 최대 전송 파워 및 서비스 영역을 고려하여 체계적으로 설치되는 옥외 기지국과는 달리, 사용자의 편의에 따라 옥내 환경에 임의로 설치되므로, 고정된 하향링크 전송 파워와 주파수 재사용 방식을 사용할 경우, 인접 기지국들에 의한 간섭으로 인하여 서비스 영역 내의 단말들에게 원하는 수준의 서비스 품질을 보장해 줄 수 없는 문제점이 있다.Unlike indoor base stations that are systematically installed in consideration of frequency usage coefficient, maximum transmission power, and service area, indoor base stations are arbitrarily installed in an indoor environment according to the user's convenience, so that fixed downlink transmission power and frequency reuse methods are used. When used, there is a problem in that a desired level of service quality cannot be guaranteed to terminals in a service area due to interference by neighboring base stations.

이하, 도 2를 참조하여 옥내 기지국에 의해 발생하는 간섭 현상에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the interference phenomenon caused by the indoor base station will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 옥외 기지국(201)의 주파수 재사용 계수는 3(A,B,C)이고, 옥내 기지국(203)의 주파수 재사용 계수는 1(B)을 갖는다.As shown in Fig. 2, the frequency reuse coefficient of the outdoor base station 201 is 3 (A, B, C), and the frequency reuse coefficient of the indoor base station 203 has 1 (B).

일반적으로, 옥외 기지국은 섹터 간의 간섭 현상을 최소화하기 위하여 인접한 섹터가 동일한 주파수 대역을 사용하지 못하도록 망을 설계한다.In general, outdoor base stations design networks to prevent adjacent sectors from using the same frequency band to minimize interference between sectors.

그러나 옥내 기지국의 주파수 대역 설정은 표준으로 제시된 바 없으므로, 옥내 기지국이 어떤 주파수 대역을 사용하느냐에 따라 옥내 기지국에서 서비스받는 단말과, 옥내 기지국에 인접하여 옥외 기지국에서 서비스받는 단말의 서비스 품질이 좌우되는 문제점이 발생한다.However, since the frequency band setting of the indoor base station has not been proposed as a standard, the quality of service of the terminal serviced by the indoor base station and the terminal serviced by the outdoor base station adjacent to the indoor base station depends on which frequency band the indoor base station uses. This happens.

즉, 옥외 기지국(201)의 B번째 섹터와 옥내 기지국(203)이 동일한 주파수 대역을 사용할 경우 간섭 현상이 극대화되어 단말에 원하는 수준의 서비스를 제공할 수 없다. 이때, 휴대 인터넷 시스템 표준에 기술되어 있는 능동적 주파수 대역 선정 방안은 비허가 대역에서 동작하기 위한 방안으로, 상기와 같은 상황에 적용하기 어렵고, 시스템의 성능을 극대화시킬 수도 없다.That is, when the B-th sector of the outdoor base station 201 and the indoor base station 203 use the same frequency band, the interference phenomenon is maximized, and thus, a desired level of service cannot be provided to the terminal. In this case, the active frequency band selection method described in the portable Internet system standard is a method for operating in an unlicensed band, which is difficult to apply in the above situation, and cannot maximize the performance of the system.

아울러, 전송 파워 제어 기술은 휴대 인터넷 시스템에서 오직 단말의 상향링크 전송에만 적용되고 있으므로, 옥내 기지국의 전송파워를 제어할 수 있는 방안은 마련되어 있지 않다.In addition, the transmission power control technology is applied only to the uplink transmission of the terminal in the portable Internet system, there is no way to control the transmission power of the indoor base station.

따라서 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.Therefore, it is a problem of the present invention to solve the problems of the prior art as described above.

본 발명은 옥내용 기지국의 경우 사용자의 필요에 따라 추가로 설치될 수 있음을 감안하여 새로운 옥내용 기지국이 설치되더라도 옥내용 기지국 스스로 최적의 주파수와 전송파워를 검출하여 단말에 안정적인 서비스를 제공하도록 하기 위한, 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법과 그를 이용한 전송 파워 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to provide a stable service to the terminal by detecting the optimal frequency and transmission power by the indoor base station itself even if a new indoor base station is installed in consideration of the indoor base station can be additionally installed according to the needs of the user An object of the present invention is to provide an active frequency selection method in a base station and a transmission power control method using the same.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법에 있어서, 인접 기지국들으로부터 정보 메시지를 수신하여 네트워크 토폴로지의 변경을 확인하는 네트워크 토폴로지 확인단계; 상기 정보 메시지를 이용하여 새로운 네트워크 토폴로지를 추정하는 네트워크 토폴로지 추정단계; 상기 추정한 네트워크 토폴로지와 상기 정보 메시지를 이용하여 할당 주파수별 상기 인접 기지국들에 의한 간섭을 추정하는 간섭 추정단계; 및 상기 추정한 간섭을 기반으로 산출한 신호대잡음비에 따라 최적의 능동 주파수를 선택하는 능동 주파수 선택단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for selecting an active frequency in a base station, the method comprising: checking a network topology by receiving an information message from neighboring base stations; A network topology estimating step of estimating a new network topology using the information message; An interference estimating step of estimating interference by neighboring base stations for each allocated frequency using the estimated network topology and the information message; And an active frequency selection step of selecting an optimal active frequency according to the signal-to-noise ratio calculated based on the estimated interference.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 기지국에서의 전송 파워 제어 방법에 있어서, 인접 기지국들으로부터 정보 메시지를 수신하여 네트워크 토폴로지의 변경을 확인하는 네트워크 토폴로지 확인단계; 상기 정보 메시지를 이용하여 새로운 네트워크 토폴로지를 추정하는 네트워크 토폴로지 추정단계; 상기 추정한 네트워크 토폴로지와 상기 정보 메시지를 이용하여 할당 주파수별 상기 인접 기지국들에 의한 간섭을 추정하는 간섭 추정단계; 상기 추정한 간섭을 기반으로 산출한 신호대잡음비에 따라 최적의 능동 주파수를 선택하는 능동 주파수 선택단계; 및 상기 선택한 주파수에서 신호대잡음비가 소정 레벨 이상으로 유지되도록 전송 파워를 제어하는 전송 파워 제어단계를 포함한다.In addition, another method of the present invention for achieving the above object is a transmission power control method in a base station, the network topology confirmation step of confirming the change in the network topology by receiving information messages from neighboring base stations; A network topology estimating step of estimating a new network topology using the information message; An interference estimating step of estimating interference by neighboring base stations for each allocated frequency using the estimated network topology and the information message; An active frequency selection step of selecting an optimal active frequency according to the signal-to-noise ratio calculated based on the estimated interference; And a transmission power control step of controlling the transmission power so that the signal-to-noise ratio is maintained at a predetermined level or more at the selected frequency.

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한편, 본 발명은 옥내/옥외 기지국으로 구성된 휴대 인터넷 시스템에서 옥내 기지국들이 서비스 영역의 단말들에게 원하는 품질을 제공한다.On the other hand, in the present invention, indoor base stations provide desired quality to terminals in a service area in a portable Internet system composed of indoor and outdoor base stations.

또한, 본 발명은 옥외 기지국과 옥내 기지국이 혼재하는 휴대 인터넷 시스템에서, 옥내 기지국이나 옥외 기지국이 단말의 서비스 품질을 보장할 수 없을 경우 능동 주파수 선택 기술과 하향링크 전송 파워 제어 기술을 이용하여 옥내 기지국 스스로 최적의 주파수 대역과 전송파워를 검출한다.In addition, the present invention provides a base station indoors by using an active frequency selection technique and a downlink transmission power control technique when the indoor base station or indoor base station in the mobile Internet system mixed with the base station, indoor base station or outdoor base station can not guarantee the quality of service of the terminal Detects the optimum frequency band and transmission power by itself.

상기와 같은 본 발명은, 자가 전송 파워 제어 및 능동 주파수 선택 방안을 이용하여 인접 기지국들 간에 미치는 간섭 영향을 최소화함으로써, 각 옥내 기지국의 가장자리에 위치한 단말의 서비스 품질을 안정적으로 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 시스템의 전체 용량을 개선할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, by minimizing the influence of interference between neighboring base stations by using the self-transmission power control and active frequency selection scheme, it is possible not only to ensure the quality of service of the terminal located at the edge of each indoor base station This has the effect of improving the overall capacity of the system.

또한, 본 발명은 다수의 옥내 기지국이 좁은 영역에 설치되어 있을 경우, 각 기지국이 사용자의 별도의 설정 없이 적정 서비스 영역을 찾으며 전송파워를 가변적으로 변경함으로써, 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, when a plurality of indoor base stations are installed in a narrow area, each base station finds an appropriate service area without user's separate setting and variably changes the transmission power, thereby reducing power consumption.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에서는 옥내용 와이브로 기지국을 예로 들어 설명하기로 한다.In an embodiment of the present invention, an indoor WiBro base station will be described as an example.

또한, 본 발명은 옥외 기지국과 옥내 기지국이 FA(Frequency Assignments)를 공유할 때 옥내 기지국의 전송 파워 제어와 주파수 선택 방안을 포함한다. 아울러, 옥외 기지국과 옥내 기지국이 FA(Frequency Assignments)를 공유하지 않을 때 옥내 기지국의 전송 파워 제어와 주파수 선택 방안을 포함한다.In addition, the present invention includes a transmission power control and frequency selection scheme of an indoor base station when an outdoor base station and an indoor base station share frequency assignments (FA). In addition, when the outdoor base station and the indoor base station do not share the FA (Frequency Assignments) includes the transmission power control and frequency selection scheme of the indoor base station.

도 4 는 본 발명에 따른 옥내용 기지국에서의 능동 주파수 선택 및 전송 파워 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 옥외 기지국과 옥내 기지국이 FA(Frequency Assignments)를 공유하는 경우를 나타낸다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an active frequency selection and a transmission power control method in an indoor base station according to the present invention, and illustrates an example in which an outdoor base station and an indoor base station share FA (Frequency Assignments).

먼저, 옥내 기지국에 전원이 켜졌을 때나 초기화되었을 때 운용정보를 모두 초기화한다(401).First, all operations information is initialized when the indoor base station is turned on or initialized (401).

이후, 옥내 기지국이 수신 모드로 동작하여 주변의 기지국의 신호를 검색한 다(402). 즉, 인접한 기지국들이 전송하는 프리앰블을 수신하여 각각의 인접 기지국과 하향링크 동기를 맞춘 후 각 인접 기지국으로부터 수신한 신호의 세기를 측정한다.Thereafter, the indoor base station operates in the reception mode to search for signals of neighboring base stations (402). That is, after receiving preambles transmitted by neighboring base stations, downlink synchronization with each neighboring base station is measured, and the strength of a signal received from each neighboring base station is measured.

이후, 상기 검색(scanning)된 인접 기지국이 전송하는 정보(MOB_NBR-ADV) 메시지를 수신한다(403). 이때, 정보 메시지는 하기의 [표 6]과 같으며, 인접 기지국에 의해 주기적으로 송신되고, 인접 기지국의 'PHY profile ID'를 포함하고 있다. 아울러, 필요할 경우 'FA index', 'BS EIRP(effective isotropic radiated power)', 'Neighbor BS ID', 'preamble index'를 포함할 수도 있다.Thereafter, an information (MOB_NBR-ADV) message transmitted by the scanned neighboring base station is received (403). In this case, the information message is shown in Table 6 below, and is periodically transmitted by the neighboring base station, and includes the 'PHY profile ID' of the neighboring base station. In addition, it may include 'FA index', 'BS EIRP (effective isotropic radiated power)', 'Neighbor BS ID', 'preamble index' if necessary.

Figure 112008014917026-pat00006
Figure 112008014917026-pat00006

Figure 112008014917026-pat00007
Figure 112008014917026-pat00007

이후, 옥내 기지국은 이전에 수신한 정보 메시지와 현재 인접 기지국으로부터 수신한 정보 메시지를 이용하여 네트워크의 토폴로지 변경을 확인한다(404).Thereafter, the indoor base station confirms the topology change of the network by using the previously received information message and the information message received from the current neighboring base station (404).

상기 확인 결과(404), 토폴로지가 변경되지 않았으면 간섭 추정 과정을 수행한 후 가장자리 사용자의 SINR 요구 조건의 만족 여부에 따라 전송 파워를 제어한다(405 내지 407). 즉, 현재 전송 파워로 가장자리 사용자의 SINR 요구 조건을 만족시키면 현재의 전송 파워를 유지하고, 만족시키지 못하면 전송 파워를 제어한다.As a result of the check 404, if the topology is not changed, after performing the interference estimation process, the transmission power is controlled according to whether the edge user's SINR requirement is satisfied (405 to 407). In other words, if the SINR requirement of the edge user is satisfied with the current transmission power, the current transmission power is maintained. If not, the transmission power is controlled.

상기 확인 결과(404), 토폴로지가 변경되었으면 인접 기지국들로부터 수신한 정보 메시지를 이용하여 새로운 토폴로지 및 간섭을 추정한다(408).As a result of the check 404, if the topology is changed, the new topology and interference are estimated using the information message received from the neighbor base stations (408).

여기서, 상기 "408" 과정에 대해 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.Here, the process of "408" will be described in more detail as follows.

기지국이 단말들의 핸드오버 준비를 돕기 위해 인접 기지국들의 정보를 포함하여 전송하는 메시지인 MOB_NBR-ADV 메시지를 전송할 때, 기존 셀룰러 통신 시스템의 핸드오버 방식을 그대로 휴대 인터넷 시스템에 적용하는 경우 하기와 같은 문제점이 발생한다.When the base station transmits a MOB_NBR-ADV message, which is a message transmitted by including information of neighboring base stations to help the terminal prepare for handover, when the handover method of the existing cellular communication system is applied to the portable Internet system as follows. This happens.

옥외 기지국은 인접한 옥외 기지국들의 정보뿐만 아니라, 셀 안에 존재하는 수많은 옥내용 기지국들의 정보를 모두 포함하여 전송해야 하므로, MOB_NBR-ADV 메시지 크기가 증가하며, 이로 인한 핸드오버 메시지 방송(broadcasting) 오버헤드가 발생한다.Since the outdoor base station must transmit not only the information of neighboring outdoor base stations, but also the information of numerous indoor base stations existing in the cell, the MOB_NBR-ADV message size increases, which causes the handover message broadcasting overhead. Occurs.

아울러, 단말이 핸드오버할 때 검색(scanning)해야 하는 기지국 수가 크게 늘어나므로, 핸드오버 레이턴시를 증가시킬 수 있다. 또한, 옥내용 기지국의 MOB-NBR-ADV 메시지에 옥외 기지국의 정보를 포함하지 않으면 옥내에서 서비스받는 단말이 옥외로 끊김 없는 핸드오버를 할 수 없다.In addition, since the number of base stations to be scanned (scanning) is greatly increased when the terminal handovers, the handover latency can be increased. In addition, unless the outdoor base station information is included in the MOB-NBR-ADV message of the indoor base station, the terminal serviced indoors cannot seamlessly perform handover to the outdoor.

따라서 옥외용 기지국은 MOB_NBR-ADV 메시지를 전송할 때 옥내 기지국의 정보를 포함하지 않고, 옥내 기지국은 MOB_NBR-ADV 메시지에 옥외 기지국의 정보를 포함하여 전송하도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the outdoor base station does not include the information of the indoor base station when transmitting the MOB_NBR-ADV message, and the indoor base station includes the information of the outdoor base station in the MOB_NBR-ADV message.

이를 통해, 옥내 기지국은 MOB_NBR-ADV 메시지에 인접한 옥외 기지국의 정보를 포함하여 전송하고, 옥외 기지국은 MOB_NBR-ADV 메시지에 인접한 옥내 기지국을 포함하지 않고 전송하는 특성을 이용하면, 옥내 기지국은 주변 기지국으로 받은 MOB_NBR-ADV 메시지를 이용하여 인접 기지국이 옥내 기지국인지 옥외 기지국인지 구분할 수 있다.By doing so, when the indoor base station includes information of the outdoor base station adjacent to the MOB_NBR-ADV message and transmits the information, the outdoor base station does not include the indoor base station adjacent to the MOB_NBR-ADV message. Using the received MOB_NBR-ADV message, it is possible to distinguish whether an adjacent base station is an indoor base station or an outdoor base station.

도 3에 도시된 바와 같이, 옥내 기지국(301)이 옥외 기지국(303)과 옥내 기지국(305)으로부터 MOB_NBR-ADV 메시지를 수신하였다고 가정하자.As shown in FIG. 3, assume that the indoor base station 301 receives the MOB_NBR-ADV message from the outdoor base station 303 and the indoor base station 305.

이때, 옥외 기지국(303)의 MOB_NBR-ADV 메시지에는 옥내 기지국(305)이 포함되지 않고, 옥내 기지국(305)의 MOB_NBR-ADV 메시지에는 옥외 기지국(303)을 포함한다.In this case, the indoor base station 305 is not included in the MOB_NBR-ADV message of the outdoor base station 303, and the outdoor base station 303 is included in the MOB_NBR-ADV message of the indoor base station 305.

따라서 옥내 기지국(301)이 옥외 기지국(303)과 옥내 기지국(305)으로부터 수신한 MOB_NBR-ADV 메시지를 분석하면 "303"은 옥외 기지국이고, "305"는 옥내 기지국임을 알 수 있다.Therefore, when the indoor base station 301 analyzes the MOB_NBR-ADV messages received from the outdoor base station 303 and the indoor base station 305, it can be seen that "303" is an outdoor base station and "305" is an indoor base station.

이러한 방식으로 인접 옥외 기지국과 인접 옥내 기지국을 구분하여 저장한 후, 하기와 같이 토폴로지를 추정한다.In this manner, after storing adjacent outdoor base stations and adjacent indoor base stations, the topology is estimated as follows.

일반적으로, 옥외 기지국은 6각 셀 형태로 규칙적으로 배치되므로, "403" 과정에서 측정한 수신신호의 세기 순서를 기반으로 현재 옥내 기지국과 가까이 존재하는 기지국 순으로 맵핑시켜 토폴로지를 예측하고, 인접한 옥내 기지국은 망의 구성의 규칙이 없으므로, 모든 인접 옥내 기지국이 'line'상에 존재하는 '가장자리 사용자(worst case) 망'으로 토폴로지를 추정한다.In general, since the outdoor base station is regularly arranged in the form of a hexagonal cell, the topology is predicted by mapping in the order of base stations that are close to the current indoor base station based on the strength order of the received signal measured in the "403" process, and adjacent indoors. Since the base station has no rule of network configuration, the topology is estimated as a 'worst case network' in which all adjacent indoor base stations exist on the 'line'.

또한, 상기 추정한 토폴로지 정보와 "403" 과정에서 수신한 MOB_NBR-ADV 메시지의 'FA index'를 이용하여, 모든 할당 주파수(FA)별로 인접 기지국들에 의한 간섭을 추정(계산)한다.In addition, by using the estimated topology information and the 'FA index' of the MOB_NBR-ADV message received in step 403, the interference by neighboring base stations is estimated (calculated) for every assigned frequency (FA).

한편, 상기 추정한 간섭을 기반으로 가장자리 사용자의 SINR(worst case SINR)을 계산한다.Meanwhile, the SINR (worst case SINR) of the edge user is calculated based on the estimated interference.

예를 들어, 도 3에서 옥내 기지국(301)의 가장자리에 있는 i번째 사용자가 j번째 할당 주파수를 사용할 경우, SINR(worst case SINR)은 다음의 [수학식 1]과 같이 예측할 수 있다.For example, when the i-th user at the edge of the indoor base station 301 uses the j-th assigned frequency in FIG. 3, the worst case SINR may be predicted as shown in Equation 1 below.

Figure 112008014917026-pat00008
Figure 112008014917026-pat00008

여기서, Pij는 옥내 기지국(301)이 i번째 사용자에게 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내고, Hij는 j번째 할당 주파수에서 옥내 기지국과 i번째 사용자 사이의 채널 상황을 나타낸다.Here, P ij represents the power transmitted by the indoor base station 301 using the j-th assigned frequency to the i-th user, and H ij represents the channel situation between the indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency.

그리고

Figure 112008014917026-pat00009
은 인접한 n번째 옥외 기지국이 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내며,
Figure 112008014917026-pat00010
은 j번째 할당 주파수에서 n번째 옥외 기지국과 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타낸다.And
Figure 112008014917026-pat00009
Denotes the power transmitted by an adjacent nth outdoor base station using the jth allocated frequency,
Figure 112008014917026-pat00010
Denotes the channel gain between the nth outdoor base station and the i th user at the j th allocated frequency.

또한,

Figure 112008014917026-pat00011
은 m번째 옥내 기지국이 j번째 할당 주파수로 전송하는 파워를 나타내고,
Figure 112008014917026-pat00012
은 j번째 할당 주파수에서 m번째 옥내 기지국과 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타내며, N0는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 나타낸다.Also,
Figure 112008014917026-pat00011
Denotes the power transmitted by the mth indoor base station on the jth allocated frequency,
Figure 112008014917026-pat00012
Is the channel gain between the m-th indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency, and N 0 represents AWGN (Additive White Gaussian Noise).

이후, 현재 사용하고 있는 할당 주파수에서 가장자리 사용자의 SINR 요구 조건을 만족시키는지 확인한다(409). 즉, 현재 할당 주파수에서 예측한 가장자리 사용자의 SINR이 최소값(min_SINR)을 초과하는지 확인한다.Thereafter, it is checked whether the SINR requirement of the edge user is satisfied at the currently allocated frequency (409). That is, it is checked whether the SINR of the edge user predicted at the current allocated frequency exceeds the minimum value min_SINR.

상기 확인 결과(409), 가장자리 사용자의 SINR이 최소값(min_SINR)을 초과하면, 최대값(max_SINR)을 초과하는지 비교하여 그 결과에 따라 전송 파워를 제어한다(410, 411). 즉, 예측한 가장자리 사용자의 SINR이 최대값보다 크면 인접한 옥내/옥외 기지국에 간섭영향을 미치므로, 이를 방지하기 위하여 옥내 기지국의 전송파워를 제어한다.If the SINR of the edge user exceeds the minimum value min_SINR, the check result 409 compares whether the edge user exceeds the maximum value max_SINR and controls the transmission power according to the result (410 and 411). That is, if the SINR of the predicted edge user is larger than the maximum value, the neighboring indoor / outdoor base station interferes with the neighboring base station. Thus, the transmission power of the indoor base station is controlled to prevent this.

상기 확인 결과(409), 가장자리 사용자의 SINR이 최소값을 초과하지 않으면, 상기 추정한 토폴로지 정보와 가장자리 사용자의 SINR을 기반으로 능동 주파수를 선택한다(412). 즉, 옥내 기지국은 상기 [수학식 1]을 기반으로 최대의 SINR을 갖는 할당 주파수(j)를 선택한다.As a result of the check 409, if the SINR of the edge user does not exceed the minimum value, an active frequency is selected based on the estimated topology information and the SINR of the edge user (412). That is, the indoor base station selects the allocation frequency j having the maximum SINR based on Equation 1 above.

이후, 동작하는 주파수 대역에서 옥내 기지국의 서비스 영역을 정하는 하향링크 전송 파워를 제어한다(413).Thereafter, downlink transmission power for determining a service area of the indoor base station in the operating frequency band is controlled (413).

즉, 하향링크 전송 파워 제어는 동작하고자하는 할당 주파수에서(임의의 j), 상기 [수학식 1]로 나타나는 SINR을 특정 레벨 이상으로 유지하도록 전송 파워를 제어한다. 이는 곧 가장자리에 위치하는 i번째 사용자의 SINR이 특정 레벨 이상으로 유지됨과 동일하다.That is, the downlink transmission power control controls the transmission power to maintain the SINR represented by Equation 1 above a certain level at an assigned frequency to be operated (random j). This is equivalent to the fact that the SINR of the i-th user located at the edge is maintained above a certain level.

이때, 가장자리 사용자의 SINR을 임계치(

Figure 112008014917026-pat00013
) 이상으로 유지하기 위해서는 하기의 [수학식 2]를 만족시켜야 한다.At this time, the SINR of the edge user is set to a threshold value (
Figure 112008014917026-pat00013
In order to maintain above), the following Equation 2 must be satisfied.

Figure 112008014917026-pat00014
Figure 112008014917026-pat00014

이때, 옥내 기지국은 i번째 사용자에게 하기의 [수학식 3]과 같은 전송 파워로 데이터를 전송해야 한다.At this time, the indoor base station should transmit data to the i-th user with a transmission power as shown in Equation 3 below.

Figure 112008014917026-pat00015
Figure 112008014917026-pat00015

이때, 상기 [수학식 3]과 같은 방식으로 전송 파워를 결정할 경우, 채널 상황이나 외부 간섭 등에 매우 민감하게 전송 파워가 변화해야 하므로, 전송 파워의 편차가 매우 커져 시스템의 안정성을 해친다.In this case, when the transmission power is determined in the same manner as in [Equation 3], since the transmission power must be changed very sensitively to channel conditions or external interference, the variation of the transmission power becomes very large, which impairs the stability of the system.

따라서 시스템의 안정성을 높이기 위하여 하기의 [수학식 4]와 같이 점진적으로 전송 파워를 갱신한다.Therefore, in order to increase the stability of the system, the transmission power is gradually updated as shown in Equation 4 below.

Figure 112008014917026-pat00016
Figure 112008014917026-pat00016

이러한, 'neighbor advertisement' 획득, 토폴로지 확인, 능동 주파수 선택, 및 전송 파워 제어 과정은 인접 옥내 기지국 간에 서로 수정하며 최적의 값을 찾아 가야 하므로, 각각의 옥내용 기지국은 특정 시간의 타이머(주변 기지국 검색 타이머)를 두어 타이머가 종료될 때까지 상기의 과정을 반복 수행한다(414).Since the process of acquiring 'neighbor advertisement', topology checking, active frequency selection, and transmission power control process should be performed between neighboring indoor base stations and find an optimal value, each indoor base station has a timer of a specific time. A timer) is repeated until the timer expires (414).

한편, 옥외 기지국과 옥내 기지국이 할당 주파수를 공유하지 않을 경우, 옥내 기지국의 주파수 선택과 전송 파워 제어는 오직 인접한 옥내 기지국에 의해 영향을 받는다.On the other hand, when the outdoor base station and the indoor base station do not share the assigned frequency, frequency selection and transmission power control of the indoor base station are only affected by the adjacent indoor base station.

따라서 옥외 기지국과 옥내 기지국이 할당 주파수를 공유할 경우에 있어, 옥외 기지국에 의한 영향을 제거한 것과 동일하다.Therefore, when the outdoor base station and the indoor base station share the allocated frequency, it is the same as removing the influence by the outdoor base station.

즉, 옥내 기지국은 옥내 기지국이 사용하는 할당 주파수에서만 기지국을 검색하여 주변 기지국의 정보를 알아낸다.That is, the indoor base station searches for the base station only at the assigned frequency used by the indoor base station to find information of the neighbor base stations.

또한, 토폴로지가 변경되지 않으면 최악의 경우의 간섭(worst case interference)을 예측하여 이를 기반으로 전송 파워를 제어하고, 토폴로지가 변경되었으면 옥내 망의 토폴로지와 인접 기지국에 의한 간섭을 추정한다.In addition, if the topology is not changed, the worst case interference is predicted and the transmission power is controlled based on this. If the topology is changed, the interference of the indoor network and the neighboring base station are estimated.

이때, 옥내 망은 규칙성 없이 사용자의 필요에 따라 망이 구성되므로, 옥내 망의 토폴로지를 예측하는 것은 거의 불가능하다.At this time, since the indoor network is configured according to the user's needs without regularity, it is almost impossible to predict the topology of the indoor network.

따라서 옥내 기지국이 라인 토폴로지(line topology)에 위치한다고 가정하여 최악의 경우의 간섭을 추정한다.Therefore, assuming that the indoor base station is located in a line topology, the worst case interference is estimated.

예를 들어, 도 3에서 옥내 기지국(301)의 가장자리에 있는 i번째 사용자가 j 번째 할당 주파수를 사용할 경우 SINR은 하기의 [수학식 5]와 같다.For example, when the i-th user at the edge of the indoor base station 301 uses the j-th assigned frequency in FIG. 3, the SINR is expressed by Equation 5 below.

Figure 112008014917026-pat00017
Figure 112008014917026-pat00017

아울러, 상기 [수학식 3]은 하기의 [수학식 6]과 같이 변형되어야 한다.In addition, Equation 3 should be modified as shown in Equation 6 below.

Figure 112008014917026-pat00018
Figure 112008014917026-pat00018

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

본 발명은 옥내용 기지국 등에 이용될 수 있다.The present invention can be used for indoor base stations and the like.

도 1 은 일반적인 휴대 인터넷 시스템에서의 능동 주파수 선택 과정에 대한 설명도,1 is an explanatory diagram of an active frequency selection process in a general portable Internet system;

도 2 는 일반적인 휴대 인터넷 시스템의 일예시도,2 is an exemplary view of a general portable Internet system,

도 3 은 본 발명에 따른 옥내용 기지국과 옥외용 기지국이 할당 주파수를 공유하는 경우 이를 구분하는 방법에 대한 일실시예 설명도,3 is a diagram illustrating an embodiment of a method for distinguishing an indoor base station and an outdoor base station when the allocated frequency is shared according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 옥내용 기지국에서의 능동 주파수 선택 및 전송 파워 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an embodiment of an active frequency selection and transmission power control method in an indoor base station according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

301 : 옥내용 기지국 303 : 옥외용 기지국301: indoor base station 303: outdoor base station

Claims (17)

기지국에서의 능동 주파수 선택 방법에 있어서,In the active frequency selection method in the base station, 인접 기지국들으로부터 정보 메시지를 수신하여 네트워크 토폴로지의 변경을 확인하는 네트워크 토폴로지 확인단계;A network topology checking step of receiving an information message from neighboring base stations to confirm the change of the network topology; 상기 정보 메시지를 이용하여 새로운 네트워크 토폴로지를 추정하는 네트워크 토폴로지 추정단계;A network topology estimating step of estimating a new network topology using the information message; 상기 추정한 네트워크 토폴로지와 상기 정보 메시지를 이용하여 할당 주파수별 상기 인접 기지국들에 의한 간섭을 추정하는 간섭 추정단계; 및An interference estimating step of estimating interference by neighboring base stations for each allocated frequency using the estimated network topology and the information message; And 상기 추정한 간섭을 기반으로 산출한 신호대잡음비에 따라 최적의 능동 주파수를 선택하는 능동 주파수 선택단계An active frequency selection step of selecting an optimal active frequency according to the signal-to-noise ratio calculated based on the estimated interference 를 포함하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.Active frequency selection method in the base station comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인접 기지국은,The adjacent base station, 옥외용 기지국 및 옥내용 기지국을 포함하며, 상기 옥외용 기지국 및 상기 옥내용 기지국은 할당 주파수를 공유하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.And an indoor base station and an indoor base station, wherein the outdoor base station and the indoor base station share an assigned frequency. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 네트워크 토폴로지 확인단계는,The network topology check step, 초기화에 따라 수신 모드로 동작하여 인접 기지국들로부터의 신호를 검색하는 검색단계;A search step of searching for signals from neighboring base stations by operating in a reception mode according to initialization; 상기 검색단계에서 검색된 인접 기지국으로부터 정보 메시지를 수신하는 단계; 및Receiving an information message from a neighbor base station found in the searching step; And 이전의 정보 메시지와 상기 수신한 정보 메시지를 이용하여 네트워크의 토폴로지 변경을 확인하는 단계Confirming a topology change of the network using a previous information message and the received information message 를 포함하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.Active frequency selection method in the base station comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 검색단계는,The search step, 상기 인접 기지국들이 전송하는 프리앰블을 수신하여 각각의 인접 기지국과 하향링크 동기를 맞춘 후 상기 각 인접 기지국으로부터 수신한 신호의 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.And receiving downlink synchronization with each neighboring base station after measuring the preamble transmitted by the neighboring base stations, and measuring the strength of the signal received from each neighboring base station. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 정보 메시지는,The information message, 상기 각 인접 기지국의 'PHY profile ID'를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.And a 'PHY profile ID' of each neighboring base station. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 네트워크 토폴로지 추정단계는,The network topology estimation step, 인접한 옥외용 기지국 및 옥내용 기지국의 정보를 포함하는 정보 메시지를 전송한 기지국을 상기 옥내용 기지국으로 판단하는 단계;Determining, by the indoor base station, a base station which has transmitted an information message including information of an adjacent outdoor base station and an indoor base station; 상기 인접한 옥내용 기지국의 정보를 포함하지 않는 정보 메시지를 전송한 기지국을 상기 옥외용 기지국으로 판단하는 단계;Determining a base station which has transmitted an information message not including information of the adjacent indoor base station as the outdoor base station; 신호 세기 순서를 기반으로 상기 인접 기지국들을 맵핑시켜 상기 옥외용 기지국의 토폴로지를 추정하는 단계; 및Estimating a topology of the outdoor base station by mapping the neighbor base stations based on a signal strength order; And '라인(line)'상에 존재하는 '가장자리 사용자(worst case) 망'으로 상기 옥내용 기지국의 토폴로지를 추정하는 단계Estimating the topology of the indoor base station with a 'worst case network' present on a 'line' 를 포함하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.Active frequency selection method in the base station comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 능동 주파수 선택단계는,The active frequency selection step, [수학식 A]Equation A
Figure 112010006252000-pat00019
Figure 112010006252000-pat00019
 (여기서, Pij는 상기 옥내용 기지국이 i번째 사용자에게 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내고, Hij는 j번째 할당 주파수에서 상기 옥내용 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 상황을 나타냄. 그리고
Figure 112010006252000-pat00020
은 인접한 n번째 옥외 기지국이 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내며,
Figure 112010006252000-pat00021
은 j번째 할당 주파수에서 상기 n번째 옥외 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타냄. 그리고
Figure 112010006252000-pat00022
은 m번째 옥내 기지국이 j번째 할당 주파수로 전송하는 파워를 나타내고,
Figure 112010006252000-pat00023
은 j번째 할당 주파수에서 상기 m번째 옥내 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타내며, N0는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 나타냄.)Where P ij represents the power transmitted by the indoor base station using the j-th assigned frequency to the i-th user, and H ij represents the channel situation between the indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency. And
Figure 112010006252000-pat00020
Denotes the power transmitted by an adjacent nth outdoor base station using the jth allocated frequency,
Figure 112010006252000-pat00021
Denotes a channel gain between the nth outdoor base station and the i th user at a j th assigned frequency. And
Figure 112010006252000-pat00022
Denotes the power transmitted by the mth indoor base station on the jth allocated frequency,
Figure 112010006252000-pat00023
Is the channel gain between the m-th indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency, and N 0 represents AWGN (Additive White Gaussian Noise). 상기 [수학식 A]를 이용하여 최적의 주파수를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.Active frequency selection method in the base station, characterized in that for selecting the optimum frequency using the equation (A). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 능동 주파수 선택 방법은,The active frequency selection method, 최적의 결과를 도출하기 위해 소정시간 동안 상기 네트워크 토폴로지 확인단계부터 상기 능동 주파수 선택단계까지를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.The method for selecting an active frequency in a base station, characterized in that for repeating the network topology to the active frequency selection step for a predetermined time to derive an optimal result. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인접 기지국은,The adjacent base station, 옥외용 기지국 및 옥내용 기지국을 포함하며, 상기 옥외용 기지국 및 상기 옥내용 기지국은 할당 주파수를 공유하지 않는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.And an indoor base station and an indoor base station, wherein the outdoor base station and the indoor base station do not share an allocated frequency. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 네트워크 토폴로지 추정단계는,The network topology estimation step, 인접한 옥외용 기지국 및 옥내용 기지국의 정보를 포함하는 정보 메시지를 전송한 기지국을 상기 옥내용 기지국으로 판단하는 단계;Determining, by the indoor base station, a base station which has transmitted an information message including information of an adjacent outdoor base station and an indoor base station; 상기 인접한 옥내용 기지국의 정보를 포함하지 않는 정보 메시지를 전송한 기지국을 상기 옥외용 기지국으로 판단하는 단계; 및Determining a base station which has transmitted an information message not including information of the adjacent indoor base station as the outdoor base station; And '라인(line)'상에 존재하는 '가장자리 사용자(worst case) 망'으로 상기 옥내용 기지국의 토폴로지를 추정하는 단계Estimating the topology of the indoor base station with a 'worst case network' present on a 'line' 를 포함하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.Active frequency selection method in the base station comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 능동 주파수 선택단계는,The active frequency selection step, [수학식 B]Equation B
Figure 112010006252000-pat00024
Figure 112010006252000-pat00024
 (여기서, Pij는 상기 옥내용 기지국이 i번째 사용자에게 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내고, Hij는 j번째 할당 주파수에서 상기 옥내용 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 상황을 나타냄. 그리고
Figure 112010006252000-pat00025
은 m번째 옥내 기지국이 j번째 할당 주파수로 전송하는 파워를 나타내고,
Figure 112010006252000-pat00026
은 j번째 할당 주파수에서 상기 m번째 옥내 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타내며, N0는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 나타냄.)Where P ij represents the power transmitted by the indoor base station using the j-th assigned frequency to the i-th user, and H ij represents the channel situation between the indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency. And
Figure 112010006252000-pat00025
Denotes the power transmitted by the mth indoor base station on the jth allocated frequency,
Figure 112010006252000-pat00026
Is the channel gain between the m-th indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency, and N 0 represents AWGN (Additive White Gaussian Noise). 상기 [수학식 B]를 이용하여 최적의 주파수를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 능동 주파수 선택 방법.Active frequency selection method in the base station, characterized in that for selecting the optimum frequency using the equation (B). 기지국에서의 전송 파워 제어 방법에 있어서,In the transmission power control method at the base station, 인접 기지국들으로부터 정보 메시지를 수신하여 네트워크 토폴로지의 변경을 확인하는 네트워크 토폴로지 확인단계;A network topology checking step of receiving an information message from neighboring base stations to confirm the change of the network topology; 상기 정보 메시지를 이용하여 새로운 네트워크 토폴로지를 추정하는 네트워크 토폴로지 추정단계;A network topology estimating step of estimating a new network topology using the information message; 상기 추정한 네트워크 토폴로지와 상기 정보 메시지를 이용하여 할당 주파수별 상기 인접 기지국들에 의한 간섭을 추정하는 간섭 추정단계;An interference estimating step of estimating interference by neighboring base stations for each allocated frequency using the estimated network topology and the information message; 상기 추정한 간섭을 기반으로 산출한 신호대잡음비에 따라 최적의 능동 주파수를 선택하는 능동 주파수 선택단계; 및An active frequency selection step of selecting an optimal active frequency according to the signal-to-noise ratio calculated based on the estimated interference; And 상기 선택한 주파수에서 신호대잡음비가 소정 레벨 이상으로 유지되도록 전송 파워를 제어하는 전송 파워 제어단계A transmission power control step of controlling transmission power such that a signal-to-noise ratio is maintained at a predetermined level or more at the selected frequency; 를 포함하는 기지국에서의 전송 파워 제어 방법.Transmission power control method in a base station comprising a. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 전송 파워 제어단계는,The transmission power control step, [수학식 C]Equation C
Figure 112010006252000-pat00027
Figure 112010006252000-pat00027
 (여기서, Pij는 옥내용 기지국이 i번째 사용자에게 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내고, Hij는 j번째 할당 주파수에서 상기 옥내용 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 상황을 나타냄. 그리고
Figure 112010006252000-pat00028
은 인접한 n번째 옥외 기지국이 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내며,
Figure 112010006252000-pat00029
은 j번째 할당 주파수에서 상기 n번째 옥외 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타냄. 그리고
Figure 112010006252000-pat00030
은 m번째 옥내 기지국이 j번째 할당 주파수로 전송하는 파워를 나타내고,
Figure 112010006252000-pat00031
은 j번째 할당 주파수에서 상기 m번째 옥내 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타내며, N0은 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 나타냄.)Where P ij represents the power transmitted by the indoor base station using the j-th assigned frequency to the i-th user, and H ij represents the channel situation between the indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency. . And
Figure 112010006252000-pat00028
Denotes the power transmitted by an adjacent nth outdoor base station using the jth allocated frequency,
Figure 112010006252000-pat00029
Denotes a channel gain between the nth outdoor base station and the i th user at a j th assigned frequency. And
Figure 112010006252000-pat00030
Denotes the power transmitted by the mth indoor base station on the jth allocated frequency,
Figure 112010006252000-pat00031
Is the channel gain between the m-th indoor base station and the i-th user at j-th assigned frequency, and N 0 represents AWGN (Additive White Gaussian Noise). 상기 옥내용 기지국이 옥외용 기지국과 할당 주파수를 공유하는 경우, 상기 [수학식 C]를 이용하여 전송 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 전송 파워 제어 방법.When the indoor base station shares the allocated frequency with the outdoor base station, the transmission power control method in the base station, characterized in that for controlling the transmission power using the equation (C). 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 전송 파워 제어단계는,The transmission power control step, [수학식 D][Equation D]
Figure 112010006252000-pat00032
Figure 112010006252000-pat00032
 (여기서, Pij는 옥내용 기지국이 i번째 사용자에게 j번째 할당 주파수를 사용하여 전송하는 파워를 나타내고, Hij는 j번째 할당 주파수에서 상기 옥내용 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 상황을 나타냄. 그리고
Figure 112010006252000-pat00033
은 m번째 옥내 기지국이 j번째 할당 주파수로 전송하는 파워를 나타내고,
Figure 112010006252000-pat00034
은 j번째 할당 주파수에서 상기 m번째 옥내 기지국과 상기 i번째 사용자 사이의 채널 이득을 나타내며, N0는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)을 나타냄.)Where P ij represents the power transmitted by the indoor base station using the j-th assigned frequency to the i-th user, and H ij represents the channel situation between the indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency. . And
Figure 112010006252000-pat00033
Denotes the power transmitted by the mth indoor base station on the jth allocated frequency,
Figure 112010006252000-pat00034
Is the channel gain between the m-th indoor base station and the i-th user at the j-th assigned frequency, and N 0 represents AWGN (Additive White Gaussian Noise). 상기 옥내용 기지국이 옥외용 기지국과 할당 주파수를 공유하지 않는 경우, 상기 [수학식 D]를 이용하여 전송 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 전송 파워 제어 방법.If the indoor base station does not share the assigned frequency with the outdoor base station, the transmission power control method in the base station, characterized in that to control the transmission power using the equation (D). 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 전송 파워 제어 방법은,The transmission power control method, 최적의 결과를 도출하기 위해 소정시간 동안 상기 네트워크 토폴로지 확인단계부터 상기 전송 파워 제어단계까지 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국에서의 전송 파워 제어 방법.Transmitting power control method in a base station characterized in that it performs repeatedly from the network topology check step to the transmit power control step for a predetermined time to derive an optimal result. 삭제delete 삭제delete
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