KR100751833B1 - 직교 주파수 분할 다중 기반 이동통신 시스템에서기지국/중계기 배치 방법, 이를 이용한 무선 자원 할당방법 및 자원 해제 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 지칭) 기반 이동통신 시스템에서 기지국/중계기 배치 방법, 이를 이용한 무선 자원 할당 방법 및 자원 해제 방법에 관한 것이다.

OFDM 기반 이동 통신 시스템에서 중계기를 셀 경계에 배치함으로써 셀 커버리지를 확장할 수 있으며, 셀 간섭을 제거할 수 있다. 또한, 이와 같이 배치된 중계기를 통해 주파수 자원을 할당함으로써 셀 경계 영역에서 중계기의 셀간 직교성을 보장할 뿐만 아니라 자원의 재사용율을 최대화할 수 있다. 따라서, 중계기 배치를 통해 셀 커버리지를 확장하고, 중계기 자원을 서브 섹터로 할당하여 셀간 간섭을 제거하고 자원 효율성을 최대화할 수 있다.

직교 주파수 분할 다중, 셀 커버리지, 무선 자원 할당, 중계기 배치, 셀간 간섭 제거

Description

직교 주파수 분할 다중 기반 이동통신 시스템에서 기지국/중계기 배치 방법, 이를 이용한 무선 자원 할당 방법 및 자원 해제 방법{Method for relay arrangement and algorithm of resource allocation in OFDM-based Mobile communication systems}

도 1은 일반적인 이동통신 시스템에서의 거리에 따른 단말의 수신 용량과 셀 커버리지와의 관계를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서의 기지국/중계기 배치 방법을 나타낸 예시도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국/중계기 배치의 예시도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중계기 자원 할당을 위한 셀의 섹터 레벨의 예시도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 배치 방법을 나타낸 예시도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 중계기 자원 할당의 예시도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 단말 수신에 대한 성능을 비교한 예시도이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자원 혼합 방법의 예시도이다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 자원 과사용 경우(Frequency Overuse Case)의 섹터 구분 및 자원 재사용을 나타낸 예시도이다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 자원 과사용 경우의 자원 해제 방법의 예시도이다.

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 직교 주파수 분할 다중 기반 이동통신 시스템에서 이동 단말의 자원 효율성을 향상시킬 수 있는 기지국/중계기 배치 방법과 이를 이용한 무선 자원 할당 방법 및 자원 해제 방법에 관한 것이다.

이동통신 시스템에 중계기를 도입하여 셀 커버리지를 확장하는 방법은 여러 곳에서 시도되고 있다. 예를 들어 WWRF(Wireless World Research Forum)의 WG4(Working Group 4)에서는 이동통신 시스템에 중계기를 도입하여 셀 커버리지 확장 및 전송률 향상을 도모하고 있다. 이를 위해 WWRF는 도심 상황을 고려한 맨하탄 시티 시나리오에서 격자형 중계기 배치를 제안하였고, 이에 맞는 전송 프레임 구조도 제안하였다.

또한, "Technologies for the wireless future chapter 6, WWRF2005"을 통해 여러 층(stage)의 중계기를 이용한 협동 중계(Cooperative Relaying) 방식을 제안하고, 이의 성능을 분석하기도 하였다. 그러나 이러한 시도는 고전적인 의미에서의 중계기 활용을 단순히 정리한 정도의 수준으로써, 새로운 아이디어라 보기 어렵고 큰 유용성을 기대하기도 어렵다는 평가가 지배적이다.

이 외에도 유럽의 여러 기업 및 대학 등 43개 연합체로 구성된 WINNER Project에서도 기존의 이동통신 망에 중계기를 도입하여 성능향상을 도모하는 연구를 진행하고 있다. WINNER에서 제시한 "Wireless multi-hop mesh network" 구조에서는 중계기간 토폴로지는 메시(Mesh) 구조로 유지하여 리던던시(Redundancy)를 확보하고, 중계기와 단말간 연결은 PMP(Point to Multi-Point) 형태를 유지하여 전송 효율성을 확보하고 있다(Description of identified new relay based radio network deployment concepts and first assessment by comparison against benchmarks of well known deployment concepts using enhanced radio interface technologies, IST-2003-507581 WINNER D3.1).

이 밖에도 TDD(Time Division Duplex) 기반 HERN(Heterogeneous Relay Node) 시스템에서 타임 슬롯 및 주파수 자원 할당에 대한 일반적 개념을 제시하기도 했으나, 구체적인 알고리즘은 언급하지 않고 있다.

또한, "Definition and assessment of relay based cellular deployment concepts for future radio scenarios considering 1st protocol characteristics, IST-2003-507581 WINNER D3.4"를 통해 멀티 유저 다이버시티(Multi User Diversity)를 고려한 단말 간 중계 방식인 IMDR(Initiative Marketing Digital Radio)과 중계기의 중계 시간을 단축시키는 부호화된 역방향 중계(Coded Bi-directional relaying) 방식도 제안하였다. 그러나 WINNER에서도 WWRF의 경우와 마 찬가지로 셀간 간섭을 제거할 수 있는 중계기 배치 및 그와 관련된 자원 할당 알고리즘을 제시하지는 못하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 직교 주파수 분할 다중 기반 이동통신 시스템에서 기지국/중계기에 따른 셀 커버리지를 확장함과 동시에 셀간 간섭을 제거하는 기지국/중계기 배치 방법을 제공한다.

또한, 자원 효율성의 최대치를 만족할 수 있는 무선 자원 할당 방법 및 자원 해제 방법을 제공한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징인 중계기 배치 방법은, 이동통신 시스템에서 제1 기지국 및 제2 기지국과 적어도 하나의 중계기를 배치하는 방법에 있어서,

(a) 상기 제1 기지국과 제2 기지국은, 두 기지국 사이의 거리가 셀 반경--여기서 셀 반경은 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국으로부터 이동 단말로 전송되는 신호가 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국의 미리 설정된 기지국 임계값과 동일해지는 지점까지의 거리를 의미함--의 소정 값 보다 크고, 외반경--여기서 외반경은 상기 셀 반경에서 중계기 반경만큼 더한 값을 의미함--의 소정 값 보다 작게 되도록 배치되는 단계; (b) 상기 제1 기지국과 제2 기지국은 상기 셀 반경 정보를 토대로 상기 중계기가 배치될 위치를 설정하는 단계; 및 (c) 상기 설정된 중계기 위치--여 기서 중계기 위치는 상기 제1 기지국과 제2 기지국의 셀간 경계에 위치함--들을 토대로 상기 중계기들이 배치되는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 무선 자원 할당 방법은, 이동통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 적어도 하나의 중계기들이 배치되어 있고, 제1 및 제2 기지국 사이에 위치하는 이동 단말로 자원을 할당하는 방법에 있어서,

(a) 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국으로부터 할당되는 셀 반경을 소정 개수의 섹터로 나누고, 상기 소정의 개수로 나뉜 각각의 섹터에 할당된 주파수 자원을 설정 수로 각각 나누는 단계; 및 (b) 상기 소정의 수로 나뉜 주파수 자원의 일부를 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 연결된 제1 이동 단말에 할당하고, 할당되지 않은 주파수 자원을 상기 중계기에 연결된 제2 이동 단말에 할당하는 단계를 포함하며, 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 연결된 제1 이동 단말에 할당된 자원과 상기 중계기에 연결된 제2 이동 단말에 할당된 자원은 서로 직교한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 무선 자원 할당 방법은, 이동통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 적어도 하나의 중계기들이 배치되어 있고, 제1 및 제2 기지국 사이에 위치하는 이동 단말로 자원을 할당하는 방법에 있어서,

(a) 상기 제2 기지국으로부터 설정된 셀 반경을 소정 갯수의 섹터들로 나누고, 상기 나뉜 각각의 섹터를 소정 갯수의 서브 섹터로 분할하는 단계; (b) 상기 섹터수에 따라 상기 제1 기지국의 주파수 자원을 소정의 개수로 나누어서 상기 섹 터들에게 할당하는 단계; (c) 상기 서브 섹터에 할당된 제1 주파수 자원이 소정 갯수의 제2 주파수 자원으로 분할되는 단계; (d) 상기 분할된 제2 주파수 자원에 대하여 자원 할당에 필요한 우선 순위를 선정하는 단계; 및 (e) 상기 우선 순위에 따라 상기 제2 주파수 자원들을 상기 중계기 또는 상기 이동 단말로 자원을 할당하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 무선 자원 해제 방법은, 이동통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 위치하는 이동 단말로의 자원을 해제하는 방법에 있어서,

(a) 상기 이동 단말이 사용하고 있는 주파수 자원--여기서 다수의 섹터로 분할된 주파수 자원은 상기 이동 단말로 모두 할당되어 자원 재사용율이 1보다 큰 경우를 나타내며, 상기 주파수 자원이 상기 이동 단말로 가장 많이 할당된 영역을 의미하는 선도 영역과 상기 선도 영역 이외의 영역을 의미하는 지체 영역을 포함함-- 상기 선도 영역의 자원을 해제하는 단계; (b) 상기 해제된 선도 영역에 대응되는 지체 영역의 자원을 해제하는 단계; 및 (c) 상기 해제된 지체 영역의 자원을 자원 리스트로 반납하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템에서의 거리에 따른 단말의 수신 용량과 셀 커버리지와의 관계를 나타낸 도면이다.

도 1을 살펴보면, 이동통신 시스템이 처한 상황과 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템에서 요구되는 사항이 단말의 위치에 따른 단위 면적당 수신 용량 및 셀 커버리지에 관하여 도시하고 있다. X축은 단말의 거리를, Y축은 단위 면적당 수신 용량을 나타낸다. 또한, "Convention"이라고 명명된 그래프(100)는 일반적인 시스템에서의 수신 용량 및 셀 커버리지를 나타내고, "Requested"라고 명명된 그래프(110)는 본 발명의 실시예에 따른 시스템에서의 수신 용량 및 셀 커버리지를 나타낸다.

도 1에 도시된 그래프 중 "Requested"라고 명명된 그래프(110)에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 중계기 배치 방식과 자원 할당 알고리즘을 조합하면, 기지국 내 사용자의 위치에 관계없이 동일한 정도의 수신 품질을 제공해줄 수 있으며 동시에 셀의 커버리지를 확장시켜줄 수 있다. 또한, 늘어난 커버리지와 높은 자원 재사용률을 보장해주는 자원 할당 알고리즘으로 인하여 자원 효율성이 높아지며, 이를 통해 전체 시스템 용량을 증가시켜줄 수 있다. 이는 본 발명의 실시예에 따라 도시된 단말의 위치에 따른 단위 면적당 수신 용량 및 셀 커버리지의 면적(110)이 일반적인 이동통신 시스템이 처한 상황의 면적(100)보다 넓음을 통해 유추할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 상기에서 언급한 효과를 얻기 위하여 기지국/중계기를 배치하는 방법에 대하여 도 2를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서의 기지국/중계기 배치 방법을 나타낸 예시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 배치 방법을 설명하기에 앞서, 먼저 몇 가지 용어를 다음과 같이 정의한다.

· 기지국 임계값: 단말이 기지국으로부터 수신한 일정 품질의 신호 레벨(Signal to Interference and Noise Ratio, 신호대 간섭 및 잡음비, 이하 "SINR"이라 지칭)을 의미한다. 단말은 기지국 임계값 이상의 신호 레벨을 수신해야 사용자에게 서비스를 제공할 수 있으며, 기지국 임계값은 시스템에 따라 다르게 설정될 수 있다.

· 중계기 임계값: 단말이 중계기로부터 수신한 일정 품질의 신호 레벨인 SINR을 의미한다. 단말은 중계기 임계값 이상의 신호 레벨을 수신해야 사용자에게 서비스를 제공할 수 있으며, 중계기 임계값은 시스템에 따라 다르게 설정될 수 있다.

· 셀 반경: 기지국으로부터 송신된 신호가 기지국 임계값과 같아지는 지점까지의 거리를 의미한다.

· 중계기 반경: 중계기로부터 송신된 신호가 중기계 임계값과 같아지는 지 점까지의 거리를 의미한다.

· 내반경: 셀 반경에서 중계기 반경만큼 감한 값을 의미한다.

· 외반경: 셀 반경에서 중계기 반경만큼 더한 값을 의미한다.

· 셀 경계 영역: 내반경과 외반경 사이의 영역을 의미한다.

상기에서 정의한 용어를 토대로, 다음과 같은 세 가지 조건 하에서 기지국과 중계기를 배치한다.

첫째, 두 기지국 사이의 거리가 외반경의 두 배보다는 작고, 셀 반경의 두 배보다는 크도록 기지국을 배치한다.

둘째, 중계기들은 셀 반경에 배치하되, 같은 기지국 내의 중계기 사이의 거리는 중계기 반경의 두 배보다 작은 거리 내에서 서로 등간격을 이루도록 배치한다.

셋째, 단말들은 현재 자신의 위치에서 가장 품질이 좋은 신호를 보내는 기지국 혹은 중계기와 연결되어 통시한다. 이때 신호의 품질은 일반적으로 파일롯 신호의 세기로 결정될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서 외반경, 셀 반경 또는 중계기 반경등에 대한 정보는 이동통신 시스템을 설계하기에 앞서 설계하고자 하는 기지국 또는 중계기의 성능에 따른 스팩이 시스템 설계자에게 제공되고, 시스템 설계자는 정보를 토대로 기지국 또는 중계기를 배치한다.

이와 같은 조건 하에서 기지국과 중계기를 배치할 때, 일반적인 셀 배치는 기하학적 모양을 띠고 이루어지므로 셀 반경의 모양도 특정 기하학 도형으로 가정 할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 정육각형으로 간주하였으며, 이 경우에도 위의 조건으로 기지국과 중계기를 배치할 수 있으며, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.

상기 도 2에서 언급한 기지국/중계기 배치 방법으로 기지국과 중계기를 배치하면, 최대 중계기 반경의 두 배만큼 셀 커버리지를 확장할 수 있다. 뿐만 아니라 기지국과 중계기, 중계기와 중계기 사이에 서로 직교하도록 자원을 할당하면, 셀 경계 영역에서의 간섭을 제거할 수 있다.

예를 들어, 좌측 기지국 자원을 A와 C로 나누고 A는 기지국에 연결된 단말에, C는 중계기에 연결된 단말에 할당하자. 또한, 우측 기지국 자원을 J와 K로 나누고 J는 기지국에 연결된 단말에, K는 중계기에 연결된 단말에 할당하되 C와 K가 서로 직교하도록 할당한다. 이와 같은 상황에서 이웃하는 영역끼리는 간섭 없이 통신이 가능하다. 한편, 신호 세기는 거리의 2∼4 제곱에 비례하여 약해지므로, (A, K) 또는 (C, J)의 경우처럼 중계기와 연결된 단말 즉, 셀 경계에 위치한 단말은 타 셀로부터 오늘 간섭을 크게 줄일 수 있다.

이 경우 한 기지국에서는 모든 자원을 단말에 할당하므로, 자원 효율성을 최대로 유지할 수 있다. 즉 자원의 재사용율이 1이 된다. 상기에서 설명한 기지국과 중계기의 배치에 대하여, 다음 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국/중계기 배치의 예시도이다.

도 3을 설명하기 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 설명의 편의를 위하여 다음과 같이 용어를 정의한다.

· 기지국-중계기 링크(BR(Base station-Repeater) 링크): 기지국과 중계기 사이의 통신 링크.

· 기지국-단말 링크(BM(Base station-Mobile) 링크): 기지국과 상기 기지국에 연결된 단말 사이의 통신 링크.

· 중계기-단말 링크(RM(Repeater-Mobile) 링크): 중계기와 상기 중계기에 연결된 단말 사이의 통신 링크.

도 3에 도시된 기지국과 중계기 배치의 예시도는 상기 도 2에서 제시한 기지국 및 중계기의 배치 방법에 따른 실시예이며, 본 발명의 제1 실시예에서는 하나의 기지국 영역을 3개의 섹터로 구분하여 실제 상황에 근접하게 표현하였다.

다음에는 위에 기술된 바와 같은 배치 방법에 따라 본 발명의 실시예에 따른 기지국과 중계기가 배치되어 있는 경우, 자원을 할당하는 방법에 대하여 도 4a 및 도4b를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 중계기 자원 할당을 위한 셀의 섹터 레벨의 예시도이다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위하여 기지국의 영역에 해당하는 각 섹터별(X, Y, Z) 막대는 주파수 자원으로 나타내고, 이를 3개의 영역 즉, R, G, B로 나누어 할당한다. 여기서 실선 화살표는 RM 링크, 점선 화살표는 BR, BM 링크의 자원할당을 나타낸다. 이때, BR 링크와 BM 링크를 따로 구분하지 않는 것은, 기지국의 입장에서는 자원의 할당을 요청하는 중계기도 단말처럼 취급될 수 있기 때문이다. 각 섹터는 지정된 화살표 방향으로 자원을 할당할 수 있다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 전체 주파수 자원을 미리 R, G, B 영역으로 구분한 이유는, 할당 구역을 미리 정의하여 주파수 자원 상호간에 최대한 멀리 떨어진 자원부터 할당하기 시작하여 자원의 충돌을 최소화하고자 한 것이다. 이는 적어도 각 R, G, B 자원이 화살표 방향으로 가다가 서로 중첩되어 만나기 전까지는 충돌을 피할 수 있기 때문이다.

같은 주파수의 동시 송수신 제한 때문에, 각 섹터에서 RM 링크에 할당된 주파수 자원 수가 BR/RM 링크에 할당된 주파수 자원 수를 초과할 수 없다. 이는 단말이 중계기에 요청한 자원(RM 링크와 중계기 입장에서의 송신)만큼 기지국이 중계기에 자원(BR 링크-중계기 입장에서의 수신)을 제공해야 하기 때문이다.

이와 같이 자원을 할당해 나가다가 이전에 할당된 자원이 회수될 경우, 회수된 자원의 지점까지 되돌아가서 그 지점부터 새로운 자원을 할당해 나간다. 즉, 화살표 방향으로 자원을 할당해 나갈 때, 중간에 비어있는 영역이 있는 채로 새로운 자원을 할당해 나가는 일이 없도록 한다.

도 4a는 상기에서 언급한 방식으로 주파수 자원을 할당할 때, 자원이 모드 할당된 상태에 대하여 도시하였다. 그러나, 이것만으로는 자원의 재사용률을 최대로 만족시켰다고 볼 수 없다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 만약 RM 링크에 따른 주파수 자원을 제외하고 더 이상 셀 내부에 할당할 자원이 남아있지 않을 경우, 이미 할당된 RM 링크 자원을 셀 센터 부근의 사용자 즉, 기지국 근처에 위치하고 있는 사용자에게 재사용하도록 한다. 단, 이 경우에는 이미 할당된 RM 링크 자원을 사용하고 있는 또 다른 사용자와의 간섭을 최소화하기 위하여 전력을 줄여 송신한다.

이와 같이 셀 센터 부근의 사용자에 RM 링크에 따른 주파수 자원을 할당하는 것까지 적용되었을 때, 비로소 "자원 재사용률 = 1"을 만족하게 된다. 결과적으로, 셀 경계 지역에서는 자원이 직교하여 할당되고(셀 경계 지역에 겹쳐지거나 중복되는 동일한 색깔의 자원이 없음을 의미함), 셀 내부에서는 나머지 자원이 할당되어 서로간에 간섭을 피하고 자원 효율도 최대로 살릴 수 있다.

기지국 제어국(BSC: Base Station Controller)은 기지국들의 자원 할당 상황을 알고 있다고 가정하자. 만일, 어떤 기지국이 기지국 또는 다른 섹터의 자원 할당 상황을 기지국 제어국으로부터 늦게 보고받아 할당된 자원이 충돌하였다면, BSC에서 자원의 충돌을 인지한 직후 1/2의 확률로 충돌된 자원 중 한쪽이 포기할 수 있도록, 자원을 할당한 기지국으로 제어 신호를 전송하여 제어한다. 예를 들어, 첫 번째 기지국의 X 섹터에서 할당한 R 지역 중계기의 자원(RM 링크)이 두 번째 기지국의 Y 섹터에서 할당한 G 지역 중계기의 자원(RM 링크)이 두 번 충돌이 발생하였다고 가정한다.

만약 충돌이 두 번 발생하면 한 번은 X 섹터가 할당된 자원을 사용하고, 다른 한번은 Y 섹터에서 할당된 자원을 사용하는 방식으로 제어한다. 이때, 충돌 순간에는 경계 단말의 신호 수신 감도가 다소 떨어진다.

또 다른 예로써 단말의 핸드오버 시에는, 단말이 이동할 영역에 새로운 단말이 나타난 것처럼 취급한다. 예를 들어, 셀 경계 지역에서 셀 내부로 단말 A가 이 동할 경우, 셀 경계에 여전히 단말 A가 있고 셀 내부에 새로운 단말 A'이 나타난 것처럼 취급한다. 이와 같은 방법을 적용하면 단말 A는 알고리즘에 의해 서로 다른 두 주파수 캐리어로부터 동일한 신호를 수신할 수 있다.

이때, 단말이 새로 이동해가려는 영역의 새 주파수 신호가 미리 정의한 특정 값 이상으로 커지면, 단말 A는 사라지고 단말 A'만 존재하는 것으로 기지국에 신호를 전송하고 이에 따라 단말 A의 자원은 회수된다. 이와 같이 단말의 핸드오버 지원을 위해서는 기지국과 중계기, 중계기와 중계기 사이에 별도의 시그널링이 필요하다.

다음은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 중계기 배치 방법에 대하여 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동통신 시스템에서의 중계기 배치 방법을 나타낸 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실시예를 도시한 도 3과 다르게 제2 실시예에서는 셀을 서브 섹터의 개념으로 나누어 기지국 중계기를 배치한다. 즉, 기본적으로는 상기 도 3에 도시된 제1 실시예와 같이 기지국 중계기를 섹터 개념으로 배치하되, 하나의 섹터를 다수개로 나눈 서브 섹터의 개념을 적용하여 배치한다.

이와 같이 서브 섹터의 개념으로 기지국 중계기를 배치할 경우, 각 서브 섹터에 따라 주파수 자원을 할당하게 될 때 먼 곳에 있는 중계기의 주파수 자원부터 서브 섹터에 할당함으로써 RM 링크에 따른 신호가 BM 링크에 미치는 간섭을 최소화할 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 중계기 자원 할당의 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 서브 섹터 중 가장 높이 위치한 화살표일수록 자원 할당을 우선적으로 수행하게 된다. 예를 들어, "X:BM/BR"이라고 도시된 섹터 중 "X1" 서브 섹터의 BM/BR 링크에 따른 자원을 할당(실선 화살표)한다고 가정할 때, 실선 화살표 중 가장 높이 위치한 자원 그룹 B2에서 먼저 역방향으로 자원을 할당하고, 이것이 모두 할당되면 그 다음 높이 위치한 화살표인 자원 그룹 G2에서의 정방향으로 자원을 할당한다. 다음은 자원 그룹 B1에서 역방향으로 자원을 할당하고, 이것이 모두 할당되면 자원 그룹 G1에서 역방향, 자원 그룹 R1에서 역방향, 마지막으로 자원 그룹 R2에서 역방향의 순서로 BM/BR 링크에 따른 자원을 할당하게 된다.

이와 같이 각 섹터를 세분화하여 자원 할당을 달리한 것은, 하나의 섹터에 위치하는 다수의 중계기 자원 중 가장 먼 곳에 위치하는 중계기 자원부터 서브 섹터에 할당함으로써 RM 링크 신호가 BM 링크에 미치는 간섭을 최소화할 수 있기 때문에다. 이것은, 섹터에서 쏘는 신호는 등방성(isotropic)을 가지고 전달되므로, BM 링크가 RM 링크에 미치는 간섭을 일정하기 때문이다.

또한, 상기 도 4a에서 설명한 바와 같이 자원 할당을 수행하는 도중에 이미 할당된 자원이 해제된 경우, 해제된 자원의 위치에서부터 우선적으로 자원을 할당한다. 또한, X1 영역에서 BM, BR 링크 자원을 모두 할당하고 마지막으로 R1, R2 자원을 할당하는 부분은, 상기 도 4b의 실시예에서도 언급했듯이, 자원이 모두 할당된 상태에서 RM 링크 자원을 셀 센터의 사용자에게 할당함으로써 자원 재사용률을 1로 최대화할 수 있도록 하기 위함이다.

이때, X1의 BM/BR 링크에 따른 주파수 자원 할당의 우선 순위를 "R1 > R2"로 가정한 것은 셀 내부 영역끼리 간섭을 최소화하기 위함이다. 즉, X1 좌측 상단 기지국의 Z1 서브 섹터와 좌측 하단 기지국의 Y1 서브 섹터는 BM/BR 링크에 따른 주파수 자원에 R1 보다 R2를 먼저 할당할 가능성이 높으며, 이에 따라 간섭의 가능성이 높기 때문이다. 또한, 같은 주파수에서 자원을 동시에 송수신하는 것에 제한이 있기 때문에, 섹터에서 RM 링크의 할당 영역이 BR/BM 링크 할당 영역을 초과할 수 없다.

다음은 상기에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 기지국/중계기 배치 방법과 자원 할당 방식이 기존의 시스템과 어느 정도 성능 차이를 가져오는지에 대하여 도 7을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 단말 수신에 대한 성능을 비교한 예시도이다.

본 발명의 실시예에 따라 중계기의 자원을 할당하고자 할 때, 각 기지국 당 3개의 섹터로 구분된 총 19개의 기지국이 존재하고(3 Tier 시나리오), 각 섹터는 300개의 주파수 자원을 가지며 총 3000명의 사용자가 균일 분포로 30km/h의 속도로 움직인다고 가정한다. 이와 같은 가정 하에 일반적인 방식으로 할당된 자원과 본 발명의 실시예에 따른 방식으로 자원을 할당할 때 측정한, 사용자의 SINR의 분포를 도 7과 같이 도시하였다.

도 7에 도시된 바와 같이, 일반적인 방식으로 자원이 할당되는 경우, 50% 이상의 사용자가 5dB 이하의 SINR을 확보하게 된다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따 른 방식으로 자원이 할당되는 경우, 90% 이상의 사용자가 12dB 이상의 SINR을 제공받을 수 있다.

여기서, Y축이 누적 분포 함수(Cumulative Distribution Function)이므로, Y축에 대한 면적을 시스템 총 용량이라고 할 때, 일반적인 방식과 본 발명의 실시예에 따른 방식의 차이가 확연함을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 방식에서 훨씬 높은 시스템 용량을 확보할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 대부분의 사용자가 12dB 이상의 높은 수신 품질을 제공받을 수 있다는 것은 셀 경계 지역의 사용자 상당수가 중계기로부터 고품질의 신호를 간섭 없이 수신하고 있다는 의미와 동일하므로, 전체적으로 볼 때, 상기 도 1에서 목표로 한 상황들이 성공적으로 충족되었음을 확인할 수 있다.

다음은 상기 도5 및 도 6에서 설명한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따라 셀을 서브 섹터 레벨로 나누고 자원을 할당할 때, 사용자 수가 적은 상황에서 잦은 자원 충돌을 방지하기 위한 자원 혼합 방법에 대하여 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자원 혼합 방법의 예시도이다.

도 8에 도시된 자원 혼합 방법은 상기 도 6의 알고리즘에서 사용자 수가 적을 경우, 각 셀이 쓰던 자원만 계속적으로 사용하여 셀 간섭 측면에서 손해를 보는 경우에 대한 보완 알고리즘이다. 예를 들어, 셀 경계 지역에서 X1의 BM/BR 링크는 G2의 우선순위가 높은데, 도 6에 도시한 왼쪽 하단의 맞은편 기지국 Y1의 RM 링크도 역시 G2의 우선순위가 높음을 알 수 있다.

따라서, 사용자가 적은 상황에서 이들 자원이 집중적으로 계속 할당과 해제가 반복되고, 이와 같은 경우에는 비어있는 다른 자원들이 많음에도 불구하고 같은 대역의 자원 충돌이 야기되어 전체적인 SINR이 떨어지게 된다. 이를 위하여 자원을 몇 가지의 영역으로 구분하고, 각 영역은 각자의 자원 할당 순서를 갖도록 한다. 여기서 자원 할당 순서를 도 8에 도시하였다.

이때, 자원 할당 순서는 자원을 늘어 놓는 순열의 수만큼 가능하다. 그러나, 특별히 싱크가 맞춰진 호핑(Hopping)까지 고려한다면, 라틴 방진 행렬(Latin Square Matrix)을 이용할 수도 있다. 즉, 어떠한 방법을 이용하여 자원 할당 순서를 결정하든, 결정적(Deterministic)인 랜덤 순서를 갖는 조건만 갖춰진다면 다양한 방법으로 자원 할당 순서를 결정할 수 있다.

같은 기지국 영역의 자원을 BM/BR 링크와 RM 링크가 할당을 시도할 때, 다른 자원 할당 순서로 인해 충돌이 발생한 자원을 맨 뒤로 미룬다. 예를 들어, G1 영역의 자원이 1부터 6까지 존재한다고 가정하자. 도 8의 하단에 도시된 바와 같이 Y1 서브 섹터가 RM 링크에 G1 자원 영역을 할당하려고 할 때 X 섹터의 BM/BR 링크에서 이미 G1 자원 영역의 일부(1, 5, 4)를 할당하고 있는 상황이라면, 이 자원은 할당 순서를 뒤로 미루고, 할당되지 않은 자원부터 할당을 시작하게 된다. 최종적으로 (3, 6, 2)의 자원이 할당된다. 물론 여기서 자원 할당 요청이 더 남아 있다면, 간섭을 감수하고 남아있는 (4, 5, 1) 자원을 순서대로 할당하게 된다.

다음은, 기지국과 중계기간의 링크에서 빔포밍(Beamforming)을 적용한 상황에서, 자원 재 사용률이 최대 값을 초과하도록 자원이 요청될 때의 자원 할당을 위 한 섹터 구분의 실시예에 대하여 도 9를 사용하여 설명하기로 한다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 자원 과사용 경우(Frequency Overuse Case)의 섹터 구분 및 자원 재사용을 나타낸 예시도이다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 자원 재사용률이 1 보다 큰 경우(Frequency Overuse Case)에 대하여 FOC로 표기한다. 여기서 FOC는 BR 링크 구간에 빔포밍이 적용된다는 가정 하에서만 성립한다.

도 9a는 FOC를 위한 섹터 영역의 구분을 나타내었으며, 3 종류 패턴의 영역이 두 번 반복된 형태를 나타내었다. 이 경우를 3 : 2 재사용이라고 지칭하기로 한다. 또한, 같은 패턴의 영역을 유사 영역(Similar Zone)이라고 지칭한다. 여기서, 같은 패턴으로 나눈 영역은, 유사 영역 수를 많이 나누면 나눌수록 유사 영역끼리의 간섭은 감소하나 시스템이 복잡해질 수 있고, 적게 나누면 유사 영역끼리의 간섭이 증가하기 때문에, 시스템의 상태에 따라 적절하게 나눈다.

예를 들어, 1번으로 표기된 섹터를 Lead(선도)라 하면 이와 동일한 패턴의 4번 섹터는 Lag(지체)이고, 2번으로 표기된 섹터를 Lag라 하면 이와 동일한 패턴의 5, 6번 섹터를 Lead가 된다. 또한, 3번으로 표기된 섹터를 Lead라 하면 이와 동일한 패턴의 7번 섹터는 Lag가 된다. 그러나, Lead와 Lag의 섹터를 반드시 이와 같이 한정하는 것은 아니다.

도 9b는 도 9a에 대응되는 3 : 2 재사용 막대를 나타내었다. 이때 재사용 막대는 BR 링크와 RM 링크 각각에 대해 그려진다. 도 9b에 도시된 선도(Lead) 영역이라 함은, 유사 영역 내에서 이미 할당된 자원이 제일 많은 영역을 지칭한다. 나머 지 영역을 지체(Lag) 영역이라 지칭한다. 이와 같은 FOC 상황에서, 실제 자원 할당 방법에 대하여 설명한다.

최초의 상태는 자원이 모두 할당된 상태(자원 재사용률 1)라고 가정한다. 먼저 BR/BM 링크 자원 요청 시에는, 자원 요청이 들어온 영역이 Lead이면 Lag 영역의 자원을 화살표 순서대로 반납하고, Lag는 Lead의 자원을 재사용하면서 반납된 자원을 요청된 곳에 할당한다. 여기서 Lag 자원으로 서비스를 받고 있던 사용자는, 서비스를 제공하는 대역이 바뀌므로 서비스가 연속적이 되도록 미리 시그널링 해야 한다. 또한, 상기에서 설명한 요청된 곳에 할당된 반납된 자원은, 도 9b와 같은 자원표 상에서 음영이 표시되지 않은 흰색의 순수 자원에 해당하므로, BR은 물론 BM 링크에서도 사용할 수 있다.

마찬가지로, 자원 요청이 들어온 영역이 Lag이면 화살표 순서대로 반납하고, Lead의 자원을 재사용하면서 반납된 자원을 요청된 곳에 할당한다. 만일 더 이상 반납할 Lag 자원이 없다면, 반대편 서브 섹터의 BM 링크 혹은 BR 링크 자원을 재사용할 수도 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기에서 언급한 BR/BM 링크 자원 요청과 유사하게, RM 링크 자원 요청시에는 BR/BM의 경우와 마찬가지 방식을 RM 재사용 막대에 적용하여 요청된 자원을 할당하면 된다.

FOC에서 자원을 할당하는 방법을 요약하여 설명하면, 이동 단말로부터 자원 할당 요청 신호를 수신하며, 이때 자원 할당 요구가 Lead 영역에 위치하는 이동 단말로부터의 요청인지 Lag 영역에 위치하는 이동 단말로부터의 요청인지 여부를 판단한다. 만약 이동 단말로부터의 자원 요청 영역이 Lead 영역이면 Lag 영역으로 자 원 반납 요청 신호를 전송한다.

그 후 자원 반납 요청 신호를 수신한 Lag 영역으로부터 회수된 자원을 Lead 영역의 자원 요청 단말로 할당하고, 자원 요청 단말로 상기 회수된 Lag 영역의 자원을 할당한 후, 상기 자원 요청 단말이 이용하고 있는 서비스를 연속적으로 제공하기 위한 시그널링을 수행한다.

다음은, FOC에서 자원을 해제하는 방법에 대하여 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명하기로 한다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 자원 과사용 경우의 자원 해제 방법의 예시도이다.

먼저, 재사용율이 1보다 큰 상황에서 이미 재사용중인 자원 해제시에는 도 10a 및 도 10b의 경우와 같은 방법으로 자원을 회수한다. 참고로, 도 10a 및 도 10b에 표시된 흰 부분에 할당된 자원은 아직 Lag 영역이 Lead 영역을 완전히 따라가지 못한 부분을 나타낸다.

도 10a는 Lead 자원 해제의 경우를 나타낸다. Lead 자원을 해제하면 동일한 부분의 Lag 자원도 역시 해제하여야 한다. 해제된 만큼 Lead의 크기는 줄어들고, 해제된 Lag 자원은 가용한 자원 리스트로 반납된다. 도 10b는 Lag 자원 해제를 나타낸다. 이 경우에는 해제된 자원 부분에 아직 Lead를 따라가지 못한 자원을 같은 양 만큼 대신 삽입하도록 한다.

다음, 재사용중이지 않은 자원 해제시는 그 자원을 해제하고, 현재 재사용중인 자원을 반납한 후, 해제된 자원으로 교체한다. 여기서 자원의 반납 과정은 상기 도 10a에서 설명한 과정과 동일하다. 자원에 변동이 생기는 경우마다 재사용 막대는 새로 그려진다. 이러한 업데이트 주기는 시스템마다 다르지만, 보통 그 시스템의 TT1 간격마다 이루어진다.

여기서, 전술한 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체 역시 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

전술한 실시예에 따르면, OFDM 기반 이동 통신 시스템에서 중계기를 배치하여 셀 커버리지를 확장하고, 중계기 자원을 서브 섹터로 할당하여 셀간 간섭을 제거하면서 자원 효율성을 최대화할 수 있다.

또한, 중계기 배치를 통해 셀 커버리지가 확장됨으로써, 단위 면적당 기지국 설치 비용을 줄일 수 있으며, 셀 경계 지역의 간섭을 제거하여 위치에 관계 없이 모든 사용자에게 고품질의 서비스를 형평성 있게 제공할 수 있다.

Claims (23)

1. 이동통신 시스템에서 제1 기지국 및 제2 기지국과 적어도 하나의 중계기를 배치하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 제1 기지국과 제2 기지국은, 두 기지국 사이의 거리가 셀 반경--여기서 셀 반경은 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국으로부터 이동 단말로 전송되는 신호가 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국의 미리 설정된 기지국 임계값과 동일해지는 지점까지의 거리를 나타냄--의 소정 값 보다 크고, 외반경--여기서 외반경은 상기 셀 반경에서 중계기 반경만큼 더한 값을 나타냄--의 소정 값 보다 작게 되도록 배치되는 단계;

   (b) 상기 제1 기지국과 제2 기지국은 상기 셀 반경 정보를 토대로 상기 중계기가 배치될 위치를 설정하는 단계; 및

   (c) 상기 설정된 중계기 위치--여기서 중계기 위치는 상기 제1 기지국과 제2 기지국의 셀간 경계에 위치함--들을 토대로 상기 중계기들이 배치되는 단계

   를 포함하는 배치 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 (a) 단계에서 상기 중계기 반경은 상기 중계기로부터 송신된 신호가 상기 중계기의 임계값과 같아지는 지점까지의 거리를 나타내는 배치 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 중계기의 임계값은 상기 이동 단말이 상기 중계기로부터 수신한 일정 품질의 신호대 간섭 및 잡음비 값인 배치 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 (b) 단계에서 상기 기지국 임계값은 상기 이동 단말이 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국으로부터 수신한 일정 품질의 신호대 간섭 및 잡음비 값인 배치 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 (c) 단계는,

   상기 제1 기지국 또는 제2 기지국 내의 중계기 간의 거리는 중계기 반경--여기서 중계기 반경은 상기 중계기로부터 상기 이동 단말로 수신된 신호가 중계기 임계값과 같아지는 지점까지의 거리를 의미함--의 소정 값 보다 작은 거리 내에서 등간격으로 배치되는 배치 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 이동 단말은,

   상기 제1 기지국, 제2 기지국 또는 중계기로부터 전송되는 파일롯 신호의 세기에 따라 링크를 설정한 후 통신을 수행하는 배치 방법.
7. 이동통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 적어도 하나의 중계기들이 배치되어 있고, 제1 및 제2 기지국 사이에 위치하는 이동 단말로 자원을 할당하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국으로부터 할당되는 셀 반경을 소정 개수의 섹터로 나누고, 상기 소정의 개수로 나뉜 각각의 섹터에 할당된 주파수 자원을 설정 수로 각각 나누는 단계; 및

   (b) 상기 설정 수로 나뉜 주파수 자원의 일부를 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 연결된 제1 이동 단말에 할당하고, 할당되지 않은 주파수 자원을 상기 중계기에 연결된 제2 이동 단말에 할당하는 단계

   를 포함하며,

   상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 연결된 제1 이동 단말에 할당된 자원과 상기 중계기에 연결된 제2 이동 단말에 할당된 자원은 서로 직교하는 자원 할당 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1 이동 단말 또는 제2 이동 단말에 이전에 할당되었던 자원이 회수된 경우, 상기 회수된 주파수 자원부터 상기 제1 이동 단말 또는 제2 이동 단말에 할당하는 단계

   를 포함하는 자원 할당 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 제2 이동 단말로의 주파수 자원 할당은 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국과 상기 중계기간의 링크에 따른 자원 할당 그리고 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국과 상기 이동 단말간의 링크에 따른 자원 할당 중 하나인 자원 할당 방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 제1 이동 단말 또는 제2 이동 단말로 할당된 주파수 자원이 충돌할 경우, 상기 충돌된 주파수 자원을 할당한 다수의 기지국에서 순서대로 번갈아 상기 충돌된 자원을 이용하는 자원 할당 방법.
11. 제7항에 있어서,

    상기 (b) 단계에서, 상기 섹터들에 할당된 전체 주파수 자원 중, 각각 섹터들에 할당된 자원의 주파수 차가 가장 큰 주파수 자원부터 이동 단말로 할당하는 자원 할당 방법.
12. 이동통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 적어도 하나의 중계기들이 배치되어 있고, 제1 및 제2 기지국 사이에 위치하는 이동 단말로 자원을 할당하는 방법에 있어서,

    (a) 상기 제2 기지국으로부터 설정된 셀 반경을 소정 갯수의 섹터들로 나누 고, 상기 나뉜 각각의 섹터를 소정 갯수의 서브 섹터로 분할하는 단계;

    (b) 상기 섹터수에 따라 상기 제1 기지국의 주파수 자원을 소정의 개수로 나누어서 상기 섹터들에게 할당하는 단계;

    (c) 상기 서브 섹터에 할당된 제1 주파수 자원이 소정 갯수의 제2 주파수 자원으로 분할되는 단계;

    (d) 상기 분할된 제2 주파수 자원에 대하여 자원 할당에 필요한 우선 순위를 선정하는 단계; 및

    (e) 상기 우선 순위에 따라 상기 제2 주파수 자원들을 상기 중계기 또는 상기 이동 단말로 자원을 할당하는 단계

    를 포함하는 자원 할당 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 (e) 항에 있어서,

    상기 다수의 제2 주파수 자원 중 중계기 자원의 주파수 차가 가장 큰 주파수 자원부터 서브 섹터로 할당하는 자원 할당 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 제2 주파수 자원은 기지국-단말/기지국-중계기 자원 할당 부분과 중계기-단말 자원 할당 부분을 포함하며, 상기 제2 주파수 자원이 모두 할당되면, 상기 중계기-단말 자원 할당 부분을 셀 센터의 유저에게 할당하는 자원 할당 방법.
15. 제14항에 있어서,

    (f) 상기 할당되는 자원 중 동일한 영역의 자원을 기지국-단말/기지국-중계기 링크와 중계기-단말 링크에 할당을 시도하는 경우, 상기 할당하고자 하는 자원의 충돌 여부를 판단하는 단계; 및

    (g) 상기 자원이 충돌나면, 상기 자원에 대한 할당 순서를 미루고, 할당되지 않은 자원부터 상기 기지국-단말/기지국-중계기 링크와 중계기-단말 링크 중 자원을 요청하는 어느 하나에 자원 할당을 수행하는 단계

    를 더 포함하는 자원 할당 방법.
16. 제15항에 있어서,

    상기 자원 할당에 따른 우선 순위는 상기 자원을 늘어 놓는 순열의 수를 토대로 우선 순위를 결정, 그리고 라틴 방진 행렬을 이용하여 우선 순위를 결정하는 것 중 하나인 자원 할당 방법.
17. 제7항 또는 제12항에 있어서,

    상기 제1 기지국 및 제2 기지국의 위치는 외반경과 셀반경의 정보에 따라 결정되고, 상기 중계기는 상기 제1 및 제2 기지국의 셀반경에 배치되며 셀간 경계에 위치되는 자원 할당 방법.
18. 이동통신 시스템에서 제1 기지국과 제2 기지국 사이에 위치하는 이동 단말로의 자원을 해제하는 방법에 있어서,

    (a) 상기 이동 단말이 사용하고 있는 주파수 자원--여기서 다수의 섹터로 분할된 주파수 자원은 상기 이동 단말로 모두 할당되어 자원 재사용율이 1보다 큰 경우를 나타내며, 상기 주파수 자원이 상기 이동 단말로 가장 많이 할당된 영역을 의미하는 선도 영역과 상기 선도 영역 이외의 영역을 의미하는 지체 영역을 포함함-- 상기 선도 영역의 자원을 해제하는 단계;

    (b) 상기 해제된 선도 영역에 대응되는 지체 영역의 자원을 해제하는 단계; 및

    (c) 상기 해제된 지체 영역의 자원을 자원 리스트로 반납하는 단계

    를 포함하는 자원 해제 방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 주파수 자원이 재사용 자원이 아닌 경우,

    상기 주파수 자원을 해제하고, 현재 재사용중인 자원을 반납하는 단계; 및

    상기 해제된 주파수 자원을 상기 반납한 주파수 자원으로 교체하는 단계

    를 포함하는 자원 해제 방법.
20. 제18항에 있어서,

    상기 주파수 자원 중 기지국-중계기 링크에 할당된 주파수 자원은 빔포밍에 적용된 주파수 자원으로, 자원 재사용율이 1보다 큰 경우의 자원인 자원 해제 방법.
21. 제20항에 있어서,

    상기 주파수 자원 중 상기 제1 기지국 또는 제2 기지국에 연결된 이동 단말에 할당된 자원과 상기 중계기에 연결된 이동 단말에 할당된 자원은 서로 직교하고, 상기 제1 및 제2 기지국으로부터 설정된 소정 개수의 섹터들로 나뉜 셀 반경과 상기 섹터수에 따라 소정의 개수로 분할되어 상기 섹터에 할당되는 자원 해제 방법.
22. 제21항에 있어서,

    상기 (a) 단계 이전에,

    이동 단말로부터 자원 할당 요청 신호를 수신하며, 이때 자원 할당 요구가 선도 영역에 위치하는 이동 단말로부터의 요청인지 지체 영역에 위치하는 이동 단말로부터의 요청인지 여부를 판단하는 단계;

    상기 이동 단말로부터의 자원 요청 영역이 선도 영역이면 상기 지체 영역으로 자원 반납 요청 신호를 전송하는 단계;

    상기 자원 반납 요청 신호를 수신한 상기 지체 영역으로부터 회수된 자원에 대하여 시그널링--여기서 시그널링은 상기 회수된 자원을 토대로 상기 이동 단말을 통해 서비스를 연속적으로 제공할 수 있도록 함--을 수행하는 단계; 및

    상기 자원 요청 단말로 상기 회수된 지체 영역의 자원을 할당하는 단계

    를 포함하는 자원 해제 방법.
23. 제22항에 있어서,

    상기 자원 요청 영역이 지체 영역이면, 상기 선도 영역으로부터 회수된 자원을 지체 영역의 자원 요청 단말로 할당하는 단계

    를 포함하는 자원 해제 방법.

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