KR101120643B1 - 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어레이 안테나를 이용하는 차세대이동통신시스템에서 사용자의 위치를 고려하여 다수의 사용자에게 동시에 서비스하는 공간 재사용이 용이하도록 망을 구성하고, 가상섹터를 기반으로 사용자의 위치를 파악하며, 각각의 사용자의 채널상태를 고려하여 최적의 빔별 전송전력을 할당하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에서의 공간분할다중접속 서비스방법에 관한 것이다.

이 발명에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법은, 기지국이 빔 인덱스 정보를 포함하는 최소폭 빔을 회전하여 전송하는 제1단계와, 상기 기지국이 셀 내의 각 사용자단말로부터 각 사용자단말이 상기 기지국으로부터 전송된 최소폭 빔들 중 수신신호세기가 높은 순으로 기설정 개수의 빔 인덱스와 각 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 보고받는 제2단계와, 상기 기지국이 가상섹터별로 사용자단말을 선택하는 제3단계와, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 사용자단말에게 할당할 빔의 폭을 결정하는 제4단계와, 상기 기지국이 상기 사용자단말의 방향에 따른 빔을 형성하는 제5단계를 포함한다.

가상섹터, 적응적 안테나, 공간상관도, 스케줄링, 자원할당

Description

가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법 {space division multi access service method for future wireless communication system based virtual sector}

본 발명은 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 어레이 안테나를 이용하는 차세대이동통신시스템에서 사용자의 위치를 고려하여 다수의 사용자에게 동시에 서비스하는 공간 재사용이 용이하도록 망을 구성하고, 가상섹터를 기반으로 사용자의 위치를 파악하며, 각각의 사용자의 채널상태를 고려하여 최적의 빔별 전송전력을 할당하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에서의 공간분할다중접속 서비스방법에 관한 것이다.

이동통신시스템은 음성 위주의 저속 서비스를 제공하는 것을 시작으로 하였으나, 근래에는 무선데이터 패킷 기반의 고품질 멀티미디어 서비스를 제공하는 시스템이 개발되고 있다. 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)를 중심으로 한 3GPP LTE(Long Term Evolution)와, 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)를 중심으로 한 UMB(Ultra Mobile Broadband)가 개발되어 표준화가 진행되고 있으며, 이는 제4세대 이동통신시스템에서 수십 Mbps 이상의 고속, 고품질의 무선데이터패킷전송시스템을 개발하기 위한 노력의 대표적인 예라고 볼 수 있다.

제4세대 이동통신 이후의 통신시스템은 기존 통신 시스템을 뛰어넘는 고속, 고품질 가상 멀티미디어 서비스 제공을 근간으로 하고 있으며, 이를 위해 한정된 주파수 자원을 이용해 고속의 데이터 서비스를 제공하기 위한 기술들이 제안되고 있다. 이러한 기술에는 다수의 안테나를 이용한 빔포밍 기술로 공간자원 재사용을 극대화하는 공간분할다중접속기술(SDMA)과, 송신단과 수신단의 다중의 안테나를 이용한 다중 입/출력 안테나기술이 있다.

표준화측면에서 공간분할다중접속기술(SDMA)은 현재 IEEE 802.16e(Mobile WiMAX)에서 AAS(adaptive antenna system)이라는 이름으로 규격화되어 있다. 이 공간분할다중접속기술은 빔을 형성할 수 있는 어레이 안테나를 이용하여 같은 주파수와 같은 시간에 공간 상관관계가 낮은 단말을 동시에 서비스하는 기술로 넓은 영역에 다수의 단말이 존재하는 무선 셀룰러망에서 시스템의 용량을 획기적으로 개선할 수 있는 무선통신기술이다. IEEE 802.16e에서 사용되는 빔포밍 기법은 TDD(time division duplex) 기반으로 상향/하향 채널의 대칭성을 이용한 빔포밍 기법과, 코드북(codebook) 기반 빔포밍 기법으로 구분된다.

TDD의 상향/하향 채널의 대칭성을 이용하는 빔포밍 기법은, 기지국이 단말로부터 수신한 신호를 기반으로 해당 단말의 하향링크 채널 상태를 예측하여 어레이 안테나의 전송 가중치(weight factor)을 구하는 방식이다. 이 기법은 단말의 상향 링크 채널상태를 바로 하향링크 빔 설정에 이용할 수 있기 때문에, 코드북 기반의 빔포밍 기법보다 채널 변화에 보다 빠르게 대응할 수 있다는 장점이 있으나 상향링크 채널 추정을 위해 별도의 역방향 프리앰블과 같은 추가적인 신호 전송의 오버헤드가 발생하는 문제점이 있다.

코드북 기반의 빔포밍 기술은 단말이 기지국으로부터 수신한 프리앰블 신호로 하향링크 채널상태를 추정한 후 빔포밍 코드북에서 최적 코드를 선택하여 그 정보를 기지국에 피드백하면 기지국이 상기 단말이 전송한 정보로 빔을 형성하는 기술이다. 이 방식은 단말의 하향링크 채널상태를 파악하기 위해 기존 프리앰블 이외에 별도의 추가적인 신호가 필요하지 않으므로 오버헤드가 낮다는 장점이 있으나 빔포밍을 위해 안테나 가중치를 구하는 시점과 실제 빔을 형성하여 전송하는 시점까지 지연 시간이 크므로 채널 변화가 큰 상황에서는 성능열화가 큰 단점이 있다.

이러한 공간분할다중접속방식에 빔포밍 기술을 적용하면 기지국은 동시에 여러 단말에게 무선자원을 할당할 수 있다. 이때, 무선자원을 할당받은 단말을 서비스하기 위해 빔을 형성하여 데이터를 전송하면 빔간의 간섭이 발생할 수 있고, 그 간섭은 단말의 신호 대 잡음 및 간섭의 비율을 낮추어 자기 신호 추출을 어렵게 할 수 있다.

따라서, 공간분할다중접속기술을 이용하여 시스템 용량을 개선하기 위해서는 하나의 셀에서 같은 시간에 같은 주파수를 사용할 사용자 그룹을 선택하는 효율적 스케줄링 알고리즘이 필요하다.

이 분야의 종래기술을 살펴보면, 대부분의 기술들이 현재 타임슬롯에 우선적 으로 서비스받을 사용자 한 명을 먼저 선택한 후 사용자를 점차 추가하는데, 추가되는 사용자에 의한 빔간 간섭정도와 임계값을 비교하여 간섭정도가 임계값보다 크지 않을 경우에 해당 사용자를 추가하는 과정을 반복한다.

그러나, 이러한 종래의 사용자 스케줄링 알고리즘을 사용할 경우 첫 번째 사용자를 어떻게 선택했느냐에 따라 공간분할다중접속기술(SDMA)의 성능 편차가 크게 달라지며, 모든 사용자에 대해 간섭의 정도가 얼마인지 모두 계산해야 함으로 필요한 채널 정보가 많고 실제 시스템에서 동작하기에 알고리즘의 복잡도가 너무 높다는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템으로 구현된 차세대 이동통신시스템에서 오버헤드를 최소화하는 낮은 복잡도의 공간분할다중접속 서비스 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법은, 선형 어레이 안테나에 의해 구분되어 지는 다수의 섹터 각각이 다수의 가상섹터들로 세분되는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에서, 기지국이 가상섹터별 하나의 사용자단말을 선택하는 제1단계와, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 할당할 빔의 종류를 결정하는 제2단계와, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 전송전력을 할당하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 이 발명에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법은, 기지국이 빔 인덱스 정보를 포함하는 최소폭 빔을 회전하여 전송하는 제1단계와, 상기 기지국이 셀 내의 각 사용자단말로부터 각 사용자단말이 상기 기지국으로부터 전송된 최소폭 빔들 중 수신신호세기가 높은 순으로 기설정 개수의 빔 인덱스와 각 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 보고받는 제2단계와, 상기 기지국이 가상섹터별로 사용자단말을 선택하는 제3단계와, 상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 사용자단말에게 할당할 빔의 폭을 결정하는 제4단계와, 상기 기지국이 상기 사용자단말의 방향에 따른 빔을 형성하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 이 발명은, 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템에서 가상섹터를 이용하여 공간상관도가 낮은 단말들을 낮은 복잡도로 선택하고, 회전하는 최소폭 빔을 이용하여 단말의 위치를 파악하며 단말에 협 빔을 할당할지 광 빔을 할당할지 결정하며, 가상섹터에서 선택된 단말들을 한 번 더 스케줄링하여 전송전력을 할당하는 방안을 제안함으로써, 낮은 복잡도로 시스템의 성능을 최대화할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 아래 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는 데 필요한 부분만을 설명한다.

도 1은 고정된 빔을 사용하는 일반적인 3섹터 안테나 시스템을 나타낸 도면이다. 일반적인 3섹터 안테나 시스템에서 기지국은 섹터별로 별도의 안테나를 가 지고 있으며 하나의 섹터 안테나는 120도의 빔을 형성하여 하나의 섹터를 서비스한다. 일반적인 3섹터 안테나 시스템은 120도의 넓은 빔으로 모든 사용자를 동일하게 서비스하기 때문에 기지국(BS)으로부터 멀리 떨어져 가장자리에 위치한 단말(MS1)은 낮은 안테나 이득으로 원활한 서비스를 받지 못한다. 또한, 일반적인 3섹터 안테나 시스템은 각 단말(MS2, MS3, MS4)의 위치, 이동속도 및 채널상태에 따른 최적화된 빔을 형성하지 않으므로, 가용 공간자원에 비해 높은 서비스 품질을 보장할 수 없는 문제점이 있다. 아울러, 기지국(BS)이 전송하는 파워가 서비스받는 단말 위치에 상관없이 모든 방향으로 전달되기 때문에 인접 셀 간의 간섭을 심화시켜 시스템의 전체 용량을 저하시키는 문제점이 발생한다.

이러한 일반적인 3섹터 안테나 시스템의 문제점을 해결하기 위해서 공간분할다중접속기술이 활발하게 연구되어 표준화가 진행되었다.

도 2는 3섹터 안테나 시스템에 공간분할다중접속기술을 적용한 예시를 도시한다. 3섹터 안테나 시스템에 공간분할다중접속기술을 사용할 경우, 각 단말에 협빔(narrow beam)이 할당되기 때문에 기지국(BS)으로부터 멀리 떨어져 채널 상태가 좋지 못한 단말(MS1)의 경우에도 안테나 이득을 개선하여 서비스를 받을 수 있다. 아울러, 기지국(BS)과 비가시채널(NLOS) 지역에 위치한 단말(MS2)이나 이동속도가 빠른 단말(MS4)의 경우에는 비교적 넓은 빔을 할당하거나 빔 트래킹(beam tracking) 기술을 이용하여 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 기지국(BS)에 가까운 지역에 위치한 단말(MS3)은 낮은 전송파워로 서비스가 가능하다.

그러나, 상기와 같이 단말의 상태에 따라 적응적으로 빔을 형성하기 위해서 는 공간상관도가 낮은 다수의 사용자를 선택하고, 선택된 각 사용자를 위해 최적의 빔을 형성하는 기술이 필요하다. 공간상관도는 사용자의 채널 상태, 이동속도, 위치에 관계되어 있으므로 공간상관도가 낮은 단말을 선택하기 위해서는 셀룰러 기지국이 서비스하는 영역 내에 존재하는 모든 단말과 기지국의 모든 안테나 사이의 채널 상태, 이동속도 그리고 위치 정보가 필요하다.

기지국이 이러한 정보를 모두 알기 위해서는 단말이 기지국에게 보고해야 하는 정보의 양이 너무 많아 오버헤드가 매우 크고, 아울러 기지국이 상기의 정보를 모두 알고 있다 하더라도 공간상관도가 낮은 단말을 찾아가는 알고리즘 및 안테나별 가중치 값을 실시간으로 계산하여 빔을 형성하기에는 필요한 계산량이 너무나 크다.

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

이 발명에서는 물리적인 섹터를 다시 다수의 가상섹터로 구분한다. 공간상관도가 낮은 단말을 선택하기 위하여, 하나의 가상섹터 내에서는 하나의 단말만 서비스하고, 단말의 채널 상태와 단말의 위치파악을 위해 회전하는 협빔을 이용한다.

도 3은 6개의 가상섹터로 구성된 적응적 안테나 시스템의 전체 동작 시나리오를 도시한 도면이다. 기지국(BS)은 3개의 섹터(Sector1, Sector2, Sector3)로 이루어지고, 각 섹터는 선형 어레이 안테나(308)를 포함하여 각 섹터 안에서 단말의 위치와 채널 상황에 따라 적응적으로 빔의 방향과 빔의 폭을 제어할 수 있다. 도 3의 경우, 기지국(BS)의 실제 섹터 개수는 3개이므로 기지국은 3개의 선형 어레이 안테나를 가지며, 각 선형 어레이 안테나는 0~120도 폭의 빔을 생성할 수 있고 빔의 방향 역시 0~120 도까지 조절 가능하다. 도 3에 나타난 바와 같이 기지국은 3개의 물리적 섹터를 가지며 각 섹터는 2개의 서브섹터로 세분화되어 6개의 가상 섹터로 나눈다. 이때 가상섹터의 개수는 기지국이 만들 수 있는 최소/최대 빔 폭에 따라 조절가능하다.

기지국은 하나의 가상섹터에서 한 명의 사용자를 선택하여 해당 사용자를 향해 빔을 형성하여 서비스하므로 가상섹터는 공간분할다중접속으로 기지국에서 동시 서비스받을 수 있는 단말의 수와 동일하다. 가상섹터에서 서비스받을 사용자를 선택하고 빔의 방향과 빔의 폭을 알아내기 위해서는 단말의 현재 위치와 채널 상태를 알아야 한다.

기지국은 도 4에 도시된 바와 같이 기지국이 만들 수 있는 최소폭의 빔을 회전시켜서, 단말의 위치와 채널 상태를 파악한다. 즉, 최소폭 빔의 폭이 a라고 가정하면 최소폭 빔을 2π/a번 방향을 바꾸어 전송하고, 각 최소폭 빔에는 각 빔의 방향 인덱스값을 함께 전송한다. 기지국은 이 최소폭의 빔을 주기적으로 회전시킬 수 있다. 단말은 기지국이 전송하는 각 최소폭 빔들의 수신신호세기(SINR; signal to interference noise ratio)를 측정하며 SINR이 높은 순으로 N개를 선택하여, 최소폭 빔의 인덱스와 SINR값을 기지국에게 보고한다. 기지국은 각 단말로부터 보고받은 최소폭 빔의 인덱스와 SINR값들을 이용하여 사용자 스케줄링 및 빔 할당 과정을 진행한다.

도 5는 상술한 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비 스를 위한 단말 위치 및 빔 종류 선택방법을 도시한 동작 흐름도이다.

먼저, 기지국은 회전하는 최소폭 빔들을 그 인덱스와 함께 단말들을 향해 전송한다(S501). 최소폭 빔을 수신한 모든 단말은 최소폭 빔 중 SINR값이 높은 순으로 N개를 선택하고, 그 N개의 최소폭 빔의 인덱스와 SINR값을 기지국에게 보고한다(S503).

다음, 기지국은 모든 가상섹터에 대하여 사용자를 선택하고 선택한 사용자가 보고한 빔 인덱스와 그 SINR값을 바탕으로 해당 단말을 할당하는 빔을 조절한다. 먼저, 가상섹터번호(i)를 0으로 초기화한다(S505). i번째 가상섹터에서의 스케줄링정책에 따라 사용자 단말을 선택한다(S507). 즉, 단계 S507은 가상섹터 안에 다수의 단말이 존재하므로 현재 타임슬롯에 어느 단말을 서비스할지를 선택하는 과정이며, 단계 S507의 스케줄링정책은 일반적인 스케줄링 알고리즘에 따른다.

i번째 가상섹터의 사용자 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들이 특정 조건(N개의 최소폭 빔들 중 최대 SINR값이 임계SINR값보다 큰지 또는 그 N개의 최소폭 빔들의 SINR값들의 분산값이 임계분산값보다 작은지)을 만족하는지 판단한다(S509). 단계 S509의 판단 결과 최대 SINR값이 임계SINR값보다 크거나 SINR값들의 분산값이 임계분산값보다 작으면, 특정 최소폭 빔에 대해 기지국과 단말의 채널상태가 매우 좋은 상태에 있다고 판단할 수 있기 때문에, 이 경우에는 i번째 가상섹터의 사용자 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들 중 SINR값이 최대인 협(narrow) 빔을 해당 사용자 단말에게 할당한다(S511).

반대로, 단계 S509의 판단결과 최대 SINR값이 임계SINR값보다 크지 않고 SINR값들의 분산값이 임계분산값보다 작지 않으면, 기지국과 단말 사이가 비가시채널(NLOS)로서 채널상태가 좋지 않거나 단말의 이동속도가 빨라 빔의 이득이 떨어졌다고 판단할 수 있기 때문에, 이 경우에는 i번째 가상섹터의 사용자 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들의 인덱스가 가장 많이 포함된 가상섹터를 모두 커버하는 광(wide) 빔을 해당 사용자 단말에게 할당한다(S513).

예외적으로 단말이 보고한 N개의 최소폭 빔들의 SINR값들이 모두 임계값보다 높다면(max(SINRK = SINR_THR), 이는 단말이 기지국에 매우 가까이 위치한 경우이므로 이 경우에도 단말에 협 빔을 할당한다. 임계SINR값과 임계분산값은 시스템의 용량을 최대로 하는 값으로 조절 가능하다.

다음, 기지국은 실제 단말에 데이터를 전송할 때 사용할 안테나 가중치값을 계산하여 단말방향에 최적화된 빔을 형성한다(S515). 이 과정에서 기지국은 각 단말의 채널정보나 위치 이동성 등을 고려하지 않고 단말의 방향만 고려하여 빔을 형성하므로 매우 낮은 복잡도로 구현이 가능하다.

다음, 가상섹터번호(i)를 1 증가시키고(S517), i가 가상섹터의 개수보다 작으면 단계 S507로 되돌아가서 반복하고, i가 가상섹터의 개수보다 크거나 같으면 종료한다.

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스를 위한 자원할당방법을 도시한 동작 흐름도이다. 가상섹터별 선택된 단말은 서비스 QoS에 따라 필요한 용량 및 지연값이 결정되므로, 물리 적 섹터별로 선택된 단말들에게 해당 QoS를 만족시키는 자원할당방법이 필요하다.

먼저, 변수 N은 가상섹터수, 가상섹터번호(i)는 0으로 초기화하고, 전체잔여전력(Ptotal)을 최대전송전력(Pmax)로 설정하며 임시변수(Ptx)를 0으로 초기화한다(S601). 가상섹터별로 선택된 사용자단말 중 자원 할당 우선순위를 결정한다(S603). 단계 S603에서 자원 할당 우선순위의 결정은 기존의 스케줄링기법(max-min, proportional fair, max throughput)에 따른다.

다음, 가상섹터별로 선택된 사용자단말과 해당 사용자단말에 할당된 빔과 그 빔의 SINR값을 이용하여 선택된 사용자단말에 자원을 할당하는데, 기지국이 i번째 가상섹터에 선택된 사용자단말의 QoS를 만족시키기 위한 최소 SINR값을 만족시키는 최소 전송전력을 계산하여 임시변수(Ptx)로 설정한다(S605).

다음, 임시변수(Ptx)에 설정된 i번째 가상섹터에서 선택된 사용자단말의 필요 최소 전송전력이 전체잔여전력보다 작으면(S607), P(i)에 Ptx값을 설정하고 전체잔여전력(Ptotal)에서 P(i)를 뺀 값을 전체잔여전력(Ptotal)으로 재설정하며 가상섹터번호(i)를 1 증가시킨다(S609).

다음, i가 N보다 작고 전체잔여전력(Ptotal)이 0보다 크면(S611), 단계 S605로 되돌아가서 다음 가상섹터의 선택 사용자단말에게 전송전력을 할당하는 과정을 반복하고, i가 N보다 작지 않거나 전체잔여전력(Ptotal)이 0보다 크지 않으면(S611), 단계 S613로 진행한다.

단계 S613에서 전체잔여전력(Ptotal)이 0보다 크면, 워터필링(water-filing) 알고리즘을 이용하여 위의 과정을 통해 전송전력이 할당된 사용자단말들에게 추가 적으로 전체잔여전력을 분할하여 할당한다(S615). 이 워터필링(water-filling) 알고리즘은 남은 전력을 이용하여 용량을 최대화하도록 자원을 할당하는 것이다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 고정된 빔을 사용하는 일반적인 3섹터 안테나 시스템을 나타낸 도면,

도 2는 3섹터 안테나 시스템에 공간분할다중접속기술을 적용한 예시를 도시한 도면,

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나 시스템을 설명하기 위하여 도시한 도면,

도 4는 기지국이 최소폭 빔을 회전시켜 단말의 위치와 채널 상태를 파악하는 과정을 도시한 도면,

도 5는 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스를 위한 단말 위치 및 빔 종류 선택방법을 도시한 동작 흐름도,

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스를 위한 자원할당방법을 도시한 동작 흐름도이다.

Claims (14)

1. 선형 어레이 안테나에 의해 구분되어 지는 다수의 섹터 각각이 다수의 가상섹터들로 세분되는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법에 있어서,

   기지국이 사용자단말들로부터 수신된 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 가상섹터별로 하나의 사용자단말을 선택하는 제1단계와,

   상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말의 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 할당할 빔의 폭을 결정하는 제2단계와,

   상기 기지국이 상기 결정된 폭을 반영하여 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말에 전송전력을 할당하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단계는,

   상기 기지국이 빔 인덱스 정보를 포함하는 최소폭 빔을 회전하여 전송하는 제1서브단계와,

   상기 기지국이 셀 내의 각 사용자단말로부터 각 사용자단말이 상기 기지국으로부터 전송된 최소폭 빔들 중 수신신호세기가 높은 순으로 기설정 개수의 빔 인덱스와 각 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 보고받는 제2서브단계와,

   가상섹터별로 사용자단말을 선택하는 제3서브단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제2단계는,

   상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 사용자단말에게 할당할 빔의 폭을 결정하는 제1서브단계와,

   상기 기지국이 상기 사용자단말의 방향에 따른 빔을 형성하는 제2서브단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2단계의 제1서브단계는,

   상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기가 특정 조건을 만족하면 협 빔으로 결정하고, 상기 특정 조건을 만족하지 못하면 광 빔으로 결정하며, 상기 특정 조건은 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 중 최대값이 임계수신신호세기보다 크거나 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기의 분산값이 임계분산값보다 작은 조건인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 광 빔은 상기 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스가 가장 많이 포함된 가상섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 임계수신신호세기와 상기 임계분산값은 상기 안테나시스템의 용량을 최대로 하는 값인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제3단계는,

   상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말들을 대상으로 전송전력 할당순서를 스케줄링하는 제1서브단계와,

   상기 제1서브단계의 스케줄링 순서대로 사용자단말의 최소 수신신호세기를 만족시키기 위한 전송전력을 산출하는 제2서브단계와,

   상기 제2서브단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크지 않으면 상기 제2서브단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당한 후 제2서브단계부터 반복수행하는 제3서브단계와,

   상기 제2서브단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크면 상기 제2서브단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당하지 않는 제4서브단계를 포함한 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제3단계는,

   상기 제4서브단계 후 상기 전체잔여전력이 0보다 크면 워터필링 알고리즘을 이용하여 상기 제2서브단계와 제3서브단계를 통해 전송전력이 할당된 사용자단말들 에게 상기 전체잔여전력을 분할하여 추가 할당하는 제5서브단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
9. 선형 어레이 안테나에 의해 구분되어 지는 다수의 섹터 각각이 다수의 가상섹터들로 세분되는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법에 있어서,

   기지국이 빔 인덱스 정보를 포함하는 최소폭 빔을 회전하여 전송하는 제1단계와,

   상기 기지국이 셀 내의 각 사용자단말로부터 각 사용자단말이 상기 기지국으로부터 전송된 최소폭 빔들 중 수신신호세기가 높은 순으로 기설정 개수의 빔 인덱스와 각 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 보고받는 제2단계와,

   상기 기지국이 가상섹터별로 사용자단말을 선택하는 제3단계와,

   상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 정보를 이용하여 상기 사용자단말에게 할당할 빔의 폭을 결정하는 제4단계와,

   상기 기지국이 상기 사용자단말의 방향에 따른 빔을 형성하는 제5단계를 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제4단계는,

    상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기가 특정 조건을 만족하면 협 빔으로 결정하고, 상기 특정 조건을 만족하지 못하면 광 빔으로 결정하며, 상기 특정 조건은 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기 중 최대값이 임계수신신호세기보다 크거나 상기 수신된 빔 인덱스별 수신신호세기의 분산값이 임계분산값보다 작은 조건인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 광 빔은 상기 사용자단말로부터 수신된 빔 인덱스가 가장 많이 포함된 가상섹터를 커버하는 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 임계수신신호세기와 상기 임계분산값은 상기 안테나시스템의 용량을 최대로 하는 값인 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 기지국이 상기 가상섹터별로 선택된 사용자단말들을 대상으로 전송전력 할당순서를 스케줄링하는 제6단계와,

    상기 제6단계의 스케줄링 순서대로 사용자단말의 최소 수신신호세기를 만족 시키기 위한 전송전력을 산출하는 제7단계와,

    상기 제7단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크지 않으면 상기 제7단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당한 후 제7단계부터 반복수행하는 제8단계와,

    상기 제7단계에서 산출된 전송전력이 전체잔여전력보다 크면 상기 제7단계의 사용자단말에게 상기 전송전력을 할당하지 않는 제9단계를 포함한 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제9단계 후 상기 전체잔여전력이 0보다 크면 워터필링 알고리즘을 이용하여 상기 제7단계와 제8단계를 통해 전송전력이 할당된 사용자단말들에게 상기 전체잔여전력을 분할하여 추가 할당하는 제10단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 가상섹터 기반 적응적 안테나시스템의 공간분할다중접속 서비스방법.

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