KR101189002B1 - 셀내 릴레이에 의한 간섭완화를 위한 통신 시스템, 기지국 및 기지국의 통신 제어 방법 - Google Patents

셀내 릴레이에 의한 간섭완화를 위한 통신 시스템, 기지국 및 기지국의 통신 제어 방법 Download PDF

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Abstract

통신 시스템, 기지국 및 기지국의 통신 제어 방법이 개시된다. 개시된 기지국은, 셀 영역 내에 위치한 복수의 단말기 및 적어도 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하는 수신부; 및 상기 기지국과 직접 통신하는 단말기 중 제1 주파수 대역의 적어도 일부를 사용하며 상기 하나 이상의 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 식별하여, 상기 간섭이 발생된 간섭 단말기에 다른 주파수 대역을 할당하는 주파수 할당부를 포함하되, 상기 제1 주파수 대역은 상기 하나 이상의 중계기와 단말기간 통신에 사용되는 주파수 대역인 것을 특징으로 한다.

Description

셀내 릴레이에 의한 간섭완화를 위한 통신 시스템, 기지국 및 기지국의 통신 제어 방법{Communication system and Base station for mitigating interference by relay in cell, and Method for controlling the base station}
본 발명의 일 실시예들은 통신 시스템, 기지국 및 기지국의 통신 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 셀 내의 기지국과 중계기 링크간 간섭을 효율적으로 감소시킬 수 있도록 하는 통신 시스템, 통신 시스템을 구성하는 기지국 및 기지국의 통신 제어 방법에 관한 것이다.
최근 4세대 이동 통신의 표준화가 활발하게 진행되고 있는 상황에서 중계기를 포함하는 셀 내 간섭 문제는 이 분야의 큰 이슈이다. 간섭은 셀 내에 존재하는 기지국과 중계기의 단말기간 링크에 사이에 발생할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(110)은 제1 단말기(121), 제2 단말기(123)와 직접 링크되어 통신을 수행하며 중계기(130)와 제3 단말기(125)가 서로 링크되어 통신을 수행한다.
여기서, 기지국(110)과 통신하는 제2 단말기(123)와 중계기(130)와 통신하는 제3 단말기(125)가 동일 주파수 대역을 사용하는 경우 제 2 단말기(123)와 중계기(130)의 근접성에 의해 간섭이 발생할 수 있다.
도 2를 참조하면, 802.16j나 802.16m에서 정의 하고 있는 non-transparent mode의 중계기 프레임 구조를 예시하고 있다. 일반적인 OFDMA 시스템에서처럼 가로축은 시간을 나타내며 세로축은 주파수 대역을 나타낸다.
Non-transparent mode로 동작하는 중계기는 중계기 프레임의 DL(Downlink) relay zone 에서 기지국 프레임의 DL relay zone으로부터 데이터를 전송 받는다. 이어서, 중계기 프레임의 DL access zone에서 중계기 프레임의 DL relay zone에서 전송 받은 데이터를 단말기에 전송한다. 기지국과 직접 통신하는 단말기의 경우에는 기지국 프레임의 DL access zone에서 기지국으로부터 데이터를 전송 받는다.
다시 말하면, DL access zone에서 같은 시간과 주파수 대역을 사용하는 노드는 기지국과 셀 내에 배치되는 다수의 중계기가 될 수 있으며 이것들은 기지국과 중계기, 중계기와 중계기간의 간섭을 야기할 수 있다.
상기한 바와 같이 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 셀 내의 기지국과 중계기 링크간의 간섭 현상을 감소시킬 수 있는 통신 시스템, 기지국 및 기지국의 통신 제어 방법을 제안하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 기지국에 있어서, 셀 영역 내에 위치한 복수의 단말기 및 적어도 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하는 수신부; 및 상기 기지국과 직접 통신하는 단말기 중 제1 주파수 대역의 적어도 일부를 사용하며 상기 하나 이상의 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 식별하여, 상기 간섭이 발생된 간섭 단말기에 다른 주파수 대역을 할당하는 주파수 할당부를 포함하되, 상기 제1 주파수 대역은 상기 하나 이상의 중계기와 단말기간 통신에 사용되는 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 기지국이 제공된다. 또한, 상기 무선 신호 정보는 상기 복수의 단말기 및 중계기 각각의 신호 대 간섭정보(SINR) 및 수신신호 세기 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 무선 신호 정보는 상기 복수의 단말기 및 상기 하나 이상의 중계기 각각의 신호 대 간섭정보(SINR) 및 수신신호 세기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 주파수 할당부는, 상기 복수의 단말기 중 상기 하나 이상의 중계기와 근접한 위치에 있으면서, 상기 제1 주파수 대역을 사용하며 상기 신호 대 간섭정보가 임계치보다 낮은 값을 갖는 단말기를 간섭 단말기로 식별하는 단말기 식별부를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 주파수 대역은 상기 기지국과 상기 단말기가 사용할 수 있는 주파수 대역 중 상기 제1 주파수 대역을 제외한 대역으로 정의되며, 상기 주파수 할당부는, 상기 제2 주파수 대역에 상기 간섭 단말기가 사용할 수 있는 주파수 대역이 있는 경우 상기 간섭 단말기에 상기 제2 주파수 대역 중 적어도 일부를 할당하는 할당부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 주파수 할당부는, 상기 제2 주파수 대역에 상기 간섭 단말기가 사용할 수 있는 주파수 대역이 없는 경우, 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 상기 복수의 단말기 중 어느 하나의 단말기가 사용하는 주파수 대역과 상기 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 교환하여 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 주파수 할당부는, 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 상기 복수의 단말기들 각각이 상기 간섭 단말기가 사용하고 있는 주파수 대역을 사용하였을 경우의 신호 대 간섭정보를 예측하는 신호 대 간섭정보 예측부; 상기 예측된 신호 대 간섭정보를 이용하여 상기 복수의 단말기 중 어느 하나의 단말기를 선택하는 교환 단말 선택부; 및 상기 선택된 단말기가 사용하는 주파수 대역과 상기 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 교환하는 교환부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 복수의 단말기; 하나 이상의 중계기; 및 상기 복수의 단말기 및 상기 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하고 상기 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 간섭 단말기로 식별하여 상기 간섭 단말기에 다른 주파수 대역을 할당하는 기지국을 포함하되, 상기 간섭 단말기는 상기 기지국과 제1 주파수 대역의 일부를 사용하여 직접 통신하는 단말기이며, 상기 제1 주파수 대역은 상기 중계기와 상기 단말기간 통신에 사용되는 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 통신 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 기지국의 통신 제어 방법에 있어서, 셀 영역 내에 위치한 복수의 단말기 및 적어도 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계; 상기 위치 정보 및 상기 무선 신호 정보를 이용하여 상기 기지국과 직접 통신하는 단말기 중 제1 주파수 대역의 일부를 사용하며 상기 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 식별하는 단계; 및 상기 간섭이 발생된 간섭 단말기에 다른 주파수 대역을 할당하는 단계를 포함하되 상기 제1 주파수 대역은 상기 중계기와 상기 단말기간 통신에 사용되는 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 제어 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 셀 내에 기지국과 중계기 링크간의 간섭을 효율적으로 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 셀 내의 기지국, 중계기 및 단말기를 포함하는 통신 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 셀 내의 기지국 및 중계기의 프레임 구조에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국과 단말기, 중계기와 단말기 사이의 통신을 위한 주파수 대역을 표현한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 할당부의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 내의 기지국, 중계기 및 단말기를 포함하는 통신 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 의한 단말기에 간섭이 일어나는 일례를 도시한 도면이다
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역을 교환하는 과정의 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 통신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(300)은 수신부(310) 및 주파수 할당부(320)를 포함한다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.
수신부(310)는 복수의 단말기와 적어도 하나 이상의 중계기들과 무선 통신을 수행한다. 즉, 수신부(320)에서는 복수의 단말기와 적어도 하나 이상의 중계기들로부터 무선 신호 정보를 수신한다. 이 경우 무선 신호 정보는 데이터를 포함한 데이터 신호일 수 있고, 아래에서 설명하는 특정 메시지일 수도 있다.
주파수 할당부(320)는 복수의 단말기 및 중계기에 사용 가능한 주파수를 할당한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 주파수 할당부(320)는 간섭이 발생한 특정 단말기의 주파수 대역를 변경할 수 있다.
예를 들어, 주파수 할당부(320)는 복수의 단말기 중 기지국(300)과 통신시 제1 주파수 대역의 일부를 사용하며 복수의 중계기들 중 적어도 하나의 중계기에 의한 간섭이 발생한 단말기를 선택하고, 선택된 단말기에 다른 주파수 대역을 할당한다.
여기서 제1 주파수 대역은 중계기와 단말기간의 통신에 사용되는 주파수 대역을 의미한다. 이하 도 4을 참조하여 제1 주파수 대역에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국과 단말기, 중계기와 단말기 사이의 통신을 위한 주파수 대역을 표현한 도면이다.
도 4(a)를 참조하면, 기지국(300)이 사용 가능한 주파수 대역은 제1 주파수 대역(영역 B) 및 제2 주파수 대역(영역 A)으로 구분된다.
여기서, 제1 주파수 대역은 중계기와 단말기간의 통신을 위해 할당된 영역 B 이며, 제2 주파수 대역은 기지국(300)과 단말기기 사용할 수 있는 주파수 대역 중 제1 주파수 대역을 제외한 대역인 영역 A를 의미한다.
즉, 기지국(300)과 단말기간의 통신에는 주파수 대역의 제한 없이 모든 대역의 사용이 가능하나, 중계기와 단말기간의 통신시에는 제1 주파수 대역만을 사용할 수 있다.
도 4(b)를 참조하면 중계기 프레임의 DL access zone에서 제1 주파수 대역(영역 B)를 이용하여 데이터를 단말기로 전송한다.
이와 같이 중계기와 단말기의 하향 데이터 전송을 위한 주파수 대역을 제1 주파수 대역으로 한정하더라도 중계기는 중계기 프레임의 DL relay zone에서 기지국(300)과 중계기 사이에 할당된 자원을 통해 데이터를 전송하기 때문에 기지국(300)으로부터 받은 데이터를 단말기에 충분히 전송할 수 있다.
또한, 기지국(300)이 사용할 수 있는 자원을 제2 주파수 대역으로 한정하지 않고 제1, 제2 주파수 대역을 모두 사용 가능하게 한 이유는 주파수 대역을 제한함으로 인해 발생하게 될 효율성 저하를 막기 위함이다.
다시 도 2를 참조하여, 기지국(300)에 대해 설명하도록 한다.
수신부(310)에서는 기지국(300)의 셀 영역 내에 있는 복수의 단말기 및 적어도 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보를 수신한다.
또한, 수신부(310)는 상기 복수의 단말기 및 상기 적어도 하나 이상의 중계기로부터 주기적, 비주기적 또는 상기 기지국의 요청 중 적어도 하나에 의해 상기 위치 정보 및 상기 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.
여기서, 무선 신호 정보는 복수의 단말기의 각각의 신호 대 간섭정보(SINR) 및 수신신호의 세기 중 하나를 포함할 수 있다.
신호 대 간섭정보(Signal-to-Interference plus Noise Ratio: SINR)는 신호 대 간섭 및 잡음비를 의미하며 신호 대 간섭정보가 기 설정된 임계치보다 낮은 값을 가지는 단말기가 간섭이 발생한 단말기로 판단될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 단말기의 신호 대 간섭 정보가 임계치보다 낮고 단말기가 제1 주파수 대역을 사용하는 경우 중계기의 영향으로 간섭이 발생 했다고 판단될 수 있다.
수신신호의 세기는 기지국(300)과 단말기간의 통신신호의 강도를 의미하며, 신호 대 간섭정보의 예측 시 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(300)은 셀 내의 단말기와 중계기로부터 전송된 위치정보와 각 단말기로부터 전송된 신호 대 간섭 정보 및 수신신호의 세기를 활용하여 중계기를 거치지 않고 기지국(300)에 직접 연결된 단말기에 주파수 대역을 할당한다.
여기서, 기지국(300)이 할당하는 주파수 대역은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 모두 포함할 수 있다.
이어서, 주파수 할당부(320)는 수신부(310)부로 수신된 위치 정보 및 무선 신호 정보를 이용하여 기지국(300)과 직접 통신하는 단말기들 중에서 신호 대 간섭 정보가 임계치 보다 낮고 제1 주파수 대역 중 일부를 사용하는 단말기를 간섭 단말기로 식별해 낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국(300)은 기지국(300)과 직접 연결된 복수의 단말기로부터 각각 수신된 신호 대 간섭정보를 통해 신호 대 간섭정보가 임계치보다 낮은 값을 가진 단말기가 있는지 식별한다.
만약, 식별된 단말이 제1 주파수 대역을 이용하여 통신을 하고 있다면 주변에 중계기가 존재하는지 위치 정보를 이용하여 확인하고 인접한 곳에 중계기가 있다면 중계기로부터 심한 간섭을 받고 있어 신호 대 간섭정보가 낮은 것으로 판단한다. 이 경우 주파수 할당부(320)을 통해 간섭을 받고 있는 단말기에 새로운 주파수 대역을 할당하게 된다.
만약, 제2 주파수 대역에 복수의 단말기에 할당되지 않은 주파수 대역이 있다면 주파수 할당부(320)는 이를 간섭 단말기에 할당한다.
그러나, 제 2 주파수 대역이 기지국(300)과 단말기간의 통신에 사용 중이라면 주파수 할당부(320)는 제2 주파수 대역을 사용하는 복수의 단말기중 어느 하나의 단말기가 사용하는 주파수 대역과 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 교환한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 할당부의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 주파수 할당부(320)는 단말기 식별부(510), 할당부(520), 신호 대 간섭정보 예측부(530), 교환 단말 선택부(540), 교환부(550)을 포함할 수 있다. 이하 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.
단말기 식별부(510)는 기지국(300)과 직접 통신하는 복수의 단말기 중 제1 주파수 대역 중 일부를 통신에 사용하며, 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 간섭 단말기로 식별한다.
여기서, 중계기에 의한 단말기의 간섭은 기지국(300)과 직접 통신하는 단말기가 제1 주파수 대역 중 일부를 이용하고, 중계기와 가까운 위치에 있을 경우 발생할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 단말기 식별부(510)는 기지국(300)과 직접 통신하는 단말기들로부터 수신된 위치 정보, 신호 대 간섭정보 및 신호세기와 중계기의 위치정보를 이용하여 신호 대 간섭 정보가 임계치보다 낮은 값을 갖는 단말기를 간섭 단말기로 식별할 수 있다.
할당부(520)는 제2 주파수 대역 중에 기지국(300)과 단말기간 통신에 사용되지 않는 주파수 대역이 있는 경우 이를 간섭 단말기에 할당한다.
신호 대 간섭정보 예측부(530)는 주파수 대역 교환을 위한 신호 대 간섭정보를 예측한다.
예를 들어, 제2 주파수 대역에 간섭 단말기가 할당 받을 대역이 남아 있지 않은 경우, 현재 제2 주파수 대역의 주파수를 사용하는 단말기들이 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역(제1 주파수 대역)을 사용할 경우를 가정하여 단말기들의 신호 대 간섭정보를 예측한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 단말기 각각의 위치 정보를 이용하여 복수의 단말기 중 적어도 하나 이상의 단말기를 선택하여 선택된 단말기에 대해 신호 대 간섭정보를 예측할 수 있다
바람직하게, 중계기와 근접한 위치에 있는 단말기가 제1 주파수 대역을 사용하게 될 경우 간섭이 발생할 가능성이 높기 때문에 신호 대 간섭정보 예측부(530)는 중계기와의 거리가 먼 단말기를 중심으로 신호 대 간섭정보를 예측할 수 있다.
또한, 신호 대 간섭정보 예측부(530) 현재 제2 주파수 대역을 사용하는 단말기들 각각의 위치 정보 및 수신 신호의 세기와 중계기의 위치 정보를 이용하여 이들이 간섭 단말기가 사용하는 주파수를 사용할 경우의 신호 대 간섭정보를 예측할 수 있다.
보다 상세하게, 단말기와 중계기간의 거리를 통해 예측 된 간섭 양과 단말기의 수신 신호의 세기를 이용하여 단말기가 제1 주파수 대역을 사용하였을 경우의 신호 대 간섭 정보를 예측할 수 있다.
이 때, 단말기의 신호 대 간섭 정보를 예측하는데 있어서 간섭 단말기에 간섭을 일으키는 중계기 외의 셀 내의 다른 중계기를 함께 고려하여 신호 대 간섭 정보를 예측할 수도 있다.
이어서, 교환 단말 선택부(540)는 예측된 신호 대 간섭정보를 이용하여 간섭 단말기가 사용하고 있는 주파수 대역과 주파수 대역을 교환할 단말기를 선택한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 교환 단말 선택부(540)는 복수의 단말기 중 예측된 신호 대 간섭정보가 가장 큰 값을 가지는 단말기를 선택하거나, 복수의 단말기 중 예측된 신호 대 간섭정보가 임계치 이상의 값을 가지는 어느 하나의 단말기를 선택할 수도 있다.
교환부(550)는 교환 단말 선택부(540)에서 선택된 단말기가 기지국(300)과의 통신에 사용하고 있는 주파수 대역과 간섭 단말기가 중계기와의 통신에 사용하고 있는 주파수 대역을 교환한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 선택된 단말의 예측된 신호 대 간섭정보 값과 간섭 단말기의 신호 대 간섭정보 값을 비교하여 선택된 단말의 예측된 신호 대 간섭정보가 큰 경우에만 주파수 대역을 교환할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 내의 기지국, 중계기 및 단말기를 포함하는 통신 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 단말기 A-1(621), 단말기 A-2(622) 및 단말기 A-3(623)은 제2 주파수 대역을 통해, 단말기 B-1(624) 및 단말기 B-2(625)는 제1 주파수 대역을 통해 기지국과 통신을 하는 단말기를 나타내며, 단말기 R-1(626)과 단말기 R-2(627) 및 단말기 R-3(628)는 제1 주파수 대역을 통해 각각 제1 중계기(633), 제2 중계기(633) 및 제3 중계기(635)와 통신을 하는 단말기이다.
이러한 경우 단말기 B-1(624)과 단말기 B-2(625)는 제1 주파수 대역을 이용하여 통신을 하는 중계기(631,633)와 단말기간(626,627)의 링크로 인한 간섭을 받을 수 있다.
단말기 B-1(624)의 경우 제1 중계기(631)와 제2 중계기(633)에 가까운 곳에 위치하므로 단말기 B-1의 신호 대 간섭정보가 임계치 보다 낮은 경우 제1 중계기(631)와 제2 중계기(633)의 간섭에 의한 것으로 판단할 수 있다.
이때, 신호 대 간섭정보 예측부(320)는 단말기 A-1(621), 단말기 A-2(622) 및 단말기 A-3(623)가 단말기 B-1(624)이 사용하는 주파수 대역을 사용할 경우의 신호 대 간섭정보를 예측한다.
신호 대 간섭정보 예측부(320)는 단말기(621,622,623)와 제1 중계기(631) 및/또는 제2 중계기(633)의 거리에 의해 제1 중계기(631) 및/또는 제2 중계기(633)가 단말기(621,622,623)에 미칠 수 있는 간섭 양 및 단말기(621,622,623)가 기지국(300)으로부터 받고 있는 수신신호의 세기를 함께 고려하여 단말기(621,622,623)가 단말기 B-1(624)이 사용하는 주파수 대역을 사용할 경우의 신호 대 간섭 정보를 각각 예측할 수 있다.
이때, 신호 대 간섭정보 예측부(320)는 단말기 B-1(624)에 간섭을 일으키는 제1 중계기(631) 및 제2 중계기(633)외의 제3 중계기(635)를 함께 고려할 수 있다.
예를 들어, 단말기 A-2(622)가 단말기 B-1(624)이 사용하는 주파수 대역을 사용하게 되는 경우 제1 중계기(631)와의 거리가 멀어 제1 중계기(631)에 의한 간섭의 영향은 적을 수 있다, 하지만, 제3 중계기(635)가 단말기 R-3(628)와 제1 주파수 대역의 일부를 이용하여 통신을 수행하는 경우에는 단말기 A-2(622)와 제3 중계기(635)가 근접한 위치에 있어 제3 중계기(635)에 의한 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 신호 대 간섭 정보의 예측 시 단말기 B-1(624)에 간섭을 일으키는 중계기 외에 셀 내에 존재하는 모든 중계기를 함께 고려할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 의한 단말기에 간섭이 일어나는 일례를 도시한 도면이고 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 대역을 교환하는 과정의 일례를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면 단말기 B-1(624)과 단말기 B-2(625)는 제1 주파수 대역을 이용하여 통신을 하고 있으며, 제1 중계기(631)와 단말기 R-1(626), 제2 중계기(633)와 단말기 R-2(627)간의 제1 주파수 대역을 이용한 통신에 의해 단말기 B-1(624) 또는 단말기 B-2(625)에 간섭이 발생할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 7에서 단말기 B-1(624)이 중계기에 의한 간섭을 받고 있다 가정하는 경우 신호 대 간섭정보 예측부(530)는 기지국(300)과의 통신에 제2 주파수 대역을 사용하고 있는 단말기 A-1(621), 단말기 A-2(622) 및 단말기 A-3(623)에 대한 신호 대 간섭 정보를 예측하게 된다.
이어서, 교환 단말 선택부(540)에 의해 신호 대 간섭 정보가 가장 높은 단말기로서 A-1(621)이 선택된 경우 교환부(550)에서는 단말기 B-1(624)이 기지국(300)과의 통신에 사용하고 있는 주파수 대역과 단말기 A-1(621)이 기지국(300)과의 통신에 사용하고 있는 주파수 대역을 교환한다.
이에 따라, 단말기 B-1(624)이 단말기 A-1(621)이 사용하던 주파수 대역을 사용하게 됨으로써 제1 중계기(631) 및 제2 중계기(633)로부터의 간섭문제를 해결할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국의 통신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다. 이하, 도 9를 참고하여 각 단계별로 수행되는 과정을 설명한다.
단계(S900)에서는 복수의 단말기 및 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신한다. 무선 신호 정보는 단말기의 간섭 신호 정보 및 수신신호의 세기를 포함할 수 있다.
단계(S905)에서는 위치 정보 및 무선 신호 정보를 이용하여 제1 주파수 대역 중 일부를 사용하며 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 간섭 단말기로 식별한다.
즉, 복수의 릴레이들 중 적어도 하나의 중계기와 근접한 위치에 있으면서, 제1 주파수 대역 중 일부를 사용하며 신호 대 간섭정보가 임계치 보다 낮은 값을 갖는 단말기를 간섭단말기로 식별한다.
이어서 단계(S910)에서는 제2 주파수 대역에 간섭 단말기가 사용할 수 있는 주파수 대역이 존재하는지 판단한다.
제2 주파수 대역에 사용할 수 있는 주파수 대역이 존재하는 경우 단계(S915)에서는 상기 주파수 대역을 간섭 단말기에 할당한다.
제2 주파수 대역에 사용할 수 있는 주파수 대역이 존재하지 않는 경우 단계(S920)에서는 제2 주파수 대역을 사용하는 단말기들이 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 사용하였을 경우의 신호 대 간섭정보를 예측한다.
이때, 단말기와 중계기간의 위치 정보를 이용한 중계기에 의한 영향 및 기지국과 단말기 간의 수신신호의 세기를 고려하여 신호 대 간섭정보를 예측할 수 있다.
단계(S925)에서는 예측된 신호 대 간섭정보를 이용하여 단말기를 선택한다.
즉, 단말기들의 예측된 신호 대 간섭정보 중 임계치를 넘는 값을 가지는 단말기들 중 어느 하나의 단말기를 선택할 수 있다.
단계(S930)에서는 선택된 단말기가 사용하고 있는 주파수 대역과 간섭 단말기가 사용하고 있는 주파수 대역을 교환한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 기지국121 : 제1 단말기
123 : 제2 단말기125 : 제3 단말기
130 : 중계기
300 : 기지국310 : 수신부320 : 주파수 할당부
510 : 단말기 식별부520 : 할당부
530 : 신호 대 간섭정보 예측부540 : 교환 단말 선택부
550 : 교환부
621 : 단말기 A-1622 : 단말기 A-2
623 : 단말기 A-3624 : 단말기 B-1
625 : 단말기 B-2626 : 단말기 R-1
627 : 단말기 R-2628 : 단말기 R-3
631 : 제1 중계기633 : 제2 중계기
635 : 제3 중계기

Claims (14)

  1. 기지국에 있어서,
    셀 영역 내에 위치한 복수의 단말기 및 적어도 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하는 수신부; 및
    상기 기지국과 직접 통신하는 단말기 중 제1 주파수 대역의 적어도 일부를 사용하며 상기 하나 이상의 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 식별하여, 상기 간섭이 발생된 간섭 단말기에 다른 주파수 대역을 할당하는 주파수 할당부를 포함하되,
    상기 제1 주파수 대역은 상기 하나 이상의 중계기와 단말기간 통신에 사용되는 주파수 대역이며, 제2 주파수 대역은 상기 기지국과 상기 단말기가 사용할 수 있는 주파수 대역 중 상기 제1 주파수 대역을 제외한 대역이며,
    상기 주파수 할당부는 상기 제2 주파수 대역 중 상기 복수의 단말기에 할당되지 않은 주파수 대역을 상기 간섭 단말기에 할당하며, 상기 할당되지 않은 주파수 대역이 없는 경우 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 복수의 단말기 중 어느 하나의 단말기가 사용하는 주파수 대역과 상기 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 교환하여 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호 정보는 상기 복수의 단말기 및 상기 하나 이상의 중계기 각각의 신호 대 간섭정보(SINR) 및 수신신호 세기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 할당부는,
    상기 복수의 단말기 중 상기 하나 이상의 중계기와 근접한 위치에 있으면서, 상기 제1 주파수 대역을 사용하며 상기 신호 대 간섭정보가 임계치보다 낮은 값을 갖는 단말기를 간섭 단말기로 식별하는 단말기 식별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 할당부는,
    상기 복수의 단말기 및 상기 하나 이상의 중계기의 각각의 위치정보를 이용하여 상기 주파수 대역의 교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 할당부는,
    상기 제2 주파수 대역을 사용하는 상기 복수의 단말기들 각각이 상기 간섭 단말기가 사용하고 있는 주파수 대역을 사용하였을 경우의 신호 대 간섭정보를 예측하는 신호 대 간섭정보 예측부;
    상기 예측된 신호 대 간섭정보를 이용하여 상기 복수의 단말기 중 어느 하나의 단말기를 선택하는 교환 단말 선택부; 및
    상기 선택된 단말기가 사용하는 주파수 대역과 상기 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 교환하는 교환부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 신호 대 간섭정보 예측부는,
    상기 복수의 단말기의 각각의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 단말기 중 적어도 하나 이상의 단말기를 선택하여 상기 신호 대 간섭정보를 예측하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 단말기들 각각에 대한 상기 신호 대 간섭정보의 예측은 상기 각각의 단말기의 위치 정보 및 수신신호 세기와 상기 하나 이상의 중계기들 각각의 위치 정보를 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 교환 단말 선택부는,
    상기 복수의 단말기 중 상기 예측된 신호 대 간섭정보가 가장 큰 값을 가지는 단말기를 선택하거나, 상기 복수의 단말기 중 상기 예측된 신호 대 간섭정보가 임계치 이상의 값을 가지는 어느 하나의 단말기를 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 교환부는,
    상기 선택된 단말의 예측된 신호 대 간섭정보가 상기 간섭 단말기의 신호 대 간섭정보 보다 큰 경우에 주파수 대역의 교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 복수의 단말기 및 상기 적어도 하나 이상의 중계기로부터 주기적, 비주기적 또는 상기 기지국의 요청 중 적어도 하나에 의해 상기 위치 정보 및 상기 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 복수의 단말기;
    하나 이상의 중계기; 및
    상기 복수의 단말기 및 상기 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하고 상기 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 간섭 단말기로 식별하여 상기 간섭 단말기에 다른 주파수 대역을 할당하는 기지국을 포함하되,
    상기 간섭 단말기는 상기 기지국과 제1 주파수 대역의 일부를 사용하여 직접 통신하는 단말기이며, 상기 제1 주파수 대역은 상기 중계기와 상기 단말기간 통신에 사용되는 주파수 대역이며, 제2 주파수 대역은 상기 기지국과 상기 단말기가 사용할 수 있는 주파수 대역 중 상기 제1 주파수 대역을 제외한 대역이며,
    상기 기지국은 상기 제2 주파수 대역 중 상기 복수의 단말기에 할당되지 않은 주파수 대역을 상기 간섭 단말기에 할당하며, 상기 할당 되지 않은 주파수 대역이 없는 경우 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 복수의 단말기 중 어느 하나의 단말기가 사용하는 주파수 대역과 상기 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 교환하여 할당하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  14. 기지국의 통신 제어 방법에 있어서,
    셀 영역 내에 위치한 복수의 단말기 및 적어도 하나 이상의 중계기로부터 각각의 위치 정보 및 무선 신호 정보 중 적어도 하나를 수신하는 단계;
    상기 위치 정보 및 상기 무선 신호 정보를 이용하여 상기 기지국과 직접 통신하는 단말기 중 제1 주파수 대역의 일부를 사용하며 상기 중계기에 의해 간섭이 발생하는 단말기를 식별하는 단계; 및
    상기 간섭이 발생된 간섭 단말기에 다른 주파수 대역을 할당하는 단계를 포함하되
    상기 제1 주파수 대역은 상기 중계기와 상기 단말기간 통신에 사용되는 주파수 대역이며, 제2 주파수 대역은 상기 기지국과 상기 단말기가 사용할 수 있는 주파수 대역 중 상기 제1 주파수 대역을 제외한 대역이며,
    상기 주파수 할당부는 상기 제2 주파수 대역 중 상기 복수의 단말기에 할당되지 않은 주파수 대역을 상기 간섭 단말기에 할당하며, 상기 할당 되지 않은 주파수 대역이 없는 경우 상기 제2 주파수 대역을 사용하는 복수의 단말기 중 어느 하나의 단말기가 사용하는 주파수 대역과 상기 간섭 단말기가 사용하는 주파수 대역을 교환하여 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국의 통신 제어 방법.
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