KR101206916B1 - Method for sharing radio resources between femtocells and macrocells in mobile wireless access systems - Google Patents

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Abstract

펨토셀(femtocell)을 지원하는 이동 무선 접속 시스템에서 펨토셀과 매크로셀(macrocells)의 자원을 효율적으로 공유하기 위한 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유방법이 개시된다.
개시된 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유방법은, 매크로셀 사용자가 보고하는 이웃 셀의 정보와 주파수 파티션(FP) 할당 정보를 기반으로 펨토셀의 전송으로 인해 매크로셀 전송에 미치는 간섭을 결정하는 간섭 결정 단계와; 추출한 자원사용 허용지표 정보, 매크로셀 서비스 수율 및 각 펨토셀의 획득 가능한 평균 용량을 이용하여 각 FP별 무선 자원 분할을 결정하는 자원 분할결정 단계: 및 추출한 자원사용 허용지표 정보 및 FP별 무선 자원 분할 정보를 펨토 기지국에 전송하여, 펨토셀과 매크로셀의 자원을 공유시키는 자원 공유 단계를 구비한다.
Disclosed is a method for sharing resources between a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system for efficiently sharing resources of a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system supporting a femtocell.
In the disclosed mobile radio access system, the resource sharing method of a femtocell and a macrocell determines interference of a femtocell due to the transmission of a femtocell based on information of a neighbor cell reported by a macrocell user and frequency partition (FP) allocation information. An interference determination step; Resource segmentation determination step of determining radio resource segmentation for each FP by using extracted resource usage allowance index information, macro cell service yield and average femtocell obtainable average capacity: and extracted resource usage allowance index information and radio resource segmentation information for each FP Transmitting a resource to the femto base station to share resources of the femtocell and the macrocell.

Description

이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유방법{METHOD FOR SHARING RADIO RESOURCES BETWEEN FEMTOCELLS AND MACROCELLS IN MOBILE WIRELESS ACCESS SYSTEMS}Resource sharing between femtocell and macrocell in mobile radio access system {METHOD FOR SHARING RADIO RESOURCES BETWEEN FEMTOCELLS AND MACROCELLS IN MOBILE WIRELESS ACCESS SYSTEMS}

본 발명은 펨토셀(femtocell)을 지원하는 이동 무선 접속 시스템에서 펨토셀과 매크로셀(macrocells)의 자원을 효율적으로 공유하기 위한 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a resource sharing method of a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system for efficiently sharing resources of a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system supporting a femtocell.

차세대 무선 인터페이스 표준을 정하는 표준화 단체인 IEEE 802.16 Working Group 16과 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 시스템의 효율 증대 및 실내환경에서의 서비스 질(quality of service, QoS) 개선을 위해서 펨토셀을 지원하는 이동 무선 접속 시스템을 위한 규격 표준화 작업을 진행 중이다. 펨토 기지국(femto basestation)은 광대역 유선 링크를 통해 IP 네트워크로 연결되는 저전력 저가 이동통신 기지국이다. The IEEE 802.16 Working Group 16 and the 3rd Generation Partnership Project (3GPP), the standards bodies that define the next-generation air interface standards, are mobile radios that support femtocells to increase system efficiency and improve quality of service (QoS) in indoor environments. Standardization work is underway for access systems. A femto basestation is a low power, low cost mobile communication base station connected to an IP network via a broadband wired link.

즉, 펨토 기지국은 사용자에 의해 집이나 소호(SOHO, Small Office Home Office)에 구축되어서 매크로 기지국과 동일한 서비스를 제공한다. 펨토셀은 사용자 접속 제어 방식에 따라 개방 접속 펨토셀(open access femtocell), 폐쇄 접속 펨토셀(closed access femtocell), 그리고 하이브리드 접속 펨토셀(hybrid access femtocell)로 구분된다. 개방 접속 펨토 기지국은 기존의 매크로 기지국과 동일하게 근처를 통과하는 모든 사용자 단말의 서비스 연결을 제공한다. That is, a femto base station is built in a home or small office (SOHO) by a user to provide the same service as a macro base station. Femtocells are classified into an open access femtocell, a closed access femtocell, and a hybrid access femtocell according to a user access control scheme. An open access femto base station provides a service connection of all user terminals passing nearby, similar to the existing macro base station.

반면, 폐쇄 접속 펨토 기지국은 기등록되어 연결이 허용된 사용자 단말(이하, '회원 사용자'라 칭함)만 접속을 허용한다. 하이브리드 접속 펨토 기지국은 회원 사용자가 아닌 경우 제한된 품질의 서비스 연결을 제공한다. 개방 접속 펨토셀과 하이브리드 접속 펨토셀은 셀간 간섭이 클 경우 핸드오버를 통해 간섭 문제를 극복할 수 있다. 그러나 폐쇄 접속 펨토셀은 주변의 다른 펨토셀 사용자와 근처에 있으면서 접속이 허용되지 않은 매크로셀 사용자(비회원 사용자)에게 심각한 간섭을 줄 수 있다.On the other hand, the closed access femto base station permits access only to user terminals (hereinafter referred to as "member users") that are already registered and allowed to connect. Hybrid access femto base stations provide limited quality of service connectivity when not a member user. An open access femtocell and a hybrid access femtocell can overcome the interference problem through handover when the interference between cells is large. However, closed access femtocells can cause severe interference to macrocell users (non-member users) who are nearby and are not allowed to access other femtocell users.

한편, 기존의 매크로셀 네트워크(매크로셀 시스템)는 셀간 간섭 문제를 극복하기 위해 부분 주파수 재사용 방식(fractional frequency reuse, 이하 'FFR'이라 칭함)을 운용하고 있다. FFR 기술은 셀 경계에 위치하여 인접 셀로부터 간섭을 많이 받는 사용자 단말의 데이터 전송률을 높이기 위하여 사용자 위치에 따라 주파수 재사용률을 다르게 적용하는 기술이다. Meanwhile, a conventional macrocell network (macrocell system) operates a fractional frequency reuse method (hereinafter referred to as 'FFR') in order to overcome the inter-cell interference problem. The FFR technique is a technique of applying a frequency reuse rate differently according to a user position in order to increase the data rate of a user terminal which is located at a cell boundary and receives a lot of interference from an adjacent cell.

즉, 전체 주파수 영역을 다수의 주파수 파티션(frequency partition, 이하 FP라 칭함)으로 분할하고, 각 FP의 송신 전력에 차등을 두어서 셀 경계에 위치한 사용자 단말은 높은 전력을 갖는 FP를 할당하고, 셀 중앙에 위치한 사용자 단말은 낮은 전력을 갖는 FP를 할당하는 기술이다. FFR 기반의 매크로셀 네트워크에 펨토셀을 구축할 경우 무선 자원의 공간적 재사용률을 높일 수 있다. 이는 각 FP로 차등 송신 전력을 할당함으로써 더 많은 주파수 재사용 공간이 발생해서 펨토셀이 적은 간섭하에 매크로셀에서 사용하는 무선 자원을 재사용할 수 있기 때문이다. That is, the entire frequency domain is divided into a plurality of frequency partitions (hereinafter referred to as FPs), and the transmission power of each FP is differentiated so that a user terminal located at a cell boundary allocates a high power FP to the cell. A centrally located user terminal is a technique for allocating a low power FP. Implementing femtocells in FFR-based macrocell networks can increase the spatial reuse rate of radio resources. This is because by allocating differential transmit power to each FP, more frequency reuse space is generated, allowing the femtocell to reuse the radio resources used by the macrocell with less interference.

주지한 바와 같이, 펨토셀 시스템은 특성상 매크로 셀 내에 수십 ~ 수백 개의 펨토셀이 중첩되어 기존의 중계기 대신 펨토 기지국을 이용하여 음영 지역을 개선할 수 있고, 매크로 기지국의 부하를 경감시키는 장점을 갖는다. 그러나 매크로 셀 내에 중첩되는 펨토셀은 펨토셀과 매크로 셀이 동일 주파수로 동작할 경우 기존의 매크로셀 네트워크에 비해서 다음의 추가적인 간섭을 야기한다.As is known, a femtocell system has an advantage of improving the shadow area by using a femto base station instead of an existing repeater by overlapping tens to hundreds of femtocells in a macro cell, and reducing the load of the macro base station. However, the femtocell overlapping within the macro cell causes the following additional interference when the femtocell and the macro cell operate at the same frequency as compared to the existing macro cell network.

1. Macro-to-femto interference(이하, 'MFI'라 칭함): 매크로셀 전송으로 인해서 펨토셀에 미치는 간섭Macro-to-femto interference (hereinafter referred to as 'MFI'): Interference affecting femtocells due to macrocell transmission

2. Femto-to-macro interference(이하, 'FMI'라 칭함): 펨토셀 전송으로 인해 매크로셀 전송에 미치는 간섭2. Femto-to-macro interference (hereinafter referred to as 'FMI'): Interference affecting macrocell transmission due to femtocell transmission

3. Femto-to-femto interference(이하, 'FFI'라 칭함): 펨토셀간 간섭3.Femto-to-femto interference (hereinafter referred to as 'FFI'): Inter-femtocell interference

여기서 MFI는 펨토셀의 전송 영역(10 - 50m)과 매크로셀의 전송 영역(500 - 1000m)의 차이에 기인하는데, 주변 매크로 기지국으로부터 해당 펨토셀 사용자간 거리로 인한 경로 손실(path loss) 및 투과 손실(penetration loss)의 영향을 주로 받는다.The MFI is caused by the difference between the transmission area of the femtocell (10-50m) and the transmission area of the macrocell (500-1000m), and the path loss and transmission loss (due to the distance between the corresponding femtocell users from the neighboring macro base station) It is mainly affected by penetration loss.

FMI는 앞서 언급한 대로 폐쇄 접속 펨토셀 전송으로 주변의 비회원 매크로셀 사용자가 겪는 간섭이다. FMI는 간섭을 주는 관련 펨토셀의 무선 자원 사용을 제한함으로써 완화할 수 있으나, 이를 위해 간섭을 주는 관련 펨토셀 결정 및 무선 자원 사용 제한을 위한 추가적인 신호 절차가 필요하다. FMI, as mentioned above, is an interference experienced by nearby non-member macrocell users due to closed access femtocell transmission. FMI can be mitigated by limiting the use of radio resources of interfering related femtocells, but this requires additional signaling procedures for determining the interfering related femtocells and limiting the use of radio resources.

FFI는 펨토셀 구축 밀도에 영향을 받는다. 즉, 주변에 많은 펨토셀이 동작하면 각 펨토셀 사용자는 높은 상호 간섭을 겪게 된다. FFI 완화를 위해 기존의 셀간 간섭 제어 방안을 적용할 수 있다. FFI is affected by femtocell build density. That is, when a large number of femtocells operate around each femtocell user, they experience high mutual interference. An existing inter-cell interference control scheme can be applied for FFI mitigation.

도 1은 펨토셀이 구축된 two-tier 네트워크에서 발생하는 간섭 문제를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an interference problem occurring in a two-tier network in which a femtocell is constructed.

펨토셀이 매크로 셀에서 사용하는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용할 경우, 매크로셀과 펨토셀간 발생하는 간섭들로 인해서 사용자의 데이터 전송률을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 전체 시스템 용량을 저하시 킬 수 있다.
When a femtocell uses the same frequency band as that used by a macro cell, interference between the macro cell and the femtocell can reduce not only the data rate but also the overall system capacity.

이에 본 발명은 상기와 같은 펨토셀을 지원하는 이동 무선 접속 시스템에서 자원 공유시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in resource sharing in a mobile radio access system supporting the femtocell as described above.

본 발명이 해결하려는 과제는 펨토셀과 매크로셀(macrocells)의 자원을 효율적으로 공유하기 위한 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a resource sharing method of femtocells and macrocells in a mobile radio access system for efficiently sharing resources of femtocells and macrocells.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 펨토셀을 지원하는 이동 무선접속 시스템에서 매크로셀과 펨토셀간 발생하는 간섭들을 완화하면서 전체 시스템 용량을 증대할 수 있는 효율적인 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유방법을 제공하는 데 있다.
Another problem to be solved by the present invention is the resource sharing of femtocells and macrocells in an efficient mobile radio access system that can increase the overall system capacity while mitigating interference occurring between macrocells and femtocells in a mobile radio access system supporting femtocells. To provide a way.

상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법"은,According to the present invention for solving the above problems, the method for sharing resources of a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system,

매크로셀 사용자가 보고하는 이웃 셀의 정보와 주파수 파티션(FP) 할당 정보를 기반으로 펨토셀의 전송으로 인해 매크로셀 전송에 미치는 간섭을 결정하는 간섭 결정 단계와;An interference determination step of determining interference on the macrocell transmission due to the transmission of the femtocell based on the information of the neighbor cell reported by the macrocell user and the frequency partition (FP) allocation information;

상기 펨토셀의 주파수 파티션별 자원사용 허용지표 정보를 추출하는 정보 추출 단계와; An information extraction step of extracting resource usage allowance index information for each frequency partition of the femtocell;

상기 추출한 자원사용 허용지표 정보, 매크로셀 서비스 수율 및 각 펨토셀의 획득 가능한 평균 용량을 이용하여 각 FP별 무선 자원 분할을 결정하는 자원 분할결정 단계: 및 A resource partitioning determination step of determining a radio resource partition for each FP by using the extracted resource usage allowance indicator information, macrocell service yield, and the attainable average capacity of each femtocell:

상기 추출한 자원사용 허용지표 정보 및 FP별 무선 자원 분할 정보를 펨토 기지국에 전송하여, 펨토셀과 매크로셀의 자원을 공유시키는 자원 공유 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
And transmitting the extracted resource use allowance index information and the radio resource division information for each FP to the femto base station, and sharing the resources of the femtocell and the macrocell.

본 발명에 따르면, 펨토셀을 지원하는 이동 무선접속 시스템에서 매크로셀 사용자를 위한 무선 전송을 보장하면서 펨토셀 사용자에게 안정적인 서비스를 제공할 수 있고, 매크로셀과 펨토셀의 무선 자원 공유를 위한 최적의 무선 자원 이용 방안을 제공함으로써 전체 시스템 용량을 증가시키는 이점이 있다.
According to the present invention, it is possible to provide stable services to femtocell users while ensuring wireless transmission for macrocell users in a mobile radio access system supporting femtocells, and using optimal radio resources for sharing radio resources between macrocells and femtocells. Providing a solution has the advantage of increasing the overall system capacity.

도 1은 기존 펨토셀이 구축된 이동 통신 시스템에서 발생하는 간섭 문제를 개략적으로 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유방법을 보인 흐름도.
도 3은 매크로셀 네트워크에서 부분 주파수 재사용 방식의 운용 예시도.
도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 부분 주파수 재사용 환경하에서 펨토셀의 무선 자원 사용의 예시도.
도 5는 본 발명의 한 실시 예에 따른 주파수 대역 분할 구조도.
도 6은 본 발명의 한 실시 예에 따른 매크로셀 사용자 보호 방안의 동작 개요도.
1 is an exemplary view schematically showing an interference problem occurring in a mobile communication system in which an existing femtocell is constructed.
2 is a flowchart illustrating a resource sharing method between a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system according to the present invention.
3 is a diagram illustrating an operation of a partial frequency reuse scheme in a macro cell network.
4 illustrates an example of radio resource use of a femtocell under a partial frequency reuse environment in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a frequency band division structure according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic operation of the macro cell user protection scheme according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 3은 매크로셀 네트워크에서 부분 주파수 재사용 방식의 운용 예시도로서, 도 3에서 주파수 대역은 동일한 수의 서브채널로 구성된 4개의 FP로 나누어진다. FP0는 주파수 재사용도 1을 갖고 모든 매크로셀에서 동일한 전송 전력으로 설정된다. 다른 세 FP들은 3-α-β:α:β의 비율로 전송 전력이 할당된다. 이때, 인접한 세 셀은 셀 경계에서 셀간 간섭을 최소화하기 위해 도 3에서 보는 바와 같이 고 전력 FP를 배타적으로 설정한다. 각 셀을 관할하는 기지국들은 셀 중심에 위치한 사용자를 저전력 FP로 할당하고, 셀 경계에 위치한 사용자를 고 전력 FP로 할당한다.FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of a partial frequency reuse scheme in a macro cell network. In FIG. 3, a frequency band is divided into four FPs having the same number of subchannels. FP0 has frequency reuse of 1 and is set to the same transmit power in all macrocells. The other three FPs are allocated transmit power at the ratio of 3-α-β: α: β. In this case, three adjacent cells exclusively set the high power FP as shown in FIG. 3 to minimize the inter-cell interference at the cell boundary. The base stations that manage each cell assign the user located at the cell center to the low power FP and the user located at the cell boundary to the high power FP.

도 3과 같은 FFR 환경에서 펨토셀이 구축될 경우 펨토셀의 무선 자원 사용의 예는 도 4와 같다. 도 4에서 펨토셀과 매크로셀이 모든 무선 자원을 공유하는 상황을 가정한다. 본 발명에 따른 각 펨토셀은 다음의 두 가지 정책에 따라 사용 FP를 결정한다.When the femtocell is constructed in the FFR environment as shown in FIG. 3, an example of the use of radio resources of the femtocell is shown in FIG. 4. In FIG. 4, it is assumed that a femtocell and a macrocell share all radio resources. Each femtocell according to the present invention determines the use FP according to the following two policies.

1. 근처의 중첩(overlaid) 매크로셀 사용자를 위한 무선 전송을 방해하지 않는다.1. Does not interfere with wireless transmissions for nearby overlaid macrocell users.

2. 근처의 인접(neighbor) 매크로셀 사용자를 위한 무선 전송을 방해하지 않는다.2. Does not interfere with wireless transmissions for neighboring macrocell users in the vicinity.

예를 들어 설명하면, 도 4에서 펨토셀 2,3(f2, f3)은 본 발명에서 제시한 펨토셀의 무선 자원 사용 정책 1에 따라 FP2를 제외한 FP를 사용할 수 있다. 그런데 FP1은 중첩 매크로셀로부터 MFI가 크므로 FP2 및 FP3이 펨토셀 2,3(f2, f3)에 의해 사용될 수 있다. 펨토셀 4, 5, 6(f4, f5, f6)은 주변의 매크로 기지국으로부터 거리가 멀어서 모든 FP에서 무시할 만한 MFI를 겪으나, 본 발명에 따른 펨토셀의 무선 자원 사용 정책에 따라 자원 사용이 제한된다. 즉, 펨토셀4(f4)는 주변의 매크로셀 1 사용자에게 FMI를 부가할 수 있으므로 FP1을 사용할 수 없고, 동시에 매크로셀 2 사용자가 FP2를 사용하고 있으므로 FMI를 막기 위해 FP2를 사용할 수 없다. 주목할 만한 점은 셀 중앙에 위치한 펨토셀 1(f1)은 높은 MFI로 인해서 매크로셀과 무선 자원을 전혀 공유할 수 없다. 따라서, 펨토셀에 안정적인 서비스를 제공하기 위해서는 펨토셀이 매크로셀에서 사용하는 무선 자원을 기회적으로 사용하더라도 펨토셀 전용 대역이 필요하다.For example, in FIG. 4, femtocells 2 and 3 (f2 and f3) may use FPs other than FP2 according to the radio resource usage policy 1 of the femtocell proposed in the present invention. However, since FP1 has a large MFI from an overlapping macrocell, FP2 and FP3 may be used by femtocells 2,3 (f2, f3). The femtocells 4, 5, and 6 (f4, f5, f6) are far from the macro base stations around and experience negligible MFI in all FPs, but resource usage is limited according to the radio resource usage policy of the femtocell according to the present invention. That is, femtocell 4 (f4) can not use the FP1 because the FMI can be added to the surrounding macrocell 1 user, and at the same time, FP2 cannot be used to prevent FMI because the macrocell 2 user is using the FP2. Note that femtocell 1 (f1) located at the center of the cell cannot share radio resources with the macrocell at all due to the high MFI. Accordingly, in order to provide a stable service to a femtocell, a femtocell dedicated band is required even if the femtocell uses the radio resources used in the macrocell as an opportunity.

도 5는 본 발명의 한 실시 예에 따른 주파수 대역 분할 구조도이다. 펨토셀을 지원하는 이동 무선접속 시스템에서 하나의 매크로셀과 그 매크로셀의 지리적 서비스 영역 내에 구축된 펨토셀들은 도 5의 예와 같이 각 FP별로 매크로 우선 그룹(macro-privileged group, 이하, 'MPG'라 칭함)과 펨토 전용 그룹(femto-dedicated group, 이하, 'FDG'라 칭함)으로 구성된 무선 자원 분할 구조에 따라 무선 자원을 사용한다. MPG는 매크로셀이 자유롭게 사용할 수 있는 무선 자원 구간으로서, 펨토셀은 매크로셀 사용자를 방해하지 않는 범위 내에서(무선 자원 사용 정책 1, 2에 따라) 기회적으로 MPG내 무선 자원을 사용할 수 있다. 반면, FDG는 중첩 매크로셀 영역 내에서 펨토셀 전용으로 사용되는 무선 자원 구간으로서, 해당 중첩 매크로셀은 FDG내 무선 자원을 사용할 수 없다. 따라서, 각 펨토셀은 무선 자원 사용 정책 2 만을 고려하여 FDG내 무선 자원을 자유롭게 사용할 수 있다.5 is a diagram illustrating a frequency band division structure according to an embodiment of the present invention. In a mobile radio access system supporting a femtocell, one macrocell and femtocells constructed in the geographic service area of the macrocell are called macro-privileged groups (MPGs) for each FP as shown in FIG. 5. Radio resources are used according to a radio resource partitioning structure composed of a " FDG " and a femto-dedicated group. The MPG is a radio resource interval that can be freely used by the macrocell, and the femtocell can use radio resources in the MPG in an opportunity (in accordance with wireless resource usage policies 1 and 2) without disturbing the macrocell user. On the other hand, the FDG is a radio resource interval used exclusively for the femtocell in the overlapping macrocell region, and the corresponding overlapping macrocell cannot use the radio resource in the FDG. Therefore, each femtocell can freely use the radio resources in the FDG in consideration of the radio resource usage policy 2 only.

각 매크로셀 영역별 무선 자원 분할 구조는 무선 자원 분할 벡터,

Figure 112011019356662-pat00001
로 표현한다. 여기서, K는 주파수 대역내의 총 FP수이고,
Figure 112011019356662-pat00002
는 FP k에서 MPG를 위해 할당된 무선 자원의 비율을 나타낸다. 즉, FP당 F개의 서브채널로 구성된다면,
Figure 112011019356662-pat00003
서브채널이 MPG에 속하고,
Figure 112011019356662-pat00004
서브채널이 FDG에 속한다. 이때,
Figure 112011019356662-pat00005
는 "floor" 연산자를 의미한다.The radio resource division structure for each macro cell region includes a radio resource division vector,
Figure 112011019356662-pat00001
. Where K is the total number of FP in the frequency band,
Figure 112011019356662-pat00002
Denotes the ratio of radio resources allocated for MPG at FP k. In other words, if it consists of F subchannels per FP,
Figure 112011019356662-pat00003
The subchannel belongs to the MPG,
Figure 112011019356662-pat00004
The subchannel belongs to the FDG. At this time,
Figure 112011019356662-pat00005
Means the "floor" operator.

본 발명에서는 매크로셀 사용자를 위한 무선 전송을 보장하면서 공간적 주파수 효율을 최대화하기 위하여 아래의 [수학식 1]의 최적화 문제를 통해 최적의 무선 자원 분할 벡터를 결정한다. 본 발명에 따른 최적화 문제는 하나의 매크로 셀 영역 내의 매크로셀 및 펨토셀들의 셀 수율의 총 합의 최대화를 목표로 하고, 매크로셀 사용자 전송률과 펨토셀 사용자 전송률 간의 공평성(fairness) 유지를 제약식으로 갖는다.In the present invention, in order to maximize the spatial frequency efficiency while ensuring wireless transmission for the macro cell user, the optimal radio resource partition vector is determined through the optimization problem of Equation 1 below. The optimization problem according to the present invention aims at maximizing the total sum of cell yields of macrocells and femtocells in one macro cell region, and has a constraint on maintaining fairness between macrocell user rates and femtocell user rates.

Figure 112011019356662-pat00006
Figure 112011019356662-pat00006

subject tosubject to

Figure 112011019356662-pat00007
Figure 112011019356662-pat00007

여기서 Nf는 해당 매크로셀 영역 내에 위치한 펨토셀의 총 수, Um,k는 FP k에 할당된 매크로셀 사용자 수, Uf는 한 핌토셀에 연결된 사용자 수, Tm,k는 FP k에서 예상되는 매크로셀 수율(throughput), Tm(α)는

Figure 112012059085699-pat00023
에 대해서 예상되는 매크로셀 수율로서,
Figure 112012059085699-pat00008
, η은 매크로셀과 펨토셀간 fairness 파라미터, Tf,i(α)는 펨토셀 i에서의 예상되는 셀 수율을 나타낸다.Where N f is the total number of femtocells within the macrocell region, U m, k is the number of macrocell users assigned to FP k, U f is the number of users connected to one pimtocell, and T m, k is expected at FP k The macrocell throughput, T m (α)
Figure 112012059085699-pat00023
Expected macrocell yield for
Figure 112012059085699-pat00008
is the fairness parameter between the macrocell and the femtocell, and T f, i (α) represents the expected cell yield in femtocell i.

여기서 Tm,k는 매크로 기지국에서 관리하는 사용자별 서비스 정보를 이용하여 계산하고, Tf,i(α)는 아래의 [수학식 2]에 따라 결정한다.

Figure 112012059085699-pat00024
Here, T m, k is calculated using service information for each user managed by the macro base station, and T f, i (α) is determined according to Equation 2 below.
Figure 112012059085699-pat00024

삭제delete

여기서, ωi,k는 중첩 매크로셀로의 FMI에 기인한 펨토셀 i에서 FP k의 MPG에 대한 평균 자원 사용 허용 지표(resource availability indicator according to femto-to-overlaid macrocell interference, 이하, 'RAIO'라 칭함), φi,k는 이웃 매크로셀로의 FMI에 기인한 펨토셀 i에서 FP k에 대한 평균 자원 사용 허용 지표(resource availability indicator according to femto-to-neighbor macrocell interference, 이하, 'RAIM'이라 칭함),

Figure 112012059085699-pat00010
는 펨토셀 i의 FP k의 MPG에서의 예상 셀 용량,
Figure 112012059085699-pat00011
는 펨토셀 i의 FP k의 FDG에서의 예상 셀 용량을 나타낸다.Here, ω i, k is the resource availability indicator according to femto-to-overlaid macrocell interference, hereinafter referred to as 'RAIO' for femtocell i due to FMI to overlapping macrocells. Φ i, k is the resource availability indicator according to femto-to-neighbor macrocell interference (hereinafter referred to as 'RAIM') for FP k in femtocell i due to FMI to neighboring macrocells. ),
Figure 112012059085699-pat00010
Is the expected cell capacity at FP k MPG of femtocell i,
Figure 112012059085699-pat00011
Denotes the expected cell capacity at FDG of FP k of femtocell i.

이때,

Figure 112012059085699-pat00012
는 FP k의 MPG/FDG에서 측정된 평균 신호 대 간섭 및 잡음비(signal to interference plus noise, SINR)를 이용하여
Figure 112012059085699-pat00013
와 같이 계산될 수 있다. At this time,
Figure 112012059085699-pat00012
Using the average signal to interference plus noise (SINR) measured at MPG / FDG of FP k,
Figure 112012059085699-pat00013
It can be calculated as

여기서, W는 하나의 서브채널에 대한 주파수 대역을 나타내고, Γ는 신호대 간섭 및 잡음 비 마진(SINR gap parameter)을 나타낸다.Here, W represents a frequency band for one subchannel, and Γ represents a signal-to-interference and noise ratio (SINR gap parameter).

펨토셀의 자원 사용 허용 지표 ωi,k와 φi,k는 다음에 기술되는 매크로셀 사용자 보호 방안을 통해 결정되고, 다른 값들은 스케줄링 결과 및 사용자 채널 상태를 통해서 계산되므로 [수학식1]은

Figure 112012059085699-pat00014
에 대한 선형식이 된다. 따라서, 매크로 사용자와 펨토셀 사용자간 공평성 유지를 위한 제약 조건을 만족시키면서 전체 시스템 용량을 최대화할 수 있는 최적의 α를 용이하게 구할 수 있다.
본 발명에서는 펨토셀 전송으로부터 매크로셀 사용자를 보호하기 위해 FP기반의 FMI억제 절차를 수행한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 매크로 기지국(또는, 자원 관리 객체)은 핸드오버를 위해 사용되고 있는 매크로셀 사용자의 이웃 셀 정보(neighbor cell information)과 FP 할당 정보를 이용하여 영역 내에 위치하는 펨토셀의 FMI 여부를 결정한다(S10 ~ S30).
즉, 매크로셀 사용자가 보고하는 이웃 셀의 정보와 주파수 파티션(FP) 할당 정보를 기반으로 펨토셀의 전송으로 인해 매크로셀 전송에 미치는 간섭을 결정하게 된다. 여기서 이동 무선 접속시스템에서 각 매크로셀/펨토셀은 사용자가 셀을 감지할 수 있도록 셀 고유 식별자를 포함하는 프리앰블을 주기적으로 전송하게 된다. 따라서 매크로셀 사용자는 각 셀로부터 송신된 프리앰블 신호의 수신 전력을 측정할 수 있다. 이때, 한 펨토셀로부터의 수신 신호 전력(received signal strength)이 미리 정한 임계치(시스템 설정 값으로 주어짐) 이상이 되면 그 펨토셀의 전송으로 인해 매크로셀 사용자가 간섭을 겪을 수 있게 된다. 상기 임계치는 매크로 기지국으로부터의 수신 신호전력/펨토셀로부터의 수신신호 전력과 같이 수신 신호 전력비로 결정하거나, 펠토셀로부터의 수신 신호 전력 > -50dBm과 같이 절대 수신 전력으로 결정할 수 있다. 따라서 수신 신호 전력과 임계치의 비교를 통해 간섭을 결정할 수 있게 된다.
다음으로, 펨토셀의 주파수 파티션별 자원사용 허용지표 정보를 추출한다(S40). 여기서 자원사용 허용지표는 펨토셀이 각 FP를 사용할 수 있는지에 대한 지표로서, 주지한 ωi,k=1이면 펨토셀 i가 FP k를 사용 가능하다는 것이고, ωi,k=0이면 펨토셀 i가 FP k를 사용할 수 없다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 자신에게 연결된 매크로셀 사용자가 현재 FP k로 할당되어 있고 펨토셀 i를 포함하는 이웃셀 정보를 보고하였다면, 자원 사용 허용 지표를 ωi,k=0으로 설정하고, 펨토 기지국 i에 FP k를 사용하지 못하도록 자원 사용 제한 요구 메시지를 송신하게 된다. 따라서 이러한 자원 사용 제한 요구 메시지에 포함된 자원사용 허용지표 정보를 추출하게 되는 것이다.
그리고 상기 추출한 자원사용 허용지표 정보, 매크로 셀 서비스 수율 및 각 펨토셀의 획득 가능한 평균 용량을 이용하여 각 FP별 무선 자원 분할을 결정하게 된다(S50).
즉, 주지한 [수학식1]에서 목표는 매크로셀과 매크로셀 영역내에 위치한 펨토셀들의 수율의 총 합(공간적 주파수 효율)을 최대로 하는 것이다. 단, 매크로셀 사용자 전송률과 펨토셀 사용자 전송률이 일정 비율(η) 내에서 유지되도록 무선 자원 분할 벡터를 결정한다(수학식 1의 제약 조건).
모든 주파수 대역을 매크로셀과 함께 사용하는 경우, 매크로 기지국으로부터 가까이에 위치한 펨토셀은 높은 MFI로 인해 펨토셀 수율이 현저히 떨어지게 되고, 이를 해결하기 위해 주파수 대역의 일부를 FDG로 할당하는 데, FDG의 할당 기준은 상기 [수학식 1]의 제약 조건을 만족해야한다. [수학식1]에서 각 부분을 구체적으로 설명하면, 매크로셀은 MPG 무선자원만을 사용하므로 αk에 비례하여 셀 수율이 결정되고, 펨토셀은 FDG무선자원과 MPG무선자원을 모두 사용하므로 펨토셀 수율은 [수학식2]와 같이 FDG에서의 셀 수율(수학식2의 첫 번째 부분)과 MPG에서의 셀 수율(수학식2의 두 번째 부분)의 합으로 표현할 수 있다. 여기서 MPG무선자원은 매크로셀 사용자 보호 동작에 따라 사용 제약이 따르므로,
Figure 112012059085699-pat00025
가 곱해지고, FDG무선자원은 중첩 매크로셀은 사용하지 않으므로 중첩 매크로셀만 고려하면 사용제약이 없다. 그러나 자원 분할이 매크로셀 단위로 결정되므로 중첩 매크로셀에서 FDG인 무선 자원도 이웃 매크로셀에서는 MPG로 사용할 수 있고, 펨토 기지국이 중첩 매크로셀 경계에 위치한다면 FDG에서도 이웃 매크로셀에서 사용자를 보호하기 위해 사용 제약이 따른다, 따라서 FDG에서의 부분 셀 수율 계산시
Figure 112012059085699-pat00026
가 곱해진다. 따라서 이러한 조건을 기반으로 각 FP별 무선 자원 분할을 결정하게 된다.
그리고 상기 추출한 자원사용 허용지표 정보 및 FP별 무선 자원 분할 정보를 펨토 기지국에 전송하여, 펨토셀은 사용 허용 지표 정보에 따라 무선 자원 사용이 제한된다(S60 ~ S70).
즉, 추출한 자원사용 허용지표 정보 및 FP별 무선 자원 분할 정보를 펨토 기지국에 전송하여, 펨토셀과 매크로셀의 자원을 공유하게 된다. 예컨대, 도 5에 보는 바와 같이, 동일한 주파수 대역을 매크로셀과 펨토셀이 공유하는 데, αk로 명시된 주파수 부분은 매크로셀과 해당 매크로셀 영역내의 펨토셀들이 같이 사용하고, 1-αk로 명시된 주파수 부분은 펨토셀들만 사용하도록 자원을 공유하게 된다.The femtocell resource usage allowance indicators ω i, k and φ i, k are determined through the macrocell user protection scheme described below, and other values are calculated through the scheduling result and the user channel state.
Figure 112012059085699-pat00014
Is a linear equation for. Therefore, while satisfying the constraints for maintaining fairness between the macro user and the femtocell user, it is possible to easily obtain the optimum α · that can maximize the total system capacity.
In the present invention, FP-based FMI suppression procedure is performed to protect macrocell users from femtocell transmission. That is, as shown in Figure 2, the macro base station (or resource management object) is a femtocell located in the area using the neighbor cell information (Neighbor cell information) and FP allocation information of the macro cell user that is being used for handover Determine whether or not the FMI (S10 ~ S30).
That is, interference of the femtocell due to the transmission of the femtocell is determined based on the information of the neighbor cell reported by the macrocell user and the frequency partition (FP) allocation information. In the mobile radio access system, each macrocell / femtocell periodically transmits a preamble including a cell unique identifier so that a user can detect the cell. Therefore, the macro cell user can measure the received power of the preamble signal transmitted from each cell. At this time, when the received signal power from a femtocell is greater than a predetermined threshold (given as a system setting value), the macrocell user may experience interference due to the transmission of the femtocell. The threshold may be determined by the received signal power ratio, such as the received signal power from the macro base station / the received signal power from the femtocell, or may be determined as the absolute received power, such as received signal power from the Feltocell> -50 dBm. Therefore, interference can be determined by comparing the received signal power with a threshold.
Next, resource usage allowance index information for each frequency partition of the femtocell is extracted (S40). Here, the resource usage allowance index indicates whether a femtocell can use each FP. If ω i, k = 1, femtocell i can use FP k, and if ω i, k = 0, femtocell i is FP. Indicates that k cannot be used. For example, if a macro cell user connected to the user is currently assigned neighbor cell information including femtocell i and is assigned to FP k, the resource usage indicator is set to ω i, k = 0, and the FP is transmitted to the femto base station i. A resource usage limit request message is sent to prevent the use of k. Therefore, the resource usage allowance indicator information included in the resource usage restriction request message is extracted.
Then, the radio resource division for each FP is determined using the extracted resource usage allowance index information, the macro cell service yield, and the attainable average capacity of each femtocell (S50).
That is, in Equation 1, the goal is to maximize the total sum of the yields (spatial frequency efficiency) of the macrocells and femtocells located in the macrocell region. However, the radio resource partition vector is determined such that the macro cell user rate and the femtocell user rate are maintained within a predetermined ratio η (constraints of Equation 1).
When all frequency bands are used in conjunction with macrocells, femtocells located close to the macro base station significantly reduce the femtocell yield due to high MFI, and to solve this problem, a portion of the frequency band is allocated to the FDG. Must satisfy the constraint of Equation 1 above. In detail describing each part in [Equation 1], since the macrocell uses only the MPG radio resources, the cell yield is determined in proportion to α k , and since the femtocell uses both the FDG radio resources and the MPG radio resources, the femtocell yield is As shown in [Equation 2], it can be expressed as the sum of the cell yield in FDG (first part of Equation 2) and the cell yield in MPG (second part of Equation 2). In this case, MPG wireless resources are restricted in use according to the macro cell user protection operation.
Figure 112012059085699-pat00025
Is multiplied and FDG radio resources do not use overlapping macrocells, so there is no restriction in considering only overlapping macrocells. However, since resource division is determined in units of macrocells, radio resources, which are FDGs in overlapping macrocells, can also be used as MPGs in neighboring macrocells. Use constraints, so when calculating partial cell yield in FDG
Figure 112012059085699-pat00026
Is multiplied. Therefore, the radio resource division for each FP is determined based on these conditions.
Then, the extracted resource use allowance index information and FP radio resource partitioning information are transmitted to the femto base station, and the femtocell is limited to use of radio resources according to the use allowance index information (S60 to S70).
That is, the extracted resource use allowance indicator information and the radio resource division information for each FP are transmitted to the femto base station to share the resources of the femtocell and the macrocell. For example, as shown in FIG. 5, the same frequency band is shared between the macrocell and the femtocell, wherein the frequency portion designated by α k is used by the macrocell and the femtocells in the corresponding macrocell region together, and is designated by 1-α k . The part will share resources to use only femtocells.

삭제delete

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 각 매크로셀 사용자는 수신 신호가 일정 임계치 이상인 이웃 셀의 정보를 보고하는데, 이는 해당 매크로셀 사용자가 이웃 셀(펨토셀)로부터 높은 FMI를 겪을 수 있음을 의미한다. 즉, 이웃 셀 정보에 포함된 펨토셀이 해당 매크로셀 사용자가 할당된 FP를 사용하면 매크로셀 사용자는 높은 FMI를 겪을 수 있다. 따라서, 매크로 기지국은 사용자의 이웃 셀 정보와 FP 할당 정보를 이용하여 자원 사용 허용 지표 매트릭스(K×Nf)를 구성하고, 각 펨토 기지국에 자원 사용 허용 지표 정보를 전달한다.In more detail, each macrocell user reports information of a neighbor cell whose received signal is above a certain threshold, which means that the macrocell user may experience high FMI from the neighbor cell (femtocell). That is, when the femtocell included in the neighbor cell information uses the FP assigned to the macro cell user, the macro cell user may experience high FMI. Therefore, the macro base station configures a resource use allowance index matrix K × N f using neighboring cell information and FP allocation information of the user, and transmits resource use allowance index information to each femto base station.

도 6은 본 발명에 따른 매크로셀 사용자 보호 동작의 실시 예를 보여준다.6 shows an embodiment of a macro cell user protection operation according to the present invention.

도 6에서 펨토셀 1(f1)은 매크로셀 사용자 1-1(mMS1-1), 1-3(mMS1-3), 1-4(mMS1-4)의 이웃 셀 리스트에 포함되어 있으므로 매크로셀 사용자 1-1(mMS1-1), 1-3(mMS1-3), 1-4(mMS1-4)에 할당된 FP0와 FP1의 MPG 무선 자원을 사용할 수 없다.In FIG. 6, femtocell 1 (f1) is included in the neighbor cell list of macrocell users 1-1 (mMS1-1), 1-3 (mMS1-3), and 1-4 (mMS1-4). MPG radio resources of FP0 and FP1 allocated to -1 (mMS1-1), 1-3 (mMS1-3), and 1-4 (mMS1-4) cannot be used.

펨토셀 3(f3)은 매크로셀 사용자 1-2(mMS1-2)의 이웃 셀 리스트에 포함되어 있으므로 매크로셀 사용자 1-2(mMS1-2)에 할당된 FP1의 MPG 무선 자원을 사용할 수 없다. 여기서, 펨토셀 3(f3)은 매크로셀 1의 서비스 영역 내에 위치하여 매크로셀 1과 주파수 자원을 공유하지만, 인접한 매크로셀 사용자를 위한 무선 전송을 방해할 수 있다. 즉, 매크로셀 사용자 2-1(mMS2-1)의 이웃 셀 리스트에 포함되어서 매크로셀 사용자 2-1(mMS2-1)에 할당된 FP2의 모든 무선 자원을 사용할 수 없다. 이때, MPG 무선 자원 제한이 아닌 해당 FP내 모든 무선 자원을 제한하는 이유는 각 매크로셀 영역마다 독립적으로 무선 자원 분할 벡터가 결정되기 때문에 MPG/FDG 무선 자원 분할이 다를 수 있기 때문이다. 매크로셀 2 기지국은 중첩 매크로 기지국으로 FMI가 예상되는 펨토 기지국에 대한 해당 FP 사용 제한을 요구하는 신호절차를 수행한다.Since femtocell 3 (f3) is included in the neighbor cell list of macrocell users 1-2 (mMS1-2), MPG radio resources of FP1 allocated to macrocell users 1-2 (mMS1-2) cannot be used. Here, femtocell 3 (f3) is located within the service area of macrocell 1 and shares frequency resources with macrocell 1, but may interfere with radio transmission for neighboring macrocell users. That is, all radio resources of FP2 that are included in the neighbor cell list of macrocell user 2-1 (mMS2-1) and assigned to macrocell user 2-1 (mMS2-1) cannot be used. In this case, the reason for limiting all radio resources in the corresponding FP, not the MPG radio resource limitation, is that MPG / FDG radio resource division may be different because the radio resource division vector is determined for each macrocell region independently. The macro cell 2 base station performs a signaling procedure that requires a corresponding FP usage restriction for the femto base station to which the FMI is expected as an overlapping macro base station.

매크로 기지국은 RAIO로 구성된 자원 사용 허용 지표 매트릭스(Ω)와 RAIM으로 구성된 자원 사용 허용 지표 매트릭스(Φ)를 관리한다. 자신의 셀로의 FMI 방지를 위한 매트릭스 Ω는 다음과 같이 구성된다.The macro base station manages a resource use allowance indicator matrix (?) Composed of RAIO and a resource use allowance indicator matrix (Φ) composed of RAIM. The matrix Ω to prevent FMI into its cell is constructed as follows.

Figure 112011019356662-pat00015
Figure 112011019356662-pat00015

여기서, ωk,i는 FP k에 할당된 임의의 매크로셀 사용자의 이웃 셀 리스트에 펨토셀i가 포함되면 0의 값을 가지고, 그 이외의 경우에 1의 값을 갖는다. 따라서, ωk,i가 0이면, 펨토셀 i는 FP k내의 MPG 자원을 사용할 수 없고, ωk,i가 1이면, 펨토셀 i는 FP k내의 MPG 자원을 사용할 수 있다. 매크로 기지국은 하위 사용자의 이웃 셀 정보와 FP할당 정보에 따라 Ω 를 갱신한다.Here, ω k, i has a value of 0 when femtocell i is included in the neighbor cell list of any macro cell user assigned to FP k, and has a value of 1 otherwise. Therefore, if ω k, i is 0, femtocell i cannot use MPG resources in FP k, and if ω k, i is 1, femtocell i can use MPG resources in FP k. The macro base station updates Ω according to the neighbor cell information and the FP allocation information of the lower user.

이어서 인접 매크로셀들로의 매트릭스 Φ는 다음과 같이 구성된다.The matrix Φ to adjacent macrocells is then constructed as follows.

Figure 112011019356662-pat00016
Figure 112011019356662-pat00016

여기서, φi,k는 인접 매크로셀들에서 FP k에 할당된 임의의 매크로셀 사용자의 이웃 셀 리스트에 펨토셀 i가 포함되면 0의 값을 가지고, 그 이외의 경우에 1의 값을 갖는다. 따라서, φi,k가 0이면, 펨토셀 i는 FP k내의 MPG 뿐만 아니라 FDG 자원 역시 사용할 수 없다. 매크로 기지국은 인접 매크로셀들로부터 수신한 FP사용 제한 요구에 따라 매트릭스 Φ를 갱신한다.Here, φ i, k has a value of 0 when femtocell i is included in a neighbor cell list of any macrocell user assigned to FP k in neighboring macrocells, and has a value of 1 otherwise. Therefore, if φ i, k is 0, femtocell i cannot use not only MPG but also FDG resources in FP k. The macro base station updates the matrix? According to the FP usage restriction request received from neighboring macrocells.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.

Claims (11)

이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원을 공유하는 방법에 있어서,
매크로셀 사용자가 보고하는 이웃 셀의 정보와 주파수 파티션(FP) 할당 정보를 기반으로 펨토셀의 전송으로 인해 매크로셀 전송에 미치는 간섭을 결정하는 간섭 결정 단계와;
상기 펨토셀의 주파수 파티션별 자원사용 허용지표 정보를 추출하는 정보 추출 단계와;
상기 추출한 자원사용 허용지표 정보, 매크로셀 서비스 수율 및 각 펨토셀의 획득 가능한 평균 용량을 이용하여 각 FP별 무선 자원 분할을 결정하는 자원 분할결정 단계: 및
상기 추출한 자원사용 허용지표 정보 및 FP별 무선 자원 분할 정보를 펨토 기지국에 전송하여, 펨토셀과 매크로셀의 자원을 공유시키는 자원 공유 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
In a method for sharing resources of a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system,
An interference determination step of determining interference on the macrocell transmission due to the transmission of the femtocell based on the information of the neighbor cell reported by the macrocell user and the frequency partition (FP) allocation information;
An information extraction step of extracting resource usage allowance index information for each frequency partition of the femtocell;
A resource partitioning determination step of determining a radio resource partition for each FP by using the extracted resource usage allowance indicator information, macrocell service yield, and the attainable average capacity of each femtocell:
Transmitting the extracted resource use allowance indicator information and radio resource division information for each FP to a femto base station, and sharing a resource between the femtocell and the macrocell, and including a resource sharing step of the femtocell and the macrocell in the mobile radio access system. Resource sharing method.
청구항 1에 있어서, 상기 자원 공유 단계는,
상기 주파수 파티션별로 매크로 우선 그룹(MPG)과 펨토 전용 그룹(FDG)으로 무선 자원을 분할하여 공유하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method of claim 1, wherein the resource sharing step,
A method of sharing resources between a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system, wherein the radio resources are divided into a macro priority group (MPG) and a femto dedicated group (FDG) for each frequency partition.
청구항 2에 있어서, 상기 자원 공유 단계는,
매크로셀 시스템의 부분 주파수 재사용(FFR) 동작을 이용하여 펨토셀과 매크로셀의 자원을 공유하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method of claim 2, wherein the resource sharing step,
A method for sharing resources of a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system, wherein the resources of the femtocell and the macrocell are shared using a partial frequency reuse (FFR) operation of the macrocell system.
청구항 1에 있어서, 상기 자원 분할 결정 단계는,
중첩 매크로셀과 인접 매크로셀로의 FMI(Femto-to-macro interference)를 고려한 자원 사용 허용 지표 정보와;
매크로 셀 사용자의 주파수 파티션(FP) 별 평균 서비스 수율(throughput per subchannel)과;
각 펨토셀의 주파수 파티션(FP) 별 획득 가능한 평균 용량(capacity per subchannel)를 이용하여 매크로 셀 영역 내의 전체 주파수 효율을 최대화하도록 각 FP별 무선 자원 분할을 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method according to claim 1, wherein the resource partition determination step,
Resource usage allowance index information considering femto-to-macro interference (FMI) between the overlapping macrocell and the neighboring macrocell;
An average service yield per frequency partition (FP) of the macro cell user;
A femtocell in a mobile radio access system, characterized by determining radio resource division for each FP to maximize the overall frequency efficiency in a macro cell region using an average capacity per subchannel that can be obtained for each frequency partition (FP) of each femtocell. And macrocell resource sharing method.
청구항 1에 있어서, 상기 자원 공유 단계는,
매크로 셀 사용자가 보고하는 이웃 셀의 정보내에 포함된 펨토셀에 대해서 매크로 셀 사용자에게 할당된 주파수 파티션(FP)내 무선 자원 사용을 제약하여 FMI(Femto-to-macro interference)를 억제하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method of claim 1, wherein the resource sharing step,
Femto-to-macro interference (FMI) is suppressed by restricting the use of radio resources in the frequency partition (FP) allocated to the macro cell user for the femtocell included in the information of the neighbor cell reported by the macro cell user. A method for sharing resources between femtocells and macrocells in a mobile radio access system.
청구항 2 또는 청구항 5에 있어서, 상기 펨토셀은 중첩 매크로셀 사용자 및 인접 매크로셀 사용자를 방해하지 않는 범위 내에서 기회적으로 상기 매크로 우선 그룹 내 무선 자원을 사용하고, 상기 인접 매크로셀 사용자를 방해하지 않는 범위 내에서 상기 펨토 전용 그룹 내 무선 자원을 자유롭게 사용하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method according to claim 2 or 5, wherein the femtocell opportunistically uses radio resources in the macro priority group within a range that does not disturb the overlapping macrocell user and the neighboring macrocell user, and does not disturb the neighboring macrocell user. A method for sharing resources between a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system, wherein the radio resources in the femto dedicated group are freely used within a range.
청구항 1에 있어서, 상기 정보 추출 단계는,
중첩 매크로셀로의 FMI(Femto-to-macro interference) 억제를 위한 자원 사용 허용 지표와 인접 매크로셀로의 FMI(Femto-to-macro interference) 억제를 위한 자원 사용 허용 지표를 추출하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method according to claim 1, wherein the information extraction step,
Extracting resource usage allowance index for suppressing femto-to-macro interference (FMI) to overlapping macrocells and resource usage allowance index for suppressing femto-to-macro interference (FMI) to neighboring macrocells A method for sharing resources between femtocells and macrocells in a mobile radio access system.
청구항 1에 있어서, 상기 정보 추출 단계는,
셀 사용자로의 FMI(Femto-to-macro interference) 억제를 위한 제1 자원 사용 허용 지표 매트릭스와 인접 매크로셀 사용자로의 FMI(Femto-to-macro interference) 억제를 위한 제2 자원 사용 허용 지표 매트릭스를 관리하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method according to claim 1, wherein the information extraction step,
A first resource usage allowance indicator matrix for suppressing femto-to-macro interference to cell users and a second resource use allowance indicator matrix for suppressing femto-to-macro interference to adjacent macrocell users. A method of sharing resources between a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system, characterized in that for managing.
청구항 8에 있어서, 상기 자원 공유 단계는,
상기 제1 및 제2 자원 사용 허용 지표 매트릭스가 갱신될 때마다 관련 펨토셀로 갱신된 자원 사용 허용 지표 정보를 전달하는 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method of claim 8, wherein the resource sharing step,
Whenever the first and second resource usage allowance indicator matrices are updated, the resource sharing method of the femtocell and the macrocell in the mobile radio access system is performed. .
청구항 9에 있어서, 상기 자원 공유 단계는,
하위 사용자에 대한 이웃 셀 정보와 FP 할당 정보를 이용하여 셀 사용자로의 FMI(Femto-to-macro interference) 매트릭스를 구성하고, 인접 매크로셀들로부터 수신한 FP 사용 제한 요구에 따라 인접 매크로셀 사용자로의 FMI(Femto-to-macro interference) 매트릭스를 갱신하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.
The method of claim 9, wherein the resource sharing step,
The Femto-to-macro interference (FMI) matrix is constructed to the cell user using the neighbor cell information and the FP allocation information for the lower user, and the neighbor macrocell user is requested according to the FP usage restriction request received from the neighboring macrocells. A method for resource sharing between a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system, characterized by updating a femto-to-macro interference (FMI) matrix.
청구항 9에 있어서, 상기 자원 공유 단계는,
하위 사용자의 이웃 셀 정보에 포함된 펨토셀이 해당 기지국 영역내의 펨토셀이 아닌 경우, 펨토셀 구분자와 하의 사용자에게 할당된 FP 정보를 포함하는 메시지를 해당 펨토셀을 관리하는 매체에 전송하여 하위 사용자로의 FMI(Femto-to-macro interference)를 억제하는 것을 특징으로 하는 이동 무선접속시스템에서 펨토셀과 매크로셀의 자원 공유 방법.

The method of claim 9, wherein the resource sharing step,
If the femtocell included in the neighbor cell information of the downstream user is not a femtocell in the base station area, the message including the femtocell identifier and the FP information assigned to the user below is transmitted to the medium managing the femtocell and the FMI ( A method of sharing resources between a femtocell and a macrocell in a mobile radio access system, characterized by suppressing femto-to-macro interference.

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