KR101305714B1 - Power control method and system for femtocells to guarantee service qualities in heterogeneous wireless networks - Google Patents

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KR101305714B1 KR1020120044239A KR20120044239A KR101305714B1 KR 101305714 B1 KR101305714 B1 KR 101305714B1 KR 1020120044239 A KR1020120044239 A KR 1020120044239A KR 20120044239 A KR20120044239 A KR 20120044239A KR 101305714 B1 KR101305714 B1 KR 101305714B1
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정해범
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Abstract

PURPOSE: Electric power control method and system thereof for a femtocell are provided to make all network users receive support greater than a specific level of service by appropriately controlling transmission electric power used in a femtocell. CONSTITUTION: An information acquisition unit (410) acquires information in a network environment. A scheduling unit (420) calculates the minimum transmission rate of a macrocell by performing Max-Min scheduling. A broadcasting unit (430) broadcasts the minimum transmission rate of the macrocell to the femtocell. An electric power control unit (440) sets up a target transmission rate using the minimum transmission rate broadcasted to the femtocell. The electric power control unit performs power control. [Reference numerals] (400) Femtocell electric power control system; (410) Information acquisition unit; (420) Scheduling unit; (430) Broadcasting unit; (440) Electric power control unit; (450) Alarm unit

Description

이질적인 무선 네트워크 환경에서 서비스 품질을 보장하는 펨토셀의 전력 제어 방법 및 시스템{POWER CONTROL METHOD AND SYSTEM FOR FEMTOCELLS TO GUARANTEE SERVICE QUALITIES IN HETEROGENEOUS WIRELESS NETWORKS}Power control method and system of femtocell guaranteeing quality of service in heterogeneous wireless network environment {POWER CONTROL METHOD AND SYSTEM FOR FEMTOCELLS TO GUARANTEE SERVICE QUALITIES IN HETEROGENEOUS WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 이질적인 무선 네트워크 환경에서 서비스 품질을 보장하는 펨토셀의 전력 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for controlling power of a femtocell for guaranteeing a quality of service in a heterogeneous wireless network environment.

펨토셀(Femto Cell)은 실내에 설치되는 소형 기지국으로, 무선 네트워크 환경에서 더 높은 전송률과 더 높은 품질의 서비스를 제공할 수 있다. 하지만 펨토셀은 기본적으로 매크로셀(Macro Cell)의 커버리지 범위에서 사용되고 있기 때문에, 매크로셀과 펨토셀이 같은 주파수를 사용할 때 큰 간섭의 영향을 받게 되며, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 펨토셀의 효율적인 전력 제어가 필수적이다.A femto cell is a small base station installed indoors and can provide higher transmission rates and higher quality services in a wireless network environment. However, since femtocells are basically used in the coverage range of a macro cell, macrocells and femtocells are affected by large interference when using the same frequency, and efficient power control of femtocells is essential to solve these problems. to be.

기존 펨토셀의 전력 제어 방법은 크게 두 가지가 있는데, 그 중 거리 기반 전력 제어(Distance based Power Control)방법은 매크로셀과 거리가 멀어지는 경우 사용하는 전력을 줄이는 방법이고, 고정 전력 제어(Fixed Power Control)은 항상 고정된 전력으로 전송하는 방법이다. There are two main methods of power control of femtocells. Among them, the distance based power control method is to reduce the power used when the macro cell is far from the fixed cell, and the fixed power control Always transmits at a fixed power.

고정 전력 제어 방식은 매크로셀로부터 수신되는 간섭 및 매크로셀의 사용자에게 미치는 간섭의 영향을 고려하지 않으며, 거리 기반 전력 제어 방식은 매크로셀로부터 수신되는 간섭의 영향은 완화시킬 수는 있으나, 매크로셀 사용자가 펨토셀과 가까운 곳에 위치한 경우엔 심각한 간섭을 일으킬 수 있다. 따라서 펨토셀과 매크로셀이 혼재되어 있는 이질적인 네트워크 상황에서 매크로셀 사용자에게 미치는 간섭의 영향을 최소화하면서 전체 네트워크의 서비스 품질을 보장할 수 있는 펨토셀의 전력 제어 기법이 요구된다.The fixed power control method does not consider the influence of the interference received from the macrocell and the interference on the user of the macrocell, and the distance-based power control method may mitigate the effect of the interference received from the macrocell. Is located close to the femtocell can cause serious interference. Therefore, a femtocell power control technique is required to ensure the quality of service of the entire network while minimizing the influence of interference on the macrocell user in a heterogeneous network situation in which femtocells and macrocells are mixed.

일반적으로 펨토셀이 설치됨에 따라 펨토셀의 사용자는 소수가 자원을 독점하기 때문에 높은 전송률을 보장받으며, 매크로셀 사용자들은 다수가 자원을 공유하기 때문에 상대적으로 낮은 전송률을 서비스 받게 된다. 뿐만 아니라, 펨토셀에서 적절한 전력 제어를 하지 않으면 매크로셀 사용자에게 미치는 간섭의 영향으로 인해 전체 네트워크의 불균형을 초래할 가능성이 있다. 따라서 펨토셀에서 사용하는 전송 전력을 적절히 제어함으로써 전체 네트워크 사용자들이 일정 수준 이상의 서비스를 지원받을 수 있도록 한다.In general, as femtocells are installed, the users of the femtocells are guaranteed a high transmission rate because a few dominate the resources, and the macrocell users receive relatively low transmission rates because many share the resources. In addition, the lack of proper power control in femtocells can lead to the imbalance of the entire network due to the effects of interference on macrocell users. Therefore, by appropriately controlling the transmission power used by the femtocell, all network users can receive more than a certain level of service.

펨토셀 전력 제어 방법에 있어서, 펨토셀과 매크로셀이 혼재되어 있는 이질적인 네트워크 환경에서 제공되는 방법으로, 네트워크 환경에서 정보를 획득하는 단계; Max-Min 스케줄링을 수행하여 매크로셀의 최소 전송률을 계산하는 단계; 매크로셀의 최소 전송률을 펨토셀에게 방송하는 단계; 및 방송한 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하고 전력 제어를 수행하는 단계를 포함하는 펨토셀 전력 제어 방법이 개시된다.A femtocell power control method, comprising: obtaining information in a network environment, the method being provided in a heterogeneous network environment in which a femtocell and a macrocell are mixed; Calculating a minimum data rate of the macrocell by performing Max-Min scheduling; Broadcasting the minimum data rate of the macrocell to the femtocell; And setting a target transmission rate using the broadcast minimum transmission rate and performing power control.

일측에 있어서, 네트워크 환경에서 획득하는 정보는 매크로셀 사용자와 펨토셀 사이의 채널 정보 및 펨토셀의 전송 전력에 해당한다.In one side, the information obtained in the network environment corresponds to channel information between the macrocell user and the femtocell and the transmission power of the femtocell.

또 다른 측면에 있어서, 매크로셀의 최소 전송률을 펨토셀에게 방송하는 단계는, 매크로셀과 혼재되어 있는 모든 펨토셀에게 방송하는 것이다.In another aspect, broadcasting the minimum transmission rate of the macrocell to the femtocell is to broadcast to all femtocells mixed with the macrocell.

또 다른 측면에 있어서, 방송하는 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하여 전력 제어를 수행하는 단계는, 매크로셀의 최소 전송률에 가중치를 적용하여 목표 전송률을 설정하며, 목표 전송률은 네트워크 부하에 따라 조정된다.In another aspect, the step of performing the power control by setting the target transmission rate using the minimum transmission rate of broadcasting, setting the target transmission rate by applying a weight to the minimum transmission rate of the macrocell, the target transmission rate is adjusted according to the network load do.

또 다른 측면에 있어서, 전력 제어를 수행하기 위해 이분법이 적용되고, 이분법을 이용하여 매크로셀의 최소 전송률을 만족시키는 최소 전력을 결정하며, 결정된 최소 전력을 이용하여 전력 제어를 수행한다.In another aspect, a dichotomy is applied to perform power control, the dichotomy is used to determine the minimum power that satisfies the minimum transmission rate of the macrocell, and the power control is performed using the determined minimum power.

또 다른 측면에 있어서, 펨토셀 전력 제어 방법은 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 매크로셀에게 보고하는 단계를 포함하며, Max-Min 스케줄링을 수행하는 단계로 피드백하여, 전력 제어가 수행된 펨토셀의 전력을 참조하여 Max-Min 스케줄링을 다시 수행한다.In another aspect, the femtocell power control method includes reporting the transmission power determined through the power control to the macrocell, and feeds back to the step of performing Max-Min scheduling to feed back the power of the femtocell on which the power control has been performed. Refer to Max-Min scheduling again.

또 다른 측면에 있어서, 펨토셀 전력 제어 방법은 펨토셀이 저전력으로 동작하고, 실내에 적용된다는 것을 감안하여, 펨토셀 간의 간섭을 무시함으로써, 오버헤드를 최소화한다.In another aspect, the femtocell power control method minimizes overhead by ignoring interference between femtocells, given that the femtocell operates at low power and is applied indoors.

펨토셀 전력 제어 시스템에 있어서, 펨토셀과 매크로셀이 혼재되어 있는 이질적인 네트워크 환경에서 제공되는 시스템으로, 네트워크 환경에서 정보를 획득하는 정보 획득부; Max-Min 스케줄링을 수행하여 매크로셀의 최소 전송률을 계산하는 스케줄링부; 매크로셀의 최소 전송률을 펨토셀에게 방송하는 방송부; 및 방송한 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하고 전력 제어를 수행하는 전력 제어부를 포함하는 펨토셀 전력 제어 시스템이 개시된다.A femtocell power control system, comprising: an information acquisition unit for providing information in a heterogeneous network environment in which a femtocell and a macrocell are mixed; A scheduling unit configured to calculate a minimum data rate of the macro cell by performing Max-Min scheduling; A broadcasting unit broadcasting a minimum transmission rate of a macro cell to a femtocell; And a power control unit configured to set a target transmission rate using the broadcast minimum transmission rate and perform power control.

일측에 있어서, 펨토셀 전력 제어 시스템은 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 매크로셀에게 보고하는 알림부를 포함하며, 알림부는 스케줄링부로 피드백하여 전력 제어가 수행된 펨토셀의 전력을 참조함으로써, Max-Min 스케줄링을 다시 수행한다.In one embodiment, the femtocell power control system includes a notification unit for reporting the transmission power determined through the power control to the macrocell, the notification unit is fed back to the scheduling unit by referring to the power of the femtocell performed the power control, the Max-Min scheduling Do it again.

본 발명에서 제안하는 펨토셀 전력 제어 방법을 통해, 효율적으로 펨토셀의 전력 제어를 수행함으로써 이질적 네트워크 서비스 환경에서 모든 사용자들에게 서비스 품질을 보장할 수 있게 되며, 공평하게 자원을 할당할 수 있다. 따라서, 네트워크의 최소 전송률을 통해 전송하는 멀티캐스트 전송에서 안정적인 전송률을 기대할 수 있다.Through the femtocell power control method proposed by the present invention, by efficiently performing the power control of the femtocell, it is possible to guarantee the service quality to all users in a heterogeneous network service environment and to allocate resources fairly. Therefore, a stable transmission rate can be expected in the multicast transmission transmitted through the minimum transmission rate of the network.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 매크로셀과 펨토셀이 혼재되어 있는 무선 네트워크 환경을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 전력 제어 방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 전력 제어를 위한 이분법의 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 전력 제어 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 1 is a diagram illustrating a wireless network environment in which macrocells and femtocells are mixed according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a femtocell power control method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an algorithm of a dichotomy for femtocell power control according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a femtocell power control system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여, 자세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명은 매크로셀과 펨토셀이 혼재되어 있는 네트워크 환경에서 펨토셀의 전력을 제어하는 방법을 제안한다. First, the present invention proposes a method for controlling the power of a femtocell in a network environment in which a macrocell and a femtocell are mixed.

펨토셀(FAP)은 기존 이동 통신 서비스의 반경보다 훨씬 작은 지역을 커버하며, 예컨대 건물 내의 사용자들에게 향상된 품질의 서비스를 제공하면서, 유무선 통신을 자유롭게 사용할 수 있게 해준다.Femtocells (FAP) cover an area much smaller than the radius of existing mobile telecommunications services, allowing users to freely use wired and wireless communications, for example, while providing improved quality services to users in buildings.

펨토셀의 전력 제어 방법으로 종래 기술 중, 거리 기반 전력 제어(Distance based Power Control)방법은 매크로셀과 거리가 멀어지는 경우 사용하는 전력을 줄이는 방법으로, 펨토셀의 입장에서 매크로셀로부터 수신되는 간섭의 영향은 완화시킬 수는 있으나, 매크로셀 사용자가 펨토셀과 가까운 곳에 위치한 경우엔 심각한 간섭을 일으킬 수 있는 단점이 있다. As the femtocell power control method, the distance based power control method is a method of reducing power used when the distance from the macrocell is far. The effect of interference received from the macrocell from the femtocell's point of view is Although it can be mitigated, when the macro cell user is located close to the femtocell, there is a disadvantage that can cause serious interference.

따라서 본 발명을 통해, 이기종 간의 네트워크에서 전체 네트워크의 서비스 품질을 보장하는 전력 제어 방법 및 그 시스템이 구성될 수 있다.Therefore, according to the present invention, a power control method and system for guaranteeing the quality of service of an entire network in a heterogeneous network can be configured.

도 1의 실시예와 같이, 하나의 매크로셀(110)에는 하나 이상의 펨토셀(120)이 존재할 수 있다. 도 1의 매크로셀(110)에는 L 개의 펨토셀(120)이 존재하며, 각각의 펨토셀(120)은 하나의 펨토셀 사용자(FUE)를 가지고, 매크로셀(110)과 각각의 펨토셀(120)은 같은 주파수 대역을 사용하며, 또한 각각의 셀은 하나의 기지국을 가진다.As shown in the embodiment of FIG. 1, one or more femtocells 120 may exist in one macrocell 110. There are L femtocells 120 in the macrocell 110 of FIG. 1, each femtocell 120 has one femtocell user (FUE), and the macrocell 110 and each femtocell 120 are the same. Frequency band is used, and each cell also has one base station.

이때, 매크로셀(110)과 펨토셀(120) 간의 간섭, 펨토셀(120)과 매크로셀 사용자 간의 간섭, 그리고 각각의 펨토셀(120) 간의 간섭이 존재할 수 있으며, 이러한 간섭으로 네트워크 시스템의 성능이 저하될 수 있다.In this case, there may be interference between the macrocell 110 and the femtocell 120, interference between the femtocell 120 and the macrocell user, and interference between each femtocell 120. Such interference may degrade the performance of the network system. Can be.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 전력 제어 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 2 is a flowchart illustrating a femtocell power control method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 네트워크 환경에서 정보를 획득하는 단계(210)는 매크로셀 사용자와 모든 펨토셀 사이의 채널 정보 및 펨토셀의 전송 전력에 대한 정보 등을 획득할 수 있다. 본 발명의 단계(210~250)를 수행하는데, 초기 펨토셀의 전송 전력은 거리 기반 전력 제어 방식에 따라 결정되어 있다.First, in the obtaining of information in a network environment 210, channel information between a macro cell user and all femtocells and information on transmission power of a femtocell may be obtained. Performing steps 210 to 250 of the present invention, the transmission power of the initial femtocell is determined according to the distance-based power control scheme.

Figure 112012033697005-pat00001
Figure 112012033697005-pat00001

Figure 112012033697005-pat00002
Figure 112012033697005-pat00002

수학식 1은 도 1의 매크로셀 사용자 k가 얻을 수 있는 데이터 전송률을, 수학식 2는 i번의 펨토셀 사용자 j의 데이터 전송률을 구하는 식이다. 여기서 pm은 매크로셀의 전체전력, pfi는 i번의 펨토셀의 전체 전력, h는 셀과 사용자간의 채널 정보를 뜻한다. 또한, 펨토셀의 데이터 전송률을 구할 때에는, 사용자 j가 매크로셀로부터 받는 간섭을 고려하여 계산한다. 수학식 1과 수학식 2를 통해 구한 초기 데이터 전송률로 초기 전송 전력이 결정될 수 있다.Equation 1 is a data rate that can be obtained by the macro cell user k of Figure 1, Equation 2 is to calculate the data rate of the femtocell user j of the i times. Where p m is the total power of the macro cell, p fi is the total power of the femtocell i times, and h is channel information between the cell and the user. In addition, when calculating the data rate of the femtocell, the user j calculates in consideration of interference received from the macrocell. Initial transmission power may be determined based on initial data rates obtained through Equations 1 and 2.

네트워크 환경에서 채널 정보 및 전송 전력에 대한 정보를 획득하면, 단계(220)를 수행한다. Max-Min 스케줄링을 수행하여 매크로셀의 최소 전송률을 계산할 수 있다.When the channel information and the transmission power information are acquired in the network environment, step 220 is performed. By performing Max-Min scheduling, it is possible to calculate the minimum data rate of the macro cell.

Figure 112012033697005-pat00003
Figure 112012033697005-pat00003

수학식 3의 Rmaxmin _ MUE는 매크로셀의 최소 전송률을 뜻하며, 매크로셀 사용자에게 할당된 주파수대역 집합 Sk에 대해, 매크로셀의 전송 전력이 0 이상이라는 조건 하에 실시한다.R maxmin _ MUE in Equation 3 means the minimum data rate of the macro cell, and is performed under the condition that the transmit power of the macro cell is greater than or equal to 0 for the frequency band set S k allocated to the macro cell user.

단계(220)에서 구한 매크로셀의 최소 전송률을 기반으로 매크로셀과 혼재되어 있는 모든 펨토셀의 전송 전력이 결정될 수 있으며, 매크로셀의 최소 전송률을 펨토셀에게 방송하는 단계(230)이 수행된다. The transmission power of all femtocells mixed with the macrocell may be determined based on the minimum data rate of the macrocell obtained in step 220, and the step 230 of broadcasting the minimum data rate of the macrocell to the femtocell is performed.

매크로셀의 최소 전송률은 매크로셀 내에 혼재하는 모든 펨토셀에 대해서 각각 방송하게 되며, 방송한 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하고 전력 제어를 수행하는 단계(240)가 실시된다. 각 펨토셀은 매크로 셀로부터 받은 최소 전송률에 가중치를 적용하여 목표 전송률을 설정할 수 있고, 전력 제어를 수행하기 위해서 이분법(Bisection Method)을 이용할 수 있다. 또한, 목표 전송률은 네트워크 부하의 크기에 따라 조정될 수 있다. The minimum transmission rate of the macrocell is broadcasted to all femtocells mixed in the macrocell, and a step 240 of setting a target transmission rate and performing power control using the broadcast minimum transmission rate is performed. Each femtocell may set a target rate by applying a weight to the minimum rate received from the macro cell, and may use a bisection method to perform power control. In addition, the target transmission rate may be adjusted according to the magnitude of the network load.

목표 전송률이 지나치게 높은 경우 펨토셀이 더 많은 전송 전력을 할당할 수 있지만, 이와 같은 경우 매크로셀 사용자에게 과도한 간섭량을 유발할 수 있다. 결과적으로 전체 네트워크 불균형이 초래될 수 있기 때문에 목표 전송률은 네트워크 부하에 따라서 적절하게 조정될 수 있는 것이다. If the target rate is too high, the femtocell can allocate more transmit power, but this can cause excessive interference for macrocell users. As a result, overall network imbalance can result, so that the target rate can be adjusted according to the network load.

이분법을 이용하여 매크로셀의 최소 전송률을 만족시키는 최소 전력을 결정하며, 결정된 최소 전력을 이용하여 전력 제어를 수행하는 알고리즘은 도 3에 상세히 기재되어 있다. An algorithm for determining a minimum power that satisfies the minimum data rate of the macrocell using the dichotomy and performing power control using the determined minimum power is described in detail in FIG. 3.

먼저, l=0dBm과 u=20dBm으로 주어지도록 하며, 임계치 ε>0를 만족하도록 결정한다. 이분법은 전력 제어를 수행하는 모든 매크로셀 L 개에 대해 수행하도록 한다.First, l = 0dBm and u = 20dBm are given and the threshold ε> 0 is determined to be satisfied. The dichotomy is performed for all L macrocells performing power control.

주어진 l과 u를 대입하여 사용자가 얻을 수 있는 데이터 전송률을 도 3을 참고하여 모든 펨토셀에 대해 계산하도록 하며, 계산을 통해 도출된 rfi(l)과 .rfi(u)를 이용하여 알고리즘을 수행할 수 있다. Given the l and u, the user can obtain the data rate that can be obtained for all femtocells with reference to FIG. 3, and the algorithm is calculated using r fi (l) and .r fi (u) derived through the calculation. Can be done .

만약, 이 설정된 펨토셀의 목표 전송률 R ta rget _ FUE보다 크다면 pfi=0dBm 이며, 가 펨토셀의 목표 전송률 Rtarget _ FUE보다 작다면, pfi=20dBm이다. If the target transmission rate R ta rget _ FUE of the set femtocell is greater than p fi = 0 dBm, and if p is smaller than the target transmission rate R target _ FUE of the femtocell, p fi = 20 dBm.

또한, 이에 해당하지 않는 경우에 대해서는 t=(u+l)/2로 다시 계산식에 적용하고, rfi(t)가 펨토셀의 목표 전송률 Rtarget _ FUE보다 작다면 l=t 이며, 이에 해당하지 않는 경우엔 u=t 이다. In addition, if this is not the case, t = (u + l) / 2 is applied to the equation again, and if r fi (t) is smaller than the target transmission rate R target _ FUE of the femtocell, l = t, which is not applicable. Otherwise u = t .

이러한 알고리즘을 u-l이 설정한 임계치 ε과 같거나 작을 때까지 반복하며, 결과적으로 얻게 되는 pfi(u)=t로 확정할 수 있다. This algorithm can be repeated until it is less than or equal to the threshold ε set by ul , and can be determined as p fi (u) = t.

이렇게 수행되는 펨토셀 전력 제어 방법은, 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 매크로셀에게 보고하는 단계를 포함한다. 단계(250)는 Max-Min 스케줄링을 수행하는 단계로 피드백하여, 매크로셀은 전력 제어가 수행된 펨토셀의 전력을 참조하여 Max-Min 스케줄링을 다시 수행할 수 있도록 하며, 각 펨토셀도 마찬가지로 결정된 펨토셀의 전송 전력을 다시 Max-Min 스케줄링 과정에 사용한다. 이를 통해 결정된 매크로셀의 최소 전송률이 다시 변경되므로, 피드백을 통해 과정을 반복함으로써 보다 정교한 펨토셀 전력 제어가 가능하다. 또한, 피드백 과정을 통해 변경되는 통신 정보를 전체 네트워크에 적용함으로써, 이질적인 무선 네트워크 환경에서 최소 전송률에 대해 정의할 수 있으며, 이렇게 정의된 최소 전송률을 기반하는 전송 전력을 각각의 펨토셀에 할당할 수 있다.The femtocell power control method performed as described above includes reporting the transmission power determined through the power control to the macrocell. Step 250 feeds back to the step of performing the Max-Min scheduling, the macrocell to perform the Max-Min scheduling again with reference to the power of the femtocell, the power control is performed, each femtocell is also determined of the femtocell The transmit power is used again in the Max-Min scheduling process. Since the minimum transmission rate of the determined macrocell is changed again, more sophisticated femtocell power control is possible by repeating the process through feedback. In addition, by applying the communication information changed through the feedback process to the entire network, it is possible to define the minimum transmission rate in a heterogeneous wireless network environment, it is possible to allocate the transmission power based on the defined minimum transmission rate to each femtocell. .

펨토셀 전력 제어 방법은 펨토셀이 각각 다른 모든 펨토셀의 채널 정보를 알고 있다면 추가적으로 펨토셀 간의 간섭을 고려함으로써 정확도를 증가시킬 수 있지만, 모든 펨토셀이 채널 정보를 교환하기 위해서는 상당히 큰 오버헤드를 감수해야 한다. The femtocell power control method can increase the accuracy by considering interference between femtocells if the femtocells know the channel information of all different femtocells, but all femtocells must bear a significant overhead for exchanging channel information.

일반적으로, 펨토셀이 저전력으로 동작하고, 실내에 적용된다는 것을 감안하면, 벽의 존재로 발생할 수 있는 투과손실의 영향으로 펨토셀 간의 간섭은 매크로셀로부터 받는 간섭에 비해 무시할 수 있으므로, 본 발명이 제안하는 펨토셀 전력 제어 방법은 펨토셀 간의 채널 정보 교환이 불필요하기 때문에 오버헤드를 최소화할 수 있다. 또한, 펨토셀이 매크로셀 사용자에게 미치는 간섭을 최소화함과 동시에 이질적인 무선 네트워크 환경의 서비스 품질을 보장할 수 있게 된다. In general, considering that femtocells operate at low power and are applied indoors, interference between femtocells can be neglected compared to interference received from macrocells due to the effect of transmission loss that can occur due to the presence of walls. The femtocell power control method can minimize overhead because the exchange of channel information between femtocells is unnecessary. In addition, it is possible to minimize the interference of the femtocell to the macrocell user and to ensure the service quality of the heterogeneous wireless network environment.

도 4의 펨토셀 전력 제어 시스템(400)은 도 2를 통해 설명한 펨토셀 전력 제어 방법을 실시하는 시스템으로, 시스템의 각각의 구성은 펨토셀 전력 제어 방법의 각 단계(210~250)를 수행할 수 있다.The femtocell power control system 400 of FIG. 4 is a system implementing the femtocell power control method described with reference to FIG. 2, and each configuration of the system may perform steps 210 to 250 of the femtocell power control method.

펨토셀 전력 제어 시스템(400)에 있어서, 상기의 시스템(400)은 펨토셀과 매크로셀이 혼재되어 있는 이질적인 네트워크 환경에서 제공되는 시스템으로, 정보 획득부(410)와 스케줄링부(420)와 방송부(430), 그리고 전력 제어부(440)를 포함하는 펨토셀 전력 제어 시스템(400)이다. In the femtocell power control system 400, the system 400 is a system provided in a heterogeneous network environment in which a femtocell and a macrocell are mixed. The information acquisition unit 410, the scheduling unit 420, and the broadcasting unit 430 And a femtocell power control system 400 including a power control unit 440.

정보 획득부(410)를 통해 네트워크 환경에서 정보를 획득하는 단계(210)를 수행하고, 매크로셀 사용자와 펨토셀 사이의 채널 정보 및 펨토셀의 전송 전력 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.The information obtaining unit 410 may perform an operation 210 for acquiring information in a network environment, and may acquire channel information between the macro cell user and the femtocell and transmission power of the femtocell.

스케줄링부(420)에서 Max-Min 스케줄링을 수행하여 매크로셀의 최소 전송률을 계산하는 단계(220)를 수행할 수 있으며, 방송부(430)는 매크로셀의 최소 전송률을 펨토셀에게 방송하는 단계(230)를 수행하고, 이때, 매크로셀과 혼재되어 있는 모든 펨토셀에 대해 방송하도록 한다. 그리고, 전력 제어부(440)를 통해 펨토셀에게 방송한 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하고 전력 제어를 수행하는 단계(240)를 수행할 수 있는데, 전력 제어를 수행하기 위해 이분법이 적용되고, 이분법을 이용하여 매크로셀의 최소 전송률을 만족시키는 최소 전력을 결정하며, 결정된 최소 전력을 이용하여 전력 제어를 수행할 수 있다. The scheduling unit 420 may perform a step 220 to calculate the minimum data rate of the macro cell by performing Max-Min scheduling, and the broadcaster 430 may broadcast the minimum data rate of the macro cell to the femtocell 230. In this case, all femtocells mixed with the macrocell are broadcast. In addition, a step 240 of setting a target transmission rate and performing power control using the minimum transmission rate broadcast to the femtocell through the power control unit 440 may be performed. The dichotomy is applied to perform the power control. The minimum power that satisfies the minimum transmission rate of the macro cell may be determined using, and power control may be performed using the determined minimum power.

또한, 펨토셀 전력 제어 시스템(400)은 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 매크로셀에게 보고하는 단계(250)를 수행하는 알림부(450)를 포함하며, 알림부(450)는 스케줄링부(420)로 피드백하여 전력 제어가 수행된 펨토셀의 전력을 참조함으로써, Max-Min 스케줄링을 다시 수행한다. 이를 통해 결정된 매크로셀의 최소 전송률이 다시 변경되므로, 피드백을 통해 과정을 반복함으로써 보다 정교한 펨토셀 전력 제어가 가능하다.In addition, the femtocell power control system 400 includes a notification unit 450 for performing the step 250 of reporting the transmission power determined through the power control to the macrocell, the notification unit 450 is the scheduling unit 420 Max-Min scheduling is performed again by referring to the power of the femtocell in which power control is performed by feeding back to the controller. Since the minimum transmission rate of the determined macrocell is changed again, more sophisticated femtocell power control is possible by repeating the process through feedback.

펨토셀 전력 제어 시스템(400)은 펨토셀이 저전력으로 동작하고, 실내에 적용된다는 것을 감안하여, 펨토셀 간의 간섭을 무시할 수 있다는 가정하에 실시하여 시스템의 오버헤드를 최소화할 수 있다.The femtocell power control system 400 can be implemented under the assumption that the femtocell operates at low power and can be applied indoors, thereby minimizing the overhead of the system.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

400: 펨토셀 전력 제어 시스템
410: 정보 획득부
420: 스케줄링부
430: 방송부
440: 전력 제어부
450: 알림부400: femtocell power control system
410: information acquisition unit
420: scheduling unit
430: broadcasting unit
440: power control unit
450: notification unit

Claims (14)

펨토셀 전력 제어 방법에 있어서,
펨토셀과 매크로셀이 혼재되어 있는 이질적인 네트워크 환경에서 제공되는 방법으로,
상기 네트워크 환경에서 정보를 획득하는 단계;
Max-Min 스케줄링을 수행하여 상기 매크로셀의 최소 전송률을 계산하는 단계;
상기 매크로셀의 최소 전송률을 상기 펨토셀에게 방송하는 단계; 및
상기 펨토셀에게 방송한 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하고 전력 제어를 수행하는 단계
를 포함하는 펨토셀 전력 제어 방법.In the femtocell power control method,
In a heterogeneous network environment in which femtocells and macrocells are mixed,
Acquiring information in the network environment;
Calculating a minimum data rate of the macrocell by performing Max-Min scheduling;
Broadcasting the minimum data rate of the macrocell to the femtocell; And
Setting a target rate using the minimum rate transmitted to the femtocell and performing power control
Femtocell power control method comprising a. 제1항에 있어서,
상기 네트워크 환경에서 획득하는 정보는 상기 매크로셀 사용자와 상기 펨토셀 사이의 채널 정보 및 상기 펨토셀의 전송 전력에 해당하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 방법.The method of claim 1,
The information obtained in the network environment corresponds to channel information between the macrocell user and the femtocell and transmission power of the femtocell.
Femtocell power control method characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 매크로셀의 최소 전송률을 상기 펨토셀에게 방송하는 단계는,
상기 매크로셀과 혼재되어 있는 모든 펨토셀에게 방송하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 방법.The method of claim 1,
Broadcasting the minimum transmission rate of the macrocell to the femtocell,
Broadcasting to all femtocells mixed with the macrocell
Femtocell power control method characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 펨토셀에게 방송하는 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하여 전력 제어를 수행하는 단계는,
상기 매크로셀의 최소 전송률에 가중치를 적용하여 상기 목표 전송률을 설정하며,
상기 목표 전송률은 네트워크 부하에 따라 조정되는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 방법.The method of claim 1,
Performing power control by setting a target rate using a minimum rate broadcast to the femtocell,
The target rate is set by applying a weight to a minimum rate of the macro cell.
The target transmission rate is adjusted according to the network load
Femtocell power control method characterized in that. 제4항에 있어서,
상기 전력 제어를 수행하기 위해 이분법이 적용되고,
상기 이분법을 이용하여 상기 매크로셀의 최소 전송률을 만족시키는 최소 전력을 결정하며,
상기 결정된 최소 전력을 이용하여 스케줄링을 수행하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 방법.5. The method of claim 4,
The dichotomy is applied to perform the power control,
Determining the minimum power that satisfies the minimum data rate of the macrocell using the dichotomy;
Performing scheduling using the determined minimum power
Femtocell power control method characterized in that. 제5항에 있어서,
상기 펨토셀 전력 제어 방법은,
상기 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 상기 매크로셀에게 보고하는 단계를 더 포함하며,
상기 Max-Min 스케줄링을 수행하여 상기 매크로셀의 최소 전송률을 계산하는 단계로 피드백하여,
상기 전력 제어가 수행된 펨토셀의 전력을 참조하여 상기 Max-Min 스케줄링을 다시 수행하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 방법.The method of claim 5,
The femtocell power control method,
Reporting the transmission power determined through the power control to the macrocell,
Performing the Max-Min scheduling to feed back the step of calculating the minimum data rate of the macrocell,
Performing the Max-Min scheduling again with reference to the power of the femtocell in which the power control is performed;
Femtocell power control method characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 펨토셀 전력 제어 방법은
펨토셀 간의 간섭을 무시함으로써, 오버헤드를 최소화하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 방법.The method of claim 1,
The femtocell power control method
Minimizing overhead by ignoring femtocell interference
Femtocell power control method characterized in that. 펨토셀 전력 제어 시스템에 있어서,
펨토셀과 매크로셀이 혼재되어 있는 이질적인 네트워크 환경에서 제공되는 시스템으로,
상기 네트워크 환경에서 정보를 획득하는 정보 획득부;
Max-Min 스케줄링을 수행하여 상기 매크로셀의 최소 전송률을 계산하는 스케줄링부;
상기 매크로셀의 최소 전송률을 상기 펨토셀에게 방송하는 방송부; 및
상기 펨토셀에게 방송한 최소 전송률을 이용하여 목표 전송률을 설정하고 전력 제어를 수행하는 전력 제어부
를 포함하는 펨토셀 전력 제어 시스템.In a femtocell power control system,
This system is provided in heterogeneous network environment where femtocell and macrocell are mixed.
An information obtaining unit obtaining information in the network environment;
A scheduling unit configured to calculate a minimum transmission rate of the macrocell by performing Max-Min scheduling;
A broadcasting unit broadcasting a minimum transmission rate of the macro cell to the femtocell; And
A power control unit for setting a target transmission rate using the minimum transmission rate broadcast to the femtocell and performs power control
Femtocell power control system comprising a. 제8항에 있어서,
상기 정보 획득부에서 획득하는 정보는 상기 매크로셀 사용자와 상기 펨토셀 사이의 채널 정보 및 상기 펨토셀의 전송 전력에 해당하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 시스템.9. The method of claim 8,
The information obtained by the information acquisition unit corresponds to channel information between the macro cell user and the femtocell and transmission power of the femtocell.
A femtocell power control system, characterized in that. 제8항에 있어서,
상기 방송부는,
상기 매크로셀과 혼재되어 있는 모든 펨토셀에게 방송하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein,
Broadcasting to all femtocells mixed with the macrocell
A femtocell power control system, characterized in that. 제8항에 있어서,
상기 전력 제어부는,
상기 매크로셀의 최소 전송률에 가중치를 적용하여 상기 목표 전송률을 설정하며,
상기 목표 전송률은 네트워크 부하에 따라 조정되는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 시스템.9. The method of claim 8,
The power control unit,
The target rate is set by applying a weight to a minimum rate of the macro cell.
The target transmission rate is adjusted according to the network load
A femtocell power control system, characterized in that. 제11항에 있어서,
상기 전력 제어부는 전력 제어를 수행하기 위해 이분법을 적용하고,
상기 이분법을 이용하여 상기 매크로셀의 최소 전송률을 만족시키는 최소 전력을 결정하며,
상기 결정된 최소 전력을 이용하여 스케줄링을 수행하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 시스템.12. The method of claim 11,
The power control unit applies a dichotomy to perform power control,
Determining the minimum power that satisfies the minimum data rate of the macrocell using the dichotomy;
Performing scheduling using the determined minimum power
A femtocell power control system, characterized in that. 제12항에 있어서,
상기 펨토셀 전력 제어 시스템은,
상기 전력 제어를 통해 결정된 전송 전력을 상기 매크로셀에게 보고하는 알림부를 더 포함하며,
상기 알림부는 스케줄링부로 피드백하여,
상기 전력 제어가 수행된 펨토셀의 전력을 참조함으로써, 상기 Max-Min 스케줄링을 다시 수행하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 시스템.The method of claim 12,
The femtocell power control system,
Further comprising a notification unit for reporting the transmit power determined by the power control to the macro cell,
The notification unit feeds back to the scheduling unit,
Performing the Max-Min scheduling again by referring to the power of the femtocell in which the power control has been performed
A femtocell power control system, characterized in that. 제8항에 있어서,
상기 펨토셀 전력 제어 시스템은
펨토셀 간의 간섭을 무시함으로써, 오버헤드를 최소화하는 것
을 특징으로 하는 펨토셀 전력 제어 시스템.9. The method of claim 8,
The femtocell power control system
Minimizing overhead by ignoring femtocell interference
A femtocell power control system, characterized in that.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110034132A (en) * 2009-09-28 2011-04-05 삼성전자주식회사 Method and device for user schedulling and managing transmit power in hierarchical-cell or multi-cell communication system
KR20110137974A (en) * 2010-06-18 2011-12-26 한국항공대학교산학협력단 Method and apparatus for controlling power of femtocell in a communication system
KR20120034321A (en) * 2010-10-01 2012-04-12 삼성전자주식회사 Apparatus and mehod of adjusting transmission power level of femto cell

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110034132A (en) * 2009-09-28 2011-04-05 삼성전자주식회사 Method and device for user schedulling and managing transmit power in hierarchical-cell or multi-cell communication system
KR20110137974A (en) * 2010-06-18 2011-12-26 한국항공대학교산학협력단 Method and apparatus for controlling power of femtocell in a communication system
KR20120034321A (en) * 2010-10-01 2012-04-12 삼성전자주식회사 Apparatus and mehod of adjusting transmission power level of femto cell

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