KR101407177B1 - 셀간 간섭을 줄이기 위한 제어정보 전송방법 - Google Patents

Abstract

셀간 간섭을 줄이기 위한 제어정보 전송방법은 무선통신 서비스를 제공하는 서빙기지국과 채널상태 측정을 위한 측정협상을 수행하는 단계, 상기 측정협상에 의해 주어지는 채널상태 측정시간 동안 인접기지국으로부터 상향링크 무선자원을 할당받는 단계 및 상기 상향링크 무선자원을 통하여 셀간 간섭정보를 상기 인접기지국으로 전송하는 단계를 포함한다. 셀간 제어정보를 기지국 간에 공유함으로써 셀간 간섭을 줄일 수 있으며, 셀간 제어정보를 단말이 초기 레인징을 이용하여 인접기지국으로 전송함으로써 셀간 간섭을 줄이기 위한 별도의 제어채널을 설정할 필요 없이 기존의 채널을 이용하여 셀간 제어정보를 효율적으로 전송할 수 있다.

Description

셀간 간섭을 줄이기 위한 제어정보 전송방법{Method for transmitting control information for reducing inter cell interference}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 셀간 간섭을 줄이기 위한 제어정보 전송방법에 관한 것이다.

최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 보다 높은 데이터 전송률로 처리할 것을 요구한다.

높은 데이터 전송률을 가질 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이 최근 주목받고 있다. OFDM은 주파수 대역을 다수의 직교 부반송파로 분할하여 데이터를 전송하는 다중 반송파 변조 기법이다. OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)는 OFDM에 FDMA(frequency division multiple access) 또는 TDMA(time division multiple access) 또는 CDMA(code division multiple access)를 결합하여 다중 사용자의 다중화를 제공하는 기법이다.

무선통신 시스템은 기지국(Base Station; BS)과 적어도 하나 이상의 단말(User Equipment; UE)을 포함한다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.이하에서 상향링크(uplink; UL)는 단말로부터 기지국으로의 전송을 의미하고, 하향링크(downlink; DL)는 기지국으로부터 단말로의 전송을 의미한다.

무선통신 시스템은 효율적인 시스템 구성을 위해 셀(cell) 구조를 갖는다. 셀이란 주파수를 효율적으로 이용하기 위하여 넓은 지역을 작은 구역으로 세분한 구역을 의미한다. 일반적으로 셀의 중심부에 기지국을 설치하여 단말을 중계하며, 셀은 하나의 기지국이 제공하는 서비스 영역을 말한다.

다중 셀 환경하에서 OFDM/OFDMA 시스템의 인접하는 셀이 동일한 부반송파를 사용하게 되면, 이는 사용자들에게 간섭(interference)의 원인이 될 수 있다. 이를 셀간 간섭(inter-cell interference)이라 한다. 특히, 셀간 간섭은 셀의 경계 부근에 있는 단말들에 의하여 심하게 발생하게 된다. 셀간 간섭을 줄이기 위한 방법으로 인접한 셀간에 서로 다른 부반송파를 사용하도록 할 수 있으나, 이는 하나의 기지국이 사용할 수 있는 무선자원을 줄어들게 한다. 셀간 간섭을 줄이기 위한 다른 방법으로 단말의 상향링크 전송전력(transmit power)을 제어할 수 있으나, 셀간에 서로 간섭을 주지 않는 범위 내에서 전송전력을 제어하기 위해서는 셀간 간섭에 대 한 정확한 정보를 인접한 기지국들이 서로 알고 있어야 한다. 그러나, 셀간 간섭에 대한 정보를 인접한 기지국 간에 공유하는 방법에 대하여는 명확히 제시되고 있지 않다.

셀간 간섭을 줄일 수 있는 제어정보를 인접 기지국 간에 효율적으로 공유할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 셀간 간섭을 줄이기 위하여 기지국 간에 셀간 간섭정보를 전송하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 셀간 간섭을 줄이기 위한 제어정보 전송방법은 무선통신 서비스를 제공하는 서빙기지국과 채널상태 측정을 위한 측정협상을 수행하는 단계, 상기 측정협상에 의해 주어지는 채널상태 측정시간 동안 인접기지국으로부터 상향링크 무선자원을 할당받는 단계 및 상기 상향링크 무선자원을 통하여 셀간 간섭정보를 상기 인접기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 셀간 간섭을 줄이기 위한 제어정보 전송방법은 인접셀에 위치한 단말로부터 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 상향링크 무선자원에 대한 정보를 포함한 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계 및 상기 상향링크 무선자원을 통하여 셀간 간섭정보를 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따른 셀간 간섭을 줄이기 위한 제어정보 전송방법은 제1 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 전송하는 단계, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 상향링크 무선자원에 대한 정보를 포함한 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계 및 상기 상향링크 무선자원을 통하여 제 2 기지국으로부터 획득한 셀간 간섭정보를 상기 제1 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

셀간 제어정보를 기지국 간에 공유함으로써 셀간 간섭을 줄일 수 있으며, 셀간 제어정보를 단말이 초기 레인징을 이용하여 인접기지국으로 전송함으로써 셀간 간섭을 줄이기 위한 별도의 제어채널을 설정할 필요 없이 기존의 채널을 이용하여 셀간 제어정보를 효율적으로 전송할 수 있다.

도 1은 다중 셀 환경에서의 무선 통신시스템을 도시한 예시도이다.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 기지국(Base Station; BS, 20)과 적어도 하나 이상의 단말(User Equipment; UE, 10)을 포함한다. 무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)와 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 대해 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다수의 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하며, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다. 하향링 크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.

기지국(20)에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다. 셀은 하나의 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 영역이다. 다중 셀(multi cell)은 적어도 하나의 셀을 가지는 기지국이 복수로 배치되어 이루질 수 있다. 단말(10)에게 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙기지국(Serving BS)이라 하고, 서빙기지국에 인접하는 기지국을 인접기지국(Neighbor BS)이라 한다. 서빙기지국의 셀을 서빙셀(Serving Cell)이라 하고, 인접기지국의 셀을 인접셀(Neighbor Cell)이라 한다.

기지국A(20-A)는 단말A(10-A)에게 통신 서비스를 제공하고, 기지국B(20-B)는 단말B(20-B)에게 통신 서비스를 제공한다고 하자. 단말A(10-A)에 대하여 기지국A(20-A)는 서빙기지국이고 기지국B(20-B)는 인접기지국이다. 단말B(10-B)에 대하여 기지국B(20-B)는 서빙기지국이고 기지국A(20-A)는 인접기지국이다. 단말A(10-A) 및 단말B(10-B)는 각자의 서빙셀의 가장자리에 위치하고, 특히 단말A(10-A)는 기지국A(20-A)의 셀 및 기지국B(20-B)의 셀에 경계에 위치한다고 하자. 기지국A(20-A)는 단말A(10-A)에게 스케줄링을 통하여 무선자원을 할당하고, 단말A(10-A)는 할당된 무선자원을 통하여 상향링크 데이터(UL DATA)를 전송한다. 단말A(10-A)가 전송하는 상향링크 데이터는 기지국A(20-A)뿐만 아니라 기지국B(20-B)에서도 수신될 수 있다. 단말A(10-A)의 상향링크 데이터는 기지국B(20-B)에게 큰 간섭(interference)으로 작용할 수 있다. OFDMA 시스템은 동일한 셀 내에서 주파수 영역(frequency domain)으로 직교성이 있으므로, 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 단말 간에는 서로 간섭을 일으키지 않는다. 그러나 인접셀에서 동일한 주파수 대역을 사용하는 단말 간에는 직교성이 유지되지 않아 간섭이 발생할 수 있다. 기지국A(20-A)와 기지국B(20-B) 간에 스케줄링 정보를 서로 알지 못하는 경우, 단말A(10-A)와 단말B(10-B)에는 동일한 주파수 대역의 무선자원이 할당될 수 있다. 단말B(10-B)는 기지국A(20-A)와 상대적으로 멀리 떨어져 있으므로 간섭으로 작용하지 않으나, 기지국B(20-B)에 수신되는 단말A(10-A)의 상향링크 데이터는 단말B(10-B)의 상향링크 데이터에 대하여 간섭신호로 작용한다.

도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 IEEE 표준 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems" 의 8.4.4.2절을 참조할 수 있다.

도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크(DL) 프레임과 상향링크(UL) 프레임을 포함한다. 시간 분할 이중(Time Division Duplex)은 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임은 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink)-MAP, UL(Uplink)-MAP, 버스트 영역의 순서로 시작된다. 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다.

프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다.

DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. DL-MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. 하향링크 버스트 프로파일은 하향링크 물리채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.

UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.

이하에서, 슬롯(slot)은 최소한의 가능한 데이터 할당 유닛으로, 시간과 서브채널(subchannel)로 정의된다. 서브채널의 수는 FFT 크기와 시간-주파수 맵핑에 종속한다. 서브채널은 복수의 부반송파를 포함하고, 서브채널 당 부반송파의 수는 순열(permutation) 방식에 따라 따르다. 순열은 논리적인 서브채널을 물리적인 부반송파로 맵핑을 의미한다. FUSC(Full Usage of Subchannels)에서 서브채널은 48 부반송파를 포함하고, PUSC(Partial Usage of Subchannels)에서 서브채널은 24 또는 16 부반송파를 포함한다. 세그먼트(segment)는 적어도 하나의 서브채널 집합을 말한다.

물리계층에서 데이터를 물리적인 부반송파로 맵핑하기 위해 일반적으로 2단계를 거친다. 첫번째 단계에서, 데이터가 적어도 하나의 논리적인 서브채널 상에서 적어도 하나의 데이터 슬롯으로 맵핑된다. 두번째 단계에서, 각 논리적인 서브채널은 물리적인 부반송파로 맵핑된다. 이를 순열이라 한다. 참조문헌 1은 FUSC, PUSC, O-FUSC(Optional-FUSC), O-PUSC(Optional-PUSC), AMC(Adaptive modulation and Coding) 등의 순열 방식을 개시한다. 동일한 순열 방식이 사용되는 OFDM 심벌의 집합을 순열 영역(permutation zone)이라고 하고, 하나의 프레임은 적어도 하나의 순열 영역을 포함한다.

FUSC와 O-FUSC는 하향링크 전송에만 사용된다. FUSC는 모든 서브채널 그룹을 포함하는 하나의 세그먼트로 구성된다. 각 서브채널은 전체 물리채널을 통해 분포되는 물리적인 부반송파로 맵핑된다. 이 맵핑은 각 OFDM 심벌마다 바뀐다. 슬롯은 하나의 OFDM 심벌상에서 하나의 서브채널로 구성된다. O-FUSC는 FUSC와 파일럿이 할당되는 방식이 다르다.

PUSC는 하향링크 전송과 상향링크 전송 모두에 사용된다. 하향링크에서, 각 물리적인 채널은 2 OFDM 심벌상에서 14 인접하는(contiguous) 부반송파로 구성되는 클러스터(cluster)로 나누어진다. 물리채널은 6 그룹으로 맵핑된다. 각 그룹내에서, 파일럿은 고정된 위치로 각 클러스터에 할당된다. 상향링크에서, 부반송파들은 3 OFDM 심벌상에서 4 인접하는 물리적 부반송파로 구성된 타일(tile)로 나누어진다. 서브채널은 6 타일을 포함한다. 각 타일의 모서리에 파일럿이 할당된다. O-PUSC는 상향링크 전송에만 사용되고, 타일은 3 OFDM 심벌 상에서 3 인접하는 물리적 부반송파로 구성된다. 파일럿은 타일의 중심에 할당된다.

도 3은 복수의 순열을 포함하는 프레임의 일예를 나타낸다. 이는 물리적 프레임일 수 있다.

도 3을 참조하면, 하향링크 프레임(DL frame)에는 프리앰블, FCH 및 DL-MAP은 매 프레임마다 반드시 나타난다. FCH 및 DL-MAP에는 PUSC 순열이 적용된다. 하향링크 프레임에는 PUSC, FUSC, 선택적 PUSC, AMC 순열 등이 나타날 수 있다. 하향링크 프레임에 나타나는 순열은 DL-MAP에서 지정할 수 있다. 상향링크 프레임에는 PUSC, 선택적 PUSC, AMC 순열 등이 나타날 수 있다. 상향링크 프레임에 나타나는 순열은 UL-MAP에서 지정할 수 있다. 상향링크 프레임 및 하향링크 프레임에서 사용되는 순열의 종류는 제한이 아니며, 다양하게 변경될 수 있다.

각 프레임의 프리앰블, FCH 및 DL-MAP 등을 통하여 프레임 내의 데이터 또는 제어정보의 정확한 획득이 가능하다.

이제, 셀간 간섭(inter cell interference)을 줄이기 위하여 기지국 간에 제어정보를 전송하는 방법에 대하여 설명한다. 이는 셀간 간섭을 줄이기 위한 정보를 기지국 간에 공유하는 방법뿐만 아니라, 기지국 간에 필요한 다양한 정보를 서로 공유하는 방법으로 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀간 제어정보를 전송하는 방법을 도시한 흐름도이다. 초기 레인징(initial ranging) 과정을 이용하여 단말이 인접기지국으로 셀간 제어정보를 전송한다. 초기 레인징은 단말과 기지국 간의 정확한 타이밍 오프셋을 얻고, 초기에 전송파워를 조정하는 과정이다.

도 4를 참조하면, 서빙기지국(Serving BS)과 단말은 측정협상(Measurement negotiation)을 수행한다(S100). 측정협상은 단말의 인접셀로의 핸드오버(handover) 가능성을 판단하기 위하여 수행될 수 있다. 측정협상 과정에서 서빙기지국은 단말이 셀간 제어정보(inter cell control information)를 인접기지국으로 전송하도록 할 수 있다. 셀간 제어정보는 서빙기지국으로부터 단말로 전송되거나, 단말이 직접 측정한 값 등이 될 수 있다. 셀간 제어정보는 셀간 간섭(inter cell interference)을 줄이기 위한 정보 또는 셀간에 공유하여야 하는 정보를 의미한다. 서빙기지국으로부터 단말로 전송되는 셀간 제어정보는 다수의 단말에 대하여 브로드캐스트(broadcast) 방식 또는 멀티캐스트(multicast) 방식으로 전송되거나, 셀의 가장자리에 위치한 특정 단말에 대하여 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송될 수 있다.

셀간 제어정보에는 다음과 같은 정보들이 포함될 수 있다.

1. 셀의 가장자리에 위치한 단말에 대한 정보 : 셀의 가장자리에 위치한 단말에 의하여 셀간 간섭이 발생할 수 있으므로, 셀의 가장자리에 위치한 단말들에 대한 단말 ID를 인접기지국으로 알려줄 필요가 있다.

2. 셀의 가장자리에 위치한 단말에게 할당되는 주파수 대역에 대한 스케줄링 정보 : 셀의 가장자리에 위치한 단말들에게 동일한 주파수 대역이 할당되는 경우에는 셀간 간섭이 크게 발생할 수 있으므로, 인접한 셀 간에 서로 다른 주파수 대역을 할당하여 셀간 간섭을 줄이는 것이 바람직하다. 따라서 인접한 기지국 간에 셀의 가장자리에 위치한 단말에게 할당되는 주파수 대역에 대한 정보를 서로 공유할 필요가 있다.

3. 셀의 가장자리에 위치한 단말에 대한 전력제어정보 : 셀의 가장자리에 위치한 단말은 경로손실(path loss)이나 간섭손실 등이 크므로 높은 송신전력으로 신호를 전송할 필요가 있다. 그러나 송신전력이 높아질수록 인접기지국에 대한 간섭도 커지게 된다. 인접한 셀 간에 통신품질을 유지하면서 간섭을 최소화하기 위하여 기지국 간에 전력제어정보를 공유할 필요가 있다. 기지국은 인접한 셀에 위치한 단말의 송신전력에 대한 정보를 바탕으로 자신의 셀에 위치한 단말에 대해 적절한 송신전력을 결정할 수 있다. 단말의 송신전력은 서빙기지국에 의해 설정되거나, 단말이 직접 자신의 송신전력을 설정할 수 있다.

4. 단말이 사용하는 순열(permutation)에 대한 정보 : 인접한 셀 모두가 동일한 순열 방식을 사용하는 경우, 기지국은 인접셀의 단말로부터 수신되는 신호를 유효한 데이터 신호로부터 쉽게 제거할 수 있다. 그러나, 인접셀 간에 사용하는 순열 방식이 서로 다르고 각 기지국이 사용하는 순열 방식에 대한 정보를 서로 알지 못하는 경우에는 셀간 간섭(inter cell interference)을 제거하는데 어려움이 있 다. 기지국 간에 사용되는 순열에 대한 정보를 공유할 필요가 있다.

5. 잡음 및 간섭에 대한 정보 : 각 기지국이 자신의 잡음 및 간섭 레벨(Noise and Interference level; NI 레벨)만을 고려하여 셀 내의 단말의 송신전력이 증가시키면, 이로 인하여 인접셀에 대한 간섭을 증가시키게 된다. 인접한 기지국 간에 NI 레벨에 대한 정보를 공유하여 인접셀에 대한 간섭을 주지 않는 범위 내에서 셀 내의 단말의 송신전력을 결정할 필요가 있다.

이외에도 셀간 제어정보에는 기지국 간에 서로 알고 있어야 하는 다양한 정보들이 포함될 수 있다.

측정협상을 수행하는 방법으로, 서빙기지국은 주기적 또는 임의적으로 단말에게 측정 메시지(measurement message)를 전송하여 단말이 채널상태를 측정하여 보고하도록 할 수 있다. 서빙기지국은 측정 메시지와 함께, 또는 측정 메시지와 별도의 메시지로 셀간 제어정보를 단말에게 전송할 수 있다. 단말은 서빙기지국과의 채널상태뿐만 아니라 인접기지국(Neighbor BS)과의 채널상태도 측정할 수 있다. 채널상태를 측정하기 위해 단말은 서빙기지국과의 통신을 일시적으로 중단한다(temporarily stop communication). 단말이 서빙기지국과 통신을 중단하는 시간은 서빙기지국과 협의된다. 이후, 단말은 측정된 채널상태에 대한 정보를 바탕으로 핸드오버 수행여부를 결정할 수 있다.

측정협상을 수행하는 다른 방법으로, 단말이 주기적 또는 임의적으로 채널상태를 측정하여 핸드오버 여부를 판단할 수 있다. 서빙기지국과 통신 중인 단말은 서빙기지국으로 측정 메시지를 전송하여 채널상태 측정의 수행을 요청하여 서빙기 지국과의 통신을 일시적으로 중단할 수 있다. 이후, 단말은 서빙기지국 및 인접기지국과의 채널상태를 측정하여 핸드오버의 수행 조건이 만족되면 서빙기지국으로 핸드오버의 수행을 요청한다.

서빙기지국과의 통신을 일시적으로 중단한 단말은 인접셀에 대한 신호 강도뿐만 아니라, 인접기지국으로 셀간 제어정보를 전송하기 위한 과정을 수행한다. 단말은 인접기지국을 검색하기 위해 주변공시(Neighbor Advertisement; NBR-ADV) 메시지로부터 얻어지는 정보를 반영할 수 있다. 인접기지국으로 셀간 제어정보를 전송하기 위한 과정은 채널상태 측정 과정과 함께 항상 수행되거나, 서빙기지국이 특정 시그널링으로 지시할 수 있다.

단말은 인접기지국으로부터 전송되는 DL-MAP 메시지를 읽는다(S110). 인접기지국과 동기화하기 위해, 단말은 무선채널을 스캔한다. 단말은 프레임 구조를 수신하고 인접기지국과 동기화한다. 단말은 적어도 하나의 DL-MAP 메시지를 수신하면, MAC(Medium Access Control) 동기화를 얻을 수 있다. MAC 동기화를 얻으면, 단말은 DL-MAP 메시지, DCD 메시지 및 UCD 메시지를 계속해서 수신할 수 있다. 동기화 후에 단말은 인접기지국으로부터의 UCD 메시지를 기다려 가능한 상향링크 채널에 관한 전송 파라미터를 얻는다. UCD 메시지는 레인징 요청을 전송할 시간 및 주파수를 포함한다. UCD 메시지는 경합(contention) 기반의 레인징이 수행되는 6 (또는 8) 인접하는 서브채널들의 하나 또는 그 이상의 그룹을 지정할 수 있다(specify). 경합기반은 적어도 하나 이상의 단말이 동일한 시간에 동일한 서브채널을 통해 전송할 수 있다는 것을 의미한다.

초기 레인징 간격(initial ranging interval)을 찾기 위해 단말은 UL-MAP 메시지를 읽는다(S120). 인접기지국은 적어도 하나 이상의 전송기회(transmission opportunity)로 이루어진 초기 레인징 간격을 할당한다. 전송기회는 공인된 일정 그룹의 단말들이 초기 레인징 요청을 전송할 수 있도록 UL-MAP 등에서 제공되는 할당을 말한다.

단말은 인접기지국으로 레인징 요청(Ranging Request; RNG-REQ) 메시지를 전송한다(S130). 레인징 요청 메시지는 네트워크 지연을 결정하고, 파워 및/또는 다운링크 버스트 프로파일 변화를 요청하기 위해 초기화시에 단말로부터 전송된다. 단말은 UCD에 포함된 백오프(backoff) 윈도우 내에서 임의로 레인징 슬롯(ranging slot)을 선택하고, 일련의 허용된 코드들로부터 CDMA(Code Division Multiple Access) 코드를 임의로 선택한다. CDMA 코드는 PRBS(pseudo-random bit sequence) BPSK(binary phase shift keying) 코드를 사용할 수 있다. 동일한 시간에 동일한 레인징 슬롯을 통해 레인징 요청 메시지를 전송하는 단말들은 경합상태가 된다.

인접기지국은 CDMA 코드를 성공적으로 수신한 것을 가리키는 레인징 응답(Ranging Response; RNG-RSP) 메시지를 단말로 전송한다(S140). 인접기지국은 어떤 단말이 CDMA 코드를 보낸 것인지를 모르므로, CDMA 코드와 슬롯을 지정하여 단말 이 지정된 슬롯을 통해 자신을 확인하도록 한다. 레인징 응답 메시지는 브로드캐스트(broadcast) 메시지이다. 레인징 응답 메시지는 레인징 상태(ranging status) 정보를 포함한다. 레인징 상태가 '계속(continue)'이면, 단말은 전송시도는 성공적이지 않지만 레인징 응답 메시지에서 지정되는 교정을 수행하고, 적당한 백오프 지연 후에 다른 CDMA 코드를 등록한다.

수신된 레인징 응답 메시지의 레인징 상태가 '계속'이면, 단말은 레인징 요청 메시지를 통해 CDMA 코드를 계속해서 인접기지국으로 보낸다(S150). 단말은 레인징 응답 메시지에 지정된 타이밍 및 파워를 갱신하고 레인징 요청 메시지를 인접기지국으로 보낸다.

인접기지국은 레인징 상태가 '성공(success)'인 레인징 응답 메시지를 단말로 전송한다(S160). 레인징 요청/응답 단계들은 인접기지국이 레인징 성공이나 레인징 중지(abort)를 포함하는 레인징 응답 메시지를 보낼 때까지 반복된다. 레인징 응답 메시지에는 주관리 CID(primary management connection identifier)가 포함된다. CID(connection identifier)는 기지국과 단말의 MAC에서의 연결을 확인하는 값을 말하고, 주관리 CID는 초기 레인징 동안 확립되어 지연허용(delay-tolerant) MAC(Medium Access Control) 메시지를 전송하는데 사용되는 연결에 대한 CID이다. 주관리 CID를 전송함으로써 초기 레인징은 완료된다.

인접기지국은 단말에게 상향링크 무선자원을 할당하고 스케줄링 정보를 전송한다(S170). 초기 레인징에 성공한 단말은 인접기지국으로 무선자원을 요청(Bandwidth request)하여 상향링크 무선자원을 할당받을 수 있다. 상향링크 무선자원 할당에 대한 스케줄링 정보는 레인징 상태가 '성공'인 레인징 응답 메시지와 함께 전송될 수도 있다.

단말은 할당된 상향링크 무선자원을 통하여 셀간 제어정보(inter cell control information)를 인접기지국으로 전송한다(S180). 단말은 서빙기지국으로부 터 수신한 셀간 제어정보 및/또는 자신이 측정한 값을 할당된 상향링크 무선자원에 따라 선택적으로 전송할 수 있다. 또는 단말이 인접기지국으로 전송할 셀간 제어정보에 대하여 서빙기지국이 미리 지정하여 단말에게 알려줄 수 있다.

인접기지국은 셀간 제어정보에 대한 확인 메시지(confirm message)를 단말에게 전송한다(S190). 확인 메시지는 인접기지국이 셀간 제어정보를 수신하였음을 확인하는 메시지로서 필요에 따라 전송될 수 있다. 단말은 셀간 제어정보를 인접기지국으로 전송한 후 서빙기지국과 통신을 재개한다(resume communication).

상술한 셀간 제어정보의 전송은 다수의 기지국 간에 양방향으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 각 기지국은 인접기지국들에 대한 셀간 제어정보를 획득할 수 있다. 기지국은 인접기지국들에 대한 셀간 제어정보들을 참조하여 셀 내 단말에 대한 무선자원 스케줄링 및 전력제어 등을 수행하여 셀간 간섭을 줄일 수 있다. 기지국은 자신의 셀과 인접한 셀의 경계에 위치한 단말들에 대하여 서로 다른 주파수 대역을 사용하도록 스케줄링하여 셀간 간섭을 줄일 수 있다. 기지국은 자신이 서비스하는 단말들에 대한 송신전력이 인접한 셀의 단말의 송신전력에 비하여 지나치게 크거나 작지 않도록 제어하여 셀간 간섭을 줄일 수 있다. 기지국들은 셀의 경계에 위치한 단말들에 대하여 동일한 순열을 사용하도록 협의하여 유효한 데이터 신호와 간섭 신호를 쉽게 분리하여 셀간 간섭의 영향을 줄일 수 있다. 기지국들은 잡음 및 간섭에 대한 정보를 서로 공유하여 인접셀에 대한 간섭을 주지 않는 범위 내에서 셀 내의 단말의 송신전력을 결정할 수 있다.

이와 같이, 셀간 제어정보를 기지국 간에 공유함으로써 셀간 간섭을 줄일 수 있으며, 셀간 제어정보를 단말이 초기 레인징을 이용하여 인접기지국으로 전송함으로써 셀간 간섭을 줄이기 위한 별도의 제어채널을 설정할 필요 없이 기존의 방식을 이용하여 셀간 제어정보를 효율적으로 전송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀간 제어정보를 전송하는 방법을 도시한 흐름도이다. 랜덤 액세스(random access) 과정을 이용하여 단말이 인접기지국으로 셀간 제어정보를 전송한다.

도 5를 참조하면, 서빙기지국(Serving BS)과 단말은 측정협상(Measurement negotiation)을 수행한다(S200). 측정협상 과정에서 서빙기지국은 단말이 셀간 제어정보(inter cell control information)를 인접기지국으로 전송하도록 할 수 있다. 셀간 제어정보에는 셀의 가장자리에 위치한 단말에 대한 정보, 셀의 가장자리에 위치한 단말에게 할당되는 주파수 대역에 대한 스케줄링 정보, 셀의 가장자리에 위치한 단말에 대한 전력제어정보, 잡음 및 간섭에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. 서빙기지국이 주기적 또는 임의적으로 단말에게 측정 메시지(measurement message)를 전송하여 단말이 채널상태를 측정하여 보고하도록 하거나, 단말이 주기적 또는 임의적으로 채널상태를 측정하여 보고할 수 있다. 단말은 채널상태를 측정하기 위하여 서빙기지국과의 통신을 일시적으로 중단한다. 단말이 서빙기지국과 통신을 중단하는 시간은 서빙기지국과 협의된다.

서빙기지국과 통신을 일시적으로 중단한 단말은 상향링크 무선자원을 할당받기 위해 랜덤액세스 프리앰블(random access preamble)을 인접기지국으로 전송한다(S210). 단말은 프리앰블에 사용되는 시그너처(signature)를 시스템 정보를 통하 여 획득할 수 있다. 또는 인접기지국이 서빙기지국으로 미리 랜덤액세스 시그너처를 제공하여, 측정협상 과정에서 단말이 서빙기지국으로부터 인접기지국에 대한 랜덤액세스 시그너처를 획득할 수 있다. 인접기지국이 제공하는 시그너처를 이용하는 단말은 비경쟁 기반 랜덤액세스 과정을 수행할 수 있다. 단말은 서빙기지국으로부터 MAC 시그널링으로 비경쟁 기반 랜덤액세스 시그너처를 획득할 수 있다. 인접기지국으로 전송되는 랜덤액세스 프리앰블은 RACH(Random Access Channel)을 통하여 전송된다.

인접기지국은 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답(Random Access Response)을 단말에게 전송한다(S220). 인접기지국은 단말에게 상향링크 무선자원을 할당한다. 랜덤 액세스 응답에는 셀간 제어정보의 전송을 위한 상향링크의 무선자원 할당에 관한 정보(UL resource grant)가 포함된다.

단말은 할당된 상향링크 무선자원을 통하여 셀간 제어정보(inter cell control information)를 인접기지국으로 전송한다(S230). 단말은 셀간 제어정보에 포함된 여러 가지 정보에 대해 선택적으로 전송하거나, 서빙기지국이 미리 지정한 정보를 인접기지국으로 전송할 수 있다.

인접기지국은 셀간 제어정보에 대한 확인 메시지(confirm message)를 단말에게 전송한다(S240). 확인 메시지는 인접기지국이 셀간 제어정보를 수신하였음을 확인하는 메시지로서 필요에 따라 전송될 수 있다. 단말은 셀간 제어정보를 인접기지국으로 전송한 후 서빙기지국과 통신을 재개한다(resume communication).

일반적으로 채널상태를 측정한 단말은 서빙기지국으로 측정결과를 보고한다. 단말은 자신이 측정한 채널상태에 대한 정보 또는 인접기지국으로부터 브로드캐스팅되는 제어정보를 서빙기지국으로 전송한다. 그러나, 인접기지국이 백본망(backbone network)을 통하여 서빙기지국으로 셀간 제어정보를 직접 전송할 수 있다. 이때, 인접기지국은 셀간 제어정보를 다른 데이터에 삽입하여 전송하는 피기백(piggy back) 방식으로 전송할 수 있다. 백본망을 이용하여 셀간 제어정보를 전송하는 경우에는 백본망의 부하를 증가시킬 수 있으나, 피기백 방식으로 전송하게 되면 백본망의 부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 기지국간에 셀간 제어정보를 주기적으로 상호 교환할 수 있다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 다중 셀 환경에서의 무선 통신시스템을 도시한 예시도이다.

도 2는 프레임 구조의 일예를 나타낸다.

도 3은 복수의 순열을 포함하는 프레임의 일예를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀간 제어정보를 전송하는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀간 제어정보를 전송하는 방법을 도시한 흐름도이다.

Claims (10)

1. 무선통신 서비스를 제공하는 서빙기지국과 채널상태 측정을 위한 측정협상을 수행하는 단계;

   상기 측정협상에 의해 주어지는 채널상태 측정시간 동안 인접기지국으로부터 상향링크 무선자원을 할당받는 단계; 및

   상기 상향링크 무선자원을 통하여 셀간 제어정보를 상기 인접기지국으로 전송하는 단계를 포함하며,

   상기 셀간 제어정보는 상기 서빙기지국으로부터 수신한 정보이며, 상기 서빙기지국의 셀 가장자리에 위치한 단말에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서, 상기 셀간 제어정보는 상기 서빙기지국의 셀 가장자리에 위치한 단말의 단말 아이디(ID)에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 셀간 제어정보는 상기 서빙기지국의 셀 가장자리에 위치한 단말에게 할당되는 주파수 대역에 대한 스케줄링 정보인 것을 특징으로 하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.
6. 제1 항에 있어서, 상기 셀간 제어정보는 상기 서빙기지국의 셀 가장자리에 위치한 단말에 대한 전력제어정보인 것을 특징으로 하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.
7. 제1 항에 있어서, 상기 상향링크 무선자원을 할당받는 단계는,

   레인징 요청 메시지를 상기 인접기지국으로 전송하는 단계;

   상기 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 상향링크 무선자원에 대한 정보를 포함한 레인징 응답 메시지를 상기 인접기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.
8. 제1 항에 있어서,

   상기 인접기지국으로부터 상기 셀간 제어정보에 대한 응답으로 확인메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.
9. 제1 항에 있어서, 상기 상향링크 무선자원을 할당받는 단계는,

   랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 상기 인접기지국으로 전송하는 단계;

   상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 상기 상향링크 무선자원에 대한 정보를 포함한 랜덤 액세스 응답을 상기 인접기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 랜덤 액세스 프리앰블에 사용되는 시그너처를 상기 서빙기지국으로부터 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀간 간섭을 줄이기 위한 단말의 제어정보 전송방법.

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