KR101427143B1

KR101427143B1 - 무선 통신 시스템에서의 동일채널 간섭 특성 표시

Info

Publication number: KR101427143B1
Application number: KR1020097018811A
Authority: KR
Inventors: 세르지오 바르베리스; 파올로 프리오티
Original assignee: 텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2014-08-07
Also published as: CN101647305B; KR20090123880A; JP5295977B2; CN101647305A; KR20100014955A; JP2010518723A; WO2008095543A1; US20100097948A1; US8843170B2; JP5216023B2; EP2115893B1; BRPI0721303A2; CN101641877A; CN101641877B; BRPI0721210A2; WO2008096383A1; US20100159841A1; EP2115893A1; JP2010518714A; BRPI0721210B1

Abstract

본 발명은 트랜시버 스테이션들과 통신하는 복수의 사용자 장비들을 구비한 무선 통신 시스템에서 간섭 특성을 표시하는 방법을 제공하고, 상기 방법은, 간섭을 주는 사용자 장비들에 의해 간섭을 받는 트랜시버 스테이션에 의해 직면하게 되는 간섭(감쇠 또는 전력) 표시 양(quantity)들을 결정하는 단계; 및 상기 간섭을 주는 사용자 장비들로부터의 관련 간섭들 및 이러한 간섭 표시 양들을 기반으로 트랜시버 스테이션들 간에 정보를 교환하는 단계;를 포함한다. 특히, 상기 사용자 장비들은 서비스를 제공하는 대응하는 트랜시버 스테이션들과 통신하고, 상기 교환하는 단계는 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들로부터 상기 간섭을 받는 트랜시버 스테이션들로, 상기 간섭을 받는 트랜시버 스테이션들에 간섭을 주며 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들에 의해 서비스를 제공받는 사용자 장비들로부터의 간섭에 관련된 정보를 송신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들에 의해, 상기 간섭을 주는 사용자 장비들의 그룹들을 형성하도록 소정의 그룹화 기준에 따라 상기 간섭을 주는 사용자 장비들을 그룹화하는 단계를 더 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서의 동일채널 간섭 특성 표시{Characterization of co-channel interference in a wireless communication system}

본 발명은 일반적으로는 무선 통신 시스템들에 관한 것이고, 좀더 구체적으로 기술하면 셀룰러(cellular) 및 비셀룰러(non-cellular) 무선 통신 시스템들에서의 동일채널 간섭(co-channel interference) 특성 표시, 피드백 감소 및 간섭 경감에 관한 것이다.

특히, 본 발명이 유리하지만 국한되지 않게 적용될 수 있는 셀룰러 무선 통신 시스템들은, 예컨대 소위 3세대를 뛰어넘는 셀룰러 무선 통신 시스템들, 즉 3G 셀룰러 무선 통신 시스템들보다 넓은 전송 대역폭을 가진 새로운 세대의 셀룰러 무선 통신 시스템들, 이를 테면 예를 들어 3세대 파트너쉽 프로젝트 장기 진화(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution; 3GPP LTE) 셀룰러 무선 통신 시스템들이다.

본 발명이 유리하지만 국한되지 않게 적용될 수 있는 비셀룰러 무선 통신 시스템들은, 예컨대 무선 지역 네트워크(Wireless Local Area Network)들이고, 특히 공식적으로 WirelessMAN으로 알려진 IEEE 802.16 표준의 적합성(conformance) 및 상호운용성(interoperability)을 증진시키기 위해 구성된 WiMAX 포럼에 의해 Worldwide Interoperability for Microwave Access로서 정의되며 그 포럼에 의해 "케이블 및 DSL에 대한 대안으로서 최종 구간(last mile) 무선 광대역 액세스의 전달을 가능하게 하는 표준기반 기술"이라고 설명된 WiMAX이다.

셀룰러 무선 통신에 기반을 두고 있는 셀룰러 전화 시스템들 및 휴대용/모바일 사용자 장비들/단말들은, 아날로그 방식의 협대역 주파수 분할 다중 액세스(Frequency Division Multiple Access; FDMA) 전송(1세대(1G) 셀룰러 무선 통신 시스템들)으로부터, 먼저 디지털 방식의 협대역 주파수 및 시간 분할 다중 액세스(Frequency and Time Division Multiple Access; FDMA/TDMA) 전송(2세대(2G) 셀룰러 무선 통신 시스템들)으로, 다음에는 디지털 방식의 광대역 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access; CDMA) 전송(3세대(3G) 셀룰러 무선 통신 시스템들)으로 지난 몇 년 동안 진화하였다.

현재는, 3G 셀룰러 무선 통신 시스템들보다 더 넓은 전송 대역폭을 가진 새로운 세대의 셀룰러 무선 통신 시스템들, 이를테면 예를 들어 3GPP LTE 셀룰러 무선 통신 시스템들로 알려진 시스템들에 관한 연구가 진행되고 있다. 전송 대역폭이 증가하면, 트랜시버들은 전형적으로, 사용되는 변조 및 다중화 유형에 따라 자신들의 회로 복잡성이 증가함을 보여준다. 전송 시스템들의 대역폭이 몇 MHz (약 10MHz)보다 크게 되면, 다중캐리어 변조(multi-carrier modulation)가 트랜시버들의 회로 복잡성을 가능한 한 적게 유지하는데 대개 더 적합하다.

특히, 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)는 송신 측 및 수신 측 상의 주파수 도메인에서 신호들을 처리하는 비용효율적인 트랜시버들과 함께 사용하기에 특히 적합한 것으로 판명되었다. 좀더 상세하게 설명하면, OFDM은 주파수 분할 다중화(frequency-division multiplexing; FDM)에 기반을 두고 있지만, 그것은 디지털 변조 방식으로 구현된다. 특히, 전송될 비트 스트림은 여러 병렬 비트 스트림, 전형적으로는 수십 개 내지 수천 개의 병렬 비트 스트림으로 분할된다. 이용가능한 주파수 스펙트럼(frequency spectrum)은 여러 서브채널로 나누어지고, 각각의 낮은 레이트 비트 스트림은 예를 들어 PSK, QAM 등과 같은 표준 변조 방식을 사용하여 서브캐리어를 변조함으로써 하나의 서브채널을 통해 전송된다. 변조된 데이터 스트림들이 서로에 대하여 직교하도록 서브캐리어 주파수들이 선택되는데, 이것이 의미하는 것은 서브채널들 간의 크로스 토크(cross talk)가 제거된다는 것을 의미한다. 이러한 직교성(orthogonality)은 서브캐리어들이 서브캐리어의 심볼 레이트(symbol rate)에 의해 균일하게 이격되어 있는 경우에 이루어진다. OFDM의 주된 이점은 복잡한 등화 필터(equalization filter)들 없이도 심각한 채널 조건들 - 예를 들면 다중-경로(multi-path) 및 협대역 간섭(narrowband interference) - 에 대처할 수 있는 OFDM의 능력이다. 채널 등화(channel equalization)는, 하나의 고속으로 변조된 광대역 신호 대신에 다수의 저속으로 변조된 협대역 신호를 사용함으로써 단순화된다. 3GPP LTE 셀룰러 무선 통신 시스템들은 OFDM-기반의 물리 계층을 채택하고 있다. 특히 제1 물리계층은 OFDM-기반의 하향링크 및 단일-캐리어 주파수 분할 다중 액세스(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA)-기반의 상향링크를 가지게 된다.

셀룰러 무선 통신 시스템들을 제외하고는, 트랜시버들이 큰 대역폭들의 방향으로 일찍이 진화하였다. 예를 들어, IEEE802.11 표준 패밀리에 따르는 WLAN들은 20MHz 채널을 사용하고, 64-서브캐리어 OFDM 변조를 이용하여 전송한다. 좀더 구체적으로 기술하면, WLAN들에서, 소정의 주파수 채널이 이미 사용 중에 있을 때 전송을 방지하는 캐리어 감지 다중 액세스/충돌 회피(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance; CSMA-CA)로 불리는 매체 액세스 제어(Medium Access Control; MAC) 프로토콜로써 전송이 제어된다. 이러한 이유 때문에, 소정의 WLAN 셀 내에서는, 서로 다른 트랜시버들 간에 어떠한 직접적인 동일채널 간섭도 존재하지 않는 것이 일반적이다. 더욱이, 핫-스폿(hot-spot) 종류의 지역 커버리지(territory coverage)에서는, WLAN 셀들이 물리적으로 분리되어 있어, 대개 다른 셀 간섭이 크게 제한을 받는 것이 일반적이다. 그러나, 3GPP LTE 셀룰러 무선 통신 시스템들에서는, OFDM이 WLAN에 비하여 매우 다른 환경에서 작동하게 된다. 실제로, 연속적인 무선 커버리지가 요구되는 셀룰러 무선 통신 시스템에서는, 하향링크(DL)에서의 트랜시버 스테이션(transceiver station)에 의해 또는 상향링크(UL)에서의 단말 또는 사용자 장비(UE)에 의해 전송되는 신호는 이웃하는 셀들의 서비스 영역에 중복(overlap)될 수 있다. 반면에, 높은 스펙트럼 효율성에 관한 요구 사항은 실제로 2G 셀룰러 무선 통신 시스템들에서처럼 고주파수의 재사용을 채택하지 못하게 하는 것이기 때문에, 예를 들어 LTE 무선 통신 시스템들에서 주파수 재사용 계수가, 일관되지 않는 경우에는, 낮아지게 될 것이다. LTE 무선 통신 시스템들에서는, 특히 셀 가장자리에서 매우 강한 동일채널, 즉 시스템간 간섭이 존재하게 되고, 만약 적절히 완화되지 않으면 사용자 수율(user throughput)을 상당히 낮출 가능성이 있다. 셀간 간섭은, 예를 들어 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 메커니즘들(즉, 간섭 조정(interference coordination)) 또는 계층-1 메커니즘들, 이를테면 셀간 간섭의 검출/차감(subtraction)에 기반을 두고 있는 상쇄(cancellation) 및 다중 안테나들에 의한 공간 억제(spatial suppression)를 사용함으로써 완화될 수 있다. 이러한 메커니즘들의 분류는 예를 들어 3GPP TR 25.814 "Physical layer aspect for evolved Universal Terrestrial Radio Access (UTRA)" sec. 7.1.2.6에서 찾아볼 수 있다.

본 출원인은, CDMA-기반 무선 인터페이스들에서는, 셀간(inter-cell), 시스템내부(intra-system) 간섭에 대한 본질적인 보호 기능이 존재하지만, LTE(Long Term Evolution)에서는 무선 인터페이스에 내장된 직접적인 보호 기능이 존재하지 않는다는 점에 유념하여 왔다. 또한, LTE에서의 네트워크 아키텍처는 3G에 비해 단순화되었는데, 그 이유는 어떠한 RNC(Radio Network Controller)도 존재하지 않고, RNC에서 구현되었던 집중화된 기능들의 상당수가 노드 B들에 분권화(분산)되었기 때문이다. 또한, 그런 기능들 사이에는 RRM이 포함되어 있다. 이 때문에, LTE에서는 간섭 조정의 집중화된 제어 기능을 갖는 것으로 예측되지 않는다.

본 출원인은 신규하고 효율적인 간섭 조정 정책을 제공할 필요성을 감지하고 있다.

다운링크에서의 셀간 간섭 및 업링크에서의 셀간 간섭 간의 주된 차이점은, 다운링크에서 간섭 신호들의 소스들(간섭을 주는 노드 B들)이 개수 면에서 제한되어 있지만, 업링크에서는 간섭 신호 소스들의 개수가 간섭을 주는 셀들에서의 사용자 장비 계수(user equipment count) 만큼 많이 존재한다는 점이다. 이와 같은 잠재적으로 상당히 많은 간섭 소스들이 의미하는 것은 매우 높은 시그널링 부하 및 계산 부하가 각각의 소스를 개별적으로 다루는데 필요하다는 것을 의미한다.

또한, 셀룰러 및 비셀룰러 양자 모두의 무선 통신 시스템들의 진화는, 무선 셀들이 점점 소형화되겠지만 계산 및 시그널링 부하 그리고 통화중인 대역폭의 견지에서 더 많은 서비스를 제공하도록 더 넓은 전송 대역폭 쪽으로 이동하고 있다. 따라서, 인접한 무선 셀들에서의 간섭은 다운링크 및 업링크 모두에서 증가할 수 있기 때문에 결과적으로는 더 효율적인 전력/간섭 제어 프로세스가 필요하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 위에 언급한 단점들 중 적어도 일부 단점들을 완화시킬 수 있고, 특히 간단한 알고리즘들과 적은 계산 및 시그널링 부하로 업링크 간섭 특성 표시가 수행될 수 있게 하는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 의해 달성되는데, 그 이유는, 첨부된 청구항들에서 정의되어 있는 바와 같이, 본 발명이 무선 통신 시스템에서 업링크 간섭 특성을 표시하는 방법, 무선 통신 시스템에서 간섭을 완화하는 방법, 및 이러한 간섭 특성 표시 방법을 구현할 수 있도록 구성된 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관련되어 있기 때문이다.

본 발명은, 서비스를 제공받는 복수의 사용자 장비들에 서비스를 제공하는 각각의 트랜시버 스테이션이 이러한 서비스를 제공받는 사용자 장비들로부터 업링크 동일채널(uplink co-channel) 간섭에 직면하는 이웃하는 다른 트랜시버 스테이션들에, 이러한 간섭에 관한 정보를 송신할 수 있기 때문에 앞서 언급한 목적을 달성한다. 그러므로, 간섭을 받는 각각의 트랜시버 스테이션은 자신이 직면하고 있는 업링크 동일채널 간섭 특성을, 이웃하는 트랜시버 스테이션들로부터 수신된 정보를 기반으로 표시할 수 있으며, 상기 직면한 간섭을 감소시키도록 하는 요청들(예를 들면, 간섭을 주는 사용자 장비들의 업링크 전력을 낮추도록 하는 요청)을 상기 이웃하는 트랜시버 스테이션들에 발행할 수 있는 능력을 지닌다.

특히, 셀룰러 무선 통신 시스템을 고려하면, 본 발명은 트랜시버 스테이션들 간에 제공된 간섭으로부터 이점을 얻을 수 있는데, 그 이유는 예컨대 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)에서, 일반적으로 X2로 알려져 있는 인터페이스가 노드 B들 간의 직접적인 통신을 허용하기 위해 제공되기 때문이다.

또한, 본 발명의 다른 측면은, 단지 각각의 그룹으로부터 또는 모든 그룹들의 부분집합으로부터의 업링크 동일채널 간섭에 관한 정보만이 시그널링되도록 간섭을 받는 소정의 이웃하는 트랜시버 스테이션에 대한 소정의 그룹화 기준에 따라 소정의 트랜시버 스테이션에 의해 서비스를 제공받는 사용자 장비들을 그룹화함으로써 트랜시버 스테이션들 간의 시그널링 부하를 감소시키는 것에 관련된 것이다.

본 발명은 유리하게는, 간섭을 주는 모든 사용자 장비 또는 사용자 장비 그룹이 자신의 이웃하는 트랜시버 스테이션들에 미치는 영향에 대한 지식에 기반한 간섭 제어 내지 완화 알고리즘들을 제공하는데 사용될 수 있다.

또한, 업링크 동일 채널 간섭 특성 표시에 있어서의 사용자 장비들의 그룹화는, 트랜시버 스테이션들 간의 시그널링 부하를 감소할 수 있게 해 준다.

따라서, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 동일 채널 업링크 간섭 특성의 정확한 표시를 제공하며, 이는 또한 매우 효율적인 고성능 방식으로 간섭 제어 및 완화를 관리할 수 있게 해준다.

본 발명을 더 잘 이해할 수 있게 하기 위해, 단지 예로써만 사용되고 제한적인 의미로서 해석되어서는 안 되는 바람직한 실시예들이 지금부터 첨부된 도면들을 참조하여 기술될 것이고, 그 첨부된 도면들에서,

도 1a 및 도 1b는 셀룰러 무선 통신 시스템의 2개의 노드 B 및 각각의 노드 B에 의해 서비스를 제공받는 2개의 사용자 장비 간의 FDD-DL 및 FDD-UL 전송 경우를 각각 도식적으로 보여주며; 그리고

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 장비들의 그룹화 기준을 보여준다.

다음의 설명은 관련 기술분야에서 숙련된 자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 하기 위해 제시된 것이다. 실시예들에 대한 다양한 변형예들은 관련 기술분야에서 숙련된 자들에게는 쉽게 파악될 것이고, 여기에서의 일반 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들 및 응용예들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은, 제시되는 실시예들에 국한되는 것으로 의도되는 것은 아니고, 본 명세서에서 개시되고 첨부된 상세한 설명 및 청구항들에서 정의된 원리들 및 특징들과 일치하는 범위 중에서 가장 넓은 범위가 허용되어야 한다.

부가적으로, 이하에서는, 일반성을 상실하지 않으면서, 3GPP LTE 셀룰러 무선 통신 시스템에 대한 특정 언급이 이루어질 것이지만, 본 발명이 또한 WiMAX 또는 WLAN들과 같은 다른 유형의 셀룰러 또는 비셀룰러 시스템에도 적용될 수 있음을 명확히 한다. 이러한 이유 때문에, 네트워크 기반구조의 부분인 트랜시버 스테이션을 언급할 때, 3GPP LTE 셀룰러 무선 통신 시스템들에서 일반적으로 채택되는 용어인 "노드 B"라는 용어가 사용될 것이다.

일 예로서, 도 1a 및 도 1b는 3GPP LTE 셀룰러 무선 통신 시스템의 2개의 노드 B를 개략적으로 도시한 것이며, 여기서 2개의 노드 B는 노드 B1 및 노드 B2로 나타나 있고, 그 각각은 (셀 1 및 셀 2로 각각 나타나 있는) 각각의 셀에 서비스를 제공한다. 도 1a 및 도 1b에는 또한 UE1 및 UE2로 나타나 있는 2개의 사용자 장비가 도시되어 있으며, 그 사용자 장비들은 노드 B1 및 노드 B2에 의해 각각 서비스를 제공받는다. 특히, 도 1a는 FDD-DL(Frequency Division Duplexing - Downlink) 전송 경우를 도시한 것인 반면에, 도 1b는 FDD-UL(Frequency Division Duplexing - Uplink) 전송 경우를 도시한 것이다. 또한, 도 1a 및 도 1b 모두에서 실선들은 유용한 신호들을 나타내는 반면에, 점선들은 셀간 간섭 신호들을 나타낸다.

고려된 통신 시스템에서는, OFDMA-기반 다운링크(DL) 및 SC-FDMA-기반 업링크(UL)가 채용되는 것으로 가정한다.

본 발명은 다운링크에서 액티브 간섭 제어 기능을 수행하거나, 수행하지 않는 시스템들에 마찬가지로 적용할 수 있다. 다운링크 액티브 간섭 제어 기능을 수행하는 시스템들의 경우에, 본 발명은 선택된 다운링크 액티브 간섭 제어 정책과는 독립적으로 적용될 수 있다.

다운링크 액티브 간섭 제어의 일 예가 2007년 2월 9일 출원된, 본 출원인의 국제특허출원 제PCT/EP07/51302호에서 개시되어 있다. 이러한 문서에는 벡터 양자화(quantization)를 사용하되, 사용자 장비들의 위치에 관한 정보를 사용하지 않고, 셀룰러 무선 통신 시스템의 셀 내의 다운링크 간섭 상황을 매핑하고 셀룰러 무선 통신 시스템의 셀 내의 다운링크 간섭 상황 특성을 표시하는 것이 교시되어 있다.

요약하면, 각각의 노드 B(또는 노드 B 그룹)는, 벡터 양자화를 통해, 노드 B에 의해 서비스를 제공받는 셀 내에 존재하는 간섭 상황을 나타내고 노드 B에 의해 서비스를 제공받는 셀 내에 존재하는 간섭 상황 특성을 표시하는 각각의 표시 벡터들에 의해 정의되는 코드워드(codeword)들로 이루어진 코드북(codebook)을 사용한다. 코드북 내의 코드워드들은 소정 개수의 성분들 (또는 치수)들로 이루어지며, 각각의 성분은 소정의 간섭을 주는 노드 B의 간섭 전력을 나타내고, 그리고 특정 시간 순간에서 코드워드 성분들에 의해 추정되는 값들은 간섭 전력들인 치수들을 갖는 벡터 공간 내의 포인트를 나타낸다. 간섭을 주는 주된 노드 B들 모두가 고려될 수 있도록 각각의 코드워드의 성분들의 개수가 선택된다.

특히, 전반적인 OFDM 스펙트럼이 서브반송파 블록들로 나누어지고, 좀더 구체적으로는 물리적 자원 블록(PRB: Physical Resource Block)들로 일반적으로 지칭되는, 하나 이상의 연속적인 OFDM 심볼들에 대한 하나 이상의 서브반송파들의 부분집합들로 나누어지므로, 사용자 장비들은 각각의 PRB에 대해 여러 집합의 간섭 측정들을 수행한다.

특히, 소정의 셀 내의 사용자 장비들은, 셀을 감독하는 노드 B로 피드백 메시지들을 송신하며, 이 경우에 피드백 메시지는, 상기 셀 내의 사용자 장비들이 간섭을 주는 주된 노드 B들 중 각각의 노드 B로부터 수신하는 소정의 PRB 내의 간섭 전력을 담고 있다. 대안적으로, 사용자 장비들은, 소정의 PRB 내의, 상기 간섭을 주는 주된 노드 B들로부터의 파일럿 신호들에 의해 직면하게 되는 감쇠 값들을 담고 있는 피드백 메시지들을 송신할 수 있다. 이웃하는 셀들 중 어느 하나의 셀로부터 간섭이 발생하는지를 구별할 수 있는 능력은 각각의 사용자 장비가 셀-특정 트레이닝 시퀀스들(파일럿 신호 시퀀스들)을 알고 있음을 의미하는 반면에, 감쇠들을 계산할 수 있는 능력은, 각각의 사용자 장비가 파일럿 신호 시퀀스들의 전송 전력들을 알고 있음을 의미한다. 피드백 메시지들을 기반으로 하여, 코드북은 매 순간 셀의 간섭 상황이 허용가능 양자화 에러로 표현되는 것을 보장하기 위해 시간에 맞춰 동적으로 진화한다.

노드 B는 셀 내의 사용자 장비들 중 각각의 사용자 장비를 표현하기 위해 하나의 코드워드를 선택할 수 있고, 코드워드는 하나 이상의 사용자 장비를 또한 표현할 수 있다.

다운링크 셀간 간섭과는 다르게, 소정의 사용자 장비의 업링크 전송은 오버래핑 타임 슬롯들 동안 동일한 PRB를 통해 전송하는, 이웃하는 셀들 내의 사용자 장비들의 업링크 전송에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다.

따라서, 본 발명에서, 본 출원인은, 다운링크에서의 간섭 특성 표시에 사용될 수 있는 동일한 감쇠 측정들이 업링크에서의 간섭 특성 표시에도 마찬가지로 사용될 수 있는 것으로 가정하여, 다운링크 간섭 특성 표시 및 완화 접근방식을 업링크에 이르기까지 확장하는 것을 제안한다.

특히, 특정 시간 주기로 모든 노드 B가 셀-특정 파일럿 신호들의 시퀀스를 전송하는 것으로 가정하면 이하의 수학식 1과 같이 표기된다:

여기서,

는 시퀀스 길이이다.

그 외에도, 소정의 사용자 장비(UE: User Equipment)에 대해 간섭을 주는

개의 노드 B, 즉 서비스를 제공하는 노드 B의 주파수 자원들의 동일한 집합 또는 부분집합을 사용하고, 그러한 UE에 대한 잠재적인 주된 간섭자(interferer)들로 간주될 수 있는 노드 B들이 존재하는 것과 간주된 UE가 간섭을 주는 그러한 주된 노드 B들의

개의 파일럿 신호의 시퀀스를 알고 있는 것으로 또한 가정하기로 한다. 이때, UE는 알고 있는

개의 파일럿 신호들의 시퀀스들 각각에 대해 수신된 전력을 주기적으로 측정할 수 있게 된다.

UE에 의해 측정된 전력량은 이하의 수학식 2와 같은 형태를 취한다:

여기서

은 시간 순간이고,

는 UE를 식별하는 인덱스이다. 또한, 측정된 전력들이 실제로 소정 시간에 걸친 평균 전력들인 것으로 가정하기로 한다.

모든 노드 B들이 동일한 파일럿 신호 전력을 전송하는 것으로 가정하면, 측정된 전력들의 벡터는 각각의 간섭자의 파일럿 신호에 의해 직면하게 되는 장기간(long-term) 평균 감쇠에 역비례한다. 데시벨로, 반전(inversion)은 부호(sign)의 변경이 되므로 이하의 수학식 3이 성립된다:

여기서,

는 감쇠 벡터이고,

는 전송 안테나에서의 파일럿 신호 전력을 표현하고,

는 시스템에서의 전력의 정규화(normalization)에 사용되며 파일럿 신호에 대한 고려가능한 전력 제어 메커니즘을 또한 고려할 수 있는 선택적인 항이다.

k 번째의 UE는 감쇠 벡터

를 서비스를 제공하는 노드 B로 주기적으로 피드백할 수 있다. 그러한 서비스를 제공하는 노드 B는 감쇠 벡터

를 그 자체로 저장할 수도 있고, 위에서 참조한 특허출원 제PCT/EP07/51302호에 기재된 바와 같은 벡터 양자화 프로세스를 그것에 적용할 수도 있다.

업링크에서 셀간 간섭에 직면하고 있는 인덱스

로 표시된 노드 B(간섭을 받는 노드 B)를 고려해 보기로 한다. 그 외에도, 노드 B의 인덱스 i에 의해 식별되는 b 번째 노드 B 주변에 있는 제1 셀 계층 또는 제2 셀 계층에 있는 하나의 셀을 또한 고려해 보기로 하는데, 여기서, i 번째 노드 B(서비스를 제공하는 노드 B)는 k 번째 사용자 장비에 서비스를 제공한다. 이전에 언급한 바와 같이, i 번째 노드 B는 감쇠 벡터

를 알고 있다.

무선 채널의 상반 원리(reciprocity principle)가 유효하다고 가정하면, 다운링크 무선 신호들이 b 번째 노드 B로부터 k 번째 UE로 이동할 때 다운링크 무선 신호들이 소정의 장기간 평균 감쇠에 직면하게 된다면 업링크 무선 신호들이 k 번째 UE로부터 b 번째 노드 B로 이동할 때 업링크 무선 신호들이 거의 동일한 장기간 평균 감쇠에 직면하게 된다는 점은 또한 사실인데, 여기서 위와 같은 가정은 업링크 채널 및 다운링크 채널이 반송파 주파수와 관련하여 주파수 스펙트럼에서 너무 멀리 떨어져 있지 않을 때 FDD에서 그리고 TDD에 대해 유효하다.

그 외에도, b 번째 노드 B가 k 번째 UE에 대한 주된 간섭자들(즉, 상기 제1 및 제2 계층들에 속하고 소정 임계값보다 낮은 간섭 신호들에 대한 감쇠에 직면하게 되는 간섭자들) 내에 포함되지 않는다면, k 번째 UE가 b 번째 노드 B의 업링크 채널에 의해 유지되는 셀간 간섭에 대해 관련이 없는 것으로 무난하게 가정하는 것이 가능하다. 이와 반대로, b 번째 노드 B가 k 번째 UE의 주된 간섭자들 내에 포함된다면, i 번째 노드 B가 평균 감쇠 항(

)을 알고 있다.

본 발명에 의하면, i 번째 노드 B가 b 번째 노드 B로, 노드 B들 간의 직접적인 통신을 허용하기 위한, 일반적으로 X2로 알려져 있고 3GPP LTE(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution)에서 제공되는 인터페이스(3GPP TS 36.300 참조)를 경유해서, 각각의 PRB를 통해 k 번째 UE에 의해 전송되는 평균전력 값 및

값을 송신한다. 따라서, b 번째 노드 B는 k 번째 UE 에 기인한 평균 업링크 간섭 전력을 매 PRB를 통해 추정할 수 있다.

좀더 일반적으로 말하면, b 번째 노드 B는 이하의 수학식 4와 같은 계산(대수 단위로)을 통해 업링크에서 m 번째 PRB를 통해 총체적인 장기간 평균 간섭 전력을 추정할 수 있다.

여기서 시간-종속성(time-dependency)(인덱스 n)은 모든 항들에서 의도적으로 생략되었다. 수학식 4는

개의 상이한 셀들에 대해 계산된다: 인덱스 i는 그러한 셀들 각각의 서비스를 제공하는 노드 B를 식별하는 반면에, 인덱스 k는 i 번째 노드 B에 의해 서비스를 제공받는 셀, 즉, i 번째 셀 내의

개의 상이한 UE들을 식별하고;

는 i 번째 셀에 속하는 k 번째 UE가 m 번째 PRB를 통해 전송하는 평균 전력이고;

는 b 번째 노드 B 및 i 번째 셀에 속하는 k 번째 UE 간의 평균 감쇠이다. 페이딩(fading)에 기인한 평균화 때문에

가 m에 의존하지 않는다는 점을 주목하는 것이 중요하다.

본 발명에 의하면, b 번째 노드 B는 i 번째 노드 B에 X2 인터페이스를 경유하여 소정의 PRB(들)를 통해 업링크 전송 전력을 감소시키도록 하는 요청을 발행할 수 있다. b 번째 노드 B로부터 발행되는 요청이, b 번째 셀 내의 무선 자원들을 완전히 이용하여 동일 셀 내의 특정한 성능 파라미터(들)를 최대화하기 위한 목적을 가진 메커니즘에 의해 좌우된다는 것이 명백하다.

이어서, i 번째 노드 B는 이웃하는 노드 B들로부터의 요청들을 수집하고, 간섭 조정 알고리즘, 예를 들면 공급자 특정(vendor-specific) 알고리즘에 따라 어떤 요청을 만족시켜야 할지 말지를 평가한다.

본 발명에 따른 업링크 동일 채널 간섭 제어 및 완화 방법은 서비스를 제공받는 무수한 UE들 때문에, X2 인터페이스를 통한 대량의 시그널링을 초래할 수 있다. 실제로, 단일 셀은 수백 개 또는 심지어 수천 개의 사용자 장비들에 서비스를 제공할 수 있다. 그 외에도, 각각의 셀 내의 각각의 PRB에 대하여, 업링크 다중-사용자 다중입력 다중출력(MIMO: Multiple-Input Multiple-Output)이 채택될 때, 여러 사용자가 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식으로, 그리고 SDMA(Space Division Multiple Access) 방식으로 동일 자원에 액세스하게 하는 것이 원칙상으로 가능하다. 이러한 이유 때문에, 각각의 PRB를 통해 각각의 UE에 대한 평균 업링크 전송 전력 및 평균 감쇠를 이웃하는 노드 B들에 송신하는 것이 실용적이지 않을 수 있다.

그러므로, X2 인터페이스를 통한 시그널링을 감소시키기 위해, 본 발명의 부가적인 측면에 의하면, 소정의 그룹화 기준에 따라 사용자 장비(UE)들을 그룹화하고, 그 다음에 X2 인터페이스를 경유해서 이웃하는 노드 B들로, 각각의 PRB를 통해 사용자 장비들의 각각의 그룹에 대한 정보(예컨대, 평균 감쇠 및 평균 업링크 전송 전력)를 송신하는 것이 제안된다. 특히, 간섭을 받는 b 번째 노드 B와 관련하여, i 번째 노드 B에 의해 서비스를 제공받는 셀 내의 사용자 장비들이 R 개의 그룹들로 된 집합

으로 나누어져서,

인 경우에 이러한 그룹들의 합집합이 상기 셀 내의 모든 UE들에 상당하게 되는데, 이는 이하의 수학식 5 및 6으로 표기된다:

수학식 5는 간섭을 받는 어떤 셀(b 번째 셀)이 고려되는가에 따라, i 번째 셀에 속하는 UE들이 그룹들의 서로 다른 집합들로 나누어짐을 보여준다.

고려가능한 그룹화 기준은 간섭을 받는 고려된 노드 B들에 의해 직면하게 되는 평균 감쇠에 기반하여 이루어진다. 이러한 그룹화 기준에 의하면, 우선적으로 그룹들의 개수 R 이 결정되고, 그 다음에 감쇠 확률 밀도 함수

가 계산되고, 그 다음에 R 개의 서로 다른 영역들로 분할(slice)되고; 각각의 그룹에 대해 특정 영역에 속하는

를 갖는 UE들이 할당된다. 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같이, 분산 함수가 R 개의 동등한 영역들로 분할될 수 있다. 수학식들에서, R 개의 영역들이 이하의 수학식 7과 같이 R+1 개의 감쇠 값들에 의해 구분 지어진다:

그 다음에, 그룹화 규칙이 이하의 수학식 8과 같이 표기될 수 있다:

대안적으로 그룹화 동작이 벡터 양자화를 통해 수행될 수 있다. 이 경우에, 그룹들의 각각의 집합에 대해 특정 코드북이 필요하다. 각각의 코드북이 R 개의 서로 다른 코드워드들을 갖는다. 그룹화 규칙은 이하의 수학식 9와 같이 표기된다:

여기서

는 벡터 양자화 동작을 나타내고,

는 b 번째 셀에 대한 그룹들의 집합에 관한, i 번째 셀의 코드북 내의 q 번째 코드워드이다.

사용자 장비 그룹화의 채택으로, b 번째 노드 B는 이하의 수학식 4a와 같이 수학식 4의 수정인 근사 계산을 통해 업링크에서의 m 번째 PRB를 통한 총체적인 장기간 평균 간섭 전력을 추정할 수 있다:

여기서

는 m 번째 PRB를 통해 그룹

에 속하는 UE들이 전송하는 총체적인 평균 전력이고,

는 그룹

에 속하는 UE들과 b 번째 노드 B 사이에서 직면하게 되는 평균 감쇠이다.

수학식을 좀더 단순화시키면 이하의 수학식 4b와 같다.

여기서 간섭을 주는 각각의 셀에 대해서 m 번째 PRB를 통해 최대 간섭 전력을 제공하는 그룹만이 그러한 계산에 고려된 것이다.

위에 언급한 수학식 8 및 수학식 9에 대한 대안으로서, 그룹화 동작을, 평균 전송 전력 및 감쇠의 차분, 즉 희생자 노드 B(victim node B)에 의해 유지되는 간섭 전력을 기반으로 수행하는 것이 가능하다. 이 경우에, 전송 전력이 PRB에 의존하기 때문에, 그룹화가 PRB에 특정된다. 예를 들면, 그룹화 규칙(수학식 8)이 이하의 수학식 8a와 같이 변형된다.

여기서

로 지칭되는 양(quantity)들은 m 번째 PRB를 통해 b 번째 노드 B에 의해 수신된 평균 간섭 전력의 확률 밀도 함수 내 동등 영역 슬라이스들(또는 소정 정책에 의해 정의된 영역들)을 구분한다.

또 하나의 가능성에 따르면, i 번째 노드 B는 각각의 PRB에 대해 소정 임계값보다 많은 양

을 갖는 UE들을 선택하고, (b 번째 노드 B와 관련하여) 그러한 UE들 모두를 그 PRB에 대한 잠재적인 간섭자들에 속하는 것들로 간주한다. 나머지 UE들은 간섭 특성 표시 프로세스에 덜 영향을 주는 것으로 간주하게 되어 폐기된다(또는 하위 우선순위 문제들을 고려하는 2차 메커니즘으로 포워드(forward)된다). 이리하여, 이하의 수학식 10이 구해진다:

여기서 인덱스

가

에 존재하지 않는데, 이는 수학식 8a와 비교해 볼 때 그룹들의 수에서 R 배 감소를 의미한다.

또다시, 수학식 4a 및 4b와 유사한 수학식들이 그룹화 규칙(수학식 10)이 사용될 때 마찬가지로 적용될 수 있다. 이러한 경우에, 인덱스

에 대한 종속성이 PRB 인덱스 m 에 대한 종속성으로 대체된다.

지금까지 기술된 모든 그룹화 기준은 사용자 장비들이 단일 특징(예컨대,

와 같은 변수)를 기반으로 소정의 그룹에 속하는 것으로서 또는 속하지 않는 것으로서 선택되는 것으로 가정하고 있지만, 그룹화 기준은 또한 하나 이상의 변수를 기반으로 이루어질 수 있다. 특히, 사용자 장비들은 사용자 장비들이 사용하고 있는 서비스 타입(예컨대, 실시간, 비-실시간, 최선형 등등)을 기반으로 그리고

와 같은, 위에서 언급한 변수들 중 하나를 기반으로 그룹화될 수 있다. 또한 소정의 서비스 타입을 통해 특정 시간 간격에서 동작하는 사용자 장비들이 함께 그룹화될 수 있다.

노드 B들 간의 간섭 조정 메커니즘이 단지 특정 서비스 타입들 상에서만 동작하고 서비스 타입에 따라 다르게 동작한다면, X2 인터페이스를 통해 동일 서비스 타입을 사용하고 있는 UE들의 그룹에 관련된 정보를 교환하는 것이 더 효율적이게 된다.

어떤 경우든 간에, 본 발명의 실시 예에 의하면, i 번째 노드 B가 X2 인터페이스를 통해 b 번째 노드 B로, 각각의 그룹에 대해 또는 단지 특정 그룹들에 대해서만 m 번째 PRB를 통해 총체적인 업링크 평균 간섭 전력에 관한 데이터를 송신한다.

마지막으로, 본 발명에 대해 다수의 수정들 및 변경들이 행해질 수 있고, 모두 첨부된 청구항들에서 정의된 것과 같이 본 발명의 범위에 속한다.

특히, 본 발명은 이론상으로는 어떤 무선 통신 시스템에도 또한 적용될 수 있고; 다운링크에서 액티브 간섭 제어를 수행하거나 수행하지 않는 시스템들에 동등하게 적용될 수 있고; 액티브 다운링크 간섭 제어의 경우에, 다운링크에 대해 선택된 정책과는 독립적임을 알 수 있을 것이다.

또한 다른 그룹화 기준이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 첨부된 청구항들에 정의된 대로 본발명에 적용될 수 있다.

그 외에도, 평균 감쇠들은 사용자 장비들에 의해 직접 계산되고, 그 다음에 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션으로 송신되고, 대안적으로 서비스를 제공하는 동일한 트랜시버 스테이션에 의해 계산될 수 있다.

Claims

서비스를 제공하는 대응하는 트랜시버 스테이션들과 통신하도록 구성된 복수의 사용자 장비들을 구비한 무선 통신 시스템에서 간섭 특성을 표시하는 방법으로서, 상기 방법은,

간섭을 주는 사용자 장비들에 의해 간섭을 받는 트랜시버 스테이션에 의해 직면하게 되는 간섭 표시 양을 결정하는 단계;

상기 간섭을 주는 사용자 장비들로부터의 관련 간섭과 상기 간섭 표시 양을 기반으로 트랜시버 스테이션들 간에 정보를 교환하는 단계;를 포함하며,

상기 방법은,

상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들에 의해, 간섭을 주는 사용자 장비들의 그룹들을 형성하도록 소정의 그룹화 기준에 따라 상기 간섭을 주는 사용자 장비들을 그룹화하는 단계;

각각의 그룹에 대하여, 상기 그룹에 속하는 상기 간섭을 주는 사용자 장비들과 상기 간섭을 받는 소정의 트랜시버 스테이션 사이에 전파되는 신호들에 의해 직면하게 되는 감쇠들을 기반으로 총체적인 평균 감쇠를 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션에 의해, 계산하는 단계;

를 더 포함하며, 그리고

상기 교환하는 단계는 상기 그룹들로부터의 간섭에 관한 정보를 교환하는 단계를 포함하고,

상기 그룹화 기준은,

상기 간섭을 받는 소정의 트랜시버 스테이션에 관련된 감쇠들;

상기 간섭을 주는 사용자 장비들의 감쇠 및 간섭 전송 전력 간의 차; 및

상기 간섭을 주는 사용자 장비들에 의해 사용되는 서비스 타입;

중의 적어도 하나에 의존하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항에 있어서,

상기 사용자 장비들은 서비스를 제공하는 대응하는 트랜시버 스테이션들과 통신하고,

상기 교환하는 단계는 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들로부터 상기 간섭을 받는 트랜시버 스테이션들로 정보를 송신하는 단계를 포함하며,

상기 정보는,

상기 간섭을 받는 트랜시버 스테이션들에 간섭을 주며 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들에 의해 서비스를 제공받는 간섭을 주는 사용자 장비들로부터의 간섭에 관한 정보인 것을 특징으로 하는, 방법.
제1항에 있어서,

상기 결정하는 단계는,

상기 간섭을 받는 트랜시버 스테이션들과 상기 간섭을 주는 사용자 장비들 간에 전파되는 신호들의 감쇠(attenuation)들을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제3항에 있어서,

상기 결정하는 단계는,

상기 간섭을 주는 사용자 장비들에 의해, 상기 간섭을 받는 트랜시버 스테이션들에 의해 전송되는 신호들의 전력들 및/또는 평균 전력들을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제4항에 있어서,

상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들은 다수의 물리적 자원 블록들로 편성되는 주파수 대역에서 상기 간섭을 주는 사용자 장비들과 통신하도록 구성되고,

상기 측정하는 단계는, 대응하는 물리적 자원 블록들에서 상기 간섭을 주는 사용자 장비들에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제4항에 있어서,

상기 감쇠들은, 상기 간섭을 받는 트랜시버 스테이션들이 상기 신호들을 전송하기 위해 사용하는 전송 전력들을 기반으로 그리고 상기 측정된 전력들을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제6항에 있어서,

상기 감쇠들을 결정하는 단계는 상기 간섭을 주는 사용자 장비들에 의해 수행되고,

상기 방법은,

상기 간섭을 주는 사용자 장비들로부터 서비스를 제공하는 대응하는 트랜시버 스테이션들로, 상기 결정된 감쇠들, 및 상기 간섭을 주는 사용자 장비들이 전송하기 위해 사용하는 간섭 전송 전력들을 전달하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제6항에 있어서, 상기 방법은,

상기 간섭을 주는 사용자 장비들로부터 서비스를 제공하는 대응하는 트랜시버 스테이션들로, 상기 측정된 전력들, 및 상기 간섭을 주는 사용자 장비들이 전송하기 위해 사용하는 간섭 전송 전력들을 전달하는 단계;

를 더 포함하며,

상기 감쇠들을 결정하는 단계는 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션들에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제3항에 있어서,

상기 간섭을 주는 사용자 장비들로부터의 간섭에 관한 정보는,

상기 감쇠들에 기반하고 그리고 상기 간섭을 주는 사용자 장비들이 전송하기 위해 사용하는 간섭 전송 전력들에 기반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 그룹화하는 단계는 간섭을 받는 소정의 트랜시버 스테이션에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 방법은,

각각의 그룹에 대하여, 상기 그룹에 속하는 상기 간섭을 주는 사용자 장비들이 전송하기 위해 사용하는 간섭 전송 전력들을 기반으로 총체적인 평균 간섭 전송 전력을, 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션에 의해, 계산하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 방법은,

상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션으로부터 상기 간섭을 받는 소정의 트랜시버 스테이션으로, 상기 그룹들의 상기 총체적인 평균 간섭 전송 전력들 및 상기 총체적인 평균 감쇠들을 송신하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 방법은,

상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션으로부터 상기 간섭을 받는 소정의 트랜시버 스테이션으로, 모든 상기 그룹들의 총체적인 평균 간섭 전송 전력들 및 모든 상기 그룹들의 총체적인 평균 감쇠들의 비(ratio)들 중에서 최대값을 송신하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
삭제
제13항에 있어서, 상기 방법은,

상기 감쇠들의 분포 함수(distribution function)를 계산하는 단계;

상기 분포 함수를 소정 개수의 영역들로 나누는 단계;

대응하는 감쇠들이 속한 영역에 의존하여, 상기 간섭을 주는 사용자 장비들을 상기 그룹들에 할당하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 방법은,

코드북을 상기 서비스를 제공하는 트랜시버 스테이션에 연관시키는 단계로서, 상기 코드북은, 각각의 코드워드가 대응하는 양자화된 감쇠 값을 나타내는 소정 개수의 코드워드들을 포함하는, 단계;

대응하는 감쇠 범위들을 나타내는 코드워드들을 상기 코드북에서 식별하는 단계; 및

소정의 코드워드에 의해 식별되는, 대응하는 감쇠들이 속하는 범위에 의존하여, 상기 간섭을 주는 사용자 장비들을 상기 그룹들에 할당하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

그룹화는 상기 그룹화 기준들 중 2 이상의 그룹화 기준에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
사용자 장비들과 통신하도록 구성된 복수의 무선 트랜시버 스테이션들을 구비한 무선 통신 시스템으로서, 상기 시스템은,

제1항 내지 제9항, 제11항 내지 제14항, 제16항, 제17항, 및 제20항 중의 어느 한 항에 따른 간섭 특성 표시 방법을 구현하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 시스템.
무선 통신 시스템에서의 무선 트랜시버 스테이션의 프로세서의 메모리 내에 로드될 수 있는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터-판독가능 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은,

상기 컴퓨터 프로그램이 상기 프로세서상에서 실행될 때, 제1항 내지 제9항, 제11항 내지 제14항, 제16항, 제17항, 및 제20항 중의 어느 한 항에 따른 간섭 특성 표시 방법을 구현하는 소프트웨어 코드 부분들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
무선 통신 시스템에서 간섭을 완화하는 방법으로서,

제1항 내지 제9항, 제11항 내지 제14항, 제16항, 제17항, 및 제20항 중의 어느 한 항에 따라 간섭 특성을 표시하는 단계; 및

무선 자원 관리(RRM: Radio Resource Management) 레벨에서 동작하는 간섭을 완화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제23항에 있어서,

상기 완화하는 단계는,

상기 간섭을 주는 사용자 장비들의 전송 전력을 감소시키도록 하는 요청들을 트랜시버 스테이션들 간에 교환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.