KR101547060B1 - 다중 라디오 접속 기술을 적용한 다중 셀 다운링크 통신 환경에서 부정확한 채널정보를 고려한 빔포밍과 워터필링을 바탕으로 한 반복적 파워 할당 기법 - Google Patents

다중 라디오 접속 기술을 적용한 다중 셀 다운링크 통신 환경에서 부정확한 채널정보를 고려한 빔포밍과 워터필링을 바탕으로 한 반복적 파워 할당 기법 Download PDF

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이원주
하대한
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Abstract

일실시예에 따르면, 각 셀의 기지국 또는 송신부에서 다른 셀의 간섭을 고려하지 않고 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당할 수 있다. 다음으로, 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미리 정해진 목표 전송량이 전송되하도록 빔포밍 벡터를 생성할 수 있다. 다음으로, 채널 피드백이 부정확할 경우의 간섭을 고려하여 송신 전력을 조절할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 셀부터 우선권을 갖는 수신기에 미치는 간섭을 고려하여 송신 전력을 결정하고 앞선 과정에서 할당된 전력과 비교하여 남는 전력을 다른 주파수 대역으로 넘겨줘 총 전송량을 높일 수 있다.

Description

다중 라디오 접속 기술을 적용한 다중 셀 다운링크 통신 환경에서 부정확한 채널정보를 고려한 빔포밍과 워터필링을 바탕으로 한 반복적 파워 할당 기법{ITERATIVE POWER ALLOCATION SCHEME USING WATERFILLING AND BEAMFORMING IN IMPERFECT CHANNEL STATE INFORMATION FOR MULTI CELL DOWNLINK COMMUNICATIONS WITH MULTIPLE RADIO ACCESS TECHNOLOGY}
아래 실시예들은 다중 라디오 접속 기술을 적용한 다중 셀 환경의 다운링크 셀룰러 통신망에서 송신 전력을 할당하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
다중 라디오 접속 기술을 통해 추가적인 주파수 대역할당 없이 전송률 이득을 얻을 수 있다. 또한 독립적인 라디오에 다중 접속이 가능하기 때문에 다중화 이득(diversity gain)을 얻을 수 있으며 안정적인 통신을 가능하게 한다. 이외에 유휴 주파수 사용의 활용을 통해 주파수 효율을 개선할 수 있으며, 다중의 라디오 네트워크에 동시에 접속할 수 있기 때문에 부하가 심한 라디오 네트워크의 부하를 경감하고 균형을 맞출 수 있다.
여러 개의 셀이 존재하는 환경에서 서로 다른 셀의 기지국과 단말기가 같은 주파수 대역을 사용하는 경우 인접 셀 간의 간섭을 완화하는 것은 중요한 문제이다. 따라서 우선적으로 사용하는 주파수 대역의 전송량을 보장하고, 간섭을 완화하기 위해 송신기에서 각 채널 정보를 이용한 빔포밍(beamforming)을 이용할 수 있다.
다중 라디오 접속 기술을 사용하는 단일 송신기에서 한정된 송신 파워로 최대의 전송량을 얻기 위해 주파수 대역마다 적정한 파워를 할당하기 위한 기법이 필요하다.
다중 라디오 접속 기술을 적용한 셀이 여러 개가 존재하는 경우, 서로 같은 주파수 대역을 사용하는 셀 간의 간섭을 완화하는 기술이 필요하다.
각 송신기에서 간섭을 완화하기 위한 빔포밍을 수행하기 위해서는 수신기에서 송신기 측으로 채널정보를 보내줘야 하는데, 이때 채널정보가 부정확한 경우에도 간섭을 제어하기 위한 기법이 필요하다.
일 측에 따른 다중 셀 환경의 통신망 시스템에서 송신 전력을 할당하는 방법은 각 셀에서 워터필링 방법을 통해 각 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당하는 단계 상기 각 셀에서 셀 정보에 기초하여 각 셀이 지원 가능한 주파수 대역 중에서 우선적으로 사용할 주파수 대역을 선택하여 주파수 대역에 우선권을 부여하는 단계 및 상기 각 셀 간의 간섭 채널 정보 및 셀 내부의 전송 채널 정보를 상기 송신부를 포함하는 송신기에 피드백 하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 송신 전력을 할당하는 방법은 상기 제2 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제1 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제2셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 셀 정보는 채널의 상태, 송신부와 수신부의 상황 및 네트워크 부하 중 적어도 하나일 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 피드백하는 단계는 제2 셀의 수신기에서 제2 간섭 채널 정보를 제1 셀의 송신기에 피드백하는 단계, 제1 셀의 수신기에서 제1 전송 채널 정보를 제1 셀의 송신기에 피드백하는 단계, 제1 셀의 수신기에서 제1 간섭 채널 정보를 제2 셀의 송신기에 피드백하는 단계 및 제2 셀의 수신기에서 제2 전송 채널 정보를 제2 셀의 송신기에 피드백하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 피드백 하는 단계는, 상기 피드백 된 채널 정보들을 기초로 선택된 빔 포밍 기법을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 빔 포밍 기법을 적용하는 단계는, 상기 우선권을 갖는 주파수 대역의 송신부에서 최대 비 전송(maximum ratio transmission, MRT) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계 및 상기 우선권이 없는 주파수 대역의 송신부에서 제로 포싱(zero forcing, ZF) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 송신 전력을 재할당하는 단계는, 상기 제2 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제1 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부의 송신 전력을 결정하는 단계 및 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력과 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력 중 작은 송신 전력을 상기 제2 셀의 상기 송신부의 송신 전력으로 하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 송신 전력을 재할당하는 단계는, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력이 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력보다 큰 경우, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력에서 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력을 뺀 값을 상기 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 워터필링 방법을 통해 재할당할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계는, 상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 재할당된 송신 전력을 반영하여 상기 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제1 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계는, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력에서 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력을 뺀 값이 미리 정해진 값 이하가 될 때까지 반복할 수 있다.
다른 일 측에 따르면, 다중 셀 환경의 통신망의 송신기에서 송신 전력을 할당하는 방법은 각 셀에서 워터필링 방법을 통해 각 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당하는 단계, 각 셀에서 셀 정보에 기초하여 각 셀이 지원 가능한 주파수 대역 중에서 우선적으로 사용할 주파수 대역을 선택하여 주파수 대역에 우선권을 부여하는 단계 및 각 셀의 수신기로부터 피드백 받은 채널 정보들을 기초로 선택된 빔 포밍 기법을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 송신 전력을 할당하는 방법은 상기 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제1셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 빔 포밍 기법을 적용하는 단계는, 상기 우선권을 갖는 주파수 대역의 송신부에서 최대 비 전송(maximum ratio transmission, MRT) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계 및 상기 우선권이 없는 주파수 대역의 송신부에서 제로 포싱(zero forcing, ZF) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 빔 포밍 기법을 적용하는 단계는, 상기 우선권을 갖는 주파수 대역의 송신부에서 최대 비 전송(maximum ratio transmission, MRT) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계 및 상기 우선권이 없는 주파수 대역의 송신부에서 제로 포싱(zero forcing, ZF) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 송신 전력을 재할당하는 단계는, 상기 제1 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부의 송신 전력을 결정하는 단계 및 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력과 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력 중 작은 송신 전력을 상기 제1 셀의 상기 송신부의 송신 전력으로 하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 송신 전력을 재할당하는 단계는, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력이 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력보다 큰 경우, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력에서 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력을 뺀 값을 상기 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 워터필링 방법을 통해 재할당할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 제1 셀 및 제2 셀을 포함하는 다중 셀 환경의 통신망에서 적어도 하나의 안테나를 갖는 수신기에 송신 전력을 할당하는 송신기는 워터필링(water-filling) 기법을 이용하여 각 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당하는 송신 전력 할당부, 상기 제1 셀에 대응하는 셀 정보에 기초하여 상기 제1 셀에서 지원 가능한 주파수 대역에 대해 우선권을 결정하는 우선권 결정부, 각 셀의 수신기로부터 피드백 받은 채널 정보들을 기초로 선택된 빔 포밍을 수행하는 빔 포밍부 및 상기 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제1셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 송신 전력 재할당부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 빔 포밍부는, 상기 우선권을 갖는 주파수 대역의 송신부에서 최대 비 전송(maximum ratio transmission, MRT) 빔 포밍 벡터를 만들고, 상기 우선권이 없는 주파수 대역의 송신부에서 제로 포싱(zero forcing, ZF) 빔 포밍 벡터를 만들 수 있다.
여기서, 상기 송신 전력 재할당부는, 상기 제1 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부의 송신 전력을 결정하고, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력과 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력 중 작은 송신 전력을 상기 제1 셀의 상기 송신부의 송신 전력으로 할 수 있다.
다중 라디오 접속 기술을 사용하는 단일 송신기에서 한정된 송신 파워로 최대의 전송량을 얻기 위해 주파수 대역마다 적정한 파워를 할당할 수 있다.
다중 라디오 접속 기술을 적용한 셀이 여러 개가 존재하는 경우, 서로 같은 주파수 대역을 사용하는 셀 간의 간섭을 완화할 수 있다.
각 송신기에서 간섭을 완화하기 위한 빔포밍을 수행하기 위해서는 수신기에서 송신기 측으로 채널정보를 보내줘야 하는데, 수신기에서 송신기로 보내는 피드백 양이 제한된 통신환경이 반영되어, 채널정보가 부정확한 경우에도 간섭을 제어할 수 있다.
또한 송신기와 수신기가 접속할 수 있는 주파수 대역의 수가 증가할수록 채널환경이나 송신기, 수신기의 상태에 따라 인접 셀 간의 간섭 채널은 최대한 작고, 자신의 전송 채널은 큰 주파수 대역을 골라 우선권을 부여할 수 있고, 이런 경우 우선권을 부여하지 않고 파워를 할당하는 경우에 비해 우선권을 갖는 주파수 대역에서 더 높은 전송량을 보장할 수 있게 된다.
도 1은 다중 라디오 접속 기술을 적용한 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 두 개의 셀 간에 발생하는 간섭을 제어하기 위한 빔 포밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 다중 라디오 접속 기술을 사용한 다중 셀에서의 시스템 구성도이다.
도 4는 일실시예에 따라 주파수 대역에 따라 송신 전력을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 우선권이 있는 채널의 전송량을 보장하기 위해 빔포밍을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 수신기에서 송신기로의 피드백 양이 한정된 경우 부정확한 채널 정보가 피드백 되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 수신기에서 송신기로의 채널 정보 피드백이 부정확한 경우 발생하는 간섭을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일실시예에 따라 주파수 대역이 4개인 경우에 송신 전력의 분배에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일실시예에 따른 다중 셀 환경의 다운링크 셀룰러 통신망에서 송신 전력을 할당하는 방법의 순서도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 다중 라디오 접속 기술을 적용한 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 하나의 기지국(110), 단말기(120) 쌍이 독립적인 다중의 라디오 네트워크에 (예를 들어 LTE, 3G, Wi-Fi 등) 동시에 접속하여 데이터를 전송하는 다중 라디오 접속 기술(multiple radio access technology, MRAT)이 개시된다. 일실시예에 따른 다중 라디오 접속 기술을 통해 추가적인 주파수 대역 할당 없이, 전송률의 이득을 얻을 수 있다. 일실시예에 따르면 다중 라디오 접속 기술에서 이종 라디오 네트워크 간에 서로 독립적인 고유 주파수 대역을 가지고 있기 때문에 동일한 셀 내에서는 채널 간의 간섭이 없어, 주파수 대역을 동시에 사용할 수 있다. 이 경우에 송신기에서 전송량을 높이기 위해 각 주파수 대역에 대한 송신 전력의 할당 방법이 문제가 될 수 있다. 일실시예에 따르면, 각 기지국에서는 사용 가능한 주파수 대역의 전송 채널 상태, 라디오 부하 상황 및 단말기가 지원 가능한 주파수 대역 중 적어도 하나에 따라서 자신이 우선적으로 사용할 주파수 대역을 선택할 수 있다.
도 2는 두 개의 셀 간에 발생하는 간섭을 제어하기 위한 빔 포밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 2(a)를 참조하면,
Figure 112014028660135-pat00001
는 송신기(210, 220), 수신기(230, 240) 간의 링크 채널을 뜻하며,
Figure 112014028660135-pat00002
은 서로 다른 수신기에 간섭을 주는 간섭 채널을 의미한다.
Figure 112014028660135-pat00003
는 송신기1과 2에서 보내는 각각의 원래 신호이고,
Figure 112014028660135-pat00004
는 원래 신호에 각각 빔포밍 벡터
Figure 112014028660135-pat00005
를 적용하여 보내는 송신 신호이다.
도 2(b)를 참조하면, 제1 송신기(210), 제1 수신기(230) 사이의 전송량을 보장하기 위해 제1 송신기에서는 자신의 링크 채널
Figure 112014028660135-pat00006
과 같은 방향의 최대 비 전송 (maximum ratio transmission, MRT) 빔포밍 벡터를 만들고, 제2 송신기(220)에서는 제1 수신기(230)에 대한 간섭을 줄이기 위해 간섭 채널(
Figure 112014028660135-pat00007
)에 수직한 제로 포싱 (zero forcing, ZF) 빔포밍 벡터를 만들 수 있다. 이때의 빔포밍 벡터는 수학식1과 같으며, 이때 수신기에서 받는 신호
Figure 112014028660135-pat00008
에 대해 수학식 2을 통해 살펴보면 다음과 같다. 수학식 1에서
Figure 112014028660135-pat00009
는 간섭 채널(
Figure 112014028660135-pat00010
)에 수직한 벡터이다.
Figure 112014028660135-pat00011
여기서
Figure 112014028660135-pat00012
는 간섭 채널(
Figure 112014028660135-pat00013
)에 수직한 벡터이다.
Figure 112014028660135-pat00014
Figure 112014028660135-pat00015
일실시예에 따르면, 빔포밍을 수행할 때 수신기는 각각의 송신기와의 채널 정보를 정확히 아는 것이 중요하다. 일실시예에 따르면, 수신기에서 각 송신기로 보내주는 채널의 정보가 부정확한, 제한된 피드백(limited feedback) 상황에서, 빔포밍을 수행하고 부정확한 채널 정보에 따른 간섭을 줄이고 전송량을 높이기 위해 워터필링(waterfilling)과 간섭을 고려하여 반복적으로 송신 전력을 할당할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 다중 라디오 접속 기술을 사용한 다중 셀에서의 시스템 구성도이다.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따라 제1 셀(310) 및 제2 셀(320)의 두 개의 셀이 존재하고 임의의 N개의 라디오 네트워크 또는 주파수 대역이 존재하는 다중 셀 다운링크 통신 시스템을 구성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 수신기와 송신기가 한 쌍씩 존재하는 두 개의 셀에 대해 서로 간의 간섭을 완화하기 위해 각 수신기가 동일 셀의 송신기와 다른 셀의 송신기에게 전송 채널 정보 및 간섭 채널 정보를 피드백하여 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 수신기는 채널 정보를 분석하고, 분석한 채널 정보를 같은 셀의 송신기에게 피드백할 수 있다. 다른 일실시예에 따르면, 수신기는 다른 셀의 송신기에게 간섭 채널 정보를 피드백 할 수 있다. 일실시예에 따른 수신기와 송신기는 다중 접속 라디오 기술을 통해 여러 주파수 대역을 동시에 사용할 수 있으며, 복수 개의 안테나를 가질 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00016
은 각각 독립적인 라디오 프로토콜에 해당하는 주파수 대역이며,
Figure 112014028660135-pat00017
은 제1 셀(310)에서 각 주파수 대역에서의 제1 송신기(311)와 제1 송신기(312) 사이의 채널이고,
Figure 112014028660135-pat00018
은 제2 셀(320)에서 각 주파수 대역에서의 제2 송신기(321)와 제2 송신기(322) 사이의 채널을 뜻한다. 점선으로 표시한
Figure 112014028660135-pat00019
(313)과
Figure 112014028660135-pat00020
(323)는 각각 제1 셀과 제2 셀에서 우선권을 갖는 주파수 대역을 나타낸다. 각 셀에서는 채널의 상태, 송신기와 수신기의 상황, 네트워크 부하 등을 고려 하여 자신이 우선적으로 사용할 주파수 대역에 우선권을 부여할 수 있다.
일실시예에 따르면, 각 셀의 기지국 또는 송신부에서 다른 셀의 간섭을 고려하지 않고 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당할 수 있다. 다음으로, 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미리 정해진 목표 전송량이 전송되도록 빔포밍 벡터를 생성할 수 있다. 다음으로, 채널 피드백이 부정확할 경우의 간섭을 고려하여 송신 전력을 조절할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 셀부터 우선권을 갖는 수신기에 미치는 간섭을 고려하여 송신 전력을 결정하고 앞선 과정에서 할당된 전력과 비교하여 남는 전력을 다른 주파수 대역으로 넘겨줘 총 전송량을 높일 수 있다.
도 4는 일실시예에 따라 주파수 대역에 따라 송신 전력을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 각 셀의 기지국(410)에서는 다른 셀에 대한 간섭을 고려하지 않고, 각 주파수 대역(430)에 대해서 송신 전력을 할당할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 셀의 송신기는 각각의 주파수 대역(430)에 따라 최적의 전송량을 갖도록, 워터필링(waterfilling) 기법을 통해 송신 전력을 분배할 수 있다.
각 주파수 대역에 해당되는 채널 집합
Figure 112014028660135-pat00021
에 대하여 워터필링 기법을 적용한 경우 각 주파수 대역의 최적의 파워
Figure 112014028660135-pat00022
는 수학식 3을 통해 구할 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00023
여기서,
Figure 112014028660135-pat00024
은 제1 송신기(410)가 보낼 수 있는 최대 전력이며
Figure 112014028660135-pat00025
은 잡음의 파워이며
Figure 112014028660135-pat00026
은 제1 수신기(420)에서 얻을 수 있는 전송량을 의미한다.
마찬가지로 제2 셀의 제2 송신기도 동일한 방법으로 송신 전력을 할당할 수 있다. 수학식 4는 제2 셀에서의 워터필링을 적용한 송신 전력의 할당을 나타내는 수식이다.
Figure 112014028660135-pat00027
여기서,
Figure 112014028660135-pat00028
는 제2 송신기가 보낼 수 있는 최대 전력이다.
도 5는 우선권이 있는 채널의 전송량을 보장하기 위해 빔포밍을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일실시예에 따르면, 주파수 대역 각각에 대해서 우선권을 갖는 주파수 대역의 링크의 전송량을 보장하기 위해서 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 송신부는 MRT 빔포밍을 수행하고, 인접한 제2 셀의 우선권이 부여되지 않은 주파수 대역에 대응하는 송신부에서는 제1 셀에 대한 간섭을 완화하기 위해서 ZF 빔포밍을 수행할 수 있다. 도 5를 참조하면, 주파수 대역 f1에 대해서 빔포밍을 수행하는 것을 확인할 수 있다. 일실시예에 따르면,
Figure 112014028660135-pat00029
는 각각 제1 송신기(510)와 제1 수신기(520) 간의 전송 채널(511), 제2 송신기(530)와 제2 수신기(540)에 대한 전송 채널(531)이고,
Figure 112014028660135-pat00030
은 각각 제1 송신기에서 제2 수신기로 가는 간섭 채널(512), 제2 송신기에서 제1 수신기로 가는 간섭채널(532)이다. 이때, 제1 송신기(510)와 제1 수신기(520)는 제1 셀에 있고, 제2 송신기(530)와 제2 수신기(540)는 제2 셀에 있을 수 있다. 일실시예에 따르면, 주파수 대역
Figure 112014028660135-pat00031
에서는 제1 셀의 제1 송신기와 제1 수신기 쌍이 우선권을 가질 수 있다. 빔포밍 벡터
Figure 112014028660135-pat00032
은 제1 수신기에서 전송량을 보장하기 위해서
Figure 112014028660135-pat00033
과 같은 방향의 MRT 빔포밍을 수행하고,
Figure 112014028660135-pat00034
은 해당 주파수 대역에 대한 우선권을 갖는 제1 수신기에 간섭이 미치지 않도록 간섭 채널
Figure 112014028660135-pat00035
에 수직한 ZF 빔포밍을 수행할 수 있다. 그 과정은 아래의 수학식 5와 같다.
Figure 112014028660135-pat00036
상기 수학식 5에서
Figure 112014028660135-pat00037
은
Figure 112014028660135-pat00038
와 수직한 벡터 성분으로
Figure 112014028660135-pat00039
과
Figure 112014028660135-pat00040
을 내적 할 경우,
Figure 112014028660135-pat00041
인 간섭을 제거하는 빔포밍 벡터이다.
도 6은 수신기에서 송신기로의 피드백 양이 한정된 경우 부정확한 채널 정보가 피드백 되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
일실시예에 따르면, 송신 전력을 할당하는 방법은 간섭을 고려하여 송신 전력을 할당하는 단계와 남는 송신 전력을 재분배하는 단계를 포함할 수 있다. 부정확한 채널 정보의 피드백을 고려하여 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 우선권이 있는 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭이 미리 정해진 값 이하로 내려가도록 송신 전력을 조절하고, 남는 송신 전력을 다른 주파수 대역으로 반환하여 전체적인 시스템의 전송량을 증가시킬 수 있다. 수학식 4 및 수학식 5는 수신기가 송신기에게 완벽하게 정확한 채널 정보를 보냈을 경우로, 정확한 채널 정보를 보내기 위해서는 무한대의 피드백 비트 수가 필요하다. 하지만 실제적인 통신환경을 고려할 경우 피드백하는 비트의 수가 일정하기 때문에 피드백 되는 채널 정보가 부정확하게 된다. 수학식 6은 피드백하는 비트수가 B로 정해져 있을 때의 피드백 하는 채널 정보에 대한 수식이다.
Figure 112014028660135-pat00042
수학식 6에서
Figure 112014028660135-pat00043
는 피드백하는 비트 수 B에 의해 만들 수 있는 채널에 대한 코드북(codebook)을 의미하며
Figure 112014028660135-pat00044
는 피드백 비트 수 각각 해당하는 채널을 의미한다.
Figure 112014028660135-pat00045
는 각각 실제 링크 채널 h와 간섭 채널 g와 가장 가까운 채널 코드를 뜻한다. 이때 일정한 비트 수 B로 피드백하기 때문에 발생하는 가장 최대의 에러 정도는
Figure 112014028660135-pat00046
로 결정된다.
도 6(a)를 참조하면, 피드백 비트수가 1개인 경우, 화살표(620)가 실제 채널의 방향 정보이고, 이때 채널(611, 612) 중 가장 가까운
Figure 112014028660135-pat00047
(612)가 피드백하는 채널 정보로 결정 될 수 있다. 또한 이때의 최대 에러 정도는 실제 채널이 점선 화살표(630)일 경우인
Figure 112014028660135-pat00048
임을 알 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 비트 수가 2인 경우, 피드백하는 채널 정보는 실제 채널의 방향(670)과 가장 가까운
Figure 112014028660135-pat00049
(651)으로 결정되며 최대 에러의 정도는
Figure 112014028660135-pat00050
임을 알 수 있다.
이때 위에서 서술한 부정확한 채널 정보
Figure 112014028660135-pat00051
를 바탕으로 ZF 빔포밍 벡터
Figure 112014028660135-pat00052
를 생성하게 된다. 이러한 부정확한 채널 정보로 인해 제1 수신기에 간섭이 완벽하게 제거되지 않게 된다. 수학식 7, 8, 9에서는, 부정확한 채널정보로 인해 제1 수신기에서 발생하는 간섭과 제1 수신기의 전송량을 만족시기 위한 제2 송신기의 송신 전력을 나타내었다. 하기 수학식은 전체 N개에 대해서 일반적인 경우를 고려한 것으로
Figure 112014028660135-pat00053
가 1인 경우 앞서
Figure 112014028660135-pat00054
에 대해서 제2 송신기가 제1 수신기에 미치는 간섭을 통해 제2 송신기의 송신 전력을 구할 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00055
Figure 112014028660135-pat00056
Figure 112014028660135-pat00057
수학식 7에서
Figure 112014028660135-pat00058
는 부정확한 채널정보로 인해 제2 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는
Figure 112014028660135-pat00059
번째 주파수 대역의 송신기가 제1 셀의 같은 대역대의 우선권을 가지고 있는 주파수 대역에 대응하는 수신기에 미치는 간섭의 양을 의미할 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00060
는 우선권을 갖고 있는
Figure 112014028660135-pat00061
번째 수신기의 간섭의 문턱값(threshold)으로 수학식 8을 통해서 목표 서비스 품질을 (quality of service, QoS) 만족하도록 정해질 수 있다. 이때 부정확한 채널정보에 의한 간섭은 최대 에러가 발생하였을 경우 간섭이 가장 크게 되며, 이와 같이 간섭이 가장 큰 경우를 고려하여 수학식 9처럼 수신기1에서 받는 간섭의 양이 항상
Figure 112014028660135-pat00062
보다 작도록 송신 전력을 할당할 수 있다. 이때, 워터필링을 통해
Figure 112014028660135-pat00063
번째 송신기에 할당된 송신 전력
Figure 112014028660135-pat00064
와 간섭을 고려한 송신 전력
Figure 112014028660135-pat00065
중 작은 쪽의 송신 전력을 할당할 수 있다. 이때 할당된 파워
Figure 112014028660135-pat00066
보다 간섭을 고려한 파워
Figure 112014028660135-pat00067
가 작은 경우 실제 송신기에서 보낼 수 있는 송신 전력이 제한되기 때문에 송신기에 할당된 송신 전력이 남게 된다.
하기 수학식 10, 11, 12는 상기 수학식 7, 8, 9 과정을 제1 셀에서 고려한 수식으로 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 제1 송신기에서 제2 셀의 우선권이 있는 주파수 대역에 대응하는 수신기에 미치는 간섭을 고려할 경우 파워를 결정하는 수식이다.
Figure 112014028660135-pat00068
Figure 112014028660135-pat00069
Figure 112014028660135-pat00070
도 7은 수신기에서 송신기로의 채널 정보 피드백이 부정확한 경우 발생하는 간섭을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참고하면, 수학식7, 10에서 최대의 에러가 발생하였을 경우 발생하는 간섭의 정도를 설명할 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00071
은 부정확한 채널 정보
Figure 112014028660135-pat00072
을 통해 만들어진 ZF 빔포밍 벡터이며 실제 채널
Figure 112014028660135-pat00073
에 적용하였을 때 수학식 13에 의해 간섭(710)이
Figure 112014028660135-pat00074
만큼 발생하는 것을 알 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00075
다음으로, 남는 송신 전력을 다시 재할당할 수 있다. 여기서, 남는 송신 전력은 워터필링을 통해 할당된 송신 전력과 간섭을 고려한 송신 전력의 차이를 통해 결정될 수 있다. 송신 전력을 재할당하는 과정은 앞서 간섭을 고려한 송신 전력의 조절을 포함하여 제1 셀부터 시작하여 제1 셀의 송신 전력의 할당이 끝나면 제2 셀로 이어지고, 다시 제2 셀에서 할당된 송신 전력을 기반으로 제1 셀의 송신 전력을 할당하는 식으로 반복하여 수행할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제1 셀부터, 제2 셀로부터의 간섭을 고려하여 워터필링을 통해 주파수 대역마다 송신 전력을 할당하고, 상기 수학식 10, 11, 12를 이용하여 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부에서 간섭을 고려하여 파워를 조절할 수 있다. 이때 수학식 14의 조건에 따라 남는 파워를 결정하게 되고 남는 파워를 다시 워터필링을 통하여 나머지 주파수대역에 재분배할 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00076
수학식 14는 남는 파워를 결정하는 것을 설명하는 수식으로
Figure 112014028660135-pat00077
은
Figure 112014028660135-pat00078
인 조건을 만족하는 주파수 대역들의 집합을 의미한다.
Figure 112014028660135-pat00079
은 간섭을 고려하였을 때 워터필링을 통해 주파수 대역마다 할당되는 파워로 수학식 15을 통해 구할 수 있다.
Figure 112014028660135-pat00080
남는 파워
Figure 112014028660135-pat00081
은 아래와 같이 수학식 15와 같이 워터필링을 통해
Figure 112014028660135-pat00082
인 조건을 만족하지 않는 나머지 주파수 대역의 집합
Figure 112014028660135-pat00083
에 파워를 분배한다. 즉 수학식 16과 같이 앞서 전체 집합에서
Figure 112014028660135-pat00084
조건을 만족하는
Figure 112014028660135-pat00085
집합을 뺀 나머지 집합을
Figure 112014028660135-pat00086
라 하면
Figure 112014028660135-pat00087
에 남는 파워를 재분배한다.
Figure 112014028660135-pat00088
하기 수학식 17, 18, 19는 제2 셀에서 상기 수학식 14, 15, 16을 수행한 것을 나타낸 것이다. 하기 수학식 19에서
Figure 112014028660135-pat00089
는 앞서 전체 집합에서
Figure 112014028660135-pat00090
조건을 만족하는 주파수 대역들의 집합
Figure 112014028660135-pat00091
Figure 112014028660135-pat00092
을 뺀 나머지 집합이다.
Figure 112014028660135-pat00093
Figure 112014028660135-pat00094
Figure 112014028660135-pat00095
도 8은 일실시예에 따라 주파수 대역이 4개인 경우에 송신 전력의 분배에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 다중 셀 다운링크 통신 환경에서 송신기에 송신 전력을 분배하는 방법을 확인할 수 있다. 일실시예에 따르면, 두 개의 인접한 셀(810, 820)이 있고, 제1 셀의 제1 송신기(811)는 제1 수신기(812)에 데이터를 전송하고 제2 송신기(821)는 제2 수신기(822)에 데이터를 전송하는데, 사용 가능한 주파수 대역이 4개라고 가정할 수 있다. 제1 셀(810)에서 우선권을 갖는 대역은
Figure 112014028660135-pat00096
(813)이고, 제2 셀(820)에서 우선권을 갖는 주파수 대역은
Figure 112014028660135-pat00097
(823)라고 가정할 수 있다. 이때, 각 셀은 워터필링 기법을 이용하여 각 송신기(811, 821)의 송신부에 송신 전력을 할당할 수 있다. 다음으로, 제1 셀(810)에서, 제2 셀(820)로부터 오는 간섭을 고려하여 각각 전력을
Figure 112014028660135-pat00098
로 할당할 수 있고, 우선권이 없는 주파수 대역인
Figure 112014028660135-pat00099
에서 제2 셀에 미치는 간섭을 고려하여 전송 전력
Figure 112014028660135-pat00100
를 결정하고, 이를
Figure 112014028660135-pat00101
와 비교하여 간섭을 고려한 송신 전력이 워터필링으로 고려된 파워보다 낮은 경우 남는 파워를 나머지 주파수 대역으로 보낼 수 있다. 즉,
Figure 112014028660135-pat00102
일 때,
Figure 112014028660135-pat00103
에서 송신 전력이 남게 되고, 남는 송신 전력
Figure 112014028660135-pat00104
를 워터필링으로 나머지
Figure 112014028660135-pat00105
에 대응하는 송신부에 할당할 수 있다. 제1 셀에서 송신 전력의 할당 과정이 끝나면 제2 셀에서 제1 셀로 할당한 파워를 기반으로 위의 과정을 반복할 수 있다. 제2 셀의 송신 전력의 할당이 끝나면 다시 제2 셀에서 할당된 송신 전력을 기반으로 제2 셀에서 송신 전력의 할당 과정을 반복적으로 수행하게 되고, 셀1과 셀2의 남는 송신 전력
Figure 112014028660135-pat00106
가 일정 이하로 떨어지면 이러한 반복 과정을 멈출 수 있다.
도 9는 일실시예에 따른 다중 셀 환경의 다운링크 셀룰러 통신망에서 송신 전력을 할당하는 방법의 순서도이다.
도 9를 참조하면, 다중 셀 환경의 통신망에서 송신 전력을 할당하는 방법은, 각 셀에서 워터필터 방법을 통해 주파수 대역에 따라 송신부에 송신 전력을 할당하는 단계(910), 빔 포밍 벡터를 생성하는 단계(920), 제1 셀부터 간섭을 고려하여 송신 전력을 제어하는 단계(940), 워터 필링 방법을 통해 송신 전력을 재할당 하는 단계(950), 제1 셀에 재할당된 송신 전력을 반영하여 제2 셀에서 간섭을 고려하여 송신 전력을 제어하는 단계(960), 워터필링 방법을 통해 송신 전력을 재할당하는 단계(970) 및 남는 송신 전력이 일정한 값 이하로 떨어지는 지 확인하는 단계(930)를 포함할 수 있다. 이때, 남는 송신 전력은 워터필링 방법을 통해 결정된 송신 전력에서 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력을 뺀 값이 될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (19)

  1. 제1 셀 및 제2 셀을 포함하는 다중 셀 환경의 통신망에서 송신 전력을 할당하는 방법에 있어서,
    각 셀에서 워터필링 방법을 통해 각 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당하는 단계;
    상기 각 셀에서 셀 정보에 기초하여 각 셀이 지원 가능한 주파수 대역 중에서 우선적으로 사용할 주파수 대역을 선택하여 주파수 대역에 우선권을 부여하는 단계;
    상기 각 셀 간의 간섭 채널 정보 및 셀 내부의 전송 채널 정보를 상기 송신부를 포함하는 송신기에 피드백 하는 단계; 및
    상기 제2 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제1 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제2셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계는,
    상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 재할당된 송신 전력을 반영하여 상기 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제1 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀 정보는 채널의 상태, 송신부와 수신부의 상황 및 네트워크 부하 중 적어도 하나이고,
    상기 주파수 대역에 우선권을 부여하는 단계는,
    상기 부여된 우선권에 따라 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당하는 단계
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피드백하는 단계는,
    제2 셀의 수신기에서 제2 간섭 채널 정보를 제1 셀의 송신기에 피드백하는 단계;
    제1 셀의 수신기에서 제1 전송 채널 정보를 제1 셀의 송신기에 피드백하는 단계;
    제1 셀의 수신기에서 제1 간섭 채널 정보를 제2 셀의 송신기에 피드백하는 단계; 및
    제2 셀의 수신기에서 제2 전송 채널 정보를 제2 셀의 송신기에 피드백하는 단계
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 하는 단계는,
    상기 피드백 된 채널 정보들을 기초로 선택된 빔 포밍 기법을 적용하는 단계;
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 빔 포밍 기법을 적용하는 단계는,
    상기 우선권을 갖는 주파수 대역의 송신부에서 최대 비 전송(maximum ratio transmission, MRT) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계; 및
    상기 우선권이 없는 주파수 대역의 송신부에서 제로 포싱(zero forcing, ZF) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계;
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전력을 재할당하는 단계는,
    상기 제2 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제1 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부의 송신 전력을 결정하는 단계; 및
    상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력과 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력 중 작은 송신 전력을 상기 제2 셀의 상기 송신부의 송신 전력으로 하는 단계
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 송신 전력을 재할당하는 단계는,
    상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력이 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력보다 큰 경우, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력에서 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력을 뺀 값을 상기 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 워터필링 방법을 통해 재할당하는
    송신 전력을 할당하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계는,
    상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제2 셀의 송신부에 할당된 송신 전력에서 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력을 뺀 값이 미리 정해진 값 이하가 될 때까지 반복하는
    송신 전력을 할당하는 방법.
  11. 제1항, 제3항 내지 제8항 및 제10항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  12. 제1 셀 및 제2 셀을 포함하는 다중 셀 환경의 통신망에서 송신 전력을 할당하는 방법에 있어서,
    각 셀에서 워터필링 방법을 통해 각 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당하는 단계;
    각 셀에서 셀 정보에 기초하여 각 셀이 지원 가능한 주파수 대역 중에서 우선적으로 사용할 주파수 대역을 선택하여 주파수 대역에 우선권을 부여하는 단계;
    각 셀의 수신기로부터 피드백 받은 채널 정보들을 기초로 선택된 빔 포밍 기법을 적용하는 단계; 및
    상기 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제1셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계는,
    상기 제1 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 재할당된 송신 전력을 반영하여 상기 제2 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제1 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 단계
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 빔 포밍 기법을 적용하는 단계는,
    상기 우선권을 갖는 주파수 대역의 송신부에서 최대 비 전송(maximum ratio transmission, MRT) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계; 및
    상기 우선권이 없는 주파수 대역의 송신부에서 제로 포싱(zero forcing, ZF) 빔 포밍 벡터를 만드는 단계
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 송신 전력을 재할당하는 단계는,
    상기 제1 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부의 송신 전력을 결정하는 단계; 및
    상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력과 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력 중 작은 송신 전력을 상기 제1 셀의 상기 송신부의 송신 전력으로 하는 단계;
    를 포함하는 송신 전력을 할당하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 송신 전력을 재할당하는 단계는,
    상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력이 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력보다 큰 경우, 상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력에서 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력을 뺀 값을 상기 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 워터필링 방법을 통해 재할당하는
    송신 전력을 할당하는 방법.
  17. 제1 셀 및 제2 셀을 포함하는 다중 셀 환경의 통신망에서 적어도 하나의 안테나를 갖는 수신기에 송신 전력을 할당하는 송신기에 있어서,
    워터필링(water-filling) 기법을 이용하여 각 주파수 대역에 대응하는 송신부에 송신 전력을 할당하는 송신 전력 할당부;
    상기 제1 셀에 대응하는 셀 정보에 기초하여 상기 제1 셀에서 지원 가능한 주파수 대역에 대해 우선권을 결정하는 우선권 결정부;
    각 셀의 수신기로부터 피드백 받은 채널 정보들을 기초로 선택된 빔 포밍을 수행하는 빔 포밍부; 및
    상기 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제1셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는 송신 전력 재할당부
    를 포함하고,
    상기 송신 전력 재할당부는,
    상기 제2 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 재할당된 송신 전력을 반영하여 상기 제1 셀의 우선권이 없는 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 우선권이 부여된 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 제1 셀의 각 주파수에 대응하는 송신부에 송신 전력을 재할당하는
    송신기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 빔 포밍부는,
    상기 우선권을 갖는 주파수 대역의 송신부에서 최대 비 전송(maximum ratio transmission, MRT) 빔 포밍 벡터를 만들고,
    상기 우선권이 없는 주파수 대역의 송신부에서 제로 포싱(zero forcing, ZF) 빔 포밍 벡터를 만드는
    송신기.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 송신 전력 재할당부는,
    상기 제1 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부가 상기 제2 셀의 상기 주파수 대역에 대응하는 수신부에 미치는 간섭의 양을 고려하여 상기 주파수 대역에 대응하는 송신부의 송신 전력을 결정하고,
    상기 워터필링 방법을 통해 상기 주파수 대역에 대응하는 제1 셀의 송신부에 할당된 송신 전력과 상기 간섭의 양을 고려하여 결정된 송신 전력 중 작은 송신 전력을 상기 제1 셀의 상기 송신부의 송신 전력으로 하는
    송신기.

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