KR101549503B1 - Apparatus And Method For Controlling Inter-Cell Interference Based on Coordinated Multi-Point in Macro-Femtocell Heterogeneous Network - Google Patents

Apparatus And Method For Controlling Inter-Cell Interference Based on Coordinated Multi-Point in Macro-Femtocell Heterogeneous Network Download PDF

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이칠우
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Abstract

본 발명은 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신(CoMP: Coordinated Multi-Point) 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 장치는 한 셀에 존재하는 모든 사용자 단말에 대하여 CCU와 CEU로 구분하여 우선순위를 비교함으로써 스케줄링을 수행하고, 매크로셀 및 펨토셀 전체 사용자 단말에 대하여 전력 제어를 적용하는 것을 특징으로 하고, 이를 통해 펨토셀로부터 간섭의 영향을 줄일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus and method for inter-cell interference control based on Coordinated Multi-Point (CoMP) in a heterogeneous network, and an apparatus for inter-cell interference control according to the present invention includes: The present invention is characterized in that scheduling is performed by classifying CCU and CEU for all user terminals and priorities are compared and power control is applied to all macro cells and femtocell user terminals. .

Description

매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치 및 방법{Apparatus And Method For Controlling Inter-Cell Interference Based on Coordinated Multi-Point in Macro-Femtocell Heterogeneous Network}[0001] The present invention relates to an apparatus and a method for inter-cell interference control based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network,

본 발명은 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신(CoMP: Coordinated Multi-Point) 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매크로-펨토셀 이종 네트워크(Macro-Femtocell Heterogeneous Network) 환경에서 스마트 기법을 적용한 다중 포인트 협력 통신 기반으로 셀 간 간섭을 완화시킬 수 있도록 하기 위한 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for inter-cell interference control based on Coordinated Multi-Point (CoMP) in heterogeneous networks, and more particularly, to a method and apparatus for inter-cell interference control using a macro- To an apparatus and method for inter-cell interference control based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network to mitigate inter-cell interference with a multi-point cooperative communication base on which a smart scheme is applied.

최근 스마트폰의 보급으로 언제 어디서나 양질의 데이터 서비스를 지원받고자 하는 사용자의 요구가 급증하고 있다. 이로 인해 셀 중심뿐만 아니라 셀 가장자리에 있는 단말들에도 높은 데이터 속도를 지원 할 수 있는 기술에 대한 필요성이 제기되고 있다.Recently, the demand of users who want to receive high quality data service anytime and anywhere due to the spread of smart phones is rapidly increasing. Therefore, there is a need for a technique capable of supporting a high data rate not only at the cell center but also at the cell edge.

셀 중심은 단순히 각 셀 별로 추가의 안테나 포트를 지원하여 데이터 전송 속도를 증가시키는 것이 가능하지만, 셀 가장자리는 주변 셀로부터 간섭에 큰 영향을 받기 때문에 셀 간 협력 없이는 어느 한계 이상으로 데이터 속도를 증가시키는 것이 어렵다.Although the cell center can simply increase the data transmission rate by supporting additional antenna ports for each cell, since the cell edge is greatly influenced by the interference from neighboring cells, the data rate is increased beyond a certain limit without intercellular cooperation It is difficult.

또한 사용자가 밀집한 지역에서도 고속의 데이터 서비스 제공이 가능하도록 하기 위하여 매크로셀의 영역 내의 피코셀 또는 펨토셀 같은 소형 셀을 통한 주파수 재활용 기술도 보급되고 있어 전송지점 간 효율적인 간섭 제어 방법에 대한 필요성이 더욱 증대되고 있다.Also, in order to provide high-speed data service even in areas where users are concentrated, frequency reuse technology through small cells such as pico-cells or femtocells in the area of macro cells is spreading, .

전송지점 간 간섭 제어 기술은 현재 표준 및 학계의 주요 사안으로 주목받고 있으며, 특히 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 이를 다중 포인트 협력 통신(CoMP; Coordinated Multi-Point)이라 명명하고, LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) Release 11의 연구 아이템으로 선정되고 있다.Point-to-point interference control technology is currently attracting attention as a major issue in the standards and academia. In particular, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) calls this Coordinated Multi-Point (CoMP) Term Evolution-Advanced) Release 11 study item.

한편, 일반적인 셀룰러 시스템은 사용자 단말들이 각 셀의 기지국으로부터 신호를 받을 때 주변 셀의 기지국들에서 오는 간섭을 함께 받으며, 이 때 주변 기지국들로부터 오는 신호가 간섭으로 작용하게 된다. 또한 소형 셀이 존재하는 이종 네트의 경우 그 간섭이 크게 작용함에 따라 전송 효율이 떨어지게 된다.On the other hand, when a user terminal receives a signal from a base station of each cell, a general cellular system receives interference from base stations of neighboring cells together, and signals from neighboring base stations act as interference. In case of a heterogeneous net with a small cell, the transmission efficiency is lowered due to a large interference therebetween.

이에 따라 CoMP 기술을 통해 이러한 셀 간 간섭을 완화시키고 전송 효율을 높이기 위한 기술 개발 및 이에 대한 성능 평가를 위한 기술 개발이 요구되고 있다.Accordingly, it is required to develop a technique for mitigating inter-cell interference and increase transmission efficiency through CoMP technology and to develop a technology for performance evaluation thereof.

이에 본 발명은 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기술을 통해 셀 간 간섭을 완화시키고 전송 효율을 높이기 위한 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for inter-cell interference control based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network for mitigating inter-cell interference and increasing transmission efficiency in a heterogeneous network .

상술한 과제의 해결 수단으로, 본 발명에 따른 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치는 사용자 단말 및 이종 네트워크 내 존재하는 다른 장치와의 통신을 위한 통신부; 하나의 클러스터(Cluster)에 존재하는 전체 사용자 단말에 대한 우선순위를 계산하고, 상기 클러스터 내에서 우선순위가 가장 높은 셀 바운더리에 위치하는 사용자 단말(CCU)의 우선순위와 각 섹터 별로 우선순위가 가장 높은 셀 센터에 위치하는 사용자 단말(CEU)의 우선순위를 계산하고, 계산된 우선순위를 비교한 후 상기 CEU의 우선순위가 더 높은 경우 상기 CEU에 대해 CoMP 전송 방식을 적용하도록 스케줄링하고, 상기 CCU의 우선순위가 더 높은 경우 상기 CCU에 대해 일반적인 전송 방식을 적용하여 전송하도록 스케줄링하고, 상기 스케줄링 동작은 모든 클러스터 및 모든 사용자 단말에 대해 체크하여 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for inter-cell interference control based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network, comprising: a communication unit for communication with a user terminal and another apparatus existing in a heterogeneous network; The priorities of the user terminals (CCU) located at the cell boundary having the highest priority in the cluster and the priorities of the individual user terminals A priority of a user terminal CEU located at a high cell center is calculated, a calculated priority is compared, and a scheduling is performed to apply a CoMP transmission scheme to the CEU when the priority of the CEU is higher, The scheduler performs scheduling to transmit the CCU with a general transmission scheme when the priority of the CCU is higher than that of the CCU, and the scheduling operation checks and performs all the clusters and all user terminals.

또한, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 장치에서의 상기 제어부는, 상기 CCU와 상기 CEU는 수신된 신호 대 간섭 잡음비(SINR)를 기반으로 구분하는 것을 특징으로 한다.The controller of the apparatus for inter-cell interference control according to the present invention is characterized in that the CCU and the CEU are classified based on the received signal-to-interference-and-noise ratio (SINR).

상술한 과제의 해결 수단으로, 본 발명에 따른 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치는 사용자 단말 및 이종 네트워크 내 존재하는 다른 장치와의 통신을 위한 통신부; 미리 설정된 주기마다 펨토셀 커버리지 이내에 매크로셀 사용자 단말의 유무를 확인하고, 매크로셀 사용자 단말과 펨토셀 사용자 단말 사이의 경로 손실 값이 미리 설정된 문턱값보다 크면 최대 전력으로 송신하고, 상기 미리 설정된 문턱값 이하의 경로 손실 값을 갖는다면, 상기 펨토셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 접속된 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 신호 대 간섭 잡음비(SINR)와 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하고, 상기 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for inter-cell interference control based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network, comprising: a communication unit for communication with a user terminal and another apparatus existing in a heterogeneous network; If the path loss value between the macro cell user terminal and the femtocell user terminal is greater than a predetermined threshold value, transmitting at maximum power, and if the path loss value between the macro cell user terminal and the femtocell user terminal is less than the preset threshold value In order to guarantee the minimum SINR of the femtocell user terminal, if it has a path loss value, it is compared with the smallest signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) among the connected femtocell user terminals and the target SINR of the femtocell user terminal, And a control unit for controlling the transmission power.

또한, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 장치에서의 상기 제어부는, 상기 비교 분석 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하는 경우 펨토셀의 전송 전력을 증가시키고, 그 반대의 경우 펨토셀의 전송 전력을 감소시켜 매크로셀 사용자 단말에게 미치는 간섭의 영향을 줄이도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit in the apparatus for intercellular interference control according to the present invention increases the transmission power of a femtocell when a femtocell user terminal having an SINR smaller than a target SINR exists as a result of the comparison, And controls the transmission power of the femtocell to be reduced to reduce the influence of the interference on the macro cell user terminal.

또한, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 장치에서의 상기 제어부는, 상기 매크로셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 매크로셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 매크로셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교하고, 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하는 경우 전력 제어를 종료하고, 그 반대의 경우 상기 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하여 분석 결과에 따른 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.In order to guarantee a minimum SINR of the macrocell user terminal, the control unit in the apparatus for intercellular interference control according to the present invention further includes a minimum SINR among the macrocell user terminals connected to the macrocell user terminal, SINR. If the result of the comparison is that there is a macrocell user terminal having an SINR smaller than the target SINR, power control is terminated. In the opposite case, the smallest SINR among the femtocell user terminals is compared with a target SINR of the femtocell user terminal And performs an operation according to the analysis result.

상술한 과제의 해결 수단으로, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 방법은 하나의 클러스터(Cluster)에 존재하는 전체 사용자 단말에 대한 우선순위를 계산하는 과정; 상기 클러스터 내에서 우선순위가 가장 높은 셀 바운더리에 위치하는 사용자 단말(CCU)의 우선순위와 각 섹터 별로 우선순위가 가장 높은 셀 센터에 위치하는 사용자 단말(CEU)의 우선순위를 계산하는 과정; 상기 계산된 우선순위를 비교한 후 상기 CEU의 우선순위가 더 높은 경우 상기 CEU에 대해 CoMP 전송 방식을 적용하도록 스케줄링하는 과정; 상기 CCU의 우선순위가 더 높은 경우 상기 CCU에 대해 일반적인 전송 방식을 적용하여 전송하도록 스케줄링하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling inter-cell interference based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network according to the present invention, A process of calculating priority; Calculating a priority of a user terminal (CCU) located in a cell boundary having the highest priority in the cluster and a priority of a user terminal (CEU) located in a cell center having a highest priority in each sector; Scheduling CoMP transmission scheme for the CEU when the priority of the CEU is higher after comparing the calculated priority; And scheduling transmission of the CCU by applying a general transmission scheme to the CCU when the priority of the CCU is higher.

또한, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 방법은 상기 하나의 클러스터(Cluster)에 존재하는 전체 사용자 단말에 대한 우선순위를 계산하는 과정 전에; 수신된 신호 대 간섭 잡음비(SINR)를 기반으로 상기 CCU와 상기 CEU를 구분하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, a method for controlling inter-cell interference according to the present invention includes: before a process of calculating a priority for all user terminals existing in one cluster; And separating the CCU and the CEU based on the received signal-to-interference noise ratio (SINR).

또한, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 방법은 모든 클러스터 및 모든 사용자 단말에 대해 스케줄링 과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method for inter-cell interference control according to the present invention is characterized in that a scheduling process is performed for all clusters and all user terminals.

상술한 과제의 해결 수단으로, 본 발명에 따른 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 방법은 미리 설정된 주기마다 펨토셀 커버리지 이내에 매크로셀 사용자 단말의 유무를 확인하는 과정; 매크로셀 사용자 단말과 펨토셀 사용자 단말 사이의 경로 손실 값이 미리 설정된 문턱값보다 크면 최대 전력으로 송신하는 과정; 상기 미리 설정된 문턱값 이하의 경로 손실 값을 갖는다면, 상기 펨토셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 접속된 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 신호 대 간섭 잡음비(SINR)와 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하고, 상기 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for inter-cell interference control based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network, comprising the steps of: confirming presence or absence of a macrocell user terminal within a femtocell coverage within a predetermined period; If the path loss value between the macrocell user terminal and the femtocell user terminal is greater than a preset threshold value, transmitting at maximum power; In order to guarantee the minimum SINR of the femtocell user terminal, if the path loss value is less than the preset threshold value, a comparison between the smallest SINR of the femtocell user terminals and the target SINR of the femtocell user terminal And controlling transmission power according to a result of the comparison and analysis.

또한, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 방법에서 상기 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는 과정은, 상기 비교 분석 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하는 경우 펨토셀의 전송 전력을 증가시키는 단계; 상기 비교 분석 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하지 않는 경우 펨토셀의 전송 전력을 감소시켜 매크로셀 사용자 단말에게 미치는 간섭의 영향을 줄이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method for controlling inter-cell interference according to the present invention, the step of controlling the transmission power according to the result of the comparison and analysis may include: if the femtocell user terminal having the SINR smaller than the target SINR exists, Increasing power; As a result of the comparison, when the femtocell user terminal having the SINR smaller than the target SINR does not exist, the transmission power of the femtocell is reduced to reduce the influence of the interference on the macrocell user terminal.

또한, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 방법은, 상기 매크로셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 매크로셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 매크로셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교하는 과정; 상기 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하는 경우 전력 제어를 종료하는 과정; 상기 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하지 않는 경우 상기 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하여 분석 결과에 따른 동작을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, a method for controlling inter-cell interference according to the present invention includes comparing a smallest SINR among macro cell user terminals connected to the macro cell user terminal with a target SINR of a macro cell user terminal in order to guarantee a minimum SINR of the macro cell user terminal process; And terminating the power control when a macro cell user terminal having an SINR smaller than the target SINR exists as a result of the comparison; If the result of the comparison is that there is no macrocell user terminal having a SINR smaller than the target SINR, comparing the smallest SINR among the femtocell user terminals with the target SINR of the femtocell user terminal and performing an operation according to the analysis result .

본 발명은 스마트 개선 기법을 적용한 다중 포인트 협력 통신(CoMP; Coordinated Multi-Point)을 통해 셀룰러 시스템의 성능을 개선하고, 이와 함께 스펙트럼 효율의 이득을 얻을 수 있는 이점이 있다.The present invention is advantageous in that the performance of a cellular system can be improved through Coordinated Multi-Point CoMP (CoMP) employing a smart improvement technique, and a gain in spectral efficiency can be obtained.

또한, 매크로셀 내에 펨토셀이 존재하는 경우의 CoMP 기술 적용에 따른 성능 이득에 대한 비교 분석을 통해 본 발명에 따른 스케줄링 및 전력 제어 기술을 적용한 경우 전체 사용자 단말의 성능 이득, 특히 매크로셀 내의 사용자 단말(MUE)의 큰 성능 이득을 얻을 수 있는 이점이 있다. 즉, CoMP 기술과 함께 스마트한 스케줄링 및 전력 제어 기술을 적용했을 때, 종래에 비해 성능을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.In addition, when the scheduling and power control techniques according to the present invention are applied through a comparative analysis of the performance gain according to the application of the CoMP technique when the femtocell exists in the macrocell, the performance gain of all user terminals, MUE) can be obtained. That is, when smart scheduling and power control techniques are applied together with CoMP technology, performance can be improved as compared with the prior art.

이뿐만 아니라, 스케줄링 기법을 통해 매크로셀 가장자리에 위치한 사용자 단말의 신호 대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference-plus-Noise Ratio; 이하, SINR이라고 기재함)를 보장하였으며, 추가적으로 전력 제어 기법을 적용함으로써 펨토셀과 매크로셀의 SINR를 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, a signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) of a user terminal located at the edge of a macro cell is ensured through a scheduling technique. Further, by applying a power control technique There is an advantage that the SINR of the femtocell and the macrocell can be further improved.

또한, 이종 네트워크 환경에서의 모의실험 결과를 통해 CoMP 기술이 소형 셀이 존재하는 4G 이동통신 환경에서 적용 가능함을 확인할 수 있다.Simulation results in heterogeneous network environment show that CoMP technology is applicable to 4G mobile communication environment where small cell exists.

도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 이종 네트워크를 도시하는 도면이다.
도 2는 일반적인 셀룰러 시스템을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 CoMP CB 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 개선 기법으로 스케줄링 및 전력 제어를 위한 셀 간 간섭 제어 장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 CoMP CS 기법에 따른 스케줄링 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 스마트 개선 기법으로 전력 제어를 위한 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 이중 스트립(Dual Strip) 모델의 구조도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 CoMP-CS에 전력 제어 적용 시 매크로셀 내에 위치하는 MUE에 대한 SINR CDF 그래프를 보이는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 CoMP-CS에 전력 제어 적용 시 펨토셀 내에 위치하는 FUE에 대한 SINR CDF 그래프를 보이는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 CoMP-CS에 전력 제어 적용 시 매크로셀 내에 위치하는 전체 사용자 단말에 대한 SINR CDF 그래프를 보이는 예시도이다.
1 is a diagram illustrating a heterogeneous network to which an embodiment of the present invention is applied.
2 is a diagram illustrating a typical cellular system.
3 is a diagram illustrating a CoMP CB structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of an inter-cell interference control apparatus for scheduling and power control according to a smart improvement technique according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a scheduling process according to the CoMP CS scheme according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a process for power control using a smart improvement technique according to an embodiment of the present invention.
7 is a structural diagram of a dual strip model to which the present invention is applied.
8 is a graph illustrating an SINR CDF graph for a MUE located in a macro cell when power control is applied to a CoMP-CS according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph illustrating an SINR CDF graph for a FUE located in a femtocell when power control is applied to a CoMP-CS according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 is a graph illustrating an SINR CDF graph for all user terminals located in a macro cell when power control is applied to a CoMP-CS according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, detailed description of well-known functions or constructions that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. This is to omit the unnecessary description so as to convey the key of the present invention more clearly without fading. It should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals as possible throughout the drawings.

먼저, 도 1은 본 발명의 실시 예가 적용되는 이종 네트워크를 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a heterogeneous network to which an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, LTE-Advanced 네트워크 중 하나인 이종 네트워크(HetNet; Heterogeneous Network)의 경우 LTE-Advanced Release 11 시나리오 4를 기반으로 한다.Referring to FIG. 1, a heterogeneous network (HetNet), which is one of LTE-Advanced networks, is based on LTE-Advanced Release 11 scenario 4.

도 1과 같이 하나의 매크로셀이 세 개의 섹터(sector)로 나뉘며, (a) 부분과 같이 인접한 섹터(sector) 세 개가 하나의 셀 사이트(cell site)를 이루어 협력통신이 이루어진다.As shown in FIG. 1, one macro cell is divided into three sectors, and three sectors adjacent to each other form a cell site as shown in (a).

이때, 매크로셀 내에는 하나의 기지국(eNB)과 여러 사용자 단말(MUE)들이 존재한다. 또한 각 매크로셀 내에 펨토셀이 존재하며, 펨토셀 내에는 하나의 기지국(FeNB)과 사용자 단말(FUE)이 존재한다. 펨토셀은 매크로셀 내에 무작위로 분포하며, 매크로셀 사용자 단말은 매크로셀 내에 무작위로 균일하게 분포한다고 가정한다.At this time, one base station (eNB) and several user terminals (MUE) exist in the macro cell. Also, a femtocell exists in each macro cell, and one base station (FeNB) and a user terminal (FUE) exist in the femtocell. It is assumed that femtocells are randomly distributed within macrocells, and macrocell user terminals are randomly distributed uniformly within macrocells.

이와 같은 네트워크 환경에서 통신이 이루어질 때, 일반적인 셀룰러 시스템의 경우 도 2에 도시된 와 같이 사용자 단말들이 각각의 기지국(eNB)으로부터 신호를 받을 때 주변 기지국들에서 오는 간섭 신호를 함께 받는다.When communication is performed in such a network environment, in a general cellular system, as shown in FIG. 2, when user terminals receive a signal from each base station (eNB), they also receive interference signals from neighboring base stations.

이때

Figure 112013120371608-pat00001
번째 셀 내에 위치한 사용자
Figure 112013120371608-pat00002
의 수신 신호
Figure 112013120371608-pat00003
는 다음의 <수학식 1>과 같다.At this time
Figure 112013120371608-pat00001
User located in the ith cell
Figure 112013120371608-pat00002
The received signal
Figure 112013120371608-pat00003
Is expressed by Equation (1).

Figure 112013120371608-pat00004
Figure 112013120371608-pat00004

상기 <수학식 1>에서 Hij를 i번째 셀 기지국에서 j번째 셀 내 사용자까지의 채널이라고 했을 때, Wj는 j번째 셀 내 사용자 단말에 대한 프리코딩 행렬, Xij는 i번째 셀 기지국이 j번째 셀 내 사용자 단말에게 송신하는 신호를 의미한다. N0는 백색 잡음을 의미이다. 또한,

Figure 112013120371608-pat00005
는 서빙셀 기지국,
Figure 112013120371608-pat00006
은 인접 셀 기지국을 의미하며,
Figure 112013120371608-pat00007
은 서빙셀 내에 위치한 펨토셀 기지국을 의미한다.In Equation (1), when H ij is a channel from an ith cell to a jth cell, W j is a precoding matrix for a UE in a jth cell, X ij is an i th cell j denotes a signal transmitted to a user terminal in a j-th cell. N 0 means white noise. Also,
Figure 112013120371608-pat00005
A serving cell base station,
Figure 112013120371608-pat00006
Denotes a neighbor cell base station,
Figure 112013120371608-pat00007
Denotes a femtocell base station located in a serving cell.

또한, 여기서

Figure 112013120371608-pat00008
은 각 셀에 위치한 사용자를 의미한다. 상기 <수학식 1>에서 보는 바와 같이, 인접 셀 및 펨토셀에서 오는 신호가 간섭으로 작용함에 따라 ICI(Inter-Cell Interference)가 발생하며, 채널 용량이 제한적이다. 이에 대한 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 식은 하기 <수학식 2>와 같다.Also,
Figure 112013120371608-pat00008
Means a user located in each cell. As shown in Equation (1), inter-cell interference (ICI) occurs due to interference of signals from neighbor cells and femtocells, and the channel capacity is limited. The SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) equation is shown in Equation (2) below.

Figure 112013120371608-pat00009
Figure 112013120371608-pat00009

상기 <수학식 2>에서 Pi는 i번째 셀 기지국의 송신 전력, N은 전체 잡음 전력을 의미한다.In Equation (2), P i denotes the transmission power of the i-th cell BS and N denotes the total noise power.

본 발명에서는 이와 같이 발생하는 셀간 간섭 문제를 개선하기 위해 CoMP 통신 기술을 기반으로 여러 기지국간에 협력 통신을 통해 간섭을 제어하는 방법을 제안하고자 한다.In the present invention, a method for controlling interference through cooperative communication between various base stations based on CoMP communication technology is proposed in order to solve the inter cell interference problem that occurs as described above.

먼저, CoMP 통신 기술을 기반으로 셀간 간섭을 제어하기 위해 협력에 참여하는 모든 셀이 하나의 셀처럼 동작하고, 안테나들만 분산 배치되어 있어 모든 데이터와 채널 정보의 처리를 하나의 장치에서 수행하도록 한다.First, all cells participating in cooperation operate as one cell in order to control inter-cell interference based on CoMP communication technology, and only antennas are distributed so that all data and channel information are processed in one device.

이를 통해 사용자 자신의 기지국은 물론 주변 기지국으로부터 오는 신호 또한 고려함으로써 용량을 증대시켜 무선 자원 효율의 극대화를 가져올 수 있으며, 특히 셀 가장자리에 위치한 사용자 단말의 전송률을 증가시킬 수 있을 것이다.Therefore, it is possible to maximize the radio resource efficiency by increasing the capacity by considering the signal from the user's own base station as well as from the neighbor base station, and in particular, the transmission rate of the user terminal located at the edge of the cell can be increased.

이와 같은 CoMP 기법은 크게 JP(Joint Processing) 방식 및 CB(Coordinated Beamforming) 방식으로 구분될 수 있다.The CoMP technique can be roughly divided into a JP (Joint Processing) scheme and a CB (Coordinated Beamforming) scheme.

먼저, CoMP JP 방식에 대하여 살펴보도록 한다.First, let's look at the CoMP JP method.

CoMP JP 방식의 경우 사용자

Figure 112013120371608-pat00010
에 대한 SINR 식은 하기 <수학식 3>과 같다.For CoMP JP method users
Figure 112013120371608-pat00010
SINR < / RTI >

Figure 112013120371608-pat00011
Figure 112013120371608-pat00011

상기의 <수학식 3>에서 보는 것과 같이 다른 셀로부터 오는 신호 또한 간섭신호가 아닌 유용한 신호로 사용되어, 신호를 방해하는 요소로는 펨토셀 신호 및 잡음만 존재하는 것을 확인할 수 있다. 그러나 같은 신호를 전송하기 위해 여러 개의 RB(Resource Block)를 낭비하는 단점을 갖고 있다.As shown in Equation (3), signals from other cells are also used as useful signals instead of interference signals. As a result, it can be confirmed that only the femtocell signal and noise exist as an obstructing signal. However, it has a disadvantage of wasting a plurality of resource blocks (RBs) in order to transmit the same signal.

다음으로, CoMP CB 방식에 대하여 살펴보도록 한다.Next, the CoMP CB scheme will be described.

CoMP CB 방식의 경우, 도 3과 같이 각 셀 내 사용자 단말의 수신 신호를 통해 사용자 단말의 SINR을 측정하여 이를 최대화할 수 있는 빔포밍을 적용한다. 이를 통해 주변 셀로부터 오는 간섭은 최소화하고 수신 신호 세기는 최대화할 수 있다.In the case of the CoMP CB scheme, as shown in FIG. 3, SINR of a user terminal is measured through a received signal of a user terminal in each cell, and beamforming that maximizes the SINR is applied. This minimizes interference from neighboring cells and maximizes received signal strength.

이에 대한 빔포밍 식은 하기 <수학식 4>와 같다.The beamforming equation for this is shown in Equation (4).

Figure 112013120371608-pat00012
Figure 112013120371608-pat00012

본 발명에서는 바람직하게 복잡도 및 피드백 오버헤드 대비 성능이 가장 좋은 CoMP CB 방식을 이용하여 성능 평가를 수행하도록 한다.In the present invention, the performance evaluation is preferably performed using the CoMP CB scheme having the best performance over the complexity and the feedback overhead.

그러면, 이제 본 발명에 따라 CoMP 통신의 성능을 향상시키기 위한 방법으로 스케줄링 및 전력 제어 방식을 적용하여 보다 높은 전송 효율을 높이기 위해 셀 간 간섭을 제어하는 장치에 대하여 도 4를 참조하여 살펴보도록 한다.Now, an apparatus for controlling inter-cell interference in order to increase the transmission efficiency by applying a scheduling and power control scheme as a method for improving the performance of the CoMP communication according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 개선 기법으로 스케줄링 및 전력 제어를 위한 셀 간 간섭 제어 장치의 구조를 도시하는 도면이다. 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어를 위한 장치는 이종 네트워크의 기지국과 같이 사용자 단말과의 통신 가능한 장치 중 하나일 수 있고, 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어 장치는 제어부(400), 통신부(402), 저장부(404)를 포함하여 구성된다.4 is a diagram illustrating a structure of an inter-cell interference control apparatus for scheduling and power control according to a smart improvement technique according to an embodiment of the present invention. The apparatus for controlling inter-cell interference according to the present invention may be one of devices capable of communicating with a user terminal, such as a base station of a heterogeneous network. The inter-cell interference control apparatus according to the present invention includes a control unit 400, a communication unit 402, , And a storage unit (404).

먼저, 통신부(402)는 사용자 단말 및 이종 네트워크 내 존재하는 다른 장치와의 통신을 수행한다.First, the communication unit 402 performs communication with a user terminal and another apparatus existing in the heterogeneous network.

저장부(404)는 셀 간 간섭 제어에 필요한 데이터를 저장한다.The storage unit 404 stores data necessary for inter-cell interference control.

제어부(400)는 각 사용자 단말에 대한 스케줄링 제어 및 전력 제어를 수행한다.The controller 400 performs scheduling control and power control for each user terminal.

먼저, CoMP 성능을 향상시킬 수 있는 방안 중 하나인 스케줄링을 수행하는 제어부(400)에 대하여 살펴보도록 한다. 본 발명의 실시 예에서는 사용자 전체, 특히 셀 가장자리에 위치한 사용자 단말의 스펙트럼 효율 향상을 가져올 수 있으며, 이를 통해 사용자 단말에게 양질의 서비스를 제공하기 위해 스케줄링 기법으로 CS(Coordinated Scheduling) 기법을 적용하도록 한다.First, a control unit 400 for performing scheduling, which is one of the methods for improving CoMP performance, will be described. In the embodiment of the present invention, the spectrum efficiency of the entire user, especially the user edge located at the edge of the cell can be improved, and the CS (Coordinated Scheduling) technique is applied to the user terminal as a scheduling technique in order to provide high quality service to the user terminal .

이러한 CS 기법은 한 셀에 존재하는 모든 사용자 단말에 대하여 CCU와 CEU로 구분하여 우선순위(priority)를 비교함으로써 스케줄링이 이루어지는 방식이다. This CS scheme is a scheme in which all UEs existing in one cell are classified by CCU and CEU and compared with each other in order of priority.

제어부(400)는 수신된 SINR을 기반으로 셀 센터에 위치하는 사용자 단말(CCU)과 셀 바운더리에 위치하는 사용자 단말(CEU)을 구분한다. 이후, 제어부(400)는 사용자 단말(RB(r)) 및 클러스터(Cluster(c))를 선택하고, 선택한 클러스터(Cluster) 내 전체 사용자 단말에 대한 우선순위를 계산한다. 이후, 제어부(400)는 클러스터 셀 내에서 우선순위가 가장 높은 CEU인

Figure 112013120371608-pat00013
의 우선순위
Figure 112013120371608-pat00014
와 각 섹터 별로 우선순위가 가장 높은 CCU인
Figure 112013120371608-pat00015
,
Figure 112013120371608-pat00016
,
Figure 112013120371608-pat00017
에 대한 우선순위
Figure 112013120371608-pat00018
,
Figure 112013120371608-pat00019
,
Figure 112013120371608-pat00020
를 계산하고, 계산된 우선순위를 비교한다. 비교 결과 만약, 사용자
Figure 112013120371608-pat00021
의 우선순위가 더 높은 경우,
Figure 112013120371608-pat00022
에 대해 CoMP 전송 방식을 적용하도록 스케줄링 하고, 사용자
Figure 112013120371608-pat00023
,
Figure 112013120371608-pat00024
,
Figure 112013120371608-pat00025
의 우선순위가 더 높은 경우
Figure 112013120371608-pat00026
,
Figure 112013120371608-pat00027
,
Figure 112013120371608-pat00028
에 대해 일반적인 전송 방식을 적용하여 전송하도록 스케줄링 한다. 이와 같은 스케줄링 과정은 모든 클러스터 및 모든 사용자 단말에 대해 체크하여 수행한다.The controller 400 distinguishes between a user terminal (CCU) located at the cell center and a user terminal (CEU) located at the cell boundary based on the received SINR. Thereafter, the controller 400 selects the user terminal RB (r) and the cluster (c), and calculates the priority for all the user terminals in the selected cluster (cluster). Thereafter, the control unit 400 determines whether the CEU having the highest priority in the cluster cell
Figure 112013120371608-pat00013
Priority of
Figure 112013120371608-pat00014
And the highest priority CCU for each sector
Figure 112013120371608-pat00015
,
Figure 112013120371608-pat00016
,
Figure 112013120371608-pat00017
Priority for
Figure 112013120371608-pat00018
,
Figure 112013120371608-pat00019
,
Figure 112013120371608-pat00020
And compares the calculated priorities. As a result of comparison,
Figure 112013120371608-pat00021
Is higher,
Figure 112013120371608-pat00022
The CoMP transmission scheme is applied to the user,
Figure 112013120371608-pat00023
,
Figure 112013120371608-pat00024
,
Figure 112013120371608-pat00025
If your priority is higher
Figure 112013120371608-pat00026
,
Figure 112013120371608-pat00027
,
Figure 112013120371608-pat00028
To be transmitted according to a general transmission scheme. Such a scheduling process is performed by checking all the clusters and all the user terminals.

다음으로, CoMP 성능을 향상시킬 수 있는 방안 중 하나인 제어부(400)의 전력 제어에 대하여 살펴보도록 한다. 일반적인 CoMP 통신 방식의 경우 인접 셀로부터의 간섭을 완화시킬 수 있으나, 펨토셀로부터 간섭의 영향을 받게 된다. 이를 해결하기 위해 본 발명에서는 매크로셀 및 펨토셀 전체 사용자 단말에 대하여 전력 제어를 적용하며, 이를 통해 펨토셀로부터의 간섭을 줄임에 따라 스펙트럼 효율을 높일 수 있으며, 최종적으로는 사용자 단말에게 신뢰성 있는 서비스를 제공할 수 있도록 한다.Next, power control of the controller 400, which is one of the ways to improve the CoMP performance, will be described. In the conventional CoMP communication scheme, it is possible to mitigate the interference from the adjacent cell, but it is affected by the interference from the femtocell. In order to solve this problem, in the present invention, power control is applied to all user terminals of a macrocell and a femtocell, thereby increasing spectral efficiency as interference from a femtocell is reduced. Finally, a reliable service is provided to a user terminal .

제어부(400)는 주기적으로 펨토셀 커버리지 이내에 매크로셀 사용자 단말의 유무를 확인한다.The control unit 400 periodically checks whether there is a macro cell user terminal within the femtocell coverage.

확인 결과, 매크로셀 사용자와 펨토셀 사이의 경로 손실 값이 문턱값보다 크면, 제어부(400)는 펨토셀은 최대 전력으로 송신한다. 그러나 일정 수준 이하의 경로 손실 값을 갖는다면, 제어부(400)는 펨토셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석한다.As a result, if the path loss value between the macro cell user and the femtocell is larger than the threshold value, the controller 400 transmits the femtocell at the maximum power. However, if the path loss value is less than a predetermined level, the controller 400 compares the smallest SINR among the femtocell user terminals connected to the user terminal with the target SINR of the femtocell user terminal in order to guarantee the minimum SINR of the femtocell user terminal.

제어부(400)는 상기의 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는데, 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하는 경우 펨토셀의 전송 전력을 증가시키고, 그 반대의 경우 펨토셀의 전송 전력을 감소시켜 매크로셀 사용자 단말에게 미치는 간섭의 영향을 줄인다.If the femtocell user terminal having the SINR smaller than the target SINR exists, the control unit 400 increases the transmission power of the femtocell and vice versa. Thereby reducing the influence of the interference on the macro cell user terminal.

또한, 제어부(400)는 매크로셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 매크로셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 매크로셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교한다. 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하는 경우 종료하고, 그 반대의 경우 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하여 분석 결과에 따른 동작을 수행한다.In addition, the controller 400 compares the smallest SINR among the macro cell user terminals connected to the macro cell user terminal with the target SINR of the macro cell user terminal in order to guarantee the minimum SINR of the macro cell user terminal. If the result of the comparison is that there is a macrocell user terminal having a SINR smaller than the target SINR, the operation ends according to the analysis result by comparing and analyzing the smallest SINR among the femtocell user terminals and the target SINR of the femtocell user terminal do.

그러면, 이제 상기의 도 4와 같이 구성되는 셀 간 간섭 제어를 위한 장치에서 본 발명에 따라 스케줄링 및 전력 제어를 수행하는 과정에 대하여 하기 도 5 및 도 6의 흐름도를 참조하여 설명하도록 한다.Now, a process of performing scheduling and power control in an apparatus for inter-cell interference control configured as shown in FIG. 4 according to the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 5 and 6. FIG.

먼저, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 CoMP CS 기법에 따른 스케줄링 과정을 살펴보도록 한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 CoMP CS 기법에 따른 스케줄링 과정을 나타내는 흐름도이다.First, a scheduling process according to the CoMP CS scheme according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 is a flowchart illustrating a scheduling process according to the CoMP CS scheme according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 수신된 SINR을 기반으로 셀 센터에 위치하는 사용자 단말(CCU: Cell Center User; 이하, CCU라 기재하도록 함.)과 셀 바운더리에 위치하는 사용자 단말(CEU: Cell Edge User; 이하, CEU라 기재하도록 함.)을 구분한다.(S500)5, a cell center user (hereinafter, referred to as a CCU) located at a cell center and a cell edge user (CEU) located at a cell boundary based on the received SINR, ; Hereinafter referred to as CEU).

사용자 단말(RB(r)) 및 클러스터(Cluster(c))를 선택한다.(S502 ~ S503)And selects the user terminal RB (r) and the cluster (c) (S502 to S503).

선택한 클러스터(Cluster) 내 전체 사용자 단말에 대한 우선순위를 계산한다.(S503)And calculates a priority for all user terminals in the selected cluster (S503)

이후, 클러스터 셀 내에서 우선순위가 가장 높은 CEU인

Figure 112013120371608-pat00029
의 우선순위
Figure 112013120371608-pat00030
와 각 섹터 별로 우선순위가 가장 높은 CCU인
Figure 112013120371608-pat00031
,
Figure 112013120371608-pat00032
,
Figure 112013120371608-pat00033
에 대한 우선순위
Figure 112013120371608-pat00034
,
Figure 112013120371608-pat00035
,
Figure 112013120371608-pat00036
를 계산하고, 계산된 우선순위를 비교한다.(S504 ~ S505)Thereafter, the highest priority CEU in the cluster cell
Figure 112013120371608-pat00029
Priority of
Figure 112013120371608-pat00030
And the highest priority CCU for each sector
Figure 112013120371608-pat00031
,
Figure 112013120371608-pat00032
,
Figure 112013120371608-pat00033
Priority for
Figure 112013120371608-pat00034
,
Figure 112013120371608-pat00035
,
Figure 112013120371608-pat00036
And compares the calculated priorities (S504 to S505).

만약, 사용자

Figure 112013120371608-pat00037
의 우선순위가 더 높은 경우,
Figure 112013120371608-pat00038
에 대해 CoMP 전송 방식을 적용하도록 스케줄링 한다.(S506)If the user
Figure 112013120371608-pat00037
Is higher,
Figure 112013120371608-pat00038
(S506)

사용자

Figure 112013120371608-pat00039
,
Figure 112013120371608-pat00040
,
Figure 112013120371608-pat00041
의 우선순위가 더 높은 경우
Figure 112013120371608-pat00042
,
Figure 112013120371608-pat00043
,
Figure 112013120371608-pat00044
에 대해 일반적인 전송 방식을 적용하여 전송하도록 스케줄링 한다.(S507)user
Figure 112013120371608-pat00039
,
Figure 112013120371608-pat00040
,
Figure 112013120371608-pat00041
If your priority is higher
Figure 112013120371608-pat00042
,
Figure 112013120371608-pat00043
,
Figure 112013120371608-pat00044
(S507). [0064]

상기의 S503 내지 S507 과정은 모든 클러스터 및 모든 사용자 단말에 대해 체크하여 수행하도록 한다.(S508, S509, S510, S512)The above steps S503 to S507 are performed to check all the clusters and all the user terminals (S508, S509, S510, S512)

그러면, 이제 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 스마트 개선 기법으로 전력 제어를 위한 과정에 대하여 살펴보도록 한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 스마트 개선 기법으로 전력 제어를 위한 과정을 나타내는 흐름도이다.Referring now to FIG. 6, a process for power control according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a smart improvement technique. 6 is a flowchart illustrating a process for power control using a smart improvement technique according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 먼저 펨토셀은 주기적으로 펨토셀 커버리지 이내에 매크로셀 사용자 단말의 유무를 확인한다.(S600)Referring to FIG. 6, the femtocell periodically checks whether a macrocell user terminal exists within a femtocell coverage period (S600)

이후, 매크로셀 사용자와 펨토셀 사이의 경로 손실 값이 문턱값보다 크면 펨토셀은 최대 전력으로 송신한다.(S602) 이때, 도 6의 S602에서

Figure 112013120371608-pat00045
는 매크로셀 사용자 단말의 상향링크 전송 전력,
Figure 112013120371608-pat00046
는 매크로셀 사용자 단말에 대한 펨토셀에서의 수신 전력이며,
Figure 112013120371608-pat00047
는 매크로셀 사용자와 펨토셀 사이의 거리를 결정하기 위한 문턱값으로써 dB 단위로 표현된다.Thereafter, if the path loss value between the macrocell user and the femtocell is greater than the threshold value, the femtocell transmits at maximum power (S602). In this case,
Figure 112013120371608-pat00045
Is the uplink transmission power of the macrocell user terminal,
Figure 112013120371608-pat00046
Is the received power in the femtocell for the macrocell user terminal,
Figure 112013120371608-pat00047
Is a threshold for determining the distance between the macrocell user and the femtocell, expressed in units of dB.

그러나 일정 수준 이하의 경로 손실 값을 갖는다면 펨토셀은 펨토셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR인

Figure 112013120371608-pat00048
와 펨토셀 사용자 단말의
Figure 112013120371608-pat00049
과 비교 분석한다.(S603 ~ S604) S604단계에서
Figure 112013120371608-pat00050
은 펨토셀 사용자 단말의 최소 SINR이다.
Figure 112013120371608-pat00051
은 각각 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR이다.However, if the femtocell has a path loss value less than a predetermined level, the femtocell is the smallest SINR among the femtocell user terminals connected to the femtocell user terminal in order to guarantee the minimum SINR of the femtocell user terminal
Figure 112013120371608-pat00048
And the femtocell user terminal
Figure 112013120371608-pat00049
(S603 to S604). In step S604,
Figure 112013120371608-pat00050
Is the minimum SINR of the femtocell user terminal.
Figure 112013120371608-pat00051
Is the target SINR of the femtocell user terminal, respectively.

S 604 단계 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는데, 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하는 경우 펨토셀의 전송 전력을 증가시키고(S605),그 반대의 경우 펨토셀의 전송 전력을 감소시켜 매크로셀 사용자 단말에게 미치는 간섭의 영향을 줄인다.(S606) 여기서, S605 및 S 606 단계에서

Figure 112013120371608-pat00052
Figure 112013120371608-pat00053
는 각각 펨토셀의 최대 및 최소 송신 전력이며,
Figure 112013120371608-pat00054
는 측정 SINR과 목표 SINR에 따라 펨토셀 송신 전력의 크기를 조절할 수 있는 파라미터이다.In step S604, if the femtocell user terminal having the SINR smaller than the target SINR exists, the transmission power of the femtocell is increased (S605). If the femtocell user terminal has the SINR smaller than the target SINR, the transmission power of the femtocell is decreased Thereby reducing the influence of the interference on the macro cell user terminal (S606). In this case, in steps S605 and S606
Figure 112013120371608-pat00052
Wow
Figure 112013120371608-pat00053
Are the maximum and minimum transmission power of the femtocell, respectively,
Figure 112013120371608-pat00054
Is a parameter capable of adjusting the size of the femtocell transmission power according to the measured SINR and the target SINR.

매크로셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 매크로셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR인

Figure 112013120371608-pat00055
와 매크로셀 사용자 단말의
Figure 112013120371608-pat00056
과 비교한다.(S608) 이때, S608단계에서
Figure 112013120371608-pat00057
는 펨토셀 반경 이내에 존재하는 매크로셀 사용자 단말의 최소 SINR이고,
Figure 112013120371608-pat00058
은 매크로셀 사용자 단말의 목표 SINR이다.In order to guarantee the minimum SINR of the macrocell user terminal, the smallest SINR among the macrocell user terminals connected to the macrocell user terminal
Figure 112013120371608-pat00055
And the macro cell user terminal
Figure 112013120371608-pat00056
(S608). At this time, in step S608
Figure 112013120371608-pat00057
Is the minimum SINR of the user terminal of the macrocell existing within the radius of the femtocell,
Figure 112013120371608-pat00058
Is the target SINR of the macrocell user terminal.

S 608 단계 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하는 경우 종료하고, 그 반대의 경우 S604단계로 진행하여 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR인

Figure 112013120371608-pat00059
와 펨토셀 사용자 단말의
Figure 112013120371608-pat00060
과 비교 분석하여 분석 결과에 따른 동작을 수행한다.If it is determined in step S608 that there is a macro cell user terminal having an SINR smaller than the target SINR, the process ends in step S604, and if it is the smallest SINR among the femtocell user terminals
Figure 112013120371608-pat00059
And the femtocell user terminal
Figure 112013120371608-pat00060
And performs the operation according to the analysis result.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 적용되는 CoMP 기법에 따른 성능 변화와, CoMP에 본 발명에 따른 스케줄링 및 전력 제어를 적용했을 때에 대한 성능 이득은 도 8 내지 도 10의 그래프를 통해 확인할 수 있을 것이다.As described above, according to the present invention, the performance change according to the CoMP technique applied in the macro-femtocell heterogeneous network and the performance gain when the scheduling and power control according to the present invention are applied to CoMP are shown in graphs of FIGS. 8 to 10 You will be able to see.

이때, 모의실험 환경은 3GPP LTE-A 표준을 따르고 있다. 하기 <표 1>, <표 2> 및 <표 3>과 같이 매크로셀 및 펨토셀에 대한 파라미터를 기반으로 시스템 레벨 시뮬레이터를 제작한다. 또한, 각 매크로셀 내에 하나의 펨토셀이 존재한다는 가정 하에 모의실험이 이루진다.At this time, the simulation environment conforms to the 3GPP LTE-A standard. A system level simulator is constructed based on the parameters for macrocells and femtocells as shown in Table 1, Table 2, and Table 3 below. Further, a simulation is performed on the assumption that one femtocell exists in each macro cell.

또한 도 7과 같이 이중 스트립(Dual Strip) 모델을 사용하였으며, 하기 <표 4>의 경로 손실 모델을 적용하도록 한다. 이때,

Figure 112013120371608-pat00061
는 아파트 외벽 통과시의 투과 손실로, 10 dB 또는 20 dB로 정의한다.
Figure 112013120371608-pat00062
는 아파트를 분리하는 벽 통과시의 투과 손실이며, 그 값은 5 dB로 정의한다.
Figure 112013120371608-pat00063
는 아파트 내부의 거리로서, 내벽으로 인한 투과 손실 계산 시에 사용되는 값이다.Also, a dual strip model is used as shown in FIG. 7, and the path loss model of Table 4 is applied. At this time,
Figure 112013120371608-pat00061
Is defined as 10 dB or 20 dB in terms of transmission loss when passing through the exterior wall of the apartment.
Figure 112013120371608-pat00062
Is the transmission loss when passing through a wall separating an apartment, and its value is defined as 5 dB.
Figure 112013120371608-pat00063
Is a distance inside the apartment and is a value used in calculation of the transmission loss due to the inner wall.

또한, 모의실험 순서를 살펴보면, 먼저 파라미터에 따라 이종 네트워크 시스템 구조를 제작하고, 기지국과 사용자 단말의 위치를 설정한 후 CoMP 및 스마트 개선 기법 적용 여부에 대한 선택한다. 이후 수신부에서는 기지국으로부터 송신되어 채널을 통과한 신호를 수신하여, 이를 통해 수신 전력 및 간섭 전력 측정이 이루어진다. 이 값을 이용하여 SINR 계산이 이루어지며, CDF(Cumulative Distribution Function) 그래프를 통해 그 성능을 분석한다.In addition, the simulation procedure is as follows. First, a heterogeneous network system structure is constructed according to parameters, and a position of a base station and a user terminal is set, and then CoMP and smart improvement techniques are selected. Thereafter, the receiver receives the signal transmitted from the base station and passed through the channel, thereby measuring the received power and the interference power. The SINR is calculated using this value, and its performance is analyzed through a CDF (Cumulative Distribution Function) graph.

ParameterParameter ValueValue Cellular LayoutCellular Layout Hexagonal grid,
7 cell sites, 3 sectors per site
Hexagonal grid,
7 cell sites, 3 sectors per site
Cell CoverageCell Coverage Radius 189m (ISD = 500m)Radius 189m (ISD = 500m) Carrier FrequencyCarrier Frequency 2 GHz2 GHz Channel BandwidthChannel Bandwidth 10 MHz10 MHz Shadowing standard deviationShadowing standard deviation 8 dB8 dB Auto-correlation
distance of Shadowing
Auto-correlation
distance of Shadowing
50 m50 m
Shadowing correlationShadowing correlation Between cellsBetween cells Between sectorsBetween sectors 1.01.0 Antenna pattern (horizontal)Antenna pattern (horizontal) eNB: 3 sectorized
UE: Omni
eNB: 3 sectorized
UE: Omni
BS antenna gain
after cable loss
BS antenna gain
after cable loss
14 dBi14 dBi
BS noise figureBS noise figure 5 dB5 dB Number of eNB antennaNumber of eNB antenna 1 Tx1 Tx UE Antenna gainUE Antenna gain 0 dBi0 dBi UE Noise FigureUE Noise Figure 7 dB7 dB Number of UE antennaNumber of UE antennas 1 Rx1 Rx Total BS TX powerTotal BS TX power 46 dBm46 dBm UE distributionUE distribution dropped with uniform density within the indoors/outdoors macro coverage areadropped with uniform density within the indoors / outdoors macro coverage area Minimum distance
between eNB and UE
Minimum distance
between eNB and UE
>= 35 m> = 35 m

ParameterParameter ValueValue Carrier FrequencyCarrier Frequency 2 GHz2 GHz Channel BandwidthChannel Bandwidth 10 MHz10 MHz Cell CoverageCell Coverage 10 m10 m Min separation UE to femtoMin separation UE to femto 3 m3 m Number of Tx antennas at femtoNumber of Tx antennas at femto 1 One Femto antenna patternFemto antenna pattern omniomni Femto antenna gainFemto antenna gain 5 dBi5 dBi FeNB Min/Max Tx powerFeNB Min / Max Tx power -10/20 dBm-10/20 dBm Maximum number of FUE per femtoMaximum number of FUE per femto 1One

ParameterParameter ValueValue K (number of cells per column )K (number of cells per column) 44 N (number of cells per row )N (number of cells per row) 1010 M (number of blocks per sector)M (number of blocks per sector) 1One L (number of floors per block) L (number of floors per block) 66 R (deployment ratio )R (deployment ratio) 0.10.1 P (activation ratio)P (activation ratio) 1One Probability of macro UE being indoorsProbability of macro UE being indoors 35%35%

CasesCases Path Loss (dB)Path Loss (dB) UE to Macro eNBUE to Macro eNB UE is outside UE is outside

Figure 112013120371608-pat00064
,
Figure 112013120371608-pat00065
in m
Figure 112013120371608-pat00064
,
Figure 112013120371608-pat00065
in m UE is inside an aptUE is inside an apt
Figure 112013120371608-pat00066
,
Figure 112013120371608-pat00067
in m
Figure 112013120371608-pat00066
,
Figure 112013120371608-pat00067
in m
UE to Femto eNBUE to Femto eNB Dual-strip model: UE is inside the same apt stripe as femtoDual-strip model: UE is inside the same apt stripe as femto
Figure 112013120371608-pat00068
Figure 112013120371608-pat00069

Figure 112013120371608-pat00070
and
Figure 112013120371608-pat00071
are in m
Figure 112013120371608-pat00072
is the number of penetrated floors
Figure 112013120371608-pat00073
is the number of walls separating apartments between UE and femto
In case of a single-floor apt, the last term is not needed
Figure 112013120371608-pat00068
Figure 112013120371608-pat00069

Figure 112013120371608-pat00070
and
Figure 112013120371608-pat00071
are in m
Figure 112013120371608-pat00072
is the number of penetrated floors
Figure 112013120371608-pat00073
This is a great place to stay.
In case of a single-floor apt, the last term is not needed
Dual-strip model: UE is outside the apt stripeDual-strip model: UE is outside the apt stripe
Figure 112013120371608-pat00074

Figure 112013120371608-pat00075

Figure 112013120371608-pat00076

Figure 112013120371608-pat00077
and
Figure 112013120371608-pat00078
are in m
Figure 112013120371608-pat00079
is the number of walls separating apartments between UE and femto
Figure 112013120371608-pat00074

Figure 112013120371608-pat00075

Figure 112013120371608-pat00076

Figure 112013120371608-pat00077
and
Figure 112013120371608-pat00078
are in m
Figure 112013120371608-pat00079
This is a great place to stay.

상기 <표 1>은 모의실험을 위한 3GPP LTE-A 10MHz 대역폭 기반의 매크로셀 모의실험 매개 변수를 나타내고, 상기 <표 2>는 모의실험을 위한 펨토셀 모의실험 매개 변수를 나타내고, 상기 <표 3>은 모의실험을 위한 펨토셀 모델링 매개 변수를 나타내고, 상기 <표 4>는 모의실험을 위한 경로 손실 모델을 나타낸다. Table 1 shows the macrocell simulation parameters based on the 3GPP LTE-A 10MHz bandwidth for the simulation, Table 2 shows the femtocell simulation parameters for the simulation, Shows the femtocell modeling parameters for the simulation, and Table 4 shows the path loss model for the simulation.

상기와 같은 조건으로 본 발명에 따른 매크로-펨토셀 이종 네트워크 환경을 기반으로 다중 포인트 협력 통신에 스케줄링 및 전력 제어를 적용하였을 때의 SINR에 따른 CDF 그래프는 도 8 내지 10과 같이 도시할 수 있다. 이를 통해 MUE와 FUE의 성능 이득을 확인할 수 있다.CDF graphs according to SINR when scheduling and power control are applied to multi-point collaborative communication based on the macro-femtocell heterogeneous network environment according to the present invention are shown in FIGS. 8 to 10. This allows you to see the performance gains of MUE and FUE.

도 8 내지 10은 CoMP-CS에 전력 제어를 적용했을 때의 SINR에 따른 CDF 그래프를 보이고 있다. 도 8은 매크로셀간 협력이 이루어질 때 매크로셀 내에 위치하는 MUE에 대한 SINR을, 도 9는 펨토셀 내에 위치하는 FUE에 대한 SINR을 나타낸다. 도 10은 매크로셀 내에 위치하는 전체 사용자 단말에 대한 SINR을 나타낸다.8 to 10 show CDF graphs according to SINR when power control is applied to CoMP-CS. FIG. 8 shows an SINR for a MUE located in a macro cell when cooperation between macro cells is performed, and FIG. 9 shows an SINR for a FUE located in a femtocell. 10 shows the SINR for all user terminals located in the macrocell.

도 8 내지 10에 도시된 성능 결과 그래프에서와 같이 전력 제어를 통해 MUE 및 FUE는 물론, 전체 사용자 단말의 성능이 모두 향상되는 것을 확인할 수 있다. 또한 CoMP-CS와 전력 제어 결합 시 가장 큰 성능 이득을 나타내며, 특히 MUE의 성능 이득에 큰 영향을 미치는 것을 볼 수 있다.As shown in the performance result graph shown in FIGS. 8 to 10, it can be seen that both the MUE and the FUE as well as the performance of the entire user terminals are improved through the power control. In addition, it shows the greatest performance gain in combination with CoMP-CS and power control, and it has a great influence on the performance gain of MUE.

또한, MUE 및 FUE에 대한 아웃티지 확률(Outage Probability)은 하기 <표 5>와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the outage probability for the MUE and FUE can be expressed as shown in Table 5 below.

Non-CoMP-Non-PCNon-CoMP-Non-PC Non-CoMP-PCNon-CoMP-PC CoMP-CS- PCCoMP-CS-PC MUE(SINR 6dB 기준)MUE (SINR 6dB standard) 76.2%76.2% 72.5%72.5% 54.2%54.2% FUE(SINR 24dB 기준)FUE (based on SINR 24dB) 36.7%36.7% 30.8%30.8% 28.9%28.9%

상기의 <표 5>에서는 SINR 성능에 대한 아웃티지 확률(Outage Probability)을 비교하고 있다. MUE의 경우 6 dB를 기준으로 하며, FUE의 경우 24 dB를 기준으로 아웃티지 확률 측정이 이루어졌다. 표를 살펴보면, MUE의 경우, 전력 제어만을 결합한 Non-CoMP-PC 적용 시 Non-CoMP-Non-PC 대비 3.7% 향상되었으며, CoMP-CS와 전력 제어를 함께 결합한 CoMP-CS-PC 적용 시 Non-CoMP-Non-PC 대비 22% 향상되는 것을 볼 수 있다. FUE의 경우, 전력 제어만을 결합한 Non-CoMP-PC 적용 시 Non-CoMP-Non-PC 대비 5.9% 향상되었으며, CoMP- CS와 전력 제어를 함께 결합한 CoMP-CS-PC 적용 시 Non-CoMP-Non-PC 대비 7.8% 향상되는 것을 볼 수 있다.Table 5 above compares the Outage Probability for the SINR performance. The outage probability was measured based on 6 dB for MUE and 24 dB for FUE. In the case of MUE, Non-CoMP-Non-CoMP-PC is 3.7% higher than that of Non-CoMP-Non-PC when only power control is applied. When CoMP-CS- 22% higher than CoMP-Non-PC. Non-CoMP-Non-PC is improved by 5.9% compared to non-CoMP-Non-PC when FEA is applied to non-CoMP-PC combined with power control. It is 7.8% higher than PC.

이를 통해 매크로-펨토셀 네트워크의 경우 전체 사용자 단말에 대하여 CoMP 및 전력 제어를 사용했을 때 높은 성능 이득이 있음을 알 수 있고, 특히 MUE의 성능 이득이 크게 증가하였음을 확인할 수 있다.It can be seen that the performance gain of the macro-femtocell network is high when the CoMP and the power control are used for all user terminals, and the performance gain of the MUE is greatly increased.

본 발명에 따른 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method for inter-cell interference control based on multi-point cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network according to the present invention can be implemented in the form of software readable by various computer means and recorded in a computer-readable recording medium. Here, the recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination. Program instructions to be recorded on a recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. For example, the recording medium may be an optical recording medium such as a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, a compact disk read only memory (CD-ROM), a digital video disk (DVD) Includes a hardware device that is specially configured to store and execute program instructions such as a magneto-optical medium such as a floppy disk and a ROM, a random access memory (RAM), a flash memory, do. Examples of program instructions may include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that may be executed by a computer using an interpreter or the like. Such hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art. Furthermore, although specific terms are used in this specification and the drawings, they are used in a generic sense only to facilitate the description of the invention and to facilitate understanding of the invention, and are not intended to limit the scope of the invention.

또한, 본 발명에 따른 장치에 탑재되고 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일 되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.Further, a computer program (also known as a program, software, software application, script or code) that is embedded in the apparatus according to the present invention and which implements the method according to the present invention includes a compiled or interpreted language, a priori or procedural language , And may be deployed in any form including standalone programs or modules, components, subroutines, or other units suitable for use in a computer environment. A computer program does not necessarily correspond to a file in the file system. The program may be stored in a single file provided to the requested program, or in multiple interactive files (e.g., a file storing one or more modules, subprograms, or portions of code) (E.g., one or more scripts stored in a markup language document). A computer program may be deployed to run on multiple computers or on one computer, located on a single site or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.

아울러, 본 발명에 따른 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 방법을 설명하는데 있어서, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Further, in describing a method for inter-cell interference control based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network according to the present invention, operations are depicted in the drawings in a particular order, It should be understood that such operations should be performed in a specific order or in a sequential order, or that all illustrated operations should be performed. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Also, the separation of the various system components of the above-described embodiments should not be understood as requiring such separation in all embodiments, and the described program components and systems will generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products It should be understood.

본 발명을 통해 얻게 되는 차세대 이동통신 핵심기술은 이동통신 성능의 향상은 물론, 단말기부품 수출 및 네트워크 구축에도 크게 기여할 것으로 예상된다. 구체적으로 표준화 경쟁에서 우위 확보 및 차세대 이동통신 시장 선점에 기여할 것이며, 차세대 이동통신 관련 특허와 같은 지적소유권의 산업체 이전을 통한 국내 이동통신 산업의 기술 자립도 향상 및 가격 경쟁력 제고와, 확보된 특허의 국제적 상호사용승인(cross-licensing)으로 인한 이동통신 산업의 비용절감은 물론, 차세대 이동통신의 핵심기술 확보를 통한 기술료 지불경감 및 수입대체 효과가 예상된다.The next generation mobile communication core technology obtained through the present invention is expected to contribute not only to enhancement of mobile communication performance but also to export of terminal parts and network construction. Specifically, it will contribute to securing superiority in standardization competition and leading the next generation mobile communication market. It will improve technology self-reliance and price competitiveness of domestic mobile communication industry through transfer of intellectual property rights such as patents related to next generation mobile communication, In addition to reducing the cost of mobile communication industry due to cross-licensing, it is anticipated to reduce the royalty payment and import substitution effect by securing core technology of next generation mobile communication.

이뿐만 아니라, 본 발명을 통해 얻게 되는 결과를 B4G와 5G 시스템에 성공적으로 적용한다면 셀룰러 환경 하에서의 선점적인 기술이 될 것이다. 이 기술을 통해 B4G와 5G 이동통신 시스템의 셀 경계 성능을 보장하며, 이를 통해 이동성을 강화할 수 있다. 또한 대용량초고속 데이터 전송으로 스펙트럼 효율 개선, 서비스 지역 확대 및 네트워크 구축비용 절감 등의 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이 본 연구의 주요 핵심 기술들은 학문적 파급효과와 국가 연구개발에 대한 선행 기술의 확보를 가져다 줄 것으로 예상된다.In addition, successful application of the results obtained through the present invention to B4G and 5G systems will be a preemptive technology in cellular environments. This technology guarantees the cell boundary performance of B4G and 5G mobile communication systems, which can enhance mobility. In addition, large-capacity high-speed data transmission can improve spectrum efficiency, expand service areas, and reduce network construction costs. In this way, the key technologies of this study are expected to bring about academic ripple effect and secure prior art for national research and development.

400: 제어부 402: 통신부 404: 저장부400: control unit 402: communication unit 404:

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 사용자 단말 및 이종 네트워크 내 존재하는 다른 장치와의 통신을 위한 통신부;
미리 설정된 주기마다 펨토셀 커버리지 이내에 매크로셀 사용자 단말의 유무를 확인하고, 매크로셀 사용자 단말과 펨토셀 사용자 단말 사이의 경로 손실 값이 미리 설정된 문턱값보다 크면 최대 전력으로 송신하고, 상기 미리 설정된 문턱값 이하의 경로 손실 값을 갖는다면, 상기 펨토셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 접속된 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 신호 대 간섭 잡음비(SINR)와 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하고, 상기 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치.
A communication unit for communication with a user terminal and another device existing in the heterogeneous network;
If the path loss value between the macro cell user terminal and the femtocell user terminal is greater than a predetermined threshold value, transmitting at maximum power, and if the path loss value between the macro cell user terminal and the femtocell user terminal is less than the preset threshold value In order to guarantee the minimum SINR of the femtocell user terminal, if it has a path loss value, it is compared with the smallest signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) among the connected femtocell user terminals and the target SINR of the femtocell user terminal, Therefore, the control unit controls the transmission power;
Wherein the inter-cell interference control is based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network.
제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 비교 분석 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하는 경우 펨토셀의 전송 전력을 증가시키고, 그 반대의 경우 펨토셀의 전송 전력을 감소시켜 매크로셀 사용자 단말에게 미치는 간섭의 영향을 줄이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치.
The apparatus of claim 3,
As a result of the comparison, if the femtocell user terminal having the SINR smaller than the target SINR exists, the transmission power of the femtocell is increased, and in the opposite case, the transmission power of the femtocell is decreased to reduce the influence of interference Wherein the inter-cell interference control is based on multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network.
제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 매크로셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 매크로셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 매크로셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교하고, 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하는 경우 전력 제어를 종료하고, 그 반대의 경우 상기 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하여 분석 결과에 따른 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 장치.
The apparatus of claim 3,
In order to guarantee the minimum SINR of the macro cell user terminal, the macro cell user terminal compares the smallest SINR among the macro cell user terminals connected to the macro cell user terminal with the target SINR of the macro cell user terminal, And if the femtocell user terminal is present, the power control is terminated. In the opposite case, the smallest SINR of the femtocell user terminal is compared with the target SINR of the femtocell user terminal, and the operation is performed according to the analysis result. For inter-cell interference control on a multipoint cooperative communication basis.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 미리 설정된 주기마다 펨토셀 커버리지 이내에 매크로셀 사용자 단말의 유무를 확인하는 과정;
매크로셀 사용자 단말과 펨토셀 사용자 단말 사이의 경로 손실 값이 미리 설정된 문턱값보다 크면 최대 전력으로 송신하는 과정;
상기 미리 설정된 문턱값 이하의 경로 손실 값을 갖는다면, 상기 펨토셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 접속된 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 신호 대 간섭 잡음비(SINR)와 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하고, 상기 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 방법.
Checking whether there is a macro cell user terminal within a femtocell coverage every predetermined period;
If the path loss value between the macrocell user terminal and the femtocell user terminal is greater than a preset threshold value, transmitting at maximum power;
In order to guarantee the minimum SINR of the femtocell user terminal, if the path loss value is less than the preset threshold value, a comparison between the smallest SINR of the femtocell user terminals and the target SINR of the femtocell user terminal And controlling transmission power according to a result of the comparison and analysis;
Wherein the inter-cell interference control is based on a multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network.
제 9항에 있어서, 상기 비교 분석 결과에 따라서 송신 전력을 제어하는 과정은,
상기 비교 분석 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하는 경우 펨토셀의 전송 전력을 증가시키는 단계;
상기 비교 분석 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 펨토셀 사용자 단말이 존재하지 않는 경우 펨토셀의 전송 전력을 감소시켜 매크로셀 사용자 단말에게 미치는 간섭의 영향을 줄이는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 방법.
The method as claimed in claim 9, wherein the step of controlling the transmission power according to the result of the comparison and /
If the femtocell user terminal having the SINR smaller than the target SINR exists, increasing the transmission power of the femtocell;
If the femtocell user terminal having the SINR smaller than the target SINR does not exist, reducing the transmission power of the femtocell to reduce the influence of the interference on the macrocell user terminal;
Wherein the inter-cell interference control is based on a multipoint cooperative communication in a macro-femtocell heterogeneous network.
제 9항에 있어서,
상기 매크로셀 사용자 단말의 최소 SINR을 보장하기 위하여 자신에게 접속된 매크로셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 매크로셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교하는 과정;
상기 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하는 경우 전력 제어를 종료하는 과정;
상기 비교 결과 만약 목표 SINR보다 작은 SINR을 갖는 매크로셀 사용자 단말이 존재하지 않는 경우 상기 펨토셀 사용자 단말 중 가장 작은 SINR과 펨토셀 사용자 단말의 목표 SINR과 비교 분석하여 분석 결과에 따른 동작을 수행하는 과정;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매크로-펨토셀 이종 네트워크에서 다중 포인트 협력 통신 기반의 셀 간 간섭 제어를 위한 방법.

10. The method of claim 9,
Comparing the smallest SINR among the macro cell user terminals connected to the macro cell user terminal with the target SINR of the macro cell user terminal in order to guarantee the minimum SINR of the macro cell user terminal;
And terminating the power control when a macro cell user terminal having an SINR smaller than the target SINR exists as a result of the comparison;
Comparing the smallest SINR among the femtocell user terminals with a target SINR of the femtocell user terminal and performing an operation according to an analysis result if a macrocell user terminal having an SINR smaller than the target SINR does not exist;
The method comprising the steps of: receiving a macro-femtocell heterogeneous network;

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"Macro-Pico HetNet에서 스케줄링 및 프리코딩을 결합한 CoMP 전송 기술", 김보라 외 3인, 한국통신학회 종합학술발표회 논문집 (2013.06.30.)*

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