KR101568274B1 - 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법 및 통신 장치 - Google Patents

협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법 및 통신 장치 Download PDF

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Abstract

협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 통신 시스템이 제공된다. 단말은 이웃 기지국에 대한 서빙 기지국의 간섭이 실질적으로 존재하지 않는 상황에서 기대 채널 품질 정보를 측정한다. 서빙 기지국은 기대 채널 품질 정보를 기초로 이웃 기지국이 서빙 기지국과 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 자격이 있는지를 판단한다. 특히, 서빙 기지국은 단말의 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건을 이용하여 이웃 기지국이 서빙 기지국과 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 자격이 있는지를 판단할 수 있다.
협력 멀티-포인트 송신, CoMP, SINR, 채널 품질 정보, 전송률, RATE, 기지국, 단말

Description

협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법 및 통신 장치{CLUSTERING METHOD AND COMMUNICATION DEVICE FOR COORDINATED MULTI-POINT TRNASMISSION}
본 발명의 실시예들은 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 통신 시스템에 관한 것이다.
협력 멀티-포인트 송신은 여러 기지국들이 셀 에지에 위치한 단말들과 같이 약한 송/수신 신호를 갖는 하나의 단말에서의 전송률을 높이기 위하여 동시에 협력하여 신호를 전송하는 것을 의미한다. 3GPP LTE 등의 표준과 같이 여러 스터디 그룹들은 이러한 협력 멀티-포인트 송신에 대해 많이 연구하고 있다. 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 구체적인 알고리즘들에는 Coordinated Silencing, Coordinated Scheduling/Beamforming, Joint Processing/Transmission 등이 존재한다.
셀룰라 통신 시스템에서, 단말들은 이동성을 가지므로, 단말들의 채널 상태는 변하며, 단말들에서는 다양한 원인들로 인해 간섭이 발생한다. 따라서, 이러한 셀룰라 통신 시스템에서 협력 멀티-포인트 송신을 적용하기 위해서는 특정 이웃 기지국이 협력 멀티-포인트 송신에 참여하는 것이 적절한지를 판단할 필요가 있다.
즉, 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것은 통신 시스템의 오버헤드를 증가 시키므로, 아무 때나 협력 멀티-포인트 송신을 사용하거나, 어떤 이웃 기지국이라도 협력 멀티-포인트 송신에 참여시키는 것은 좋은 방법이 아니다. 예를 들어, 특정 이웃 기지국을 협력 멀티-포인트 송신에 참여시키더라도 단말에서의 전송률은 크게 향상되지 않을 수 있는 반면, 통신 시스템의 오버헤드는 증가할 수 있다.
따라서, 협력 멀티-포인트 송신에 어떤 이웃 기지국을 참여시킬지를 결정하는 것, 협력 멀티-포인트 송신에 특정 이웃 기지국이 참여할 수 있는 자격에 관한 기준을 정하는 것은 중요한 문제일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 서빙 기지국의 협력 멀티-포인트 송신(Coordinated Multi-Point transmission: CoMP)을 위한 클러스터링 방법은 이웃 기지국으로부터 단말로의 기대(expected) 채널 품질 정보를 수신하는 단계; 및 상기 기대 채널 품질 정보를 기초로 상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 기대 채널 품질 정보는 상기 이웃 기지국에 대한 상기 서빙 기지국의 간섭이 실질적으로 존재하지 않거나 제거된 상황에서 계산된다.
이 때, 상기 기대 채널 품질 정보는 상기 서빙 기지국에 의해 사용되지 않는 무선 자원을 이용하여 상기 이웃 기지국으로부터 전송된 레퍼런스 신호(Reference Signal)를 기초로 상기 단말에 의해 계산될 수 있다.
이 때, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는 상기 기대 채널 품질 정보를 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 상기 단말에서의 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건(criterion)이 만족되는지 여부를 체크하는 단계; 및 상기 체크 결과에 따라 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 협력 멀티-포인트 송신이 복수의 모드들로 수행될 수 있는 경우, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는 상기 기대 품질 정보를 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신의 현재 모드가 대상 모드로 변경됨으로 인한 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건이 만족되는지 여부를 체크하는 단계; 및 상기 체크 결과에 따라 상기 이웃 기지국이 상기 대상 모드로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는 상기 기대 채널 품질 정보를 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 상기 단말에서의 전송률의 증가량을 예측하고, 상기 예측된 전송률의 증가량을 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계일 수 있다.
이 때, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는 상기 기대 채널 품질 정보 및 채널 품질 정보를 기초로 상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계일 수 있다.
그리고, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는 상기 기대 채널 품질 정보 또는 상기 채널 품질 정보 중 적어도 하나에 가중치를 부여하여 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계일 수 있다.
이 때, 상기 기대 채널 품질 정보를 수신하는 단계는 주기적으로 상기 기대 채널 품질 정보를 수신하거나, 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하도록 상기 단말 에게 명령한 이후에 상기 기대 채널 품질 정보를 수신하는 단계일 수 있다.
이 때, 클러스터링 방법은 상기 단말이 상기 기대 채널 품질 정보를 계산할 수 있도록 상기 단말로 상기 이웃 기지국에 대한 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 클러스터링 방법은 상기 서빙 기지국으로부터 상기 단말로의 채널 품질 정보에 따라 상기 단말이 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하도록 명령하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 클러스터링 방법은 상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는 것으로 판단되면, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 위한 스케쥴링 정보 또는 상기 협력 멀티-포인트 송신의 셀 정보를 상기 단말로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 채널 품질 정보는 상기 서빙 기지국으로부터 상기 단말로의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio)와 관련된 정보를 포함하고, 상기 기대 채널 품질 정보는 상기 이웃 기지국에 대한 상기 서빙 기지국의 간섭의 간섭이 실질적으로 존재하지 않거나 제거된 상황에서, 상기 이웃 기지국으로부터 상기 단말로의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 서빙 기지국의 협력 멀티-포인트 송신(Coordinated Multi-Point transmission: CoMP)을 위한 클러스터링 방법은 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건 또는 상기 협력 멀티-포인트 송신의 현 재 모드가 대상 모드로 변경됨으로 인한 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건이 만족되는지 여부를 체크하는 단계; 및 상기 체크 결과를 기초로 상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 여부 또는 상기 이웃 기지국이 상기 대상 모드로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 협력 멀티-포인트 송신(Coordinated Multi-Point transmission: CoMP)을 위한 단말의 동작 방법은 이웃 기지국에 대한 서빙 기지국의 간섭이 실질적으로 존재하지 않거나 제거된 상황에서 이웃 기지국으로부터 단말로의 기대(expected) 채널 품질 정보를 계산하는 단계; 상기 이웃 기지국과 상기 서빙 기지국이 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는지 여부가 상기 서빙 기지국에 의해 판단될 수 있도록 상기 서빙 기지국으로 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 단계 또는 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 단계는 상기 채널 품질 정보에 따라 수행될 수도 있고, 안될 수도 있다.
이 때, 단말의 동작 방법은 상기 서빙 기지국으로부터 상기 단말로의 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 단말의 동작 방법은 상기 서빙 기지국 및 상기 이웃 기지국이 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는 경우, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 위한 스케쥴링 정보 또는 상기 협력 멀티-포인트 송신의 셀 정보를 수신 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기대 채널 품질 정보를 계산하는 단계는 상기 서빙 기지국에 의해 사용되지 않는 무선 자원을 이용하여 상기 이웃 기지국으로부터 전송된 레퍼런스 신호(Reference Signal)를 기초로 상기 기대 채널 품질 정보를 계산하는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 단말에서의 전송률의 증가량을 예측함으로써, 이웃 기지국이 서빙 기지국과 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 여부를 판단함으로써, 보다 효율적으로 협력 멀티-포인트 송신을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 이웃 기지국에 대한 서빙 기지국이 간섭이 존재하지 않는 상황에서 계산되는 기대 채널 품질 정보를 계산함으로써, 보다 정확하게 이웃 기지국이 서빙 기지국과 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 특히, 본 명세서에서 '기지국'은 일반적인 기지국, 중계기 등을 포함하며, '단말'은 핸드폰, 노트북과 같이 여러 모바일 디바이스들을 포함한다.
도 1은 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 다중-셀 환경의 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 다중-셀 환경의 통신 시스템은 복수의 기지국들(BS1, BS2, BS3) 및 적어도 하나의 단말(MS)을 포함한다.
기지국들(BS1, BS2, BS3) 모두가 협력 멀티-포인트 송신에 참여한다고 가정한다. 이 때, 기지국들(BS1, BS2, BS3)은 서로 협력하여 단말(MS)로 동시에 신호를 전송한다. 이러한 협력 멀티-포인트 송신에 참여하는 기지국들(BS1, BS2, BS3)은 복수의 기지국들로부터 선택된다.
보다 구체적으로, 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 통신 시스템에 기지국 또는 단말은 협력 멀티-포인트 송신에 참여할 가능성을 갖는 기지국들의 집합인 CoMP Set을 관리한다. 이러한 CoMP Set은 여러 개의 셋들로 분류된다.
해당 단말과 동일한 싱크 채널을 수신할 수 있는 서빙 기지국과 인접한 기지국들의 집합은 측정 집합(measurement set)으로 정의된다. 또한, 실제로 협력 멀티-포인트 송신을 사용할 수 있는 기지국들의 집합은 CoMP cooperating set으로 정의되며, 이러한 CoMP cooperating set은 네트워크가 설치될 때(deploy) 결정된다. 그리고, CoMP reporting set은 해당 단말이 기지국들의 신호들을 측정한 후, 서빙 기지국으로 통보되는 의미 있는 측정 결과에 대응하는 기지국들의 집합을 말한다.
CoMP cooperating set으로부터 CoMP reporting set을 결정하는 과정은 클러스터링 알고리즘에 의해 수행되며, 본 발명의 실시예들은 주로 이러한 과정에 관한 것이다. 참고로, CoMP reporting set은 단말의 채널 상황에 따라 미리 약속된 클러스터링 알고리즘을 통하여 동적으로 결정된다. 이러한 점에서, CoMP reporting set은 사용자-의존(User Equipment-specific) 클러스터링 집합이라고 불리기도 한다.
도 2는 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 위해 클러스터링 과정을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 단말은 셀들의 외곽에 존재함을 확인할 수 있다. 이러한 셀들의 외곽에 존재하는 단말에서의 전송률은 협력 멀티-포인트 송신을 적용함으로써 향상될 수 있다.
CoMP cooperating set은 여러 셀 조각(fragment)들로 이루어진다. 도 2에서, 단말의 서빙 셀은 셀 조각 3을 포함하는 셀이고, CoMP cooperating set은 셀 조각 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8을 포함한다고 가정한다. 이 때, 미리 약속된 클러스터링 알고리즘을 통하여 CoMP cooperating set으로부터 CoMP reporting set 이 결정된다. 여기서, CoMP cooperating set은 셀 조각 1, 2, 3을 포함한다.
또한, CoMP reporting set이 결정되면, 네트워크는 실제로 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 기지국들을 최종적으로 결정한다. 예를 들어, 단말은 CoMP reporting set에 속하는 기지국들과 단말 사이의 채널 정보를 서빙 셀의 서빙 기지국으로 제공하고, 서빙 기지국은 상기 채널 정보를 기초로 CoMP reporting set에 속하는 기지국들 중 실제로 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 기지국들을 최종적으로 결정한다.
본 발명의 실시예들의 기본적인 클러스터링 기준
본 발명의 실시예들에 따른 기본적인 클러스터링 기준은 단말의 전송률이 증가하는지 여부, 또는 전송률의 증가량일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 대상 기지국이 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않을 때 단말에서의 전송률과 현재의 단말의 채널 상황을 고려하여 대상 기지국이 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 때 단말에서의 전송률을 대비함으로써, 대상 기지국을 협력 멀티-포인트 송신에 참여하는 기지국으로 선택할 것인지를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 아래의 수학식 1에 따라 대상 기지국을 협력 멀티-포인트 송신에 참여하는 기지국으로 선택할 것인지를 결정할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, R-는 대상 기지국이 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않을 때 단말에서의 전송률이고, R+는 대상 기지국이 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 때 단말에서의 전송률이다. 그리고, △는 협력 멀티-포인트 송신을 적용함으로써 추가적으로 발생하는 오버헤드에 대응하는 값이다. 결국, 본 발명의 실시예들은 상기 수학식 1의 부등식으로 표현되는 조건이 만족한다면, 협력 멀티-포인트 송신을 적용하고 조건이 만족되지 않는다면 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않을 수 있다.
또한, △는 하기 수학식 2와 같이 협력 멀티-포인트 송신 알고리즘, 채널 상황, 이동성의 함수로 표현될 수 있다.
[수학식 2]
△=F(협력 멀티-포인트 송신 알고리즘, 채널 상황, 이동성)
여기서, 협력 멀티-포인트 송신 알고리즘은 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 알고리즘들로서, 구체적으로 Coordinated Silencing, Coordinated Scheduling/Beamforming, Joint Processing/Transmission 등을 포함한다. 즉, △는 협력 멀티-포인트 송신 알고리즘, 채널 상황, 이동성의 함수로 표현되며, 다양한 형태로 정의될 수 있다.
직교하는 레퍼런스 신호들로 인한 오버헤드
대상 기지국을 협력 멀티-포인트 송신에 참여하는 기지국으로 결정할 것인지 여부 또는 여러 기지국들이 특정 단말에 대해 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 것인지 여부를 결정하기 위해서는 기지국들과 단말 사이의 채널들을 추정해야 한다. 따라서, 단말이 기지국들과 단말 사이의 채널들을 추정하기 위해서는 레퍼런스 신호들은 서로 다른 무선 자원을 통하여 단말로 전송되어야 한다. 뿐만 아니라, 레퍼런스 신호들이 전송되는 동안, 기지국들은 데이터 신호들의 전송을 중단해야 한 다. 이에 대해서는 도 3과 관련하여 설명한다.
도 3은 레퍼런스 신호들 및 데이터 신호들을 위해 할당된 무선 자원에 대한 그리드(grid)를 나타낸다.
도 3의 그리드들(310, 320, 330)에서 가로축은 시간축이고, 세로축은 주파수 축이다. 그리고, A는 셀 A(또는 기지국 A)의 레퍼런스 신호이고, B는 셀 B(또는 기지국 B)의 레퍼런스 신호이며, C는 셀 C(또는 기지국 C)의 레퍼런스 신호를 나타낸다.
그리드들(310, 320, 330) 각각은 5 X 5=25개의 자원 엘리먼트(Resource Element, RE)들을 포함하며, 회색의 자원 엘리먼트들은 데이터 신호들을 전송하는 데에 사용되고, 백색의 자원 엘리먼트들은 해당 기지국에 의해 사용되지 않는 것을 의미한다. 즉, 백색의 자원 엘리먼트들에 대응하는 시간 및 주파수에서 해당 기지국은 다른 기지국에 대한 간섭을 방지하기 위하여 데이터 신호의 송/수신을 중단한다.
그리드들(310, 320, 330)을 참조하면, 어느 하나의 기지국이 레퍼런스 신호를 전송하는 동안, 나머지 기지국들은 상기 레퍼런스 신호에 대응하는 자원 엘리먼트를 사용하지 않음을 알 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 시간에서 기지국 A가 레퍼런스 신호를 전송하는 경우, 기지국 B 및 기지국 C는 첫 번째 시간 및 두 번째 주파수를 사용하지 않음을 알 수 있다.
도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 협력(Coordination)하는 기지국들의 개 수가 증가할수록 어느 기지국에 의해서도 사용될 수 없는 자원 엘리먼트들의 개수는 증가한다. 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 것인지 여부를 결정하기 위하여 채널을 추정해야 하는데, 채널을 추정하기 위해서는 사용될 수 없는 자원 엘리먼트들이 발생한다. 이러한 사용될 수 없는 자원 엘리먼트들은 셀들 각각의 또는 통신 시스템의 throughput을 감소시키는 원인이 될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 클러스터링 알고리즘
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템에서 채널 품질 정보 및 기대 채널 품질 정보를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 단말은 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 i 각각으로부터 신호를 수신함을 알 수 있다. 도 4에서, 단말과 서빙 기지국 0 사이의 채널은 h0이고, 단말과 이웃 기지국 i 사이의 채널은 hi이다. 그리고, Q0는 서빙 기지국 0의 송신 파워이고, Qi는 이웃 기지국 i의 송신 파워이며, P0는 서빙 기지국 0의 신호에 대한 단말의 수신 파워이고, Pi는 이웃 기지국 i의 신호에 대한 단말의 수신 파워이다.
P0 및 Pi는 하기 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112009032658029-pat00001
Figure 112009032658029-pat00002
협력 멀티-포인트 송신의 적용 여부를 결정하기 위하여 단말은 서빙 기지국 0의 신호에 대한 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(SINR0)에 대한 정보와 관련된 채널 품질 정보를 서빙 기지국 0로 보고한다. 뿐만 아니라, 단말은 서빙 기지국 0의 신호를 제외한 채로, 이웃 기지국 i의 신호에 대한 신호 대 간섭 플러스 잡음 비에 대한 정보와 관련된 기대 채널 품질 정보를 서빙 기지국 0으로 보고한다. 여기서, 이웃 기지국 i의 신호에 대한 신호 대 간섭 플러스 잡음 비를 E_SINRi이라고 부르기로 한다.
이 때, 서빙 기지국 0의 신호에 대한 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(SINR0) 및 E_SINRi은 하기 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112009032658029-pat00003
Figure 112009032658029-pat00004
여기서, N은 잡음 파워이다.
상기 수학식 4를 참조하면, SINR0의 분자는 P0로서 서빙 기지국 0의 신호에 관한 것이고,
Figure 112009032658029-pat00005
은 단말에서 이웃 기지국들에 의해 발생하는 간섭에 관한 것이다. 단말이
Figure 112009032658029-pat00006
를 측정한다고 함은 서빙 기지국 0가 특정 자원 엘리먼트를 이용하여 레퍼런스 신호를 전송하는 경우, 동일한 자원 엘리먼트를 이용하여 이웃 기지국들에 의해 전송된 데이터 신호들을 측정하는 것을 의미한다.
또한, E_SINRi의 분자는 Pi로서 이웃 기지국 i의 신호에 관한 것이고,
Figure 112009032658029-pat00007
는 단말에서 이웃 기지국 i에 대해 발생하는 간섭에 관한 것이다. 다만,
Figure 112009032658029-pat00008
는 단말에서 발생하는 이웃 기지국 i에 대해 발생하는 모든 간섭을 의미하지 않음을 주의해야 한다. 즉,
Figure 112009032658029-pat00009
는 이웃 기지국 i에 대해 서빙 기지국 0로 인한 간섭을 제외한 채로, 단말에서 이웃 기지국 i에 대해 발생하는 간섭을 의미한다.
단말이 이러한 SINR0 및 E_SINRi을 측정하기 위해서는 도 5와 같은 무선 자원의 그리드가 설계되어야 한다. 이에 대해서는 아래에서 설명한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이웃 기지국이 서빙 기지국에 의해 사용되지 않는 무선 자원을 이용하여 레퍼런스 신호들을 전송하는 것을 설명하기 위한 무선 자원의 그리드이다.
도 5를 참조하면, 무선 자원의 그리드(510)는 서빙 기지국 0에 대한 것이고, 무선 자원의 그리드(520)는 이웃 기지국 i에 대한 것이다.
그리드들(510, 520) 각각은 7 X 7 = 49 개의 자원 엘리먼트(Resource Element, RE)들을 포함하며, 회색의 자원 엘리먼트들은 데이터 신호들을 전송하는 데에 사용되고, 백색의 자원 엘리먼트들은 해당 기지국에 의해 사용되지 않는 것을 의미한다. 예를 들어, (시간, 주파수)=(1, 2) 또는 (1, 6)의 자원 엘리먼트는 서빙 기지국 0에 의해 사용되지 않으며, 상기의 자원 엘리먼트에서 서빙 기지국 0은 데이터 신호의 송/수신을 중단한다.
서빙 기지국 0의 레퍼런스 신호 A와 이웃 기지국 i의 레퍼런스 신호 B는 서로 다른 패턴을 갖도록 설계될 수 있다. 따라서, SINR0는 서빙 기지국의 레퍼런스 신호 A들에 대응하는 자원 엘리먼트들에서 측정될 수 있다. 여기서, 레퍼런스 신호 A들에 대응하는 자원 엘리먼트들은 (1, 1), (1, 5), (5, 1), (5, 5)의 자원 엘리먼트들이다.
또한, E_SINRi은 이웃 기지국 i가 레퍼런스 신호 B들을 전송하는 동안 서빙 기지국 0가 동일한 주파수를 사용하여 데이터 신호들을 전송하지 않는 상황에서 측정 가능하다. 예를 들어, 이웃 기지국 i는 그리드(520)에서 (1, 2)의 자원 엘리먼트를 이용하여 레퍼런스 신호 B를 전송하며, 서빙 기지국 0는 그리드(510)에서 (1, 2)의 자원 엘리먼트를 사용하지 않는다. 서빙 기지국 0 이 (1, 2)의 자원 엘리먼트를 사용하지 않는다는 것은 (1, 2)의 자원 엘리먼트에서 데이터 신호의 송/수신을 중단하는 것을 의미한다.
도 5에 도시된 그리드들(510, 52)이 있는 상황에서, 단말이 SINR0 및 E_SINRi을 측정하면, 측정된 SINR0 및 E_SINRi은 서빙 기지국 0로 보고된다. 이 때, 서빙 기지국 0는 SINR0 및 E_SINRi을 대비함으로써, 협력 멀티-포인트 송신을 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 특히, 서빙 기지국 0은 SINR0 및 E_SINRi을 기초로 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 단말에서의 전송률의 증가량을 예측할 수 있고, 예측된 전송률의 증가량을 기초로 협력 멀티-포인트 송신을 적용할지 여부를 결정할 수 있다.
서빙 기지국 0은 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 단말에서의 전송률의 증가량이 특정 레벨보다 큰 경우에만 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정할 수 있다. 여기서, 특정 레벨은 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인해 발생하는 오버헤드를 고려하여 조절될 수 있다. 최소한 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 때의 전송률이 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않을 때의 전송률보다 큰 경우에만, 서빙 기지국 0은 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정할 수 있다.
보다 일반적으로, 서빙 기지국 0는 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 단말에서의 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건(criterion)을 미리 준비할 수 있다. 즉, 상기 조건이 만족된다면, 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 단말에서의 전송률의 증가량이 특정 레벨보다 큰 것으로 판단되고, 서빙 기지국 0는 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정할 수 있다. 반대로, 상기 조건이 만족되지 않는다면, 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 단말에서의 전송률의 증가량이 특정 레벨보다 작거나 같은 것으로 판단되고, 서빙 기지국 0는 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
이 때, 전송률의 계산 방식은 협력 멀티-포인트 송신 알고리즘이 무엇인지에 따라 달라질 수 있으므로, 서빙 기지국 0는 협력 멀티-포인트 송신 알고리즘에 따라 서로 다른 조건들을 준비할 수 있다. 위에서, 협력 멀티-포인트 송신 알고리즘에 대해 설명하였으나, 아래에서는 CoMP 알고리즘의 예들인 Coordinated Silencing, Coordinated Scheduling/Beamforming, Joint Processing/Transmission에 따라 준비되는 조건들에 대해 상세히 설명한다.
(1) 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않는 상황에서 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건
최소한, 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않을 때 단말에서의 전송률보다 Coordinated Silencing에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 때 단말에서의 전송률이 커야 한다. 따라서, 하기 수학식 5의 조건이 만족되는 경우, 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않는 상황에서 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112009032658029-pat00010
상기 수학식 5의 조건은 하기 수학식 6의 조건과 등가이다.
[수학식 6]
Figure 112009032658029-pat00011
결국, 서빙 기지국 0는 SINR0 및 E_SINRi을 기초로 상기 수학식 5 또는 상기 수학식 6의 조건이 만족되는지 확인할 수 있고, 확인 결과에 따라 이웃 기지국 i와 서빙 기지국 0가 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 것인지 결정한다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 추가적으로 발생할 수 있는 오버헤드를 고려하여 SINR0 및 E_SINRi 중 적어도 하나에 가중치를 부여함으로써, 상기 수학식 5 또는 상기 수학식 6의 조건을 변경할 수 있다. 즉, 새로운 조건은 하기 수학식 7 또는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112009032658029-pat00012
[수학식 8]
Figure 112009032658029-pat00013
여기서, α는 조절 가능한 파라미터로서, 상술한 조건들을 변형할 수 있는 가중치이다. α는 오버헤드에 따라 적응적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 단말의 이동 속도가 증가하는 것과 같은 다양한 원인들에 의해 채널의 변화가 크게 생기는 경우, 단말의 피드백 오버헤드는 증가하며, 그에 따라 α는 조절될 수 있다.
(2) 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않는 상황에서 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건
협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않을 때 단말에서의 전송률보다 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 때 단 말에서의 전송률이 커야 한다. 따라서, 하기 수학식 9의 조건이 만족되는 경우, 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않는 상황에서 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정될 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112009032658029-pat00014
상기 수학식 9은 하기 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 10]
Figure 112009032658029-pat00015
서빙 기지국 0는 SINR0 및 E_SINRi을 기초로 상기 수학식 9 또는 상기 수학식 10의 조건이 만족되는지 확인할 수 있고, 확인 결과에 따라 이웃 기지국 i와 서빙 기지국 0가 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 것인지 결정한다.
상기 수학식 10도 마찬가지로, 발생할 수 있는 오버헤드에 따라 적절히 변형될 수 있다. 예를 들어, 상기 수학식 10은 하기 수학식 11 또는 수학식 12와 같이 변형될 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112009032658029-pat00016
[수학식 12]
Figure 112009032658029-pat00017
α에 대해서는 위에서 설명한 바 있다.
(3) 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않는 상황에서 Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건
협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않을 때 단말에서의 전송률보다 Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 때 단말에서의 전송률이 커야 한다. 따라서, 하기 수학식 13의 조건이 만족 되는 경우, 협력 멀티-포인트 송신을 적용하지 않는 상황에서 Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정될 수 있다.
[수학식 13]
Figure 112009032658029-pat00018
여기서, Pi -는 Pi보다 작으며, △는 오버헤드로 인한 전송률의 감소량이다. 상기 수학식 13은 하기 수학식 14와 같이 정리될 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112009032658029-pat00019
상기 수학식 14를 참조하면, λ는 미리 설정되는 임계값이고, 단말은 서빙 기지국 0으로부터 SINR0을 측정하고, 측정된 SINR0이 λ보다 큰지 여부에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 지 여부를 고려한다. 뿐만 아니라, 서빙 기지국 0 역시 단말에 의해 보고된 SINR0이 λ보다 큰지 여부에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용할 지 여부를 고려한다.
(4) Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중인 상황에서 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건
협력 멀티-포인트 송신은 복수의 알고리즘들 중 어느 하나에 따라 수행될 수 있다. 아래에서는, 복수의 알고리즘들을 '복수의 모드들'로 표현한다.
이 때, 본 발명의 실시예들은 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 모드를 적응적으로 변경할 수 있다. 예를 들어, Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘이 적용되는 상황에서 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 변경될 수 있다. 모드의 변경이 적절한지 여부를 판단하기 위하여 본 발명의 실시예들은 현재의 모드가 특정 모드로 변경됨으로 인하여 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건들을 사용한다. 본 발명의 실시예들은 이러한 모드의 변경에 대한 조건들도 제안한다.
Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송 신을 적용 중인 상황에서 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건은 상기 수학식 6, 7, 8과 거의 동일하다. 즉, 서빙 기지국 0은 SINR0 및 E_SINRi을 대비함으로써 Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중인 상황에서 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것을 결정할 수 있다.
다만, Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중이므로, 측정되는 SINR0은 달라질 수 있고, α 역시 다르게 설정될 수 있다. 서빙 기지국 0는 이러한 것들을 제외하고 상기 수학식 6, 7, 8의 조건들을 그대로 사용하여 이웃 기지국 i와 함께 Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 변경하는 것이 타당한지 여부를 판단할 수 있다.
(5) Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중인 상황에서 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건
Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중인 상황에서 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀 티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건은 상기 수학식 10, 11, 12와 거의 동일하다. 즉, 서빙 기지국 0은 SINR0 및 E_SINRi을 대비함으로써 Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중인 상황에서 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것을 결정할 수 있다.
다만, Coordinated Scheduling/Beamforming 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중이므로, 측정되는 SINR0은 달라질 수 있고, α 역시 다르게 설정될 수 있다.
(6) Coordinated Silencing 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용 중인 상황에서 Joint Processing/Transmission 알고리즘에 따라 협력 멀티-포인트 송신을 적용하는 것으로 결정하기 위해 사용되는 조건
이러한 경우, 본 발명의 실시예는 상기 수학식 6, 7, 8의 조건들과 상기 수학식 10, 11, 12의 조건들을 모두 고려한다. 즉, 서빙 기지국 0는 측정되는 SINR0, 발생하는 오버헤드의 양, 설정된 α에 따라 상기 수학식 6, 7, 8의 조건들과 상기 수학식 10, 11, 12의 조건들 중 적어도 하나의 조건을 만족할 수 있다.
만족되는 조건이 무엇인지에 따라, Coordinated Silencing 알고리즘 또는 Joint Processing/Transmission 알고리즘 중 어느 하나가 선택된다. 예를 들어, 상기 수학식 6, 7, 8의 조건들 중 어느 하나가 만족되면, Coordinated Silencing 알고리즘이 선택되고, 상기 수학식 10, 11, 12 중 어느 하나가 만족되면, Joint Processing/Transmission 알고리즘이 선택된다.
다만, 상기 수학식 6, 7, 8의 조건들 및 수학식 10, 11, 12의 조건들 모두가 만족되면, Coordinated Silencing 알고리즘 또는 Joint Processing/Transmission 알고리즘 중 어느 하나가 임의로 선택될 수 있다.
도 6은 두 개의 셀들이 존재하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 클러스터링 알고리즘을 이용하여 협력 멀티-포인트 송신을 수행할지 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 무선 자원의 그리드이다.
도 6의 그리드들(611, 612)은 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 i가 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 이전에 사용되는 무선 자원에 관한 것이다. 회색의 자원 엘리먼트들은 데이터 신호들을 전송하는 데에 사용된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 서빙 기지국 0이 레퍼런스 신호 A들을 전송하는 데에 사용되는 자원 엘리먼트들은 이웃 기지국 i가 데이터 신호들을 전송하는 데에 사용됨을 알 수 있다.
이 때, 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 이전에, 단말은 서빙 기지국 0으로부터 전송된 레퍼런스 신호 A를 기초로 SINR0을 주기적으로 측정한다. 마찬가지로, 단말은 이웃 기지국 i로부터 전송된 레퍼런스 신호 B를 기초로 E_SINRi를 주기 적으로 측정한다. 여기서, 레퍼런스 신호 A 및 레퍼런스 신호 B는 서로 다른 무선 자원을 이용하여 전송된다.
SINR0을 주기적으로 측정하는 도중에, SINR0이 임계값보다 작아질 수 있다. SINR0이 임계값보다 작아졌다고 함은 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 필요가 있다는 것 또는 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 모드를 변경할 필요가 있다는 것을 의미한다.
도 6의 그리드들(621, 622)는 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 i가 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 것이 적절한지 여부 또는 모드를 변경하는 것이 적절한지 여부를 체크하는 과정에서 사용되는 무선 자원에 관한 것이다. 회색의 자원 엘리먼트들은 데이터 신호들을 전송하는 데에 사용되는 것들이고, 백색의 자원 엘리먼트들은 해당 기지국에 의해 사용되지 않는 것을 의미한다.
협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 것이 적절한지 여부를 체크하는 과정에서, 그리드(611)는 그리드 (621)로 변경된다. 즉, 단말은 기대 채널 품질 정보에 포함되는 E_SINRi를 측정해야 하는데, E_SINRi는 이웃 기지국 i에 대한 서빙 기지국 0의 간섭이 실질적으로 제거되거나 없는 상황에서 측정된다. 그리드 (621) 및 그리드(622)를 참조하면, 이웃 기지국 i가 레퍼런스 신호 B를 전송하는 시간 및 주파수에서, 서빙 기지국 0는 데이터 신호의 송/수신을 중단함을 알 수 있다.
측정된 E_SINRi를 기초로 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 i가 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 것이 적절한지 여부 또는 모드를 변경하는 것이 적절한지 여부가 확인된다. 만약, 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 것으로 결정된다면, 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 i은 그리드들(631, 632)을 사용한다.
그리드들(631, 632)을 참조하면, 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 i가 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 동안, 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 i은 동일한 자원 엘리먼트들을 이용하여 데이터 신호들을 송/수신한다. 다만, 서빙 기지국 0이 레퍼런스 신호 A를 전송하는 경우, 이웃 기지국 i는 데이터 신호의 송/수신을 중단하며, 이웃 기지국 i가 레퍼런스 신호 B를 전송하는 경우, 서빙 기지국 0는 데이터 신호의 송/수신을 중단한다.
도 7은 두 개의 셀들이 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 도중에, 다른 셀이 추가적으로 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는지 판단하는 과정을 설명하기 위한 무선 자원의 그리드이다.
서빙 기지국 0 및 cooperating 기지국 1은 현재 협력 멀티-포인트 송신을 수행하고 있다고 가정한다. 그리고, 서빙 기지국 0은 이웃 기지국 1을 추가로 협력 멀티-포인트 송신에 참여하는 기지국으로 선택할 지 여부를 결정한다고 가정한다.
그리드(711) 및 그리드(712)를 참조하면, 현재 협력 멀티-포인트 송신에 참여하고 있는 서빙 기지국 0 및 cooperating 기지국 1은 동일한 자원 엘리먼트들을 이용하여 데이터 신호들을 송/수신한다. 다만, 서빙 기지국 0이 레퍼런스 신호 A를 전송하는 경우, cooperating 기지국 1이 데이터 신호의 송/수신을 중단하며, cooperating 기지국 1이 레퍼런스 신호 B를 전송하는 경우, 서빙 기지국 0는 데이 터 신호의 송/수신을 중단한다.
서빙 기지국 0은 단말에 의해 보고된 SINR0을 지속적으로 모니터링한다. 이 때, SINR0이 임계값보다 작아진다면, 서빙 기지국 0은 이웃 기지국 i를 추가적으로 협력 멀티-포인트 송신에 참여시키는 것이 적절한지 여부를 체크한다. 이 때, 그리드(711)는 그리드(721)로 변경되며, 그리드(712)는 그리드(722)로 변경된다. 또한, 그리드(723)은 이웃 기지국 i에 관한 것이다.
그리드(721)를 참조하면, 서빙 기지국 0는 이웃 기지국 i에 대한 간섭이 발생하지 않도록 추가적으로 비어 있는(사용되지 않는) 자원 엘리먼트들을 할당한다. 즉, 이웃 기지국 i가 레퍼런스 신호 C를 전송하는 데 사용되는 자원 엘리먼트는 서빙 기지국 0에 의해 사용되지 않는다. 그리드(722)를 참조하면, cooperating 기지국 1도 마찬가지로 이웃 기지국 i에 대한 간섭이 발생하지 않도록 추가적으로 비어 있는(사용되지 않는) 자원 엘리먼트들을 할당한다. 즉, 이웃 기지국 i가 레퍼런스 신호 C를 전송하는 데 사용되는 자원 엘리먼트는 cooperating 기지국 1에 의해 사용되지 않는다.
이 때, 단말은 이웃 기지국 i에 대한 E_SINRi를 측정하고, E_SINRi를 서빙 기지국 0으로 보고한다. 서빙 기지국은 보고된 E_SINRi를 기초로 이웃 기지국 i가 추가적으로 협력 멀티-포인트 송신에 참여할 자격이 있는지 여부를 체크한다.
만약, 이웃 기지국 i가 추가적으로 협력 멀티-포인트 송신에 참여할 자격이 있다면, 그리드(723)은 그리드(733)으로 변경된다. 그리고, 서빙 기지국 0, cooperating 기지국 1 및 이웃 기지국 i은 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행한다. 이 때, 서빙 기지국 0, cooperating 기지국 1은 그리드(731) 및 그리드(732)를 사용한다. 결국, 세 개의 기지국들이 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 서빙 기지국, 단말 및 이웃 기지국들의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 서빙 기지국 0은 도 6의 그리드(611)과 같이 할당된 무선 자원을 이용하여 데이터 신호들 및 레퍼런스 신호(RS0)들을 단말로 전송한다. 이 때, 단말은 주기적으로 SINR0을 측정한다.
단말은 측정된 SINR0을 채널 품질 정보로서 주기적 또는 비주기적으로 서빙 기지국 0으로 보고한다. 이 때, 서빙 기지국 0는 SINR0이 임계값보다 작은지 여부를 판단하고, SINR0이 임계값보다 크다면, 초기 단계가 다시 수행된다. 만약, SINR0이 임계값보다 작다면, 서빙 기지국 0는 이웃 기지국들에 대한 정보를 단말로 제공하고, 단말에게 기대 채널 품질 정보(E_SINRi)를 측정하고 보고할 것을 명령한다.
여기서, 이웃 기지국들에 대한 정보는 단말이 기대 채널 품질 정보(E_SINRi)를 계산하기 위해 필요한 정보이다. 예를 들어, 이웃 기지국들에 대한 정보는 이웃 기지국들의 셀 아이디 정보, 이웃 기지국들의 스케쥴링 정보, 이웃 기지국들의 레퍼런스 신호들에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 그리고, 이웃 기지국들에 대한 정보는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 통해 단말로 전달될 수 있 다.
다만, 도 8에 도시된 바와 다르게, 단말 역시 SINR0이 임계값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 서빙 기지국 0은 단말에게 기대 채널 품질 정보(E_SINRi)를 측정하고 보고할 것을 명령하지 않을 수 있고, SINR0이 임계값보다 작다면, 단말이 자동적으로 기대 채널 품질 정보(E_SINRi)를 서빙 기지국 0으로 보고한다.
단말이 기대 채널 품질 정보(E_SINRi)를 측정하기 이전에, 서빙 기지국 0는 이웃 기지국들의 레퍼런스 신호들에 대응하는 자원 엘리먼트(RE)들을 비워둔다. 즉, 서빙 기지국 0는 이웃 기지국들의 레퍼런스 신호들에 대응하는 자원 엘리먼트(RE)들을 이용하여 데이터 신호들을 송/수신하는 것을 중단한다.
서빙 기지국 0이 이웃 기지국들의 레퍼런스 신호들에 대응하는 자원 엘리먼트(RE)들을 비우면, 단말은 이웃 기지국 1로부터 전송된 레퍼런스 신호 RS1을 이용하여 E_SINR1를 측정한다. 이러한 E_SINR1는 이웃 기지국 1에 대한 기대 채널 품질 정보로서 서빙 기지국 0으로 제공된다. 여기서, 단말은 미리 정의된 피드백 제어 채널(feedback control channel)을 이용하여 E_SINR1를 보고할 수 있고, 상기 단말이 상기 피드백 제어 채널을 이용하여 E_SINR1를 보고하는 데에 사용되는 무선 자원은 상기 서빙 기지국 0에 의해 할당될 수 있다. 특히, 상기 무선 자원은 E_SINR1를 보고하는 데에 전용적으로 사용되는 것일 수 있다.
뿐만 아니라, 단말은 이웃 기지국 2로부터 전송된 레퍼런스 신호 RS2를 이용하여 E_SINR2를 측정한다. 그리고, 단말은 측정된 E_SINR2를 이웃 기지국 2에 대한 기대 채널 품질 정보로서 서빙 기지국 0으로 제공한다. 마찬가지로, 여기서, 단말은 미리 정의된 피드백 제어 채널(feedback control channel)을 이용하여 E_SINR2를 보고할 수 있고, 상기 단말이 상기 피드백 제어 채널을 이용하여 E_SINR2를 보고하는 데에 사용되는 무선 자원은 상기 서빙 기지국 0에 의해 할당될 수 있다.
여기서, 단말이 E_SINR1 및 E_SINR2를 측정하는 과정에서 서빙 기지국 0으로부터 제공된 이웃 기지국들에 대한 정보가 사용된다.
서빙 기지국 0은 미리 준비된 조건들(전송량의 증가량을 평가하는 것과 관련된)을 이용하여 이웃 기지국 1 및 이웃 기지국 2가 협력 멀티-포인트 송신에 참여할 자격이 있는지 여부를 판단한다. 즉, 조건이 만족되지 않는다면, 초기 단계가 다시 수행되며, 조건이 만족된다면, 이웃 기지국 1 및 이웃 기지국 2가 협력 멀티-포인트 송신에 참여할 자격이 있는 것으로 판단된다.
이웃 기지국 1 및 이웃 기지국 2가 협력 멀티-포인트 송신에 참여할 자격이 있는 것으로 판단되면, 서빙 기지국 0은 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 것과 관련하여 이웃 기지국들과 최종적인 협상을 수행한다. 이 때, 서빙 기지국 0는 미리 잘 알려진 X2 인터페이스를 사용하여 이웃 기지국들과 협상을 수행할 수 있다. 최종적인 합의가 완료되면, 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 것과 관련된 스케쥴링 정보, CoMP의 셀 정보(셀 아이디 등) 등이 결정되고, 이러한 정보는 단말에게 제공된다.
최종적으로, 서빙 기지국 0, 이웃 기지국 1 및 이웃 기지국 2은 협력 멀티-포인트 송신을 수행한다. 즉, 서빙 기지국 0, 이웃 기지국 1 및 이웃 기지국 2은 도 7의 그리드들(731, 732, 733)과 같이 할당된 무선 자원을 이용하여 데이터 신호들, 레퍼런스 신호들을 전송한다.
도 9는 비어 있는 자원 엘리먼트들에 대한 다양한 분포를 갖는 무선 자원의 그리드를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 비어 있는 자원 엘리먼트들은 다양하게 형태로 분포할 수 있다.
그리드(911) 및 그리드(912)에 따르면, 한 번에(하나의 시간 구간 동안에) 단말이 이웃 기지국 1에 대한 E_SINR1을 측정할 수 있다. 즉, 서빙 기지국 0 및 이웃 기지국 1은 동시에 레퍼런스 신호 A 및 레퍼런스 신호 B를 전송한다. 다만, 레퍼런스 신호 A 및 레퍼런스 신호 B에 대응하는 주파수들이 서로 다르고, 레퍼런스 신호 B에 대응하는 주파수에서 서빙 기지국 0은 데이터 신호들을 송/수신하지 않으므로, 단말은 이웃 기지국 1에 대한 E_SINR1을 정확히 측정할 수 있다.
그리드(921), 그리드(922) 및 그리드(923)에 따르면, 단말은 하나의 시간 구간 동안에 두 개의 이웃 기지국들에 대한 기대 채널 품질 정보를 측정할 수 있다. 즉, 레퍼런스 신호 B에 대응하는 주파수, 레퍼런스 신호 C에 대응하는 주파수에서 기지국 0은 데이터 신호들을 송/수신하지 않으므로, 단말은 이웃 기지국 1 및 이웃 기지국 2에 대한 E_SINR1 및 E_SINR2를 하나의 시간 구간 동안 측정할 수 있다.
도 9에 도시된 분포 이외에도 무선 자원의 그리드는 다양하게 존재할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 다중-셀 환경의 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 위해 클러스터링 과정을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 레퍼런스 신호들 및 데이터 신호들을 위해 할당된 무선 자원에 대한 그리드(grid)를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템에서 채널 품질 정보 및 기대 채널 품질 정보를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이웃 기지국이 서빙 기지국에 의해 사용되지 않는 무선 자원을 이용하여 레퍼런스 신호들을 전송하는 것을 설명하기 위한 무선 자원의 그리드이다.
도 6은 두 개의 셀들이 존재하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 클러스터링 알고리즘을 이용하여 협력 멀티-포인트 송신을 수행할지 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 무선 자원의 그리드이다.
도 7은 두 개의 셀들이 협력 멀티-포인트 송신을 수행하는 도중에, 다른 셀이 추가적으로 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는지 판단하는 과정을 설명하기 위한 무선 자원의 그리드이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 서빙 기지국, 단말 및 이웃 기지국들의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 다양한 방식으로 분포하는 비어 있는 자원 엘리먼트들을 포함하는 무선 자원의 그리드를 나타낸 도면이다.

Claims (23)

  1. 서빙 기지국의 협력 멀티-포인트 송신(Coordinated Multi-Point transmission: CoMP)을 위한 클러스터링 방법에 있어서,
    이웃 기지국으로부터 단말로의 기대(expected) 채널 품질 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및
    상기 기대 채널 품질 정보를 기초로 상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기대 채널 품질 정보는 상기 이웃 기지국에 대한 상기 서빙 기지국의 간섭이 실질적으로 존재하지 않거나 제거된 상황에서 계산되는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는
    상기 기대 채널 품질 정보를 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 상기 단말에서의 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건(criterion)이 만족되는지 여부를 체크하는 단계; 및
    상기 체크 결과에 따라 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격 이 있는지 판단하는 단계
    를 포함하는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는
    상기 기대 채널 품질 정보를 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 상기 단말에서의 전송률의 증가량을 예측하고, 상기 예측된 전송률의 증가량을 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계인 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 협력 멀티-포인트 송신이 복수의 모드들로 수행될 수 있는 경우,
    상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는
    상기 기대 품질 정보를 기초로 상기 협력 멀티-포인트 송신의 현재 모드가 대상 모드로 변경됨으로 인한 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건이 만족되는지 여부를 체크하는 단계; 및
    상기 체크 결과에 따라 상기 이웃 기지국이 상기 대상 모드로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계
    를 포함하는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기대 채널 품질 정보는
    상기 서빙 기지국에 의해 사용되지 않는 무선 자원 영역에서 상기 이웃 기지국으로부터 전송된 레퍼런스 신호(Reference Signal)를 기초로 상기 단말에 의해 계산되는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터 상기 단말로의 채널 품질 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는
    상기 기대 채널 품질 정보 및 상기 채널 품질 정보를 기초로 상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계인 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기대 채널 품질 정보를 수신하는 단계는
    주기적으로 상기 기대 채널 품질 정보를 수신하거나, 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하도록 상기 단말에게 명령한 이후에 상기 기대 채널 품질 정보를 수신하는 단계인 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 상기 기대 채널 품질 정보를 계산할 수 있도록 상기 단말로 상기 이웃 기지국에 대한 정보를 제공하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터 상기 단말로의 채널 품질 정보에 따라 상기 단말이 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하도록 명령하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는 것으로 판단되면, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 위한 스케쥴링 정보 또는 상기 협력 멀티-포인트 송신의 셀 정보를 상기 단말로 제공하는 단계
    를 더 포함하는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계는
    상기 기대 채널 품질 정보 또는 상기 채널 품질 정보 중 적어도 하나에 가중치를 부여하여 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 판단하는 단계인 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 채널 품질 정보는 상기 서빙 기지국으로부터 상기 단말로의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(Signal to Interference plus Noise Ratio)와 관련된 정보를 포함하고,
    상기 기대 채널 품질 정보는 상기 이웃 기지국에 대한 상기 서빙 기지국의 간섭의 간섭이 실질적으로 존재하지 않거나 제거된 상황에서, 상기 이웃 기지국으로부터 상기 단말로의 신호 대 간섭 플러스 잡음 비와 관련된 정보를 포함하는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  13. 서빙 기지국의 협력 멀티-포인트 송신(Coordinated Multi-Point transmission: CoMP)을 위한 클러스터링 방법에 있어서,
    이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 협력 멀티-포인트 송신을 수행함으로 인한 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건 또는 상기 협력 멀티-포인 트 송신의 현재 모드가 대상 모드로 변경됨으로 인한 전송률의 증가량을 평가하는 것과 관련된 조건이 만족되는지 여부를 체크하는 단계; 및
    상기 체크 결과를 기초로 상기 이웃 기지국이 상기 서빙 기지국과 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 여부 또는 상기 이웃 기지국이 상기 대상 모드로 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터 단말로의 채널 품질 정보 및 상기 이웃 기지국으로부터 상기 단말로의 기대 채널 품질 정보를 상기 단말로부터 획득하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 체크하는 단계는
    상기 채널 품질 정보 및 상기 기대 채널 품질 정보를 기초로 상기 조건들 중 적어도 하나가 만족되는지 여부를 체크하는 단계인 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기대 채널 품질 정보는
    상기 서빙 기지국에 의해 사용되지 않는 무선 자원 영역에서 상기 이웃 기지 국으로부터 전송된 레퍼런스 신호(Reference Signal)를 기초로 상기 단말에 의해 계산되는 협력 멀티-포인트 송신을 위한 클러스터링 방법.
  16. 협력 멀티-포인트 송신(Coordinated Multi-Point transmission: CoMP)을 위한 단말의 동작 방법에 있어서,
    이웃 기지국에 대한 서빙 기지국의 간섭이 실질적으로 존재하지 않거나 제거된 상황에서 이웃 기지국으로부터 단말로의 기대(expected) 채널 품질 정보를 계산하는 단계; 및
    상기 이웃 기지국과 상기 서빙 기지국이 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는지 여부가 상기 서빙 기지국에 의해 판단될 수 있도록 상기 서빙 기지국으로 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 단계
    를 포함하는 단말의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터 상기 단말로의 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 보고하는 단계
    를 더 포함하는 단말의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 단계 또는 상기 기대 채널 품질 정보 를 보고하는 단계는 상기 채널 품질 정보에 따라 수행되는 단말의 동작 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 기대 채널 품질 정보를 계산하는 단계는
    상기 서빙 기지국에 의해 사용되지 않는 무선 자원 영역에서 상기 이웃 기지국으로부터 전송된 레퍼런스 신호(Reference Signal)를 기초로 상기 기대 채널 품질 정보를 계산하는 단계인 단말의 동작 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 서빙 기지국 및 상기 이웃 기지국이 함께 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행할 수 있는 자격이 있는 경우, 상기 협력 멀티-포인트 송신을 수행하기 위한 스케쥴링 정보 또는 상기 협력 멀티-포인트 송신의 셀 정보를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 단말의 동작 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 단계는
    미리 정의된 피드백 제어 채널(feedback control channel)을 이용하여 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 단계인 단말의 동작 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 단말이 상기 피드백 제어 채널을 이용하여 상기 기대 채널 품질 정보를 보고하는 데에 사용되는 무선 자원은 상기 서빙 기지국에 의해 할당되는 단말의 동작 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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