KR101587306B1 - 전력 부스트를 통한 서브 채널화 - Google Patents

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Abstract

셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국 및 사용자 장치 또는 사용자 장비 간의 통신 링크에 대한 전력을 부스트하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 일 실시예에서, 통신 링크는 다수의 부반송파 주파수들을 포함하는 풀 채널 대역폭을 갖는 다운링크 채널을 통해 구축되는 기지국 및 사용자 장치 간의 다운링크이다. 기지국은 사용자 장치로의 다운링크에 대해 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단한다. 만약 그러하다면, 기지국은 풀 채널 대역폭으로부터의 부반송파 주파수들의 서브세트를 사용자 장치로의 다운링크에 대한 감소된 대역폭 채널, 즉 서브채널로서 이용하여 신호 전력이 풀 채널 대역폭의 부반송파 주파수들 전체에 걸쳐 퍼지기보다는 감소된 채널 대역폭의 부반송파 주파수들에 집중되도록 한다. 결과적으로, 다운링크에 대한 전력 부스트가 제공된다.

Description

전력 부스트를 통한 서브 채널화{SUB-CHANNELIZATION WITH POWER BOOST}
본 출원은 미국 특허 가출원 번호 61/188,569 및 61/188,609에 대해 우선권을 주장하고, 이들 모두는 2008년 8월 11일 출원되었으며, 이들의 게시내용은 그 전체가 본 명세서에서 참조로 통합된다.
본 발명은 무선 통신 링크에 대한 전력 부스트를 제공하는 것에 관한 것이다.
모든 셀룰러 통신 네트워크에는, 높은 스펙트럼 효율 및 높은 영역 이용가능성, 또는 커버리지(coverage)에 대해 상충되는 요건들이 있다. 4세대(Fourth Generation; 4G) 기술로서, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution; LTE)은 높은 스펙트럼 효율을 제공하도록 예상된다. 즉, LTE는 다운링크에 대하여 고속 다운링크 패킷 액세스(High-Speed Downlink Packet Access; HSDPA) 릴리스 6 보다 3배 내지 4배 높은 스펙트럼 효율을 제공하고 업링크에 대하여 고속 업링크 패킷 액세스(High-Speed Uplink Packet Access; HSUPA) 릴리스 6 보다 2배 내지 3배 높은 스펙트럼 효율을 제공하도록 예상된다. 또한, 임의의 셀룰러 통신 네트워크와 마찬가지로, LTE는 90%-95% 커버리지를 제공해야하는데, 이는 커버리지를 위한 반송파 서비스 그레이드(Carrier Grade of Service; CGoS)라 한다. 높은 스펙트럼 효율 및 커버리지를 위한 요건들은 높은 스펙트럼 효율을 달성하기 위해 작은 주파수 재이용 인수(N)가 바람직하지만, 일반적으로 셀 밖(out-of-cell) 간섭을 감소시켜 커버리지를 증가시키기 위해서는 큰 주파수 재이용 인수(N)가 바람직한 면에서 상충된다. 주파수 재이용 인수(N)가 1인 경우 최대 스펙트럼 효율이 달성되어 전체 스펙트럼이 셀룰러 통신 네트워크의 각 셀에서 재이용된다. 그러나, 주파수 재이용 인수(N)가 1인 경우, 셀 밖 간섭이 최대가 되고, 따라서 커버리지가 최악의 상태가 된다.
스펙트럼 효율은 셀룰러 통신 네트워크에서 살아남기 위한, 무선 통신 링크 또는 공중링크에 대해 필요한 최소 신호 대 간섭 플러스 잡음비(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio; SINR)에 의해 대략 결정될 수 있다. 예를 들어, 고급 모바일 전화 시스템(Advanced Mobile Phone System; AMPS)이 통상적으로 +18 데시벨(dB)보다 크거나 이와 동등한 SINR을 요구한다. 따라서, AMPS에서 CGoS를 달성하기 위해서는, 필요한 SINR을 달성하기 위해 매우 큰 주파수 재이용 인수 N=21이 필요하다. 또 다른 예로, 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 시스템이 분산 및 비분산 프로세스로 인한 프로세싱 이득의 결과로 최소 -14dB 만큼의 SINR 값들로 작동할 수 있다. 이에 따라, 주파수 재이용 인수 N=1이CDMA 시스템에서 이용될 수 있다.
LTE의 경우, 무선 통신 링크를 유지하는데 필요한 최소 SINR은 약 -5dB이다. 그러나, 주파수 재이용 인수 N=1을 갖는 완전히 로딩된 LTE 네트워크의 경우, 테스 결과는 셀 가장자리들에서의 SINR이 -12dB보다 낮을 수 있다는 것을 보여준다. 따라서, 높은 주파수 재이용을 유지하면서도 LTE 셀룰러 통신 네트워크 내의 커버리지를 향상시키기 위한 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명은 셀룰러 통신 네트워크 내의 통신 링크 채널에 대하여 기지국 및 사용자 장치, 또는 사용자 장치 간의 통신 링크에 대한 전력을 부스트하는 것에 관한 것이다. 일 실시예에서, 통신 링크는 기지국 및 사용자 장치 간의 다운링크이다. 다운링크는 다수의 부반송파(sub-carrier) 주파수를 포함하는 풀 채널 대역폭을 갖는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA) 채널과 같은 다운링크 채널을 통해 구축된다. 기지국은 기지국으로부터 사용자 장치로의 다운링크에 대하여 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단한다. 만약 그러하면, 기지국은 사용자 장치로의 다운링크에 대해 감소된 대역폭 채널, 또는 서브 채널로서 풀 채널 대역폭으로부터의 부반송파 주파수들의 서브세트를 이용한다. 감소된 대역폭 채널을 이용함으로써, 신호 전력이 풀 채널 대역폭의 부반송파 주파수들에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 채널 대역폭의 부반송파 주파수들 상에 집중된다. 결과적으로, 사용자 장치로의 다운링크에 대한 전력 부스트가 제공된다.
또 다른 실시예에서, 기지국 및 사용자 장치 간의 다운링크가 다수의 부반송파 주파수를 포함하는 풀 채널 대역폭을 갖는 OFDMA 채널과 같은 다운링크 채널을 통해 구축된다. 더욱이, 셀룰러 통신 네트워크 내의 각 셀의 각 섹터에는 풀 채널 대역폭의 부반송파 주파수들의 상이한 주파수 세트가 할당된다. 기지국은 기지국으로부터 사용자 장치로의 다운링크에 대하여 전력 부스트가 필요한지 여부를 결정한다. 만약 그러하다면, 기지국은 사용자 장치의 서빙 섹터에 할당되는 주파수 세트 중 적어도 하나의 서브 세트를 선택하여 사용자 장치로의 다운링크를 위해 이용될 감소된 대역폭 채널, 또는 서브 채널을 제공한다. 결과적으로, 신호 전력은 다운 링크 채널의 풀 채널 대역폭에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 대역폭 채널 내의 부반송파 주파수들 상에 집중되어, 사용자 장치로의 다운링크에 대한 전력 부스트를 제공한다.
또 다른 실시예에서, 통신 링크는 기지국 및 사용자 장치 간의 업링크이다. 업링크는 많은 부반송파 주파수를 포함하는 풀 채널 대역폭을 갖는 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA) 채널과 같은 업링크 채널을 통해 구축된다. 기지국은 사용자 장치로부터 기지국으로의 업링크에 대한 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단한다. 만약 그러하다면, 기지국은 사용자 장치로부터 기지국으로의 업링크에 대하여 감소된 대역폭 채널, 또는 서브 채널로 이용할 풀 채널 대역폭으로부터의 부반송파 주파수들의 서브세트를 식별한다. 결과적으로, 신호 전력이 업링크 채널의 풀 채널 대역폭에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 대역폭 채널 내의 부반송파 주파수들 상에 집중되어, 사용자 장치로부터의 업링크에 대해 전력 부스트를 제공한다.
또 다른 실시예에서, 기지국 및 사용자 장치 간의 업링크가 다수의 부반송파 주파수를 포함하는 풀 채널 대역폭을 갖는 SC-FDMA 채널과 같은 업링크 채널을 통해 구축된다. 더욱이, 무선 통신 네트워크 내의 각 셀의 각 섹터에는 풀 채널 대역폭의 부반송파 주파수들의 상이한 주파수 세트가 할당된다. 기지국은 사용자 장치로부터 기지국으로의 업링크에 대한 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단한다. 만약 그러하다면, 기지국은 사용자 장치의 서빙 섹터로 할당된 주파수 세트 중 적어도 하나의 서브세트를 선택하여 사용자 장치로부터 기지국으로의 업링크를 위해 이용될 감소된 대역폭 채널, 또는 서브 채널을 제공한다. 결과적으로, 신호 전력은 업링크 채널의 풀 채널 대역폭에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 대역폭 채널 내의 부반송파 주파수들 상에 집중되어, 사용자 장치로부터의 업링크에 대해 전력 부스트를 제공한다.
당업자라면 본 발명의 범위를 이해하고 아래의 바람직한 실시예들의 설명을 첨부된 도면들과 함께 검토한 후 이들의 추가적인 특징들을 알 수 있다.
본 명세서에 포함되고 일부를 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 여러 특징을 도시하고, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰러 통신 네트워크의 셀을 도시한 도면.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 부스트를 그래프로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 각 섹터에 전력 부스트를 이용하기 위한 다운링크 채널 및/또는 업링크 채널 내의 부반송파들의 상이한 서브세트가 할당되는 셀룰러 통신 네트워크 내의 여러 셀들을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 다운링크에 대해 전력 부스트를 제공하는 기지국의 작동을 도시하는 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 업링크에 대해 전력 부스트를 제공하는 기지국의 작동을 도시하는 흐름도.
도 6은 예시적인 기지국의 블록도.
도 7은 예시적인 사용자 장비(user equipment; UE)의 블록도.
아래에서 설명될 실시예들은 당업자가 본 발명을 실시하는데 필요한 정보를 보여주고 본 발명을 실시하는 최적의 모드를 설명한다. 첨부된 도면을 참조하여 다음의 설명을 읽으면, 당업자는 본 발명의 개념을 이해할 것이고 본 명세서에서 특별히 다루지 않은 이러한 개념들의 적용을 알 것이다. 이러한 개념 및 적용은 본 게시 내용 및 첨부된 도면의 범위 내에 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀룰러 통신 네트워크의 셀(10)을 도시한다. 본 명세서에서의 설명을 위해, 셀룰러 통신 네트워크는 롱 텀 에볼루션(LTE) 셀룰러 통신 네트워크이다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 본 발명은 데이터가 통신되는 복수의 부반송파 주파수를 포함하는 다운링크 또는 업링크 채널을 갖는 임의의 유형의 셀룰러 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크에 적용될 수 있다. 일반적으로 셀(10)은 기지국(base station; BTS, 12)에 의해 서빙될 수 있는데, LTE의 경우 이 기지국은 또한 향상된 노드 B(eNode B)라 할 수 있다. 셀(10)은 일반적으로 본 명세서에서 섹터(14)라고 하는 여러 섹터(14-1, 14-2, 및 14-3)를 포함한다. 본 실시예의 셀(10)이 3개의 섹터(14)를 포함하지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 셀(10)은 임의의 수의 하나 이상의 섹터(14)를 포함할 수 있다. 사용자 장비(user equipment; UE, 16)가 셀(10)의 섹터(14-1) 내에 위치한다. 이에 따라, 섹터(14-1)는 또한 본 명세서에서 UE(16)의 서빙 섹터라고 한다. UE(18)가 셀(10)의 섹터(14-2) 내에 위치한다. 이에 따라, 섹터(14-2)는 또한 본 명세서에서 UE(18)의 서빙 섹터라고 한다. UE(16 및 18)는 이하에 한정되지는 않지만, 모바일 스마트폰과 같은 모바일 전화, 셀룰러 통신 네트워크를 통해 휴대용 컴퓨터에 대한 광대역 액세스를 제공하는 셀룰러 네트워크 액세스 등과 같은 셀룰러 통신 인터페이스가 장착된 임의의 유형의 장치가 될 수 있다.
일반적으로, 섹터들(14-1, 14-2 및 14-3)은 셀 중앙 영역들(20-1, 20-2 및 20-3) 및 셀 가장자리 영역들(22-1, 22-2 및 22-3)을 각각 포함한다. 셀 중앙 영역들(20-1, 20-2, 및 20-3)은 일반적으로 본 명세서에서 셀 중앙 영역들(20)이라 하고, 셀 가장자리 영역들(22-1, 22-2 및 22-3)은 일반적으로 본 명세서에서 셀 가장자리 영역들(22)이라 한다. 바람직한 실시예에서, 셀 중앙 영역들(20)은 일반적으로 신호 대 간섭 플러스 잡음비(SINR)가 사전결정된 임계값보다 큰 셀(10) 내의 영역들이고, 셀 가장자리 영역들(22)은 일반적으로 SINR이 사전결정된 임계값보다 작거나 같은 셀(10) 내의 영역들이다. 일 실시예에서, 사전결정된 임계값은 셀(10) 내의 기지국(12) 및 UE 간의 무선 통신 링크, 즉 무선 링크를 유지하는데 필요한 최소 SINR이다. 또 다른 실시예에서, 사전결정된 임계값은 셀(10) 내의 기지국(12) 및 UE 간의 무선 통신 링크 또는 무선 링크를 유지하는데 필요한 최소 SINR에 사전결정된 마진(margin)을 더한 값이다.
아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 전력 부스트 기법으로 서브 채널화하는 것은 해당 업링크 및/또는 다운링크 채널에 대한 SINR을 용인할 수 있는 레벨로 향상시켜 셀룰러 통신 네트워크의 커버리지의 개선을 가져오도록 셀 가장자리 영역들(22) 내에 위치하는 UE(18)와 같은 UE들에 전력 부스트를 제공하기 위해 제공된다. 보다 구체적으로, 셀룰러 통신 네트워크가 LTE 네트워크인 실시예의 경우, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 채널이 UE들(16 및 18)을 포함하는 셀(10) 내에 위치하는 기지국(12) 및 UE들 간의 다운링크 채널로 이용되고, 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 채널이 셀(10) 내에 위치하는 UE들로부터 기지국(12)으로의 업링크들에 대한 업링크 채널로 이용된다. 당업자라면 알 수 있듯이, OFDMA 및 SC-FDMA는 좁게 간격을 두는 여러 부반송파 주파수들이 데이터를 운반하는데 이용되는 디지털 다중 반송파 변조(modulation) 기법이다. 따라서, OFDMA 채널 및 SC-FDMA 채널에 대해, 채널의 대역폭(본 명세서에서는 풀 대역폭이라 함)은 대응하는 부반송파 주파수들을 갖는 여러 부대역을 포함한다.
더욱이, LTE에서, 12개의 연이은 또는 인접한 부반송파 주파수들 그룹이 대응하는 리소스 블록들(resource blocks; RBs)에 대한 반송파 주파수들로 이용된다. RB는 업링크 또는 다운링크 채널에서 UE에 할당되는 가장 작은 유닛이다. RB는 주파수 도메인 내의 12개의 연속적인 부반송파 주파수들 및 시간 도메인 내의 14개의 연속적인 심볼들에 의해 형성되는데, 이는 주파수 도메인의 180 킬로헤르츠(KHz) 및 시간 도메인의 1 밀리초(ms) 또는 하나의 서브 프레임에 대응한다. 따라서, 예로써 UE(16)를 이용하면, OFDMA 다운링크 채널 내의 RB들이 UE(16)에 할당되어 기지국(12)으로부터 UE(16)로의 다운링크를 제공한다. 마찬가지로, SC-FDMA 업링크 채널 내의 RB들이 UE(16)로 할당되어 UE(16)로부터 기지국(12)으로의 업링크를 제공한다.
예로써 UE(18)를 이용하면, 셀 가장자리 영역(22-2) 내에 위치하는 UE(18)로의 다운링크에 대한 전력 부스트를 제공하기 위해, 기지국(12)은 다운링크 채널의 풀 대역폭 내의 부반송파 주파수들의 서브세트를 UE(18)로의 다운링크에 대한 감소된 대역폭 채널로 식별한다. 예를 들어, 만약 풀 채널 대역폭이 10 메가 헤르츠(MHz) 또는 50 RB이면, 감소된 대역폭 채널은 풀 채널 대역폭의 1/3의 대역폭을 가질 수 있는데, 이는 3.33MHz 또는 16 RB가 된다. 감소된 대역폭 채널 내의 하나 이상의 RB는 UE(18)로 할당되어 기지국(12)으로부터 UE(18)로의 다운링크를 제공한다. 다운링크에 대한 감소된 대역폭 채널을 이용하고 최대 전송 전력 또는 실질적으로 최대 전송 전력으로 송신함으로써, 송신 전력 밀도, 또는 신호 전력 밀도는 다운링크 채널의 전 대역폭 내의 부반송파 주파수들에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 대역폭 채널 내의 부반송파 주파수들 상에 집중된다. 결과적으로, 전력 부스트가 UE(18)로의 다운링크에 대하여 제공된다. 위의 예를 이용하여, 만약 감소된 대역폭 채널이 풀 채널 대역폭의 1/3인 대역폭을 가지면, 감소된 대역폭 채널 내의 부반송파 당 또는 톤(tone) 당 전력 부스트는 약 3× 또는 4.77dB이 된다. 유사한 방식으로, 전력 부스트가 UE(18)로부터 기지국(12)으로의 업링크에 제공될 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 부스트를 그래프로 도시한다. 구체적으로, 도 2a는 전력 부스트가 없는 신호 전력 밀도, 열 잡음 밀도, 및 셀 밖 간섭을 도시한다. 도시된 바와 같이, 신호 전력 밀도는 풀 채널 대역폭에 걸쳐 분산된다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전력 부스트 후의 신호 전력 밀도, 열 잡음 밀도 및 셀 밖 간섭을 도시한다. 도시된 바와 같이, 신호 전력 밀도는 채널의 전체 대역폭에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 대역폭 채널 상에 집중되어 효과적으로 전력 부스트를 제공한다. 감소된 대역폭 채널은 다운링크 채널의 서브 채널이다. 셀 가장자리 영역(22) 내에 위치하는 UE에는 감소된 대역폭 채널 내의 여러 RB가 할당될 수 있어 전력 부스트가 UE에 대한 업링크/다운링크에 제공된다. 이 예에서 감소된 대역폭 채널이 다운링크 채널의 풀 채널 대역폭 내의 여러 연이은 또는 인접한 부반송파 주파수들에 의해 형성되지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 감소된 대역폭 채널을 형성하는 부반송파 주파수들은 하나 이상의 인접한 부반송파 주파수, 하나 이상의 인접하지 않는 부반송파 주파수, 또는 이들의 조합이 될 수 있다.
신호 전력 밀도를 집중시킴으로써, 부반송파 주파수 당 SINR, 또는 톤 당 SINR은 전체 대역폭 채널의 SINR에 비해 실질적으로 증가된다. 구체적으로, 채널 당 SINR(SINRCHANNEL)은 아래와 같이 정의된다.
Figure 112011018048412-pct00001
P FULL _ CHANNEL _ BW 는 풀 채널 대역폭 내의 총 신호 전력이고, Interference FULL_CHANNEL_BW 는 풀 채널 대역폭 내의 총 간섭이며, Thermal_Noise FULL_CHANNEL_BW 는 풀 채널 대역폭 내의 열 잡음 전력이다. 부반송파 주파수 당 SINR, 즉 톤 당 SINR (SINRTONE)은 아래와 같이 정의 된다.
Figure 112011018048412-pct00002
P TONE _ BW 는 톤(tone)의 대역폭 내의 총 신호 전력이고, Interference TONE _ BW 는 톤의 대역폭 내의 총 간섭이며, Thermal _ Noise TONE _ BW 는 톤의 대역폭 내의 열 잡음 전력이다. 신호 전력이 도 2a에 도시된 바와 같이 전체 대역폭에 걸쳐 균일하게 분배되는 경우, 채널당 SINR(SINRCHANNEL)은 톤 당 SINR(SINRTONE)과 동일하다. 반대로, 신호 전력이 도 2b에 도시된 바와 같이 감소된 대역폭 채널 상에 집중되는 경우, 톤 당 SINR(SINRTONE)은 아래와 같이 정의된다.
Figure 112011018048412-pct00003
Power_Boost는 감소된 대역폭 채널 내의 신호 전력의 집중으로부터 기인하는 이득[dB]이다. 일반적으로, 전력 부스트는 풀 채널 대역폭 및 감소된 대역폭 채널의 감소된 채널 대역폭의 비율과 연관된다. 구체적으로, 전력 부스트는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112011018048412-pct00004
바람직한 실시예에서, 인접하는 섹터들이 동시에 동일한 부반송파 주파수들에 대하여 전력을 부스트하여 SINR에 이득이 없게 되는 것을 막기 위해 조정(coordination)이 요구된다. 보다 구체적으로, 일 실시예에서, 셀 내의 각 섹터에는 정적으로 전력 부스트와 함께 이용하기 위한 풀 채널 대역폭의 상이한 부반송파 주파수들의 세트가 할당된다. 구체적으로, LTE의 경우, 셀 내의 각 섹터에는 정적으로 상이한 세트의 RB 부반송파 주파수가 할당된다. 섹터들에 할당되는 부반송파 주파수 세트들은 본 명세서에서 주파수 세트들이라고 한다. 인접하는 섹터들에는 상이한 주파수 세트들이 할당되어 인접하는 섹터들로부터의 전력 부스트된 부반송파들의 충돌들을 피한다. 이러한 상이한 주파수 세트들은 셀 가장자리 영역들(22) 내의 UE들에만 적용가능하다. 풀 채널 대역폭이 셀 중앙 영역들(20) 내의 UE 들에 대해 이용된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전력 부스트들을 제공하는 경우 상이한 주파수 세트들이 인접하는 섹터들에 할당되는, 기지국들(12 및 26-36)에 의해 서빙되는 여러 셀들을 포함하는 셀룰러 통신 네트워크(24)의 일부를 도시한다. 도시된 바와 같이, 각 셀은 알파(α) 섹터, 베타(β) 섹터, 및 감마(γ) 섹터를 포함한다. 알파(α) 섹터들에는 다운링크 및/또는 업링크 채널의 풀 채널 대역폭의 제1 주파수 세트가 할당되고, 베타(β) 섹터들에는 제2 주파수 세트가 할당되며, 감마(γ) 섹터들에는 제3 주파수 세트가 할당된다. 제1, 제2 및 제3 주파수 세트들은 겹치지 않는 주파수 세트들이다. 따라서, 이러한 예시적인 셀들에 대해, 인접하는 섹터들에는 상이한 주파수 세트들이 할당된다. 결과적으로, 인접하는 셀들 내의 전력 부스트들로부터 기인하는 고전력 부반송파들 간의 충돌을 피한다.
도 3에서, 셀룰러 통신 네트워크(24)의 셀들 및 섹터들이 균일하다. 그러나, 실제 구현에서는, 셀들 및 섹터들은 균일하지 않을 수 있다(즉, 상이한 형태를 가질 수 있다). 그래프 이론에 기초하여, 대부분의 경우에는, 4개의 상이한 주파수 세트이면 인접하는 섹터들이 동일한 주파수 세트를 이용하지 않도록 충분히 보장될 것이다. 더욱이, 그래픽 이론에 기초하여, 5개의 상이한 주파수 세트이면 대부분의 비균일 상황에서도 인접하는 섹터들이 동일한 주파수 세트를 이용하지 않도록 충분히 보장될 것이다. 따라서, 도 3은 3개의 상이한 주파수 세트가 이용되는 실시예를 설명하지만, 3개, 4개 또는 5개의 상이한 주파수 세트가 이용될 수 있다. 주파수 재이용을 최대화하기 위해, 바람직한 실시예에서, 3개의 주파수 세트만이 이용된다. 이에 따라, 인접하는 섹터들 내의 동일한 부반송파 주파수들에 대한 전력 부스트들로부터 발생하는 고전력 부반송파 주파수들의 충돌을 막기 위해, 동적 방지 기법이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 정적으로 각 섹터에 3개의 겹치지 않는 주파수 중 하나를 할당하는 것은 비균일 셀룰러 통신 네트워크 내의 인접하는 섹터들 내의 전력 부스트들로부터 기인하는 고전력 부반송파 주파수들의 충돌을 막기에 충분하지 않을 수 있기 때문에, 동적 방지 기법이 이용될 수 있다. 동적 방지를 위해, UE(18)를 예로 이용하면, UE(18)의 서빙 섹터(14-2)로 할당되는 주파수 세트로부터 현재 가장 낮은 셀 밖 간섭을 겪고 있는 부반송파 주파수들이 UE(18)에 대한 업링크/다운링크를 위해 UE(18)로 할당되도록 선택된다. 가장 낮은 셀 밖 간섭을 갖는 부반송파 주파수들을 이용하여, 기지국(12)은 UE(18)에 대한 업링크/다운링크에 대해 이용되는 부반송파 주파수들이 UE(18)의 서빙 섹터(14-2)의 인접 섹터 내의 전력 부스트를 위해 그 당시에 이용되지 않도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 UE로의 다운링크에 대한 전력 부스트를 제공하는 기지국의 작동을 도시하는 흐름도이다. 이 예에서, 기지국은 기지국(12)이다. 그러나, 이 설명은 셀룰러 통신 네트워크(24) 내의 다른 기지국들, 이를테면 기지국들(26-36)에도 동등하게 적용가능하다. 우선, 기지국(12)은 UE에 대한 초기 다운링크 파라미터들을 풀 채널 대역폭 및 -X dB 전력 백오프(backoff)로 설정한다(단계 100). -X dB 전력 백오프에 관하여, 이 실시예에서, 셀 중앙 영역들(20) 내에 위치하는 UE 들은 풀 채널 대역폭에 걸쳐 셀 밖 간섭을 제한하기 위해 최대 송신 전력을 수신하지 않는다. 오히려, 셀 중앙 영역들(20) 내에 위치하는 UE들은 최대 송신 전력 -X dB 백오프를 수신한다. 예를 들어, 10 MHz 채널 및 20 와트(W)의 총 출력 전력을 갖는 전력 증폭기에 대하여, RB 당 최대 전력(FPRB)은 20W/50RB로 RB 당 0.4 W에 해당한다. 전체 큐 UE들은 일반적으로 RB 당 -3 dB의 전력 백오프를 얻어 전체 큐 UE들에 대한 RB 당 다운링크 전력이 FPRB - 3 dB이 된다. 그러나, 기지국(12)에 과도하게 근접한 전체 큐 UE들은 예컨대 -4 dB, -5 dB 또는 -6 dB 전력 백오프와 같은 추가적인 전력 백오프를 수신할 수 있다. 구체적으로, LTE에서, 가장 높은 데이터 레이트를 제공하는 변조 및 코딩 기법(modulation and coding scheme; MCS)은 5/6 코딩 레이트의 64 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation; QAM)이다. 이 MCS에 대해, +19 dB의 SINR이 필요하다. 그러나, 기지국(12)에 가까운 UE들은 +19 dB보다 상당히 큰 SINR을 가질 수 있다. 이에 따라, +19 dB 보다 큰 SINR을 갖는 UE들에 대해, 보다 높은 전력 백오프가 이용될 수 있다. 예를 들어, +25 dB의 다운링크 SINR을 갖는 전체 큐 UE는 -6dB 전력 백오프를 가질 수 있다. VoIP(Voice-over-Internet-Protocol) UE들의 경우, 최소 수의 RB들 및 이들의 데이터 레이트를 만족할 수 있는 가장 낮은 전력 레벨이 이용될 수 있다.
일단 초기 다운링크 파라미터들이 설정되면, 기지국(12)은 UE로부터 다운링크(DL) 광대역 SINR을 얻는다(단계 102). 보다 구체적으로, 일 실시예에서, 기지국(12)은 UE로 하여금 DL 광대역 SINR을 포함하는 채널 품질 지수(Channel Quality Index; CQI)를 기지국(12)에 보고하도록 하는 요청을 UE에 보낸다. 이에 응답하여, UE는 CQI를 기지국(12)으로 보낸다. 기지국(12)은 그 다음 DL 광대역 SINR(SINRDL, WB)이 사전결정된 임계값보다 큰 지 또는 전력 부스트 한도에 도달하였는지 여부를 판단한다(단계 104). 이 실시예에서, 사전결정된 임계값은 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값이다. 최소 SINR(SINRMIN)은 기지국(12)과의 무선 통신 링크를 유지하는데 필요한 최소 SINR인데, 이는 가장 강력한 변조 기법(1/12 코딩 레이트의 직교 위상 편이 변조(Quadrature Phase Shift Keying; QPSK))이 이용되는 경우 LTE에 대해 약 -5dB이다. 마진은 특정 구현에 따라 변할 수 있고 또한 셀마다 변할 수 있다. 일 실시예에서, 마진은 전력 부스트 한도 또는 최대 허용가능 전력 부스트와 동일하게 설정된다. 전력 부스트 한도는 UE로 주어질 수 있는 전력 부스트 양에 대한 시스템 구성가능 한도일 수 있다. 전력 부스트 한도는 모든 셀에 대해 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 일 예로, 전력 부스트 한도, 또는 최대 전력 부스트 양은 3 dB 내지 4.77 dB를 포함하는 범위 안에 있을 수 있고 마진은 전력 부스트 한도와 동일하게 설정된다.
만약 DL 광대역 SINR(SINRDL , WB)가 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값의 총합보다 크거나, 또는 만약 전력 부스트 한도에 도달하였다면, 기지국(12)은 UE로의 다운링크에 대한 적절한 MCS와 함께 현재 다운링크 파라미터들을 이용하여 UE로의 하나 이상의 다운링크 송신을 스케줄링한다(단계 106). 첫번째 계산 반복에 대해서, 현재 다운링크 파라미터들은 단계(100)에서 설정된 것들이다. 그러므로, 첫번째 계산 반복에 대해서, DL 광대역 SINR(SINRDL , WB)이 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값보다 크면, UE는 UE의 서빙 섹터의 셀 중앙 영역(20) 내에 위치하도록 결정된다. 이에 따라, 기지국(12)은 -X dB 전력 백오프의 풀 채널 대역폭을 이용하여 하나 이상의 송신 시간 간격(Transmit Time Interval; TTI) 동안 하나 이상의 RB를 UE로 할당하여 UE로의 다운링크를 제공한다. 차후 계산 반복들에 대해서, 현재 다운링크 파라미터들은 전력 부스트가 수행되었는지 여부에 따라 결정될 것이다. 단계(106) 이후에, 프로세스는 단계(102)로 돌아오고 반복된다.
단계(104)로 돌아와, 만약 DL 광대역 SINR(SINRDL , WB)이 최소 SINR(SINRmin)에 마진을 더한 값보다 크지 않고 전력 부스트 한도에 도달하지 않았다면, 기지국(12)은 UE로의 다운링크에 대한 바람직한 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭을 결정한다(단계 108). 예를 들어, 각 섹터에 풀 채널 대역폭으로부터의 세 개의 겹치지 않는 주파수 세트 중 하나가 할당되는 실시예에서, 이용될 수 있는 가장 큰 감소된 채널 대역폭은 풀 채널 대역폭의 1/3이다. 풀 채널 대역폭의 1/3을 이용하면 부반송파 주파수 당, 또는 톤 당 3× 또는 4.77 dB 전력 부스트를 가져온다. 따라서, 기지국(12)은 우선 4.77dB의 전력 부스트가 UE에 대한 다운링크 SINR을 최소 SINR(SINRmin)에 마진을 더한 값으로 증가시키기에 충분한지 여부를 판단할 수 있다. 만약 그러하다면, 기지국(12)은 풀 채널 대역폭의 1/3을 원하는 전력 부스트에 필요한 감소된 채널 대역폭으로 선택할 수 있다. 그러나, 만약 풀 채널 대역폭의 1/3을 이용하는 것이 충분한 전력 부스트를 제공하지 않으면, 기지국(12)은 원하는 전력 부스트를 제공하는 풀 채널 대역폭의 1/3보다 작은 감소된 채널 대역폭을 선택할 수 있다. 감소된 채널 대역폭은 허용되는 최대 전력 부스트에 의해 제한될 수 있음에 유의하자.
이 실시예에서, 기지국(12)은 또한 UE로부터 풀 채널 대역폭에 대한 부대역 SINR들을 얻을 수 있다(단계 110). 보다 구체적으로, LTE에 대해, 기지국(12)은 UE로 하여금 부대역 CQI들을 보고하도록 하는 요청을 UE로 보낼 수 있다. 이에 응답하여, UE는 부대역 SINR들을 포함하는 부대역 CQI들을 기지국(12)으로 송신한다. 기지국(12)은 그 다음 부대역 SINR들에 기초하여 UE의 서빙 섹터로 할당된 주파수 세트로부터 가장 낮은 셀 밖 간섭을 현재 겪고 있는 다수의 부반송파 주파수들을 선택한다(단계 112). 다시, 서빙 섹터에 할당되는 주파수 세트는 전력 부스트들을 제공하는 경우에 이용하기 위한, 서빙 섹터에 할당된 풀 채널 대역폭 내의 부반송파 주파수들의 세트이다. LTE의 경우, 서빙 섹터로 할당된 주파수 세트는 여러 RB 부반송파 주파수 그룹으로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(12)은 서빙 섹터에 할당된 주파수 세트 내의 부반송파 주파수들의 부대역 SINR들을 임계값과 비교한다. 임계값보다 큰 부대역 SINR들을 갖는 부반송파 주파수들이 선택된다. 또 다른 실시예에서, 기지국(12)은 M 개의 가장 높은 부대역 SINR들을 갖는 주파수 세트로부터 부반송파들을 선택하는데, 여기에서 M은 UE로의 다운링크에 대해 바람직한 RB들의 수에 대응할 수 있다. 가장 낮은 셀 밖 간섭을 갖는 부대역들에 대한 부반송파 주파수들을 선택함으로써, 기지국(12)은 인접하는 섹터들 내의 전력 부스트들로 인한 고전력 부반송파 주파수들의 충돌을 피한다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 비균일 셀룰러 통신 네트워크에 있어 특히 유익하다.
기지국(12)은 그 다음 감소된 대역폭 채널 내의 선택된 부반송파 주파수들을 이용하여 UE로의 다운링크를 스케줄링하는데, 감소된 대역폭 채널은 서빙 섹터로 할당된 다운링크 채널의 풀 채널 대역폭의 주파수 세트로부터 형성되고 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭을 갖는다(단계 114). 본 실시예에서 감소된 대역폭 채널이 단계(108)에서 결정된 감소된 채널 대역폭과 동일한 대역폭을 갖지만, 또 다른 실시예에서, 대역폭은 단계(108)에서 결정된 감소된 채널 대역폭과 동일하거나 이보다 작을 수 있어 적어도 원하는 전력 부스트가 제공된다. 다운링크를 스케줄링하기 위해, 감소된 대역폭 채널 내의 선택된 부반송파 주파수들이 하나의 TTI 동안 UE로의 다운링크에 대해 할당된다. 감소된 대역폭 채널의 대역폭 및 UE로의 다운링크에 필요한 RB의 수에 따라, 전력 부스트를 또한 필요로 하는 하나 이상의 추가적인 UE가 감소된 채널 대역폭을 이용하여 동일한 TTI에 스케줄링될 수 있다. 첫번째 예로, 다운링크 채널의 풀 채널 대역폭이 10 MHz 또는 50RB가 될 수 있고, 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭은 풀 채널 대역폭의 1/3 또는 16 RB가 될 수 있다. 이는 3× 또는 4.77 dB 전력 부스트를 제공할 것이다. 만약 UE의 서빙 섹터에 할당된 주파수 세트가 풀 채널 대역폭의 1/3이면, 주파수 세트는 감소된 대역폭 채널로 이용된다. 더욱이, 이 예의 경우 감소된 대역폭 채널을 이용하는 TTI 내에 스케줄링된 각 셀 가장자리 UE에 두 개의 RB가 할당되면, 여덟 개의 셀 가장자리 UE가 TTI 내에서 스케줄링될 수 있다.
제2 예로서, 다운링크 채널의 풀 채널 대역폭은 10 MHz 또는 50 RB이고 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭은 풀 채널 대역폭의 1/5 또는 10 RB가 될 수 있다. 이는 5× 또는 7 dB 전력 부스트를 제공할 것이다. 만약 UE의 서빙 섹터에 할당된 주파수 세트가 풀 채널 대역폭의 1/3이면, 서빙 섹터로 할당된 주파수 세트 내의 부반송파 주파수들의 서브세트가 선택되어 풀 채널 대역폭의 1/5인 대역폭을 갖는 감소된 대역폭 채널을 제공한다. 다시, 감소된 채널 대역폭을 이용하는 TTI 내에 스케줄링된 각 셀 가장자리 UE에 두 개의 RB가 할당되면, 5개의 셀 가장자리 UE가 TTI 내에 스케줄링될 수 있다. 따라서, 일반적으로, 더 많은 전력 부스트가 필요함에 따라, 감소된 채널 대역폭의 대역폭이 감소하고, 이는 일반적으로 감소된 대역폭 채널을 이용하는 TTI 내에 스케줄링되고 있는 UE가 더 적게 된다. 이론적으로 강한 전력 부스트 한도는 하나의 RB 주파수 그룹의 감소된 채널 대역폭으로 달성될 수 있는데, 이는 50× 또는 17 dB의 전력 부스트를 제공한다.
이제, 프로세스는 단계(102)로 돌아간다. 기지국(12)은 계속하여 UE에 대한 다운링크 광대역 SINR을 모니터링한다. 만약 추가적인 전력 부스트들이 필요하고 전력 부스트 한도에 도달하지 않았다면, 기지국(12)은 UE로의 다운링크에 대해 이용되는 감소된 대역폭 채널의 대역폭을 더욱 감소시켜 추가적인 전력 부스트를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 UE로부터 기지국으로의 업링크에 대한 전력 부스트를 제공하는 기지국의 작동을 도시하는 흐름도이다. 이 예에서, 기지국은 기지국(12)이다. 그러나, 이 설명은 셀룰러 통신 네트워크(24) 내의 기지국들(26-36)과 같은 다른 기지국들에 동등하게 적용될 수 있다. 우선, 기지국(12)은 UE에 대한 초기 업링크 파라미터들을 풀 채널 대역폭 및 -X dB 전력 백오프로 설정한다(단계 200). 일단 초기 업링크 파라미터들이 설정되면, 기지국(12)은 업링크 SINR(SINRUL)을 측정하거나 아니면 UE로부터 업링크 SINR을 획득한다(단계 202). 기지국(12)은 그 다음 업링크 SINR(SINRUL)이 사전결정된 임계값보다 큰지 여부 또는 전력 부스트 한도에 도달하였는지 여부를 판단한다(단계 204). 이 실시예에서, 사전결정된 임계값은 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값이다. 최소 SINR(SINRMIN)은 기지국(12)과의 무선 통신 링크를 유지하는데 필요한 최소 SINR이다. 마진은 특정 구현에 따라 변할 수 있고 또한 셀마다 변할 수 있다. 일 실시예에서, 마진은 전력 부스트 한도 또는 최대 허용가능 전력 부스트와 동일하게 설정된다. 전력 부스트 한도는 UE에 주어질 수 있는 전력 부스트 양에 대한 시스템 구성가능한 한도가 될 수 있다. 전력 부스트 한도는 모든 셀에 대하여 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 일 예로, 전력 부스트 한도 즉 최대 전력 부스트 양은 3 dB 내지 4.77 dB를 포함하는 범위 내에 있을 수 있고, 마진은 전력 부스트 한도와 동일하게 설정된다.
만약 업링크 SINR(SINRUL)이 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값보다 크거나, 또는 만약 전력 부스트 한도에 도달하였다면, 기지국(12)은 UE로부터의 업링크에 대한 적절한 MCS와 함께 현재 다운링크 파라미터들을 이용하여 UE로부터의 하나 이상의 업링크 송신을 스케줄링한다(단계 206). 첫번째 계산 반복에 대해, 현재 업링크 파라미터들은 단계(200)에서 설정된 것들이다. 따라서, 첫번째 계산 반복에 대해서, 만약 업링크 SINR(SINRUL)이 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값보다 크면, UE는 UE의 서빙 섹터의 셀 중앙 영역(20) 내에 위치하는 것으로 결정된다. 이에 따라, 기지국(12)은 -X dB 전력 백오프의 풀 채널 대역폭을 이용하여 하나 이상의 TTI 동안 하나 이상의 RB를 UE로 할당하여 UE로부터의 업링크를 제공한다. 차후 계산 반복에 대해서, 현재 업링크 파라미터들은 전력 부스트가 수행되었는지 여부에 따라 결정될 것이다. 단계(206) 후에, 프로세스는 단계(202)로 돌아가고 반복된다.
단계(204)로 돌아와서, 만약 업링크 SINR(SINRUL)이 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값보다 크지 않고 전력 부스트 한도에 도달하지 않았다면, 기지국(12)은 UE로부터의 업링크에 대해 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭을 결정한다(단계 208). 예를 들어, 각 섹터에 풀 채널 대역폭으로부터의 3개의 겹치지 않은 주파수 세트들 중 하나가 할당되는 실시예에서, 이용될 수 있는 가장 큰 감소된 채널 대역폭은 풀 채널 대역폭의 1/3이다. 풀 채널 대역폭의 1/3을 이용하면 부반송파 당 또는 톤 당 3× 또는 4.77dB 전력 부스트를 가져온다. 따라서, 기지국(12)은 4.77 dB의 전력 부스트가 UE에 대한 다운링크 SINR을 최소 SINR(SINRMIN)에 마진을 더한 값으로 증가시키는데 충분한지 여부를 우선 판단한다. 만약 그러하면, 기지국(12)은 풀 채널 대역폭의 1/3을 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭으로 선택할 수 있다. 그러나, 만약 풀 채널 대역폭의 1/3을 이용하는 것이 충분한 전력 부스트를 제공하지 못하면, 기지국(12)은 원하는 전력 부스트를 제공하는 풀 채널 대역폭의 1/3보다 적은 감소된 채널 대역폭을 선택할 수 있다. 감소된 채널 대역폭은 허용되는 최대 전력 부스트에 의해 제한될 수 있다.
이 실시예에서, 기지국(12)은 또한 풀 채널 대역폭에 대한 RB 당 셀 밖 간섭을 측정하거나 아니면 얻는다(단계 210). 일 실시예에서, 기지국(12)은 LTE 과부하 지표(Overload Indicator; OI)를 이용하여 리소스 블록 당 셀 밖 간섭을 측정한다. 기지국(12)은 그 다음 셀 밖 간섭 측정들에 기초하여 UE의 서빙 섹터로 할당된 주파수 세트로부터 가장 낮은 셀 밖 간섭을 현재 겪고 있는 다수의 부반송파 주파수를 선택한다(단계 212). 다시, 서빙 섹터로 할당되는 주파수 세트는 전력 부스트들을 제공하는 경우 이용하기 위한 서빙 섹터로 할당된 풀 채널 대역폭 내의 부반송파 주파수들의 세트이다. LTE의 경우, 서빙 섹터로 할당된 주파수 세트는 다수의 RB 부반송파 주파수 그룹들로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(12)은 각 RB에 대해 측정된 셀 밖 간섭을 임계값과 비교한다. 임계값보다 작은 셀 밖 간섭을 갖는 RB의 부반송파 주파수들이 선택된다. 또 다른 실시예에서, 기지국(12)은 M 개의 가장 낮은 셀 밖 간섭 측정을 갖는 RB의 부반송파 주파수들을 선택하는데, 여기에서 M은 UE로부터의 업링크에 대해 바람직한 RB들의 수에 대응할 수 있다. 가장 낮은 셀 밖 간섭을 갖는 RB에 대한 부반송파 주파수들을 선택하여, 기지국(12)은 인접하는 섹터들 내의 전력 부스트들로 인한 고전력 부반송파 주파수들의 충돌을 피한다. 위에서 설명된 바와 같이, 이는 특히 비균일 셀룰러 통신 네트워크에 대해 유리하다.
기지국(12)은 그 다음 감소된 대역폭 채널 내의 선택된 부반송파 주파수들을 이용하여 UE로의 업링크를 스케줄링하는데, 감소된 대역폭 채널은 서빙 섹터에 할당된 업링크 채널의 풀 채널 대역폭의 주파수 세트로부터 형성되고 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭을 갖는다(단계 214). 본 실시예에서는 감소된 대역폭 채널이 단계(208)에서 결정된 감소된 채널 대역폭과 동일한 대역폭을 갖지만, 또 다른 실시예에서는, 대역폭이 단계(208)에서 결정된 감소된 채널 대역폭과 동일하거나 작을 수 있어 적어도 원하는 전력 부스트가 제공된다. 업링크를 스케줄링하기 위해, 감소된 대역폭 채널 내의 선택된 부반송파 주파수들은 하나의 TTI 동안 UE로부터의 업링크에 대해 할당된다. 감소된 대역폭 채널 및 UE로부터의 업링크에 대해 필요한 RB 수에 따라, 전력 부스트를 또한 필요로하는 하나 이상의 추가적인 UE는 감소된 채널 대역폭을 이용하여 동일한 TTI 내에서 스케줄링될 수 있다. 첫번째 예로서, 업링크 채널의 전체 채널 대역폭이 10 MHz 또는 50 RB가 될 수 있고 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭은 풀 채널 대역폭의 1/3 또는 16 RB가 될 수 있다. 이는 3× 또는 4.77 dB 전력 부스트를 제공할 것이다. 만약 UE의 서빙 섹터에 할당된 주파수 세트가 풀 채널 대역폭의 1/3이면, 주파수 세트가 감소된 대역폭 채널로 이용된다. 더욱이, 감소된 대역폭 채널을 이용하는 TTI 내에 스케줄링된 각 셀 가장자리 UE에 두 개의 RB가 할당되는 예를 상정하면, 8개의 셀 가장자리 UE가 TTI 내에 스케줄링될 수 있다.
두번째 예로, 업링크 채널의 풀 채널 대역폭은 10 MHz 또는 50 RB 이고 원하는 전력 부스트를 제공하는데 필요한 감소된 채널 대역폭은 풀 채널 대역폭의 1/5 또는 10 RB가 될 수 있다. 이는 5× 또는 7 dB 전력 부스트를 제공할 것이다. 만약 UE의 서빙 섹터에 할당된 주파수 세트가 풀 채널 대역폭의 1/3이면, 서빙 섹터에 할당된 주파수 세트 내의 부반송파 주파수들의 서브세트가 선택되어 풀 채널 대역폭의 1/5인 대역폭을 갖는 감소된 대역폭 채널을 제공한다. 다시, 감소된 채널 대역폭을 이용하는 TTI 내에 스케줄링된 각 셀 가장자리 UE에 두 RB가 할당된다면, 5개의 셀 가장자리 UE가 TTI 내에 스케줄링될 수 있다. 따라서, 일반적으로, 더 많은 전력 부스트가 필요함에 따라, 감소된 채널 대역폭의 대역폭이 감소하여, 일반적으로 감소된 대역폭 채널을 이용하는 TTI 내에 스케줄링되고 있는 UE가 더 적게 된다. 이론적으로 강한 전력 부스트 한도는 하나의 RB 주파수 그룹의 감소된 채널 대역폭으로 달성될 수 있는데, 이는 50× 또는 17 dB의 전력 부스트를 제공한다.
이제, 프로세스는 단계(202)로 돌아간다. 기지국(12)은 계속하여 UE에 대한 업링크 SINR을 모니터링한다. 만약 추가적인 전력 부스트들이 필요하고 전력 부스트 한도에 도달하지 않았다면, 기지국(12)은 UE로의 업링크에 대해 이용되는 감소된 대역폭 채널의 대역폭을 더욱 감소시켜 추가적인 전력 부스트를 제공할 수 있다.
도 6은 도 1의 기지국(12)의 예시적인 실시예의 블록도이다. 그러나, 이 설명은 셀룰러 통신 네트워크(24) 내의 기지국들(26-36)과 같은 다른 기지국들에 동등하게 적용될 수 있다. 일반적으로, 기지국(12)은 연관된 메모리(40)를 갖는 제어 시스템(38)을 포함한다. 또한, 이 실시예에서, 기지국(12)은 섹터들(14-1, 14-2 및 14-3, 도 1)에 대해 각각 섹터 송수신기들(42-1, 42-2 및 42-3)을 포함한다. 전력 부스트들을 제공하기 위한 위에서 설명된 기지국(12)의 기능은 제어 시스템(38)의 하드웨어 형성 부분, 메모리(40)에 저장된 소프트웨어, 또는 이들의 조합에서 구현될 수 있다.
도 7은 도 1의 UE(18)의 블록도이다. 본 설명은 셀룰러 통신 네트워크(24) 내의 다른 UE에도 동등하게 적용될 수 있다. 일반적으로, UE(18)는 연관된 메모리(46)를 갖는 제어 시스템(44)을 포함한다. 또한, UE(18)는 셀룰러 통신 인터페이스(48)를 포함한다. 전력 부스팅과 관련하여 위에서 설명된 UE(18)의 기능은 셀룰러 통신 인터페이스(48)의 프로토콜 스택 내에서 구현될 수 있거나, 메모리(46)에 저장된 소프트웨어로 구현될 수 있거나, 이들의 조합으로 구현될 수 있다. UE(18)는 또한 예컨대 하나 이상의 사용자 입력 장치들(예컨대, 마이크로폰, 키패드 등), 하나 이상의 스피커, 디스플레이 등과 같은 구성요소들을 포함할 수 있는 사용자 인터페이스(50)를 포함할 수 있다.
당업자라면 본 발명의 바람직한 실시예들을 향상시키고 수정할 수 있을 것이다. 이러한 모든 향상 및 수정들은 본 명세서 및 이하의 청구항에서 게시되는 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (42)

  1. 복수의 부반송파 주파수들을 포함하는 풀 채널 대역폭을 갖는 통신 링크 채널을 통해 기지국과 사용자 장치 간의 통신 링크에 전력 부스트(power boost)를 제공하도록 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법으로서,
    상기 사용자 장치로부터 광대역 채널 품질 지수(channel quality index)를 수신하는 단계;
    상기 사용자 장치로부터 복수의 부대역 채널 품질 지수들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 광대역 채널 품질 지수를 기초로 상기 기지국과 상기 사용자 장치 간의 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단하는 단계;
    상기 기지국과 상기 사용자 장치 간의 상기 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요하면, 신호 전력이 상기 풀 채널 대역폭에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 대역폭 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 서브세트 상에 집중되도록, 상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 감소된 대역폭 채널로서 이용하여, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 전력 부스트를 제공하는 단계로서, 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트는 적어도 부분적으로 상기 수신된 복수의 부대역 채널 품질 지수들을 기초로 결정되는, 상기 제공하는 단계; 및
    상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 적어도 하나의 다른 기지국과 조정하는 단계로서, 상기 다른 기지국은 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상이한 서브세트를 사용하고, 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트는 자원 블록들의 개수의 표시를 기초로 조정되고, 각각의 자원 블록은 12 개의 부반송파 주파수들을 포함하는, 상기 조정하는 단계를 포함하는 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용하는 것은, 상기 감소된 대역폭 채널만이 활용되는 송신 시간 간격 동안 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 감소된 대역폭 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트로부터 하나 이상의 부반송파 주파수를 할당하는 것을 포함하는 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용하는 것은,
    상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 원하는 전력 부스트를 위해 필요한 감소된 채널 대역폭을 결정하는 것; 및
    상기 감소된 대역폭 채널의 대역폭이 상기 원하는 전력 부스트를 위해 필요한 상기 감소된 채널 대역폭 이하가 되도록 상기 감소된 대역폭 채널에 대한 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 식별하는 것
    를 포함하는 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은 복수의 섹터들을 포함하는 상기 셀룰러 통신 네트워크의 셀을 서빙하고(serve), 상기 복수의 섹터들의 각 섹터에는 상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들로부터 상이한 부반송파 주파수들의 세트가 할당되고, 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용되는 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트는, 상기 사용자 장치를 현재 서빙하는 상기 복수의 섹터 중 하나의 섹터에 할당된 상기 부반송파 주파수들의 세트의 적어도 하나의 서브세트인 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용하는 것은,
    상기 사용자 장치를 현재 서빙하는 상기 섹터에 할당된 부반송파 주파수들의 세트의 상기 적어도 하나의 서브세트로부터 최소 셀 밖 간섭량을 갖는 다수의 부반송파 주파수들을 식별하는 것; 및
    상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 송신 시간 간격 동안 상기 다수의 부반송파 주파수들을 할당하는 것
    을 포함하는 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 부반송파 주파수 당 전력 부스트는, 상기 풀 채널 대역폭 대 상기 감소된 대역폭 채널의 감소된 채널 대역폭의 비율과 관련되는 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 사용자 장치에 대한 통신 링크 신호 대 간섭 플러스 잡음비(Signal-to-Interference-Plus-Noise Ratio; SINR)를 획득하는 단계; 및
    상기 통신 링크 SINR이 사전결정된 임계값보다 작으면 전력 부스트가 필요하다고 판단하는 단계
    를 포함하는 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사전결정된 임계값은 상기 기지국과의 통신 링크를 유지하는데 필요한 최소 SINR에 마진(margin)을 더한 값인 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기지국과 상기 사용자 장치 간의 상기 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요하지 않으면, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 풀 채널 대역폭을 갖는 상기 통신 링크 채널을 이용하는 단계를 더 포함하는 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 풀 채널 대역폭을 갖는 상기 통신 링크 채널을 이용하는 단계는, 상기 통신 링크 채널의 상기 풀 채널 대역폭이 활용되는 송신 시간 간격 동안 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 통신 링크 채널의 상기 풀 채널 대역폭의 상기 복수의 부반송파 주파수들로부터 하나 이상의 부반송파 주파수를 할당하는 단계를 포함하는 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 풀 채널 대역폭을 갖는 상기 통신 링크 채널을 이용하는 단계는, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 -X 데시벨(dB) 전력 백오프(backoff)를 이용하는 단계를 더 포함하는 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 통신 링크 채널은 다운링크 채널이고 상기 통신 링크는 다운링크인 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다운링크 채널은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA) 채널인 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 통신 링크 채널은 업링크 채널이고 상기 통신 링크는 업링크인 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 업링크 채널은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA) 채널인 것인 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  16. 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국으로서,
    복수의 부반송파 주파수들을 포함하는 풀 채널 대역폭을 갖는 통신 링크 채널을 통해 상기 기지국에 의해 서빙되는 상기 셀룰러 통신 네트워크의 셀 내에 위치하는 사용자 장치들로의 통신 링크를 제공하는 하나 이상의 섹터 송수신기; 및
    상기 하나 이상의 섹터 송수신기와 연관된 제어 시스템
    을 포함하고,
    상기 제어 시스템은,
    사용자 장치로부터 광대역 채널 품질 지수(channel quality index)를 수신하고;
    상기 사용자 장치로부터 복수의 부대역 채널 품질 지수들을 수신하고;
    상기 수신된 광대역 채널 품질 지수를 기초로 상기 통신 링크 채널을 통해 상기 기지국과 상기 사용자 장치 간의 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단하고,
    상기 기지국과 상기 사용자 장치 간의 상기 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요하면, 신호 전력이 상기 풀 채널 대역폭에 걸쳐 분배되기보다는 감소된 대역폭 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 서브세트 상에 집중되도록, 상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 감소된 대역폭 채널로서 이용하여, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 전력 부스트를 제공하고,
    상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 적어도 하나의 다른 기지국과 조정하도록 구성(adapt)되고,
    상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트는 적어도 부분적으로 상기 수신된 복수의 부대역 채널 품질 지수들을 기초로 결정되고,
    상기 다른 기지국은 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상이한 서브세트를 사용하고, 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트는 자원 블록들의 개수의 표시를 기초로 조정되고, 각각의 자원 블록은 12 개의 부반송파 주파수들을 포함하는, 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 통신 링크 채널은 다운링크 채널이고 상기 통신 링크는 다운링크인 것인 기지국.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 통신 링크 채널은 업링크 채널이고 상기 통신 링크는 업링크인 것인 기지국.
  19. 제1항에 있어서, 상기 기지국은 복수의 섹터들을 포함하는 상기 셀룰러 통신 네트워크의 셀을 서빙하고(serve), 상기 복수의 섹터들의 각각의 섹터는 전력 부스트에의 사용을 위한 상이한 부반송파 주파수들의 세트가 할당되는, 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 사용자 장치에게 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 메시지는 상기 사용자 장치가 복수의 부대역 채널 품질 표시들을 보고하도록 구성하는 것인, 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단하는 단계는 적어도 부분적으로 상기 수신된 복수의 부대역 채널 품질 지수들을 기초로 하는 것인, 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 선택된 부반송파 주파수들을 상기 사용자 장치에게 하나 이상의 자원 블록들을 할당함으로써 하나의 전송 시간 간격 동안 할당하는 단계를 더 포함하고, 각각의 자원 블록은 12 개의 부반송파 주파수들에 대응하는, 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 기지국 중 적어도 하나는 하나의 전송 시간 간격 동안 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트의 적어도 일부를 사용하여 제2 사용자 장치에게 신호를 전송하는, 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  24. 제1항에 있어서, 상기 자원 블록들을 상기 사용자 장치로 할당하는 단계를 더 포함하는, 셀룰러 통신 네트워크 내의 기지국을 작동시키는 방법.
  25. 제16항에 있어서, 상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용하기 위해, 상기 제어 시스템은 상기 감소된 대역폭 채널만이 활용되는 송신 시간 간격 동안 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 감소된 대역폭 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트로부터 하나 이상의 부반송파 주파수들을 할당하도록 구성된, 기지국.
  26. 제16항에 있어서, 상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용하기 위해, 상기 제어 시스템은,
    상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 원하는 전력 부스트를 위해 필요한 감소된 채널 대역폭을 결정하고;
    상기 감소된 대역폭 채널의 대역폭이 상기 원하는 전력 부스트를 위해 필요한 상기 감소된 채널 대역폭 이하가 되도록 상기 감소된 대역폭 채널에 대한 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 식별하도록 구성된, 기지국.
  27. 제16항에 있어서, 상기 기지국에 의해 서빙되는 상기 셀룰러 통신 네트워크의 상기 셀은 복수의 섹터들을 포함하고, 상기 복수의 섹터들의 각 섹터에는 상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들로부터 상이한 부반송파 주파수들의 세트가 할당되고, 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용되는 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트는, 상기 사용자 장치를 현재 서빙하는 상기 복수의 섹터 중 하나의 섹터에 할당된 상기 부반송파 주파수들의 세트의 적어도 하나의 서브세트인 것인, 기지국.
  28. 제27항에 있어서, 상기 통신 링크 채널의 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트를 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 상기 감소된 대역폭 채널로서 이용하기 위해, 상기 제어 시스템은,
    상기 사용자 장치를 현재 서빙하는 상기 섹터에 할당된 부반송파 주파수들의 세트의 상기 적어도 하나의 서브세트로부터 최소 셀 밖 간섭량을 갖는 다수의 부반송파 주파수들을 식별하고; 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 송신 시간 간격 동안 상기 다수의 부반송파 주파수들을 할당하도록 적응된, 기지국.
  29. 제16항에 있어서, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대한 부반송파 주파수 당 전력 부스트는, 상기 풀 채널 대역폭 대 상기 감소된 대역폭 채널의 감소된 채널 대역폭의 비율과 관련되는 것인, 기지국.
  30. 제16항에 있어서, 상기 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단하기 위해, 상기 제어 시스템은,
    상기 사용자 장치에 대한 통신 링크 신호 대 간섭 플러스 잡음비(Signal-to-Interference-Plus-Noise Ratio; SINR)를 획득하고;
    상기 통신 링크 SINR이 사전결정된 임계값보다 작으면 전력 부스트가 필요하다고 판단하도록 구성된, 기지국.
  31. 제30항에 있어서, 상기 사전결정된 임계값은 상기 기지국과의 통신 링크를 유지하는데 필요한 최소 SINR에 마진(margin)을 더한 값인 것인, 기지국.
  32. 제16항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 기지국과 상기 사용자 장치 간의 상기 통신 링크에 대하여 전력 부스트가 필요하지 않으면, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 풀 채널 대역폭을 갖는 상기 통신 링크 채널을 이용하도록 구성된, 기지국.
  33. 제32항에 있어서, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 풀 채널 대역폭을 갖는 상기 통신 링크 채널을 이용하기 위해, 상기 제어 시스템은 상기 통신 링크 채널의 상기 풀 채널 대역폭이 활용되는 송신 시간 간격 동안 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 통신 링크 채널의 상기 풀 채널 대역폭의 상기 복수의 부반송파 주파수들로부터 하나 이상의 부반송파 주파수를 할당하도록 구성된, 기지국.
  34. 제33항에 있어서, 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 상기 풀 채널 대역폭을 갖는 상기 통신 링크 채널을 이용하기 위해, 상기 제어 시스템은 상기 사용자 장치로의 상기 통신 링크에 대해 -X 데시벨(dB) 전력 백오프(backoff)를 이용하도록 구성된, 기지국.
  35. 제17항에 있어서, 상기 다운링크 채널은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA) 채널인 것인, 기지국.
  36. 제18항에 있어서, 상기 업링크 채널은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA) 채널인 것인, 기지국.
  37. 제16항에 있어서, 상기 기지국은 복수의 섹터들을 포함하는 상기 셀룰러 통신 네트워크의 셀을 서빙하고(serve), 상기 복수의 섹터들의 각각의 섹터는 전력 부스트에의 사용을 위한 상이한 부반송파 주파수들의 세트가 할당되는, 기지국.
  38. 제16항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 사용자 장치에게 메시지를 전송하고, 상기 메시지는 상기 사용자 장치가 복수의 부대역 채널 품질 표시들을 보고하도록 구성하는 것인, 기지국.
  39. 제16항에 있어서, 전력 부스트가 필요한지 여부를 판단하는 것은 적어도 부분적으로 상기 수신된 복수의 부대역 채널 품질 지수들을 기초로 하는 것인, 기지국.
  40. 제16항에 있어서, 상기 제어 시스템은 선택된 부반송파 주파수들을 상기 사용자 장치에게 하나 이상의 자원 블록들을 할당함으로써 하나의 전송 시간 간격 동안 할당하도록 적응되고, 각각의 자원 블록은 12 개의 부반송파 주파수들에 대응하는, 기지국.
  41. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 기지국 중 적어도 하나는 하나의 전송 시간 간격 동안 상기 복수의 부반송파 주파수들의 상기 서브세트의 적어도 일부를 사용하여 제2 사용자 장치에게 신호를 전송하는, 기지국.
  42. 제16항에 있어서,상기 제어 시스템은 상기 자원 블록들을 상기 사용자 장치로 할당하도록 구성된, 기지국.

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