KR101607988B1 - 무선통신시스템에서 간섭 완화를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 간섭 완화를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는 과정과, 적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보가 수신되는 경우, 상기 피드백 정보를 고려하여 상기 단말로 자원을 할당하는 과정과, 상기 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합과 상기 단말로 할당한 자원을 고려하여 상기 단말로 빔을 형성하기 위한 가중치를 결정하는 과정과, 상기 가중치를 이용하여 상기 단말로 빔을 형성하는 과정을 포함하여 매크로 기지국과 펨토 기지국 사이에 백홀을 통한 정보 교환 없이 셀간 간섭을 완화시킬 수 있다. 또한, 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터 최대 간섭 량을 미리 예측하여 상기 매크로 기지국으로부터의 간섭의 영향을 적게 받는 자원 블록을 효과적으로 예측할 수 있다. 또한, 펨토 기지국이 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터 간섭의 영향을 적게 받은 자원 블록의 자원을 할당하고, 펨토 단말이 필요로하는 SINR을 만족시키는데 필요한 송신 전력을 사용하여 펨토 기지국이 매크로 단말로 미치는 간섭의 영향을 줄일 수 있는 이점이 있다.
펨토 셀(Femto cell), 매크로 셀(Macro cell), 코드북, 다중 안테나 시스템, 간섭 제거

Description

무선통신시스템에서 간섭 완화를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INTERFERENCE MITIGATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신시스템에서 셀간 간섭(inter-cell interference)을 완화(mitigation)시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 펨토 기지국을 사용하는 무선통신시스템에서 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
셀룰러(cellular) 방식의 무선통신시스템에서 셀 가장자리(cell edge)에 위치하는 단말은 인접 셀로부터 간섭의 영향을 받게 된다. 최근 인접 셀 간섭을 완화시키기 위한 방법으로 한정된 코디네이션(limited coordination)을 활용한 셀간 간섭 완화(inter-cell interference mitigation) 기법이 주목받고 있다. 예를 들어, 상기 셀간 간섭 완화 기법은 CA-BF(Collision Avoidance-Beam forming) 기법과 PMI(Precoding Matrix Index) 코디네이션(coordination) 기법을 포함한다.
상기 CA-BF 기법을 사용하는 경우, 인접 셀 간섭을 유발하는 기지국들과 백 홀(backhaul)로 연결된 마스터 스케줄러는 상기 기지국들에 대한 스케줄링을 수행하여 인접 셀간 간섭이 최소가 되도록 제어한다. 즉, 상기 마스터 스케줄러는 백홀을 통해 상기 기지국들로부터 제공받은 PMI 정보를 이용하여 전송률 합(sum capacity)이 최대가 되도록 스케줄링을 수행한다.
상기 PMI 코디네이션 기법을 사용하는 경우, 기지국들은 백홀을 통해 다른 기지국들과 교환한 PMI 정보를 이용하여 빔을 형성하기 위한 선부호나 행렬을 결정한다.
무선통신시스템은 전파 음영 지역의 서비스 문제를 해결하면서 고속의 데이터 서비스를 제공하기 위한 펨토 셀(Femto-cell) 서비스를 제공한다. 여기서, 상기 펨토 셀은 옥내 광대역 망을 통해 이동 통신 코어 네트워크에 접속하는 소형 기지국의 서비스 영역을 의미한다.
상술한 바와 같이 펨토 셀을 제공하는 경우, 매크로 셀 내에 수십 개의 펨토 셀들이 존재할 수 있다. 이 경우, 매크로 셀과 펨토 셀들이 정보를 교환하기 위해서는 수많은 백홀을 필요로 한다. 또한, 단말에 인접한 셀의 개수가 늘어남에 따라 단말이 서빙국으로 피드백하는 정보의 양도 많아지고 서빙국에서 셀간 간섭을 완화시키기 위해 고려할 인접 셀 정보가 많아져 셀간 간섭을 완화시키기 위한 복잡도가 증가하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 펨토 셀을 구비하는 무선통신시스템에서 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 매크로 기지국과 펨토 기지국 사이에 백홀을 통한 정보 교환 없이 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템의 매크로 기지국에서 자원 블록마다 빔 형성에 사용할 수 있는 코드북을 제한하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말에서 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 간섭량에 따라 사용 가능한 자원 블록을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템의 펨토 기지국에서 단말로부터 제공받은 피드백 정보를 고려하여 반복 전력 제어를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템의 매크로 기지국에서 셀간 간섭을 완화 시키기 위한 방법은, 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는 과정과, 적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보가 수신되는 경우, 상기 피드백 정보를 고려하여 상기 단말로 자원을 할당하는 과정과, 상기 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합과 상기 단말로 할당한 자원을 고려하여 상기 단말로 빔을 형성하기 위한 가중치를 결정하는 과정과, 상기 가중치를 이용하여 상기 단말로 빔을 형성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말의 셀간 간섭을 완화시키기 위한 방법은, 매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 확인하는 과정과, 매크로 기지국과의 채널과 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 추정하는 과정과, 상기 매크로 기지국과의 채널과 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 고려하여 적어도 하나의 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드들에 대한 신호대 간섭 및 잡음비를 추정하는 과정과, 상기 신호대 간섭 및 잡음비를 이용하여 적어도 하나의 자원 블록별로 최대의 전송률 합(sum rate)을 얻을 수 있는 코드를 결정하는 과정과, 적어도 하나의 자원 블록에 대한 최대의 전송률 합과 상기 결정한 코드를 상기 매크로 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신 시스템의 펨토 기지국에서 셀간 간섭을 완화시키기 위한 방법은, 적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보를 수신받는 경우, 상기 피드백 정보에 포함된 단말이 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 정보를 고려하여 상기 단말로 서비스를 제공할 자원을 할당하는 과정과, 상기 피드백 정보에 포함된 각각의 자원 블록에 대한 신호대 잡음 및 간섭비를 고려한 반복 전력 제어(iterative power contril)를 통해 신호를 전송하기 위한 송신 전력을 갱신하는 과정과, 상기 단말로 할당한 자원과 상기 갱신한 송신 전력을 이용하여 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말의 셀간 간섭을 완화시키기 위한 방법은, 매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 확인하는 과정과, 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드의 상관 값(correlation value)을 산출하는 과정과, 상기 코드의 상관 값을 고려하여 자원 블록별로 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 가장 큰 간섭량을 산출하는 과정과, 상기 자원 블록들의 가장 큰 간섭량을 고려하여 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받을 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록을 결정하는 과정과, 상기 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 중 적어도 하나의 자원 블록 정보를 펨토 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신 시스템의 매크로 기지국에서 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치는, 적어도 하나의 안테나와, 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는 코드북 제어기와, 적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보가 수신되는 경우, 상기 피드백 정보를 고려하여 상기 단말로 자원을 할당하는 자원 할당부와, 상기 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합과 상기 단말로 할당한 자원을 고려하여 상기 단말로 빔을 형성하기 위한 가중치를 결정하는 가중치 생성기와, 상기 가중치를 이용하여 전송 신호를 선부호화하는 선부호기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말의 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치는, 적어도 하나의 안테나와, 매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 코드북 제어기와, 상기 안테나를 통해 수신받은 신호를 이용하여 매크로 기지국과의 채널과 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 추정하는 채널 추정기와, 상기 매크로 기지국과의 채널과 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 고려하여 적어도 하나의 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드들에 대한 신호대 간섭 및 잡음비를 추정하는 신호대 간섭 및 잡음비 추정기와, 상기 신호대 간섭 및 잡음비를 이용하여 적어도 하나의 자원 블록별로 최대의 전송률 합(sum rate)을 얻을 수 있는 코드와 상기 자원 블록에 대한 최대의 전송률 합을 상기 매크로 기지국으로 피드백하는 피드백 제어기를 포함하여 구성되 는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 7 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템의 펨토 기지국에서 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치는, 적어도 하나의 안테나와, 적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보를 수신받는 피드백 정보 수신부와, 상기 피드백 정보 수신부를 통해 수신된 피드백 정보에 포함된 단말이 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 정보를 고려하여 상기 단말로 서비스를 제공할 자원을 할당하는 자원 할당부와, 상기 피드백 정보에 포함된 각각의 자원 블록에 대한 신호대 잡음 및 간섭비를 고려한 반복 전력 제어(iterative power contril)를 통해 신호를 전송하기 위한 송신 전력을 갱신하는 전력 제어부와, 상기 단말로 할당한 자원과 상기 갱신한 송신 전력을 이용하여 신호를 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 8 견지에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말의 셀간 간섭을 완화시키기 위한 장치는, 적어도 하나의 안테나와, 상기 안테나를 통해 신호를 수신받는 수신부와, 매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 코드북 제어기와, 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드의 상관 값(correlation value)을 고려하여 자원 블록별로 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 가장 큰 간섭량을 산출하는 간섭 확인부와, 상기 자원 블록들의 가장 큰 간섭량을 고려하여 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받을 때 사용할 수 있 는 적어도 하나의 자원 블록 중 적어도 하나의 자원 블록 정보를 펨토 기지국으로 피드백하는 피드백 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 펨토 셀을 구비하는 무선통신시스템의 매크로 기지국에서 자원 블록마다 빔 형성에 사용할 수 있는 코드북을 제한함으로써, 매크로 기지국과 펨토 기지국 사이에 백홀을 통한 정보 교환 없이 셀간 간섭을 완화시킬 수 있다. 또한, 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터 최대 간섭 량을 미리 예측하여 상기 매크로 기지국으로부터의 간섭의 영향을 적게 받는 자원 블록을 효과적으로 예측할 수 있다. 또한, 펨토 기지국이 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터 간섭의 영향을 적게 받은 자원 블록의 자원을 할당하고, 펨토 단말이 필요로하는 SINR을 만족시키는데 필요한 송신 전력을 사용하여 펨토 기지국이 매크로 단말로 미치는 간섭의 영향을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명은 펨토 셀을 구비하는 무선통신시스템에서 매크로 기지국과 펨토 기지국 사이에 백홀을 통한 정보 교환 없이 셀간 간섭을 완화시키기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 설명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식의 무선통신시스템으로 가정하여 설명한다. 하지만, 다른 통신 방식의 무선통신시스템에도 동일하게 적용할 수 있다.
이하 설명에서 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말을 매크로 단말이라 칭하고, 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말을 펨토 단말이라 칭한다.
이하 설명에서 매크로 기지국은 NT개의 안테나를 구비하고 매크로 단말은 NR개의 안테나를 구비하는 것으로 가정한다. 또한, 펨토 기지국과 펨토 단말은 각각 한 개의 안테나를 구비하는 것으로 가정한다. 하지만, 매크로 기지국, 매크로 단말, 펨토 기지국 및 펨토 단말의 안테나 개수가 변경되어도 동일하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면 먼저 매크로 기지국은 101단계에서 매크로 단말로 빔을 형성할 때 공간 도메인(spatial domain)에서 빔을 형성하는 방향(direction)을 제한함으로써 펨토 셀에 미치는 간섭이 제한되도록 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북을 제한한다. 즉, 상기 매크로 기지국은 빔을 형성할 때 전체 공간 도메인의 일부 방향으로만 빔을 형성할 수 있도록 자원 블록별로 코드북 집합을 제한한다. 예를 들어, 상기 매크로 기지국은 자원 블록별로 고유하게 코드(un)를 지정한다. 이후, 상기 매크로 기지국은 하기 <수학식 1>과 같이 자원 블록에 고유하게 지정한 코드와의 상관(correlation)을 통해 자원 블록에서 사용할 수 있는 코드북 집합을 구성한다. 이때, 상기 매크로 기지국은 자원 블록별로 고유하게 코드(un)를 수도 랜덤(pseudo random)하게 선택할 수 있다.
Figure 112009024515460-pat00001
여기서, 상기 Wt ,f는 시간 축으로 t번째와 주파수 축으로 f번째인 자원 블록(Rt ,f)에서 사용할 수 있는 코드북 집합을 나타내고, 상기 Wn은 n번째 코드를 나타내며, 상기 n은 코드북 인덱스를 나타내고, 상기 un은 n번째 코드의 행렬을 나타내며, 상기 기준(Threshold)은 Rt ,f에서 사용할 수 있는 코드를 선택하기 위한 기준을 나타낸다.
상기 매크로 기지국은 상기 <수학식 1>과 같이 Rt ,f 자원 블록에 고유하게 지정된 코드와의 상관이 기준 이상인 코드들로 상기 Rt ,f 자원 블록에서 사용할 수 있 는 코드북 집합을 구성한다.
자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 구성한 후, 상기 매크로 기지국은 103단계로 진행하여 상기 101단계에서 구성한 코드북 집합 정보를 펨토 기지국 또는 매크로 단말로 전송한다. 예를 들어, 펨토 기지국이 초기 접속하는 경우, 상기 매크로 기지국은 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 코어네트워크를 통해 펨토 기지국으로 전송한다. 다른 예를 들어, 상기 매크로 기지국은 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 방송 제어 메시지를 통해 매크로 단말들로 전송할 수도 있다.
이후, 상기 매크로 기지국은 105단계로 진행하여 매크로 단말로부터 피드백 정보가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 매크로 단말로부터 수신되는 피드백 정보는 적어도 하나의 자원 블록에서 가장 큰 전송률의 합(Sum rate)과 가장 큰 전송률의 합을 얻을 수 있는 코드 정보를 포함한다.
만일, 매크로 단말로부터 피드백 정보가 수신되는 경우, 상기 매크로 기지국은 107단계로 진행하여 상기 피드백 정보를 바탕으로 스케줄링 타입에 따라 서비스를 제공할 매크로 단말로 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 매크로 기지국은 상기 피드백 정보를 바탕으로 매크로 단말로 자원을 할당할 자원 블록을 결정한다. 이후, 상기 매크로 기지국은 상기 결정한 자원 블록의 자원을 이용하여 매크로 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당한다.
매크로 단말로 자원을 할당한 후, 상기 매크로 기지국은 109단계로 진행하여 상기 피드백 정보를 바탕으로 매크로 단말로 빔을 형성하기 위한 가중치를 결정한 다. 예를 들어, 상기 107단계에서 Rt ,f 자원 블록의 자원을 매크로 단말로 할당한 경우, 상기 매크로 기지국은 피드백 정보에 포함된 상기 Rt ,f 자원 블록에서 가장 큰 전송률의 합을 얻을 수 있는 코드를 빔을 형성하기 위한 가중치로 결정한다.
빔을 형성하기 위한 가중치를 결정한 후, 상기 매크로 기지국은 111단계로 진행하여 상기 109단계에서 결정한 가중치를 이용하여 해당 매크로 단말로 빔을 형성한다.
이후, 상기 매크로 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 매크로 기지국에서 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 제한하는 경우, 매크로 단말은 하기 도 2에 도시된 바와 같이 동작한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 단말에서 코드북을 선택하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면 먼저 매크로 단말은 201단계에서 매크로 기지국이 구성한 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 매크로 단말은 매크로 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 확인한다. 다른 예를 들어, 상기 매크로 단말은 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성할 수도 있다. 즉, 매크로 기지국이 일정한 패턴으로 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 구성하는 경우, 상기 매크로 단말은 매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 상기 매크로 기지국이 코드북 집합을 구성하는 패턴을 알 수 있다. 이에 따라, 상기 매크로 단말은 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성할 수도 있다.
자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 확인한 후, 상기 매크로 단말은 203단계로 진행하여 매크로 기지국과의 채널과 인접한 펨토 기지국들과의 채널을 추정한다.
이후, 상기 매크로 단말은 205단계로 진행하여 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드들에 대한 신호대 간섭 및 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)를 추정한다. 즉, 상기 매크로 단말은 매크로 기지국으로부터 할당받을 수 있는 적어도 하나의 자원 블록에 대해 상기 자원 블록이 사용할 수 있는 코드들 각각에 대한 SINR을 추정한다. 예를 들어, Rt ,f 자원 블록에 포함되는 한 개의 부반송파을 통해 신호를 전송하는 매크로 기지국이 m번째 코드를 k번째 매크로 단말에 할당하는 경우, 상기 매크로 단말이 수신받는 신호는 하기 <수학식 2>와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009024515460-pat00002
상기 yk ,m,n은 Rt ,f 자원 블록에 포함되는 한 개의 부반송파을 통해 신호를 전송하는 매크로 기지국이 m번째 코드를 k번째 매크로 단말에 할당하는 경우, k번째 매크로 단말이 n번째 수신 안테나를 통해 수신받은 신호를 나타내고, 상기 hMtoM ,k,n은 Nt개의 송신 안테나들을 구비하는 매크로 기지국으로부터 k번째 매크로 단말의 n 번째 수신 안테나까지의 채널 벡터를 나타내며, 상기 Wm ,n은 m번째 코드(Wm)의 n번째 열(column)을 나타내고, 상기 xn은 매크로 기지국이 전송한 신호를 나타내며, 상기 hFtoM ,k,n,f는 f번째 펨토 기지국으로부터 k번째 매크로 단말의 n 번째 수신 안테나까지의 채널 벡터를 나타내고, 상기 xf는 f번째 펨토 기지국이 전송한 신호를 나타내며, 상기 vk는 k번째 매크로 단말에 대한 AWGN(Additive White Gaussian Noise)를 나타내고, 상기
Figure 112009024515460-pat00003
는 각 스트림에 실리는 전력(power)을 나타낸다. 이때, 상기
Figure 112009024515460-pat00004
는 한 개의 부반송파에 할당된 전력(PMacro)을 전체 스트림의 개수(NS)로 나눈 값을 나타낸다.
이때, 상기 매크로 단말의 n번째 수신 안테나를 통해 수신받은 신호의 SINR은 하기 <수학식 3>과 같이 산출할 수 있다.
Figure 112009024515460-pat00005
상기 SINRk ,m,n은 매크로 기지국에서 Rt ,f 자원 블록에 포함되는 한 개의 부반송파에서 m번째 코드북을 k번째 매크로 단말에 할당하는 경우, 상기 k번째 매크로 단말의 n번째 수신 안테나를 통해 수신받은 신호의 SINR을 나타내고, 상기 αk,m,n은 매크로 기지국으로부터 수신받은 신호의 전력(
Figure 112009024515460-pat00006
)을 나타내며, IFtoM ,n은 펨토 기지국들로부터 수신받은 간섭 신호의 전력(
Figure 112009024515460-pat00007
)을 나타내고, 상기 Nk ,n은 n번째 수신안테나를 통해 신호를 수신받는 k번째 매크로 단말의 잡음 전력을 나타내며, 상기
Figure 112009024515460-pat00008
는 n번째 수신 안테나가 다른 수신 안테나로부터 간섭을 영향을 받는 자가 셀 간섭 전력을 나타내고, 상기
Figure 112009024515460-pat00009
는 각 스트림에 실리는 전력(power)을 나타낸다. 이때, 상기
Figure 112009024515460-pat00010
는 한 개의 부반송파에 할당된 전력(PMacro)을 전체 스트림의 개수(NS)로 나눈 값을 나타낸다.
자원 블록별로 사용할 수 있는 코드들에 대한 SINR을 추정한 후, 상기 매크로 단말은 207단계로 진행하여 상기 205단계에서 추정한 SINR을 이용하여 각각의 자원 블록별로 가장 큰 전송률 합을 얻을 수 있는 코드를 확인한다. 예를 들어, 상기 매크로 단말은 하기 <수학식 4>를 이용하여 Rt ,f 자원 블록에서 사용할 수 있는 코드들 중 가장 큰 전송률 합을 얻을 수 있는 코드를 선택한다.
Figure 112009024515460-pat00011
여기서, 상기 Rk는 Rt ,f 자원 블록에서 사용할 수 있는 코드북 집합에 포함되는 코드들을 이용하여 얻을 수 있는 최대 전송률 합(Sum rate)을 나타내고, 상기 Mt ,f는 Rt,f 자원 블록에서 사용할 수 있는 코드북 집합에 포함되는 코드들의 개수를 나타내며, 상기 Ns는 모든 스트림의 개수를 나타내고, 상기 SINRk ,m,n은 매크로 기지국에서 Rt ,f 자원 블록에 포함되는 한 개의 부반송파에서 m번째 코드를 k번째 매크로 단말에 할당하는 경우, 상기 k번째 매크로 단말의 n번째 수신 안테나를 수신받은 신호의 SINR을 나타낸다.
자원 블록별 최대 전송률 합을 얻을 수 있는 코드를 확인한 후, 상기 매크로 단말은 209단계로 진행하여 상기 207단계에서 확인한 자원 블록별 최대 전송률 합을 얻을 수 있는 코드와 최대 전송률 합을 매크로 기지국으로 전송한다.
이후, 상기 매크로 단말은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 매크로 기지국에서 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 제한하는 경우, 펨토 단말은 하기 도 3에 도시된 바와 같이 동작한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 단말에서 자원 블록을 선택하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면 먼저 펨토 단말은 301단계에서 매크로 기지국이 구성한 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 확인한다. 예를 들어, 상기 펨토 단말은 펨토 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 확인한다. 다른 예를 들어, 상기 펨토 단말은 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성할 수도 있다. 즉, 매크로 기지국이 일정한 패턴으로 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 구성하는 경 우, 상기 펨토 단말은 매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 상기 매크로 기지국이 코드북 집합을 구성하는 패턴을 알 수 있다. 이에 따라, 상기 펨토 단말은 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성할 수도 있다.
자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 확인한 후, 상기 펨토 단말은 303단계로 진행하여 매크로 기지국과의 간섭 채널을 추정한다. 예를 들어, Rt ,f 자원 블록에 포함되는 한 개의 부반송파을 통해 신호를 전송하는 f번째 펨토 기지국이 m번째 코드를 k번째 펨토 단말에 할당하는 경우, 상기 펨토 단말이 수신받는 신호는 하기 <수학식 5>와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009024515460-pat00012
상기 yk ,f,m은 Rt ,f 자원 블록에 포함되는 한 개의 부반송파을 통해 신호를 전송하는 f번째 펨토 기지국이 m번째 코드북을 k번째 펨토 단말에 할당하는 경우, 상기 펨토 단말이 수신받은 신호를 나타내고, 상기 hFtoF ,k,f은 f번째 펨토 기지국으로부터 k번째 펨토 단말까지의 채널 벡터를 나타내며, 상기 xf는 f번째 펨토 기지국이 전송한 신호를 나타내고, 상기 Pf는 f번째 펨토 기지국의 송신 전력을 나타내며, 상기 hMtoF ,k은 매크로 기지국으로부터 k번째 펨토 단말까지의 채널 벡터를 나타내고, 상기 Wm ,n은 m번째 코드북(Wm)의 n번째 열(column)을 나타내며, 상기 vk는 k번째 펨 토 단말에 대한 AWGN을 나타내고, 상기
Figure 112009024515460-pat00013
는 각 스트림에 실리는 전력(power)을 나타낸다. 이때, 상기
Figure 112009024515460-pat00014
는 한 개의 부반송파에 할당된 전력(PMacro)을 전체 스트림의 개수(NS)로 나눈 값을 나타낸다.
k번째 펨토 단말이 상기 <수학식 5>와 같은 신호를 수신받은 경우, 상기 수신 신호의 SINR은 하기 <수학식 6>과 같이 산출할 수 있다.
Figure 112009024515460-pat00015
상기 SINRk ,f은 k번째 vpaxhh 단말이 수신받은 신호의 신호대 간섭 및 잡음비를 나타내고, 상기 Pf는 f번째 펨토 기지국의 송신 전력을 나타내며, 상기 hFtoF ,k,f은 f번째 펨토 기지국으로부터 k번째 펨토 단말까지의 채널 벡터를 나타내고, 상기 IMtoF ,m은 매크로 기지국으로부터 수신받은 간섭 신호의 전력(
Figure 112009024515460-pat00016
)을 나타내며, 상기 IFtoF은 인접한 펨토 기지국들부터 수신받은 간섭 신호의 전력(
Figure 112009024515460-pat00017
)을 나타내고, 상기 Nk은 k번째 펨토 단말의 잡음 전력을 나타내며, 상기 Wm ,n은 m번째 코드(Wm)의 n번째 열(column)을 나타내고, 상기
Figure 112009024515460-pat00018
는 각 스트림에 실리는 전력(power)을 나타낸다. 이때, 상기
Figure 112009024515460-pat00019
는 한 개의 부반송파에 할당된 전력(PMacro)을 전체 스트림의 개수(NS)로 나눈 값을 나타낸다.
상기 <수학식 6>과 같이 k번째 펨토 단말의 SINR을 산출하는 경우, 상기 k번째 펨토 단말로 영향을 미치는 인접 펨토 기지국들로부터의 간섭보다 매크로 기지국으로부터의 간섭이 더 크므로
Figure 112009024515460-pat00020
의 관계가 성립한다고 가정한다. 이 경우, 상기 펨토 단말은 인접한 펨토 기지국들의 간섭을 무시할 수 있으므로 매크로 기지국으로부터의 간섭을 완화시키기 위해 상기 매크로 기지국으로부터의 채널을 추정한다.
이후, 상기 펨토 단말은 305단계로 진행하여 상기 303단계에서 추정한 매크로 기지국과의 간섭 채널을 이용하여 자원 블록별로 사용할 수 있는 모든 코드들의 상관 값(correlation value)을 산출한다. 예를 들어, 매크로 기지국에서 Wt ,f 코드북 집합에 포함된 m번째 코드의 n번째 열(Column)을 사용하는 경우, k번째 펨토 단말은 하기 <수학식 7>과 같이 코드북의 상관 값을 산출한다.
Figure 112009024515460-pat00021
여기서, 상기
Figure 112009024515460-pat00022
는 매크로 기지국에서 Wt ,f 코드북 집합에 포함된 m번째 코드의 n번째 열(Column)을 사용하는 경우, k번째 펨토 단말이 산출한 코드북의 상관 값을 나타내고, 상기 hMtoF ,k은 매크로 기지국으로부터 k번째 펨토 단말까지의 채널 벡터를 나타내며, 상기 Wm ,n은 m번째 코드북(Wm)의 n번째 열(column)을 나타내고, 상기 KFemto MS는 펨토 단말의 개수를 나타내며, 상기 Mt ,f는 Wt ,f 코드북 집합에 포함되는 코드들의 개수를 나타낸다.
상기 305단계에서 자원 블록별로 코드들의 상관 값을 산출한 후, 상기 펨토 단말은 307단계로 진행하여 자원 블록별로 가장 큰 간섭량을 산출한다. 즉, 상기 펨토 단말은 하기 <수학식 8>과 같이 각 스트림의 상관 값의 합 중 최대 값을 산출한다.
Figure 112009024515460-pat00023
여기서, 상기
Figure 112009024515460-pat00024
는 각 스트림의 상관 값의 합 중 최대 값을 나타내고, 상기 Mt ,f는 Wt ,f 코드북 집합에 포함되는 코드들의 개수를 나타내며, 상기 NS는 모든 스트림의 개수를 나타내고, 상기
Figure 112009024515460-pat00025
는 매크로 기지국에서 Wt ,f 코드북 집합에 포함된 m번째 코드의 n번째 열(Column)을 사용하는 경우, k번째 펨토 단말이 산출한 코드북의 상관 값을 나타낸다.
상기 <수학식 8>과 같이 k번째 펨토 단말은 특정 자원 블록에서 사용할 수 있는 모든 코드들 중에서 매크로 기지국으로부터 가장 큰 간섭을 유발하는 코드를 선택했을때 발생하는 정규화된 간섭량을 산출한다.
자원블록별로 가장 큰 간섭량을 산출한 후, 상기 펨토 단말은 309단계로 진 행하여 상기 307단계에서 산출한 가장 큰 간섭량을 고려하여 사용할 수 있는 자원블록을 확인한다. 예를 들어, 상기 펨토 단말은 자원 블록들 중 가장 큰 간섭 량이 기준 간섭량(T)보다 작은 자원 블록을 사용할 수 있는 자원 블록으로 확인한다.
상기 309단계에서 사용할 수 있는 자원블록을 확인한 후, 상기 펨토 단말은 311단계로 진행하여 사용 가능한 자원 블록의 SINR정보를 서빙 펨토 기지국으로 피드백한다. 만일, 사용할 수 있는 자원블록이 다수 개 존재하는 경우, 상기 펨토 단말은 펨토 기지국의 자원할당 기법 및 스케줄링 기준(Criterion)을 고려하여 펨토 기지국으로 피드백하기 위한 자원 블록의 개수를 결정한다. 이때, 상기 펨토 단말은 사용할 수 있는 자원블록들 중 SINR이 높은 순으로 상기 결정한 개수의 자원블록들에 대한 SINR 정보를 펨토 기지국으로 피드백한다.
이후, 상기 펨토 단말은 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 펨토 단말이 가장 큰 간섭량이 기준 간섭량보다 작은 자원 블록들을 선택하여 펨토 기지국으로 피드백함으로써, 상기 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 간섭(
Figure 112009024515460-pat00026
)의 최대 값을
Figure 112009024515460-pat00027
으로 제한할 수 있다.
Figure 112009024515460-pat00028
여기서, 상기
Figure 112009024515460-pat00029
는 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 간 섭의 최대 값을 나타내고, 상기
Figure 112009024515460-pat00030
는 각 스트림의 상관 값의 합 중 최대 값을 나타내며, 상기 hMtoF ,k은 매크로 기지국으로부터 k번째 펨토 단말까지의 채널 벡터를 나타내고, 상기 Wm ,n은 m번째 코드북(Wm)의 n번째 열(column)을 나타내며, 상기 T는 기준 간섭량을 나타내고, 상기 Mt ,f는 Wt ,f 코드북 집합에 포함되는 코드들의 개수를 나타내며, 상기
Figure 112009024515460-pat00031
는 각 스트림에 실리는 전력(power)을 나타낸다. 이때, 상기
Figure 112009024515460-pat00032
는 한 개의 부반송파에 할당된 전력(PMacro)을 전체 스트림의 개수(NS)로 나눈 값을 나타낸다.
이하 설명은 펨토 단말로부터 제공받은 피드백 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 펨토 기지국의 동작에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면 먼저 펨토 기지국은 401단계에서 서비스 영역에 위치하는 펨토 단말로부터 피드백 정보가 수신되는지 확인한다.
만일, 피드백 정보가 수신되는 경우, 상기 펨토 기지국은 403단계로 진행하여 상기 피드백 정보를 고려하여 상기 펨토 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 펨토 기지국은 상기 피드백 정보를 통해 상기 펨토 단말이 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 펨토 기지국은 상기 펨토 단말이 사용할 수 있는 자원블록에서 상기 펨토 단말로 자원을 할당하는데 사용할 자원 블록을 결정한다. 이후, 상기 펨토 기지국은 상기 결정한 자원 블록의 자원을 이용하여 펨토 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당한다.
상기 펨토 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당한 후, 상기 펨토 기지국은 405단계로 진행하여 상기 피드백 정보를 고려하여 상기 펨토 단말로 신호를 전송하기 위한 송신 전력을 결정한다. 예를 들어, 상기 펨토 기지국은 하기 <수학식 10>과 같이 반복 전력 제어를 통해 송신 전력을 결정한다.
Figure 112009024515460-pat00033
여기서, 상기 Pf(t+1)은 (t+1)시간에서의 f번째 펨토 기지국의 송신 전력을 나타내고, 상기
Figure 112009024515460-pat00034
는 k번째 펨토 단말이 원하는 타켓 CINR을 나타내며, 상기
Figure 112009024515460-pat00035
는 f번째 펨토 기지국에서의 최대 송신 전력을 나타내고, 상기 Nk는 k번째 펨토 단말의 잡음을 나타내며, 상기 IFtoF(Pf(t))는 t번째 시간에서의 f번째 펨토 기지국이 송신 전력(Pf(t))을 사용할 때 펨토 단말이 인접 펨토 기지국들로부터 영향을 받는 간섭을 나타내고, 상기 IMtoF,m(t)는 t시간 동안 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 간섭을 나타내며, 상기 hFtoF ,k,f는 f번째 펨토 기지국으로부터 k번째 펨토 단말까지의 채널 벡터를 나타낸다.
상기 405단계에서 송신 전력을 결정한 후, 상기 펨토 기지국은 407단계로 진행하여 상기 403단계에서 펨토 단말로 할당한 자원과 상기 405단계에서 결정한 송신 전력을 이용하여 상기 펨토 단말로 신호를 전송한다.
이후, 상기 펨토 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
미 도시되었지만, 상기 펨토 기지국은 코어 네트워크를 통해 매크로 기지국으로부터 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 제공받는다. 다른 예를 들어, 상기 펨토 기지국은 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성할 수도 있다. 즉, 매크로 기지국이 일정한 패턴으로 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 구성하는 경우, 상기 펨토 기지국은 매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 상기 매크로 기지국이 코드북 집합을 구성하는 패턴을 알 수 있다. 이에 따라, 상기 펨토 기지국은 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성할 수도 있다.
상술한 실시 예에서 펨토 단말은 절대적인 간섭량 대신에 자원블록 별로 최대 간섭량을 매크로 기지국으로부터의 간섭량으로 가정하여 사용할 수 있는 자원 블록을 결정한다. 이에 대한 이유는 하기와 같다. 즉, 펨토 단말이 매크로 기지국으로부터의 영향을 받는 간섭량은 매크로 기지국의 송신 전력과 펨토 셀과 매크로 기지국 사이의 거리에 따라 달라진다. 하지만, 펨토 기지국 및 펨토 단말은 매크로 기지국이 각각의 자원 블록에 어떤 송신 전력으로 할당하는지를 미리 알 수 없다. 따라서, 펨토 기지국에서 펨토 단말로 자원을 할당할 자원 블록을 결정할 때, 절대적인 간섭량보다는 다른 자원블록들에 비해 간섭량이 적은 자원 블록을 선택하는 것이 매크로 기지국으로부터의 간섭을 완화하는데 유리하다. 이에 따라, 펨토 단말은 절대적인 간섭량 대신에 자원블록 별로 최대 간섭량을 매크로 기지국으로부터의 간섭량으로 가정하여 사용할 수 있는 자원 블록을 결정한다.
이하 설명은 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 제한하기 위한 매크로 기지국의 구성에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 매크로 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 매크로 기지국은 변조기(501-1 내지 501-N), 계층 매핑기(Layer mapper)(503) 선부호기(505), 자원 매핑기(507-1 내지 507-NT), OFDM 변조기(509-1 내지 509-NT), RF(Radio Frequency)처리기(511-1 내지 511-NT), 자원 할당부(513), 가중치 생성기(515) 및 코드북 제어기(517)를 포함하여 구성된다.
상기 변조기들(501-1 내지 501-N)은 각각의 부호기들로부터 제공받은 부호화된 신호를 각각의 수신 단과의 채널 상태에 적합한 변조 수준에 따라 변조하여 출력한다. 여기서, 상기 변조 수준은 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨을 의미한다.
상기 계층 매핑기(503)는 상기 변조기들(501-1 내지 503-N)로부터 제공받은 변조 심볼들을 각각의 안테나를 통해 전송할 수 있도록 각각의 안테나를 위한 경로로 매핑한다.
상기 선부호기(505)는 상기 가중치 생성부(515)로부터 제공받은 선부호로 상 기 계층 매핑기(503)로부터 제공받은 변조된 신호들을 선부호화하여 각각의 안테나에 연결된 자원 매핑기들(507-1 내지 507-NT)로 출력한다.
상기 자원 할당부(513)는 서비스 영역에 위치하는 매크로 단말들로부터 제공받은 피드백 정보를 바탕으로 스케줄링 타입에 따라 서비스를 제공할 매크로 단말로 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 자원 할당부(513)는 피드백 정보를 바탕으로 매크로 단말로 자원을 할당할 자원 블록을 결정한다. 이후, 상기 자원 할당부(513)는 상기 결정한 자원 블록의 자원을 이용하여 매크로 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당한다. 여기서, 상기 매크로 단말로부터 수신되는 피드백 정보는 적어도 하나의 자원 블록에서 가장 큰 전송률의 합(Sum rate)과 가장 큰 전송률의 합을 얻을 수 있는 코드 정보를 포함한다.
상기 코드북 제어기(517)는 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드들을 제한하여 자원 블록별 코드북 집합을 구성한다. 예를 들어, 상기 코드북 제어기(517)는 자원 블록별로 고유하게 코드(un)를 지정한다. 이후, 상기 코드북 제어기(517)는 상기 <수학식 1>과 같이 자원 블록에 고유하게 지정한 코드와의 상관(correlation)을 통해 자원 블록에서 사용할 수 있는 코드북 집합을 구성한다. 이때, 상기 코드북 제어기(517)는 자원 블록별로 고유하게 코드(un)를 수도 랜덤(pseudo random)하게 선택할 수 있다.
상기 가중치 생성기(515)는 상기 자원 할당부(509)로부터 제공받은 피드백 정보 및 자원할당 정보와 상기 코드북 제어기(517)로부터 제공받은 자원할당받은 자원 블록의 코드북 집합을 고려하여 빔을 형성하기 위한 가중치를 생성한다. 예를 들어, 상기 자원 할당부(509)에서 Rt ,f 자원 블록의 자원을 매크로 단말로 할당한 경우, 상기 가중치 생성기(515)는 피드백 정보에 포함된 상기 Rt ,f 자원 블록에서 가장 큰 전송률의 합을 얻을 수 있는 코드를 빔을 형성하기 위한 가중치로 결정한다.
상기 자원 매핑기들(507-1 내지 507-NT)은 상기 자원 할당부(513)로부터 제공받은 자원 할당 정보에 따라 각각의 안테나 경로를 통해 상기 선부호기(505)로부터 제공받은 신호들을 해당 자원에 매핑한다.
상기 OFDM 변조기들(509-1 내지 509-NT)은 역고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 각각의 자원 매핑기들(507-1 내지 507-NT)로부터 제공받은 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
상기 RF처리기들(511-1 내지 511-NT)은 각각의 OFDM 변조기들(509-1 내지 509-NT)로부터 제공받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 이후, 상기 RF처리기들(507-1 내지 507-NT)은 상기 아날로그 신호를 고주파(RF)신호로 변환하여 해당 안테나를 통해 송신한다.
이하 설명은 매크로 기지국에서 제한한 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 이용하여 채널 정보를 피드백하기 위한 매크로 단말의 구성에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 매크로 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 매크로 단말은 RF처리기(601-1 내지 601-NT), OFDM 복조기(603-1 내지 603-NT), MIMO 검출기(605), 복조기(607), 채널 추정기(609), SINR 추정기(611), 피드백 제어기(613) 및 코드북 제어기(615)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리기들(601-1 내지 601-NT)은 각각의 안테나들을 통해 수신받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 또한, 상기 RF처리기들(601-1 내지 601-NT)은 각각의 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환한다.
상기 OFDM 복조기들(603-1 내지 603-NT)은 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)을 통해 각각의 RF처리기들(601-1 내지 601-NT)로부터 제공받은 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
상기 MIMO 검출기(605)는 상기 OFDM 복조기들(603-1 내지 603-NT)로부터 제공받은 다중화된 신호에서 매크로 기지국이 전송한 신호를 검출한다. 예를 들어, 상기 MIMO 검출기(605)는 매크로 기지국에서 전송 가능한 심볼 벡터들의 유클리디안 거리를 산출하여 유클리디안 거리가 가장 짧은 신호를 상기 매크로 기지국에서 전송한 신호로 선택한다.
상기 복조기(607)는 상기 MIMO 검출기(605)에서 검출한 신호를 해당 변조 수준에 따라 복조하여 출력한다.
상기 채널 추정기(609)는 상기 OFDM 복조기들(603-1 내지 603-NT)로부터 제공받은 신호들을 이용하여 매크로 기지국과의 채널과 인접한 펨토 기지국들과의 채널을 추정한다.
상기 코드북 제어기(615)는 매크로 기지국이 구성한 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 저장한다. 예를 들어, 상기 코드북 제어기(615)는 매크로 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 제공받은 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 저장한다. 다른 예를 들어, 상기 코드북 제어기(615)는 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성하여 저장할 수도 있다.
상기 SINR 추정기(611)는 상기 코드북 제어기(615)로부터 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보에 따라 각각의 자원 블록별로 코드들에 대한 SINR을 추정한다. 즉, 상기 SINR 추정기(611)는 매크로 기지국으로부터 할당받을 수 있는 적어도 하나의 자원 블록에 대해 상기 자원 블록이 사용할 수 있는 코드들 각각에 대한 SINR을 추정한다.
상기 피드백 제어기(613)는 상기 SINR 추정기(611)에서 추정한 자원 블록별 코드들의 SINR를 고려하여 적어도 하나의 자원 블록에 대한 최대 전송률 합을 얻을 수 있는 코드와 상기 코드를 통해 얻을 수 있는 최대 전송률 합을 매크로 기지국으로 피드백한다. 이때, 상기 피드백 제어기(613)는 상기 SINR 추정기(611)에서 추정한 SINR을 상기 <수학식 4>에 적용하여 각각의 자원 블록별로 가장 큰 전송률 합을 얻을 수 있는 코드를 확인한다.
이하 설명은 매크로 기지국에서 제한한 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합을 이용하여 채널 정보를 피드백하는 펨토 단말의 구성에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 펨토 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 펨토 단말은 RF처리기(701), OFDM 복조기(703), 복조기(705), 복호기(707), 채널 추정기(709), 간섭 확인부(711), 피드백 제어기(713) 및 코드북 제어기(715)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리기(701)는 안테나들을 통해 수신받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 또한, 상기 RF처리기(701)는 상기 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환한다.
상기 OFDM 복조기(703)는 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 상기 RF처리기(701)로부터 제공받은 신호를 주파수 영역의 신호로 변환한다.
상기 복조기(705)는 상기 OFDM 복조기(703)로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복조하여 출력한다.
상기 복호기(707)는 상기 복조기(705)에서 복조된 신호를 해당 변조 수준에 따라 복호한다.
상기 채널 추정기(709)는 상기 OFDM 복조기(703)로부터 제공받은 신호들을 이용하여 매크로 기지국과의 채널을 추정한다. 예를 들어, k번째 펨토 단말이 수신받은 신호의 SINR을 상기 <수학식 7>과 같이 산출하는 경우, 상기 k번째 펨토 단말로 영향을 미치는 인접 펨토 기지국들로부터의 간섭보다 매크로 기지국으로부터의 간섭이 더 크므로
Figure 112009024515460-pat00036
의 관계가 성립한다고 가정한다. 이에 따라, 상기 채널 추정기(709)는 인접한 펨토 기지국들의 간섭을 무시할 수 있으므로 매크로 기지국으로부터의 간섭을 완화시키기 위해 상기 매크로 기지국으로부터의 채널을 추정한다.
상기 코드북 제어기(715)는 매크로 기지국이 구성한 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 저장한다. 예를 들어, 상기 코드북 제어기(715)는 펨토 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 제공받은 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보를 저장한다. 다른 예를 들어, 상기 코드북 제어기(715)는 매크로 기지국에서 구성한 코드북 집합 정보를 직접 생성하여 저장할 수도 있다.
상기 간섭 확인부(711)는 상기 코드북 제어기(715)로부터 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드북 집합 정보에 따라 자원 블록별로 가장 큰 간섭량을 예측한다. 예를 들어, 상기 간섭 확인부(711)는 상관부와 간섭 추정부로 구분된다. 상기 상관부는 상기 채널 추정기(709)에서 추정한 매크로 기지국과의 간섭 채널을 이용하여 자원 블록별로 사용할 수 있는 모든 코드들의 상관 값(correlation value)을 산출한다. 예를 들어, 매크로 기지국에서 Wt ,f 코드북 집합에 포함된 m번째 코드의 n번째 열(Column)을 사용하는 경우, k번째 펨토 단말의 상관부는 상기 <수학식 7>과 같이 코드북의 상관 값을 산출한다.
상기 간섭 추정부는 자원 블록별로 가장 큰 간섭량을 산출한다. 예를 들어, 상기 간섭 추정부는 상기 <수학식 8>과 같이 특정 자원 블록에서 사용할 수 있는 모든 코드들 중에서 매크로 기지국으로부터 가장 큰 간섭을 유발하는 코드를 선택했을때 발생하는 정규화된 간섭량을 산출한다.
상기 피드백 제어기(713)는 상기 간섭 확인부(711)에서 추정한 자원 블록별 가장 큰 간섭량을 고려하여 선택한 펨토 단말이 사용할 수 있는 자원블록 정보를 서빙 펨토 기지국으로 피드백한다. 예를 들어, 상기 피드백 제어기(713)는 자원 블록들 중 가장 큰 간섭 량이 기준 간섭량(T)보다 작은 자원 블록을 사용할 수 있는 자원 블록으로 확인한다. 만일, 사용할 수 있는 자원블록이 다수 개 존재하는 경우, 상기 피드백 제어기(713)는 펨토 기지국의 자원할당 기법 및 스케줄링 기준(Criterion)을 고려하여 펨토 기지국으로 피드백하기 위한 자원 블록의 개수를 결정한다. 이때, 상기 피드백 제어기(713)는 사용할 수 있는 자원블록들 중 SINR이 높은 순으로 상기 결정한 개수의 자원블록들에 대한 SINR 정보를 펨토 기지국으로 피드백한다.
이하 설명은 펨토 단말로부터 제공받은 피드백 정보를 이용하여 신호를 전송하기 위한 펨토 기지국의 구성에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 펨토 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이 펨토 기지국은 부호기(801), 변조기(803), 자원 매핑기(805), OFDM 변조기(807), RF처리기(809), 피드백 정보 수신부(811), 자원 할당부(813) 및 전력 제어부(815)를 포함하여 구성된다.
상기 부호기(801)는 서비스를 제공하는 펨토 단말로 전송하기 위한 신호를 해당 변조 수준에 따라 부호화한다.
상기 변조기(803)는 상기 부호기(801)로부터 제공받은 부호화된 신호를 해당 변조 수준에 따라 변조하여 출력한다.
상기 자원 매핑기(805)는 상기 변조기(803)로부터 제공받은 신호를 상기 자원 할당부(813)로부터 제공받은 자원 할당 정보에 따라 해당 자원에 매핑한다.
상기 피드백 정보 수신부(811)는 서비스 영역에 위치하는 펨토 단말들로부터 제공받은 피드백 정보를 수신받아 상기 피드백 정보를 상기 자원 할당부(813)와 상기 전력 제어부(815)로 제공한다.
상기 자원 할당부(813)는 상기 피드백 정보 수신부(811)로부터 제공받은 피드백 정보를 고려하여 펨토 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당한다. 예를 들어, 상기 자원 할당부(813)는 피드백 정보를 바탕으로 펨토 단말로 자원을 할당할 자원 블록을 결정한다. 이후, 상기 자원 할당부(813)는 상기 결정한 자원 블록의 자원을 이용하여 펨토 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당한다.
상기 OFDM 변조기(807)는 역고속 푸리에 변환(IFFT)을 통해 상기 자원 매핑기(805)로부터 제공받은 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다.
상기 RF처리기(809)는 상기 OFDM 변조기(807)로부터 제공받은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 이후, 상기 RF처리기(809)는 상기 아날로그 신호를 고주파(RF)신호로 변환하여 해당 안테나를 통해 송신한다. 이때, 상기 RF 처리기(809)는 상기 전력 제어부(815)로부터 제공받은 송신 전력에 따라 신호의 전력을 증폭하여 전송한다.
상기 전력 제어부(815)는 상기 피드백 정보 수신부(811)로부터 제공받은 피 드백 정보를 고려하여 펨토 단말로 신호를 전송하기 위한 송신 전력을 결정한다. 예를 들어, 상기 전력 제어부(815)는 상기 <수학식 10>과 같이 반복 전력 제어를 통해 송신 전력을 결정한다.
미 도시되었지만, 상기 펨토 기지국은 코드북 제어기를 더 포함한다. 상기 코드북 제어기는 매크로 기지국이 구성한 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드 집합 정보를 저장한다.
이하 설명은 매크로 기지국에서 자원 블록별로 사용 가능한 코드북 집합을 제한하여 빔을 형성하고, 펨토 기지국은 자원 블록별로 최대 간섭량을 예측하여 펨토 단말에 대한 자원 및 반송 송신 전력을 제어함에 따른 성능 변화에 대해 설명한다. 이하 설명에서 펨토 단말이 원하는 타켓 SINR은 10dB, 매크로 기지국과 펨토 셀과의 거리는 250m로 가정하여 성능 변화를 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 펨토 기지국의 개수에 따른 매크로 셀과 펨토 셀의 전송률 합의 변화를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면 펨토 단말에서 사용 가능한 자원 블록을 선택하는 기준 간섭량은 0.2로 가정할 때 자원 블록별로 사용 가능한 코드북 집합을 제한하는 제 1 방법(900)과 모든 자원 블록에서 전체 코드북을 사용하는 제 2 방법(910)에 대한 매크로셀과 펨토 셀의 전송률 합(sum rate)을 비교한다.
도시된 바와 같이 상기 제 2 방법(910)을 사용하는 경우, 펨토 셀의 개수가 늘어남에 따라 매크로 셀의 전송률 합에 대한 열화가 심각하다.
하지만, 상기 제 1 방법(900)을 사용하는 경우, 펨토 셀의 개수가 늘어나더 라도 매크로 셀의 전송률의 합이 크게 저하되지 않는다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 펨토 기지국의 개수에 따른 매크로 셀 전송률 합의 CDF를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참조하면 펨토 단말에서 사용 가능한 자원 블록을 선택하는 기준 간섭량은 0.2로 가정할 때 자원 블록별로 사용 가능한 코드북 집합을 제한하는 제 1 방법(1000)과 모든 자원 블록에서 전체 코드북을 사용하는 제 2 방법(1010)에 대한 매크로셀의 전송률 합(sum rate)에 대한 누적 밀도 함수(CDF: Cumulative Density Function)를 비교한다.
도시된 바와 같이 제 1 방법(1000)을 사용하는 경우, 제 2 방법(1010)을 사용할 때보다 낮은 SINR에서 전송률 합의 열화가 중점적으로 개선된다. 즉, 제 1 방법(1000)을 사용하는 경우, 제 2 방법(1010)을 사용할 때보다 펨토 셀에 가까이 위치하여 상대적으로 낮은 SINR을 갖는 펨토 단말의 성능을 개선할 수 있다.
상술한 실시 예에서 펨토 단말에서 사용 가능한 자원 블록을 선택하는 기준 간섭량을 0.2로 가정하였다. 만일, 상기 기준 간섭량을 변화시키는 경우, 본원 발명에 따른 성능 변화는 하기 도 11에 도시된 바와 같이 나타난다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 기준 간섭량에 따른 매크로 셀 전송률 합의 CDF를 도시하고 있다.
상기 도 11을 참조하면 상기 도 11의 (a)는 기준 간섭량을 0.4로 설정한 경우의 매크로 셀의 전송률 합에 대한 CDF를 나타내고, 상기 도 11의 (b)는 기준 간섭량을 0.6으로 설정한 경우의 매크로 셀의 전송률 합에 대한 CDF를 나타내며, 상 기 도 11의 (c)는 기준 간섭량을 0.8로 설정한 경우의 매크로 셀의 전송률 합에 대한 CDF를 나타내고, 상기 도 11의 (d)는 기준 간섭량을 1로 설정한 경우의 매크로 셀의 전송률 합에 대한 CDF를 나타낸다.
도시된 바와 같이 기준 간섭량을 낮게 설정할수록 펨토 셀의 전송률의 합이 낮아져 펨토 셀에서 매크로 셀로 영향을 미치는 간섭이 줄어든다. 이에 따라, 기준 간섭량을 낮게 설정할수록 매크로 셀의 전송률 합에 대한 CDF가 개선된다.
한편, 기준 간섭량을 높게 설정할수록 펨토 셀의 전송률의 합이 높아져 펨토 셀에서 매크로 셀로 영향을 미치는 간섭이 증가한다. 이에 따라, 기준 간섭량을 높게 설정할수록 매크로 셀의 전송률 합에 대한 CDF로 열화된다.
상술한 바와 같이 본원 발명에 따라 자원 블록별로 제한된 코드북 집합을 사용하는 경우, 펨토 단말에서 사용 가능한 자원 블록을 선택하는 기준 간섭량은 펨토 셀과 매크로 셀의 성능에 대한 상충관계(Trade off)를 결정짓는다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 단말에서 코드북을 선택하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 단말에서 자원 블록을 선택하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국에서 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 매크로 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 매크로 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 펨토 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 펨토 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 펨토 기지국의 개수에 따른 매크로 셀과 펨토 셀의 전송률 합의 변화를 도시하는 그래프,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 펨토 기지국의 개수에 따른 매크로 셀 전송률 합의 CDF를 도시하는 그래프, 및
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 기준 간섭량에 따른 매크로 셀 전송률 합의 CDF를 도시하는 그래프.

Claims (34)

  1. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 매크로 기지국의 동작 방법에 있어서,
    자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는 과정과,
    적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보가 수신되는 경우, 상기 피드백 정보를 고려하여 상기 단말로 자원을 할당하는 과정과,
    상기 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합과 상기 단말로 할당한 자원을 고려하여 상기 단말로 빔을 형성하기 위한 가중치를 결정하는 과정과,
    상기 가중치를 이용하여 상기 단말로 빔을 형성하는 과정을 포함하며,
    상기 자원 및 상기 가중치는, 사용 제한된 상기 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 구성하는 과정은,
    각각의 자원 블록에 고유한 어느 하나의 코드를 지정하는 과정과,
    각각의 자원 블록에 지정한 고유한 코드와의 상관(correlation)을 통해 각각의 자원 블록에서 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 선택하는 과정과,
    상기 선택한 적어도 하나의 코드를 이용하여 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 구성한 후, 매크로 셀 내에 위치하는 적어도 하나의 펨토 셀과 적어도 하나의 단말로 코드북 집합 정보를 전송하는 과정과 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단말로 자원을 할당하는 과정은,
    상기 피드백 정보에 포함된 자원 블록별로 최대의 전송률 합(sum rate)을 얻을 수 있는 코드 정보를 고려하여 상기 단말로 자원을 할당할 자원 블록을 결정하는 과정과,
    상기 결정한 자원 블록의 자원을 이용하여 상기 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말의 동작 방법에 있어서,
    매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 확인하는 과정과,
    매크로 기지국과의 채널 및 상기 단말과 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 추정하는 과정과,
    상기 매크로 기지국과의 채널과 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 고려하여 적어도 하나의 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드들에 대한 신호대 간섭 및 잡음비를 추정하는 과정과,
    상기 신호대 간섭 및 잡음비를 이용하여 적어도 하나의 자원 블록별로 최대의 전송률 합(sum rate)을 얻을 수 있는 코드를 결정하는 과정과,
    적어도 하나의 자원 블록에 대한 최대의 전송률 합과 상기 결정한 코드를 상기 매크로 기지국으로 피드백하는 과정과,
    피드백 정보에 기초하여 상기 단말을 위해 할당된 자원 및 상기 단말을 위해 할당된 가중치에 의해 형성된 빔을 이용하여, 상기 매크로 기지국으로부터 신호를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 자원 및 상기 가중치는, 사용 제한된 상기 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 확인하는 과정은,
    매크로 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 확인하는 과정은,
    매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 상기 매크로 기지국이 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는데 사용했던 코드북 집합 구성 패턴을 확인하는 과정과,
    상기 코드북 집합 구성 패턴에 따라 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 펨토 기지국의 동작 방법에 있어서,
    적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보를 수신받는 경우, 상기 피드백 정보에 포함된 단말이 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 정보를 고려하여 상기 단말로 서비스를 제공할 자원을 할당하는 과정과,
    상기 피드백 정보에 포함된 각각의 자원 블록에 대한 신호대 잡음 및 간섭비를 고려한 반복 전력 제어(iterative power contril)를 통해 신호를 전송하기 위한 송신 전력을 갱신하는 과정과,
    상기 단말로 할당한 자원과 상기 갱신한 송신 전력을 이용하여 신호를 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 자원은, 매크로 기지국에서 사용 제한된 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 피드백 정보를 수신받기 전에 매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 확인하는 과정을 더 포함하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 확인하는 과정은,
    코어 네트워크를 통해 매크로 기지국으로부터 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 제공받는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 확인하는 과정은,
    매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 상기 매크로 기지국이 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는데 사용했던 코드북 집합 구성 패턴을 확인하는 과정과,
    상기 코드북 집합 구성 패턴에 따라 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말의 동작 방법에 있어서,
    매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 확인하는 과정과,
    자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드의 상관 값(correlation value)을 산출하는 과정과,
    상기 코드의 상관 값을 고려하여 자원 블록별로 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 가장 큰 간섭량을 산출하는 과정과,
    상기 자원 블록들의 가장 큰 간섭량을 고려하여 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받을 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록을 결정하는 과정과,
    상기 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 중 적어도 하나의 자원 블록 정보를 펨토 기지국으로 피드백하는 과정과,
    피드백 정보에 기초하여 상기 단말을 위해 할당된 자원을 이용하여, 상기 펨토 기지국으로부터 신호를 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 자원은, 사용 제한된 상기 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 확인하는 과정은,
    펨토 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 코드북 집합을 확인하는 과정은,
    매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 상기 매크로 기지국이 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는데 사용했던 코드북 집합 구성 패턴을 확인하는 과정과,
    상기 코드북 집합 구성 패턴에 따라 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록을 결정하는 과정은,
    상기 자원 블록들의 가장 큰 간섭량과 기준 간섭량을 비교하는 과정과,
    비교 결과에 따라 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받을 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 피드백하는 과정은,
    펨토 기지국의 자원할당 기법 및 스케줄링 기준(Criterion)을 고려하여 상기 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 중 피드백하기 위한 적어도 하나의 자원 블록을 선택하는 과정과,
    상기 선택한 적어도 하나의 자원 블록을 펨토 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 매크로 기지국 장치에 있어서,
    적어도 하나의 안테나와,
    자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는 코드북 제어기와,
    적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보가 수신되는 경우, 상기 피드백 정보를 고려하여 상기 단말로 자원을 할당하는 자원 할당부와,
    상기 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합과 상기 단말로 할당한 자원을 고려하여 상기 단말로 빔을 형성하기 위한 가중치를 결정하는 가중치 생성기와,
    상기 가중치를 이용하여 전송 신호를 선부호화하는 선부호기를 포함하며,
    상기 자원 및 상기 가중치는, 사용 제한된 상기 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 코드북 제어기는, 각각의 자원 블록에 고유한 어느 하나의 코드를 지정하고, 각각의 자원 블록에 지정한 고유한 코드와의 상관(correlation)을 통해 각각의 자원 블록에서 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 선택하여 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 자원 할당부는, 상기 피드백 정보에 포함된 자원 블록별로 최대의 전송률 합(sum rate)을 얻을 수 있는 코드 정보를 고려하여 상기 단말로 자원을 할당할 자원 블록을 결정하고, 상기 결정한 자원 블록의 자원을 이용하여 상기 단말로 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 선부호기에서 선부호화 신호를 상기 자원 할당부에서 단말로 할당한 자원에 매핑하는 적어도 하나의 자원 매핑기와,
    역 고속 푸리에 변환을 통해 각각의 자원 매핑기로부터 제공받은 신호를 시간 영역 신호로 변환하는 적어도 하나의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기와,
    각각의 OFDM 변조기로부터 제공받은 신호를 고주파 신호로 변조하여 각각의 안테나를 통해 외부로 송출하는 적어도 하나의 RF(Radio Frequency) 처리기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말 장치에 있어서,
    적어도 하나의 안테나와,
    매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 코드북 제어기와,
    상기 안테나를 통해 수신받은 신호를 이용하여 매크로 기지국과의 채널과 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 추정하는 채널 추정기와,
    상기 매크로 기지국과의 채널 및 상기 단말에 인접한 적어도 하나의 펨토 기지국과의 채널을 고려하여 적어도 하나의 자원 블록별로 사용할 수 있는 코드들에 대한 신호대 간섭 및 잡음비를 추정하는 신호대 간섭 및 잡음비 추정기와,
    상기 신호대 간섭 및 잡음비를 이용하여 적어도 하나의 자원 블록별로 최대의 전송률 합(sum rate)을 얻을 수 있는 코드와 상기 자원 블록에 대한 최대의 전송률 합을 상기 매크로 기지국으로 피드백하는 피드백 제어기와,
    피드백 정보에 기초하여 상기 단말을 위해 할당된 자원 및 상기 단말을 위해 할당된 가중치에 의해 형성된 빔을 이용하여, 상기 매크로 기지국으로부터 신호를 수신하는 수신기를 포함하며,
    상기 자원 및 상기 가중치는, 사용 제한된 상기 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 코드북 제어기는, 매크로 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 확인한 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 코드북 제어기는, 매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 확인한 상기 매 크로 기지국이 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는데 사용했던 코드북 집합 구성 패턴에 따라 생성한 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 21항에 있어서,
    각각의 안테나를 통해 수신받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 적어도 하나의 RF 처리기와,
    고속 푸리에 변환을 통해 각각의 RF 처리기로부터 제공받은 신호를 주파수 영역 신호로 변환하는 상기 채널 추정기와 MIMO 검출기로 출력하는 적어도 하나의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 펨토 기지국 장치에 있어서,
    적어도 하나의 안테나와,
    적어도 하나의 단말로부터 피드백 정보를 수신받는 피드백 정보 수신부와,
    상기 피드백 정보 수신부를 통해 수신된 피드백 정보에 포함된 단말이 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 정보를 고려하여 상기 단말로 서비스를 제공할 자원을 할당하는 자원 할당부와,
    상기 피드백 정보에 포함된 각각의 자원 블록에 대한 신호대 잡음 및 간섭비를 고려한 반복 전력 제어(iterative power contril)를 통해 신호를 전송하기 위한 송신 전력을 갱신하는 전력 제어부와,
    상기 단말로 할당한 자원과 상기 갱신한 송신 전력을 이용하여 신호를 전송하는 송신부를 포함하며,
    상기 자원은, 매크로 기지국에서 사용 제한된 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    코어 네트워크를 통해 매크로 기지국으로부터 제공받은 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 코드북 제어기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 25항에 있어서,
    매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 확인한 상기 매크로 기지국이 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는데 사용했던 코드북 집합 구성 패턴에 따라 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 생성하는 코드북 제어기를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 25항에 있어서,
    상기 송신부는,
    서비스를 제공하는 펨토 단말로 전송하기 위한 신호를 해당 변조 수준에 따라 부호화하는 부호기와,
    상기 부호기에서 부호화한 신호를 해당 변조 수준에 따라 변조하는 변조부와,
    상기 변조부에서 변조한 신호를 상기 자원 할당부에서 상기 단말로 할당한 자원에 매핑하는 자원 매핑기와,
    역 고속 푸리에 변환을 통해 상기 자원 매핑기로부터 제공받은 신호를 시간 영역 신호로 변환하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조기와,
    상기 OFDM 변조기로부터 제공받은 신호를 고주파 신호로 변조하여 각각의 안테나를 통해 외부로 송출하는 RF(Radio Frequency) 처리기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 적어도 하나의 펨토 셀을 포함하는 무선통신시스템에서 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말 장치에 있어서,
    적어도 하나의 안테나와,
    상기 안테나를 통해 신호를 수신받는 수신부와,
    매크로 기지국에서 자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 코드북 제어기와,
    자원 블록별로 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드의 상관 값(correlation value)을 고려하여 자원 블록별로 매크로 기지국으로부터 영향을 받는 가장 큰 간섭량을 산출하는 간섭 확인부와,
    상기 자원 블록들의 가장 큰 간섭량을 고려하여 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받을 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 중 적어도 하나의 자원 블록 정보를 펨토 기지국으로 피드백하는 피드백 제어부와,
    피드백 정보에 기초하여 상기 단말을 위해 할당된 자원을 이용하여, 상기 펨토 기지국으로부터 신호를 수신하는 수신부를 포함하며,
    상기 자원은, 사용 제한된 상기 적어도 하나의 코드에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 코드북 제어기와, 펨토 기지국이 전송하는 방송 제어 메시지를 통해 확인한 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 코드북 제어기와, 매크로 기지국의 식별자 정보를 통해 확인한 상기 매크로 기지국이 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 구성하는데 사용했던 코드북 집합 구성 패턴에 따라 생성한 빔을 형성할 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 코드를 제한하여 구성한 각각의 자원 블록에 대한 코드북 집합을 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 피드백 제어부는, 상기 자원 블록들의 가장 큰 간섭량과 기준 간섭량을 비교하여 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받을 때 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 29항에 있어서,
    상기 피드백 제어부는, 펨토 기지국의 자원할당 기법 및 스케줄링 기준(Criterion)을 고려하여 상기 사용할 수 있는 적어도 하나의 자원 블록 중 피드백하기 위한 적어도 하나의 자원 블록을 선택하여 펨토 기지국으로 피드백하는 것 을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 29항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 안테나를 통해 수신받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하는 RF 처리기와,
    고속 푸리에 변환을 통해 상기 RF 처리기로부터 제공받은 신호를 주파수 영역 신호로 변환하는 채널 추정기 및 복조부로 출력하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 복조기와,
    상기 OFDM 복조기로부터 제공받은 신호를 해당 변조 수준에 따라 복조하는 상기 복조부와,
    상기 복조부에서 복조한 신호를 해당 변조 수준에 따라 복호하는 복호부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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