KR101623988B1

KR101623988B1 - 무선 자원 제어 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템

Info

Publication number: KR101623988B1
Application number: KR1020100011699A
Authority: KR
Inventors: 신홍섭; 임용훈
Original assignee: 에릭슨 엘지 주식회사
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2016-06-07
Also published as: KR20100097599A

Abstract

본 발명은 중계기에서 발생하는 자기 간섭(self interference)을 이용하여 기지국의 무선 자원을 제어하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공한다. 본 발명의 이동통신 시스템은, 자기 간섭 성분의 세기를 산출하고, 산출된 자기 간섭 성분을 이용하여 무선 자원 제어(resource management)를 수행한다.

Description

무선 자원 제어 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템{METHOD FOR CONTROLLING OF RADIO RESOURCE AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}

본 발명은 이동통신 시스템 분야에 관한 것으로, 특히 중계기에서 발생하는 자기 간섭(self interference) 신호의 세기를 이용하여 기지국의 무선 자원을 효율적으로 제어하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전파음영지역을 커버하거나 기지국의 설치비용이 부담스러운 지역에 커버리지(Coverage)를 경제적으로 확장하기 위하여 중계기를 구성시켜 해당 지역에서 이동통신의 서비스 품질을 만족시키고자 하고 있다. 중계기는 일 측이 광케이블 등과 같은 유선으로 기지국과 연결된 유선중계기와 무선으로 기지국과 연결된 무선중계기로 나뉜다.

중계기는 두 개의 안테나를 포함할 수 있는데, 두 개의 안테나는 송신과 수신을 동시에 수행할 수 있다. 업링크(up-link)와 다운링크(down-link)에서, 신호를 수신하는 안테나의 수신부를 억셉터(acceptor), 신호를 송신하는 안테나의 송신부를 도너(donor)라 한다. 도너와 억셉터에 서로 다른 주파수를 할당하는 변파 중계기나 트랜스페어런트(transparent) 중계기에는 자기 간섭이 존재하지 않으나 주파수 이용 측면에서 효율적이지 못한 문제점이 있다. 반면에 중계기가 또 하나의 기지국처럼 동작하는 논트랜스페어런트(non-transparent) 중계기는 기지국의 신호가 중계기에 간섭 신호로 작용하지 않기 때문에 신호의 송.수신에 동일한 주파수를 사용할 수 있어 도너와 억셉터의 자원(resource)을 동일한 주파수/시간 밴드에 할당할 수 있고, ICS(interference cancellation system) 중계기도 도너와 억셉터의 자원을 동일한 주파수/시간 밴드에 할당한다. 이러한 경우 변파 중계기나 트랜스페어런트 중계기에 비해 무선 주파수 사용 효율성을 높일 수 있지만, 동일한 시간에 동일한 밴드로 신호를 송수신할 경우에 도너에서 송신되는 신호의 피드백(feedback)에 의한 간섭 신호가 억셉터의 수신 성능에 영향을 미친다. 이처럼 중계기의 송수신 주파수가 같은 대역을 사용하는 경우에 발생하는 간섭 신호를 SI(self interference)라 칭하며, SI의 세기는 주변 지형에 따라 변화가 있으며 대략적으로 -100 ~ -70 dB 사이에 형성된다.

본 발명은 중계기에서 발생하는 자기 간섭(self interference) 신호성분을 측정하고, 측정된 자기 간섭 신호성분을 이용하여 기지국의 무선 자원을 제어하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공한다.

본 발명의 이동통신 시스템은, 자기 간섭 성분의 세기를 산출하는 중계기; 및 상기 산출된 자기 간섭 성분을 이용하여 무선 자원 제어(resource management)를 수행하는 기지국을 포함한다.

또한 본 발명의 무선 자원 제어 방법은, a) 중계기가 자기 간섭 성분의 세기를 산출하는 단계; 및 b) 기지국이 상기 산출된 자기 간섭 성분을 이용하여 무선 자원 제어(resource management)를 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 기존의 중계기(relay)에서는 수행하지 않던 자기 간섭(SI; self interference) 신호성분의 세기를 산출, 하여 기지국에 전달함으로써 기지국이 수신한 자기 간섭 신호성분의 크기에 따라 주파수 자원(resource)을 효율적으로 배분할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 무선 자원 할당을 보이는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RS 신호가 송신된 무선 자원을 이용하여 SI를 측정하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중계기의 구성을 보이는 블록도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 구성을 보이는 블록도이다.

이동통신 시스템(100)은 기지국(110), 중계기(relay)(120) 및 단말기(130)를 포함한다. 중계기(120)는 차폐된 공간이나 소규모 블록화된 음영 지역(지하 상가, 터널, 지하 주차장 등)에 기지국(110)을 신설하거나 중계 차량을 항상 운용하기가 부적합한 지역에서 주로 사용된다. 중계기(120)는 차폐 공간이나 음영 지역에 상존하는 기지국(110)에서 송출된 신호 중에서 중계하고자 하는 미약한 신호를 추출하고, 저잡음으로 증폭한 후 재증폭 안테나를 통해 단말기(130)로 재송신하는 방식을 사용함으로써 불감 지역에서 이동 전화 및 무선 호출 수신 등의 이동통신 서비스가 수행되도록 한다.

중계기(120)는 업링크 및 다운링크에서 신호를 수신하는 안테나의 수신부인 억셉터(acceptor)와 신호를 송신하는 안테나의 송신부인 도너(donor)를 구비하며, 이를 통해 기지국(110)과 단말기(130) 간에 통신 중재 역할을 수행한다. 중계기(120)는 백홀 링크(Backhaul Link)에 있어 유선이 아닌 무선 백홀을 이용하므로 새로운 기지국의 추가나 유선 백홀의 설치가 필요없는 장점이 있지만, 이에 한정되지 않음에 유의하여야 한다.

특히 본 실시예에서 중계기(120)는 자기 간섭(self interference; SI)의 세기를 측정하여 기지국(110)으로 보고(report)한다. 일실시예에 있어서, SI 세기 측정을 위해 기지국(110)과 중계기(120) 간에 미리 약정된 RB(resource block)를 이용하거나 기지국(110)이 주기적으로 전송하는 RS(reference signal)를 이용한다.

기지국(110)은 중계기(120)로부터 보고된 자기 간섭 성분의 세기를 이용하여 무선 자원 제어(resource management)를 수행한다. 무선 자원 제어 방식으로는, SI의 크기가 큰 경우 도너와 억셉터의 RB를 분리하여 제1 스케쥴링하거나, SI의 크기가 무시할 정도로 작은 경우 도너와 억셉터의 RB를 공동으로 사용하도록 제2 스케쥴링하거나, SI의 크기에 따라 제1 및 제2 스케쥴링을 가변적으로 수행하도록 제3 스케쥴링 할 수 있다. 무선 자원 제어에 따라, 기지국(110)과 중계기(20) 간 링크(backhaul link)에 사용되는 주파수밴드A와 중계기(120)와 단말기(130) 간 링크(access link)에 사용되는 주파수밴드B를 동일한 밴드(Inband) 또는 다른 밴드(Outband)를 적응적으로 사용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국(110)의 무선 자원 할당을 보이는 예시도이다.

중계기(120)는 자기 간섭 성분의 세기 측정을 위하여 기지국(110)으로 무선 자원(resource) 할당을 요청한다. 이때 무선 자원 할당 요청은 주기적 또는 중계기 운용자의 요청에 따라 실시간으로 이루어질 수 있다. 또한 중계기(120)의 요청 없이도 기지국(110) 자체적으로 중계기(120)에서 자기 간섭 성분의 세기 측정을 위한 무선 자원을 할당하고 무선 자원 할당 정보를 중계기(120)로 알려 줄 수 있다.

기지국(110)의 스케줄러(scheduler)(미도시)는 중계기(120)로부터 무선 자원 할당 요청에 따라 또는 요청 없이 자체적으로 특정 무선 자원을 할당한다. 일실시예에 있어서, 무선 자원으로 특정 RB를 할당한다.

RB란 OFDM 방식에 존재하는 같은 RF 밴드에 속하는 리소스 할당의 기본 단위를 말하며, 주파수 축으로는 component carrier, 시간축으로는 symbol로 구성된다. 참고적으로, OFDMA 방식을 사용하는 LTE 다운링크 프레임 구조에서 최소 전송 단위는 TTI(transmission time interval)이다. 각각의 TTI(subframe)는 2개의 연속된 슬롯(짝수번째 슬롯(even-numbered slot)과 홀수번째 슬롯(odd-numbered slot)이 1TTI를 구성함)으로 이루어진다. 하나의 슬롯은 50개의 RB로 이루어진다. 예컨대 하나의 RB는 시간축 7심볼(l=0,...,6)과 주파수축 12서브캐리어(subcarrier)로 이루어진다. 이 경우 각 RB는 84개(7x12=84개)의 RE(resource element)로 이루어진다. 기지국(110)에서 단말기(130)로의 다운링크 데이터 전송은 RB 단위로 이루어진다. LTE 다운링크 프레임 구조에서 다운링크 데이터의 전송은 PDSCH(physical downlink shared channel)를 통해 이루어지고, 다운링크 제어 정보 전송은 PDCCH(physical downlink control channel), PCFICH(physical control format indicator channel), PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)를 통해 이루어진다. 다운링크 동기 채널로는 P-SCH(primary synchronization channel), S-SCH(secondary synchronization channel)가 있다. 또한 다운링크 데이터 및 다운링크 제어 정보의 코히어런트(coherent) 검출(detection) 및 측정(measurement)을 위한 신호로 RS(reference signal)를 사용한다.

기지국(110)의 스케쥴러는 중계기(120)에서 자기 간섭 성분을 정확하게 측정할 수 있도록 특정 RB(예컨대 도2와 같이 5개의 RB)를 할당하고, 무선 자원 할당 정보(할당된 RB들에 관한 정보)를 중계기(120)로 알려준다. 이때 기지국(110)의 스케쥴러는 중계기(120)로부터 자기 간섭 성분의 세기가 측정 보고 채널(measurement report channel)을 통하여 보고(report)되기 전까지 기 할당된 특정 RB에는 어떠한 신호도 싣지 않는다. 기지국(110)이 할당된 특정 RB에 어떠한 신호도 싣지 않고 전송하기 때문에, 중계기(120)는 SI 성분을 정확하게 측정하고 이를 측정 보고 채널(measurement report channel)을 통하여 기지국(110)으로 보고한다. RB를 이용하여 중계기(120)에서 자기 간섭 성분을 측정하는 과정에 대해서는 후술하기로 한다.

다른 실시예로, 도 3에 도시된 바와 같이 기지국(110)은 특정 RB의 무선 자원을 할당하지 않고, 채널 측정(channel measurement), CQI 측정(channel quality indicator measurement), 피드백(feedback) 등을 위하여 중계기(120)로 주기적으로 일정한 크기로 RS 신호를 전송한다. 중계기(120)는 기지국(110)이 RS 신호를 전송하는 채널을 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 측정할 수 있다. 측정된 SI 성분은 기지국(110)으로 측정 보고 채널(measurement report channel)을 통하여 보고된다. RS를 이용하여 중계기(120)에서 자기 간섭 성분을 측정하는 과정에 대해서는 후술하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중계기의 구성을 보이는 블록도이다. 중계기(120)는 수신부(122), 프로세서(124) 및 송신부(126)를 포함한다.

중계기(120)의 수신부(122)에 존재하는 잡음(interference)은 다른 셀(cell)에서 유입되는 간섭 신호, 열 잡음(thermal noise) 및 자기 간섭(self interference)을 포함한다. 수신부(122)로 수신되는 신호의 세기는 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.

수학식 1에서 I는 수신부(122)로 수신되는 신호의 세기, S는 수신부(122)에 내재하는 신호 성분,

은 다른 셀에서 유입되는 간섭 신호 성분,

는 자기 간섭 성분,

는 열 잡음 성분을 나타낸다.

프로세서(124)는 수신부(122)로 수신되는 신호의 세기를 측정하고, 측정된 신호의 세기를 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 산출한다. 또한 프로세서(124)는 산출된 자기 간섭 성분의 세기를 기지국(110)으로 송신한다. 추가적으로 프로세서(124)는 기지국(110)으로 무선 자원 할당을 요청할 수도 있다.

일 실시예로, 프로세서(124)는 수신부(122)로 수신되는 자기 간섭 성분을 측정하기 위해서(이때 기지국(110) 스케줄러에서 할당된 RB 구간에는 기지국(110)이 어떠한 신호도 송신하지 않음), 수신부(122)로 수신되는 제1 신호 세기 I를 측정한다. 이 경우 신호의 세기는 다른 셀에서 유입되는 간섭 신호 성분

및 열 잡음

의 합과 같게 된다. 이는 수신부(122)에 내재하는 신호 성분이 '0' 값을 갖기 때문이다. 이후 프로세서(124)는 기지국(110) 스케줄러에서 할당된 RB 구간(무선 자원 할당 정보를 통해 알 수 있음)에 신호의 세기를 알고 있는 특정 신호를 송신하여 수신부(122)로 궤환되는 제2 신호 세기 I를 측정한다. 프로세서(124)는 제1 신호 세기와 제2 신호 세기의 차를 구하여 중계기(120)의 자기 간섭 성분의 세기를 산출할 수 있다. 프로세서(124)는 산출된 자기 간섭 성분의 세기 정보를 측정 보고 채널(measurement report channel)을 통하여 기지국(110)으로 보고하는데, 보고 방식으로는 측정된 값을 보고하거나 소정 임계치를 기준으로 이 보다 크거나 작은 상태값만을 보고할 수도 있다.

다른 실시예로, 프로세서(124)는 RS 신호를 전송하는 채널을 이용하여 다른 셀에서 유입되는 간섭 신호 성분

, 열 잡음

및 RS 신호의 세기의 합인 제3 신호의 세기를 측정할 수 있다. 프로세서(124)는 신호의 세기를 알고 있는 특정 신호를 단말기(130)로 송신하고 수신부(122)에 궤환되는 제4 신호의 세기를 측정할 수 있다. 프로세서(124)는 제3 신호 세기와 제4 신호 세기의 차를 구하여 중계기(120)의 자기 간섭 성분을 산출할 수 있다.

프로세서(124)는 산출된 자기 간섭 성분의 세기값을 직접 기지국(110)으로 보고(report)할 수도 있고, 자기 간섭 성분의 임계값을 설정하여 산출된 자기 간섭 성분의 세기가 임계값보다 큰지 작은지 여부만을 기지국(110)으로 보고할 수도 있다. 중계기가 자기 간섭 성분의 세기를 측정하고, 기지국에 보고하는 일련의 절차를 수행하는 주기는 기지국(110)이 중계기(120)에게 상위(예를 들어, Layer 3) 시그널링(signaling)을 통해 알려 줄 수 있다.

기지국(110)은 중계기(120)로부터 보고된 자기 간섭 성분의 세기를 이용하여 무선 자원 제어를 수행하는데, 예컨대 SI의 크기가 큰 경우 도너와 억셉터의 RB를 분리하여 SI를 원천적으로 제거할 수 있다. 이 경우는 변파 중계기의 특성을 갖게 된다. 또한 SI의 크기가 무시할 정도로 작은 경우에는 도너와 억셉터의 RB를 공동으로 사용하게 하여 무선 자원의 낭비를 줄일 수 있다. 또한 SI의 크기에 따라 RB를 동일하게 또는 분리하여 적응적으로 운영할 수 있다.

상기 방법들은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법들은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

110 : 기지국 120 : 중계기
130 : 단말기 122 : 수신부
124 : 프로세서 126 : 송신부

Claims

이동통신 시스템으로서,
자기 간섭 성분의 세기를 산출하여 기지국으로 보고하는 중계기; 및
상기 중계기로부터 보고된 자기 간섭 성분의 세기 정보를 이용하여 무선 자원 제어를 수행하는 상기 기지국을 포함하는 이동통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 기지국은, 상기 중계기가 자기 간섭 성분의 세기 정보를 산출할 수 있도록 소정의 RB(resource block)를 할당하고 해당 RB에 신호를 싣지 않고 전송하는, 이동통신 시스템.
제2항에 있어서,
상기 중계기는, 상기 RB에 신호가 실리지 않고 수신되어 측정된 제1 신호의 세기와 상기 RB에 소정의 신호를 송신하여 수신측에서 측정된 제2 신호의 세기의 차를 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 산출하는 이동통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 중계기는, 상기 기지국이 채널 측정(channel measurement), CQI 측정(channel quality indicator measurement) 및 피드백(feedback)을 위하여 소정 주기로 신호를 전송하는 채널을 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 산출하는 이동통신 시스템.
제4항에 있어서,
상기 중계기는,
소정의 신호를 송신하지 않고 측정된 제3 신호의 세기와 상기 소정의 신호를 송신하여 측정된 제4 신호의 세기의 차를 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 산출하는 이동통신 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기 간섭 성분의 세기 정보는, 실측값인 이동통신 시스템.
제6항에 있어서,
상기 중계기는 자기 간섭 성분의 세기 정보를 측정 보고 채널(measurement report channel)을 통해 소정의 주기로 송신하는, 이동통신 시스템.
제7항에 있어서,
상기 소정의 주기는 Layer3 시그널링(signaling)을 통해 상기 기지국이 상기 중계기로 전송하는, 이동통신 시스템.
제6항에 있어서,
상기 자기 간섭 성분의 세기 정보는, 상기 실측값과 자기 간섭 성분 세기의 임계값을 비교한 비교 결과값인, 이동통신 시스템.
이동통신 시스템의 중계기로서,
기지국에서 할당된 소정의 RB(resource block)에 신호가 실리지 않고 수신되어 측정된 제1 신호의 세기와 상기 RB에 소정의 신호를 송신하여 수신측에서 측정된 제2 신호의 세기의 차를 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 산출하고, 자기 간섭 성분의 세기 정보를 기지국으로 보고하는 이동통신 시스템의 중계기.
제10항에 있어서,
상기 기지국은, 상기 중계기가 자기 간섭 성분의 세기 정보를 산출할 수 있도록 소정의 RB(resource block)를 할당하고 해당 RB에 신호를 싣지 않으며, 상기 중계기로부터 보고된 상기 자기 간섭 성분의 세기 정보를 이용하여 무선 자원 제어를 수행하는 이동통신 시스템의 중계기.
무선 자원 제어 방법으로서,
a) 중계기가 자기 간섭 성분의 세기를 산출하여 기지국으로 보고하는 단계; 및
b) 상기 기지국이 상기 중계기로부터 보고된 자기 간섭 성분의 세기 정보를 이용하여 무선 자원 제어를 수행하는 단계를 포함하는 무선 자원 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 기지국은, 상기 중계기가 자기 간섭 성분의 세기 정보를 산출할 수 있도록 소정의 RB(resource block)를 할당하고 해당 RB에 신호를 싣지 않고 전송하며,
상기 중계기는, 상기 RB에 신호가 실리지 않고 수신되어 측정된 제1 신호의 세기와 상기 RB에 소정의 신호를 송신하여 수신측에서 측정된 제2 신호의 세기의 차를 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 산출하고, 상기 자기 간섭 성분의 세기 정보를 상기 기지국으로 전송하는 무선 자원 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 중계기는, 상기 기지국이 채널 측정(channel measurement), CQI 측정(channel quality indicator measurement) 및 피드백(feedback)을 위하여 소정 주기로 신호를 전송하는 채널을 이용하여 자기 간섭 성분의 세기를 산출하고, 상기 자기 간섭 성분의 세기 정보를 상기 기지국으로 전송하는 무선 자원 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 중계기가, 자기 간섭 성분의 세기 정보를 산출하기 위해 이용하는 기지국 채널은 RS(reference signal) 채널인, 무선 자원 제어 방법.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기 간섭 성분의 세기 정보는, 실측값이거나, 상기 실측값과 자기 간섭 성분 세기의 임계값을 비교한 비교 결과값인, 무선 자원 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 중계기는 자기 간섭 성분의 세기 정보를 측정 보고 채널(measurement report channel)을 통해 소정의 주기로 송신하는, 무선 자원 제어 방법.
제17항에 있어서,
상기 소정의 주기는 Layer3 시그널링(signaling)을 통해 상기 기지국이 상기 중계기로 전송하는, 무선 자원 제어 방법.