KR101718088B1 - 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 부하 단말을 줄이기 위한 기지국 동작 방법에 있어서, 다수의 인접기지국들로부터 각각 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 수신하는 과정과, 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 기반으로, 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정할지를 판단하는 과정과, 상기 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정할 경우, 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 이용하여, 부하 단말을 최소화하도록 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정하는 과정을 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR POWER CONTROL AND LOAD BALANCING BASED ON LOAD ESTIMATION OF NEIGHBOR CELL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래, 서비스 영역을 한정된 범위의 영역(셀)으로 분할하여 각각 기지국을 배치하여 셀 내의 단말과의 통신을 행하는 셀룰러 방식이 휴대 전화를 위한 통신 시스템으로서 이용되어 왔다. FDMA/TDMA(Frequency Division Multiple Access/Time Division Multiple Access) 기술에 기초하는 제2세대 이동 통신 시스템에서는, 인접하는 셀의 신호가 서로 간섭하지 않도록 셀에 의해 할당되는 주파수를 바꾸는 방법이 이용되고 있다. 이에 대하여, CDMA(Code Division Multiple Access) 기술에 기초하는 제3세대 이동 통신 시스템에서는 스펙트럼 확산에 의해 얻어지는 내간섭성에 의해 인접 셀에서도 동일 주파수의 이용이 가능하게 되었다.제4세대의 이동 통신 시스템에서는，보다 고속의 데이터 통신에 대한 수요가 예상되고 있으며, 이동 통신 환경에서 광대역의 신호를 이용한 고속 데이터 전송이 가능한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기술의 이용이 유망시 되고 있다.
한편, 셀룰러 무선통신 시스템에서는 단말의 이동성을 지원하기 위해 핸드오버를 지원하고 있으며, 또한, 다수의 셀들 중 특정 셀의 부하가 높아졌을 경우 해당 셀의 부하를 줄이기 위한 부하 균등(load balancing)을 수행한다. 그리고, 기지국 용량이 최대가 될 수 있도록 하는 전력제어(power control)를 수행한다.
하지만, 종래 부하 균등 개념은 특정 셀 내의 부하가 높아졌을 경우 해당 셀의 부하를 줄이기 위한 것으로, 시스템 전체 관점에서 셀별 부하가 걸린 단말(이하 오버로드 단말이라 칭함) 수를 줄이지는 못한다.
따라서, 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 셀별 오버로드 단말 수의 제곱 합을 최소화하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 방법 및 장치가 필요하다.
본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 방식의 또 목적은 셀별 오버로드 단말 수의 제곱 합을 최소화하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 부하 단말을 줄이기 위한 기지국 동작 방법에 있어서, 다수의 인접기지국들로부터 각각 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 수신하는 과정과, 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 기반으로, 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정할지를 판단하는 과정과, 상기 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정할 경우, 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 이용하여, 부하 단말을 최소화하도록 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 부하 단말을 줄이기 위한 기지국 장치에 있어서, 다수의 인접기지국들로부터 각각 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 수신하는 수신부와, 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 기반으로, 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정할지를 판단하는 제1 결정부와, 상기 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정할 경우, 상기 인접기지국의 부하를 예측하기 위한 정보를 이용하여, 부하 단말을 최소화하도록 전력 및 핸드오버 단말 집합을 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 기지국들과 인접기지국의 부하를 예측할 수 있는 정보를 교환함으로써, 셀별 오버로드 단말 수의 제곱 합을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 흐름도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 전체 셀의 평균 부하를 계산하는 상세한 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 장치도 및,
도 4 내지 도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 성능 그래프를 도시하고 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 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 생략할 것이다. 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 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 방법 및 장치에 관해 설명하기로 한다.
특히, 본 발명은 각 기지국별로 자신과 자신의 인접 기지국의 오버로드(overload) 단말 수의 평균 및 분산을 동시에 최소화하는 하도록 전력 할당 및 핸드오버시킬 단말의 집합을 결정하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
먼저, 이하 본 발명에 기술되는 오버로드(overload) 단말을 정의하기로 한다.
Figure 112011028884310-pat00001
개의 기지국으로 구성된 다중 셀룰러 네트워크 구조를 고려하며, 기지국 i에서 서비스받는 단말의 집합을
Figure 112011028884310-pat00002
로 표시한다. 단말 j가 기지국 i로부터 수신하는 신호의 실제 평균 신호대잡음비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio: SINR)는
Figure 112011028884310-pat00003
로 나타낸다. 본 발명에서는 전력 변화 등에 따른 SINR을 각 채널의 평균값을 이용하여 추정한 SINR
Figure 112011028884310-pat00004
을 이용하며 하기 <수학식 1>과 같이 정의한다.
Figure 112011028884310-pat00005
여기서,
Figure 112011028884310-pat00006
는 기지국 i와 단말 j간 채널이득을 나타내며,
Figure 112011028884310-pat00007
는 절대값의 평균을 나타낸다. 또한
Figure 112011028884310-pat00008
이고, n은 열잡음(thermal noise)이다.
한편, 일반적으로 SINR을 이용하여 샤논 용량(Shannon capacity)을 이용하면 각 단말j가 기지국 i로부터 서비스받는 경우의 평균 대역 효율성(bits/sec/Hz)
Figure 112011028884310-pat00009
는 하기 <수학식 2>와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00010
하지만, 비례공정 스케줄링(proportional fair scheduling)과 같이 다수의 사용자에 대해 기회적 자원할당(opportunistic scheduling)을 수행하는 시스템에서는 할당받는 자원에서 측정하는 SINR이 전체 채널-시간에 대한 평균 SINR에 비해 더 큰 값을 가지게 된다. 따라서, 실제 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)
Figure 112011028884310-pat00011
는 하기 <수학식 3>과 같이 SINR 보정 값인
Figure 112011028884310-pat00012
와 스펙트럼 효율의 전체 보정 값인
Figure 112011028884310-pat00013
를 이용하여 하기 <수학식 3>과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00014
각 단말의 평균 수율
Figure 112011028884310-pat00015
은 하기 <수학식 4>와 같이 상기 <수학식 3>의 평균 주파수 효율과 단위시간 동안 할당받은 평균 자원량
Figure 112011028884310-pat00016
의 곱으로 나타낼 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00017
단말 j의 추정 평균 수율은
Figure 112011028884310-pat00018
은 상기 <수학식 4>에서 사용된 평균 SINR과 상기 <수학식 1>을 이용하여, 하기 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00019
여기서,
Figure 112011028884310-pat00020
는 단말 j의 서빙 기지국에 의해 결정된다고 가정하고, 동일 기지국으로부터 서비스받는 모든 단말은 동일한 값을 각각 가진다고 가정한다.
구현에 따라,
Figure 112011028884310-pat00021
는 상위 네트워크 엔티티에 결정되어 단말 j의 서빙 기지국으로 전달되고 각각 단말들이 서로 다른 값을 가질 수 있다.
한편, 각 단말의 최소요구 전송률이
Figure 112011028884310-pat00022
라고 할 때, 각 단말이 현재 서빙 기지국으로부터 서비스받고 있는 상황의 부하율(loading factor)은 하기 <수학식 6>과 같이 정의한다.
Figure 112011028884310-pat00023
여기서 u(x)는
Figure 112011028884310-pat00024
이다, 따라서 최소 요구전송률
Figure 112011028884310-pat00025
가 현재 제공될 수 있는 전송률에 비하여 차지하는 비중에 따라 셀의 부하(loading)를 결정하는 것이며,
Figure 112011028884310-pat00026
인 단말 j는 오버로드(overload) 단말이라 칭한다.
한편, 사용자 j가 기지국 i로부터 서비스받을 경우 예상되는 부하율(loading factor)은 하기 <수학식 7>과 같이 추정할 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00027
본 방식의 목적은 셀별 오버로드 단말 수의 제곱 합을 최소화하는 것이다. 각 셀에서 오버로드 단말 수의 제곱의 총합은 하기 <수학식 8>같이 평균의 제곱과 분산값으로 주어진다.
Figure 112011028884310-pat00028
따라서, 전력 조절 및 핸드오버에 따른 네트워크 전체의 부하(load)는 하기 <수학식 9>와 같이 추정할 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00029
각 기지국에서 분산적으로 전력 및 핸드오버 여부를 결정하는 경우, 각 기지국은 자신이 선택한 전력 및 핸드오버 결정에 의해 인접 셀이 받는 영향을 계산할 수 있어야 한다. 즉, 부하가 가장 큰 하나의 특정 기지국(기지국 k)만 전력 제어 및 핸드오버를 수행하는 상황을 가정하면. 이 경우, 기지국 k는 자신의 전력
Figure 112011028884310-pat00030
및 인접 기지국 i로 핸드오버하는 단말의 집합
Figure 112011028884310-pat00031
을 결정해야 한다. 현재 기지국 k만 자기 셀의 핸드오버 파라미터 조절을 통해 서비스하는 단말 집합
Figure 112011028884310-pat00032
의 핸드오버 여부를 결정할 수 있기 때문에 전력조절에 따른 인접 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버하는 단말은 인접기지국에 설정된 핸드오버 기준에 의해 SINR 혹은 수신신호세기(Received Signal Strength: RSS)를 기준으로 결정된다고 가정하면, 전력조절에 따라 결정된 기지국 k의 전력인
Figure 112011028884310-pat00033
에 의해
Figure 112011028884310-pat00034
가 결정된다. 따라서
Figure 112011028884310-pat00035
는
Figure 112011028884310-pat00036
의 함수인
Figure 112011028884310-pat00037
로 표현할 수 있다.
설명의 편의를 위해
Figure 112011028884310-pat00038
,
Figure 112011028884310-pat00039
및
Figure 112011028884310-pat00040
가 반영되었을 경우의 각각의 기지국 i를
Figure 112011028884310-pat00041
로 표기하도록 한다. 즉, 기지국
Figure 112011028884310-pat00042
는 기지국 k와 물리적으로는 동일한 기지국이나,
Figure 112011028884310-pat00043
이고 하기 <수학식 10>과 같은 서비스 단말 집합
Figure 112011028884310-pat00044
를 갖는 기지국을 의미한다.
Figure 112011028884310-pat00045
마찬가지로, 전체기지국 중 기지국
Figure 112011028884310-pat00046
를 제외한 나머지 기지국
Figure 112011028884310-pat00047
는 물리적으로 기지국 i와 동일하나,
Figure 112011028884310-pat00048
이고 하기 <수학식 11>과 같은 서비스 단말 집합
Figure 112011028884310-pat00049
을 으로 갖는 기지국을 의미한다.
Figure 112011028884310-pat00050
따라서,
Figure 112011028884310-pat00051
는 상기 <수학식 4>의 정의에 따라 하기 <수학식 12>와 같은 값을 의미한다.
Figure 112011028884310-pat00052
이를 이용하면,
Figure 112011028884310-pat00053
,
Figure 112011028884310-pat00054
및
Figure 112011028884310-pat00055
가 적용된 상황에서 전체 셀의 평균 부하
Figure 112011028884310-pat00056
는 하기 <수학식 13>과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00057
기지국 k 및 인접 기지국 i에서 각각 계산 가능한 값을 파악하기 위해 상기 <수학식 13>을 구성하는 각 항들을 <수학식 14> 내지 <수학식 17>과 같이 구분한다.
Figure 112011028884310-pat00058
Figure 112011028884310-pat00059
Figure 112011028884310-pat00060
Figure 112011028884310-pat00061
상기 <수학식 14>는
Figure 112011028884310-pat00062
중 인접 기지국으로 핸드오버한 단말을 제외한 단말중 오버로드되는 단말 수이고, 상기 <수학식 15>는 기지국 k의 인접기지국에서 기지국 k로 핸드오버하는 단말 중에서 기지국 k로부터 서비스받을 경우에 오버로드될 것으로 예상되는 단말 수이다. 상기 <수학식 16>은 기지국 k에 인접한 기지국 i에서 본래 서비스받던 단말들
Figure 112011028884310-pat00063
중 기지국 k로 핸드오버한 단말을 제외한 단말 중에서 기지국 k에서의 전력 증감으로 인해 오버로드되는 단말 수이고, 상기 <수학식 17>은 기지국 k에서 인접 기지국 i로 핸드오버한 단말 중에서 인접기지국 i에서 오버로드될 것으로 추정되는 단말 수이다.
본 발명에서는 각 기지국이 분산적으로 계산을 수행한다고 했으므로, <수학식 14> 내지 <수학식 17>은 적어도 기지국 k가 가진 정보만으로 계산이 가능해야 한다. 실제 기지국 k가 <수학식 14> 내지 <수학식 17>의 값들 계산하기 위해서,
Figure 112011028884310-pat00064
,
Figure 112011028884310-pat00065
및
Figure 112011028884310-pat00066
에 따른
Figure 112011028884310-pat00067
를 결정할 수 있어야한다. 하지만, 기지국 k는
Figure 112011028884310-pat00068
를 결정하기 위해서 인접 기지국이 서비스하는 단말의 채널정보를 모두 알고 있어야 하고,
Figure 112011028884310-pat00069
를 결정하는 인접기지국도
Figure 112011028884310-pat00070
에 속하는 단말이 기지국 k로부터 서비스받을 때 해당 단말이 오버로딩될 지 여부를 알 수 있어야 한다.
따라서, <수학식 14> 내지 <수학식 17>은 기지국 k가 가진 정보 혹은 일부 기지국간 정보 교환을 통해 계산이 가능하도록 하기 위해,
Figure 112011028884310-pat00071
라 가정한다. 즉, 기지국 k의 전력이
Figure 112011028884310-pat00072
로 조절되더라고 인접 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버하는 단말은 존재하지 않는다고 가정하면, 상기 <수학식 13>은 하기 <수학식 18>로 표현된다.
Figure 112011028884310-pat00073
따라서, 전체 셀의 평균부하
Figure 112011028884310-pat00074
를 구성하는 <수학식 14> 내지 <수학식 17>은 하기 <수학식 19> 내지 <수학식 21>로 수정된다.
Figure 112011028884310-pat00075
Figure 112011028884310-pat00076
Figure 112011028884310-pat00077
상기 <수학식 19>는 기지국 k에 의해 서비스 단말의 채널 정보를 기반으로 계산될 수 있는 값이고, 상기 <수학식 20>은 인접 기지국 i의
Figure 112011028884310-pat00078
를 알고 있다면 계산가능한 값이다. 상기 <수학식 21>은 기지국 k에서 계산이 불가능하고, 기지국 k의 인접기지국 i에서 계산된다. 단, 기지국 k의 인접기지국 i에서도 상기 <수학식 20>을 계산하기 위해서는
Figure 112011028884310-pat00079
및
Figure 112011028884310-pat00080
를 알 수 있어야 하는데, 기지국 i는
Figure 112011028884310-pat00081
및
Figure 112011028884310-pat00082
를 계산할 수 없으므로 상기 <수학식 21>은 여전히 계산 불가능한 값이다. 이를 해결하기 위해 먼저 상기 <수학식 21>을 하기 <수학식 22>과 같이 인접 기지국 i의 부하율(loading factor)인
Figure 112011028884310-pat00083
를 이용하여 이전상태에서 기지국 k의 변화를 반영한 상태로의 변화량으로 표현한다.
Figure 112011028884310-pat00084
여기서
Figure 112011028884310-pat00085
이고, 변화량은
Figure 112011028884310-pat00086
로 나타낸다. 즉, 인접기지국 i에서는
Figure 112011028884310-pat00087
가 주어지면
Figure 112011028884310-pat00088
에 따른
Figure 112011028884310-pat00089
값을 계산할 수 있다.
Figure 112011028884310-pat00090
은 정수이고
Figure 112011028884310-pat00091
에 대해 증가하지 않는 함수(non-increasing function)이므로 각 인접기지국 i가 자기 셀 사용자 전체의 채널정보를 기지국 k로 넘겨주는 것 대신, 각
Figure 112011028884310-pat00092
에 따른 pair를 기지국 k로 전송함으로써 기지국 k가 <수학식 21>을 계산할 수 있도록 할 수 있다. 하지만, 모든 가능한
Figure 112011028884310-pat00093
에 대한
Figure 112011028884310-pat00094
를 기지국 k로 전송하는 것은 오버헤드가 너무 크기 때문에 이를 조절하는 방법이 필요하다. 따라서, 본 발명에서는
Figure 112011028884310-pat00095
를 +K 및 -K를 가지도록 하는
Figure 112011028884310-pat00096
만 교환하고, 또한
Figure 112011028884310-pat00097
가 [0,H-1] 사이의 값을 가질 때의
Figure 112011028884310-pat00098
만 교환한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 흐름도를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 기지국 k는 100단계에서 인접 기지국 부하 예측을 통한 전력 할당 및 부하균형을 위한 정보를 결정한다.
상기 정보는 기지국 k가 서비스하고 있는 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00099
, 기지국 k가 서비스하고 있는 단말 중 오버로드 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00100
, 기지국 k의 백오프 카운터(backoff counter),
Figure 112011028884310-pat00101
, 기지국 k에 인접한 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00102
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00103
에 대해 기지국 k의 오버로드 단말을 K개 증가시키는 인접 기지국 i의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00104
, 그리고 기지국 k에 인접한 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00105
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00106
에 대해 인접 기지국 k의 오버로드 단말을 K개 감소시키는 인접 기지국 i의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00107
를 포함한다.
여기서, 상기
Figure 112011028884310-pat00108
은 기지국 k가 연속하여 선택되는 것을 방지하기 위한 값이고, 상기
Figure 112011028884310-pat00109
는 기지국 k가 자신과 연결되어 있는 단말 수를 확인하면 알 수 있고, 상기
Figure 112011028884310-pat00110
는 상기 <수학식 6>에 정의된 부하율(loading factor)을 이용하면 알 수 있다. [0, H-1] 사이의
Figure 112011028884310-pat00111
에 대한
Figure 112011028884310-pat00112
및
Figure 112011028884310-pat00113
를 계산하는 방법은 하기 <수학식 23>과 같다. 즉,
Figure 112011028884310-pat00114
에 속하는 각각의 단말 j에 대해 [0, H-1] 사이의
Figure 112011028884310-pat00115
에 따른
Figure 112011028884310-pat00116
를 하기 <수학식 23>과 같이 계산한다.
Figure 112011028884310-pat00117
이때,
Figure 112011028884310-pat00118
는
Figure 112011028884310-pat00119
인 단말 j의 중 K번째로 작은 값을 선택하고,
Figure 112011028884310-pat00120
는
Figure 112011028884310-pat00121
인 단말 j의 중 K번째로 큰 값을 선택한다. 만약
Figure 112011028884310-pat00122
인 단말이 K개 미만일 경우 ,
Figure 112011028884310-pat00123
,
Figure 112011028884310-pat00124
인 단말이 K개 미만일 경우
Figure 112011028884310-pat00125
을 선택한다.
Figure 112011028884310-pat00126
는 매 기정의된 주기마다
Figure 112011028884310-pat00127
에 기반하여 갱신한다.
한편, 다수 인접 기지국 i도 각각 자신이 서비스하고 있는 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00128
, 기지국 i가 서비스하고 있는 단말 중 오버로드 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00129
, 기지국 i의 백오프 카운터(backoff counter),
Figure 112011028884310-pat00130
, 기지국 i에 인접한 기지국 k에서 기지국 i로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00131
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00132
에 대해 기지국 i의 오버로드 단말을 K개 증가시키는 기지국 k의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00133
, 그리고 기지국 i에 인접한 기지국 k에서 기지국 i로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00134
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00135
에 대해 인접 기지국 i의 오버로드 단말을 K개 감소시키는 기지국 k의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00136
를 결정한다.
이후, 상기 기지국 k는 102단계에서 상기 결정된 정보들을 다수 인접 기지국 i와 교환한다. 예를 들어, 상기 기지국 k는
Figure 112011028884310-pat00137
,
Figure 112011028884310-pat00138
,
Figure 112011028884310-pat00139
,
Figure 112011028884310-pat00140
및
Figure 112011028884310-pat00141
를 다수 인접 기지국 i로 각각 전송하고, 다수 인접 기지국 i로부터 각각
Figure 112011028884310-pat00142
,
Figure 112011028884310-pat00143
,
Figure 112011028884310-pat00144
,
Figure 112011028884310-pat00145
및
Figure 112011028884310-pat00146
를 수신한다.
이후, 상기 기지국 k는 104단계에서 인접 기지국 i의 부하율 즉 인접 기지국의 오버로드 단말 수(
Figure 112011028884310-pat00147
)를 기반으로, 자신이 전력 및 핸드오버를 조절할지를 확인한다.
즉, 상기 기지국 k는 하기 <수학식 24>를 기반으로 인접한 기지국에 비해 오버로드 단말 수가 상대적으로 많을지를 판단하여 자신의 오버로드 단말 수가 많을 시, 전력 및 핸드오버를 조절한다. 반면, 해당 인접 기지국의 오버로드 단말 수가 많을 경우 해당 인접 기지국에서 전력 및 핸드오버를 조절한다.
Figure 112011028884310-pat00148
여기서
Figure 112011028884310-pat00149
은
Figure 112011028884310-pat00150
이며
Figure 112011028884310-pat00151
이다. 기지국 k는
Figure 112011028884310-pat00152
이면서
Figure 112011028884310-pat00153
인 경우 이번 주기에서 전력 및 핸드오버 집합을 조절하도록 결정된다. 기지국 k의 인접기지국인 기지국 l에서 계산한
Figure 112011028884310-pat00154
값과 기지국 k에서 계산한
Figure 112011028884310-pat00155
은 동일한 값을 가질 수 있으므로,
Figure 112011028884310-pat00156
값이 동일한 기지국이 발생할 경우 기지국 인덱스를 기반으로 하나를 선택할 수 있다.
이후, 기지국 k는 106단계에서 전력 및 핸드오버를 조절하도록 선택되면, 108단계로 진행하여 단말 j(
Figure 112011028884310-pat00157
)의 평균 SINR 값(
Figure 112011028884310-pat00158
)이 임계치(
Figure 112011028884310-pat00159
)보다 크게 되는 기지국 집합(
Figure 112011028884310-pat00160
)을 결정한다. 즉,
Figure 112011028884310-pat00161
는 단말 j가 기지국 k의 인접 기지국 집합
Figure 112011028884310-pat00162
중 단말 j의 평균 SINR 값(
Figure 112011028884310-pat00163
)이 임계치보다 큰 기지국 집합이다.
Figure 112011028884310-pat00164
는 하기 <수학식 25>와 같이 표현된다.
Figure 112011028884310-pat00165
이후, 기지국 k는 110단계에서 하기 <수학식 26>를 만족하는 기지국 k에서 인접기지국 i로 핸드오버하는 단말 집합
Figure 112011028884310-pat00166
를 결정한다.
Figure 112011028884310-pat00167
이후, 기지국 k는 112단계에서 하기 <수학식 26>를 만족하는 기지국 k에서 인접기지국 i로 핸드오버하는 단말 집합
Figure 112011028884310-pat00168
에 대해 전체 셀의 평균 부하(
Figure 112011028884310-pat00169
)를 계산한다.
이후, 기지국 k는 114단계에서 계산된 전체 셀의 평균 부하(
Figure 112011028884310-pat00170
로부터 전력 및 핸드오버할 단말 집합을 결정하여, 전력 및 핸드오버를 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 전체 셀의 평균 부하를 계산하는 상세한 흐름도를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 기지국 k는 200단계에서 자신의 예상 부하율(
Figure 112011028884310-pat00171
)을 하기 <수학식 27>과 같이 계산한다.
Figure 112011028884310-pat00172
여기서
Figure 112011028884310-pat00173
이고,
Figure 112011028884310-pat00174
은 하기 <수학식 28>과 같이 계산된다.
Figure 112011028884310-pat00175
즉, 본래 기지국 k에서 서비스받고 있는 단말 중 핸드오버 하지 않는 단말의 집합인
Figure 112011028884310-pat00176
에 포함되는 단말들은 각자가 수신한 인접기지국의 신호 세기를 기지국 k에게 보고하고 있다고 가정하였으므로,
Figure 112011028884310-pat00177
에 속하는 각 단말들이 기지국 k로부터 서비스받을 것으로 예상되는 평균 전송률을 상기 <수학식 28>과 같이 추정할 수 있다. 상기 <수학식 28>에서 사용되는 값은 각 단말의 예상 SINR인
Figure 112011028884310-pat00178
과 동시에 스케줄링 되는 단말의 수인
Figure 112011028884310-pat00179
이며, 이 값들은 모두 기지국 k가 결정할 수 있는 정보이다.
이후, 상기 기지국 k는 202단계에서 인접기지국 i의 예상 부하 값인
Figure 112011028884310-pat00180
Figure 112011028884310-pat00181
는 다음과 같이 계산한다. 단, 여기서
Figure 112011028884310-pat00182
이다.
Figure 112011028884310-pat00183
Figure 112011028884310-pat00184
Figure 112011028884310-pat00185
즉, 상기 도 1의 102단계에서 미리 계산되어 각 기지국간 교환된
Figure 112011028884310-pat00186
및
Figure 112011028884310-pat00187
를 이용하여,
Figure 112011028884310-pat00188
가
Figure 112011028884310-pat00189
보다 큰 경우에는 인접기지국 i의 부하가 K만큼 증가한다고 판단하고,
Figure 112011028884310-pat00190
가
Figure 112011028884310-pat00191
보다 작을 경우에는 인접기지국 i의 부하가 K만큼 감소한다고 판단한다. 다시 말해,
Figure 112011028884310-pat00192
은 인접기지국 i입장에서 기지국 k가 인접기지국 i로
Figure 112011028884310-pat00193
만큼의 단말을 핸드오버되어
Figure 112011028884310-pat00194
개의 단말이 인접기지국 i에 증가할 경우, 기지국 k의 전력의 변화량으로 인접 기지국의 최소요구 전송률을 만족하는 단말 중 K개의 단말이 오버로드 단말로 되는 전력 임계값이고,
Figure 112011028884310-pat00195
은 인접 기지국 i입장에서 기지국 k가 기지국 i로
Figure 112011028884310-pat00196
만큼의 단말을 핸드오버하여
Figure 112011028884310-pat00197
개의 단말이 인접 기지국 i에 증가할 경우 기지국 k의 전력의 변화량으로 인해 인접 기지국 i의 오버로드 단말 중에서 K개의 단말이 최소 요구 전송률을 만족하는 단말로 되는 전력 임계값이다.
이후, 기지국 k는 204단계에서 기지국 k에서 인접 기지국 i로 핸드오버할 단말 중 인접 기지국 i에서 오버로드될 단말 수
Figure 112011028884310-pat00198
를 계산한다.
Figure 112011028884310-pat00199
는 하기 <수학식 29>와 같이 계산된다.
Figure 112011028884310-pat00200
여기서
Figure 112011028884310-pat00201
이며,
Figure 112011028884310-pat00202
는 하기 <수학식 30>과 같이 계산된다.
Figure 112011028884310-pat00203
즉, 기지국 k에서 인접기지국 i로 핸드오버하는 단말이 기지국 i에서 서비스받을 경우 예상되는 평균 수율을 계산하여 이를 기반으로 해당 단말이 오버로드될지 여부를 판단하는 것이다. 이 과정에서 SINR 계산에 필요한 모든 기지국의 신호 세기를 기지국 k가 알고 있고, 인접기지국 i에서 서비스받을 단말 수도 예상할 수 있기 때문에 하기 <수학식 30>을 통해 기지국 k에서 기지국 i로 핸드오버할 단말의 평균 수율을 계산할 수 있다.
이후, 기지국 k는 206단계에서 상기 200단계 내지 상기 204단계에서 계산된 결과를 이용하여
Figure 112011028884310-pat00204
및
Figure 112011028884310-pat00205
에 대해한
Figure 112011028884310-pat00206
를 하기 <수학식 31>과 같이 계산한다.
Figure 112011028884310-pat00207
만약,
Figure 112011028884310-pat00208
값이
Figure 112011028884310-pat00209
보다 작은 경우 하기 <수학식 32>와 같이
Figure 112011028884310-pat00210
을 갱신한다.
Figure 112011028884310-pat00211
결정된
Figure 112011028884310-pat00212
를 이용하여 기지국 k의 전력을
Figure 112011028884310-pat00213
로 설정하고, 기지국 k 및
Figure 112011028884310-pat00214
에 대해 하기 <수학식 33>과 하기 <수학식 34>같이 그 사용자 집합을 갖도록 핸드오버를 수행한다.
Figure 112011028884310-pat00215
Figure 112011028884310-pat00216
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 무선통신 시스템에서 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 부하 균형을 위한 기지국 장치 블록도를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 기지국 장치는 수신부(300), 제어부(302), 송신부(304), 제1 결정부(306) 및 제2 결정부(308)를 포함하여 구성된다.
상기 수신부(300)는 안테나를 통해 수신되는 고주파(RF : Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 주파수 하향변조한 후, 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 신호처리를 수행한 후 그 결과를 상기 제어부(320)로 제공한다. 예를 들어, 상기 신호처리 예를 들면, 상기 수신부(300)는 시간 영역의 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 신호로 변환하여 상기 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하고, 상기 선택된 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS 레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 출력한다.
상기 제어부(302)는 기지국의 전반적인 제어를 담당하며, 특히 본 발명에서 더하여 인접 셀의 부하 예측을 기반으로 하는 전력 할당 및 핸드오버를 제어한다.
이를 위해, 먼저 상기 제어부(302)는 인접 기지국 부하 예측을 통한 전력 할당 및 부하균형을 위한 정보를 결정하여 상기 송신부(304)를 통해 상기 정보를 인접 기지국으로 전송한다. 구현에 따라, 상기 정보를 백본을 통해 인접 기지국으로 전송될 수 있다. 상기 정보는 기지국 k가 서비스하고 있는 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00217
, 기지국 k가 서비스하고 있는 단말 중 오버로드 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00218
, 기지국 k의 백오프 카운터(backoff counter),
Figure 112011028884310-pat00219
, 기지국 k에 인접한 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00220
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00221
에 대해 기지국 k의 오버로드 단말을 K개 증가시키는 인접 기지국 i의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00222
, 그리고 기지국 k에 인접한 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00223
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00224
에 대해 인접 기지국 k의 오버로드 단말을 K개 감소시키는 인접 기지국 i의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00225
를 포함한다.
한편, 상기 제어부(302)는 상기 수신부(300)를 통해 다수 인접 기지국 i으로부터 서비스하고 있는 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00226
, 기지국 i가 서비스하고 있는 단말 중 오버로드 단말 수,
Figure 112011028884310-pat00227
, 기지국 i의 백오프 카운터(backoff counter),
Figure 112011028884310-pat00228
, 기지국 i에 인접한 기지국 k에서 기지국 i로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00229
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00230
에 대해 기지국 i의 오버로드 단말을 K개 증가시키는 기지국 k의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00231
, 그리고 기지국 i에 인접한 기지국 k에서 기지국 i로 핸드오버할 것으로 예상되는 단말 수
Figure 112011028884310-pat00232
가 [0, H-1] 사이의 값을 가질 때, 각각의
Figure 112011028884310-pat00233
에 대해 인접 기지국 i의 오버로드 단말을 K개 감소시키는 기지국 k의 전력변화량,
Figure 112011028884310-pat00234
를 수신한다.
또한, 상기 제어부(302)는 상기 제2 결정부(308)에 의해 결정된 모든
Figure 112011028884310-pat00235
에 대해 전체 셀의 평균 부하(
Figure 112011028884310-pat00236
를 계산하여 전력 및 핸드오버할 단말 집합을 결정하여, 전력 및 핸드오버를 수행한다. 전체 셀의 평균 부하를 계산하는 과정은 상기 도 2를 참조하기로 한다.
상기 제1 결정부(306)는 상기 제어부(302)로부터 해당 정보를 제공받아, 인접 기지국 i의 부하율 즉 인접 기지국의 오버로드 단말 수(
Figure 112011028884310-pat00237
)를 기반으로, 자신이 전력 및 핸드오버를 조절할지를 결정한다. 즉, 상기 제1 결정부(306)는 상기 <수학식 24>를 기반으로 인접한 기지국에 비해 오버로드 단말 수가 상대적으로 많을지를 판단하여 자신의 오버로드 단말 수가 많을 시, 전력 및 핸드오버 조절해야함을 제어부(302)로 통보한다. 반면, 해당 인접 기지국의 오버로드 단말 수가 많을 경우 해당 인접 기지국에서 전력 및 핸드오버를 조절한다.
상기 제2 결정부(308)는 상기 제1 결정부(306)에 의해 전력 및 핸드오버를 조절하도록 선택되면, 단말 j(
Figure 112011028884310-pat00238
)의 평균 SINR 값(
Figure 112011028884310-pat00239
)이 임계치(
Figure 112011028884310-pat00240
)보다 크게 되는 기지국 집합(
Figure 112011028884310-pat00241
)을 결정하여 그 결과를 상기 제어부(302)로 제공한다. 즉,
Figure 112011028884310-pat00242
는 단말 j가 기지국 k의 인접 기지국 집합
Figure 112011028884310-pat00243
중 단말 j의 평균 SINR 값(
Figure 112011028884310-pat00244
)이 임계치보다 큰 기지국 집합이다.
Figure 112011028884310-pat00245
는 상기 <수학식 25>와 같이 표현된다.
또한, 상기 제2 결정부(308)는 상기 <수학식 26>를 만족하는 기지국 k에서 인접기지국 i로 핸드오버하는 단말 집합
Figure 112011028884310-pat00246
를 결정한다.
상기 송신부(304)는 상기 제어부(302)로부터 제공받은 신호를 처리하여 안테나를 통해 전송한다. 예를 들면, 상기 송신부(304)는 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조한 후, 주파수 영역의 신호를 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform)하여 시간 영역 샘플 신호로 변환한다. 그리고 상기 샘플 신호를 아날로그 신호로 변환하여, 기저대역 신호를 고주파(RF:Radio Frequency) 신호로 주파수 상향 변조한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같이 정리할 수 있다.
1) 전력 및 핸드오버 집합을 결정하는 목적함수로 자신과 자신의 인접 기지국의 오버로드 단말 수 제곱의 합을 이용한다(즉, 오버로드 단말 수의 분산 값을 최소화하는 것을 목표로 한다).
2) 기지국 k의 인접 기지국 i가 전력 및 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버할 단말 집합을 결정한다고 가정할 경우, 기지국 k의 오버로드 단말 숫자를 특정 값만큼 변화시키는 인접 기지국 i의 전력 변화량과 기지국 i에서 기지국 k로 핸드오버하는 단말 수를 기지국 k에서 주기적으로 예측한다.
3) 2)에서 예측된 정보가 이전 정보와 다를 경우 이를 인접기지국으로 전송하거나 인접 기지국에서 전송하는 정보를 수신한다.
4) 특정 시점에서 전력 및 서비스 단말 집합을 조정하는 기지국이 인접한 기지국 중 1개 이하만 존재하도록 각각의 기지국에서 특정 주기를 가지고 독립적으로 자신의 선택 여부를 판단한다.
5) 4)에서 선택된 기지국이 연속하여 선택되는 것을 방지하기 위해 4)단계에서 선택된 단말의 백오프 값(backoff value) 값을 증가시킨다.
6) 3)에서 교환한 정보를 이용하여 기지국 k가 자신의 전력 및 서비스 단말의 집합을 변화시킬 경우 인접 셀의 오버로드 단말 수를 예측한다.
7) 각각의 기지국에서 4)의 결과를 이용하여 목적함수를 최소화하는 전력 및 서비스 단말의 집합을 결정한다.
본 발명의 성능을 살펴보면, 제안 방식의 성능은 19개의 기지국이 3개의 섹터를 구성하는 네트워크 상황에서 부하(Loading)를 다르게 적용하였다. 그리고 시스템 파라미터는 하기 <표 1>과 같다.
System Parameter Note
Number of Cells 19 With 3 Sector per cell
ISD 500m
Number of UE per sector 10
Antenna Configuration SIMO x2 MRC
Carrier frequency 2GHz
Bandwidth 10MHz FFT: 1024, 50RBs/slot
Hybrid ARQ Chase Combining Maximum number of retransmissions : Nr(max) = 3
Number of HARQ process channel : 8
BS Tx power Max: 40W(46dBm), Min : 0.4W(6dBm)
Lognormal shadowing STD : 10dB
Channel Model ITU-R Pedestrian B (3km/h)
Noise figure 9dB
Scheduler Proportional Fair Scheduling T=1000
Traffic model Full buffer
Link-to-system interface Effective SNR: Mutual Information-based Form IEEE802.16m EMD
Link adaptation Adaptive modulation & coding
CQI period Reporting period : 2ms Actual period for each subband : 18ms
부하(Loading)를 다르게 적용하기 위해 단말 분포를 다음과 같은 세 가지 경우에 대해 그 결과를 비교한다.
Case 1) 각 섹터별로 10개의 단말을 각 섹터의 커버리지에 균일하게 분포시킴
Case 2) 전체 영역에 대해 570개의 단말을 균일하게 분포시킴
Case 3) 섹터 0, 19, 38에는 28개씩, 나머지 섹터에는 9개씩 각각의 섹터 커버리지에 균일하게 분포시킴.
즉, case 1)에서 case 3)로 갈수록 특정 영역으로 부하의 집중 정도가 심해지는 분포로 볼 수 있다.
또한, 제안 방식의 성능을 비교하기 위해 대조군으로 부하균등(load balancing) 방식을 적용하지 않은 ‘Normal’ 방식과, 중앙집중적으로 네트워크의 모든 정보를 알고 있는 상태에서 단말 및 기지국의 전력을 하나씩 결정해 나가는 ‘Global greedy’ 방식과, 제안방식을 제안한 ‘Pro’ 방식을 비교한다.
도 4는 목적함수를 전체 섹터의 오버로드 단말 숫자의 합의 최소화로 하여 제안 방식을 적용한 결과이고, 도 5는 목적함수를 상기 <수학식 8>과 같이 기지국별 오버로드 단말 숫자의 제곱 평균을 최소화하는 목적함수를 적용한 결과이다. 모든 case에 대해 평균 오버로드 단말 수 및 수율 감쇄 정도는 도 4 및 도 5에서 거의 차이가 없는 반면, 도 4의 분산이 도 5에 비해 더 큰 것을 알 수 있다. 즉 상기 <수학식 8>을 적용함으로써 전체 오버로드 단말 수를 최소화하는 것과 유사한 전체 오버로드 단말 수 감소 효과를 얻을 수 있으며, 동시에 전체 오버로드 단말 수를 최소화하는 것보다 더 큰 폭으로 분산을 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있다.
도 6의 결과는 최소 요구전송률인
Figure 112011028884310-pat00247
를 300, 500, 700kbps로 설정했을 때의 각 case별로 부하 균등(load balancing) 결과이다.
Figure 112011028884310-pat00248
가 클수록 네트워크 전체에 더 많은 수의 오버로드 단말이 존재하고, case 1)에서 case 3)로 갈수록 특정 섹터로의 부하 집중도가 더 큰 환경이다. 결과로 보면 (a-1)에서 오히려 제안방식의 성능이 normal 방식에 비해 더 나쁜데, 이는 (a-1)의 상황 자체가 오버로드 단말의 수도 적고 그 분포도 균일하여 셀간 조절을 통한 부하 균등 이득이 크지 않은 상황에서 각 섹터별 부하율(loading factor)의 추정에 오차가 발생하였기 때문이다. 반면 가장 좋은 성능은 (c-1)에서 나타나는데, 이는 전체 오버로드 단말의 숫자가 적으면서 대부분의 오버로드 단말이 해당 섹터에 집중되어 있어 인접 섹터간 조절을 통해 얻을 수 있는 부하 균등 이득이 크기 때문이다. 이때의 normal 대비 평균 오버로드 단말 수는 52.2%정도 감소했고, 상기 <수학식 8>의 값은 90.1%정도 감소한 결과를 나타낸다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1

Claims (20)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    상기 기지국의 인접 기지국들 중 적어도 하나의 인접 기지국을 선택하는 과정과,
    상기 기지국과 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 평균 부하를 기초로, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 하는 적어도 하나의 단말을 포함하는 핸드오버 단말 집합 및 전력 레벨을 결정하는 과정을 포함하고,
    상기 평균 부하는, 상기 기지국에 의해 제어되는 전력에 대한 제1 부하 값, 제2 부하 값, 제3 부하 값에 기초하여 결정되고,
    상기 제1 부하 값은, 상기 기지국이 서비스하고 있는 제1 단말 그룹 중 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 단말들을 제외한 나머지 단말들 중 오버로드(overload) 단말 수를 나타내고,
    상기 제2 부하 값은, 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 서비스하고 있는 제2 단말 그룹 중 오버로드 단말 수를 나타내고,
    상기 제3 부하 값은, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 단말 중 상기 적어도 하나의 인접 기지국에서 오버로드 단말이 될 것으로 예상되는 단말 수를 나타내는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 핸드오버 단말 집합 및 전력 레벨을 결정하는 과정은,
    상기 기지국과 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 상기 평균 부하를 최소화하도록, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 적어도 하나의 단말을 포함하는 상기 핸드오버 단말 집합 및 전력 레벨을 결정하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 평균 부하는, 제1 값과 제2 값의 제곱의 합으로 결정되고,
    상기 제1 값은, 상기 제1 부하 값을 나타내고,
    상기 제2 값은, 상기 제2 부하 값과 상기 제3 부하 값을 합한 값의 제곱인 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 부하 값은, 전 단계에서 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 부하와, 상기 기지국의 전력 및 핸드오버 단말 집합 변화에 따라 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 전 단계 부하와 비교한 현 단계에서의 부하변화량을 합하여 결정되는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    부하 예측을 위해 상기 적어도 하나의 인접 기지국과 정보를 교환하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 부하 예측을 위한 정보는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국이 서비스하고 있는 단말 수, 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 서비스하고 있는 단말 중 오버로드 단말 수, 전력 제어 및 핸드오버 단말 집합을 결정하는 기지국을 선택할 때 공정성(fairness)을 고려하기 위한 백오프 카운터(backoff counter) 값, 상기 기지국에서 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 것으로 예상되는 단말 수에 대해 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 오버로드 단말을 K개 증가시키는 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 제1 전력변화량, 그리고 상기 기지국에서 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 것으로 예상되는 단말 수에 대해 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 오버로드 단말을 K개 감소시키는 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 제2 전력변화량 중, 적어도 하나 이상을 포함하는 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    상기 기지국의 인접 기지국 중 적어도 하나의 인접 기지국을 선택하고, 상기 기지국과 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 평균 부하를 기초로 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 하는 적어도 하나의 단말을 포함하는 핸드오버 단말 집합 및 전력 레벨을 결정하도록 구성된 제어부를 포함하고,
    상기 평균 부하는, 상기 기지국에 의해 제어되는 전력에 대한 제1 부하 값, 제2 부하 값, 제3 부하 값에 기초하여 결정되고,
    상기 제1 부하 값은, 상기 기지국에서 서비스하고 있는 제1 단말 그룹 중 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 단말들을 제외한 나머지 단말들 중 오버로드(overload) 단말 수를 나타내고,
    상기 제2 부하 값은, 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 서비스하고 있는 제2 단말 그룹 중 오버로드 단말 수를 나타내고,
    상기 제3 부하 값은, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 단말 중 상기 적어도 하나의 인접 기지국에서 오버로드 단말이 될 것으로 예상되는 단말 수를 나타내는 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기지국과 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 평균 부하를 최소화하도록, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 적어도 하나의 단말을 포함하는 상기 핸드오버 단말 집합 및 전력 레벨을 결정하도록 구성되는 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 평균 부하는, 제1 값과 제2 값의 제곱의 합으로 결정되고,
    상기 제1 값은, 상기 제1 부하 값을 나타내고,
    상기 제2 값은, 상기 제2 부하 값과 상기 제3 부하 값을 합한 값의 제곱인 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 부하 값은, 전 단계에서 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 부하와, 상기 기지국의 전력 및 핸드오버 단말 집합 변화에 따라 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 전 단계 부하와 비교한 현 단계에서의 부하변화량을 합하여 결정되는 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    부하 예측을 위해 상기 적어도 하나의 인접 기지국과 정보를 교환하도록 구성된 송수신부를 더 포함하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 부하 예측을 위한 정보는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국이 서비스하고 있는 단말 수, 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 서비스하고 있는 단말 중 오버로드 단말 수, 전력 제어 및 핸드오버 단말 집합을 결정하는 기지국을 선택할 때 공정성(fairness)을 고려하기 위한 백오프 카운터(backoff counter) 값, 상기 기지국에서 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 것으로 예상되는 단말 수에 대해 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 오버로드 단말을 K개 증가시키는 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 제1 전력변화량, 그리고 상기 기지국에서 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 핸드오버 할 것으로 예상되는 단말 수에 대해 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 오버로드 단말을 K개 감소시키는 상기 적어도 하나의 인접 기지국의 제2 전력변화량 중, 적어도 하나 이상을 포함하는 장치.


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