KR101910008B1 - 이동통신 시스템에서 셀간 간섭 관리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따르는 무선통신 시스템의 기지국에서 데이터를 송수신하는 방법은 단말이 측정한 간섭 관련 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 간섭 관련 정보를 기반으로 상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하는 단계; 상기 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 인접한 기지국에 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 기지국은 인접한 기지국에 파워 할당 유형의 정보를 교환함으로써 보다 적은 비트 수의 정보를 통해서 보다 정확한 간섭 관리가 가능한 효과가 있다. 또한 제안한 발명의 경우 파워 할당 정보의 유형을 유동적으로 제안할 수 있음에 따라 간섭 정보를 전달할 수 있는 비트 수를 유동적으로 조절할 수 있는 효과가 있다. 또한 소형 기지국들이 무선 백홀을 통해 간섭 관리가 이루어지는 상황에서도 간섭 관리를 위한 정보의 양을 줄일 수 있으므로 오버헤드를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 소형 기지국(Home NodeB)와 마크로 기지국 사이에 간섭 정보 교환에 있어서도 오버헤드가 줄어드는 효과가 있다.

Description

이동통신 시스템에서 셀간 간섭 관리 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR INTER CELL INTERFERENCE COORDINATION IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서 셀간 간섭을 제어 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 셀 간 간섭 정보를 교환 함에 있어 간섭 정보 또는 파워 할당 정보에 관한 분포를 전달 하는 방법 및 장치에 관한 발명이다.
무선 통신 시스템의 기지국에 있어서 인접한 기지국의 파워할당 정보를 교환하는 방법으로 RNTP(Relative Narrowband Transmit Power)정보 교환 방식이 있다. DL RNTP(Downlink Relative Narrowband Transmit Power Indication)는 LTE에서는 다운링크 간섭관리에서 사용되는 메시지이며, 이 정보는 X2 인터페이스를 통해서 서로 교환될 수 있다. 보다 구체적으로, RNPT 는 각 단위 무선자원(RB: Resource Block)별 할당된 전송 전력이 기준치(threshold)를 넘었는지 여부를 1bit의 지시자를 통해 나타낸다.
PRB(Physical Resource Block)의 최대 송신 전력이 어떤 임계치 이상을 넘지 못할 경우 상기 지시자를 0으로 설정할 수 있다. 이는 상기 RB에 대해서는 임계치가 넘는 전력을 할당 하지 않는다는 의미로 이를 기반으로 인접 기지국은 상기 PRB에 대해 적은 간섭의 가능성을 예측할 수 있다.
한편 PRB에 송신 전력을 할당 할 때 임계치를 넘는 전력을 할당할 경우 상기 지시자를 1로 설정할 수 있다. 따라서 인접한 기지국은 상기 기지국이 해당 PRB에 할당하는 송신 전력의 제한이 없다는 것을 인지하고, 해당 RB에 높은 간섭의 가능성을 예측할 수 있다.
따라서 인접한 기지국은 0의 정보를 나타내는 RB에 대해서는 해당 RB는 간섭을 적게 받는다고 판단하게 되고, 기지국은 해당 RB을 셀 경계 사용자에게 할당하고 높은 전력을 사용할 수 있다. 반면, 1의 정보를 나타내는 RB에 대해서는 해당 RB은 간섭을 많이 받겠다고 판단하게 되고, 기지국은 해당 RB을 셀 안쪽 사용자에게 할당하고 비교적 낮은 전력을 할당해 인접 셀로 간섭이 많이 가지 않도록 조절해 준다. 그러나 이와 같은 간섭 정보 교환의 경우 인접한 기지국이 많아 지거나, 사용하는 대역폭이 커짐에 따라 RB의 갯수가 많아질 경우 간섭 정보 교환을 위한 데이터 송수신의 오버헤드가 커지게 된다. 또한 기지국 내의 단말의 위치에 따라 보다 정밀한 파워 할당을 하기 어려운 문제점을 가지게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 인접 기지국 사이에 간섭 정보 교환의 오버헤드를 줄이고, 보다 정밀한 전력 할당 정보를 교환 할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 보다 구체적으로 소형 기지국간의 간섭 관리를 수행하기 위해 필요한 오버헤드 문제와 문턱 값을 이용해 도출된 모든 RB에 대한 비트맵 정보를 전송하는 다소 단조로운 방식이 가지는 문제점을 둘 다 적절히 해결하는 방안을 제시하는 것이 목적이다. 그리하여, 적은 양의 오버헤드로 소형 기지국간 간섭관리를 가능하게 함과 동시에 단조로운 방식에서 탈피해 유연한 간섭 관리를 할 수 있게 할 것이다. 또한, 이와 같은 정보 교환의 오버헤드를 기지국의 시스템 파라미터를 조절함으로써 유동적으로 조절 할 수 있는 방법 및 장치를 제안함으로써 무선 백홀을 이용한 동적인 간섭 조율방식에 적용하기에 적합한 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 무선통신 시스템의 기지국에서 데이터를 송수신하는 방법은 단말이 측정한 간섭 관련 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 간섭 관련 정보를 기반으로 상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하는 단계; 상기 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 인접한 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르는 무선통신 시스템에서 데이터를 송신하는 기지국은 단말이 측정한 간섭 관련 정보를 송신하는 송수신부; 및 상기 수신한 간섭 관련 정보를 기반으로 상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하고, 상기 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 송수신부는 상기 결정된 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 인접한 기지국에 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 기지국은 인접한 기지국에 파워 할당 유형의 정보를 교환함으로써 보다 적은 비트 수의 정보를 통해서 보다 정확한 간섭 관리가 가능한 효과가 있다. 또한 제안한 발명의 경우 파워 할당 정보의 유형을 유동적으로 제안할 수 있음에 따라 간섭 정보를 전달할 수 있는 비트 수를 유동적으로 조절할 수 있는 효과가 있다. 또한 소형 기지국들이 무선 백홀을 통해 간섭 관리가 이루어지는 상황에서도 간섭 관리를 위한 정보의 양을 줄일 수 있으므로 오버헤드를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 소형 기지국(Home NodeB)와 마크로 기지국 사이에 간섭 정보 교환에 있어서도 오버헤드가 줄어드는 효과가 있다.
도 1은 실시 예에 따른 기지국 간의 간섭 정보를 교환하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 이동 통신 시스템 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 실시 예에 따른 파워 할당 유형 테이블을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시 예에 따른 파워 할당 유형 테이블을 결정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 기지국이 파워 할당을 하고, 인접 기지국에 간섭 관련 정보를 전달하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 기지국이 단말 및 인접 기지국 사이에 간섭 관련 정보를 송수신하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 기지국이 파워 할당 유형을 결정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시 예에 따른 발명을 통한 간섭 정보 교환 및 기존의 RNTP를 이용한 간섭 정보 교환 시의 성능을 비교하기 위한 도면이다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
또한 실시 예의 기술에 있어서 RB(Resource Block)에 대하여 기지국이 할당하는 전송 파워 및 인접한 기지국의 신호에 의한 간섭의 분포 형태를 pdf(probability density function)이라는 용어를 사용하여 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들의 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 기지국 간의 간섭 정보를 교환하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면 무선통신을 위한 시스템은 1개 이상의 기지국(110, 120, 130)을 포함할 수 있다. 상기 각 기지국(110, 120, 130)은 각기 통신을 할 수 있는 범위 안에 있는 단말과 데이터를 송수신 할 수 있다. 상기 통신을 할 수 있는 범위를 셀이라 표현할 수 있다. 각 기지국(110, 120, 130)은 인접한 기지국과 공통되는 영역의 셀을 가질 수 있고, 상기 공통되는 영역에 있는 단말과 데이터를 송수신 할 때, 인접한 기지국과 상기 단말 사이에 데이터 송수신 신호에 따른 간섭으로 인해 데이터 송수신 시 에러 확률이 높아질 수 있다. 따라서 각 기지국(110, 120, 130)은 상기 간섭으로 인한 통신 에러 확률을 줄이기 위해서 간섭 관련 정보를 인접 기지국과 교환할 수 있다.
상기 간섭 관련 정보는 RNTP 정보를 포함할 수 있다. 실시 예에서 제1기지국(110)은 제1기지국이 단말에 할당한 서브밴드 별 송신 전력과 관련된 지시자를 인접한 제2기지국(120) 및 제3기지국(130)에 전달할 수 있다. 상기 지시자는 제1기지국이 각 RB별로 할당하는 전력이 임계치(threshold) 값을 넘는지 여부를 지시하는 값일 수 있다. 보다 구체적으로 특징 RB에 할당하는 전력의 크기가 임계 값을 넘지 못할 경우 상기 RB에 대한 지시자는 0으로 설정될 수 있고, 특정 RB에 할당하는 전력의 크기가 입계 값을 넘을 수 있는 경우 상기 RB에 대한 지시자를 1로 설정할 수 있다. 상기 RNTP에 관한 정보를 수신한 제2기지국(120) 및 제3기지국(130)은 상기 수신한 RNTP 정보를 기반으로 간섭 가능성을 예측할 수 있고, 상기 예측된 간섭 가능성을 기반으로 RB에 전력을 할당 할 수 있다. 보다 구체적으로 특정 RB에 관한 지시자가 0으로 송신된 경우, 인접한 기지국은 상기 RB에 전력을 임계값 이상으로 할당하지 않으므로 상기 RB에 다한 간섭 가능성이 낮다는 것을 짐작할 수 있다. 이에 따라 인접한 기지국의 RNTP를 수신한 기지국은 이를 기반으로 상기 RB를 단말에 할당할 수 있다. 실시 예에 따라 간섭 가능성이 적은 RB를 각기지국의 경계에 위치하는 단말에 할당할 수 있다. 이와 같이 RNTP정보의 전송을 통해 인접한 기지국 사이에 간섭을 줄이고 보다 신뢰성 높은 통신을 하는 것이 가능하다.
도 2는 실시 예에 따른 이동 통신 시스템 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 실시 예에 따르는 통신 시스템은 매크로 기지국(210)과 연결된 소형 기지국(220, 230, 240)을 포함할 수 있다. 매크로 기지국(210)과 소형 기지국(220, 230, 240)은 무선 또는 유선으로 연결 될 수 있다. 실시 예에 따라서 매크로 기지국(210)과 소형 기지국(220, 230, 240)은 무선 백홀 링크를 통해서 연결될 수 있다.
소형 기지국(220, 230, 240)은 각 통신 가능한 셀내의 단말(User Equipment, UE)(250)가 데이터를 송수신 할 수 있다. 실시 예에 따라 소형 기지국(220, 230, 240)은 단말(250) 무선 접속 링크를 통해 데이터를 송수신 할 수 있다.
실시 예에 따라 각 소형 기지국(220, 230, 240)이 형성 하는 셀과 인접한 경계지역에 위치하는 단말(255)은 복수개의 기지국(220, 230)에서 송신되는 신호의 간섭으로 인해 데이터 송수신 시에 에러의 확률이 늘어 날 수 있으며 이와 같은 확률을 줄이기 위해 각 기지국(220, 230, 240)사이에 RNTP 정보의 공유 이외의 간섭 관련 정보를 공유할 필요성이 제시된다. 따라서 실시 예에서는 각 기지국(220, 230, 240)사이에 RB별로 할당한 전력에 관한 정보 또는 각 RB별 간섭 정보를 보다 정밀하게 공유할 수 있는 방법에 대해서 제안한다. 보다 구체적으로 기지국은 단말이 보고하는 간섭 파워 또는 전력 할당의 유형을 공유하고, 상기 유형에 관련된 정보를 공유함으로써 기지국 간 간섭관리를 가능하게 할 수 있다. 실시 예에서 편의상 소형 기지국으로 설명을 하나 이는 소형 기지국에 제한된 실시 예가 아님을 밝혀 둔다.
실시 예에서 단말 및 기지국은 각각 다른 구성요소와 데이터를 송수신 할 수 있는 송수신부 및 상기 송수신부를 통해 오가는 데이터를 기반으로 연산을 수행하고, 상기 송수신부를 제어할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 파워 할당 유형 테이블을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고 하면, 단계 310에서 기지국은 단말에 할당한 RB당 전송 전력 및 단말로부터 수신된 간섭 정보 중 하나 이상을 저장할 수 있다.
상기 할당된 RB 당 전송 전력은 기지국이 셀 내부의 단말에 RB 별로 전송하는 송신 전력의 크기를 포함한다. 상기 RB 당 전송 전력은 인접한 기지국의 전력 할당 정보 또는 단말이 보고한 간섭 정보를 기반으로 결정 될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 기지국이 기 설정된 값에 의해 단말에 각 RB별로 송신 전력 값을 결정할 수 있다. 상기 할당된 송신 전력의 크기는 양자화 되어서 저장될 수 있으며 상기 양자화의 정도는 실시 예에 따라 가변적으로 변화 될 수 있으며 바람직하게는 전체 송신 가능 범위 내에서 4 내지 6bit 정도의 값으로 양자화 될 수 있다.
상기 단말로부터 수신된 간섭 정보는 단말이 측정한 CQI(Channel Quality Indicator)값 및 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 단말은 특정 주기로 자신의 위치에서 인접 기지국의 간섭 파워를 측정할 수 있다. 상기 단말은 상기 측정된 간섭 파워의 정보를 포함하는 신호를 기지국으로 전송할 수 있다. 상기 간섭 파워의 정보는 양자화 되어 상기 기지국으로 전송될 수 있으며, 바람직하게 4 내지 6bit로 양자화 될 수 있다.
단계 320에서 기지국은 상기 저장된 RB 당 전송 전력 또는 상기 저장된 간섭 정보의 분포가 기 설정된 기준에 부합되는지 판단할 수 있다. 상기 기 설정 된 기준은 저장된 값이 일정 횟수 이상의 측정 값을 포함함으로써 RB 별로 할당되는 전력 또는 수신된 간섭 신호 값이 유의미한 분포를 가질 수 있도록 결정될 수 있다. 상기 설정 된 기준은 시스템에 따라 유동적으로 적용 될 수 있다. 보다 구체적으로 보다 정밀한 유형을 확보하기 위해서 확보되는 유형의 개수를 늘릴 수 있으며, 오버헤드를 줄이기 위해 보다 적은 유형을 구할 수 있도록 상기 기준을 가변적으로 할 수 있다. 또한 상기의 기준은 기 설정된 횟수 이상 상기 RB당 할당된 전력 정보를 저장하였거나, 상기 단말로부터 간섭 관련 정보를 수신한 것을 포함할 수 있다.
단계 330에서 기지국은 상기 단계 320에서 저장된 정보를 기반으로 파워 할당 유형 테이블을 생성을 위해 생성 알고리즘을 적용할 수 있다. 이를 통해 상기 저장된 정보를 기반으로 가장 많은 유형을 지닐 수 있는 파워 할당 정보 또는 간섭 정보의 유형을 추출해 낼 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 단계 310을 통해 아래와 같이 M개의 훈련 벡터(training vector)를 저장할 수 있다. 한기 훈련 벡터는 RB 별 측정된 간섭의 크기의 합, RB 별 할당된 전송 전력의 크기의 합을 포함할 수 있다.
Figure 112012091591619-pat00001
여기서, 벡터 x는 모든 RB을 나타내며, RB의 개수(k)만큼의 차원을 가질 수 있다. 또한 M은 벡터 x의 통계적 특성을 파악할 수 있도록 충분히 큰 값이 되는 것이 바람직하다. 이하에서 N을 파워 할당 유형의 개수라 할 수 있다. 따라서 파워 할당 유형의 집합을 아래와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112012091591619-pat00002
여기서, 파워 할당 유형 벡터 c는 RB들의 개수인 k만큼의 차원을 가진다. Sn 을 특정 파워 할당 유형 cn 과 연관된 인코딩 영역이라고 정의할 수 있다. 또한 모든 파티션 집합 P를 아래와 같이 표시한다.
Figure 112012091591619-pat00003
그러면, Q(xm)으로 표시되는 도출 된 파워 할당 유형 xm의 근사 백터는 cn으로 표현될 수 있다.
Figure 112012091591619-pat00004
이에 따라 평균 자승 오차(Mean Square Error, MSE)로 표현 되는 평균 왜곡의 식은 아래와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112012091591619-pat00005
여기서,
Figure 112012091591619-pat00006
파워 할당 유형 결정시, 실시 예에 따른 바람직한 설계 목표는 주어진
Figure 112012091591619-pat00007
와
Figure 112012091591619-pat00008
에 대해서,
Figure 112012091591619-pat00009
를 최소화 시키는
Figure 112012091591619-pat00010
와
Figure 112012091591619-pat00011
를 찾는 것이 될 수 있다. 만약
Figure 112012091591619-pat00012
와
Figure 112012091591619-pat00013
가
Figure 112012091591619-pat00014
를 최소화 시킨다면, 아래의 두 조건을 만족 할 수 있다.
(1) Nearest Neighbor Condition :
Figure 112012091591619-pat00015
(2) Centroid Condition :
Figure 112012091591619-pat00016
실시 예에 따라 파워 할당 유형 테이블을 위와 같은 조건에 의해 도출하기 위해서는 벡터 양자화 설계(VQ design) 알고리즘인 Linde-Buzo-Gray(LBG) VQ알고리즘을 적용하면 파워 할당 유형 테이블을 도출 할 수 있다.상기와 같은 알고리즘은 이상적인 해를 얻기 위해 반복적으로 수행될 수 있는 알고리즘(iterative algorithm)일 수 있다.
단계 340에서 기지국은 단계 330에서 적용된 알고리즘에 의한 결과값을 기반으로 파워 할당 유형 테이블을 도출할 수 있다. 상기 테이블은 실시 예에 따라 유동적으로 생성 될 수 있다. 보다 자세한 파워 할당 유형을 결정하기 위해 테이블의 개수를 늘릴 수 있으며, 전송의 오버헤드를 줄이기 위해 테이블의 개수를 줄일 수도 있다.
단계 350에서 기지국은 상기 도출된 파워할당 유형 테이블을 저장하고, 상기 도출된 파워할당 유형 테이블의 정보를 포함하는 신호를 타 기지국으로 전송할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 테이블의 정보는 각 파워 할당 유형의 인덱스 값을 포함할 수 있으며, 이에 따라 각 기지국은 상기 인덱스 값의 교환을 통해 파워 할당 유형을 알릴 수 있다.
이와 같이 복수회의 트레이닝 벡터의 수집을 통해 기지국의 RB 별 파워 할당 유형 또는 측정된 간섭 파워의 유형에 관한 테이블을 결정할 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 파워 할당 유형 테이블을 결정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 코드 백터(code vector)(420)은 하나의 파워 할당 유형을 나타내며, 인코딩 영역(encoding region)(410)은 서로 다른 파워 할당 유형의 경계를 포함한다. 실시 예의 도면에서는 벡터의 차원이 2차원이고 파워 할당 유형 테이블의 개수인 N이 16이다. 다른 실시 예의 경우 벡터의 차원은 사용되는 RB 만큼의 차원을 가질 수 있고, 파워 할당 유형 테이블의 개수는 시스템이 요구하는 정밀도에 따라 달라질 수 있다. 보다 자세한 유형의 구분을 위해서는 N의 수치를 크게 할 수 있으며, 전송에 따른 오버헤드를 줄이기 위해서는 N의 수치를 작게 할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 각기 다른 파워 할당 유형의 테이블을 결정할 수 있다.
또한 다른 실시예에 따를 경우 Training vector의 elements들 중에서 특정 임계 값(threshold)보다 큰 값을 가지는 elements들에 상대적으로 높은 웨이팅(weighting) 값을 곱한다. 모든 Training vectors에 대해서 이와 같이 적용하여 Training vector set을 재구성 한다. 이는 상기 특정 임계 값 이상의 값을 가지는 elements들이 인접한 기지국에 보다 높은 간섭 확률을 가지기 때문에 우선적으로 고려 될 필요성이 있기 때문이다. 상기 기지국은 새롭게 재구성 된 Training vector set을 이용하여 pdf table을 생성한다. 실제 input vector(RB당 파워할당정보)의 파워 할당 유형의 인덱스를 결정할 때, input vector 역시 각 element에 대해서 상기 특정 문턱 값 이상의 값을 가지는 elements에 상대적으로 높은 웨이팅 값을 곱하여 재구성 된 input vector를 사용하여 파워 할당 유형의 인덱스를 결정한다. 여기서, weight 값은 pdf table, 즉, code vectors들을 생성할 경우에, 인접셀의 관점에서 dominant한 간섭 성분의 정보에 상대적으로 더 민감하게 반응하도록 해주는 역할을 한다. 즉, 웨이팅 값이 높을수록 간섭성분에 더 민감하게 반응한다. 전체적인 MSE값과 간섭성분의 민감도는 상호절충관계에 있다. 따라서, 적절한 웨이팅 값의 결정이 필요하다. 앞서 언급한 임계 값(threshold)은 간섭을 받게 되는 인접 기지국의 입장에서 결정적 간섭(dominant interference)의 결정 기준이 되는 파라미터이다. 또한 실시 예에 따라 상기 특정 임계 값을 고려하는 방안은 상기와 같은 pdf table을 생성할 때 뿐만 아니라 후에 상기 기지국이 파워 할당 유형의 파워 할당 유형의 인덱스를 결정 할 때도 고려 될 수 있다.
이와 같은 방법으로 수집된 파워 할당 정보 또는 간섭 정보를 기반으로 N개의 유형을 추출할 수 있다.
또한 실시 예에 따라 PDF 유형의 개수 N과 각각의 유형들이 각 소형 기지국마다 다를 수가 있다. 이와 같은 경우 인접 소형 기지국들 간에는 서로의 PDF유형 테이블을 공유할 수 있다.
PDF유형의 개수 N은 셀간 간섭 관리의 정확도와 비례하고, 복잡도와 오버헤드 측면에서는 상호절충(trade-off)관계에 있으므로, 사업자의 필요에 따라 설정할 수 있는 설계 파라미터의 의미를 가질 수 있다. 소형 기지국간 간섭 관리를 위해 보내어지는 PDF유형의 index정보는 특정 비트로 간단히 표현 가능하다.
측정된 파워 할당의 분포와 유사한 파워 할당 유형의 index를 결정하기 위해 사용 되는 판별법은 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112012091591619-pat00017
여기서,
Figure 112012091591619-pat00018
위의 식은 "Relative entropy"또는 "Kullback-Leibler distance"라 불리는 식이며,
Figure 112012091591619-pat00019
이 찾고자 하는 파워 할당 유형의 index값이 된다. 즉, 현재 도출 된 PDF x와 와"Relative entropy"값이 가장 작은 테이블 내의 PDF유형이
Figure 112012091591619-pat00020
이라는 의미이다.
Figure 112012091591619-pat00021
을 찾기 위해서는 아래와 같이 최소 자승 오차를 통한 방법을 사용하는 것도 가능하다.
Figure 112012091591619-pat00022
이와 같은 식을 통해 상기 기지국이 측정한 파워 할당 분포와 가장 유사한 파워 할당 유형의 인덱스를 결정할 수 있다.
도 5는 실시 예에 따른 기지국이 파워 할당을 하고, 인접 기지국에 간섭 관련 정보를 전달하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 기지국은 단말로부터 간섭 정보 및 SINR 정보 중 하나 이상을 포함한 정보를 수신할 수 있다. 상기 수신한 정보는 RB 별 간섭 정도를 나타낼 수 있는 신호일 수 있다. 또한 기지국은 1개 이상의 단말로부터 상기 정보를 수신할 수 있으며, 상기 각 단말로부터 수신한 정보를 저장할 수 있다. 보다 구체적으로 RB가 포함되는 서브밴드 별 간섭의 크기를 나타낼 수 있는 수치를 합산하여 저장할 수 있다.
실시 예에 따르면 상기 기지국은 상기 단말로부터 간섭 정보를 수신할 수 있다. 상기 간섭 정보는 상기 단말이 기 설정된 주기에 따라 상기 단말의 위치에서 인접한 기지국들의 간섭 파워에 대한 측정 값을 각 RB별로 측정할 수 있다. 또한 상기 단말은 상기 간섭 정보의 측정 값을 양자화 시켜서 기지국으로 전송할 수 있다. 다만 경우에 따라서 상기 단말은 상기 간섭 정보 보고 시에, 적절한 임계 값을 이용한 간섭 검출을 수행하여 0과 1의 비트맵 정보로 피드백 양을 줄일 수 있다. 상기 기지국은 상기 단말단부터 수신한 각각의 RB당 간섭 정보를 기반으로 간섭 파워의 합산을 수행하고 이를 기반으로 파워 밀도 함수(Power Density Function, PDF)를 도출할 수 있다. 상기 PDF는 실시 예에 따라 서브 밴드별 간섭의 합을 표시한 함수일 수 있다. 이와 같이 PDF를 추출함으로써 간섭의 유형을 판단할 때 도출된 PDF를 비교함으로써 유사한 유형을 파악할 수 있는 효과가 있다.
단계 520에서 상기 기지국은 인접한 기지국으로부터 상기 인접한 기지국의 파워할당 유형의 정보를 수신할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 단계 520는 선택적으로 수행될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 기지국이 최초로 단말에 전송 파워 할당을 할 경우, 상기 인접기지국으로부터 상기 인접 기지국의 파워할당 유형 정보를 수신하지 않을 수도 있다. 상기 파워할당 유형의 정보는 기 수신된 파워 할당 유형의 부분 집합 중 특징 유형의 인덱스를 나타내는 값일 수 있다. 이와 같이 특정 유형의 인덱스를 수신함으로써 상기 기지국은 상기 인접 기지국의 파워 할당 정보를 수신하는데 필요한 데이터 양을 줄일 수 있는 효과가 있다.
단계 530에서 상기 기지국은 단계 510 및 단계 520에서 수신한 정보 중 하나 이상을 기반으로 단말에 전송 파워 할당을 할 수 있다. 상기 전송 파워 할당은 상기 기지국이 상기 단말에 송신하는 하향링크 전송에 대한 파워 할당을 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 단계 510 및 단계 520에서 수신된 정보를 기반으로 높은 간섭이 예측되는 RB가 포함되는 서브밴드의 경우 상기 기지국에 인접해 있는 단말에게 할당하거나, 높은 파워로 전송함으로써 간섭으로 인한 에러의 확률을 줄일 수 있다.
단계 540에서 상기 기지국은 단계 530에서 할당한 서브밴드 별 파워 할당 유형의 인덱스를 결정할 수 있다. 상기 파워 할당 유형의 인덱스를 결정하는 과정은 도 3에서 설명한 과정에 의해 귀납적으로 얻어진 파워 할당 유형과 가장 유사한 파워 할당 유형을 선택하여 상기 유형의 인덱스를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 기지국이 단계 530에서 할당한 파워 할당의 분포 값이 미리 결정된 파워 할당 유형과 일치하지 않은 경우에도, 결정된 파워 할당 유형의 테이블 중 평균 할당 파워 차이의 합이 가장 적은 유형의 인덱스를 선택할 수 있다. 또한 다른 실시 예의 경우 상기 파워 할당 유형의 인덱스를 결정 할 때, 특정 임계 값 이상의 파워 할당을 한 경우 상기 임계 값 이상의 파워 할당을 한 서브밴드의 경우 보다 높은 가중치를 두어 우선적으로 유사한 파워 할당 유형의 부분 집합을 찾고 상기 임계 값 이하의 파워 할당을 한 서브밴드와 유사한 파워 할당 유형을 상기 부분 집합 중에서 선택하는 방법을 통해 상기 파워 할당 유형의 인덱스를 결정할 수 있다.
단계 550에서 상기 기지국은 단계 540에서 결정된 상기 기지국의 파워 할당 유형의 인덱스를 상기 기지국과 인접한 기지국에 전송할 수 있다. 이후 상기 인접한 기지국은 상기 기지국이 전송한 파워 할당유형의 인덱스를 기반으로 상기 인접한 기지국의 단말에 하향링크 전송 파워를 할당할 수 있다.
도 6은 실시 예에 따른 기지국이 단말 및 인접 기지국 사이에 간섭 관련 정보를 송수신하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면 단계 610에서 단말(602)은 기지국(604)에 현재 단말(602)의 위치에서 측정한 SINR 정보 및 인접기지국(606)을 포함한 타 기지국으로부터 수신된 간섭 파워 정보 중 하나 이상을 기지국(604)으로 송신 할 수 있다. 상기 정보들은 단말(602)이 각 서브밴드 별로 측정 될 수 있으며, 단말은 상기 정보들을 선택적으로 양자화 하여 전송할 수 있다.
단계 620에서 기지국(604)은 단계 602에서 수신한 정보를 기반으로 단말에 자원 할당 및 송신하는 전송 파워를 조절할 수 있다.
단계 630에서 기지국(604)는 단계 610에서 수신된 정보 및 단계 620에서 할당한 정보 중 하나 이상을 기반으로 할당된 전력 PDF 또는 간섭 PDF를 도출할 수 있다. 또한 상기 도출된 할당된 전력 PDF 또는 간섭 PDF와 유사한 파워 할당 유형의 인덱스를 결정할 수 있다. 기지국(604)은 파워 할당 유형의 인덱스 결정 시 실시 예에 따라 기 도출된 pdf 테이블에서 현재 할당된 파워 PDF 또는 간섭의 PDF와 유사한 파워 할당 유형의 인덱스를 결정 할 수 있다. 또한 실시 예에 따라 특정 임계 값 이상의 값을 가지는 서브 밴드의 파워 할당 값을 우선적으로 고려하여 파워 할당 유형의 인덱스를 결정할 수도 있다.
또한 다른 실시 예의 경우 전체 RB를 포함하는 서브밴드를 1개 이상의 부분집합으로 나누고 각각의 서브 밴드의 부분집합에 대한 파워 할당 유형의 테이블의 인덱스를 구하여서 각 부분 집합의 인덱스를 결정 하는 방법도 고려될 수 있다.
단계 640에서 기지국(604)은 인접기지국(606)에 단계 630에서 결정된 상기 파워 할당 유형의 인덱스 및 기지국(604)을 식별할 수 있는 아이디를 포함하는 정보를 전송할 수 있다.
단계 650에서 인접기지국(606)은 단계 640에서 수신한 정보를 기반으로 단말에 자원을 할당하고, 하향링크 전송을 위한 파워 컨트롤을 수행할 수 있다.
도 7은 실시 예에 따른 기지국이 파워 할당 유형을 결정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7(a)는 기지국이 측정한 서브밴드 별 간섭 pdf의 값이다. 가로 축은은 서브 밴드의 인덱스를 나타내고, 세로축은 간섭 파워의 상대적 값을 나타낸다. 실시 예에 따라 세로축의 값은 측정된 최대 간섭 파워에 대한 상대적인 비율의 값일 수 있다.
도 7(b)는 상기 기지국이 미리 측정한 간섭 파워에 또는 파워 할당 유형에 따라 결정된 파워 할당 유형을 나타내는 도면이다. 상기 기지국은 미리 결정된 파워 할당 유형을 저장할 수 있다. 상기 파워 할당 유형은 실시 예에 따라 N개가 저장될 수 있으며, 보다 정밀한 측정을 위해서 N 값을 크게 할 수 있으며, 전송의 오버헤드를 줄이기 위해서 N 값을 작게 할 수 있다.
도 7을 참조하면 상기 기지국이 측정한 간섭의 PDF는 도 7(a)와 같다. 상기 기지국은 상기 간섭의 PDF를 기반으로 도 7(b)의 미리 저장된 파워 할당 유형 중 유사한 형태의 간섭 할당 유형을 결정한다. 실시 예에서 간섭 할당 유형 중 인덱스 4번의 파워 할당 유형이 가장 유사하므로 상기 기지국은 상기 간섭 할당 유형의 인덱스 4번을 선택하고 이를 인접 기지국에 전송할 수 있다.
도 8은 실시 예에 따른 발명을 통한 간섭 정보 교환 및 RNTP를 이용한 간섭 정보 교환 시의 성능을 비교하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면 실시 예에 따른 파워 할당 유형의 인덱스를 사용하는 전송 방법과 25 bits의 RNTP indicator를 이용한 전송 방법을 사용할 경우 MSE에 대한 비교를 살펴볼 수 있다.
세로축은 MSE의 값을 나타내고, 가로축은 실시 예의 파워 할당 유형의 인덱스를 전송하기 위해 사용하기 위한 비트 수를 나타낸 값이다. 상기 파워 할당 유형의 인덱스를 전송하기 위해 사용되는 비트 수가 늘어 날수록 보다 다양한 파워 할당 유형의 종류를 전송 할 수 있으며 이에 따라 보다 정밀한 간섭 제어가 가능한 효과가 있다.
25 bits를 사용한 RNTP indication 방법과 비교 했을 때 실시 예의 파워 할당 유형의 인덱스를 사용한 방법의 경우 14bits 이상을 사용할 경우 보다 낮은 MSE로 데이터를 전송하는 것이 가능하다. 이와 같이 보다 적은 bits 수의 간섭 정보의 제공을 통해 MSE를 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (16)

  1. 무선통신 시스템의 기지국에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    단말이 측정한 간섭 관련 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 간섭 관련 정보를 기반으로 상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하는 단계;
    상기 측정한 간섭 관련 정보 및 상기 하향링크 자원 할당 정보를 기반으로 결정된 상기 단말의 서브밴드 별 송신 전력 할당 분포에 대응하는 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형에 관한 정보를 인접한 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형은 상기 단말에 대응하는 자원 블록(resource block, RB) 별 간섭 정보 및 상기 RB 별 할당된 전송 전력 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유형을 결정하는 단계는,
    복수개의 송신 전력 할당 분포 유형 중 상기 단말에 할당된 서브 밴드 별 하향링크의 송신 전력의 분포와 가장 유사한 것을 서브 밴드 별 송신 전력 할당 분포 유형으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유형을 결정하는 단계는,
    상기 단말에 할당된 서브 밴드 별 하향링크의 송신 전력 중 임계 값 이상의 전력이 할당된 서브 밴드의 할당된 송신 전력을 우선적으로 고려하여 서브 밴드 별 송신 전력 할당 분포를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기지국이 자원 할당하는 서브밴드를 2개 이상의 부분집합으로 나누는 단계; 및
    상기 부분집합 별 송신 전력 분포를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    인접한 기지국으로부터 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하는 단계는 상기 수신한 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 및 상기 수신한 간섭 관련 정보를 기반으로 상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 관련 정보를 수신하는 단계는
    상기 단말이 측정한 CQI(Channel Quality Indicator)값 및 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 중 하나 이상의 값을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 무선통신 시스템에서 데이터를 송신하는 기지국에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부를 제어하며, 단말이 측정한 간섭 관련 정보를 수신하고, 상기 수신한 간섭 관련 정보를 기반으로 상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하고, 상기 측정한 간섭 관련 정보 및 상기 하향링크 자원 할당 정보를 기반으로 결정된 상기 단말의 서브밴드 별 송신 전력 할당 분포에 대응하는 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형을 결정하고, 상기 결정된 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형에 관한 정보를 인접한 기지국에 전송하는 제어부를 포함하는 기지국.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형은 상기 단말에 대응하는 자원 블록(resource block, RB) 별 간섭 정보 및 상기 RB 별 할당된 전송 전력 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 복수개의 송신 전력 할당 분포 유형 중 상기 단말에 할당된 서브 밴드 별 하향링크의 송신 전력의 분포와 가장 유사한 것을 서브 밴드 별 송신 전력 할당 분포 유형으로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 단말에 할당된 서브 밴드 별 하향링크의 송신 전력 중 임계 값 이상의 전력이 할당된 서브 밴드의 할당된 송신 전력을 우선적으로 고려하여 서브 밴드 별 송신 전력 할당 분포를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기지국이 자원 할당하는 서브밴드를 2개 이상의 부분집합으로 나누고 상기 부분집합 별 송신 전력 분포를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 송수신부는 인접한 기지국으로부터 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포를 수신하고,
    상기 제어부는 상기 수신한 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 및 상기 수신한 간섭 관련 정보를 기반으로 상기 단말에 하향링크 자원 할당을 하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 단말이 측정한 CQI(Channel Quality Indicator)값 및 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio) 중 하나 이상의 값을 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형에 관한 정보는 상기 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형에 대응하는 인덱스 정보 및 기지국 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형에 관한 정보는 상기 하향링크 자원 할당의 서브밴드 별 송신 전력 분포 유형에 대응하는 인덱스 정보 및 기지국 식별 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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