KR102017175B1 - 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 단말에서 수행되는 자원 할당 방법은, 상기 단말과 액세스 링크를 통해 통신을 수행하는 기지국으로부터 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신하는 과정과, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 기지국으로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 수신하는 과정과, 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

Description

인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATING RESOURCES FOR A COMMUNICATION BETWEEN BASE STATIONS IN IN-BAND BASED COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 기지국과 기지국 간의 프론트 홀 링크(Fronthaul Link)에서 인-밴드 기반의 통신을 수행하기 위한 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신 시스템에서 기지국(Base Station : BS)과 기지국 또는 기지국과 게이트웨이(gateway)는 백홀(Backhaul) 링크를 통해 점 대 점(point-to-point) 통신으로 연결될 수 있다. 상기 백홀 링크는 어느 하나의 기지국과 다른 기지국이 코어 네트워크(Core Network)를 통해 점 대 점 방식으로 연결되는 통신 링크를 의미한다. 이러한 백홀 링크를 통한 통신을 위해서는 각 기지국에 별도의 하드웨어 설치가 요구된다.
도 1 은 일반적인 통신 시스템에서 점 대 점 방식으로 기지국들이 연결되는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템에서 각 기지국은 백홀 링크를 통하여 연결될 수 있는데, 일 예로 기지국 1과 기지국 11은 백홀 링크(101)를 통해 연결될 수 있다. 두 개의 기지국이 점 대 점 방식으로 연결되는 경우, 각 기지국은 서로 다른 하드웨어를 이용한다. 일 예로 도 1에서 기지국 1이 3-계층(tier) 내에 있는 다른 18개의 기지국들과의 점 대 점 방식으로 연결되기 위해서는 그 기지국 1에 18개의 하드웨어가 요구된다. 인-밴드(in-band) 기반 통신은 통신 시스템에서 단말과 기지국간의 액세스 링크(Access Link)에 사용되는 자원을 프론트 홀 링크에 동일하게 사용하는 통신 방식을 의미한다. 여기서 상기 프론트 홀 링크를 이용한 통신은 기지국과 기지국 사이에서 코어 네트워크를 경유하지 않고 직접 통신이 수행된다.
도 2는 인-밴드(in-band) 기반 통신 시스템에서 액세스 링크와 프론트 홀 링크에서 자원 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 시스템은 시분할 다중(Time Division Duplex) 방식으로 자원 할당이 이루어짐을 가정한다. 도 2를 참조하면, 액세스 링크에 할당된 자원이 동시에 프론트 홀 링크에 할당되는 것을 볼 수 있다. 인-밴드 기반 통신을 하게 되면, 기지국은 프론트 홀 링크를 위한 별도의 하드웨어를 사용하지 않고도 기존 액세스 링크에 사용되는 하드웨어를 재사용할 수 있게 되는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 상기 인-밴드 기반 통신은 프론트 홀 링크를 위한 별도의 자원을 요구하지 않기 때문에 기지국의 운용 측면에서도 장점이 존재한다. 도 2는 액세스 링크(201)와 프론트 홀 링크(203)에서 자원 할당의 일 예를 나타낸 것이다. 도 2에서 DL은 다운 링크 자원 할당, UL은 업 링크 자원 할당을 의미한다. 상기 액세스 링크와 프론트 홀 링크는 다음과 같은 3 가지 측면에서 구분된다.
첫째, 액세스 링크를 구성하는 노드들(nodes)은 단말과 기지국이며, 프론트 홀 링크를 구성하는 노드들은 서로 다른 기지국으로 구성된다. 둘째, 액세스 링크 통신은 기지국과 다수의 단말간에 이루어지는 일대다 통신인데 반해, 프론트 홀 링크 통신은 기지국과 기지국간의 일대일 통신이다. 셋째, 전송 거리는 액세스 링크에 비해 프론트 홀 링크가 더 멀리 전송이 가능하다.
인-밴드 기반으로 통신 자원을 사용할 경우, 동일한 자원을 액세스 링크와 프론트 홀 링크에서 동시에 사용하기 때문에 두 링크간에 서로 간섭을 주게 되는 문제점이 발생한다.
도 3은 인-밴드 기반으로 통신 자원을 할당할 때 액세스 링크와 프론트 홀 링크간에 발생하는 간섭을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에서 기지국(31)과 기지국(33)은 프론트 홀 링크(301)로 연결되어 있으며, 기지국(31)과 단말(35)는 액세스 링크(303)로 연결되어 각 링크에서 통신을 수행함을 가정한다. 만약 프론트 홀 링크(301)와 액세스 링크(303)에 인-밴드 기반으로 동일한 통신 자원이 할당되어 동시에 전송이 수행되면, 각 링크(301, 303)는 서로 간섭을 주게 된다.
일반적으로 액세스 링크(303) 보다 프론트 홀 링크(301)의 전송 거리가 더 멀기 때문에 기지국(31)이 전송을 할 때 액세스 링크(303)보다 프론트 홀 링크(301)에 보다 많은 전송 전력을 할당하게 된다. 따라서 도 3에서 액세스 링크(303)가 프론트 홀 링크(301)에 주는 간섭보다는 프론트 홀 링크(301)가 액세스 링크(303)에 주는 간섭의 영향이 더 크다. 또한 단말(35)은 프론트 홀 링크(301)로부터 간섭 영향으로 인해 액세스 링크(303)를 통해 수신한 신호의 정상적인 복호가 어려운 문제점이 발생한다.
미국 공개특허공보 2011/0256833호 (2011.10.20) 미국 공개특허공보 2013/0155990호 (2013.06.20)
본 발명은 인-밴드 기반 통신 시스템에서 프론트 홀 링크가 액세스 링크에 주는 간섭을 고려하여 기지국간 통신을 위한 자원을 할당하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 본 발명은 인-밴드 기반 통신 시스템에서 프론트 홀 링크가 액세스 링크에 주는 간섭을 최소화하도록 기지국간 인-밴드 기반 통신을 위한 자원을 할당하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 단말에서 수행되는 자원 할당 방법은, 상기 단말과 액세스 링크를 통해 통신을 수행하는 기지국으로부터 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신하는 과정과, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 기지국으로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 수신하는 과정과, 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반의 기지국간 통신을 지원하는 통신 시스템의 단말은, 기지국과 액세스 링크를 통해 데이터를 송수신하는 송수신부와, 상기 기지국으로부터 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신하고, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 기지국으로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 수신하며, 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 기지국에서 수행되는 자원 할당 방법은, 서비스 지역내 단말들에게 간섭 프리 예상 지역 정보를 전송하는 과정과, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 단말들로부터 수신하는 과정과, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 전송하는 과정과, 상기 적어도 하나의 단말로부터 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 수신하여 상기 프론트 홀 링크에 대한 자원을 할당하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반의 통신을 지원하는 통신 시스템의 기지국은, 다른 기지국과 프론트 홀 링크를 통해 데이터를 송수신하는 제1 통신 인터페이스와, 서비스 영역내 단말들과 액세스 링크를 통해 데이터를 송수신하는 제2 통신 인터페이스와, 상기 단말들에게 간섭 프리 예상 지역 정보를 전송하고, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 단말들로부터 수신하며, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 전송하며, 상기 적어도 하나의 단말로부터 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 수신하여 상기 프론트 홀 링크에 대한 자원을 할당하는 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
도 1 은 일반적인 통신 시스템에서 점 대 점 방식으로 기지국들이 연결되는 일 예를 나타낸 도면,
도 2는 인-밴드(in-band) 기반 통신 시스템에서 액세스 링크와 프론트 홀 링크에서 자원 할당을 설명하기 위한 도면,
도 3은 인-밴드 기반으로 통신 자원을 할당할 때 액세스 링크와 프론트 홀 링크간에 발생하는 간섭을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 통신을 위한 자원 할당을 위해 간섭 프리 예상 지역을 결정하는 방식을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 통신을 위한 자원 할당 방식을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 단말에서 수행되는 자원 할당 방법을 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 기지국에서 수행되는 자원 할당 방법을 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 자원 할당 동작을 설명하기 위한 상태도,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 MDT 방법을 이용하여 프론트 홀 링크를 측정하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반의 기지국간 통신을 지원하는 통신 시스템의 단말의 구성을 나타낸 블록도,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반의 통신을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 구성을 나타낸 블록도.
하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 실시 예는 통신 시스템에서 단말과 기지국간의 액세스 링크와 기지국과 기지국간의 프론트 홀 링크에서 인-밴드 기반의 통신을 수행하기 위한 자원 할당 시 프론트 홀 링크가 액세스 링크에 주는 간섭을 최소화할 수 있는 자원 할당 방법 및 장치를 제안한 것입니다.
이를 위해 본 발명의 실시 예에서 기지국은 단말에게 프론트 홀 링크에 의한 간섭 영향이 정해진 임계값 보다 적을 것으로(즉 실질적인 간섭 영향이 적을 것으로) 예상되는 간섭 프리 예상 지역 정보 또는 프론트 홀 링크에 의한 간섭 영향이 통상적으로 존재할 것으로 예상되는 간섭 예상 지역 정보를 전송하고, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보 또는 상기 간섭 예상 지역 정보를 수신한 단말은 자신이 간섭 프리 예상 지역 또는 간섭 예상 지역에 위치하는 지 여부를 기지국으로 주기적으로 피드백 전송합니다.
그리고 본 발명의 실시 예에서 기지국은 프론트 홀 링크를 통해 전송해야 할 데이터가 있는 경우, 단말로부터 수신한 피드백 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말에게 프론트 홀 링크의 측정을 지시하고, 그 측정 결과를 기반으로 인-밴드 기반 통신을 위한 자원을 할당합니다. 상기한 본 발명의 자원 할당 방식에 의하면, 기지국간 인-밴드 통신을 수행 시 프론트 홀 링크가 액세스 링크에 주는 간섭 영향을 최소화할 수 있다.
이하 도 4 내지 도 11을 참조하여 기지국간 인-밴드 통신 시 본 발명의 자원 할당 방식을 구체적으로 설명하기로 한다.
기지국이 인-밴드 기반으로 통신을 하게 되면, 프론트 홀 링크에서 액세스 링크로 간섭이 발생되며, 간섭 발생이 예상되는 간섭 예상 지역은 특정 영역으로 한정된다. 두 기지국들이 고정되어 있고, 고정된 두 기지국들 사이에 프론트 홀 링크가 만들어 지기 때문에 프론트 홀 링크로 인해 형성되는 빔의 모양은 변하지 않는다. 따라서 일정한 빔 패턴이 만들어 지며, 그 빔 패턴에 따라 서비스 지역은 간섭 프리 예상 지역과 간섭 예상 지역으로 구분된다.
본 발명의 실시 예에서는 프론트 홀 링크로 인한 간섭 프리 예상 지역 정보를 기지국이 단말에게 알려주고, 단말은 해당 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 경우, 기지국에게 해당 단말이 간섭 프리 예상 지역에 위치함을 나타내는 피드백 정보를 전송한다. 기지국은 단말로부터 수신한 피드백 정보를 근거로 인-밴드 통신을 위해 프론트 홀 링크와 액세스 링크에 동일한 자원을 할당할 수 있는지 판단하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 통신을 위한 자원 할당을 위해 간섭 프리 예상 지역을 결정하는 방식을 설명하기 위한 도면으로서, 이는 기지국이 안테나 어레이(antenna array)를 통해 프론트 홀 링크의 신호를 전송할 때 나타나는 빔 패턴에 따른 안테나 이득을 나타낸 것이다.
도 4에서 세로 축은 프론트 홀 링크에서 안테나 이득, 가로 축은 안테나의 앙각(elevation angle)을 의미한다. 참조 번호 401은 프론트 홀 링크에서 생성된 빔 패턴에 따른 안테나 이득의 임계값이고, 상기 임계값은 프론트 홀 링크에 의한 간섭 영향이 적을 것으로 예상되는 미리 결정된 값으로 설정된다. 상기 프론트 홀 링크가 생성된 두 기지국들은 각자의 빔 패턴에 의한 안테나 이득을 구할 수 있다. 안테나 이득을 계산하는 구체적인 방식은 공지된 방식을 이용할 수 있다. 도 4에서 참조 번호 403은 안테나 이득의 깊은 지역(deep region)을 나타내며, 프론트 홀 링크 신호의 안테나 이득이 임계값(401) 보다 낮은 깊은 지역(403)에 있을 경우, 기지국은 서비스 지역 내에서 상기 깊은 영역(403)에 해당되는 지역을 간섭 프리 예상 지역으로 결정한다.
본 발명의 실시 예에서 간섭 프리 예상 지역 정보는 상기 간섭 프리 예상 지역을 나타내는 위도, 경도, 반경 정보로 표현될 수 있다. 다른 실시 예로 상기 간섭 프리 예상 지역 정보는 상기 간섭 프리 예상 지역을 나타낼 수 있는 지역 식별자, 좌표 정보 등 미리 정해진 각종 위치 정보를 이용할 수 있다.
기지국은 도 4의 실시 예와 같이 결정된 간섭 프리 예상 지역 정보를 서비스 지역 내 단말들에게 시스템 정보로 방송하고, 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신한 각 단말은 자신이 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 주기적으로 또는 비주기적으로 기지국으로 전송한다. 또한 상기 간섭 프리 예상 지역 정보는 기지국에 처음 연결되는 단말들에게 전송될 수 있다. 기지국은 상기 피드백 정보를 전송한 단말들 중에서 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 단말들을 확인하고, 상기 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말에게 프론트 홀 링크에 대한 측정을 지시하고, 상기 적어도 하나의 단말로부터 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 수신하고, 그 측정 결과를 근거로 기지국간 인-밴드 통신을 위한 자원 할당을 수행한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 통신을 위한 자원 할당 방식을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 본 발명의 실시 예에서 기지국은 아래 <수학식 1>을 이용하여 인-밴드 통신을 위한 자원 할당 여부를 결정한다.
Figure 112013063109300-pat00001
상기 <수학식 1>에서 RSRP(Reference Signal Recieved Power)Access는 액세스 링크에서 전송되는 기준 신호의 수신 전력이고, RSRPFronthaul는 프론트 홀 링크에서 전송되는 기준 신호의 수신 전력이다. 상기 RSRPAccess와 RSRPFronthaul는 각각 단말에서 측정되어 기지국으로 전송될 수 있다. 그리고 β는 자원 할당 파라미터(resource allocation parameter)로 이용되는 시스템 변수이다. 기지국은 <수학식 1>에서 RSRPAccess와 RSRPFronthaul의 두 측정값의 비가 β보다 크면 두 링크에 동일한 자원을 할당하고, 두 측정값의 비가 β보다 작거나 같으면, 두 링크간에 다른 자원을 할당한다.
도 5은 기지국(BS1)(51)이 프론트 홀 링크(501)를 통해 기지국(BS2)(53)과 통신을 수행하고, 두 개의 액세스 링크(503, 505)를 통해 두 단말(MS1, MS2)(55, 57)과 통신을 수행하는 상황을 가정한 것이다. 도 5의 예에서 기지국(BS1)(51)은 프론트 홀 링크(501)를 통해 기지국(BS2)(53)에게 전송을 수행하려고 할 때, 간섭 프리 예상 지역(521)에 위치하는 단말(55)에게 프론트 홀 링크(501)에 대한 측정을 지시한다.
도 5에서 단말(55)은 프론트 홀 링크(501)에 대한 측정 결과(RSRPFronthaul)를 기지국(51)으로 전송하고, 또한 액세스 링크(505)에 대한 측정 결과(RSRPAccess)를 기지국(51)으로 전송한다. 상기 측정 결과(RSRPFronthaul)와 측정 결과(RSRPAccess)는 기지국(51)으로 함께 전송되거나 또는 해당 측정 시점에 따라 각각 전송될 수 있다. 그러면 상기 측정 결과(RSRPFronthaul)와 측정 결과(RSRPAccess)를 수신한 기지국(51)은 <수학식 1>에 따라 그 측정 값의 비가 β 보다 큰 지 확인하여 큰 경우, 도 5의 예와 같이 프론트 홀 링크(501)와 액세스 링크(505)에 동일한 자원(511, 515)를 할당한다.
다른 실시 예로 단말(55)이 프론트 홀 링크(501)와 액세스 링크(505)에 대한 측정을 수행한 후, <수학식 1>에 따라 그 측정 값의 비가 β 보다 큰 지 또는 작은 지를 나타내는 정보를 기지국(51)으로 전송할 수 있다. 이 경우 기지국(51)은 단말(55)로부터 수신한 정보를 근거로 그 측정 값의 비가 β 보다 큰 것으로 확인된 경우, 도 5의 예와 같이 프론트 홀 링크(501)와 액세스 링크(505)에 동일한 자원(511, 515)를 할당한다.
그리고 기지국(51)은 간섭 프리 예상 지역(521)에 위치하지 않은(즉 간섭 예상 지역에 위치하는) 단말(57)에게는 도 5의 예와 같이 프론트 홀 링크(501)와 액세스 링크(503)에 각각 서로 다른 자원(511, 513)을 할당한다.
상기한 본 발명의 실시 예에 의하면, 간섭 프리 예상 지역(521)에 위치하는 단말(55)의 액세스 링크(505)와 프론트 홀 링크(501)에 동일한 자원(515, 511)을 할당할 수 있으므로 자원의 효율적인 할당이 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 단말에서 수행되는 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 601 과정에서 단말은 기지국으로부터 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신한다. 603 과정에서 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신한 단말은 자신이 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 또는 간섭 예상 지역에 위치하는 지를 나타내는 피드백 정보를 기지국으로 주기적으로 또는 비주기적으로 전송한다. 만약 단말이 간섭 예상 지역에 위치하는 경우, 605 과정에서 단말은 기지국으로 예컨대, "0"을 피드백 정보로 전송한다. 만약 단말이 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 경우, 607 과정에서 단말은 기지국으로 예컨대, 기지국으로 "1"을 피드백 정보로 전송한다. 이후 프론트 홀 링크를 통해 전송될 데이터가 발생된 경우, 상기 607 과정에 따라 기지국으로 "1"을 피드백 정보로 전송한 단말은 609 과정에서 기지국으로부터 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 수신한다.
상기 측정 요구 메시지를 수신한 단말은 611 과정에서 프론트 홀 링크에 대한 측정을 수행하고, 613 과정에서 그 측정 결과를 기지국으로 전송한다. 그러면 기지국은 단말로부터 수신한 상기 측정 결과를 토대로 기지국간 인-밴드 통신을 위한 자원을 할당한다. 상기 613 과정에서 측정 결과는 액세스 링크에 대한 측정 결과를 함께 포함할 수 있다. 다른 실시 예로 단말은 상기 <수학식 1>에 따라 프론트 홀 링크와 액세스 링크의 측정 값들의 비가 β 보다 큰 지 또는 작은 지를 나타내는 정보를 기지국으로 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 기지국에서 수행되는 자원 할당 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 701 과정에서 기지국은 도 4의 실시 예와 같이 프론트 홀 링크에서 생성된 빔 패턴에 따른 안테나 이득이 임계값 보다 낮은 간섭 프리 예상 지역을 결정하고, 703 과정에서 기지국은 간섭 프리 예상 지역에 대한 정보를 서비스 지역 내 단말들에게 전송한다. 이후 705 과정에서 기지국은 상기 간섭 프리 예상 지역에 대한 정보를 수신한 단말들로부터 해당 단말들이 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 각각 수신하여 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말에 대한 단말 정보를 저장한다.
이후 707 과정에서 기지국은 프론트 홀 링크를 통해 전송될 데이터가 발생된 경우, 709 과정에서 상기 단말 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 것으로 확인된 적어도 하나의 단말에게 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 전송한다. 이후 711 과정에서 기지국은 도 5의 예에서 설명한 방식으로 간섭 프리 예상 지역의 단말로부터 측정 결과를 수신하고, 713 과정에서 기지국은 상기 측정 결과를 토대로 프론트 홀 링크의 수신 신호 전력(RSRPFronthaul)에 대한 액세스 링크의 수신 신호 전력(RSRPAccess)의 비가 정해진 임계 값(예컨대, 자원 할당 파라미터 β) 보다 큰 지 판단하여, 그 측정 값의 비가 임계 값(β) 보다 큰 경우 715 과정에서 프론트 홀 링크와 액세스 링크에 동일한 자원을 할당한다. 한편 그 측정 값의 비가 임계 값(β) 보다 작거나 같은 경우 717 과정에서 기지국은 프론트 홀 링크와 액세스 링크에 서로 다른 자원을 할당한다. 또한 상기 713 과정에서 상기 측정 값의 비와 임계 값(β)의 크기를 비교하는 동작이 단말에서 수행될 경우, 상기 713 단계의 동작은 생략될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 자원 할당 동작을 설명하기 위한 상태도로서, 도 8은 기지국(81)과 기지국(83) 간의 프론트 링크(L1)를 통한 인-밴드 통신을 위한 자원 할당 시 동작을 나타낸 것이다.
도 8에서 기지국(81)은 801 과정에서 간섭 프리 예상 지역 정보를 포함한 시스템 정보를 단말(85)에게 방송한다. 803 과정에서 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 토대로 간섭 예상 지역에 위치함을 확인한 단말(85)은 자신이 간섭 예상 지역에 위치함을 나타내는 예컨대, "0"의 피드백 정보를 주기적으로 기지국(81)으로 전송한다. 이후 단말(85)이 간섭 프리 예상 지역(R1)으로 이동한 경우, 805 과정에서 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 토대로 간섭 프리 예상 지역에 위치함을 확인한 단말(85)은 자신이 간섭 프리 예상 지역(R1)에 위치함을 나타내는 예컨대, "1"의 피드백 정보를 주기적으로 기지국(81)으로 전송한다. 그러면 상기 피드백 정보를 수신한 기지국(81)은 간섭 프리 예상 지역(R1)에 위치하는 단말 정보(예컨대, 단말 식별자)를 저장한다.
이후 807 과정에서 네트워크(87)로부터 또는 다른 이유로 프론트 홀 링크(L1)을 통해 전송될 데이터가 발생하면, 809 과정에서 기지국(81)은 간섭 프리 예상 지역(R1)에 위치하는 단말(85)에게 프론트 홀 링크(L1)에 대한 측정 요구 메시지를 전송한다. 상기 측정 요구 메시지를 수신한 단말(85)은 측정 준비를 하고, 810 과정에서 기지국(81)은 프론트 홀 링크(L1)의 측정을 위한 기준 신호(reference signal)를 전송한다. 본 발명에서 액세스 링크의 측정을 위한 기준 신호와 프론트 홀 링크(L1)의 측정을 위한 기준 신호는 구분된 신호를 사용한다. 811 과정에서 단말(85)은 프론트 홀 링크(L1)의 측정을 위한 기준 신호를 측정한다.
이후 813 과정에서 단말(85)은 프론트 홀 링크(L1)에 대한 측정 결과를 기지국(81)으로 전송하고, 815 과정에서 기지국(81)은 그 측정 결과를 토대로 프론트 홀 링크(L1)의 수신 신호 전력(RSRPFronthaul)에 대한 액세스 링크의 수신 신호 전력(RSRPAccess)의 비가 정해진 임계 값 보다 큰 경우, 인-밴드 통신을 위해 프론트 홀 링크(L1)와, 단말(85)과 기지국(81) 간의 액세스 링크에 동일한 통신 자원을 할당한다.
한편 도 8의 실시 예는 기지국이 간섭 프리 예상 지역 정보를 단말에게 전송하여 인-밴드 기반의 통신 자원 할당을 수행하였으나, 다른 실시 예로 상기 간섭 프리 예상 지역 정보 대신에 간섭 예상 지역 정보를 전송하여 인-밴드 기반의 통신 자원 할당을 수행할 수 있다. 이 경우 기지국은 상기 간섭 예상 지역 정보를 포함한 시스템 정보를 단말에게 방송한다. 상기 간섭 예상 지역 정보를 토대로 간섭 예상 지역에 위치함을 확인한 단말은 자신이 간섭 예상 지역에 위치함을 나타내는 예컨대, "0"의 피드백 정보를 주기적으로 기지국으로 전송한다.
한편 상기 간섭 예상 지역 정보를 토대로 간섭 예상 지역에 위치하지 않음을 확인한 단말은 자신이 간섭 예상 지역에 위치하지 않음(즉 간섭 프리 예상 지역에 위치함)을 나타내는 예컨대, "1"의 피드백 정보를 주기적으로 기지국으로 전송한다. 그러면 상기 "1"의 피드백 정보를 수신한 기지국은 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 단말 정보(예컨대, 단말 식별자)를 저장한다. 이후 동작은 도 8의 실시 예와 동일하다.
한편 본 발명의 실시 예에서 빔 패턴 기반의 간섭 프리 예상 지역은 실제 환경을 고려하지 않은 정보이다. 따라서 실제로 빔 패턴에 의한 간섭 프리 예상 지역뿐만 아니라 간섭 지역 내에도 간섭 프리 지역이 존재할 수도 있다. 따라서 간섭 프리 예상 지역에 대한 정보를 획득하기 위해 MDT(Minimization of Driving Test) 방법을 이용하는 것도 가능하다. 상기 MDT는 사용자의 조작 또는 기지국의 요구가 없더라도 서빙 셀(serving cell) 또는 인접 셀(neighbor cell)에 대한 측정 결과를 기지국에게 전달함으로 인해 단말의 구동 테스트(driving test)를 위한 운영 비용을 절감시키는 방법이다. 상기 MDT 방법을 이용하는 경우, 상기 MDT 방법을 수행하는 동작 조건 중에 프론트 홀 링크에 대한 측정 조건을 포함시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 MDT 방법을 이용하여 프론트 홀 링크를 측정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 901 과정에서 기지국(91)은 단말(95)에게 간섭 예상 지역 정보를 포함하는 시스템 정보를 방송한다. 903 과정에서 단말(95)은 간섭 예상 지역에 있는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 주기적으로 기지국(91)으로 전송한다. 이때 단말(95)은 간섭 예상 프리 지역에 있지 않는 경우에는 "0"이라는 값을 피드백한다. 그리고 905 과정에서 기지국(91)은 빔 패턴에 의한 간섭 프리 예상 지역에 포함되지 않은 간섭 프리 예상 지역을 찾기 위해 "0"의 피드백 정보를 주기적으로 전송하고 있는 단말(95)에게 주기적으로 프론트 홀 링크(L1)에 대한 측정을 요구하는 측정 요구 메시지를 전송한다. 상기 측정 요구 메시지를 수신한 단말(95)은 프론트 홀 링크(L1)에 대한 측정 준비를 하고, 907 과정에서 기지국(91)은 프론트 홀 링크(L1)를 통해 측정을 위한 기준 신호를 전송한다. 이후 909 과정에서 단말(95)은 상기 기준 신호를 측정하고, 911 과정에서 측정 결과를 기지국(91)에게 전송한다. 그러면 기지국(91)은 단말(95)로부터 수신한 측정 결과를 바탕으로 새로운 간섭 프리 예상 지역에 대한 정보를 업데이트한다. 도 9의 동작은 기지국의 서비스 지역 내에 있는 다수의 단말들을 통해 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반의 기지국간 통신을 지원하는 통신 시스템의 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10의 단말은 무선 신호의 수신 신호 세기를 측정하는 측정부(1001), 무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 송신부(1005)와 수신부(1003)를 포함하는 송수신부, 그리고 도 4 내지 도 9의 실시 예에 따라 기지국으로부터 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신하고, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 기지국으로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 수신하며, 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 동작을 제어하는 제어부(1007)를 포함한다. 상기 제어부(1007)는 상기 측정부(1001)를 포함하여 구현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 인-밴드 기반의 통신을 지원하는 통신 시스템에서 기지국의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 11의 기지국은 다른 기지국과 프론트 홀 링크를 통해 데이터를 송수신하는 제1 통신 인터페이스(1101)와, 서비스 영역내 단말들과 액세스 링크를 통해 데이터를 송수신하는 제2 통신 인터페이스(1103)와, 도 4 내지 도 9의 실시 예에 따라 상기 단말들에게 간섭 프리 예상 지역 정보를 전송하고, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 단말들로부터 수신하며, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 전송하며, 상기 적어도 하나의 단말로부터 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 수신하여 상기 프론트 홀 링크에 대한 자원을 할당하는 동작을 제어하는 제어부(1107)를 포함한다.
따라서 상기한 본 발명의 실시 예에 의하면, 인-밴드 기반으로 프론트 홀 링크와 액세스 링크에 자원을 할당함으로써 무선 자원의 효율성을 높일 수 있다. 또한 기지국간 통신을 위한 별도의 하드웨어가 요구되지 않고, 링크 품질에 따라 동적 또는 적응적으로 서비스를 제공할 수 있다. 아울러 기지국간 통신을 위해 코어 네트워크를 통하지 않고도 기지국간에 직접적인 통신이 가능하기 때문에 효율적인 서비스의 제공이 가능하다.

Claims (20)

  1. 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 단말에서 수행되는 자원 할당 방법에 있어서,
    상기 단말과 액세스 링크를 통해 통신을 수행하는 기지국으로부터 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신하는 과정;
    상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하는 과정;
    상기 피드백 정보를 근거로 상기 기지국으로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 수신하는 과정; 및
    상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하고,
    상기 프론트 홀 링크의 수신 신호 전력에 대한 상기 액세스 링크의 수신 신호 전력의 비가 정해진 임계 값 보다 큰 경우, 상기 인-밴드 통신을 위해 상기 프론트 홀 링크와 상기 액세스 링크에 동일한 자원이 할당되는 자원 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역 정보는 상기 기지국이 전송하는 시스템 정보에 포함되어 방송되는 자원 할당 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 상기 기지국으로 주기적으로 전송되는 자원 할당 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역은 상기 프론트 홀 링크에서 생성된 빔 패턴에 따른 안테나 이득이 정해진 임계값 보다 낮은 지역인 자원 할당 방법.
  6. 인-밴드 기반의 기지국간 통신을 지원하는 통신 시스템의 단말에 있어서,
    기지국과 액세스 링크를 통해 데이터를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 기지국으로부터 간섭 프리 예상 지역 정보를 수신하고, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 기지국으로 전송하며, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 기지국으로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 수신하며, 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 상기 기지국으로 전송하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 프론트 홀 링크의 수신 신호 전력에 대한 상기 액세스 링크의 수신 신호 전력의 비가 정해진 임계 값 보다 큰 경우, 상기 인-밴드 통신을 위해 상기 프론트 홀 링크와 상기 액세스 링크에 동일한 자원이 할당되는 단말.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역 정보는 상기 기지국이 전송하는 시스템 정보에 포함되어 방송되는 단말.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 피드백 정보를 상기 기지국으로 주기적으로 전송하도록 제어하는 단말.
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역은 상기 프론트 홀 링크에서 생성된 빔 패턴에 따른 안테나 이득이 정해진 임계값 보다 낮은 지역인 단말.
  11. 인-밴드 기반 통신 시스템에서 기지국간 통신을 위해 기지국에서 수행되는 자원 할당 방법에 있어서,
    서비스 지역내 단말들에게 간섭 프리 예상 지역 정보를 전송하는 과정;
    상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 단말들로부터 수신하는 과정;
    상기 피드백 정보를 근거로 상기 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 전송하는 과정; 및
    상기 적어도 하나의 단말로부터 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 수신하여 상기 프론트 홀 링크에 대한 자원을 할당하는 과정을 포함하고,
    상기 자원을 할당하는 과정은, 상기 프론트 홀 링크의 수신 신호 전력에 대한 액세스 링크의 수신 신호 전력의 비가 정해진 임계 값 보다 큰 경우, 상기 인-밴드 통신을 위해 상기 프론트 홀 링크와 액세스 링크에 동일한 자원을 할당하는 과정을 포함하는 자원 할당 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역 정보는 시스템 정보에 포함되어 방송되는 자원 할당 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 주기적으로 수신되는 자원 할당 방법.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역은 상기 프론트 홀 링크에서 생성된 빔 패턴에 따른 안테나 이득이 정해진 임계값 보다 낮은 지역인 자원 할당 방법.
  16. 인-밴드 기반의 통신을 지원하는 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    다른 기지국과 프론트 홀 링크를 통해 데이터를 송수신하는 제1 통신 인터페이스;
    서비스 지역내 단말들과 액세스 링크를 통해 데이터를 송수신하는 제2 통신 인터페이스; 및
    상기 단말들에게 간섭 프리 예상 지역 정보를 전송하고, 상기 간섭 프리 예상 지역 정보를 근거로 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 지 여부를 나타내는 피드백 정보를 상기 단말들로부터 수신하며, 상기 피드백 정보를 근거로 상기 간섭 프리 예상 지역에 위치하는 적어도 하나의 단말로부터 상기 기지국간 통신을 위한 프론트 홀 링크에 대한 측정 요구 메시지를 전송하며, 상기 적어도 하나의 단말로부터 상기 프론트 홀 링크에 대한 측정 결과를 수신하여 상기 프론트 홀 링크에 대한 자원을 할당하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 프론트 홀 링크의 수신 신호 전력에 대한 상기 액세스 링크의 수신 신호 전력의 비가 정해진 임계 값 보다 큰 경우, 상기 인-밴드 통신을 위해 상기 프론트 홀 링크와 액세스 링크에 동일한 자원을 할당하는 기지국.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역 정보는 시스템 정보에 포함되어 방송되는 기지국.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 피드백 정보는 주기적으로 수신되는 기지국.
  19. 삭제
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 간섭 프리 예상 지역은 상기 프론트 홀 링크에서 생성된 빔 패턴에 따른 안테나 이득이 정해진 임계값 보다 낮은 지역인 기지국.
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