KR102019918B1

KR102019918B1 - 무선 통신 시스템에서 기지국간 협력통신을 위한 자원할당 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102019918B1
Application number: KR1020120082081A
Authority: KR
Inventors: 장영빈; 손영문; 라케쉬
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2019-09-09
Also published as: US20140029531A1; US10149171B2; US10117104B2; WO2014017880A1; US20170181000A1; KR20140015904A

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국간 협력통신을 위한 자원할당 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에서는 복수의 기지국들 중 하나의 기지국을 논리적인 마스터(Master) 기지국으로 정하고, 나머지 기지국들을 논리적인 슬레이브(Slave) 기지국으로 관계설정을 하고, 상기 마스터 기지국에서 단말국으로의 자원할당을 위한 협상 및 결정과정을 수행한다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국간 협력통신을 위한 자원할당 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD OF RESOURCE ALLOCATION FOR COOPERATIVE TRANSMISSION AND RECEPTION AMONG BSS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 기지국간 협력 통신을 위한 자원 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

도 1는 종래의 무선통신 시스템의 복수개의 기지국들과 하나의 단말국간의 자원할당 방법을 도시한 도면이다.

도 1a에서는 기지국 제어장치(110)를 이용하여 복수개의 기지국(120a, 120b, 120c)들이 협력적으로 하나의 단말국(130)을 서비스하는 경우이다. 즉, 복수개의 기지국들(120a, 120b, 120c)에서 단말국(130)으로 하향링크로 데이터를 전송하거나 상향링크로 데이터를 전송받을 경우, 기지국 제어장치(110)에서 상기 복수개의 기지국들(120a, 120b, 120c)에서의 어떠한 무선 자원을 이용하여 하향링크 데이터를 전송할지 또는 상기 단말국(130)에서 어떠한 무선자원을 이용하여 상향링크 데이터를 전송할지를 기지국 제어장치(110)에서 결정하고, 기지국(120a, 120b, 120c)들 또는 단말국(130)으로 알려주게 된다. 즉, 상기 기지국 제어장치(110)는 중앙집중식 방식을 통하여, 복수개의 기지국들(120a, 120b, 120c)을 이용하여 단말국(130)에게 데이터 전송을 위한 자원할당 정보를 결정하고, 기지국들(120a, 120b, 120c) 및 단말국(130)으로 알려주게 된다.

도 1b에서는 독립적인 기지국들(140a, 140b, 140c)이 분산적 자원할당 방법을 통해 협력적으로 단말국(150)에게 서비스를 제공하는 경우를 도시한다. 상기 경우에는 각각의 기지국(140a, 140b, 140c)에서 단말국(150)으로의 무선자원 할당시에 독립적인 의사결정을 하게 되므로, 자원할당의 의사결정을 하나의 기지국에서 할 수 없다. 그러므로 각각의 기지국(140a, 140b, 140c)은 최대한 상호간 간섭을 최소화하는 방향으로 자원할당을 결정하게 된다. 즉, 기지국 1(140a)에서 단말국(150)으로 하향링크 및 상향링크 자원할당을 결정할 경우, 기지국 2(140b)와 기지국 3(140c)에서의 무선 채널의 간섭을 고려하여, 간섭을 최소화할 수 있는 무선자원을 할당 하게 된다. 각각의 기지국(140a, 140b, 140c)에서 상기 간섭정보를 획득하기 위해서, 기지국간 자원할당 정보를 주고 받거나, 직접 기지국 또는 단말국에서 간섭 정도를 측정하여, 이를 자원할당에 이용하기도 한다. 하지만 상기 도 1b의 경우에는 복수개의 기지국들이 서로간의 간섭이 적은 무선자원을 각각 할당하는 방법을 이용할 수 있지만 공통적으로 같은 무선자원을 이용하여 단말국을 서비스하기 위한 방법은 불가능하게 된다.

상기 종래기술에서 기술한 바와 같이 복수개의 독립적인 기지국들이 협력적으로 하나의 단말국을 서비스 하기 위해서는 상기 기지국들을 제어하는 제어장치가 기지국 상위에 존재하여 중앙집중식으로 무선자원 할당 방법을 결정(도 1a)하거나, 분산적으로 결정(도 1b)할 경우에는 상기 독립적인 기지국이 각각 간섭을 최소화하는 방법으로 단말국의 자원할당을 결정하게 된다.

본 발명에서는 복수의 기지국들에서 협력적으로 단말국과 통신을 수행할 경우, 무선 자원을 보다 효율적으로 할당하기 위해 누가 어떻게 자원을 할당할 것인지 결정하는 것에 대한 방법을 제안하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 마스터 기지국의 자원 할당 방법은 상기 슬레이브 기지국이 상기 단말에게 할당할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 슬레이브 기지국에 전송하는 단계, 상기 자원 할당 요청에 대응하는 수락 또는 거절을 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 상기 슬레이브 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 슬레이브 기지국과의 자원 할당 협상 결과를 포함하는 자원 할당 정보를 생성하여 상기 단말에게 전송하는 단계, 및 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 슬레이브 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 슬레이브 기지국의 자원 할당 방법은 상기 단말에게 할당하도록 요청된 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 마스터 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 마스터 기지국으로부터의 자원 할당 요청에 대한 수락 또는 거절을 결정하는 단계, 상기 결정 결과를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 생성하여 상기 마스터 기지국으로 전송하는 단계, 및 상기 마스터 기지국과의 자원 할당 협상 결과에 따라 결정된 자원을 통해 상기 마스터 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 마스터 기지국의 자원 할당 방법은 상기 슬레이브 기지국과 자원 할당 협상을 개시하기 위해 전송 데이터 관련 정보를 상기 슬레이브 기지국으로 전송하는 단계, 상기 단말에게 데이터를 전송하기 위한 자원 할당 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 슬레이브 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 슬레이브 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 슬레이브 기지국의 자원 할당 방법은 상기 마스터 기지국으로부터 전송되는 전송 데이터 관련 정보를 수신하여 상기 마스터 기지국과 자원 할당 협상을 개시하는 단계, 상기 단말에게 데이터를 전송하기 위한 자원 할당 정보를 생성하는 단계, 상기 생성된 자원 할당 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 마스터 기지국으로 전송하는 단계, 및 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 마스터 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 단말에게 자원을 할당하는 마스터 기지국은, 상기 단말 또는 인접 기지국과 유선 또는 무선 통신을 수행하는 유무선 인터페이스부, 및 상기 슬레이브 기지국이 상기 단말에게 할당할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 슬레이브 기지국에 전송하고, 상기 자원 할당 요청에 대응하는 수락 또는 거절을 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 상기 슬레이브 기지국으로부터 수신하며, 상기 슬레이브 기지국과의 자원 할당 협상 결과를 포함하는 자원 할당 정보를 생성하여 상기 단말에게 전송하고, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 슬레이브 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 단말에게 자원을 할당하는 슬레이브 기지국은, 상기 단말 또는 인접 기지국과 유선 또는 무선 통신을 수행하는 유무선 인터페이스부, 및 상기 단말에게 할당하도록 요청된 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 마스터 기지국으로부터 수신하고, 상기 마스터 기지국으로부터의 자원 할당 요청에 대한 수락 또는 거절을 결정하며, 상기 결정 결과를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 생성하여 상기 마스터 기지국으로 전송하고, 상기 마스터 기지국과의 자원 할당 협상 결과에 따라 결정된 자원을 통해 상기 마스터 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 단말에게 자원을 할당하는 마스터 기지국은, 상기 단말 또는 인접 기지국과 유선 또는 무선 통신을 수행하는 유무선 인터페이스부, 및 상기 슬레이브 기지국과 자원 할당 협상을 개시하기 위해 전송 데이터 관련 정보를 상기 슬레이브 기지국으로 전송하고, 상기 단말에게 데이터를 전송하기 위한 자원 할당 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 슬레이브 기지국으로부터 수신하며, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 슬레이브 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국 및 적어도 하나의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성하여 단말에게 협력적으로 자원을 할당하는 무선 통신 시스템에서 단말에게 자원을 할당하는 슬레이브 기지국은, 상기 단말 또는 인접 기지국과 유선 또는 무선 통신을 수행하는 유무선 인터페이스부, 및 상기 마스터 기지국으로부터 전송되는 전송 데이터 관련 정보를 수신하여 상기 마스터 기지국과 자원 할당 협상을 개시하고, 상기 단말에게 데이터를 전송하기 위한 자원 할당 정보를 생성하며, 상기 생성된 자원 할당 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 마스터 기지국으로 전송하고, 상기 자원 할당 정보에 따라 상기 마스터 기지국과 협력적으로 상기 단말에게 데이터를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 기지국들 중 하나의 기지국을 논리적인 마스터(Master) 기지국으로 정하고, 나머지 기지국들을 논리적인 슬레이브(Slave) 기지국으로 관계설정을 하고, 상기 마스터 기지국에서 단말국으로의 자원할당을 위한 협상 및 결정과정을 수행한다. 상기 마스터 기지국은 복수의 기지국들 중 어느 기지국이든지 마스터 기지국의 역할을 수행할 있고, 단말의 이동에 따라 마스터 기지국이 바뀔 수 있으므로 중앙집중식으로 미리 정해지는 기지국 제어장치와는 차별화 된다.

무선 통신시스템에서 독립적인 의사결정을 가지는 복수의 기지국들에서 상위의 제어기능을 가지는 장치 없이 자원할당 협의를 통해 분산적으로 하나의 단말국의 무선 자원할당 방법을 효과적으로 결정할 수 있다.

도 1은 종래의 무선통신 시스템의 복수개의 기지국들과 하나의 단말국간의 자원할당 방법을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에서의 복수의 기지국들과 단말국간의 마스터와 슬레이브 관계설정에 대한 실시예를 도시한 도면.
도 3은 마스터 역할을 수행하는 기지국에서 슬레이브 기지국의 자원을 이용하여 데이터 전송을 위한 자원할당을 협상하는 방법의 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에서의 자원할당 협상과정 중에 발생하는 자원충돌(Resource Conflict) 을 해결하는 방안을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에서 기술한 도 3, 4에서의 자원할당을 위해서 마스터 기지국이 가상셀의 다수의 기지국들과의 단말국 간의 무선 채널정보를 획득하는 방법을 도시한 도면.
도 6은 마스터 역할을 수행하는 기지국에서 슬레이브 기지국의 자원을 이용하여 데이터 전송을 위한 자원할당 협상 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에서의 자원할당 협상과정 중에 발생하는 자원충돌(Resource Conflict) 을 해결하는 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에서 기술한 도 6, 7에서의 자원할당을 위해서 마스터 기지국 및 슬레이브 기지국이 단말국간의 하향링크 무선 채널정보를 획득하는 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에서 기술한 도 6, 7에서의 자원할당을 위해서 마스터 및 슬레이브 기지국이 단말국간의 상향링크 무선 채널정보를 획득하는 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 단말국의 내부 구조를 도시하는 블록도.

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 생략한다.

도 2는 본 발명에서의 복수의 기지국들과 단말국간의 마스터와 슬레이브 관계설정에 대한 실시예를 도시한 도면이다.

상기 도 2에서 세 개의 기지국들(BS1, BS2, BS3)이 단말국(MS)에게 무선 데이터 서비스를 위한 가상셀(Virtual cell)을 구성한다고 가정하고, 상기 세 개의 기지국들이 협력적으로 단말국을 서비스 할 수 있다. 즉, 상기 단말국은 상기 세 개의 기지국들로부터 동시에 데이터를 수신하거나 전송이 가능하다. 또한 상기 단말국은 상기 세 개의 기지국 중 하나 또는 두 개의 기지국들으로부터 선택적으로 데이터를 수신하거나 전송하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 단말국이 세 개의 기지국들로부터 수신하는 데이터는 동일한 데이터일 수도 있다. 또는 상기 세 개의 기지국은 하나의 데이터를 크기가 동일한 또는 상이한 세 개의 데이터로 분할하여 각각 단말국으로 전송하고, 단말국은 상기 세 개의 데이터를 수신하고 이를 결합하여 본래 데이터로 복원할 수도 있다. 이하에서 기술되는 본 발명의 실시예에서는 상기 예시 중 어느 하나의 예시에 대해서만 국한되어 해석될 필요는 없다.한편, 상기 단말국에서 세 개의 기지국과 협력적으로 데이터 전송 및 수신과정을 수행하기 위해서는 상기 세 개의 기지국간에 마스터 기지국 및 슬레이브 기지국의 관계설정이 필요하다. 상기 마스터 기지국의 역할은 상기 세 개의 기지국들과 단말국과의 데이터 전송 및 수신시에 자원할당 정보를 협상하여 결정하는 권한을 가진다. 상기 슬레이브 기지국의 역할은 마스터 기지국과 단말국을 서비스하기 위한 자원협상을 협의하고, 상기 마스터에서 결정된 자원할당 정보를 이용하여, 단말국으로 데이터를 전송 또는 수신한다.

상기 도 2에서 도시되는 실시예를 통해 상기 마스터와 슬레이브 관계를 설정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

단말국의 전원이 켜지는 순간, 상기 단말국은 각 기지국들과 단말국간의 무선 신호의 품질을 측정할 수 있다. 상기 신호의 품질은 기지국들에서 오는 프리엠블(Preamble)과 같은 동기신호의 전력의 세기(Signal Strength), SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)을 측정하는 방법으로 알 수 있다. 상기 단말국에서는 각 기지국들로부터의 신호 품질을 측정한 후에 신호품질이 가장 우수한 하나의 기지국으로 네트웍 진입절차를 시도하게 된다. 상기 네트웍 진입절차가 성공적으로 끝나게 되면, 상기 네트웍 진입절차를 수행한 기지국이 마스터 기지국이 된다. 상기 마스터 기지국은 상기 단말국으로부터 다른 기지국의 신호 품질에 대한 보고를 받아서, 상기 단말국과 데이터 송수신이 가능한 다른 기지국들을 슬레이브 기지국로 설정하게 된다. 상기 방식으로 단말이 네트웍 진입절차를 수행한 마스터 기지국과, 상기 마스터 기지국이 설정한 슬레이브 기지국은 하나의 가상 셀을 구성하게 되고, 상기 가상 셀은 상기 단말국에게 협력적으로 서비스를 제공한다.

상기 내용을 도 2를 통해 상세히 설명하면, 시간 T1에서 기지국 1이 상기 단말국의 마스터 기지국이고, 기지국 2, 3이 슬레이브 기지국이라고 가정하면, 상기 기지국 1, 2, 3 은 마스터 기지국인 기지국 1의 제어 하에 단말국을 서비스하기 위한 가상셀을 구성하게 되고, 협력적으로 데이터 송수신이 가능하게 된다.

한편, 시간 T2에서는 단말국이 이동하여, 기지국 1과 기지국 3 보다 기지국 2에서의 신호 품질이 좋으면, 현재 마스터 역할을 수행하는 기지국 1에서 기지국 2로 마스터의 역할을 넘겨줄 수 있다. 마찬가지로 시간 T3에서는 단말국이 이동하여, 기지국 1과 기지국 2보다 기지국 3에서의 신호 품질이 좋다라고 판단되면, 현재 마스터 역할을 수행하는 기지국 2에서 기지국 3으로 마스터 역할을 넘겨줄 수 있다.

즉, 단말국을 서비스하기 위한 복수개의 기지국들(기지국1,2,3)이 가상셀을 형성하고 협력적으로 데이터 통신을 수행할 수 있을 경우, 상기 가상셀에 속한 하나의 기지국이 마스터 역할을 수행하고, 다른 기지국들은 슬레이브 역할을 수행하게 된다.

상기 가상셀에 속한 복수의 기지국들 중에서 어떻게 마스터 기지국을 설정할지에 대해서는 상기 도 2에서의 예시와 같이 단말국간의 신호품질을 이용하여 결정할 수도 있고, 상기 가상셀을 구성하는 기지국들 중에서 2계층인 MAC(Medium Access Control) 계층상에서의 단말의 정보를 관리하는 서빙(Serving) 기지국이 될 수도 있으며, 아니면 기지국들 상위에 존재하는 게이트웨이(Gateway)나 기지국을 제어하는 장치에서 결정할 수도 있다. 상기 마스터 기지국을 결정하는 방법의 실시예는 매우 다양하게 존재할 수 있지만, 본 발명의 내용은 상기 마스터 기지국과 슬레이브 기지국을 설정하는 방법과 독립적으로 상기 마스터 기지국과 슬레이브 기지국간의 관계를 이용한 무선 자원할당 방법에 대해서 자세히 기술하도록 한다.

도 3은 마스터 역할을 수행하는 기지국에서 슬레이브 기지국의 자원을 이용하여 데이터 전송을 위한 자원할당을 협상하는 방법의 실시예를 도시한 도면이다.

하나 이상의 기지국들로 구성된 가상셀에서 하나의 마스터 기지국(310)과 하나 또는 다수의 슬레이브 기지국(320a, 320b, 320c)이 존재하면, 마스터 기지국(310)에서는 단말국(330)으로 다음과 같은 협력적인 자원할당이 가능하다.

상기 마스터 기지국(310)에서 단말국(330)과 가상셀을 구성하는 모든 기지국과의 무선채널 정보, 어느 정도 데이터 가용 자원에 여유가 있는지에 대한 데이터 가용자원 정보 등을 알고 있다고 가정하면, 마스터 기지국(310)에서는 슬레이브 기지국(320a, 320b, 320c)들과 자원할당을 위한 협상과정(Negotiation process)을 수행한다. 상기 협상과정은 다음과 같다.

마스터 기지국(310)에서는 S310 단계에서 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)로 자원할당요청 메시지를 전송한다. 상기 자원할당요청 메시지는 마스터 기지국(310)이 슬레이브 기지국에(320a, 320b, 320c)에게 단말국으로 할당하도록 요청하는 무선자원정보, 즉, 무선 자원의 주파수자원 및 시간의 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다. 본 발명에서의 실시예에서는 OFDM 시스템을 가정할 경우, 상기 무선자원정보란 OFDM 자원블록(Resource block, 이하 RB라고 한다)의 개수 (OFDM 서브채널과 OFDM 심볼로 구성)에 대한 정보를 의미할 수 있다.

본 실시예에서는 마스터 기지국(310)은 슬레이브 기지국(320a, 320b, 320c)이 단말국에게 특정 무선 자원을 할당하도록 요청할 수 있다. 이러한 경우, 마스터 기지국(310)은 OFDM 서브 채널과 OFDM 심볼을 특정하여 슬레이브 기지국(320a, 320b, 320c)에게 알려줄 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스터 기지국(310)은 자원할당요청 메시지를 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)로 전송 시에, 상기 단말국(330)에게 서비스하고자 하는 데이터를 함께 전송할 수도 있다. 또는, 상기 단말국(330)에게 서비스하고자 하는 데이터를 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)이 이미 보유하고 있는 경우에는, 특정 데이터를 지정하여 상기 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)에게 알려줄 수도 있다.

상기 자원할당요청 메시지를 받은 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)은 S320 단계에서, 마스터 기지국(310)에서 요청한 무선자원(RB)에 대해서 수락, 거절 또는 마스터에서 요청한 RB 중에서 가용한 RB에 대한 정보를 자원할당 응답 메시지를 통해서 알려주게 된다. 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)은 자신의 가용한 자원 상태, 다른 단말국을 서비스하기 위한 자원과 마스터 기지국(310)으로부터 요청받은 자원 상호 간의 충돌 발생 여부, 무선 채널 상황 등의 정보를 종합적으로 고려하여, 마스터 기지국(310)의 자원 할당 요청을 수락할지, 거절할지 또는 일부만 수락할지 여부를 결정한다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.

마스터 기지국(310)은 상기 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)에서의 자원할당 응답 메시지를 받게 될 경우, 이에 대한 자원할당 확인 메시지 (Confirm on Response)를 S330 단계를 통해 전송할 수 있다. 또한, 단말국(330)으로 전송해야 하는 데이터를 현 시점까지 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)과 공유하지 않은 경우, 상기 마스터 기직국(310)은 상기 S330 단계에서 상기 자원할당 확인 메시지와 함께 상기 슬레이브 기지국에서 단말국으로 전송해야 하는 데이터를 함께 전송할 수도 있다.

상기 자원할당 확인 메시지 (Confirm on Response)에는 상기 슬레이브 기지국(320a, 320b, 320c)에서 보낸 자원할당 응답 메시지에 대해서 최종적으로 수락 또는 거절할지를 결정하는 정보 또는 결정된 자원할당에 대한 스케줄링 정보를 포함하여 슬레이브 기지국에게 알려주게 된다. 상기 자원할당 메시지는 자원할당 응답메시지에서 포함된 정보에 따라서 생략될 수도 있다.

상기 마스터 기지국(310)은 상기 하나 이상의 슬레이브 기지국들(320a, 320b, 320c)과 상기 S310 단계 내지 S330 단계의 자원할당 협상과정을 반영하여, S340 단계에서 최종적인 자원할당 정보(또는, 스케쥴링 정보)를 생성한다. 그리고 마스터 기지국(310)은 S350 단계에서, 상기 생성된 자원할당 정보를 단말국(330)으로 알려준다.

그러면, 상기 단말국(330)은 가상셀을 구성하는 다수의 기지국들로부터 무선 데이터를 협력적으로 송신 또는 수신할 수 있게 된다. 본 발명에서는 상기 무선 데이터 전송에 대해서 자세히 설명하지는 않는다. 다만 다수의 기지국을 이용한 모든 가능한 하향링크 및 상향링크의 협력 통신 방법들이 적용 가능하다.

도 4는 본 발명에서의 자원할당 협상과정 중에 발생하는 자원충돌(Resource Conflict) 을 해결하는 방안을 도시한 도면이다. 도 4는 슬레이브 기지국이 복수 개의 마스터 기지국들로부터 자원할당 요청을 받은 경우, 할당 요청을 받은 자원들이 서로 중복되는 문제를 해결하기 위한 방안을 제시한다.

하나의 기지국은 자신이 마스터 기지국으로서 서비스해 주는 단말국들이 있고, 가상셀에서의 슬레이브 기지국으로로서 서비스해 주는 단말국들이 있다. 상기 기지국이 속해 있는 가상셀이 하나 이상일 경우, 상기 기지국은 여러 개의 가상셀의 마스터 기지국으로부터 자원할당 요청 메시지를 받게 된다.

이 경우, 기지국에서의 한정된 자원에서 자신이 마스터로써 할당하고자 하는 자원 영역과 마스터들로부터 요청받은 자원 영역이 겹치는(overlapping) 문제가 발생할 수 있다. 이 때, 슬레이브 기지국은 상기 자원 충돌 상황을 해결하기 위해서, 충돌해결(Conflict resolution) 과정을 수행할 수 있다.

즉, 상기 도 4a에서와 같이 임의의 N번째 기지국(기지국 #N)에서 상기 그림과 같이 세 개의 마스터 기지국으로부터 자원요청이 들어오게 되면, 상기 기지국 #N에서는 상기 자원요청 중에 겹치는 자원할당 영역이 존재하는지 판단한다. 겹치는 자원할당 영역이 존재할 경우, 상기 기지국 #N에서 마스터로써 사용하고자 하는 자원할당 영역과 겹치지 않도록 하고, 마스터 기지국들간에도 자원할당 영역이 겹치지 않도록 자원영역을 나누어서 조정할 수 있다. 그러면 상기 기지국 #N은 조정된 RB(자원 영역) 정보를 자신에게 자원할당을 요청했던 각각의 마스터 기지국들에게 알려준다.

상기 마스터 기지국들에서는 슬레이브 기지국에서 변경한 자원할당 영역정보를 이용하여, 단말국에게 자원을 할당해주거나, 상기 슬레이브 기지국에서 바뀐 자원할당 영역정보가 마스터 기지국에서 할당하고자 하는 자원영역이나 슬레이브 기지국들끼리도 충돌이 발생할 수도 있으므로, 이를 수락하거나 아니면 거절하는 방법으로 충돌을 방지하게 된다.

상기 마스터 기지국이 슬레이브 기지국에서 변경된 자원할당 영역 정보를 수락할 경우에는 슬레이브 기지국에서 응답한 RB들 중에서 전부 또는 일부를 수락해야 한다. 만약 상기 마스터 기지국에서 다시 한번 자원할당을 변경하게 되면, 상기 단말국으로의 자원할당을 위한 마스터기지국과 슬레이브 기지국에서의 협상과정은 끝이 없으므로, 마스터 기지국에서 최종적으로 수락 또는 거절을 함로써 결정하여 협상과정을 종료할 수 있다.

상기 도 3과 4에서 마스터와 슬레이브 간에 자원할당 및 충돌방지 해결을 위해 협상과정에서 사용되는 자원할당 요청 메시지, 자원할당 응답 메시지, 자원할당 확인 메시지에는 상기 기술한 내용을 바탕으로 다음과 같이 정보가 포함될 수 있다. 하기에서 나열되는 각 메시지에 포함되는 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 것일 뿐, 반드시 이러한 정보 요소에만 국한되는 것은 아니다.

하기의 <표 1>은 자원할당 요청 메시지에 하나 이상 포함되는 정보들을 기술한 표이다.

정보	내용
자원블록 (RB) 개수	RB 개수 정보
자원블록 (RB) 인덱스(index)	RB의 번호 정보
프레임(Frame) 또는 서브프레임 (sub-frame) 인덱스	물리계층의 시간 자원정보인 프레임 또는 서브프레임 번호 정보

한편, 마스터 기지국이, 단말에게 협력적으로 서비스할 데이터에 대한 정보를 상기 자원할당 요청 메시지를 통해 슬레이브 기지국으로 전달해주는 경우, 하기의 정보를 더 포함할 수도 있다.

[표 1b]

하기의 <표 2>는 자원할당 응답 메시지에 포함되는 하나 이상의 정보들을 기술한 표이다. 하기에 슬레이브 기지국에서 수락한 RB 정보는 마스터에서 요청한 RB들 외에도 슬레이브 기지국에서 충돌방지를 위해서 변경한 RB 정보를 포함한다.

정보	내용
자원할당요청 수락/거절	자원할당요청에 대한 Acknowledgement
수락한 자원블록 (RB) 개수	슬레이브에서 수락한 RB 개수 정보
수락한 자원블록 (RB) 인덱스(index)	슬레이브에서 수락한 RB의 번호 정보
수락한 프레임(Frame) 또는 서브프레임 (sub-frame) 인덱스	RB의 프레임 또는 서브프레임 번호 정보

하기의 <표 3>은 자원할당 확인 메시지에 포함되는 하나 이상의 정보들을 기술한 표이다. 상기 결정된 자원할당 정보 즉, 스케줄링 정보는 마스터에서 슬레이브의 응답메시지에 대해서 수락할 경우 포함될 수 있다.

정보		내용
응답메시지 수락/거절		슬레이브에서의 응답메시지에 포함된 RB 정보에 대한 Acknowledgement
결정된 자원할당 정보 (단말국으로 RB를 이용하여 데이터 전송하기 위한 물리계층 스케줄링 정보)	MCS	변조방법 및 채널코딩 정보(Modulation and Coding)
	HARQ info	HARQ 채널관련 정보
	Cooperative Transmission Scheme	협력 전송 기법 (Joint transmission)
	Beamforming	다수의 안테나을 이용한 전송 기법 (MIMO, Digital/Analog beamforming)
	자원할당 정보	RB 와 물리프레임 또는 서브프레임 정보

하기의 <표 3b>는 마스터 기지국이 슬레이브 기지국들과 협상과정을 수행한 결과에 기반하여 생성한 자원할당 정보를 단말국으로 전송하기 위한 스케줄링 메시지를 기술한 표이다. 하기의 <표 3b>는 종래의 하나의 기지국에서의 전송하는 하향링크(Downlink) 및 상향링크(Uplink) 스케줄링 정보와 다르지 않지만, 협력통신을 위해서 다수의 기지국들이 데이터 전송에 참여하므로, 다수의 기지국 ID와 각 기지국별로 자원할당 정보를 포함한다.

[표 3b]

도 5는 본 발명에서 기술한 도 3, 4에서의 자원할당을 위해서 마스터 기지국이 가상셀의 다수의 기지국들과의 단말국 간의 무선 채널정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이다.

우선, 도 5a는 하향링크에서의 마스터 기지국(510)이 가상셀의 다수의 기지국(520a, 520b, 520c)들과 단말국간의 무선 채널정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이다.

가상셀을 구성하는 모든 기지국(510, 520)은 각 기지국별로 무선 채널 추정이 가능한 디지털 비트(bit) 시퀀스(Sequence)로 구성되는 참조신호(Reference signal, RS)을 S510에서 도시되는 바와 같이 단말국(510)으로 전송한다. 그러면 단말국(530)에서는 S520에서, 상기 참조신호를 수신하여 디코딩(Decoding)한 후, 무선 채널을 통과한 신호의 품질을 측정한다. 상기 측정된 신호의 품질은 신호의 전력의 세기(Signal Strength), SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 등을 측정하는 방법으로 알 수 있다.

상기 단말국(530)에서 참조신호를 이용하여 측정된 신호의 품질을 CQI(Channel Quality Information) 이라 하고, 상기 단말국(530)은 S530 단계에서, 다수의 기지국들에서 측정된 CQI 정보를 마스터 기지국(510)으로 전송한다.

그러면 마스터 기지국(510)은 획득한 CQI 정보를 이용하여 가상 셀을 재구성하거나, 각 슬레이브 기지국(520)들에게 협력 통신을 위한 무선 자원을 할당할 수 있다.

도 5b는 상향링크에서의 마스터 기지국(510)이 가상셀의 다수의 기지국(520a, 520b, 520c)들과 단말국(530)간의 무선 채널정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이다.

단말국(530)은 S540 단계에서, 상기 기지국들이 무선 채널 추정이 가능한 디지털 비트(bit) 시퀀스(Sequence)로 구성되는 참조신호(Reference signal)을 상기 기지국들로 전송한다. 그러면 상기 다수의 기지국들은 상기 참조신호를 수신하여 디코딩(Decoding)하고, 무선 채널을 통과한 신호의 품질을 측정한다. 상기 측정된 신호의 품질은 신호의 전력의 세기, SNR, SINR 등을 측정하는 방법으로 알 수 있다.

그리고 상기 가상셀을 구성하는 다수의 기지국들 중에서 슬레이브 기지국들(520a, 520b, 520c)은 상기 참조신호를 이용하여 측정된 CQI 정보를 S560 단계에서 마스터 기지국(510)으로 전송하게 된다.

도 6은 마스터 역할을 수행하는 기지국에서 슬레이브 기지국의 자원을 이용하여 데이터 전송을 위한 자원할당 협상 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.

하나 이상의 기지국들로 구성된 가상셀에서 하나의 마스터 기지국과 하나 또는 다수의 슬레이브 기지국이 존재하면, 마스터에서는 단말국으로 다음과 같은 협력적인 자원할당이 가능하다

본 실시예에서는 상기 마스터 기지국에서 단말국과 가상셀을 구성하는 모든 기지국과의 무선채널 정보, 어느 정도 데이터 가용 자원에 여유가 있는지에 대한 데이터 가용자원 정보 등을 알고 있을 수도 있지만, 굳이 상기 정보들이 없어도 슬레이브 기지국과 자원할당협상이 가능하다. 상기 협상과정은 다음과 같다.

마스터 기지국(610)에서는 슬레이브 기지국들(620a, 620b, 620c)로 S610 단계에서 자원할당요청 메시지를 전송한다. 상기 자원할당요청 메시지는 마스터 기지국(610)에서 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)을 통해서 자원을 할당하고자 하는 데이터의 크기정보를 포함할 수 있다. 또는 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 상기 자원할당요청 메시지는 상기 데이터 전송기법에 대한 정보의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 또는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면 마스터 기지국(610)은 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)과의 협력 전송을 통해서 단말국(630)으로 전송하고자 하는 데이터 자체를 전송할 수도 있다.

즉, 상기 자원할당요청 메시지에 데이터의 크기정보 또는 데이터 전송기법에 대한 정보가 있을 경우에는 상기 데이터 크기에 상응하는 데이터를 이미 슬레이브 기지국에서 가지고 있을 수도 있고, 현재 자원할당요청 시점이 아닌 자원할당 협상과정이 끝나고 마스터 기지국에서 상기 데이터를 받을 수도 있다. 또한 마스터에서 자원할당요청 메시지가 아닌 데이터 자체를 전송하는 경우에는 슬레이브에서 데이터를 수신하게 되면 크기를 알 수 있으므로, 자원할당요청 메시지에 데이터 크기정보에 대한 정보를 따로 보낼 필요는 없다.

상기 기술된 실시예에서는 마스터 기지국(610)은 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)에게 협력 통신을 위한 자원할당을 요청하기 위해, 자원할당요청 메시지 또는 데이터 자체를 전송할 수 있으며, 이하에서는 이를 전송 데이터 관련 정보라고 칭할 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에서는 마스터 기지국(610)은 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)에게 전송 데이터 관련 정보를 전송하여 협력 통신을 위한 자원할당을 요청하며, 상기 전송 데이터 관련 정보는 자원할당요청 메시지 또는 데이터 자체를 포함할 수 있는 것이다.

이후에 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)은 마스터 기지국(610)으로부터 자원할당요청 메시지 또는 데이터를 받고 자원할당요청에 대한 응답메시지를 S630 단계에서 전송하게 된다. 이에 대한 전제 조건으로, 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)은 자원할당요청을 수락하는 경우, 마스터 기지국(610)에서 요청한 데이터를 전송하기 위한 자원할당정보를 S620 단계에서 생성한다. 그리고 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)은 상기 자원할당정보를 포함하는 응답메시지를 상기 마스터 기지국(610)으로 전송한다. 한편, 자원할당 요청메시지에 데이터 전송기법에 대한 정보가 없거나 일부가 포함되어 있을 경우, 상기 응답 메시지는 상기 데이터 전송기법에 대한 일부 또는 전부를 포함할 수도 있다.

그러나 마스터 기지국(610)로부터의 자원할당 요청을 거절하는 경우, 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)은 상기 자원할당요청에 대한 응답메시지에 거절하는 정보를 포함시켜 마스터 기지국(610)으로 전송한다.

마스터 기지국(610)에서는 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)으로부터 자원할당요청에 대한 응답메시지를 수신하고, 상기 응답메시지에 자원할당을 수락하는 정보가 포함되어 있을 경우에는 상기 응답메시지에 포함된 자원할당 정보를 이용하여, 단말국으로 전송할 데이터에 대한 최종적인 자원할당 정보를 생성하고, 상기 생성된 최종 자원할당정보를 S670 단계에서 단말국(630)에게 전송한다. 그러면 단말국(630)은 수신된 자원할당정보에 따라 가상셀을 구성하는 마스터 기지국(610) 및 슬레이브 기지국들로부터 협력적으로 S680 단계에서와 같이 데이터를 송수신할 수 있다.

또는 슬레이브 기지국으로부터 수신한 응답메시지에 자원할당요청을 거절하는 정보가 포함된 경우, 마스터 기지국(610)은 거절한 슬레이브 기지국의 자원할당 정보를 제외하고, 단말국으로 전송할 데이터에 대한 최종적인 자원할당정보를 생성한다. 그리고 마스터 기지국(610)은 생성된 최종 자원할당정보를 S670 단계에서 단말국(630)에게 전송한다. 그러면 단말국(630)은 수신된 자원할당정보에 따라 가상셀을 구성하는 마스터 기지국(610) 및 자원할당요청을 거절한 슬레이브 기지국을 제외한 나머지 슬레이브 기지국들로부터 협력적으로 S680 단계에서와 같이 데이터를 송수신할 수 있다.

상기의 경우에는 본 단계에서 마스터와 슬레이브간의 자원할당에 대한 협상과정이 끝나게 된다.

다만, 협력적 전송방법(Cooperative transmission scheme)에 따라서 마스터 기지국(610)에서 사용하고자 하는 RB들의 자원영역과 다수의 슬레이브 기지국들(620a, 620b, 620c)에서 응답한 RB들의 영역이 충돌이 발생할 수 있다. 상기의 경우에 추가적으로 상기 마스터 기지국(610)에서는 슬레이브 기지국들(620a, 620b, 620c)로 응답메시지에 대한 확인메시지를 전송해야 할 경우가 발생하게 된다. 상기 마스터에서 발생할 수 있는 자원 영역의 충돌에 대한 내용 및 이의 해결 방법에 대해서는 이후 도 7에서 상세히 기술하겠다.

S640 단계에서와 같이, 마스터 기지국(610)에서 추가적으로 슬레이브 기지국으로부터 수신한 응답메시지에 대한 확인메시지를 전송해야 할 경우는, 상기 마스터 기지국(610)에서 전송하고자 하는 자원 영역에서 상호간 충돌이 발생한 경우이다. 이에 따라, 마스터 기지국(610)이 슬레이브 기지국으로 전송하는 상기 확인메시지에는, 슬레이브 기지국에서 보낸 응답메시지에 대한 수락 또는 거절의 정보가 포함된다. 상기 수락 또는 거절의 정보가 포함될 경우에는 마스터 기지국(610)와 슬레이브 기지국 간의 자원협상과정을 종료하게 된다.

다만, 마스터 기지국(610)에서 응답메시지에 대해 수락을 하는 경우에도 상기 응답메시지에 포함된 RB의 자원할당 정보를 자원 충돌 등을 이유로 마스터 기지국(610)에서 RB의 자원할당 정보를 수정할 수 있다. 이 경우, 마스터 기지국(610)에 의해 수정된 RB의 자원할당 정보가 S640 단계에서 전송되는 확인 메시지에 포함되어 슬레이브 기지국으로 전달될 수 있다. 이 경우에는 마스터 기지국(610)은 상기 수정된 RB의 자원할당 정보가 포함된 확인메시지에 대한 최종적인 수락 또는 거절 내용을 포함하는 의사결정 메시지를 S650 단계에서와 같이 슬레이브 기지국으로부터 수신하여야 한다.

이를 슬레이브 기지국 입장에서 설명하면, 슬레이브 기지국은 마스터 기지국(610)으로부터 확인메시지를 수신하는 경우, 상기 확인메시지에 포함된 변경된 RB의 자원할당 정보를 확인하고, 이를 수락할 것인지 거절할 것인지를 결정한다. 그리고 슬레이브 기지국은 상기 수락 또는 거절에 대한 정보를 의사결정(Acknowledgement) 메시지에 포함시키고, S650 단계를 통해 마스터 기지국(610)으로 전송한다.

이후에 마스터 기지국(610)에서는 슬레이브 기지국의 의사결정 메시지를 수신하고, 마스터 기지국(610)과 슬레이브 기지국(610) 간의 자원협상과정을 종료한다.

상기와 같이 마스터 기지국(610)와 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c) 간에 자원협상과정이 종료되고, 만약 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)에서 단말국(630)으로 전송할 데이터를 가지고 있지 않는 경우라면, 마스터 기지국(610)은 상기 자원협상 종료 시점 이후인 S660 단계를 통해 상기 데이터를 슬레이브 기지국(620a, 620b, 620c)으로 전송할 수도 있다.

이후에 마스터 기지국(610)에서는 상기 하나 이상의 슬레이브 기지국들(620a, 620b, 620c)과 상기 자원할당 협상과정을 통해서 결정된 최종적인 자원할당 정보를 S670 단계에서 단말국(630)으로 전송한다. 그러면 상기 단말국(630)은 가상셀을 구성하는 다수의 기지국들로부터 협력적으로 무선 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다.

본 발명에서는 상기 무선 데이터 전송에 대해서 자세히 설명하지는 않는다. 다만 다수의 기지국을 이용한 모든 가능한 하향링크 및 상향링크의 협력 통신 방법들이 적용 가능하다.

도 7은 본 발명에서의 자원할당 협상과정 중에 발생하는 자원충돌(Resource Conflict) 을 해결하는 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 7은 마스터 기지국이 복수 개의 슬레이브 기지국들로부터 자원할당 요청을 받은 경우, 할당 요청을 받은 자원들이 서로 중복되는 문제를 해결하기 위한 방안을 제시한다.

하나의 기지국은 자신이 마스터 기지국으로서 서비스해 주는 단말국들이 있고, 가상셀에서의 슬레이브 기지국으로서 서비스해 주는 단말국들이 있다. 상기 기지국이 속해 있는 가상셀이 하나 또는 하나 이상일 개일 경우, 상기 도 6에서 기술한 바와 같이 마스터 기지국은 여러 개의 가상셀의 슬레이브 기지국들로부터 자원할당 응답 메시지를 받게 된다.

만약 마스터 기지국으로서 단말국에 데이터를 전송하기 위해서 슬레이브 기지국들과 다른 RB 들로 구성된 자원영역을 사용하고자 하는데, 슬레이브들부터 수신한 응답메시지에서 RB들의 자원영역이 겹치거나 또는 슬레이브들간에도 RB들의 자원영역이 겹칠 수 있다.

이 때, 기지국에서는 상기 자원 충돌 상황을 해결하기 위해서, 충돌해결(Conflict resolution)을 수행할 수 있다.

도 7a에서 도시되는 바와 같이 N번째 기지국은 세 개의 슬레이브 기지국들로부터 전송되는 응답메시지에 포함된 자원할당정보를 확인하고, 겹치는 자원할당 영역이 존재하는지 여부를 판단한다. 겹치는 자원할당 영역이 존재하는 경우, N번째 기지국은 자신이 마스터 기지국으로서 사용하고자 하는 자원할당 영역과 겹치지 않도록 하고 또한 슬레이브 기지국들간에도 자원할당 영역이 겹치지 않도록 자원영역을 나누어서 조정할 수 있다.

그리고 상기 N번째 기지국은 상기 조정된 RB 정보를 상기 슬레이브 기지국들에게 알려준다. 상기 슬레이브 기지국에서는 상기 N번째 기지국 즉, 마스터 기지국에서 변경된 자원할당 정보를 받아보고 또 다시 수정을 할 경우에는 마스터 기지국과 슬레이브 기지국 간의 자원협상과정이 끝이 없으므로, 슬레이브 기지국에서는 상기 변경된 자원할당 정보에 대해 수락 또는 거절함으로써 협상을 종료하게 된다.

상기 도 6과 7에서 마스터와 슬레이브 간에 자원할당 및 충돌방지 해결을 위해 협상과정에서 사용되는 자원할당요청 메시지, 자원할당 응답 메시지, 자원할당 확인 메시지 그리고 의사결정 메시지에는 상기 기술한 내용을 바탕으로 다음과 같이 정보가 포함될 수 있다.

하기의 <표 4>은 자원할당 요청 메시지에 하나 이상 포함되는 정보들을 기술한 표이다.

정보	내용
데이터 크기	마스터 기지국에서 슬레이브 기지국과의 협력 통신을 통해 단말에 전송하고자 하는 데이터 크기(Byte) 정보
데이터 전송기법	MCS, HARQ info, Cooperative transmission scheme, Beamforming scheme 등의 데이터 전송기법 정보

하기의 <표 5>는 자원할당 응답 메시지에 하나 이상 포함되는 정보들을 기술한 표이다.

정보	내용
자원할당요청 수락/거절	자원할당요청에 대한 Acknowledgement
자원블록 (RB) 인덱스(index)	수락한 RB의 번호 정보
프레임(Frame) 또는 서브프레임 (sub-frame) 인덱스	수락한 RB의 프레임 또는 서브프레임 번호 정보
데이터 전송기법	MCS, HARQ info, Cooperative transmission scheme, Beamforming scheme 등의 데이터 전송기법 정보

하기의 <표 6>은 자원할당 확인 메시지에 하나 이상 포함되는 정보들을 기술한 표이다.

정보	내용
응답메시지 수락/거절	슬레이브 기지국에서의 응답메시지에 포함된 정보에 대한 Acknowledgement
자원블록 (RB) 인덱스(index)	마스터에서 변경된 RB의 번호 정보
프레임(Frame) 또는 서브프레임 (sub-frame) 인덱스	마스터에서 변경된 RB의 프레임 또는 서브프레임 번호 정보

하기의 <표 7>은 의사결정 메시지에 포함되는 정보를 기술한 표이다.

정보	내용
확인메시지 수락/거절	마스터에서의 확인메시지에 포함된 정보에 대한 Acknowledgement

마스터 기지국에서 협상과정을 통해서 생성한 자원할당 정보를 단말국으로 전송하기 위한 스케줄링 메시지는 상기 <표 3b>와 동일하다.

도 8은 본 발명에서 기술한 도 6, 7에서의 자원할당을 위해서 마스터 기지국 및 슬레이브 기지국이 단말국간의 하향링크 무선 채널정보를 획득하는 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.

우선, 도 8a는 하향링크에서의 가상셀을 구성하는 다수의 기지국들과 단말국간의 무선 채널정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이다.

가상셀을 구성하는 모든 기지국(810, 820)은 각 기지국별로 무선 채널 추정이 가능한 디지털 비트(bit) 시퀀스(Sequence)로 구성되는 참조신호를 S810에서 도시되는 바와 같이 단말국(830)에 전송한다. 그러면 단말국(830)에서는 상기 참조신호를 수신하여 디코딩(Decoding)하고, S820 단계에서 무선 채널을 통과한 신호의 품질을 측정한다. 상기 측정된 신호의 품질은 신호의 전력의 세기, SNR, SINR 등을 측정하는 방법으로 알 수 있다. 상기 단말국(830)에서 참조신호를 이용하여 측정된 신호의 품질을 CQI 이라 한다.

상기 단말국(830)은 S830 단계에서, 다수의 기지국들에서 측정된 CQI 정보를 마스터 기지국(810)으로 전송한다. 그러면 상기 마스터 기지국(810)은 S840 단계에서, 각각의 슬레이브 기지국(820a, 820b, 820c)으로 슬레이브 기지국(820a, 820b, 820c)과 단말국(830) 사이의 해당하는 CQI 정보를 전송한다.

도 8b는 하향링크에서의 가상셀을 구성하는 다수의 기지국들과 단말국간의 무선 채널정보를 획득하는 또 다른 방법을 도시한 도면이다.

8a에서 도시된 무선 채널정보 획득 방법과 8b에서 도시된 무선 채널정보 획득 방법과의 차이점은 단말국(830)에서 CQI 정보를 기지국으로 보고할 때, 마스터 기지국만(810)으로 보고하는 것이 아니고, S850 단계에서 도시되는 바와 같이, 해당되는 기지국의 CQI 정보를 각각의 기지국(마스터 기지국 및 슬레이브 기지국)으로 직접 전송한다는 것이다.

이를 제외한 나머지 RS 전송 및 채널 측정에 대한 사항은 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9는 본 발명에서 기술한 도 6, 7에서의 자원할당을 위해서 마스터 및 슬레이브 기지국이 단말국간의 상향링크 무선 채널정보를 획득하는 방법의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 9a는 상향링크에서의 가상셀을 구성하는 다수의 기지국들과 단말국간의 무선 채널정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이다.

단말국(930)은 상기 기지국들이 무선 채널 추정이 가능한 디지털 비트(bit) 시퀀스(Sequence)로 구성되는 참조신호(Reference signal)을 S910 단계에서 전송한다. 그러면 다수의 기지국들(910, 920)에서는 상기 참조신호를 수신하여 디코딩(Decoding)하고, S920 단계에서 무선 채널을 통과한 신호의 품질을 측정한다. 상기 측정된 신호의 품질은 신호의 전력의 세기, SNR, SINR 등을 측정하는 방법으로 알 수 있다.

도 9b는 상향링크에서의 가상셀을 구성하는 다수의 슬레이브 기지국들과 단말국간의 무선 채널정보를 마스터 기지국에서 획득하는 또 다른 방법을 도시한 도면이다.

상기 9-1과의 차이점은 각각의 슬레이브 기지국(920a, 920b, 920c)에서 측정한 CQI 정보를 마스터 기지국으로 보고하는 것이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다 .

우선, 마스터 기지국은 S1010 단계에서, 적어도 하나 이상의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성한다. 상기 가상 셀은 단말국에 대해 동일한 데이터 또는 서로 다른 데이터를 협력적으로 송수신하여 협력 통신을 수행한다. 상술한 바와 같이, 마스터 기지국은 단말국이 네트웍 진입 절차를 수행한 기지국이 될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 마스터 기지국은 S1020 단계로 진행하여, 단말국과 기지국들 사이의 무선 채널 정보를 획득한다. 상기 무선 채널 정보는 단말국이 측정한 CQI 정보일 수 있다. 마스터 기지국은 하향링크의 경우 단말국이 각 슬레이브 기지국에 대해서 측정한 각각의 CQI를 단말로부터 수신할 수 있으며, 상향링크의 경우 각 슬레이브 기지국이 단말국에 대해서 측정한 각각의 CQI를 각 슬레이브 기지국으로부터 수신할 수 있다.

그리고, 마스터 기지국은 단말국과 가상셀을 구성하는 모든 기지국과의 무선채널 정보, 데이터 가용자원 정보 등을 알고 있다는 가정 하에, 슬레이브 기지국들과 자원할당을 위한 협상과정을 수행한다.

이를 위해, 마스터 기지국은 S1030 단계로 진행하여 슬레이브 기지국이 단말국에게 할당하도록 요청할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원할당 요청 메시지를 각 슬레이브 기지국으로 전송한다.

그리고 마스터 기지국은 S1040 단계에서, 상기 자원 할당 요청에 대응하는 수락 또는 거절을 포함하는 자원할당 응답 메시지를 슬레이브 기지국으로부터 수신한다. 그리고 마스터 기지국은 S1050 단계에서, 필요 시 슬레이브 기지국으로 자원할당 확인 메시지를 전송한다. 이 경우, 상기 자원할당 확인 메시지에는 상기 슬레이브 기지국에서 보낸 자원할당 응답 메시지에 대해서 최종적으로 수락 또는 거절할지를 결정하는 정보가 포함될 수 있다.

그리고 마스터 기지국은 S1060 단계에서, 슬레이브 기지국들과의 협상 과정을 통해 결정된 자원 할당 정보를 단말국으로 전송한다.

그러면 마스터 기지국은 S1070 단계에서, 상기 자원 할당 정보에 따라 슬레이브 기지국들과 협력적으로 단말국에게 데이터를 전송한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

우선, 슬레이브 기지국은 S1105 단계에서, 가상 셀을 구성하는 마스터 기지국으로부터 자원할당 요청 메시지를 수신한다. 그리고 슬레이브 기지국은 S1110 단계에서, 마스터 기지국으로부터 요청된 자원 정보를 확인한다.

그러면 슬레이브 기지국은 S1115 단계로 진행하여, 자신의 가용한 자원 상태, 다른 단말국을 서비스하기 위한 자원과 마스터 기지국으로부터 요청받은 자원 상호 간의 충돌 발생 여부, 무선 채널 상황 등의 정보를 종합적으로 고려하여, 마스터 기지국의 자원 할당 요청을 수락할지, 거절할지 또는 일부만 수락할지 여부를 결정한다.

만약, 거절로 결정한 경우라면, 슬레이브 기지국은 S1120 단계로 진행하여 거절을 포함하는 자원할당 응답 메시지를 생성하고, S1145 단계에서 상기 생성된 자원할당 응답 메시지를 마스터 기직국으로 전송한다.

반면, S1115 단계에서, 마스터 기지국의 자원할당 요청을 수락하기로 결정한 경우, 슬레이브 기지국은 S1125 단계로 진행하여 복수 개의 마스터 기지국들로부터 할당 요청된 자원들끼리 충돌이 발생하는지 여부를 판단한다. 충돌이 발생하지 않는 경우라면, 슬레이브 기지국은 S1130 단계로 진행하여 수락을 포함하는 자원할당 응답 메시지를 생성하고, S1145 단계에서 생성된 자원할당 응답 메시지를 마스터 기지국으로 전송한다.

반면, 자원 충돌이 발생하는 경우, 슬레이브 기지국은 S1135 단계로 진행하여 자원 할당 영역이 상호간 겹치지 않도록 조정한 후, S1140 단계에서 변경된 자원 할당 정보를 포함하는 자원할당 응답 메시지를 생성한다. 그리고 슬레이브 기지국은 S1145 단계에서 생성된 자원할당 응답 메시지를 마스터 기지국으로 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬레이브 기지국은 상기 자원할당 응답 메시지에 대응하여, 슬레이브 기지국의 자원할당 변경 요청을 마스터 기지국이 최종적으로 수락 또는 거절할지를 포함하는 자원할당 확인 메시지를 수신할 수도 있다(도면에는 미도시).

마스터 기지국으로 자원할당 응답 메시지를 전송한 슬레이브 기지국은 S1150 단계에서, 최종적으로 결정된 자원 할당 정보를 마스터 기지국으로부터 수신할 수 있다. 그러면 슬레이브 기지국은 S1155 단계에서, 수신한 자원할당 정보에 따라 마스터 기지국과 협력적으로 단말국에게 서비스를 제공할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

도 10에서 기술된 실시예에 따른 마스터 기지국은 가상 셀을 구성하는 슬레이브 기지국에 대해, 자원을 특정하여 해당 자원을 단말에게 할당하여 줄 것을 요청한다. 반면, 도 12에서 기술될 실시예에 따른 마스터 기지국은 단말국으로 협력적으로 서비스할 데이터에 대한 정보(데이터 크기, 전송 기법 등)만을 슬레이브 기지국으로 알려주며, 구체적인 자원 할당 과정은 슬레이브 기지국에서 수행된다는 점에서 이전 실시예와 차이점이 있다.

도 12의 수행 과정에 대해 설명하면, 마스터 기지국은 S1205 단계에서, 적어도 하나 이상의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성한다.

그리고 마스터 기지국은 S1210 단계에서, 전송 데이터 관련 정보를 슬레이브 기지국으로 전송한다. 상기 전송 데이터 관련 정보는 단말국으로 전송하고자 하는 데이터의 크기 정보를 포함하는 자원할당 요청 메시지일 수 있다. 또는 상기 자원할당 요청 메시지는 데이터 전송 기법에 대한 정보의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 전송 데이터 관련 정보는 단말국으로 전송하고자 하는 데이터 자체일 수도 있다.

그리고 마스터 기지국은 S1215 단계에서, 슬레이브 기지국으로부터 응답 메시지를 수신하고, 상기 응답 메시지에 포함된 내용을 확인한다.

마스터 기지국은 S1220 단계로 진행하여, 상기 응답 메시지에 자원 할당 요청이 수락되었는지 확인한다. 자원 할당 요청이 거절된 경우, 마스터 기지국은 S1225 단계로 진행하여 자원 할당 요청을 거절한 슬레이브 기지국을 제외하고 자원 할당 정보를 생성한다.

반면, 자원 할당 요청이 수락된 경우, 마스터 기지국은 S1230 단계로 진행하여, 복수 개의 슬레이브 기지국들로부터 할당 요청된 자원들끼리 충돌이 발생하는지 여부를 판단한다. 충돌이 발생하지 않는 경우, 마스터 기지국은 S1232 단계로 진행하여, 최종적인 자원 할당 정보를 생성하고 이를 단말국으로 전송한다.

한편, 충돌이 발생하는 경우, 마스터 기지국은 S1235 단계로 진행하여 복수 개의 슬레이브 기지국들로부터 요청된 자원 영역들끼리 겹치지 않도록 자원 영역을 조정한다. 그리고 마스터 기지국은 S1240 단계에서, 수정한 자원 할당 정보를 포함하는 확인 메시지를 슬레이브 기지국으로 전송한다.

그리고 마스터 기지국은 S1245 단계에서, 확인 메시지에 대응하는 의사 결정 메시지를 슬레이브 기지국들로부터 수신한다.

상기 과정을 통해, 마스터 기지국과 슬레이브 기지국은 자원협상 과정을 종료하게 되며, 마스터 기지국은 S1250 단계에서 협상 과정을 통해 결정된 자원 할당 정보를 단말에 전송한다.

그러면 마스터 기지국은 S1255 단계에서, 자원 할당 정보에 따라 슬레이브 기지국과 협력적으로 단말국에 데이터를 서비스할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

슬레이브 기지국은 S1305 단계에서, 가상 셀을 구성하는 마스터 기지국으로부터 전송 데이터 관련 정보를 수신한다. 상기 전송 데이터 관련 정보는 단말국으로 전송하고자 하는 데이터의 크기 정보 또는 데이터 전송 기법 등을 포함하는 자원할당 요청 메시지일 수 있다. 또는, 상기 전송 데이터 관련 정보는 단말국으로 전송하고자 하는 데이터 자체일 수도 있다.

그러면 슬레이브 기지국은 S1310 단계에서, 마스터 기지국의 자원할당 요청을 수락할지 또는 거절할지 결정한다. 거절하는 경우, 슬레이브 기지국은 S1315 단계로 진행하여, 거절의사를 포함하는 응답 메시지를 생성한다. 그리고 슬레이브 기지국은 S1320 단계로 진행하여 생성된 응답 메시지를 마스터 기지국으로 전송한다.

한편, 수락하는 경우, 슬레이브 기지국은 S1325 단계로 진행하여 자원할당정보, 데이터 전송 기법 등에 대한 정보를 포함하는 응답 메시지를 생성한다. 그리고 슬레이브 기지국은 S1330 단계로 진행하여 생성된 응답 메시지를 마스터 기지국으로 전송한다.

한편, 다수의 슬레이브 기지국이 생성한 자원할당정보에 따른 RB들의 자원 영역이 마스터 기지국의 RB들의 영역들 사이에서 충돌이 발생한 경우, 슬레이브 기지국은 S1335 단계에서, 상기 충돌을 해결하기 위한 확인 메시지를 수신할 수 있다. 그러면 슬레이브 기지국은 S1340 단계에서, 상기 확인 메시지에 포함된 마스터 기지국의 자원할당 수정 요청을 수락할 것인지 여부를 결정한다.

마스터 기지국의 자원할당 수정 요청을 거절하고자 하는 경우, 슬레이브 기지국은 S1345 단계로 진행하여 거절 의사를 포함하는 의사 결정 메시지를 생성한다. 그리고 슬레이브 기지국은 S1355 단계로 진행하여, 생성된 의사 결정 메시지를 마스터 기지국으로 전송한다.

반면, 마스터 기지국의 자원할당 수정 요청을 수락하고자 하는 경우, 슬레이브 기지국은 S1350 단계로 진행하여 수락 의사를 포함하는 의사 결정 메시지를 생성한다. 그리고 슬레이브 기지국은 S1355 단계로 진행하여, 생성된 의사 결정 메시지를 마스터 기지국으로 전송한다.

그리고 슬레이브 기지국은 S1360 단계에서, 최종적으로 결정된 자원할당 정보에 따라, 마스터 기지국과 협력적으로 단말에게 데이터를 전송한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

유무선 인터페이스부(1410)는 유선 또는 무선 통신을 통해 마스터 기지국이 단말국 또는 네트워크 상위 노드와 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 구체적으로, 무선 인터페이스는 RF 통신과 같은 무선 통신을 통해 마스터 기지국이 단말국과 제어 신호 또는 데이터를 송수신할 수 있는 물리적인 수단을 제공한다. 유선 인터페이스는 인접 기지국 또는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity), 서빙 게이트웨이(Serving Gateway) 등과의 유선 통신 수단을 제공한다.

제어부(1420)는 본 발명의 실시예에 따라 마스터 기지국 및 복수 개의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성한다. 그리고 제어부(1420)는 상기 슬레이브 기지국과 자원협상 과정을 수행하여 자원할당 정보를 생성하고, 상기 자원할당 정보에 따라 슬레이브 기지국과 협력적으로 단말국에게 서비스를 제공하는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1420)는 가상 셀 구성부(1420a), 자원할당 정보 생성 제어부(1420b), 데이터 협력 전송 제어부(1430c)를 더 구비할 수 있다.

가상 셀 구성부(1420a)는 상기 마스터 기지국 및 적어도 하나 이상의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성한다. 상기 가상 셀은 단말국에 대해 동일한 데이터 또는 서로 다른 데이터를 협력적으로 송수신하여 협력 통신을 수행한다. 상술한 바와 같이, 마스터 기지국은 단말국이 네트웍 진입 절차를 수행한 기지국이 될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

자원할당 정보 생성부(1420b)는 슬레이브 기지국들과 협력적으로 단말국에게 서비스를 제공하기 위해, 상기 슬레이브 기지국들과 자원할당을 위한 협상 과정을 수행한다. 이를 위해, 자원할당 정보 생성부(1420b)는 슬레이브 기지국이 단말국에게 할당하도록 요청할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원할당 요청 메시지를 각 슬레이브 기지국으로 전송한다. 그리고 자원할당 정보 생성부(1420b)는 상기 자원 할당 요청에 대응하는 수락 또는 거절을 포함하는 자원할당 응답 메시지를 슬레이브 기지국으로부터 수신한다. 그리고 자원할당 정보 생성부(1420b)는 필요 시 슬레이브 기지국으로 자원할당 확인 메시지를 전송한다. 이 경우, 상기 자원할당 확인 메시지에는 상기 슬레이브 기지국에서 보낸 자원할당 응답 메시지에 대해서 최종적으로 수락 또는 거절할지를 결정하는 정보가 포함될 수 있다. 그리고 자원할당 정보 생성부(1420b)는 슬레이브 기지국들과의 협상 과정을 통해 결정된 자원 할당 정보를 단말국으로 전송하도록 제어한다.

데이터 협력 전송 제어부(1430c)는 상기 자원 할당 정보에 따라 슬레이브 기지국들과 협력적으로 단말국에게 데이터를 전송하도록 제어한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

유무선 인터페이스부(1510)는 유선 또는 무선 통신을 통해 슬레이브 기지국이 단말국 또는 네트워크 상위 노드와 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 구체적으로, 무선 인터페이스는 RF 통신과 같은 무선 통신을 통해 슬레이브 기지국이 단말국과 제어 신호 또는 데이터를 송수신할 수 있는 물리적인 수단을 제공한다. 유선 인터페이스는 인접 기지국 또는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity), 서빙 게이트웨이(Serving Gateway) 등과의 유선 통신 수단을 제공한다.

제어부(1520)는 마스터 기지국과 자원할당을 위한 협상 절차를 수행하고, 결정된 자원할당 정보에 따라 마스터 기지국과 협력적으로 단말에게 서비스를 제공하는 일련의 과정을 제어한다. 이를 위해, 제어부(1520)는 자원할당 협상 제어부(1520a)와, 데이터 협력 전송 제어부(1520b)를 더 구비할 수 있다.

자원할당 협상 제어부(1520a)는 마스터 기지국으로부터 자원할당 요청 메시지 수신 시, 기지국으로부터 요청된 자원 정보를 확인한다. 그리고 자원할당 협상 제어부(1520a)는 자신의 가용한 자원 상태, 다른 단말국을 서비스하기 위한 자원과 마스터 기지국으로부터 요청받은 자원 상호 간의 충돌 발생 여부, 무선 채널 상황 등의 정보를 종합적으로 고려하여, 마스터 기지국의 자원 할당 요청을 수락할지, 거절할지 또는 일부만 수락할지 여부를 결정한다.

만약, 거절로 결정한 경우라면, 자원할당 협상 제어부(1520a)는 거절을 포함하는 자원할당 응답 메시지를 생성하고, 상기 생성된 자원할당 응답 메시지를 마스터 기직국으로 전송하도록 제어한다.

반면, 마스터 기지국의 자원할당 요청을 수락하기로 결정한 경우, 자원할당 협상 제어부(1520a)는 복수 개의 마스터 기지국들로부터 할당 요청된 자원들끼리 충돌이 발생하는지 여부를 판단한다. 충돌이 발생하지 않는 경우라면, 자원할당 협상 제어부(1520a)는 수락을 포함하는 자원할당 응답 메시지를 생성하고, 생성된 자원할당 응답 메시지를 마스터 기지국으로 전송하도록 제어한다.

반면, 자원 충돌이 발생하는 경우, 자원할당 협상 제어부(1520a)는 자원 할당 영역이 상호간 겹치지 않도록 조정한 후, 변경된 자원 할당 정보를 포함하는 자원할당 응답 메시지를 생성한다. 그리고 자원할당 협상 제어부(1520a)는 생성된 자원할당 응답 메시지를 마스터 기지국으로 전송하도록 제어한다.

데이터 협력 전송 제어부(1520b)는 마스터 기지국으로부터 수신한 자원 할당 정보에 따라 마스터 기지국 및 다른 슬레이브 기지국들과 협력적으로 단말국에게 데이터를 전송하도록 제어한다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스터 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

제어부(1620)는 본 발명의 실시예에 따라 마스터 기지국 및 복수 개의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성한다. 그리고 제어부(1620)는 상기 슬레이브 기지국과 자원할당 과정을 수행하고, 결정된 자원할당 정보에 따라 슬레이브 기지국과 협력적으로 단말국에게 서비스를 제공하는 일련의 과정을 제어한다. 이를 위해, 제어부(1620)는 가상 셀 제어부(1620a), 자원할당 협상 제어부(1620b), 데이터 협력 전송 제어부(1620c)를 더 구비할 수 있다.

가상 셀 구성부(1620a)는 상기 마스터 기지국 및 적어도 하나 이상의 슬레이브 기지국을 포함하는 가상 셀을 구성한다. 상기 가상 셀은 단말국에 대해 동일한 데이터 또는 서로 다른 데이터를 협력적으로 송수신하여 협력 통신을 수행한다. 상술한 바와 같이, 마스터 기지국은 단말국이 네트웍 진입 절차를 수행한 기지국이 될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

자원할당 협상 제어부(1620b)는 전송 데이터 관련 정보를 슬레이브 기지국으로 전송한다. 상기 전송 데이터 관련 정보는 단말국으로 전송하고자 하는 데이터 크기 정보 또는 데이터 전송 기법에 대한 정보를 포함하는 자원할당 요청 메시지일 수 있다. 또는 상기 전송 데이터 관련 정보는 단말국으로 전송하고자 하는 데이터 자체일 수도 있다.

그리고 자원할당 협상 제어부(1620b)는 슬레이브 기지국으로부터 응답 메시지를 수신하고, 상기 응답 메시지에 포함된 내용을 확인한다. 상기 응답 메시지 확인 결과 자원 할당 요청이 거절된 경우, 자원할당 협상 제어부(1620b)는 자원 할당 요청을 거절한 슬레이브 기지국을 제외하고 자원 할당 정보를 생성한다.

반면, 자원 할당 요청이 수락된 경우, 자원할당 협상 제어부(1620b)는 복수 개의 슬레이브 기지국들로부터 할당 요청된 자원들끼리 충돌이 발생하는지 여부를 판단한다. 충돌이 발생하지 않는 경우, 자원할당 협상 제어부(1620b)는 최종적인 자원 할당 정보를 생성하고 이를 단말국으로 전송한다. 한편, 충돌이 발생하는 경우, 자원할당 협상 제어부(1620b)는 복수 개의 슬레이브 기지국들로부터 요청된 자원 영역들끼리 겹치지 않도록 자원 영역을 조정한다. 그리고 자원할당 협상 제어부(1620b)는 수정한 자원 할당 정보를 포함하는 확인 메시지를 슬레이브 기지국으로 전송한다. 그리고 자원할당 협상 제어부(1620b)는 확인 메시지에 대응하는 의사 결정 메시지를 슬레이브 기지국들로부터 수신한다.

자원할당 협상 제어부(1620b)는 상기 과정을 통해 최종적으로 결정된 자원 할당 정보를 단말에게 전송할 수 있다.

데이터 협력 전송 제어부(1620c)는 최종적으로 결정된 자원 할당 정보에 따라 다른 슬레이브 기지국들과 협력적으로 단말국에게 데이터를 전송하도록 제어한다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬레이브 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

유무선 인터페이스부(1710)는 유선 또는 무선 통신을 통해 슬레이브 기지국이 단말국 또는 네트워크 상위 노드와 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 구체적으로, 무선 인터페이스는 RF 통신과 같은 무선 통신을 통해 슬레이브 기지국이 단말국과 제어 신호 또는 데이터를 송수신할 수 있는 물리적인 수단을 제공한다. 유선 인터페이스는 인접 기지국 또는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity), 서빙 게이트웨이(Serving Gateway) 등과의 유선 통신 수단을 제공한다.

제어부(1720)는 마스터 기지국으로부터 자원할당 요청 수신 시, 마스터 기지국과 자원협상 과정을 수행하고, 결정된 자원할당 정보에 따라 마스터 기지국과 협력적으로 단말국에게 서비스를 제공하는 일련의 과정을 제어한다. 이를 위해, 제어부(1720)는 자원할당정보 생성 제어부(1720a), 데이터 협력 전송 제어부(1720b)를 더 구비할 수 있다.

자원할당정보 생성 제어부(1720a)는 마스터 기지국으로부터 전송 데이터 관련 정보 수신 시, 마스터 기지국의 자원할당 요청을 수락할지 또는 거절할지 결정한다. 거절하는 경우, 자원할당정보 생성 제어부(1720a)는 거절의사를 포함하는 응답 메시지를 생성하고, 이를 마스터 기지국으로 전송한다. 한편 수락하는 경우, 자원할당정보 생성 제어부(1720a)는 자원할당정보, 데이터 전송 기법 등에 대한 정보를 포함하는 응답 메시지를 생성하고 이를 마스터 기지국으로 전송한다.

한편, 자원할당정보 생성 제어부(1720a)가 마스터 기지국으로부터 확인 메시지 수신 시, 상기 확인 메시지에 포함된 마스터 기지국의 자원할당 수정 요청을 수락할 것인지 여부를 결정한다. 거절하고자 하는 경우, 자원할당정보 생성 제어부(1720a)는 거절 의사를 포함하는 의사 결정 메시지를 생성하고 이를 마스터 기지국으로 전송한다. 반면, 마스터 기지국의 자원할당 수정 요청을 수락하고자 하는 경우, 자원할당정보 생성 제어부(1720a)는 수락 의사를 포함하는 의사 결정 메시지를 생성하고, 이를 마스터 기지국으로 전송한다.

데이터 협력 전송 제어부(1720b)는 최종적으로 결정된 자원 할당 정보에 따라 마스터 기지국 및 다른 슬레이브 기지국들과 협력적으로 단말국에게 데이터를 전송하도록 제어한다.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 단말국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.

무선 통신부(1810)는 단말국의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 무선통신부(1810)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 무선통신부(1810)는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(1820)로 출력하고, 제어부(1820)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

제어부(1820)는 본 발명의 실시예에 따라, 가상 셀을 구성하는 마스터 기지국 또는 슬레이브 기지국 중 적어도 하나의 기지국에 대한 무선 채널 상태를 측정하고, 상기 측정 결과를 마스터 기지국 또는 슬레이브 기지국으로 보고하도록 제어한다. 또한, 제어부(1820)는 마스터 기지국으로부터 수신한 최종 자원 할당 정보에 따라 가상 셀을 구성하는 마스터 기지국 및 슬레이브 기지국들로부터 데이터를 수신하거나 또는 데이터를 송신하는 일련의 과정을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1820)는 채널 측정부(1820a)와 데이터 송수신 제어부(1820b)를 더 구비할 수 있다.

채널 측정부(1820a)는 각 기지국으로부터 전송되는 참조 신호를 수신한다. 상기 참조 신호는 무선 채널 추정이 가능한 디지털 비트(bit) 시퀀스(Sequence)로 구성될 수 있다. 그러면 상기 채널 측정부(1820a)는 수신한 참조신호를 디코딩한 후 무선 채널을 통과한 신호의 품질을 측정한다. 상기 측정된 신호의 품질은 신호의 전력의 세기(Signal Strength), SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 등을 측정하는 방법으로 알 수 있다. 상기 참조 신호를 이용하여 측정된 신호의 품질을 채널 품질 정보(Channel Quality Information, CQI)라 한다.

본 발명의 일 실시예 따르면, 채널 측정부(1820a)는 각 기지국에 대한 CQI를 마스터 기지국(도 5a에서 도시)으로 전송할 수 있다. 그러면 마스터 기지국은 단말과 각 기지국 사이의 무선 채널 정보를 이용하여 자원 할당 정보를 생성할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마스터 기지국은 단말로부터 수신한 각 기지국에 대한 CQI를 가상 셀을 구성하는 슬레이브 기지국들(도 8a에서 도시)에게 전송할 수 있다. 또는 채널 측정부(1820a)는 각 기지국에 대한 CQI를 마스터 기지국 및 슬레이브 기지국으로 모두 전송(도 8b에서 도시)할 수도 있다. 이는 도 6에서 도시된 실시예의 경우, 단말에 대한 구체적인 자원 할당 정보를 생성하는 것은 슬레이브 기지국이므로, 각 슬레이브 기지국이 단말과 각 기지국 사이의 무선 채널 정보를 파악하고 있어야 하기 때문이다.

데이터 송신 제어부(1820b)는 마스터 기지국으로부터 수신한 자원 할당 정보에 따라, 가상 셀을 구성하는 마스터 기지국 및 슬레이브 기지국으로부터 협력적으로 데이터를 수신하거나, 또는 데이터를 송신하도록 제어한다.

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.

Claims

무선통신 시스템에서 적어도 하나의 제2 기지국과 협력적 자원 할당을 수행하는 제1 기지국의 방법에 있어서,
단말로부터 기준 신호를 수신하는 단계;
제1 기지국과 상기 단말 간의 채널 품질을 추정하는 단계;
상기 단말로부터 제2 기지국으로 송신되는 상기 기준 신호에 기반하여 상기 제2 기지국에 의해 생성된 채널 품질 정보를 상기 제2 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 제2 기지국이 특정 데이터를 유지하는 경우, 상기 단말로 전송할 상기 특정 데이터에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제2 기지국으로 송신하는 단계;
상기 제2 기지국으로부터 상기 자원 할당 요청 메시지에 대한 수락 및 거부 지시 중 하나를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 수신하는 단계;
상기 제1 기지국에 의해 추정된 상기 채널 품질, 상기 제2 기지국에 의해 생성된 상기 채널 품질 정보와 상기 제2 기지국과의 협력 데이터 송신과 관련된 자원 할당을 위한 가용 자원에 대한 정보에 기반하여 생성된 자원 할당 정보를 전송하는 단계; 및
상기 자원 할당 정보 및 상기 단말로 전송할 특정 데이터에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 기지국과 협력하여 상기 단말로 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 단말에 할당할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제2 기지국으로 송신하는 단계;
상기 제2 기지국으로부터 상기 자원 할당 요청에 대한 수락 및 거절 지시 중 하나를 포함하는 상기 자원 할당 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 제2 기지국과의 자원 할당 협상 결과를 포함하는 자원 할당 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 자원 할당 요청 메시지를 전송하는 단계는,
상기 제2 기지국이 특정 무선 자원을 할당하도록 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
자원 할당 응답 메시지를 수신한 후, 할당된 자원 영역에 대한 변경 요청이 상기 자원 할당 응답 메시지 내에 존재하는지 결정하는 단계; 및
변경 요청이 존재하면 상기 변경 요청이 상기 제2 기지국에 의해 수락되는지 여부에 대한 지시를 포함하는 자원 할당 확인 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 자원 할당 요청 메시지는 다수의 자원 블록들, 자원 블록 인덱스, 프레임 인덱스, 서브 프레임 인덱스 또는 데이터 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 자원 할당 응답 메시지는 자원 할당 요청 수락/거부 지시, 수락된 자원 블록 수, 수락된 자원 블록 인덱스, 수락된 프레임 또는 수락된 서브 프레임 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 자원 할당 확인 메시지는 변경 요청 수락/거부 지시 또는 결정된 자원 할당 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 기준 신호는 디지털 비트 시퀀스에 기반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선통신 시스템에서 제1 기지국과 협력적 자원 할당을 수행하는 제2 기지국의 방법에 있어서,
단말로부터 기준 신호를 수신하는 단계;
상기 기준 신호에 기반하여 채널 품질 정보를 생성하는 단계;
상기 채널 품질 정보를 제1 기지국으로 송신하는 단계;
제2 기지국이 특정 데이터를 유지하는 경우 상기 단말로 전송할 상기 특정 데이터에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 자원 할당 요청 메시지에 대한 수락 및 거부 지시 중 하나를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 상기 제1 기지국으로 송신하는 단계;
상기 단말로부터 상기 제1 기지국으로 전송된 상기 기준 신호에 기반하여 상기 제1 기지국에 의해 추정된 상기 채널 품질, 상기 제2 기지국에 의해 생성된 상기 채널 품질 정보와 상기 제1 기지국과의 협력 데이터 송신과 관련된 자원 할당을 위한 가용 자원에 대한 정보에 기반하여 생성된 자원 할당 정보를 수신하는 단계; 및
상기 자원 할당 정보 및 상기 단말로 전송할 특정 데이터에 대한 정보에 기반하여 상기 제1 기지국과 협력하여 상기 단말로 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 단말에게 할당할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 제1 기지국의 자원 할당 요청을 수락할지 또는 거부 할지를 결정하는 단계;
판단결과를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 상기 제1 기지국으로 송신하는 단계; 및
상기 제1 기지국과의 자원 할당 협상을 통해 결정된 자원을 이용하여 상기 제1 기지국과 협력하여 상기 단말로 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 자원 할당 요청을 수락할지 또는 거부 할지를 결정하는 단계,
자원 헤드룸 상태, 다른 단말을 위해 예약된 자원과 요구된 자원 사이의 충돌 또는 무선 채널 상태 중 적어도 하나에 기반한 결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 자원 할당 응답 메시지를 전송하는 단계는,
복수의 제1 기지국들로부터 할당을 위해 요청된 자원들 간에 충돌이 존재하는지를 결정하는 단계;
충돌이 존재하는 경우 자원 할당 영역들 간의 중첩을 피하기 위해 조정하는 단계; 및
조정된 자원 할당 정보를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선통신 시스템에서 적어도 하나의 제2 기지국과 협력적 자원 할당을 수행하는 제1 기지국에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신기; 및
단말로부터 기준 신호를 수신하고, 제1 기지국과 상기 단말 간의 채널 품질을 추정하고, 상기 단말로부터 제2 기지국으로 송신되는 상기 기준 신호에 기반하여 상기 제2 기지국에 의해 생성된 채널 품질 정보를 상기 제2 기지국으로부터 수신하고, 상기 제2 기지국이 특정 데이터를 유지하는 경우, 상기 단말로 전송할 상기 특정 데이터에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제2 기지국으로 송신하고, 상기 제2 기지국으로부터 상기 자원 할당 요청 메시지에 대한 수락 및 거부 지시 중 하나를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 수신하고, 상기 제1 기지국에 의해 추정된 상기 채널 품질, 상기 제2 기지국에 의해 생성된 상기 채널 품질 정보와 상기 제2 기지국과의 협력 데이터 송신과 관련된 자원 할당을 위한 가용 자원에 대한 정보에 기반하여 생성된 자원 할당 정보를 전송하고, 상기 자원 할당 정보 및 상기 단말로 전송할 특정 데이터에 대한 정보에 기반하여 상기 제2 기지국과 협력하여 상기 단말로 데이터를 송신하도록 설정된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 단말에 할당할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제2 기지국으로 송신하고, 상기 제2 기지국으로부터 상기 자원 할당 요청에 대한 수락 및 거절 지시 중 하나를 포함하는 상기 자원 할당 응답 메시지를 수신하고, 상기 제2 기지국과의 자원 할당 협상 결과를 포함하는 자원 할당 정보를 상기 단말로 전송하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제2 기지국이 특정 무선 자원을 할당하도록 요청하도록 더 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 제어부는,
자원 할당 응답 메시지를 수신한 후, 할당된 자원 영역에 대한 변경 요청이 상기 자원 할당 응답 메시지 내에 존재하는지 결정하고, 변경 요청이 존재하면 상기 변경 요청이 상기 제2 기지국에 의해 수락되는지 여부에 대한 지시를 포함하는 자원 할당 확인 메시지를 전송하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서,
상기 자원 할당 요청 메시지는 다수의 자원 블록들, 자원 블록 인덱스, 프레임 인덱스, 서브 프레임 인덱스 또는 데이터 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 자원 할당 응답 메시지는 자원 할당 요청 수락/거부 지시, 수락된 자원 블록 수, 수락된 자원 블록 인덱스, 수락된 프레임 또는 수락된 서브 프레임 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 자원 할당 확인 메시지는 변경 요청 수락/거부 지시 또는 결정된 자원 할당 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,
상기 기준 신호는 디지털 비트 시퀀스에 기반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
무선통신 시스템에서 제1 기지국과 협력적 자원 할당을 수행하는 제2 기지국에 있어서,
신호를 송수신하는 송수신기; 및
단말로부터 기준 신호를 수신하고, 상기 기준 신호에 기반하여 채널 품질 정보를 생성하고, 상기 채널 품질 정보를 제1 기지국으로 송신하고, 제2 기지국이 특정 데이터를 유지하는 경우 상기 단말로 전송할 상기 특정 데이터에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하고, 상기 자원 할당 요청 메시지에 대한 수락 및 거부 지시 중 하나를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 상기 제1 기지국으로 송신하고, 상기 단말로부터 상기 제1 기지국으로 전송된 상기 기준 신호에 기반하여 상기 제1 기지국에 의해 추정된 상기 채널 품질, 상기 제2 기지국에 의해 생성된 상기 채널 품질 정보와 상기 제1 기지국과의 협력 데이터 송신과 관련된 자원 할당을 위한 가용 자원에 대한 정보에 기반하여 생성된 자원 할당 정보를 수신하고, 상기 자원 할당 정보 및 상기 단말로 전송할 특정 데이터에 대한 정보에 기반하여 상기 제1 기지국과 협력하여 상기 단말로 데이터를 송신하도록 설정되는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 단말에게 할당할 자원에 대한 정보를 포함하는 자원 할당 요청 메시지를 상기 제1 기지국으로부터 수신하고, 상기 제1 기지국의 자원 할당 요청을 수락할지 또는 거부 할지를 결정하고, 판단결과를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 상기 제1 기지국으로 송신하고, 상기 제1 기지국과의 자원 할당 협상을 통해 결정된 자원을 이용하여 상기 제1 기지국과 협력하여 상기 단말로 데이터를 전송하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서, 상기 제어부는,
자원 헤드룸 상태, 다른 단말을 위해 예약된 자원과 요구된 자원 사이의 충돌 또는 무선 채널 상태 중 적어도 하나에 기반하여 상기 자원 할당 요청을 수락할지 또는 거부 할지를 결정하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서, 상기 제어부는,
복수의 제1 기지국들로부터 할당을 위해 요청된 자원들 간에 충돌이 존재하는지를 결정하고, 충돌이 존재하는 경우 자원 할당 영역들 간의 중첩을 피하기 위해 조정하고, 조정된 자원 할당 정보를 포함하는 자원 할당 응답 메시지를 생성하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
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