KR102077109B1 - 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법 - Google Patents

기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 하나의 기지국에서 안테나에 의해 분리되는 2 이상의 섹터를 형성하는 환경에서, 섹터 간 경계의 간섭을 해결하는 효과 뿐 아니라, 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높이는 효과까지 모두 달성할 수 있는 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법을 제안한다.

Description

기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법{BASE STATION AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 기지국에서 안테나에 의해 분리되는 2 이상의 섹터를 형성하는 환경에서, 2 이상의 섹터 간 경계의 간섭을 해결하면서, 2 이상의 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높일 수 있는 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 관한 것이다.
최근, 이동통신 환경은 LTE(Long Term Evolution) 망의 성장으로 3G 서비스인 WCDMA에서 그 중심이 LTE 망으로 이동하고 있으며, 이와 함께 LTE 망에 접속하여 데이터 서비스를 이용할 수 있는 다양한 단말의 도입 특히 스마트폰의 도입이 가속화되고 있다.
이처럼 스마트폰의 도입이 가속화되면서 데이터 트래픽의 급속한 증대에 대응하기 위해, 기지국에서는 안테나를 통해 하나의 셀커버리지를 여러 섹터로 분리하여 운영하는 섹터화 시스템을 적용이 요구되고 있다.
섹터화 시스템을 적용한 기지국은, 하나의 셀커버리지에 대하여 상이한 방향을 대상으로 하는 여러 안테나빔을 주사함으로써, 하나의 셀커버리지 상에 여러 안테나빔의 섹터가 존재하도록 하고 있다.
예컨대, 도 1을 참조하여 섹터화 시스템 특히 수직 섹터화 시스템을 적용한 기지국(100)를 설명하면, 기지국(100)은, 상호 상이한 수직틸팅각이 설정된 2개의 안테나(미도시)를 구비하여, 하나의 셀커버리지(C1)에 대하여 상호 상이한 수직틸팅각이 설정된 2개의 안테나(미도시) 각각을 통해 안테나빔 각각을 주사함으로써 하나의 셀커버리지(C1) 상에 2개의 안테나빔의 섹터(S1,S2)가 존재하도록 한다.
이처럼, 섹터화 시스템을 적용한 기지국에서 하나의 셀커버리지를 여러 섹터로 분리하여 운영하게 되면, 동일한 영역 즉 하나의 셀커버리지에 대하여 대역폭의 할당량 즉 할당할 수 있는 자원이 늘어나므로, 데이터 트래픽의 증대에 대응하여 더 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
하지만, 섹터화 시스템을 적용한 경우에도, 하나의 셀커버리지 내 섹터 간 경계의 간섭은 여전히 해결해야 하는 문제점이다.
또한, 도 1과 같이 수직 섹터화 시스템 적용에 따라 수직 방향으로 섹터(S1,S2)를 분리 운영하게 되면, 셀커버리지(C1)의 중앙 즉 안쪽에 위치하는 섹터(S1)의 크기가 셀커버리지(C1)의 외부 즉 바깥쪽에 위치하는 섹터(S2)의 크기 보다 작다는 환경적 특성으로 인해, 안쪽 섹터(S1)에 비해 바깥쪽 섹터(S2)에서 접속하는 단말의 수가 많아 안쪽 섹터(S1)의 트래픽 로드에 비해 바깥쪽 섹터(S2)의 트래픽 로드가 커져, 섹터(S1,S2) 간 트래픽 로드 불균형이 심한 문제점이 있다.
결국, 바깥쪽 섹터(S2)에서는, 안쪽 섹터(S1)와의 간섭, 트래픽 로드 불균형 및 환경적 특성으로 인해, 안쪽 섹터(S1)에서의 이득 즉 단말 수율(throughput)을 얻을 수 없기 때문에, 섹터(S1,S2) 간 단말 수율의 공평성 역시 떨어지는 문제점이 있다.
이에, 본 발명에서는, 하나의 기지국에서 안테나에 의해 분리되는 2 이상의 섹터를 형성하는 환경에서, 2 이상의 섹터 간 경계의 간섭을 해결하면서, 2 이상의 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높일 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 하나의 기지국에서 안테나에 의해 분리되는 2 이상의 섹터를 형성하는 환경에서, 2 이상의 섹터 간 경계의 간섭을 해결하면서, 2 이상의 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높일 수 있는 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 기지국장치는, 상호 인접한 2 이상의 섹터를 형성하는 2 이상의 안테나부; 상기 2 이상의 섹터 간 경계에 위치하는 단말을 후보단말로 확인하는 후보단말확인부; 상기 후보단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우의 자원할당 및 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우의 자원할당을 비교한 자원할당 비교결과를 기초로, 상기 후보단말 중 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 대상단말결정부; 및 상기 대상단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터 각각에서 데이터를 동시 송신하도록 스케줄링하는 스케줄링부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 2 이상의 안테나부는, 상호 상이한 수직틸팅각이 설정된 2개의 안테나부이며, 상기 2 이상의 섹터는, 상기 2개의 안테나부에 의해 수직 방향으로 인접하게 형성되는 바깥쪽(Outer)섹터 및 안쪽(Inner)섹터일 수 있다.
바람직하게는, 상기 2 이상의 섹터 중에서 트래픽 로드가 가장 큰 섹터를 기준섹터로 설정하고, 상기 2 이상의 섹터 중에서 상기 기준섹터를 제외한 나머지섹터를 인접섹터로 설정하는 섹터설정부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 대상단말결정부는, 상기 후보단말 중 상기 기준섹터에 위치한 기준섹터의 후보단말에 대해서는, 모두 대상단말로 결정하고, 상기 후보단말 중 상기 인접섹터에 위치한 인접섹터의 후보단말에 대해서는, 상기 자원할당 비교결과를 기초로 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 대상단말결정부는, 상기 인접섹터의 후보단말 수, 상기 기준섹터의 후보단말 수, 상기 기준섹터의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 상기 기준섹터에서 상기 후보단말에 할당하게 될 총 자원량을 계산하고, 상기 후보단말에 할당하게 될 총 자원량, 상기 인접섹터의 후보단말 수, 상기 인접섹터의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 상기 인접섹터에서 상기 인접섹터의 전체단말 각각에 할당하게 될 제1자원 및 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 상기 인접섹터에서 상기 인접섹터의 전체단말 중 상기 인접섹터의 후보단말을 제외한 단말 각각에 할당하게 될 제2자원을 계산하여, 상기 제1자원이 상기 제2자원 보다 큰 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 모두를 상기 대상단말로 결정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 대상단말결정부는, 상기 제1자원이 상기 제2자원 보다 작은 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 수를 특정 수 만큼 차감한 후 상기 특정 수 만큼 차감한 인접섹터의 후보단말 수를 이용하여 제1자원 및 제2자원을 재 계산하고, 상기 재 계산한 제1자원이 상기 재 계산한 제2자원을 보다 큰 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 중에서 상기 특정 수 만큼을 뺀 일부 후보단말을 상기 대상단말로 결정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 일부 후보단말은, 상기 인접섹터의 후보단말 중에서, 간섭이 가장 작은 후보단말부터 간섭이 커지는 순서에 따라 순차적으로 선택된 상기 특정 수의 후보단말을 뺀 나머지 후보단말일 수 있다.
바람직하게는, 상기 스케줄링부는, 상기 기준섹터에서 상기 기준섹터의 전체단말 및 상기 대상단말 각각에 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링 하고, 상기 인접섹터에서 상기 대상단말 각각에 상기 기준섹터가 할당한 동일 자원을 할당하여 데이터를 상기 기준섹터와 동시 송신하도록 스케줄링하고, 상기 인접섹터의 전체단말 중 상기 대상단말을 제외한 나머지단말 각각에 상기 기준섹터가 상기 대상단말 각각에 할당한 자원을 제외한 나머지 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 기지국장치의 동작 방법은, 2 이상의 안테나부에서 상호 인접한 2 이상의 섹터를 형성하는 단계; 상기 2 이상의 섹터 간 경계에 위치하는 단말을 후보단말로 확인하는 후보단말확인단계; 상기 후보단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우의 자원할당 및 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우의 자원할당을 비교한 자원할당 비교결과를 기초로, 상기 후보단말 중 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 대상단말결정단계; 및 상기 대상단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터 각각에서 데이터를 동시 송신하도록 스케줄링하는 스케줄링단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 2 이상의 안테나부는, 상호 상이한 수직틸팅각이 설정된 2개의 안테나부이며, 상기 2 이상의 섹터는, 상기 2개의 안테나부에 의해 수직 방향으로 인접하게 형성되는 바깥쪽(Outer)섹터 및 안쪽(Inner)섹터일 수 있다.
바람직하게는, 상기 2 이상의 섹터 중에서 트래픽 로드가 가장 큰 섹터를 기준섹터로 설정하고, 상기 2 이상의 섹터 중에서 상기 기준섹터를 제외한 나머지섹터를 인접섹터로 설정하는 단계를 더 포함하며; 상기 대상단말결정단계는, 상기 후보단말 중 상기 기준섹터에 위치한 기준섹터의 후보단말에 대해서는, 모두 대상단말로 결정하는 기준섹터의 대상단말결정단계와, 상기 후보단말 중 상기 인접섹터에 위치한 인접섹터의 후보단말에 대해서는, 상기 자원할당 비교결과를 기초로 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 인접섹터의 대상단말결정단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 인접섹터의 대상단말결정단계는, 상기 인접섹터의 후보단말 수, 상기 기준섹터의 후보단말 수, 상기 기준섹터의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 상기 기준섹터에서 상기 후보단말에 할당하게 될 총 자원량을 계산하고, 상기 후보단말에 할당하게 될 총 자원량, 상기 인접섹터의 후보단말 수, 상기 인접섹터의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 상기 인접섹터에서 상기 인접섹터의 전체단말 각각에 할당하게 될 제1자원 및 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 상기 인접섹터에서 상기 인접섹터의 전체단말 중 상기 인접섹터의 후보단말을 제외한 단말 각각에 할당하게 될 제2자원을 계산하여, 상기 제1자원이 상기 제2자원 보다 큰 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 모두를 상기 대상단말로 결정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 인접섹터의 대상단말결정단계는, 상기 제1자원이 상기 제2자원 보다 작은 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 수를 특정 수 만큼 차감한 후 상기 특정 수 만큼 차감한 인접섹터의 후보단말 수를 이용하여 제1자원 및 제2자원을 재 계산하고, 상기 재 계산한 제1자원이 상기 재 계산한 제2자원을 보다 큰 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 중에서 상기 특정 수 만큼을 뺀 일부 후보단말을 상기 대상단말로 결정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스케줄링단계는, 상기 기준섹터에서 상기 기준섹터의 전체단말 및 상기 대상단말 각각에 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링 하는 단계와, 상기 인접섹터에서 상기 대상단말 각각에 상기 기준섹터가 할당한 동일 자원을 할당하여 데이터를 상기 기준섹터와 동시 송신하도록 스케줄링하고, 상기 인접섹터의 전체단말 중 상기 대상단말을 제외한 나머지단말 각각에 상기 기준섹터가 상기 대상단말 각각에 할당한 자원을 제외한 나머지 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링하는 단계를 포함할 수 있다.
이에, 본 발명의 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 의하면, 하나의 기지국에서 안테나에 의해 분리되는 섹터를 형성하는 환경에서, 섹터 간 경계의 간섭을 해결하는 효과 뿐 아니라, 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높이는 효과까지 모두 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치를 포함하는 통신시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 동작 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치에서 형성한 섹터 별로 단말 스케줄링의 예를 보여주는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치가 포함되는 통신시스템을 도시한 도면이다.
본 발명의 기지국장치(100)는, 하나의 셀커버리지를 여러 섹터로 분리하여 운영하는 섹터화 시스템을 적용한 기지국이다.
구체적인 설명에 앞서, 본 발명의 기지국장치(100)는, 다수의 셀커버리지를 운영할 수 있고, 다수의 셀커버리지 중 일부 셀커버리지 또는 모든 셀커버리지에 대하여 여러 섹터로 분리 운영하는 것이 가능할 것이다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이 기지국장치(100)의 셀커버리지(C1)에 대해서만 설명하도록 한다.
섹터화 시스템을 적용한 본 발명의 기지국장치(100)는, 하나의 셀커버리지에 대하여 상이한 방향을 대상으로 하는 여러 안테나빔을 주사함으로써, 하나의 셀커버리지 상에 여러 안테나빔의 여러 섹터가 존재하도록 한다.
특히, 본 발명의 기지국장치(100)는, 기존의 수평적 섹터화와는 달리, 상호 상이한 수직틸팅각이 설정된 2 이상의 안테나부(미도시)를 구비하여, 하나의 셀커버리지에 대하여 수직 방향으로 인접하게 2 이상의 섹터를 분리 운영하는 수직적 섹터화 시스템을 지원하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기지국장치(100)가 2 이상의 안테나부로서 2개의 안테나부를 구비하여, 2 이상의 섹터로서 2개의 섹터로 분리 운영하는 수직적 섹터화 시스템을 언급하여 설명하도록 하겠다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수직적 섹터화 시스템을 적용한 본 발명의 기지국장치(100)는, 상이한 수직틸팅각이 설정된 2개의 안테나부(미도시)를 구비하여, 하나의 셀커버리지(C1)에 대하여 수직 방향으로 인접하게 2개 섹터(S1,S2)를 분리 운영할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 기지국장치(100)는, 하나의 셀커버리지(C1)를 여러 섹터(S1,S2)로 분리하여 운영하게 되면, 동일한 영역 즉 하나의 셀커버리지(C1)에 대하여 대역폭의 할당량 즉 할당할 수 있는 자원이 늘어나므로, 더 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
하지만, 하나의 셀커버리지(C1) 내 섹터(S1,S2) 간 경계의 간섭은 여전히 해결해야 하는 문제점이다.
또한, 셀커버리지(C1)의 중앙 즉 안쪽에 위치하는 섹터(S1)의 크기가 셀커버리지(C1)의 외부 즉 바깥쪽에 위치하는 섹터(S2)의 크기 보다 작다는 환경적 특성으로 인해, 안쪽 섹터(S1)에 비해 바깥쪽 섹터(S2)에서 접속하는 단말의 수가 많아 안쪽 섹터(S1)의 트래픽 로드에 비해 바깥쪽 섹터(S2)의 트래픽 로드가 커져, 섹터(S1,S2) 간 트래픽 로드 불균형이 심한 문제점이 있다.
결국, 바깥쪽 섹터(S2)에서는, 안쪽 섹터(S1)와의 간섭, 트래픽 로드 불균형 및 환경적 특성으로 인해, 안쪽 섹터(S1)에서의 이득 즉 단말 수율(throughput)을 얻을 수 없기 때문에, 섹터(S1,S2) 간 단말 수율의 공평성 역시 떨어지는 문제점이 있다.
이에, 본 발명에서는, 수직적 섹터화 시스템을 적용하는 환경에서, 섹터(S1,S2) 간 경계의 간섭을 해결하는 효과 뿐 아니라, 섹터(S1,S2) 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율의 공평성을 높이는 효과까지 모두 달성할 수 있는 기지국장치를 제안하고자 한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 구성을 구체적으로 설명하겠다.
본 발명에 따른 기지국장치(100)는, 상호 인접한 2 이상의 섹터를 형성하는 2 이상의 안테나부(110)와, 상기 2 이상의 섹터 간 경계에 위치하는 단말을 후보단말로 확인하는 후보단말확인부(120)와, 상기 후보단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우의 자원할당 및 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우의 자원할당을 비교한 자원할당 비교결과를 기초로, 상기 후보단말 중 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 대상단말결정부(130)와, 상기 대상단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터 각각에서 데이터를 동시 송신하도록 스케줄링하는 스케줄링부(140)를 포함한다.
2 이상의 안테나부(110)는, 상호 인접한 2 이상의 섹터를 형성한다.
즉, 2 이상의 안테나부(110)는, 상호 상이한 수직틸팅각이 설정됨에 따라, 셀커버리지(C1)에 대하여 수직 방향으로 상호 인접한 2 이상의 섹터를 형성할 수 있다.
물론, 만약에 2 이상의 안테나부(110)는, 모두 동일한 수직틸팅각이 설정된다면, 셀커버리지(C1)에 대하여 상호 겹치는 2 이상의 섹터를 형성할 것이다.
예를 들어, 도 1에서 언급한 바와 같이 2 이상의 섹터로서 2 개의 섹터(S1,S2)를 예로서 설명하면, 2 이상의 안테나부(110)는 상호 상이한 수직틸팅각이 설정되는 2개의 안테나부 예컨대 도 2의 안테나부1,2일 수 있고, 2 이상의 섹터는 셀커버리지(C1)에 대하여 안테나부1,2에 의해 수직 방향으로 인접하게 형성되는 2개의 섹터(S1,S2) 즉 바깥쪽(Outer) 섹터(S2) 및 안쪽(Inner) 섹터(S2)일 수 있다.
이때, 도 1에서 알 수 있듯이, 셀커버리지(C1)의 중앙에 가까운 안쪽 섹터(S1)의 크기가 셀커버리지(C1)의 외부에 가까운 바깥쪽 섹터(S2)의 크기 보다 작을 것이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 1과 같이 수직 방향으로 인접한 2개의 섹터(S1,S2)를 예로서 언급하여 설명하도록 하겠다.
후보단말확인부(120)는, 2 이상의 섹터 간 경계, 예컨대 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 단말을 후보단말로 확인한다.
보다 구체적으로 설명하면, 기지국장치(100)는, 셀커버리지(C1)에서 접속된 모든 단말 예컨대 도 1의 단말1,2,3,4,5,6,7 각각으로부터 간섭정보를 회신 받을 수 있다.
이에, 후보단말확인부(120)는, 단말1,2,3,4,5,6,7로부터 회신되는 간섭정보를 기초로, 간섭이 심한 단말을 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 단말인 것으로 인지하고, 이 단말을 후보단말로 확인할 수 있다.
예컨대, 간섭정보에 포함되는 신호 대 잡음비(SINR:Signal to Interference-plus-Noise Ratio)를 기초로 하는 경우라면, 후보단말확인부(120)에는 간섭이 심한 단말을 찾아내기 위한 SINR임계치가 설정될 수 있다.
이에, 후보단말확인부(120)는, 단말1,2,3,4,5,6,7로부터 회신되는 간섭정보 내 SINR을 기초로, SINR이 SINR임계치 보다 작은 단말을 간섭이 심한 단말 즉 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 단말인 것으로 인지할 수 있다.
이에, 도 1에 도시된 바와 같이, 섹터(S1)에 위치한 섹터(S1)의 전체단말5,6,7 중 섹터(S1,S2) 간 경계에 단말6,7이 위치하고, 섹터(S2)에 위치한 섹터(S2)의 전체단말1,2,3,4 중 섹터(S1,S2) 간 경계에 단말2가 위치하는 경우라면, 후보단말확인부(120)는, 간섭이 심한 단말 즉 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 단말로서 단말2,6,7을 인지할 수 있고, 이에 단말2,6,7을 후보단말로 확인할 수 있다.
대상단말결정부(130)는, 후보단말확인부(120)에서 확인한 후보단말에 대하여 2개의 섹터(S1,S2)를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우의 자원할당 및 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우의 자원할당을 비교한 자원할당 비교결과를 기초로, 후보단말확인부(120)에서 확인한 후보단말 중 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정한다.
이하에서는, 대상단말을 결정하는 과정을 구체적으로 설명하도록 하겠다.
설명에 앞서, 본 발명의 기지국장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 섹터설정부(150)를 더 포함할 수 있다.
섹터설정부(150)는, 2 이상의 안테나부(110)에서 형성한 2 이상의 섹터 중에서, 즉 전술에서 언급한 실시예에 따른 2개의 섹터(S1,S2) 중에서 트래픽 로드가 가장 큰 섹터를 기준섹터로 설정하고, 2개의 섹터(S1,S2) 중에서 기준섹터를 제외한 나머지섹터를 인접섹터로 설정할 수 있다.
전술에서 언급했듯이, 수직적 섹터화 시스템에서는, 안쪽 섹터(S1)의 크기가 바깥쪽 섹터(S2)의 크기 보다 작기 때문에, 안쪽 섹터(S1)에 비해 바깥쪽 섹터(S2)에서 접속하는 단말의 수가 많아 바깥쪽 섹터(S2)의 트래픽 로드가 큰 것이 일반적이다.
따라서, 섹터설정부(150)에서는, 2개의 섹터(S1,S2) 중에서 바깥쪽의 섹터(S2)를 기준섹터로 설정하고 이를 제외한 나머지섹터 즉 안쪽의 섹터(S1)를 인접섹터로 설정하는 것이 일반적일 것이다.
이러한 관점에서, 섹터(S2)를 기준섹터로 설정하고 섹터(S1)를 인접섹터로 설정하는 경우로 언급하여 설명하도록 하겠다.
아울러, 섹터설정부(150)는, 2 이상의 안테나부(110) 각각에 대하여, 2 이상의 안테나부(110)에 상이한 수직틸팅각이 설정됨에 따라 형성되는 섹터(S1,S2) 간의 간섭을 줄이기 위한 각 안테나변수를 설정할 수 있다.
즉, 섹터설정부(150)는, 2 이상의 안테나부(110) 각각에 대하여, 각기 상이하게 설정된 수직틸팅각에 대응하는 최적의 안테나변수를 설정할 수 있다.
이하에서, 대상단말을 결정하는 과정을 구체적으로 설명하면, 대상단말결정부(130)는, 후보단말확인부(120)에서 확인한 후보단말 중 기준섹터에 위치한 기준섹터의 후보단말에 대해서는, 모두 대상단말로 결정한다.
예컨대, 전술한 바와 같이 후보단말확인부(120)에서 단말2,6,7을 후보단말로 확인한 경우라면, 대상단말결정부(130)는, 후보단말2,6,7 중 기준섹터(S2)에 위치한 기준섹터(S2)의 후보단말2에 대해서는, 대상단말로 결정할 수 있다.
반면, 대상단말결정부(130)는, 후보단말확인부(120)에서 확인한 후보단말 중 인접섹터에 위치한 인접섹터의 후보단말에 대해서는, 전술한 자원할당 비교결과를 기초로 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정한다.
예컨대, 전술한 바와 같이 후보단말확인부(120)에서 단말2,6,7을 후보단말로 확인한 경우라면, 대상단말결정부(130)는, 후보단말2,6,7 중 인접섹터(S1)의 후보단말6,7에 대해서는, 전술한 자원할당 비교결과를 기초로 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정할 수 있다.
인접섹터(S1)의 후보단말6,7에 대해서 대상단말로 결정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
대상단말결정부(130)는, 인접섹터(S1)의 후보단말 수, 기준섹터(S2)의 후보단말 수, 기준섹터(S2)의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 기준섹터(S2)에서 후보단말에 할당하게 될 총 자원량을 계산한다.
예컨대, 전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 환경에서 단말2,6,7이 후보단말로 확인된 경우라면, 대상단말결정부(130)는, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 수(2), 기준섹터(S2)의 후보단말2 수(1), 기준섹터(S2)의 전체단말1,2,3,4 수(4)를 이용하여, 후보단말확인부(120)에서 확인한 후보단말2,6,7에 대하여 2개의 섹터(S1,S2)를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 기준섹터(S2)에서 후보단말2,6,7에 할당하게 될 총 자원량을 계산한다.
보다 구체적으로는, 다음의 수식1에 따라 기준섹터(S2)에서 후보단말2,6,7에 할당하게 될 총 자원량(Rcomp)을 계산할 수 있다.
수식1.
Figure 112014011405044-pat00001
여기서, Rcomp는 후보단말 모두를 대상단말로 간주하였을 때 기준섹터에서 후보단말(대상단말)에 할당하게 될 총 자원량을 의미한다.
그리고, 수식1에서의 Ninner,comp, Nouter,comp는 인접섹터(S1)의 후보단말 수, 기준섹터(S2)의 후보단말 수를 의미하고, Nouter는 기준섹터(S2)의 전체단말 수를 의미한다.
결국, 수식1이 의미하는 바는, 기준섹터(S2)의 전체단말 및 인접섹터(S1)의 후보단말을 모두 포함한 각 단말 당 할당할 수 있는 자원의 기대값(확률)을 구한 뒤, 기준섹터(S2)의 후보단말 수 및 인접섹터(S1)의 후보단말 수의 합을 곱하여, 기준섹터(S2)에서 모든 후보단말(대상단말)에 할당할 수 있는 총 자원량(Rcomp)을 계산해내는 것이다.
따라서, 전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 환경에서 단말2,6,7이 후보단말로 확인된 경우라면, 대상단말결정부(130)는, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 수(2), 기준섹터(S2)의 후보단말2 수(1), 기준섹터(S2)의 전체단말1,2,3,4 수(4)를 이용하여, 수식1에 따라 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 기준섹터(S2)에서 후보단말2,6,7에 할당하게 될 총 자원량(Rcomp = 0.5)를 계산할 수 있다.
그리고, 대상단말결정부(130)는, 전술의 수식1에 따라 계산한 총 자원량(Rcomp), 인접섹터(S1)의 후보단말 수, 인접섹터(S1)의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말 각각에 할당하게 될 제1자원 및 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말 중 인접섹터(S1)의 후보단말을 제외한 단말 각각에 할당하게 될 제2자원을 계산한다.
예컨대, 전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 환경에서 단말2,6,7이 후보단말로 확인된 경우라면, 대상단말결정부(130)는, 전술의 계산한 총 자원량(Rcomp = 0.5), 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 수(2), 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 수(3)를 이용하여, 후보단말확인부(120)에서 확인한 후보단말2,6,7에 대하여 2개의 섹터(S1,S2)를 통한 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 각각에 할당하게 될 제1자원을 계산한다.
그리고, 대상단말결정부(130)는, 전술의 계산한 총 자원량(Rcomp = 0.5), 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 수(2), 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 수(3)를 이용하여, 후보단말확인부(120)에서 확인한 후보단말2,6,7에 대하여 2개의 섹터(S1,S2)를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 중 인접섹터(S1)의 후보단말6,7을 제외한 단말5에 할당하게 될 제2자원을 계산한다.
보다 구체적으로는, 다음의 수식2에 따라 제1자원 및 제2자원을 계산하여, 서로 크기를 비교할 수 있다.
수식2.
Figure 112014011405044-pat00002
즉, 수식2의 우변이 제1자원에 대응되며, 수식2의 좌변이 제2자원에 대응된다.
따라서, 전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 환경에서 단말2,6,7이 후보단말로 확인된 경우라면, 대상단말결정부(130)는, 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7의 수(3)을 이용하여, 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 각각에 할당하게 될 제1자원으로서 0.333을 계산할 수 있다.
또한, 대상단말결정부(130)는, 전술의 계산한 총 자원량(Rcomp = 0.5), 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 수(2), 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 수(3)를 이용하여, 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 중 인접섹터(S1)의 후보단말6,7을 제외한 단말5에 할당하게 될 제2자원으로서, 0.5를 계산할 수 있다.
이처럼, 제1자원 및 제2자원을 계산하면, 대상단말결정부(130)는, 계산한 제1자원이 제2자원 보다 큰 경우, 인접섹터(S1)의 후보단말 모두를 대상단말로 결정할 수 있다.
헌데, 전술에서 알 수 있듯이, 대상단말결정부(130)는, 현재 계산한 제1자원(0.333)이 제2자원(0.5) 보다 크지 않기 때문에 즉 수식2의 조건을 만족하지 못하기 때문에, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 모두를 대상단말로 결정할 수 없다.
이에, 대상단말결정부(130)는, 계산한 제1자원(0.333)이 제2자원(0.5) 보다 크지 않은 경우 즉 수식2의 조건을 만족하지 못하는 경우, 수식2의 조건을 만족시킬 수 있는 인접섹터(S1)의 후보단말 최대 수를 결정하고, 인접섹터(S1)의 후보단말 중에서 결정한 인접섹터(S1)의 후보단말 최대 수 만큼의 일부 후보단말 만을 대상단말로 결정하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로 설명하면, 대상단말결정부(130)는, 인접섹터의 후보단말 수를 특정 수(X) 만큼 차감한 후 특정 수(X) 수 만큼 차감한 인접섹터의 후보단말 수를 이용하여 제1자원 및 제2자원을 재 계산함으로써, 재 계산한 제1자원이 재 계산한 제2자원 보다 큰 지 여부 즉 수식2의 조건을 만족하는지 여부를 판단한다.
예를 들면, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7에 대해서 대상단말로 결정하는 전술의 초기 과정에서, 대상단말결정부(130)는, 특정 수(X)를 0으로 하여 제1자원(0.333) 및 제2자원(0.5)을 계산한 결과이다.
그리고, 대상단말결정부(130)는, 계산한 제1자원(0.333)이 제2자원(0.5) 보다 크지 않기 때문에 즉 수식2의 조건을 만족하지 못하기 때문에, 특정 수(X)를 +1 증가시키고, 인접섹터(S1)의 후보단말 수(2)를 특정 수(X=1) 만큼 차감한 후 특정 수(X=1) 만큼 차감한 인접섹터(S1)의 후보단말 수(1)를 이용하여 제1자원 및 제2자원을 재 계산한다.
결국, 대상단말결정부(130)는, 특정 수(X=1) 만큼 차감한 인접섹터(S1)의 후보단말 수(1)를 이용하여, 수식1에 따라 총 자원량(Rcomp = 0.4)을 재 계산할 것이고, 이를 근거로 수식2에 따라 제1자원(0.333) 및 제2자원(0.3)을 재 계산해낼 것이다.
전술에서 알 수 있듯이, 대상단말결정부(130)는, 재 계산한 제1자원(0.333)이 재 계산한 제2자원(0.3) 보다 크기 때문에 즉 수식2의 조건을 만족하기 때문에, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서 수식2의 조건을 만족하도록 하는 특정 수(X=1) 만큼을 뺀 일부 후보단말을 대상단말로 결정할 수 있다.
결국, 수식2의 조건을 만족시킬 수 있는 인접섹터(S1)의 후보단말 최대 수란, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서 수식2의 조건을 만족하도록 하는 특정 수(X=1) 만큼을 뺀 수와 같고, 트래픽 분산을 통해 섹터(S1,S2) 간 단말 수율의 공평성을 유지하기 위한 경계 조건이라 할 수 있다.
한편, 대상단말결정부(130)는, 재 계산한 제1자원이 재 계산한 제2자원 보다 여전히 크지 않아 수식2의 조건을 만족하지 못하면, 특정 수(X)를 +1 더 증가시키고, 전술과 같은 방식으로 제1자원 및 제2자원을 재 계산함으로써, 수식2의 조건을 만족하도록 하는 특정 수(X)를 찾아낼 것이다.
여기서, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서 수식2의 조건을 만족하도록 하는 특정 수(X=1) 만큼을 뺀 일부 후보단말은, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서, 간섭이 가장 작은 후보단말부터 간섭이 커지는 순서에 따라 순차적으로 선택된 특정 수(X=1)의 후보단말을 뺀 나머지 후보단말이다.
즉, 후보단말의 SINR이 후보단말7의 SINR 보다 작은 경우 즉 후보단말7이 후보단말6 보다 섹터(S2)에 의한 간섭이 작은 경우라면, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서 간섭이 가장 작은 후보단말은 후보단말7일 것이다. 이 경우, 대상단말결정부(130)는, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서, 간섭이 가장 작은 후보단말부터 간섭이 커지는 순서에 따라 순차적으로 선택된 특정 수(X=1)의 후보단말 즉 1개의 후보단말7을 뺀 나머지 후보단말6을, 대상단말로 결정할 수 있다.
스케줄링부(140)는, 대상단말결정부(130)에서 결정한 대상단말에 대하여, 2 이상의 섹터 즉 2개의 섹터(S1,S2) 각각에서 데이터를 동시 송신하도록 스케줄링한다.
보다 구체적으로 설명하면, 스케줄링부(140)는, 기준섹터(S2) 및 인접섹터(S1) 중 먼저 기준섹터(S2)에 대한 스케줄링을 수행하고, 기준섹터(S2)의 스케줄링정보를 기초로 인접섹터(S1)에 대한 스케줄링을 수행한다.
즉, 스케줄링부(140)는, 기준섹터(S2)에서 기준섹터(S2)의 전체단말 및 대상단말 각각에 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링한다.
그리고, 스케줄링부(140)는, 인접섹터(S1)에서 대상단말 각각에 기준섹터(S2)가 할당한 동일 자원을 할당하여 데이터를 기준섹터(S2)와 동시 송신하도록 스케줄링하고, 인접섹터(S1)의 전체단말 중 대상단말을 제외한 나머지단말 각각에 기준섹터(S2)가 대상단말 각각에 할당한 자원을 제외한 나머지 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링한다.
예컨대, 도 4를 참조하여 설명하면, 단말2,6이 대상단말로 결정된 경우라면, 스케줄링부(140)는, 기준섹터(S2)에서 기준섹터(S2)의 전체단말1,2,3,4 및 대상단말6(대상단말2는 기준섹터(S2)의 전체단말에 속하므로 제외) 각각에 자원 즉 RB(Resource Block)을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링한다.
이후, 스케줄링부(140)는, 기준섹터(S2)의 스케줄링정보를 기초로, 인접섹터(S1)에서 대상단말2,6 각각에 기준섹터(S2)가 할당한 동일 자원을 할당하여 데이터를 기준섹터(S2)와 동시 송신하도록 스케줄링하고, 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 중 대상단말6을 제외한 나머지단말5,7 각각에 기준섹터(S2)가 대상단말 각각에 할당한 자원을 제외한 나머지 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링한다.
이에, 도 4에 도시된 바와 같이, 기준섹터(S2)에서는, 기준섹터(S2)의 내부 영역에 위치하는 단말1,3,4 및 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 기준섹터(S2)의 단말2 및 인접섹터(S1)의 단말6 각각에 자원을 할당하고, 인접섹터(S1)에서는, 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 기준섹터(S2)의 단말2 및 인접섹터(S1)의 단말6 각각에 기준섹터(S2)와 동일한 자원을 할당하고, 인접섹터(S1)의 내부 영역에 위치하는 단말5,7 각각에 나머지 자원을 할당하게 된다.
이처럼, 본 발명의 기지국장치(100)는, 수직적 섹터화 시스템 적용에 따라 수직 방향으로 인접하게 2 이상의 섹터(예 : S1,S2)를 분리 운용하는 환경에서, 섹터(예 : S1,S2) 간 경계의 단말(예 : 단말2,6)에 대해 2 이상의 섹터(예 : S1,S2) 모두에서 동시에 동일한 자원을 할당하여 데이터를 송신하는 데이터 동시 송신을 수행함으로써, 섹터(예 : S1,S2) 간 경계의 단말(예 : 단말2,6) SINR이 향상되도록 하고 결국 섹터(예 : S1,S2) 간 경계의 간섭이 효율적으로 해결되도록 한다.
더불어, 본 발명의 기지국장치(100)는, 데이터 동시 송신을 수행하는데 있어서, 섹터(예 : S1,S2) 간 트래픽 분산을 위해 2 이상의 섹터(예 : S1,S2) 중 트래픽 로드가 큰 섹터(S2)를 기준으로 기준섹터(S2)의 스케줄링을 선 수행하며, 더 나아가 트래픽 로드가 큰 기준섹터(S2)의 후보단말에 대해서는 모두 데이터 동시 송신의 대상으로 하고 트래픽 로드가 작은 인접섹터(S1)의 후보단말에 대해서는 트래픽 분산을 통해 섹터(S1,S2) 간 단말 수율의 공평성을 유지할 수 있는 개수의 후보단말 만을 데이터 동시 송신의 대상으로 함으로써, 섹터(S1,S2) 간 단말 수율의 공평성 역시 효율적으로 높일 수 있다.
한편, 도 4에서는, 각 섹터(S1,S2)에서 라운드 로빈 스케줄링 방식을 이용하여 단말에 자원을 할당하고 있으나 이는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명에서는 라운드 로빈 스케줄링 외에 어떠한 스케줄링 방식을 사용하더라도 무관할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기지국장치는, 안테나에 의해 분리되는 2 이상의 섹터를 형성하는 환경에서, 섹터 간 경계의 간섭을 해결하는 효과 뿐 아니라, 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높이는 효과까지 모두 달성할 수 있다.
한편, 본 발명은 수직적 섹터화 시스템을 적용한 기지국장치에만 한정되지 않고, 2 이상의 섹터가 인접하게 형성되는 통신 시스템 환경이라면 모두 적용이 가능할 것이다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 동작 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
설명의 편의를 위해, 앞서 설명한 도 1, 도 2 및 도4를 언급하여 설명하도록 하겠다.
본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 상이한 수직틸팅각이 설정된 2 이상의 안테나부에 의해, 셀커버리지 예컨대 셀커버리지(C1)를 수직 방향으로 인접한 2 이상의 섹터로 분리 운영하는 수직적 섹터화 시스템으로 동작한다(S100).
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 도 1과 같이 2개의 섹터(S1,S2)로 분리 운영하는 경우를 언급하여 설명하겠다.
이 경우, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 2개의 섹터(S1,S2) 중에서 트래픽 로드가 가장 큰 섹터를 기준섹터로 설정하고, 2개의 섹터(S1,S2) 중에서 기준섹터를 제외한 나머지섹터를 인접섹터로 설정한다(S110).
전술에서 언급했듯이, 수직적 섹터화 시스템에서는, 안쪽 섹터(S1)의 크기가 바깥쪽 섹터(S2)의 크기 보다 작기 때문에, 안쪽 섹터(S1)에 비해 바깥쪽 섹터(S2)에서 접속하는 단말의 수가 많아 바깥쪽 섹터(S2)의 트래픽 로드가 큰 것이 일반적이다.
따라서, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 2개의 섹터(S1,S2) 중에서 바깥쪽의 섹터(S2)를 기준섹터로 설정하고 이를 제외한 나머지섹터 즉 안쪽의 섹터(S1)를 인접섹터로 설정하는 것이 일반적일 것이다.
이러한 관점에서, 섹터(S2)를 기준섹터로 설정하고 섹터(S1)를 인접섹터로 설정하는 경우로 언급하여 설명하도록 하겠다.
한편, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 단말을 후보단말로 확인한다(S120).
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 셀커버리지(C1)에서 접속된 모든 단말 예컨대 도 1의 단말1,2,3,4,5,6,7 각각으로부터 간섭정보를 회신 받을 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 단말1,2,3,4,5,6,7로부터 회신되는 간섭정보를 기초로, 간섭이 심한 단말을 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 단말인 것으로 인지하고, 이 단말을 후보단말로 확인할 수 있다.
이에, 도 1에 도시된 바와 같이, 섹터(S1)에 위치한 섹터(S1)의 전체단말5,6,7 중 섹터(S1,S2) 간 경계에 단말6,7이 위치하고, 섹터(S2)에 위치한 섹터(S2)의 전체단말1,2,3,4 중 섹터(S1,S2) 간 경계에 단말2가 위치하는 경우라면, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 간섭이 심한 단말 즉 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 단말로서 단말2,6,7을 인지할 수 있고, 이에 단말2,6,7을 후보단말로 확인할 수 있다.
이후, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, S120단계에서 확인한 후보단말에 대하여 2개의 섹터(S1,S2)를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우의 자원할당 및 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우의 자원할당을 비교한 자원할당 비교결과를 기초로, S120단계에서 확인한 후보단말 중 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정한다.
이하에서는, 대상단말을 결정하는 과정을 구체적으로 설명하도록 하겠다.
먼저, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, S120단계에서 확인한 후보단말2,6,7 중 기준섹터(S2)의 후보단말2에 대해서는, 모두 대상단말로 결정한다(S130).
반면, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, S120단계에서 확인한 후보단말2,6,7 중 인접섹터(S1)의 후보단말6,7에 대해서는, 전술한 자원할당 비교결과를 기초로 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정한다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7에 대해서 대상단말로 결정하는 초기 과정에서, 후술할 특정 수(X)를 0으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 인접섹터(S1)의 후보단말 수, 기준섹터(S2)의 후보단말 수, 기준섹터(S2)의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 기준섹터(S2)에서 후보단말에 할당하게 될 총 자원량을 계산한다(S140).
예컨대, 전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 환경에서 단말2,6,7이 후보단말로 확인된 경우라면, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 수(2), 기준섹터(S2)의 후보단말2 수(1), 기준섹터(S2)의 전체단말1,2,3,4 수(4)를 이용하여, 전술한 수식1에 따라 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 기준섹터(S2)에서 후보단말2,6,7에 할당하게 될 총 자원량(Rcomp = 0.5)를 계산할 수 있다.
이 후, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 전술의 수식1에 따라 계산한 총 자원량(Rcomp), 인접섹터(S1)의 후보단말 수, 인접섹터(S1)의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말 각각에 할당하게 될 제1자원 및 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말 중 인접섹터(S1)의 후보단말을 제외한 단말 각각에 할당하게 될 제2자원을 계산한다(S150).
예컨대, 전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 바와 같은 환경에서 단말2,6,7이 후보단말로 확인된 경우라면, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 전술의 계산한 총 자원량(Rcomp = 0.5), 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 수(2), 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 수(3)를 이용하여, 전술한 수식2에 따라 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 각각에 할당하게 될 제1자원(0.333)과, 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 인접섹터(S1)에서 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 중 인접섹터(S1)의 후보단말6,7을 제외한 단말5에 할당하게 될 제2자원(0.5)를 계산할 수 있다.
이후, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, S150단계에서 계산한 제1자원이 제2자원 보다 큰 경우(S160 Yes), 인접섹터(S1)의 후보단말 모두를 대상단말로 결정할 수 있다(S190). 이때, 특정 수(X)가 0이기 때문에, 인접섹터(S1)의 후보단말 모두를 대상단말로 결정할 수 있는 것이다.
헌데, 전술에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 현재 계산한 제1자원(0.333)이 제2자원(0.5) 보다 크지 않기 때문에 즉 수식2의 조건을 만족하지 못하기 때문에(S160 No), 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 모두를 대상단말로 결정할 수 없다.
이에, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 계산한 제1자원(0.333)이 제2자원(0.5) 보다 크지 않은 경우(S160 No), 특정 수(X=0)를 +1 증가시키고(S170), 인접섹터(S1)의 후보단말 수(2)를 특정 수(X=1) 만큼 차감한 후(S180) 특정 수(X=1) 만큼 차감한 인접섹터의 후보단말 수(1)를 이용하여 제1자원 및 제2자원을 재 계산한다(S140~S150).
결국, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 특정 수(X=1) 만큼 차감한 인접섹터(S1)의 후보단말 수(1)를 이용하여, 수식1에 따라 S140단계에서 총 자원량(Rcomp = 0.4)을 재 계산할 것이고, 이를 근거로 수식2에 따라 S150단계에서 제1자원(0.333) 및 제2자원(0.3)을 재 계산해낼 것이다.
전술에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 재 계산한 제1자원(0.333)이 재 계산한 제2자원(0.3) 보다 크기 때문에 즉 수식2의 조건을 만족하기 때문에(S160 Yes), 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서 수식2의 조건을 만족하도록 하는 특정 수(X=1) 만큼을 뺀 일부 후보단말을 대상단말로 결정할 수 있다(S190).
여기서, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서 수식2의 조건을 만족하도록 하는 특정 수(X=1) 만큼을 뺀 일부 후보단말은, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서, 간섭이 가장 작은 후보단말부터 간섭이 커지는 순서에 따라 순차적으로 선택된 특정 수(X=1)의 후보단말을 뺀 나머지 후보단말이다.
즉, 후보단말의 SINR이 후보단말7의 SINR 보다 작은 경우 즉 후보단말7이 후보단말6 보다 섹터(S2)에 의한 간섭이 작은 경우라면, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서 간섭이 가장 작은 후보단말은 후보단말7일 것이다. 이 경우, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 인접섹터(S1)의 후보단말6,7 중에서, 간섭이 가장 작은 후보단말부터 간섭이 커지는 순서에 따라 순차적으로 선택된 특정 수(X=1)의 후보단말 즉 1개의 후보단말7을 뺀 나머지 후보단말6을, 대상단말로 결정할 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 후보단말2,6,7 중에서 후보단말2,6을 대상단말로 결정할 수 있다.
이후, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 기준섹터(S2) 및 인접섹터(S1) 중 먼저 기준섹터(S2)에 대한 스케줄링을 수행하고(S200), 기준섹터(S2)의 스케줄링정보를 기초로 인접섹터(S1)에 대한 스케줄링을 수행한다(S210).
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 기준섹터(S2)에서 기준섹터(S2)의 전체단말1,2,3,4 및 대상단말6(대상단말2는 기준섹터(S2)의 전체단말에 속하므로 제외) 각각에 자원 즉 RB(Resource Block)을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링한다(S200).
이후, 본 발명에 따른 기지국장치(100)의 동작 방법은, 기준섹터(S2)의 스케줄링정보를 기초로, 인접섹터(S1)에서 대상단말2,6 각각에 기준섹터(S2)가 할당한 동일 자원을 할당하여 데이터를 기준섹터(S2)와 동시 송신하도록 스케줄링하고, 인접섹터(S1)의 전체단말5,6,7 중 대상단말6을 제외한 나머지단말5,7 각각에 기준섹터(S2)가 대상단말 각각에 할당한 자원을 제외한 나머지 자원을 할당하여 데이터를 송신하도록 스케줄링한다(S210).
이에, 도 4에 도시된 바와 같이, 기준섹터(S2)에서는, 기준섹터(S2)의 내부 영역에 위치하는 단말1,3,4 및 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 기준섹터(S2)의 단말2 및 인접섹터(S1)의 단말6 각각에 자원을 할당하고, 인접섹터(S1)에서는, 섹터(S1,S2) 간 경계에 위치하는 기준섹터(S2)의 단말2 및 인접섹터(S1)의 단말6 각각에 기준섹터(S2)와 동일한 자원을 할당하고, 인접섹터(S1)의 내부 영역에 위치하는 단말5,7 각각에 나머지 자원을 할당하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법은, 안테나에 의해 분리되는 2 이상의 섹터를 형성하는 환경에서, 섹터 간 경계의 간섭을 해결하는 효과 뿐 아니라, 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높이는 효과까지 모두 달성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기지국장치의 동작 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명에 따른 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 따르면, 안테나에 의해 분리되는 2 이상의 섹터를 형성하는 환경에서, 섹터 간 경계의 간섭을 해결하는 효과 뿐 아니라, 섹터 간 트래픽을 효율적으로 분산시켜 단말 수율(throughput)의 공평성을 높일 수 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100 : 기지국장치
110 : 2 이상의 안테나부 120 : 후보단말확인부
130 : 대상단말결정부 140 : 스케줄링부
150 : 섹터설정부

Claims (8)

  1. 상호 인접한 2 이상의 섹터를 형성하는 2 이상의 안테나부;
    상기 2 이상의 섹터 간 경계에 위치하는 단말을 후보단말로 확인하는 후보단말확인부;
    상기 후보단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우의 자원할당 및 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우의 자원할당을 비교한 자원할당 비교결과를 기초로, 상기 후보단말 중 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 대상단말결정부; 및
    상기 대상단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터 각각에서 데이터를 동시 송신하도록 스케줄링하는 스케줄링부를 포함하며,
    상기 대상단말결정부는,
    상기 2 이상의 섹터가 기준섹터 및 상기 기준섹터를 제외한 나머지섹터인 인접섹터로 설정되는 경우, 상기 기준섹터에 대해 후보단말 모두를 대상단말로 결정하며, 상기 인접섹터에 대해서는 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 이상의 안테나부는, 상호 상이한 수직틸팅각이 설정된 2개의 안테나부이며,
    상기 2 이상의 섹터는, 상기 2개의 안테나부에 의해 수직 방향으로 인접하게 형성되는 바깥쪽(Outer)섹터 및 안쪽(Inner)섹터인 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2 이상의 섹터 중에서 트래픽 로드가 가장 큰 섹터를 기준섹터로 설정하고, 상기 2 이상의 섹터 중에서 상기 기준섹터를 제외한 나머지섹터를 인접섹터로 설정하는 섹터설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대상단말결정부는,
    상기 후보단말 중 상기 인접섹터에 위치한 인접섹터의 후보단말에 대해서는, 상기 자원할당 비교결과를 기초로 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대상단말결정부는,
    상기 인접섹터의 후보단말 수, 상기 기준섹터의 후보단말 수, 상기 기준섹터의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 상기 기준섹터에서 상기 후보단말에 할당하게 될 총 자원량을 계산하고,
    상기 후보단말에 할당하게 될 총 자원량, 상기 인접섹터의 후보단말 수, 상기 인접섹터의 전체단말 수를 이용하여, 상기 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우 상기 인접섹터에서 상기 인접섹터의 전체단말 각각에 할당하게 될 제1자원 및 상기 데이터 동시 송신을 수행하는 경우 상기 인접섹터에서 상기 인접섹터의 전체단말 중 상기 인접섹터의 후보단말을 제외한 단말 각각에 할당하게 될 제2자원을 계산하여,
    상기 제1자원이 상기 제2자원 보다 큰 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 모두를 상기 대상단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 대상단말결정부는,
    상기 제1자원이 상기 제2자원 보다 작은 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 수를 특정 수 만큼 차감한 후 상기 특정 수 만큼 차감한 인접섹터의 후보단말 수를 이용하여 제1자원 및 제2자원을 재 계산하고,
    상기 재 계산한 제1자원이 상기 재 계산한 제2자원을 보다 큰 경우, 상기 인접섹터의 후보단말 중에서 상기 특정 수 만큼을 뺀 일부 후보단말을 상기 대상단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
  7. 상호 상이한 수직틸팅각이 설정된 2 이상의 안테나부에서 상호 인접한 2 이상의 섹터를 형성하는 단계;
    상기 2 이상의 섹터 간 경계에 위치하는 단말을 후보단말로 확인하는 후보단말확인단계;
    상기 후보단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터를 통한 데이터 동시 송신을 수행하는 경우의 자원할당 및 데이터 동시 송신을 수행하지 않은 경우의 자원할당을 비교한 자원할당 비교결과를 기초로, 상기 후보단말 중 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 대상단말결정단계; 및
    상기 대상단말에 대하여 상기 2 이상의 섹터 각각에서 데이터를 동시 송신하도록 스케줄링하는 스케줄링단계를 포함하며,
    상기 대상단말결정단계는,
    상기 2 이상의 섹터가 기준섹터 및 상기 기준섹터를 제외한 나머지섹터인 인접섹터로 설정되는 경우, 상기 기준섹터에 대해 후보단말 모두를 대상단말로 결정하며, 상기 인접섹터에 대해서는 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2 이상의 섹터 중에서 트래픽 로드가 가장 큰 섹터를 기준섹터로 설정하고, 상기 2 이상의 섹터 중에서 상기 기준섹터를 제외한 나머지섹터를 인접섹터로 설정하는 단계를 더 포함하며;
    상기 대상단말결정단계는,
    상기 후보단말 중 상기 인접섹터에 위치한 인접섹터의 후보단말에 대해서는, 상기 자원할당 비교결과를 기초로 적어도 일부 후보단말을 대상단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
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