KR102511752B1 - 간섭회피 제어장치 및 간섭회피 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 단순히 Layer를 낮추어 간섭을 줄이는 기존 방식에서 벗어나, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 빔(beam) 레벨에서 간섭을 회피하는 새로운 방안(기술)을 제시하고 있다.

Description

간섭회피 제어장치 및 간섭회피 제어방법{INTERFERENCE AVOIDANCE CONTROL DEVICE AND INTERFERENCE AVOIDANCE CONTROL METHOD}
본 발명은, 셀 간 간섭 발생 상황에서 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 회피하기 위한 기술에 관한 것이다.
기존의 LTE 시스템보다 높은 주파수 대역 및 넓은 대역폭을 사용하는 NR(New Radio) 즉 5G 시스템에서는, Massive MIMO(multiple-input and multiple-output)를 활용하여 가입자 별 빔을 형성하여 주는 빔 포밍(beam forming) 기술을 사용하고 있다.
빔 포밍 기술은, 특히 직진성이 강한 고주파 대역에서 효과가 있는 기술로서, 저주파 대역의 LTE 보다 고주파 대역의 5G에서 그 쓰임이 증대되었다.
이러한 빔 포밍 기술로 인해 많은 안테나를 활용하는 Massive MIMO 기술도 고도화가 가능해졌으며, 이에 4G 시스템에서는 주로 2x2 MIMO 방식으로 사용하였다면, 5G에서는 4 Layer(4x4 MIMO), 8 Layer(8x8 MIMO)도 가능하여 전송 속도를 급격히 증대시킬 수 있게 되었다.
MIMO 성능을 높이기 위해서는 각 신호를 구분하기 위해 SNR(신호대 잡음비)이 높아야 하는데, 5G에서는 빔 포밍을 통해 가입자 별 빔을 형성하여 높은 SNR로 신호(빔) 구분이 가능하므로 MIMO 성능 증대가 가능해진다.
이렇듯, 5G에서는, 빔 포밍 기술을 통해 높은 SNR로 빔(신호) 구분이 가능하도록 하여, Massive MIMO 기술을 활용하여 기존 LTE 보다 더 많은 Layer 별로 각 데이터를 한번에 보낼 수 있게 되었으며, 대용량의 데이터 전송이 가능하게 된 것이다.
헌데, MIMO 채널 즉 Layer의 수가 커질수록 잡음에 대한 민감도는 증가하기 때문에, 주변 신호에 의한 간섭이 발생할 경우 성능 저하가 크게 나타나며, 5G 가입자가 많아질수록 셀 간 간섭이 심하게 발생하므로 성능 저하가 더 크게 나타나게 된다.
이에, 현재 5G 시스템의 경우, MIMO 전송 시 각 Layer 별로 각기 다른 데이터를 전송하기 위한 SNR을 만족하지 못하는 가입자에 대해, Layer를 낮추어 SNR을 만족하도록 데이터를 전송하고 있다.
예를 들어, 4 Layer(4x4 MIMO)로 데이터를 전송하는 가입자에 대해, SNR을 만족하지 못하는 간섭 상황이 발생한다면, 2 Layer(2x2 MIMO)로 낮추어 SNR을 만족하도록 데이터를 전송하는 것이다.
이렇게 단순히 Layer를 낮추는 방식을 통해 간섭을 피하는 경우, 각 layer 별로 SNR을 만족하도록 데이터를 전송할 수는 있지만, 전송 속도가 급격히 낮아지는 전송 성능 저하, 통신 자원을 충분히 활용하지 못하여 전체적인 시스템 용량이 저하되는 셀 용량 저하 등의 한계점을 갖는다.
이에, 본 발명에서는, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 단순히 Layer를 낮추어 간섭을 줄이는 기존 방식에서 벗어나, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 효과적으로 회피할 수 있는, 새로운 방식의 간섭회피 제어 기법을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하려는 과제는, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 단순히 Layer를 낮추어 간섭을 줄이는 기존 방식에서 벗어나, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 효과적으로 회피할 수 있는, 새로운 방식의 간섭회피 제어 기법을 실현하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 간섭회피 제어장치는, 서빙(Serving) 단말에서 측정되는 간섭 셀에 의한 간섭 정도를 확인하는 간섭확인부; 및 상기 확인되는 간섭 정도에 따라, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 셀에 위치한 간섭 단말 중 특정 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어(beam forming) 또는 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행하여, 상기 간섭이 회피되도록 하는 제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 간섭 정도는, 기 설정된 임계치를 기준으로 간섭이 큰 경우 및 간섭이 작은 경우로 확인되며, 상기 제어부는, 상기 간섭이 큰 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하며, 상기 간섭이 작은 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 특정 단말은, 상기 간섭 정도와, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 각각의 전송 데이터 사이즈와, 상기 간섭 단말에 대한 QoS(Quality of Service) 보장 가능 여부 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 중 적어도 하나로 특정될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 서빙 단말의 전송 데이터 사이즈가 상기 간섭 단말 보다 크고 상기 간섭 단말에 대한 QoS 보장이 가능한 경우에 상기 간섭 단말을 상기 특정 단말로 하여, 상기 간섭 정도에 따라 상기 간섭 단말에 대한 빔 포밍 제어를 다른 방식으로 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 서빙 단말의 전송 데이터 사이즈가 상기 간섭 단말 보다 크지만 상기 간섭 단말에 대한 QoS 보장이 불가능한 경우 또는 상기 서빙 단말의 전송 데이터 사이즈가 상기 간섭 단말 보다 크지 않은 경우에 상기 서빙 단말을 상기 특정 단말로 하여, 상기 간섭 정도에 따라 상기 서빙 단말에 대한 빔 포밍 제어를 다른 방식으로 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 간섭이 큰 경우 상기 간섭 단말도 상기 특정 단말로 하여, 상기 간섭 정도에 따른 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 특정 단말에 대한 빔 포밍 제어 수행 시, 상기 간섭 정도에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 기지국장치에서 수행되는 간섭회피 제어방법은, 서빙(Serving) 단말에서 측정되는 간섭 셀에 의한 간섭 정도를 확인하는 간섭확인단계; 및 상기 확인되는 간섭 정도에 따라, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 셀에 위치한 간섭 단말 중 특정 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어(beam forming) 또는 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행하여, 상기 간섭이 회피되도록 하는 빔포밍 제어단계를 포함한다.
구체적으로 상기 간섭 정도는, 기 설정된 임계치를 기준으로 간섭이 큰 경우 및 간섭이 작은 경우로 확인되며, 상기 빔포밍 제어단계는, 상기 간섭이 큰 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 레이어를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하며, 상기 간섭이 작은 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 특정 단말은, 상기 간섭 정도와, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 각각의 전송 데이터 사이즈와, 상기 간섭 단말에 대한 QoS(Quality of Service) 보장 가능 여부 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 중 적어도 하나로 특정될 수 있다.
구체적으로, 상기 빔포밍 제어단계는, 상기 특정 단말에 대한 빔 포밍 제어 수행 시, 상기 간섭 정도에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수 있다.
이에, 본 발명의 간섭회피 제어장치 및 간섭회피 제어방법에 의하면, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 단순히 Layer를 낮추어 간섭을 줄이는 기존 방식에서 벗어나, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 회피하는 간섭회피 제어 기법을 실현하고 있다.
이로써, 본 발명에 따르면, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해, 빔(beam) 레벨에서 전송 성능의 저하 및 셀 용량의 저하는 최소화하면서 간섭을 회피할 수 있는 효과를 도출한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어 장치의 구성을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어 방법(기법)을 보여주는 제어 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명은, 셀 간 간섭 발생 상황에서 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 회피하기 위한 기술에 관한 것이다.
기존의 LTE 시스템보다 높은 주파수 대역 및 넓은 대역폭을 사용하는 NR(New Radio) 즉 5G 시스템에서는, Massive MIMO(multiple-input and multiple-output)를 활용하여 가입자 별 빔을 형성하여 주는 빔 포밍(beam forming) 기술을 사용하고 있다.
빔 포밍 기술은, 특히 직진성이 강한 고주파 대역에서 효과가 있는 기술로서, 저주파 대역의 LTE 보다 고주파 대역의 5G에서 그 쓰임이 증대되었다.
이러한 빔 포밍 기술로 인해 많은 안테나를 활용하는 Massive MIMO 기술도 고도화가 가능해졌으며, 이에 4G 시스템에서는 주로 2x2 MIMO 방식으로 사용하였다면, 5G에서는 4 Layer(4x4 MIMO), 8 Layer(8x8 MIMO)도 가능하여 전송 속도를 급격히 증대시킬 수 있게 되었다.
MIMO 성능을 높이기 위해서는 각 신호를 구분하기 위해 SNR(신호대 잡음비)이 높아야 하는데, 5G에서는 빔 포밍을 통해 가입자 별 빔을 형성하여 높은 SNR로 신호(빔) 구분이 가능하므로 MIMO 성능 증대가 가능해진다.
이렇듯, 5G에서는, 빔 포밍 기술을 통해 높은 SNR로 빔(신호) 구분이 가능하도록 하여, Massive MIMO 기술을 활용하여 기존 LTE 보다 더 많은 Layer 별로 각 데이터를 한번에 보낼 수 있게 되었으며, 대용량의 데이터 전송이 가능하게 된 것이다.
헌데, MIMO 채널 즉 Layer의 수가 커질수록 잡음에 대한 민감도는 증가하기 때문에, 주변 신호에 의한 간섭이 발생할 경우 성능 저하가 크게 나타나며, 5G 가입자가 많아질수록 셀 간 간섭이 심하게 발생하므로 성능 저하가 더 크게 나타나게 된다.
이에, 현재 5G 시스템의 경우, MIMO 전송 시 각 Layer 별로 각기 다른 데이터를 전송하기 위한 SNR을 만족하지 못하는 가입자에 대해, Layer를 낮추어 SNR을 만족하도록 데이터를 전송하고 있다.
예를 들어, 4 Layer(4x4 MIMO)로 데이터를 전송하는 가입자에 대해, SNR을 만족하지 못하는 간섭 상황이 발생한다면, 2 Layer(2x2 MIMO)로 낮추어 SNR을 만족하도록 데이터를 전송하는 것이다.
이렇게, MIMO 전송 시 4 Layer(4x4 MIMO)를 2 Layer(2x2 MIMO)로 낮추어 데이터를 전송할 경우, 전송 속도는 이전 대비 50% 정도 저하될 수 밖에 없다.
이렇듯, MIMO 전송 시 단순히 Layer를 낮추는 방식을 통해 간섭을 피하는 경우, 각 layer 별로 SNR을 만족하도록 데이터를 전송할 수는 있지만, 전송 속도가 급격히 낮아지는 전송 성능 저하, 통신 자원을 충분히 활용하지 못하여 전체적인 시스템 용량이 저하되는 셀 용량 저하 등의 한계점을 갖는다.
이에, 본 발명에서는, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 단순히 Layer를 낮추어 간섭을 줄이는 기존 방식에서 벗어나, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 회피할 수 있는, 새로운 방식의 간섭회피 제어 기법을 제안하고자 한다.
특히, 본 발명에서는, 가입자 증가에 따른 간섭을 효과적으로 회피할 수 있는 간섭회피 제어 기법을 제안하고자 한다.
먼저, 도 1은 본 발명이 적용되는 통신 시스템의 구조를 보여주고 있다.
본 발명이 적용되는 통신 시스템은, 빔 포밍(beam forming) 기술 및 Massive MIMO를 활용하여, 빔 포밍을 통해 가입자(단말)에 데이터를 전송하는 이동통신 시스템으로서, 5G 시스템일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(10)의 셀(C1)에 접속한 단말(1), 기지국(20)의 셀(C2)에 접속한 단말(2)를 가정하면, 기지국(10) 측에서는 단말(1)이 서빙(Serving) 단말에 해당되며, 기지국(20) 측에서는 단말(2)이 서빙(Serving) 단말에 해당된다.
도 1에서는, 도면의 간략화를 위해 셀(C1)에 접속한 단말(1), 셀(C2)에 접속한 단말(2)를 도시하였으나, 실제 환경에서는 단말의 수가 매우 많을 것이다.
아울러, 본 발명이 적용되는 통신 시스템(이하, 5G)에서는, 기지국(10)이 단말(1)에 대해 빔 포밍을 통해 형성하는 각 빔(beam)을 통해 각 Layer(예: 4 Layer) 별 다른 데이터를 전송하는 MIMO 전송을 제공하고, 기지국(20)이 단말(2)에 대해 빔 포밍을 통해 형성하는 각 빔(beam)을 통해 각 Layer(예: 4 Layer) 별 다른 데이터를 전송하는 MIMO 전송을 제공할 수 있다.
한편, 5G 시스템에서는, 각 기지국(10,20,??)이 다양한 기준 신호들을 전송하고 있으며, 이러한 다양한 기준 신호들로는 CSI-RS, SSB, DM-RS 등이 있다.
그리고, 각 기지국(10,20,??)이 데이터 전송을 위해 단말 별로 할당하여 사용하는 다운링크 채널(예: Physical Data Shared Channels, PDSCH)은, 주파수 축 및/혹은 시간 축으로 단말 별로 전송 위치가 다르게 할당될 수 있다.
앞서 언급하였듯이, 각 가입자(단말)에 MIMO 전송 제공 시 사용하는 Layer의 수가 커질수록 잡음에 대한 민감도는 증가하기 때문에, 주변 신호에 의한 간섭이 발생할 경우 성능 저하가 크게 나타나며, 이러한 성능 저하는 가입자(단말)가 많아질수록 셀 간 간섭이 심하게 발생하므로 더 크게 나타나게 된다.
본 발명에서는, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 간섭(특히, 가입자 증가에 따른 간섭)을 효과적으로 회피할 수 있는, 새로운 방식의 간섭회피 제어 기법을 제안하고자 한다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는, 본 발명에서 제안하는 간섭회피 제어 기법을, 이하에서 설명하는 간섭회피 제어장치를 통해 실현하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어장치의 구성을 보여주고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 간섭회피 제어장치(100)는, 간섭확인부(110), 제어부(120)를 포함할 수 있다.
구체적인 설명에 앞서, 본 발명의 간섭회피 제어장치(100)는 기지국 즉 5G의 gNB에 구현되거나 gNB일 수 있다.
이러한 간섭회피 제어장치(100)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 간섭회피 제어장치(100) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 간섭회피 제어장치(100) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어장치(100)는 전술한 구성을 통해, 본 발명에서 제안하는 새로운 방안 즉 MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 회피하는 새로운 방식의 간섭회피 제어 기법을 실현하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 간섭회피 제어장치(100) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
이하 구체적인 설명에서는, 설명의 편의를 위해, 도 1을 참조하여 기지국(10) 측에 구현된 간섭회피 제어장치(100)의 관점에서 설명하도록 하겠다.
간섭확인부(110)는, 서빙(Serving) 단말에서 측정되는 간섭 셀에 의한 간섭 정도를 확인하는 기능을 담당한다.
기지국(10) 측에 구현된 간섭회피 제어장치(100)의 관점에서 구체적으로 설명하면, 간섭확인부(110)는, 기지국(10)의 셀(C1)에 접속하고 있는 서빙 단말 즉 단말(1)을 비롯한 다수의 서빙 단말들 각각에 대해, 서빙 단말에서 측정되는 간섭 셀에 의한 간섭 정도 즉 셀 간 간섭 정도를 확인할 수 있다.
구체적인 실시예를 설명하면, 간섭확인부(110)는, 서빙 단말들 각각에 대해, 핸드오버(Handover) Event(예: A3~A5)를 활용하여 셀 간 간섭 정도를 확인할 수 있다.
일반적으로, 단말(1)은 자신이 접속한 서빙 셀(C1)을 비롯한 주변 셀 각각의 신호 수신세기를 측정하고, 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기 및 주변 셀의 신호 수신세기를 비교하여 기 정의된 보고 조건을 만족하는 이벤트(예: A3~A5) 발생 시, 이를 서빙 셀(C1)로 보고하게 된다.
이렇듯, 단말(1)이 HO Event(예: A3~A5)를 보고하는 상황은, 단말(1)이 서빙 셀(C1)과 주변 셀(이후, "간섭 셀"로 언급)의 전계가 중첩되는 영역에 위치하는 상황으로 볼 수 있으므로, 본 발명에서는 HO Event(예: A3~A5)를 활용하여 간섭 정도를 확인할 대상의 간섭 셀을 특정/확인할 수 있다.
한편, 앞서 언급하였듯이, 5G 시스템에서 각 기지국(10,20??)은 다양한 기준 신호들을 전송하고 있으며, 이러한 기준 신호 중 SSB(Synchronization signal block)는 셀 및 단말 간 동기화를 위해 전송되는 기준 신호이다.
이에, 단말(1)은 서빙 셀(C1)을 비롯한 주변 셀 각각의 신호(SSB)에 대한 수신세기(RSRP)를 측정하고, 이를 근거로 HO Event(예: A3~A5)를 보고할 수도 있다.
이때, 본 발명에서는, 단말(1)에 대해 HO Event(예: A3~A5)를 활용하여 간섭 셀을 특정/확인한 경우라도, 데이터 자체에 대한 간섭이 확인된 상황이 아니므로, 데이터 전송에 있어 셀 간 간섭이 어느 정도인지 파악해야 한다.
즉, 간섭확인부(110)는, 서빙 단말들 각각에 대해, 핸드오버(Handover) Event(예: A3~A5)를 활용하여 간섭 셀을 특정/확인하고, 그 이후에 간섭 셀과의 셀 간 간섭 정도를 확인함으로써 데이터 전송에 있어 셀 간 간섭이 어느 정도인지를 확인하는 것이다.
구체적인 실시예를 설명하면, 간섭 정도는, 기 설정된 임계치를 기준으로 간섭이 큰 경우 및 간섭이 작은 경우로 확인될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의 상, 기지국(10)의 셀(C1)에 접속하고 있는 서빙 단말 중 간섭 셀이 특정/확인된 서빙 단말로서 단말(1)을 언급하고, 단말(1)에서의 SS-RSRP 측정을 통해 특정/확인한 간섭 셀로서 기지국(20)의 셀(C2)를 언급하여 설명하겠다.
예를 들면, 간섭확인부(110)는, 서빙 단말(1)에 대해, 서빙 단말(1)이 측정한 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 및 간섭 셀(C2)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 간의 차이(RSRP Gap)를 근거로, 기 설정된 임계치(예: 임계치1,2 임계치1< 임계치2)를 기준으로 간섭이 큰 경우 및 간섭이 작은 경우로 확인할 수 있다.
즉, 간섭확인부(110)는, 서빙 단말(1)에 대해, 서빙 단말(1)이 측정한 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 및 간섭 셀(C2)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 간의 차이(RSRP Gap)가 임계치1 보다 작으면, 셀이 서로 인접한 경우이므로 셀 간 간섭 가능성이 높은 경우(이하, 셀 간 간섭이 큰 경우)로 확인할 수 있다(①).
한편, 간섭확인부(110)는, 서빙 단말(1)에 대해, 서빙 단말(1)이 측정한 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 및 간섭 셀(C2)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 간의 차이(RSRP Gap)가 임계치1 보다 크고 임계치2보다 작으면, 셀이 어느 정도 이상 떨어진 경우이므로 셀 간 간섭 가능성이 작은 경우(이하, 셀 간 간섭이 작은 경우)로 확인할 수 있다(②).
제어부(120)는, 간섭확인부(110)에서 확인되는 간섭 정도에 따라, 서빙 단말(1) 및 간섭 셀(C2)에 위치한 간섭 단말(2) 중 특정 단말에 대한 빔 포밍(beam forming) 제어를 다른 방식으로 수행하여, 앞서 확인된 셀 간 간섭이 회피되도록 하는 기능을 담당한다.
구체적으로 설명하면, 제어부(120)는, 간섭확인부(110)에서 확인되는 간섭 정도에 따라, 간섭이 큰 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있고, 간섭이 작은 경우 상기 특정 단말에 대한 빔을 위상을 이동(즉, 위상 천이((Phase Shift)))시키는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다.
여기서, 간섭 셀(C2)에 위치한 간섭 단말(2)은, 간섭 셀(C2)에 접속한 단말들 중, 기지국(20)에서 데이터 전송을 위해 할당/사용하는 다운링크 채널(PDSCH)이 기지국(10)에서 서빙 단말(1)에 할당/사용하는 다운링크 채널(PDSCH)과 주파수 축 및 시간 축으로 관련도가 높은 단말을 의미할 수 있다.
아울러, 본 발명에서 빔 포밍(beam forming) 제어를 다른 방식으로 수행할 대상의 특정 단말은, 앞서 간섭확인부(110)에서 확인한 간섭 정도(또는, 간섭 가능 넝도)와, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2) 각각의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)와, 간섭 단말(2)에 대한 QoS(Quality of Service) 보장 가능 여부 중 적어도 하나에 근거하여, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2) 중 적어도 하나로 특정되는 단말을 의미한다.
본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하면, 본 발명에서 간섭회피 제어장치(100, 특히 제어부(120))는, 서빙 단말(1)이 서빙 셀(C1)에서 전송하고자 하는 데이터 패킷(Packet)의 양을 알 수 있으므로 해당 정보를 근거로 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)를 확인할 수 있으며, 기지국(20)과의 직/간접 연동을 통해 간섭 셀(C2)에서 같은 방식으로 확인된 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)를 획득/확인할 수 있다.
아울러, 본 발명에서 간섭회피 제어장치(100, 특히 제어부(120))는, 기지국(20)과의 직/간접 연동을 통해, 기지국(20)이 현재 망에서 전송 가능한 용량(예: RB & MCS & Layer)을 판단하여 해당 정보를 근거로 계산한 Available Resource Size를 획득/확인할 수 있다.
이에, 본 발명에서 간섭회피 제어장치(100, 특히 제어부(120))는, 앞서 획득/확인한 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 및 기지국(20)의 Available Resource Size를 근거로, 기 설정된 최소 성능(Minimum Throughput)를 기준으로 하여 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장 가능 여부를 확인할 수 있다.
본 발명에서 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장 가능 여부를 확인하는 이유는, 서빙 단말(1)에 대한 데이터 전송을 우선하여 가능한 범위 내에서 서빙 단말(1)에 최대로 빔(데이터)을 활용할 수 있게 본 발명의 빔 포밍 제어를 수행하더라도, 간섭 단말(2)에도 최소한의 QoS를 만족시키기 위한 것이다.
이에, 본 발명에서 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2) 중 특정 단말을 선택하는 시나리오를 설명하면, 제어부(120)는 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크고 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 가능한 경우에, 간섭 단말(2)을 특정 단말로 선택할 수 있다(Case 1).
한편, 제어부(120)는 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크지만 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 불가능한 경우, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크지 않은 경우에, 서빙 단말(1)을 특정 단말로 선택할 수 있다(Case 2, 또는 Case 3).
이때, 더욱 구체적으로 제어부(120)는 서빙 단말(1)을 특정 단말로 선택하되, 앞서 간섭확인부(110)에서 확인한 간섭 정도를 추가로 고려하여 간섭이 큰 경우라면(①) 간섭 단말(2)도 특정 단말로 선택할 수 있다(Case 2).
이하에서는, 특정 단말의 선택 및 간섭 정도에 따라 특정 단말에 대한 빔 포밍(beam forming) 제어를 다른 방식으로 수행하여 셀 간 간섭이 회피되도록 하는 과정을, 각 시나리오 별로 구분하여 구체적으로 설명하겠다.
제어부(120)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크고 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 가능한 경우에 간섭 단말(2)을 특정 단말로 선택하고(Case 1), 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 큰 경우(①) 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(Case 1:①).
구체적으로 설명하면, Case 1:①의 경우는 서빙 단말(1)의 전송할 데이터 양이 많고 셀 간 간섭은 큰 상황이므로, 서빙 셀(C1)과 간섭 셀(C2) 모두 속도 저하가 발생하기 때문에, 데이터 사용이 많이 필요한 서빙 단말(1)을 우선으로 하여 최대한 많은 빔(데이터)을 활용하도록 하는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 제어부(120)는, Case 1:①의 경우, 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 제어부(120)는, Case 1:①의 경우, 특정 단말 즉 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어 수행 시, 간섭 정도(①의 경우 출력 조정1: 기지국
Figure 112021113239949-pat00001
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
이렇게 되면, 간섭 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추는 빔 포밍 제어를 통해, 서빙 단말에 간섭을 주는 간섭 단말의 Layer 개수를 줄이는 방식으로 서빙 단말에 미치는 셀 간 간섭 특히 서빙 단말의 Layer 별 간섭 회피가 가능해진다.
한편, 제어부(120)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크고 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 가능한 경우에 간섭 단말(2)을 특정 단말로 선택하고(Case 1), 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 작은 경우(②) 간섭 단말(2)에 대한 빔을 위상 천이(Phase Shift)시키는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(Case 1:②).
구체적으로 설명하면, Case 1:②의 경우는 서빙 단말(1)의 전송할 데이터 양이 많고 셀 간 간섭은 크지 않은 상황이므로, 각 빔(데이터)을 보다 높은 SNR로 구분 가능하도록 하는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 제어부(120)는, Case 1:②의 경우, 간섭 단말(2)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통해 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 제어부(120)는, Case 1:②의 경우, 특정 단말 즉 간섭 단말(2)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통한 빔 포밍 제어 수행 시, 간섭 정도(②의 경우 출력 조정2: 기지국
Figure 112021113239949-pat00002
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
이렇게 되면, 간섭 단말에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)에 따른 빔 포밍 제어를 통해, 서빙 단말 및 간섭 단말 간 Layer 직교성을 높이는 방식으로 서빙 단말에 미치는 셀 간 간섭 특히 서빙 단말의 Layer 별 간섭 회피가 가능해진다.
한편, 제어부(120)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크지만 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 불가능한 경우에 서빙 단말(1)을 특정 단말로 선택하고, 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 큰 경우(①)에는 간섭 단말(2)도 특정 단말로 선택한다(Case 2).
이에, 제어부(120)는, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)을 특정 단말로 선택하고(Case 2) 셀 간 간섭이 큰 경우(①) 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(Case 2:①).
구체적으로 설명하면, Case 2:①의 경우는 셀 간 간섭은 크지만 서빙 단말(1)에만 우선할 수는 없는 상황이므로, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2) 모두에 대해 빔(데이터) 활용을 낮추는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 제어부(120)는, Case 2:①의 경우, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 제어부(120)는, Case 2:①의 경우, 특정 단말 즉 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어 수행 시, 간섭 정도(①의 경우 출력 조정1: 기지국
Figure 112021113239949-pat00003
Figure 112021113239949-pat00004
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
이렇게 되면, 서빙 단말 및 간섭 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추는 빔 포밍 제어를 통해, 서빙 단말에 미치는 셀 간 간섭 특히 서빙 단말의 Layer 별 간섭 회피가 가능해진다.
한편, 제어부(120)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크지 않은 경우 서빙 단말(1)을 특정 단말로 선택하고(Case 3), 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 작은 경우(②) 서빙 단말(1)에 대한 빔을 위상 천이(Phase Shift)시키는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(Case 3:②).
구체적으로 설명하면, Case 3:②의 경우는 셀 간 간섭은 작고 서빙 단말(1)에만 우선할 수는 없는 상황이므로, 각 빔(데이터)을 보다 높은 SNR로 구분 가능하도록 하는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 제어부(120)는, Case 3:②의 경우, 서빙 단말(1)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통해 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 제어부(120)는, Case 3:②의 경우, 특정 단말 즉 서빙 단말(1)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통한 빔 포밍 제어 수행 시, 간섭 정도(②의 경우 출력 조정2: 기지국
Figure 112021113239949-pat00005
Figure 112021113239949-pat00006
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
이렇게 되면, 서빙 단말에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)에 따른 빔 포밍 제어를 통해, 서빙 단말 및 간섭 단말 간 Layer 직교성을 높이는 방식으로 서빙 단말에 미치는 셀 간 간섭 특히 서빙 단말의 Layer 별 간섭 회피가 가능해진다.
한편, 본 발명의 간섭회피 제어장치(100, 특히 제어부(120))는, 기지국(20)과의 직/간접적 연동을 통해, 간섭 단말(2)에 대한 빔 포밍 제어(즉, 빔 레이어 재 할당, 빔 위상 천이, 다운링크 송신 출력(Tx Power) 조정)를 수행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 간섭회피 제어장치에 따르면, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 단순히 Layer를 낮추어 간섭을 줄이는 기존 방식에서 벗어나, 간섭 정도와 전송 데이터 사이즈 및 QoS 보장 가능 여부 등을 기준으로 하는 가입자(UE) 단위의 서로 다른 빔 포밍 제어를 수행함으로써, 셀 간 간섭 특히 가입자(UE)의 Layer 별 간섭을 회피할 수 있다.
이렇듯, 본 발명에 따르면, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 셀 간 간섭 특히 가입자(UE)의 Layer 별 간섭을 회피하며 간섭 회피 과정에서도 통신 자원을 충분히 활용할 수 있기 때문에, 빔(beam) 레벨에서 간섭으로 인한 MIMO 전송 성능의 저하를 최소화할 뿐 아니라, 전체적인 셀 용량의 저하 역시 최소화할 수 있는 효과를 도출한다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법을 설명하겠다.
본 발명의 간섭회피 제어방법은, 본 발명의 간섭회피 제어장치(100)에서 실현하는 간섭회피 제어기법과 동일한 것이다. 이하 구체적인 설명에서는, 설명의 편의를 위해, 도 1을 참조하여 기지국(10) 측에 구현된 간섭회피 제어장치(100)의 관점에서 설명하도록 하겠다.
본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 셀(C1)에 접속하고 있는 서빙 단말 즉 단말(1)을 비롯한 다수의 서빙 단말들 각각에 대해, 서빙 단말에서 측정되는 간섭 셀을 확인한다(S10).
구체적인 실시예를 설명하면, 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말들 각각에 대해, 핸드오버(Handover) Event(예: A3~A5)를 활용하여 간섭 셀을 확인할 수 있다.
일반적으로, 단말(1)은 자신이 접속한 서빙 셀(C1)을 비롯한 주변 셀 각각의 신호 수신세기를 측정하고, 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기 및 주변 셀의 신호 수신세기를 비교하여 기 정의된 보고 조건을 만족하는 이벤트(예: A3~A5) 발생 시, 이를 서빙 셀(C1)로 보고하게 된다.
이렇듯, 단말(1)이 HO Event(예: A3~A5)를 보고하는 상황은, 단말(1)이 서빙 셀(C1)과 주변 셀(이후, "간섭 셀"로 언급)의 전계가 중첩되는 영역에 위치하는 상황으로 볼 수 있으므로, 본 발명에서는 HO Event(예: A3~A5)를 활용하여 간섭 정도를 확인할 대상의 간섭 셀을 특정/확인할 수 있다.
한편, 앞서 언급하였듯이, 5G 시스템에서 각 기지국(10,20??)은 다양한 기준 신호들을 전송하고 있으며, 이러한 기준 신호 중 SSB(Synchronization signal block)는 셀 및 단말 간 동기화를 위해 전송되는 기준 신호이다.
이에, 단말(1)은 서빙 셀(C1)을 비롯한 주변 셀 각각의 신호(SSB)에 대한 수신세기(RSRP)를 측정하고, 이를 근거로 HO Event(예: A3~A5)를 보고할 수도 있다.
이때, 본 발명에서는, 단말(1)에 대해 HO Event(예: A3~A5)를 활용하여 간섭 셀을 특정/확인한 경우라도, 데이터 자체에 대한 간섭이 확인된 상황이 아니므로, 데이터 전송에 있어 셀 간 간섭이 어느 정도인지 파악해야 한다.
이하에서는 설명의 편의 상, 기지국(10)의 셀(C1)에 접속하고 있는 서빙 단말 중 간섭 셀이 특정/확인된 서빙 단말로서 단말(1)을 언급하고, 단말(1)에서의 SS-RSRP 측정을 통해 특정/확인한 간섭 셀로서 기지국(20)의 셀(C2)를 언급하여 설명하겠다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)에 대해 간섭 셀(C2)이 특정/확인된 경우(S10 Yes), 서빙 단말(1)이 측정한 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 및 간섭 셀(C2)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 간의 차이(RSRP Gap)를 근거로, 기 설정된 임계치(예: 임계치1,2 임계치1< 임계치2)를 기준으로 간섭이 큰 경우 및 간섭이 작은 경우로 확인할 수 있다(S20).
예를 들어, 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)에 대해, 서빙 단말(1)이 측정한 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 및 간섭 셀(C2)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 간의 차이(RSRP Gap)가 임계치1 보다 작으면, 셀이 서로 인접한 경우이므로 셀 간 간섭 가능성이 높은 경우(이하, 셀 간 간섭이 큰 경우)로 확인할 수 있다(①).
한편, 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)에 대해, 서빙 단말(1)이 측정한 서빙 셀(C1)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 및 간섭 셀(C2)의 신호 수신세기(SS-RSRP) 간의 차이(RSRP Gap)가 임계치1 보다 크고 임계치2보다 작으면, 셀이 어느 정도 이상 떨어진 경우이므로 셀 간 간섭 가능성이 작은 경우(이하, 셀 간 간섭이 작은 경우)로 확인할 수 있다(②).
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 큰지 여부를 확인한다(S30).
예를 들면, 도 3에서 기재하고 있듯이, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 및 기지국(10)의 Available Resource Size와, 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 및 기지국(20)의 Available Resource Size를 근거로, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 큰지 여부를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크지 않다면(S30 No), Case 3의 S70단계를 수행하게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크다면(S30 Yes), 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 및 기지국(20)의 Available Resource Size를 근거로, 기 설정된 최소 성능(Minimum Throughput)를 기준으로 하여 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장 가능 여부를 확인할 수 있다(S40).
본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 불가능한 경우(S40 NO) Case 2의 S60단계를 수행하며, 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 가능한 경우(S40 Yes) Case 1의 S50단계를 수행하게 된다.
구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크고 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 가능한 경우에 간섭 단말(2)을 특정 단말로 선택하고(Case 1), 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 큰 경우(①) 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(S50, Case 1:①).
즉, Case 1:①의 경우는 서빙 단말(1)의 전송할 데이터 양이 많고 셀 간 간섭은 큰 상황이므로, 서빙 셀(C1)과 간섭 셀(C2) 모두 속도 저하가 발생하기 때문에, 데이터 사용이 많이 필요한 서빙 단말(1)을 우선으로 하여 최대한 많은 빔(데이터)을 활용하도록 하는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 1:①의 경우, 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 1:①의 경우, 특정 단말 즉 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어 수행 시, 간섭 정도(①의 경우 출력 조정1: 기지국
Figure 112021113239949-pat00007
Figure 112021113239949-pat00008
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크고 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 가능한 경우에 간섭 단말(2)을 특정 단말로 선택하고(Case 1), 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 작은 경우(②) 간섭 단말(2)에 대한 빔을 위상 천이시키는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(S50, Case 1:②).
즉, Case 1:②의 경우는 서빙 단말(1)의 전송할 데이터 양이 많고 셀 간 간섭은 크지 않은 상황이므로, 각 빔(데이터)을 보다 높은 SNR로 구분 가능하도록 하는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 1:②의 경우, 간섭 단말(2)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통해 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 1:②의 경우, 특정 단말 즉 간섭 단말(2)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통한 빔 포밍 제어 시, 간섭 정도(②의 경우 출력 조정2: 기지국
Figure 112021113239949-pat00009
Figure 112021113239949-pat00010
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크지만 간섭 단말(2)에 대한 QoS 보장이 불가능한 경우에 서빙 단말(1)을 특정 단말로 선택하고, 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 큰 경우(①)에는 간섭 단말(2)도 특정 단말로 선택한다(Case 2).
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)을 특정 단말로 선택하고(Case 2) 셀 간 간섭이 큰 경우(①) 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(S60, Case 2:①).
즉, Case 2:①의 경우는 셀 간 간섭은 크지만 서빙 단말(1)에만 우선할 수는 없는 상황이므로, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2) 모두에 대해 빔(데이터) 활용을 낮추는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 2:①의 경우, 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 2:①의 경우, 특정 단말 즉 서빙 단말(1) 및 간섭 단말(2)에 대한 빔 레이어(Layer)를 낮추어 재 할당하는 빔 포밍 제어 수행 시, 간섭 정도(①의 경우 출력 조정1: 기지국
Figure 112021113239949-pat00011
Figure 112021113239949-pat00012
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 서빙 단말(1)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size)가 간섭 단말(2)의 전송 데이터 사이즈(Buffer Size) 보다 크지 않은 경우 서빙 단말(1)을 특정 단말로 선택하고(Case 3), 간섭 정도에 따라 셀 간 간섭이 작은 경우(②) 서빙 단말(1)에 대한 빔을 위상 천이시키는 빔 포밍 제어를 수행하는 방식으로 셀 간 간섭이 회피되도록 할 수 있다(S70, Case 3:②).
즉, Case 3:②의 경우는 셀 간 간섭은 작고 서빙 단말(1)에만 우선할 수는 없는 상황이므로, 각 빔(데이터)을 보다 높은 SNR로 구분 가능하도록 하는 빔 포밍 제어를 수행하고자 한다.
이에, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 3:②의 경우, 서빙 단말(1)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통해 빔 포밍 제어를 수행할 수 있다.
더불어, 간섭회피 제어장치(100)는, Case 3:②의 경우, 특정 단말 즉 서빙 단말(1)에 대한 빔 직교위상 천이(Orthogonal Phase Shift)를 통한 빔 포밍 제어 수행 시, 간섭 정도(②의 경우 출력 조정2: 기지국
Figure 112021113239949-pat00013
Figure 112021113239949-pat00014
)에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 간섭회피 제어방법에서 간섭회피 제어장치(100)는, 간섭회피 제어 기능이 오프되기 전까지(S80 No), 셀(C1)에 접속된 서빙 단말들에 대하여 전술한 S10 단계 및 그 이후 단계를 지속하여 수행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 간섭회피 제어장치에 따르면, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서, 단순히 Layer를 낮추어 간섭을 줄이는 기존 방식에서 벗어나, 간섭 정도와 전송 데이터 사이즈 및 QoS 보장 가능 여부 등을 기준으로 하는 가입자(UE) 단위의 서로 다른 빔 포밍 제어를 수행함으로써, 셀 간 간섭 특히 가입자(UE)의 Layer 별 간섭을 회피할 수 있다.
이렇게 되면, 본 발명에 따르면, 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 셀 간 간섭 특히 가입자(UE)의 Layer 별 간섭을 회피하며 간섭 회피 과정에서도 통신 자원을 충분히 활용할 수 있기 때문에, 빔(beam) 레벨에서 간섭으로 인한 MIMO 전송 성능의 저하를 최소화할 뿐 아니라, 전체적인 셀 용량의 저하 역시 최소화할 수 있는 효과를 도출한다.
본 발명의 실시예에 따른 간섭회피 제어방법은 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 간섭회피 제어장치 및 간섭회피 제어방법에 따르면, MIMO 환경의 셀 간 간섭 발생 상황에서 가입자(UE) 단위의 빔 포밍 제어를 통해 간섭을 회피하는 새로운 방안(기술)을 실현한다는 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 : 간섭회피 제어장치
110 : 간섭확인부 120 : 제어부

Claims (11)

  1. 서빙(Serving) 단말에서 측정되는 간섭 셀에 의한 간섭 정도를 확인하는 간섭확인부; 및
    상기 서빙 단말 및 상기 간섭 셀에 위치한 간섭 단말 중 적어도 하나로 특정되는 특정 단말에 대하여, 상기 확인되는 간섭 정도에 따라 상기 특정 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하거나 또는 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행하여, 상기 간섭이 회피되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭 정도는, 기 설정된 임계치를 기준으로 간섭이 큰 경우 및 간섭이 작은 경우로 확인되며,
    상기 제어부는,
    상기 간섭이 큰 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하며,
    상기 간섭이 작은 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 단말은,
    상기 간섭 정도와, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 각각의 전송 데이터 사이즈와, 상기 간섭 단말에 대한 QoS(Quality of Service) 보장 가능 여부 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 중 적어도 하나로 특정되는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 서빙 단말의 전송 데이터 사이즈가 상기 간섭 단말 보다 크고 상기 간섭 단말에 대한 QoS 보장이 가능한 경우에 상기 간섭 단말을 상기 특정 단말로 하여,
    상기 간섭 정도에 따라 상기 간섭 단말에 대한 빔 포밍 제어를 다른 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 서빙 단말의 전송 데이터 사이즈가 상기 간섭 단말 보다 크지만 상기 간섭 단말에 대한 QoS 보장이 불가능한 경우 또는 상기 서빙 단말의 전송 데이터 사이즈가 상기 간섭 단말 보다 크지 않은 경우에 상기 서빙 단말을 상기 특정 단말로 하여,
    상기 간섭 정도에 따라 상기 서빙 단말에 대한 빔 포밍 제어를 다른 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 간섭이 큰 경우 상기 간섭 단말도 상기 특정 단말로 하여, 상기 간섭 정도에 따른 빔 포밍 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 단말에 대한 빔 포밍 제어 수행 시, 상기 간섭 정도에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어장치.
  8. 기지국장치에서 수행되는 간섭회피 제어방법에 있어서,
    서빙(Serving) 단말에서 측정되는 간섭 셀에 의한 간섭 정도를 확인하는 간섭확인단계; 및
    상기 서빙 단말 및 상기 간섭 셀에 위치한 간섭 단말 중 적어도 하나로 특정되는 특정 단말에 대하여, 상기 확인되는 간섭 정도에 따라 상기 특정 단말에 대한 빔 레이어(Layer)를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하거나 또는 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행하여, 상기 간섭이 회피되도록 하는 빔포밍 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 간섭 정도는, 기 설정된 임계치를 기준으로 간섭이 큰 경우 및 간섭이 작은 경우로 확인되며,
    상기 빔포밍 제어단계는,
    상기 간섭이 큰 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 레이어를 재 할당하는 빔 포밍 제어를 수행하며,
    상기 간섭이 작은 경우 상기 특정 단말에 대한 빔 위상을 이동시키는 빔 포밍 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 특정 단말은,
    상기 간섭 정도와, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 각각의 전송 데이터 사이즈와, 상기 간섭 단말에 대한 QoS(Quality of Service) 보장 가능 여부 중 적어도 하나에 근거하여, 상기 서빙 단말 및 상기 간섭 단말 중 적어도 하나로 특정되는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 빔포밍 제어단계는,
    상기 특정 단말에 대한 빔 포밍 제어 수행 시, 상기 간섭 정도에 따라 다운링크 송신 출력(Tx Power)을 조정하는 것을 특징으로 하는 간섭회피 제어방법.
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