KR20080046404A - 셀간 간섭을 저감시키는 통신 자원 할당 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀간 간섭을 저감시키는 통신 자원 할당 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 복수의 기지국이 공통적으로 전체 주파수 대역을 특정 개수의 단위 주파수 대역을 포함하는 영역 단위로 구분하고, 이를 통해 자원을 할당함으로써, 인접 셀간 파일럿 신호의 간섭을 감소시킬 수 있다.

통신 자원 할당, 파일럿 신호

Description

셀간 간섭을 저감시키는 통신 자원 할당 방법{Method For Allocating Communication Resource Reducing Inter-Cell Interference}

도 1은 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 도시한 도면.

도 2는 다중 기지국 다중 사용자 통신 환경을 도시한 도면.

도 3은 상향링크 서브 프레임 구조를 도시한 도면.

도 4는 상향링크에서 FDM 방법을 이용한 주파수 영역 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5a 및 도 5b는 각각 인접 셀간 파일럿 송신 대역폭과 송신 대역 위치가 일치하지 않는 경우 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 상향링크에서 주파수 영역 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법에 있어서, 서로 간에 간섭을 최소화할 수 있는 시퀀스 할당 예를 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법을 적용할 수 있는 범위를 설명하기 위한 도면.

본 발명은 무선 통신 기술에 대한 것으로서, 특히 셀간 간섭을 저감시키는 통신 자원 할당 방법에 관한 것이다.

본 발명은 OFDM, DFT-S-OFDM, OFDMA 통신 방식에서 사용되거나, 다수의 부 반송파에 의해 데이터를 전송하되 상기 다수의 부 반송파 간에는 직교성이 유지되는 통신 방식에서 사용될 수 있다. 이하, 상기 다중 반송파 시스템의 통신 방법의 일례로서, OFDM 방식과 DFT-S-OFDM(DFT Spreading OFDM) 방식 및 OFDMA 방식에 대하여 설명한다.

먼저, 종래 기술에 따른 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)을 설명한다. OFDM의 기본원리는 고속 전송률(high-rate)을 갖는 데이터 열(data stream)을 낮은 전송률(slow-rate)를 갖는 많은 수의 데이터 열로 나누고, 이들을 다수의 반송파를 사용하여 동시에 전송하는 것이다. 상기 다수의 반송파 각각을 부 반송파(subcarrier)라 한다. 상기 OFDM의 다수의 반송파 사이에 직교성(orthogonality)이 존재하기 때문에, 반송파의 주파수 성분은 상호 중첩되어도 수신 단에서의 검출이 가능하다. 상기 고속 전송률을 갖는 데이터 열은, 직/병렬 변환부(Serial to Parallel converter)를 통해 다수의 낮은 전송률의 데이터 열(data stream)로 변환되고, 상기 병렬로 변환된 다수의 데이터 열에 각각의 부 반송파가 곱해진 후 각각의 데이터 열이 합해져서 수신 단으로 전송된다.

직/병렬 변환부에 의해 생성된 다수의 병렬 데이터 스트림은, IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)에 의하여 다수의 부 반송파로 전송될 수 있으며, 상 기 IDFT는 역 고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 사용하여 효율적으로 구현될 수 있다.

낮은 전송률을 갖는 부 반송파의 심볼 구간(symbol duration)은 증가하게 되므로 다중경로 지연확산에 의해 발생하는 시간상에서의 상대적인 신호 분산(dispersion)이 감소한다. OFDM 심볼 사이에 채널의 지연 확산보다 긴 보호구간(guard interval)을 삽입하여 심볼간 간섭(Inter-Symbol Interference)을 줄일 수 있다. 이러한 보호구간에 OFDM 신호의 일부를 복사하여 배치하면 OFDM 심볼은 순환적으로 확장(cyclically extended)되어 심볼을 보호할 수 있다.

이하 종래 기술에 따른 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 설명한다. OFDMA는, OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어 이용 가능한 부 반송파(subcarrier)의 일부를 각 사용자에게 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부 반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 서로 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 상호 배타적으로 할당된다.

이하, 종래 DFT-S-OFDM 방식을 설명한다. 상기 DFT-S-OFDM 방식은 SC-FDMA(Single Carrier-FDMA)으로도 불린다. 종래의 SC-FDMA 기법은 상향링크에 주로 적용되는 기법으로 OFDM 신호를 생성하기 전에 주파수 영역에서 먼저 DFT 행렬로 분산(spreading)을 먼저 적용한 다음 그 결과를 종래의 OFDM 방식으로 변조하여 전송하는 기법이다.

도 1은 DFT-S-OFDM 방식의 송신단 구조를 나타내는 도면이다.

종래 장치의 동작을 설명하기 위하여 몇 가지 변수를 정의한다. N은 OFDM 신호를 전송하는 부 반송파의 개수를 나타내고, Nb는 임의의 사용자를 위한 부 반송파의 개수를 나타내고, F는 이산 푸리에 변환 행렬, 즉 DFT 행렬을 나타내고, s는 데이터 심볼 벡터를 나타내고, x는 주파수 영역에서 데이터가 분산된 벡터를 나타내고, y는 시간영역에서 전송되는 OFDM 심볼 벡터를 나타낸다.

SC-FDMA에서는 데이터 심볼(s)을 직/병렬 변환부(110)에 의해 병렬 신호로 변환하고, DFT 확산 모듈(120)에 의해 데이터 심볼(s)을 전송하기 전에 DFT 행렬을 이용해서 분산시킨다. 이는 다음 수식으로 표현된다.

상기 수학식 1에서

는, 데이터 심볼(s)을 분산시키기 위해서 사용된 Nb 크기의 DFT 행렬이다. 이렇게 분산된 벡터(x)에 대하여 부반송파 매핑부(130)에서 일정한 부 반송파 할당 기법에 의해 부 반송파 매핑(subcarrier mapping)이 수행되고, IDFT 모듈(140)에 의해 시간영역으로 변환되어 병/직렬 변환부(150)를 거쳐 수신 측으로 전송하고자 하는 신호가 얻어진다. 상기 수신 측으로 전송되는 전송신호는 아래 식과 같다.

상기 수학식 2에서

는 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하기 위해 사용되는 크기 N의 IDFT 행렬이다. 상술한 방법에 의해 생성된 신호 y는, 순환 전치 삽입부(160)에 의해 순환 전치(cyclic prefix)가 삽입되어 전송된다. 상술한 방법에 의해 전송 신호를 생성하여 수신 측으로 전송하는 방법을 SC-FDMA 방법이라 한다. DFT 행렬의 크기는 특정한 목적을 위해 다양하게 제어될 수 있다.

이하, 종래 기술에 따른 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 설명한다. OFDMA는, 직교하는 다수의 부 반송파를 이용하는 변조 방식의 시스템에 있어 이용 가능한 부 반송파(subcarrier)의 일부를 각 사용자에게 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부 반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 서로 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다.

상술한 SC-FDMA나 OFDMA 시스템에서 UE의 데이터는 다음과 같은 두 가지 방법으로 전송할 수 있다.

1. 지역적 할당 방식(Localized allocation) : UE 데이터를 인접한 여러 개의 부반송파로 이루어진 자원을 이용하여 전송하는 방식.

2. 분산적 할당 방식(Distributed allocation) : UE 데이터를 일정한 간격으 로 떨어진 부반송파로 이루어진 자원을 이용하여 전송하는 방식.

한편, 상향 링크로는 데이터, 파일럿, 및 제어 정보의 전송이 이루어진다. 상향 링크로 전송되는 데이터는 사용자 데이터이며, 하향 링크 제어 신호에 의해 대역 할당이나, 전송 형태(transport format)가 정해질 수 있다.

또한, 파일럿 신호는 용도에 따라 크게 다음과 같은 두 가지로 나눠질 수 있다. 사용자 스케줄링과 AMC(adaptive modulation and coding)를 할 수 있도록 채널 품질(CQ: channel quality)를 측정하기 위한 CQ 파일럿과 데이터 전송 시 채널 추정 및 데이터 복조를 위한 DM (demodulation) 파일럿이다. 데이터 전송 시 채널 추정 및 복조를 위한 파일럿은, 사용자가 특정 시간, 주파수 영역에서 스케줄링을 받고 데이터를 전송할 때, 그 영역에서 전송되는 파일럿이다.

아울러, 제어 정보는 두 가지로 나눌 수 있다. 데이터 관련 제어 정보(Data-associated control information)는 UE가 전송하는 데이터의 복구를 위해 필요한 제어 정보이다. 예를 들면, 전송 포맷(transport format)에 관련된 정보 또는 HARQ 관련 정보가 이에 속할 수 있다. 상향 링크 데이터의 스케줄링 방식에 따라 이러한 데이터 관련 제어 정보의 양은 조절될 수 있다. 한편, 데이터 무관 제어 정보(non-data-associated control information)는 하향 링크 전송을 위해 필요한 제어 정보이다. 예를 들면, HARQ 동작을 위한 ACK/NACK과 하향 링크의 링크 조절(link adaptation)을 위한 채널 품질 표시자(channel quality indicator: CQI)가 이에 속할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 설명을 기초로 복수의 기지국과 이들 각각에 의해 서비스 받는 복수의 사용자가 존재하는 통신 시스템에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 2는 다중 기지국 다중 사용자 통신 환경을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 복수의 기지국(예를 들어, 기지국 A, 기지국 B)은 각각의 셀 내의 UE들을 서비스하며, 또한, 각각의 기지국에 의해 서비스받는 셀은 여러 개의 섹터로 구분되어, 해당 기지국이 각 섹터를 운용할 수 있다.

또한, 기지국은 하향링크 통신을 통해 셀 내의 UE에 대해 각 UE가 사용할 수 있는 자원을 할당하고, UE는 기지국에 의해 할당된 주파수 자원을 통해 신호를 전송한다. 이와 같이 할당된 주파수 자원을 통해 상향링크 송신되는 UE 신호는 다음과 같은 형식을 가진다.

도 3은 상향링크 서브 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 서브 프레임 구조 중 LB(long block; 도 3의 LB#1 내지 LB#6)은 데이터와 제어 정보 전송을 위해 사용되며, SB(short block; 도 3의 SB#1 및 SB#2)는 파일럿 및 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 한편, CP는 순환전치부가 삽입되는 영역을 나타낸다.

도 4는 상향링크에서 FDM 방법을 이용한 주파수 영역 스케줄링 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4의 주파수분할다중방식(Frequency Division Multiplexing; 이하 "FDM"이라 함)은 각 UE 신호를 서로 겹치지 않도록 다른 주파수 대역에 배치함으로써 UE 신호를 수신단에서 구분할 수 있게 한 방법이다. 예를 들어, 도 4에서는 UE1 내지 UE4의 데이터 및 DM 파일럿 송신 대역이 서로 겹치지 않도록 분할하여 할당하는 방 식을 도시하고 있으며, LB을 통해 각 UE의 데이터가 송신되고, SB을 통해 파일럿과 같은 참조 신호가 송신되는 것을 도시하고 있다.

각 UE 신호의 위치에 대한 정보는 기지국에서 알고 있기 때문에, 기지국에 수신된 신호를 UE에 따라 구분이 가능하다.

다만, 도 4에 도시된 바와 같은 종래의 FDM에서 각 사용자의 파일럿 신호에 대해 스케쥴링되는 주파수 대역의 위치와 크기는 일정하지 않다. 즉, 기지국은 각 사용자의 통신 환경에 따라 서로 다른 크기와 위치를 갖는 주파수 대역을 사용자들에게 할당한다. 이와 같은 스케쥴링 방법을 적용할 경우 도 2와 같이 다중 기지국이 존재하는 환경의 상향링크 통신에서 인접한 기지국의 다른 사용자와 주파수 대역이 겹치게 된다면 각 사용자의 파일럿 신호 간에 간섭 현상이 발생하여 수신 성능이 열화되는 문제점이 발생한다.

따라서, 이와 같은 FDM에 있어 인접 셀간의 파일럿 신호의 간섭 문제를 해결하기 위한 기술이 요구되고 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 인접 셀간 파일럿 신호의 간섭을 줄이기 위한 복수의 기지국에서의 각 기지국의 복수의 UE들에게 통신 자원 할당 방법을 제공하는데 있다.

또한, 하나의 기지국에 포함된 복수의 섹터 내의 UE들에게 이와 유사한 통신 자원을 할당하는 방법을 적용함으로써 용이하게 인접 섹터 내의 UE 파일럿 신호간에 간섭을 감소시키고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 복수의 기지국이 상기 복수의 기지국 각각에 의해 서비스받는 셀 내 사용자 기기에게 통신 자원을 할당하는 방법은, 상기 복수의 기지국이 공통적으로 전체 주파수 대역을 특정 개수의 단위 주파수 대역을 포함하는 영역 단위로 구분하는 단계; 및 상기 복수의 기지국이 상기 영역 단위로 각각 상기 셀 내 사용자 기기에게 파일럿 송신을 위한 자원을 할당하는 단계를 포함한다.

이 경우, 상기 복수의 기지국이 공통적으로 상기 전체 주파수 대역을 상기 영역 단위로 구분하는 경우, 구분된 상기 영역 단위는 각각 상기 복수의 기지국에서 동일한 주파수 대역 위치를 가질 수 있으며, 상기 자원 할당 단계에서, 상기 영역 단위를 복수의 상기 셀 내 사용자 기기의 데이터 송신을 위해 할당하는 경우, 상기 복수의 셀 내 사용자 기기의 상기 파일럿은 코드분할다중화(CDM)를 적용하여 상기 영역 단위로 할당할 수 있다.

또한, 상기 복수의 기지국은 상호 이웃하는 기지국이며, 상기 복수의 기지국 각각에 직교 코드 또는 상호상관이 작은 코드를 할당할 수 있으며, 구체적으로 상기 직교 코드는 서로 다른 순환 이동이 적용된 CAZAC 코드이며, 상기 상호상관이 작은 코드는 서로 다른 인덱스를 가지는 CAZAC 코드일 수 있다.

아울러, 상기 복수의 기지국은 기지국의 자원 할당을 조정하는 하나의 상위계층 제어부에 의해 서비스받는 영역 내의 기지국일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하 게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 예를 들어, 이하에서 파일럿 신호로 이용되는 코드 시퀀스로서 CAZAC 시퀀스에 대해 주로 예를 들어 설명하지만, 본 발명의 특징을 포함하는 한, 파일럿 신호로 이용되는 코드 시퀀스는 이에 한정되지 않는다.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명에서는 상향 링크 상 다중 기지국, 다중 사용자가 존재하는 환경에서 파일럿 신호를 주파수 영역에서 통신 자원 할당 방법 및 스케쥴링하기 위한 방법을 제안한다.

일반적으로, "스케줄링"은 시간에 따른 채널 상황을 고려하여 각 사용자에게 통신자원을 할당하는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 통신 자원 할당 방법은 스케줄링 방법으로 이용될 수 있다.

또한, 파일럿 신호는 상술한 바와 같이 DM 파일럿 신호와 CQ 파일럿 신호가 존재하나, 본 발명에서는 각 사용자의 데이터 송신 대역 할당과 관련하여 스케줄링되는 대상으로서의 DM 파일럿 신호를 중점적으로 다룬다. 따라서, 이하의 설명에서 특별한 한정이 없는 한 파일럿 신호는 DM 파일럿 신호를 지칭하는 것으로 가정한다.

아울러, 일반적으로 "기지국", "셀" 등의 용어는 시스템의 특성 및 사용자 환경에 따라 다르게 정의될 수 있으며, 그 용어의 선택에 있어서도 다양하게 불려질 수 있다. 예를 들어, 현재 3GPP LTE에서는 기지국 및 이 기지국에 의해 서비스 받는 공간적 개념을 "노드 B"로, 이 노드 B가 복수의 "셀"(즉, 상술한 설명에 있어서의 섹터)을 포함하는 것으로 지칭한다.

다만, 이하의 설명에서는 그 개념을 명확히 하기 위하여 하나의 기지국(또는 노드 B)이 통신 서비스를 제공하는 공간 영역을 "셀"이라고 하며, 이 셀에 통신 서비스를 제공하는 주체를 "기지국" 또는 "노드 B"로 지칭하는 것으로 가정한다. 다만, 이하에서 설명하는 본 발명의 적용에 있어 "이웃하는 셀"의 개념은 하나의 기지국에 의해 서비스받는 셀과 다른 기지국에 의해 서비스받는 셀을 의미할 수도, 하나의 기지국에 의해 서비스받는 영역 내에 포함된 복수의 셀(즉, 종래의 섹터)을 지칭할 수도 있다.

한편, 상향 링크에서 단일 기지국 내에 존재하는 각 사용자들의 파일럿 신호는 이상에서 언급한 것과 같이 FDM 방식을 통해 사용자 간 구분이 가능하다. 그러나 다중 기지국 환경에서 각 기지국에 존재하는 사용자들의 파일럿 신호에 대해 스케쥴링되는 주파수 대역의 크기와 위치가 다르기 때문에, 이웃하는 셀의 각 사용자에 대해 할당된 파일럿 신호가 특정 주파수 영역에서 겹칠 경우 사용자간 간섭 현상이 발생한다.

또한, 상술한 바와 같이 이웃하는 셀의 다른 사용자 신호와의 간섭을 줄이기 위해 각 셀에 상호상관(Cross-correlation)값이 작은 코드를 사용하도록 설정하는 경우에도, 이용되는 코드의 길이 및 위치가 상이한 경우 각 코드간의 간섭은 상당수준 유지된다.

도 5a 및 도 5b는 각각 인접 셀간 파일럿 송신 대역폭과 송신 대역 위치가 일치하지 않는 경우 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로, 파일럿 신호로서 이용되는 코드 시퀀스는 일정한 크기를 가지며, 상호 구분이 용이한 코드 시퀀스가 이용되며, 현재 3GPP LTE에서는 CAZAC 시퀀스가 주로 이용되고 있다. 이와 같은 시퀀스는 서로 다른 시퀀스 인덱스를 가지는 시퀀스간에 상호상관값이 매우 작게 나타나며, 또한, 일정 길이 이상의 서로 상이한 순환이동(circular shift)을 적용하는 경우 서로간에 직교하는 특성을 가진다. 다만, 서로 간에 시퀀스 길이가 다르거나, 시퀀스의 위치가 상이한 경우 이러한 특성이 유지되지 않는다.

먼저, 도 5a에서는 이웃하는 셀 A와 셀 B에서 각 사용자에게 할당되는 대역폭이 상이한 경우를 도시하고 있다.

이와 같이 셀 A의 UE1 및 UE2가 파일럿 신호로서 사용하는 코드(예를 들어, CAZAC 1, CAZAC 2라 함)의 길이와 셀 B의 UE 3이 파일럿 신호로서 사용하는 코드(예를 들어, CAZAC 3이라 함)의 길이는 서로 상이하기 때문에, CAZAC 3은 CAZAC 1 및 CAZAC 2에 의해 동시에 영향을 받는다. 따라서, CAZAC 3이 해당 대역에 위치한 CAZAC 1 + CAZAC 2와 큰 상관값을 나타냄에 따라 셀 A와 셀 B 사이의 파일럿 신호 간섭이 발생한다.

또한, 도 5b는 이웃하는 셀 A와 셀 B에서 각 사용자에게 할당되는 대역의 폭은 동일하지만, 그 대역의 위치가 상이한 경우를 도시하고 있다.

이와 같이 셀 A의 UE1이 파일럿 신호로서 사용하는 코드(예를 들어, CAZAC 1이라 함)는 셀 B의 UE2, UE3이 파일럿 신호로서 사용하는 코드(예를 들어, CAZAC 2, CAZAC 3이라 함)에 의해 동시에 영향을 받을 수 있으며, CAZAC 1의 길이에 해당하는 부분에서의 CAZAC 1과 CAZAC 2 + CAZAC 3은 큰 상관값을 나타내게되어, 이러한 간섭을 무시할 수 없게 된다.

따라서 본 발명의 일 실시형태에서는 각 기지국 내에서 사용자들이 파일럿을 전송할 수 있는 주파수 대역을 소정 단위 주파수 대역(Resource block)을 포함하는 영역 단위로 설정하고, 그 영역 단위의 크기와 주파수/시간 위치를 인접한 기지국끼리 일치는 방법을 제안한다. 이때, 사용자들의 실제 파일럿 전송 대역은 영역 단위의 정수배에 해당하는 대역이 될 수 있으며, 이 경우에 전체 전송 대역에 각각 영역 단위 길이를 가지는 코드를 전송할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 상향링크에서 주파수 영역 스케줄링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이 일반적으로, 각 사용자의 파일럿 신호는 해당 사용자의 데이터 신호와 동일한 주파수 대역에 동일한 대역폭을 가지고 송신된다. 이에 따라 복수의 사용자가 각각의 데이터 송신양에 따라 주파수 대역을 서로 상이하게 할당받는 경우, 파일럿 역시 서로 상이한 대역폭을 가지고 송신된다.

다만, 도 6에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 복수의 기지국(예를 들어, 기지국 A, 기지국 B, ..)이 각각의 기지국에 의해 서비스받는 셀 내 UE들에게 통신 자원을 할당하는 경우, 복수의 기지국이 공통적으로 전체 주파수 대역(BW_total)을 특정 개수의 단위 주파수 대역(resource block)을 포함하는 영역 단위(도 6의 "Region")로 구분하고, 이 영역 단위로 각각 셀 내 UE에게 파일럿 송신을 위한 자원을 할당하는 방식을 제안한다. 도 6은 일례로서 4개의 자원 블록이 공통적으로 설정되는 영역 단위의 크기로 설정한 경우를 도시하고 있으나, 영역 단위의 크기는 복수의 기지국에서 공통적으로 설정되는 한 특정 크기로 한정될 필요는 없다.

이때, 복수의 기지국에서 전체 주파수 대역을 공통적으로 구분하는 것은 각 영역 단위의 크기뿐만 아니라, 각 영역 단위의 주파수 영역에서의 위치까지 일치하는 것을 의미한다.

즉, 도 6에서 하나의 주파수 영역 단위인 "Region 1"을 기지국 A와 B에 의해 각각 서비스받는 셀에 속한 여러 명의 사용자가 나누어 사용하고 있을 경우, 각 사용자의 파일럿 신호는 "Region 1"내에서 데이터 송신을 위해 할당받은 대역폭과 무관하게 "Region 1" 전체에 해당하는 주파수 대역을 동일하게 할당받는다.

따라서, 종래 파일럿 신호가 데이터 송신 대역과 동일한 대역폭을 통해 송신되었던 것에 반해 본 발명의 일 실시형태에서 각 UE의 데이터 신호는 파일럿 신호가 할당되는 영역의 크기와 같지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 기지국A의 "Region 1", 기지국B의 "Region 1", "Region 2"와 같이 데이터 신호가 파일럿 신호가 할당된 주파수 대역보다 적은 대역을 필요로 할 경우에도 파일럿 신호는 본 발명의 일 실시형태에서 제안된 것과 같이 하나의 영역 단위로 할당되며, 데이터 신호는 필요로 하는 주파수 자원만을 할당받아 전송될 수 있다.

이에 따라, 도 6의 기지국A의 "Region 1", 기지국B의 "Region 1", "Region 2"에서와 같이, 하나의 영역 단위를 복수의 셀 내 사용자 기기의 데이터 송신을 위해 할당하는 경우, 파일럿 신호는 영역 단위 전체에 걸쳐 송신해야 하기 때문에 동일한 영역 단위를 복수의 사용자의 파일럿 송신에 공유하여 사용하여야 한다. 따라서 이와 같은 경우 본 발명의 일 실시형태에 따르면 복수의 셀 내 UE의 파일럿은 코드분할다중화(CDM)가 적용되어 영역 단위로 할당될 수 있다.

한편, 도 6의 기지국A "Region 2"와 같이 한 UE가 하나의 주파수 영역 단위 전체를 할당받아 데이터를 송신할 수 있으며, 그 밖에도 한 UE가 영역 단위의 정수 배를 할당받아 신호를 전송할 수 있다.

즉, UE가 전송하는 데이터 신호량과는 독립적으로 파일럿 신호는 본 발명의 일 실시형태에서 제안된 것과 같이 주파수 영역 단위로 스케쥴링된다.

이와 같은 방법으로 주파수 영역에서 파일럿 신호를 스케쥴링하면, 사용자 구분을 위해 사용되는 코드의 길이를 동일하게 적용할 수 있으므로 파일럿 신호에 대해 부호분할다중방식(Code Division Multiplexing)을 적용하여 사용자를 구분할 수 있다. 즉, 각 사용자의 파일럿 신호에 대해 같은 기지국 내의 서로 다른 사용자 혹은 인접한 기지국 내에서 서로 다른 사용자들에 의하여 동일 주파수 대역과 시간 에 전송되는 파일럿 신호가 직교 코드 시퀀스, 또는 상호 상관이 작은 코드 시퀀스를 통해 전송되도록 하여 간섭을 줄일 수 있다.

이와 같은 코드 시퀀스의 한 예로써, CAZAC 시퀀스에 순환이동을 적용한 시프트 버전(shift Version) 또는 서로 다른 인덱스의 CAZAC 시퀀스를 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법에 있어서, 서로 간에 간섭을 최소화할 수 있는 시퀀스 할당 예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시형태에서 이웃하는 복수의 기지국에 직교 코드 또는 상호상관이 작은 코드를 할당하는 경우, 그 일례로서 다음과 같은 CAZAC 시퀀스를 사용할 수 있다.

CAZAC 시퀀스는 서로 상이한 인덱스를 가지는 시퀀스간에 상호상관이 작은 특성을 가지며, 동일한 인덱스를 가지는 하나의 CAZAC 시퀀스에 일정한 ZCZ(Zero-Correlation-Zone) 크기 이상의 서로 상이한 순환이동을 적용한 시프트 버전들간에 서로 직교하는 특성을 가진다.

여기서, ZCZ 길이는 CAZAC 시퀀스의 전송 채널에서의 지연 등으로 인하여, 상이한 순환이동을 적용한 CAZAC 시퀀스간에 구분을 위해 필요한 길이로서 미리 설정되며, 이에 따라 하나의 CAZAC 시퀀스에 적용할 수 있는 순환이동의 수는 제한된다. 따라서, 복수의 기지국에 의해 서비스받는 모든 셀 내 UE들의 파일럿 구분을 서로 다른 순환이동을 적용한 직교 CAZAC 시퀀스를 이용하도록 설정하기 곤란한 경우가 많다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태에서 UE의 파일럿 신호로서 송신할 시퀀스를 할당하는 일례로서, 하나의 기지국에 의해 서비스받는 셀 내 복수의 사용자 기기에게는 서로 상이한 순환이동이 적용되어 서로 직교하는 CAZAC 시퀀스를 할당하고, 복수의 기지국 각각에 상이한 인덱스를 가져 상호상관이 작은 CAZAC 시퀀스를 할당하여 상호간의 간섭을 최소화하는 방법을 들을 수 있다. 하나의 기지국에 의해 서비스받는 셀 내 복수의 사용자 기기의 신호의 경우가 이웃 셀 내 다른 사용자 기기의 신호간의 간섭에 비해 그 구분이 용이해야하기 때문이다.

다만, 상술한 바와 같은 시퀀스 할당 방법은 할당할 수 있는 시프트 버전의 수 및 이용되는 시퀀스의 길이 등에 따라 이와 달리 할당될 수 있다. 예를 들어, 이용되는 CAZAC 시퀀스의 길이가 충분히 길고, 파일럿을 송신하는 사용자의 수가 적은 경우, 이들 모두에게 서로 다른 순환이동이 적용된 직교 CAZAC 시퀀스를 할당할 수도 있다.

상술한 바와 같이 통신 자원을 할당하고, 이용되는 시퀀스를 할당함으로써 인접한 셀 내 존재하는 사용자에 의한 간섭 때문에 발생하는 수신 성능 열화를 개선할 수 있다.

한편, 본 발명의 상술한 설명에 있어서, '이웃하는 기지국' 또는 '이웃하는 셀'의 용어에 있어서 '이웃하는'의 의미는 물리적으로 목표(target) 기지국 또는 셀에 영향(interference)을 줄 수 있을 정도로 지리적으로 인접한 기지국 또는 셀을 의미한다. 따라서, 본 발명의 상술한 바와 같은 통신 자원 할당 방식을 적용하는 복수의 기지국 또는 이에 의해 서비스받는 셀은 상호간에 영향을 미칠 수 있는 소정 범위 내의 복수의 기지국 또는 셀로 설정할 수 있으며, 그 구체적인 범위는 필요에 따라 설정할 수 있고 어느 특정 범위에 한정할 필요는 없다.

또한, 상술한 바와 같이 물리적인 관점 이외에도, 제어적인 측면에서 기지국의 통신 자원 할당을 제어하는 임의의 상위계층 제어부에 의해 서비스받는 영역내의 기지국을 이와 같은 이웃하는 기지국으로 설정할 수도 있다. 일반적으로 물리적으로 인접한 복수의 기지국이 하나의 상위계층 수단에 의해 제어되므로, 양 개념은 실질적인 측면에서 동일할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법을 적용할 수 있는 범위를 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 기지국 A, 기지국 B를 포함하는 복수의 기지국은 하나의 상위계층 제어부(이하 '제어부'라 함)에 의해 자원 할당이 조정될 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방식에 따라 자원을 할당하는 복수의 기지국을 하나 또는 소정 수의 제어부에 의해 자원 할당이 제어되는 범위로 설정하는 경우, 해당 범위 내의 제어부의 설정에 의해 각 기지국이 UE들에게 할당하는 주파수 대역을 영역 단위로 통일시켜 설정함으로써 용이하게 제어할 수 있다.

아울러, 복수의 기지국의 자원 할당을 조정하는 상위계층 제어 수단을 어느 특정 계층의 매체에 한정될 필요는 없으며, 그 설정 변경이 용이한 범위에서 본 발명을 적용할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법을 복수의 기지국 을 관리하는 상위계층의 설정을 변경하지 않더라도, 하나의 기지국 내의 복수의 섹터(또는, 3GPP LTE에서의 "셀")에 대해 주파수를 할당을 공통된 영역 단위로 통일되게 할당함으로써, 해당 기지국에 의해 서비스받는 복수의 섹터 내의 사용자간의 파일럿 신호 간섭을 완화할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 기지국 A에 대해 각 섹터내의 주파수 할당을 공통적으로 소정 대역폭을 가지는 영역 단위로 할당하도록 설정하는 경우, 기지국 A에 의해 서비스받는 복수의 섹터(예를 들어, 섹터 A, 섹터 B, 섹터 C)내의 사용자의 파일럿 신호간의 간섭을 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통신 자원 할당 방법에 따르면 복수의 기지국에서의 각 기지국의 복수의 UE들에게 주파수 자원을 할당하는 영역 단위의 대역폭과 위치를 통일시킴으로써, 인접 셀간 파일럿 신호의 간섭을 감소시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 통신 자원을 할당하는 방법은 다양한 범위의 기지국에 대해 적용할 수 있으며, 아울러, 하나의 기지국에 의해 서비스받는 복수의 섹터 내의 UE간 파일럿 신호 간섭을 감소시키는 경우에도 적용할 수 있다.

Claims (6)

1. 복수의 기지국이 상기 복수의 기지국 각각에 의해 서비스받는 셀 내 사용자 기기에게 통신 자원을 할당하는 방법에 있어서,

   상기 복수의 기지국이 공통적으로 전체 주파수 대역을 특정 개수의 단위 주파수 대역을 포함하는 영역 단위로 구분하는 단계; 및

   상기 복수의 기지국이 상기 영역 단위로 각각 상기 셀 내 사용자 기기에게 파일럿 송신을 위한 자원을 할당하는 단계를 포함하는, 통신 자원 할당 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 기지국이 공통적으로 상기 전체 주파수 대역을 상기 영역 단위로 구분하는 경우, 구분된 상기 영역 단위는 각각 상기 복수의 기지국에서 동일한 주파수 대역 위치를 가지는, 통신 자원 할당 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 자원 할당 단계에서,

   상기 영역 단위를 복수의 상기 셀 내 사용자 기기의 데이터 송신을 위해 할당하는 경우, 상기 복수의 셀 내 사용자 기기의 상기 파일럿은 코드분할다중화(CDM)를 적용하여 상기 영역 단위로 할당하는, 통신 자원 할당 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 복수의 기지국은 상호 이웃하는 기지국이며,

   상기 복수의 기지국 각각에 직교 코드 또는 상호상관이 작은 코드를 할당하는, 통신 자원 할당 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 직교 코드는 서로 다른 순환 이동이 적용된 CAZAC 코드이며,

   상기 상호상관이 작은 코드는 서로 다른 인덱스를 가지는 CAZAC 코드인, 통신 자원 할당 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 복수의 기지국은 기지국의 자원 할당을 조정하는 하나의 상위계층 제어부에 의해 서비스 받는 영역내의 기지국인, 통신 자원 할당 방법.

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