KR20080074419A - 무선통신 시스템에서 빔 인덱스를 선택하기 위한 장치 및방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 빔 인덱스를 선택하기 위한 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 빔포밍(Beamforming)에 관한 것으로, 기지국은, 단말들의 빔 인덱스(Beam Index) 선택을 위해 파일럿 신호를 송신하는 송신 모뎀과, 셀 내의 단말들로부터 서빙 기지국 및 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보를 수신하는 수신부와, 상기 빔 인덱스 정보를 적어도 하나의 인접 기지국과 교환하는 통신부를 포함하여, 기지국이 인접 셀의 단말들이 선택한 빔 인덱스 정보를 이용하여 스케줄링함으로써, 빔포밍 시 인접 셀 내 단말들로의 간섭을 감소시킬 수 있다.
Figure P1020070013499
빔포밍(Beamforming), 코드 북(Codebook), 빔 인덱스(Beam Index), 간섭(Interference)

Description

무선통신 시스템에서 빔 인덱스를 선택하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SELECTING BEAM INDEX IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 무선통신 시스템에서 빔포밍 시 단말에게 미치는 간섭을 개략적으로 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국과 단말의 빔 인덱스 선택 과정을 개략적으로 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 빔 인덱스 선택 절차를 도시하는 도면, 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 빔 인덱스 정보 피드백 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 무선통신 시스템에서 빔포밍(Beamforming)에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 기지국이 빔 인덱스(Beam Index)를 선택하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 피드백 기반 빔포밍 기법에 따르면, 단말은 기지국으로 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 최대화하는 코드북(Codebook) 벡터 또는 행렬 정보를 제공한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 수신되는 훈련 신호(Training Signal)을 이용하여 채널 품질을 측정하고, 원하는 신호대 잡음비를 만족시킬 수 있는 빔포밍 벡터를 선택한다. 그리고, 상기 단말은 선택된 빔포밍 벡터의 인덱스, 즉, 빔 인덱스를 상기 기지국에게 피드백한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 단말로부터 피드백된 빔 인덱스를 사용하여 상기 단말에게 신호를 송신함으로써, 높은 신호대 잡음 비를 보장할 수 있게 된다.
하지만, 모든 기지국들이 동일한 코드북을 사용하기 때문에, 셀 경계에 위치한 단말은 인접 셀의 경계에 위치한 단말이 사용하는 빔 인덱스로 인해 심한 간섭을 받게 된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 인접한 두 셀이 맞닿아있는 각 경계에 위치한 단말A(120) 및 단말B(130)을 가정하자. 상기 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 두 단말들(120, 130)은 각 서빙 기지국(110-1, 110-2)으로 선호하는 빔 인덱스 정보를 피드백한다. 이후, 상기 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 각 기지국(110-1, 110-2)은 각 단말(120, 130)에게 해당 빔 인덱스를 이용하여 신호를 송신한다. 이때, 상기 두 단말들(120, 130)이 동시에 신호를 수신하고, 신호대 잡음 비를 최대화하는 빔 인덱스가 동일한 경우, 상기 두 단말들(120, 130)로 각각 수신되는 신호는 상호 간 심한 간섭으로 작용한다. 더욱이, 상기 빔포밍으로 인해 발생하는 간섭은 동적이기 때문에 통계적 측정 방법에 의해 예상하기 쉽지 않다.
상술한 바와 같이, 피드백 기반 빔포밍을 수행하는 무선통신 시스템에서 상기 빔포밍으로 인해 셀 경계에 위치한 단말에게 심한 간섭이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 피드백 기반 빔포밍 수행 시, 상기 셀 경계에 위치한 단말에게 발생하는 간섭을 감소시키기 위한 대안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 빔포밍(Beamforming) 시 셀 경계에 위치한 단말로의 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 인접 셀의 단말에서 측정된 간섭 빔 인덱스(Beam Index) 정보를 참조하여 빔포밍을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 기지국 간 백본망을 이용하여 인접 셀로 간섭을 주는 빔 인덱스 정보를 교환하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말들의 빔 인덱스 선택을 위해 파일럿 신호를 송신하는 송 신 모뎀과, 셀 내의 단말들로부터 서빙 기지국 및 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보를 수신하는 수신부와, 상기 빔 인덱스 정보를 적어도 하나의 인접 기지국과 교환하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 단말 장치는, 서빙 기지국 및 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 수신 모뎀과, 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 서빙 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택하는 제 1 선택부와, 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택하는 제 2 선택부와, 상기 빔 인덱스 정보를 포함하는 피드백 정보를 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국 장치의 빔 인덱스 선택 방법은, 단말들의 빔 인덱스 선택을 위해 파일럿 신호를 송신하는 과정과, 셀 내의 단말들로부터 서빙 기지국 및 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보를 피드백받는 과정과, 상기 빔 인덱스 정보를 적어도 하나의 인접 기지국과 교환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 단말의 빔 인덱스 정보 피드백 방법은, 서빙 기지국 및 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 과정과, 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 서빙 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택하는 과정과, 상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택하는 과정과, 상기 빔 인덱스 정보를 상기 서빙 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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.
이하 본 발명은 무선통신 시스템에서 기지국이 빔포밍(Beamforming) 시 인접 셀의 단말에게 미치는 간섭을 감소시키기 위한 기술에 대해 설명한다.
먼저 본 발명이 제안하는 빔 인덱스(Beam Index) 선택 방식에 대해 간략히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국과 단말의 빔 인덱스 선택 과정을 개략적으로 도시하고 있다. 상기 도 2에서, 설명의 편의를 위해 두 개의 셀들 및 각 셀에서 두 개의 단말들이 존재하는 상황을 가정한다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 기지국A(110-1) 및 기지국B(110-2)는 단말의 빔 인덱스 선택을 위해 파일럿 신호를 송신한다. 이때, 각 단말(120-1, 120-2, 130-1, 131-2)은 상기 기지국A(110-1) 및 상기 기지국B(110-2)가 송신하는 파일럿을 수신하여 서빙 기지국 및 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택한다. 여기서, 상기 빔 인덱스의 선택 방식은 구체적인 실시 예에 따라 달라질 수 있으며, 이하 기지국과 단말의 구성 및 동작 절차와 함께 상세히 설명한다.
이후, 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 단말AA(120-1), 단말AB(120-2), 단말BA(130-1) 및 단말BB(130-2)는 각자의 서빙 기지국으로 빔 인덱스 정보를 피드백한다. 또한, 상기 각 단말(120-1, 120-2, 130-1, 131-2)은 자신이 선호하는 빔 인덱스를 사용했을 경우를 가정하여 추정한 서빙 기지국과의 채널 품질 정보를 피드백한다. 다시 말해, 상기 각 단말(120-1, 120-2, 130-1, 131-2)은 서빙 기지국에 대한 빔 인덱스 정보, 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보, 채널 품질 정보를 피드백한다.
이어, 상기 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 기지국A(110-1) 및 상기 기지국B(110-2)는 자신의 셀 내의 단말들로부터 피드백받은 빔 인덱스 정보를 백본망(Back Bone Network)을 이용하여 상호 교환한다. 그리고, 상기 기지국A(110-1) 및 상기 기지국B(110-2)는 획득한 단말들의 빔 인덱스 정보를 이용하여 인접 셀의 단말에게 간섭을 미치지 않도록 스케줄링한다. 여기서, 상기 스케줄링은 각 기지국에서 수행될 수도 있지만, 상기 각 기지국을 제어하는 상위 노드에서 수행될 수도 있다. 여기서, 상기 기지국A(110-1)와 상기 기지국B(110-2)가 빔 인덱스 정보를 상호 교환하는데 있어서, 상기 백본망이 아닌 다른 통신망을 이용할 수 있다. 예를 들어, 기지국과 기지국간의 통신을 위한 전용망 또는 전용 채널 등이 이용될 수 있 다.
상기 스케줄링이 완료되면, 상기 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 기지국A(110-1) 및 상기 기지국B(110-2)는 간섭을 미치지 않도록 스케줄링된 결과에 따라 하향링크 통신을 수행한다. 즉, 상기 기지국A(110-1)가 상기 단말AA(120-1)와 통신을 수행할 때, 상기 기지국B(110-2)는 상기 단말BB(130-2)와 통신을 수행한다.
이하 본 발명은 상술한 방식에 따라 빔 인덱스를 선택하기 위한 기지국 및 단말의 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 피드백 수신부(301), 백본망 통신부(303), 스케줄러(305), 제어부(307), 데이터 버퍼(309), 메시지 생성부(311), 송신 모뎀(313) 및 빔 형성부(315)를 포함하여 구성된다.
상기 피드백 수신부(301)는 셀 내의 단말들로부터 피드백되는 빔 인덱스 정보를 수신한다. 여기서, 상기 빔 인덱스 정보는 각 단말이 서빙 기지국에 대해 선호하는 빔 인덱스, 즉, 높은 신호대 잡음비를 보장하기 위한 빔 인덱스 정보를 포함한다. 그리고, 상기 빔 인덱스 정보는 각 단말이 인접 기지국에 대해 선택한 빔 인덱스 정보를 포함한다. 이때, 상기 인접 기지국에 대한 선택한 빔 인덱스 정보는 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나이다. 만 일, 두 가지 종류의 빔 인덱스 정보 중 단말이 선택적으로 피드백하는 경우, 상기 빔 인덱스 정보는 상기 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보가 어떤 빔 인덱스인지 나타내는 지시자를 포함한다.
상기 백본망 통신부(303)는 상기 피드백 수신부(301)를 통해 수신된 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 인접 기지국과 백본망을 통해 교환한다. 이때, 상기 빔 인덱스 정보를 교환하는 인접 기지국은 하나이거나 다수일 수 있다. 즉, 시스템 운용 정책에 따라, 기지국은 상호 간섭이 심한 하나의 인접 기지국과 상기 빔 인덱스 정보를 교환하거나 또는 인접한 모든 기지국들과 상기 빔 인덱스 정보를 교환한다. 여기서, 각 기지국 간 빔 인덱스 정보를 상호 교환하는데 있어서, 상기 백본망이 아닌 다른 통신망을 이용할 수 있다. 예를 들어, 기지국과 기지국간의 통신을 위한 전용망 또는 전용 채널 등이 이용될 수 있으며, 이 경우 상기 백본망 통신부(303)는 해당 전용망 또는 전용 채널을 이용한 통신을 수행한다.
상기 스케줄러(305)는 상기 백본망 통신부(303)를 통해 수집한 인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보 및 상기 피드백 수신부(301)를 통해 수신된 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 이용하여, 상기 인접 셀 내 단말들로의 간섭을 최소화하도록 스케줄링한다. 다시 말해, 상기 스케줄러(305)는, 인접 셀 내의 특정 단말이 통신하는 동안, 해당 인접 셀 내 단말로 심한 간섭을 미치는 빔 인덱스를 사용하지 않도록 스케줄링한다. 또한, 상기 스케줄러(305)는 각 단말로부터 피드백되는 채널 품질 정보를 이용하여 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, 상기 스케줄러(305)는 상기 채널 품질을 이용하여 스케줄링 방식(예 : 최대 용량 방식, 비례 공평 방식)에 따라 우선순위를 설정하고, 상기 채널 품질을 이용하여 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정한다.
상기 제어부(307)는 상기 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(307)는 상기 피드백 수신부(301), 백본망 통신부(303), 스케줄러(305)의 동작을 제어한다. 그리고, 상기 제어부(307)는 상기 스케줄링이 완료되면, 상기 메시지 생성부(311)를 제어하여 상기 스케줄링 결과를 알리기 위한 제어 메시지를 생성한다. 또한, 상기 제어부(307)는 상기 데이터 버퍼(309)를 제어하여 단말들로 송신할 데이터를 출력한다.
상기 데이터 버퍼(309)는 단말들로 송신할 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 데이터 버퍼(309)는 스케줄링 결과에 따라 해당 데이터를 출력한다. 상기 메시지 생성부(311)는 단말들을 제어하기 위한 제어 메시지를 생성한다. 예를 들어, 상기 메시지 생성부(311)는 스케줄링 결과를 알리기 위한 제어 메시지를 생성한다.
상기 송신 모뎀(313)은 상기 데이터 버퍼(309) 및 메시지 생성부(311)로부터 제공되는 비트열을 신호로 변환한다. 다시 말해, 상기 송신 모뎀(313)은 부호화, 변조 등을 수행하여 비트열을 신호로 변환한다. 또한, 본 발명에 따라, 상기 송신 모뎀(313)은 단말들의 빔 인덱스 선택을 위해 파일럿 신호를 생성하여 송신한다.
상기 빔 형성부(315)는 상기 송신 모뎀(313)으로부터의 신호를 해당 빔 인덱스를 이용하여 빔포밍하여 송신한다. 이때, 상기 빔 형성부(315)는 인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 참조하여, 상기 인접 셀 내 단말들로 간섭을 최소화하는 빔 인덱스를 사용하여 빔포밍하거나, 상기 인접 셀 내 단말들로 간섭을 최대화하는 빔 인덱스는 지양하여 빔포밍한다. 만일, 다중 사용자 MIMO(Multi Input Multi Output) 방식 또는 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 방식으로 서비스하는 경우, 상기 빔 형성부(315)는 상기 다중 사용자 MIMO 또는 SDMA 방식에 따라 신호를 처리하는 다중 안테나 신호 처리부를 더 포함한다. 이 경우, 다수의 안테나들은 각 단말에게 할당된 스트림 수에 따라 그룹핑되어 해당 단말과의 통신을 위해 사용되며, 상기 빔 형성부(315)는 전체 또는 그룹핑된 일부의 안테나들을 이용하여 빔포밍을 수행한다.
상기 도 3을 참조하여 설명한 구성은 빔포밍 시 인접 셀의 단말로 간섭을 최소화하기 위한 기지국의 구성이다. 이에 더불어, 본 발명을 핸드오버 시 활용하는 실시 예에 따르면, 상기 제어부(307)는 상기 백본망 통신부(303)를 통해 수집한 인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 이용하여, 상기 인접 셀로부터 핸드오버(Handover) 해오는 단말에게 빔포밍을 수행하도록 제어한다. 이 경우, 상기 백본망 통신부(303)를 통해 수집되는 인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보는 간섭이 심한 빔 인덱스 정보인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명을 통해 마크로 다이버시티(Macro Diversity) 효과를 얻기 위한 실시 예에 따르면, 상기 제어부(307)는 상기 인접 셀의 경계에 있는 단말에게 간섭이 심한 빔 인덱스를 이용하여 상기 인접 셀의 기지국과 동일한 신호를 동일한 자원 영역 및 시간 구간에 송신하도록 제어한다. 이 경우, 상기 인접 셀의 기지국의 송신 데이터는 백본망을 통해 수신된다.
도 4는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 빔 수신 필터(401), 수신 모뎀(403), 서빙 빔 선택부(405), 간섭 빔 선택부(407), 채널 품질 추정부(409), 피드백 정보 생성부(411) 및 피드백 송신부(413)를 포함하여 구성된다.
상기 빔 수신 필터(401)는 빔포밍되어 수신되는 신호를 처리하기 위한 필터이다. 즉, 상기 빔 수신 필터(401)는 기지국이 빔포밍 시 사용한 빔 인덱스에 대응되는 필터 계수를 이용하여 수신 신호를 처리한다. 상기 수신 모뎀(403)은 안테나를 통해 수신되는 신호를 비트열로 변환한다. 다시 말해, 상기 수신 모뎀(403)은 해당 방식에 따라 복조 및 복호화를 수행하여 수신 신호를 비트열로 변환한다. 또한, 상기 수신 모뎀(403)는 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터의 파일럿 신호를 상기 서빙 빔 선택부(405) 및 상기 간섭 빔 선택부(407)로 제공한다.
상기 서빙 빔 선택부(405)는 상기 서빙 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호를 이용하여 상기 서빙 기지국에 대해 가장 선호하는 빔 인덱스, 즉, 신호대 잡음비를 최대화하는 빔 인덱스를 선택한다.
상기 간섭 빔 선택부(407)는 상기 인접 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호를 이용하여 상기 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택한다. 여기서, 상기 인접 기지국에 대한 선택한 빔 인덱스 정보는 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나이다. 이때, 상기 인접 기지국은 하나이거나 다수일 수 있다.
상기 채널 품질 추정부(409)는 예상되는 하향링크 채널 품질을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 품질은 신호대 간섭 및 잡음비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio)가 될 수 있다. 이때, 상기 채널 품질 추정부(409)는, 서빙 기지국이 선호하는 빔 인덱스의 사용하는 경우를 가정하여 상기 채널 품질을 추정한다. 동시에, 상기 채널 품질 추정부(409)는, 인접 기지국이 간섭을 최대화하는 빔 인덱스를 제외한 나머지 빔 인덱스들을 사용한 경우의 평균 채널 품질을 추정한다.
상기 피드백 정보 생성부(411) 상기 서빙 빔 선택부(405) 및 상기 간섭 빔 선택부(407)로부터 빔 인덱스 정보를 제공받고, 상기 채널 품질 추정부(409)로부터 채널 품질 값을 제공받아 서빙 기지국으로 피드백하기 위한 정보를 구성한다. 만일, 상기 인접 기지국에 대한 두 가지 종류의 빔 인덱스, 즉, 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 단말이 선택적으로 피드백하는 경우, 상기 빔 인덱스 정보는 상기 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보가 어떤 빔 인덱스인지 나타내는 지시자를 포함한다. 상기 피드백 송신부(413) 상기 피드백 정보 생성부(411)에서 생성된 빔 인덱스 정보를 서빙 기지국에게 피드백한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 빔 인덱스 선택 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 기지국은 501단계에서 단말들의 빔 인덱스 선택을 위한 파일럿 신호를 송신한다. 여기서, 상기 단말들은 셀 내의 단말들 및 인접 셀의 단말들을 모두 포함하는 의미이다.
이후, 상기 기지국은 503단계로 진행하여 상기 셀 내의 단말들로부터 빔 인덱스 정보가 피드백되는지 확인한다. 여기서, 상기 빔 인덱스 정보는 각 단말이 서빙 기지국에 대해 선호하는 빔 인덱스, 즉, 높은 신호대 잡음비를 보장하기 위한 빔 인덱스 정보를 포함한다. 그리고, 상기 빔 인덱스 정보는 각 단말이 인접 기지국에 대해 선택한 빔 인덱스 정보를 포함한다. 이때, 상기 인접 기지국에 대한 선택한 빔 인덱스 정보는 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나이다. 만일, 두 가지 종류의 빔 인덱스 정보 중 단말이 선택적으로 피드백하는 경우, 상기 빔 인덱스 정보는 상기 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보가 어떤 빔 인덱스인지 나타내는 지시자를 포함한다.
상기 셀 내 단말들로부터 빔 인덱스 정보가 피드백되면, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 상기 피드백된 빔 인덱스 정보를 인접 기지국과 교환하여, 인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 수집한다. 이때, 상기 인접 기지국은 하나이거나 다수일 수 있다. 또한, 상기 빔 인덱스 정보는 백본망, 기지국 간 통신을 위한 전용망 또는 전용 채널을 통해 교환된다.
인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 수집한 후, 상기 기지국은 507단계로 진행하여 스케줄링을 수행한다. 이때, 상기 기지국은 상기 인접 셀 내 단말들로의 간섭을 최소화하도록 스케줄링한다. 다시 말해, 상기 기지국은, 특정 인접 셀 내의 단말이 통신하는 동안, 해당 인접 셀 내 단말로 심한 간섭을 미치는 빔 인덱스를 사용하지 않도록 스케줄링한다. 또한, 상기 기지국은 각 단말로부터 피드백되는 채널 품질 정보를 이용하여 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 채 널 품질을 이용하여 스케줄링 방식(예 : 최대 용량 방식, 비례 공평 방식)에 따라 우선순위를 설정하고, 상기 채널 품질을 이용하여 MCS을 결정한다.
상기 스케줄링을 수행한 후, 상기 기지국은 509단계로 진행하여 하향링크 통신을 수행한다. 다시 말해, 상기 기지국은 셀 내 단말들로 스케줄링 결과를 알리는 제어 메시지를 송신하고, 상기 스케줄링 결과에 따라 해당 단말에게 신호를 송신한다. 이때, 상기 기지국은 인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 참조하여, 상기 인접 셀 내 단말들로 간섭을 최소화하는 빔 인덱스를 사용하여 빔포밍하거나, 상기 인접 셀 내 단말들로 간섭을 최대화하는 빔 인덱스는 지양하여 빔포밍한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 단말의 빔 인덱스 정보 피드백 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 단말은 601단계에서 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터 파일럿 신호가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 인접 기지국은 하나이거나 다수일 수 있다.
상기 파일럿 신호가 수신되면, 상기 단말은 603단계로 진행하여 상기 서빙 기지국에 대해 가장 선호하는 빔 인덱스, 즉, 높은 신호대 잡음비를 최대화하는 빔 인덱스를 선택한다.
이어, 상기 단말은 605단계로 진행하여 상기 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택한다. 이때, 상기 인접 기지국에 대한 선택한 빔 인덱스 정보는 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나이다.
상기 서빙 기지국 및 상기 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택한 후, 상기 단말은 607단계로 진행하여 하향링크 채널 품질을 추정한다. 이때, 상기 채널 품질은, 서빙 기지국이 선호하는 빔 인덱스의 사용하는 경우의 채널 품질이다. 동시에, 상기 채널 품질은, 인접 기지국이 간섭을 최대화하는 빔 인덱스를 제외한 나머지 빔 인덱스들을 사용한 경우의 평균 채널 품질이다.
이후, 상기 단말은 609단계로 진행하여 상기 채널 품질 및 빔 인덱스 정보를 서빙 기지국으로 피드백한다. 이때 만일, 상기 인접 기지국에 대한 두 가지 종류의 빔 인덱스 정보 중 단말이 선택적으로 피드백하는 경우, 상기 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보가 어떤 빔 인덱스인지 나타내는 지시자도 함께 피드백된다.
상기 채널 품질 및 빔 인덱스 정보를 피드백한 후, 상기 단말은 611단계로 진행하여 하향링크 통신을 수행한다. 다시 말해, 상기 단말은 서빙 기지국으로부터 스케줄링 결과를 알리는 제어 메시지를 수신하여 확인하고, 해당 자원 영역 또는 채널을 통해 신호를 수신한다.
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.
상술한 바와 같이, 무선통신 시스템에서 각 기지국이 인접 셀의 단말들이 선택한 빔 인덱스 정보를 이용하여 스케줄링함으로써, 빔포밍 시 인접 셀 내 단말들로의 간섭을 감소시킬 수 있다.

Claims (28)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말들의 빔 인덱스(Beam Index) 선택을 위해 파일럿 신호를 송신하는 송신 모뎀과,
    셀 내의 단말들로부터 서빙 기지국 및 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보를 수신하는 수신부와,
    상기 빔 인덱스 정보를 적어도 하나의 인접 기지국과 교환하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    자신의 셀 및 인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 수집한 후, 인접 셀 내 단말로 간섭을 최소화하도록 스케줄링하는 스케줄러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인접 셀 내 단말로의 간섭을 최소화하는 빔 인덱스를 사용하여 빔포밍(Beamforming)을 수행하는 빔 형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는,
    서빙 기지국에 대해 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 최대화하는 빔 인덱스 정보를 포함하는 빔 인덱스 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나를 포함하는 빔 인덱스 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스가 간섭을 최대화하는 빔 인덱스인지 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스인지를 나타내는 지시자를 포함하는 빔 인덱스 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    MIMO(Multi Input Multi Output) 방식 또는 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 방식으로 송신 신호를 처리하는 처리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    인접 셀의 경계에 위치한 단말에게 간섭이 심한 빔 인덱스를 이용하여 상기 인접 셀의 기지국과 동일한 신호를 동일한 자원 영역 및 시간 구간에 송신하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 수신된 빔 인덱스 정보를 이용하여, 핸드오버(Handover)해오는 단말에게 빔포밍을 수행하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 무선통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    서빙 기지국 및 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 수신 모뎀과,
    상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 서빙 기지국에 대한 빔 인덱스(Beam Index)를 선택하는 제 1 선택부와,
    상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택하는 제 2 선택부와,
    상기 빔 인덱스 정보를 포함하는 피드백 정보를 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 서빙 기지국에 대해 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 최대화하는 빔 인덱스 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나의 빔 인덱스 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스가 간섭을 최대화하는 빔 인덱스인지 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스인지를 나타내는 지시자를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 신호대 잡음비를 최대화하는 빔 인덱스를 사용한 경우를 가정하고, 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 간섭을 최대화하는 빔 인덱스를 제외한 나머지 인덱스들을 사용한 경우에 대한 평균 채널 품질을 추정하는 추정부를 더 포함하며,
    상기 송신부는,
    상기 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 무선통신 시스템에서 기지국 장치의 빔 인덱스(Beam Index) 선택 방법에 있어서,
    단말들의 빔 인덱스 선택을 위해 파일럿 신호를 송신하는 과정과,
    셀 내의 단말들로부터 서빙 기지국 및 인접 기지국에 대한 빔 인덱스 정보를 피드백받는 과정과,
    상기 빔 인덱스 정보를 적어도 하나의 인접 기지국과 교환하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    인접 셀 내 단말들의 빔 인덱스 정보를 수집한 후, 인접 셀 내 단말로 간섭을 최소화하도록 스케줄링하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 인접 셀 내 단말로의 간섭을 최소화하는 빔 인덱스를 사용하여 빔포밍(Beamforming)을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 빔 인덱스 정보는,
    서빙 기지국에 대해 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 최대화하는 빔 인덱스 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 빔 인덱스 정보는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 빔 인덱스 정보는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스가 간섭을 최대화하는 빔 인덱스인지 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스인지를 나타내는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 15항에 있어서,
    MIMO(Multi Input Multi Output) 방식 또는 SDMA(Spatial Division Multiple Access) 방식으로 송신 신호를 처리하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 15항에 있어서,
    인접 셀의 경계에 위치한 단말에게 간섭이 심한 빔 인덱스를 이용하여 상기 인접 셀의 기지국과 동일한 신호를 동일한 자원 영역 및 시간 구간에 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 수신된 빔 인덱스 정보를 이용하여, 핸드오버(Handover)해오는 단말에게 빔포밍을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 무선통신 시스템에서 단말의 빔 인덱스 정보 피드백 방법에 있어서,
    서빙 기지국 및 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 과정과,
    상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 서빙 기지국에 대한 빔 인덱스(Beam Index)를 선택하는 과정과,
    상기 파일럿 신호를 이용하여 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스를 선택하는 과정과,
    상기 빔 인덱스 정보를 상기 서빙 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 빔 인덱스 정보는,
    상기 서빙 기지국에 대해 신호대 잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 최대화하는 빔 인덱스 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 빔 인덱스 정보는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최대화하는 빔 인덱스 또는 상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대해 간섭을 최소화하는 빔 인덱스 중 하나의 빔 인덱스 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 빔 인덱스 정보는,
    상기 적어도 하나의 인접 기지국에 대한 빔 인덱스가 간섭을 최대화하는 빔 인덱스인지 또는 간섭을 최소화하는 빔 인덱스인지를 나타내는 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 24항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 신호대 잡음비를 최대화하는 빔 인덱스를 사용한 경우를 가정하고, 상기 적어도 하나의 인접 기지국이 간섭을 최대화하는 빔 인덱스를 제외한 나머지 인덱스들을 사용한 경우에 대한 평균 채널 품질을 추정하는 과정과,
    상기 채널 품질 정보를 상기 서빙 기지국으로 피드백하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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