KR20110101318A - 무선통신시스템에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR20110101318A
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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이때, 상향링크 간섭을 제어하기 위한 방법은, 적어도 하나의 인접 기지국 각각이 결정한 적어도 하나의 간섭 신호 세기 임계값을 확인하는 과정과, 상기 적어도 하나의 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 서비스를 제공하는 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 결정하는 과정과, 상기 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 상기 적어도 하나의 단말로 전송하는 과정을 포함한다.

Description

무선통신시스템에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING UPLINK INTERFERENCE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신시스템에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 무선통신시스템의 기지국에서 인접 기지국으로부터 제공받은 송신 전력 임계값을 이용하여 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4세대(4th Generation) 통신시스템에서는 다양한 서비스 품질을 가지는 서비스들을 고속으로 사용자들에게 제공하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 상기 4세대 통신시스템은 광대역 무선 접속(Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하기 위한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 대표적인 4세대 통신시스템은 IEEE 802.16 표준의 통신시스템이다.
상기 IEEE 802.16 표준의 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 적용한 통신시스템이다.
상기 OFDM/OFDMA 방식의 통신시스템의 경우, 단말의 상향링크 신호는 서빙 기지국에 간섭으로 작용하지 않지만, 인접 기지국에 간섭으로 작용하는 문제가 발생한다. 이에 따라, 상기 통신시스템에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 방법을 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템의 기지국에서 상향링크 간섭을 고려하여 단말의 송신 전력을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템의 기지국에서 인접 기지국으로부터 제공받은 단말의 송신 전력 임계값을 고려하여 단말의 송신 전력을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템의 기지국에서 간섭 량을 기준으로 결정한 간섭 단말의 송신 전력 임계값을 인접 기지국으로 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신시스템의 기지국에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 방법은, 적어도 하나의 인접 기지국 각각이 결정한 적어도 하나의 간섭 신호 세기 임계값을 확인하는 과정과, 상기 적어도 하나의 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 서비스를 제공하는 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 결정하는 과정과, 상기 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 상기 적어도 하나의 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신시스템의 기지국에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치는, 적어도 하나의 인접 기지국과 통신하는 인터페이스와, 단말로부터 신호를 수신받는 수신부와, 상기 인터페이스를 통해 제공받은 적어도 하나의 인접 기지국 각각이 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 서비스를 제공하는 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 결정하는 제어부와, 상기 제어부에서 결정한 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 상기 적어도 하나의 단말로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 무선통신시스템의 기지국에서 인접 기지국으로부터 제공받은 단말의 송신 전력 임계값을 고려하여 단말들의 송신 전력을 결정함으로써, 인접 기지국으로 영향을 미치는 상향링크 간섭을 줄여 시스템 안정성과 서비스 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무선통신시스템의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 기지국에서 단말의 송신 전력 임계값을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 기지국에서 상향링크 간섭을 고려하여 단말의 송신 전력을 제어하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면, 및
도 5는 본 발명에 따른 기지국의 상세 블록 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명은 무선통신시스템에서 기지국 간 정보 공유를 통해 상향링크 간섭을 제어하기 위한 기술에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선통신시스템의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 무선통신시스템은 기지국 1(100), 기지국 2(110), 단말 1(102) 및 단말 2(112)를 포함하여 구성된다.
상기 단말 1(102)은 상기 기지국 1(100)의 서비스 영역에 위치하여 상기 기지국 1(100)로부터 서비스를 제공받는다. 상기 단말 2(112)는 상기 기지국 2(110)의 서비스 영역에 위치하여 상기 기지국 2(110)로부터 서비스를 제공받는다. 이때, 상기 단말 1(102)의 상향링크 신호는 상기 기지국 2(110)에 간섭으로 작용하고, 상기 단말 2(112)의 상향링크 신호는 상기 기지국 1(100)에 간섭으로 작용한다.
상기 기지국 1(100)과 상기 기지국 2(112)는 간섭을 줄이기 위해 간섭 신호 세기의 임계값 정보를 공유한다. 예를 들어, 상기 기지국 1(100)은 자신의 간섭 량을 고려하여 결정한 간섭 신호 세기의 임계값 정보를 상기 기지국 2(110)와 공유한다. 상기 기지국 2(110)는 자신의 간섭 량을 고려하여 결정한 간섭 신호 세기의 임계값 정보를 상기 기지국 1(100)과 공유한다. 여기서, 상기 기지국 1(100)과 상기 기지국 2(110)는 백홀을 통해 정보를 공유한다.
이후, 상기 기지국 1(100)은 상기 단말 1(102)에 의한 상향링크 간섭을 줄이기 위해 상기 기지국 2(112)로부터 제공받은 간섭 신호 세기의 임계값을 고려하여 상기 단말 1(102)의 송신 전력을 결정한다. 상기 기지국 2(110)는 상기 단말 2(112)에 의한 상향링크 간섭을 줄이기 위해 상기 기지국 1(100)로부터 제공받은 간섭 신호 세기의 임계값 정보를 고려하여 상기 단말 2(112)의 송신 전력을 결정한다.
예를 들어, 상기 기지국 1(100)과 상기 기지국 2(110)는 하기 도 2에 도시된 바와 같이 간섭 신호 세기의 임계값을 결정하여 서로 공유한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 기지국에서 단말의 송신 전력 임계값을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면 상기 기지국은 201단계에서 수신신호를 이용하여 IoT(Interference over Thermal)를 측정한다. 예를 들어, 상기 기지국은 수신신호를 복조하여 하기 <수학식 1>과 같이 정의된 IoT를 측정한다.
Figure pat00001
여기서, 상기 IoT는 열잡음 간섭을 나타내고, 상기 IOC는 간섭 단말에 의해서 발생하는 간섭의 수신전력을 나타내며, 상기 No는 간섭 단말에 의해서 발생하는 간섭의 열잡음 전력(thermal-noise power)을 나타낸다.
이후, 상기 기지국은 203단계로 진행하여 임계값 갱신 주기가 도래하는지 확인한다.
임계값 갱신 주기가 도래하지 않은 경우, 상기 기지국은 상기 201단계로 진행하여 IoT를 측정한다. 이때, 상기 기지국은 주기적으로 IoT를 측정한다. 다른 예를 들어, 상기 기지국은 임계값 갱신 주기가 도래하지 않은 경우, 본 알고리즘을 종료할 수도 있다.
한편, 임계값 갱신 주기가 도래한 경우, 상기 기지국은 205단계로 진행하여 상기 IoT가 간섭 신호 세기 임계값의 감소 조건을 만족하는지 확인한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 간섭신호 세기 임계값의 감소 조건을 만족하는지 확인하기 위해 상기 측정한 IoT와 기준 값 1을 비교한다. 여기서, 상기 기준 값 1은 IoT 기준 값(TargetThreshold)과 IoT 설정 변수(HysteresisMargin)의 합으로 나타낸다.
상기 IoT가 상기 기준 값 1보다 큰 경우, 상기 기지국은 간섭 신호 세기 임계값의 감소 조건을 만족하는 것으로 인식한다. 이에 따라, 상기 기지국은 207단계로 진행하여 간섭신호 세기 임계값을 감소시킨다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 2>와 같이 간섭 신호 세기 임계값을 기준 감소 크기만큼 감소시킨다.
Figure pat00002
여기서, 상기 UserRxPowerThreshold는 상기 기지국의 간섭 신호 세기 임계값을 나타내고, 상기 UserRxPowerThresholdDown는 기준 감소 크기를 나타내며, 상기 MinUserRxPowerThreshold는 최소 간섭 신호 세기 임계값을 나타낸다.
상기 <수학식 2>에 따라 상기 기지국은 상기 간섭 신호 세기 임계값이 최소 간섭 신호 세기 임계값보다 작아지지 않도록 상기 간섭 신호 세기 임계값을 감소시킨다.
이후, 상기 기지국은 215단계로 진행하여 상기 207단계에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 인접 기지국으로 전송한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 207단계에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 백홀을 통해 인접 기지국으로 전송한다.
한편, 상기 205단계에서 IoT가 상기 기준 값 1보다 작거나 같은 경우, 상기 기지국은 간섭 신호 세기 임계값의 감소 조건을 만족하지 못하는 것으로 인식한다. 이후, 상기 기지국은 209단계로 진행하여 상기 IoT가 간섭 신호 세기 임계값의 증가 조건을 만족하는지 확인한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 간섭신호 세기 임계값의 증가 조건을 만족하는지 확인하기 위해 상기 측정한 IoT와 기준 값 2를 비교한다. 여기서, 상기 기준 값 2는 IoT 기준 값(TargetThreshold)과 IoT 설정 변수(HysteresisMargin)의 차로 나타낸다.
상기 IoT가 상기 기준 값 2보다 작은 경우, 상기 기지국은 간섭 신호 세기 임계값의 증가 조건을 만족하는 것으로 인식한다. 이에 따라, 상기 기지국은 211단계로 진행하여 간섭신호 세기 임계값을 증가시킨다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 3>과 같이 간섭 신호 세기 임계값을 기준 증가 크기만큼 감소시킨다.
Figure pat00003
여기서, 상기 UserRxPowerThreshold는 상기 기지국의 간섭 신호 세기 임계값을 나타내고, 상기 UserRxPowerThresholdUp는 기준 증가 크기를 나타내며, 상기 MaxUserRxPowerThreshold는 최대 간섭 신호 세기 임계값을 나타낸다.
상기 <수학식 3>에 따라 상기 기지국은 상기 간섭 신호 세기 임계값이 최대 간섭 신호 세기 임계값보다 커지지 않도록 상기 간섭 신호 세기 임계값을 증가시킨다.
이후, 상기 기지국은 상기 215단계로 진행하여 상기 211단계에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 인접 기지국으로 전송한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 211단계에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 백홀을 통해 인접 기지국으로 전송한다.
한편, 상기 209단계에서 IoT가 상기 기준 값 2보다 크거나 같은 경우, 상기 기지국은 간섭 신호 세기 임계값의 증가 조건을 만족하지 못하는 것으로 인식한다. 이후, 상기 기지국은 213단계로 진행하여 상기 간섭 신호 세기 임계값을 변경하지 않는다.
이후, 상기 기지국은 상기 215단계로 진행하여 상기 213단계에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 인접 기지국으로 전송한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 213단계에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 백홀을 통해 인접 기지국으로 전송한다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 서빙 기지국이 인접 기지국으로부터 제공받은 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 상향링크 간섭을 제어하기 위한 방법에 대해 설명한다. 즉, 상기 서빙 기지국은 상향링크 간섭을 줄이기 위해 인접 기지국으로부터 제공받은 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 하기 도 3에 도시된 바와 같이 단말의 송신 전력을 결정한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템의 기지국에서 상향링크 간섭을 고려하여 단말의 송신 전력을 제어하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면 상기 기지국은 301단계에서 인접 기지국이 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 확인한다. 예를 들어, 상기 기지국은 백홀을 통해 인접 기지국의 간섭 신호 세기 임계값을 수신받는다. 여기서, 상기 인접 기지국은 상기 도 2에 도시된 절차를 통해 간섭 신호 세기 임계값을 결정한다.
이후, 상기 기지국은 303단계로 진행하여 단말의 송신 전력 조정 주기가 도래하는지 확인한다.
단말의 송신 전력 조정 주기가 도래하지 않은 경우, 상기 기지국은 상기 301단계로 진행하여 인접 기지국의 간섭 신호 세기 임계값을 확인한다. 다른 예를 들어, 상기 기지국은 단말의 송신 전력 조정 주기가 도래하지 않은 경우, 본 알고리즘을 종료할 수도 있다.
한편, 단말의 송신 전력 조정 주기가 도래한 경우, 상기 기지국은 305단계로 진행하여 단말 인덱스(i)를 초기화한다. 여기서, 상기 단말 인덱스는 상기 기지국으로부터 서비스를 제공받는 단말을 나타내기 위한 인덱스를 나타낸다.
상기 단말 인덱스를 초기화한 후, 상기 기지국은 307단계로 진행하여 i번째 단말의 송신 전력 조절량(PowerOffset)을 최소 송신 전력 조절량(MinPowerOffset)으로 설정한다. 여기서, 상기 최소 송신 전력 조절량은 현재 설정된 단말의 송신 전력에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들어, 인접 기지국으로 영향을 미치는 단말의 간섭이 기준 간섭량보다 작은 경우, 상기 최소 송신 전력 조절량은 상기 단말의 송신 전력을 상승시킬 수 있도록 결정된다. 다른 예를 들어, 인접 기지국으로 영향을 미치는 단말의 간섭이 상기 기준 간섭량보다 큰 경우, 상기 최소 송신 전력 조절량은 상기 단말의 송신 전력을 낮출 수 있도록 결정될 수도 있다.
이후, 상기 기지국은 309단계로 진행하여 서비스 중인 모든 단말에 대한 송신 전력 조절량을 결정하였는지 확인한다. 이에 따라, 상기 기지국은 단말 인덱스(i)와 최대 단말 인덱스(iMAX)를 비교한다. 여기서, 상기 최대 단말 인덱스는 상기 기지국에서 서비스를 제공하는 단말의 전체 개수와 동일하게 설정된다.
단말 인덱스(i)가 최대 단말 인덱스(iMAX)보다 작은 경우, 상기 기지국은 서비스 중인 모든 단말에 대한 송신 전력 조절량을 결정하지 않은 것으로 인식한다. 이에 따라, 상기 기지국은 311단계로 진행하여 i번째 단말에 대한 경로 손실을 확인한다. 즉, 상기 기지국은 i번째 단말과 서빙 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00004
)과 상기 i번째 단말과 인접 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00005
)을 산출한다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 4>를 이용하여 i번째 단말과 서빙 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00006
)을 산출한다. 또한, 상기 기지국은 하기 <수학식 5>를 이용하여 상기 i번째 단말과 인접 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00007
)을 산출한다. 여기서, 상기 서빙 기지국은 상기 i번째 단말로 서비스를 제공하는 기지국을 의미한다.
Figure pat00008
여기서, 상기
Figure pat00009
는 i번째 단말과 서빙 기지국 사이의 경로 손실을 나타내고, 상기 BSTxPowerSBS는 서빙 기지국의 송신 전력을 나타내며, 상기
Figure pat00010
는 i번째 단말이 서빙 기지국으로부터 수신받은 하향링크 신호의 세기를 나타낸다. 여기서, 상기 기지국은 상기 i번째 단말로부터 상기 정보를 제공받는다.
Figure pat00012
여기서, 상기
Figure pat00013
는 i번째 단말과 인접 기지국 사이의 경로 손실을 나타내고, 상기 BSTxPowerNBS는 인접 기지국의 송신 전력을 나타내며, 상기
Figure pat00014
는 i번째 단말이 인접 기지국으로부터 수신받은 하향링크 신호의 세기를 나타낸다. 여기서, 상기 기지국은 상기 i번째 단말로부터 상기
Figure pat00015
정보를 제공받고, 상기 인접 기지국으로부터 BSTxPowerNBS를 제공받는다.
상기 311단계에서 i번째 단말의 경로 손실을 산출한 후, 상기 기지국은 313단계로 진행하여 인접 기지국 인덱스(k)를 초기화한다. 여기서, 상기 인접 기지국 인덱스는 i번째 단말에 인접한 기지국을 나타내기 위한 인덱스를 의미한다.
이후, 상기 기지국은 315단계로 진행하여 i번째 단말에 인접한 모든 인접 기지국을 고려하여 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정하는지 확인한다. 이에 따라, 상기 기지국은 인접 기지국 인덱스(k)와 최대 인접 기지국 인덱스(kMAX)를 비교한다. 여기서, 상기 최대 인접 기지국 인덱스는 상기 i번째 단말에 인접한 인접 기지국의 전체 개수와 동일하게 설정된다.
인접 기지국 인덱스(k)가 상기 최대 인접 기지국 인덱스(kMAX)보다 작은 경우, 상기 기지국은 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정하는데 상기 i번째 단말에 인접한 모든 인접 기지국을 고려하지 않은 것으로 인식한다. 이에 따라, 상기 기지국은 317단계로 진행하여 k번째 인접 기지국의 수신 전력을 예측한다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 6> 또는 <수학식 7>을 이용하여 상기 k번째 인접 기지국의 수신 전력을 예측한다. 여기서, 상기 k번째 인접 기지국의 수신 전력은 상기 k번째 인접 기지국이 i번째 단말로부터 수신받은 신호의 세기를 의미한다.
Figure pat00016
여기서, 상기
Figure pat00017
는 k번째 인접 기지국의 수신 전력 예측 값을 나타내고, 상기
Figure pat00018
는 i번째 단말의 송신 전력을 나타내며, 상기
Figure pat00019
는 i번째 단말과 k번째 인접 기지국 사이의 경로 손실을 나타낸다.
Figure pat00020
여기서, 상기
Figure pat00021
는 k번째 인접 기지국의 수신 전력 예측 값을 나타내고, 상기
Figure pat00022
는 서빙 기지국의 상향링크 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 나타내며, 상기 IOC at SBS는 서빙 기지국에서 간섭 단말에 의해서 발생하는 간섭의 수신전력을 나타내고, 상기 NO at SBS는 서빙 기지국에서 간섭 단말에 의해서 발생하는 간섭의 열잡음 전력을 나타내며, 상기
Figure pat00023
는 i번째 단말과 k번째 인접 기지국 사이의 경로 손실을 나타내고, 상기
Figure pat00024
는 i번째 단말과 서빙 기지국 사이의 경로 손실을 나타낸다.
상기 317단계에서 k번째 인접 기지국의 수신 전력을 예측한 후, 상기 기지국은 319단계로 진행하여 k번째 인접 기지국에 대한 간섭을 고려한 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 8>과 같이 상기 k번째 인접 기지국의 수신 전력 예측 값과 상기 k번째 인접 기지국이 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 k번째 인접 기지국의 간섭을 고려한 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 산출한다.
Figure pat00025
여기서, 상기
Figure pat00026
는 k번째 인접 기지국에 대한 간섭을 고려하여 결정한 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 나타내고, 상기
Figure pat00027
는 상기 <수학식 6> 또는 <수학식 7>을 이용하여 산출한 k번째 인접 기지국의 수신 전력 예측 값을 나타내며, 상기
Figure pat00028
는 k번째 인접 기지국이 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 나타낸다.
상기 <수학식 8>을 이용하여 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 산출한 후, 상기 기지국은 하기 <수학식 9>를 이용하여 i번째 단말의 송신 전력 조절량이 최소 송신 전력 조절량보다 작아지지 않도록 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한다.
Figure pat00029
여기서, 상기
Figure pat00030
는 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 나타내고, 상기
Figure pat00031
는 k번째 인접 기지국에 대한 간섭을 고려하여 결정한 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 나타낸다.
상기 319단계에서 k번째 인접 기지국의 간섭을 고려한 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한 후, 상기 기지국은 321단계로 진행하여 인접 기지국 인덱스를 갱신한다(k=k+1).
이후, 상기 기지국은 상기 315단계로 진행하여 i번째 단말에 인접한 모든 인접 기지국을 고려하여 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정하는지 확인한다. 이에 따라, 상기 기지국은 상기 321단계에서 갱신한 인접 기지국 인덱스(k)와 최대 인접 기지국 인덱스(kMAX)를 비교한다.
한편, 상기 315단계에서 인접 기지국 인덱스(k)가 상기 최대 인접 기지국 인덱스(kMAX)보다 크거나 같은 경우, 상기 기지국은 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정하는데 상기 i번째 단말에 인접한 모든 인접 기지국을 고려한 것으로 인식한다. 이에 따라, 상기 기지국은 323단계로 진행하여 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 10>을 이용하여 i번째 단말의 송신 전력 조절량이 최대 송신 전력 조절량보다 커지지 않도록 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한다.
Figure pat00032
여기서, 상기
Figure pat00033
는 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 나타내고, 상기 MaxPowerOffset은 최대 송신 전력 조절량을 나타낸다. 이때, 상기
Figure pat00034
는 i번째 단말에 인접한 모든 인접 기지국들의 간섭을 고려한 송신 전력 조절량 중 최대 값 또는 최소 송신 전력 조절량을 포함한다.
상기 323단계에서 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한 후, 상기 기지국은 325단계로 진행하여 상기 단말 인덱스(i)를 갱신한다(i=i+1).
이후, 상기 기지국은 상기 307단계로 진행하여 상기 325단계에서 갱신한 단말 인덱스(i)에 해당하는 단말의 송신 전력 조절량(PowerOffset)을 최소 송신 전력 조절량(MinPowerOffset)으로 설정한다.
한편, 상기 309단계에서 단말 인덱스(i)가 최대 단말 인덱스(iMAX)보다 크거나 같은 경우, 상기 기지국은 서비스 중인 모든 단말에 대한 송신 전력 조절량을 결정한 것으로 인식한다. 이에 따라, 상기 기지국은 327단계로 진행하여 각각의 단말에 대한 송신 전력 조절량에 따라 서비스 중인 단말들의 송신 전력을 변경한다. 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 11>과 같이 단말에 대한 누적 송신 전력 조절량과 상기 323단계에서 결정한 송신 전력 조절량의 차분하여 상기 단말의 송신 전력 조절량을 산출한다.
Figure pat00035
여기서, 상기
Figure pat00036
는 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 나타내고, 상기
Figure pat00037
는 i번째 단말의 누적 송신 전력 조절량을 나타내며, 상기
Figure pat00038
는 상기 323단계에서 결정한 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 나타낸다.
이후, 상기 기지국은 단말이 송신 전력을 변경하도록 상기 <수학식 11>을 이용하여 산출한 송신 전력 조절량(
Figure pat00039
)을 해당 단말로 전송한다.
다른 예를 들어, 상기 기지국은 하기 <수학식 12>와 같이 상기 323단계에서 결정한 송신 전력 조절량으로 단말이 사용할 수 있는 송신 전력을 제한한다.
Figure pat00040
여기서, 상기
Figure pat00041
는 i번째 단말이 사용할 수 있는 송신 전력을 나타내고, 상기
Figure pat00042
는 i번째 단말의 최대 송신 전력을 나타내며, 상기
Figure pat00043
는 i번째 단말에 대한 정규화된 송신 전력을 나타내고, 상기
Figure pat00044
는 상기 323단계에서 결정한 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 나타낸다. 여기서, 상기
Figure pat00045
은 단말이 상향링크 신호를 전송할 때 사용할 수 있는 전력을 나타낸다.
이후, 상기 기지국은 단말이 송신 전력을 변경하도록 상기 <수학식 12>을 이용하여 제한한 단말이 사용할 수 있는 송신 전력 정보를 해당 단말로 전송한다.
이후, 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 간섭 신호 세기 임계값을 결정하고 인접 기지국이 간섭 신호 세기 임계값에 따라 단말의 송신 전력을 조절하기 위한 기지국의 구성에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 기지국은 듀플렉서(400), 수신기(402), 임계값 결정부(404), 메시지 처리부(406), 제어부(408), 송신기(410) 및 유선 인터페이스(412)를 포함하여 구성된다.
상기 듀플렉서(400)는 듀플렉싱 방식에 따라 상기 송신기(410)로부터 제공받은 송신신호를 안테나를 통해 송신하고, 안테나로부터의 수신신호를 수신기(402)로 제공한다.
상기 수신기(402)는 상기 듀플렉서(400)로부터 제공받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하여 복조한다. 상기 수신기(402)는 RF처리 블록, 복조블록, 채널복호블록 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 RF처리 블록은 상기 듀플렉서(400)로부터 제공받은 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. 상기 복조블록은 상기 RF처리 블록으로부터 제공받은 신호에서 각 부반송파에 실린 데이터를 추출하기 위한 FFT연산기 등으로 구성된다. 상기 채널복호블럭은 복조기, 디인터리버 및 채널디코더 등으로 구성된다.
상기 임계값 결정부(404)는 상기 수신기(402)로부터 제공받은 신호에 포함된 간섭 신호 세기를 고려하여 간섭 신호 세기 임계값을 설정한다. 예를 들어, 상기 임계값 결정부(404)는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 간섭 신호 세기 임계값을 결정한다. 즉, 상기 임계값 결정부(404)는 상기 수신기(402)로부터 제공받은 신호를 이용하여 IoT를 측정한다. 임계값 갱신 주기가 도래하는 경우, 상기 임계값 결정부(404)는 상기 측정한 IoT과 기준 값 1 또는 기준 값 2를 비교하여 간섭 신호 세기 임계값을 증감시킨다. 여기서, 상기 기준 값 1은 IoT 기준 값(TargetThreshold)과 IoT 설정 변수(HysteresisMargin)의 합으로 나타내고, 상기 기준 값 2는 IoT 기준 값과 IoT 설정 변수의 차로 나타낸다
상기 메시지 처리부(406)는 상기 수신기(402)로부터 제공받은 신호를 제어 정보를 추출하여 상기 제어부(408)로 제공한다. 예를 들어, 상기 메시지 처리부(406)는 서비스를 제공하는 단말로부터 제공받은 하향링크 신호 세기(RSSI: Received Signal Strength Indicator) 정보를 추출하여 상기 제어부(408)로 제공한다. 여기서, 상기 하향링크 신호 세기 정보는 단말이 서빙 기지국으로부터 제공받은 신호의 세기(
Figure pat00046
)와 단말이 인접 기지국으로부터 제공받은 신호의 세기(
Figure pat00047
)를 포함한다.
상기 제어부(408)는 상기 기지국의 전반적인 동작을 제어한다.
상기 제어부(408)는 상기 임계값 결정부(404)에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 상기 유선 인터페이스(412)를 통해 인접 기지국들로 전송하도록 제어한다.
상기 제어부(408)는 단말의 송신 전력 갱신 주기가 도래한 경우, 상기 유선 인터페이스(412)를 통해 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 제공받은 간섭 신호 세기 임계값을 고려하여 서비스를 제공하는 적어도 하나의 단말의 송신 전력을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(408)는 상기 도 3에 도시된 절차를 통해 서비스를 제공하는 단말의 송신 전력을 제어한다. 여기서, 상기 제어부(408)는 하기 도 5에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
상기 송신기(410)는 서비스를 제공하는 단말로 전송할 데이터 및 제어 메시지를 부호화 및 고주파 신호로 변환하여 상기 듀플렉서(400)로 전송한다. 이때, 상기 송신기(410)는 상기 제어부(408)의 제어에 따라 서비스를 제공하는 단말의 송신 전력 제어 정보를 전송한다. 예를 들어, 상기 제어부(408)에서 상기 <수학식 11>을 이용하여 단말의 송신 전력 조절량을 결정한 경우, 상기 송신기(410)는 상기 제어부(408)에서 결정한 송신 전력 조절량(
Figure pat00048
)을 해당 단말로 전송한다. 다른 예를 들어, 상기 제어부(408)에서 상기 <수학식 12>를 이용하여 단말이 사용할 수 있는 송신 전력을 제한한 경우, 상기 송신기(410)는 상기 제한된 송신전력만을 사용할 수 있도록 결정된 자원할당 정보를 해당 단말로 전송한다.
상기 송신기(410)는 채널부호블록, 변조 블록, RF처리 블록 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 채널부호블럭은 변조기, 인터리버 및 채널인코더 등으로 구성된다. 상기 변조블록은 상기 채널부호블록으로부터 제공받은 신호에서 각 부반송파에 매핑하기 위한 IFFT연산기 등으로 구성된다. 상기 RF처리 블록은 상기 변조블록으로부터 제공받은 기저대여 신호를 고주파신호로 변환하여 상기 듀플렉서(400)로 출력한다.
상기 유선 인터페이스(412)는 백홀을 통해 적어도 하나의 인접 기지국과 신호를 송수신한다. 예를 들어, 상기 유선 인터페이스(412)는 상기 제어부(408)의 제어에 따라 상기 임계값 결정부(404)에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 적어도 하나의 인접 기지국으로 전송한다. 또한, 상기 유선 인터페이스(412)는 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 상기 인접 기지국에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값과 상기 인접 기지국의 송신 전력 정보를 수신받는다.
미 도시되었지만, 상기 기지국은 상기 유선 인터페이스(412)를 통해 제공받은 인접 기지국의 간섭 신호 세기 임계값과 송신 전력 정보를 저장하는 저장부를 포함하여 구성된다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국의 상세 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제어부(408)는 경로 손실 확인부(500), 수신 전력 추정부(502), 조절값 결정부(504) 및 UL 스케줄러(506)를 포함하여 구성된다.
상기 경로 손실 확인부(500)는 단말과 서빙 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00049
)과 상기 단말과 인접 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00050
)을 산출한다. 예를 들어, 상기 경로 손실 확인부(500)는 상기 <수학식 4>과 같이 서빙 기지국의 송신 전력과 i번째 단말이 서빙 기지국으로부터 수신받은 하향링크 신호의 세기(
Figure pat00051
)를 이용하여 i번째 단말과 서빙 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00052
)을 산출한다. 또한, 상기 경로 손실 확인부(500)는 상기 <수학식 5>과 같이 인접 기지국의 송신 전력과 i번째 단말이 인접 기지국으로부터 수신받은 하향링크 신호의 세기(
Figure pat00053
)를 이용하여 상기 i번째 단말과 인접 기지국 사이의 경로 손실(
Figure pat00054
)을 산출한다.
상기 수신 전력 추정부(502)는 상기 경로 손실 확인부(500)로부터 제공받은 단말의 경로 손실을 이용하여 인접 기지국의 수신 전력을 예측한다. 예를 들어, 상기 수신 전력 추정부(502)는 상기 <수학식 6> 또는 <수학식 7>을 이용하여 인접 기지국의 수신 전력을 예측한다. 여기서, 상기 인접 기지국의 수신 전력은 상기 인접 기지국이 상기 단말로부터 수신받은 신호의 세기를 의미한다.
상기 조절값 결정부(504)는 상기 수신 전력 추정부(502)에서 예측한 인접 기지국의 수신 전력과 상기 유선 인터페이스(412)를 통해 상기 인접 기지국으로부터 제공받은 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 단말의 송신 전력 조절 값을 결정한다. 예를 들어, 상기 조절값 결정부(504)는 상기 <수학식 8>을 이용하여 k번째 인접 기지국에 대한 간섭을 고려한 해당 단말의 송신 전력 조절량을 결정한다. 이후, 상기 조절값 결정부(504)는 상기 <수학식 9>를 이용하여 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량이 최소 송신 전력 조절량보다 작아지지 않도록 상기 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한다. 이때, 상기 조절값 결정부(504)는 상기 도 3의 315단계를 만족할 때까지 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 산출하는 동작(317단계부터 321단계)을 반복적으로 수행한다. 또한, 상기 조절값 결정부(504)는 상기 <수학식 10>을 이용하여 i번째 단말의 송신 전력 조절량이 최대 송신 전력 조절량보다 커지지 않도록 i번째 단말의 송신 전력 조절량을 결정한다.
상기 조절값 결정부(504)는 상기 기지국이 서비스를 제공하는 모든 단말에 대한 송신 전력 조절량을 결정할 때까지 상술한 동작을 반복 수행한다.
상기 UL 스케줄러(506)는 상기 조절값 결정부(504)에서 결정한 서비스를 제공하는 단말의 송신 전력 조절량을 고려한 상향링크 스케줄링을 통해 각각의 단말에 대한 송신 전력을 제어한다. 예를 들어, 상기 UL 스케줄러(506)는 상기 <수학식 11>과 같이 단말에 대한 누적 송신 전력 조절량과 상기 조절량 결정부(504)에서 결정한 송신 전력 조절량의 차분하여 상기 단말의 송신 전력 조절량을 산출한다. 다른 예를 들어, 상기 UL 스케줄러(506)는 상기 <수학식 12>와 같이 상기 조절량 결정부(504)에서 결정한 송신 전력 조절량으로 단말이 사용할 수 있는 송신 전력을 제한한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 무선통신시스템의 기지국에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 하나의 인접 기지국 각각이 결정한 적어도 하나의 간섭 신호 세기 임계값을 확인하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 서비스를 제공하는 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 결정하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 상기 적어도 하나의 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 간섭 신호 세기 임계값은, 인접 기지국에서 상기 인접 기지국의 간섭 량을 고려하여 결정한 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 송신 신호 조절량을 결정하는 과정은,
    상기 기지국과 단말의 경로 손실 및 인접 기지국과 상기 단말의 경로 손실을 확인하는 과정과,
    상기 기지국과 단말의 경로 손실 및 인접 기지국과 상기 단말의 경로 손실 중 적어도 하나를 이용하여 상기 단말의 송신 신호가 상기 인접 기지국에 수신될 때의 신호 세기를 예측하는 과정과,
    상기 예측한 신호 세기와 상기 인접 기지국에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단말에 인접한 적어도 두 개의 인접 기지국들이 존재하는 경우, 상기 단말의 경로 손실을 확인하는 과정부터 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하는 과정까지를 상기 단말에 인접한 인접 기지국들의 개수만큼 반복 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    서비스를 제공하는 적어도 두 개의 단말들이 존재하는 경우, 상기 단말의 경로 손실을 확인하는 과정부터 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하는 과정까지를 상기 서비스를 제공하는 단말들의 개수만큼 반복 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 결정한 단말의 송신 신호 조절량과 이전에 결정된 상기 단말의 송신 신호 조절량 중 큰 값을 상기 단말의 송신 신호 조절량으로 선택하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 이전에 결정된 단말의 송신 신호 조절량은, 초기에 최소 송신 신호 조절량으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 결정한 단말의 송신 신호 조절량과 최대 송신 신호 조절량 중 작은 값을 상기 단말의 송신 신호 조절량으로 선택하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 무선통신시스템의 기지국에서 상향링크 간섭을 제어하기 위한 장치에 있어서,
    적어도 하나의 인접 기지국과 통신하는 인터페이스와,
    단말로부터 신호를 수신받는 수신부와,
    상기 인터페이스를 통해 제공받은 적어도 하나의 인접 기지국 각각이 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 서비스를 제공하는 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 결정하는 제어부와,
    상기 제어부에서 결정한 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 상기 적어도 하나의 단말로 전송하는 송신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 간섭 신호 세기 임계값은, 인접 기지국에서 상기 인접 기지국의 간섭 량을 고려하여 결정한 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기지국과 단말의 경로 손실 및 인접 기지국과 상기 단말의 경로 손실을 확인하는 경로 손실 확인부와,
    상기 경로 손실 확인부에서 확인한 경로 손실을 이용하여 상기 단말의 송신 신호가 인접 기지국에 수신될 때의 신호 세기를 예측하는 수신 전력 예측부와,
    상기 수신 전력 예측부에서 예측한 신호 세기와 상기 인접 기지국에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하는 조절량 결정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 단말에 인접한 적어도 두 개의 인접 기지국들이 존재하는 경우, 상기 단말의 경로 손실을 확인하는 경로 손실 확인부부터 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하는 조절량 결정부를 상기 단말에 인접한 인접 기지국들의 개수만큼 반복 구동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 조절량 결정부에서 결정한 서비스를 제공하는 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호 조절량을 고려하여 상향링크 스케줄링을 통해 상기 적어도 하나의 단말에 대한 송신 신호를 제어하는 상향링크 스케줄러를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는, 서비스를 제공하는 적어도 두 개의 단말들이 존재하는 경우, 상기 단말의 경로 손실을 확인하는 경로 손실 확인부부터 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하는 조절량 결정부를 상기 서비스를 제공하는 단말들의 개수만큼 반복 구동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 조절량 결정부는, 상기 수신 전력 예측부에서 예측한 신호 세기와 상기 인접 기지국에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하고,
    상기 결정한 단말의 송신 신호 조절량과 이전에 결정된 상기 단말의 송신 신호 조절량 중 큰 값을 상기 단말의 송신 신호 조절량으로 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 이전에 결정된 단말의 송신 신호 조절량은, 초기에 최소 송신 신호 조절량으로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 조절량 결정부는, 상기 수신 전력 예측부에서 예측한 신호 세기와 상기 인접 기지국에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 이용하여 상기 단말의 송신 신호 조절량을 결정하고,
    상기 결정한 단말의 송신 신호 조절량과 최대 송신 신호 조절량 중 작은 값을 상기 단말의 송신 신호 조절량으로 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 9항에 있어서,
    상기 수신부를 통해 수신받을 신호를 이용하여 확인한 간섭 량을 고려하여 간섭 신호 세기 임계값을 결정하는 임계값 결정부를 더 포함하여,
    상기 인터페이스는 상기 임계값 결정부에서 결정한 간섭 신호 세기 임계값을 적어도 하나의 인접 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
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