KR20120027207A - 간섭에 종속하여 리피터 이득 결정 - Google Patents

간섭에 종속하여 리피터 이득 결정 Download PDF

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Abstract

통신 시스템에서 리피터를 동작시키는 방법이 개시되어 있으며, 여기서 신호의 증폭에 이용될 리피터 이득은 리피터 및 수신기에 의한 간섭의 추정치에 종속하여 조절된다. 수신기에서의 간섭은 중계 노드로 피드백된다.

Description

간섭에 종속하여 리피터 이득 결정{DETERMINING THE REPEATER GAIN IN DEPENDENCE OF INTERFERENCE}
본 발명은 무선 통신 분야에 관한 것으로, 상세하게는 리피터들을 포함하는 통신 시스템에서의 무선 통신에 관한 것이다.
일반적으로, 무선 통신 시스템에서 송신기들의 출력 전력은, 이 시스템에서의 간섭 레벨들이 허용가능한 레벨들로 유지되면서 송신된 신호들의 전력이 수신기에서 충분히 높은 것을 보장하도록 제어된다. 전력 제어를 이용함으로써, 시스템에서의 간섭 레벨들이 감소될 수 있다. 따라서, 사용자에 의해 경험되는 품질뿐만 아니라 시스템 용량이 향상될 수 있다. 더욱이, 시스템에서의 송신기들의 전력 소비는 보다 낮은 레벨들로 유지될 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 무선 기지국이 이 무선 기지국이 서빙하는 사용자 장비로부터 직접 신호들을 수신하는 경우, 업링크 전력 제어가 기초할 수 있는 측정이 사용자 장비로부터 직접 수신된 신호들에 대해 무선 기지국에 의해 이루어질 수 있다. 업링크 전력 제어는 사용자 장비의 송신 전력을 제어함으로써 수행될 수 있다.
그러나, 많은 무선 통신 시스템들에서, 사용자 장비와 무선 기지국 사이의 통신은 리피터를 통해 수행될 수 있다. 그러면, 무선 기지국에서 수신된 업링크 전력은 특히 리피터의 송신 전력에 종속한다. 시스템에서 충분한 수신된 신호 전력들과 낮은 간섭 레벨들이 보장되도록, 이러한 시스템들에 대해 효율적인 업링크 전력 제어를 달성하는 방식이 요구되고 있다.
본 기술에 관련되는 문제점은 무선 통신 시스템의 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
이 문제점은, 리피터, 제1 노드 및 제2 노드를 포함하는 통신 시스템에서 송신 전력 제어를 수행하는 방법에 의해 처리되는데, 여기서 리피터는, 제1 노드로부터 신호를 수신하고, 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 재송신하여, 증폭된 신호가 제2 노드에 의해 검출될 수 있도록 되어 있다. 이 방법은, 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치 및 제2 노드에 의해 경험되는 간섭의 추정치에 종속하여 신호의 증폭을 위한 원하는 리피터 이득의 값을 결정하는 단계; 및 결정된 원하는 리피터 이득에 따라 리피터 이득을 어떻게 조절해야 하는지에 대한 정보를 포함하는 이득 설정 커맨드 신호(set gain command signal)를 제2 노드로부터 리피터로 송신하는 단계를 포함한다.
또한, 이 문제점은, 통신 시스템에서 리피터를 동작시키는 방법에 의해 처리되는데, 여기서 리피터는, 제1 노드로부터 신호를 수신하고, 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 재송신하여, 증폭된 신호가 제2 노드에 의해 검출될 수 있도록 되어 있다. 이 방법은, 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치 및 제2 노드에 의해 경험되는 간섭의 추정치에 종속하여 결정된 원하는 리피터 이득의 값에 따라 상기 신호의 증폭에 이용될 리피터 이득을 조절하는 단계를 포함한다.
상술한 방법에 의하면, 업링크 신호 품질이 유지되면서 리피터들에 의해 야기되는 간섭이 감소될 수 있는 방식으로 통신 시스템에서 리피터들의 이득이 제어될 수 있는 것이 달성된다. 따라서, 이용가능한 무선 리소스들은 더 효율적으로 이용될 수 있으며, 시스템에서 셀의 용량 및/또는 커버리지에 관하여 시스템 성능이 증가할 수 있다.
유리하게는, 리피터를 동작시키는 방법은 리피터에서 수신된 신호 세기를 측정하는 단계를 더 포함하며, 이 수신된 신호 세기에 종속하여 리피터에 의해 경험되는 간섭이 추정될 수 있다.
원하는 리피터 이득 값이 통신 시스템에서 제2 노드 또는 추가 노드에 의해 결정되는 본 발명의 일 구현에서, 간섭 보고 신호는 리피터로부터 제2 노드로 송신될 수 있으며, 이 간섭 보고 신호는 수신된 신호 세기 측정으로부터 얻어진 간섭 측정치를 나타낸다.
리피터는 이러한 구현에서 상기 원하는 리피터 이득 값에 따라 리피터 이득을 조절하라는 명령을 리피터로부터 수신할 것이다. 리피터와 상이한 노드에서 원하는 리피터 이득 값의 결정을 수행함으로써, 리피터의 처리 전력이 낮게 유지될 수 있는 것이 달성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 리피터 이득의 원하는 값은, 제2 노드에서 타깃 등가 신호대 잡음 및 간섭 비를 제공하면서 리피터 및 제1 노드로부터 송신된 총 가중된 전력을 기술하는 함수를 최소화하는 이득으로서 결정된다. 이 실시예에서, 제1 노드에 의해 이용될 원하는 송신 전력은 상기 함수의 최소값으로부터 결정된다. 이에 의해, 리피터 이득의 최적값이 결정될 수 있는 것이 달성된다.
다른 실시예에서, 이득의 원하는 값은 리피터의 최대 이득
Figure pct00001
, 리피터로부터 송신된 최대 전력에 대응하는 이득
Figure pct00002
, 및 리피터에서의 간섭으로부터 유래하는 제2 노드에서의 등가의 간섭의 최대 부분에 대응하는 이득
Figure pct00003
중 가장 작은 것으로서 결정된다.
본 발명의 일 실시예에서, 리피터 간섭의 추정치가 특정의 낮은 리피터 간섭 임계치 미만인 경우에는, 신호의 증폭에 이용되는 리피터 이득은 미리 결정된 높은 리피터 이득 값으로 설정되고, 리피터 간섭의 추정치가 상기 특정의 낮은 리피터 간섭 임계치 초과인 경우에는, 리피터 이득은 상기 높은 리피터 이득 값 미만으로 유지된다. 이에 의해, 환경이 높은 리피터 이득을 이용하는데 유리한 경우에만 미리 결정된 높은 리피터 이득 값이 적용되는 것이 보장된다. 리피터 간섭이 상기 특정의 낮은 리피터 간섭 임계치보다 높은 경우, 신호의 증폭에 이용될 원하는 리피터 이득은 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치의 함수로서 결정될 수 있으며, 리피터 이득은 상기 원하는 리피터 이득에 따라 조절될 수 있다. 대안적으로, 리피터 이득은, 리피터 간섭이 높은 경우에 미리 결정된 낮은 리피터 이득 값으로 설정된다. 높은 리피터 간섭에 대해서도 제2 노드에서 높은 신호 품질을 보장하기 위해서, 신호의 주파수 간격에서의 제1 노드의 송신 전력은, 리피터 간섭의 추정치가 특정의 높은 리피터 간섭 임계치 초과인 경우에 고정된 값으로 설정될 수 있다.
또한, 이 문제점은 본 발명에 따른 리피터 및 무선 기지국에 의해 처리된다.
또한, 이 문제점은, 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치 및 제2 노드에 의해 경험되는 간섭의 추정치에 종속하여 신호의 증폭을 위해서 리피터에 의해 이용될 원하는 리피터 이득을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드 부분들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 처리된다.
본 발명 및 그 이점들의 보다 완전한 이해를 위해, 이하 첨부 도면들과 함께 취해진 다음의 설명에 대한 참조가 이루어진다.
도 1은 무선 기지국과 사용자 장비 사이의 통신이 리피터를 통해 수행될 수 있는 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 리피터의 이득이 고정된 값으로 설정되는 시뮬레이션된 시스템에 대한 리피터 이득의 함수로서 평균 셀 스루풋을 나타낸 그래프이다.
도 3은 리피터에서의 간섭의 추정치 및 무선 기지국에서의 간섭의 추정치에 종속하여 리피터의 이득을 설정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 시뮬레이션된 시스템에서 리피터 이득의 함수로서 등가의 간섭 및 등가의 SINR을 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 도 3에 도시된 방법의 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 도 3에 도시된 방법의 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 8a는 리피터에 의해 서빙되는 무선 기지국에서 리피터에 대하여 원하는 리피터 이득이 결정되는 시나리오를 나타낸 시그널링 도면이다.
도 8b는 리피터 자체에 의해 원하는 리피터 이득이 결정되는 시나리오를 타낸 시그널링 도면이다.
도 9a는 리피터의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9b는 리피터의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 무선 기지국의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1은 무선 기지국(105)과 사용자 장비(UE)(110) 사이에 직접 또는 리피터(115)를 통해 통신이 수행될 수 있는 무선 통신 시스템(100)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에는, 무선 기지국/리피터 쌍이 도시되어 있다. 무선 통신 시스템(100)은 일반적으로 복수의 무선 기지국들(105)을 포함한다. 무선 기지국(105)은 하나 이상의 리피터(115)에 의해 서빙될 수 있거나, 또는 어떠한 리피터(115)에 의해서도 서빙되지 않을 수 있다. 무선 통신 시스템(100)은 일반적으로 도 1에 도시되지 않은 추가 노드들을 포함한다.
도 1에 도시된 시나리오에서, 업링크 신호(120)는 송신 전력(Ptx-ue)으로 UE(110)로부터 송신된다. 신호(120)는 상이한 경로들을 따라, 예를 들면 무선 기지국(105)으로 직접 그리고 리피터(115)를 통해 무선 기지국(105)으로 진행한다. 도 1에서, UE(110)와 무선 기지국(105) 사이의 이득(gue-bs)의 직통 채널은 화살표(125)에 의해 도시되어 있고, UE(110)와 리피터(115) 사이의 이득(gue-rs)의 채널은 화살표(130)에 의해 도시되어 있으며, 리피터(115)와 무선 기지국(105) 사이의 이득(grs-bs)의 채널은 화살표(135)에 의해 도시되어 있다.
도 1의 신호(120)는 수신된 신호 전력(Prx-rs)으로 이득(gue-rs)의 채널(130)을 통해 리피터(115)에서 수신된다. 그 다음, 신호(120)는 이득(grs)을 이용하여 리피터(115)에서 증폭되고, 이득(grs-bs)의 채널(135)을 통해 무선 기지국(105)으로 송신된다. 신호(120)는 또한 이득(gue-bs)의 직통 채널(125)을 통해 무선 기지국(105)에서 수신된다. 따라서, 무선 기지국(105)에서 수신된 신호 전력(Prx-bs)은 직통 신호 전력 부분 및 리피터 중계 신호 전력 부분 둘 다를 포함한다.
UE(110)와 무선 기지국(105) 사이의 통신이 리피터(115)를 통해 송신될 수 있는 시스템(100)에서 전력 제어를 수행하는 경우, 바람직하게는 무선 기지국(105)에서 수신된 신호 전력(Prx-bs)에 대한 리피터(115)의 영향이 고려되어야 한다.
더욱이, 유리하게는 시스템(100)에서의 간섭에 대한 리피터(115)의 영향이 또한 고려될 수 있다.
도 2는 시스템(100)에서 리피터 이득(grs)의 함수로서 평균 셀 스루풋의 시뮬레이션들로부터의 결과를 나타낸 그래프이고, 여기서 평균 셀 스루풋은 셀에서의 모든 UE(110)로 전달되는 전체 데이터 레이트의 측정치이다. 시뮬레이션된 시스템(100)은 몇 개의 무선 기지국들(105)을 포함하고, 그 각각은 고정된 리피터 이득(grs)에서 동작하는 3개의 리피터(115)에 의해 서빙된다. 시스템(100)에 존재하는 UE들(110)의 전력 제어는 무선 기지국들(105)에서 신호대 잡음 및 간섭 비(SINR)를 타깃 레벨로 유지하기 위해서 수행되고, 여기서
Figure pct00004
이다. 무선 기지국(105)에서의 간섭(Ibs)은 화살표(140)에 의해 도 1에 도시되어 있고, 이하 기지국 간섭(Ibs)으로 지칭될 것이다.
도 2에서의 무지의 실선은 리피터(115)가 없는 시스템(100)을 나타내는데, 즉 여기서 UE(110)와 무선 기지국(105) 사이의 모든 통신은 이득(gue-bs)의 직통 채널(125)을 통해 수신된다. 당연히, 이 시나리오의 평균 셀 스루풋은 리피터 이득(grs)에 종속한다.
한편, 도 2의 그래프에서의 원들은 시스템(115)에 대한 리피터 이득(grs)의 함수로서 평균 셀 스루풋을 나타내는데, 여기서 리피터(115)는 신호들(120)의 수신을 위해 무선 기지국(105)에 이용가능한 모든 통신 리소스들에 대해 활성이다. 여기서, 통신 리소스라는 용어는 UE(110)와 무선 기지국(105) 사이의 정보의 전송에 이용될 수 있는 시간/주파수 공간의 최소 부분을 언급하는데 이용된다. 예를 들면, TDMA(Time Division Multiple Access) 표준에서, 통신 리소스는 특정 시간 범위 및 특정 주파수 범위에 의해 정의될 수 있는데, 예를 들면 LTE(Long Term Evolution) 표준에서의 리소스 블록 또는 GSM(Global System for Mobile communication)의 특정 주파수에서의 타임 슬롯에 의해 정의될 수 있다. CDMA(Code Division Multiple Access) 표준에 따라 동작하는 시스템에서, 통신 리소스는 특정 코드 및 특정 시간 범위에 의해 정의될 수 있다.
도 2의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 평균 셀 스루풋은 이 시나리오에서의 명백한 최대값을 표시하는데, 이는 최적의 리피터 이득(grs)이 존재함을 나타낸다. 이 최적의 리피터 이득보다 높은 리피터 이득(grs)의 값들에 대해서는, 평균 셀 스루풋은 향상되지 않지만, 리피터 이득이 증가함에 따라 평균 셀 스루풋이 열화하고, 충분히 높은 리피터 이득(grs)에 대해서는, 평균 셀 스루풋은 리피터(115)가 이용되지 않는 경우의 시나리오에 대하여 보다 낮을 것이다.
또한, 도 2에는, UE(110)가 현재 송신하고 있는 통신 리소스들에 대해서만 리피터(115)가 활성인 시나리오에 대하여 시뮬레이션 결과들이 도시되어 있고, 이 시나리오는 선택적으로 활성인 리피터 시나리오로 지칭되며, 별표들에 의해 그래프에 표시되어 있다. 따라서, 예를 들면 OFDM 또는 FDMA에 기초한 시스템(100)에서, 리피터(115)는 이 시나리오에서 업링크 송신에 현재 이용되고 있는 수신기(115)에 의해 수신된 스펙트럼의 부분을 증폭하는 한편, 업링크 송신에 현재 이용되고 있지 않은 스펙트럼의 부분에는 증폭이 부여되지 않을 것이다. 시스템 간섭이 단지 현재 활성인 통신 리소스들의 증폭을 수행하는 것에 의해 감소되기 때문에, 평균 셀 스루풋은 일반적으로 항상 활성인 리피터 시나리오에서보다 이 시나리오에서 더 양호할 것이다. 그러나, 또한 이 시나리오에서, 리피터 이득(grs)의 함수로서의 평균 셀 스루풋은 최적 리피터 이득(grs)에 대하여 명백한 최대값을 표시하는데, 이를 넘어 평균 셀 스루풋이 대폭 감소할 것이다.
특정 값보다 큰 리피터 이득(grs)에 대하여 시스템(100)의 평균 셀 스루풋이 열화하는 이유는 다음과 같이 이해될 수 있다: 시스템(100)의 전력 제어 메커니즘들이 무선 기지국(105)에서의 SINR을 특정 레벨로 유지하도록 동작하기 때문이다. 리피터 이득(grs)의 보다 높은 값들에 대하여, 무선 기지국(105)에서의 원하는 SINR은 UE 송신 전력(Ptx-ue)의 보다 낮은 값을 이용함으로써 획득될 수 있다. 그러나, 리피터(115)는 수신기 입력에서 원하는 신호 전력(Prx-rs)을 수신할 뿐만 아니라 신호(120)의 송신에 이용되는 통신 리소스(들)에 대하여 리피터(115)에서 발생하는 임의의 간섭(Irs)을 수신하고, 이러한 간섭은 이하 리피터 간섭(Irs)으로 지칭된다. 리피터(115)는 일반적으로 수신된 총 전력에 대하여 임의의 신호 처리를 적용하지 않지만, 단순히 이득(grs)을 이용하여 수신된 총 전력을 증폭한다. 따라서, 원하는 신호(120)와 임의의 간섭(Irs) 사이에 차이가 없다. 따라서, UE(110)가 보다 높은 리피터 이득(grs)으로 인해 보다 낮은 송신 전력(Ptx-ue)을 송신하는 경우, 원하는 신호(120)는 리피터 입력에서 총 수신된 신호 전력의 보다 적은 부분일 것이고, 따라서 송신된 전력(Ptx-rs)의 대부분은 리피터 간섭(Irs)으로부터 비롯될 것이다. 특정 리피터 이득을 넘어, 리피터 간섭(Irs)은 무선 기지국(105)에서 수신된 총 전력을 좌우할 것이다. 리피터 간섭(Irs)은 화살표(145)에 의해 도 1에 도시되어 있다.
리피터들(115)을 포함하는 시스템(100)에서, 리피터(115)가 서빙하는 무선 기지국(105)에 의해 경험되는 간섭(Irs)과 리피터(115)에 의해 경험되는 간섭(Irs)에 종속하여 리피터(115)의 이득을 조절함으로써, 시스템(100)의 성능이 크게 향상될 수 있다.
도 3은 리피터들(115)을 포함하는 시스템(100)의 성능이 향상될 수 있는 일반적인 방법을 나타낸다. 단계 300에서, 리피터(115)에 의해 경험되는 리피터 간섭(Irs)이 추정된다. 예를 들면, 이는 특정 통신 리소스가 리피터(115)에 의해 서빙되는 UE(110)에 의해 이용되지 않는 경우에 리피터(115)가 수신된 전력을 측정함으로써 이루어질 수 있다. 그러면, 이 통신 리소스에서의 전체 수신 전력은 이 통신 리소스에서의 리피터 간섭(Irs)일 것이다. 통신 리소스들이 이용되는 방법에 대한 정보를 갖는 무선 기지국(105)은 예를 들면 이러한 측정들을 수행하기 위해 양호한 시간의 정보를 리피터(115)로 제공할 수 있다. UE(110)와 리피터(115) 사이의 채널이 알려져 있는 경우, 리피터(115)에는 대안적으로 리피터 간섭의 측정치를 획득하기 위해서 관측 참조 심볼들(sounding reference symbols)의 송신에 이용되는 통신 리소스들에서 수신된 전력을 측정하도록 명령될 수 있고, 이러한 통신 리소스들에서의 송신 전력 분포는 공지되어 있다. 대안적으로, 리피터(115)는 임의의 시점에 수신된 전력을 측정할 수 있고, 리피터 간섭(Irs)은, UE(110)와 리피터(115) 사이의 채널(130)의 이득(gue-rs)의 정보와 함께, 측정 시에 원하는 신호의 송신을 위해 UE(110)에 의해 이용되는 송신 전력(Ptx-ue)의 정보(이러한 정보는 통상적으로 무선 기지국(105)에 의해 유지됨)를 이용함으로써 도출된다.
단계 303에서, 리피터(115)가 서빙하는 무선 기지국(105)에 의해 경험되는 기지국 간섭(Ibs)이 또한 추정된다. 기지국 간섭(Ibs)은 예를 들면 종래의 방법들에 의하여 무선 기지국(105)에 의해 결정될 수 있다. 단계 303은 대안적으로 단계 300과 동시에 또는 그 이전에 수행될 수 있다.
노드에 의해 경험되는 간섭은 통상적으로 시간 및 주파수의 함수이므로, 간섭은 상이한 주파수 대역들에서 그리고 상이한 시점들에서 상이하다. 특정 통신 리소스에서 리피터 간섭(Irs)(기지국 간섭(Ibs))을 추정하는 경우, 리피터 간섭(Irs)은 바람직하게는 통신 리소스의 주파수 범위와 적어도 부분적으로 겹치는 주파수 범위에 대하여 측정되어야 하지만, 리피터 간섭(Irs)의 정보가 요구되는 통신 리소스(들)의 주파수 범위보다 측정 주파수 범위가 더 넓거나 또는 더 좁을 수 있다. 리피터 간섭 추정은 예를 들면 몇 개의 통신 리소스들에 이르는 주파수 범위에 걸친 측정에 의해 한 번에 몇 개의 통신 리소스들에 대하여 수행될 수 있거나, 또는 통신 리소스마다 수행될 수 있다.
리피터 간섭(Irs)과 기지국 간섭(Ibs)의 추정치가 도 3의 단계 300 및 303에서 획득된 경우, 리피터 이득(grs)은 추정된 리피터 간섭(Irs) 및 추정된 기지국 간섭(Ibs)에 종속하여 조절된다. 리피터 이득(grs)은 각각의 통신 리소스에 대하여 개별적으로 설정될 수 있거나, 또는 몇 개의 통신 리소스들에 대하여 동일한 값으로 설정될 수 있다.
리피터(115)에 의해 경험되는 간섭(Irs)에서 그리고/또는 리피터(115)가 서빙하는 무선 기지국(105)에 의해 경험되는 간섭에서의 상당한 변동이 있는 환경에서, 도 3의 방법은 때때로, 예를 들면 일정한 간격으로, 또는 UE(110)에 대한 리소스의 할당 시에 또는 요구 시에 반복될 수 있다.
상기 도 2에 나타난 결과들에 도달하기 위해서 이루어진 시뮬레이션들에서, 시스템(100)에 존재하는 UE들(110)의 전력 제어는 무선 기지국들(105)에서의 SINR을 타깃 레벨로 유지하기 위해서 수행되고, 여기서
Figure pct00005
이다. 이는 전력 제어가 수행되는 종래의 방식이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 무선 기지국에서 수신된 전력(Prx-bs)은 직통 경로(125)를 통해 수신된 신호(120)의 부분만이 아닌 리피터(115)를 통해 수신된 신호(120)의 부분을 포함하지만, Prx-bs는 리피터 이득(grs)으로 리피터에 의해 증폭된 리피터 간섭(Irs)을 더 포함한다.
다음으로, 도 3에 나타난 방법의 일 실시예를 등가의 신호대 잡음 및 간섭 비(SINRe)의 개념을 도입하여 설명한다. 도 5에 도시된 본 실시예에서는, 종래의 SINR보다는 등가의 SINR을 타깃 레벨로 유지하는데 노력을 기울였다. 등가의 SINR은 SINRe로 표시된다. 이하, SINRe의 타깃 레벨은 타깃 등가 SINR 레벨(γ)로 지칭된다.
SINRe는 무선 기지국(105)에서 수신된 신호 전력(Prx-bs)을 무선 기지국(105)에서 경험되는 등가의 간섭(Ie)으로 제산함으로써 획득된다. 등가의 간섭(Ie)은, 무선 기지국(105)에서 직접 수신된 간섭(Ibs)과, 리피터(115)에서 수신되고, 리피터(115)에서 증폭된 다음, 무선 기지국(105)에 의해 검출된 간섭의 합으로 주어진다. 수신된 신호 전력(Prx-bs)은, UE(110)로부터 직통 경로(125)를 통해 무선 기지국(105)에서 수신된 신호 전력과, 리피터(115)를 통해 무선 기지국(105)에서 수신된 신호 전력의 합으로 주어진다. 그러면, 등가의 SIRN인 SINRe의 측정치는 다음의 수학식:
으로 주어지는데, 여기서 분자의 마지막 항은 직통 경로(125)를 통해 무선 기지국(105)에서 수신된 신호(120)의 부분에 대응한다. 이 항은 통상적으로 리피터(115)를 통해 수신된 신호(120)의 부분에 대응하는 첫번째 항보다 작으며, 일반적으로 무시될 수 있다. 따라서, 다음의 수학식이 획득된다.
Figure pct00007
도 4에는, 수신된 신호 전력(Prx-bs), 등가의 간섭(Ie) 및 등가의 SINR이 도 2의 시뮬레이션된 시나리오에 대하여 리피터 이득(grs)의 함수로서 플로팅되어 있다. 리피터 이득의 작은 값들에 대하여, SINRe는 리피터 이득의 증가에 따라 증가한다. 그러나, 수학식 (2)로부터, 등가의 SINR은 리피터 수신 SINR, 즉
Figure pct00008
를 초과할 수 없다는 것을 알 수 있다. 따라서, 리피터 이득의 큰 값들에 대하여, 등가의 SINR은 리피터 수신 SINR에 대응하는 일정한 값에 접근한다.
상기로부터, 무선 기지국(105)이 시스템(100)에서 낮은 간섭을 유지하면서 신호(120)를 식별할 수 있도록 하기 위해서 종래의 SIRN보다 등가의 SINR를 타깃 레벨로 유지하는 것이 유리하다는 결론이 인출될 수 있다. 타깃 등가 SINR 레벨(γ)은, 리피터 이득의 함수로서의 SINRe가 직선으로부터 벗어나기 시작했지만 일정한 값에 접근하지 못한 영역 내에 있도록 설정되는 것이 유리할 수 있으며, 이 영역은 "바람직한 작동 영역"으로서 도 4에 도시되어 있다.
종래의 SINR의 값은 통상적으로 무선 기지국(105)에서 UE 송신 전력(Ptx-ue)을 간섭 레벨로 조절함으로써 미리 결정된 레벨로 유지된다. 그러나, 타깃 등가 SINR-값(γ)으로 SINRe를 유지하기 위해서, UE 송신 전력(Ptx-ue)뿐만 아니라 리피터 이득(grs)의 조절이 이루어질 수 있다. 따라서, 타깃 등가 SINR-값(γ)은 그에 따라 리피터 이득을 조절함으로써 UE 송신 전력의 다수의 상이한 값들에 대하여 획득될 수 있다.
타깃 등가 SINR-값(γ)이 유지되도록 Ptx-ue 및 grs에 대한 값들을 선택하는 경우, 바람직하게는 UE(110)와 무선 기지국(105)으로부터 유래하는 교란이 최소화되도록 시스템(100) 상의 리피터(115) 및 사용자 장비(110)로부터의 송신의 영향이 고려되어야 한다. 송신기에 의해 야기되는 간섭은 일반적으로 송신기에 의해 이용되는 송신 전력에 비례한다. 그러나, 리피터(115)와 사용자 장비(110)가 상이한 위치에 있기 때문에, 시스템(100)의 성능에 대한 리피터(115)로부터의 송신의 영향은 통상적으로 UE(110)로부터의 송신의 영향과 상이하다. 따라서, UE(110)와 리피터(115)로부터의 송신의 시스템(100)에 대한 영향을 고려하는 경우, 이러한 차이를 영향에 반영하기 위해서 가중치(α)가 도입될 수 있다. 따라서, 총 가중된 송신 전력(Pwt)은,
Figure pct00009
와 같이, UE 송신 전력(Ptx-ue)과 리피터 송신 전력(Ptx-rs)으로부터 획득될 수 있다.
UE(110)와 리피터(115)로부터의 송신들 사이에 가중치의 차이가 요구되지 않는 경우, α는 1로 설정될 수 있다.
SINRe를 타깃 등가 SINR-레벨(γ)로 설정함으로써, 다음의 수학식이 획득된다(직통 경로를 무시함, 수학식 (2) 참조).
Figure pct00010
더욱이, 리피터 송신 전력(Ptx-rs)은 UE 송신 전력(Ptx-ue)과 리피터 이득(grs)에 관하여 표현될 수 있다.
Figure pct00011
따라서, 수학식 (3), (4) 및 (5)로부터, 다음의 수학식이 획득된다.
Figure pct00012
따라서, γ의 고정된 값, 및 Irs, Ibs, gue-rs 및 grs-bs의 알려진 값들에 대하여, 가중된 총 송신 전력은 리피터 이득(grs)의 함수가 된다.
Figure pct00013
따라서, 리피터 이득(grs)의 최적값, 및 또한 그에 따른 UE 송신 전력에 대한 최적값은 다음의 제약들 하에서 리피터 이득(grs)과 관련하여 수학식 (6)을 최소화함으로써 획득될 수 있다.
Figure pct00014
즉, Irs, Ibs, gue-rs 및 grs-bs의 값들이 알려져 있는 경우, UE 송신 전력(Ptx-ue)과 리피터 이득(grs)의 최적값들은 주어진 최대 리피터 이득, 주어진 최대 UE 송신 전력 및 주어진 최대 리피터 송신 전력에 대하여 수학식 (6)을 최소화함으로써 획득될 수 있다.
도 5에는, 상술한 바와 같이 수학식 (6)을 최소화함으로써 결정된 리피터 이득의 원하는 값에 따라 리피터(115)의 이득(grs)이 설정되는 방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 단계 500에서, 타깃 등가 SINR-레벨(γ)이 설정되는데, 여기서 γ는 무선 기지국(105)에서의 타깃 SINRe를 나타낸다. 단계 500은 예를 들면 무선 기지국(105)의 구성 시에 수행될 수 있거나, 또는 γ는 때때로 갱신될 수 있다. 무선 기지국(105)은 상이한 타입의 통신 세션들에 대하여 γ의 상이한 값들을 이용하도록 배열될 수 있어, 더 민감한 세션 타입 또는 더 높은 우선순위의 세션 타입에 대하여, γ는 더 높은 값으로 설정된다. γ의 상이한 값들이 상이한 타입의 통신 세션들에 이용되는 경우, 단계 500은 통상적으로 리피터 이득(grs)이 설정될 통신 세션이 어떤 타입인지 결정하는 것을 수반할 수 있다.
단계 505에서, UE(110)와 리피터(115) 사이의 채널(130)의 이득(gue-rs)의 추정치뿐만 아니라 리피터(115)와 무선 기지국(105) 사이의 채널(135)의 이득(grs-bs)의 추정치, 리피터 간섭(Irs)의 추정치 및 기지국 간섭(Ibs)의 추정치가 생성된다. 기지국 간섭(Ibs)은 예를 들면 종래의 방법들에 의해 무선 기지국(105)에 의해 결정될 수 있다. 리피터 간섭(Irs)은 예를 들면 도 3의 단계 300과 관련하여 설명된 방식으로 결정될 수 있다. 채널(130)의 이득(gue-rs)은 유리하게는 UE(110)에 의해 송신된 관측 참조 심볼들의 측정에 기초하여 결정될 수 있고, 이 측정은 리피터(115)에 의해 수행된다. 채널(135)의 이득(grs-bs)은 예를 들면 무선 기지국(105)에 의해 송신되며, 리피터(115)에 의해 수신된 다운링크 참조 신호들(이러한 참조 신호들의 송신 전력은 공지되어 있음)에 기초하여 또는 무선 기지국(105)에 의해 수행된 측정에 기초하여 결정될 수 있다. 채널(135)은 일반적으로 채널(130)보다 더 안정적이며, 종종 채널(135)의 이득(gue-bs)의 결정보다 더 자주 채널(130)의 이득(gue-rs)을 결정하는 것이 유리하다. Irs, Ibs, gue-rs 및 grs-bs의 파라미터들을 추정하는 다른 방식들이 대안적으로 이용될 수 있다.
단계 510에서, 리피터 이득(grs)의 원하는 값은 수학식 (8) 내지 (10)에 의해 주어진 제약들 하에서 수학식 (6)에 의해 주어진 총 가중된 송신 전력(Pwt)을 최소화하는 리피터 이득의 값으로서 결정된다. 단계 515에서, 리피터 이득(grs)은 Pwt를 최소화하는 값으로 조절된다. 유리하게는, 다음으로 UE(110)의 송신 전력(Ptx-ue)이 수학식 (4)에 의해 주어진 값으로 조절된다. 리피터에서 수행되는 이득 조절 단계 515는, 원하는 리피터 이득 값을 향하는 방향으로 순차적으로 증분/감분하는 단계를 포함할 수 있거나, 또는 리피터 이득의 값은 원하는 리피터 이득 값으로 직접 설정될 수 있다.
리피터 이득(grs)의 최적값이 결정되는 단계 510은 유리하게는 무선 기지국(105)에서 수행될 수 있다. 그런 다음, Irs 및 gue-rs를 나타내는 보고, 또는 Irs 및 gue-rs가 결정될 수 있는 측정 결과들을 나타내는 보고가 리피터(115)로부터 무선 기지국(105)으로 송신될 수 있다. (채널(135)의 이득(grs-bs)의 추정된 값을 나타내는 값은 또한 grs-bs가 리피터(115)에 의해 결정되는 경우에 리피터(115)로부터 송신될 수 있다.) 리피터 이득의 원하는 값이 무선 기지국에서 결정되는 경우, 단계 610에서 수행된 조절은 무선 기지국(105)으로부터 이득 설정 커맨드 신호(Set Gain Command signal)를 송신하는 것을 포함한다.
대안적으로, 단계 510은 리피터(115)에 의해 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 기지국 간섭(Ibs)(및 무선 기지국(105)에 의해 결정된 경우에 채널(135)의 이득(grs-bs))을 나타내는 보고가 그 다음에 무선 기지국(105)으로부터 리피터(115)로 송신될 수 있다.
도 5에 도시된 방법에 의해, 시스템(100)에 대한 업링크 신호의 영향을 최소화하면서 무선 기지국(105)에서의 업링크 신호 품질이 보장될 수 있다.
도 3의 방법의 다른 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6의 방법은 리피터 이득 제어만을 처리하며, 예를 들면 기존의 UE 전력 제어 방식들과 함께 이용될 수 있다. 도 6의 방법은 제약들의 세트 하에서 리피터(115)의 리피터 이득(grs)을 최대 허용가능한 값으로 설정하도록 동작하는데, 여기서 리피터(115)에 의해 서빙되는 기지국(105)의 기지국 간섭(Ibs)뿐만 아니라 리피터 간섭(Irs)이 고려된다. 이 방법에서 유리하게 이용될 수 있는 제약들의 세트는 다음과 같이 주어진다: 리피터 송신 전력(Ptx-rs)은 최대 허용가능한 리피터 송신 전력을 초과해서는 안 되고, 리피터 간섭(Irs)으로부터 유래하는 등가의 기지국 간섭(Ie)의 부분은 최대 레벨 T를 초과해서는 안 되며, 리피터 이득(grs)은 최대 리피터 이득을 초과해서는 안 된다.
최대 리피터 송신 전력이 인가되는 경우에 획득된 리피터 이득(이하, 최대-리피터-송신-전력 리피터 이득
Figure pct00015
로 지칭됨)은,
Figure pct00016
에 의해 주어지며, 여기서 Prx-rs는 리피터(115)에서 수신된 신호 전력이다.
리피터 간섭(Irs)이 등가의 간섭(Ie)의 최대 쉐어 T를 초과하지 않고 이용될 수 있는 최대 리피터 이득(이하, 최대-리피터-간섭 리피터 이득
Figure pct00017
로 지칭됨)은, 최대 리피터 이득
Figure pct00018
가 여기서 리피터(115)의 위치에서의 예상 간섭 및/또는 리피터(115)의 특성들을 반영하도록 설정된 미리 결정된 값인 것으로 가정되는 동안에,
Figure pct00019
로부터 얻어진다.
도 6의 단계 600에서, 최대 리피터 이득과 최대 리피터 송신 전력이 결정된다. 단계 605에서, 리피터 간섭(Irs), 기지국 간섭(Ibs) 및 리피터에서 수신된 신호 전력(Prx-rs)뿐만 아니라, 채널(135)의 이득(grs-bs)이 추정된다. grs-bs, Irs 및 Ibs의 추정은 상기 단계 505에서와 동일한 방식으로 수행될 수 있다. Prx-rs는 예를 들면 단계 505와 관련하여 기술된 바에 따라 얻어지는 채널(130)의 이득(gue-rs)의 추정 및 UE 송신 전력(Ptx-ue)의 정보로부터 추정될 수 있다. 단계 610에서, 최대-송신-전력 리피터 이득
Figure pct00020
및 최대-리피터-간섭 리피터 이득
Figure pct00021
는 수학식 (11) 및 (12)에 의해 각각 결정된다. 다음으로, 단계 615에 진입하는데, 여기서 원하는 리피터 이득 값은 최대 리피터 이득, 최대-리피터-송신-전력 리피터 이득 및 최대-리피터-간섭 리피터 이득 중 가장 작은 것으로서 결정된다. 다음으로, 리피터 이득은 단계 620에서 원하는 리피터 이득 값으로 조절된다. 상술한 바와 같이, 리피터 이득의 조절은 원하는 리피터 이득 값을 향하는 방향으로 순차적으로 증분/감분함으로써 수행될 수 있거나, 또는 리피터 이득의 값은 원하는 리피터 이득 값으로 직접 설정될 수 있다.
단계들 610 및 615는 무선 기지국(105)에서 수행되는 것이 유리할 수 있는데, 그 이유는 무선 기지국(105)은 필요한 계산들이 수행될 수 있는 처리 수단을 포함하는 반면, 종래의 리피터(115)는 종종 그렇지 않기 때문이다. 단계들 610 및 615가 무선 기지국(105)에서 수행되는 경우, 단계 600의 최대 리피터 이득 및 최대 리피터 송신 전력의 결정은 예를 들면 무선 기지국(600)의 구성 시에 수행될 수 있거나, 또는 단계 600은 리피터(115)로부터 정보를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 단계 605는 도 5의 단계 505와 관련하여 설명된 바와 같이 무선 기지국(105)이 리피터(115)로부터 정보를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 단계들 610 및 615는 대안적으로 리피터(115)에서 수행될 수 있다. 그러면, 단계 605는 리피터(115)가 무선 기지국(105)으로부터 기지국 간섭(Ibs)에 대한 정보를 수신하는 것을 포함할 것이다.
본 기술의 많은 애플리케이션들에서, UE 전력 제어 및 리피터 이득 제어 둘 다를 수행하는 것이 유리하다. 그러나, 일부 구현들에서, UE 송신 전력(Ptx-ue) 또는 리피터 이득(grs) 중 어느 하나를 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 리피터(115)를 통해 업링크 신호들이 송신되는 UE들(110)의 송신 전력을 제어할지 또는 리피터(115)의 이득을 제어할지에 대한 판정은 유리하게는 리피터 간섭(Irs)에 기초할 수 있다. 리피터(115)의 이득 또는 UE들(110)의 송신 전력 중 어느 하나가 제어되는 방법이 도 7에 도시되어 있다. 단계 700에서, 리피터(115)의 리피터 간섭(Irs)이 추정된다. 그 다음, 단계 705에 진입하는데, 여기서 Irs의 추정된 값은 낮은-간섭 임계치
Figure pct00022
와 비교된다. 비교 결과, 리피터 간섭(Irs)이 낮은-간섭 임계치
Figure pct00023
보다 낮은 경우, 단계 710에 진입하는데, 여기서 리피터 이득(grs)이 높은 리피터 이득 값
Figure pct00024
로 조절되고, 이는 통상적으로 최대 허용된 리피터 이득이다. 그 다음, 단계 715에 진입하는데, 여기서 UE 송신 전력 제어가 수행된다. 단계 715의 UE 송신 전력 제어는 예를 들면 종래의 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들면, UE 송신 전력은 무선 기지국(105)에서의 SINR이 미리 결정된 레벨로 유지되거나 또는 무선 기지국(105)에서의 등가의 SINR이 미리 결정된 레벨로 유지되도록 제어될 수 있다.
단계 705에서, 리피터 간섭(Irs)이 낮은-간섭 임계치
Figure pct00025
보다 높은 것으로 확인되는 경우, 단계 720에 진입하는데, 여기서 UE 송신 전력(Ptx-ue)은 높은 값
Figure pct00026
로 조절되며, UE 송신 전력의 높은 값은 예를 들면 최대 허용된 UE 송신 전력이다. 그 다음, 단계 725에 진입하는데, 여기서 리피터 이득 제어가 수행된다. 단계 725의 리피터 이득 제어는 예를 들면 도 5 또는 도 6과 관련하여 기술된 방법들 중 임의의 방법에 따라 수행될 수 있다.
리피터 간섭이 낮은-간섭 값
Figure pct00027
를 초과하는지 여부를 검사함으로써, UE 송신 전력이 높은 값
Figure pct00028
로 되어야 하는지 또는 리피터 이득이 높은 값
Figure pct00029
로 되어야 하는지가 판정되는 단계 705는 유리하게는 때때로 반복될 수 있다. 단계 705는 정기적으로, 예를 들면 매시, 매분 또는 매일 반복될 수 있거나, 또는 단계 705는 요구에 따라 반복될 수 있다. 예를 들면, 단계 705는, 업링크 데이터의 평균 셀 스루풋과 같은 적합한 품질 척도가 특정 레벨 미만으로 열화되는 경우에 반복될 수 있다.
도 7의 방법에서 일정한 UE 송신 전력과 일정한 리피터 이득 사이의 천이 포인트를 최적화하기 위해서, 유리하게는 낮은-간섭 임계치
Figure pct00030
가 기지국 간섭(Ibs)의 함수로서 결정될 수 있다. 따라서, 낮은-간섭 임계치가 Ibs에 종속하여 결정되는 단계가 도 7의 단계 705에 선행할 수 있다. 그러면, 낮은-간섭 임계치를 결정하는 이러한 단계는 바람직하게는 단계 705의 반복 시에 또한 반복되어야 한다. 한편, 낮은-간섭 임계치
Figure pct00031
가 고정된 값을 취하는 구현에서, 낮은-간섭 임계치
Figure pct00032
및 높은 리피터 이득
Figure pct00033
는, 높은 리피터 이득
Figure pct00034
가 인가되는 경우에 리피터 간섭(Irs)이 무선 기지국(105)에서 우세하게 되는 위험이 허용가능하도록 설정되어야 한다. 예를 들면, 낮은-간섭 임계치 및 높은 리피터 이득
Figure pct00036
는 다음의 관계
Figure pct00037
를 만족하도록 설정될 수 있으며, 여기서 는 평균 기지국 간섭(Ibs)의 값이다.
리피터 이득 및 UE 송신 전력 둘 다가 무선 기지국(105)에 의해 제어되는 구현에서, 도 7에 도시된 방법의 이점은, 한번에 단 하나의 타입의 제어 커맨드가 무선 기지국(105)에 의해 시그널링되어야 한다는 것이다. 사실상, 원하는 리피터 이득 또는 UE 송신 전력의 어떠한 절대값도 시그널링되지 않아야 하기 때문에 - 리피터 이득 또는 UE 송신 전력의 현재 값을 증가시키거나 감소시키라는 명령이 충분함 -, 동일한 타입의 제어 커맨드가 리피터 이득 제어 및 UE 송신 제어에 이용될 수 있다. 동일한 타입의 제어 커맨드가 이용되는 경우, 무선 기지국은 유리하게는 리피터(115) 또는 UE(110)가 수신 제어 신호에 후속하여 제어 커맨드들의 의도된 수신인지를 나타내는 수신 제어 신호를 송신할 수 있다.
단계 7의 방법은, 리피터 간섭이 추가 간섭 임계치인 높은-간섭 임계치
Figure pct00039
를 초과하는지 여부의 검사가 단계 705와 단계 720 사이에 도입되는 것으로 수정될 수 있다. 이 검사에서
Figure pct00040
인 것으로 확인되는 경우에는, 단계 720에 진입한다. 그러나,
Figure pct00041
인 것으로 확인되는 경우에는, 바람직하게는 각각 단계 715 및 725에서 이용되는 제어 방법들에 따라 UE 송신 전력(Ptx-ue)과 리피터 이득(grs)이 둘 다 제어된다.
도 5, 도 6 및 도 7의 단계 725와 관련하여 기술된 리피터 간섭의 추정치에 따른 리피터 이득의 조절은, 유리하게는 리피터 간섭에서의 상당한 변동의 평균 빈도에 대응하는 빈도로 반복될 수 있다. 조절 빈도는 유리하게는 10 밀리초 내지 1/10 밀리초의 간격 내의 시간 주기에 대응할 수 있다. 그러나, 다른 빈도들이 대안적으로 이용될 수 있다.
도 8a에는, 무선 기지국(105)과 리피터(115) 사이의 시그널링 시나리오의 일례가 도시되어 있고, 이 시그널링 시나리오는, 원하는 리피터 이득의 값이 무선 기지국(105)에서(또는 시스템(100)의 네트워크 부분에서의 다른 노드에서) 결정되는 구현에서, 리피터 간섭(Irs)과 기지국 간섭(Ibs)에 종속하여 리피터(115)의 이득(grs)을 조절하는 방법에 이용된다. 이벤트 8A에서, 무선 기지국(105)은 기지국 간섭(Ibs)의 추정치를 결정한다. 이벤트 8B와 동시에 또는 그 이전이나 이후에 수행되는 이벤트 8B에서, 리피터는 리피터 간섭이 얻어질 수 있는 간섭 측정치(Minterference)의 추정치를 결정한다. 다음으로, 리피터 간섭 보고(Repeater Interference Report; 8C)로 지칭되는 간섭 측정치(Minterference)를 나타내는 신호가 리피터(115)로부터 무선 기지국(105)으로 송신된다. 간섭 측정치(Minterference)는 리피터 간섭(Irs) 그 자체일 수 있거나, 또는 예를 들면 리피터(115)에 의해 서빙되는 UE(110)에 의해 특정 통신 리소스가 이용되고 있지 않은 경우에 수신된 전력, 또는 관측 참조 심볼들의 송신에 이용되는 통신 리소스에서 수신된 전력, 또는 임의의 시점에 수신된 전력과 같이, 리피터 간섭(Irs)이 도출될 수 있는 수신 전력의 측정치일 수 있다(도 3의 단계 300과 관련한 설명 참조).
이벤트 8D에서, 무선 기지국(105)은 상술한 바와 같이 기지국 간섭(Irs)과 리피터 간섭(Irs)에 종속하여 리피터 이득(grs)의 원하는 값을 결정한다. 간섭 측정치(Minterference)가 리피터 간섭(Irs)과 상이한 측정치로서 표현되는 경우, 이벤트 8D는 간섭 측정치(Minterference)로부터 간섭 측정치(Irs)를 도출하는 것을 포함한다. 리피터 이득의 원하는 값이 결정된다. 그 다음, 이득 설정 커맨드로 지칭되는 신호(8E)가 무선 기지국(105)으로부터 리피터(115)로 송신된다. 이득 설정 커맨드는 8D에서 결정된 원하는 리피터 이득에 따라 리피터 이득(grs)을 어떻게 조절해야 하는지에 대한 정보를 포함한다. 이득 설정 커맨드는 예를 들면 리피터 이득의 원하는 값을 나타내는 정보를 포함하거나, 또는 원하는 리피터 이득에 접근하도록 리피터 이득이 증가되어야 하는지 또는 감소되어야 하는지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이벤트 8F에서, 리피터(115)는 이득 설정 커맨드(8E)에서의 정보에 따라 리피터 이득을 조절한다. 이벤트 8D에서, 원하는 리피터 이득(grs)은 대안적으로 시스템(100)의 네트워크 부분에서의 추가 노드에 의해 수행될 수 있다. 그 다음, 결정된 값은 무선 기지국(105)으로 시그널링될 것이다.
일 구현에서, 리피터(115)는 추가 측정들을 수행할 수 있고, 유리하게는 그 결과는 무선 기지국(105)으로 전달되어야 한다(도 5의 단계 505와 관련한 설명 참조). 이러한 정보는 신호(8C)에 포함될 수 있거나, 또는 개별 신호로 송신될 수 있다.
도 8b는 리피터(115)의 이득(grs)의 원하는 값이 리피터(115) 그 자체에 의해 결정되는 일 실시예에서 무선 기지국(105)과 리피터(115) 사이의 시그널링 시나리오의 일례를 나타낸다. 이벤트 8G에서, 리피터 간섭(Irs)은 리피터(115)에 의해 결정된다. 이벤트 8G와 동시에 또는 그 이전이나 이후에 수행되는 이벤트 8H에서, 기지국 간섭(Ibs)은 무선 기지국(105)에 의해 결정된다. 그 다음, 기지국 간섭 보고(Base Station Interference Report; 8I)로 지칭되며, 기지국 간섭(Ibs)의 추정된 값을 나타내는 정보를 포함하는 신호가 무선 기지국(105)으로부터 리피터(115)로 송신된다. 그런 다음, 이벤트 8J에서, 리피터 이득(grs)의 원하는 값이 상술한 바와 같이 기지국 간섭(Irs)과 리피터 간섭(Irs)에 종속하여 리피터(115)에 의해 결정된다. 이벤트 8K에서, 리피터 이득(grs)은 결정된 값으로 조절된다.
일 구현에서, 무선 기지국(115)은 추가 측정들을 수행할 수 있고, 그 결과는 유리하게는 리피터(115)로 전달되어야 한다(도 5의 단계 505와 관련한 설명 참조). 이러한 정보는 신호(8I)에 포함될 수 있거나, 또는 개별 신호로 송신될 수 있다.
도 8a 또는 도 8b의 시그널링 시나리오 이전에, 리피터(115)는 일 구현에서 무선 기지국(105)으로부터 간섭 측정치(Minterference)의 추정을 수행하는 때 및/또는 방법에 대한 명령을 수신할 수 있다.
도 9a 및 도 9b에는, 리피터(115)의 상이한 실시예들이 도시되어 있다. 도 9a에는, 무선 기지국(105)으로부터 이득 설정 커맨드를 수신하도록 되어 있는 리피터(115a)가 도시되어 있다.
도 9a의 리피터(115a)는 신호 세기 측정 메커니즘(900), 리피터 간섭 보고 송신 메커니즘(905), 이득 설정 커맨드 수신 메커니즘(910), 리피터 이득 조절 메커니즘(915) 및 안테나(920)(이 안테나(920)는 가능하게는 안테나 시스템임)를 포함한다. 신호 세기 메커니즘(900)은 안테나(920)에 접속되고, 신호 세기 메커니즘(900)은 안테나(920)로부터 신호를 수신하며, 신호 세기의 측정을 결정하도록 되어 있다. 신호 세기 메커니즘(900)은 또한 리피터 간섭 보고 송신 메커니즘(905)에 접속되며, 리피터 간섭 보고 송신 메커니즘(905)로 신호를 송신하도록 되어 있으며, 이러한 신호는 신호 세기 메커니즘(900)에 의해 수행되는 신호 세기 측정으로부터 획득되는 정보를 포함한다. 리피터 간섭 보고 신호(도 8a의 신호(8C))가 리피터 간섭(Irs)의 값을 포함하는 구현들에서, 신호 세기 메커니즘(905)은 또한 통상적으로 수행된 신호 세기 측정으로부터 리피터 간섭(Irs)의 값을 도출하도록 되어 있다. 리피터 간섭 보고 송신 메커니즘(905)은 리피터 간섭 보고를 생성하며, 리피터 간섭 보고를 안테나(920)로 송신하도록 되어 있다. 리피터 간섭 보고 송신 메커니즘(905)은 또한 상술한 바와 같이 리피터(115a)에 의해 수행되는 다른 측정들로부터 도출되는 정보를 송신하도록 되어 있을 수 있다.
도 9a의 리피터(115a)의 이득 설정 커맨드 수신 메커니즘(910)은 또한 안테나(920)에 접속되며, 무선 기지국(105)으로부터 이득 설정 커맨드를 수신하도록 되어 있다. 이득 설정 커맨드 수신 메커니즘(910)은 또한 리피터 이득 조절 메커니즘(915)에 접속되며, 이득 설정 커맨드 수신 메커니즘(910)은 이득 설정 커맨드에서 수신된 이득 조절 정보를 나타내는 신호를 이 리피터 이득 조절 메커니즘으로 송신하도록 되어 있다(도 8a의 신호(8E) 참조). 다음으로, 리피터 이득 조절 메커니즘(915)은 이득 조절 정보를 나타내는 신호의 수신에 응답하여 수신기의 이득을 조절하도록 되어 있다.
도 9b에는, 리피터(115)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 도 9b의 리피터(115b)는 리피터 이득(grs)의 원하는 값을 결정하도록 되어 있다. 리피터(115b)는 신호 세기 측정 메커니즘(900), 기지국 간섭 보고 수신 메커니즘(925), 리피터 이득 결정 메커니즘(930) 및 리피터 이득 조절 메커니즘(915)을 포함한다. 리피터(115b)의 신호 세기 측정 메커니즘(900)은, 리피터(115b)의 신호 세기 측정 메커니즘(900)의 출력이 리피터(115b)의 리피터 이득 결정 메커니즘(930)에 접속되는 점만 상이하고, 리피터(115a)의 신호 세기 측정 메커니즘(900)과 본질적으로 동일한 방식으로 동작하도록 되어 있다. 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 또한 기지국 간섭 보고 수신 메커니즘(925)의 출력에 접속되고, 기지국 간섭 보고 수신 메커니즘(925)은 안테나(920)에 접속되며, 기지국 간섭을 나타내는 메시지를 무선 기지국(105)으로부터 수신하도록 되어 있다. 따라서, 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 리피터 간섭(Irs)과 기지국 간섭(Ibs) 둘 다를 나타내는 신호들을 수신하도록 배열된다. 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 또한 예를 들면 도 5 및 도 6에 도시된 방법들 중 하나에 따라 리피터 이득(grs)의 원하는 레벨을 결정하도록 배열된다. 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 또한 결정된 원하는 리피터 이득에 따라 리피터 이득에 대해 이루어져야 하는 조절을 나타내는 신호를 출력하도록 되어 있다. 이 조절이 리피터 이득의 증분 또는 감분으로서 표현되는 경우, 리피터 이득 결정 메커니즘(930)이 리피터 이득의 원하는 값과 현재 리피터 이득을 비교할 수 있도록, 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 바람직하게는 리피터 이득의 현재 값에 액세스해야 한다. 리피터 이득이 조절되어야 하는 절대값으로서 조절이 표현되는 경우, 리피터 이득 결정 메커니즘은 현재 리피터 이득 값에 액세스할 필요가 없다.
도 10에는, 무선 기지국(105)이 도시되어 있는데, 도 10의 무선 기지국(105)은 리피터(115)의 리피터 이득의 원하는 레벨을 결정하도록 되어 있다. 도 10의 무선 기지국(105)은 기지국 간섭 측정 메커니즘(1000), 리피터 간섭 보고 수신 메커니즘(1005), 리피터 이득 결정 메커니즘(930), 이득 설정 커맨드 송신 메커니즘(1010) 및 안테나(1015)를 포함한다. 기지국 간섭 측정 메커니즘(1000)은 안테나(1015)로부터 신호를 수신하고, 기지국 간섭을 결정하며, 기지국 간섭을 나타내는 신호를 리피터 이득 결정 메커니즘(930)으로 출력하도록 되어 있다. 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 또한 리피터 간섭 보고 수신 메커니즘(1005)으로부터 리피터 간섭을 나타내는 신호를 수신하도록 되어 있으며, 리피터 간섭 보고 수신 메커니즘(1005)은 또한 안테나(1015)에 접속된다. 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 도 5 및 도 6과 관련하여 기술된 방법들 중 하나에 따라 리피터 이득의 원하는 값을 결정하도록 되어 있다. 리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 또한 결정된 원하는 리피터 이득에 따라 리피터 이득에 대해 이루어져야 하는 조절을 나타내는 신호를 이득 설정 커맨드 송신 메커니즘(1010)으로 출력하도록 되어 있다. 다음으로, 이득 설정 커맨드 송신 메커니즘은 안테나(1015)를 통해 리피터(115)로 송신될 이득 설정 커맨드(도 8a의 신호(8D) 참조)를 생성하도록 되어 있다.
도 7에 도시된 방법에 따라 동작하는 무선 기지국(105)은 유리하게는 낮은-간섭 임계치
Figure pct00042
와 리피터 간섭을 비교하고, 리피터(115)의 이득이 고정된 높은 값으로 조절되어야 하는지 또는 업링크 신호(120)가 리피터(115)를 통해 송신되는 UE(110)의 송신 전력이 높은 값으로 설정되어야 하는지를 판정하는 메커니즘을 포함할 수 있다. UE 송신 전력이 높은 값으로 설정되지 않은 경우에 UE 송신 전력을 제어하는데 이용되는 것처럼 리피터 이득이 높은 값으로 설정되지 않은 경우에, 리피터 이득을 제어하는데 동일한 타입의 제어 커맨드가 이용되는 경우, 무선 기지국(105)은 리피터(115) 또는 UE(110)가 이러한 제어 커맨드에 대해 리스닝해야 하는지를 나타내는 신호를 송신하는 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 제어 커맨드는 이득 설정 커맨드 송신 메커니즘(1010)에 의해 생성될 수 있다. 도 7에 도시된 방법에 따라 동작하는 무선 기지국은 무선 기지국 간섭(Ibs)에 종속하여 낮은-간섭 임계치
Figure pct00043
의 값을 결정하는 메커니즘을 더 포함할 수 있다.
리피터 이득 결정 메커니즘(930)은 유리하게는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있는 리피터 이득 결정 메커니즘(930)의 이득을 결정하도록 되어 있다. 그러면, 예를 들면 무선 기지국(105) 또는 리피터(115)와 같이, 리피터 이득 결정 메커니즘(930)이 구현될 수 있는 노드는 유리하게는 이러한 소프트웨어가 실행될 수 있는 프로세서 및 이러한 컴퓨터 프로그램들이 저장될 수 있는 메모리 수단을 포함할 수 있다.
리피터 이득이 리피터 간섭과 기지국 간섭에 종속하여 설정되는 상술한 방법 및 장치에 의해, 무선 통신 시스템(100)의 성능은 크게 향상될 수 있다. 유용한 업링크 신호(120)가 무선 기지국에서 수신된 신호에서의 리피터 간섭에 압도되지 않음이 보장될 수 있다. 리피터 이득이 리피터 간섭과 기지국 간섭에 종속하여 조절되는 시스템에서 불필요한 간섭이 거의 생성되지 않는다. 따라서, 이용가능한 무선 리소스들이 더 효율적으로 이용될 수 있으며, 시스템(100)에서의 셀의 용량 및/또는 커버리지가 증가할 수 있다.
리피터 이득이 리피터 간섭에 종속하여 설정되는 방법들 및 메커니즘들은, 리피터에 의해 전달되는 모든 동시성 통신 리소스들에 대하여 동일한 리피터 이득이 이용되는 리피터들(115)에 그리고 리피터(115)가 동시에 상이한 통신 리소스들에 대하여 상이한 리피터 이득들을 이용할 수 있는 리피터들(115)에 모두 적용될 수 있다.
전술한 설명에서, 리피터(115)에서 경험되는 간섭의 추정치 및 무선 기지국(105)에서의 간섭의 추정치에 종속하여 리피터 이득의 원하는 값을 결정하는 다수의 상이한 방법들이 개시되어 있다. 그러나, 본 발명은 개시된 방법들에 한정되지는 않고, 리피터(115)에서 경험되는 간섭의 추정치 및 무선 기지국(105)에서의 간섭의 추정치에 종속하여 리피터 이득의 원하는 값을 결정하는 대안적인 방법들이 이용될 수 있다. 당업자라면, 본 발명이 단지 설명을 위해 제공되는 첨부 도면들과 상술한 설명에 개시된 실시예들에 한정되지는 않고, 다수의 상이한 방식들로 구현될 수 있으며, 다음의 특허청구범위에 의해 정의되는 것임을 인식할 것이다.

Claims (21)

  1. 리피터(115), 제1 노드(110) 및 제2 노드(105)를 포함하는 통신 시스템(100) - 상기 리피터는, 제1 노드(110)로부터 신호(120)를 수신하고, 상기 신호를 증폭하며, 상기 증폭된 신호를 재송신하여, 상기 증폭된 신호가 제2 노드(105)에 의해 검출될 수 있도록 되어 있음 - 에서 송신 전력 제어를 수행하는 방법으로서,
    상기 리피터에 의해 경험되는 간섭(145)의 추정치 및 상기 제2 노드에 의해 경험되는 간섭(140)의 추정치에 종속하여 상기 신호의 증폭을 위한 원하는 리피터 이득의 값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 원하는 리피터 이득에 따라 리피터 이득을 어떻게 조절해야 하는지에 대한 정보를 포함하는 이득 설정 커맨드 신호(set gain command signal)(8E)를 상기 제2 노드로부터 상기 리피터로 송신하는 단계
    를 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 노드에서, 간섭 측정치를 나타내는 리피터 간섭 보고 신호(8C)를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 간섭 측정치에 의해 리피터 간섭의 추정치가 획득될 수 있는 방법.
  3. 통신 시스템(100)에서 리피터(115) - 상기 리피터는, 제1 노드(110)로부터 신호(120)를 수신하고, 상기 신호를 증폭하며, 상기 증폭된 신호를 재송신하여, 상기 증폭된 신호가 제2 노드(105)에 의해 검출될 수 있도록 되어 있음 - 를 동작시키는 방법으로서,
    상기 리피터에 의해 경험되는 간섭(145)의 추정치 및 상기 제2 노드에 의해 경험되는 간섭(140)의 추정치에 종속하여 결정된 원하는 리피터 이득의 값에 따라 상기 신호의 증폭에 이용될 리피터 이득을 조절하는 단계(305; 515, 620; 710, 725)를 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리피터에서, 수신된 신호 세기를 측정하는 단계(300; 505; 605; 8A; 8G)를 더 포함하며, 상기 수신된 신호 세기에 종속하여 상기 리피터에 의해 경험되는 간섭이 추정될 수 있는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수신된 신호 세기의 측정으로부터 획득되는 간섭 측정치를 나타내는 리피터 간섭 보고 신호(8C)를 상기 리피터로부터 상기 제2 노드로 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 노드로부터, 상기 원하는 리피터 이득에 따라 상기 리피터 이득을 어떻게 조절해야 하는지에 대한 명령들을 포함하는 이득 설정 커맨드 신호(8E)를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리피터에서, 상기 신호의 증폭에 이용될 상기 리피터 이득의 원하는 값을 결정하는 단계(510; 615; 8J)를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항, 제2항 또는 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리피터 이득의 원하는 값은, 상기 제2 노드에서 타깃 등가 신호대 잡음 및 간섭 비를 제공하면서 상기 리피터 및 상기 제1 노드로부터 송신되는 총 가중된 전력을 기술하는 함수를 최소화하는 이득으로서 결정되는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 노드에 의해 이용될 원하는 송신 전력은 상기 함수의 최소값으로부터 결정되는 방법.
  10. 제1항, 제2항 또는 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이득의 원하는 값은, 상기 리피터의 최대 이득
    Figure pct00044
    , 상기 리피터로부터 송신된 최대 전력에 대응하는 이득
    Figure pct00045
    , 및 상기 리피터에서의 간섭으로부터 유래하는 상기 제2 노드에서의 등가의 간섭의 최대 부분에 대응하는 이득
    Figure pct00046
    중 가장 작은 것으로서 결정되는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    리피터 간섭의 추정치가 간섭 임계치 미만인지를 검사하는 단계; 및
    상기 리피터 간섭이 상기 간섭 임계치 미만이라고 상기 검사가 나타내는 경우, 상기 원하는 리피터 이득의 값을 미리 결정된 높은 리피터 이득 값으로 설정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    리피터 간섭의 추정치가 간섭 임계치 초과인지를 검사하는 단계; 및
    상기 리피터 간섭이 상기 간섭 임계치 초과라고 상기 검사가 나타내는 경우, 상기 신호의 송신에 이용될 상기 제1 노드의 송신 전력을 미리 결정된 높은 제1 노드 송신 전력 값으로 설정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  13. 통신 시스템(100)에서의 신호들(120)의 증폭을 위한 리피터(115)로서,
    상기 리피터는, 제1 노드(110)로부터 신호를 수신하고, 상기 신호를 증폭하며, 상기 증폭된 신호를 재송신하여, 상기 증폭된 신호가 제2 노드(105)에 의해 검출될 수 있도록 되어 있으며,
    상기 리피터는, 상기 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치 및 상기 제2 노드에 의해 경험되는 간섭의 추정치에 종속하여 결정된 원하는 리피터 이득의 값에 따라 상기 신호의 증폭에 이용될 리피터 이득을 조절하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 리피터.
  14. 제13항에 있어서,
    수신된 신호 세기를 측정하도록 또한 배열되며, 수신된 신호 세기의 측정에 종속하여 상기 리피터에 의해 경험되는 간섭이 추정될 수 있는 리피터.
  15. 제14항에 있어서,
    수신된 신호 세기의 측정으로부터 획득되는 간섭 측정치를 나타내는 리피터 간섭 보고 신호를 상기 제2 노드로 송신하도록 또한 배열되며,
    상기 간섭 측정치는 상기 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치의 획득 시에 유용한 리피터.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원하는 리피터 이득의 값에 따라 상기 신호의 증폭에 이용될 상기 리피터 이득을 조절하라는 명령들을 포함하는 이득 설정 커맨드 신호를 수신하도록 또한 배열되는 리피터.
  17. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 신호의 증폭에 이용될 상기 리피터 이득의 원하는 값을 결정하도록 또한 배열되는 리피터.
  18. 적어도 하나의 리피터(115)를 포함하는 무선 통신 시스템(100)에서의 신호들(120)의 통신을 위한 무선 기지국(105)으로서,
    상기 무선 기지국은 상기 무선 기지국에 의해 경험되는 간섭을 추정하도록 배열되고,
    상기 무선 기지국은, 상기 리피터에 의해 경험되는 리피터 간섭의 추정치 및 상기 무선 기지국에 의해 경험되는 간섭의 추정치에 종속하여 상기 리피터에 의해 이용될 원하는 리피터 이득을 결정하도록 배열되고,
    상기 무선 기지국은 또한 이득 설정 커맨드를 상기 리피터로 송신하도록 배열되며, 상기 이득 설정 커맨드는, 상기 원하는 리피터 이득에 따라 리피터 이득을 조절하라는 상기 리피터에 대한 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 무선 기지국은 또한 리피터 간섭 보고 신호를 수신하도록 배열되고, 상기 리피터 간섭 보고 신호는 간섭 측정치를 나타내며, 상기 간섭 측정치에 의해 상기 리피터 간섭의 추정치가 획득될 수 있는 무선 기지국.
  20. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 리피터 및/또는 제18항 또는 제19항에 따른 무선 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템.
  21. 제1 노드로부터 신호를 수신하고, 상기 신호를 증폭하며, 상기 증폭된 신호를 재송신하여, 상기 증폭된 신호가 제2 노드에 의해 검출될 수 있도록 배열된 적어도 하나의 리피터를 포함하는 무선 통신 시스템에서 이용하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치 및 상기 제2 노드에 의해 경험되는 간섭의 추정치의 획득 시에 유용한 정보를 수신하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드 부분들; 및
    상기 리피터에 의해 경험되는 간섭의 추정치 및 상기 제2 노드에 의해 경험되는 간섭의 추정치에 종속하여 신호의 증폭에 이용될 원하는 리피터 이득을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드 부분들
    을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020117026241A 2009-05-04 2009-05-04 간섭에 종속하여 리피터 이득 결정 KR20120027207A (ko)

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