KR20120042955A - 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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KR20120042955A
KR20120042955A KR1020127003563A KR20127003563A KR20120042955A KR 20120042955 A KR20120042955 A KR 20120042955A KR 1020127003563 A KR1020127003563 A KR 1020127003563A KR 20127003563 A KR20127003563 A KR 20127003563A KR 20120042955 A KR20120042955 A KR 20120042955A
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Abstract

주변 주파수를 할당함에 있어서, 중계국을 경유하여 이용되는 주파수의 위치를 시스템에 미리 결정해 두는 것에 의해, 중계국으로부터 영향을 받기 쉬운 중앙 주파수의 주파수도 그 신호를 피해서 맵핑할 수 있다.
대안으로서, 중계국의 위치에 따라 중앙 주파수가 영향을 받는 인접 셀이 변하므로, 주변 주파수 중 중계국에 허가되는 영역을 중계국의 위치에 따라서 설정하여, 인접 셀의 중앙 주파수에 대하여 간섭할 가능성이 높게 설정되는 위치를 적게 한다.

Description

통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램{COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION APPARATUS, COMMUNICATION METHOD AND COMPUTER PROGRAM}
본 발명은, 중계국(relay station)의 개재를 통하여 기지국이 셀 내의 이동국과 통신하는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 셀간 간섭 조정 기법(intercell interference coordination)을 적용한 릴레이 모드를 채용하는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
정보 처리 및 정보 통신 기술이 널리 보급됨에 따라 통신 서비스의 다양화가 진행되고 있고, 특히 휴대 전화 등의 이동 통신이 눈에 띄게 성장하였다. 현재, 3GPP(Third Generation Partnership Project)는, ITU(International Telecommunication Union)에 의해 드래프트된(drafted by) 제3 세대(3G) 이동 통신 시스템의 세계 표준 "IMT(International Mobile Telecommunications)-2000"의 표준화 작업을 행하고 있다. 3GPP에 의해 드래프트된 데이터 통신 사양(specifications) 중 하나인 "LTE(Long Term Evolution)"는, 제4 세대(4G) IMT-Advanced를 목표로 한 장기간 고도화된 시스템이며, "3.9G(슈퍼(super) 3G)"라고도 불린다.
LTE는 OFDM 변조 방식에 기초한 통신 방식이며, 또한, 다운링크의 무선 액세스 방식으로서 OFDMA를 채택한다. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 복수의 데이터를 "직교", 즉 서로 간섭하지 않는 주파수 서브-캐리어에 할당하는 멀티-캐리어 방식이며, 서브-캐리어마다 역 FFT(Fast Fourier transform)을 행함으로써 주파수축 상의 각 서브-캐리어를 시간축 상의 신호로 변환해서 송신할 수 있다. 송신 데이터를 주파수가 직교하는 복수의 캐리어에 분배해서 송신하므로, OFDM은, 각 캐리어의 대역이 협대역이 되고, 주파수 이용 효율이 매우 높고, 멀티-패스에 의한 지연 변형(delay distortion)(주파수 선택성 페이딩 방해(fading disturbance))에 강하다는 특징을 갖는다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 하나의 통신국이 OFDM 신호의 서브-캐리어 전부를 점유하는 것이 아니고, 주파수축에서의 서브-캐리어의 세트를 복수의 통신국에 할당하여 복수의 통신국이 서브-캐리어를 공유하는 다원 접속 방식(scheme)이다. 복수의 유저가 다른 서브-캐리어 또는 다른 타임 슬롯을 각각 이용하면(즉, 주파수 방향과 시간 방향으로 분할 다중함으로써), 간섭 없이 통신할 수 있다.
3GPP에서는, 제4 세대 이동 통신 시스템을 위한 LTE를 더욱 발전시킨 표준 규격 "LTE-Advanced"에서, 100MHz에 가까운 대역폭을 서포트(support)하고, 최대로 피크 속도 1Gbps의 실현을 목표로 삼고 있다. 예를 들면, 멀티 유저-MIMO(MU-MIMO) 또는 SDMA(Space Division Multiple Access)와 같이, 공간축 상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원 접속 방식이 유력하다.
또한, 셀 엣지(edge)에서의 스루풋(throughput)을 향상하기 위해서 릴레이 기술이 LTE-Advanced에 대해 검토되어 있다. 여기에서, 릴레이 기술은 코어 네트워크에 접속된 기지국의 에리어(셀) 내에 중계국(RS)을 설치하여, 기지국과 중계국 사이에서 호핑(hopping) 통신하는 메카니즘이다. 통신 속도가 1 내지 2Mbps정도이면, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 및 QPSK(Quadrature PSK) 등의 변조 방식을 적용할 수 있고, 셀 엣지에서의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 낮아도 필요한 SNR이 허용된다. 이에 반해, 100Mbps 이상의 통신 속도를 얻기 위해서는, 셀 전체에 걸쳐 SNR를 높게 유지할 필요가 있다. 또한, 동작 주파수가 높아지면 송신 손실이 커지고, 페이딩에 민감해져서 기지국의 커버리지 영역이 열화된다. 단일 기지국의 셀 엣지에서의 성능(performance)이 떨어지지만, 중계국이 이것을 보충한다.
다운링크에서는, 중계국은 기지국으로부터 수신된 신호를 증폭한 후, 수신된 신호를 이동국에 송신한다. 신호가 중계됨으로써, 기지국으로부터 이동국에 대하여 신호를 직접 송신하는 경우에 비해, SNR을 높게 할 수 있다. 한편, 업링크에서는, 중계국이 이동국으로부터 신호를 수신하여, 그 신호를 기지국에 송신하는 것에 의해 SNR를 높게 유지할 수 있다(본원에서는, 기지국(BS)으로부터 이동국(MS)을 향하는 하행(down-bound)의 무선 액세스를 "다운링크"라 하고, MS로부터 BS를 향하는 상행(up-bound)의 무선 액세스를 "업링크"라 한다.
예를 들면, 기지국은 단말기에 리소스를 할당하고, 현재의 타임 슬롯에서 다운링크 신호를 송신하고, 다음 타임 슬롯에서 중계국을 통해 단말기로부터의 업링크 신호를 수신하고; 중계국은 현재의 타임 슬롯에서 기지국으로부터의 다운링크 신호와 단말기로부터의 업링크 신호를 수신하고, 다음 타임 슬롯에서 수신된 다운링크 신호를 단말기에, 수신된 업링크 신호를 기지국에 송신하고; 단말기는 현재의 타임 슬롯에서 업링크 신호를 송신하고, 다음 타임 슬롯에서 중계국을 통해 다운링크 신호를 수신한다(예를 들면, 일본 특허 공보 제2008-22558호 참조).
중계국이 기지국과 이동국 사이에서 신호를 중계하는 방식을, 수신 신호의 송신 방법에 기초하여 이하의 2종류로 분류할 수 있다.
첫번째 방식은, 중계국이 기지국으로부터의 수신된 신호를 아날로그 신호인채로 변경없이 증폭해서 재송하는 "Amplify-and-Forward(AF)"라 하는 방식이다. AF 방식에서는, 이동국이 SNR를 개선할 수 없으므로, 중계국은 신호 강도가 충분히 큰 영역을 이용하여 중계할 필요가 있다. 또한, 송신 안테나와 수신 안테나 사이에서 피드백 경로가 있으므로 발진(oscillation)을 금지하도록 고려할 필요가 있다. AF 방식의 이점으로서는, 통신 프로토콜의 개선이 전혀 필요하지 않다는 점이다.
두번째 방식은, 중계국이 기지국으로부터의 수신 신호를 디지털 처리한 후에, 수신된 신호를 증폭해서 송신하는 "Decode-and-Forward(DF)"라 하는 방식이다. 즉, 중계국은 기지국으로부터 수신된 신호를 AD 변환에 의해 디지털 신호로 변환하고, 그 신호를 오류 정정 등의 복호 처리를 행하고, 그 신호를 다시 부호화하고, 그 신호를 증폭해서 송신하기 전에 DA 변환에 의해 아날로그 신호로 변환한다. DF 방식에 따르면, 부호화 이득에 의해 SNR을 개선하는 것이 가능하다. 또한, 중계국이 디지털 신호로 변환된 신호를 메모리에 축적하고, 그 신호를 다음 타임 슬롯에서 송신하는 것에 의해, 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 신호 턴어라운드(turnaround)의 문제를 방지할 수 있다. 송신과 수신에서 타임 슬롯을 변경하지 않고, 주파수를 변경하는 것에 의해서도 발진을 억제할 수 있다.
3GPP의 장래의 네트워크인 LTE-Advanced에서는, AF 방식보다 SNR를 개선할 수 있는 DF 방식이 주류가 될 가능성이 높다.
LTE 및 LTE-Advanced에서는, 통신의 지연을 저감하도록 요구되고, 구체적으로는, 유저 사이의 지연을 50msec 이하로 저감하도록 요구된다. 이 때문에, 릴레이 기술을 도입할 경우에는, 중계국의 개재에 의해 발생하는 지연의 문제를 충분히 고려할 필요가 있다.
DF형의 릴레이 모드는, 부호화 이득에 의해 SNR을 개선하지만, 복호 및 재부호화 때문에 지연이 크다. 이 때문에, 지연 요구가 엄격한 채널에는 지연이 적은 AF형을 이용하고, 지연 요구가 엄격하지 않은 채널에는 DF형을 적용하는 방법이 제안되어 있다.
DF형의 릴레이 모드에서 간섭을 피하기 위해 시분할에 의한 타임 슬롯을 변경함으로써 중계되는 경우에는, 타임 슬롯 단위에서 지연이 증가한다. 중계국이 수신된 신호를 재부호화해서 송신할 때의 지연을 1서브-프레임 또는 타임 슬롯의 지연에 맞춰 조정하는 경우가 많다. 이것은 LTE의 하위 호환성을 유지한 채 중계국을 도입해야만 할 경우에, 이러한 한계(delimitation)가 호환성을 유지하기 쉽게 해주기 때문이다. 1서브-프레임은 TDD의 업링크와 다운링크의 구획(delimiter)이므로, 중계국의 지연의 단위로서 채택하기 쉽다.
LTE에서는 동일 채널의 인접 셀간에서의 간섭의 영향을 저감하기 위해서 셀간 간섭 조정 기법(ICIC)이 제안되어 있다.
ICIC는, 예를 들면 1-셀 주파수 반복(one-cell frequency repetition)과 멀티-셀 주파수 반복(multi-cell frequency repetition)을 조합한 부분 주파수 반복(Fractional Frequency Repetition)에 의해 실현할 수 있다.
각 셀은 기지국에 가까운 셀 내부의 중앙 영역(center region)과, 기지국으로부터 이격된 셀 단부의 주변 영역(boundary region)으로 나눌 수 있다. 기지국과 중앙 영역의 이동국 사이의 통신에 할당되는 "중앙 주파수"는 인접 셀과 경합하지만(즉, 1-셀 주파수 반복), 중앙 영역 내에서만 신호가 도달하도록 송신 전력을 충분히 작게 제어함으로써 셀 간의 간섭을 피한다. 한편, 주변 영역에 신호가 도달하도록 신호를 충분히 크게 송신할 필요가 있지만, 인접 셀의 주변 영역은 서로 다른 "주변 주파수"를 이용함으로써(즉, 멀티-셀 주파수 반복) 셀간의 간섭을 피한다. 또한, 1개의 이동국이 OFDM 신호의 서브-캐리어 전부를 점유하는 것은 아니고, 기지국 근처의 이동국에 중앙 주파수의 서브-캐리어를 할당하고, 기지국으로부터 이격된 이동국에 주변 주파수의 서브-캐리어를 할당하여, 복수의 이동국에서 서브-캐리어를 공유해서 다원 접속(OFDMA)을 실현할 수 있다.
그러나, ICIC를 채용한 셀룰러 시스템에 릴레이 기술을 도입하면, 중계국으로부터 재송되는 신호가 인접 셀을 간섭할 가능성이 있다. 왜냐하면, 릴레이 기술은 중계국의 개재를 통하여 셀 엣지에서의 스루풋을 향상시키지만, 그러한 도입은 셀 엣지 근방에서의 전력을 증대시키는 것과 다름없기 때문이다. 중계국은 기지국에 비하여 셀 엣지에 근접하여, 인접 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여할 가능성이 높다. 반대로, 중계국이 인접 셀의 중앙 주파수에 의해 간섭을 받을 가능성도 높다.
기지국이 주변 주파수의 신호를 강전력으로 송신해도, 강전력이 셀 엣지에서 충분히 감쇠하기 때문에, 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭은 적다. 이에 반해, 중계국은 보다 셀 엣지의 가까이서 주변 주파수를 송신하므로, 인접 셀의 중앙 주파수를 사용하고 있는 이동국의 수신에 간섭을 부여할 가능성이 매우 높다.
한편, 기지국은 주변 영역에 있는 이동국으로부터 주변 주파수를 사용하는 신호를 수신하지만, 인접 셀의 중앙 주파수의 간섭은 적다. 왜냐하면, 인접 셀의 기지국과 로컬 셀의 기지국은 충분히 서로 이격되어 있고, 기지국은 중앙 주파수에서의 송신 전력을 작은 레벨로 제어하고 때문이다. 주변 영역에 있는 중계국의 수신도 마찬가지로 문제없다고 생각할 수 있다.
결국, 셀룰러 시스템에 릴레이 기술을 도입하면, 주변 영역에 있는 이동국은, 인접 셀의 중앙 주파수가 되는 로컬 셀의 주변 주파수를 사용하므로, 이동국의 수신에 문제가 발생할 것으로 생각된다.
일본 특허 공개 제2008-22558호 공보
이에 따라, 중계국의 개재를 통하여 기지국이 셀 내의 이동국과 적절히 통신할 수 있는 우수한 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 셀간 간섭 조정 기법을 적절히 행할 수 있는 우수한 릴레이 모드를 채용하는 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법, 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이 또한 바람직하다.
셀간 간섭 조정 기법을 적용하면서, 릴레이 기술을 도입하는 것에 수반하여 인접 셀의 간섭의 문제를 적절히 해결할 수 있는 우수한 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이 또한 바람직하다.
본 출원의 실시예에 따르면, 기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국(relay station)을 설치하는 것이 각각에 허용되는, 서로 인접하는 제1 셀과 제2 셀을 포함하는 통신 시스템이 제공된다. 제1 셀측에서는, 제1 셀 내에서의 중계국에 대한 할당을 제한 대역(restricted bands)으로 제한하고, 제2 셀측에서는, 제한 대역을 피하거나 또는 우선도(a degree of priority)를 낮춤으로써, 제2 셀 내에서의 이동국에 대한 주파수를 할당한다.
단, 본원에서의 "시스템"은 복수의 장치(또는, 특정한 기능을 실현하는 기능 모듈)이 논리적으로 집합되어 있는 것을 나타내고, 각 장치나 기능 모듈이 단일 캐비넷 내에 있는지의 여부는 중요하지 않다(이하, 동일).
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중앙 주파수를 사용하는 셀 내부의 중앙 영역과 멀티-셀 주파수 반복(multi-cell frequency repetition)에 의한 주변 주파수를 사용하는 셀 단부의 주변 영역으로 각각이 이루어지고, 기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국을 설치하는 것이 각각에 허용되는, 서로 인접하는 제1 셀과 제2 셀을 포함하는 통신 시스템이 제공된다. 제1 셀측에서는, 제1 셀의 주변 주파수의 중계국에 대한 할당을 제한 대역으로 제한하고, 제2 셀측에서는, 제한 대역을 피하거나 또는 우선도를 낮춤으로써, 제2 셀의 중앙 주파수를 이동국에 할당한다.
제1 셀측에서는, 중계국에 대한 주파수 할당을 시간에 따라(over time) 주파수 호핑(frequency hopping)시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신 장치는 주변 주파수 중 중계국에 할당되는 제한 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부, 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 제한 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 제한 대역에 따라 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스케줄러를 포함한다.
통신 장치에서의 스케줄러는 중계국에 대한 주파수 할당을 시간에 따라 주파수 호핑시킬 수 있다.
통신 장치에서의 스케줄러는, 인접 셀로부터 제한 대역이 통지되었을 때에는, 인접 셀의 제한 대역을 피하거나 또는 우선 순위(a order of priority)를 낮춤으로써, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법이 제공된다. 통신 방법은 주변 주파수 중계국에 할당되는 제한 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝, 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정된 제한 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 스텝, 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정된 제한 대역에 따라 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스텝, 인접 셀로부터 제한 대역이 통지되었을 때에는, 인접 셀의 제한 대역을 피하거나 또는 우선 순위를 낮춤으로써, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행하는 스텝을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터를, 주변 주파수 중 중계국에 할당되는 제한 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부, 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 제한 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 제한 대역에 따라 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하고, 인접 셀로부터 제한 대역이 통지되었을 때, 인접 셀의 제한 대역을 피하거나 또는 우선 순위를 낮춤으로써, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행하는 스케줄러로서 기능시킨다.
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 상에서 소정의 처리를 실현하도록 컴퓨터 판독 가능 형식으로 기술된 컴퓨터 프로그램을 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 컴퓨터 프로그램을 컴퓨터 상에 설치함으로써, 컴퓨터 상에서는 협동적 작용이 발휘되어, 본 발명에 따른 통신 장치와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 이동국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국과 이동국 사이에서 중계되는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 기지국과 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 통신부에 의한 통신 동작을 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 중계국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는 주변 주파수 중, 인접 셀에서 중앙 주파수로서의 이용이 제한되도록 중계국에 할당되는 제한 대역을 이용하여 무선 신호를 송신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 중계국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 통신부에 의한 통신 동작을 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 이동국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는 주변 주파수 중, 인접 셀에서 중앙 주파수로서의 이용을 제한하도록 중계국에 할당되는 제한 대역을 이용하는 무선 신호를 수신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중앙 주파수를 사용하는 셀 내부의 중앙 영역과 멀티-셀 주파수 반복에 의한 주변 주파수를 사용하는 셀 단부의 주변 영역으로 각각이 이루어지고, 기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국을 설치하는 것이 각각에 허용되는, 서로 인접하는 제1 셀과 제2 셀을 포함하는 통신 시스템이 제공된다. 제2 셀측에서는, 제2 셀의 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역(non-interference bands)이 결정되고, 제1 셀측에서는, 제1 셀의 주변 주파수 중 불간섭 대역을 중계국에 할당하는 것을 금지한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부, 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 불간섭 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및 인접 셀로부터 불간섭 대역이 통지되었을 때에는, 주변 주파수 중에서 인접 셀의 불간섭 대역을 피함으로써, 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스케줄러를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝, 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정한 불간섭 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 스텝, 및 인접 셀로부터 불간섭 대역이 통지되었을 때에는, 주변 주파수 중에서 인접 셀의 불간섭 대역을 피함으로써, 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스텝을 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터를, 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부, 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 불간섭 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및 인접 셀로부터 불간섭 대역이 통지되었을 때에는, 주변 주파수 중에서 인접 셀의 불간섭 대역을 피함으로써, 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스케줄러로서 기능시키기 위한, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 상에서 소정의 처리를 실현하도록 컴퓨터 판독 가능 형식으로 기술된 컴퓨터 프로그램을 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 컴퓨터 프로그램을 컴퓨터 상에 설치함으로써, 컴퓨터 상에서는 협동적 작용이 발휘되어, 본 발명에 따른 통신 장치와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 이동국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국과 이동국 사이에서 중계되는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 기지국과 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 통신부에 의한 통신 동작을, 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 중계국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는, 인접 셀의 중앙 주파수 중 불간섭 대역을 피하도록, 주변 주파수 중에서 중계국에 할당되는 주파수 대역을 사용하여 무선 신호를 송신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 중계국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 통신부에 의한 통신 동작을 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 이동국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는 인접 셀의 중앙 주파수 중 불간섭 대역을 피하도록, 주변 주파수 중에서 중계국에 할당되는 주파수 대역을 사용하는 무선 신호를 수신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중앙 주파수를 사용하는 셀 내부의 중앙 영역과 멀티-셀 주파수 반복에 의한 주변 주파수를 사용하는 셀 단부의 주변 영역으로 각각이 이루어지고, 기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국을 설치하는 것이 허용되는 복수의 로컬 셀을 포함하는 통신 시스템이 제공된다. 적어도 1개의 로컬 셀 내에서는, 로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대하여 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통신 시스템은, 공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹에서, 공통 인접 셀의 중앙 주파수 및 공통 주변 주파수 중에서, 공통 인접 셀에 가까이 배치된 중계국에 할당되는 공통 주변 주파수를 결정한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리, 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 인접 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여할 가능성이 높은 영역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 중계국이 이용할 수 있는 부여 간섭 대역(given interference band)을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부, 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 부여 간섭 대역에 관한 정보를 인접 셀에 통지하는 통지부, 및 로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당하고, 또한 인접 셀로부터 통지되는 부여 간섭 대역을 피하면서 로컬 셀의 중앙 주파수를 할당하는 스케줄러를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 취득하는 스텝, 위치 정보에 기초하여 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 인접 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여할 가능성이 높은 영역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 중계국이 이용할 수 있는 부여 간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝, 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정된 부여 간섭 대역에 관한 정보를 인접 셀에 통지하는 스텝, 및 로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 중계국의 설치 위치로부터 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당하고, 또한 인접 셀로부터 통지되는 부여 간섭 대역을 피하면서 로컬 셀의 중앙 주파수를 할당하는 스텝을 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터를, 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리, 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 인접 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여할 가능성이 높은 영역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 중계국이 이용할 수 있는 부여 간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부, 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 부여 간섭 대역에 관한 정보를 인접 셀에 통지하는 통지부, 및 로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 중계국의 설치 위치로부터 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당하고, 또한 인접 셀로부터 통지되는 부여 간섭 대역을 피하면서 로컬 셀의 중앙 주파수를 할당하는 스케줄러로서 기능시키기 위한, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 상에서 소정의 처리를 실현하도록 컴퓨터 판독 가능 형식으로 기술된 컴퓨터 프로그램을 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 컴퓨터 프로그램을 컴퓨터 상에 설치함으로써, 컴퓨터 상에서는 협동적 작용이 발휘되어, 본 발명에 따른 통신 장치와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 이동국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국과 이동국 사이에서 중계하는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 기지국과 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 통신부에 의한 통신 동작을, 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 중계국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀측의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하도록, 주변 주파수 중에서 중계국에 할당될 수 있는 주파수 대역을 사용하여 무선 신호를 송신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 중계국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 통신부에 의한 통신 동작을 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 이동국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는, 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀측의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하도록, 주변 주파수 중에서 중계국에 할당될 수 있는 주파수 대역을 사용하는 무선 신호를 수신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리, 로컬 셀에서 이용하는 주변 주파수 및 로컬 셀에 인접하는 각 셀의 주변 주파수를 기억하는 주파수 정보 유지 메모리, 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 주파수 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 로컬 셀 및 인접 셀의 주변 주파수를 추출하여(fetch), 중계국에 대하여, 공통 인접 셀의 중앙 주파수와 공통 주변 주파수 중에서, 공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹 중 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주변 주파수를 할당하여, 공통 주변 주파수가 공통 인접 셀에 가까이 배치되는 중계국에 할당되게 하는 중계국 주파수 할당 결정부, 및 중계국 주파수 할당 결정부가 중계국에 할당한 영역에 따라, 공통 주변 주파수를 할당하는 인접 셀의 그룹에서 로컬 셀에 가까이 배치된 중계국에 공통으로 할당할 수 있는 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수를 스케줄링하는 스케줄러를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 스텝, 로컬 셀에서 이용하는 주변 주파수 및 로컬 셀에 인접하는 각 셀의 주변 주파수를 기억하는 스텝, 위치 정보에 기초하여 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 또한 인접 셀의 주변 주파수를 특정하여, 중계국에 대하여, 공통 인접 셀의 중앙 주파수와 공통 주변 주파수 중에서, 공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹 중 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주변 주파수를 할당하여, 공통 주변 주파수가 공통 인접 셀에 가까이 배치되는 중계국에 할당되게 하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝, 및 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 중계국에 할당된 영역에 따라, 공통 주변 주파수를 할당하는 인접 셀의 그룹에서 로컬 셀에 가까이 배치된 중계국에 공통으로 할당할 수 있는 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수를 스케줄링하는 스텝을 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터를, 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리, 로컬 셀에서 이용하는 주변 주파수 및 로컬 셀에 인접하는 각 셀의 주변 주파수를 기억하는 주파수 정보 유지 메모리, 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 주파수 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 로컬 셀 및 인접 셀의 주변 주파수를 추출하여, 중계국에 대하여, 공통 인접 셀의 중앙 주파수와 공통 주변 주파수 중에서, 공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹 중 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주변 주파수를 할당하여, 공통 주변 주파수가 공통 인접 셀에 가까이 배치되는 중계국에 할당되게 하는 중계국 주파수 할당 결정부, 및 중계국 주파수 할당 결정부가 중계국에 할당한 영역에 따라, 공통 주변 주파수를 할당하는 인접 셀의 그룹에서 로컬 셀에 가까이 배치된 중계국에 공통으로 할당할 수 있는 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수를 스케줄링하는 스케줄러로서 기능시키기 위한, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 상에서 소정의 처리를 실현하도록 컴퓨터 판독 가능 형식으로 기술된 컴퓨터 프로그램을 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 컴퓨터 프로그램을 컴퓨터 상에 설치함으로써, 컴퓨터 상에서는 협동적 작용이 발휘되어, 본 발명에 따른 통신 장치와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 이동국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국과 이동국 사이에서 중계하는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 기지국과 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 통신부에 의한 통신 동작을, 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 중계국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는, 로컬국에 가까운 인접 셀의 중앙 주파수 및 로컬 셀의 주변 주파수 중에서, 주변 영역에 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주파수를 사용하여 무선 신호를 송신한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국 및 중계국과 송/수신하기 위한 통신부, 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및 통신부에 의한 통신 동작을 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부를 포함하는, 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 기지국과 이동국 사이를 중계하며 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 이동국으로서 동작하는 통신 장치가 제공된다. 통신부는, 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀의 중앙 주파수 및 로컬 셀의 주변 주파수 중에서, 주변 영역에 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주파수 대역을 사용하는 무선 신호를 수신한다.
전술된 본 발명의 실시예에 따르면, 셀간 간섭 조정 기법을 적절히 행할 수 있는 우수한 릴레이 모드의 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
또한, 전술된 본 발명의 실시예에 따르면, 셀간 간섭 조정 기법으로서 부분 주파수 반복을 적용하면서, 릴레이 기술을 도입하는 것에 수반하는 인접 셀의 간섭의 문제를 적절히 해결할 수 있는 우수한 통신 시스템, 통신 장치, 통신 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
중계국으로부터 송신되는 주변 주파수의 신호가 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭하는 것을 조정할 수 있어, 주파수 이용 효율의 향상을 실현할 수 있고, 나아가 유저의 스루풋 향상에 기여한다.
셀 내에서 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한함으로써, 중계국으로부터 송신되는 주변 주파수의 신호가 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭하는 것을 조정할 수 있다. 제1 셀은 제1 셀의 주변 주파수를 제한 대역으로 제한하여 중계국에 할당하므로, 인접하는 제2 셀은 제한 대역을 피하거나 또는 우선도(priority)를 낮추는 것에 의해, 제2 셀의 중앙 주파수가 받는 간섭을 조정할 수 있다. 또한, 제2 셀은 제2 셀의 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역(non-interference)을 결정하고, 이에 대하여, 제1 셀은 제1 셀의 주변 주파수 중 상기 불간섭 대역을 중계국으로 할당하는 것을 금지하여, 제2 셀의 중앙 주파수가 받는 간섭을 조정할 수 있다.
로컬 셀 내에서 중계국에 주파수를 할당하는 것에 있어서, 시간에 따라 주파수 호핑시킴으로써, 인접 셀의 중심 주파수에 대한 간섭의 정도를 평균화할 수 있다.
중계국의 위치에 따라서 주파수 대역을 할당함으로써, 중계국으로부터 송신되는 주변 주파수의 신호가 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭하는 것을 조정할 수 있고, 나아가서는, 유저의 스루풋 향상에 기여한다.
부분 주파수 반복을 적용하는 셀룰러 시스템에서는, 셀을 주변 주파수에 따라서 반복 주파수의 수만큼의 그룹으로 분할할 수 있다. 주목 셀(focused cell)에 인접하는 복수의 인접 셀 각각에서, 주목 셀에 가까운 중계국에 대하여, 일부 주목 셀의 주변 주파수와 로컬 셀의 주변 주파수와의 관계에 기초해서 결정되는 주파수를 할당하도록 하면, 각 인접 셀 내에서 주목 셀에 가까운 중계국에 할당되는 주변 주파수는 각 그룹에서 공통이 된다. 따라서, 각 인접 셀이 주목 셀의 중앙 주파수에 끼치는 영향을 제한할 수 있어, 주파수 이용 효율이 좋아진다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 이점은 후술하는 본 발명의 실시예나 첨부하는 도면에 기초한 상세한 설명에 의해 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 LTE의 다운링크의 무선 프레임 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 중계국이 개재하는 경우와 개재하지 않을 경우를 포함하는 셀 내의 기본적인 통신 동작을 나타낸 도면이다.
도 3a는 부분 주파수 반복에 의해 셀간 간섭 조정 기법을 실현한 셀룰러 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3b는 부분 주파수 반복을 행하는 셀 내에서의 주파수 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 3c는 부분 주파수 반복을 행하는 셀 내에서의 주파수 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 3d는 부분 주파수 반복을 행하는 셀 내에서의 주파수 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 셀간 간섭 조정 기법을 적용한 셀 내에서 중계국을 통한 기지국과 이동국 사이의 통신예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 케이스(1)에 적합한 릴레이 모드의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 케이스(1)에 적합한 릴레이 모드의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4의 케이스(2)에 적합한 릴레이 모드의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8a는 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 제1 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8b는 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 제1 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 주변 주파수에 할당될 수 있는 리소스 블록의 일부가 릴레이 링크 전용에 미리 할당되어 있는 방식을 나타낸 도면이다.
도 10은 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한하는 제1 방법을 실현하기 위한 시스템 동작의 수순을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한하는 제1 방법을 실현하기 위한 시스템 동작의 수순(변형예)을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국이 제1 방법을 실현하기 위한 기능적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 중계국의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 이동국의 기능적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15a는 부분 주파수 반복을 행하는 3개의 셀 1 내지 3이 서로 인접하고 있는 방식을 도시한 도면(중계국의 위치에 따라서 주파수 대역의 할당을 행함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 제2 방법을 설명하기 위한 도면)이다.
도 15b는 도 15a의 셀 1에서의 주파수 할당예를 나타낸 도면이다.
도 15c는 도 15a의 셀 1에서의 주파수 할당예를 나타낸 도면이다.
도 15d는 도 15a의 셀 1에서의 주파수 할당예를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15a에 도시한 통신 환경 하에서의 셀 1에서의 중계국 1 및 2에 대한 주파수 할당예를 나타낸 도면이다.
도 17은 중계국의 위치에 따라서 주파수 대역의 할당을 행함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정(제2 방법을 실현)하기 위한 시스템 동작의 수순을 나타낸 흐름도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국이 도 17에 나타낸 처리 수순을 따라서 제2 방법을 실현하기 위한 기능적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 19는 부분 주파수 반복을 행하는 6개의 셀 1 내지 6이 서로 인접하고 있는 방식을 도시한 도면(동일한 셀에 인접하는 셀 간에 서로 협조하면서, 중계국의 위치에 따라서 주파수 대역의 할당을 행함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 제2 방법을 설명하기 위한 도면)이다.
도 20은 도 19에 나타낸 통신 환경 하에서, 동일한 주변 주파수를 갖는 복수의 인접 셀의 그룹마다, 중앙 셀에 가까운 중계국에 대하여 동일하게 부여(given) 간섭 대역을 할당했을 때의, 중앙 셀의 중앙 주파수의 할당예를 나타낸 도면이다.
도 21은 동일한 셀에 인접하는 셀 간에 서로 협조하면서, 중계국의 위치에 따라서 주파수 대역의 할당을 행함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정(제2 방법을 실현)하기 위한 시스템 동작의 수순을 나타낸 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국이 도 21에 나타낸 처리 수순을 따라서 제2 방법을 실현하기 위한 기능적 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서는, 본 발명을 LTE 등의 이동 통신 시스템에 적용한 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 LTE의 다운링크의 무선 프레임 구성을 나타내고 있다. 도 1에 도시시된 바와 같이, 무선 프레임은 시간 단위의 짧은 순으로, 타임 슬롯(Slot), 서브-프레임(Subframe), 무선 프레임(Radio frame)의 3 계층으로 구성되어 있다.
0.5msec의 타임 슬롯은 7개의 OFDM 심볼로 구성되고(통상적인 유니캐스트 송신의 경우), 유저(이동국)가 수신할 때의 복조 처리의 단위가 된다. 1msec의 서브프레임은 연속하는 2개의 타임 슬롯으로 구성되고, 정정 부호화된(correction-coded) 데이터 패킷의 송신 시간 단위가 된다. 10msec의 무선 프레임은 연속하는 10개의 서브-프레임(즉, 20개의 타임 슬롯)으로 구성되고, 전체 물리 채널의 다중화(multiplexing)에 대한 기본 단위가 된다.
각 유저는 다른 서브-캐리어 또는 다른 타임 슬롯을 이용하여 서로 간섭하지 않고 통신할 수 있다. LTE에서는, 연속하는 서브-캐리어를 블록으로 분할하여, "리소스 블록(RB)"이라는 무선 리소스 할당의 최소 단위가 정의된다. 기지국에 탑재되어 있는 스케줄러는 각 유저에 대하여 리소스 블록 단위로 무선 리소스를 할당한다. 리소스 블록은 12서브-캐리어×1타임 슬롯(7 OFDM 심볼 = 0.5msec)로 구성된다. 또한, 서브-프레임의 헤드로부터 최대 3 OFDM 심볼이 "L1/L2 컨트롤 시그널링"이라는 컨트롤 채널에 이용된다. 기지국의 스케줄러는 서브-프레임마다 즉 1msec간격으로 리소스 블록의 할당을 행할 수 있다. 리소스 블록의 위치 정보를 "스케줄링"이라 한다. 업링크의 스케줄링 정보 및 다운링크의 스케줄링 정보는 모두 다운링크의 컨트롤 채널 내에 기재된다. 각 유저는 컨트롤 채널을 보고, 유저에게 할당되는 리소스 블록을 인식할 수 있다.
0.5msec 길이의 타임 슬롯은 각 유저가 이용할 수 있는 할당의 최소 단위이다. 기지국에 탑재되어 있는 스케줄러는 유저마다 타임 슬롯 단위로 이용될 수 있는 타임 슬롯을 할당한다. LTE에서는, FDD(Frequency Division Duplex) 및 TDD(Time Division Duplex)의 2가지의 듀플렉스(duplex) 시스템을 선택할 수 있다. TDD의 경우에는, 서브프레임마다 업링크 또는 다운링크 중 어느 것에 이용할지를 선택할 수 있다.
본 실시예에 따른 통신 시스템에서는, 셀 엣지에서의 스루풋의 향상을 목적으로 중계 기술을 도입하고 있다.
중계국이 개재하는 경우와 개재하지 않을 경우를 포함하는 셀 내의 기본적인 통신 동작에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 기지국(BS)과 중계국(RS) 사이 링크를 "중계 링크(RelayLink)"라 하고, 중계국과 이동국(MS) 사이 링크를 "액세스 링크(AccessLink)"라 한다.또한, 중계국을 이용하지 않고, 기지국과 이동국 사이에서 중계국을 이용하지 않는 링크를 "다이렉트 링크(Direct link)"라 한다. 도 2에서, 다운링크를 실선 화살표로, 업링크를 점선 화살표로 나타내고 있다.
LTE에서는, 리소스 블록 단위로 무선 리소스를 할당하고, L1/L2 시그널링(전술됨)이라는 컨트롤 채널에 의해 지정된다. 중계국은 1msec마다 컨트롤 채널 내의 리소스 블록의 할당 정보, 즉 스케줄링 정보를 보는 것에 의해 중계국으로 오는 리소스 블록이 있는지의 여부를 판별한다.
다운링크에서는, 중계국은 우선, 예를 들면 DF 방식(전술됨)에 의해 기지국으로부터의 수신 신호를 증폭하고, 수신 신호를 이동국으로 송신한다. 중계국이 수신 신호를 중계함으로써, 기지국으로부터 이동국으로 신호를 직접 송신하는 경우에 비해 SNR를 높게 할 수 있다. 한편, 업링크에서는, 중계국이 이동국으로부터 신호를 수신하여 이 신호를 기지국에 송신함으로써 SNR를 높게 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 통신 시스템에서는, 동일 채널의 인접 셀간 간섭의 영향을 저감하기 위해서 셀간 간섭 조정 기법(전술됨)을 적용하고 있다.
여기에서, 도 3a 내지 도 3d를 참조하면서, 셀간 간섭 조정 기법에 대해서 다시 설명한다. 도시된 예에서는, 1-셀 주파수 반복과 멀티-셀 주파수 반복(도 3a 내지 도 3d에서는, 3-셀 주파수 반복)을 조합한 부분 주파수 반복에 의해, 셀간 간섭 조정 기법을 실현하고 있다.
도 3a에서, 6각형은 1개의 셀 범위를 나타낸다. 각 셀은 셀 내부의 흰색 중앙 영역과, 셀 단부의 음영 처리된 주변 영역으로 분할될 수 있다. 중앙 영역에 할당되는 중앙 주파수는 인접 셀과 경합하지만(즉, 주파수 반복이 1), 중앙 영역 내에서만 신호가 도달하도록 송신 전력을 충분히 작게 제어함으로써 셀 간의 간섭을 피한다 한편, 인접 셀의 주변 영역에는 다른 주파수를 할당할 수 있다(즉, 3-셀 주파수 반복을 행함). 도 3a에서는 주파수 대역의 상이함을 음영의 종류(우상향 사선, 우하향 사선, 격자 사선)로 나타내고 있다. 도 3a 내지 도 3d에 나타낸 바와 같이 인접 셀간의 주파수 할당의 배분을 스위칭하는 것에 의해, 효율적인 주파수의 할당을 운용할 수 있다.
도 3b 내지 도 3d는 셀 내의 주파수 할당 및 송신 전력을 나타내고 있다. 각 셀에서는, 시스템 주파수 대역을 3개의 서브-캐리어 블록으로 분할하고, 주변 주파수에는 셀간의 주파수 반복에 이용하는 서브-캐리어 블록을 할당하고, 중앙 주파수에는 1-셀 주파수 반복의 서브-캐리어 블록을 할당한다.
예를 들면, 도 3a의 우하향 사선 음영의 주변 영역을 갖는 셀 내에서는, 서브-캐리어 블록 #1이 주변 주파수에, 서브-캐리어 블록 #2 및 #3이 중앙 주파수에 할당된다(도 3b를 참조). 도 3a의 격자 음영의 주변 영역을 갖는 셀 내에서는, 서브-캐리어 블록 #2이 주변 주파수에, 서브-캐리어 블록 #1 및 #3이 중앙 주파수에 할당된다(도 3c를 참조). 도 3a의 우상향 사선 음영의 주변 영역을 갖는 셀 내에서는, 서브-캐리어 블록 #3이 주변 주파수에, 서브-캐리어 블록 #1 및 #2이 중앙 주파수에 할당된다(도 3d를 참조). 각 셀 내에서는, 1개의 통신국이 OFDM 신호의 서브-캐리어 전부를 점유하는 것은 아니고, 중앙 주파수의 서브-캐리어를 중앙 영역에 있는 이동국 또는 중계국에 할당하고, 주변 주파수의 서브-캐리어를 주변 영역에 있는 이동국 또는 중계국에 할당하여, 복수의 통신국이 서브-캐리어를 공유함으로써 다원 접속(OFDMA)을 행한다.
도 3a의 어느 셀에서도, 중앙 주파수의 송신 전력은, 1-셀 주파수 반복이라도, 셀간 간섭을 생기지 않도록 중앙 영역 내에서만 신호가 도달하도록 송신 전력을 충분히 작게 제어한다. 주변 주파수의 송신 전력은 셀 중심의 기지국으로부터 셀 단부까지 전파가 도달하도록 충분히 크지만, 복수의 셀(도시된 예에서는 3-셀) 주파수 반복이 이용되므로, 셀간 간섭은 생기지 않는다.
도 4는 셀간 간섭 조정 기법을 적용한 셀 내에서 중계국을 통한 기지국과 이동국 사이의 통신예를 나타낸다. 도 4에서, 다운링크를 실선 화살표로, 업링크를 점선 화살표로 나타낸다.
도 4에서와 같이, 중계국 및 이동국은 각각, 중앙 영역에 있을 경우와 주변 영역에 있을 경우 모두를 고려한다. 도 4의 케이스(1)에서는, 중앙 영역 내의 중계국이 주변 영역 내의 이동국을 중계하고 있다. 케이스(2)에서는, 중계국과 이것에 속하는 이동국이 모두 주변 영역에 있다. 케이스(3)에서는, 중계국과 이것에 속하는 이동국이 모두 중앙 영역에 있다.
셀간 간섭 조정 기법을 채용하는 셀룰러 시스템에 중계 기술을 도입하면, 중계국으로부터 재송되는 신호가 인접 셀을 간섭할 가능성이 있다. 왜냐하면, 중계 기술은 중계국의 개재를 통하여 셀 엣지에서의 스루풋을 향상시키지만, 이러한 도입은 셀 엣지 근방에서의 전력을 증대시키는 것과 다름없기 때문이다. 중계국은 기지국에 비해 셀 엣지에 근접하여 있기 때문에, 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭할 가능성이 높다. 도 4에 나타내는 예시에서는, 케이스(1) 및 (2)와 같이, 중앙 영역 또는 주변 영역에 있는 중계국이 주변 영역에 있는 이동국을 중계하는 경우에, 인접 셀과의 간섭의 문제가 분명히 나타난다. 반대로, 중계국이 인접 셀의 중앙 주파수로부터 간섭을 받을 가능성도 높다
도 5는 도 4의 케이스(1)에 적합한 릴레이 모드의 일례를 나타낸다. 도면에서, 다운링크를 실선 화살표로, 업링크를 점선 화살표로 나타낸다. 도시된 릴레이 모드는 다운링크와 업링크를 주파수 방향으로 다중화하고, 다운링크 및 업링크마다 중계 링크와 액세스 링크를 주파수 및 시간 방향으로 분리(demultiplex)한다. 주파수 방향으로 다중화된 업링크 및 다운링크 각각에 있어서, 중계 링크에는 소정의 중앙 주파수 F1, 및 인접 셀에 도달하기에 충분하지 않는 송신 전력을 이용하고, 액세스 링크에는 인접 셀에 대한 간섭을 피하는 주변 주파수 F2을 이용한다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용해서(다운링크의 중계 링크) 신호를 송신한다. 중계국은 다운링크의 중계 링크에서의 신호를 수신하고, 그 신호를 버퍼에 저장한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서(다운링크의 액세스 링크) 그 신호를 송신한다. 그리고, 이동국은 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2을 이용하는 다운링크의 액세스 링크의 신호를 수신한다. 다운링크의 다이렉트 링크는 중계국을 경유하지 않고 기지국으로부터 이동국으로 직접 통신하는 링크이지만, 도 5에서, 2개의 사각을 가로지르는 긴 실선의 화살표로 나타내고 있음에 주목한다. 다운링크의 다이렉트 링크는 시각 T1에서 주파수 F1의 리소스 블록을 이용하고, 계속되는 T2의 타임 슬롯에서는 주파수 F2의 리소스 블록을 이용한다.
한편, 업링크 시에는, 이동국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서(업링크의 액세스 링크) 신호를 송신하고, 중계국이 그 신호를 수신한다. 그리고, 중계국은 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고, 그 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용해서(업링크의 중계 링크) 그 신호를 송신하고, 기지국이 그 신호를 수신한다. 업링크의 다이렉트 링크는 중계국을 경유하지 않고 이동국에서 기지국에 직접 통신하는 링크이지만, 도 5에서, 2개의 사각을 가로지르는 긴 점선의 화살표로 나타내고 있음에 주목한다. 업링크의 다이렉트 링크는 시각 T1에서 주파수 F2의 리소스 블록을 이용하고, 계속되는 T2의 타임 슬롯에서는 주파수 F1의 리소스 블록을 이용한다.
도 6은 도 4의 케이스(1)에 적합한 릴레이 모드의 다른 예를 나타낸다. 도면에서, 다운링크를 실선 화살표로, 업링크를 점선 화살표로 나타낸다. 도시된 릴레이 모드는 다운링크와 업링크를 시간 방향으로 분리하고, 중계 링크와 액세스 링크를 주파수 방향으로 다중화한다(다운링크 및 업링크를 시간 방향으로 분리하지만, 다운링크 및 업링크 각각에 있어서, 중계 링크와 액세스 링크를 주파수 방향으로 다중화하는 것이다). 다운링크에서는, 중계 링크에는 소정의 중앙 주파수 F1 및, 인접 셀에 도달하지 않는 송신 전력을 이용하고, 액세스 링크에는 인접 셀에 대한 간섭을 피하는 주변 주파수 F2을 이용한다. 한편, 업링크에서는, 액세스 링크에는 소정의 중앙 주파수 F1, 및 인접 셀에 도달하기 충분하지 않는 송신 전력을 이용한다.
다운링크로서, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용해서(다운링크의 중계 링크) 신호를 송신한다. 중계국은 다운링크의 중계 링크에서의 신호를 수신하면서, 동일한 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서(다운링크의 액세스 링크) 그 신호를 송신한다. 그리고, 이동국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서 다운링크의 액세스 링크의 신호를 수신한다.
한편, 업링크로서, 이동국은 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서 신호를 송신한다(업링크의 액세스 링크). 그리고, 중계국은 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하면서, 동일한 시각 T2의 타임 슬롯에서 중앙 주파수 F1의 리소스 블록을 이용해서(업링크의 중계 링크) 그 신호를 송신하고, 기지국이 그 신호를 수신한다.
도 6에 나타낸 릴레이 모드는 중계 링크에는 중앙 주파수 F1을 이용하고, 액세스 링크에는 주변 주파수 F2을 이용한다는 점에서 도 4에 나타낸 것과 유사하지만, 다운링크와 업링크 각각에서, 중계 링크와 액세스 링크를 주파수 방향으로 다중화하고 있다는 점에서 상이하고, 중계에 수반하는 지연이 적다는 이점이 있다. 단, 이러한 경우의 중계국은, 중계국이 중앙 주파수 F1로 수신을 행하면서 동시에 주변 주파수 F2로 송신하는(즉, 동일한 시각에 송/수신 동작을 행한다) 등, 주파수축 방향으로 다중화된 송/수신 동작을 행하기 때문에 회로를 필요로 한다.
도 7은 도 4의 케이스(2)에 적합한 릴레이 모드의 예를 나타낸다. 도면에서, 다운링크를 실선 화살표로, 업링크를 점선 화살표로 나타낸다. 도시된 릴레이 모드는, 업링크 및 다운링크 모두가 소정의 주변 주파수, 및 업링크와 다운링크 모두에 대하여 인접 셀에 도달하기에 충분하지 않는 송신 전력을 이용하고, 업링크와 다운링크를 시간 방향으로 분리하고, 업링크 및 다운링크 각각에 있어서 중계 링크와 액세스 링크를 시간 방향으로 분리한다.
다운링크 시에, 기지국은 시각 T1의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서(다운링크의 중계 링크) 신호를 송신한다. 중계국은 다운링크의 중계 링크에서의 신호를 수신하고, 그 신호를 버퍼에 저장한 후에, 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서(다운링크의 액세스 링크) 그 신호를 송신한다. 그리고, 이동국은 시각 T2의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서 다운링크의 액세스 링크의 신호를 수신한다.
한편, 업링크 시에, 이동국은 시각 T3의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서(업링크의 액세스 링크) 신호를 송신하고, 중계국이 그 신호를 수신한다. 그리고, 중계국은 업링크의 액세스 링크에서의 신호를 수신하고, 그 신호를 버퍼링한 후에, 시각 T4의 타임 슬롯에서 주변 주파수 F2의 리소스 블록을 이용해서(업링크의 중계 링크) 그 신호를 송신하고, 기지국이 그 신호를 수신한다.
계속해서, 인접 셀에 대한 영향에 대해서 고찰해 본다.
중계국은 기지국에 비해 셀 엣지에 근접하고 있어, 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭할 가능성이 높다. 반대로, 중계국이 인접 셀의 중앙 주파수로부터 간섭을 받을 가능성도 높다. 다시 말해서, 기지국이 주변 주파수의 신호를 강전력으로 송신하더라도, 강전력이 셀 엣지에서는 충분히 감쇠하기 때문에 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭은 근소한 것이 된다. 이에 반해, 중계국은 보다 셀 엣지의 가까운 곳에서 주변 주파수를 송신하므로, 인접 셀의 중앙 주파수를 사용하고 있는 이동국의 수신을 간섭할 가능성이 매우 높다. 왜냐하면, 중계 기술은 중계국의 개재를 통하여 셀 엣지에서의 스루풋을 향상시키지만, 그러한 도입은 셀 엣지 근방에서의 전력을 증대시키기 때문이다.
한편, 기지국은 주변 영역에 있는 이동국에서 주변 주파수를 사용하는 신호를 수신하지만, 인접 셀의 중앙 주파수의 간섭은 적다. 왜냐하면, 인접 셀의 기지국과 로컬 셀의 기지국은 충분히 서로 이격되어 있고, 기지국은 중앙 주파수에서의 송신 전력을 작은 레벨로 제어하고 때문이다. 주변 영역에 있는 중계국의 수신도 마찬가지로 문제없다고 생각할 수 있다.
요약하면, 셀룰러 시스템에 중계 기술을 도입하면, 주변 영역에 있는 이동국은 인접 셀의 중앙 주파수가 되는 로컬 셀의 주변 주파수를 사용하므로, 이동국의 수신에 문제가 발생될 것이라 생각된다.
본 발명자는 이러한 문제에 직면하여, 기지국과 이동국 사이의 통신에서 중계국이 통상 이용되지는 않는다는 점에 주목했다. 즉, 셀의 주연(주변 영역)에 위치하는 이동국의 수신 환경이 열악해졌을 때에, 중계국을 경유해서 신호가 송/수신된다. 따라서, 이동국에 도착하는 주변 주파수의 신호에는, 중계국을 경유한 액세스 링크와 기지국으로부터의 다이렉트 링크가 존재한다. 그리고, 본원에서, 주변 영역에 위치하면서 로컬 셀의 주변 주파수를 사용하는 이동국이 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭하는 것을 피하는 방법으로서, 이하의 2개의 방법을 제안한다.
(1)제1 방법
중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한한다. 즉, 셀 내의 주변 주파수의 할당에 있어서, 중계국 경유에 이용되는 주파수의 위치를 시스템이 미리 결정한다. 그리고, 인접 셀에는 중계국으로부터 영향을 받기 쉬운 주파수의 위치를 피하여 중앙 주파수를 할당한다.
(2)제2 방법
중계국의 위치에 따라서 허가하는 주파수 대역을 변경한다. 중계국의 위치에 따라서, 인접 셀의 중앙 주파수에 영향을 주는 방식이 변한다. 따라서, 기지국은 주변 주파수 중 중계국에 허가하는 영역을 중계국의 위치에 따라서 설정함으로써, 인접 셀측의 중앙 주파수를 간섭할 가능성이 높다고 여겨지는 위치를 적게 할 수 있다.
우선, 제1 방법을 실현하기 위한 시스템 동작 배열 시스템 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 8a은 부분 주파수 반복을 행하는 셀 1과 셀 2이 서로 인접하고 있는 방식을 나타낸다. 도 8b는 셀 1 및 셀 2의 주파수 할당예를 나타낸다.
셀 1측에서는 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한한다. 보다 구체적으로는, 서브-캐리어 블록 #2이 주변 주파수로서 이용되지만, 도 8b 상단에 도시한 바와 같이, 서브-캐리어 블록 #2를 중계 링크, 즉 중계용으로 이용하는 서브-캐리어 블록 #2-1과, 다이렉트 링크(즉, 주변 영역의 이동국용)에 이용하는 서브-캐리어 블록 #2-2으로 더 분할하여, 중계국용으로 이용하는 주파수 대역을 미리 결정해둔다. 결정된 후에는, 서브-캐리어 블록 #2-2 내의 리소스를 중계국 RS 1에 할당하는 것이 금지되고, 기지국 BS 1은 주변 영역에 있는 중계국 RS 1에의 할당을 서브-캐리어 블록 #2-1 내로 제한한다. 이러한 서브-캐리어 블록 #2-1은 셀 1이 인접 셀 2를 간섭하는 부여 간섭 대역이며, 셀 2에 대하여는 이용이 제한되는 제한 대역이 된다. 그리고, 셀 1의 기지국 BS 1은, 중계국용으로 이용하도록 결정된 주파수 대역(예를 들어, 서브-캐리어 블록 #2-1)의 정보를 인접 셀 2의 기지국 BS 2에, 예를 들면 백홀(백홀)을 통해서 전송한다.
도 9는 주변 주파수에 할당될 수 있는 리소스 블록의 일부가 중계 링크 전용에 미리 할당되는 방식을 나타낸다. 주변 주파수 중 특정하게 미리 설정된 리소스 블록이 중계 링크, 즉 중계국용으로 할당될 수 있다. 하나의 리소스 블록은 주파수 방향으로 12 서브-캐리어폭을 갖고, 1msec의 시간 길이를 갖는다(전술됨). 도 9에서, 주변 주파수 대역 중 도트 형상 음영의 리소스 블록이 중계국용으로 할당될 수 있고, 격자 사선 음영의 리소스 블록은 중계국에 대한 할당이 금지되어 있다.
한편, 셀 2측에서는, 서브-캐리어 블록 #1 및 #2을 로컬 셀의 중앙 주파수로서 이용하지만, 서브-캐리어 블록 #2-1이 인접하는 셀 1측에서 중계 링크용으로 이용되는, 즉 중계국이 이용할 수 있는 영역이다, 다시 말해서, 서브-캐리어 블록 #2-1에서는 이동국의 수신에 문제가 생길 가능성이 높다는 것이 셀 1의 기지국 BS 1로부터의 통지 등에 의해 알려져 있다.
따라서, 셀 2의 기지국 BS2에 탑재되어 있는 스케줄러는 로컬 셀 내에서 중앙 주파수의 할당을 행할 때에, 도 8b 하단에 도시한 바와 같이, 서브-캐리어 블록 #2-1을 피하거나, 서브-캐리어 블록 #2-1의 우선도를 낮추어서 스케줄링하도록 한다. 이에 의해, 셀 2 내에서는, 이동국의 수신에 문제가 생길 가능성이 낮다.
도 10은 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 제1 방법을 실현하기 위한 시스템 동작의 수순을 흐름도의 형식으로 나타낸다.
우선, 셀 1의 기지국은 자기 셀의 주변 주파수 중에서 중계 링크용으로 이용되는, 즉 중계국이 이용하는 영역(제한 대역)을 결정한다(스텝 S1).
그리고, 셀 1의 기지국은 로컬 셀 내에서 중계 링크용으로 이용되는, 즉 중계국이 이용하는 영역(제한 대역)에 관한 정보를, 예를 들면 백홀을 경유하여, 인접 셀 2의 기지국에 통지한다(스텝 S2).
한편, 셀 2의 기지국은 통지된 영역(제한 대역)에서 이동국이 수신함에 있어서 SNR이 낮아지는 것을 인식하고, 해당 영역을 피하거나 우선 순위를 낮춤으로써 로컬 셀 내의 스케줄링을 계획한다(스텝 S3).
중계국에 대한 주파수 할당에 있어서, 시간에 따라 주파수 호핑시키도록 할 수 있다. 주파수 호핑시킴으로써, 인접 셀의 중심 주파수에 대한 간섭의 정도를 평균화할 수 있다.
상기 나타낸 예에서는, 셀 1의 하나의 기지국이 주도적으로 주변 주파수 중에서 중계 링크, 즉 중계국에 할당되는 주파수 대역을 제한한다. 이에 반해, 인접 셀 2측은 셀 1측에 로컬 셀 내의 중앙 주파수 중에서 간섭을 받지 않아야 하는 대역을 통지하고, 셀 1측의 기지국은 통지된 대역이 중계 링크, 즉 중계국에 할당되지 않도록 스케줄링을 계획하는 변형예도 생각할 수 있다. 도 11은 후자에 의해 제1 방법을 실현하기 위한 시스템 동작의 수순을 흐름도의 형식으로 나타낸다.
우선, 셀 2의 기지국은 로컬 셀의 중앙 주파수 중에서, 간섭을 받지 않아야 하는 영역(불간섭 대역)을 결정하고(스텝 S11), 해당 영역에 관한 정보를, 예를 들면 백홀을 경유하여, 인접 셀 1의 기지국에 통지한다(스텝 S12).
이에 반해, 셀 1의 기지국은 통지된 영역(불간섭 대역)을 중계 링크, 즉 중계국에 할당하는 것을 금지함으로써 로컬 셀 내의 스케줄링 계획한다(스텝 S13).
도 12는 본 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국이 상기 제1 방법을 실현하기 위한 기능적 구성을 개략적으로 나타낸다. 도시된 기지국(1200)은 안테나부(1201), 송/수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(1202), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 및 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(1203), 송/수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(1204), 및 데이터 송신 요구 및 수신 데이터 처리 등을 행하는 상위층 프로토콜 처리부(1205)로 구성된다.
기지국(1200)은, 예를 들면, 안테나부(1201)로서 복수의 안테나 소자를 구비하고, MU-MIMO나 SDMA와 같이, 높은 스루풋 통신을 실현하기 위해서 공간축 상의 무선 리소스를 복수의 유저가 공유하는 공간 분할 다원접속 방식을 채용하지만, 본 발명의 요지에는 직접 관련되지 않으므로, 본 원에서 이 점에 대해서는 설명을 생략한다.
상위층 프로토콜 처리부(1205)는 퍼스널 컴퓨터 등의 일반적인 컴퓨터 시스템으로서 구성할 수도 있지만, 본 발명의 요지에는 직접 관련되지 않으므로 본 원에서 이 점에 대해서는 설명을 생략한다.
디지털부(1204)는 수신 신호를 복조 및 복호 처리하는 복조/복호부(1211)와 송신 신호를 부호화 및 변조 처리하는 부호화/변조부(1212) 이외에도, 로컬 셀 또는 인접 셀의 중계국에 대한 주파수 할당에 관한 결정을 행하는 중계국 주파수 할당 결정부(1213), 로컬 셀 내의 무선 리소스의 관리, 즉 스케줄링을 행하는 스케줄러(1214), 및 광섬유 등으로 구성되는 백홀을 통해서 다른 셀의 기지국과 통신을 행하는 백홀 통신부(1215) 등의 기능 모듈을 포함한다. 기능 모듈(1213 및 1214)은 전용의 하드웨어로서 구성할 수 있지만, 프로세서가 소정의 소프트웨어 프로그램을 실행하여 실현할 수 있다.
중계국 주파수 할당 결정부(1213)는 로컬 셀 내의 중계국이 이용하는 주파수 대역(제한 대역)이나, 로컬 셀의 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 주파수 대역(불간섭 대역)을 결정한다. 제한 대역이나 불간섭 대역의 결정 방법은 임의이다. 결정 내용에 관한 정보는 백홀 통신부(1215)를 통하여, 예를 들면 인접하는 셀의 기지국으로 송신된다. 또한, 중계국 주파수 할당 결정부(1213)는 인접 셀의 기지국으로부터 인접 셀의 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 주파수 대역(불간섭 대역)을 수신하면, 해당 대역을 제외하고, 로컬 기지국의 중계국이 이용하는 주파수 대역을 결정한다.
또한, 중계국 주파수 할당 결정부(1213)는 중계국에 대한 주파수 할당을 시간에 따라 주파수 호핑시킬 수 있다. 주파수 호핑시킴으로써, 인접 셀의 중심 주파수에 부여하는 간섭의 정도를 평균화할 수 있다.
스케줄러(1214)는 중계국 주파수 할당 결정부(1213)가 결정한 내용에 따라서 로컬 셀 내에서의 무선 리소스의 할당, 즉 스케줄링을 행한다. 스케줄링의 최소 단위는 리소스 블록이다.
도 13은 본 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 중계국의 기능적 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 도시되어 있는 중계국(1300)은 안테나부(1301), 송/수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(1302), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 및 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(1303), 송/수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(1304)로 구성된다.
중계국(1300)은, 예를 들면 안테나부(1301)로서 복수의 안테나 소자를 구비하고, 공간 분할 다원 접속 방식을 채용할 수 있지만, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니다.
디지털부(1304)는 송/수신부의 동작을 제어하는 송/수신 제어부(1315), 기지국(1200)으로부터 컨트롤 채널을 통해서 보내져 온 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리(1316), 및 디지털부(1304) 내의 동작을 통괄적으로 제어하는 CPU(Central Processing Unit)(1317)로 구성된다. 송/수신부는 디지털 수신 신호로부터 동기를 획득하는 동기부(1311), 획득된 동기를 따라서 수신 신호를 복조 및 복호 처리하는 복조/복호부(1312), 송신 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼(1314), 및 송신 신호를 부호화 및 변조 처리하는 부호화/변조부(1313)로 구성된다.
송/수신 제어부(1315)는 스케줄링 정보 유지 메모리(1316)에 기억되어 있는 스케줄링 정보에 따라서, 지정된 리소스 블록을 이용하여, 다운링크의 중계 링크에서의 수신 처리 및 액세스 링크에서의 송신 처리, 업링크의 액세스 링크에서의 수신 처리 및 중계 링크에서의 송신 처리를 제어한다.
버퍼(1314)에는 다운링크의 중계 링크에서 수신한 이동국(1400)(후술)으로 향하는 데이터나, 업링크의 액세스 링크에서 수신한 기지국(1200)으로 향하는 데이터가 일시적으로 기억되어, 다운링크의 액세스 링크로서 이동국(1400)으로, 업링크의 중계 링크로서 기지국(1200)으로, 각각 송신된다. 중계국(1300)은 중계하려는 신호를 복조 및 복호해서 버퍼(1314)에 일시적으로 유지하고, 다시 부호화 및 변조해서 송신한다. 즉, DF 방식(전술됨)을 적용하고 있지만, AF 방식을 적용할 수도 있다.
도 10 또는 도 11에 나타낸 처리 수순, 도 12에 나타낸 기지국(1200)의 구성예 및 도 13에 나타낸 중계국(1300)의 구성예는, 기지국(1200)이 로컬 셀 내의 중계국(1300)에 할당하는 주파수를 결정하는 것을 전제로 한 것임에 주목한다. 그 변형예로서, 중계국(1300)이 중계국 주파수 결정부(기지국(1400)의 중계국 주파수 결정부(1213)와 마찬가지의 기능)를 갖는 구성으로서, 기지국이 아니라 중계국이 자신이 이용하는 주파수를 결정하는 방법도 생각할 수 있다. 그러한 변형예에서, 중계국(1300)은 주파수의 결정에 필요한 정보를 셀 내의 기지국으로부터 통지받거나, 중계국(1300)이 그 정보를 스스로 수집한다. 또한, 액세스 링크와 중계 링크 사이의 차이나, 업링크와 다운링크 사이의 차이를 고려하여, 릴레이 모드를 결정하는 처리를 다른 2가지 보다 많은 장치(예를 들면, 기지국과 중계국)에 분산시키는 것도 가능하다.
도 14는 본 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 이동국의 기능적 구성을 개략적으로 나타낸다. 도시된 이동국(1400)은 안테나부(1401), 송/수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(1402), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 및 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(1403), 송/수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(1404), 및 데이터 송신 요구 및 수신 데이터 처리 등을 행하는 상위층 프로토콜 처리부(1405)로 구성된다.
이동국(1400)은, 예를 들면, 안테나부(1401)로서 복수의 안테나 소자를 갖고, 공간 분할 다원 접속 방식을 채용할 수 있지만(이상, 동일), 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니다. 상위층 프로토콜 처리부(1405)는 퍼스널 컴퓨 등의 일반적인 컴퓨터 시스템으로 구성할 수도 있다(이상, 동일).
디지털부(1404)는 디지털 수신 신호로부터 동기를 획득하는 동기부(1411), 획득한 동기를 따라서 수신 신호를 복조 및 복호 처리하는 복조/복호부(1412), 송신 신호를 부호화 및 변조 처리하는 부호화/변조부(1413), 기지국(1200)으로부터 컨트롤 채널을 통해서 송신된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리(1414), 및 디지털부(1404) 내의 동작을 통괄적으로 컨트롤하는 CPU(1415)로 구성된다.
스케줄링 정보 유지 메모리(1414)에는, 스케줄링 정보로서 로컬 기지국에 할당할 수 있는 리소스 블록이 기억되어 있다. 동기부(1411) 및 복조/복호부(1412)에서는, 다운링크의 액세스 링크용으로 할당할 수 있는 리소스 블록을 이용해서 수신 처리를 행한다. 부호화/변조부(1413)는 업링크의 액세스 링크용으로 할당할 수 있는 리소스 블록을 이용해서 송신 동작을 행한다.
도 12 내지 도 14에 각각 나타낸 바와 같이 기지국(1200), 중계국(1300), 이동국(1400)을 배치해서 구성되는 인접 셀간에서 기지국(1200)을 셀 내에 중계국을 배치함으로써, 중계국으로부터 송신되는 주변 주파수의 신호가 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭하는 것을 조정할 수 있고, 주파수 이용 효율의 향상을 실현할 수 있고, 나아가서는, 유저의 스루풋 향상에 기여한다는 점을 이해할 수 있다.
계속해서, 상기의 제2 방법을 실현하기 위한 시스템 동작 배열 시스템 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 15a은 부분 주파수 반복을 행하는 3개의 셀 1 내지 3이 인접하고 있는 모습을 나타낸다. 도 15a에서, 6각형은 1개의 셀 범위를 나타낸다. 각 셀 1 내지 3은 셀 내부의 흰색 중앙 영역과, 셀 단부의 음영 처리된 주변 영역으로 나눌 수 있다. 중앙 영역에 할당할 수 있는 중앙 주파수는 인접 셀과 경합하지만(즉, 주파수 반복이 1), 중앙 영역 내에만 신호가 도달하도록 충분히 작게 송신 전력을 억제하는 것으로, 셀간의 간섭을 피한다. 한편, 인접 셀의 주변 영역에는 다른 주파수가 할당된다. 도 15a에서는 주파수 대역의 상이함를 음영의 종류(격자선, 세로 줄무늬선, 가로 줄무늬선)로 나타낸다.
도 15b 내지 도 15d에는, 각 셀1 내지 3의 주파수 할당예를 나타낸다. 각 셀1 내지 3에서는, 시스템 주파수 대역을 3블록으로 분할하고, 주변 주파수에는 셀간 주파수 반복에 이용하는 서브-캐리어 블록을 할당하고, 중앙 주파수에는 1-셀 주파수 반복의 서브-캐리어 블록을 할당한다.
격자선의 음영이 실시된 주변 영역을 갖는 셀 1 내에서는, 서브-캐리어 블록 #2을 주변 주파수에, 서브-캐리어 블록 #1 및 #3를 중앙 주파수에 할당할 수 있다(도 15b을 참조). 세로 줄무늬선의 음영이 실시된 주변 영역을 갖는 셀 2 내에서는, 서브-캐리어 블록 #1을 주변 주파수에, 서브-캐리어 블록 #2 및 #3을 중앙 주파수에 할당할 수 있다(도 15c을 참조). 가로 줄무늬선의 음영이 실시된 주변 영역을 갖는 셀 3 내에서는, 서브-캐리어 블록 #3이 주변 주파수에, 서브-캐리어 블록 #1 및 #2이 중앙 주파수에 할당될 수 있다(도 15d를 참조). 하나의 통신국이 OFDM 신호의 서브-캐리어 전부를 점유하는 것은 아니고, 중앙 주파수의 서브-캐리어를 중앙 영역에 있는 이동국 또는 중계국에 할당하고, 주변 주파수의 서브-캐리어를 주변 영역에 있는 이동국 또는 중계국에 할당하여, 복수의 통신국이 서브-캐리어를 공유함으로써 다원 접속(OFDMA)을 실현한다.
도 15a에 도시한 바와 같이, 셀 1에는 중계국 1(RS 1)과 중계국 2(RS 2)가 설치되어 있다. 중계국 1은 인접 셀 3의 부근에 있으므로, 중계국 1은 셀 3의 중앙 주파수를 사용하고 있는 단말기에 많은 간섭을 부여한다. 중계국 2는 인접 셀 2에 가까우므로, 중계국 2는 셀 2의 중심 주파수를 사용하고 있는 단말기에 많은 간섭을 부여한다. 따라서, 본 실시예에서는, 설치 위치에 따라서 중계국 1 및 중계국 2에 허가하는 주파수를 각각 설정하여, 각각의 인접 셀 3 및 셀 2의 중앙 주파수에 부여하는 간섭을 줄이도록 하고 있다.
도 16은 셀 1에서의 중계국 1 및 중계국 2에 대한 주파수 할당예를 나타내고 있다. 셀 1의 기지국(BS1)은 로컬 셀의 주변 주파수 중, 인접 셀 2 및 셀 3의 각각의 중앙 주파수에 대하여 간섭 성분이 되는 위치를 파악하고 있다. 따라서, 셀 1의 기지국은 인접 셀 2 및 셀 3의 각각의 중앙 주파수에 대하여 간섭 성분이 되는 위치를 피하고, 중계국 1 및 중계국 2의 스케줄링을 행하는 것에 의해, 유저 채널의 품질을 높게 유지할 수 있다. 도시된 예에서는, 우상향 사선 음영의 리소스 블록은 셀 3에 대한 간섭 성분이 낮으며, 셀 3 근처에 설치된 중계국 1에 할당되어 있다. 우하향 사선 음영의 리소스 블록은 셀 2에 대한 간섭 성분이 낮으며, 셀 2 근처에 설치된 중계국 2에 할당되어 있다.
셀 1의 기지국은 로컬 셀의 주변 주파수 내에서 중계국 1에 할당된 대역에 관한 정보를, 인접 셀 중 중계국 3에 가장 가까운 셀 3에, 예를 들면 백홀을 통해서 통지한다. 마찬가지로, 셀 1의 기지국은 중계국 2에 할당된 대역에 관한 정보를, 중계국 2에 가장 가까운 셀 2에 백홀을 통해서 통지한다.
그리고, 셀 3의 기지국(BS3)은, 셀 1의 기지국으로부터 통지된 로컬 셀에 근접하는 중계국 1이 이용하는 주파수 대역(즉, 간섭 성분)을 피하면서, 로컬 셀 내에서의 리소스 블록의 스케줄링을 실시함으로써, 셀 3 내에서 이동국의 수신에 문제가 생기지 않도록 할 수 있다. 마찬가지로, 셀 2의 기지국(BS2)은, 로컬 셀에 근접하는 중계국 2에 의한 간섭 성분을 피하면서, 로컬 셀 내에서의 리소스 블록의 스케줄링을 실시함으로써, 셀 2 내에서 이동국의 문제가 생기지 않도록 할 수 있다.
제2 방법에 따르면, 상기의 제1 방법보다, 중계국의 위치에 따라서 주파수를 할당하는 것에 의해, 주변 셀의 중심 주파수에서 간섭이 크다고 인식될 경우에 낭비가 최소화된다.
본원에서는 1개의 시스템 주파수(LTE에서는 20MHz의 밴드 폭)를 3개의 서브-캐리어 블록으로 분할하고, 각 서브-캐리어 블록을 중앙 주파수나 주변 주파수에 할당하여 사용하는 것을 설명했다. 한편, 복수의 대역으로 묶어서 통신을 행하는 방법도 생각할 수 있다. 예를 들면, 각각 20MHz 대역의 시스템 주파수 5개를 묶은 대역, 20MHz×5=100MHz에서 통신하는 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation)을 이용하여 통신을 행할 경우에는, 셀간 간섭 조정 기법에서의 중앙 주파수와 주변 주파수에의 주파수 할당을 20MHz 대역에서 행할 수 있다.
도 17은 중계국의 위치에 따라서 허가하는 주파수 대역을 변경함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 제2 방법을 실현하기 위한 시스템 동작의 수순을 흐름도의 형식으로 나타내고 있다.
우선, 셀 1의 기지국은 로컬 셀 내에 설치되어 있는 중계국의 위치를 파악한다(스텝 S21).
중계국의 위치 정보는, 예를 들면 기지국으로부터의 통신 거리(range)에 기초해서 판단할 수 있다. 통신국간의 통신 거리는 RSSI(수신 신호 강도, Receiving Signal Strength Indicatior)로부터 측정할 수 있다. 혹은, 중계국에 GPS(Global Positioning System)를 배치하고, 측정된 위치 정보를 중계국으로부터 기지국에 통지하는 방법도 있을 수 있다. 중계국은 이동되지 않아야 하므로, 셀 내에 중계국을 설치(건설)했을 경우, 그 위치 정보를 네트워크측의 서버에 등록해도 된다. 어느 쪽의 방법이든, 기지국은 각 중계국의 위치를 파악하면, 각각이 어느 인접 셀에 가깝게 위치하는지를 판단한다. 단, 본 발명의 요지는 특정한 측거 방법에 한정되는 것은 아니다. 또한, 중계국의 위치는 중계국이 어느 인접 셀에 가까운지를 파악할 수 있는 정도의 레벨로 파악할 수 있으면 충분하다.
다음으로, 셀 1의 기지국은 중계국에 대하여 로컬 셀의 주변 주파수 중 이용하는 영역(부여 간섭 대역)을 결정한다(스텝 S22).
그리고, 셀 1의 기지국은 스텝 S21에서 파악된 중계국에 가까운(즉, 간섭받기 쉬운) 인접 셀의 기지국에, 중계국에 할당한 영역(부여 간섭 대역)에 관한 정보를, 예를 들면 백홀을 통해서 통지한다(스텝 S23).
한편, 인접 셀의 기지국은 셀 1의 기지국으로부터 통지된 영역(부여 간섭 대역)이 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)이 낮은 것을 인식할 수 있으므로, 로컬 셀의 중앙 주파수 중 해당 영역을 피하면서, 리소스 블록의 스케줄링을 실시한다(스텝 S24).
도 18은 본 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국이 도 17에 나타낸 처리 수순을 따라서 제2 방법을 실현하기 위한 기능적 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 도시된 기지국(1800)은 안테나부(1801), 송/수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(1802), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 및 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(1803), 송/수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(1804), 및 데이터 송신 요구 및 수신 데이터 처리 등을 행하는 상위층 프로토콜 처리부(1805)로 구성된다.
기지국(1800)은, 예를 들면 안테나부(1801)로서 복수의 안테나 소자를 구비하고, 공간 분할 다원 접속 방식을 채용할 수 있지만(이상, 동일), 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상위층 프로토콜 처리부(1805)는 개인용 컴퓨터 등의 일반적인 컴퓨터 시스템으로 구성할 수도 있다(이상, 동일).
디지털부(1804)는 수신 신호를 복조 및 복호 처리하는 복조/복호부(1811), 송신 신호를 부호화 및 변조 처리하는 부호화/변조부(1812)의 이외에, 위치 정보 유지 메모리(1813), 로컬 셀 내의 중계국의 주파수 할당에 관한 결정을 행하는 중계국 주파수 할당 결정부(1814), 로컬 셀 내의 무선 리소스의 관리 즉 스케줄링을 행하는 스케줄러(1815), 및 광섬유 등으로 구성되는 백홀을 통해서 다른 셀의 기지국과 통신을 행하는 백홀 통신부(1816)와 같은 기능 모듈을 포함한다. 기능 모듈(1813 내지 1815)은 전용의 하드웨어로 구성될 수 있지만, 프로세서가 실행하는 소정의 소프트웨어 프로그램으로도 실현할 수 있다.
위치 정보 유지 메모리(1813)는 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보가 기억된다. 중계국의 위치 정보는, 예를 들면 해당 기지국(1800)로부터의 통신 거리에 기초해서 판단할 수 있다. 통신국간의 통신 거리는 RSSI로부터 측정할 수 있다. 인접 셀의 위치 정보는 인접 셀의 기지국으로부터 백홀 통해서 통지받을 수 있다.
중계국 주파수 할당 결정부(1814)는 위치 정보 유지 메모리(1813)에 기억되어 있는 중계국 및 인접 셀의 위치 정보에 기초하여, 중계국에 가까운(즉, 간섭받기 쉬운) 인접 셀을 특정 또는 추정하면, 그 인접 셀측의 중앙 주파수 중 간섭할 가능성이 높은 영역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중 중계국이 이용할 수 있는 영역(부여 간섭 대역)을 결정한다. 그리고, 결정된 영역(부여 간섭 대역)에 관한 정보는 백홀 통신부(1816)을 통하여 인접 셀의 기지국으로 송신된다.
스케줄러(1815)는 중계국 주파수 할당 결정부(1814)가 중계국에 할당한 영역에 따라서 로컬 셀 내에서의 무선 리소스의 할당, 즉 스케줄링을 행한다. 백홀을 통해서 인접 셀의 기지국으로부터 부여 간섭 대역이 통지되면, 스케줄러(1815)는 인접 셀의 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수를 할당한다. 스케줄링의 최소 단위는 리소스 블록이다.
한편, 중계국과 이동국의 기능적 구성은, 도 13 및 도 14에 각각 나타낸 것과 동일할 수 있으므로, 그 설명을 생략한다.
도 18, 도 13 및 도 14에 각각 나타낸 기지국(1200), 중계국(1300), 이동국(1400)을 배치해서 구성되는 인접 셀간에서는, 중계국의 위치에 따라서 허가하는 주파수 대역을 설정함으로써, 중계국으로부터 송신되는 주변 주파수의 신호가 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭하는 것을 조정할 수 있고, 나아가서는, 유저의 스루풋 향상에 기여함을 이해할 수 있다.
도 15a에 나타낸 예는, 부분 주파수 반복을 행한 3개의 셀 1 내지 3이 서로 인접하고 있는 통신 환경을 상정한 것이다. 즉, 제2 방법으로서, 셀 1이 인접 셀 2 및 셀 3에 부여하는 간섭을 고려하면서 스케줄링을 계획하는 경우에 대해 고려한다.
그러나, 상기의 설명에서는, 셀 1이, 예를 들면 인접 셀 2에 가까운 중계국 2에 주변 주파수를 할당할 때, 셀 2에 인접하는 다른 셀(도 15a에는 도시되지 않음)에서 어떤 주변 주파수의 할당을 행하는지 일체 고려하지 않고 있다. 이는 셀 1이, 예를 들면 인접 셀 3에 가까운 중계국 1에 주변 주파수를 할당할 경우도 마찬가지로 적용된다.
도 16을 참조하면서 전술된 바와 같이, 셀 2는 인접 셀 1로부터 통지된 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행한다. 현실의 셀룰러 시스템에서는, 셀 2는 셀 엣지 전체 둘레에 걸쳐 인접 셀에 접하는 경우가 대부분이다. 셀 2의 기지국은 모든 인접 셀의 부여 간섭 대역을 피함으로써 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행하지만, 인접 셀 마다 부여 간섭 대역이 다르면, 피해야만하는 주파수 대역의 총 폭이 증가하여, 주파수 이용 효율이 저하된다.
따라서, 동일한 셀에 인접하는 셀이 서로 협조함으로써 중계국에 대한 주변 주파수의 할당을 행하여, 인접 셀에 대한 부여 간섭 대역이 추가적으로 확대되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 도 19를 참조하면서, 동일한 셀에 인접하는 복수의 셀이 서로 협조해서 무선 리소스의 스케줄링을 행함으로써 주파수 이용 효율을 높여서, 동일 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 방법에 대해서 고찰한다.
도 19에서는, 주목 셀이 중앙에 배치된 중앙 셀인 것으로 한다. 중앙 셀은 6각형으로 이루어지는 셀 엣지의 각 변이 6개의 셀 1 내지 6과 각각 인접하고 있다. 주변 주파수에는 3-셀 주파수 반복이 적용되어 있고, 도 19에서는 주파수의 상이함을 음영으로 나타낸다. 중앙 셀의 주변 영역에는 격자선 음영이 되어 있는 반면, 인접 셀 1, 3 및 5의 주변 영역에는 가로 줄무늬선 음영이, 인접 셀 2, 4 및 6의 주변 영역에는 세로의 줄무늬선 음영이 되어 있고, 셀 엣지에서의 간섭이 회피되어 있다.
중앙 셀의 기지국은 인접하는 모든 셀 1 내지 6으로부터 통지된 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행할 필요가 있다. 여기에서, 동일한 주변 주파수를 갖는 복수의 인접 셀에서, 중앙 셀에 가까운 중계국에 대하여 동일한 주파수 대역(부여 간섭 대역)을 할당하도록 하면, 중앙 셀은 부여 간섭 대역만을 피해서 중앙 주파수의 할당을 행하기만 하면 된다. 즉, 중앙 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여하는 (제한되는) 대역폭을 최소한으로 억제할 수 있고, 주파수 이용이 효율적으로 된다.
주변 주파수의 상이함에 기초하여, 6개의 셀 1 내지 6은, 주변 영역에 대하여 세로의 줄무늬선 음영이 실시된(즉, 공통 대역이 주변 주파수에 할당됨) 3개의 셀과, 주변 영역에 대하여 가로 줄무늬선 음영이 실시된(즉, 공통 대역이 주변 주파수에 할당됨) 3개의 셀의 2개의 그룹으로 나눌 수 있다. 예를 들면, 중앙 셀에서 도 15b에 나타낸 주파수 할당을 행할 경우, 주변 영역에 가로 줄무늬선의 음영이 실시된 인접 셀 1, 3 및 5로 이루어지는 제1 그룹에서는 도 15c에 도시된 주파수 할당을 행하고, 주변 영역에 세로의 줄무늬선 음영이 실시된 인접 셀 2, 4 및 6로 이루어지는 제2 그룹에서는 도 15d에 도시된 주파수 할당을 행한다(또는, 제1 그룹에서 도 15d에 도시된 주파수 할당을 행하고, 제2 그룹에서 도 15c에 도시된 주파수 할당을 행할 수도 있다). 여기에서, 인접 셀 1, 3 및 5로 이루어지는 제1 그룹에서는, 중앙 셀(즉, 제1 그룹에서 공통되는 인접 셀)의 중앙 주파수와 해당 그룹의 주변 주파수가 되는 주파수 영역 중에서, 중앙 셀에 가까이 배치된 중계국에 할당되는 공통 주파수 영역을 결정하고, 이것이 중앙 셀에서의 제1 부여 간섭 대역이 된다. 마찬가지로, 인접 셀 2, 4 및 6로 이루어지는 제2 그룹에서는, 중앙 셀(즉, 제2 그룹에서 공통되는 인접 셀)의 중앙 주파수와 해당 그룹의 주변 주파수가 되는 주파수 영역 중에서, 중앙 셀에 가까이 배치된 중계국에 할당되는 공통인 주파수 영역을 결정하고, 이것이 중앙 셀에서의 제2 부여 간섭 대역이 된다.
도 20은 도 19에 나타낸 셀 환경에서, 동일한 주변 주파수를 갖는 복수의 인접 셀의 그룹마다, 중앙 셀에 가까운 중계국에 대하여 동일한 부여 간섭 대역을 할당했을 때의 중앙 셀의 중앙 주파수의 할당예를 나타낸다. 도시된 바와 같이 , 중앙 셀의 기지국은, 제1 부여 간섭 대역과 제2 부여 간섭 대역만을 피하여, 중앙 주파수의 할당을 행할 수 있다. 도면으로부터, 중앙 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여하는 대역폭을 최소한으로 할 수 있어, 주파수 이용 효율이 좋아지는 것을 이해할 수 있다.
도 21은 동일한 셀에 인접하는 셀이 서로 협조하면서, 중계국의 위치에 따라서 주파수 대역의 할당을 행함으로써 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭을 조정하는 제2 방법을 실현하기 위한 시스템 동작의 수순을 흐름도의 형식으로 나타낸다.
우선, 중앙 셀에 인접하는 각 셀 1 내지 6의 기지국은 로컬 셀의 주변 주파수에 할당되는 주파수가 3-셀 주파수 반복의 3개의 주파수 중의 어느 것인지를 각각 파악한다(스텝 S31).
다음으로, 각 셀 1 내지 6의 기지국은 중앙 셀에 가까운 중계국에 대하여, 중앙 셀의 중앙 주파수와 로컬 셀의 주변 주파수가 되는 주변 주파수 중에서 주파수를 할당한다(스텝 S32).
전술된 바와 같이, 인접 셀 1 내지 6은 2개의 그룹으로 분류된다. 인접 셀 1, 3 및 5로 이루어지는 제1 그룹에서는, 각 기지국이 중앙 셀의 중앙 주파수와 해당 그룹의 주변 주파수가 되는 주파수 영역 중에서, 중앙 셀에 가까운 중계국에 할당하는 공통 주파수 영역을 결정한다. 한편, 인접 셀 2, 4 및 6으로 이루어지는 제2 그룹에서는, 각 기지국이 중앙 셀의 중앙 주파수와 해당 그룹의 주변 주파수가 되는 주파수 영역 중에서, 중앙 셀에 가까운 중계국에 할당하는 공통 주파수 영역을 결정한다. 그 결과, 중앙 셀의 중앙 주파수에는 2개의 부여 간섭 대역이 생긴다.
그리고, 중앙 셀의 기지국은 인접 셀로부터의 상기 2개의 부여 간섭 대역에 대응하는 영역은 SINR이 낮은 것을 인식하여, 로컬 셀의 중앙 주파수의 해당 영역을 피하면서, 리소스 블록의 스케줄링을 실시한다(스텝 S33).
도 22는 본 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서 동작하는 기지국이 도 21에 나타낸 처리 수순을 따르는 제2 방법을 실현하기 위한 기능적 구성을 개략적으로 나타낸다. 도시된 기지국(2200)은, 안테나부(2201), 송/수신 신호의 아날로그 처리를 행하는 아날로그부(2202), 아날로그 수신 신호의 디지털 변환 및 디지털 송신 신호의 아날로그 변환을 행하는 AD/DA 처리부(2203), 송/수신 신호의 디지털 처리를 행하는 디지털부(2204), 및 데이터 송신 요구 및 수신 데이터 처리 등을 행하는 상위층 프로토콜 처리부(2205)로 구성된다.
기지국(2200)은, 예를 들면, 안테나부(2201)로서 복수의 안테나 소자를 갖고, 공간 분할 다원 접속 방식을 채용할 수 있지만(이상, 동일), 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니다. 상위층 프로토콜 처리부(2205)는 개인용 컴퓨터 등의 일반적인 컴퓨터 시스템으로 구성할 수도 있다(이상, 동일).
디지털부(2204)는 수신 신호를 복조 및 복호 처리하는 복조/복호부(2211), 송신 신호를 부호화 및 변조 처리하는 부호화/변조부(2212) 이외에, 위치 정보 유지 메모리(2213), 주파수 정보 유지 메모리(2214), 로컬 셀 내의 중계국의 주파수 할당에 관한 결정을 행하는 중계국 주파수 할당 결정부(2215), 로컬 셀 내의 무선 리소스의 관리 즉 스케줄링을 행하는 스케줄러(2216), 및 광섬유 등으로 구성되는 백홀을 통해서 다른 셀의 기지국과 통신을 행하는 백홀 통신부(2217)와 같은 기능 모듈을 포함한다. 기능 모듈(2213 내지 2216)은 전용의 하드웨어로서 구성할 수 있지만, 프로세서가 소정의 소프트웨어 프로그램을 실행하여 실현할 수 있다.
위치 정보 유지 메모리(2213)는 로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보가 기억된다. 중계국의 위치 정보는, 예를 들면 해당 기지국(2200)으로부터의 통신 거리에 기초해서 판단할 수 있다. 통신국간의 통신 거리는 수신 신호 강도로부터 측정할 수 있다. 인접 셀의 위치 정보는 인접 셀의 기지국으로부터 백홀을 통해서 통지 받을 수 있다.
주파수 정보 유지 메모리(2214)는 로컬 셀에서 이용하는 주변 주파수 및 로컬 셀에 인접하는 각 셀의 주변 주파수가 3-셀 주파수 반복의 3개의 주파수 중 어느 것인지가 기억되어 있다.
중계국 주파수 할당 결정부(2215)는 로컬 셀 내에 설치되어 있는 중계국에 할당하는 주파수를 결정한다. 중계국 주파수 할당 결정부(2215)는, 우선, 위치 정보 유지 메모리(2213)에 기억되어 있는 주변 주파수의 정보를 참조하고, 중계국 및 인접 셀의 위치 정보에 기초하여, 중계국에 가까운(즉, 간섭받기 쉬운) 인접 셀을 특정 또는 추정한다. 계속해서, 주파수 정보 유지 메모리(2214)로부터 로컬 셀의 주변 주파수 및 그 인접 셀의 중앙 주파수를 추출(fetched)한 후, 인접 셀의 중앙 주파수와 자기 셀의 주변 주파수가 되는 주파수 영역 중에서 중계국에 할당하는 주파수를 결정한다(도 19의 인접 셀 1 내지 6의 처리에 대응). 중계국의 위치 정보를 취득하는 방법은 전술된 바와 같음에 주목한다.
스케줄러(2216)는 중계국 주파수 할당 결정부(2215)가 중계국에 할당한 영역에 따라, 로컬 셀 내에서의 무선 리소스의 할당, 즉 스케줄링을 행한다. 스케줄러(2216)는 주파수 정보 유지 메모리(2214)로부터, 로컬 셀의 제한 대역 및 인접 셀로부터의 부여 간섭 대역을 추출하면, 그러한 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수 및 주변 주파수에 관해서 스케줄링을 행한다(도 19의 중앙 셀로서의 처리에 대응).
한편, 중계국과 이동국의 기능적 구성은, 도 13 및 도 14에 각각 나타낸 것과 동일할 수 있으므로, 그 설명을 생략한다.
도 22, 도 13 및 도 14에 각각 나타낸 기지국(2200), 중계국(1300) 및 이동국(1400)을 배치해서 구성되는 인접 셀간에서는, 중계국의 위치에 따라서 주파수 대역의 할당을 행함으로써, 중계국으로부터 송신되는 주변 주파수의 신호가 인접 셀의 중앙 주파수를 간섭하는 것을 조정할 수 있고, 나아가서는, 유저의 스루풋 향상에 기여한다는 것을 이해할 수 있다.
이상, 특정한 실시예를 참조하면서, 본 발명에 대해서 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 해당 실시예에 수정이나 대체를 실행할 수 있다는 것은 자명하다.
본원에서는, 본 발명을 이동 통신 시스템에 적용한 실시예를 중심으로 설명했만, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것은 아니다. 무선 LAN을 포함하여, 중계국의 개재를 통하여 기지국이 이동국과 통신하는 여러 통신 시스템에 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다.
결국, 예시의 형태로서 본 발명을 개시한 것이며, 본원의 기재 내용을 한정적으로 해석하여서는 안된다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는 특허청구범위를 참작해야 한다.
1200…기지국
1201…안테나부
1202…아날로그부
1203…AD/DA 처리부
1204…디지털부
1205…상위층 프로토콜 처리부
1211…복조/복호부
1212…부호화/변조부
1213…중계국 주파수 할당 결정부
1214…스케줄러
1215…백홀 통신부
1300…중계국
1301…안테나부
1302…아날로그부
1303…AD/DA 처리부
1304…디지털부
1311…동기부
1312…복조/복호부
1313…부호화/변조부
1314…버퍼
1315…송/수신 제어부
1316…스케줄링 정보 유지 메모리
1317…CPU
1400…이동국
1401…안테나부
1402…아날로그부
1403…AD/DA 처리부
1404…디지털부
1405…상위층 프로토콜 처리부
1411…동기부
1412…복조/복호부
1413…부호화/변조부
1414…스케줄링 정보 유지 메모리
1415…CPU
1800…기지국
1801…안테나부
1802…아날로그부
1803…AD/DA 처리부
1804…디지털부
1805…상위층 프로토콜 처리부
1811…복조/복호부
1812…부호화/변조부
1813…위치 정보 유지 메모리
1814…중계국 주파수 할당 결정부
1815…스케줄러
1816…백홀 통신부
2200…기지국
2201…안테나부
2202…아날로그부
2203…AD/DA 처리부
2204…디지털부
2205…상위층 프로토콜 처리부
2211…복조/복호부
2212…부호화/변조부
2213…위치 정보 유지 메모리
2214…주파수 정보 유지 메모리
2215…중계국 주파수 할당 결정부
2216…스케줄러
2217…백홀 통신부

Claims (28)

  1. 통신 시스템으로서,
    기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국(relay station)을 설치하는 것이 각각에 허용되는, 서로 인접하는 제1 셀과 제2 셀을 포함하고,
    상기 제1 셀측에서는, 상기 제1 셀 내에서의 상기 중계국에 대한 할당을 제한 대역(restricted bands)으로 제한하고,
    상기 제2 셀측에서는, 상기 제한 대역을 피하거나 또는 우선도(a degree of priority)를 낮춤으로써, 상기 제2 셀 내에서의 상기 이동국에 대한 주파수를 할당하는, 통신 시스템.
  2. 통신 시스템으로서,
    중앙 주파수를 사용하는 셀 내부의 중앙 영역과, 멀티-셀 주파수 반복(multi-cell frequency repetition)에 의한 주변 주파수를 사용하는 셀 단부의 주변 영역으로 각각이 이루어지고, 기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국을 설치하는 것이 각각에 허용되는, 서로 인접하는 제1 셀과 제2 셀을 포함하고,
    상기 제1 셀측에서는, 상기 제1 셀의 주변 주파수의 중계국에 대한 할당을 제한 대역으로 제한하고,
    상기 제2 셀측에서는, 상기 제한 대역을 피하거나 또는 우선도를 낮춤으로써, 상기 제2 셀의 중앙 주파수를 상기 이동국에 할당하는, 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 셀측에서는, 상기 중계국에 대한 주파수 할당을 시간에 따라(over time) 주파수 호핑(frequency hopping)시키는, 통신 시스템.
  4. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    주변 주파수 중 상기 중계국에 할당되는 제한 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부,
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 제한 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 제한 대역에 따라 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스케줄러
    를 포함하는, 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중계국 주파수 할당 결정부는 상기 중계국에 대한 주파수 할당을 시간에 따라 주파수 호핑시키는, 통신 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 인접 셀로부터 제한 대역이 통지되었을 때에는, 상기 인접 셀의 제한 대역을 피하거나 또는 우선 순위(a order of priority)를 낮춤으로써, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행하는, 통신 장치.
  7. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법으로서,
    주변 주파수 중 상기 중계국에 할당되는 제한 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝,
    상기 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정된 상기 제한 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 스텝,
    상기 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정된 상기 제한 대역에 따라 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스텝, 및
    상기 인접 셀로부터 제한 대역이 통지되었을 때에는, 상기 인접 셀의 제한 대역을 피하거나 또는 우선 순위를 낮춤으로써, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행하는 스텝
    을 포함하는, 통신 방법.
  8. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터를,
    주변 주파수 중 상기 중계국에 할당되는 제한 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부,
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 상기 제한 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 제한 대역에 따라 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하고, 상기 인접 셀로부터 제한 대역이 통지되었을 때, 상기 인접 셀의 제한 대역을 피하거나 또는 우선 순위를 낮춤으로써, 로컬 셀의 중앙 주파수의 할당을 행하는 스케줄러로서 기능시키기 위한, 컴퓨터 프로그램.
  9. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 중계국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    상기 기지국 및 상기 이동국과 송/수신하기 위한 통신부,
    상기 기지국과 상기 이동국 사이에서 중계되는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼,
    상기 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및
    상기 기지국과 상기 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 상기 통신부에 의한 통신 동작을 상기 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 통신부는, 상기 주변 주파수 중, 인접 셀에서 중앙 주파수로서의 이용이 제한되도록 상기 중계국에 할당되는 제한 대역을 이용하여 무선 신호를 송신하는, 통신 장치.
  10. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 이동국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    상기 기지국 및 상기 중계국과 송/수신하기 위한 통신부,
    상기 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및
    상기 통신부에 의한 통신 동작을 상기 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 통신부는, 상기 주변 주파수 중, 인접 셀에서 중앙 주파수로서의 이용을 제한하도록 상기 중계국에 할당되는 제한 대역을 이용하는 무선 신호를 수신하는, 통신 장치.
  11. 통신 시스템으로서,
    중앙 주파수를 사용하는 셀 내부의 중앙 영역과 멀티-셀 주파수 반복에 의한 주변 주파수를 사용하는 셀 단부의 주변 영역으로 각각이 이루어지고, 기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국을 설치하는 것이 각각에 허용되는, 서로 인접하는 제1 셀과 제2 셀을 포함하고,
    상기 제2 셀측에서는, 상기 제2 셀의 중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역(non-interference bands)이 결정되고,
    상기 제1 셀측에서는, 상기 제1 셀의 주변 주파수 중 상기 불간섭 대역을 중계국에 할당하는 것을 금지하는, 통신 시스템.
  12. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부,
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 상기 불간섭 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및
    상기 인접 셀로부터 불간섭 대역이 통지되었을 때에는, 주변 주파수 중에서 상기 인접 셀의 불간섭 대역을 피함으로써, 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스케줄러
    를 포함하는, 통신 장치.
  13. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법으로서,
    중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝,
    상기 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정한 상기 불간섭 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 스텝, 및
    상기 인접 셀로부터 불간섭 대역이 통지되었을 때에는, 주변 주파수 중에서 상기 인접 셀의 불간섭 대역을 피함으로써, 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스텝을 포함하는, 통신 방법.
  14. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터를,
    중앙 주파수 중 간섭을 받지 않아야 하는 불간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부,
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 상기 불간섭 대역을 인접 셀의 기지국에 통지하는 통지부, 및
    상기 인접 셀로부터 불간섭 대역이 통지되었을 때에는, 주변 주파수 중에서 상기 인접 셀의 불간섭 대역을 피함으로써, 로컬 셀 내의 무선 리소스의 스케줄링을 행하는 스케줄러로서 기능시키기 위한, 컴퓨터 프로그램.
  15. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 중계국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    상기 기지국 및 상기 이동국과 송/수신하기 위한 통신부,
    상기 기지국과 상기 이동국 사이에서 중계되는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼,
    상기 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및
    상기 기지국과 상기 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 상기 통신부에 의한 통신 동작을, 상기 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 통신부는, 인접 셀의 중앙 주파수 중 불간섭 대역을 피하도록, 주변 주파수 중에서 상기 중계국에 할당되는 주파수 대역을 사용하여 무선 신호를 송신하는, 통신 장치.
  16. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 이동국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    상기 기지국 및 상기 중계국과 송/수신하기 위한 통신부,
    상기 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및
    상기 통신부에 의한 통신 동작을 상기 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 통신부는, 인접 셀의 중앙 주파수 중 불간섭 대역을 피하도록, 주변 주파수 중에서 상기 중계국에 할당되는 주파수 대역을 사용하는 무선 신호를 수신하는, 통신 장치.
  17. 통신 시스템으로서,
    중앙 주파수를 사용하는 셀 내부의 중앙 영역과 멀티-셀 주파수 반복에 의한 주변 주파수를 사용하는 셀 단부의 주변 영역으로 각각이 이루어지고, 기지국과 이동국 사이를 중계하는 중계국을 설치하는 것이 각각에 허용되는 복수의 로컬 셀을 포함하고,
    적어도 1개의 로컬 셀 내에서는, 상기 로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 상기 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대하여 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서, 상기 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당하는, 통신 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹에서, 공통 인접 셀의 중앙 주파수 및 상기 공통 주변 주파수 중에서, 상기 공통 인접 셀에 가까이 배치된 중계국에 할당되는 공통 주변 주파수를 결정하는, 통신 시스템.
  19. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리,
    상기 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 상기 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 상기 인접 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여할 가능성이 높은 영역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 상기 중계국이 이용할 수 있는 부여 간섭 대역(given interference band)을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부,
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 상기 부여 간섭 대역에 관한 정보를 인접 셀에 통지하는 통지부, 및
    로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 상기 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당하고, 또한 상기 인접 셀로부터 통지되는 상기 부여 간섭 대역을 피하면서 로컬 셀의 중앙 주파수를 할당하는 스케줄러
    를 포함하는, 통신 장치.
  20. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법으로서,
    로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 취득하는 스텝,
    상기 위치 정보에 기초하여 상기 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 상기 인접 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여할 가능성이 높은 영역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 상기 중계국이 이용할 수 있는 부여 간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝,
    상기 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 결정된 상기 부여 간섭 대역에 관한 정보를 인접 셀에 통지하는 스텝, 및
    로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 상기 중계국의 설치 위치로부터 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당하고, 또한 상기 인접 셀로부터 통지되는 부여 간섭 대역을 피하면서 로컬 셀의 중앙 주파수를 할당하는 스텝
    을 포함하는, 통신 방법.
  21. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터를,
    로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리,
    상기 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 상기 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 상기 인접 셀의 중앙 주파수에 간섭을 부여할 가능성이 높은 영역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 상기 중계국이 이용할 수 있는 부여 간섭 대역을 결정하는 중계국 주파수 할당 결정부,
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 결정한 상기 부여 간섭 대역에 관한 정보를 인접 셀에 통지하는 통지부, 및
    로컬 셀의 주변 영역에 있는 중계국에 대하여, 상기 중계국의 설치 위치로부터 가까운 인접 셀의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하면서, 로컬 셀의 주변 주파수 중에서 주파수를 할당하고, 또한 상기 인접 셀로부터 통지되는 상기 부여 간섭 대역을 피하면서 로컬 셀의 중앙 주파수를 할당하는 스케줄러로서 기능시키기 위한, 컴퓨터 프로그램.
  22. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 중계국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    상기 기지국 및 상기 이동국과 송/수신하기 위한 통신부,
    상기 기지국과 상기 이동국 사이에서 중계하는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼,
    상기 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및
    상기 기지국과 상기 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 상기 통신부에 의한 통신 동작을, 상기 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 통신부는, 상기 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀측의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하도록, 주변 주파수 중에서 상기 중계국에 할당될 수 있는 주파수 대역을 사용하여 무선 신호를 송신하는, 통신 장치.
  23. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 이동국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    상기 기지국 및 상기 중계국과 송/수신하기 위한 통신부,
    상기 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및
    상기 통신부에 의한 통신 동작을 상기 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 통신부는, 상기 중계국의 설치 위치에 가까운 인접 셀측의 중앙 주파수에 대한 간섭 성분이 되는 대역을 피하도록, 상기 주변 주파수 중에서 상기 중계국에 할당될 수 있는 주파수 대역을 사용하는 무선 신호를 수신하는, 통신 장치.
  24. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리,
    로컬 셀에서 이용하는 주변 주파수 및 로컬 셀에 인접하는 각 셀의 주변 주파수를 기억하는 주파수 정보 유지 메모리,
    상기 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 상기 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 상기 주파수 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 로컬 셀 및 상기 인접 셀의 주변 주파수를 추출하여(fetch), 상기 중계국에 대하여, 공통 인접 셀의 중앙 주파수와 공통 주변 주파수 중에서, 공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹 중 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주변 주파수를 할당하여, 공통 주변 주파수가 공통 인접 셀에 가까이 배치되는 중계국에 할당되게 하는 중계국 주파수 할당 결정부, 및
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 상기 중계국에 할당한 영역에 따라, 상기 공통 주변 주파수를 할당하는 인접 셀의 그룹에서 로컬 셀에 가까이 배치된 중계국에 공통으로 할당할 수 있는 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수를 스케줄링하는 스케줄러
    를 포함하는 통신 장치.
  25. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서 동작하기 위한 통신 방법으로서,
    로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 스텝,
    로컬 셀에서 이용하는 주변 주파수 및 로컬 셀에 인접하는 각 셀의 주변 주파수를 기억하는 스텝,
    상기 위치 정보에 기초하여 상기 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 또한 상기 인접 셀의 주변 주파수를 특정하여, 상기 중계국에 대하여, 공통 인접 셀의 중앙 주파수와 공통 주변 주파수 중에서, 공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹 중 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주변 주파수를 할당하여, 공통 주변 주파수가 공통 인접 셀에 가까이 배치되는 중계국에 할당되게 하는 중계국 주파수 할당 결정 스텝, 및
    상기 중계국 주파수 할당 결정 스텝에서 중계국에 할당된 영역에 따라, 상기 공통 주변 주파수를 할당하는 인접 셀의 그룹에서 로컬 셀에 가까이 배치된 중계국에 공통으로 할당할 수 있는 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수를 스케줄링하는 스텝
    을 포함하는, 통신 방법.
  26. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 기지국으로서의 처리 동작을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터를,
    로컬 셀에 속하는 각 중계국의 위치 정보 및 인접 셀의 위치 정보를 기억하는 위치 정보 유지 메모리,
    로컬 셀에서 이용하는 주변 주파수 및 로컬 셀에 인접하는 각 셀의 주변 주파수를 기억하는 주파수 정보 유지 메모리,
    상기 위치 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 위치 정보에 기초하여 상기 중계국에 가까운 인접 셀을 추정하고, 상기 주파수 정보 유지 메모리에 기억되어 있는 로컬 셀 및 상기 인접 셀의 주변 주파수를 추출하여, 상기 중계국에 대하여, 공통 인접 셀의 중앙 주파수와 공통 주변 주파수 중에서, 공통 주변 주파수를 할당하는 복수의 셀의 그룹 중 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주변 주파수를 할당하여, 공통 주변 주파수가 공통 인접 셀에 가까이 배치되는 중계국에 할당되게 하는 중계국 주파수 할당 결정부, 및
    상기 중계국 주파수 할당 결정부가 중계국에 할당한 영역에 따라, 상기 공통 주변 주파수를 할당하는 인접 셀의 그룹에서 로컬 셀에 가까이 배치된 중계국에 공통으로 할당할 수 있는 부여 간섭 대역을 피하면서, 로컬 셀의 중앙 주파수를 스케줄링하는 스케줄러로서 기능시키기 위한, 컴퓨터 프로그램.
  27. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 중계국으로서 동작하는 통신 장치로서,
    상기 기지국 및 상기 이동국과 송/수신하기 위한 통신부,
    상기 기지국과 상기 이동국 사이에서 중계하는 데이터를 일시적으로 유지하는 버퍼,
    상기 기지국으로부터 통지된 스케줄링 정보를 기억하는 스케줄링 정보 유지 메모리, 및
    상기 기지국과 상기 이동국 사이의 중계 동작을 포함하는, 상기 통신부에 의한 통신 동작을, 상기 스케줄링 정보에 기초하여 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 통신부는, 로컬국에 가까운 인접 셀의 중앙 주파수 및 로컬 셀의 주변 주파수 중에서, 상기 주변 영역에 공통 주변 주파수를 할당하는 셀의 그룹에 공통되는 주파수를 사용하여 무선 신호를 송신하는, 통신 장치.
  28. 내부의 중앙 영역과 단부의 주변 영역으로 이루어지는 로컬 셀 내의 무선 리소스를 관리하는 기지국, 이동국, 및 상기 기지국과 상기 이동국 사이를 중계하며 상기 이동국이 속해 있는 중계국으로 구성되는 통신 시스템에서 상기 이동국으로서 동작하는 통신 장치로서,
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