KR20130063658A - 이동통신 시스템의 무선 자원 할당 방법 - Google Patents

Abstract

이동통신 시스템의 무선 자원 할당 방법이 개시된다. 자원할당 장치가 셀간 간섭을 야기하는 이웃 셀의 자원할당정보인 ABS 패턴 정보를 수신하고, 수신한 ABS 패턴 정보에 기초하여 자원 할당대상 자원을 구분하고, 구분된 자원 할당대상 자원을 각 단말의 셀간 간섭을 고려하여 셀간 간섭의 영향을 받는 피간섭 단말과 그 이외의 단말을 구분하여 자원을 할당한다. 따라서, 무선 자원의 사용 효율을 향상시킬 수 있고, 피간섭 단말의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

이동통신 시스템의 무선 자원 할당 방법{METHOD FOR ALLOCATING RADIO RESOURCE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이종 네트워크 환경에서 셀간 간섭을 조정하기 위한 이동통신 시스템의 자원할당 방법에 관한 것이다.

셀간 간섭 조정(ICIC: Inter-Cell Interference Coordination)은 셀간 간섭을 고려함으로써 셀 경계지역의 데이터 속도를 높이는 스케줄링 전략이다. 기본적으로 셀간 간섭 조정은 인접한 셀들에서의 전송에 의한 간섭을 조절하기 위하여 상향링크 및 하향링크 스케줄러에 특정한 제약조건을 설정하는 것을 의미한다. 특정 셀에서 주파수 일부분의 송신전력을 억제하게 되면 인접한 셀들에서는 해당 주파수 부분에서 감지되는 간섭이 낮아질 것이며, 이러한 스펙트럼 부분은 인접한 셀 내의 사용자들에게 보다 높은 데이터 속도를 제공하는 데 사용될 수 있다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 또는 LTE-Advance 시스템에서는 이종 셀들이 중첩되어 배치된 이종 네트워크(HetNet: Heterogeneous Network)에 관한 표준화를 진행하고 있다.

특히, 3GPP RAN(Radio Access Network) 표준화 그룹에서는 중첩 셀 환경에서 셀간 간섭으로 인한 서비스 품질 저하를 최소화하기 위해, 최소한의 제어 신호만을 전송하고 그 이외의 신호는 전송하지 않는 서브프레임인 ABS(Almost Blank Subframe)를 정의하고 있다.

또한, 3GPP 표준 문서 TS 36.413에서는 LOAD INFORMATION 메시지에 ABS 정보를 전달할 수 있도록 ABS Pattern Info 정보 요소를 정의하고, RESOURCE STATUS UPDATE 메시지에 간섭의 영향을 받는 피간섭 단말에 할당된 ABS 자원의 비율을 전달할 수 있도록 ABS Status 정보 요소를 정의하고 있다.

이에 따라, ABS를 정의한 기지국은 이웃 셀에 속한 피간섭 단말에 할당된 ABS 자원 비율 정보에 기초하여 셀 내의 무선 자원 사용량에 따라 ABS를 추가하거나 감소시킬 수 있다.

그러나, 중첩 셀 환경에서 소정 셀의 기지국이 인접 셀의 ABS 정보를 고려하지 않고 인접셀의 ABS에 해당하는 서브프레임을 간섭의 영향이 없는 단말에 우선적으로 할당하거나, 인접 셀의 Non-ABS(여기서, Non-ABS는 ABS가 아닌 서브프레임을 의미함)에 해당하는 서브프레임을 피간섭 단말에 우선적으로 할당하게 되면 피간섭 단말의 서비스 품질 저하를 초래할 뿐만 아니라, ABS 패턴을 정의한 셀의 심각한 자원 낭비를 초래하게 되는 문제가 있다.

그리고, 셀 커버리지 중심에 위치하여 간섭의 영향을 받지 않는 단말이 간섭의 영향을 받는 피간섭 단말보다 무선 채널 품질이 더 좋은 경우, 각 단말의 무선 채널 품질에 기반하여 무선 채널 품질이 더 좋은 단말에 우선적으로 자원을 할당하는 방식에서, Non-ABS 서브프레임에 해당하는 서브프레임에서 무선 채널 품질이 더 좋은 간섭의 영향을 받지 않는 단말에 우선적으로 자원을 할당하고, ABS 서브프레임에 해당하는 서브프레임에서도 무선 채널 품질이 더 좋은 간섭의 영향을 받지 않는 단말에 우선적으로 자원을 할당하게 된다. 이에 따라, 간섭의 영향을 받는 피간섭 단말은 Non-ABS 서브프레임에 해당하는 서브프레임보다 ABS 서브프레임에 해당하는 서브프레임에서 보다 나은 무선 채널 품질을 가짐에도 불구하고 ABS 서브프레임에 해당하는 서브프레임에서 전송의 기회를 얻지 못하는 문제가 발생한다.

또한, 피간섭 단말은 ABS와 Non-ABS에서 상이한 무선채널 품질을 가지므로 이를 고려한 전송률 적응방법(rate adaption)이 필요하다.

상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 중첩 셀 환경에서 자원 사용 효율을 향상시킬 수 있고, 단말의 서비스 품질 향상 및 시스템의 전체적인 용량을 증대시킬 수 있는 이동통신 시스템의 무선 자원 할당 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이동통신 시스템의 자원 할당 방법은, 자원할당 장치가 셀간 간섭을 야기하는 이웃 셀의 자원할당정보를 수신하는 단계 및 상기 자원할당 장치가 수신한 상기 자원할당정보에 기초하여 자원 할당대상 자원을 구분하고, 구분된 상기 자원 할당대상 자원을 각 단말의 셀간 간섭을 고려하여 각 단말에 자원을 할당하는 자원할당 단계를 포함한다.

여기서, 상기 자원할당정보는 상기 이웃 셀에서 정의된 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴 정보일 수 있다.

여기서, 상기 이동통신 시스템의 무선 자원 할당 방법은 상기 자원할당 장치가 상기 ABS 패턴 정보에 기초하여 상기 할당대상 자원을 ABS에 해당하는 서브프레임과 ABS가 아닌 Non-ABS에 해당하는 서브프레임으로 구분하는 단계 및 상기 자원할당 장치가 상기 이웃 셀로부터 제공되는 간섭을 고려하여 셀간 간섭을 받는 적어도 하나의 단말로 구성된 제1 단말 그룹과, 상기 제1 단말 그룹에 속하지 않는 적어도 하나의 단말로 구성된 제2 단말 그룹으로 구분하는 단말 구분 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 단말 구분 단계에서는 상기 자원할당 장치가 각 단말로부터 전송된 수신신호세기 정보 및 수신신호의 품질 측정 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 제1 단말 그룹을 구분할 수 있다.

여기서, 상기 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법은 상기 자원할당 장치가 상기 제1 단말 그룹에 속하는 적어도 하나의 단말 각각의 ABS에서의 무선 채널 품질 및 Non-ABS에서의 무선 채널 품질 정보를 보고하도록 주기적인 CQI 보고 요청 및 비주기적인 CQI 보고 요청 중 적어도 하나의 CQI 보고 요청을 상기 제1 단말 그룹에 속하는 적어도 하나의 단말로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법은 상기 제1 단말 그룹에 속하는 적어도 하나의 단말 각각이 보고하는 무선 채널 품질 정보에 기초하여 ABS에서의 무선 채널 품질 및 Non-ABS에서의 무선 채널 품질 정보를 관리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이동통신 시스템의 자원 할당 방법은, 자원할당 장치가 각 단말의 셀간 간섭을 고려하여 각 단말을 셀간 간섭을 받는 피간섭 단말과 상기 피간섭 단말이 아닌 비간섭 단말로 구분하는 단계와, 셀간 간섭을 야기하는 이웃셀의 자원할당정보를 수신하는 단계와, 상기 자원할당정보에 기초하여 구분한 할당대상 자원의 유형에 따라 적어도 하나의 피간섭 단말 및 적어도 하나의 비간섭 단말로부터 각각 수신한 무선 채널 품질에 각각 서로 다른 가중치를 부여하는 단계와, 가중치가 부여된 무선채널 품질 및 각 단말의 서비스 요구 중 적어도 하나에 기초하여 각 할당대상 자원에 할당할 단말을 선택하는 단계 및 선택한 단말에 자원을 할당하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 각 단말의 셀간 간섭을 고려하여 각 단말을 셀간 간섭을 받는 피간섭 단말과 상기 피간섭 단말이 아닌 비간섭 단말로 구분하는 단계에서는, 상기 각 단말로부터 수신한 수신신호세기 정보 및 수신신호의 품질 측정 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 각 단말을 상기 피간섭 단말 및 상기 비간섭 단말 중 어느 하나로 구분할 수 있다.

여기서, 상기 셀간 간섭을 야기하는 이웃셀의 자원할당정보를 수신하는 단계에서는, 상기 이웃셀에서 정의된 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴 정보를 수신할 수 있다.

상기 자원할당정보에 기초하여 구분한 할당대상 자원의 유형에 따라 적어도 하나의 피간섭 단말 및 적어도 하나의 비간섭 단말로부터 각각 수신한 무선 채널 품질에 각각 서로 다른 가중치를 부여하는 단계에서는, 상기 할당대상 자원의 유형이 ABS에 해당하는 서브프레임인 경우 상기 적어도 하나의 피간섭 단말로부터 수신한 무선 채널 품질에 제1 가중치를 부여하고, 상기 할당대상 자원의 유형이 ABS가 아닌 Non-ABS에 해당하는 서브프레임인 경우, 상기 적어도 하나의 비간섭 단말로부터 수신한 무선 채널 품질에 제2 가중치를 부여할 수 있다.

여기서, 상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 상기 ABS에 해당하는 서브프레임과 상기 Non-ABS에 해당하는 서브프레임의 비율, 상기 적어도 하나의 피간섭 단말의 자원요청 및 상기 적어도 하나의 비간섭 단말의 자원요청 중 적어도 하나에 기초하여 상기 자원할당 장치가 결정할 수 있다.

여기서, 상기 선택한 단말에 자원을 할당하는 단계는, 자원할당 장치가 상기 선택한 단말이 피간섭 단말이고, 상기 할당대상 자원의 유형이 ABS에 해당하는 서브프레임인 경우 상기 피간섭 단말의 ABS에서의 무선채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 상기 피간섭 단말에 자원을 할당할 수 있다.

여기서, 상기 선택한 단말에 자원을 할당하는 단계는, 자원할당 장치가 상기 선택한 단말이 피간섭 단말이고, 상기 할당대상 자원의 유형이 Non-ABS에 해당하는 서브프레임인 경우 상기 피간섭 단말의 Non-ABS에서의 무선채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 상기 피간섭 단말에 자원을 할당할 수 있다.

여기서, 상기 선택한 단말에 자원을 할당하는 단계는, 자원할당 장치가 상기 선택한 단말이 비간섭 단말인 경우, 상기 비간섭 단말의 무선채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 상기 비간섭 단말에 자원을 할당할 수 있다.

상술한 바와 같은 이동통신 시스템의 무선 자원 할당 방법에 따르면, 중첩 셀 환경에서 셀간 간섭을 야기하는 셀에서 정의된 ABS 패턴 정보에 기초하여 Non-ABS에 해당하는 서브프레임에는 간섭의 영향이 없는 단말을 우선적으로 할당하고, ABS에 해당하는 서브프레임에는 간섭의 영향을 받는 피간섭 이동단말을 우선적으로 할당함으로써 무선 자원의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 피간섭 단말에 대해서는 ABS에 해당하는 서브프레임과 Non-ABS에 해당하는 서브프레임을 구분하여 각 서브프레임별로 피간섭 단말의 무선 채널 품질을 측정하고, 측정된 무선 채널 품질에 기초하여 피간섭 단말의 전송률을 적응적으로 조정함으로써 피간섭 단말의 성능을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 이동통신 시스템의 용량을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법이 적용되는 중첩셀 환경의 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법이 적용되는 중첩셀 환경의 다른 예를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법에서 단말의 상태 관리 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법은 LTE, LTE-Advanced, WiMAX 및 WiBro를 포함하는 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 '단말'이라함은 이동국(MS: Mobile Station), 이동 단말(MT: Mobile Terminal), 사용자 단말, 사용자 장비(UE: User Equipment), 사용자 터미널(UT: User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS: Subscriber Station), 무선 기기(Wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로 지칭될 수 있다. 또한, ‘기지국’은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(Base Station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 전송 포인트(transmission point), 원격 무선 장치(RRH: Remote Radio Head) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법이 적용되는 이종 네트워크 환경의 일 예를 나타내는 개념도로서, 매크로 셀(macro cell)과 피코 셀(pico cell)이 중첩되는 이종 네트워크 환경을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 피코 셀(110)이 매크로 셀(130)에 중첩되어 설치된 환경에서, 피코 기지국(115)의 커버리지 중심(111)에 위치하여 피코 기지국(115)과 통신하는 단말(117)은 피코 기지국(115)으로부터 수신되는 수신 신호의 세기는 강하고, 매크로 기지국(135)으로부터 수신되는 수신 신호의 세기는 약하기 때문에 셀간 간섭을 거의 받지 않게 되어 서비스 품질을 양호하게 유지할 수 있다.

한편, 피코 기지국(115)의 커버리지 확장 영역(113)에 위치하여 피코 기지국과 통신하는 단말(119)의 경우에는 피코 기지국(115)으로부터 수신되는 수신 신호의 세기는 약하고, 매크로 기지국(135)으로부터 수신되는 수신 신호의 세기는 피코 기지국(115)으로부터 수신되는 수신 신호보다 강하기 때문에 매크로 기지국(135)으로부터 전송되는 신호가 피코 기지국(115)으로부터 전송되는 신호에 간섭을 일으키게 되어 서비스 품질이 저하될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법은 도 1에 도시한 바와 같은 중첩셀 환경에서 매크로 기지국(135) 또는 피코 기지국(115)이 상대 기지국에서 정의한 ABS 패턴을 고려하여 간섭의 영향을 받는 피간섭 단말(119)과 간섭의 영향을 받지 않는 단말(117)을 구분하여 자원을 할당할 대상 서브프레임에서 셀간 간섭 여부에 따라 우선적으로 자원을 할당할 단말에 가중치를 적용하여 자원을 할당하고, 피간섭 단말(119)에 대해서는 ABS 및 Non-ABS에 해당하는 서브프레임을 구분하여 무선 채널 품질을 측정하고, 측정된 무선 채널 품질에 기초하여 피간섭 단말(119)의 전송률을 적응적으로 조절한다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 특정 셀 내에 위치하여 상기 특정 셀을 운용하는 기지국과 통신하는 복수의 단말들 중 상기 특정 셀이 아닌 다른 셀로부터 전송된 신호에 의해 간섭의 영향을 받는 단말을 '피간섭 단말'이라 지칭하고, 상기 복수의 단말들 중 상기 피간섭 단말들을 제외한 나머지 단말들을 '비간섭 단말'이라 지칭한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법이 적용되는 이종 네트워크 환경의 다른 예를 나타내는 개념도로서, 매크로 셀과 펨토셀(femto cell)이 중첩되는 이종 네트워크 환경을 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 펨토 기지국(215)은 미리 등록된 단말에 한해 정상적인 서비스를 제공하는 폐쇄 가입자 그룹(CSG: Closed Subscriber Group) 형태의 펨토셀(210)을 운용한다. 도 2에서 단말(217) 및 단말(219)은 모두 펨토셀(210)의 커버리지 내에 위치하고 있으나 단말(217)은 폐쇄 가입자 그룹(CSG)에 속하여 펨토 기지국(215)으로부터 서비스를 제공받고, 단말(219)은 폐쇄 가입자 그룹에 속하지 않기 때문에 매크로 기지국(235)으로부터 서비스를 제공받는다.

이와 같은 환경에서 단말(219)은 펨토 기지국(215)으로부터는 강한 세기를 가지는 신호를 수신하고, 매크로 기지국(235)으로부터 펨토 기지국(215)으로부터 전송되는 신호에 비해 약한 세기를 가지는 신호를 수신하게 된다. 따라서, 펨토 기지국(215)으로부터 전송되는 신호가 매크로 기지국(235)으로부터 전송되는 신호를 간섭하게 되어 서비스 품질이 저하된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법은 도 2에 도시한 바와 같은 중첩셀 환경에서 매크로 기지국(235) 또는 펨토 기지국(215)이 상대 기지국에서 정의한 ABS 패턴을 고려하여 자원을 할당할 대상 서브프레임에서 셀간 간섭 여부에 따라 우선적으로 자원을 할당할 단말에 가중치를 적용하여 자원을 할당하고, 피간섭 단말에 대해서는 ABS 및 Non-ABS에 해당하는 서브프레임을 구분하여 무선 채널 품질을 측정하고, 측정된 무선 채널 품질에 기초하여 각 피간섭 단말의 전송률을 적응적으로 조절한다.

도 1 및 도 2에서는 매크로셀(130, 230)에 피코셀(110) 또는 펨토셀(210)이 중첩되는 이종 네트워크 환경을 예를 들어 도시하였으나 본 발명의 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법이 적용되는 네트워크 환경이 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 이종 네트워크 환경에만 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법은 서로 동일한 종류의 두 셀이 인접하게 배치되어 셀간 간섭을 야기하는 동종 네트워크 환경에도 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 제1 셀(310)과 제2 셀(330)이 중첩되어 설치되고 제1 셀(310)은 제1 기지국(315)에 의해 운용되고 제2 셀(330)은 제2 기지국(335)에 의해 운용되는 네트워크 환경에서, 제1 기지국(315)과 제2 기지국(335)은 백홀(backhaul, 예를 들면 X2 인터페이스)을 통해 각 기지국에서 정의한 ABS 패턴 정보를 공유할 수 있다.

여기서, 제1 기지국(315)은 피코 또는 펨토 기지국이 될 수 있고, 제1 셀(310)은 제1 기지국(315)이 운용하는 피코 또는 펨토 셀이 될 수 있다. 제2 기지국(335)은 매크로 기지국이 될 수 있고, 제2 셀(330)은 제2 기지국(335)이 운용하는 매크로 셀이 될 수 있다.

이하에서는, 제2 셀(330) 또는 제2 기지국(335)에서 정의한 ABS 패턴 정보를 제1 기지국(315)이 수신하고 수신한 ABS 패턴 정보에 기초하여 자원을 할당하는 과정을 구체적인 예를 들어 설명한다.

먼저, 제1 기지국(315)은 제2 기지국(335)이 정의한 ABS 패턴 정보를 수신하여 이를 관리한다. 또한, 제1 기지국(315)은 제1 기지국(315)으로부터 서비스를 제공받는 단말들(317a, 317b, 319a, 319b, 319c) 중 ABS 패턴을 정의한 제2 기지국(335)으로부터 전송되는 신호에 의해 간섭의 영향을 받는 피간섭 단말들(319a, 319b, 319c)로 구성된 피간섭 단말 그룹(319)과 그 이외의 단말(317a, 317b)들로 구성된 비간섭 단말 그룹(317)을 구분한다.

여기서, 제1 기지국(315)은 제1 셀(310)의 커버리지 내의 각 단말들(317a, 317b, 319a, 319b, 319c)이 측정하여 보고하는 셀간 수신 신호 세기 및/또는 수신 신호의 품질 측정 정보 등에 기초하여 제2 셀(330)로부터 간섭이 미리 설정된 간섭 기준값 이상인 단말들을 구분하여 피간섭 단말 그룹(319)을 설정할 수 있고, 제1 셀(310)에 위치하는 단말들(317a, 317b, 319a, 319b, 319c) 중 상기 피간섭 단말 그룹에 속하지 않는 단말들(317a, 317b)을 비간섭 단말 그룹(317)으로 설정할 수 있다. 또한, 제1 기지국(315)은 제1 셀(310)에 위치하는 단말들(317a, 317b, 319a, 319b, 319c)로부터 보고되는 셀간 수신 신호 세기 및/또는 수신 신호 품질 측정 정보 등에 기초하여 피간섭 단말 그룹(319) 및 비간섭 단말 그룹(317)에 속하는 단말들을 동적으로 변경할 수 있다.

또한, 제1 기지국(315)은 수신한 상기 ABS 패턴 정보에 기초하여 피간섭 단말 그룹(319)에 속하는 각각의 단말(319a, 319b, 319c)의 무선 채널 품질을 ABS와 Non-ABS에 해당하는 서브프레임으로 구분하여 관리한다. 즉, 제1 기지국(315)는 각각의 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)로부터 ABS 및 Non-ABS에 해당하는 서브프레임에 대한 무선 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Indicator)를 보고 받고 이를 관리하여 자원할당에 이용한다.

제1 기지국(315)은 제2 기지국(335)부터 ABS 패턴 정보(350)를 수신하고, 제1 셀(319)에 위치하는 복수의 단말들(317a, 317b, 319a, 319b, 319c)을 피간섭 단말 그룹(319)과, 비간섭 단말 그룹(317)으로 구분한 후, ABS 패턴 정보(350)에 기초하여 자원 할당 대상 서브프레임(370)에서 셀간 간섭 여부에 따라 우선적으로 자원을 할당할 단말에 가중치를 적용하여 자원을 할당한다.

예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 제1 기지국(315)이 할당할 자원 중 홀수번째 서브프레임은 제2 기지국(335)에서 정의한 ABS에 대응되고, 짝수번째 서브프레임은 제2 기지국(335)에서 정의한 Non-ABS에 대응될 때, 제1 기지국(315)은 상기 ABS에 대응되는 홀수번째 서브프레임에 대해서는 우선적으로 자원을 할당할 피간섭 단말 그룹(319)에 속하는 각 단말의 ABS에서의 무선 채널 품질에 제1 가중치를 적용한다. 또한, 제1 기지국(315)은 상기 Non-ABS에 대응되는 짝수번째 서브프레임에 대해서는 우선적으로 자원을 할당할 비간섭 단말 그룹(317)에 속하는 각 단말의 무선 채널 품질에 제2 가중치를 적용한다.

여기서, 제1 기지국(315)은 상기 제1 또는 제2 가중치가 적용된 각 단말의 무선 채널 품질 및/또는 서비스 품질 요구 사항을 고려한 비례 공정(PF: Proportional Fair) 알고리즘을 이용하여 자원을 할당할 단말을 선택할 수 있다.

여기서, 제1 기지국(315)이 선택한 단말이 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)인 경우, 제1 기지국(315)은 자원 할당 대상 서브프레임(370) 중 상기 ABS에 대응되는 홀수번째 서브프레임에서 상기 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)에 자원을 할당할 때, 상기 선택된 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)의 ABS에서의 무선 채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택할 수 있다.

또한, 제1 기지국(315)이 선택한 단말이 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)인 경우, 제1 기지국(315)은 자원 할당 대상 서브프레임(370) 중 상기 Non-ABS에 대응되는 짝수번째 서브프레임에서 상기 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)에 자원을 할당할 때, 상기 선택된 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)의 Non-ABS에서의 무선 채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택할 수 있다.

그리고, 제1 기지국(315)이 선택한 단말이 비간섭 단말(317a, 317b)인 경우, 제1 기지국(315)은 상기 선택한 비간섭 단말(317a, 317b)의 무선 채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택할 수 있다.

여기서, 상기 제1 가중치는 ABS에 해당하는 서브프레임에서 피간섭 그룹에 속하는 단말(319a, 319b, 319c)에게 우선적으로 자원을 할당하기 위한 가중치로, 상기 제1 가중치가 높게 설정될수록 ABS에 해당하는 서브프레임에서 무선 채널 품질이 낮은 피간섭 단말에게 무선 채널 품질이 좋은 비간섭 단말보다 우선적으로 자원을 할당할 수 있게 된다. 그러나, Non-ABS에 해당하는 서브프레임의 비율이 낮고 무선 채널 품질이 양호한 비간섭 단말 그룹에 속하는 단말(317a, 317b)의 자원 요청이 많은 경우, 제1 기지국(315)은 상기 제1 가중치를 낮게 설정하여 ABS에 해당하는 서브프레임에서 무선 채널 품질이 양호한 비간섭 단말(317a, 317b)에게 무선 채널 품질이 낮은 피간섭 단말보다 우선적으로 자원을 할당할 수도 있다.

또한, 상기 제2 가중치는 Non-ABS에 해당하는 서브프레임에서 비간섭 단말 그룹에 속하는 단말(317a, 317b)에게 우선적으로 자원을 할당하기 위한 가중치로, 상기 제2 가중치가 높게 설정될수록 Non-ABS에 해당하는 서브프레임에서 무선 채널 품질이 낮은 비간섭 단말에게 무선 채널 품질이 좋은 피간섭 단말보다 우선적으로 자원을 할당할 수 있게 된다. 그러나, ABS에 해당하는 서브프레임의 비율이 낮고 Non-ABS 서브프레임에서의 무선 채널 품질이 양호한 피간섭 단말 그룹에 속하는 단말(319a, 319b, 319c)의 자원 요청이 많은 경우, 제1 기지국(315)은 상기 제2 가중치를 낮게 설정하여 Non-ABS에 해당하는 서브프레임에서 무선 채널 품질이 양호한 피간섭 단말(319a, 319b, 319c)에게 무선 채널 품질이 낮은 비간섭 단말보다 우선적으로 자원을 할당할 수도 있다.

따라서, 상기 가중치는 적정 값으로 조정해야 하며, 제1 기지국(315)은 ABS 에 해당하는 서브프레임과 Non-ABS에 해당하는 서브프레임의 비율 그리고 피간섭 단말 그룹(319)에 속하는 단말들의 자원 요청과 비간섭 단말 그룹(317)에 속하는 단말들의 자원 요청 등을 고려하여 상기 제1 가중치와 제2 가중치를 적응적으로 설정할 수 있다.

또한, 제1 기지국(315)은 피간섭 단말에 대한 비주기적인 CQI 보고 요청 또는 주기적인 CQI 보고 요청에 상응하여 피간섭 단말이 보고하는 무선 채널 품질에 기초하여 피간섭 단말의 ABS에서의 무선 채널 품질과 Non-ABS에서의 무선 채널 품질 정보를 관리한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법에서 단말의 상태 관리 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 기지국은 주변 셀의 기지국으로부터 ABS 패턴 정보를 수신하고, 수신한 ABS 패턴 정보에 기초하여 ABS와 Non-ABS 정보를 구분하여 관리한다(S401). 여기서, 주변 셀은 상기 기지국이 운용하는 셀과 인접한 셀이 될 수도 있고, 상기 기지국이 운용하는 셀의 커버리지를 포함하는 셀이 될 수도 있다. 또한, 기지국은 상기 주변 셀을 운용하는 기지국으로부터 백홀을 통해 상기 ABS 패턴 정보를 수신할 수 있다.

이후, 기지국은 셀 커버리지 내에 위치하는 복수의 단말들을 상기 ABS 패턴을 정의한 주변 셀로부터 간섭의 영향을 받는 피간섭 단말 그룹과, 그 이외의 단말들로 구성되는 비간섭 단말 그룹으로 구분하여 관리한다(S403). 여기서, 기지국은 셀 커버리지 내에 위치하는 단말들로부터 보고되는 셀간 수신 신호 세기 및/또는 수신 신호 품질 측정 정보 등에 기초하여 각 단말이 속하는 그룹을 동적으로 변경할 수 있다.

또한, 기지국은 피간섭 단말 그룹에 속하는 각각의 피간섭 단말에 대해 상기 수신한 ABS 패턴 정보에 기초하여 ABS에서의 무선 채널 품질과 Non-ABS에서의 무선 채널을 구분하여 관리한다(S405). 이를 위해 기지국은 피간섭 단말에 대한 비주기적인 CQI 보고 요청 또는 주기적인 CQI 보고 요청을 송신하고, 이에 상응하여 각 피간섭 단말이 보고하는 무선 채널 품질에 기초하여 각 피간섭 단말의 ABS에서의 무선 채널 품질과 Non-ABS에서의 무선 채널 품질 정보를 관리한다.

도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자원 할당 방법에서는 기지국은 주변 셀의 ABS 패턴 정보를 관리하고, 각 단말의 간섭 영향을 고려하여 단말을 구분한 후, 간섭을 받는 단말들에 대해서는 ABS 및 Non-ABS에서의 무선 채널 품질을 구분하여 관리하고, 이와 같이 관리한 정보를 자원 할당에 이용한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 자원 할당 방법을 나타내는 흐름도이다.

기지국은 도 4에 도시한 바와 같은 과정을 통해 수신한 주변 셀의 ABS 패턴에 기초하여 자원 할당 대상 서브프레임을 ABS와 Non-ABS로 구분하고, 구분된 각 서브프레임에서 셀간 간섭 여부에 따라 우선적으로 자원을 할당할 단말들에 가중치를 적용하고, 단말들의 간섭정보 및 무선 채널 품질 정보에 기초하여 자원을 할당할 단말을 선택한다.

구체적으로, 기지국은 자원 할당 대상 서브프레임이 주변 셀의 ABS에 해당하는 가를 판단하고(S501), 자원 할당 대상 서브프레임이 주변 셀의 ABS에 해당하는 것으로 판단되면 우선적으로 자원을 할당 할 피간섭 단말 그룹에 속한 각 단말의 ABS에서의 무선 채널 품질에 제1 가중치를 적용한다(S502).

또는, 기지국은 자원 할당 대상 서브프레임이 주변 셀의 Non-ABS에 해당하는 것으로 판단되면 우선적으로 자원을 할당 할 비간섭 단말 그룹에 속한 각 단말의 무선 채널 품질에 제2 가중치를 적용한다(S503).

이후, 기지국은 상기 제1 가중치 또는 제2 가중치가 적용된 단말들 각각의 무선 채널 품질 및 서비스 품질 요구사항 등을 고려한 비례 공정 알고리즘을 이용하여 적어도 하나의 단말을 선택한다(S504).

단계 S504에서, 기지국은 자원을 할당할 대상 서브프레임이 ABS에 해당하는 서브프레임에서, 피간섭 단말 그룹에 속하는 각 단말의 제1 가중치가 적용된 무선 채널 품질과 비간섭 단말 그룹에 속하는 각 단말의 무선 채널 품질을 고려한 비례 공정 알고리즘을 이용하여 적어도 하나의 단말을 선택할 수 있다.

또는, 단계 S504에서 기지국은 자원을 할당할 대상 서브프레임이 Non-ABS에 해당하는 서브프레임에서, 피간섭 단말 그룹에 속하는 각 단말의 Non-ABS에서의 무선 채널 품질과 비간섭 단말 그룹에 속하는 각 단말의 제2 가중치가 적용된 무선 채널 품질을 고려한 비례 공정 알고리즘을 이용하여 적어도 하나의 단말을 선택할 수 있다.

이후, 기지국은 선택한 적어도 하나의 단말이 피간섭 단말 그룹에 속하는지를 판단하고(S505), 선택된 단말이 피간섭 단말 그룹에 속하는 것으로 판단되면, 자원을 할당할 대상 서브프레임이 ABS에 해당하는 서브프레임인지를 판단한다(S506).

단계 S505에서 상기 선택된 단말이 피간섭 단말으로 판단되고, 단계 S506에서 자원을 할당할 대상 서브프레임이 ABS에 해당하는 서브프레임으로 판단되면, 기지국은 상기 선택된 피간섭 단말의 ABS에서의 무선 채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 자원을 할당할 수 있다(S507).

또는 단계 S505에서 상기 선택된 단말이 피간섭 단말으로 판단되고, 단계 S506에서 자원을 할당할 대상 서브프레임이 상기 Non-ABS에 해당하는 서브프레임으로 판단되면, 기지국은 상기 선택된 피간섭 단말의 Non-ABS에서의 무선 채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 자원을 할당할 수 있다(S508).

그리고 단계 S505에서 상기 선택된 단말이 비간섭 단말로 판단되면, 기지국은 상기 선택된 비간섭 단말의 무선 채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 자원을 할당할 수 있다(S509).

여기서, 기지국은 자원 할당을 요청하는 단말이 더 이상 존재하지 않거나, 자원 할당 대상 서브프레임에서 할당 가능한 무선 자원이 더 이상 존재하지 않는 경우 자원 할당을 종료할 수 있다(S510).

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

1. 자원할당 장치가 셀간 간섭을 야기하는 이웃 셀의 자원할당정보를 수신하는 단계; 및
   상기 자원할당 장치가 수신한 상기 자원할당정보에 기초하여 자원 할당대상 자원을 구분하고, 구분된 상기 자원 할당대상 자원을 각 단말의 셀간 간섭을 고려하여 각 단말에 자원을 할당하는 자원할당 단계를 포함하는 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 자원할당정보는 상기 이웃 셀에서 정의된 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴 정보인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 이동통신시스템의 무선자원 할당방법은,
   상기 자원할당 장치가 상기 ABS 패턴 정보에 기초하여 상기 자원 할당대상 자원을 ABS에 해당하는 서브프레임과 ABS가 아닌 Non-ABS에 해당하는 서브프레임으로 구분하는 단계; 및
   상기 자원할당 장치가 상기 이웃 셀로부터 제공되는 간섭을 고려하여 셀간 간섭을 받는 적어도 하나의 단말로 구성된 제1 단말 그룹과, 상기 제1 단말 그룹에 속하지 않는 적어도 하나의 단말로 구성된 제2 단말 그룹으로 구분하는 단말 구분 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 단말 구분 단계는 상기 자원할당 장치가 각 단말로부터 전송된 수신신호세기 정보 및 수신신호의 품질 측정 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 제1 단말 그룹을 구분하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법은,
   상기 자원할당 장치가 상기 제1 단말 그룹에 속하는 적어도 하나의 단말 각각의 ABS에서의 무선 채널 품질 및 Non-ABS에서의 무선 채널 품질 정보를 보고하도록 주기적인 CQI 보고 요청 및 비주기적인 CQI 보고 요청 중 적어도 하나의 CQI 보고 요청을 상기 제1 단말 그룹에 속하는 적어도 하나의 단말로 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법은
   상기 제1 단말 그룹에 속하는 적어도 하나의 단말 각각이 보고하는 무선 채널 품질 정보에 기초하여 ABS에서의 무선 채널 품질 및 Non-ABS에서의 무선 채널 품질 정보를 관리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 무선자원 할당방법.
7. 자원할당 장치에서 수행되는 무선자원 할당방법에 있어서,
   각 단말의 셀간 간섭을 고려하여 각 단말을 셀간 간섭을 받는 피간섭 단말과 상기 피간섭 단말이 아닌 비간섭 단말로 구분하는 단계;
   셀간 간섭을 야기하는 이웃셀의 자원할당정보를 수신하는 단계;
   상기 자원할당정보에 기초하여 구분한 할당대상 자원의 유형에 따라 적어도 하나의 피간섭 단말 및 적어도 하나의 비간섭 단말로부터 각각 수신한 무선 채널 품질에 각각 서로 다른 가중치를 부여하는 단계;
   가중치가 부여된 무선채널 품질 및 각 단말의 서비스 요구 중 적어도 하나에 기초하여 각 할당대상 자원에 할당할 단말을 선택하는 단계; 및
   선택한 단말에 자원을 할당하는 단계를 포함하는 무선자원 할당방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 각 단말의 셀간 간섭을 고려하여 각 단말을 셀간 간섭을 받는 피간섭 단말과 상기 피간섭 단말이 아닌 비간섭 단말로 구분하는 단계는,
   상기 각 단말로부터 수신한 수신신호세기 정보 및 수신신호의 품질 측정 정보 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 각 단말을 상기 피간섭 단말 및 상기 비간섭 단말 중 어느 하나로 구분하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 셀간 간섭을 야기하는 이웃셀의 자원할당정보를 수신하는 단계는,
   상기 이웃셀에서 정의된 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 자원할당정보에 기초하여 구분한 할당대상 자원의 유형에 따라 적어도 하나의 피간섭 단말 및 적어도 하나의 비간섭 단말로부터 각각 수신한 무선 채널 품질에 각각 서로 다른 가중치를 부여하는 단계는,
    상기 할당대상 자원의 유형이 ABS에 해당하는 서브프레임인 경우 상기 적어도 하나의 피간섭 단말로부터 수신한 무선 채널 품질에 제1 가중치를 부여하고, 상기 할당대상 자원의 유형이 ABS가 아닌 Non-ABS에 해당하는 서브프레임인 경우, 상기 적어도 하나의 비간섭 단말로부터 수신한 무선 채널 품질에 제2 가중치를 부여하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 상기 ABS에 해당하는 서브프레임과 상기 Non-ABS에 해당하는 서브프레임의 비율, 상기 적어도 하나의 피간섭 단말의 자원요청 및 상기 적어도 하나의 비간섭 단말의 자원요청 중 적어도 하나에 기초하여 상기 자원할당 장치가 결정하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당방법.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 선택한 단말에 자원을 할당하는 단계는,
    상기 선택한 단말이 피간섭 단말이고, 상기 할당대상 자원의 유형이 ABS에 해당하는 서브프레임인 경우 상기 피간섭 단말의 ABS에서의 무선채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 상기 피간섭 단말에 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당방법.
13. 청구항 10에 있어서,
    상기 선택한 단말에 자원을 할당하는 단계는,
    상기 선택한 단말이 피간섭 단말이고, 상기 할당대상 자원의 유형이 Non-ABS에 해당하는 서브프레임인 경우 상기 피간섭 단말의 Non-ABS에서의 무선채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 상기 피간섭 단말에 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당방법.
14. 청구항 10에 있어서,
    상기 선택한 단말에 자원을 할당하는 단계는,
    상기 선택한 단말이 비간섭 단말인 경우, 상기 비간섭 단말의 무선채널 품질에 기초하여 변조 및 코딩 방식을 선택하여 상기 비간섭 단말에 자원을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선자원 할당방법.

Images