KR20130109476A - Improved femto-cell resource allocation device and method in lte cellular systems based on fractional frequency reuse - Google Patents

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KR20130109476A
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for improved Femto-cell resource allocation in a long term evolution (LTE) cellular system using partial frequency reuse and a method thereof are provided to solve co-channel interference between a macro cell and a Femto-cell. CONSTITUTION: A peripheral device information acquisition part (110) acquires information of peripheral Femto-cell and macro cell. A Femto-cell resource allocation part (120) determines an optimum frequency sub band which is to be allocated to the Femto-cell on the basis of the information collected from the peripheral device information acquisition part. A Femto-cell resource broadcasting part (130) broadcasts the determined optimum frequency sub band to the Femto-cell. When the apparatus is applied in an LTE-based cellular system environment using partial frequency reuse, the optimum frequency sub band is allocated to the Femto-cell. [Reference numerals] (110) Peripheral device information acquisition part; (120) Femto-cell resource allocation part; (130) Femto-cell resource broadcasting part

Description

부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE 셀룰라 시스템에서의 향상된 펨토셀 자원 할당 장치 및 방법{IMPROVED FEMTO-CELL RESOURCE ALLOCATION DEVICE AND METHOD IN LTE CELLULAR SYSTEMS BASED ON FRACTIONAL FREQUENCY REUSE}Improved FEMTO-CELL RESOURCE ALLOCATION DEVICE AND METHOD IN LTE CELLULAR SYSTEMS BASED ON FRACTIONAL FREQUENCY REUSE}

본 발명은 전송률을 높이기 위한 통신 서비스의 일환으로 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE(Long Term Evolution) 셀룰라 시스템에서의 향상된 펨토셀(Femto-Cell) 자원 할당 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an improved femto-cell resource allocation apparatus and method in a Long Term Evolution (LTE) cellular system using partial frequency reuse as part of a communication service for increasing a transmission rate.

무선 통신과 멀티미디어 기술이 계속 발전하면서 높은 전송률의 대한 수요가 증가하고 있으며, 이렇게 증가하고 있는 수요를 해결하기 위해 여러 가지 기술들이 이동통신 시스템에 적용되고 있다. 적용되는 기술 중 하나는 더 많은 주파수 자원을 할당하는 것인데, 주파수 자원은 한정되어 있고 주파수 자원에 대한 수요가 급증하는 추세에서 이 기술은 부적절하다. 따라서 추가적인 물리적 자원 없이 전송률을 향상시킬 수 있는 기술들이 필요하다.As wireless communication and multimedia technologies continue to develop, demands for high data rates are increasing, and various technologies have been applied to mobile communication systems in order to solve such increasing demands. One of the techniques applied is to allocate more frequency resources, which is inadequate due to the limited frequency resources and the increasing demand for frequency resources. Therefore, there is a need for techniques that can improve the transmission rate without additional physical resources.

이러한 기술 중 이슈로 떠오르고 있는 것은 셀을 소형화시키는 것이다. 이러한 의미에서 펨토셀은 셀 반경을 극도로 줄여 옥내에서도 사용할 수 있는 소규모 환경에 적합한 장비이다. 펨토셀은 저전력으로 10~50m의 작은 반경을 가지는 옥내용 기지국으로서, 옥내에 이미 설치된 브로드밴드망(인터넷)을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속해주는 역할을 한다. An emerging issue of these technologies is the miniaturization of cells. In this sense, femtocells are extremely suitable for small-scale environments that can be used indoors by dramatically reducing cell radius. The femtocell is an indoor base station having a small radius of 10-50m at low power, and serves to connect to a mobile communication core network through a broadband network (Internet) already installed indoors.

펨토셀 사용 시, 유저의 모바일 기기와 펨토셀은 짧은 거리로 인해 옥내 고품질의 통신 환경을 제공함으로써 서비스를 향상시키게 된다. 또한 펨토셀은 추가적인 인프라 구축 없이 유저의 의해 옥내에서 플러그 앤 플레이(Plug And Play) 방식으로 간단히 설치되기 때문에 저렴한 비용으로 구축할 수 있다.When using femtocells, users' mobile devices and femtocells improve service by providing high quality indoor communication environment due to the short distance. In addition, femtocells can be deployed at low cost because they are simply installed in a plug and play method indoors without additional infrastructure.

하지만 펨토셀 시스템에도 몇가지 기술적 과제들이 존재한다. 펨토셀이 LTE와 같은 직교주파수분할 다중접속방식(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) 기반의 네트워크에 적용될 경우, 펨토셀이 매크로셀(Macro Cell)의 스펙트럼을 사용하면서 생기는 매크로셀과 펨토셀 간의 동일 채널 간섭 문제가 발생한다. However, some technical challenges exist in femtocell systems. When a femtocell is applied to an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) based network such as LTE, co-channel interference between a femtocell and a femtocell occurs when a femtocell uses a spectrum of a macro cell. Occurs.

이러한 문제를 해결하기 위해 부분 주파수 재사용을 사용함으로써 주파수 자원 사용의 효율이 향상된다. 따라서, 시스템의 전체적인 스루풋(Throughput, 단위시간당 처리량)은 향상되었지만, 펨토셀이 LTE 셀룰라 시스템에서 적용될 경우, 매크로셀과 펨토셀 간의 동일 채널 간섭 문제는 여전히 존재한다.To solve this problem, the use of partial frequency reuse improves the efficiency of frequency resource usage. Thus, although the overall throughput of the system has been improved, co-channel interference problems between macrocells and femtocells still exist when femtocells are applied in LTE cellular systems.

본 발명을 통해 매크로셀과 펨토셀 간의 간섭 문제를 해결하고, 전체적인 스루풋을 최대화시키며, 펨토셀 자원 할당을 최적화하는 펨토셀 자원 할당 장치가 개시된다.Disclosed is a femtocell resource allocation apparatus for solving an interference problem between a macrocell and a femtocell, maximizing overall throughput, and optimizing femtocell resource allocation.

본 발명은, 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE 기반의 셀룰라 시스템에서 매크로셀과 펨토셀간의 동일 채널 간섭 문제를 해결하는 펨토셀 자원 할당 방식이 요구된다. In the present invention, a femtocell resource allocation scheme for solving the co-channel interference problem between a macrocell and a femtocell is required in an LTE-based cellular system using partial frequency reuse.

또한, 기존 방식의 하위 구역 경계 부근에서 간섭이 발생하는 문제를 해결하고 셀룰라 시스템의 성능을 증가시키는 향상된 펨토셀 자원 할당 장치를 제안한다. In addition, the present invention proposes an improved femtocell resource allocation device which solves the problem of interference occurring near the boundary of the lower region of the conventional scheme and increases the performance of the cellular system.

펨토셀 자원 할당 장치에 있어서, 주변 펨토셀과 매크로셀의 정보를 획득하는 주변기기 정보 획득부, 주변기기 정보 획득부로부터 수집된 정보들을 바탕으로 펨토셀에게 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 펨토셀 자원 할당부, 그리고 결정된 최적의 주파수 서브밴드를 펨토셀에게 브로드캐스팅하는 펨토셀 자원 브로드캐스팅부로 구성되는 펨토셀 자원 할당 장치를 제공한다.An apparatus for allocating a femtocell resource, comprising: a peripheral device information acquisition unit for acquiring information of neighboring femtocells and macrocells, a femtocell resource allocation unit for determining an optimal frequency subband to be allocated to a femtocell based on information collected from the peripheral device information acquisition unit, And a femtocell resource allocation apparatus comprising a femtocell resource broadcasting unit for broadcasting the determined optimal frequency subband to the femtocell.

일례에 있어서, 펨토셀 자원 할당 장치는 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE 기반의 셀룰라 시스템 환경에서 적용됐을 때, 펨토셀에게 최적의 주파수 서브밴드를 할당 할 수 있다.In one example, the femtocell resource allocation device may allocate an optimal frequency subband to a femtocell when applied in an LTE-based cellular system environment using partial frequency reuse.

또 다른 측면에 따르면, 주변기기 정보 획득부는 주변 펨토셀의 설정 상태 및 채널 이용정보와 매크로셀에 대한 정보를 획득한다. 이러한 정보는 채널 할당 상태, 설치된 위치, 접근 모드 방식, 펨토셀 AP(Access Point)의 개수, 매크로셀의 수신 신호 강도에 해당되며, 무선랜이나 무선 주파수 채널을 통해 획득될 수 있다.According to another aspect, the peripheral device information acquisition unit obtains the configuration state and channel usage information of the surrounding femtocell and the information on the macrocell. Such information corresponds to a channel assignment state, an installed location, an access mode method, a number of femtocell APs, and a received signal strength of a macrocell, and may be obtained through a WLAN or a radio frequency channel.

또 다른 측면에 따르면, 펨토셀 자원 할당부는 주변기기 정보 획득부로부터 받은 정보들을 바탕으로 현재 매크로셀의 부분 주파수 재사용 구조를 파악할 수 있다.According to another aspect, the femtocell resource allocator may grasp the partial frequency reuse structure of the current macrocell based on information received from the peripheral information acquirer.

또 다른 측면에 따르면, 파악된 매크로셀의 부분 주파수 재사용 구조를 바탕으로 펨토셀 자원 할당을 위한 새로운 하위 구역을 설계할 수 있다.According to another aspect, a new subzone for femtocell resource allocation can be designed based on the identified partial frequency reuse structure of the macrocell.

또 다른 측면에 따르면, 주변기기 정보 획득부로부터 받은 정보들을 바탕으로 설계된 하위 구역을 고려하여 펨토셀의 위치를 파악할 수 있다.According to another aspect, the location of the femtocell can be determined in consideration of the subregion designed based on the information received from the peripheral device information acquisition unit.

또 다른 측면에 따르면, 설계된 하위 구역과 상기 파악된 펨토셀의 위치를 고려하여 펨토셀에게 최적의 주파수 서브밴드를 할당할 수 있다.According to another aspect, an optimal frequency subband may be allocated to a femtocell in consideration of the designed subregion and the location of the identified femtocell.

펨토셀 자원 할당 방법에 있어서, 주변 펨토셀과 매크로셀의 정보를 획득하고, 주변기기 정보 획득부로부터 수집된 정보들을 바탕으로 펨토셀에게 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하며, 결정된 최적의 주파수 서브밴드를 펨토셀에게 브로드캐스팅하는 펨토셀 자원 할당 방법이 제공된다.In the femtocell resource allocation method, information of neighboring femtocells and macrocells is obtained, an optimal frequency subband to be allocated to a femtocell is determined based on information collected from the peripheral device information acquisition unit, and the determined optimal frequency subband is determined. There is provided a femtocell resource allocation method of broadcasting.

부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE 기반 셀룰라 시스템에서의 향상된 펨토셀 자원 할당 장치에 있어서, 펨토셀이 상대적으로 기존 매크로셀의 주파수 대역을 더 많이 공유하면서 동시에 매크로셀 유저에게 적은 간섭을 주기 때문에 매크로셀 유저와 펨토셀 유저 모두의 채널 용량을 향상시켜줄 수 있다.An improved femtocell resource allocation device in an LTE-based cellular system using partial frequency reuse, a macrocell user and a femtocell because femtocells share more frequency bands of existing macrocells and give less interference to macrocell users. This can improve the channel capacity of all users.

기존 방식의 하위 구역 경계 부근에서 간섭이 발생하는 문제를 해결하고 셀룰라 시스템의 성능을 증가시키는 향상된 펨토셀 자원 할당 장치를 제안하며, 이를 통해 무선 자원을 효율적으로 운용하여 전체적인 셀의 성능을 높일 수 있다.We propose an improved femtocell resource allocation device that solves the problem of interference in the vicinity of the lower zone boundary of the conventional scheme and increases the performance of the cellular system. Through this, it is possible to improve the overall cell performance by efficiently operating radio resources.

따라서 본 발명을 통해서 매크로셀과 펨토셀이 혼재되어 있는 LTE 기반 셀룰라 시스템의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the overall performance of the LTE-based cellular system in which the macrocell and femtocell are mixed.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 자원 할당 장치의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 제안된 펨토셀 자원 할당을 위한 셀룰라 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 실제적 펨토셀 자원 할당을 위한 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 자원 할당을 하는 과정을 나타낸 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명에서 최적의 FCR 크기를 위한 매크로셀 유저의 성능 그래프로 매크로셀 가운데 지역에서의 스루풋을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명에서 최적의 FCR 크기를 위한 펨토셀 유저의 성능 그래프로 펨토셀 가운데 지역에서의 스루풋을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명과 기존 방식의 자원 할당 기법 성능으로 매크로셀 유저의 수신 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) CDF(Cumulative Distribution Function, 누적분포함수)를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명과 기존 방식의 자원 할당 기법 성능으로 매크로셀 유저의 스루풋을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명과 기존 방식의 자원 할당 기법 성능으로 펨토셀 유저의 수신 SINR CDF를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명과 기존 방식의 자원 할당 기법 성능으로 펨토셀 유저에게 할당되는 주파수 대역폭을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명과 기존 방식의 자원 할당 기법 성능으로 펨토셀 유저의 채널 용량을 나타낸 그래프이다.
1 is a block diagram illustrating a structure of an femtocell resource allocation device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a cellular system structure for femtocell resource allocation according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an algorithm for actual femtocell resource allocation according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates an example of a femtocell resource allocation process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating performance of an area of a macro cell as a performance graph of a macro cell user for an optimal FCR size in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates throughput in a region of a femtocell as a performance graph of a femtocell user for an optimal FCR size in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating a received signal-to-interference and noise ratio (SINR) cumulative distribution function (CDF) of a macro cell user according to the present invention and the conventional scheme of resource allocation scheme according to an embodiment of the present invention. to be.
FIG. 8 is a graph illustrating throughput of a macro cell user according to the present invention and the performance of a conventional resource allocation scheme according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph illustrating a received SINR CDF of a femtocell user according to the present invention and a conventional resource allocation scheme performance.
FIG. 10 is a graph illustrating a frequency bandwidth allocated to a femtocell user according to the present invention and a conventional resource allocation scheme performance according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph illustrating a channel capacity of a femtocell user according to the present invention and the conventional resource allocation scheme performance.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 자원 할당 장치(100)의 구조를 나타내는 블록도이다. 펨토셀 자원 할당 장치(100)는 주변 펨토셀과 매크로셀의 정보를 획득하는 주변기기 정보 획득부(110), 주변기기 정보 획득부(110)로부터 수집된 정보들을 바탕으로 펨토셀에게 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 펨토셀 자원 할당부(120), 그리고 결정된 최적의 주파수 서브밴드를 펨토셀에게 브로드캐스팅하는 펨토셀 자원 브로드캐스팅부(130)로 구성된다. 1 is a block diagram illustrating a structure of a femtocell resource allocation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The femtocell resource allocation apparatus 100 obtains an optimal frequency subband to be allocated to the femtocell based on information collected from the peripheral device information acquisition unit 110 and the peripheral device information acquisition unit 110 that obtains information of neighboring femtocells and macrocells. The femtocell resource allocator 120 determines and the femtocell resource broadcaster 130 broadcasts the determined optimal frequency subband to the femtocell.

펨토셀 자원 할당 장치(100)는 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE 기반의 셀룰라 시스템 환경에서 적용됐을 때, 펨토셀에게 최적의 주파수 서브밴드를 할당해준다. The femtocell resource allocation device 100 allocates an optimal frequency subband to a femtocell when applied in an LTE-based cellular system environment using partial frequency reuse.

주변기기 정보 획득부(110)에서는 주변 펨토셀 기기의 설정 상태 및 채널 이용정보와 매크로셀에 대한 정보를 획득하며, 채널 할당 상태, 설치된 위치, 접근 모드 방식, 펨토셀 AP(Access Point)의 개수, 매크로셀의 수신 신호 강도 (Received Signal Strength Indication, RSSI) 등의 정보를 무선랜(Wireless LAN) 이나 무선 주파수 채널을 통해 획득한다. 그리고 이와 같은 정보를 모아 펨토셀 자원 할당부(120)에 전달해준다.Peripheral device information acquisition unit 110 obtains the configuration status and channel usage information of the surrounding femtocell device and information on the macrocell, the channel assignment status, the installed location, the access mode method, the number of femtocell AP (Access Point), macrocell Information such as Received Signal Strength Indication (RSSI) is obtained through a wireless LAN or a wireless frequency channel. The collected information is transferred to the femtocell resource allocation unit 120.

펨토셀 자원 할당부(120)에서는 주변기기 정보 획득부(110)로부터 획득한 정보를 바탕으로 각각의 펨토셀에 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 역할을 한다. 각 펨토셀에게 결정된 주파수 서브밴드 할당은 우선 펨토셀이 매크로셀의 주파수 자원을 사용함에 따라 발생하는 동일 채널 간섭을 줄여줌으로써 매크로셀 유저들의 채널 용량이 향상되고, 더 나아가서 펨토셀 유저들의 채널 용량 또한 향상되어 전체적인 셀룰라 시스템의 스루풋이 향상 되는 것을 목적으로 한다.The femtocell resource allocator 120 determines an optimal frequency subband to be allocated to each femtocell based on the information obtained from the peripheral device information acquirer 110. The frequency subband allocation determined for each femtocell improves the channel capacity of macrocell users by reducing the co-channel interference caused by the femtocell using the macrocell frequency resources, and further improves the channel capacity of the femtocell users. The goal is to improve the throughput of cellular systems.

먼저 매크로셀 사용 유저

Figure pat00001
의 수신 SINR은 다음과 같다.First, user using macro cell
Figure pat00001
The received SINR of is as follows.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 펨토셀 자원 할당 장치(100)의 구조를 나타내는 블록도이다. 펨토셀 자원 할당 장치(100)는 주변 펨토셀과 매크로셀의 정보를 획득하는 주변기기 정보 획득부(110), 주변기기 정보 획득부(110)로부터 수집된 정보들을 바탕으로 펨토셀에게 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 펨토셀 자원 할당부(120), 그리고 결정된 최적의 주파수 서브밴드를 펨토셀에게 브로드캐스팅하는 펨토셀 자원 브로드캐스팅부(130)로 구성된다. 1 is a block diagram illustrating a structure of a femtocell resource allocation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The femtocell resource allocation apparatus 100 obtains an optimal frequency subband to be allocated to the femtocell based on information collected from the peripheral device information acquisition unit 110 and the peripheral device information acquisition unit 110 that obtains information of neighboring femtocells and macrocells. The femtocell resource allocator 120 determines and the femtocell resource broadcaster 130 broadcasts the determined optimal frequency subband to the femtocell.

펨토셀 자원 할당 장치(100)는 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE 기반의 셀룰라 시스템 환경에서 적용됐을 때, 펨토셀에게 최적의 주파수 서브밴드를 할당해준다. The femtocell resource allocation device 100 allocates an optimal frequency subband to a femtocell when applied in an LTE-based cellular system environment using partial frequency reuse.

주변기기 정보 획득부(110)에서는 주변 펨토셀 기기의 설정 상태 및 채널 이용정보와 매크로셀에 대한 정보를 획득하며, 채널 할당 상태, 설치된 위치, 접근 모드 방식, 펨토셀 AP(Access Point)의 개수, 매크로셀의 수신 신호 강도 (Received Signal Strength Indication, RSSI) 등의 정보를 무선랜(Wireless LAN) 이나 무선 주파수 채널을 통해 획득한다. 그리고 이와 같은 정보를 모아 펨토셀 자원 할당부(120)에 전달해준다.Peripheral device information acquisition unit 110 obtains the configuration status and channel usage information of the surrounding femtocell device and information on the macrocell, the channel assignment status, the installed location, the access mode method, the number of femtocell AP (Access Point), macrocell Information such as Received Signal Strength Indication (RSSI) is obtained through a wireless LAN or a wireless frequency channel. The collected information is transferred to the femtocell resource allocation unit 120.

펨토셀 자원 할당부(120)에서는 주변기기 정보 획득부(110)로부터 획득한 정보를 바탕으로 각각의 펨토셀에 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 역할을 한다. 각 펨토셀에게 결정된 주파수 서브밴드 할당은 우선 펨토셀이 매크로셀의 주파수 자원을 사용함에 따라 발생하는 동일 채널 간섭을 줄여줌으로써 매크로셀 유저들의 채널 용량이 향상되고, 더 나아가서 펨토셀 유저들의 채널 용량 또한 향상되어 전체적인 셀룰라 시스템의 스루풋이 향상 되는 것을 목적으로 한다.The femtocell resource allocator 120 determines an optimal frequency subband to be allocated to each femtocell based on the information obtained from the peripheral device information acquirer 110. The frequency subband allocation determined for each femtocell improves the channel capacity of macrocell users by reducing the co-channel interference caused by the femtocell using the macrocell frequency resources, and further improves the channel capacity of the femtocell users. The goal is to improve the throughput of cellular systems.

먼저 매크로셀 사용 유저

Figure pat00002
의 수신 SINR은 다음과 같다.First, user using macro cell
Figure pat00002
The received SINR of is as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
는 대상 매크로셀
Figure pat00005
이 부반송파
Figure pat00006
를 통해서 전송하는 송신 전력이고,
Figure pat00007
는 매크로셀 유저
Figure pat00008
에게 간섭을 주는 주변 매크로셀
Figure pat00009
이 부반송파
Figure pat00010
를 통해서 전송하는 송신 전력이다.
Figure pat00011
는 부반송파
Figure pat00012
에서 매크로셀 유저
Figure pat00013
과 매크로셀
Figure pat00014
사이의 채널 이득이다. 이와 유사하게
Figure pat00015
는 부반송파
Figure pat00016
를 통해서 펨토셀
Figure pat00017
가 송신하는 전력이고,
Figure pat00018
는 부반송파
Figure pat00019
에서 매크로셀 유저
Figure pat00020
과 매크로셀 유저
Figure pat00021
에게 간섭을 주는 주변 펨토셀
Figure pat00022
사이의 채널 이득이다.
Figure pat00023
는 백색잡음전력 스펙트럼밀도(White Noise Power Spectral Density)이며,
Figure pat00024
는 부반송파 간격을 말한다.
Figure pat00004
Is the target macrocell
Figure pat00005
This subcarrier
Figure pat00006
Transmit power through
Figure pat00007
Is a macro cell user
Figure pat00008
Surrounding macrocells that interfere with
Figure pat00009
This subcarrier
Figure pat00010
Transmit power to transmit through.
Figure pat00011
Is a subcarrier
Figure pat00012
Macro cell user
Figure pat00013
And macrocells
Figure pat00014
Is the channel gain between. Similarly
Figure pat00015
Is a subcarrier
Figure pat00016
Through femtocell
Figure pat00017
Is the power that
Figure pat00018
Is a subcarrier
Figure pat00019
Macro cell user
Figure pat00020
And macro cell users
Figure pat00021
Surrounding femtocells
Figure pat00022
Is the channel gain between.
Figure pat00023
Is the White Noise Power Spectral Density,
Figure pat00024
Is the subcarrier spacing.

펨토셀 유저의 경우, 19개의 매크로셀과 주변 펨토셀에게 간섭을 받는다. 매크로셀 유저와 유사하게 펨토셀 유저

Figure pat00025
의 수신 SINR은 다음과 같다.In the case of a femtocell user, 19 macrocells and neighboring femtocells are interfered with. Similar to macrocell users, femtocell users
Figure pat00025
The received SINR of is as follows.

Figure pat00026
Figure pat00026

채널 이득

Figure pat00027
는 주로 경로 손실에 많은 영향을 받는다. 경로 손실 값을
Figure pat00028
이라 할 때, 채널 이득
Figure pat00029
는 다음과 같이 표현할 수 있다.Channel gain
Figure pat00027
Is mainly affected by path loss. Path loss value
Figure pat00028
In this case, the channel gain
Figure pat00029
Can be expressed as follows.

Figure pat00030
Figure pat00030

수학식 1과 수학식 2에서 설명한 수신 SINR 값을 토대로 매크로셀 유저

Figure pat00031
또는 펨토셀 유저
Figure pat00032
에게 할당된 부반송파
Figure pat00033
에서의 실제적 채널 용량은 다음과 같이 정의된다.Macro cell user based on the received SINR value described in Equations 1 and 2
Figure pat00031
Or femtocell user
Figure pat00032
Subcarriers assigned to
Figure pat00033
The actual channel capacity at is defined as

Figure pat00034
Figure pat00034

여기서

Figure pat00035
로 정의되며 BER(Bit Error Rate)에 관한 상수로, 여기서는 BER을 10의 -6제곱으로 설정하였다.here
Figure pat00035
Constant for Bit Error Rate (BER), where BER is set to -6 squared of 10.

실제적 채널 용량을 이용한 대상 매크로셀

Figure pat00036
의 전체 스루풋은 다음과 같다.Target Macrocell Using Actual Channel Capacity
Figure pat00036
The overall throughput of is

Figure pat00037
Figure pat00037

여기서

Figure pat00038
는 부반송파
Figure pat00039
가 매크로셀 유저
Figure pat00040
에게 할당되었는지를 알려준다.
Figure pat00041
이면 부반송파
Figure pat00042
가 매크로셀 유저
Figure pat00043
에게 할당된 것이고,
Figure pat00044
이면 할당되지 않은 것이다. 또한 OFDMA 특성으로 인해 각각의 부반송파
Figure pat00045
는 하나의 유저에게만 할당이 된다. 즉, 이것은
Figure pat00046
이 매크로셀 하나에서의 총 매크로셀 유저 수라고 할 때,
Figure pat00047
을 의미한다.here
Figure pat00038
Is a subcarrier
Figure pat00039
Macro cell user
Figure pat00040
Tells if it is assigned to.
Figure pat00041
Subcarrier
Figure pat00042
Macro cell user
Figure pat00043
Is assigned to
Figure pat00044
Is not assigned. Also, due to OFDMA characteristics, each subcarrier
Figure pat00045
Is assigned to only one user. In other words, this
Figure pat00046
Given the total number of macro cell users in one macro cell,
Figure pat00047
.

매크로셀과 유사하게 펨토셀

Figure pat00048
의 전체 스루풋은 다음과 같이 정의할 수 있다.Similar to macrocells, femtocells
Figure pat00048
The overall throughput of can be defined as

Figure pat00049
Figure pat00049

여기서

Figure pat00050
역시, 부반송파
Figure pat00051
가 펨토셀 유저
Figure pat00052
에게 할당되었는지를 알려주는 요소이고,
Figure pat00053
는 펨토셀
Figure pat00054
가 사용하는 서브밴드를 의미한다. 즉, 이것은 매크로셀과 유사하게
Figure pat00055
가 펨토셀 하나에서의 총 펨토셀 유저 수라고 할 때,
Figure pat00056
을 의미한다.here
Figure pat00050
After all, subcarrier
Figure pat00051
Femtocell User
Figure pat00052
Element that tells if it has been assigned to
Figure pat00053
Femtocell
Figure pat00054
Refers to the subband used. That is, this is similar to macrocell
Figure pat00055
Is the total number of femtocell users in one femtocell,
Figure pat00056
.

상기 매크로셀과 펨토셀의 스루풋을 이용하여 매크로셀 하나에서의 전체 스루풋은 다음과 같이 표현할 수 있다.Using the throughput of the macrocell and femtocell, the total throughput in one macrocell can be expressed as follows.

Figure pat00057
Figure pat00057

여기서

Figure pat00058
는 대상 매크로셀 하나에 존재하는 총 펨토셀 개수를 의미한다.here
Figure pat00058
Denotes the total number of femtocells present in one target macrocell.

지금까지 설명된 수식을 토대로 셀 전체의 스루풋 최대화를 목적으로 가지는 펨토셀 주파수 서브밴드 할당에 대한 최적화 문제는 다음과 같이 기술할 수 있다.Based on the equations described so far, an optimization problem for femtocell frequency subband allocation for the purpose of maximizing throughput of the entire cell can be described as follows.

Figure pat00059
Figure pat00059

수학식 8에 기술된 최적화 문제에 따라 셀 전체의 스루풋을 최대화시킬 수 있는 최적의 펨토셀 서브밴드 할당 방식이 필요하다. 따라서 본 발명에서는 펨토셀과 매크로셀 간의 동일 채널 간섭을 줄여주면서 수학식 8의 최적화 문제를 해결할 수 있는 펨토셀 주파수 서브밴드 할당 장치를 제안하였다.According to the optimization problem described in Equation 8, there is a need for an optimal femtocell subband allocation scheme capable of maximizing throughput of the entire cell. Accordingly, the present invention proposes a femtocell frequency subband allocation apparatus that can solve the optimization problem of Equation 8 while reducing co-channel interference between femtocell and macrocell.

매크로셀은 도 2의 좌측 그림처럼 기존의 부분 주파수 재사용 기반의 셀룰라 시스템과 동일하게 설정하였다. 일단 할당된 매크로셀의 전체 주파수 대역을 반으로 나눈 뒤, 그 중의 반을 또 세 개로 나누어 서브밴드 A~D로 명명한다. 그리고 매크로셀의 가운데 영역은 1의 주파수 재사용률을 사용하고, 가장자리 영역은 3의 주파수 재사용률로 설정하여 서브밴드 A는 가운데 영역에 할당하고, 서브밴드 B와 C, 그리고 D는 가장자리 영역인 하위 구역 E1과 E2, 그리고 E3에 각각 할당되도록 설정하였다.The macro cell is set up in the same manner as the existing partial frequency reuse based cellular system as shown in the left figure of FIG. After dividing the entire frequency band of the assigned macrocell in half, the other half is divided into three and named as subbands A to D. The center region of the macrocell uses a frequency reuse rate of 1, the edge region is set to a frequency reuse ratio of 3, and subbands A are assigned to the center region, and subbands B, C, and D are lower regions, which are edge regions. It is set up to be assigned to zones E1, E2, and E3 respectively.

이러한 매크로셀 환경 내에서 펨토셀에게는 도 2의 우측 그림과 같이 서브밴드를 할당하도록 설정하였다. 이와 같이 펨토셀에게 서브밴드를 할당해주게 되면 기존의 자원 할당 방식에서 존재했던 하위 구역 경계 부근에서의 간섭 문제가 해결되고 전체적인 셀 성능을 향상시킬 수 있다. In such a macrocell environment, the femtocell is configured to allocate a subband as shown in the right figure of FIG. 2. When the subbands are allocated to the femtocells as described above, the interference problem in the vicinity of the lower region boundary existing in the existing resource allocation scheme can be solved and the overall cell performance can be improved.

하지만 제안된 펨토셀 자원 할당 방식에서도 도 2의 좌측 그림에서 가리키는 매크로셀 하위 구역 중 가운데 지역인 MCR의 크기와 도 2의 우측그림에서 가리키는 펨토셀 자원 할당을 위한 새로운 하위 구역 중, 가운데 지역인 FCR의 크기를 동일하게 한다면 가운데 영역과 가장자리 영역 경계 부근에서의 간섭 문제가 존재하기 때문에 이를 해결하기 위한 최적의 FCR 크기를 구해야 한다. 구하고자 하는 FCR의 반지름을

Figure pat00060
라고 하였을 때, 이를 위한 최적화 문제를 기술하면 다음과 같다.However, even in the proposed femtocell resource allocation scheme, the size of the MCR, which is the middle region of the macrocell subregions indicated in the left figure of FIG. If the same is true, an interference problem exists near the boundary between the center region and the edge region. Therefore, an optimal FCR size must be obtained to solve this problem. The radius of the FCR
Figure pat00060
In this case, the optimization problem for this is described as follows.

Figure pat00061
Figure pat00061

여기서 ISD(Inter Site Distance)는

Figure pat00062
는 매크로셀 기지국으로부터 펨토셀
Figure pat00063
까지의 거리를 나타낸다. 따라서 수학식 9에 기술된 바와 같이 셀 전체의 스루풋을 높여주는 최적의
Figure pat00064
를 구해야 하며, 본 발명에서는 시스템 레벨 시뮬레이션을 통해서 구하도록 하였다.Where Inter Site Distance (ISD)
Figure pat00062
Is a femtocell from a macrocell base station
Figure pat00063
. Therefore, as shown in Equation 9,
Figure pat00064
It should be obtained, in the present invention was obtained through the system level simulation.

본 발명에서 제안된 펨토셀 자원 할당 방식에 대한 실제적 알고리즘은 도 3과 같다. The actual algorithm for the femtocell resource allocation scheme proposed in the present invention is shown in FIG. 3.

제안된 펨토셀 자원 할당 방식을 실제적인 시스템에 적용한다면 펨토셀은 전원이 켜질 때 주변 매크로셀 신호들을 감지하게 되며 감지한 결과들을 토대로 각 서브밴드의 RSSI를 얻는다. 일단 위에서 설명한

Figure pat00065
에 따라
Figure pat00066
가 결정되면,
Figure pat00067
Figure pat00068
의 대소 비교를 통해서 펨토셀이 <도면 2>의 우측 그림에서 셀의 가운데 영역에 있는지 가장자리 영역에 있는지를 판단할 수 있다(여기서
Figure pat00069
는 sub-band
Figure pat00070
의 RSSI이다). If the proposed femtocell resource allocation scheme is applied to the practical system, the femtocell detects the surrounding macrocell signals when the power is turned on, and obtains the RSSI of each subband based on the detected results. Once described above
Figure pat00065
Depending on the
Figure pat00066
Is determined,
Figure pat00067
Wow
Figure pat00068
By comparing the magnitudes of the femtocells, it is possible to determine whether the femtocell is in the middle region or the edge region of the cell in the figure on the right.
Figure pat00069
Sub-band
Figure pat00070
RSSI).

만약

Figure pat00071
Figure pat00072
보다 크다면 펨토셀은 가운데 영역에 있는 것이고, 작다면 가장자리 영역에 있을 것이다. 제안된 펨토셀 자원 할당 방식에 따라 펨토셀이 가장자리 영역에 있다면 펨토셀에게 서브밴드 A가 할당되고, 가운데 영역에 있을 때, 펨토셀은
Figure pat00073
를 제외한 나머지 RSSI 값들 중에서 가장 작은 RSSI에 해당하는 서브밴드를 할당받게 된다. 예를 들어 펨토셀이 도 2에서 하위 구역 FC1에 위치하고 있다면, 이 펨토셀이 센싱한 RSSI 값들 중에서
Figure pat00074
값이 가장 작을 것이다. if
Figure pat00071
end
Figure pat00072
If greater, the femtocell is in the middle region, and if smaller, it is in the edge region. According to the proposed femtocell resource allocation scheme, if the femtocell is in the edge region, subband A is allocated to the femtocell.
Figure pat00073
Subbands corresponding to the smallest RSSI among the remaining RSSI values are allocated. For example, if the femtocell is located in the lower zone FC1 in Fig. 2, among the RSSI values sensed by this femtocell
Figure pat00074
The value will be the smallest.

실제로 펨토셀 자원 할당을 하는 과정을 개괄적으로 설명하게 되면 도 4를 참고 할 수 있다.In fact, when the process of allocating femtocell resource allocation is generally described, reference may be made to FIG. 4.

주변기기 정보 획득부(110)에서 주변 펨토셀의 설정 상태 및 채널 이용정보와 매크로셀에 대한 정보를 획득(410)하고, 펨토셀 자원 할당부(120)로 획득한 정보를 보낸다. The peripheral device information acquisition unit 110 obtains the setting state of the surrounding femtocell, channel usage information, and information on the macrocell (410), and transmits the obtained information to the femtocell resource allocator (120).

펨토셀 자원 할당부(120)는 주변기기 정보 획득부(110)로부터 받은 정보들을 바탕으로 현재 매크로셀의 부분 주파수 재사용 구조를 파악(420)한다. 그리고 파악된 매크로셀의 부분 주파수 재사용 구조를 바탕으로 펨토셀 자원 할당을 위한 새로운 하위 구역을 설계(430)한다. 펨토셀 자원 할당부(120)는 이렇게 주변기기 정보 획득부(110)로부터 받은 상기 정보들을 바탕으로 상기 설계된 하위 구역을 고려하여 상기 펨토셀의 위치를 파악(440)한다. 또한, 설계된 하위 구역과 파악된 펨토셀의 위치를 고려하여 펨토셀에게 최적의 주파수 서브밴드가 할당하는 것까지가 펨토셀 자원 할당부(120)의 역할이다.The femtocell resource allocator 120 determines 420 a partial frequency reuse structure of the current macrocell based on the information received from the peripheral device information acquirer 110. Based on the identified partial frequency reuse structure of the macrocell, a new subregion for femtocell resource allocation is designed (430). The femtocell resource allocator 120 determines the location of the femtocell in consideration of the designed subregion based on the information received from the peripheral device information acquisition unit 110 (440). In addition, the femtocell resource allocator 120 plays a role in assigning an optimal frequency subband to the femtocell in consideration of the designed subregion and the identified femtocell location.

그리고 펨토셀 자원 브로드캐스팅부(130)는 펨토셀 자원 할당부(120)에서 결정된 펨토셀의 최적의 주파수 서브밴드를 실제 각각의 펨토셀 기기에 무선랜과 무선 주파수을 이용하여 정보를 브로드캐스팅하게 된다.The femtocell resource broadcasting unit 130 broadcasts the information of the femtocell optimal frequency subband determined by the femtocell resource allocation unit 120 to each femtocell device using a WLAN and a radio frequency.

펨토셀 자원 할당 방법에 있어서, 주변 펨토셀과 매크로셀의 정보를 획득하는 단계와 주변기기 정보 획득부(110)로부터 수집된 정보들을 바탕으로 펨토셀에게 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 단계; 및 결정된 최적의 주파수 서브밴드를 펨토셀에게 브로드캐스팅하는 단계를 포함하며, 펨토셀 자원 할당 방법은 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE(Long Term Evolution) 기반의 셀룰라 시스템 환경에서 적용됐을 때, 펨토셀에게 최적의 주파수 서브밴드를 할당할 수 있다.A method for allocating a femtocell resource, the method comprising: acquiring information of neighboring femtocells and macrocells and determining an optimal frequency subband to be allocated to the femtocell based on information collected from the peripheral device information acquisition unit 110; And broadcasting the determined optimal frequency subband to the femtocell, wherein the femtocell resource allocation method is optimal for femtocells when applied in a Long Term Evolution (LTE) based cellular system environment using partial frequency reuse. Subbands can be allocated.

도 4와 도 5는 본 발명에서 제안한 펨토셀 자원 할당 방식에서 최적의 FCR 크기를 구하기 위해 FCR의 크기에 따른 매크로셀 유저와 펨토셀 유저의 성능을 각각 나타낸 그래프이다. 4 and 5 are graphs showing the performance of the macrocell user and the femtocell user according to the size of the FCR to obtain the optimal FCR size in the femtocell resource allocation scheme proposed in the present invention.

그래프를 도시하기 위한 시뮬레이션은 LTE 시스템에서 펨토셀 기기가 공존하는 시스템으로 가정하였으며 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 표준 LTE 시스템을 이용하였다. 일단, ISD가 500m인 19개의 매크로셀이 구성되고, 하나의 매크로셀 안에는 매크로셀 유저 50명이 존재한다. 펨토셀 기지국은 가로, 세로 12mx12m 사이즈를 갖는 건물 내에 배치되고, 매크로셀 당 30~180개로 변화시키면서 존재하게 하였고, 또한 펨토셀 유저는 펨토셀 당 3명씩 존재하도록 하였다. 여기서 매크로셀 유저와 펨토셀 기지국, 펨토셀 유저는 균일 분포를 따르도록 하였다.The simulation for the graph is assumed to be a system in which femtocell devices coexist in an LTE system, and a standard LTE system of 3GPP (3rd Generation Partnership Project) is used. First, 19 macrocells having an ISD of 500 m are configured, and 50 macro cell users exist in one macro cell. The femtocell base station was placed in a building having a size of 12mx12m in width and length, and was changed to 30 to 180 cells per macrocell, and femtocell users existed for each 3 femtocell users. Here, the macro cell user, the femtocell base station, and the femtocell user follow the uniform distribution.

모든 기지국들은 OFDMA 기술로 동작하고, 펨토셀 자원 할당 방식에 따라 매크로셀 유저와 펨토셀 유저에게 허용되는 부반송파를 할당해주게 된다. 부분 주파수 재사용을 사용함에 따라 일단 매크로셀의 가운데 하위 구역은 매크로셀 커버리지의 63%로 설정하고, 매크로셀 기지국은 가운데 영역에서 전방향성 안테나를, 가장자리 영역에서 3-방향 안테나를 사용하게 되며, 송신 전력은 각각 15W와 22W로 설정하였다. 그리고 모든 펨토셀은 20mW의 송신 전력을 사용한다. 채널 모델은 SLS(System Level Simulation) 특성에 따라 경로 손실과 shadowing(장애물에 막혀 신호가 전달되지 않는 현상)이 고려되었다.All base stations operate in OFDMA technology and allocate subcarriers allowed to macrocell users and femtocell users according to a femtocell resource allocation scheme. With partial frequency reuse, the lower middle section of the macrocell is set to 63% of the macrocell coverage, and the macrocell base station uses omni-directional antennas in the center region and three-way antennas in the edge region. The power was set at 15W and 22W, respectively. All femtocells use 20mW transmit power. The channel model considers the path loss and shadowing according to the characteristics of SLS (System Level Simulation).

도 5와 도 6은 수학식 9의

Figure pat00075
를 찾기 위한 것으로 제안된 펨토셀 자원 할당 방식에서 펨토셀 자원 할당을 위한 새로운 하위 구역 중, 가운데 영역인 FCR의 크기에 따른 매크로셀 유저들의 스루풋과 펨토셀 유저의 평균 채널 용량을 각각 나타낸 것이다.5 and 6 are equations 9
Figure pat00075
In the proposed femtocell resource allocation scheme, the throughput of the macrocell users and the average channel capacity of the femtocell users according to the size of the FCR, which is the middle region, are shown.

일단 도 5와 도 6에서 볼 수 있듯이 FCR의 크기에 따른 성능이 매크로셀 유저 측면과 펨토셀 유저 측면에서 다른 성향을 보이기 때문에 기존의 자원 할당 방식을 임계 값으로 잡고 FCR 크기의 허용 범위를 잡은 뒤, 매크로셀 유저에게 유리한 FCR 크기와 펨토셀 유저에게 유리한 FCR 크기를 구하고 시스템에 적용하였다. 본 발명에서는 제안된 펨토셀 자원 할당 방식을 두 가지 모드로 나누어, 모드 1은 매크로셀 유저에게 유리한 모드로 FCR 크기는 MCR의 110%로, 모드 2는 펨토셀 유저에게 유리한 모드로 FCR 크기는 MCR의 90%로 각각 설정하였다.As shown in FIGS. 5 and 6, the performance according to the size of the FCR has a different tendency in terms of the macrocell user side and the femtocell user side, so that the existing resource allocation method is set as the threshold and the allowable range of the FCR size is set. FCR size for macrocell users and FCR size for femtocell users was calculated and applied to the system. In the present invention, the proposed femtocell resource allocation scheme is divided into two modes, mode 1 is advantageous for macrocell users, FCR size is 110% of MCR, mode 2 is favorable for femtocell users, and FCR size is 90% of MCR. Each was set in%.

도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11은 본 발명의 성능을 기존의 방식과 비교하여 성능의 우수성을 보이는 시뮬레이션 결과 그래프이다.7, 8, 9, 10, and 11 are graphs of simulation results showing the superiority of the performance of the present invention compared to the conventional method.

그 중, 도 7과 도 8은 매크로셀 유저의 성능으로 매크로셀 유저의 수신 SINR CDF와 스루풋을 각각 나타낸 것이다. 7 and 8 show the reception SINR CDF and throughput of the macro cell user, respectively, with the performance of the macro cell user.

제안된 발명이 기존의 펨토셀 자원 할당 방식에서 존재했던 간섭 문제를 해결하여 매크로셀 유저들의 수신 SINR 성능을 향상시켜주면서 동시에 채널 용량 성능 또한 향상시켜주기 때문에, 도 7과 도 8처럼 가장 우수한 성능을 보였고, 제안된 발명 중에서도 매크로셀 유저에게 유리한 모드 1이 가장 좋은 성능을 나타내는 것을 볼 수 있었다. 또한 펨토셀의 개수가 증가할수록 제안된 발명이 기존의 방식들보다 펨토셀 수의 증가에 영향을 적게 받으면서 더 월등한 성능을 나타내는 것을 볼 수 있었다.As the proposed invention solves the interference problem existing in the femtocell resource allocation scheme, it improves the reception SINR performance of macrocell users and at the same time improves the channel capacity performance. Among the proposed inventions, it can be seen that Mode 1, which is advantageous for the macro cell user, shows the best performance. In addition, as the number of femtocells increases, the proposed invention shows better performance as it is less affected by the increase in femtocell number than conventional methods.

제안된 발명이 기존의 방식에 비해 펨토셀이 매크로셀 유저에게 주는 간섭은 적지만 펨토셀 간의 간섭은 상대적으로 많기 때문에 도 9와 같이 펨토셀 유저의 수신 SINR 성능은 좋지 않은 것을 볼 수 있었다. 하지만, 도 10과 같이 제안된 발명을 사용하였을 때 펨토셀 유저에게 할당되는 주파수 대역이 가장 많기 때문에 도 11처럼 펨토셀 유저의 채널 용량 측면에서 제안된 발명이 가장 우수한 성능을 보였고, 제안된 발명에서도 펨토셀 유저에게 유리한 모드 2가 가장 좋은 성능을 보였다. 이 성능 결과는 제안된 발명에서의 펨토셀이 기존의 방식들보다 매크로셀의 주파수 대역을 가장 많이 공유하면서 매크로셀 유저에게는 가장 적은 간섭을 준다는 것을 의미한다.Compared to the conventional method, the proposed invention has less interference with the femtocell to the macrocell user, but because the interference between the femtocells is relatively higher, the reception SINR performance of the femtocell user is not good as shown in FIG. 9. However, when the proposed invention is used as shown in FIG. 10, since the frequency band allocated to the femtocell user is the largest, the proposed invention has the highest performance in terms of channel capacity of the femtocell user as shown in FIG. 11, and the femtocell user is also proposed in the proposed invention. Mode 2 in favor of the best performance. This performance result implies that the femtocell in the proposed invention shares the frequency band of the macrocell more than the conventional schemes and gives the least interference to the macrocell user.

이와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. It is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

100: 펨토셀 자원 할당 장치
110: 주변기기 정보 획득부
120: 펨토셀 자원 할당부
130: 펨토셀 자원 브로드캐스팅부
100: femtocell resource allocation device
110: peripheral device information acquisition unit
120: femtocell resource allocation unit
130: femtocell resource broadcasting unit

Claims (9)

펨토셀 자원 할당 장치에 있어서,
주변 펨토셀과 매크로셀의 정보를 획득하는 주변기기 정보 획득부;
상기 주변기기 정보 획득부로부터 수집된 정보들을 바탕으로 상기 펨토셀에게 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 펨토셀 자원 할당부; 및
상기 결정된 최적의 주파수 서브밴드를 상기 펨토셀에게 브로드캐스팅하는 펨토셀 자원 브로드캐스팅부
로 구성되는 펨토셀 자원 할당 장치.
In a femtocell resource allocation apparatus,
Peripheral device information acquisition unit for obtaining information of the surrounding femtocell and macrocell;
A femtocell resource allocator configured to determine an optimal frequency subband to be allocated to the femtocell based on information collected from the peripheral device information acquirer; And
A femtocell resource broadcasting unit for broadcasting the determined optimal frequency subband to the femtocell
Femtocell resource allocation device is composed of.
제1항에 있어서,
상기 펨토셀 자원 할당 장치는 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE(Long Term Evolution) 기반의 셀룰라 시스템 환경에서 적용됐을 때, 상기 펨토셀에게 상기 최적의 주파수 서브밴드를 할당하는 펨토셀 자원 할당 장치.
The method of claim 1,
The femtocell resource allocation device, when applied in a Long Term Evolution (LTE) based cellular system environment using partial frequency reuse, allocates the optimal frequency subband to the femtocell.
제1항에 있어서,
상기 주변기기 정보 획득부는,
상기 주변 펨토셀의 설정 상태 및 채널 이용정보와 매크로셀에 대한 정보를 획득하고,
상기 정보는,
채널 할당 상태, 설치된 위치, 접근 모드 방식, 펨토셀 AP(Access Point)의 개수, 매크로셀의 수신 신호 강도에 해당하며, 무선랜이나 무선 주파수 채널을 통해 획득되는 것을 징으로 하는 펨토셀 자원 할당 장치.
The method of claim 1,
The peripheral device information acquisition unit,
Acquire the configuration state and channel usage information of the surrounding femtocell and information about the macrocell,
The information includes:
A femtocell resource allocation apparatus corresponding to a channel assignment state, an installed location, an access mode method, a number of femtocell APs, and a received signal strength of a macrocell, which are acquired through a wireless LAN or a radio frequency channel.
제1항에 있어서,
상기 펨토셀 자원 할당부는,
상기 주변기기 정보 획득부로부터 받은 정보들을 바탕으로 현재 매크로셀의 부분 주파수 재사용 구조를 파악하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 자원 할당 장치.
The method of claim 1,
The femtocell resource allocation unit,
The femtocell resource allocation device, characterized in that to grasp the partial frequency reuse structure of the current macrocell based on the information received from the peripheral device information acquisition unit.
제4항에 있어서,
상기 파악된 매크로셀의 부분 주파수 재사용 구조를 바탕으로 펨토셀 자원 할당을 위한 새로운 하위 구역이 설계되는 것을 특징으로 하는 펨토셀 자원 할당 장치.
5. The method of claim 4,
The femtocell resource allocation device, characterized in that a new subzone is designed for femtocell resource allocation based on the identified partial frequency reuse structure of the macrocell.
제5항에 있어서,
상기 주변기기 정보 획득부로부터 받은 상기 정보들을 바탕으로 상기 설계된 하위 구역을 고려하여 상기 펨토셀의 위치가 파악되는 것을 특징으로 하는 펨토셀 자원 할당 장치.
The method of claim 5,
The femtocell resource allocation device, characterized in that the location of the femtocell is determined in consideration of the designed subregion based on the information received from the peripheral device information acquisition unit.
제6항에 있어서,
상기 설계된 하위 구역과 상기 파악된 펨토셀의 위치를 고려하여 상기 펨토셀에게 상기 최적의 주파수 서브밴드가 할당되는 것을 특징으로 하는 펨토셀 자원 할당 장치.
The method according to claim 6,
The femtocell resource allocation device, characterized in that the optimal frequency subband is allocated to the femtocell in consideration of the designed subregion and the identified femtocell location.
펨토셀 자원 할당 방법에 있어서,
주변 펨토셀과 매크로셀의 정보를 획득하는 단계;
상기 주변기기 정보 획득부로부터 수집된 정보들을 바탕으로 상기 펨토셀에게 할당될 최적의 주파수 서브밴드를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 최적의 주파수 서브밴드를 상기 펨토셀에게 브로드캐스팅하는 단계
를 포함하는 펨토셀 자원 할당 방법.
In the femtocell resource allocation method,
Acquiring information of neighboring femtocells and macrocells;
Determining an optimal frequency subband to be allocated to the femtocell based on information collected from the peripheral device information acquisition unit; And
Broadcasting the determined optimal frequency subband to the femtocell.
Femtocell resource allocation method comprising a.
제8항에 있어서,
상기 펨토셀 자원 할당 방법은 부분 주파수 재사용을 사용하는 LTE 기반의 셀룰라 시스템 환경에서 적용됐을 때, 상기 펨토셀에게 상기 최적의 주파수 서브밴드를 할당하는 펨토셀 자원 할당 방법.
9. The method of claim 8,
The femtocell resource allocation method, when applied in an LTE-based cellular system environment using partial frequency reuse, allocates the optimal frequency subband to the femtocell.
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