KR20140031238A - 무선통신 시스템에서의 정보의 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에서는 펨토 기지국(Femtocell BS)이 상기 펨토 기지국과 연결된 제 1 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 단계와 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서의 정보의 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중접속(multiple access) 시스템이다. 다중접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 제어정보를 효율적으로 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 제어정보를 효율적으로 전송하기 위한 채널 포맷, 신호 처리, 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 제어정보를 전송하기 위한 자원을 효율적으로 할당하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에서는 펨토 기지국(Femtocell BS)이 상기 펨토 기지국과 연결된 제 1 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 단계와 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는 펨토 기지국(Femtocell BS)과 연결된 제 1 단말이 상기 펨토 기지국으로부터 자원을 할당 받는 방법에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 단계와 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 펨토 기지국(Femtocell BS)이 상기 펨토 기지국과 연결된 제 1 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하는 단계, 상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 단계와 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 펨토 기지국(Femtocell BS)과 연결된 제 1 단말이 상기 펨토 기지국으로부터 자원을 할당 받는 방법에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하는 단계, 상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 단계와 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 제 1 단말에 자원을 할당하는 펨토 기지국(Femtocell BS)에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈, 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 프로세서와 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 전송 모듈을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 펨토 기지국(Femtocell BS)으로부터 자원을 할당 받는 제 1 단말에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈과 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 프로세서를 포함하되, 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 수신 모듈이 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 제 1 단말에 자원을 할당하는 펨토 기지국(Femtocell BS)에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈, 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하고, 상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 프로세서와 싱기 프로세서의 제어에 따라 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 전송 모듈을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서는 펨토 기지국(Femtocell BS)으로부터 자원을 할당 받는 제 1 단말에 있어서, 매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈과 상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하고, 상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 수신 모듈은 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신할 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선통신 시스템에서 제어정보를 효율적으로 전송할 수 있다. 또한, 제어정보를 효율적으로 전송하기 위한 채널 포맷, 신호 처리 방법을 제공할 수 있다. 또한, 제어정보 전송을 위한 자원을 효율적으로 할당할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 단말 및 기지국의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 펨토 기지국(FBS)을 포함하는 네트워크 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 일반적인 펨토 기지국이 단말에 스캔 수행을 요청하는 절차의 일례를 나타낸다.
도 4는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호처리 과정을 도시한 것이다.
도 5는 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호처리 과정을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 SC-FDMA 방식과 OFDMA 방식을 도시한 것이다.
도 7은 단일 반송파 특성을 만족시키면서, 입력 심볼을 주파수 도메인 상에서 부반송파에 맵핑하는 예들을 도시한 것이다.
도 8은 클러스터드 SC-FDMA에서 DFT 프로세스 출력 샘플들이 단일 반송파에 맵핑되는 신호처리 과정을 도시한 것이다.
도 9와 도 10은 클러스터드 SC-FDMA에서 DFT 프로세스 출력 샘플들이 다중 반송파(multi-carrier)에 맵핑되는 신호처리 과정을 도시한 것이다.
도 11은 세그먼트(segmented) SC-FDMA의 신호 처리 과정을 도시한 것이다.
도 12은 무선통신 시스템에서 사용되는 무선프레임 구조의 예들을 도시한 것이다.
도 13은 상향링크 서브프레임 구조를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명과 관련하여, 기본적인 TDD 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명과 관련하여, long TTI를 설정하는 일례를 나타낸 것이다.
도 16은 Allocation signal을 detection할 시간을 단말이 확보하지 못한 경우, 다음에 따라오는 frame에 할당하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명과 관련하여, 다중 layer 구조의 일례를 나타낸다.
도 18은 본 발명과 관련하여, 제안하는 프레임의 구조를 도시한 것이다.
도 19는 본 발명이 제안하는 내용이 적용될 수 있는 시스템 구조의 일례를 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 구체적인 시스템 모델을 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명이 적용되는 네트워크 레이아웃을 나타낸 것이다.
도 22는 2Tx, 2Tx, 1Rx가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.
도 23의 (a) 및 (b) 는 2Tx, 2Tx, 1Rx 가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.
도 24는 4Tx, 2Tx, 1Rx가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.
도 25의 (a) 및 (b)는 4Tx, 2Tx, 1Rx가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.
도 26의 (a) 및 (b)는 Femto BS Power의 임팩트(Impact)의 일례를 나타낸 것이다.
도 27의 (a) 및 (b)는 Femto BS의 개수의 임팩트(Impact)의 일례를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

또한, 이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRAN은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRAN를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP LTE/LTE-A에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 무선통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 대응하는 무선통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 무선통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇의 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명에 있어서, 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국과 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 송수신하는 기기들을 통칭한다. 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 명명될 수 있다.

또한, 기지국은 일반적으로 단말 또는 다른 기지국과 통신하는 고정국(fixed station)을 의미하며, 단말 및 다른 기지국과 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. 기지국은 eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point) 등의 다른 용어로 명명될 수 있다.

본 발명에서 특정 신호가 프레임/서브프레임/슬롯/반송파/부반송파에 할당된다는 것은 특정 신호가 해당 프레임/서브프레임/슬롯의 기간 또는 타이밍에 해당 반송파/부반송파를 통해 전송되는 것을 의미한다.

본 발명에서 랭크 혹은 전송 랭크는 하나의 OFDM 심볼 또는 하나의 자원요소(Resource Element) 상에 다중화되거나 할당된 레이어의 개수를 의미한다.

본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/상향링크 전송에 대한 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 자원요소의 집합을 의미한다.

또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 자원요소의 집합을 의미한다.

특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 자원요소(Resource Element: RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라 명명한다.

따라서, 단말이 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은 PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 접속 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, 기지국이 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 하향링크 제어정보/하향링크 데이터 등을 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용될 수 있다.

한편, ACK/NACK 정보를 특정 성상 포인트에 맵핑한다는 것은 ACK/NACK 정보를 특정 복소 변조심볼로 맵핑한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, ACK/NACK 정보를 특정 복소 변조심볼로 맵핑한다는 것은 ACK/NACK 정보를 특정 복소 변조심볼로 변조한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.

도 1은 본 발명이 적용되는 단말 및 기지국의 구성을 도시한 것이다. 단말은 상향링크에서는 송신장치로 동작하고 하향링크에서는 수신장치로 동작한다. 반대로, 기지국은 상향링크에서는 수신장치로 동작하고, 하향링크에서는 송신장치로 동작한다.

도 1을 참조하면, 단말과 기지국은 정보, 데이터, 신호 또는 메시지 등을 수신할 수 있는 안테나(500a, 500b)와, 안테나를 제어하여 정보, 데이터, 신호 또는 메시지 등을 전송하는 송신기(100a, 100b), 안테나를 제어하여 정보, 데이터, 신호 또는 메시지 등을 수신하는 수신기(300a, 300b), 무선통신 시스템 내 각종 정보를 일시적으로 또는 영구적으로 저장하는 메모리(200a, 200b)를 포함한다. 또한, 단말과 기지국은 송신기 및 수신기, 메모리 등의 구성요소와 동작적으로 연결되며, 각 구성요소를 제어하도록 구성되는 프로세서(400a, 400b)를 각각 포함한다.

단말 내 송신기(100a), 수신기(300a), 메모리(200a), 프로세서(400a)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 또한, 기지국 내 송신기(100b), 수신기(300b), 메모리(200b), 프로세서(400b)는 각각 별개의 칩(chip)에 의해 독립된 구성요소로서 구현될 수도 있고, 둘 이상이 하나의 칩(chip)에 의해 구현될 수도 있다. 송신기와 수신기가 통합되어 단말 또는 기지국 내에서 하나의 송수신기(transceiver)로 구현될 수도 있다.

안테나(500a, 500b)는 송신기(100a, 100b)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 신호를 수신하여 수신기(300a, 300b)로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나(500a, 500b)는 안테나 포트로 불리기도 한다. 안테나 포트는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 복수개의 물리 안테나의 조합에 의해 구성될 수 있다. 다수의 안테나를 이용하여 데이터 등을 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 송수신기의 경우에는 2 개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.

프로세서(400a, 400b)는 통상적으로 단말 또는 기지국 내의 각종 구성요소 또는 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(400a, 400b)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 유휴모드 동작을 제어하기 위한 전력절약모드 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 수행할 수 있다. 프로세서(400a, 400b)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor) 또는 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 명명될 수 있다. 한편, 프로세서(400a, 400b)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다.

또한, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(400a, 400b) 내에 구비되거나 메모리(200a, 200b)에 저장되어 프로세서(400a, 400b)에 의해 구동될 수 있다.

송신기(100a, 100b)는 프로세서(400a, 400b) 또는 프로세서와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(500a, 500b)에 전달한다. 단말 및 기지국의 송신기(100a, 100b) 및 수신기(300a, 300b)는 송신신호 및 수신신호를 처리하는 과정에 따라 다르게 구성될 수 있다.

메모리(200a, 200b)는 프로세서(400a, 400b)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 또한, 메모리(200a, 200b)가 버퍼로서 활용될 수 있다. 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type) 또는 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등을 이용하여 구현될 수 있다.

이하에서는 펨토셀(Femto Cell)에 대하여 간략히 설명한다.

펨토(Femto)란 10-15의 매우 작은 단위를 나타낸다. 이러한 의미에서 펨토셀이란 초소형/저전력 가정/사무실용 옥내 기지국을 의미한다. 펨토셀은 피코셀(picocell)과도 유사한 의미로 사용되지만, 조금 더 진화된 기능을 갖는 의미로 사용되고 있다. 펨토셀은 광대역 라우터에 연결하는 소형 셀룰러 기지국으로 기존의 2G 시스템은 물론 3G 시스템의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 줄 수 있다.

이와 같은 펨토셀의 장점에 대해 설명하면 다음과 같다.

최근 펨토셀이 3G 보급을 촉진시키고, 옥내 커버리지를 넓히는 기폭제가 될 수 있다는 조사 보고서가 발표되어 주목을 끌고 있다. 2011년까지 전세계 펨토셀 단말 사용자가 1억 200만 명으로 증가할 것이며 기지국인 AP(Access Point)의 설치도 3,200만 개에 달하는 것으로 전망된다. ABI Research의 스튜어트 칼로우 수석 애널리스트는 "기술적인 면에서 WCDMA, HSDPA, EVDO와 같은 기술의 옥내 커버리지 강화는 서비스 제공에 있어 매우 중요한 역할을 한다"고 말하였다. 또한, 스튜어트 칼로우는 "펨토셀은 IP 네트워크를 통해 트래픽을 라우팅함으로써 네트워크 품질과 수용력이 매우 강화됨과 동시에 이동통신사들이 백홀 전용회선에 투자하는 OPEX도 감소되어 전략적, 경제적인 관점에서도 커다란 혜택이 있다"고 말하였다.

펨토셀은 셀 커버리지를 강화할 수 있고, 음성서비스의 품질(Quality)을 높일 수 있다. 또한, 이동 통신사들은 펨토셀을 통한 데이터 서비스를 제공함으로써 가입자들을 완전히 3G에 적응시킬 수 있을 것으로 예상하고 있다. 상기 펨토셀은 펨토 기지국(FBS: Femto Base Station) 또는 펨토 BTS(Base Transceiver Station)로 불릴 수 있다.

정리하면 펨토셀은 다음과 같은 장점을 가지고 있다.

1. 셀 커버리지 증가(Cell Coverage Improvement)

2. 인프라 구축 비용 감소(Infrastructure cost decrease)

3. 새로운 서비스 제공(New service Offering)

4. FMC (Fixed Mobile Convergence) 가속화

하나 이상의 펨토셀은 특정 서비스별 또는 지역별로 그룹핑되어 펨토셀 그룹(Femtocell Group)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 특정 단말에만 접속(Access)이 허락된 펨토셀 그룹을 폐 가입자 그룹(CSG: Closed Subscriber Group, 이하 'CSG'라 칭함)이라 부를 수 있다. 펨토 기지국(FBS)은 단말의 CSG 식별자(CSG ID)를 확인하여 CSG에 가입한 단말에만 접속을 허락할 수 있다.

도 2는 펨토 기지국(FBS)을 포함하는 네트워크 구조의 일례를 나타내는 도면이다.

펨토 기지국은 기존 네트워크에 새롭게 추가되는 개체이다. 따라서, 펨토 기지국을 사용함에 따라, 전체적인 네트워크 구조에 추가 또는 변경될 사항들이 있다. 펨토 기지국은 인터넷(Internet)에 직접 접속하여 기지국으로서의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 펨토 기지국은 일반 매크로 기지국의 거의 모든 기능을 수행할 수 있다. 또한, 펨토 기지국은 일반 매크로 기지국으로부터 데이터를 전달받아 단말에 중계하는 역할을 수행할 수도 있다.

도 2는 기존 네트워크 구조에 펨토 네트워크 게이트웨이(FNG: Femto Network Gateway)가 추가된 형태를 나타낸다. FNG는 접속 서비스 네트워크(ASN: Access Service Network) 게이트웨이 및 연결 서비스 네트워크(CSN: Connectivity Service Network)와 통신을 수행할 수 있다. FNG는 ASN과의 통신을 위해 Rx 인터페이스를 이용하고, CSN과의 통신을 위해 Ry 인터페이스를 이용할 수 있다.

펨토 기지국은 직접 TCP/IP 인터넷망에 접속하여 FNG를 통해 CSN으로부터 서비스를 받을 수 있다. 펨토 기지국에 접속되어 있는 단말은 인증, IMS(IP Multimedia Subsystem) 등의 기능을 FNG 또는 CSN으로부터 서비스받을 수 있다.

펨토 기지국은 기지국과 R1 인터페이스를 통해 연결되어 있다. 이는 펨토 기지국이 매크로 기지국의 하향링크(DL: Down Link) 채널을 수신할 수 있음을 나타낸다. 또한, 펨토 기지국은 매크로 기지국으로 제어신호를 전송할 수 있다.

펨토 기지국이 설치되면 펨토 기지국은 위치 기반의 이웃 리스트(location based neighbor list)를 코어 네트워크로부터 획득할 수 있다.

본 발명에 따른 펨토 기지국은 전체 네트워크, 적어도 하나의 매크로 기지국(MBS: Macro Base Station)의 커버리지(coverage) 영역, 매크로 셀(Macro Cell) 또는 적어도 하나의 페이징 그룹에 해당하는 영역 내에 존재할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 언급되는 '이웃 리스트(neighbor list)'는, 해당 기지국에서 바로 핸드오버가 가능한 이웃 기지국의 집합을 의미한다. 즉, 1 홉(hop) 이웃 기지국들의 집합이 되는 것이며, 여기에는 매크로 기지국(Macro BS), 중계국(Relay station)과 펨토 기지국(Femtocell BS, 이하 "FBS"라 칭함)가 포함될 수 있다.

이하에서는, 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에서의 펨토셀 네트워크 토폴로지 획득하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 수동적으로 펨토셀 네트워크 토폴로지(femtocell network topology)를 획득\하는 일반적인 방법을 먼저 설명한다.

매크로 기지국은 오버레이 망(Overlay network)에 종속 되어 있는 펨토 기지국에 대한 정보들을 이웃 공시(AAI_NBR-ADV) 메시지를 통하여 단말들에게 방송하며, 각 펨토 기지국은 자신 주변에 위치한 이웃 기지국 리스트를 단말들에게 방송할 수 있다. 이때 매크로 기지국이 오버레이 망에서 방송하는 이웃 기지국 리스트의 내용은 펨토 기지국이 방송하는 이웃 리스트(neighbor list)와 다를 것이다. 오버레이 망은 자신의 커버리지(coverage)에 속해 있거나 그 이웃에 위치한 다른 기지국에 대한 정보를 이웃 리스트(neighbor list)에 포함시키는 반면, 펨토 기지국은 이보다 작은 자신의 커버리지에 속해 있거나 바로 주변에 위치한 기지국들과 수신호가 존재하는 주변 기지국 정보를 포함하게 된다.

다음으로, 능동적으로 펨토셀 네트워크 토폴로지를 획득하는 일반적인 방법으로, 단말이 먼저 자신을 공시(advertise)하는 신호를 방송함으로써, 펨토 기지국들이 단말의 존재 여부를 파악하고, 단말에 이웃 기지국에 대한 스캔 수행을 요청하는 방법이 있다. 또한, 이와 반대로 펨토 기지국이 자신을 공시하는 신호를 방송함으로써, 주변 단말들이 펨토셀에 대한 존재 여부를 파악하도록 하여 추가적인 동작(e.g. 핸드오버 또는 스캐닝 등)을 수행하도록 할 수 있다.

펨토 기지국은 이웃 기지국에 대한 정보를 획득하여 이웃 리스트를 관리하기 위하여 일반적으로 현재 네트워크 토폴로지(network topology)에 대한 정보를 코어 네트워크(core network) 또는 단말에 요청을 하는 방법으로 획득할 수 있다.

도 3은 일반적인 펨토 기지국이 단말에 스캔 수행을 요청하는 절차의 일례를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 펨토 기지국(FBS)은 이웃 리스트 갱신 구간(Neighbor List Update Interval)에서 자신에게 서비스를 받는 단말에 스캔 응답(AAI_SCN-RPS) 메시지를 통하여 자신이 방송하는 이웃 공시 메시지에 포함된 이웃 리스트에 관계 없이 주변 기지국에 대한 스캔을 요청할 수 있다(S201, S203).

펨토 기지국은 스캔 응답 메시지에 대한 응답으로 각 단말로부터 스캔 보고(AAI_SCN-REP) 메시지를 수신할 수 있다(S202, S204).

스캔 보고 메시지에는 각 단말의 스캐닝 수행 결과 탐지한 이웃 기지국의 기지국 식별자(BSID) 및 수신 신호 강도 지시자(RSSI: Receive Signal Strength Indicator) 등이 포함될 수 있다.

한편, 도 4는 단말이 상향링크 신호를 전송하기 위한 신호처리 과정을 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 단말 내의 송신기(100a)는 스크램블 모듈(201), 변조 맵퍼(202), 프리코더(203), 자원요소 맵퍼(204) 및 SC-FDMA 신호 생성기(205)를 포함할 수 있다.

상향링크 신호를 전송하기 위해 스크램블 모듈(201)은 스크램블 신호를 이용하여 전송 신호를 스크램블 할 수 있다. 스크램블된 신호는 변조 맵퍼(202)에 입력되어 전송 신호의 종류 또는 채널 상태에 따라 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 또는 16 QAM/64 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식을 이용하여 복소 변조심볼로 변조된다. 변조된 복소 변조심볼은 프리코더(203)에 의해 처리된 후, 자원요소 맵퍼(204)에 입력되며, 자원요소 맵퍼(204)는 복소 변조심볼을 시간-주파수 자원 요소에 맵핑할 수 있다. 이와 같이 처리된 신호는 SC-FDMA 신호 생성기(205)를 거쳐 안테나 포트를 통해 기지국으로 전송될 수 있다.

도 5은 기지국이 하향링크 신호를 전송하기 위한 신호처리 과정을 도시한 것이다. 도 5을 참조하면, 기지국 내의 송신기(100b)는 스크램블 모듈(301), 변조 맵퍼(302), 레이어 맵퍼(303), 프리코더(304), 자원요소 맵퍼(305) 및 OFDMA 신호 생성기(306)를 포함할 수 있다.

하향링크로 신호 또는 하나 이상의 코드워드를 전송하기 위해, 도 4와 유사하게 스크램블 모듈(301) 및 변조 맵퍼(302)를 통해 신호 또는 코드워드가 복소 변조심볼로 변조될 수 있다. 복소 변조심볼은 레이어 맵퍼(303)에 의해 복수의 레이어에 맵핑되며, 각 레이어는 프리코더(304)에 의해 프리코딩 행렬과 곱해져 각 전송 안테나에 할당될 수 있다. 이와 같이 처리된 각 안테나 별 전송 신호는 자원 요소 맵퍼(305)에 의해 시간-주파수 자원 요소에 맵핑되며, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 신호 생성기(306)를 거쳐 각 안테나 포트를 통해 전송될 수 있다.

무선통신 시스템에서 단말이 상향링크로 신호를 전송하는 경우에는 기지국이 하향링크로 신호를 전송하는 경우에 비해 PAPR(Peak-to-Average Ratio)이 문제된다. 따라서, 도 4 및 도 5과 관련하여 상술한 바와 같이 상향링크 신호전송은 하향링크 신호전송에 이용되는 OFDMA 방식과 달리 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 방식이 이용되고 있다.

도 6는 본 발명이 적용되는 SC-FDMA 방식과 OFDMA 방식을 도시한 것이다. 3GPP 시스템은 하향링크에서 OFDMA를 채용하고, 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다.

도 6를 참조하면, 상향링크 신호전송을 위한 단말 및 하향링크 신호전송을 위한 기지국 모두 직렬-병렬 변환기(Serial-to-Parallel Converter: 401), 부반송파 맵퍼(403), M-포인트 IDFT 모듈(404) 및 CP(Cyclic Prefix) 추가 모듈(406)을 포함하는 점에 있어서는 동일하다. 다만, SC-FDMA 방식으로 신호를 전송하기 위한 단말은 N-포인트 DFT 모듈(402)을 추가로 포함한다. N-포인트 DFT 모듈(402)은 M-포인트 IDFT 모듈(404)의 IDFT 처리 영향을 일정 부분 상쇄함으로써 전송 신호가 단일 반송파 특성(single carrier property)을 가지도록 한다.

SC-FDMA는 단일 반송파 성질을 만족해야 한다. 도 7는 단일 반송파 특성을 만족시키면서, 입력 심볼을 주파수 도메인 상에서 부반송파에 맵핑하는 예들을 도시한 것이다. 도 7(a) 및 도 7(b) 중에 하나에 따라, DFT된 심볼이 부반송파에 할당되면, 단일 반송파 성질을 만족하는 전송신호가 얻어질 수 있다. 도 7(a)는 국지적(localized) 맵핑 방법을 도 7(b)는 분산적(distributed) 맵핑 방법을 나타낸 것이다.

한편, 클러스터드(clustered) DFT-s-OFDM라는 방식이 송신기(100a, 100b)에 채택될 수도 있다. 클러스터드 DFT-s-OFDM는 기존의 SC-FDMA 방식의 변형으로서, 프리코더를 거친 신호를, 몇 개의 서브블록으로 쪼갠 후, 부반송파에 불연속적으로 맵핑하는 방법이다. 도 8에서 도 10은 클러스터드 DFT-s-OFDM에 의해 입력 심볼이 단일 반송파에 맵핑되는 예들을 나타낸 것이다.

도 8은 클러스터드 SC-FDMA에서 DFT 프로세스 출력 샘플들이 단일 반송파에 맵핑되는 신호 처리 과정을 도시한 것이다. 도 9과 도 10은 클러스터드 SC-FDMA에서 DFT 프로세스 출력 샘플들이 다중 반송파(multi-carrier)에 맵핑되는 신호 처리 과정을 도시한 것이다. 도 8은 인트라 반송파(intra-carrier) 클러스터드 SC-FDMA를 적용하는 예이고, 도 9과 도 10은 인터 반송파(inter-carrier) 클러스터드 SC-FDMA를 적용하는 예에 해당한다. 도 9은 주파수 도메인에서 연속적(contiguous)으로 컴포넌트 반송파(component carrier)가 할당된 상황에서 인접한 컴포넌트 반송파 간의 부반송파 간격(spacing)이 정렬된 경우 단일 IFFT 블록을 통해 신호를 생성하는 경우를 도시한 것이다. 도 10은 주파수 도메인에서 비연속적(non-contiguous)으로 컴포넌트 반송파가 할당된 상황에서 복수의 IFFT 블록을 통해 신호를 생성하는 경우를 도시한 것이다.

도 11는 세그먼트(segmented) SC-FDMA의 신호 처리 과정을 도시한 것이다.

세그먼트 SC-FDMA는 임의 개수의 DFT와 같은 개수의 IFFT가 적용되면서 DFT와 IFFT간의 관계 구성이 일대일 관계를 가짐에 따라 단순히 기존 SC-FDMA의 DFT 확산과 IFFT의 주파수 부반송파 맵핑 구성을 확장한 것으로 NxSC-FDMA 또는 NxDFT-s-OFDMA라고 표현되기도 한다. 본 명세서는 이들을 포괄하여 세그먼트 SC-FDMA라고 명명한다. 도 11를 참조하면, 세그먼트 SC-FDMA는 단일 반송파 특성 조건을 완화하기 위하여 전체 시간 도메인 변조 심볼들을 N(N은 1보다 큰 정수)개의 그룹으로 묶어 그룹 단위로 DFT 프로세스를 수행한다.

도 12은 무선통신 시스템에서 사용되는 무선프레임 구조의 예들을 도시한 것이다. 특히, 도 12(a)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 프레임 구조 타입 1(FS-1)에 따른 무선 프레임을 예시하며, 도 12(b)는 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 프레임 구조 타입 2(FS-2)에 따른 무선 프레임을 예시한다. 도 12(a)의 프레임 구조는 FDD(Frequency Division Duplex) 모드와, 반(half) FDD(H-FDD) 모드에 적용될 수 있다. 도 12(b)의 프레임 구조는 TDD(Time Division Duplex) 모드에서 적용될 수 있다.

도 12을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200Ts)의 길이를 가지며, 10 개의 균등한 크기의 서브프레임으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10 개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, T_s는 샘플링 시간을 나타내고, T_s=1/(2048x15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20 개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송시간 간격(TTI: transmission time interval)으로 정의된다. 시간 자원은 무선프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다.

무선 프레임은 듀플레스(duplex) 모드에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 주파수에 의해 구분되므로, 무선 프레임은 하향링크 서브프레임 또는 상향링크 서브프레임 중 하나만을 포함한다.

반면, TDD 모드에서 하향링크 전송 및 상향링크 전송은 시간에 의해 구분되므로, 프레임 내의 서브프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임으로 구분된다.

도 13은 본 발명이 적용되는 상향링크 서브프레임 구조를 도시한 것이다. 도 13을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 도메인에서 제어 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 적어도 하나의 PUCCH(physical uplink control channel)가 상향링크 제어 정보(uplink control information: UCI)를 전송하기 위해 제어영역에 할당될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 PUSCH(physical uplink shared channel)가 사용자 데이터를 전송하기 위해 데이터 영역에 할당될 수 있다. 단, LTE release 8 혹은 release 9에서 단말이 SC-FDMA 방식을 채택하는 경우에는 단일 반송파 특성을 유지하기 위해서 PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송할 수 없다.

한편, 도 14는 기본적인 TDD 프레임의 구조를 도시한 것이다.

도 14를 참조하면, 기본적인 TDD 프레임은 Downlink 또는 Uplink resource를 allocation해주는 DL control signal, Downlink의 data를 전송할 수 있는 downlink data region, uplink의 data를 전송할 수 있는 uplink data region으로 구성된다.

일반적인 OFDMA/SC-FDMA system에서는 자원 영역은 특정 숫자의 frequency 자원(subcarrier들의 모임)과 특정 숫자의 OFDM symbol들의 모임인 2-densional 자원 구조를 가지고 있다.

IEEE 802.16e/802.16m이나, 3GPP LTE/LTE-A에서는 기본적으로 위와 같은 구조를 가지고 있다.

즉, DL control 영역에(도 14에서는 logical resource index 1, 2, 3) DL Control signal인 Allocation_1,1, Allocation_1,2, Allocation_1,3 등이 오고, 각각 자원 A, B, C를 할당해 준다.

IEEE 802.16m은 DL control signal 영역이 Data 영역과 FDM으로 multiplexing 되어 있고, 802.16e/LTE/LTE-A는 TDM으로 multiplexing 되어있다.

또한 802.16m의 경우 long TTI를 설정할 수 있고, 이를 도 15에서 도시하였다.

도 15를 참조하면, Allocation_1,1에 long TTI를 설정한 경우, DL frame 내에서 A밴드를 계속 할당해 주게 된다.

만약, Allocation signal을 detection할 시간을 단말이 확보하지 못한 경우에는 도 16에 도시된 것과 같이, Allocation signal이 다음에 따라오는 frame에 할당해 줄 수도 있다.

한편, 도 17은 본 발명과 관련된 다중 layer 구조의 일례를 나타낸다.

도 17에서 BS1, BS2는 macro cell의 Base station, MS2와 MS5는 BS1에 연결된 macro MS, MS3는 BS2에 연결된 macro MS, MS1은 Femto1에 연결된 femto MS, MS4는 Femto2에 연결된 MS이다.

도 17에서 큰 원과 작은 원은 각각 Macro BS, Femto BS의 coverage를 나타낸다. 즉, Macro BS는 큰 power로 전송하고, Femto BS는 작은 power로 전송하기 때문에 각각 coverage가 다르다.

이와 같은 Network layout에서는 다음과 같은 문제가 생길 수 있다.

제 1 케이스

Macro의 Downlink에 Femto도 Downlink: Macro BS가 MS2로 Downlink 전송을 할 때, Femto1(MS2와 가까이에 있는 Femto)의 BS의 downlink signal에 의해서 MS2의 downlink 성능이 저하된다는 문제점이 발생될 수 있다.

제 2 케이스

Macro의 Downlink에 Femto는 Uplink: Macro BS가 MS2로 Downlink 전송을 할 때, Femto1의 MS1(MS2와 가까이에 있는 Femto MS)의 signal에 의해서 MS2의 downlink 성능이 저하된다는 문제점이 발생될 수 있다.

제 3 케이스

Macro의 Uplink에 Femto는 Downlink, Femto1이 BS1에 가까이 있을 때: macro MS2가 BS1으로 uplink 전송을 할 때, Femto1(BS1과 가까이에 있는 Femto)의 downlink signal에 의해서 MS2의 uplink 성능이 저하된다는 문제점이 발생될 수 있다.

제 4 케이스

Macro의 Uplink에 Femto도 Uplink, Femto1이 BS1에 가까이 있을 때: macro MS2가 BS1으로 uplink 전송을 할 때, Femto1의 MS1(BS1과 가까이에 있는 Femto MS)의 uplink signal에 의해서 MS2의 uplink 성능이 저하된다는 문제점이 발생될 수 있다.

또한, MS2(Femto1과 가까이에 있는 macro MS)의 signal에 의해 MS1의 uplink 성능이 저하된다는 문제점도 발생될 수 있다.

제 5 케이스

Macro의 Uplink에 Femto는 Downlink: macro MS2가 BS1으로 uplink 전송을 할 때, MS2(MS1과 가까이에 있는 macro MS)의 signal에 의해 MS1의 downlink 성능이 저하된다는 문제점이 발생될 수 있다.

제 6 케이스

Macro의 Uplink에 Femto도 Uplink: macro MS2가 BS1으로 uplink 전송을 할 때, MS2(Femto1과 가까이에 있는 macro MS)의 signal에 의해 MS1의 uplink 성능이 저하된다는 문제점이 발생될 수 있다.

따라서 본 발명에서는 전술한 문제점들을 해결하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명이 제공하는 구체적인 방안은 다음과 같다.

우선, 도 16에 도시한 것과 같이, Macro BS가 downlink allocation signal을 미리 단말로 송부하고, A에 할당된 macro MS는 A에 대응되는 미리 정해진 영역에 특정 power(P)로 신호를 전송할 수 있다.

여기서, 적용되는 특정 영역은 Uplink 자원영역의 일부 또는 downlink 자원영역의 일부가 될 수 있다.

이때, Femto BS들 또는 Femto BS들과 Femto MS들은 그 signal을 detection해서 특정 band에 downlink transmission을 받을 macro 유저의 위치가 자신과 얼마나 대략적으로 떨어져 있는지 measure할 수 있다.

다른 방법으로 Femto BS들 또는 Femto BS들과 Femto MS들은 그 signal을 detection해서 특정 자원에 downlink transmission을 받을 macro 유저의 long term statistics(average sense, long term fading)를 measure 할 수도 있다.

또한, 추가적으로 short term statistics(short term fading, channel impulse response 등)을 measure할 수도 있다.

Measure한 이후, 할당된 macro MS의 performance에 영향이 많지 않다고 판단되면, 전술한 제 1 케이스의 Femto는 해당 밴드에 downlink 자원을 할당할 수 있고, 제 2 케이스의 Femto는 해당 밴드에 uplink 자원을 할당할 수 있다.

만약, 할당된 macro MS의 performance에 크게 영향을 준다고 판단된 경우에는 해당 밴드에 Case1: Downlink, Case2: Uplink 자원을 할당하지 않는다.

또한, 제 3 케이스, 제 4 케이스의 Femto BS 또는 MS가 Macro MS의 uplink에 performance영향을 주는 경우, Femto BS 혹은 MS는 Downlink의 common reference signal(802.16e/m의 Midamble, LTE의 C-RS, LTE-A의 CSI-RS 등)을 이용하여 channel estimation을 수행한 후, 해당 Macro BS쪽 방향으로 적은 power가 전송되도록 (예를 들어, null forming)할 수 있다.

여기서 null forming이란 다중 안테나를 이용한 interference mitigation기술의 하나로, 어떤 방향으로의 power가 작아지도록 혹은 없어지도록 하는 기술을 의미한다.

한편, 모든 케이스에 대해 short term fading까지 Femto BS 또는 Femto MS가 detection할 수 있다면, 그 정보를 이용해서, 해당 device가 판단하기에 가장 적절한 방법으로 beamforming을 할 수도 있다.

예를 들어, 영향이 크지 않다고 판단된 경우, Femto 자신의 performance를 높이기 위해 maximum rate transmission (MRT)을 수행할 수 있다. 또한, 영향이 크다고 판단된 경우, interference를 가장 작게 줄 수 있도록 interference nulling(IN)을 수행하거나 MRT와 IN의 중간 단계로 빔포밍을 수행할 수도 있다.

이하에서는 도 18을 참조하여 본 발명의 내용을 더 구체적으로 서술한다.

도 18은 본 발명과 관련하여, 제안하는 프레임의 구조를 도시한 것이다.

도 18에서는 Uplink 또는 downlink의 특정 자원 영역을 지정해서 user detection signal(UDS) 영역으로 정의된 것으로 가정한다.

여기서 UDS 영역은 각 downlink 자원 할당 unit(예를 들어, Subband, LRU, Chunk, SLRU, DLRU 등)당, 1개에서 N개의 unit 자원(subcarrier, OFDM symbol 등)으로 이루어 질 수 있다.

여러(N) 개의 unit 자원으로 UDS를 만드는 경우 해당 자원들에 각기 다른 BS에서 다른 sequence를 mapping을 해서 다른 BS에 속해 있는 MS로부터의 signal을 추가적으로 검출 할 수 있다.

또한, multi-user downlink transmission을 지원하기 위해서, downlink 자원 할당 unit 당 여러 개의 UDS를 지정해 놓을 수도 있다.

한편, common control signal로 cell 내의 모든 MS 또는 Femto/Femto MS들에게 broadcast해 줄 수 있다.

이때, 전술한 common control signal은 매 frame마다 전송되거나 여러 frame들의 묶음(예를 들어. superframe)마다 한번 알려 줄 수도 있다.

다른 방법으로 하나의 UDS에 할당된 여러 단말들이 동시에 전송할 수도 있다.

또 다른 방법으로, 하나의 UDS에 다른 sequence로 다중 단말을 구별할 수도 있다.

또 다른 방법으로, 하나의 UDS에 여러 단말을 같은 sequence로 전송하게 하여, Femto BS 또는 Femto MS가 해당 UDS, 즉, 해당 UDS가 가리키는 해당 downlink 자원 영역에 Femto BS 혹은 Femto MS 주변의 단말들의 수신 예측을 해볼 수 있다.

예를 들어, downlink 자원 D에 K명의 유저가 할당된다고 가정한다.

여기서 K명의 유저는 하나의 BS에 속해 있을 수도 있고, 여러 개의 BS에 속해 있을 수 있다.

이때 K 명의 유저가 같은 UDS영역에 같은 신호를 전송한다고 한다면, Femto BS 혹은 Femto MS는 short term fading 까지는 detection할 수는 없지만, 특정 자원 영역에 자신이 interference로 미칠 수 있는 단말의 상태를 러프하게 측정할 수 있다.

즉, K 명의 유저 중 2 명의 유저가 UDS를 measure할 Femto BS/MS와 가까이 있다고 가정할 때, 신호는 거리에 exponential함수로 감소하기 때문에 K-2명의 유저의 신호는 해당 Femto BS/MS에 미치지 않고, 오직 가까운 2명의 유저의 신호만이 합쳐져서 들어올 것이다.

즉, 합쳐진 UDS의 신호의 크기가 크다면 가까운 2명의 유저가 원하는 것보다 가까이 있다는 의미이고, 신호의 크기가 작다면 모든 유저가 원하는 거리 이상에 있다는 것을 의미한다.

따라서 이 신호를 이용해서 앞서 설명한 방법들을 수행할 수 있다.

예를 들어, 해당 Femto BS/MS는 UDS 신호의 세기가 특정 threshold에 미치지 않으면, 역으로 자신이 미칠 interference가 작다고 판단하고, 해당 자원에 전송(특히, MRT를 수행)한다.

또는 신호의 세기가 특정 threshold 보다 크다면, 역으로 특정 threshold 보다 크다면 역으로 자신이 미칠 interference가 크다고 판단하고, 해당 자원에 전송하지 않거나 interference nulling방법으로 전송한다.

또한, Macro BS에서 특정 단말이 선호하는 자원영역 또는 할당된 자원영역을 인접 femto BS 또는 femto에 접속한 MS가 인지하는 방법으로, 자원할당의 통계적 특성을 활용하도록 설정할 수도 있다.

Macro BS에 접속한 단말은 DL로 전송되는 reference 신호를 기반으로 무선 채널의 특성을 측정하고, 이를 통해 특정 영역의 선호하는 자원을 기지국이 할당하도록 feedback 정보를 전송하게 된다.

이러한 정보를 기반으로 Uplink의 UDS 영역에 선호 자원영역에 대해 임의의 기 설정된 신호(예를 들어, sequence, 자원 매핑 방법, tone 선택 등)을 실어 전송하고, 이러한 정보는 복수의 단말을 통해 전송될 수 있으며, femto 기지국/단말과 같이 수신단에서는 통계적인 자원할당에 대한 특성을 획득할 수 있다.

또한, 이러한 자원할당 스펙트럼(또는 밀도)을 기반으로 femto 기지국/단말은 주변 단말의 자원할당 영역을 피하여 송수신이 가능하다.

한편, Macro 단말이 femto로 부터의 자원영역 선호 스펙트럼(또는 밀도)를 획득하여 역으로 수행하는 것도 가능하다.

이 때, uplink의 UDS 영역을 설정하지 않고, 기본적인 Uplink sounding channel을 이용하는 것도 가능하다.

즉, 단말은 reference 신호를 기반으로 특정 선호 자원영역을 선정해서 기지국에 알려줘서, 그 해당 선호 자원영역에 기지국에서 단말에 uplink sounding channel을 할당해 주고, 해당 uplink sounding channel을 이용해서 Femto 기지국/단말은 통계적인 자원할당에 대한 특성을 획득할 수 있다.

물론 역으로 Macro 단말이 Femto로 부터의 자원영역 선호 스펙트럼을 획득하여 역으로 수행하는 것도 가능하다. 이때, 단말이 특정 선호 자원영역을 기지국에 알려줄 때, downlink의 선호 자원영역 feedback signal을 이용하는 것도 가능하다.

또한, 단말이 직접 선호 자원영역을 기지국에 알려주지 않고, 기지국에서 여러가지 uplink 신호를 기반으로 직접 해당 단말의 선호 자원영역을 골라줄 수도 있다.

상기에서는 UDS 시그날을 Macro MS가 전송하고, Femto BS 또는 Femto MS가 그 signal을 detection한다고 했지만, Macro, Femto 구분 없이, downlink 전송 받을 MS가 전송하고 BS, MS가 measure할 수도 있다.

한편, Macro BS1이 downlink 자원 영역 1-4∼5-5에 Allocation_1,1을 이용해서 MS1을 할당해 주고, 1-6, 1-7에 Allocation_1,2을 이용해서 MS5를 할당하고, 2-6, 2-7에 Allocation_1,3을 이용해서 다른 MS6를 할당한다고 가정한다.

여기서, downlink 1-4∼5-5 자원영역을 할당 받은 MS1은 해당 번호의 UDS 영역에 power P로 signal을 보낸다.

이때, power P는 유저마다 같은 값으로 설정할 수도 있고, 다른 값으로 설정할 수도 있다.

다른 값으로 설정할 경우, 기지국은 단말에 어떤 값을 쓸지를 알려줄 수도 있고, 단말에서 특정 방법, 예를 들어, interference의 크기를 특정 값 이하로 하게끔 하는 방법에서 기인한 수학식에 기초해서 정할 수도 있다.

같은 값으로 설정한 경우, 다음과 같은 두 가지 방법이 이용될 수 있다. 즉, configurable하게 설정할 때는, control signal로 알려줄 수 있고, 또는 어떤 특정 값으로 고정해서 쓸 수도 있다.

또한, Femto BS 또는 Femto MS는 UDS를 detection해서 power 값을 measure한 후, power가 어떤 threshold보다 크다면, 해당 downlink 자원 영역에 전송을 하지 않을 수 있다.

또한, UDS로 채널을 추정해서, 해당 채널 방향으로 signal의 power가 작아지도록 null forming할 수도 있다.

따라서 전술한 본 발명의 내용이 적용되는 경우, Femto BS/MS로부터 Macro BS/MS에 오는 interference를 줄일 수 있다는 효과가 보장될 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명의 또 다른 목적으로서, 펨토 기지국(FBS)을 포함하는 네트워크 구조에서 간섭을 감소시킬 수 있는 본 발명의 새로운 네트워크 구조를 제안한다.

선결적으로 본 발명이 제안하는 내용이 적용될 수 있는 시스템 구조를 도 19를 참조하여 설명한다.

도 19에서는 하나의 매크로 기지국(BS_M)이 있고, 기 설정된 시간 이내에서는 오직 하나의 매크로 기지국만이 전체 시스템의 매크로 기지국으로 동작하는 것으로 가정한다.

또한, 도 19를 참조하면, N 개의 펨토 기지국들(BS_i, i=1...N)이 존재하고, 각각의 펨토 기지국(BS_i)은 기 설정된 시간 동안 하나의 단말을 위해 동작하며, 모든 단말은 하나의 수신 안테나를 가지고, 매크로 기지국과 i 번째 펨토 기지국은 각각 N _{t ,M}, N _{t , i} 의 전송 안테나를 갖는 것으로 가정한다.

또한, 펨토 기지국의 penetration loss가 δdB인 펨토 기지국의 바운더리에서의 월(wall)이 존재하는 것으로 가정한다.

또한, 매크로 기지국과 i 번째 펨토 기지국 각각을 위한 최대 전송 파워는 P _tx,M, P _{tx ,i} 인 것으로 가정한다.

또한, 각각의 펨토 기지국(BS_i)은 자신의 단말(MS_i)을 위한 long term statistics와 short term statistics을 알고 있는 것으로 가정한다.

다음으로, 도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 구체적인 시스템 모델을 나타낸 것이다.

도 20에서 매크로 기지국(BS_M), 펨토 기지국들(BS_i, i=1...N)과 단말(MS_i) 등의 관계는 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 정리될 수 있다.

수학식 1 및 수학식 2에서 subscript M 과 관련된 모든 파라미터들은 매크로 기지국 또는 단말에 속한다. 여기서, y _i 는 i-th 단말에서 수신된 신호를 나타내고, h _j,i는 i-th 단말과 j-th 기지국 사이의 1xN _{t ,j} Channel vector를 나타내며, w j는 j-th 기지국에서의 N _{t , j}x1 Precoding vector를 나타내고, x _i는 variance ε _x=1인 i-th 단말의 데이터를 나타내며, n _i는 variance

를 갖는additive Gaussian noise를 나타내고,

는 variance

를 갖는 Noise plus interference(BS_M과 i-th femto BS을 제외한 다른 기지국들의 interference를 포함)를 나타내며, g_{j ,i}는 long term fading(pathloss, shadowing, penetration loss 등)을 포함하므로,

이 성립되며, p _i는 BS_i p _i≤ P _{tx ,i}에서의 transmit power를 나타낸다.

여기서 MS_M은 downlink transmission 이전에 user detection signal (UDS)를 전송한다. 이는 모든 펨토 기지국들이 MS_M 과 BS_i 간의 short term and long term statistics를 측정하기 위함이다. 따라서 BS_i에서 h _{i ,M}, h _{i ,i} 들은 이용될 수 있으나 h _M,i, h _{M ,M} 들은 이용될 수 없다.

결론적으로 sum rate를 최대화하기 위해서는, BS_i에서만 이용되는 정보를 통해 optimization이 수행된다.

따라서 이러한 기존의 정보를 이용하여 시스템이 운용되는 경우, 상호간에 간섭 현상이 빈번하게 발생될 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명에서는, 펨토 기지국(FBS)을 포함하는 네트워크 구조에서 간섭을 감소시킬 수 있는 방법을 제공하고자 하며, 이는 femto 기지국의 performance loss를 감소시키면서 macro 단말의 performance를 높일 수 있으므로 효율적이다.

우선적으로 발생되는 문제를 하기의 수학식 3과 같이 공식화 시킬 수 있다.

여기에서 η _M 과 η _i 은 MS_M 과 MS_i 의 weight를 나타낸다.

또한, BS_i 에서 distributed optimization problem은 다음의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

한편, Jensen's inequality and the arithmetic and harmonic mean relationship을 이용하면, 상기의 수학식은 하기의 수학식 5와 같이 간소화 될 수 있다.

만약, femto BS에 두 개의 전송 안테나가 적용되는 경우, w _i, p _i 은 다음의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.

여기서, r ₁, r ₂, θa는 r ₁, r ₂ ＞ 0 및 0 ≤ θ ＜ 2π 범위에서의 optimization parameters들을 나타내고, w _n 과 w _h 는 h _{i , M} 의 null space를 위한 basis와

의 column space를 위한 basis를 각각 나타낸다.

만약, w _n=w _h 라면 전술한 above optimization problem의 모든 해결책들의 w _i, P _tx,I spans 은 간단하게 w _i = w _h으로 표현될 수 있다. 또한, w _n≠w _h, 라면, 전술한 above optimization problem의 모든 해결책들의 C² space의 exp(jφ)w _i는 w _i=w _h으로 표현되고 the choice φ는 성능에 영향을 끼치지 않게 된다.

따라서 Interference는 r ₂에 의해 제어되고, 남아있는 부분들은 공식의 제 2 부분으로서 최대화되면 된다.

한편, 주어진 r ₂를 이용하여, 다음의 수학식 7을 최대화시키는 r ₁ 과 θ 를 알아낼 수 있다.

수학식 6 및 수학식 7을 이용하면, {x^TAx} 의 최대값을 이용하여 전술한 수학식들을 간소화시킬 수 있다.

즉, 적용 결과는 다음의 수학식 8 및 수학식 9와 같다.

만약, Lagrange multiplier를 이용하게 되면, 상기 수학식 8은 다음의 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.

수학식 8 또는 수학식 10의 결과값을 최대화하기 위해, D는 반드시 negative definite이어야 하고

또는 x는 D의 null space 내에 있어야 한다.

전술한 공식들을 이용하면, 계산하고자 하는 r ₁ 및 θ을 구할 수 있다.

즉, 하기의 수학식 11과 같은 결과 값들을 얻을 수 있다.

이때의 최대값을 산출하면, 다음의 수학식 12와 같은 결과를 얻을 수 있다.

상기 수학식 12는 다음의 수학식 13과 같이 간소화되어 표현될 수도 있다.

따라서 시스템 최적화를 위한 요소는 extreme points (r ₂=0 or 1) 또는 상기 수학식 13이 0이 되는 derivative를 만족하는 r ^* ₂가 된다.

0 ＜ r ^* ₂ ＜ 1에서 r ^* ₂는 다음과 같은 수학식 14와 같이 표현될 수 있다.

즉, 상기 수학식 14의 결과값을 적용하는 경우, 통신 손실을 최소화시켜 효율적인 통신을 가능하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일례로서, interference temperature^*를 기반으로 하는 시스템이 제공될 수 있다.

즉, |h _{i ,M} w _i|²= k, or equivalently하도록 r ₂를 설정할 수 있고, 이때, r ₂는 다음의 수학식 15와 같이 표현될 수 있다.

따라서 다른 필드 테스트 등과 같은 offline optimization를 이용하여 다른 k값을 적용함으로써, best performed point를 찾을 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 일례로서, soft interference nulling으로 호칭되는 convexifying method 방법이 적용될 수도 있다.

여기서는 first-order Taylor series expansion이 적용될 수 있고, 이는 다음의 수학식 16 및 수학식 17과 같이 표현될 수 있다.

이때,

을 이용할 수 있고, Q _i 를 최적화시켜 표현할 수 있다. 즉, 다음의 표 1과 같이 표현될 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 구체적인 내용을 구체적인 수치를 이용하여 시뮬레이션(Simulation)해 보았고, 이에 따른 결과는 도 21 내지 도 27과 같다.

기본적으로 도 21 내지 도 27의 시뮬레이션에 적용되는 가정은 다음의 표 2와 같다.

도 21은 본 발명이 적용되는 네트워크 레이아웃을 나타낸 것이다.

다음으로, 도 22는 2Tx, 2Tx, 1Rx가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.

또한, 도 23의 (a) 및 (b) 는 2Tx, 2Tx, 1Rx 가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.

또한, 도 24는 4Tx, 2Tx, 1Rx가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.

또한, 도 25의 (a) 및 (b)는 4Tx, 2Tx, 1Rx가 적용되는 CSG case에서의 본 발명의 결과값을 나타낸 것이다.

또한, 도 26의 (a) 및 (b)는 Femto BS Power의 임팩트(Impact)의 일례를 나타낸 것이다.

또한, 도 27의 (a) 및 (b)는 Femto BS의 개수의 임팩트(Impact)의 일례를 나타낸 것이다.

도 22 내지 도 27을 참조하면, 본 발명에서 제안되는 방법에 따른 효과는 제안된 다른 실시예와 유사한 결과값을 보인다는 것을 확인할 수 있다.

또한, 제안된 방법이 적용되는 경우, nullforming 또는 maximal rate transmittion이 적용되는 두 개의 극단적인 경우보다 더 좋은 성능을 보인다는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 신호 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 이러한 송수신 관계는 단말과 릴레이 또는 기지국과 릴레이간의 신호 송수신에도 동일/유사하게 확장된다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 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. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 송신하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (19)

1. 펨토 기지국(Femtocell BS)이 상기 펨토 기지국과 연결된 제 1 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서,
   매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계;
   상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 정보는 UDS(User Detection Signal) 정보이고, 상기 UDS 정보는 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 용도로만 이용되는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 정보는 프레임(frame)마다 전송되거나 복수의 프레임의 집합인 슈퍼프레임(superframe) 단위로 전송되는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 UDS 정보의 세기가 기 설정된 세기 미만인 경우, 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리가 상기 임계 거리 이상으로 판단되는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이하인 경우, 상기 제 1 단말에 제 2 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제 2 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말이 위치한 방향으로 적은 파워(power)가 전송되도록 하는 널 포밍(null forming)에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
6. 펨토 기지국(Femtocell BS)과 연결된 제 1 단말이 상기 펨토 기지국으로부터 자원을 할당 받는 방법에 있어서,
   매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계;
   상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제 1 정보는 UDS(User Detection Signal) 정보이고, 상기 UDS 정보는 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 용도로만 이용되는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 제 1 정보는 프레임(frame)마다 전송되거나 복수의 프레임의 집합인 슈퍼프레임(superframe) 단위로 전송되는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 UDS 정보의 세기가 기 설정된 세기 미만인 경우, 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리가 상기 임계 거리 이상으로 판단되는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
10. 제 6항에 있어서,
    상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이하인 경우, 상기 펨토 기지국으로부터 제 2 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말이 위치한 방향으로 적은 파워(power)가 전송되도록 하는 널 포밍(null forming)에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
11. 펨토 기지국(Femtocell BS)이 상기 펨토 기지국과 연결된 제 1 단말에 자원을 할당하는 방법에 있어서,
    매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하는 단계;
    상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방법.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 롱 텀 통계 값은 평균 측정 값(average sense) 및 롱 텀 페이딩 값(long term fading)을 포함하는, 자원 할당 방법.
13. 제 11항에 있어서,
    상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이하인 경우, 상기 제 1 단말에 제 2 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말이 위치한 방향으로 적은 파워(power)가 전송되도록 하는 널 포밍(null forming)에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
14. 펨토 기지국(Femtocell BS)과 연결된 제 1 단말이 상기 펨토 기지국으로부터 자원을 할당 받는 방법에 있어서,
    매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하는 단계;
    상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는, 자원 할당 방법.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이하인 경우, 상기 펨토 기지국으로부터 제 2 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제 2 정보는 상기 제 1 단말이 상기 제 2 단말이 위치한 방향으로 적은 파워(power)가 전송되도록 하는 널 포밍(null forming)에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자원 할당 방법.
16. 제 1 단말에 자원을 할당하는 펨토 기지국(Femtocell BS)에 있어서,
    매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈;
    상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어에 따라 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 전송 모듈을 포함하는, 펨토 기지국.
17. 펨토 기지국(Femtocell BS)으로부터 자원을 할당 받는 제 1 단말에 있어서,
    매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보를 이용하여, 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 프로세서를 포함하되,
    상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 수신 모듈이 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는, 제 1 단말.
18. 제 1 단말에 자원을 할당하는 펨토 기지국(Femtocell BS)에 있어서,
    매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈;
    상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하고, 상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 펨토 기지국 간의 거리를 계산하는 프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어에 따라 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 제 1 단말로 전송하는 전송 모듈을 포함하는, 펨토 기지국.
19. 펨토 기지국(Femtocell BS)으로부터 자원을 할당 받는 제 1 단말에 있어서,
    매크로 기지국(Macro BS)이 상기 매크로 기지국과 연결된 제 2 단말로 전송하는 정보를 수신하는 수신 모듈; 및
    상기 수신한 정보 중 상기 제 2 단말에 자원을 할당하기 위한 제 1 정보의 롱 텀 통계 값(long term statistics)을 계산하고, 상기 롱 텀 통계 값을 이용하여 상기 제 2 단말과 상기 제 1 단말 간의 거리를 계산하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서의 제어에 따라 상기 수신 모듈은 상기 계산된 거리가 기 설정된 임계 거리 이상인 경우, 상기 제 1 단말에 자원을 할당하기 위한 자원 할당 신호를 상기 펨토 기지국으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는, 제 1 단말.

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