WO2010005232A2 - 부분 주파수 재사용 방식을 이용하는 단말의 신호 전송 방법 - Google Patents

부분 주파수 재사용 방식을 이용하는 단말의 신호 전송 방법 Download PDF

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WO2010005232A2
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한종영
조한규
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a terminal and a signal transmission method of the terminal, and more particularly, to a terminal and a method for transmitting the signal in a multi-cell environment using partial frequency reuse.
  • Frequency reuse is one of the ways to increase the number of channels per unit area in a cellular system.
  • the intensity of the radio wave becomes weaker as the distance increases, and thus the same frequency channel can be used because there is less interference between radio waves at a certain distance or more.
  • the same frequency can be used in multiple regions at the same time, greatly increasing subscriber capacity.
  • This efficient use of frequency is called frequency reuse.
  • a unit for distinguishing regions is called a cell (mobile communication cell), and frequency channel switching between cells for maintaining a call is called handoff.
  • frequency reuse is essential.
  • Frequency reuse is one of the parameters indicative of frequency efficiency in cellular systems.
  • the frequency reuse rate is a value obtained by dividing the total number of cells (sectors) using the same frequency at the same time in the multi-cell structure by the total number of cells (sectors) in the entire multi-cell structure.
  • Frequency reuse of 1G systems is less than one.
  • the frequency reuse rate is 1/7.
  • the frequency reuse rate of 2G systems eg CDMA and TDMA
  • the frequency reuse rate can reach 1/4 to 1/3.
  • the frequency reuse rate can reach 1, increasing the efficiency of the spectrum and reducing network deployment costs.
  • a frequency reuse rate of 1 can be obtained when all sectors within a cell and all cells within a network use the same frequency.
  • obtaining a frequency reuse rate of 1 in a cellular network implies that users at the cell's boundary reduce signal reception performance by interference from adjacent cells.
  • the boundary area and the center area of the cell are not absolutely defined areas.
  • the central area of a cell is close to the base station, which means where users are relatively safe from co-channel interference from adjacent cells, and the internal users in the center of the cell are all available subchannels. Can be used.
  • the cell boundary area is where users who are relatively sensitive to interference between adjacent cells are located.
  • FFR Fractional Frequency Reuse
  • a channel is divided into subchannel units and a signal is transmitted on a subchannel. Accordingly, in a multi-cell environment, internal users at the center of a cell use all available subchannels, while users at adjacent cell boundaries use an FFR that allocates frequencies so that each cell uses a different subchannel.
  • control information or a control method for effectively operating FFR includes a base station and a base station. And / or shared between terminals.
  • an object of the present invention is to provide a method for efficiently using the FFR in a mobile communication system in a multi-cell environment.
  • a method for transmitting a signal by a terminal in a multi-cell environment according to an embodiment of the present invention, according to a specific frequency partition according to a partial frequency reuse scheme from a base station. allocating a frequency partition, receiving Modulation and Coding Scheme (MCS) level information for the specific frequency partition from the base station, wherein the specific frequency partition is located at an adjacent cell boundary If the frequency partition is shared with the terminal, the step of adjusting the transmit power corresponding to the MCS level according to the position in the cell of the terminal and transmitting the signal to the base station with the adjusted transmit power.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the terminal is a terminal located at a cell boundary, and when the MCS level is greater than or equal to a predetermined reference value, the signal may be transmitted using a transmit power higher than the transmit power corresponding to the MCS level.
  • the terminal when the terminal is a terminal located at a cell boundary and the MCS level is less than or equal to a predetermined reference value, the terminal may transmit a signal using the maximum transmission power available to the terminal.
  • the terminal when the terminal is a terminal located at a cell boundary and the MCS level is greater than or equal to a predetermined reference value, the terminal may transmit a signal using a transmit power lower than the transmit power corresponding to the MCS level.
  • the transmission power adjustment may be performed in consideration of interference and path loss.
  • a signal may be transmitted using a transmission power higher than the transmission power corresponding to the MCS level.
  • the terminal may transmit a signal using a transmit power lower than the transmit power corresponding to the MCS level.
  • the frequency partition shared with the terminal located at the adjacent cell boundary is a frequency partition having a frequency reuse rate of 1 and a frequency reuse rate of 1 / n (n is an integer), and the frequency partition is located at an adjacent cell boundary. It may include one or more of the frequency partitions used by one or more terminals.
  • a terminal operating in a multi-cell environment for solving the above technical problem is a specific frequency allocated to the terminal according to a fractional frequency reuse scheme from a base station.
  • a receiving module for receiving information indicating a frequency partition and modulation and coding scheme (MCS) level information for the specific frequency partition, wherein the specific frequency partition is located at an adjacent cell boundary
  • MCS modulation and coding scheme
  • the processor for adjusting the transmission power corresponding to the MCS level according to the position of the cell of the terminal and a transmission module for transmitting a signal to the base station with the transmission power adjusted by the processor Include.
  • the terminal further includes a memory for storing one or more of information on the modulation and coding scheme corresponding to each MCS level information, first reference value information for the MCS level and second reference value information for the geometric information can do.
  • the transmission module when the terminal is a terminal located at a cell boundary and the MCS level is greater than or equal to the first reference value stored in the memory, the transmission module signals using a transmission power higher than the transmission power corresponding to the MCS level. And the processor is a terminal located at a cell boundary, and when the MCS level is less than or equal to the first reference value stored in the memory, the transmission module uses the maximum transmission power available to the terminal. It can be controlled to transmit a signal.
  • the transmission module uses a transmission power lower than a transmission power corresponding to the MCS level.
  • the processor is configured to transmit a signal, and the processor is a terminal located at a cell boundary, and when the MCS level is less than or equal to the first reference value stored in the memory, the transmission power adjustment may be performed in consideration of interference and path loss. Can be.
  • the processor transmits a signal using a transmission power higher than the transmission power corresponding to the MCS level.
  • the processor is a terminal located in the center of the cell and has a geometry information value of less than a predetermined reference value.
  • the processor transmits a transmission power lower than a transmission power corresponding to the MCS level. It can be controlled to transmit a signal.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a terminal apparatus for transmitting a signal by applying an FFR according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a flow of transmitting a signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for allocating a band for each cell by applying an FFR according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cell structure in which a frequency partition is allocated in the FFR application method shown in FIG. 2 in a multi-cell environment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cell structure in which a frequency partition is allocated without using an FFR according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a frequency full band when no FFR shown in FIG. 5 is used.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a method of allocating a band for each cell by applying an FFR according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a cell structure in which a frequency partition is allocated in the FFR application method shown in FIG. 7 in a multi-cell environment.
  • a base station may be replaced by terms such as a fixed station, a base station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, an ABS, and the like.
  • a mobile station may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), an AMS, or a mobile terminal.
  • UE user equipment
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS AMS
  • a terminal in uplink, a terminal may be a transmitting end and a base station may be a receiving end.
  • a terminal in downlink, a terminal may be a receiving end and a base station may be a transmitting end.
  • the terminal of the present invention PDA (Personal Digital Assistant), cellular phone, PCS (Personal Communication Service) phone, GSM (Global System for Mobile) phone, WCDMA (Wideband CDMA) phone, MBS (Mobile Broadband System) phone This can be used.
  • PCS Personal Communication Service
  • GSM Global System for Mobile
  • WCDMA Wideband CDMA
  • MBS Mobile Broadband System
  • Embodiments of the present invention are provided by standard documents disclosed in at least one of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) system and 3GPP2 system, which are wireless access systems. Can be supported. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document. In particular, embodiments of the present invention may be supported by documents such as standard documents of the IEEE 802.16 system, P802.16-2004, P802.16e-2005, and P802.16Rev2.
  • each base station uses a different frequency band on a subchannel. For example, some tones are used by all sectors, so the frequency reuse rate is one. On the other hand, the other tones use only 1/3 of each sector, so the frequency reuse rate is 1/3. This frequency reuse rate can be set variously according to the network configuration.
  • the power of the terminal may be controlled in consideration of inter-cell interference.
  • the performance of the power control of the terminal in consideration of inter-cell interference may be caused by a user or mobile terminal generating or reacting sensitively to ICI between adjacent cells. May be affected by information about For example, the performance of a specific user or a group of users of the system may vary depending on the purpose of implementing inter-cell power control, such as to improve the performance of a user in a specific situation located in a cell boundary region or a cell center region.
  • a method capable of limiting or selecting a user or terminal to which inter-cell power control is applied, or a frequency range or time range to an object sensitively or affecting ICI As a method that can be used as a medium for exchanging ICI-related information or user and mobile terminal information between cells, signaling through an air channel or signaling through a backbone network may be considered.
  • Determination for power control between cells may be based on path loss, geometry information, signal-to-noise ratio (SINR), etc. in a base station or a scheduler located in the base station.
  • SINR signal-to-noise ratio
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a terminal apparatus for transmitting a signal by applying an FFR according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a diagram illustrating a flow of transmitting a signal in the terminal of FIG.
  • a terminal operating in a multi-cell environment may transmit a signal through an uplink to a base station using fractional frequency reuse (FFR).
  • FFR fractional frequency reuse
  • a terminal may include information required from a base station to use FFR, for example, information indicating a specific frequency partition or frequency band allocated to the terminal;
  • MCS modulation and coding scheme
  • the base station When the terminal transmits a signal to the base station using the FFR, the base station is affected by interference when receiving the transmitted signal according to the multi-user and multi-cell environment requirements in the cell, the reception rate is reduced. Therefore, referring to FIG. 2, in order to efficiently apply FFR, the base station transmits information indicating a specific frequency partition allocated to the terminal and MCS level information to the terminal (S210), and the terminal transmits the received information based on the received information.
  • the power may be determined (S220), and a signal may be transmitted to the base station using the determined transmit power (S230).
  • the terminal may control the transmission power for efficient FFR, as shown in FIG. 2, the base station receives power control information and MCS level information indicating a specific frequency partition allocated to the terminal to apply the FFR. Alternatively, the control operation may be performed based on the measured information. In this case, when the determination of the transmission power is instructed to the terminal, the terminal performs signal transmission on the uplink according to the received determination.
  • a terminal may include information on a modulation and coding scheme corresponding to each MCS level information, first reference value information and geometry information on the MCS level.
  • the apparatus may further include a memory 140 that stores one or more of the second reference value information for the.
  • the processor 120 derives information on the MCS level, information on the geometry or path loss, and reference value information on the MCS level or the geometry information stored in the memory 140 to determine the transmission power, and assigns a specific frequency to each cell.
  • the transmission power may be adjusted according to whether the partition is a frequency partition shared with a terminal located at an adjacent cell boundary.
  • the processor 120 adjusts the transmission power according to at least one of the information on the MCS level, geometry or path loss for a particular frequency partition according to the position of the terminal in the cell.
  • the geometric information is information indicating a distance between the base station and the terminal, and may be information about the distance between the base station located in one cell or the distance from the base station of another cell when the terminal is a reference.
  • the path loss or the geometric information may be transmitted from the base station or measured by the terminal.
  • the terminal measures the downlink / uplink, time division duplex (TDD) / frequency division duplex (FDD) Regardless of whether the signal is received from the base station through the downlink is used.
  • the downlink signal used to measure such information includes a preamble, a midamble, a common pilot, and the like. Since information is based on long-term geometry, it may have one value per terminal.
  • a transmission power control method for reducing ICI performed in a processor for reducing ICI is as follows.
  • the FFR in the uplink by controlling the transmission power to reduce the inter-cell interference, it is possible to increase the efficiency of using the FFR.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of allocating a specific frequency partition for each cell by applying an FFR according to an embodiment of the present invention.
  • a user terminal When a user terminal transmits a signal to a base station in a multi-cell environment, users of each cell may be divided into groups to apply FFR.
  • the allocation of users to multiple frequency partitions into groups is mainly performed by the base station.
  • the terminal receives information about each user group and information about a specific frequency partition assigned to each group from the base station through the receiving module 110.
  • user groups are divided and allocated as follows.
  • the user group can be largely divided into a first user group having a reuse rate of 1 and a user group having a reuse rate of 1 / n using the same frequency partition in a center region and a boundary region of a cell.
  • a user group of 1 / n for example, a user group using a reuse frequency 1/3 frequency partition, has a frequency partition that is the same as a frequency partition assigned to a boundary area of an adjacent cell as a user located in the center area of the cell.
  • the second user group may be divided into a third user group using a frequency partition identical to a frequency partition allocated to a center area of an adjacent cell as a user located in a boundary region of a cell. Accordingly, a cell structure for allocating frequency partitions for each cell is shown in FIG. 4.
  • a user in the center region or a boundary region of a cell may give an interference effect to a user using the same frequency in an adjacent cell.
  • the signal transmission method controls the transmission power in the uplink by dividing the boundary region and the center region of the cell in order to reduce the interference effect and improve user performance.
  • the method for controlling the transmission power according to the embodiment of the present invention may use the MCS level of the user.
  • the processor 120 transmits a signal of the original terminal to a maximum transmit power that can be used for signal transmission by a cell center region user who uses the same frequency partition as that of the boundary region of an adjacent cell.
  • the inter-cell interference effect can be reduced by limiting the transmission power according to the target SINR corresponding to the MCS level lower than the MCS level of the city. For example, when the target SINR of the center region user corresponds to MCS level 6 in the system where the total MCS level is 7, the frequency reuse rate of one cell is 1/3. It is set to transmit power corresponding to the target SINR at MCS level 5 lower than the MCS level. As a result, power used in transmission may be reduced, and thus interference effects to neighboring cells may be reduced.
  • the transmission power of the user located in the boundary region in any cell may be limited or arbitrarily increased.
  • a user using a frequency partition 2 in cell A 310, a frequency partition 3 in cell B 320, and a frequency partition 4 in cell C 330 may be used by a user in the center region of an adjacent cell.
  • High frequency interference can be given to a frequency partition in which the transmit power can be controlled differently according to which area of the cell prioritizes performance improvement.
  • the first case is to prioritize the performance improvement of the user in the cell boundary region.
  • the processor 120 may have a SINR higher than a target SINR corresponding to the MCS level required for signal transmission by the UE. Set the transmission power accordingly.
  • the processor 120 may set the transmission power to be larger than the power according to the target SINR according to the MCS level set when the original signal is transmitted.
  • the minimum value of the transmission power may be determined to transmit the minimum transmission power value unconditionally if the calculated transmission power value is less than or equal to the minimum value.
  • the processor 120 determines that the transmission power used when transmitting a signal of the UE is high when the MCS level for a specific frequency partition assigned to the cell boundary area user is high.
  • the power corresponding to the target SINR lower than the target SINR according to the set MCS level is set.
  • the power control may be set lower than the transmission power according to the target SINR according to the originally set MCS level.
  • the total MCS level of the user of the boundary area is less than a certain level, such as the case of level 3 or less, the original transmission power adjustment scheme is followed in consideration of interference or path loss.
  • a method of controlling transmit power provides a geometric information or a path loss between a base station and a user terminal for a user in a cell center region using the same frequency partition as a frequency partition of a border region of an adjacent cell. Can be based
  • inter-carrier interference tends to be inversely proportional to geometric information indicating the distance between the terminal and the base station. That is, if the base station has a high geometric information, the distance between the terminal and the neighboring base station is far, and the interference effect that can be mutually small has a low ICI, but the path loss is large. On the other hand, when the geometry information is small for the base station, the path loss is small because the distance between the terminal and the adjacent base station is short, but may have a high ICI.
  • the frequency partition used by the user of the center region of cell A 310 is the frequency partition 3 used in the boundary region of adjacent cell B 320 and the adjacent cell C 330.
  • the center The user of the area is set to use a transmission power higher than the preset transmission power. Therefore, the transmission power setting according to the geometry information can be generalized by the following equation (1).
  • the processor 120 transmits power when the geometric information of the user is larger than a reference value stored in the memory 140. ) To the preset transmit power ( ) see Set as high as. here, May be arbitrarily set to an amount of power that supplements more than enough power to reduce inter-cell interference.
  • a user using a frequency partition having a reuse rate of 1 may set transmission power in consideration of an ICI with a user of a center region of an adjacent cell using a frequency partition having a reuse rate of 1.
  • the cell A 310, the cell B 320, and the cell C 330 commonly use frequency partition 1 having a reuse rate of 1, and signal reception performance of the base station is improved due to interference effects between the cells. Can be bad. Accordingly, even in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in this case, as shown in Equation 1 or Equation 2,
  • the inter-cell power control method according to another embodiment of the present invention may be based on MCS level and geometry information or path loss.
  • the MCS level and the geometry information may each have a predetermined reference value, and each reference value may be variously set according to the reuse rate or the user location area in the cell. That is, the reference value is set differently in the reuse rate 1 and reuse rate 1 / N areas, and is set by distinguishing whether the user's position is the central area or the boundary area in one cell of the reuse rate 1 / N.
  • the transmission power control according to the present invention can be adjusted according to whether the MCS level and the geometry information satisfy the various predetermined reference values.
  • a user uses a frequency partition having a reuse rate of 1 in a center region and a boundary region of a cell.
  • the processor 120 adjusts to use the transmission power used when the geometric information of the user who uses the frequency partition having the reuse rate 1 is higher than a reference value when the MCS level is higher than the preset MCS level in the uplink. If the geometric information is lower than the reference value, the signal is transmitted according to the set transmission power.
  • the processor 120 sets the transmission power to a power when the target SINR is higher than the target SINR of the set MCS level. do.
  • the transmission power is set to a power when the target SINR is lower than the target SINR of the set MCS level.
  • the transmission power is set to the maximum transmit power (full Tx power) available to the terminal.
  • the transmission power control method for reducing ICI and increasing reception performance when applying FFR in the uplink is described above.
  • the user terminal may transmit a signal to the base station according to the determined transmission power.
  • the terminal transmits a signal using the transmission power corresponding to the reference value, thereby reducing the transmission rate to a predetermined level or less. Can be prevented.
  • the method for adjusting the transmission power according to the embodiment of the present invention described above uses not only the FFR method of dividing and allocating users to a plurality of specific frequency partitions, but also has one frequency partition regardless of a specific region of a cell. This may also apply.
  • FFR can be applied to downlink as well as uplink, in order to reduce inter-cell interference with neighboring cells, whether to implement FFR, the number of bands used for FFR, bandwidth, frequency reuse factor for FFR And so on.
  • the FFR setting method is to minimize the control signal that increases as the information exchange rate between adjacent cells increases due to the above various determinations, and efficiently perform the FFR.
  • Table 1 A description with reference to Table 1 below.
  • Table 1 shows an example of the FFR setting method according to an embodiment of the present invention.
  • Table 1 shows a number of user partition (or grouping), frequency reuse factor (FRF), BW partition, transmit power level (for downlink), and a signaling format for indicating the FFR.
  • FFR frequency reuse factor
  • BW partition transmit power level
  • signaling format for indicating the FFR.
  • the determination of FFR is used as shown in Table 1 above. For example, assuming that the signaling bit is 2 bits, the signaling indication may be 00 when no FFR is applied, and the signaling indication may be 01, 10, or 11 when FFR is applied.
  • the signaling bit is 2 bits, if the signaling type is expressed as 00, this may indicate that the FRR is not applied. Since the same frequency partition is used for the cell's center region and border region, the FRF, Number of user partition is 1, BW is the bandwidth BW T according to system performance, and the transmit power level used in downlink is 1. Can be. In Table 1, P 1 represents power level 1 (P1 level) and can be determined according to system performance. As such, when the FFR is not used, cells may be configured and frequency partitions may be allocated as shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cell structure in which a frequency partition is allocated without using an FFR in a multi-cell environment according to an embodiment of the present invention.
  • the frequency band is divided into four frequency partitions, if the FFR is not used, all the cells are not divided into the center region or the boundary region but four frequency partitions (1, 2, 3, 4) divided over the entire region of the cell.
  • the entire frequency band as shown in FIG. 6 may be the bandwidth of the system.
  • the transmit power of the base station may be used equally to all users at the P1 level.
  • the 2-bit signaling indication is not 00, it may be indicated to perform FFR.
  • Limits are considered in consideration of the increase in the control signal and the efficiency of the FFR or the complexity of the FFR operation. You can put it.
  • FIG. 3 and 4 illustrate the application of an FFR according to an embodiment of the present invention, and in the case of FRF 1/3, a frequency partition is allocated to each cell.
  • 7 and 8 are diagrams illustrating frequency partition allocation for each cell when FRF 2/3 is applied to another FFR according to an embodiment of the present invention.
  • the frequency partitions 2, 3, and 4 correspond to frequencies corresponding to 1/3 of the reuse rate.
  • Partitions can have the same ratio BW of 1: 1: 1.
  • the ratio of band 1: band (2 + 3 + 4) may vary.
  • x is frequency partition 1 assigned to the cell region of the reuse rate 1 in FIG. Two bits of signaling bits are used for BW partiton indication.
  • a user group located in the center region of the cell, the second user group using the same frequency partition as the frequency partition allocated to the boundary region of the adjacent cell, A third user group using the same frequency partition as the frequency partition allocated to the center region of the adjacent cell as a user located in the boundary region of the cell, and a frequency partition assigned to the boundary region of the neighbor cell as a user located in the boundary region of the cell Can be divided into a fourth user group using the same frequency partition.
  • the fourth user group may appear when using a frequency partition having a reuse rate of 2/3.
  • a user using frequency partition 1 is a first user group
  • a user using frequency partitions 3 and 4 is a second user group and a frequency partition.
  • the user using 2 corresponds to the third user group.
  • a user who uses frequency partition 1 may have a first user group in a relationship with neighbor cells B 420 and C 430.
  • User using frequency partition 4 uses a second user group in relation to neighbor cell B 420
  • user using frequency partition 2 uses a third user group in frequency relation with neighbor cell B 420, frequency partition 3.
  • the user corresponds to the fourth user group in relation to the neighbor cell B 420.
  • the user using each frequency partition corresponds to User groups are different. That is, it can be regarded as a relative classification according to the relationship with the adjacent cells.
  • power control may be performed for each band. At this time, it can be set to the power level 1 (P1 value), which requires separate signaling.
  • P1 value which requires separate signaling.
  • separate signaling is required in case of changing the bandwidth of the frequency reuse range defined between each cell. In this case, it may be indicated through signaling indication such as 11 that there is separate signaling using 2 bit signaling.
  • the base station may set an efficient FFR based on various determined matters and transmit a signal to the user, or instruct the plurality of users who transmit and receive signals with the base station to use the set FFR decision.
  • Information such as geometry information or path loss required to configure the FFR may be obtained by the base station or reported from the terminal as described above.
  • the UE can measure path loss or geometry information using a downlink signal and report it to the base station.
  • information for inter-cell power control for example, modulation and coding scheme (MCS) : Modulation and Coding Scheme) level information, which can be obtained and reported to the base station.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the UE may report the measured information to the base station in a period not greater than the dynamic period of the FFR.
  • the FFR dynamic period refers to a period in which the inter-cell FFR configuration, the number of FFR groups, and the bandwidth and power level of each group are changed in common.
  • the terminal may report to the base station at a period not smaller than the period measured by the terminal.
  • the base station determines whether the FFR is implemented, the number of bands used for the FFR, the bandwidth, the FRF, and the like, based on the information reported from the terminal, and transmits a signal to the terminal using the determined FFR.
  • inter-cell power control according to an embodiment of the present invention may be used to reduce the effects of inter-cell interference (ICI) and to improve the performance of a specific user or system. .
  • ICI inter-cell interference
  • information acquisition for inter-cell power control should be selected from the subject.
  • a method of selecting a user or a mobile terminal to obtain necessary information may vary.
  • a mobile terminal is selected based on a base station located in a serving cell. Based on the path loss, the geometry information, the received SINR, etc., a user or a terminal having a value below or above a predetermined threshold may be selected. Alternatively, a user may be selected to apply inter-cell power control according to a preset ratio among a plurality of users.
  • a mobile terminal is selected based on a base station included in a neighboring cell.
  • a user generating strong ICI as a base station included in a neighbor cell may be selected as a user performing inter-cell power control.
  • the first case is based on information obtained from communication through a backbone between a base station of a serving cell and a base station of a neighboring cell.
  • a serving base station receives information from a neighboring cell base station and uses the same resource for a resource region that receives strong ICI, such as a frequency band according to subchannelization, a resource block, a subchannel, etc. May select a user scheduled to be scheduled.
  • the second case is based on information obtained through a radio channel between a terminal of an arbitrary cell and a base station of a neighbor cell.
  • Received signals for example, preambles
  • neighbor cells obtained by a user or a mobile terminal using signals used for handover and handover or signals used for scanning and scanning, or performing cell search
  • it may be determined whether or not strong interference may be caused to an adjacent cell based on a known signal) size, a path loss, a geometry, a signal transmission delay time, and the like, and may be reported to the serving cell.
  • the acquired information may be reported to the serving cell to determine whether the user can generate strong ICI in the serving cell, and to select the selected cell.
  • a user of each cell receives a signal from a neighboring cell to measure information or strength of the signal. The user may be selected by determining whether to perform power control between cells.
  • the subject that acquires the information is selected, and if the subject has obtained the information, it should be reported so that the base station can set the FFR.
  • a method of reporting information obtained from a serving cell or neighbor cells to a base station included in the serving cell will be described in detail.
  • the user terminal reports the information obtained from the base station of the neighboring cell or the neighboring cell from the neighboring cells to the base station of the serving cell.
  • the terminal reports to the base station using the uplink, there are various methods.
  • the terminal reports to the base station using the uplink reporting channel of the existing system.
  • the terminal may request for handover, handover notification, and scanning.
  • Information obtained by modifying an existing uplink channel may be reported to a base station of a serving cell.
  • the UE reports information related to inter-cell interference to a base station of a serving cell by using a new signal and report channel.
  • a new report signal format A report signal format and a report channel can be used.
  • the transmission period of the reported information may be an N multiple (periodic report) of the inter-cell power control period or may be made aperiodic report according to the determination of the base station and the user terminal of the serving cell.
  • the BS may determine the type of FFR to be used to reduce interference between adjacent cells in the multi-cell environment.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs), FPGAs ( Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the present invention allows a terminal using partial frequency reuse in a multi-cell environment to more efficiently use partial frequency reuse.

Landscapes

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  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 다중 셀 환경의 단말이 신호를 전송하는 방법은 기지국으로부터 부분 주파수 재사용 방식(fractional frequency reuse)에 따라 특정 주파수 파티션(frequency partition)을 할당받고, 기지국으로부터 상기 특정 주파수 파티션 또는 특정 주파수 파티션 내의 특정 자원 영역에 대한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보를 수신받아 특정 주파수 파티션(frequency partition)이 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션인지 여부 및 단말의 셀 내 위치에 따라 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력을 조정하고, 조정된 전송 전력으로 상기 기지국에 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.

Description

부분 주파수 재사용 방식을 이용하는 단말의 신호 전송 방법
본 발명은 단말 및 단말의 신호 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 부분 주파수 재사용을 이용하는 다중 셀 환경에서의 단말 및 그 단말이 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.
주파수 재사용은 셀룰러 시스템에서 단위면적 당 채널 수를 증가시키는 방법 중의 하나이다. 전파의 세기는 거리가 멀어질수록 점점 약해지므로 일정거리 이상 떨어진 곳에서는 전파간의 간섭이 적어 동일한 주파수 채널을 사용할 수가 있다. 이런 원리를 이용하여 동일한 주파수를 동시에 여러 지역에서 사용하여 가입자 용량을 크게 증가시킬 수 있다. 이러한 주파수의 효율적 활용을 주파수 재사용(frequency reuse)이라 한다. 지역을 구분하기 위한 단위를 셀(이동통신 셀)이라 하며, 통화를 유지하기 위한 셀 간의 주파수 채널 전환을 핸드오프(handoff)라고 한다. 아날로그 셀룰러 이동통신 방식에서는 주파수 재사용 기술이 필수적이다. 주파수 재사용율은 셀룰러 시스템 에서 주파수 효율을 나타내는 파라미터 중의 하나이다. 주파수 재사용율은 다중 셀 구조에서 동시에 동일한 주파수를 사용하는 셀(섹터)의 총 수를 다중 셀 구조 전체의 셀(섹터)의 총 수로 나눈 값이다.
1G 시스템(예컨데, AMPS)의 주파수 재사용율은 1 보다 작다. 예를 들어, 7-셀 주파수 재사용에 있어서, 주파수 재사용율은 1/7이다. 2G 시스템(예컨데, CDMA 및 TDMA)의 주파수 재사용율은 1G에 비하여 향상되었다. 예를 들어, FDMA와 TDMA가 결합된, GSM에서 주파수 재사용율은 1/4 내지 1/3에 도달할 수 있다. 2G CDMA 시스템 및 3G WCDMA 시스템의 경우, 주파수 재사용율은 1에 도달할 수 있어, 스펙트럼의 효율을 증가시키고 네트워크 배치 비용이 감소된다.
한 셀 내의 모든 섹터, 그리고 한 네트워크 내의 모든 셀이 동일한 주파수를 사용할 때 주파수 재사용율 1을 얻을 수 있다. 그러나, 셀룰러 네트워크에서 주파수 재사용율 1을 얻는다는 것은, 셀의 경계에 있는 사용자들은 인접한 셀로부터의 간섭에 의해 신호 수신 성능이 감소한다는 것을 의미한다.
OFDMA에서는 채널이 부채널 단위로 분리되어 있기 때문에 부채널 상에서 신호가 전송되며, 3G(CDMA2000 또는 WCDMA)에서처럼 모든 채널을 다 사용하지 않는다. 이러한 특징을 이용하여, 셀 중심영역에 있는 사용자들과 셀 경계영역에 있는 사용자들의 처리량(throughput)을 동시에 향상시킬 수 있다. 여기서, 셀의 경계영역과 중심영역은 절대적으로 정해진 영역은 아니다. 일반적으로 셀의 중앙 영역은 기지국으로부터 가깝기 때문에 인접한 셀로부터의 공동-채널 간섭(co-channel interference)에 상대적으로 안전한 사용자들이 위치하는 곳을 의미하고, 셀 중앙에 있는 내부 사용자들은 사용 가능한 모든 부채널을 사용할 수 있다. 반면, 셀 경계지역은 인접한 셀간 간섭에 상대적으로 민감한 사용자들이 위치하는 곳으로 셀 경계영역에 있는 사용자들은 1이 아닌 주파수 재사용 팩터(FRF: Frequency Reuse Factor)를 사용하며 같은 주파수 파티션을 사용하지 않는다. 따라서, 서로 인접한 셀 경계에서, 각 셀은 서로 다른 부채널을 사용하도록 주파수를 할당하는데, 이런 방식을 부분 주파수 재사용(FFR: Fractional Frequency Reuse)이라고 부른다.
일반적으로, OFDMA에서는 채널이 부채널 단위로 분리되어 부 채널 상에서 신호가 전송된다. 이에 따라, 다중 셀 환경에서 셀 중앙에 있는 내부 사용자들은 사용 가능한 모든 부채널을 사용하고, 서로 인접한 셀 경계에 있는 사용자들은 각 셀이 서로 다른 부채널을 사용하도록 주파수를 할당하는 FFR을 이용한다.
그러나, FFR을 적용하는 다중 셀 환경에서 셀 내 다중 사용자 간 간섭이 존재하게 되고 그에 따라 셀 영역에 따라 통화품질이나 수신율이 변동되는 바, FFR을 효과적으로 운용하기 위한 제어 정보 또는 제어 방법이 기지국들 및/또는 단말들 사이에 공유되어야 한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다중 셀 환경의 이동 통신 시스템에서 FFR을 효율적으로 사용하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따른 일 실시예에 의한 다중 셀 환경의 단말이 신호를 전송하는 방법은 기지국으로부터 부분 주파수 재사용 방식(fractional frequency reuse)에 따라 특정 주파수 파티션(frequency partition)을 할당받는 단계, 상기 기지국으로부터 상기 특정 주파수 파티션에 대한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보를 수신하는 단계, 상기 특정 주파수 파티션(frequency partition)이 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션인 경우, 상기 단말의 셀 내 위치에 따라 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력을 조정하는 단계 및 상기 조정된 전송 전력으로 상기 기지국에 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이상인 경우 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송할 수 있다. 또는, 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이하인 경우, 상기 단말이 이용 가능한 최대 전송 전력을 이용하여 신호를 전송할 수 있다.
한편, 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이상인 경우, 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송할 수 있다. 또는, 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이하인 경우, 간섭 및 경로 손실을 고려하여 상기 전송 전력 조정을 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이상의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우, 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송할 수 있다. 또는, 상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이하의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우, 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 상기 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션은, 주파수 재사용율이 1인 주파수 파티션 및 주파수 재사용율이 1/n이고(n은 정수), 해당 주파수 파티션이 인접 셀 경계에 위치하는 하나 이상의 단말에 의해 사용되는 주파수 파티션 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 2 특징에 따른 일 실시예에 의한 다중 셀 환경에서 동작하는 단말은, 기지국으로부터 부분 주파수 재사용 방식(fractional frequency reuse)에 따라 상기 단말에 할당되는 특정 주파수 파티션(frequency partition)을 나타내는 정보, 및 상기 특정 주파수 파티션에 대한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보를 수신하는 수신 모듈, 상기 특정 주파수 파티션(frequency partition)이 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션인 경우, 상기 단말의 셀 내 위치에 따라 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력을 조정하는 프로세서 및 상기 프로세서에 의해 조정된 전송 전력으로 상기 기지국에 신호를 전송하는 전송 모듈을 포함한다.
바람직하게는, 상기 단말은 각 MCS 레벨 정보에 대응하는 변조 및 코딩 방식에 대한 정보, 상기 MCS 레벨에 대한 제 1 기준치 정보 및 기하학 정보에 대한 제 2 기준치 정보 중 하나 이상을 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이상인 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하며, 상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이하인 경우, 상기 전송 모듈이 상기 단말이 이용 가능한 최대 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어할 수 있다.
또는, 상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이상인 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하며, 상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이하인 경우, 간섭 및 경로 손실을 고려하여 상기 전송 전력 조정을 수행할 수 있다.
또는, 상기 프로세서는 상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이상의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하며, 상기 프로세서는 상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이하의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어할 수 있다.
[유리한 효과]
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 신호 전송시 FFR을 적용하는 경우 셀 내 다중 사용자간 작용하는 간섭 효과를 줄여 신호의 전송 및 수신상 효율성을 높일 수 있다.
둘째, 단말이 기지국으로 상향링크를 이용한 신호 전송시 사용하는 전력을 소정의 조건에 맞추어 제어함으로써, 해당 단말의 사용 배터리량을 절약할 수 있고, 인접 셀에 대한 간섭을 줄여 타단말의 배터리 소모량을 줄일 수도 있다..
본 발명에서 얻을 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 FFR을 적용하여 신호를 송신하는 단말장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 신호를 전송하는 흐름을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 FFR을 적용하여 각 셀 별로 밴드를 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 다중 셀 환경에서 도 2에 도시되는 FFR 적용방식으로 주파수 파티션이 할당된 셀 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 FFR을 사용하지 않고 주파수 파티션이 할당된 셀 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시되는 FFR을 사용하지 않을 때의 주파수 전대역을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 FFR을 적용하여 각 셀 별로 밴드를 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 다중 셀 환경에서 도 7에 도시되는 FFR 적용방식으로 주파수 파티션이 할당된 셀 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 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 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에 개시되는 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있는데, 이러한 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공할 수 있다. 통신 시스템의 기술은 하향링크(Downlink) 또는 상향링크(Uplink)에 사용될 수 있다. 기지국은 고정국(fixed station), Base Station, Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(access point), ABS 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(MS: Mobile Station)은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), AMS 또는 Mobile Terminal 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 또는 음성 서비스를 전송하는 노드를 말하고, 수신단은 데이터 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
한편, 본 발명의 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005 및 P802.16Rev2 등의 문서에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
일반적으로 다중 셀 환경에서 FFR을 적용하기 위해, 각각의 기지국들은 부채널 상에서 서로 다른 주파수 대역을 사용한다. 예를 들어, 일부 톤들은 모든 섹터들에 의해 사용되므로 주파수 재사용률이 1이다. 반면, 다른 톤들은 각 섹터에 의해 1/3만 사용되므로 주파수 재사용율이 1/3이다. 이러한 주파수 재사용율은 네트워크 설정에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, FFR을 효율적으로 수행하기 위하여 셀간 간섭을 고려하여 단말의 전력을 제어할 수 있는데, 셀간 간섭을 고려한 단말 전력 제어의 성능은 인접하는 셀간에 ICI를 발생하거나 또는 민감하게 반응하는 사용자 또는 이동 단말에 대한 정보에 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 셀 경계영역 또는 셀 중심영역에 위치한 특정 상황의 사용자의 성능을 개선시키고자 하는 경우처럼, 셀간 전력 제어의 실시 목적에 따라 시스템의 특정 사용자 또는 사용자 그룹의 성능이 달라질 수 있다.
따라서, 셀간 전력 제어를 적용할 사용자 또는 단말 또는 주파수범위 또는 시간 범위를 ICI에 민감하게 반응하거나 영향을 주는 대상에 한정 또는 선택할 수 있는 방법이 필요하다. 셀간 ICI 관련 정보 또는 사용자, 이동 단말 정보를 교환하는 메개체로 사용할 수 있는 방법으로는 무선 채널(Air channel)을 통한 시그널링 또는 회선(backbone) 네트워크를 통한 시그널링을 고려할 수 있다.
셀간 전력 제어를 위한 판단은 기지국 또는 기지국에 위치한 스케쥴러에서 경로손실, 기하학 정보, 신호 대 잡음비(SINR) 등을 기준으로 할 수 있는 바, 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 제어 방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 FFR을 적용하여 신호를 전송하는 단말장치의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 단말에서 신호를 전송하는 흐름을 나타내는 도면이다.
일반적으로 다중 셀 환경에서 동작하는 단말은 부분 주파수 재사용(FFR: fractional frequency reuse)을 이용하여 기지국으로 상향링크를 통한 신호를 전송할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 단말은 FFR을 이용하기 위하여 기지국으로부터 필요한 정보, 예를 들어 단말에 할당되는 특정 주파수 파티션(frequency partition) 또는 주파수 밴드(frequency band)를 나타내는 정보 및 상기 특정 주파수 파티션 또는 주파수 파티션 내에서 단말이 할당받은 특정 자원 영역에 대한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보 등을 수신받기 위한 수신모듈(Rx module, 110), 특정 주파수 파티션(frequency partition)이 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션인 경우 셀 내 단말의 위치에 따라 전송 전력을 조정하는 프로세서(120) 및 상기 조정된 전송 전력을 사용하여 기지국으로 신호를 전송하는 전송 모듈(Tx module, 130)을 포함한다.
단말이 FFR을 이용하여 기지국으로 신호를 전송하는 경우 셀 내 다중 사용자 및 다중 셀 환경요건에 따라 기지국은 전송되는 신호를 수신할 때 간섭의 영향을 받아 수신률이 떨어지게 된다. 따라서, 도 2를 참조하면, 기지국이 효율적으로 FFR을 적용하기 위해서 단말에 할당되는 특정 주파수 파티션을 나타내는 정보 및 MCS 레벨 정보 등을 단말에 전송하고(S210), 단말은 전송받은 정보를 기반으로 전송 전력을 결정하며(S220), 결정된 전송 전력을 사용하여 기지국으로 신호를 전송할 수 있다(S230). 효율적인 FFR의 시행을 위한 전송 전력의 제어는 도 2에서처럼 단말이 수행할 수도 있지만, 기지국이 단말로부터 FFR을 적용하기 위해서 단말에 할당되는 특정 주파수 파티션을 나타내는 정보 및 MCS 레벨 정보 등을 전송받아 전력 제어를 수행하거나 직접 측정한 정보를 기반으로 제어 동작을 수행할 수도 있다. 이 경우, 전송 전력의 결정사항을 단말에 지시하면, 해당 단말은 지시받은 결정사항에 따라 상향링크를 통한 신호 전송을 수행한다.
전송 전력 제어를 위해 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 단말은 각 MCS 레벨 정보에 대응하는 변조 및 코딩 방식에 대한 정보, 상기 MCS 레벨에 대한 제 1 기준치 정보 및 기하학 정보(geometry)에 대한 제 2 기준치 정보 중 하나 이상을 저장하는 메모리(140)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 전송 전력을 결정하기 위하여 메모리(140)에 저장된 MCS 레벨에 관한 정보, 기하학 또는 경로손실에 관한 정보 및 MCS 레벨 또는 기하학 정보에 관한 기준치 정보를 도출하여 각 셀에 할당되는 특정 주파수 파티션이 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션인 지에 따라 전송 전력을 조정할 수 있다. 여기서, 프로세서(120)는 셀 내에서 단말의 위치에 따라 특정 주파수 파티션에 대한 MCS 레벨, 기하학 또는 경로손실에 관한 정보 중 적어도 어느 하나에 대응하여 전송 전력의 조정을 수행한다.
여기서, 기하학 정보라 함은 기지국과 단말간 거리를 나타내는 정보로, 단말을 기준으로 하는 경우 한 셀 내 위치하는 기지국과의 거리 또는 다른 셀의 기지국과의 거리에 관한 정보일 수 있다. 이러한 경로손실 또는 기하학 정보는 기지국으로부터 전송받거나 단말이 측정할 수 있는데, 단말이 측정하는 경우 하향링크/상향링크, 시간 분할 듀플렉스(TDD : Time Division Duplex)/주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex)에 관계없이 하향링크를 통해 기지국에서 전송받은 신호를 이용한다. 이때, 이러한 정보들을 측정하는데 이용되는 하향링크 신호에는 프리엠블(preamble), 미드엠블(midamble), 공통 파일럿(common pilot) 등이 있다. 장기의 기하학(long-term geometry)에 기반한 정보이므로, 단말 별로 하나의 값을 가질 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 ICI를 줄이기 위한 프로세서에서 수행되는 ICI를 줄이는 전송 전력 제어 방법은 다음과 같다. 상향링크에서 FFR을 사용하는 경우 셀간 간섭을 줄이기 위하여 전송 전력을 제어함으로써, FFR 사용의 효율성을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 FFR을 적용하여 각 셀 별로 특정 주파수 파티션을 할당하는 방법을 나타내는 도면이다.
다중 셀 환경에서 사용자 단말이 기지국으로 신호를 전송할 때, FFR을 적용하기 위하여 각 셀의 사용자는 여러 그룹으로 나뉠 수 있다. 다수의 주파수 파티션에 사용자를 여러 그룹으로 나누어 할당하는 것은 주로 기지국이 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말은 수신모듈(110)을 통해 기지국으로부터 각 사용자 그룹에 관한 정보 및 각 그룹에 할당되는 특정 주파수 파티션에 관한 정보를 수신한다.
일반적으로 다수 개의 주파수 파티션을 이용하여 FFR을 적용할 때 사용자 그룹은 다음과 같이 분할하여 할당된다.
사용자 그룹은 크게는 셀의 중심영역 및 경계영역에 동일한 주파수 파티션을 사용하는 재사용율 1의 제 1 사용자 그룹과 재사용율 1/n의 사용자 그룹으로 구분할 수 있다. 그리고 1/n의 사용자 그룹은, 예를 들어 재사용율 1/3 주파수 파티션을 사용하는 사용자 그룹은, 셀의 중심영역에 위치하는 사용자로서 인접 셀의 경계영역에 할당되는 주파수 파티션과 동일한 주파수 파티션을 사용하는 제 2 사용자 그룹, 셀의 경계영역에 위치하는 사용자로서 인접 셀의 중심영역에 할당되는 주파수 파티션과 동일한 주파수 파티션을 사용하는 제 3 사용자 그룹으로 나눌 수 있다. 이에 따라 각 셀 별로 주파수 파티션을 할당하는 셀 구조는 도 4에 나타나 있다.
이와 같이 다수의 사용자를 하나 이상의 그룹으로 나누어 주파수를 할당하는 경우, 셀의 중심영역 또는 경계영역의 사용자는 인접 셀에서 동일한 주파수를 사용하는 사용자에게 간섭 효과를 줄 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 전송 방법은 간섭 효과를 줄이고 사용자 성능을 향상시키기 위하여 셀의 경계영역과 중심영역을 나눠 상향링크에서의 전송 전력을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 전력을 제어하는 방법은 사용자의 MCS 레벨을 이용할 수 있다.
먼저, 도 3에 도시된 것처럼, 셀 A(310)의 중심영역의 사용자가 주파수파티션 3을 할당 받았을 때, 인접하는 셀 B(320)의 주파수 파티션 3을 할당받은 사용자 및 또 다른 인접 셀 C(330)의 주파수 파티션 3을 할당받은 사용자에게 간섭 효과를 줄 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서(120)는 인접 셀의 경계영역의 주파수 파티션과 동일한 주파수 파티션을 사용하는 셀 중심영역 사용자가 신호 전송시 사용할 수 있는 최대 전송 전력을 본래 단말의 신호 전송시의 MCS 레벨보다 낮은 MCS 레벨에 해당하는 target SINR에 따른 전송 전력으로 제한하도록 수행함으로써 셀간 간섭 효과를 줄일 수 있다. 예를 들어, 총 MCS 레벨이 7인 시스템에서 하나의 셀의 주파수 재사용율 1/3인 영역 중 중심영역 사용자의 target SINR이 MCS 레벨 6에 해당하는 경우, 전송 전력을 상기 중심영역 사용자가 본래 사용하는 MCS 레벨보다 낮은 MCS 레벨 5에서의 target SINR에 해당하는 전송 전력으로 맞춘다. 이로써, 전송시 사용되는 전력을 줄일 수 있고 이를 통해 인접 셀에 주는 간섭 효과도 줄일 수 있다.
다음으로, 임의의 셀에서 경계영역에 위치하는 사용자의 전송 전력을 제한하거나 임의로 높일 수 있다.
도 3을 참조하면, 셀A(310)에서 주파수 파티션 2, 셀B(320)에서 주파수 파티션 3, 셀C(330)에서 주파수 파티션 4를 사용하는 사용자는 인접 셀의 중심영역의 사용자가 사용할수 있는 주파수 파티션에 높은 간섭을 줄 수 있는데, 셀의 어느 영역의 사용자의 성능 향상을 우선으로 할 것인지에 따라 전송 전력을 다르게 제어할 수 있다.
첫번째, 셀 경계영역의 사용자의 성능 향상을 우선으로 하는 경우이다. 셀 경계영역 사용자에게 할당된 특정 주파수 파티션에 대한 MCS 레벨이 높은 경우, 프로세서(120)는 단말이 상향링크에서 사용하는 전송 전력을 신호 전송시 필요로 하는 MCS 레벨에 해당하는 target SINR보다 높은 SINR에 따른 전송 전력으로 설정한다. 이때, 본 발명의 다른 예로는 프로세서(120)는 전송 전력을 본래 신호 전송시 설정된 MCS 레벨에 따른 target SINR에 따른 전력보다 크게 설정할 수 있다. 반면, 경계영역의 사용자의 MCS 레벨이 총 MCS 레벨이 7개일 때 레벨 3 이하인 경우와 같이 일정 수준 이하이면, 기하학 정보나 경로 손실과 같은 다른 조건에 관계없이 단말이 신호를 전송할 때 사용하는 전송 전력을 단말이 이용 가능한 최대 전송 전력(full Transmission power)으로 설정한다. 또는, 전송 전력의 최소값을 정해서, 계산된 전송 전력값이 최소값 이하이면, 무조건 최소 전송 전력 값으로 전송하도록 할 수도 있다.
두번째, 셀 중심영역의 사용자의 성능 향상을 우선으로 하는 경우, 프로세서(120)는 셀 경계영역 사용자에게 할당된 특정 주파수 파티션에 대한 MCS 레벨이 높으면, 기지국은 단말의 신호 전송시 사용되는 전송 전력을 설정된 MCS 레벨에 따른 target SINR보다 낮은 target SINR에 해당하는 전력으로 설정한다. 이때. 전력 제어는 다른 일 예는 본래 설정된 MCS 레벨에 따른 target SINR에 따른 전송 전력보다 낮게 설정할 수 있다. 반면, 경계영역의 사용자의 총 MCS 레벨이 7개일 때 레벨 3 이하인 경우와 같이 일정 수준 이하이면, 간섭 또는 경로손실을 고려하여 본래의 전송 전력 조정 방식을 따른다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 전력을 제어하는 방법은 인접 셀의 경계영역의 주파수 파티션과 동일한 주파수 파티션을 사용하는 셀 중심영역 사용자에 대해서 기지국과 사용자 단말간의 기하학 정보 또는 경로손실을 토대로 할 수 있다.
일반적으로, 셀간 간섭(ICI: inter-carrier interfernce)은 단말과 기지국간의 거리를 나타내는 기하학 정보와 반비례하는 경향이 있다. 즉, 해당 기지국에 대해 높은 기하학 정보를 가질 경우 단말과 인접 기지국간의 거리가 먼 경우로 서로간에 미칠 수 있는 간섭 효과가 작아 낮은 ICI를 갖게 되나 경로 손실은 커진다. 반면에, 해당 기지국에 대해 기하학 정보가 작은 경우에는 단말과 인접 기지국간의 거리가 짧은 경우로 경로 손실은 작아지나 높은 ICI를 가질 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 셀 A(310)의 중심영역의 사용자가 사용하는 주파수 파티션이 인접하는 셀 B(320)의 경계영역에서 사용하는 주파수 파티션 3 및 인접하는 셀 C(330)의 주파수 파티션 3과 동일한 경우, 상기 셀 A(310)의 중심영역에 위치하는 사용자의 기하학 정보(user geometry)가 소정 기준의 기하학 정보(threshold geometry)(이하 ‘기준치’라 칭함) 이상이라면, 상기 중심영역의 사용자는 기 설정된 전송 전력보다 높은 전송 전력을 사용하도록 설정한다. 따라서, 기하학 정보에 따른 전송 전력 설정은 다음의 수학식 1로 일반화할 수 있다.
[수학식1]
Figure PCTKR2009003727-appb-I000001
(if, user geometry ≥ threshold geometry)
여기서,
Figure PCTKR2009003727-appb-I000002
는 상향링크에서 전송시 전력을 나타내고,
Figure PCTKR2009003727-appb-I000003
는 기 설정된전송 전력으로 사용자가 사용하는 주파수 파티션이 재사용율 1인지 또는 재사용률 1/3인지 또는 재사용율 2/3인지에 따라 다르게 설정될 수 있다.
프로세서(120)는 사용자의 기하학 정보가 메모리(140)에 저장된 기준치보다 큰 경우에는 전송 전력(
Figure PCTKR2009003727-appb-I000004
)을 기 설정된 전송 전력(
Figure PCTKR2009003727-appb-I000005
)보다
Figure PCTKR2009003727-appb-I000006
만큼 높게 설정한다. 여기서,
Figure PCTKR2009003727-appb-I000007
는 셀간 간섭을 줄일 수 있는 정도 이상의 전력을 보충하는 전력량으로 임의적으로 설정할 수 있다.
반면, 상기 셀 A(310)의 중심영역에 위치하는 사용자의 기하학 정보(user geometry)가 기준치 미만이라면 수학식 2와 같이 기 설정된 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 사용하도록 설정할 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2009003727-appb-I000008
(if, user geometry < threshold geometry)
한편, 재사용율이 1인 주파수 파티션을 사용하는 사용자의 경우, 재사용율 1인 주파수 파티션을 사용하는 인접하는 셀의 중심영역의 사용자와의 ICI를 고려하여 전송 전력을 설정할 수 있다. 도 3을 참조하면, 셀 A(310), 셀 B(320), 셀 C(330)는 공통적으로 재사용율 1의 주파수 파티션 1을 사용하는 바, 서로간의 간섭 효과에 의해 기지국에서 신호 수신 성능이 나빠질 수 있다. 따라서, 이 경우에도 상기 수학식 1 또는 수학식 2와 같이 기하학 정보를 기준치와 비교하여 그에 따른 전송 전력을 제어할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀간 전력 제어 방법은 MCS 레벨 및 기하학 정보 또는 경로손실을 토대로 할 수 있다.
MCS 레벨과 기하학 정보는 각각 소정의 기준치를 가질 수 있는데, 상기 각각의 기준치는 재사용율 또는 셀 내에서의 사용자 위치 영역에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 즉, 상기 기준값은 재사용율 1과 재사용율 1/N 영역에서 다르게 설정하고, 재사용율 1/N 의 한 셀에서도 사용자의 위치가 중심영역 또는 경계영역인지 구분하여 설정한다. 본 발명에 따른 전송 전력 제어는 MCS 레벨 및 기하학 정보가 상기 다양하게 설정된 소정 기준치를 만족하는지 여부에 따라 조정할 수 있다.
첫번째, 사용자가 셀의 중심영역 및 경계영역에서 재사용율 1의 주파수 파티션을 사용하는 경우이다. 프로세서(120)는 재사용율 1의 주파수 파티션을 사용하는 사용자의 기하학 정보가 기준치 이상이면 상향링크에서 기 설정된 MCS 레벨보다 높은 MCS 레벨인 경우에 사용되는 전송 전력을 사용하도록 조정한다. 기하학 정보가 기준치보다 낮은 경우에는 설정된 전송 전력에 따라 신호를 전송한다.
두번째, 재사용율 1/3과 같이 재사용율이 1인 아닌 주파수 파티션을 사용하는 셀 중심영역의 사용자의 경우이다. 일반적으로 설정된 전송 전력을 이용하되, 기하학 정보가 제 1 기준치 이상이면서 MCS 레벨이 제 2 기준치 이하이면, 프로세서(120)는 전송 전력을 설정된 MCS 레벨의 target SINR보다 높은 target SINR일 때의 전력으로 설정한다. 상기 기하학 정보가 제 1기준치 이하이면서 상기 MCS 레벨이 제 2기준치 이상인 경우에는, 전송 전력을 설정된 MCS 레벨의 target SINR보다 낮은 target SINR일 때의 전력으로 설정한다.
세번째, 재사용율 1/3과 같이 재사용율이 1인 아닌 주파수 파티션을 사용하는 셀 경계영역의 사용자의 경우이다. 일반적으로 설정된 전송 전력을 이용하되, 기하학 정보가 제 1 기준치 이하이면서 MCS 레벨이 제 2 기준치 이상이면, 전송 전력을 단말이 이용 가능한 최대 전송 전력(full Tx power)으로 설정한다.
이상 상향링크에서 FFR을 적용할 때 ICI를 줄이고 수신 성능을 높이기 위한 전송 전력 제어 방법을 상술하였다. 기지국은 MCS 레벨 정보 및 기하학 정보를 고려하여 전송 전력을 설정하면, 사용자 단말은 상기 결정된 전송 전력에 따라 기지국으로 신호를 전송할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따라 MCS레벨에 의해 조정된 전송 전력이 소정 기준치 이하인 경우에는, 단말이 기준치에 해당하는 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 함으로써, 전송률이 일정 수준 이하로 감소되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 전력을 조정하는 방법은 다수개의 특정 주파수 파티션에 사용자를 분할하여 할당하는 FFR 방식을 이용하는 경우 뿐만 아니라 셀의 특정 영역에 상관없이 주파수 파티션이 하나인 경우에도 적용될 수 있다.
한편, FFR은 상향링크 뿐만 아니라 하향링크에서도 적용할 수 있는데, 인접하는 셀과의 셀간 간섭을 줄이기 위해서는 FFR 실시여부, FFR에 사용되는 밴드 수, 대역폭, FFR을 위한 주파수 재사용 팩터(frequency reuse factor) 등을 결정하여야 한다.
따라서, 본 발명의 제 2특징에 따른 FFR 설정 방식은 상기의 다양한 결정 사항들로 인하여 인접하는 셀간 정보 교환율이 높아짐에 따라 증가하는 제어 신호를 최소화하고 효율적으로 FFR을 수행하기 위한 것이다. 이하 표 1을 참조하여 설명한다.
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FFR 설정방식의 일 예를 나타낸다.
표 1
Figure PCTKR2009003727-appb-T000001
상기 표 1에서는 FFR을 구성하기 위하여 Number of User partition(또는 grouping), frequency reuse factor(FRF), BW partition, Transmit power level(하향링크의 경우) 및 이를 인디케이션(indication)하기 위한 시그날링 포멧과 시그날링을 위한 비트 수를 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 표 1에 나타난 바와 같이 FFR의 결정사항을 이용한다. 예를 들어, 시그널링 비트가 2비트라 가정하면 FFR을 적용하지 않을 경우 시그널링 인디케이션을 00으로 할 수 있고, FFR이 적용되는 경우 시그널링 인디케이션은 01, 10, 11로 나타낼 수 있다.
Signaling Format : 00
시그널링 비트가 2비트라 가정할 때 시그널링 형태가 00으로 표현되면FFR을 적용하지 않음을 나타낼 수 있다. 셀의 중심영역 및 경계영역에 동일한 주파수 파티션을 사용하므로 FRF, Number of user partition은 1로 하고, BW은 시스템 성능에 따른 대역폭 BWT로 하고, 하향링크에서 사용되는 전송 전력의 레벨은 1로 할 수 있다. 표 1에서 P1은 전력 레벨 1(P1 level)을 나타내며 시스템 성능에 따라 결정할 수 있다. 이와 같이, FFR이 사용되지 않는 경우에는 도 5 및 도 6에서 도시되는 바와 같이 셀을 구성하고 주파수 파티션을 할당할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 다중 셀 환경에서 FFR을 사용하지 않고 주파수 파티션을 할당한 셀 구조의 일 예를 나타내는 도면으로 3 섹터화된 셀 구조를 나타낸다. 여기서, 주파수 전대역을 4개의 주파수 파티션으로 분할하더라도 FFR을 사용하지 않을 경우 모든 셀은 중심영역 또는 경계영역에 구분되지 않고 셀의 전 영역에 걸쳐 분할된 4개의 주파수 파티션(1,2,3,4)를 사용하여 신호를 전송한다. 즉, 주파수 재사용율이 1인 경우로 도 6에 도시된 바와 주파수 전대역이 시스템의 대역폭이 될 수 있다. 하향링크의 경우 기지국의 전송 전력은 P1 level로 모든 사용자에게 동일하게 사용될 수 있다.
이하, FFR이 사용되는 경우에 대하여 설명한다.
Signaling Format : 01, 10
2비트 시그널링 인디케이션이 00이 아닐 경우, FFR을 실시하는 것으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 주파수 전대역을 4개의 주파수 파티션(band)로 분할하는 경우, FRF는 경계영역 사용자가 사용할 수 없는 FRF=1을 갖는 주파수 파티션과 경계영역 사용자가 사용할 수 있는 주파수 파티션로 FRF=1/3 또는 FRF=2/3을 들 수 있다. FRF=1/3인 경우 시그널링 비트의 실시예는 01로, FRF=2/3인 경우 시그널링 비트의 실시예는 10으로, 제어 신호의 증가와 FFR의 효율성 또는 FFR 운영의 복잡도를 고려하여 제한을 둘 수 있다.
상술한 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 FFR을 적용하며 FRF 1/3인 경우 각 셀 별로 주파수 파티션을 할당한 것을 나타내는 도면이다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 FFR 적용시 FRF 2/3인 경우 각 셀 별로 주파수 파티션을 할당한 것을 나타내는 도면이다.
상술한 표 1을 참조하면, BW partition rule을 BWT/(3+x)*[1,1,1,x]으로 하는 경우 주파수 파티션 2,3,4는 재사용율 1/3에 해당하는 주파수 파티션로 1:1:1의 동일한 비율의 BW을 갖을 수 있다. 그러나, 밴드 1: 밴드(2+3+4)의 비율은 달라질 수 있다. 여기서, x는 도 4에서 재사용율 1인 셀 영역에 할당되는 주파수 파티션 1이 된다. BW partiton indication을 위해 2 비트의 시그널링 비트를 사용한다.
표 1에서 FFR을 적용하는 경우 Number of user partition은 4인데, 이는 FRF=1/3, FRF=2/3의 두 경우 사용자는 4개의 그룹으로 분류될 수 있음을 나타낸다. 이 중 3개의 그룹은 상술한 바와 동일하다. 즉, 셀의 중심영역 및 경계영역에 동일한 주파수 파티션을 사용하는 재사용율 1의 제 1사용자 그룹이 있다. 재사용율 1/3 또는 2/3의 주파수 파티션을 사용하는 사용자 중에서는, 셀의 중심영역에 위치하는 사용자로서 인접 셀의 경계영역에 할당되는 주파수 파티션과 동일한 주파수 파티션을 사용하는 제 2 사용자 그룹, 셀의 경계영역에 위치하는 사용자로서 인접 셀의 중심영역에 할당되는 주파수 파티션과 동일한 주파수 파티션을 사용하는 제 3 사용자 그룹, 셀의 경계영역에 위치하는 사용자로서 인접 셀의 경계영역에 할당되는 주파수 파티션과 동일한 주파수 파티션을 사용하는 제 4 사용자 그룹으로 나눌 수 있다. 여기서, 제 4 사용자 그룹은 재사용율 2/3인 주파수 파티션을 사용하는 경우에 나타날 수 있다.
즉 도 3 및 도 4를 참조하면, 셀 A(310)를 기준으로 할 때 주파수 파티션 1을 사용하는 사용자는 제 1 사용자 그룹, 주파수 파티션 3, 4를 사용하는 사용자는 제 2 사용자 그룹, 주파수 파티션 2를 사용하는 사용자는 제 3 사용자 그룹에 해당한다. 한편, 도 7 및 도 8을 참조하면, 셀 A(410)를 기준으로 할 때, 주파수 파티션 1을 사용하는 사용자는 인접 셀 B(420) 및 셀 C(430)와의 관계에서, 제 1 사용자 그룹, 주파수 파티션 4를 사용하는 사용자는 인접 셀 B(420)와의 관계에서 제 2 사용자 그룹, 주파수 파티션 2를 사용하는 사용자는 인접 셀 B(420)와의 관계에서 제 3사용자 그룹, 주파수 파티션 3을 사용하는 사용자는 인접 셀 B(420)와의 관계에서 제 4 사용자 그룹에 해당한다. 여기서, 셀 A를 기준으로 인접 셀 C(430)과의 관계에서 사용자 그룹을 나눈다면, 재사용율 1의 주파수 파티션 1을 사용하는 경우를 제외하고는, 각각의 주파수 파티션을 사용하는 사용자가 해당되는 사용자 그룹은 달라진다. 즉, 이는 인접하는 셀과의 관계에 따른 상대적인 분류라 볼 수 있다.
다음으로, 하향링크에서 FFR을 적용하는 경우 주파수 파티션별 전력 제어에 대하여 설명한다.
Signaling Format : 11
하향링크에서 FFR을 적용할 때 밴드별 전력 제어를 실시할 수 있다. 이때, 전력 레벨 1(P1 value)로 설정할 수 있는데 이를 위해 별도의 시그널링이 필요하게 된다. 뿐만 아니라, 각 셀간에 정해진 주파수 재사용 범위의 대역폭을 변경하는 등의 경우에도 별도의 시그널링이 필요하다. 이러한 경우, 2비트 시그널링을 이용하여 별도의 시그널링이 있음을 11과 같은 시그널링 인디케이션을 통해 나타낼 수 있다.
이와 같이, 기지국은 여러 결정된 사항을 토대로 효율성 있는 FFR을 설정하고 이를 이용하여 사용자에게 신호를 전송하거나 또는 설정된 FFR 결정사항을 상기 기지국과 신호를 송수신하는 복수의 사용자에게 지시하여 이를 이용하도록 할 수 있다. FFR을 설정하는데 필요한 기하학 정보나 경로 손실과 같은 정보는 상술한 것처럼 기지국이 획득하거나 단말로부터 보고받을 수 있다.
이하, 단말이 FFR을 설정하는데 필요한 정보를 획득하고 이를 기지국으로 보고하는 방법에 대해 설명한다.
단말은 FFR의 구성을 결정할 수 있도록 하향링크 신호를 이용하여 경로 손실이나 기하학 정보를 측정하고 이를 기지국으로 보고할 수 있는데, 이 단계에서 셀간 전력 제어를 위한 정보, 예를 들어 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding scheme) 레벨 정보, 도 같이 획득하여 기지국으로 보고할 수 있다. 이때, 일반적으로 단말은 측정한 정보를 FFR의 동적 주기(dynamic)보다는 크지 않은 주기로 기지국에 보고할 수 있다. FFR 동적 주기라 함은 셀간 FFR 구성, FFR 그룹들의 수, 각 그룹 별 대역폭 및 전력 레벨을 공통으로 바꾸는 주기를 일컫는다. 또한, 단말이 측정한 주기보다는 작지 않은 주기로 기지국으로 보고할 수 있다.
기지국은 단말로부터 보고된 정보를 토대로 FFR의 실시여부, FFR에 사용되는 대역(band) 수, 대역폭(bandwidth), FRF 등을 결정하고, 결정된 사양의 FFR을 이용하여 단말로 신호를 전송할 수 있다. 이 단계에서 셀간 간섭(ICI: Inter-cell interference)에 의한 영향을 줄이고 특정 사용자 또는 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 셀간 전력 제어(inter-cell Power Control)을 이용할 수 있다.
구체적으로, 셀간 전력 제어를 위한 정보 획득은 그 주체부터 선택하여야 한다. 기준을 서빙 셀 내 기지국 또는 이웃 셀에 포함된 기지국으로 설정하는지에 따라 필요한 정보를 획득할 사용자 또는 이동 단말을 선택하는 방법이 달라질 수 있다.
먼저, 서빙 셀내 위치하는 기지국을 기준으로 이동 단말을 선택하는 경우이다. 경로손실, 기하학 정보, 수신받은 SINR 등을 기준으로 할 수 있는데, 소정의 문턱값(threshold) 이하 또는 이상의 값을 갖는 사용자 또는 단말을 선택할 수 있다. 또는, 다수의 사용자 중에서 기 설정된 비율에 따라 셀간 전력 제어를 적용할 사용자를 선택할 수 있다.
다음으로, 이웃하는 셀 내 포함된 기지국을 기준으로 이동 단말을 선택하는 경우이다. 이웃 셀 내 포함된 기지국으로 강한 ICI를 발생하는 사용자를 셀간 전력 제어를 실시하는 사용자로 선택할 수 있다.
첫번째, 서빙셀의 기지국과 인접 셀의 기지국간 회선(backbone)을 통한 통신으로부터 얻은 정보를 기반으로 하는 경우이다. 예를 들어 부채널화에 따른 주파수 대역, 자원 블록, 부채널 등 시스템에 따라 달라질 수 있는 주파수 범위에 같이 강한 ICI를 받는 자원영역에 대하여 서빙 기지국이 인접 셀 기지국으로부터 정보를 받아 이와 동일한 자원을 사용하도록 스케쥴링된 사용자를 선택할 수 있다.
두번째, 임의의 셀의 단말과 이웃셀의 기지국간 무선 채널을 통해 획득한 정보를 기반으로 하는 경우이다. 사용자 또는 이동 단말이 핸드오버와 핸드오버시 사용되는 신호 또는 스캐닝과 스캐닝에 사용되는 신호를 이용하거나, 셀 서치등을 하는 과정에서 획득한 이웃 셀로부터 획득한 수신된 신호(예를 들어, 프리엠블 또는 파일럿과 같은 알려진 신호) 크기, 경로손실, 기하학, 신호 전송 지연 시간 등을 기준으로 인접 셀에 강한 간섭을 줄 수 있는 지 판단하여 서빙 셀에 보고할 수 있다. 또한, 획득한 정보를 서빙 셀에 보고하여 서빙 셀에서 강한 ICI를 발생시킬 수 있는 사용자인지 판단하여 선택할수 있다.
세번째, 이웃하는 셀 내 포함된 기지국과 이동 단말간 무선 채널을 통해 획득한 정보를 기반으로 하는 경우이다. 이웃셀의 사용자를 대상으로 하향링크로 전송하거나 또는 수신자를 서빙 셀 사용자로 한정하지 않고 전송되는 하향링크 신호를 사용하여 각 셀의 사용자는 인접 셀로부터 신호를 수신하여 신호의 정보 또는 강도를 측정하고 셀간 전력 제어를 실시해야 하는지를 판단하여 사용자를 선택할 수 있다.
이와 같이 정보를 획득하는 주체를 선택하고, 그 주체가 정보를 획득하였다면 이를 기지국이 FFR을 설정할 수 있도록 보고하여야 한다. 이하 단말이 서빙 셀이나 인접 셀들로부터 획득한 정보를 서빙 셀내 포함된 기지국으로 보고하는 방법에 관하여 구체적으로 설명한다.
셀간 전력 제어 여부를 결정하는 주체가 기지국이라면, 사용자 단말이 인접한 셀들로부터 이웃셀의 기지국이나 또는 이웃셀의 사용자 단말로부터 획득한 정보를 서빙 셀의 기지국에 보고한다.
이때, 단말은 상향링크를 이용하여 기지국으로 보고하는데, 다양한 방법이 있다.
첫번째, 단말이 기존 시스템의 상향링크 보고 채널을 사용하여 기지국으로 보고하는 경우이다. 사용자 단말이 핸드오버(handover), 스캐닝(scanning), 레인징(ranging) 등의 과정을 이용하여 셀간 전력 제어를 위한 정보를 획득하는 경우, 단말은 핸드오버 요청, 핸드오버 통보, 스캐닝 보고를 위하여 기존의 상향링크 채널을 수정해서 획득한 정보를 서빙셀의 기지국으로 보고할 수 있다.
두번째, 단말이 새로운 신호 및 보고 채널을 이용하여 셀간 간섭에 관련된 정보를 서빙 셀의 기지국으로 보고하는 경우이다. 여기서, 셀간 전력 제어를 실시하는 주기가 기존 시스템의 상향링크 제어 채널과 다르거나 이벤트 트리거 보고(event triggered report)가 필요한 경우, 셀간 전력 제어를 위해 필요한 정보를 보고하기 위해 시스템은 새로운 보고 신호 형식(report signal format)과 보고 채널(report channel)을 사용할 수 있다. 보고되는 정보의 전송 주기는 셀간 전력 제어 주기의 N배수(periodic report)가 되거나 또는 서빙 셀의 기지국, 사용자 단말의 판단에 따라 비 주기적(aperiodic report)으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 전력 제어를 위해 단말이 획득한 경로손실, 기하학 정보 등을 기지국으로 보고하면, 기지국은 이를 토대로 다중 셀 환경에서 인접하는 셀간 간섭을 줄이기 위하여 이용하려는 FFR에 대한 형태를 결정할 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 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.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 다중 셀 환경에서 부분 주파수 재사용을 이용하는 단말이 보다 효율적으로 부분 주파수 재상용을 이용할 수 있도록 한다.

Claims (14)

  1. 다중 셀 환경의 단말이 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 부분 주파수 재사용 방식(fractional frequency reuse)에 따라 특정 주파수 파티션(frequency partition)을 할당받는 단계;
    상기 기지국으로부터 상기 특정 주파수 파티션 또는 특정 주파수 파티션내의 특정 자원 영역에 대한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보를 수신하는 단계;
    상기 특정 주파수 파티션(frequency partition)이 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션인 경우, 상기 단말의 셀 내 위치에 따라 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력을 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 전송 전력으로 상기 기지국에 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 신호 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이상인 경우,
    상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이하인 경우,
    상기 단말이 이용 가능한 최대 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이상인 경우,
    상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 소정 기준치 이하인 경우,
    간섭 및 경로 손실을 고려하여 상기 전송 전력 조정을 수행하는, 신호 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이상의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우,
    상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이하의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우,
    상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정된 전송 전력이 소정 기준치 이하인 경우, 기준치에 해당하는 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하는, 신호 전송 방법
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션은, 주파수 재사용율이 1인 주파수 파티션 및 주파수 재사용율이 1/n이고(n은 정수), 해당 주파수 파티션이 인접 셀 경계에 위치하는 하나 이상의 단말에 의해 사용되는 주파수 파티션 중 하나 이상을 포함하는, 신호 전송 방법.
  10. 다중 셀 환경에서 동작하는 단말에 있어서,
    기지국으로부터 부분 주파수 재사용 방식(fractional frequency reuse)에 따라 상기 단말에 할당되는 특정 주파수 파티션(frequency partition)을 나타내는 정보, 및 상기 특정 주파수 파티션에 대한 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨 정보를 수신하는 수신 모듈;
    상기 특정 주파수 파티션(frequency partition)이 인접 셀 경계에 위치하는 단말과 공유되는 주파수 파티션인 경우, 상기 단말의 셀 내 위치에 따라 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력을 조정하는 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 조정된 전송 전력으로 상기 기지국에 신호를 전송하는 전송 모듈을 포함하는, 단말.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단말은 각 MCS 레벨 정보에 대응하는 변조 및 코딩 방식에 대한 정보, 상기 MCS 레벨에 대한 제 1 기준치 정보 및 기하학 정보에 대한 제 2 기준치 정보 중 하나 이상을 저장하는 메모리를 더 포함하는, 단말.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이상인 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하며,
    상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이하인 경우, 상기 전송 모듈이 상기 단말이 이용 가능한 최대 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하는, 단말.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이상인 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하며,
    상기 프로세서는 상기 단말이 셀 경계에 위치하는 단말이며, 상기 MCS 레벨이 상기 메모리에 저장된 상기 제 1 기준치 이하인 경우, 간섭 및 경로 손실을 고려하여 상기 전송 전력 조정을 수행하는, 단말.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이상의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 높은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하며,
    상기 프로세서는 상기 단말이 셀 중심부에 위치하는 단말이고, 소정 기준치 이하의 기하학(geometry) 정보 값을 가지는 경우, 상기 전송 모듈이 상기 MCS 레벨에 대응하는 전송 전력보다 낮은 전송 전력을 이용하여 신호를 전송하도록 제어하는, 단말.
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