WO2012077974A2 - 복수의 콤포넌트 캐리어를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 기지국 장치 - Google Patents

복수의 콤포넌트 캐리어를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 기지국 장치 Download PDF

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문성호
김소연
장지웅
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Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method for controlling inter-cell interference in a wireless communication system supporting a plurality of component carriers and a base station apparatus therefor.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, a single carrier frequency division multiple access) systems.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • the present invention provides a method for controlling inter-cell interference in a wireless communication system supporting a plurality of component carriers.
  • Another object of the present invention is to provide a base station apparatus for controlling inter-cell interference in a wireless communication system supporting a plurality of component carriers.
  • a method for controlling inter-cell interference in a wireless communication system supporting a plurality of component carriers (CCs) Comprising: receiving priority information on each carrier-specific interference protection for a component carrier of the carrier; Measuring a signal strength for a received signal from the at least one neighbor base station; And generating priority information for interference protection for each of a plurality of component carriers configured in the base station based on the received priority information and the measured received signal strength of the at least one neighbor base station.
  • the method may further include transmitting priority information for interference protection for each of the plurality of generated component carriers to the at least one neighbor base station.
  • the method may further comprise performing scheduling for at least one terminal serving from the base station based on priority information for interference protection for each of the plurality of generated component carriers.
  • the step of generating priority information for interference protection for each of the plurality of component carriers comprises the steps of: determining whether the priority of the component carrier having the highest priority for interference protection in the at least one neighbor base station It can be assigned to the highest priority component carrier.
  • a terminal located at the cell boundary of at least one served by the base station may be allocated to the component carrier assigned the highest priority in the base station.
  • the priority may be generated at two levels of high or low.
  • a base station apparatus for controlling inter-cell interference in a wireless communication system supporting a plurality of component carriers (CCs) according to the present invention
  • a receiver for receiving priority information on each carrier-specific interference protection for a component carrier of the carrier; And measuring a signal strength of a received signal from the at least one neighbor base station, and determining, based on the received priority information and the measured received signal strength of the at least one neighbor base station, And a processor for generating priority information for interference protection.
  • CCs component carriers
  • inter-cell interference control scheme it is possible to efficiently perform interference control between base stations in a heterogeneous network in which various types of base stations exist as well as the same type of network, thereby significantly improving communication performance such as throughput .
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • FIG. 2 is a view for explaining a physical channel used in a 3GPP LTE / LTE-A system in a wireless communication system and a general signal transmission method using the same.
  • FIG 3 illustrates the structure of a wireless frame used in a 3GPP LTE / LTE-A system at a wireless communication system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a resource grid of a downlink slot of a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a downlink subframe of a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • FIG. 6 illustrates a structure of a UL subframe used in a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • CA 7 illustrates a Carrier Aggregation (CA) communication system in a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • CA Carrier Aggregation
  • FIG. 8 is a diagram for illustrating an interference situation between adjacent cells.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a method of applying a downlink ICIC in a frequency domain.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating a method of applying a downlink ICIC in a frequency domain.
  • FIG. 11 shows an example of an inter-cell interference situation in a heterogeneous network environment.
  • the UE collectively refers to a mobile stationary or stationary user equipment such as a UE (User Equipment), an MS (Mobile Station), and an AMS (Advanced Mobile Station).
  • the base station collectively refers to any node at a network end that communicates with a terminal such as a Node B, an eNode B, a base station, and an access point (AP).
  • a terminal such as a Node B, an eNode B, a base station, and an access point (AP).
  • AP access point
  • a user equipment can receive information through a downlink from a base station, and the terminal can also transmit information through an uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist depending on the type of information transmitted or received by the terminal.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • UTRA Universal Terrestrial Radio Access
  • TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) is part of E-UMTS (Evolved UMTS) using E-UTRA, adopts OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is an evolved version of 3GPP LTE.
  • the 3GPP LTE / LTE-A system is mainly described, but the technical idea of the present invention is not limited to such a wireless communication system.
  • the specific terms used in the following description are provided to aid understanding of the present invention, and the use of such specific terms may be changed into other forms without departing from the technical idea of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more terminals .
  • a base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit and receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, a receiver 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 includes a transmission (Tx) data processor 165, a symbol modulator 175, a transmitter 175, a transmission / reception antenna 135, a processor 155, a memory 160, a receiver 140, A demodulator 155, and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 have a plurality of transmission / reception antennas. Therefore, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the base station 105 according to the present invention can support both a Single User-MIMO (SU-MIMO) and a Multi User-MIMO (MIMO) scheme.
  • SU-MIMO Single User-MIMO
  • MIMO Multi User-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives traffic data, formats, codes, and interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data to generate modulation symbols Symbols ").
  • a symbol modulator 120 receives and processes the data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and transmits it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • the pilot symbols may be transmitted continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it to one or more analog signals and further modulates (e.g., amplifies, filters, and frequency upconverts)
  • the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the mobile station.
  • the reception antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • the receiver 140 adjusts (e.g., filters, amplifies, and downconverts) the received signal and digitizes the conditioned signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides it to the processor 155 for channel estimation.
  • Symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is estimates of the transmitted data symbols) And provides data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150.
  • the receive data processor 150 demodulates (i.e., symbol demaps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • symbol demodulator 145 and received data processor 150 are complementary to processing by symbol modulator 120 and transmit data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 processes the traffic data and provides data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • a transmitter 175 receives and processes the stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmission antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from a terminal 110 via a receive antenna 130, and a receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the receive data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • the processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (for example, control, adjust, manage, etc.) the operation in the terminal 110 and the base station 105.
  • Each of the processors 155 and 180 may be coupled with memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memories 160 and 185 are connected to the processor 180 to store operating systems, applications, and general files.
  • Processors 155 and 280 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, and the like. Meanwhile, the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof. (DSP), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and the like may be used to implement embodiments of the present invention using hardware, , FPGAs (field programmable gate arrays), and the like may be provided in the processors 155 and 180.
  • DSP digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • firmware or software may be configured to include modules, procedures, or functions that perform the functions or operations of the present invention.
  • Firmware or software configured to be stored in the memory 155 may be contained within the processor 155 or 180 or may be stored in the memory 160 or 185 and be driven by the processor 155 or 180.
  • Layers of a wireless interface protocol between a terminal and a base station and a wireless communication system (network) are divided into a first layer (L1), a second layer (L2) based on the lower three layers of an open system interconnection ), And a third layer (L3).
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • An RRC (Radio Resource Control) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the UE and the base station can exchange RRC messages through the RRC layer with the wireless communication network.
  • FIG. 2 is a view for explaining a physical channel used in a 3GPP LTE / LTE-A system in a wireless communication system and a general signal transmission method using the same.
  • a terminal whose power is turned on again or a new cell enters a cell performs an initial cell search operation such as synchronizing with a base station in step S201.
  • a mobile station receives a primary synchronization channel (P-SCH) and a secondary synchronization channel (S-SCH) from a base station, synchronizes with the base station, and acquires information such as a cell ID.
  • the terminal can receive the physical broadcast channel from the base station and acquire the in-cell broadcast information.
  • the UE can receive the downlink reference signal (DL RS) in the initial cell search step to check the downlink channel state.
  • DL RS downlink reference signal
  • the UE Upon completion of the initial cell search, the UE receives a Physical Downlink Control Channel (PDCCH) and a Physical Downlink Control Channel (PDSCH) according to physical downlink control channel information in step S202, System information can be obtained.
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PDSCH Physical Downlink Control Channel
  • the terminal may perform a random access procedure such as steps S203 to S206 to complete the connection to the base station.
  • the MS transmits a preamble through a Physical Random Access Channel (PRACH) (S203), and transmits a response message to the preamble through the physical downlink control channel and the corresponding physical downlink shared channel (S204).
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • S204 transmits a response message to the preamble through the physical downlink control channel and the corresponding physical downlink shared channel
  • a contention resolution procedure such as transmission of an additional physical random access channel (S205) and physical downlink control channel and corresponding physical downlink shared channel reception (S206) can be performed .
  • the UE having performed the procedure described above transmits Physical Downlink Control Channel / Physical Downlink Shared Channel reception (S207) and Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) / Physical Downlink Shared Channel A physical uplink control channel (PUCCH) transmission (S208).
  • the control information transmitted from the UE to the Node B is collectively referred to as Uplink Control Information (UCI).
  • the UCI includes HARQ ACK / NACK, a Scheduling Request (SR), a Channel Quality Indicator (CQI), a Precoding Matrix Indicator (PMI), and Rank Indication (RI).
  • HARQ ACK / NACK is simply referred to as HARQ-ACK or ACK / NACK (A / N).
  • the HARQ-ACK includes at least one of positive ACK (simply ACK), negative ACK (NACK), DTX and NACK / DTX.
  • the UCI is generally transmitted through the PUCCH, but may be transmitted via the PUSCH when the control information and the traffic data are to be simultaneously transmitted. In addition, UCI can be transmitted non-periodically through the PUSCH according to the request / instruction of the network.
  • FIG 3 illustrates the structure of a wireless frame used in a 3GPP LTE / LTE-A system at a wireless communication system.
  • uplink / downlink data packet transmission is performed on a subframe basis, and one subframe is defined as a predetermined time interval including a plurality of OFDM symbols.
  • the 3GPP LTE standard supports a Type 1 radio frame structure applicable to Frequency Division Duplex (FDD) and a Type 2 radio frame structure applicable to TDD (Time Division Duplex).
  • a downlink radio frame is composed of 10 subframes, and one subframe is composed of two slots in a time domain.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the length of one subframe may be 1 ms and the length of one slot may be 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • RBs resource blocks
  • a resource block (RB) as a resource allocation unit may include a plurality of continuous subcarriers in one slot.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary according to the configuration of a CP (Cyclic Prefix).
  • CP has an extended CP and a normal CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be seven.
  • the OFDM symbol is configured by an extended CP, the length of one OFDM symbol is increased, so that the number of OFDM symbols included in one slot is smaller than that in the standard CP.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may be six. If the channel condition is unstable, such as when the UE moves at a high speed, an extended CP may be used to further reduce inter-symbol interference.
  • One slot includes 7 OFDM symbols when a standard CP is used, so one subframe includes 14 OFDM symbols.
  • the first three OFDM symbols at the beginning of each subframe may be allocated to a physical downlink control channel (PDCCH), and the remaining OFDM symbols may be allocated to a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the Type 2 radio frame is composed of two half frames. Each half frame includes five subframes, a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), an uplink pilot time slot (UpPTS) One of the subframes is composed of two slots.
  • the DwPTS is used for initial cell search, synchronization, or channel estimation in the UE.
  • UpPTS is used to synchronize the channel estimation at the base station and the uplink transmission synchronization of the UE.
  • the guard interval is a period for eliminating the interference occurring in the uplink due to the multi-path delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in a radio frame, the number of slots included in a subframe, and the number of symbols included in a slot can be variously changed.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a resource grid of a downlink slot of a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • One downlink slot includes 7 (6) OFDM symbols and the resource block may include 12 subcarriers in the frequency domain.
  • Each element on the resource grid is referred to as a Resource Element (RE).
  • One RB includes 12 x 7 (6) REs.
  • the number NRB of RBs included in the downlink slot depends on the downlink transmission band.
  • the structure of the uplink slot is the same as the structure of the downlink slot, and the OFDM symbol is replaced with the SC-FDMA symbol.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a downlink subframe of a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • a maximum of 3 (4) OFDM symbols located at a first position in a first slot of a subframe corresponds to a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbol corresponds to a data area to which PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) is allocated.
  • Examples of downlink control channels used in LTE include Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), Physical Downlink Control Channel (PDCCH), Physical Hybrid ARQ Indicator Channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH carries information about the number of OFDM symbols transmitted in the first OFDM symbol of the subframe and used for transmission of the control channel in the subframe.
  • the PHICH carries a HARQ ACK / NACK (Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment / negative-acknowledgment) signal in response to the uplink transmission.
  • the control information transmitted through the PDCCH is called DCI (Downlink Control Information).
  • DCI format is defined as format 0 for uplink and format 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 3, 3A for downlink.
  • the DCI format is divided into a hopping flag, an RB allocation, a modulation coding scheme (MCS), a redundancy version (RV), a new data indicator (NDI), a transmit power control (TPC), a cyclic shift DM RS a reference signal, a channel quality information (CQI) request, a HARQ process number, a transmitted precoding matrix indicator (TPMI), and a precoding matrix indicator (PMI) confirmation.
  • MCS modulation coding scheme
  • RV redundancy version
  • NDI new data indicator
  • TPC transmit power control
  • CQI channel quality information
  • TPMI transmitted precoding matrix indicator
  • PMI precoding matrix indicator
  • PDCCH includes a transmission format and resource allocation information of a downlink shared channel (DL-SCH), a transmission format and resource allocation information of an uplink shared channel (UL-SCH), a paging channel, Layer control message such as random access response transmitted on the PDSCH, Tx power control instruction set for individual terminals in the terminal group, Tx power control command , Voice over IP (VoIP) activation indication information, and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted within the control domain.
  • the UE can monitor a plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or a plurality of consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide the PDCCH with a coding rate based on radio channel conditions.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REG).
  • the format of the PDCCH and the number of PDCCH bits are determined according to the number of CCEs.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the UE, and adds a CRC (cyclic redundancy check) to the control information.
  • the CRC is masked with an identifier (e.g., radio network temporary identifier (RNTI)) according to the owner of the PDCCH or the purpose of use.
  • RNTI radio network temporary identifier
  • the identifier of the terminal e.g., cell-RNTI (C-RNTI)
  • C-RNTI cell-RNTI
  • the paging identifier e.g., paging-RNTI (P-RNTI)
  • P-RNTI paging-RNTI
  • SI-RNTI system information RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • FIG. 6 illustrates a structure of a UL subframe used in a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • the uplink subframe includes a plurality of (e.g., two) slots.
  • the slot may include a different number of SC-FDMA symbols depending on the CP length.
  • the UL subframe is divided into a data region and a control region in the frequency domain.
  • the data area includes a PUSCH and is used to transmit a data signal such as voice.
  • the control region includes a PUCCH and is used to transmit uplink control information (UCI).
  • the PUCCH includes an RB pair (RB pair) located at both ends of the data area on the frequency axis and hopping the slot to the boundary.
  • the PUCCH may be used to transmit the following control information.
  • - SR (Scheduling Request): Information used for requesting uplink UL-SCH resources. OOK (On-Off Keying) method.
  • a single downlink code word (CodeWord, CW)
  • one bit of ACK / NACK is transmitted and two bits of ACK / NACK are transmitted in response to two downlink codewords.
  • - CQI Channel Quality Indicator: Feedback information on the downlink channel.
  • the feedback information related to Multiple Input Multiple Output (MIMO) includes Rank Indicator (RI), Precoding Matrix Indicator (PMI), and Precoding Type Indicator (PTI). 20 bits per subframe are used.
  • the amount of control information (UCI) that the UE can transmit in the subframe depends on the number of SC-FDMAs available for control information transmission.
  • the SC-FDMA available for transmission of control information means the remaining SC-FDMA symbol excluding the SC-FDMA symbol for reference signal transmission in the subframe. In the case of the subframe in which the SRS (Sounding Reference Signal) is set, SC-FDMA symbols are excluded.
  • the reference signal is used for coherent detection of the PUCCH.
  • PUCCH supports 7 formats according to the information to be transmitted.
  • Table 1 shows the mapping relationship between PUCCH format and UCI in LTE.
  • Uplink Control Information (UCI) Format 1 SR (Scheduling Request) (non-modulated waveform) Format 1a 1-bit HARQ ACK / NACK (SR presence / absence) Format 1b 2-bit HARQ ACK / NACK (SR presence / absence) Format 2 CQI (20 coded bits) Format 2 CQI and 1- or 2-bit HARQ ACK / NACK (20 bits) (extended CP only) Format 2a CQI and 1-bit HARQ ACK / NACK (20 + 1 coded bits) Format 2b CQI and 2-bit HARQ ACK / NACK (20 + 2 coded bits)
  • CA 7 illustrates a Carrier Aggregation (CA) communication system in a 3GPP LTE / LTE-A system, which is an example of a wireless communication system.
  • CA Carrier Aggregation
  • the LTE-A system uses a carrier aggregation or bandwidth aggregation technique that uses a larger uplink / downlink bandwidth to aggregate a plurality of uplink / downlink frequency bandwidths for a wider frequency bandwidth.
  • Each small frequency bandwidth is transmitted using a component carrier (CC).
  • the component carrier can be understood as a carrier frequency (or center carrier, center frequency) for that frequency block.
  • Each CC may be adjacent or non-adjacent to one another in the frequency domain.
  • the bandwidth of the CC can be limited to the bandwidth of the existing system for backward compatibility with existing systems.
  • the existing 3GPP LTE system supports ⁇ 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 ⁇ MHz bandwidths and LTE_A can support bandwidths greater than 20 MHz using only those bandwidths supported by LTE .
  • the bandwidth of each CC can be set independently. It is also possible to combine asymmetric carriers with different numbers of UL CCs and DL CCs.
  • the DL CC / UL CC link can be fixed to the system or semi-static. For example, as shown in FIG.
  • a symmetric carrier combining with the same number of DL CCs and the same number of UL CCs is possible.
  • the frequency band that a specific terminal can monitor / receive can be limited to M ( ⁇ N) CCs.
  • the various parameters for carrier merging may be set in a cell-specific, UE group-specific or UE-specific manner.
  • the control information can be set to be transmitted and received only through a specific CC.
  • a specific CC may be referred to as a primary CC (PCC), and the remaining CC may be referred to as a secondary CC (SCC).
  • LTE-A uses the concept of a cell to manage radio resources.
  • a cell is defined as a combination of a downlink resource and an uplink resource, and an uplink resource is not essential. Therefore, the cell can be composed of downlink resources alone or downlink resources and uplink resources. If carrier merging is supported, the linkage between the carrier frequency (or DL CC) of the downlink resource and the carrier frequency (or UL CC) of the uplink resource may be indicated by the system information.
  • a cell operating on a primary frequency (or PCC) may be referred to as a primary cell (PCell), and a cell operating on a secondary frequency (or SCC) may be referred to as a secondary cell (SCell).
  • PCell is used for the UE to perform an initial connection establishment process or a connection re-establishment process.
  • the PCell may refer to the cell indicated in the handover process.
  • SCell can be used to provide additional radio resources that can be configured and configured after a Radio Resource Control (RRC) connection is established.
  • RRC Radio Resource Control
  • PCell and SCell can be collectively referred to as serving cells. Therefore, in the case of a terminal that is in the RRC_CONNECTED state but no carrier merge is set or does not support carrier merging, there is only one serving cell consisting only of PCell.
  • the UE in the RRC_CONNECTED state and the merge of the carriers there is one or more serving cells, and the entire serving cell includes the PCell and the entire SCell.
  • the network may configure one or more SCells for the UEs supporting carrier merging in addition to the PCells initially configured in the connection establishment process after the initial security activation process is started.
  • an inter-cell interference cancellation (ICIC) technique commonly applicable not only to inter-cell interference control techniques between macro base stations but also to inter-cell interference control techniques between macro base stations and pico and femto base stations do.
  • This ICIC technique can be applied equally to a small power base station such as a pico base station and a femto base station.
  • the present invention is applicable not only to a horizontal ICIC technique for interference control between base stations of the same type in a heterogeneous communication system in which various types of base stations exist, but also to a vertical ICIC technique for interference control between different types of base stations.
  • inter-cell interference control is performed by adjusting transmission power for the scheduled corresponding resource. That is, by reducing the transmit power of a resource allocated to a cell boundary terminal of a neighboring cell, it is possible to reduce the interference on the cell boundary terminal in the downlink or uplink.
  • the ICIC technique using the transmission power control may be performed in the frequency domain in units of resource blocks (RB), or may be performed in the time domain, for example, in units of subframes.
  • FIG. 8 is a diagram for illustrating an interference situation between adjacent cells.
  • the base stations 820 and 830 of each cell perform an ICIC scheme for neighbor base stations, and the base stations 820 and 830 of each cell use the ICIC technology in the resource structure described above And can be performed in both the frequency resource region and the time resource region.
  • a resource period for transmission or non-transmission is defined, and a cell boundary terminal of a neighbor cell receives a service in a corresponding resource period, thereby mitigating or eliminating the interference effect.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating a method of applying a downlink ICIC in a frequency domain.
  • the entire frequency band is divided into three types of bands A, B, and C, and each base station sets a band for transmitting low power and a band for transmitting high power for each band And perform interference control based thereon. That is, since the first base station 910 transmits a low power in the B and C bands, the second base station 920 transmits a low interference power to the second base station 940, which is a cell boundary terminal that receives severe interference from the first base station 910 B, and C bands are allocated, the interference can be mitigated. Likewise, the third base station 930 can mitigate the interference by assigning the weak B and C bands to the third base station 950 located at the cell boundary. In this way, each base station can mitigate the interference effect of the adjacent cell by allocating the cell boundary terminal to the resource area that can be protected from the interference.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating a method of applying a downlink ICIC in a frequency domain.
  • each of the base stations 1010, 1020, and 1030 may use a blocking period in which signals are not transmitted in a specific time unit interval.
  • a specific time unit will be described below with reference to a subframe.
  • Each of the base stations 1010, 1020, and 1030 may configure a specific subframe as a blanking subframe so that interference does not occur in adjacent cells.
  • the first base station 1010 configures the subframe indices 1 and 6 (subframes # 1 and # 6) as blunting subframes, and does not transmit signals in the subframes # 1 and #
  • the base station 3 1030 configures subframes # 3 and # 8 as blind subframes and does not transmit a signal.
  • the second base station 1020 can remove the interference from the first base station 1010 by assigning the cell boundary terminal 2 1040, which is strongly influenced by the interference from the first base station 1010, to the subframe # 1 or # have.
  • the third base station 1030 removes the interference from the first base station 1010 by assigning the cell boundary terminal 3 1050, which is strongly influenced by interference from the first base station 1010, to the subframe # 1 or # 6 .
  • each of the base stations 1010, 1020 and 1030 can remove negative interference to neighboring base stations by allocating resources for a specific time period (a specific sub-frame period).
  • FIG. 10 shows an example only.
  • the pattern of the blinking time interval (for example, the blinking subframe) may be variously configured according to the system specification, and may be a time interval For example, a subframe period).
  • the 3GPP LTE-A system specification defines an untransmitted subframe for interference control in the time domain under the name Almost Blanking Subframe (ABS).
  • ABS Almost Blanking Subframe
  • the inter-base-station ICIC technique can be applied not only to the macro-base station operation described above but also to a heterogeneous network environment in which various types of base stations exist.
  • the heterogeneous network means a system environment in which, for example, a defective cell and a femtocell coexist in addition to a macro base station and a small output base station.
  • FIG. 11 shows an example of an inter-cell interference situation in a heterogeneous network environment.
  • a heterogeneous system means a system configured using various types of base stations.
  • a heterogeneous network it is possible to maximize the total system capacity by operating a plurality of low power pico base stations and femto base stations having a small coverage, as well as a high output macro base station having a wide coverage.
  • the pico base station is mainly installed in a hot zone where data traffic is high in demand, and the femto base station supports the service of a very small coverage including a private home.
  • FIG. 11 shows an example of a heterogeneous network (system). Interference occurs when heterogeneous networks simultaneously operate on the same carriers between different types of base stations that are overlaid. That is, an interference situation may occur not only between the macro base station and the macro base station but also between the pico base station and the femto base station, and interference may also occur between the pico base station and the femto base stations.
  • the inter-cell interference control technique is needed. Therefore, the ICIC technique is used not only for the macro-base station interference control but also for the interference control between the macro base station and the pico / femto base station. In this case, all techniques used in the macro-base station interference control are equally applicable, and an additional technique can be used for the performance optimization.
  • the same type of dynamic ICIC technique can be applied when there is a link capable of communication between the base stations.
  • the present invention is applicable not only to a horizontal ICIC technique for interference control between base stations of the same type in a heterogeneous communication system in which various types of base stations exist, but also as a vertical ICIC technique for controlling interference between different types of base stations.
  • the ICIC technique can be applied in the time and frequency domain.
  • the core content of the ICIC technique is to determine the transmit power pattern in the time domain or the frequency domain. That is, it is necessary to determine which frequency resource or time resource section is to be transmitted at high power, which section is to be transmitted at low power, or which section is to be a non-transmission section.
  • the transmission power pattern for interference control or the pattern of the non-transmission period can be variously configured according to the system specification.
  • the method of operating the interference control resource region and the transmission power pattern in advance, static ICIC technique, and a method of operating the ICIC according to the operating environment is referred to as a dynamic ICIC technique in this specification.
  • the pattern information of the transmission power for each resource needs to be exchanged between the base stations.
  • transmission power pattern information for each frequency resource in the downlink is exchanged through a message called Relative Narrow Transmit Power (RNTP) in the form of a bitmap, and transmission power pattern information for each frequency resource in the uplink is transmitted High Interference Indicator (HII) message.
  • RTP Relative Narrow Transmit Power
  • HII High Interference Indicator
  • the information about the cell edge terminal allocation resource is exchanged with the bit map type HII message.
  • the ABS pattern information in the time domain is exchanged between the base stations.
  • the present invention relates to a method for efficiently operating a dynamic ICIC technique, and a method for effectively determining how to set a ratio of a low-power transmission resource interval or an untransmitted resource interval in an entire resource in order to mitigate interference on a neighboring cell do.
  • the term "cell inside terminal” refers to a terminal that is located near the serving base station and receives a strong signal and receives interference weakly from the neighbor base station.
  • the cell boundary terminal is located at the coverage boundary of the serving base station and receives a weak signal And interference between adjacent base stations is strongly received.
  • a base station may perform efficient ICIC techniques by dividing all terminals (users) into one of two types, which is based on the measurement report of the terminal. That is, when the UE reports a long-term received signal measurement result of the serving BS and the neighbor BS to the serving BS, the serving BS determines the inner- edge user).
  • RSRP reference signal received power
  • the UE measures the RSRP value of the serving base station as well as the RSRP value of the serving base station and compares the RSRP value with the RSRP value of the serving base station, the UE measures the measured value and the ID of the neighbor base station To the serving base station. Therefore, based on the measurement report, the serving base station can know which terminal is near to which neighboring base station, and can divide it into a cell internal terminal and a cell boundary terminal based on reported measurement values.
  • a base station can distinguish between a cell internal terminal and a cell boundary terminal based on measurement of the terminal.
  • the long-term received signal measurement value refers to the average received power received over the entire band. It is common to distinguish a cell internal terminal and a cell boundary terminal from a long-term received signal measurement value.
  • a short-term channel quality indicator (CQI) information Also, it can be used for cell internal terminal and cell boundary terminal.
  • the present invention proposes an effective carrier operation method in performing ICIC, which is an intercell interference control technique, in a carrier aggregation (CA) system in which a plurality of carriers are configured.
  • each base station classifies carriers in terms of inter-cell interference control and assigns a priority level that can receive interference protection for each classified carrier (abbreviated as interference protection level) or receive interference protection ) Can be set for each component carrier, and this information can be exchanged with the adjacent base station and shared.
  • Each base station can perform user scheduling and ICIC according to the interference protection level set for each carrier based on the exchanged information.
  • the base station can perform carrier allocation for the UEs within the cell and the cell boundary UEs according to the classified interference level of each carrier, and can perform interference-based scheduling.
  • the technique proposed in the present invention is applicable to all communication systems operating a plurality of carriers.
  • the present invention is equally applicable to interference control between macro base stations and pico / femto base stations as well as interference control between macro base stations in a heterogeneous system.
  • an outline of the technique proposed in the present invention will be briefly described, and each function will be described in detail.
  • each base station sets a different interference control level for each carrier in a CA-based system that operates a plurality of carriers, that is, a priority order that can receive interference protection, To perform effective ICIC functions in a CA-based system.
  • a priority order that can receive interference protection
  • the technique proposed in the present invention can be interpreted as performing rough ICIC (coarse ICIC) based on the priority of interference protection of carriers, and fine ICIC (fine ICIC) is independently performed for time and frequency resources in each carrier .
  • the fine ICIC technique performed for each carrier may be applied to the same level of ICIC technique, but a different ICIC technique may be applied to each carrier depending on the interference protection priority set for each carrier. That is, for a carrier with the highest priority, cooperative transmission is performed in the neighboring cell to assist with cooperative transmission so as to enhance reception performance instead of interference protection, and then, for a carrier having a higher priority, It is possible to apply interference protection such as muting.
  • a large amount of muting resources are allocated in the position of an adjacent cell, and a small amount of resources muting in an adjacent cell is allocated to a carrier having a low priority
  • the method of assigning can be applied. That is, the fine ICIC operation applied to each carrier may be changed according to the priority set for each carrier.
  • a terminal operating with a plurality of carriers has a default CC that should always monitor the control information.
  • the base station has a high priority for interference protection
  • the default CC is named PCell and the remaining CC is named SCell.
  • secure reception of control information and broadcast information is very important in the case of a cell edge terminal. If a default CC (PCell) of a cell edge terminal is assigned to a CC having a high interference priority, intercell interference control can be effectively performed.
  • the present invention targets to set the level of interference protection for each carrier numerically and exchanges the corresponding information between the base stations to operate the ICIC. Applying the quantified information on the interference protection to the ICIC operation can be implemented in various ways Issues are accessible.
  • the inter-base station exchange information for the proposed technique is referred to as a carrier priority indicator (CPI) information or a carrier preference indicator (CPI) Various names can be attached.
  • the base station can prioritize the carriers that can be protected from interference in the configured one or more component carriers and manage the class of the component carriers from an interference point of view. That is, the base station can set a carrier priority indicator (CPI) for each CC.
  • CPI carrier priority indicator
  • the CPI between adjacent cells can be set so as to protect CCs with higher priority.
  • the CC assigned by the base station 1 with the highest interference protection priority can be assigned to the CC with the lowest priority, which is the neighbor base station 2. In this way, interference co-operation is actively performed for each CC to protect it from interference of neighboring base stations.
  • Each base station can exchange the CPI information of each CC with each other through inter-base-station interfaces or exchange it with over-the-air signaling through a wireless channel.
  • the base station can concentratively allocate to the default CC (PCell) of the terminal for the CC whose interference is set to be small by the CPI information (i.e., the CC with high interference protection priority). By cross-scheduling, it is possible to minimize control channel interference in the eICIC scheme using ABS / MBSFN.
  • the base station may set an interference protection priority level for all configured carriers and may use it for interference based scheduling based on the established interference protection priority level. At this time, the base station can quantify the interference protection priority and construct the CPI information with the corresponding priority value. Alternatively, the base station may set the carrier with only two levels of interference protection priority high and low.
  • the characteristics, configuration method, setting, and message generation method of the CPI which is the interference control level information set for each carrier, which is a core function of the present invention, will be described in detail. Also, a carrier operation method based on the CPI message transmission method and CPI information will be described.
  • Each base station can exchange CPI information, which is carrier-level interference control level information with each other.
  • the CPI information is indicator information indicating the level of interference control for each CC or the priority for interference protection.
  • the length of the CPI information message is the same as the total number of CCs operated by the base station, and each message element can be represented by X-bit information according to the technology implementation method. The message is exchanged through signaling for cooperation between the base stations, and the configuration and format of the CPI message and the concrete method of signaling between the base stations are described below.
  • the signaling message format of the CPI information exchanged between the base stations may be as follows.
  • k is the number of CCs of the i-th base station. Is the CPI metric value for the kth CC.
  • the format of the CPI information can be represented by two pieces of information: Format 1 can map a high priority to a high value of the CPI information (the higher the CPI information value, the higher the priority that can be protected against interference Mapped to be higher). Format 2 allows the CPI information to map a higher priority to a lower value (lower CPI information value maps higher priority to be protected against interference).
  • the base station can generate CPI information (CPI message) based on the CPI information received from at least one neighbor base station and the intensity of the signal received from the neighbor base station, that is, the strength measurement value of the interference Will be described in more detail below).
  • CPI information CPI message
  • the base station must first determine a neighbor set (i.e., neighbor base stations) for CPI information generation, and determine a neighbor set according to the following two situations.
  • the base station may scan peripheral cells (or neighboring base stations) (order a network listening mode) and order peripheral base stations in the order of having the highest received signal.
  • the base station may set a threshold in advance to identify base stations that are received above a threshold as neighboring base stations, and may take into account the CPI information from them.
  • the BS can update the neighbor BS set by a measurement report from the MS (for example, a measurement report of the RSRP of the signal received from the neighbor BSs) The set is available as a contiguous set for handover.
  • Each base station signaling a CPI message includes 1) a wired interface between base stations (e.g., an X2 interface in a 3GPP LTE / LTE-A system), 2) a wireless interface between base stations, 3) signaling (in-band, out-of-band).
  • base stations e.g., an X2 interface in a 3GPP LTE / LTE-A system
  • 3) signaling in-band, out-of-band
  • the base station can generate CPI messages using CPI information received from at least one neighbor base stations and received signal strength measurements from neighbor base stations.
  • the base station may calculate a Carrier Preference Metric (CPM), which is a metric for CPI message generation, map it to a final CPI message, and transmit the generated CPI to the neighbor base station.
  • CPM Carrier Preference Metric
  • N i is the number of neighbor base stations that transmitted the CPI message
  • the intensity of the received signal of the neighbor base station measured by the i th base station can be expressed by Equation 2 below.
  • N i represents the number of neighbor base stations measured.
  • the base station Value and The CPM can be calculated based on the value.
  • the CPM calculated by the base station can be expressed as Equation 3 below.
  • the CPM format may be dependent on the CPI format.
  • CPM format 1 is a format for mapping a high CPI value to a high priority
  • CPM format 2 is a mapping for a CPI value to have a high priority. This CPM can be expressed as Equation 3 below.
  • the base station can generate the CPM as a function of the CPI information received from the neighbor BSs and the measured value of the received signal strength from the neighbor BSs.
  • various types of functions can be applied.
  • the CPM value can be calculated using Equation (4) as an example.
  • the order 1 can be ordered according to the calculated CPM value.
  • format 2 is a sequence of numbers ranging from 0 to ( -1).
  • the base station may map a value that is numbered to each carrier index 'k' to a CPI message element and determine an output message element mapped according to the CPI message format.
  • These output message elements are in bitmap or X-bit format.
  • Format 1 produces a high value CPI message such that a high numbered carrier index is the most robust carrier in the interference and Format 2 produces a low numbered carrier index that is a robust carrier numbered high numbered Value CPI message.
  • mapping rules will be described.
  • Example 1 is a method of indexing only one carrier having the highest carrier priority.
  • Example 2 is a method of indexing two carriers having the highest carrier priority.
  • Example 3 is a method of dividing the carrier priority into several stages (for example, four stages) and indexing each carrier. These examples 1 and 2 can be extended in such a manner that they are indexed and informed only for a set number of carriers having a high priority.
  • Format 2 In the case of Format 2, the same embodiment as Format 1 can also be constructed by reversing the ascending and descending values of the values.
  • the CPI-based carrier operating methods are also included in the scope of the present invention.
  • the CPI-based carrier operating methods are also applicable to PCell / SCell allocation, carrier scheduling, and intercell interference control applying methods. The contents are as follows.
  • the base station can allocate the PCs of all cell edge terminals to the CC with the highest CPI. In case of a terminal inside a cell, it can be allocated to a CC with a high CPI if the load is small. When operating with an X-bit CPI, the base station sequentially allocates to the Pcell in descending order of CPI. In the case of a cell edge terminal, it is possible to improve the reception performance of the control information and effectively perform the ICIC operation by transmitting the control information in the CPI high carrier assigned to the PCell (in this case, it corresponds to the cross-carrier scheduling) .
  • the BS schedules the cell edge to the CC with the highest CPI and if the load is small, it can schedule to the CC with the highest CPI.
  • the base station can allocate the Pcell sequentially in descending order of CPI.
  • the base station can allocate a larger amount of resources than other carriers (for example, muting (blunting) for interference protection for carriers with a high CPI in a neighboring cell).
  • Carrier 1 determines the ratio of the muting (blunming) resource among the total resources to the cell boundary terminal resource occupancy
  • the base station can determine the ratio of the muting (blunting) resource among the entire resources to the ratio of the resource occupancy rate of the cell edge terminal of the adjacent cell to the base station.
  • the cooperative transmission scheme between the base stations can be applied to the CPI highest carrier in the adjacent cell.
  • Each base station can simultaneously transmit the same signal to the terminal, which is a joint processing method between the base stations for improving the reception signal of the terminal.
  • the receiving performance of the signal is improved by obtaining the combining gain.
  • Interference control level 2 is to apply a muting (blunting) technique to the CPI high carrier in the neighboring cell among the remaining carriers other than the cooperative transmission carrier.
  • Resource-based ICIC is a method of removing adjacent cell interference. Apply a muting (blunting) technique in the time or frequency resource region.
  • Interference Control Level 3 Cooperative Forwarding Carrier and Muting (blinking) Apply cooperative PMI restriction on the CPI high carrier in the adjacent cell among the remaining carriers other than the carrier.
  • the application of MIMO procoding scheme can mitigate inter-cell interference.
  • Such interference control Levels 1, 2, 3 can be used in any combination and is applicable to CA-based systems having any number of CCs. All kinds of carrier operating methods based on the proposed CPI information described above can be operated in any combination, which is applicable to CA-based systems with any number of CCs.
  • a vertical ICIC application for example, a macro base station, a pico base station, a macro base station, and a femto base station
  • a vertical ICIC application for example, a macro base station, a pico base station, a macro base station, and a femto base station
  • a plurality of pico base stations and femto base stations exist in one macro base station.
  • a macro base station sets and operates CPI high carriers individually for all pico and femto base stations, It is also inefficient in terms of scheduling. That is, if a plurality of pico and femto base stations are commonly subjected to interference protection with respect to a resource region that performs interference protection in a macro base station, it is more effective in terms of resource utilization of the macro base station. That is, the interference to a plurality of small output base stations can be controlled using a minimum amount of resources.
  • a plurality of pico and femto base stations are commonly set to a CPI high carrier.
  • the following two techniques can be effectively used. The following two methods operate under the precondition that the types of base stations can be classified into macros or pico / femto. It is assumed that a macro base station, a pico base station, and a femto base station are known.
  • the pico and femto base stations are clustered into several types.
  • X pico and femto base station types all pico and femto base stations are clustered into X types, and X low carrier of CPI of macro base station is set to high CPI (high CPI) for each type of pico and femto base station Do.
  • the CPI high carriers can be configured differently.
  • two types of pico and femto base stations may be configured and two CPI low carriers of the macro base station may be mapped to each to set a high CPI for each type.
  • the interference control between the macro base station and the pico base station between the macro base station and the femto base station while using the minimum resources of the macro base station.
  • the interference control between the pico base station and the femto base station can also be performed using the type-specific CPI information. Adjacent pico and femto base stations can provide high carrier protection to each other with different type settings.
  • both the pico base station and the femto base station are configured to have a high CPI for the low CPI carrier of the macro base station.
  • the resource efficiency of the macro base station can be maximized, but if the pico and femto base stations are adjacent to each other, there is a possibility that there is inefficiency of interference control between the pico and femto base stations.
  • the base station can update the CPI information by performing the above-described CPI setting and configuration process again.
  • each base station can signal the changed CPI message to the neighbor base stations in an event-triggered manner.
  • the base station may set a predetermined time period, transmit the CPI message at that point in time, and transmit information to neighboring base stations.
  • a CPI message exchange method is a one-way signaling scheme, and when a specific base station transmits updated information to neighboring base stations, neighboring base stations immediately update the CPI message. In a bi-directional signaling scheme, a specific base station requests updated information to neighboring cells, and receives a response from neighboring base stations to perform an update.
  • the present invention is equally applicable to the uplink.
  • One approach is to set the uplink CPI dependent on the downlink CPI information using the uplink CC information set in the pair to the DL CC.
  • the other is to consider generating and operating the CPI independently of the downlink CC in case of the uplink CC.
  • a method for controlling inter-cell interference in a wireless communication system supporting a plurality of component carriers (CCs), and a base station apparatus for the same can be industrially used in various communication systems such as 3GPP LTE, LTE-A and IEEE 802 Do.

Abstract

복수의 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 기지국 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어 방법은, 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 구성된 복수의 콤퍼넌트 캐리어에 대한 각 캐리어 별 간섭 보호에 관한 우선순위 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로부터의 수신신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계; 및 상기 수신한 우선순위 정보 및 상기 측정된 적어도 하나의 인접 기지국의 수신신호 세기에 기초하여 상기 기지국에 구성된 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성할 수 있다.

Description

복수의 콤포넌트 캐리어를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 기지국 장치
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 콤포넌트 캐리어를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 기지국 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 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 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 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 콤포넌트 캐리어를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 복수의 콤포넌트 캐리어를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 기지국 장치를 제공하는 데 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.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 복수의 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법은, 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 구성된 복수의 콤퍼넌트 캐리어에 대한 각 캐리어 별 간섭 보호에 관한 우선순위 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로부터의 수신신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계; 및 상기 수신한 우선순위 정보 및 상기 측정된 적어도 하나의 인접 기지국의 수신신호 세기에 기초하여 상기 기지국에 구성된 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 생성한 복수의 콤퍼넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또는, 상기 방법은 상기 생성한 복수의 콤퍼넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 서빙받는 적어도 하나의 단말에 대한 스케줄링을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 인접 기지국에서의 간섭 보호를 위한 우선순위가 가장 높은 콤포넌트 캐리어에 대해 상기 기지국에서는 가장 우선순위가 낮거나 또는 가장 우선순위가 높은 콤포넌트 캐리어로 할당할 수 있다. 상기 기지국에서 가장 우선순위가 높게 할당된 콤포넌트 캐리어에는 상기 기지국으로부터 서빙받은 적어도 하나의 셀 경계에 위치한 단말을 할당할 수 있다. 상기 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 단계에서 상기 우선순위는 높거나 낮은 두 가지 레벨로 생성될 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 복수의 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 기지국 장치는, 어도 하나의 인접 기지국으로부터 구성된 복수의 콤퍼넌트 캐리어에 대한 각 캐리어 별 간섭 보호에 관한 우선순위 정보를 수신하는 수신기; 및 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로부터의 수신신호에 대한 신호 세기를 측정하고, 상기 수신한 우선순위 정보 및 상기 측정된 적어도 하나의 인접 기지국의 수신신호 세기에 기초하여 상기 기지국에 구성된 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 셀 간 간섭 제어 기법의 다양한 실시예에 따라, 동종 네트워크 뿐만 아니라 다양한 형태의 기지국이 존재하는 이종 네트워크에서 기지국 간의 간섭 제어를 효율적으로 수행할 수 있어서 쓰루풋(throughput) 등 통신 성능이 현저히 향상하게 된다.
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 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 무선통신 시스템의 일 에인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 무선통신 시스템의 일 에인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
도 4는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한 도면이다.
도 5는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6은 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 7은 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한다.
도 8은 인접 셀 간 간섭 상황을 예시하기 위한 도면이다.
도 9는 주파수 영역에서 하향링크 ICIC를 적용하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 주파수 영역에서 하향링크 ICIC를 적용하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경에서 셀간 간섭 상황에 대한 예시도를 나타낸다.
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. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 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.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 3GPPL LTE, LTE-A 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A 시스템을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이러한 무선통신 시스템에만 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말기(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)을 도시하였지만, 무선통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 280)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 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(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 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(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
도 2는 무선통신 시스템의 일 에인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 단계 S201에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 단계 S202에서 물리 하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S203 내지 단계 S206과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S203), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S204). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S205) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S206)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S207) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S208)을 수행할 수 있다. 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 3은 무선통신 시스템의 일 에인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.
셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 3(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(Resource Block, RB)을 포함한다. 3GPP LTE 시스템에서는 하향링크에서 OFDMA 를 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 칭하여질 수도 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수개의 연속적인 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장된 CP(extended CP)와 표준 CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 표준 CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장된 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 표준 CP인 경우보다 적다. 확장된 CP의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장된 CP가 사용될 수 있다.
표준 CP가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.
도 3(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임과 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(Guard Period, GP), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성되며, 이 중 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 슬롯의 자원 그리드를 예시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 하나의 하향링크 슬롯은 7(6)개의 OFDM 심볼을 포함하고 자원 블록은 주파수 도메인에서 12개의 부반송파를 포함할 수 있다. 자원 그리드 상의 각 요소(element)는 자원 요소(Resource Element, RE)로 지칭된다. 하나의 RB는 12×7(6)개의 RE를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 RB의 개수 NRB는 하향링크 전송 대역에 의존한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일하되, OFDM 심볼이 SC-FDMA 심볼로 대체된다.
도 5는 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템의 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 5를 참조하면, 서브프레임의 첫 번째 슬롯에서 앞부분에 위치한 최대 3(4)개의 OFDM 심볼은 제어 채널이 할당되는 제어 영역에 대응한다. 남은 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared CHancel)가 할당되는 데이터 영역에 해당한다. LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical hybrid ARQ indicator Channel) 등을 포함한다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat request acknowledgment/negative-acknowledgment) 신호를 나른다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 한다. DCI 포맷은 상향링크용으로 포맷 0, 하향링크용으로 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 3, 3A 등의 포맷이 정의되어 있다. DCI 포맷은 용도에 따라 호핑 플래그(hopping flag), RB 할당, MCS(modulation coding scheme), RV(redundancy version), NDI(new data indicator), TPC(transmit power control), 사이클릭 쉬프트 DM RS(demodulation reference signal), CQI (channel quality information) 요청, HARQ 프로세스 번호, TPMI(transmitted precoding matrix indicator), PMI(precoding matrix indicator) 확인(confirmation) 등의 정보를 선택적으로 포함한다.
PDCCH는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위-계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 단말 그룹 내의 개별 단말들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 단말에게 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 단말을 위한 것일 경우, 해당 단말의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징 식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다.
도 6은 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH를 포함하고 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)를 전송하는데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)을 포함하며 슬롯을 경계로 호핑한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ ACK/NACK: PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드(CodeWord, CW)에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.
- CQI(Channel Quality Indicator): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding Type Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다.
단말이 서브프레임에서 전송할 수 있는 제어 정보(UCI)의 양은 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA의 개수에 의존한다. 제어 정보 전송에 가용한 SC-FDMA는 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 SC-FDMA 심볼을 제외하고 남은 SC-FDMA 심볼을 의미하고, SRS(Sounding Reference Signal)가 설정된 서브프레임의 경우 서브프레임의 마지막 SC-FDMA 심볼도 제외된다. 참조 신호는 PUCCH의 코히어런트 검출에 사용된다. PUCCH는 전송되는 정보에 따라 7개의 포맷을 지원한다.
표 1은 LTE에서 PUCCH 포맷과 UCI의 맵핑 관계를 나타낸다.
표 1
PUCCH 포맷 상향링크 제어 정보 (Uplink Control Information, UCI)
포맷 1 SR(Scheduling Request) (비변조된 파형)
포맷 1a 1-비트 HARQ ACK/NACK (SR 존재/비존재)
포맷 1b 2-비트 HARQ ACK/NACK (SR 존재/비존재)
포맷 2 CQI (20개의 코딩된 비트)
포맷 2 CQI 및 1- 또는 2-비트 HARQ ACK/NACK (20비트) (확장 CP만 해당)
포맷 2a CQI 및 1-비트 HARQ ACK/NACK (20+1개의 코딩된 비트)
포맷 2b CQI 및 2-비트 HARQ ACK/NACK (20+2개의 코딩된 비트)
도 7은 무선통신 시스템의 일 예인 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 캐리어 병합(Carrier Aggregation, CA) 통신 시스템을 예시한다.
LTE-A 시스템은 보다 넓은 주파수 대역폭을 위해 복수의 상/하향링크 주파수 대역폭을 모아 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용하는 캐리어 병합(carrier aggregation 또는 bandwidth aggregation) 기술을 사용한다. 각각의 작은 주파수 대역폭은 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 이용해 전송된다. 콤포넌트 캐리어는 해당 주파수 블록을 위한 캐리어 주파수(또는 중심 캐리어, 중심 주파수)로 이해될 수 있다.
각각의 CC들은 주파수 영역에서 서로 인접하거나 비-인접할 수 있다. CC의 대역폭은 기존 시스템과의 역호환(backward compatibility)을 위해 기존 시스템의 대역폭으로 제한될 수 있다. 예를 들어, 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, LTE_A에서는 LTE에서 지원하는 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원할 수 있다. 각 CC 의 대역폭은 독립적으로 정해질 수 있다. UL CC의 개수와 DL CC의 개수가 다른 비대칭 캐리어 병합도 가능하다. DL CC/UL CC 링크는 시스템에 고정되어 있거나 반-정적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 6(a)와 같이 DL CC 4개 UL CC 2개인 경우 DL CC:UL CC=2:1로 대응되도록 DL-UL 링키지 구성이 가능하다. 유사하게, 도 6(b)와 같이 DL CC 2개 UL CC 4개인 경우 DL CC:UL CC=1:2로 대응되도록 DL-UL 링키지 구성이 가능하다. 도시한 바와 달리, DL CC의 개수와 UL CC의 개수가 동일한 대칭 캐리어 병합도 가능하고, 이 경우 DL CC:UL CC=1:1의 DL-UL 링키지 구성도 가능하다.
또한, 시스템 전체 대역폭이 N개의 CC로 구성되더라도 특정 단말이 모니터링/수신할 수 있는 주파수 대역은 M(<N)개의 CC로 한정될 수 있다. 캐리어 병합에 대한 다양한 파라미터는 셀 특정(cell-specific), 단말 그룹 특정(UE group-specific) 또는 단말 특정(UE-specific) 방식으로 설정될 수 있다. 한편, 제어 정보는 특정 CC를 통해서만 송수신 되도록 설정될 수 있다. 특정 CC를 프라이머리 CC(Primary CC, PCC)로 지칭하고, 나머지 CC를 세컨더리 CC(Secondary CC, SCC)로 지칭할 수 있다.
LTE-A는 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 셀은 하향링크 자원과 상향링크 자원의 조합으로 정의되며, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 캐리어 병합이 지원되는 경우, 하향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, DL CC)와 상향링크 자원의 캐리어 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 프라이머리 주파수(또는 PCC) 상에서 동작하는 셀을 프라이머리 셀(Primary Cell, PCell)로 지칭하고, 세컨더리 주파수(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 세컨더리 셀(Secondary Cell, SCell)로 지칭할 수 있다.
PCell은 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용된다. PCell은 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. SCell은 RRC(Radio Resource Control) 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. PCell과 SCell은 서빙 셀로 통칭될 수 있다. 따라서, RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, PCell로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우, 하나 이상의 서빙 셀이 존재하고, 전체 서빙 셀에는 PCell과 전체 SCell이 포함된다. 캐리어 병합을 위해, 네트워크는 초기 보안 활성화(initial security activation) 과정이 개시된 이후, 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 PCell에 부가하여 하나 이상의 SCell을 캐리어 병합을 지원하는 단말을 위해 구성할 수 있다.
본 발명에서 매크로 기지국 간의 셀간 간섭 제어 기술뿐만 아니라 매크로 기지국과 피코(pico) 및 펨토(femto) 기지국간의 셀간 간섭 제어 기술에도 공통적으로 적용 가능한 셀간 간섭 해소(Inter-Cell Interference Cancellation, ICIC) 기법을 제안한다. 또한 이러한 ICIC 기법은 피코 기지국 및 펨토 기지국 등의 소출력 기지국 사이에서도 동일하게 적용 가능하다. 따라서, 다양한 형태의 기지국이 존재하는 이종망(heterogeneous) 통신 시스템에서 동일 형태의 기지국간의 간섭 제어를 위한 horizontal ICIC 기법뿐 아니라 상이한 형태의 기지국간의 간섭 제어를 위한 vertical ICIC 기법으로 공통적으로 적용 가능하다.
이러한 ICIC 기법은 기지국이 하향링크를 통해 신호를 전송하거나 단말이 상향링크를 통해 신호를 전송함에 있어서, 스케줄링된 해당 자원에 대하여 전송 전력을 조정하여 셀 간 간섭 제어를 수행하는 것이다. 즉, 인접 셀의 셀 경계 단말이 할당받는 자원에 대하여 전송 전력(transmit power)를 낮추어 줌으로써 하향링크 또는 상향링크에서 셀 경계 단말에게 미치는 간섭을 줄여줄 수 있다. 이러한 전송 전력 제어를 이용한 ICIC 기법은 주파수 영역에서 일 예로서 자원블록(RB) 단위로 수행될 수 있고, 시간 영역에서 일 예로 서브프레임 단위로 수행될 수도 있다.
도 8은 인접 셀 간 간섭 상황을 예시하기 위한 도면이다.
본 발명에서는 셀 간 간섭 제어 기술을 효과적으로 수행하기 위한 방법으로서, 기본적인 ICIC 기술이 적용된 시스템을 가정한다. 도 8과 같이 단말 2(810)가 셀 경계에 위치하게 될 때, 하향링크 및 상향링크에서 인접 셀 간 간섭의 영향이 매우 심각하게 되어, 간섭을 낮추어주어야 하는 상황이 발생하게 된다. 도 8에서 하향링크에서는 셀 1이 셀 2에 있는 셀 경계 단말에게 간섭을 미치는 상황이고, 상향링크에서는 반대로 셀 2에 있는 셀 경계에 위치한 단말 2(810)가 셀 1에 간섭을 미치는 상황이다.
이와 같은 간섭 상황을 해결하기 위해, 각 셀의 기지국들(820, 830)은 인접 기지국들을 위해 ICIC 기법을 수행하게 되는데, 각 셀의 기지국들(820, 830)은 ICIC 기술을 앞서 설명한 자원 구조에 기반하여 주파수 자원 영역 혹은 시간 자원 영역에서 모두 수행할 수 있다. 각 자원 영역에서 낮은 전송 전력으로 전송 또는 미 전송하는 자원 구간을 정의하고, 인접 셀의 셀 경계 단말이 해당 자원 구간에서 서비스를 받게함으로써 간섭 영향을 완화하거나 제거할 수 있다.
도 9는 주파수 영역에서 하향링크 ICIC를 적용하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 전체 주파수 영역을 A 대역, B 대역, C 대역으로 세 가지 종류의 대역으로 구성하고, 각 기지국은 각 대역에 대하여 낮은 전력으로 전송하는 대역과 높은 전력으로 전송하는 대역을 설정하고 이에 기초하여 간섭 제어를 수행할 수 있다. 즉, 기지국 1(910)은 B, C 대역에서 낮은 전력으로 전송하기 때문에, 기지국 2(920)는 기지국 1(910)로부터 간섭을 심하게 받는 셀 경계 단말인 단말 2(940)에게 간섭 영향이 약한 B, C 대역을 할당함으로써 간섭을 완화할 수 있다. 마찬가지로, 기지국 3(930)은 셀 경계에 위치한 단말 3(950)에게도 간섭 영향이 약한 B, C 대역을 할당함으로써 간섭을 완화할 수 있다. 이러한 방식으로 각 기지국은 간섭으로부터 보호받을 수 있는 자원 영역에 셀 경계 단말을 할당함으로써 인접 셀의 간섭 영향을 완화할 수 있다.
동일한 원리로 시간 영역에서의 ICIC를 수행하는 방법을 다음 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 주파수 영역에서 하향링크 ICIC를 적용하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10을 참조하면, 각 기지국(1010, 1020, 1030)은 특정 시간단위 구간에서는 신호를 전송하지 않는 블랜킹 구간으로 사용할 수 있다. 여기서, 특정 시간단위의 일 예로서 서브프레임을 기준으로 이하에서 설명한다. 각 기지국(1010, 1020, 1030)은 특정 서브프레임을 블랜킹 서브프레임(blanking subframe)으로 구성하여 인접 셀에 간섭이 없도록 할 수 있다.
즉, 기지국 1(1010)은 서브프레임 인덱스 1 및 6(서브프레임 #1 및 #6)을 블랜킹 서브프레임으로 구성하여 서브프레임 #1 및 #6에서는 신호를 전송하지 않고, 기지국 2(1020)는 서브프레임 #2 및 #7을, 기지국 3(1030)은 서브프레임 #3 및 #8을 블랜킹 서브프레임으로 구성하여 신호를 전송하지 않는다.
이 경우 기지국 2(1020)는 기지국 1(1010)로부터의 간섭 영향을 심하게 받는 셀 경계 단말 2(1040)를 서브프레임 #1 또는 #6에 할당함으로써 기지국 1(1010)로부터의 간섭을 제거할 수 있다. 동일한 방식으로 기지국 3(1030)은 기지국 1(1010)로부터의 간섭 영향을 심하게 받는 셀 경계 단말 3(1050)을 서브프레임 #1 또는 #6에 할당함으로써 기지국 1(1010)로부터의 간섭을 제거할 수 있다. 이와 같이, 각 기지국(1010, 1020, 1030)은 특정 시간 구간(특정 서브프레임 구간)에 대한 자원 할당으로 인접 기지국들로부의 간섭을 제거할 수 있다. 도 10은 예시를 나타낸 것일 뿐 블랜킹 시간구간(예를 들어, 블랜킹 서브프레임) 패턴은 시스템 규격에 따라 다양하게 구성될 수 있고, 미 전송 구간이 아닌 낮은 전력으로 전송하는 시간구간(예를 들어, 서브프레임 구간)으로 정의될 수도 있다. 현재 3GPP LTE-A 시스템 규격에는 Almost Blanking Subframe(ABS) 이라는 명칭으로 시간 영역에서 간섭 제어를 위한 미 전송 서브프레임을 규정하고 있다.
기지국간 ICIC 기법은 앞서 예시한 매크로 기지국간 동작뿐 만 아니라 다양한 형태의 기지국이 존재하는 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경에서도 공통적으로 적용 가능하다. 이종 네트워크는 예를 들어 매크로 기지국 외에도 소 출력 기지국인 피고 셀과 펨토 셀이 함께 공존하는 시스템 환경을 의미한다.
도 11은 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경에서 셀간 간섭 상황에 대한 예시도를 나타낸다.
이종(Heterogeneous) 시스템(혹은 네트워크)은 다양한 형태의 기지국을 사용하여 구성된 시스템을 의미한다. 이종 네트워크에서는 넓은 커버리지를 갖는 고출력 매크로 기지국을 비롯하여 작은 커버리지를 갖는 다수개의 저출력 피코 기지국 및 펨토 기지국을 함께 운용함으로써 전체 시스템 용량을 극대화 시킬 수 있다. 피코 기지국은 데이터 트래픽 요구가 많은 핫 존(hot zone)에 주로 설치되며, 펨토 기지국은 개인 가정집을 비롯한 초소형 커버리지의 서비스를 지원한다.
도 11은 이종 네트워크(시스템)의 한 구성 예를 나타내는데, 이종 네트워크는 오버레이(overlay)되어 있는 상이한 형태의 기지국간 동일한 캐리어를 동시에 운용할 경우 간섭이 발생하게 된다. 즉, 매크로 기지국 사이의 간섭 상황뿐 만 아니라, 매크로 기지국과 피코 기지국 및 펨토 기지국 사이에도 간섭 상황이 발생할 수 있으며, 또한 피코 기지국 및 펨토 기지국들 사이에서도 간섭 상황이 발생할 수 있다. 이에 대한 셀 간 간섭 제어 기법이 필요하게 된다. 따라서, ICIC 기법은 매크로 기지국간 간섭 제어의 목적뿐 아니라 매크로 기지국과 피코/펨터 기지국 간의 간섭 제어의 목적으로도 사용된다. 이 경우, ICIC 기법은 매크로 기지국간 간섭 제어로 사용되는 모든 기술들이 동일하게 적용 가능하며 성능 최적화를 위해 추가적인 기법이 사용될 수 있다. 또한 상이한 형태의 기지국들이라 해도 기지국간 통신을 할 수 있는 링크가 존재할 경우, 동일한 형태의 동적 ICIC 기법이 적용 가능하다. 본 발명은 다양한 형태의 기지국이 존재하는 이종 통신 시스템에서 동일 형태의 기지국 사이 간섭 제어를 위한 horizontal ICIC 기법뿐 아니라 상이한 형태의 기지국 사이 간섭 제어를 위한 vertical ICIC 기법으로 공통적으로 적용 가능하다.
앞서 기술한 바와 같이 ICIC 기법은 시간 및 주파수 영역에서 적용할 수 있는데, ICIC 기법에서의 핵심적인 내용은 시간 자원 영역 또는 주파수 자원 영역에서 전송 전력 패턴을 결정하는 것이라 할 수 있다. 즉, 어떤 주파수 자원 또는 시간 자원 구간을 높은 전력으로 전송하고 어떤 구간을 낮은 전력으로 전송하거나 혹은 어떤 구간을 미 전송 구간으로 할 것인가를 결정할 필요가 있다.
간섭 제어를 위한 전송 전력 패턴 또는 미 전송 구간의 패턴은 시스템 규격에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 이러한 간섭 제어 자원 영역 및 전송 전력의 패턴을 기지국간 사전에 약속 및 고정하여 운용하는 방식을 정적(static) ICIC 기법이라 하고, 동작 환경에 따라 변화시켜가며 운용하는 방식을 동적(dynamic) ICIC 기법이라고 본 명세서에서 칭하도록 한다.
동적 ICIC 기법을 수행하기 위해서는 기지국 간에 자원 별 전송 전력의 패턴 정보가 교환되어 공유될 필요가 있다. 3GPP LTE 시스템 규격에서는 하향링크에서의 주파수 자원 별 전송 전력 패턴 정보를 비트맵(bitmap) 형태의 Relative Narrow Transmit Power(RNTP)라는 메시지를 통해 교환하며, 상향링크에서의 주파수 자원 별 전송 전력 패턴 정보를 High Interference Indicator(HII)라는 메시지를 통해 교환한다. 상향링크의 경우는 간섭을 강하게 미치는 자원은 셀 경계 단말이 사용하고 있는 자원에 해당되므로, 셀 경계 단말 할당 자원에 대한 정보를 비트맵 형태의 HII 메시지로 교환하게 된다. 3GPP LTE-A 시스템 규격에서는 시간 영역에서의 ABS 패턴 정보를 기지국간 서로 교환한다.
본 발명은 동적 ICIC 기법을 효과적으로 운용하는 방법에 관한 것으로, 인접 셀에 미치는 간섭을 완화하기 위해 낮은 전력 전송 자원구간 혹은 미 전송 자원 구간의 비율을 전체 자원에서 얼마나 설정할 것인가를 효과적으로 결정하는 방법을 제안한다.
< 사용자 분류: 셀 경계 단말/셀 내부 단말>
ICIC 기법을 운용하는 방법에 따라, 기지국의 서비스를 받고 있는 단말들을 셀 내부 단말과 셀 경계 단말로 분류할 필요가 있다. 여기서, 셀 내부 단말이라고 함은 서빙 기지국에 가까이 위치하여 강한 신호를 수신하고 있고 인접 기지국의 간섭이 약하게 수신되는 단말을 의미하며, 셀 경계 단말은 서빙 기지국의 커버리지 경계에 위치하여 약한 신호를 수신하고 있고 인접 기지국의 간섭이 강하게 수신되는 단말을 의미한다. 기지국은 전체 단말(사용자)를 두 가지 중 하나로 구분하여 효율적인 ICIC 기법을 수행할 수 있는데, 이러한 구분은 단말의 측정 보고(measurement report)에 기초하고 있다. 즉, 단말이 서빙 기지국과 인접 기지국의 롱-텀(long-term) 수신 신호 측정 결과를 서빙 기지국에 보고하면, 서빙 기지국은 그 값을 기준으로 셀 내부 단말(inner user)과 셀 경계 단말(cell edge user)로 구분할 수 있다.
예를 들어, 서빙 기지국의 특정 단말의 롱-텀 수신 신호 전력이 인접 기지국보다 일정값 이상으로 크면 셀 내부 단말로, 그렇지 않으면 셀 경계 단말로 구분할 수 있다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서는 롱-텀(long-term) 수신 신호 측정으로의 일 예로서 Reference Signal Received Power(RSRP)가 정의되어 있으며, 모든 단말은 이 값을 측정하여 서빙 기지국으로 보고할 수 있다. 단말은 서빙 기지국의 RSRP 뿐만 아니라 인접 기지국의 RSRP 값도 측정하고 있다가, 서빙 기지국의 RSRP 값과 비교하여 사전에 설정해 둔 임계치 이상으로 측정되면, 이 측정 값과 해당 인접 기지국의 식별자(ID)를 서빙 기지국으로 보고할 수 있다. 따라서, 이러한 측정 보고에 기초하여 서빙 기지국은 어떤 단말이 어떤 인접 기지국에 가까이 있는지를 알 수 있으며, 보고된 측정 값을 기반으로 셀 내부 사용자와 셀 경계 단말로 구분할 수 있다.
이와 유사한 방식으로 모든 통신 시스템에서는 단말의 측정(measurement)을 기반으로 기지국이 셀 내부 단말과 셀 경계 단말을 구분할 수 있다. 롱-텀(Long-term) 수신 신호 측정값은 전 대역으로 수신되는 평균 수신 전력을 의미한다. 롱-텀(Long-term) 수신 신호 측정값으로 셀 내부 단말과 셀 경계 단말을 구분하는 것이 일반적이지만, 경우에 따라서 전 대역 숏-텀 채널품질지시자(short-term Channel Quality Indicator(CQI)) 정보 또한 셀 내부 단말과 셀 경계 단말 구분에 사용될 수 있다. 이러한 다양한 사용자 구분 방법은 본 발명의 내용에 적용 가능하다.
본 발명에서는 다수개의 캐리어가 구성된 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation, CA) 시스템에서 셀간 간섭 제어 기법인 ICIC를 수행함에 있어서 효과적인 캐리어 운용 방법을 제안한다. 이를 위해 각 기지국은 셀간 간섭 제어 측면에서 캐리어를 분류하고 분류된 각 캐리어 별로 간섭 보호를 받을 수 있는 수준(간섭 보호 수준으로 약칭할 수 있다) 또는 간섭 보호를 받을 수 있는 우선순위(간섭 보호 우선순위로 약칭할 수 있다)를 각 콤포넌트 캐리어별로 설정하고 이 정보를 인접 기지국과 서로 교환하여 공유할 수 있다. 각 기지국은 교환된 정보에 기초하여 각 캐리어별로 설정된 간섭 보호 레벨에 따라 사용자 스케줄링 및 ICIC를 수행할 수 있다. 기지국은 분류된 캐리어별 간섭 제어 수준에 따라 셀 내부 단말 및 셀 경계 단말들에 대한 캐리어 할당을 수행할 수 있으며, 간섭 기반 스케줄링을 수행할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 기술은 다수의 캐리어를 운용하는 모든 통신 시스템에 적용 가능하다. 또한 이종(heterogeneous) 시스템에서 매크로 기지국 사이의 간섭 제어뿐 만 아니라 매크로 기지국과 피코/펨토 기지국 간의 간섭 제어에도 동일하게 적용 가능하다. 이하에서는 본 발명에서 제안하는 기술에 대한 개요를 먼저 간략히 설명하고, 각 기능별로 세부적으로 설명한다.
본 발명에서 제안하는 기술은 각 기지국이 다수개의 캐리어를 운용하는 CA-기반 시스템에서 각 캐리어 마다 서로 다른 간섭 제어 수준, 즉 간섭 보호를 받을 수 있는 우선순위를 설정하고, 각 기지국들은 해당 정보를 서로 교환함으로써, CA-기반 시스템에서의 효과적인 ICIC 기능을 수행하고자 하는 것이다. 즉, 캐리어 마다 간섭 보호 우선 순위가 설정되어 있으므로 가장 우선 순위가 높은 캐리어에 대해서는 간섭 보호를 가장 잘 받을 수 있기 때문에 셀 경계 단말의 제어 및 데이터 자원 할당을 주로 수행하여 셀 경계 단말을 인접 기지국의 간섭으로부터 보호할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 기법은 캐리어의 간섭 보호 우선 순위에 기반하여 대략의 ICIC(coarse ICIC)를 수행하는 것으로 해석 가능하며, 각 캐리어 내의 시간 및 주파수 자원에 대해서는 미세한 ICIC(fine ICIC)가 독립적으로 수행될 수 있다. 각 캐리어마다 수행되는 fine ICIC 기법은 동일한 수준의 ICIC 기법이 적용될 수도 있지만, 각 캐리어에 설정된 간섭 보호 우선순위에 따라 상이한 ICIC 기법이 각 캐리어에 적용될 수도 있다. 즉, 가장 우선순위가 높은 캐리어에 대해 인접 셀에서는 협력 전송(cooperative transmission)을 수행하여 오히려 간섭 보호가 아니라 수신 성능을 높이도록 협력 전송으로 도와주고, 그 다음 우선순위가 높은 캐리어에 대해서는 기존의 ICIC 기법과 같이 뮤팅(muting)을 통해 간섭 보호를 해주는 등의 적용이 가능하다.
또 다른 예로서, 가장 우선순위가 높은 캐리어에 대해서는 인접 셀의 입장에서는 뮤팅(muting)하는 자원의 양을 많이 할당하고 우선순위가 낮은 캐리어에 대해서는 인접 셀에서도 뮤팅(muting)하는 자원의 양을 적게 할당하는 방법을 적용할 수 있다. 즉, 각 캐리어에 설정된 우선순위에 따라 각 캐리어에 적용되는 fine ICIC 동작이 달라질 수 있다.
또 다른 측면으로 CA-기반 시스템에서 다수개의 캐리어로 동작하는 단말은 제어 정보 등을 항상 모니터링해야 하는 디폴트(default) CC가 존재하게 되는데, 기지국은 이러한 디폴트 CC에 대해서는 간섭 보호에 대한 우선순위가 높은 캐리어로 설정할 수 있다 3GPP LTE-A에서는 디폴트 CC를 PCell로 명명하고, 나머지 CC를 SCell로 명명한다. 특히, 셀 경계 단말의 경우에는 제어 정보 및 방송 정보의 안전한 수신이 매우 중요한데, 셀 경계 단말의 디폴트 CC(PCell)를 간섭 보호 우선순위가 높은 CC로 할당하면 셀간 간섭 제어를 효과적으로 운용할 수 있다.
본 발명은 캐리어마다 간섭 보호에 대한 수준을 수치화하여 설정하고 해당 정보를 기지국간 교환하여 ICIC를 운용하는 것을 타겟팅하고 있으며, 이러한 간섭 보호에 대한 수치화된 정보를 ICIC 동작에 적용하는 것은 다양한 방식의 구현 이슈로 접근 가능하다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 제안된 기술을 위한 기지국간 교환 정보를 캐리어 우선순위 지시자(Carrier Priority Indicator, CPI) 정보 또는 캐리어 선호도 지시자(Carrier Preference Indicato, CPI) 정보 등으로 호칭하며, 이외에 다양한 다양한 명칭이 붙여질 수 있다.
이하에서 기지국이 CPI를 설정하는 방법에 대해 살펴본다.
기지국은 구성된 하나 이상의 콤포넌트 캐리어 중에 간섭으로부터 보호받을 수 있는 캐리어의 우선순위를 정하고, 간섭 관점에서의 콤포넌트 캐리어의 클래스(class)를 관리할 수 있다. 즉, 기지국은 각 CC 별로 캐리어 우선순위 지시자(CPI)를 설정할 수 있다.
또한, 인접 셀(혹은 인접 기지국)간 CPI는 서로 우선순위가 높은 CC를 보호할 수 있도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 기지국 1이 가장 높은 간섭 보호 우선순위로 할당한 CC를 인접 기지국인 기지국 2는 가장 낮은 우선순위의 CC로 할당할 수 있다. 이와 같이 CC 별로 간섭 협력을 액티브(active)하게 수행하여 인접 기지국의 간섭으로부터 보호해준다.
각 기지국은 각 CC의 CPI 정보를 기지국간 인터페이스를 통해 서로 교환하거나 무선 채널을 통한 무선 시그널링(over-the-air signaling)으로 교환하여 공유할 수 있다. 셀의 초기 배치(deploy)시에만 이러한 CPI 정보 교환을 서로 교환하고 이를 고정하여 사용하는 것을 정적 협력(Static coordination) 방식이 있고, 셀의 운용 중에도 서로 교환하여 최적화화는 동적(혹은 반-정적) 협력 방식이 있다.
기지국은 CPI 정보에 의해 간섭이 작은 것으로 설정된 CC(즉, 간섭 보호 우선순위가 높은 CC)에 대해서는 단말의 디폴트 CC(PCell)로 집중적으로 할당할 수 있다. 크로스-스케줄링(Cross-scheduling)으로 ABS/MBSFN을 이용한 eICIC 기법에서의 제어채널 간섭을 최소화할 수 있다.
기지국은 구성된 모든 캐리어에 대해 간섭 보호 우선순위 수준을 설정하고, 설정된 간섭 보호 우선순위 수준에 기초하여 간섭 기반 스케줄링에 사용할 수 있다. 이때, 기지국은 간섭 보호 우선순위를 수치화하여 해당 우선순위 값으로 CPI 정보를 구성할 수 있다. 또는, 기지국은 간섭 보호 우선순위가 높고 낮음에 대한 두 개 레벨만으로 캐리어를 설정할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 핵심 기능인 캐리어 별로 설정하는 간섭 제어 수준 정보인 CPI의 특징 및 구성 방식, 설정 및 메시지 생성 방법 등을 세부적으로 설명한다. 또한, CPI 메시지의 전송 방식 및 CPI 정보에 기반한 캐리어 운용 방법 등에 대해서도 기술할 것이다.
각 기지국은 서로 캐리어 별 간섭 제어 수준 정보인 CPI 정보를 교환할 수 있다. 여기서 CPI 정보는 CC 별로 간섭 제어 수준, 혹은 간섭 보호에 대한 우선순위를 나타내는 지시자 정보이다. CPI 정보 메시지의 길이는 기지국이 운용하는 CC의 총 개수와 동일하며, 각 메시지 요소(element)는 기술 구현 방식에 따라 X-bit 정보로 표현할 수 있다. 해당 메시지는 기지국간 협력을 위해 서로 시그널링을 통해 교환되며, CPI 메시지의 구성과 포맷, 기지국간 시그널링의 구체적 방법은 이하에서 더 기술한다.
기지국간 교환되는 CPI 정보의 시그널링 메시지 포맷은 다음 식 1과 같을 수 있다.
[식 1]
Figure PCTKR2011009428-appb-I000001
= [
Figure PCTKR2011009428-appb-I000002
,
Figure PCTKR2011009428-appb-I000003
, ....,
Figure PCTKR2011009428-appb-I000004
]
여기서, k는 i-번째 기지국의 CC 개수이다.
Figure PCTKR2011009428-appb-I000005
는 k번째 CC에 대한 CPI 메트릭(metric) 값이다. 예를 들어, 5개의 CC가 구성되어 있는 경우 비트맵은 5 비트 정보일 수 있다. 즉, Y 길이를 갖는 X 비트 정보이며 여기서 X는 해당 CC의 간섭 협력 레벨(interference coordination level) 메트릭 비트 수로서, 예를 들어, 간섭 협력 레벨 메트릭이 High/Medium/Low로만 구분될 때면 2 비트이면 되므로 X=2가 된다.
CPI 정보의 포맷은 두 가지 정보로 나타낼 수 있는데, 포맷 1은 CPI 정보 값이 높은 값에 대해 높은 우선순위를 매핑할 수 있다(CPI 정보 값이 높을수록 간섭에 대한 보호를 받을 수 있는 우선순위가 높아지도록 매핑함). 포맷 2는 CPI 정보가 낮은 값에 대해 높은 우선순위를 매핑할 수 있다(CPI 정보 값이 낮을수록 간섭에 대한 보호를 받을 수 있는 우선순위가 높아지도록 매핑).
기지국 간에 시그널링되는 CPI 구성을 위한 인접 세트 관리(neighbor set management)에 대해 살펴본다. 먼저, 기지국은 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 수신한 CPI 정보들과 인접 기지국으로부터 수신되는 신호의 세기, 즉 간섭의 세기 측정 값을 기반으로 CPI 정보(CPI 메시지)를 생성할 수 있다(CPI 정보 생성에 대해서는 이하에서 더 구체적으로 설명할 것이다). 이때, 기지국은 먼저 CPI 정보 생성을 위한 인접 세트(즉, 인접 기지국들)를 결정해야 하는데, 다음의 두 가지 상황에 따라 인접 세트를 결정할 수 있다.
이를 위해, 초기 셀 배치 단계(Initial cell deployment stage)에서 기지국은 주변 셀(혹은 주변 기지국)을 스캐닝(네트워크 리스닝 모드)하여 가장 높은 수신 신호를 갖는 순서로 주변 기지국들을 정렬(ordering)할 수 있다. 또는, 기지국은 사전에 임계치를 설정하여 임계치 이상으로 수신되는 기지국들에 대해 인접 기지국으로 파악하고 이들로부터의 CPI 정보를 고려할 수 있다. 동작 단계(Operation stage)에서는, 기지국은 단말로부터의 측정보고(예를 들어, 단말이 인접 기지국들로부터 수신한 신호의 RSRP의 측정 보고)로 인접 기지국 세트를 갱신할 수 있으며, 이러한 갱신된 인접 기지국 세트는 핸드오버를 위한 인접 세트로 사용가능하다.
각 기지국이 CPI 메시지를 시그널링하는 방법에는 1)기지국간 유선 인터페이스(예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서는 X2 인터페이스), 2) 기지국간 무선 인터페이스, 3) 무선 시그널링(Over-the-air signaling)(in-band, out-of-band) 등이 있을 수 있다.
앞서 언급한 CPI 정보 생성에 대해 더 살펴본다. 기지국은 적어도 하나의 인접 기지국들로부터 수신된 CPI 정보들과 인접 기지국들로부터의 수신 신호 세기 측정치를 이용하여 CPI 메시지를 생성할 수 있다. 이때, 기지국은 CPI 메시지 생성을 위한 메트릭(metric)인 캐리어 우선순위 메트릭(Carrier Preference Metric, CPM)을 계산하고, 이를 최종 CPI 메시지에 매핑하여 생성한 후 인접 기지국으로 전송할 수 있다. CPI 메시지 설정 방법을 정리하면 아래와 같다.
기지국은 적어도 하나의 인접 기지국(인접 셀)로부터 수신된 CPI 메시지와 측정된 인접 기지국의 수신신호 세기 측정치에 기초하여 자신의 CPI 메시지를 구성할 수 있다. 이를 위해, 기지국은 적어도 하나의 인접 기지국으로부터의 수신신호에 대한 신호 세기를 측정할 필요가 있다. 그리고, 기지국은 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 각각 수신한 CPI 메시지를
Figure PCTKR2011009428-appb-I000006
(j=0, 1, 2,.., Ni-1)와 같은 형태로 구성할 수 있다. 여기서, Ni는 CPI 메시지를 전송한 인접 기지국의 수이고, i번째 기지국에서 측정한 인접 기지국의 수신신호의 세기는 다음 식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[식 2]
Figure PCTKR2011009428-appb-I000007
=[
Figure PCTKR2011009428-appb-I000008
,
Figure PCTKR2011009428-appb-I000009
,...,
Figure PCTKR2011009428-appb-I000010
]
여기서,
Figure PCTKR2011009428-appb-I000011
는 i 번째 기지국에서 측정한 인접 기지국의 수신신호의 세기를 나타낸다. Ni는 측정된 인접 기지국의 수를 나타낸다.
기지국은
Figure PCTKR2011009428-appb-I000012
값과
Figure PCTKR2011009428-appb-I000013
값에 기초하여 CPM을 계산할 수 있다. 기지국이 계산한 CPM은 다음 식 3과 같이 표현될 수 있다. 여기서, CPM 포맷은 CPI 포맷에 의존적일 수 있다. CPM 포맷 1은 CPI 값이 높으면 높은 우선선위를 갖도록 매핑하는 포맷이며, CPM 포맷 2는 CPI 값이 낮으면 높은 우선순위를 갖도록 매핑하는 것이다. 이러한 CPM은 다음 식 3과 같이 나타낼 수 있다.
[식 3]
Figure PCTKR2011009428-appb-I000014
식 3을 참조하면, 기지국은 인접 기지국들로부터 수신된 CPI 정보와 인접 기지국들로부터의 수신신호 세기를 측정한 값의 함수로 CPM을 생성할 수 있다. 이 때 다양한 형태의 함수를 적용 가능하며, 실시 예로서 다음 식 4와 같이 구성할 수 있다.
[식 4]
Figure PCTKR2011009428-appb-I000015
여기서,
Figure PCTKR2011009428-appb-I000016
는 인접 기지국의 수신신호 세기(즉, 인접 기지국의 간섭 신호 세기)의 정규화된 값을 나타내고,
Figure PCTKR2011009428-appb-I000017
는 인접 기지국의 캐리어 별 간섭보호 우선순위의 정규화된 값을 나타낸다. i 번째 기지국에서는 CPM 값을 일 예로서 상기 식 4를 이용하여 계산할 수 있다.
계산된 CPM 값에 따라 오더링(ordering)할 수 있는데, 포맷 1은 CPM 값의 크기가 높은 순으로 0부터 (
Figure PCTKR2011009428-appb-I000018
-1) 까지 차례로 넘버링하고, 포맷 2는 CPM 크기가 낮은 순으로 0부터 (
Figure PCTKR2011009428-appb-I000019
-1) 까지 넘버링할 수 있다.
기지국은 각 캐리어 인덱스 ‘k’에 넘버링된 값을 CPI 메시지 요소(message element)로 매핑하고, CPI 메시지 포맷에 따라 매핑된 출력 메시지 요소(output message element) 결정할 수 있다. 이러한 출력 메시지 요소는 비트맵 또는 or X-비트 형태이다.
포맷 1은 높은 숫자로 넘버링된 캐리어 인덱스가 간섭에서 가장 강인한(robust) 캐리어가 되도록 높은 값의 CPI 메시지를 생성하고, 포맷 2는 높은 숫자로 넘버링된 캐리어 인덱스가 가장 강인한(robust) 캐리어가 되도록 낮은 값의 CPI 메시지를 생성한다.
이하에서는 다양한 방법의 매핑 규칙 구현을 살펴본다.
앞서 언급한 포맷 1의 일 실시예로서 다음 표 2를 참조한다.
표 2
캐리어 인덱스 CPM 예시 캐리어 우선순위에 의해 오더링된 인덱스(ordered index by carrier preference) 예시 1 예시 2 예시 3
비트맵 비트맵 2 비트
0 1.0 2 0 1 2
1 0 3 1 1 3
2 1.5 1 0 0 1
3 2.0 0 0 0 0
표 2를 참조하면, 예시 1은 가장 캐리어 우선순위가 높은 1개의 캐리어만을 인덱싱하여 알려주는 방법이다. 예시 2는 가장 캐리어 우선순위가 높은 2개의 캐리어를 인덱싱하여 알려주는 방법이다. 다음으로, 예시 3은 캐리어 우선순위를 몇개의 단계(예를 들어, 4단계)로 나누어서 각 캐리어 별로 인덱싱하여 알려주는 방법이다. 이러한 예시 1 및 예시 2는 우선순위가 높은 전에 설정된 개수의 캐리어에 대해서만 인덱싱하여 알려주는 방법으로 확장될 수 있다.
포맷 2의 경우 또한 값의 오름차순과 내림차순을 반대로 적용하면 포맷 1과 같은 동일한 실시 예를 구성할 수 있다.
이하에서 CPI 정보에 기반한 캐리어 운용 방법에 대해 설명한다.
본 발명에서 제안한 캐리어별 간섭 제어 수준인 CPI 정보에 따른 다양한 캐리어 운용 방법을 사용할 수 있다. CPI 정보에 기반하여 PCell/SCell 할당, 캐리어 스케줄링, 셀간 간섭 제어 적용 방법 등이 다양하게 동작 가능하며, 이러한 CPI 기반 캐리어 운용 방법들 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 각 내용별로 정리하면 아래와 같다.
PCell / SCell 할당
기지국은 모든 셀 경계 단말의 PCell은 CPI가 가장 높은 CC에 할당할 수 있다. 그리고, 셀 내부 단말의 경우 로드(load)가 작을 경우 CPI가 높은 CC에 할당 가능하다. X-비트 CPI로 동작할 경우, 기지국은 CPI가 높은 순서대로 순차적으로 Pcell에 할당한다. 셀 경계 단말의 경우 PCell로 할당된 CPI 높은 캐리어에서 제어 정보를 전송함으로써(이 경우는 크로스-캐리어 스케줄링에 해당되게 된다), 제어 정보에 대한 수신 성능 향상시킬 수 있으며 ICIC 동작도 효과적으로 수행 가능하게 된다.
캐리어 스케줄링(Carrier Scheduling)
기지국은 셀 경계 단말은 CPI가 가장 높은 CC로 스케줄링하고, 셀 내부 단말의 경우 로드(load)가 작을 경우 CPI가 가장 높은 CC로 스케줄링할 수 있다. X-비트 CPI로 동작할 경우, 기지국은 CPI가 높은 순서대로 순차적으로 Pcell에 할당할 수 있다.
ICIC 적용 방법 1(Muting (blanking) 기법만 이용)
기지국은 인접 셀에서 CPI가 높은 캐리어에 대해서는 간섭 보호를 위한 뮤팅(블랜킹)) 자원의 양을 다른 캐리어에 비해 크게 할당할 수 있다. 실시 예로서 운용 캐리어가 2개인 경우, 기지국은 인접 셀의 캐리어 1의 CPI가 캐리어 2의 CPI보다 높을 경우, 캐리어 1은 전체 자원 중 뮤팅(블랜킹) 자원 비율을 인접 셀의 셀 경계 단말 자원 점유율 비율만큼으로 결정할 수 있다 기지국은 캐리어 2에 대해서는 전체 자원 중 뮤팅(블랜킹) 자원 비율을 인접 셀의 셀 경계 단말의 자원 점유율 비율의 50%만큼으로 결정할 수 있다.
ICIC 적용 방법 2 (뮤팅(블랜킹) 기법과 협력 전송 기법 이용)
간섭 제어 Level 1로서, 인접 셀에서 CPI 가장 높은 캐리어에 대해서는 기지국 간의 협력 전송 기법을 적용할 수 있다. 각 기지국은 단말로 동일 신호를 동시에 전송하여 줄 수 있는데, 이는 단말의 수신 신호 향상을 위한 기지국간 조인트 프로세싱(joint processing) 방식이다. 이러한 조인트 프로세싱 방식에 의해여 단말은 결합 이득(combining gain)을 얻음으로써 신호의 수신 성능이 향상되게 된다.
간섭 제어 Level 2로서, 협력 전송 캐리어 외의 나머지 캐리어 중에서 인접 셀에서 CPI 높은 캐리어에 대해 뮤팅(블랜킹) 기법을 적용하는 것이다. 자원 기반 ICIC으로 인접 셀 간섭 제거 방법이다. 시간 또는 주파수 자원 영역에서 뮤팅(블랜킹) 기법을 적용한다.
간섭 제어 Level 3: 협력 전송 캐리어 및 뮤팅(블랜킹) 캐리어 외의 나머지캐리어 중에서 인접 셀에서 CPI 높은 캐리어에 대해 협력 PMI(Precoding Matrix Indicator) 제한 기법(cooperative PMI restriction)을 적용한다. MIMO 프로코딩 기법 적용으로 인접 셀간 간섭이 완화될 수 있다.
이러한 상기 간섭 제어 Level 1,2,3은 어떤 조합으로도 사용 가능하며, 임의의 다수 개 CC를 갖는 CA-기반 시스템에 적용 가능하다. 위에서 설명된 제안된 CPI 정보에 기반한 모든 종류의 캐리어 운용 방법들은 임의의 조합으로 운용될 수 있으며, 이는 임의의 다수 개 CC를 갖는 CA-기반 시스템에 적용 가능하다.
이하에서는 이종 네트워크(Heterogeneous Network) 환경의 vertical ICIC 적용(예를 들어, 매크로 기지국과 피코 기지국, 매크로 기지국과 펨토 기지국)에 대해 설명한다.
이종 네트워크 환경에서는 예를 들어 하나의 매크로 기지국 내에 다수 개의 피코 기지국 및 펨토 기지국이 존재하게 되는데, 매크로 기지국의 입장에서 모든 피코 및 펨토 기지국에 대해 CPI 높은 캐리어를 개별적으로 설정하여 운용하면 자원 사용 면 및 스케줄링 면에서도 비효율적이다. 즉, 매크로 기지국에서 간섭 보호를 수행하는 자원 영역에 대해 다수의 피코 및 펨토 기지국이 공통적으로 간섭 보호를 받으면 매크로 기지국의 자원 사용 면에서 더욱 효과적이다. 즉, 다수의 소 출력 기지국들에게 미치는 간섭을 최소한의 자원을 사용하여 제어할 수 있다.
이러한 경우에는 매크로 기지국의 CPI가 낮은 캐리어에 대해서는 다수의 피코 및 펨토 기지국이 공통적으로 CPI 높은 캐리어로 설정하는 것이 효과적이다. 이러한 매크로 기지국과 매크로 커버리지 내의 다수의 소 출력 기지국 사이의 일대 다수의 간섭 제어 상황에서는 다음과 2가지 기법을 효과적으로 운용할 수 있다. 다음 2가지 방법은 기지국들의 타입을 매크로 혹은 피코/펨토 등으로 구분할 수 있다는 전제 조건 하에서 동작한다. 그리고, 매크로 기지국 또는 피코 기지국 및 펨토 기지국인지 알 수 있다고 가정한다.
첫 번째 방법으로서, 피코 및 펨토 기지국을 몇 개의 타입으로 클러스터링(clustering)한다. X개의 피코 및 펨토 기지국 타입을 설정하고 모든 피코 및 펨토 기지국은 X개 타입으로 클러스터링하고, 매크로 기지국의 CPI 낮은 캐리어 X개를 피코 및 펨토 기지국의 타입 별 높은 CPI(high CPI)로 설정하여 운용가능하다. 타입이 다를 경우, CPI 높은 캐리어가 서로 다르게 구성될 수 있다. 일 실시 예로서, 피코 및 펨토 기지국을 2개 타입으로 구성하고, 각각에 대하여 매크로 기지국의 CPI 낮은 캐리어 2개를 매핑하여 각 타입 별로 높은 CPI를 설정할 수 있다. 이와 같은 방식으로 매크로 기지국 및 피코 기지국 간, 매크로 기지국 및 펨토 기지국 간의 간섭 제어를 매크로 기지국의 최소 자원을 사용하면서 수행할 수 있다. 피코 기지국 및 펨토 기지국 간의 간섭 제어 또한 타입 별 CPI 정보를 이용하여 수행 가능하다. 인접 피코 및 펨토 기지국 끼리는 서로 다른 타입 설정으로 서로 상대방 CPI 높은 캐리어 보호해 줄 수 있다.
두 번째 방법으로서, 매크로 기지국의 낮은 CPI 캐리어에 대해 피코 기지국 및 펨토 기지국이 모두 높은 CPI(high CPI)로 설정하도록 구성한다. 이 경우 매크로 기지국의 자원 효율성을 극대화할 수 있으나 피코 및 펨토 기지국이 인접하여 존재할 경우, 피코 및 펨토 기지국 간의 간섭 제어의 비효율성도 존재할 가능성이 있다.
다음으로, 각 기지국이 CPI 메시지를 업데이트하는 방법에 대해 설명한다.
다른 기지국의 CPI 설정 값이 변경되어 수신되었을 경우, 기지국은 앞서 설명한 CPI 설정 및 구성 과정을 다시 수행하여 CPI 정보를 업데이트할 수 있다. CPI 설정 값이 변경된 경우, 이벤트 트리거링(Event-triggered) 방식으로 각 기지국은 인접 기지국들에게 변경된 CPI 메시지를 시그널링해 줄 수 있다. 또는, 기지국은 일정 시간 주기를 설정하여 해당 주기마다 그 시점의 CPI 메시지를 전송하고 인접 기지국들에게 정보를 전송해 줄 수 있다. CPI 메시지의 기지국간 교환 방식으로는, 일방향 시그널링 방식으로, 특정 기지국이 업데이트된 정보를 인접 기지국들에게 전송하면, 바로 인접 기지국들은 업데이트를 수행하게 된다. 쌍 방향 시그널링 방식으로, 특정 기지국이 업데이트된 정보를 인접 셀들에 요청한 후, 인접 기지국들로부터 응답을 수신받아서 업데이트를 수행한다.
지금까지 셀 간 간섭 제어를 위해 하향링크에 적용되는 경우를 설명하였으나 상향링크에도 동일하게 적용 가능하다. 2가지 접근 방법이 있는데, 하나는 하향링크 CC(DL CC)에 페어로 설정된 상향링크 CC 정보를 이용하여 상향링크 CPI를 하향링크 CPI 정보에 의존적이게(dependent) 설정할 수 있다. 나머지 하나는, 상향링크 CC의 경우 하향링크 CC와 독립적으로 CPI 생성 및 운용하는 것을 고려하는 것이다.
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 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 아니되고 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.
복수의 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 기지국 장치는 3GPP LTE, LTE-A, IEEE 802 등 다양한 통신 시스템에서 산업상으로 이용가능하다.

Claims (12)

  1. 복수의 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국이 셀 간 간섭을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    구성된 복수의 콤퍼넌트 캐리어에 대한 각 캐리어 별 간섭 보호에 관한 우선순위 정보를 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 인접 기지국으로부터의 수신신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 수신한 우선순위 정보 및 상기 측정된 적어도 하나의 인접 기지국의 수신신호 세기에 기초하여 상기 기지국에 구성된 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 단계를 포함하는, 셀 간 간섭 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 생성한 복수의 콤퍼넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 셀 간 간섭 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 생성한 복수의 콤퍼넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 서빙받는 적어도 하나의 단말에 대한 스케줄링을 수행하는 단계를 더 포함하는, 셀 간 간섭 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 단계에서, 상기 적어도 하나의 인접 기지국에서의 간섭 보호를 위한 우선순위가 가장 높은 콤포넌트 캐리어에 대해 상기 기지국에서는 가장 우선순위가 낮거나 또는 가장 우선순위가 높은 콤포넌트 캐리어로 할당하는, 셀 간 간섭 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기지국에서 가장 우선순위가 높게 할당된 콤포넌트 캐리어에는 상기 기지국으로부터 서빙받은 적어도 하나의 셀 경계에 위치한 단말을 할당하는, 셀 간 간섭 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 단계에서 상기 우선순위는 높거나 낮은 두 가지 레벨로 생성되는, 셀 간 간섭 제어 방법.
  7. 복수의 콤포넌트 캐리어(Component Carrier, CC)를 지원하는 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제어하기 위한 기지국 장치에 있어서,
    구성된 복수의 콤퍼넌트 캐리어에 대한 각 캐리어 별 간섭 보호에 관한 우선순위 정보를 적어도 하나의 인접 기지국으로부터 수신하는 수신기; 및
    상기 적어도 하나의 인접 기지국으로부터의 수신신호에 대한 신호 세기를 측정하고, 상기 수신한 우선순위 정보 및 상기 측정된 적어도 하나의 인접 기지국의 수신신호 세기에 기초하여 상기 기지국에 구성된 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 프로세서를 포함하는, 기지국 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서가 생성한 복수의 콤퍼넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 상기 적어도 하나의 인접 기지국으로 전송하는 송신기를 더 포함하는, 기지국 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 생성한 복수의 콤퍼넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보에 기초하여 상기 기지국으로부터 서빙받는 적어도 하나의 단말에 대한 스케줄링을 수행하는, 기지국 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 경우, 상기 적어도 하나의 인접 기지국에서의 간섭 보호를 위한 우선순위가 가장 높은 콤포넌트 캐리어에 대해 상기 기지국에서는 가장 우선순위가 낮거나 또는 가장 우선순위가 높은 콤포넌트 캐리어로 할당하는, 기지국 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 기지국에서 가장 우선순위가 높게 할당된 콤포넌트 캐리어에는 상기 기지국으로부터 서빙받은 적어도 하나의 셀 경계에 위치한 단말을 할당하는, 기지국 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서가 복수의 콤포넌트 캐리어 별 간섭 보호를 위한 우선순위 정보를 생성하는 경우 상기 우선순위는 높거나 낮은 두 가지 레벨로 생성하는, 기지국 장치.
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