KR100970447B1 - 평균 신호 대 잡음비 보고 방법 및 그에 따른 평균 신호 대잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법 - Google Patents
평균 신호 대 잡음비 보고 방법 및 그에 따른 평균 신호 대잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 평균 신호 대 잡음비 보고 방법 및 그에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 관한 것으로, 휴대 인터넷 단말기 등에서 시간 및 공간에 따라 변화가 빠르지 않은 평균 신호 대 잡음비를 보고하는 방법과, 상기 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력으로 효율적인 자원 사용 및 간섭 제어를 통하여 시스템 용량을 증대시키기 위한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 있어서, 단말기 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정하는 결정 단계; 상기 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 상기 단말기로 신호를 전송하는 전송 단계; 및 상기 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 없는 경우 상기 전송 단계로 진행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 있는 경우 상기 결정 단계로 진행하는 단계를 포함한다.
기지국 자원 할당, 기지국 협력, 평균 신호 대 잡음비(SNR), 평균 용량 산출, 시스템 용량 증대
Description
본 발명은 휴대 인터넷 단말기 등에서의 평균 신호 대 잡음비 보고 방법 및 그에 따른 휴대 인터넷 시스템 등에서의 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 인터넷 단말기 등에서 시간 및 공간에 따라 변화가 빠르지 않은 평균 신호 대 잡음비를 보고하는 방법과, 옥내용/옥외용 기지국을 포함하는 휴대 인터넷 시스템 등에서 상기 평균 신호 대 잡음비(SNR : Signal-to-Noise Ratio)에 기반하여 기지국 자원 할당 및 기지국 간의 협력을 수행함으로써 시스템 용량을 증대시키기 위한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 관한 것이다.
여기서, 기지국 자원 할당이라 함은 셀 플래닝(cell planning)을 통한 기지국 주파수 할당을 의미하고, 기지국 간의 협력이라 함은 인접 기지국들이 동일 사 용자 단말기에게 동시에 신호를 전송하는 것을 의미한다.
그리고 본 발명에서의 기지국은 옥외에 설치되는 옥외 기지국과 옥내에 개별적으로 설치되는 옥내 기지국, 옥내에 그룹으로 묶여 설치되는 옥내용 기지국 그룹을 포함한다. 또한, 개별적으로 설치되는 옥내용 기지국에는 가정에서 사용되는 가정용 옥내 기지국을 포함하며, 그룹으로 설치되는 옥내용 기지국들에는 기업에서 사용할 수 있는 기업용 옥내 기지국 그룹을 포함한다.
이하의 본 발명에 따른 일실시예에서는 옥내용/옥외용 기지국으로 이루어진 휴대 인터넷 시스템과 휴대 인터넷 단말기를 예로 들어 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님을 미리 밝혀둔다.
종래의 기지국 자원 할당 방식으로는 정형화된 셀 기반의 정적 자원 할당 방식을 들 수 있다. 즉, 배치되는 기지국의 간격이 일정할 경우 기지국의 간격을 고려하여서 주파수의 단일 셀 재사용 혹은 다중 셀 재사용 기법을 사용할 수 있다. 이와 같은 기법은 기지국의 위치가 정형화되어 있을 경우에 적용 가능하므로, 옥내용 사용자가 임의로 기지국을 설치할 경우에는 적용이 힘들다. 또한, 사용자의 분포를 고려하지 않은 기지국 자원 할당 방식이므로, 용량 측면에서 효율이 떨어진다.
이러한 종래 기술에 대하여 좀더 상세히 살펴보면, 일반적으로 옥외용 기지국을 포함한 기존의 셀(cell)은 정적인 자원 할당 및 기지국 비협력을 통하여 시스 템 운용 측면에 있어서 간편함을 추구하였다. 하지만, 옥외용 기지국을 포함한 옥내용 기지국에는 기존의 옥외용 기지국에서 적용하였던 셀 플래닝(cell planning) 기술을 적용하기 어렵다. 이는 가정용 기지국의 경우 가정에서 필요할 경우 임의로 기지국 설치가 가능하고, 또한 기업용 기지국의 경우에도 기지국 간의 충분한 거리 확보 문제로 인한 자원 부족 문제 및 기지국 간의 신호 간섭 문제가 심각하다고 할 수 있다.
따라서 기존의 정적 자원 할당 및 기지국 비협력을 통한 간편함을 추구할 경우 시스템 용량의 감소를 가져오게 되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서 본 발명은 휴대 인터넷 단말기 등에서 시간 및 공간에 따라 변화가 빠르지 않은 평균 신호 대 잡음비를 보고하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력으로 효율적인 자원 사용 및 간섭 제어를 통하여 시스템 용량을 증대시키기 위한, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
즉, 본 발명은 시간 및 공간에 따라 변화가 빠르지 않은 평균 신호 대 잡음비(SNR : Signal-to-Noise Ratio)를 통한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력을 이용하여 시스템 운영의 복잡도를 감소시키고 기지국에서 요구되는 정보를 줄일 수 있는, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
즉, 본 발명은 기존의 정적 자원 할당 및 기지국 비협력 방식에 대비하여, 동일한 자원을 이용하여 단말기의 복잡도 증가를 최소화하고 제어 라우터(ACR)의 복잡도 증가도 최소화하여 시스템 용량을 증대시킬 수 있는, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기존 기지국이 동일한 패턴으로 구성되어 있는 상황뿐만 아니라 비정형적인 패턴으로 구성되어 있는 경우에도 동일한 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 이용하여 효율적인 자원 사용 및 간섭 제어를 통하여 시스템 용량을 증대시킬 수 있는, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 방법은, 평균 신호 대 잡음비 보고 방법에 있어서, 신호 대 잡음비가 임계치 이상인 액티브 기지국(active BS)을 결정하는 단계; 상기 결정된 액티브 기지국 중에서, 프라이머리 기지국(primary BS)을 관장하는 제어부에 속해 있는 액티브 기지국 그룹을 선택하는 선택 단계; 상기 선택된 액티브 기지국 그룹의 평균 신호 대 잡음비를 상기 제어부 측으로 피드백하는 단계; 및 상기 평균 신호 대 잡음비가 변화하였는지를 확인하여 상기 평균 신호 대 잡음비의 변화가 있는 경우 상기 선택 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함한다.
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한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 방법은, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 있어서, 단말기 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정하는 결정 단계; 상기 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 상기 단말기로 신호를 전송하는 전송 단계; 및 상기 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 없는 경우 상기 전송 단계로 진행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 있는 경우 상기 결정 단계로 진행하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 제 3 방법은, 기지국 자원 할당 방법에 있어서, 단말기 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 기지국 자원 할당 방식을 결정하는 결정 단계; 상기 결정된 기지국 자원 할당 방식에 따라 각 기지국이 상기 단말기로 신호를 전송하는 전송 단계; 및 상기 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 없는 경우 상기 전송 단계로 진행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 있는 경우 상기 결정 단계로 진행하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 제 4 방법은, 기지국 협력 방법에 있어서, 단말기 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 기지국 협력 방식을 결정하는 결정 단계; 상기 결정된 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 상기 단말기로 신호를 전송하는 전송 단계; 및 상기 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 없는 경우 상기 전송 단계로 진행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 있는 경우 상기 결정 단계로 진행하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 제 5 방법은, 기지국 자원 할당 방법에 있어서, 단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 기지국을 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계; 각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 기지국을 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계; 및 적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 기지국에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 제 6 방법은, 기지국 자원 할당 방법에 있어서, 단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 단말기를 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계; 각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 단말기를 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계; 및 적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 단말기에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 제 7 방법은, 기지국 협력 방법에 있어서, 각 주파수에 대하여 최소 용량의 기지국을 초기 기지국으로 선택하는 초기 기지국 선택 단계; 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여, 상기 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 용량이 최대로 증가되는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택하는 단계; 및 기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있음에 따라 상기 초기 기지국 선택 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함한다.
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이처럼, 본 발명은 기존의 정적 기지국 자원 할당 및 기지국 비협력을 통한 기지국 간의 간섭 문제로 인한 비효율적인 자원 사용에 대한 문제를, 평균 신호 대 잡음비를 이용한 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 통하여 효율적으로 제어하여 휴대 인터넷 시스템의 전송 용량을 증대시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력으로 효율적인 자원 사용 및 간섭 제어를 통하여 시스템 용량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 시간 및 공간에 따라 변화가 빠르지 않은 평균 신호 대 잡음비(SNR : Signal-to-Noise Ratio)를 통한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력을 이용하여 시스템 운영의 복잡도를 감소시키고 기지국에서 요구되는 정보를 줄일 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 기존의 정적 자원 할당 및 기지국 비협력 방식에 대비하여, 기지국 내에 서비스되는 사용자 단말기의 위치, 즉 평균 신호 대 잡음비에 기반한 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력을 통하여 단말기의 복잡도 증가를 최소화하고 제어 라우터(ACR)의 복잡도 증가도 최소화하여 시스템 용량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기존 기지국이 동일한 패턴으로 구성되어 있는 상황뿐만 아니라 비정형적인 패턴으로 구성되어 있는 경우에도 동일한 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 이용하여 효율적인 자원 사용 및 간섭 제어를 통하여 시스 템 용량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기지국의 가장 자리에서 기지국 간의 협력을 통하여 가장 자리 사용자 단말기의 최소 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비 보고 방식과, 그에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 대한 이해를 돕기 위하여 그 기술적 요지를 살펴보면 다음과 같다.
동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력을 위해 필요한 정보는 기지국과 사용자 단말기(휴대 인터넷 단말기) 간의 평균 신호 대 잡음비 정보이다. 여기서, 평균 신호 대 잡음비(SNR)는 사용자 단말기의 이동 및 주위 환경의 변화에 따라 급격하게 변하지 않는 변수이다. 그에 따라, 기지국의 각 사용자 단말기가 피드백하여야 하는 정보량 및 횟수는 순간 채널을 피드백하여 자원 할당을 하는 기존 기술에 비하여 현저하게 작다. 또한, 사용자 단말기의 이동이 거의 없는 가정용/기업용 휴대 인터넷 상황에서는 오랜 시간 동안 사용자 단말기의 평균 신호 대 잡음비는 변화가 없게 된다. 따라서 이를 이용한 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식은 피드백 정보량 및 기지국 복잡도가 기존 기술에 비하여 현저히 낮다.
그리고 사용자 단말기의 평균 신호 대 잡음비를 이용하여 동일한 제어 라우터(ACR)에 의하여 관장되는 기지국을 이용한 동적 자원 할당 및 협력을 위하여, 사용자 단말기는 신호 대 잡음비가 가장 센 프라이머리(primary) 기지국에 대한 정보를 피드백하는 기존 방식과 달리, 현재 자신의 프라이머리(primary) 기지국이 속해 있는 제어 라우터(ACR)가 관장하는 액티브(active) 기지국의 평균 신호 대 잡음비를 피드백을 한다. 상기에서 액티브(active) 기지국이라 함은 수신신호 대 잡음비가 임계치(threshold) 이상되는 기지국을 의미한다.
상기와 같은 방식을 통하여 기지국이 사용자 단말기의 평균 신호 대 잡음비를 피드백받은 후에, 여러 개의 기지국을 제어하는 제어 라우터(ACR)는 평균 용량을 극대화시키는 관점에서 기지국의 자원 할당 및 기지국 간 협력을 수행한다. 이때, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식은 현재 서비스를 받고 있는 사용자 단말기의 평균 신호 대 잡음비가 변하지 않는 한 변하지 않고 기 결정된 방식을 따르게 된다. 따라서 알고리즘의 업데이트 시점(즉, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식 변경 시점)은 사용자 단말기의 평균 신호 대 잡음비가 변할 경우 또는 현재 기지국을 통하여 서비스를 받고 있는 사용자 단말기가 서비스를 받지 않고 다른 사 용자 단말기가 새로운 서비스를 받기를 원하는 상황에서 이루어진다.
다음으로, 상기와 같은 평균 신호 대 잡음비 보고 방법과, 그에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법을 도 1a 및 도 1b를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비 보고 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 사용자 단말기(휴대 인터넷 단말기)에서의 동작을 나타낸다.
먼저, 사용자 단말기는 신호 대 잡음비(SNR)가 임계치(threshold) 이상인 액티브 기지국(active BS)을 결정한다(101).
이후, 사용자 단말기는 상기 결정된 액티브 기지국(active BS) 중에서, 신호 대 잡음비(SNR)가 가장 높은 프라이머리 기지국(primary BS)을 관장하는 제어 라우터(ACR)에 속해 있는 액티브 기지국(active BS) 그룹(set)을 선택한다(102).
이후, 사용자 단말기는 상기 선택된 액티브 기지국(active BS) 그룹의 평균 신호 대 잡음비(SNR)를 기지국을 통하여 제어 라우터(ACR) 측으로 피드백한다(103).
그런 다음에, 사용자 단말기는 평균 신호 대 잡음비(SNR)가 변화하였는지를 확인하여(104) 평균 신호 대 잡음비(SNR)의 변화가 있는 경우 신호 대 잡음비(SNR)가 가장 높은 프라이머리 기지국(primary BS)을 관장하는 제어 라우터(ACR)에 속해 있는 액티브 기지국(active BS) 그룹을 선택하는 과정(102)부터 반복 수행한다. 만약, 평균 신호 대 잡음비(SNR)의 변화가 없다면 리턴한다.
이때, 도 1a에 도시된 평균 신호 대 잡음비 보고 방법은 타이머 등을 이용하여 일정 시간(예 : 30초 또는 1분 등)마다 반복적으로 수행되도록 구현하는 것이 바람직하다.
도 1b는 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 제어 라우터(ACR)에서의 동작을 나타낸다.
먼저, 제어 라우터(ACR)는 사용자 단말기(휴대 인터넷 단말기) 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비(SNR) 정보를 이용하여 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정한다(111). 상기 평균 신호 대 잡음비(SNR) 정보를 이용하여 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정하는 과정(111)에 대해서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
그런 다음에, 상기 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 사용자 단말기로 신호를 전송한다(112).
상기 신호 전송 이후에, 사용자 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비(SNR)의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여(113), 새로운 평균 신호 대 잡음비(SNR)의 보고가 없는 경우 기 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 따라 사용자 단말기로 신호를 전송하는 과정(112)부터 반복 수행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비(SNR)의 보고가 있는 경우 "111" 과정으로 진행하여 새로이 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정한 후에 이후의 과정을 반복 수행한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 기지국 자원 할당과 기지국 협력을 함께 수행하도록 구현할 수도 있고, 본 발명에 따른 기지국 자원 할당 방식을 수행하도록 구현할 수도 있으며, 본 발명에 따른 기지국 협력 방식을 수행하도록 구현할 수도 있다.
도 2는 두 개의 인접 기지국이 서로 상이한 주파수를 사용하여 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 경우의 예를 나타내는 도면이고, 도 3은 두 개의 인접 기지국이 동일 주파수를 사용하여 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 경우의 예를 나타내는 도면이다.
도 2의 기지국 1은 주파수 1을 이용하여 사용자 단말기 1에게 데이터를 전송하고, 도 2의 기지국 2는 기지국 1의 주파수와 상이한 주파수 2를 사용하여 사용자 단말기 2에게 데이터를 전송하고 있다. 상기와 같이 두 개의 인접 기지국이 서로 상이한 주파수를 사용하는 방식은, 인접한 기지국으로부터의 간섭 문제는 없다. 하지만, 두 개의 상이한 주파수 사용으로 인하여 주파수 자원이 낭비되는 단점이 있다.
도 3의 기지국 1은 주파수 1과 주파수 2를 모두 사용하여 사용자 단말기 1과 사용자 단말기 2에게 데이터를 전송하고, 도 3의 기지국 2도 주파수 1과 주파수 2를 모두 사용하여 사용자 단말기 1과 사용자 단말기 2에게 데이터를 전송하고 있다. 상기와 같이 두 개의 인접 기지국이 동일 주파수를 사용하는 방식은, 인접한 기지국으로부터의 신호가 간섭으로 작용한다는 단점이 있다. 하지만, 도 2의 방식에 비해 주파수를 효율적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.
따라서 인접 기지국으로부터 오는 간섭이 클 경우에는 도 2의 방식, 즉 인접 기지국이 서로 상이한 주파수를 사용하는 방식이 용량 측면에서 우세하고, 인접 기지국으로부터 오는 간섭이 적을 경우는 도 3의 방식, 즉 인접 기지국이 동일한 주파수를 사용하는 방식이 용량 측면에서 우세하다.
도 4는 본 발명에 따라 인접 기지국 간의 협력을 통하여 데이터를 전송하는 경우의 예를 나타내는 도면이다.
여기서, 기지국 협력이라 함은 인접 기지국들이 동일 주파수를 선택하여 동일 사용자 단말기에게 신호를 전송하는 기술을 의미한다. 본 발명에서는 기지국 간의 협력을 통하여 기존의 시공간 블록 코딩 기법을 통한 신호 전송을 고려한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기 1은 주파수 1을 사용하여 두 개의 기지국 1,2로부터 데이터를 전달받고, 사용자 단말기 2는 사용자 단말기 1이 사용하는 주파수 1과 다른 주파수, 즉 주파수 2를 사용하여 두 개의 기지국 1, 2로부터 신호를 전달받는다. 이와 같은 방식은 기지국 간의 간섭이 클 경우 서로 다른 인접 기지국이 동일한 주파수를 이용하여 동일한 사용자 단말기로 동시에 데이터를 전송함으로써, 간섭을 제어하는 기술이라 할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 세 가지의 데이터 전송 방식은 사용자 단말기와 기지국의 상대적인 위치에 의하여 우수한 성능을 가지는 기술이 존재하게 된다. 따라서 본 발명에서는 전체 시스템 용량을 최대화하는 관점에서 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 대한 알고리즘을 제시하고자 한다.
한편, 전술한 도 1b의 흐름도(본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법)에서 평균 신호 대 잡음비를 기반으로 하여 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정(111)하기 위해서는, 인접 기지국의 간섭이 고려된 평균 용량에 대한 측정(measure)이 필요하게 된다.
따라서 상기 평균 용량을 측정하기 위한 새로운 측정(measure) 방식을 살펴보면 다음과 같다. 동일한 주파수를 사용하는 K개의 기지국이 존재하고 k번째 사용자 단말기가 k번째 기지국을 통하여 신호를 전송받는 경우 동일 주파수를 사용하는 K-1개의 기지국으로부터의 간섭이 고려된 평균 용량은 하기의 [수학식 1]과 같이 표현된다.
상기 [수학식 1]에서 
는 i번째 기지국에서 k번째 사용자 단말기까지의 평균 파워를 나타내고 
는 i번째 기지국에서 k번째 사용자 단말기까지의 채널을 나타낸다. 그리고 
은 사용자 단말기의 노이즈 파워를 나타낸다.
상기 [수학식 1]에서 알 수 있듯이 k번째 사용자 단말기에게는 k번째 기지국에서 오는 신호 이외의 동일 주파수에서의 신호가 모두 간섭으로 작용한다. 기지국 과 사용자 단말기 간의 채널이 레일레이 페이딩(Rayleigh fading) 환경이라는 가정 하에 상기 [수학식 1]을 닫힘꼴 수식으로 나타내면 하기의 [수학식 2]와 같이 표현된다.
상기 [수학식 2]에서 
는 i번째 기지국에서 k번째 기지국까지의 평균 신호 대 잡음비를 나타내고 
와 같이 표현되며, 
은 지수 적분(exponential integral) 함수를 나타내고 
로 표현된다. 상기 [수학식 2]의 유도 과정은 하기의 [수학식 3]과 같다.
상기 [수학식 3]의 유도 과정에서 
는 
을 치환한 값이고 
의 분포는 
가 평균이 0이고 분산이 1인 복소수 가우시안 분포를 가진다고 가정할 경우 평균이 
을 가지는 지수 분포 
를 따르므로 상기 유도 과정의 세 번째 등식이 성립한다. 세 번째 등식의 적분을 상기 유도한 지수 분포의 범위인 0에서 무한대까지 수행하면 네 번째 등식이 유도된다. 네 번째 등식에서 
을 
로 치환하면 다섯 번째 등식이 성립한다. 상기 
는 i번째 기지국과 k번째 사용자 단말기 사이의 평균 신호 대 잡음비를 나타낸다.
따라서 상기 [수학식 2]의 닫힘꼴 수식이 유도되고, 상기 [수학식 2]는 기지국 간의 협력이 없을 경우 K-1개의 기지국으로부터 간섭이 있는 때 k번째 사용자 단말기의 평균 용량을 나타내고, 상기 평균 용량은 k번째 사용자 단말기에게 신호 를 전송하는 기지국 및 간섭으로 작용하는 기지국과 사용자 단말기 간의 평균 신호 대 잡음비(SNR)의 함수로 표현된다.
한편, 기지국 간의 협력을 통하여 신호를 전송하는 경우 k번째 사용자 단말기의 평균 용량은 하기의 [수학식 4]와 같이 표현된다.
상기 [수학식 4]에서 
는 k번째 기지국을 제외한 
개의 기지국이 동시에 협력할 경우 협력하는 기지국의 인덱스를 나타낸다. 
는 
그룹(set) 내에 포함되는 기지국 수를 나타낸다. 
는 k번째 기지국을 제외한 
개의 기지국이 동시 협력을 하지 않을 경우 동시 협력을 하지 않는 기지국의 인덱스를 나타낸다. 상기에서 
의 관계가 성립한다. 기지국과 사용자 단말기 간의 채널이 레일레이 페이딩(Rayleigh fading) 환경이라는 가정 하에 상기 [수학식 2]의 닫힘꼴 수식을 상기 [수학식 3]과 같이 유도한 것과 같은 방식으로 상기 [수학식 4]를 닫힘꼴 수식으로 나타내면 하기의 [수학식 5]와 같이 표현된다.
상기 [수학식 5]에서 
는 i번째 기지국에서 k번째 기지국까지의 평균 신호 대 잡음비를 나타내고 
와 같이 표현된다. 상기 [수학식 5]는 
개의 기지국 간의 협력이 있을 경우의 k번째 사용자 단말기의 평균 용량을 나타내고, 상기 평균 용량은 k번째 사용자 단말기에게 신호를 전송하는 
개의 기지국 및 간섭으로 작용하는 기지국과 사용자 단말기 간의 평균 신호 대 잡음비(SNR)의 함수로 표현된다.
상기 유도된 닫힘꼴 [수학식 2]와 [수학식 5]를 이용하여 도 1b의 시나리오에서 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정하는 과정(111)에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정하기 위한 최적의 방법은 제어 라우터(ACR)를 통하여 제어되는 기지국의 수 및 할당 가능한 주파수의 수가 늘어남에 따라 복잡도가 지수적으로 증가하게 되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에서는 기지국 자원 할당 및 기지국 협력을 위하여 최적 방식 대신에 부최적 방식을 사용하는 방법을 제안한다. 여기서, 최적 방식이란 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정할 경우 모든 가능한 조합에 대한 평균 합용량을 도출하여 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정하는 것을 의미한다. 이에 반하여, 부최적 방식은 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 대한 모든 가능한 조합을 살펴보는 대신에, 복잡도를 줄이기 위하여 순차적인 기지국 자원 할당을 수행한 후에 순차적인 기지국 협력을 수행하는 2단계 할당 및 협력 방식을 의미한다.
이러한 2단계의 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 대하여 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다. 여기서는 새로운 기지국이 추가되었을 경우를 예를 들어 살펴보기로 한다.
먼저, 기지국 자원 할당 및 기지국 협력을 위하여 다수 개의 기지국을 제어하는 제어 라우터(ACR)가 존재하고, 상기 제어 라우터(ACR)를 통하여 제어되는 기지국의 수를 K개라 가정한다.
첫 번째 단계는 K개의 기지국 중 평균 채널 용량이 가장 큰 N개의 기지국을 선택하고, 선택된 N개의 각 기지국에 서로 다른 주파수를 할당한다. 이때, N개의 기지국은 서로 다른 주파수를 할당받기 때문에 서로 간에 간섭이 없게 된다. 그에 따라, 평균 채널 용량이 가장 큰 N개의 기지국은 기지국에서 사용자 단말기까지의 거리가 가장 가까운, 즉 사용자 단말기의 평균 신호 대 잡음비가 가장 큰 N명의 사용자가 속해 있는 기지국이 된다. 이때, k번째 기지국에서의 평균 용량은 하기의 [수학식 6]과 같이 표현된다.
N개의 독립적인 주파수를 가지는 기지국을 선택한 이후 N개의 주파수 별로 각각 다음과 같은 순차적인 알고리즘을 통하여 새로운 기지국에 주파수를 할당한다. N개의 각 주파수 별로, 주파수를 할당받지 않은 새로운 기지국을 순차적으로 한 개씩 추가하여 용량 증가가 가장 큰 기지국을 선택하여 해당하는 주파수를 할당한다. 이때, 새로 추가된 기지국을 고려한 용량은 상기 [수학식 2]의 닫힘꼴 수식을 이용하여 구한다. 동일 주파수를 사용하는 새로운 기지국의 추가에 따른 간섭 증가로 인한 전체 시스템의 용량 감소 대비 동일 주파수 재사용으로 인한 용량 증가량이 더 클 경우 전체 시스템의 용량 증가가 있게 된다. 따라서 용량 증가가 더 이상 발생하지 않을 때까지 동일 주파수를 사용하는 기지국을 선택한다.
용량 증가가 더 이상 발생하지 않을 경우 모든 기지국이 주파수를 할당받지 않았다면 공정(fair)한 자원 할당을 위하여 주파수가 할당되지 않은 기지국에 용량 감소가 가장 적은 주파수를 할당한다. 만약, 모든 기지국이 최소 하나의 주파수를 할당받았다면 첫 번째 단계인 기지국 자원 할당 알고리즘은 종료된다.
두 번째 단계로 기지국 간의 협력 알고리즘은 다음과 같다. 기지국 협력은 기지국의 가장 자리에 있는 사용자 단말기가 간섭의 영향으로 용량이 감소할 경우 다른 기지국의 간섭을 이용하는 기술이다. 따라서 목표는 용량이 작은, 즉 사용자 단말기가 기지국의 가장 자리에 있는 경우 용량을 높이는 방식이다. 그러므로 주파 수 별로 가장 용량이 작은 기지국을 기지국 협력을 위한 초기 기지국으로 선택하고 선택된 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 용량이 가장 크게 증가되는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택한다. 이때, 새로이 협력하는 기지국의 용량은 상기 [수학식 5]의 닫힘꼴 수식을 이용하여 구한다.
상기와 같이 협력을 위한 페어(pair) 기지국을 선택한 이후 기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있을 경우, 협력을 위하여 기 선택된 기지국을 제외한 다른 기지국 중 용량이 가장 작은 기지국을 다시 초기 기지국으로 선택하고 협력을 위한 페어(pair) 기지국을 탐색한다. 만약, 기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 없는 경우 기지국 협력 알고리즘은 종료된다.
상기 두 단계의 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 알고리즘을 통하여 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식으로 각 기지국이 사용자 단말기에게 신호를 전송하게 된다.
도 5a는 새로운 기지국이 추가되었을 경우 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
먼저, 사용자 단말기로부터 피드백받은 평균 SNR 정보를 이용하여 K개의 기지국 중 평균 채널 용량을 가장 크게 증대시키는 N개 기지국을 선택한다(501).
이후, 상기 선택된 N개의 기지국에게 각각 다른 주파수를 할당한다(502).
이후, 주파수 1에 대하여 평균 SNR 정보를 이용하여 새로운 기지국이 추가되 었을 경우 용량 증가가 가장 큰 기지국을 선택하여 해당 주파수 1을 할당한다(503).
이후, 기지국이 추가되지 않았을 경우 대비 용량 증가가 있는지를 확인하여(504) 기지국이 추가되지 않았을 경우 대비 용량 증가가 있으면 "503" 과정으로 진행하여 또 다른 기지국을 추가하여 용량 증가가 가장 큰 기지국을 선택하고 해당 주파수 1을 할당한다. 만약, 기지국이 추가되지 않았을 경우 대비 용량 증가가 없으면 다음 스텝(507 과정)으로 진행한다.
이때, 각 주파수 별로 N개의 주파수에 대하여 동일한 과정을 병렬로 수행한다(505, 506).
모든 주파수에 대하여 용량 증가가 더 이상 일어나지 않는 경우 모든 기지국이 최소 하나의 주파수를 할당받았는지를 확인(검색)한다(507).
상기 확인 결과(507), 주파수를 할당받지 않은 기지국이 있으면 평균 SNR 정보를 이용하여 주파수가 할당되지 않은 기지국에게 용량 감소가 가장 적은 주파수를 할당한다(508). 만약, 모든 기지국이 최소 하나의 주파수를 할당받았으면 첫 번째 단계인 기지국 자원 할당 알고리즘은 완료된다.
이후, 주파수 1에 대하여 용량이 가장 작은 기지국을 기지국 협력을 위한 초기 기지국으로 선택한다(509).
이후, 평균 SNR 정보를 이용하여, 상기 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 용량이 가장 크게 증가되는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택한다(510).
이후, 기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있는지를 확인하 여(511) 기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있을 경우 "509" 과정으로 진행하여 또 다른 용량이 가장 작은 기지국을 선택한다. 만약, 용량 증가가 더 이상 없을 경우 다음 스텝(112 과정)으로 진행한다.
이때, 각 주파수 별로 N개의 주파수에 대하여 동일한 과정을 병렬로 수행한다(512 내지 514).
모든 주파수 별로 용량 증가가 더 이상 일어나지 않을 경우 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 사용자 단말기로 신호를 전송한다(112).
다음으로, 새로운 사용자 단말기가 추가되었을 경우 예를 들어 살펴보면 다음과 같다.
도 5b는 새로운 사용자 단말기가 추가되었을 경우 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
먼저, 사용자 단말기로부터 피드백받은 평균 SNR 정보를 이용하여 K개의 사용자 단말기 중 평균 채널 용량을 가장 크게 증대시키는 N개의 사용자 단말기를 선택한다(521).
이후, 상기 선택된 N개의 사용자 단말기에게 각각 다른 주파수를 할당한다(522).
이후, 주파수 1에 대하여 평균 SNR 정보를 이용하여 새로운 사용자 단말기가 추가되었을 경우 용량 증가가 가장 큰 사용자 단말기를 선택하여 해당 주파수 1을 할당한다(523).
이후, 사용자 단말기가 추가되지 않았을 경우 대비 용량 증가가 있는지를 확인하여(524) 사용자 단말기가 추가되지 않았을 경우 대비 용량 증가가 있으면 "523" 과정으로 진행하여 또 다른 사용자 단말기를 추가하여 용량 증가가 가장 큰 사용자 단말기를 선택하고 해당 주파수 1을 할당한다. 만약, 사용자 단말기가 추가되지 않았을 경우 대비 용량 증가가 없으면 다음 스텝(527 과정)으로 진행한다.
이때, 각 주파수 별로 N개의 주파수에 대하여 동일한 과정을 병렬로 수행한다(525, 526).
모든 주파수에 대하여 용량 증가가 더 이상 일어나지 않는 경우 모든 사용자 단말기가 최소 하나의 주파수를 할당받았는지를 확인(검색)한다(527).
상기 확인 결과(527), 주파수를 할당받지 않은 사용자 단말기가 있으면 평균 SNR 정보를 이용하여 주파수가 할당되지 않은 사용자 단말기에게 용량 감소가 가장 적은 주파수를 할당한다(528). 만약, 모든 사용자 단말기가 최소 하나의 주파수를 할당받았으면 첫 번째 단계인 기지국 자원 할당 알고리즘은 완료된다.
이후, 주파수 1에 대하여, 용량이 가장 작은 사용자 단말기를 선택한다(529). 이때, 상기 용량이 가장 작은 사용자 단말기가 속해있는 기지국이 기지국 협력을 위한 초기 기지국이 된다.
이후, 평균 SNR 정보를 이용하여, 상기 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 상기 선택된 사용자 단말기의 용량을 가장 크게 증가시키는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택한다(530).
이후, 기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있는지를 확인하여(531) 기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있을 경우 "529" 과정으로 진행하여 또 다른 용량이 가장 작은 사용자 단말기를 선택한다. 만약, 용량 증가가 더 이상 없을 경우 다음 스텝(112 과정)으로 진행한다.
이때, 각 주파수 별로 N개의 주파수에 대하여 동일한 과정을 병렬로 수행한다(532 내지 534).
모든 주파수 별로 용량 증가가 더 이상 일어나지 않을 경우 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 사용자 단말기로 신호를 전송한다(112).
다음으로, 상기와 같은 본 발명에 따른 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식의 성능을 살펴보면 다음과 같다. 본 발명에 따른 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식의 성능 검증을 위하여 다음과 같은 상황을 가정하였다. 4개의 기지국이 하나의 제어 라우터(ACR)를 통하여 제어 가능한 상황을 가정하였고, 각 기지국은 1명의 사용자 단말기를 서비스한다. 전체 할당 가능한 주파수는 4개를 가정하였고, 비교하는 시스템은 4개의 기지국이 동일한 주파수를 공유하는 1 셀 재사용 시스템(도 6 참조)과 4개의 기지국이 서로 다른 주파수를 사용하는 4셀 재사용 시스템(도 7 참조)이다.
상기 1셀 주파수 재사용 시스템은 주파수를 재사용함으로 인한 용량 증가가 있지만 서로 간의 간섭이 클 경우 간섭으로 인한 용량 저하 경향이 있고, 4셀 주파수 재사용 시스템은 서로 간의 간섭은 없으나 주파수의 비효율적인 사용으로 간섭이 적을 경우 용량 손실이 큰 시스템이다.
그리고 기지국의 파워는 100mW(20dBm), 사용자 단말기의 노이즈 레벨은 -104dBm, 기지국 간의 거리는 10m~150m를 가정하였고, 사용자 단말기는 셀 내에서 유니폼(uniform)하고 랜덤하게 위치한다. 주파수는 2.3GHz, 경로손실 모델(pathloss model)은 "802.11n pathloss model D"를 사용하였다. "802.11n pathloss model D"는 기지국과 사용자 단말기 간의 거리가 10m 이하일 경우 
이고 기지국과 사용자 단말기 간의 거리가 10m 이상일 경우 
와 같이 나타낼 수 있다.
도 8은 기지국 간 거리를 10m에서 150m까지 단계적으로 증가시켜 감에 따른 기존 1셀 및 4셀 주파수 재사용 방식과 본 발명의 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식의 용량을 비교하여 나타내고 있다.
도 8에서 가로축은 기지국 간의 거리를 나타내고, 세로축은 단위가 bits/sec/Hz/cell인 평균 용량(average rate)을 나타낸다. 성능 결과에서 알 수 있듯이 본 발명의 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 사용할 경우 기지국 간의 거리가 가까울 경우 4셀 주파수를 재사용하는 방식과 비슷한 성능을 나타내고, 기지국 간의 거리가 서로 멀 경우 1셀 주파수를 재사용하는 방식과 비슷한 성능을 나타낸다.
이는 기지국 간의 거리가 가까울 경우에는 인접하여 있는 기지국 간에 서로 다른 주파수를 사용하여 기지국 간 간섭을 줄이는 것이 전체 시스템 성능에 있어서 이득이 있고, 기지국 간의 거리가 멀 경우에는 기지국 간에 동일 주파수를 재사용하는 것이 이득이 있음을 나타낸다.
따라서 본 발명에 따른 동적 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식은 기지국과 사용자 단말기의 상대적인 위치, 즉 간섭의 정도에 따라 적응적으로 주파수를 할당하고 기지국 협력을 함으로써, 가장 좋은 성능을 나타낸다고 볼 수 있다. 기지국 간의 거리가 10m일 경우 본 발명의 방식은 기존 1셀 재사용 대비 123%의 용량 이득이 있고, 기지국 간의 거리가 150m로 멀 경우에 본 발명의 방식은 기존 4셀 재사용 방식 대비 34%의 용량 이득을 가져온다.
도 9는 본 발명에 따른 기지국 자원 할당과 기지국 협력을 동시에 수행하였을 경우 대비 기지국 자원 할당만을 수행하였을 경우의 최소 용량을 가지는 기지국의 용량 증가를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 기지국 협력은 기지국의 가장 자리에 위치한 사용자 단말기의 용량을 증대시키는 방식이므로, 최소의 용량을 가지는 기지국의 용량을 비교하였다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국 자원 할당과 기지국 협 력을 동시에 수행하였을 경우 기지국 자원 할당만을 수행하였을 경우 대비 최소 용량 기지국의 용량이 최대 8% 증가하는 것을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 기지국 자원 할당 방식만을 수행하여도 성능 향상이 있다. 또한, 본 발명에 따른 기지국 협력 방식만을 수행하여도 성능 향상이 있다. 물론, 본 발명에 따른 기지국 자원 할당 방식과 기존의 기지국 협력 방식을 사용하여도 성능 향상이 있고, 기존의 기지국 할당 방식과 본 발명에 따른 기지국 협력 방식을 사용하여도 성능 향상이 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 휴대 인터넷 단말기 및 휴대 인터넷 시스템 등에 이용될 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비 보고 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 1b는 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 2는 두 개의 인접 기지국이 서로 상이한 주파수를 사용하여 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 경우의 예를 나타내는 도면,
도 3은 두 개의 인접 기지국이 동일 주파수를 사용하여 사용자 단말기로 데이터를 전송하는 경우의 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따라 인접 기지국 간의 협력을 통하여 데이터를 전송하는 경우의 예를 나타내는 도면,
도 5a는 새로운 기지국이 추가되었을 경우 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 5b는 새로운 사용자 단말기가 추가되었을 경우 본 발명에 따른 평균 신호 대 잡음비에 기반한 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 대한 일실시예 상세 흐름도,
도 6은 4개의 기지국이 동일한 주파수를 공유하는 1 셀 재사용 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 7은 4개의 기지국이 서로 다른 주파수를 사용하는 4셀 재사용 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 8은 기지국 간의 거리에 따른 기존 시스템과 본 발명의 시스템 간에 시스템 용량을 비교하여 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 기지국 자원 할당과 기지국 협력을 동시에 수행하였을 경우 대비 기지국 자원 할당만을 수행하였을 경우의 최소 용량을 가지는 기지국의 용량 증가를 나타내는 도면이다.
Claims (25)
- 삭제
- 평균 신호 대 잡음비 보고 방법에 있어서,신호 대 잡음비가 임계치 이상인 액티브 기지국(active BS)을 결정하는 단계;상기 결정된 액티브 기지국 중에서, 프라이머리 기지국(primary BS)을 관장하는 제어부에 속해 있는 액티브 기지국 그룹을 선택하는 선택 단계;상기 선택된 액티브 기지국 그룹의 평균 신호 대 잡음비를 상기 제어부 측으로 피드백하는 단계; 및상기 평균 신호 대 잡음비가 변화하였는지를 확인하여 상기 평균 신호 대 잡음비의 변화가 있는 경우 상기 선택 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함하는 평균 신호 대 잡음비 보고 방법.
- 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법에 있어서,단말기 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식을 결정하는 결정 단계;상기 결정된 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 상기 단말기로 신호를 전송하는 전송 단계; 및상기 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 없는 경우 상기 전송 단계로 진행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 있는 경우 상기 결정 단계로 진행하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 결정 단계는,상기 단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 기지국을 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 기지국을 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계;적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 기지국에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 최소 용량의 기지국을 초기 기지국으로 선택하는 초기 기지국 선택 단계;평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여, 상기 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 용량이 최대로 증가되는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택하는 단계; 및기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있음에 따라 상기 초기 기지국 선택 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 결정 단계는,상기 단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 단말기를 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 단말기를 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계;적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 단말기에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 최소 용량의 단말기가 속해있는 기지국을 초기 기지국으로 선택하는 초기 기지국 선택 단계;평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여, 상기 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 용량이 최대로 증가되는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택하는 단계; 및기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있음에 따라 상기 초기 기지국 선택 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법.
- 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 결정 단계는,[수학식 A]
(K는 기지국 개수,는 i번째 기지국에서 k번째 기지국까지의 평균 신호 대 잡음비를 나타내고
와 같이 표현되며,
은 지수 적분 함수를 나타내고
로 표현됨)
기지국 자원 할당 시 인접 기지국으로부터의 간섭이 있을 경우 평균 용량을 상기 [수학식 A]와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법. - 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 결정 단계는,[수학식 B]
(K는 기지국 개수,는 동시 협력을 하지 않는 기지국의 인덱스를 나타내고,
는 i번째 기지국에서 k번째 기지국까지의 평균 신호 대 잡음비를 나타내고
와 같이 표현됨)
기지국 협력 시 인접 기지국으로부터의 간섭이 있을 경우 평균 용량을 상기 [수학식 B]와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 기지국 자원 할당 및 기지국 협력 방법. - 기지국 자원 할당 방법에 있어서,단말기 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 기지국 자원 할당 방식을 결정하는 결정 단계;상기 결정된 기지국 자원 할당 방식에 따라 각 기지국이 상기 단말기로 신호를 전송하는 전송 단계; 및상기 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 없는 경우 상기 전송 단계로 진행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 있는 경우 상기 결정 단계로 진행하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 결정 단계는,상기 단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 기지국을 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 기지국을 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계; 및적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 기지국에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 결정 단계는,상기 단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 단말기를 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 단말기를 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계; 및적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 단말기에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 방법.
- 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 결정 단계는,[수학식 A]
(K는 기지국 개수,는 i번째 기지국에서 k번째 기지국까지의 평균 신호 대 잡음비를 나타내고
와 같이 표현되며,
은 지수 적분 함수를 나타내고
로 표현됨)
기지국 자원 할당 시 인접 기지국으로부터의 간섭이 있을 경우 평균 용량을 상기 [수학식 A]와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 기지국 자원 할당 방법. - 기지국 협력 방법에 있어서,단말기 측으로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 기지국 협력 방식을 결정하는 결정 단계;상기 결정된 기지국 협력 방식에 따라 각 기지국이 상기 단말기로 신호를 전송하는 전송 단계; 및상기 단말기로부터 평균 신호 대 잡음비의 보고(reporting)가 있는지를 확인하여 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 없는 경우 상기 전송 단계로 진행하고, 새로운 평균 신호 대 잡음비의 보고가 있는 경우 상기 결정 단계로 진행하는 단계를 포함하는 기지국 협력 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 결정 단계는,각 주파수에 대하여 최소 용량의 기지국을 초기 기지국으로 선택하는 초기 기지국 선택 단계;평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여, 상기 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 용량이 최대로 증가되는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택하는 단계; 및기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있음에 따라 상기 초기 기지국 선택 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함하는 기지국 협력 방법.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,상기 결정 단계는,[수학식 B]
(K는 기지국 개수,는 동시 협력을 하지 않는 기지국의 인덱스를 나타내고,
는 i번째 기지국에서 k번째 기지국까지의 평균 신호 대 잡음비를 나타내고
와 같이 표현됨)
기지국 협력 시 인접 기지국으로부터의 간섭이 있을 경우 평균 용량을 상기 [수학식 B]와 같이 산출하는 것을 특징으로 하는 기지국 협력 방법. - 기지국 자원 할당 방법에 있어서,단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 기지국을 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 기지국을 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계; 및적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 기지국에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 방법.
- 기지국 자원 할당 방법에 있어서,단말기로부터 수신된 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 평균 용량을 증대시키는 단말기를 선택하여 각각 다른 주파수를 할당하는 단계;각 주파수에 대하여 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 이전보다 용량이 증가되는 단말기를 선택하여 해당 주파수를 할당하는 단계; 및적어도 하나의 주파수를 할당받지 못한 단말기에게 평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여 용량 감소가 최소인 주파수를 할당하는 단계를 포함하는 기지국 자원 할당 방법.
- 기지국 협력 방법에 있어서,각 주파수에 대하여 최소 용량의 기지국을 초기 기지국으로 선택하는 초기 기지국 선택 단계;평균 신호 대 잡음비 정보를 이용하여, 상기 초기 기지국과 기지국 협력을 통하여 용량이 최대로 증가되는 기지국을 페어(pair) 기지국으로 선택하는 단계; 및기지국 협력을 하지 않을 경우 대비 용량 증가가 있음에 따라 상기 초기 기지국 선택 단계부터 반복 수행하는 단계를 포함하는 기지국 협력 방법.
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| KR20050110713A (ko) * | 2003-03-12 | 2005-11-23 | 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 | 접속의 추가 또는 삭제에 의해 발생되는 간섭 변화량의추정 |
| KR20060092400A (ko) * | 2005-02-17 | 2006-08-23 | 삼성전자주식회사 | Ｍｉｍｏ－ｏｆｄｍａ 통신 시스템에서 채널 상태 정보 궤환 및 이를 이용한 자원 할당 시스템 및 방법 |
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