KR101636780B1 - 자원 할당 및 전력 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

서빙 기지국은 복수 개의 단말들의 각각에서 측정된 CINR 값을 바탕으로 복수 개의 단말들을 CINR 값이 낮은 순서로 정렬하고, 정렬된 순서에 따라 복수 개의 단말들을 제1 그룹 또는 제2 그룹으로 분류한 후, 제1 그룹으로 분류된 단말에게 상향링크 프레임에 포함된 복수 개의 데이터 영역 중 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하고, 제2 그룹으로 분류된 단말에게 복수 개의 데이터 영역 중 제2 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당한다.

Description

자원 할당 및 전력 제어 방법{METHOD FOR RESOURCE ALLOCATION AND POWER CONTROL}
본 발명은 자원 할당 및 전력 제어 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 휴대인터넷 시스템에서 상향링크 프레임에 대한 자원 할당 및 전력 제어 방법에 관한 것이다.
종래의 휴대 인터넷 시스템에서는 인접한 기지국의 서비스 영역에 위치한 단말이 전송하는 상향링크 데이터에 의한 간섭 때문에, 서빙(serving) 기지국의 서비스 영역 중 경계 영역에 위치한 단말의 성능이 좋지 않은 문제점이 있다. 특히 서빙 기지국이 인접한 기지국의 서비스 영역으로부터 측정한 잡음 및 간섭 값을 방송하면 서빙 기지국의 단말이 간섭량을 보상하기 위해 송신 신호의 세기를 증가시키기 때문에, 서빙 기지국의 서비스 영역 중 경계 영역에 위치하는 단말의 성능이 더욱 좋지 않아지는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해 서빙 기지국이 부분 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, 이하에서는 'FFR'이라고도 함) 방식에 따라 서빙 기지국의 서비스 영역에 대해 중심 영역과 경계 영역에서 사용하는 주파수 대역을 분리하고, 전력 제어를 통해 인접한 기지국의 경계 영역에서 사용하는 주파수 대역을 서빙 기지국의 중심 영역에서 재사용 하였다. 여기서, 서빙 기지국과 인접한 기지국은 효율적인 간섭량 제어를 위해 기지국간의 통신을 통해 필요 정보를 교환하고, 제어에 필요한 정보를 단말로 보냄으로써, 각 단말이 인접한 기지국의 서비스 영역에 위치한 단말에게 영향을 끼치는 상향링크 데이터의 전력을 낮추도록 한다.
그러나, 기지국이 이동하는 환경 또는 인접한 기지국과의 통신 채널을 설정하지 못하는 환경에서 동작하는 경우에는 인접한 기지국들과 정보를 교환할 수 없기 때문에, 기지국은 인접한 기지국으로부터 수신된 신호를 측정하여 인접한 기지국의 서비스 영역에 미치는 간섭량을 추정하고, 해당 기지국의 중심 영역에 위치한 단말에 대한 상향링크 전력을 제어하여 해당 단말이 인접한 기지국의 서비스 영역에 미치는 간섭을 최소화해야 할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대인터넷 시스템에서 기지국간 통신이 불가능한 경우에 셀 경계 영역의 단말의 성능을 개선하고 신뢰성 있는 서비스를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 자원 할당 방법은 기지국들간의 통신이 불가능한 휴대인터넷 시스템에서 복수 개의 단말들의 서빙 기지국이 복수 개의 단말들에게 상향링크 프레임의 무선 자원을 할당하는 자원 할당 방법으로써, 서빙 기지국이 복수 개의 단말들의 각각에서 측정된 반송파 대 간섭 및 잡음비(CINR) 값을 바탕으로 복수 개의 단말들을 반송파 대 간섭 및 잡음비(CINR) 값이 낮은 순서로 정렬하는 단계, 서빙 기지국이 순서에 따라 복수 개의 단말들을 제1 그룹 또는 제2 그룹으로 분류하는 단계, 서빙 기지국이 제1 그룹으로 분류된 단말에게 상향링크 프레임에 포함된 복수 개의 데이터 영역 중 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하는 단계, 그리고 서빙 기지국이 제2 그룹으로 분류된 단말에게 복수 개의 데이터 영역 중 제2 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 전력 제어 방법은 기지국들간의 통신이 불가능한 휴대인터넷 시스템에서 기지국이 상향링크 프레임에 대한 송신 전력을 결정하는 전력 제어 방법으로써, 기지국이 상향링크 프레임에 포함된 복수의 데이터 영역 중 제1 데이터 영역의 송신 전력을 기지국의 서비스 영역에 위치한 제1 단말의 최대 송신 전력으로 결정하는 단계, 그리고 기지국이 인접한 기지국의 서비스 영역에 위치한 제2 단말로부터의 간섭량을 바탕으로 복수의 데이터 영역 중 제2 데이터 영역의 송신 전력을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따르면, 휴대인터넷 시스템에서 기지국간 통신이 불가능한 경우 인접한 셀의 단말에 의한 간섭량 측정함으로써 기지국간의 정보교환 없이 단말에게 효율적인 전력 제어를 할 수 있다. 또한, 단말이 측정한 CINR을 바탕으로 단말에게 무선 자원을 할당함으로써 인접한 셀간의 간섭량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 및 전력 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 그룹 분류 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 영역 결정 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 전력 결정 방법을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템에서 상향링크 프레임에 대한 자원 할당 및 전력 제어 방법에 대해 설명한다.
먼저 도 1을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 휴대인터넷 시스템은 단말과 통신하는 복수 개의 기지국들 즉, 제1 기지국(100), 제2 기지국(200) 및 제3 기지국(300)을 포함한다. 여기서, 복수 개의 기지국들은 동일한 무선 자원을 사용하고, 기지국들간의 통신이 불가능하다.
제1 기지국(100)은 제1 기지국(100)의 서비스 영역인 제1 셀(110)의 영역에 위치한 제1 단말(11), 제2 단말(12) 및 제3 단말(13)과 통신한다. 여기서, 제1 셀(110)은 중심 영역(111)과 경계 영역(113)으로 구분된다.
제2 기지국(200)은 제2 기지국(200)의 서비스 영역인 제2 셀(210)의 영역에 위치한 제4 단말(14), 제5 단말(15) 및 제6 단말(16)과 통신한다. 여기서, 제2 셀(210)은 중심 영역(211)과 경계 영역(213)으로 구분된다.
제3 기지국(300)은 제3 기지국(300)의 서비스 영역인 제3 셀(310)의 영역에 위치한 제7 단말(17), 제8 단말(18) 및 제9 단말(19)과 통신한다. 여기서, 제3 셀(310)은 중심 영역(311)과 경계 영역(313)으로 구분된다.
다음은 도 2를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 프레임의 구조에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하향링크 프레임(P110)은 프리앰블(Preamble) 영역(P111), 맵 영역(P112) 및 데이터 영역(P113)을 포함한다.
프리앰블 영역(P111)은 프레임 동기, 셀 탐색, 반송파 주파수 옵셋 추정 또는 채널 추정을 위한 프리앰블이 전송되는 영역이다.
맵 영역(P112)은 프레임 제어 헤더(Frame Control Header, 이하에서는 'FCH'라고도 함) 및 맵 메시지(MAP message)를 포함하는 심볼이 전송되는 영역이다. 여기서, FCH는 프레임 구성 정보를 알리는 헤더 구간이며, 맵 메시지는 단말에게 동적으로 자원이 할당된 결과를 통보하는 메시지이다.
데이터 영역(P113)은 데이터 심볼이 전송되는 영역이다.
상향링크 프레임(P130)은 제어 영역(P131), 복수 개의 부분 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, 이하에서는 'FFR') 영역 및 복수 개의 사운딩(Sounding) 영역을 포함한다. 여기서, 복수 개의 FFR 영역은 제1 FFR 영역(P132), 제2 FFR 영역(P133) 및 제3 FFR 영역(P134)를 포함하며, 복수 개의 사운딩 영역은 제1 사운딩 영역(135), 제2 사운딩 영역(P136) 및 제3 사운딩 영역(P137)을 포함한다.
제어 영역(P131)은 프레임 동기 또는 채널품질정보의 전송을 위한 제어 심볼이 전송되는 영역이다.
복수 개의 FFR 영역의 각각은 데이터 심볼이 전송되는 영역이다.
복수 개의 사운딩 영역의 각각은 채널상태정보의 추정을 위한 파일럿(pilot) 심볼이 전송되는 영역이다.
여기서, 도 1에 도시된 제1 기지국(100)은 FFR 방식에 따라 제1 셀(110)의 경계 영역(113)에 위치한 단말에게 제1 FFR 영역(P132)을 할당할 수 있고, 중심 영역(111)에 위치한 단말에게 제2 FFR 영역(P133) 또는 제3 FFR 영역(P134)을 할당할 수 있다. 이때, 제1 FFR 영역(P132)은 제1 기지국(100)의 전용 자원 영역으로써, 제1 FFR 영역(P132)이 할당된 단말은 제2 FFR 영역(P133) 또는 제3 FFR 영역(P134)에 비해 높은 송신 전력으로 신호를 전송할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 제2 기지국(200)은 FFR 방식에 따라 제2 셀(210)의 경계 영역(213)에 위치한 단말에게 제2 FFR 영역(P133)을 할당할 수 있고, 중심 영역(211)에 위치한 단말에게 제1 FFR 영역(P132) 또는 제3 FFR 영역(P134)을 할당할 수 있다. 이때, 제2 FFR 영역(P133)은 제2 기지국(200)의 전용 자원 영역으로써, 제2 FFR 영역(P133)이 할당된 단말은 제1 FFR 영역(P132) 또는 제3 FFR 영역(P134)에 비해 높은 송신 전력으로 신호를 전송할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 제3 기지국(300)은 FFR 방식에 따라 제3 셀(310)의 경계 영역(313)에 위치한 단말에게 제3 FFR 영역(P134)을 할당할 수 있고, 중심 영역(311)에 위치한 단말에게 제1 FFR 영역(P132) 또는 제2 FFR 영역(P133)을 할당할 수 있다. 이때, 제3 FFR 영역(P134)은 제3 기지국(300)의 전용 자원 영역으로써, 제3 FFR 영역(P134)이 할당된 단말은 제1 FFR 영역(P132) 또는 제2 FFR 영역(P133)에 비해 높은 송신 전력으로 신호를 전송할 수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 제1 기지국(100), 제2 기지국(200) 및 제3 기지국(300)의 각각은 인접한 기지국이 전송한 프리앰블을 수신하여 수신된 프리앰블의 주파수 대역 또는 인덱스(index) 등을 통해 인접한 기지국의 전용 자원 영역을 추정하고, 해당 기지국의 전용 자원 영역을 결정할 수 있다.
다음은 도 3을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템의 기지국이 서비스 영역에 위치한 단말과 인접한 기지국의 서비스 영역에 위치한 단말간의 간섭을 제어하기 위해 상향링크 프레임에 대한 자원 할당 및 전력 제어를 수행하는 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 및 전력 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 셀(110)에 위치한 복수 개의 단말들의 각각이 프리앰블 영역(P111)을 통해 제1 기지국(100)으로부터 전송된 프리앰블에 대한 반송파 대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하에서는 'CINR'이라고도 함) 값을 측정하여 서빙 기지국인 제1 기지국(100)으로 보고하면, 제1 기지국(100)은 각 단말에서 측정된 CINR 값을 바탕으로 복수 개의 단말들을 CINR 값이 낮은 순서로 정렬한다(S100).
다음, 제1 기지국(100)은 CINR 값이 낮은 순서로 정렬된 복수 개의 단말들을 최대 전력 그룹 또는 제한 전력 그룹으로 분류(grouping)한다(S200).
이후, 제1 기지국(100)은 상향링크 프레임(P130)에서 최대 전력 그룹 또는 제한 전력 그룹으로 분류된 복수 개의 단말들의 각각에게 할당할 데이터 영역을 결정한다(S300). 여기서, 제1 기지국(100)은 최대 전력 그룹으로 분류된 단말에게 할당할 데이터 영역을 제1 기지국(100)의 전용 자원 영역인 제1 FFR 영역(P132)으로 결정할 수 있고, 제한 전력 그룹으로 분류된 단말에게 할당할 데이터 영역을 제2 기지국(200) 또는 제3 기지국(300)의 전용 자원 영역인 제2 FFR 영역(P133) 또는 제3 FFR 영역(P134)으로 결정할 수 있다.
다음, 제1 기지국(100)은 결정된 각 단말의 데이터 영역을 바탕으로 CINR 값이 낮은 순서에 따라 복수 개의 단말들의 각각에 대한 무선 자원을 할당하여 자원 할당 정보를 생성한다(S400). 여기서, 제1 기지국(100)은 최대 전력 그룹에 속하는 단말에게 제1 FFR 영역(P132)의 부채널(sub-channel)을 할당한 후, 제한 전력 그룹에 속하는 단말에게 해당 단말의 데이터 영역의 부채널을 할당할 수 있다.
이후, 제1 기지국(100)은 상향링크 프레임(P130)의 데이터 영역 즉, 제1 FFR 영역(P132), 제2 FFR 영역(P133) 및 제3 FFR 영역(P134)의 각각에 대한 송신 전력을 결정하여 전력 제어 정보를 생성한다(S500). 여기서, 제1 기지국(100)은 전용 자원 영역인 제1 FFR 영역(P132)의 송신 전력을 단말의 최대 송신 전력으로 결정할 수 있다. 또한, 제1 기지국(100)은 인접한 기지국의 서비스 영역에 위치한 단말로부터의 간섭량을 바탕으로 제2 FFR 영역(P133) 및 제3 FFR 영역(P134)에 대한 송신 전력을 결정할 수 있다.
다음, 제1 기지국(100)은 자원 할당 정보 및 전력 제어 정보를 제1 기지국(100)의 서비스 영역인 제1 셀(110)에 위치하는 단말로 전송하여, 해당 단말이 자원 할당 정보 및 전력 제어 정보에 따라 신호를 전송하도록 한다.
다음은 도 4를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템의 제1 기지국(100)이 제1 셀(110)에 위치한 제2 단말(12)을 그룹으로 분류하는 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 그룹 분류 방법을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 기지국(100)은 CINR 값이 낮은 순서로 정렬된 복수 개의 단말들 중 제2 단말(12)에 대해 제2 단말(12)에서 측정된 CINR 값을 미리 정해진 한계치(threshold)와 비교하여, 제2 단말(12)에서 측정된 CINR 값이 한계치를 초과하는지 판단한다(S210).
만약, 제2 단말(12)에서 측정된 CINR 값이 한계치를 초과하지 아니한 경우, 제1 기지국(100)은 제1 셀(110)에 위치하는 단말의 수에 대한 최대 전력 그룹으로 분류된 단말의 수의 비율(이하에서는 '단말 비율')을 미리 정해진 기준 비율과 비교하여, 단말 비율이 기준 비율보다 작은지 판단한다(S220).
만약, 단말 비율이 기준 비율보다 작은 경우, 제1 기지국(100)은 제2 단말(12)을 최대 전력 그룹으로 분류한다(S230).
만약, 제2 단말(12)에서 측정된 CINR 값이 한계치를 초과하는 경우 또는 단말 비율이 기준 비율보다 작지 아니한 경우, 제1 기지국(100)은 제2 단말(12)을 제한 전력 그룹으로 분류한다(S240).
다음은 도 5를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템의 제1 기지국(100)이 제한 전력 그룹으로 분류된 제1 단말(11)에 할당할 데이터 영역을 결정하는 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 영역 결정 방법을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 셀(110)에 위치한 제1 단말(11)이 프리앰블 영역(P111)을 통해 제2 기지국(200)으로부터 전송된 프리앰블에 대한 제1 수신 신호 세기 및 제3 기지국(300)으로부터 전송된 프리앰블에 대한 제2 수신 신호 세기를 측정하여 서빙 기지국인 제1 기지국(100)으로 보고하면, 제1 기지국(100)은 제1 수신 신호 세기와 제2 수신 신호 세기를 비교하여, 수신 신호 세기가 더 작은 기지국을 판단한다(S310).
만약, 제1 수신 신호 세기가 더 작은 경우, 제1 기지국(100)은 제1 단말(11)에게 할당할 데이터 영역을 제2 기지국(200)의 전용 자원 영역인 제2 FFR 영역(P133)으로 결정한다(S320).
만약, 제2 수신 신호 세기가 더 작은 경우, 제1 기지국(100)은 제1 단말(11)에게 할당할 데이터 영역을 제3 기지국(300)의 전용 자원 영역인 제3 FFR 영역(P134)으로 결정한다(S330).
다음은 도 6을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템의 제1 기지국(100)이 최고 전력 그룹으로 분류된 제2 단말(12)에게 무선 자원을 할당하는 방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 방법을 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 기지국(100)은 최대 전력 그룹으로 분류된 제2 단말(12)에게 할당할 부채널의 개수를 결정한다(S410).
다음, 제1 기지국(100)은 최대 전력 그룹에게 할당된 데이터 영역인 제1 FFR 영역(P132)에서 할당이 가능한 부채널의 개수와 제2 단말(12)에게 할당할 부채널의 개수를 비교하여, 제2 단말(12)에게 제1 FFR 영역(P132)의 부채널을 할당할 수 있는지를 판단한다(S420).
만약, 제2 단말(12)에게 제1 FFR 영역(P132)의 부채널을 할당할 수 있는 경우, 제1 기지국(100)은 제1 FFR 영역(P132)에서 할당이 가능한 부채널 중에서 제2 단말(12)에게 할당할 부채널을 결정한다(S430). 여기서, 제2 단말(12)에게 제1 FFR 영역(P132)의 부채널을 할당할 수 있는 경우는 제1 FFR 영역(P132)에서 할당이 가능한 부채널의 개수가 제2 단말(12)에게 할당할 부채널의 개수보다 많은 경우이다.
만약, 제2 단말(12)에게 제1 FFR 영역(P132)의 부채널을 할당할 수 없는 경우, 제1 기지국(100)은 제2 단말(12)의 그룹을 최대 전력 그룹에서 제한 전력 그룹으로 변경한다(S440). 여기서, 제2 단말(12)에게 제1 FFR 영역(P132)의 부채널을 할당할 수 없는 경우는 제1 FFR 영역(P132)에서 할당이 가능한 부채널의 개수가 제2 단말(12)에게 할당할 부채널의 개수보다 적은 경우이다.
이후, 제1 기지국(100)은 제2 단말(12)에게 할당할 데이터 영역을 결정한다(S450). 여기서, 제1 기지국(100)은 도 5에 도시된 데이터 영역 결정 방법에 따라 제2 단말(12)에게 할당할 데이터 영역을 결정할 수 있으며, 이하에서는 제1 기지국(100)이 제2 단말(12)에게 할당할 데이터 영역을 제2 FFR 영역(P133)으로 결정한 경우를 가정하여 설명한다.
다음, 제1 기지국(100)은 제2 FFR 영역(P133)에서 할당이 가능한 부채널 중에서 제2 단말(12)에게 할당할 부채널을 결정한다(S460).
다음은 도 7을 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 휴대인터넷 시스템의 제1 기지국(100)이 하향링크 프레임의 데이터 영역 중 제2 FFR 영역(P133)에 대한 송신 전력을 결정하는 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 전력 결정 방법을 도시한 도면이다.
이때, 제2 기지국(200)은 제2 FFR 영역(P133)을 전용 자원 영역으로 사용하며, 제2 기지국(200)의 제2 셀(210)에 위치하는 제4 단말(14)은 제2 FFR 영역(P133)의 부채널을 통해 신호를 제2 기지국(200)으로 전송한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 기지국(100)은 제4 단말(14)로부터의 간섭량을 측정하여, 제2 FFR 영역(P133)에 대한 부하량을 추정한다(S510). 여기서, 제1 기지국(100)은 제4 단말(14)이 제2 FFR 영역(P133)에 대응하는 제2 사운딩 영역(P136)을 통해 주기적으로 송신하는 사운딩 신호를 바탕으로 간섭량을 측정할 수 있다.
여기서, 제1 기지국(100)은 열 잡음에 대한 간섭(Interference over Thermal, 이하에서는 'IoT'라고도 함) 값을 계산하여, 계산된 IoT 값을 바탕으로 부하량을 추정할 수 있다.
이때, 제1 기지국(100)은 수학식 1에 따라 IoT 값(Iot(z,k))을 계산할 수 있다.
Figure 112010025613428-pat00001
수학식 1에서, z는 FFR 영역의 인덱스를 나타내고, k는 프레임의 인덱스를 나타내며, n은 부반송파의 인덱스를 나타낸다. 또한, Nallocated는 할당된 부반송파의 수를 나타내고, Nunused는 사용되지 않는 부반송파의 수를 나타낸다. 또한, I는 간섭 신호의 세기를 나타내고, R은 수신 신호의 세기를 나타내며, σ는 열 잡음(thermal noise)의 세기를 나타낸다.
이때, 제1 기지국(100)은 수학식 2에 따라 IoT 값(Iot(z,k))을 계산할 수도 있다.
Figure 112010025613428-pat00002
수학식 2에서, z는 FFR 영역의 인덱스를 나타내고, k는 프레임의 인덱스를 나타내며, m은 부반송파의 인덱스를 나타낸다. 또한, S는 사운딩 신호의 세기를 나타내고, M은 해당 FFR 영역에 대응하는 사운딩 영역의 부반송파의 수를 나타내며, σ는 열 잡음의 세기를 나타낸다.
또한, 제1 기지국(100)은 계산된 IOT 값(Iot(z,k))에 대한 누적 평균치를 계산하여, 계산된 누적 평균치를 바탕으로 부하량을 추정할 수도 있다.
이때, 제1 기지국(100)은 수학식 3에 따라 누적 평균치(avgIot(z,k))를 계산할 수 있다.
Figure 112010025613428-pat00003
수학식 3에서, z는 FFR 영역의 인덱스를 나타내고, k는 프레임의 인덱스를 나타내며, avg_factor는 누적 평균값의 변이값(variation)를 나타낸다.
다음, 제1 기지국(100)은 추정된 부하량과 미리 정해진 기준 부하량을 비교하여, 제2 FFR 영역(P133)의 송신 전력에 대한 증감 여부를 결정한다(S520).
만약, 송신 전력을 감소시키는 경우, 제1 기지국(100)은 제1 가용 전력을 계산한다(S530). 여기서, 송신 전력을 감소시키는 경우는 추정된 부하량이 기준 부하량보다 큰 경우이다. 이때, 제1 기지국(100)은 수학식 4에 따라 제1 가용 전력(Pavail(z,k))을 계산할 수 있다.
Figure 112010025613428-pat00004
수학식 4에서, z는 FFR 영역의 인덱스를 나타내고, k는 프레임의 인덱스를 나타내며, ΔP는 미리 정해진 송신 전력의 변화량을 나타낸다. 또한, (Pavail(z,k-1))은 k-1번째 프레임에서의 가용 전력을 나타낸다.
이후, 제1 기지국(100)은 단말의 최대 전송 전력과 제1 가용 전력 중 작은 값을 제2 FFR 영역(P133)의 송신 전력으로 설정한다(S540).
만약, 송신 전력을 증가시키는 경우, 제1 기지국(100)은 제2 가용 전력을 계산한다(S550). 여기서, 송신 전력을 증가시키는 경우는 추정된 부하량이 기준 부하량보다 작은 경우이다. 이때, 제1 기지국(100)은 수학식 5에 따라 제2 가용 전력(Pavail(z,k))을 계산할 수 있다.
Figure 112010025613428-pat00005
수학식 5에서, z는 FFR 영역의 인덱스를 나타내고, k는 프레임의 인덱스를 나타내며, ΔP는 미리 정해진 송신 전력의 변화량을 나타낸다. 또한, (Pavail(z,k-1))은 k-1번째 프레임에서의 가용 전력을 나타낸다.
이후, 제1 기지국(100)은 단말의 최대 전송 전력과 제2 가용 전력 중 작은 값을 제2 FFR 영역(P133)의 송신 전력으로 설정한다(S560).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 기지국들간의 통신이 불가능한 휴대인터넷 시스템에서 복수 개의 단말들의 서빙 기지국이 상기 복수 개의 단말들에게 상향링크 프레임의 무선 자원을 할당하는 자원 할당 방법에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 상기 복수 개의 단말들의 각각에서 측정된 반송파 대 간섭 및 잡음비(CINR) 값을 바탕으로 상기 복수 개의 단말들을 반송파 대 간섭 및 잡음비(CINR) 값이 낮은 순서로 정렬하는 단계;
    상기 서빙 기지국이 상기 순서에 따라 상기 복수 개의 단말들을 제1 그룹 또는 제2 그룹으로 분류하는 단계;
    상기 서빙 기지국이 상기 제1 그룹으로 분류된 단말에게 상기 상향링크 프레임에 포함된 복수 개의 데이터 영역 중 상기 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하는 단계; 및
    상기 서빙 기지국이 상기 제2 그룹으로 분류된 단말에게 상기 복수 개의 데이터 영역 중 상기 제2 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하는 단계를 포함하는 자원 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분류하는 단계는
    상기 순서 및 미리 정해진 비율에 따라 상기 복수 개의 단말들을 상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹으로 분류하는 자원 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분류하는 단계는
    상기 서빙 기지국이 상기 복수 개의 단말들 중 제1 단말에서 측정된 반송파 대 간섭 및 잡음비(CINR) 값과 미리 정해진 한계치를 비교하는 단계;
    상기 제1 단말에서 측정된 반송파 대 간섭 및 잡음비(CINR) 값이 상기 한계치를 초과하지 아니한 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 복수 개의 단말의 수에 대한 상기 제1 그룹으로 분류된 단말의 수의 비율에 해당하는 제1 비율과 미리 정해진 기준 비율을 비교하는 단계; 및
    상기 제1 비율이 상기 기준 비율보다 작은 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 제1 단말을 상기 제1 그룹으로 분류하는 단계를 포함하는 자원 할당 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분류하는 단계는
    상기 제1 단말에서 측정된 반송파 대 간섭 및 잡음비(CINR) 값이 상기 한계치를 초과하는 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 제1 단말을 제2 그룹으로 분류하는 단계를 더 포함하는 자원 할당 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 분류하는 단계는
    상기 제1 비율이 상기 기준 비율보다 큰 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 제1 단말을 상기 제2 그룹으로 분류하는 단계를 더 포함하는 자원 할당 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하는 단계는
    상기 서빙 기지국이 상기 제1 그룹으로 분류된 제1 단말에게 할당할 부채널의 개수를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역에서 할당이 가능한 부채널의 개수가 상기 제1 단말에게 할당할 부채널의 개수보다 많은 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역에서 할당이 가능한 부채널 중 상기 제1 단말에게 할당할 부채널을 결정하는 단계를 포함하는 자원 할당 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하는 단계는
    상기 제1 단말에게 할당할 부채널의 개수가 상기 제1 그룹에 대응하는 데이터 영역에서 할당이 가능한 부채널의 개수보다 많은 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 제1 단말을 상기 제1 그룹에서 상기 제2 그룹으로 변경하는 단계; 및
    상기 서빙 기지국이 상기 제2 그룹에 대응하는 데이터 영역에서 할당이 가능한 부채널 중 상기 제1 단말에게 할당할 부채널을 결정하는 단계를 더 포함하는 자원 할당 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 그룹에 대응하는 데이터 영역의 부채널을 할당하는 단계는
    상기 서빙 기지국이 상기 복수 개의 단말 중 제1 단말로부터 상기 서빙 기지국과 인접한 제1 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기 및 제2 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기를 수신하는 단계; 및
    상기 서빙 기지국이 상기 제1 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기와 상기 제2 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기를 비교하여 상기 제2 그룹으로 분류된 상기 제1 단말에 대응하는 데이터 영역을 결정하는 단계를 포함하는 자원 할당 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 단말에 대응하는 데이터 영역을 결정하는 단계는
    상기 제1 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기가 상기 제2 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기보다 작은 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 제1 단말에 대응하는 데이터 영역을 상기 복수 개의 데이터 영역 중 상기 제1 기지국으로부터 전송된 프리앰블에 대응하는 제1 데이터 영역으로 결정하는 단계; 및
    상기 제2 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기가 상기 제1 기지국으로부터 전송된 프리앰블의 수신 신호 세기보다 작은 경우, 상기 서빙 기지국이 상기 제1 단말에 대응하는 데이터 영역을 상기 복수 개의 데이터 영역 중 상기 제2 기지국으로부터 전송된 프리앰블에 대응하는 제2 데이터 영역으로 결정하는 단계를 포함하는 자원 할당 방법.
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