KR101643937B1 - 다중 입출력 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output : MIMO) 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다중 입출력 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 단말의 동작 방법은, 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 대역을 대상으로, 하나 이상의 최적 대역을 결정하는 과정과, 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역을 대상으로, 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI(Precoding Matrix Index) 중 적어도 하나를 결정하는 과정과, 상기 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI 중 적어도 하나를 서빙 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

MIMO, Multi-cell MIMO, CB, PMI coordination

Description

다중 입출력 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ELIMINATING INTER CELL INTERFERENCE IN A MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output : MIMO) 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 입출력 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 고속 및 고품질의 데이터 전송에 대한 요구가 증대됨에 따라, 이를 만족시키기 위한 기술 중의 하나로 다수의 송수신 안테나들을 사용하는 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 기술이 크게 주목되고 있다. 상기 MIMO 기술은 다수의 안테나로 인한 다수의 채널을 이용하여 통신을 수행함으로써, 단일 안테나 시스템보다 채널 용량을 크게 개선시킬 수 있는 기술이다.

상기 MIMO 기술은 송신 빔 패턴 형성 시 단말 측의 채널 정보를 이용하는지 여부에 따라 CL(Closed Loop) MIMO와 OL(Open Loop) MIMO로 구분된다. 상기 CL MIMO의 경우, 단말은 기지국으로 채널 정보를 피드백하고, 기지국은 상기 채널 정보를 바탕으로 적절한 송신 빔을 형성하여 신호를 전송한다. 상기 OL MIMO의 경우, 채널 정보에 대한 피드백이 없으며, 따라서 기지국은 채널 상태와 무관하게 하나의 고정된 빔 패턴 혹은 복수개의 고정된 빔 패턴들을 사용한다.

상기 CL MIMO를 구현하는 하나의 방식으로, 코드북 벡터 인덱스(Codebook Vector Index) 또는 코드북 행렬 인덱스(Codebook Matrix Index)를 피드백하는 방식이 널리 사용되고 있다. 상기 방식에서는 미리 코드북 벡터들로 구성된 코드북(Codebook)이 정의되어 있고, 여기서 각 코드북 벡터들은 공간상에서 이득(gain)을 최대로 하는 방향(direction)을 가진다. 상기 방식에서, 단말은 수신 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio : 이하 'SNR'이라 칭함)를 최대화하는 코드북 벡터 인덱스 또는 코드북 행렬 인덱스를 기지국으로 제공한다. 다시 말해, 단말은 기지국으로부터 수신되는 훈련 신호(Training Signal)을 이용하여 채널을 측정하고, 원하는 SNR을 만족시킬 수 있는 빔포밍 벡터를 선택한다. 이후, 단말은 상기 선택된 빔포밍 벡터의 인덱스, 즉, 빔 인덱스를 기지국으로 피드백하고, 기지국은 단말로부터 피드백되는 빔 인덱스를 사용하여 단말에게 신호를 전송한다. 이로써, 높은 SNR을 보장할 수 있으며, 나아가 성능(throughput)을 최대화시킬 수 있다.

하지만, 모든 기지국들이 동일한 코드북을 사용하기 때문에, 인접한 기지국들이 동일한 주파수 대역을 사용하여 데이터를 전송하는 경우, 셀의 경계에 위치한 단말은 인접 셀의 경계에 위치한 인접 셀 단말이 사용하는 빔 인덱스로 인해 간섭 을 받는 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 기지국 A가 주파수 대역 1을 이용하여 셀 경계에 위치한 단말 A로 데이터를 전송하기 위해 사용하는 빔포밍 벡터의 방향과, 기지국 B가 주파수 대역 1을 이용하여 셀 경계에 위치한 단말 B로 데이터를 전송하기 위해 사용하는 빔포밍 벡터의 방향이 중복되는 경우, 단말 A와 단말 B로 각각 수신되는 신호는 상호 간 간섭으로 작용하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근 표준단체 및 학계에서는 기지국 간의 협력을 통해 셀 간 간섭(Inter Cell Interference : ICI)을 제어하는 기술이 연구되고 있다. 이와 같은 기지국 간 협력 기술의 명칭은 표준 단체에 따라 다르며, 3GPP LTE-A에서는 CoMP(Coordinated Multiple Point Transmission/Reception) 기술이라 하고, IEEE 802.16m에서는 다중 셀 다중 안테나(Multi-cell Multiple Input Multiple Output : Multi-cell MIMO) 기술이라 한다.

상기 CoMP 기술은 크게 CB(Coordinated Beamforming) 기술과 JP(Joint processing/transmission) 기술로 나뉜다. 상기 CB 기술은, 기존의 단일 셀 다중 안테나(Single-cell MIMO) 기술에서와 마찬가지로, 하나의 단말(User Equipment : UE)을 위한 트래픽 데이터(traffic data)가 하나의 기지국으로부터 전송되는 기술이다. 따라서, 상기 CB 기술은 셀 간 패킷 공유(packet sharing)가 필요하지 않으나, 송신 컴바이닝(combining)과 같은 수신 SNR 증대 기술을 사용할 수 없다. 반면, 상기 JP 기술은 하나의 단말을 위한 트래픽 데이터가 둘 이상의 기지국으로부터 전송되는 기술로서, 수신 SNR 증대 기술을 사용하여 SNR을 증대시킬 수 있으나 셀 간 패킷 공유가 필요하다.

상기 CB 기술의 대표적인 예로서 PMI(Precoding Matrix Index) 조정(coordination) 기술이 있다. 상기 PMI 조정 기술은, 단말들이 각각의 서빙 기지국들로 피드백하는 정보에 기반하여 인접 셀들에 적용된 프리코더(percoder)들을 조정(coordinating)함으로써, 셀 간 간섭을 완화하는 기술이다. 상기 PMI 조정 기술에서, 단말은 가장 많은 간섭을 일으키는 PMI(이하 'worst PMI'라 칭함) 혹은 가장 적은 간섭을 일으키는 PMI(이하 'best PMI'라 칭함)를 검색하여 서빙 기지국으로 피드백한다. 이때, 서빙 기지국은 인접 기지국으로 PMI 조정 요청(PMI coordination request)을 보내어, 상기 단말로부터 피드백되는 worst PMI 혹은 best PMI를 상기 인접 기지국에 알려줌으로써, 상기 worst PMI의 사용을 제한(PMI restriction)하거나 혹은 상기 best PMI의 사용을 추천(PMI recommendation)할 수 있다. 이에 따라 인접 기지국은 상기 worst PMI를 사용하지 않거나 혹은 상기 best PMI를 사용하게 되며, 이로써 셀 간 간섭을 완화시킬 수 있다.

상기 PMI 조정 기술에는 몇 가지 고유한 문제점이 존재한다.

첫째, 각 무한 대역폭(infinite bandwidth)을 사용하여 셀 경계 단말과 서빙 기지국간, 혹은 기지국들간에 시그널링(signalling)이 이루어지는 이상적인 조건 하에서는 이상적인 성능(ideal performance)을 얻을 수 있다. 하지만, 실제로 제한된 대역폭을 사용한 구현에서는 간섭을 주는 모든 부대역(subband) 및 모든 PMI를 완벽히 제거할 수 없기 때문에 잔여 간섭(residual interference)이 언제나 존재하며 따라서 이상적인 성능을 달성하기는 어렵다. 따라서, 보다 효과적인 시그널링이 필요하다.

둘째, 셀 경계 단말이 자신의 성능(throughput)을 높이기 위해서 주변의 모든 간섭 셀(interfering cell)에 대해서 PMI 조정 요청을 보내고자 하는 것과 마찬가지로, 타셀(other cell)의 경계 단말도 PMI 조정 요청을 보내고자 한다는 점이다. 이와 같이, 각 셀 경계 단말이 너무 이기적으로 많은 PMI 조정 요청을 보내면, 타셀의 경계 단말로부터도 많은 수의 PMI 조정 요청을 받게 되므로, 모든 기지국에서 자신의 단말을 서빙할 대역(Band)/PMI가 부족해진다. 즉, 서빙 셀 관점과 타셀 관점에는 항상 충돌(conflict)이 존재한다.

셋째, 반면에 간섭을 주는 셀(interfering cell)이 간섭을 받는 셀(interfered cell)로부터 너무 적은 수의 PMI 조정 요청만 받아들이는 경우, 간섭을 주는 셀은 여전히 주변 셀들에게 간섭을 주는 Band/PMI를 사용하게 될 것이므로, PMI 조정 이득(PMI coordination gain)이 작게 된다.

따라서, 셀 간의 충돌을 줄이면서 셀 간 간섭을 효율적으로 줄일 수 있는 방안이 필요하다.

본 발명의 목적은 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 최소화할 수 있도록 PMI(Precoding Matrix Index)를 선택하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 단말이 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 Band를 대상으로 일정 개수의 최적 대역(best Band)을 결정하고, 상기 결정된 일정 개수의 best Band를 대상으로 하여 간섭을 주는 인접 셀로 PMI 제한을 요청하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기를 best Band 갱신 주기와 같거나, Best band 갱신 주기보다 작게 설정함으로써, 정확한 PMI 제한이 가능하도록 하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 단말이 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 결정하여, 결정 결과에 따라 인접 셀로부터의 Band 및 PMI 사용 제한 요청을 수락 또는 무시하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 단말의 위치(geometry) 값을 정의하여, 단말로 하여금 상기 단말의 위치 값을 계산하여 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 판단하도록 하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 경계 단말과 셀 중심 단말로 구분된 단말들에 대해 요청 셋 관련 파라미터 중 n_restPMI(사용을 제한하는 PMI의 개수)와 n_restBand(사용을 제한하는 Band의 개수)의 값을 차등적으로 운영하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 단말의 동작 방법은, 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 대역을 대상으로, 하나 이상의 최적 대역을 결정하는 과정과, 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역을 대상으로, 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI 중 적어도 하나를 결정하는 과정과, 상기 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI 중 적어도 하나를 서빙 기지국으로 피드백하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 단말이 셀 간 간섭을 제거하기 위한 장치는, 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 대역을 대상으로, 하나 이상의 최적 대역을 결정하는 최적 대역 결정부와, 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역을 대상으로, 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI 중 적어도 하나를 결정하는 요청 셋 결정부와, 상기 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI 중 적어도 하나를 서빙 기지국으로 피드백하는 피드백 송신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 단말이 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 Band를 대상으로 일정 개수의 best Band를 결정하고, 상기 결정된 일정 개수의 best Band 상에서 worst PMI를 찾은 후 간섭을 주는 인접 셀로 PMI 제한을 요청함으로써, 모든 Band 모든 PMI에 대해서 worst PMI들을 찾는 기존 방법에 비해 셀 간의 충돌을 줄이면서 셀 간 간섭을 효율적으로 줄이고, 나아가 셀 경계 단말의 성능(throughut)을 개선할 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 다중 입출력(Multiple Input Multiple Output : MIMO) 무선 통신 시스템에서 셀 간 간섭(Inter Cell Interference : ICI)을 제거하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하 'OFDMA'라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한, 이하 본 발명은 PMI 조정 기술 중 셀 경계 단말에게 많은 간섭을 일으키는 PMI의 사용을 제한(PMI restriction)하는 기술을 전제로 설명할 것이나, 셀 경계 단말에게 적은 간섭을 일으키는 PMI의 사용을 추천(PMI recommendation)하는 기술에도 적용 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에서 고려하는 복수 개의 셀들이 존재하는 환경에서 셀 간 간섭이 발생하는 상황을 도시한 예시도이다.

상기 도 1을 참조하면, 복수 개의 셀들, 예를 들어 셀 A(110), 셀 B(120), 셀 C(130)가 하나의 클러스터(cluster)(100)를 구성하는 환경을 가정한다. 상기 셀 A(110)를 관장하는 기지국(Base Station : BS) A(111)는 서비스 영역 내에서 단말(Mobile Station : MS) A(112)와 통신을 수행한다. 마찬가지로, 상기 셀 B(120)를 관장하는 기지국 B(121)는 서비스 영역 내에서 단말 B(122)와 통신을 수행하고, 상기 셀 C(130)를 관장하는 기지국 C(131)는 서비스 영역 내에서 단말 C(132)와 통신을 수행한다. 하나의 클러스터(100) 내에서 기지국 A(111), 기지국 B(121), 기지국 C(131)는 백본 망을 통해 서로 통신을 수행한다.

이와 같이 복수 개의 셀들이 인접한 경우, 인접한 셀 간에 간섭이 발생하게 된다. 예를 들어, 기지국 A(111)가 셀 A(110)의 경계에 위치한 단말 A(112)로 Band 1 상에서 신호를 전송하고, 기지국 B(121)가 셀 B(120)의 경계에 위치한 단말 B(122)로 Band 1 상에서 신호를 전송하며, 기지국 C(131)가 셀 C(130)의 경계에 위치한 단말 C(132)로 Band 1 상에서 신호를 전송하는 상황을 가정하자. 또한, 단말 A(112), 단말 B(122), 단말 C(132)는 셀 A(110), 셀 B(120), 셀 C(130)가 맞닿아 있는 경계에 위치한다고 가정하자. 이 경우, 단말 A(112)는 기지국 A(111)로부터 신호를 수신함에 있어, 기지국 B(121)가 단말 B(122)로 전송하는 신호와 기지국 C(131)가 단말 C(132)로 전송하는 신호에 의해 간섭을 받게 된다. 상기 도 1에서 화살표는 PMI에 의한 빔 패턴의 최대화 방향을 가리킨다. 즉, 단말 A(112)는 단말 B(122)와 단말 C(132)가 사용하는 PMI로 인해 심한 간섭을 받게 된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 경계 단말이 간섭을 측정하고, 측정 결과를 기반으로 요청 셋을 결정하여 서빙 기지국으로 보고하며, 서빙 기지국이 보고받은 요청 셋을 간섭 기지국으로 전송하기 위한 방법을 도시한 예시도이다.

여기서, 상기 도 2를 설명함에 앞서, 관련된 파라미터(parameter)를 설명하면 다음과 같다.

- N_DI : 주요 간섭 기지국들의 수. 즉 셀 경계 단말에게 영향을 미치는 주 요 간섭 기지국들의 개수.

- n_restPMI : 사용을 제한하는 PMI의 개수

- n_restBand : 사용을 제한하는 Band의 개수

상기 도 2를 참조하면, 셀 A(210)의 경계에 위치한 단말 A(212)와 단말 B(213)는 각각 타셀로부터 수신되는 주요 간섭 기지국(dominant interfering BS)들에 대해 간섭을 측정하고, 상기 측정에 따라 주요 간섭 기지국별로 간섭 정보를 포함하는 요청 셋(request set)(200-1 ~200-7)을 결정하여, 기지국 A(211)로 피드백한다. 여기서, 단말 A(212)와 단말 B(213)는 각 주요 간섭 기지국들에 대해 간섭을 측정할 때, 모든 Band 모든 PMI에 대해서 간섭을 측정한 후, 가장 간섭을 많이 미치는 n_restPMI x n_restBand 경우를 찾으며, 최적의 성능을 위해 n_restPMI와 n_restBand는 적절한 값으로 결정되어야 한다.

여기서, 주요 간섭 기지국별 요청 셋(200)은 다음의 정보를 포함한다.

- index(es) of restPMI - 사용을 제한하는 PMI의 인덱스(들)

- index(es) of restBand - 사용을 제한하는 Band의 인덱스(들)

- additional information - 추가 정보. 예를 들어, index of restPMI와 index of restBand에서 측정된 간섭 정보.

- interfering cell index - 간섭을 일으키는 셀 인덱스

기지국 A(211)는 단말 A(212)와 단말 B(213)로부터 각각 수신되는 주요 간섭 기지국별 요청 셋(200-1 ~200-7)에서 임의의 개수(N1)의 요청 셋을 선택하고, 백본 망을 통해 상기 선택된 요청 셋에 대응하는 간섭 기지국으로 해당 요청 셋을 전송 한다.

참고적으로, 상기 도 2의 경우, 설명의 편의를 위해 n_restBand 및 index(es) of restBand라는 가장 일반적인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명에 따른 실시 예에 따라, n_rest Band는 best Band의 개수(number of best bands)로 한정하고, index(es) of restBand는 best Band의 인덱스(들)(indexes of best bands)로 한정할 수 있다.

또한 참고적으로, 상기 도 2의 경우, 단말 A는 각 주요 간섭 기지국마다 정방형의 요청 셋 한 개씩을 결정하는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, worst PMIs 검색 결과에 따라서 다양한 형태/갯수의 요청 셋이 가능함은 물론이다. 예를 들어, n_restBand =1, n_restPMI=1로 하되, 이러한 1x1 크기의 요청 셋 여러 개를 결정할 수 있다.(예: PMI1 @ subband 1, PMI 2 @ subband 2, PMI 5 @ subband 8)

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 경계 단말이 간섭을 측정하고, 측정 결과를 기반으로 요청 셋을 결정하여 서빙 기지국으로 보고하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 셀 경계에 위치한 단말은 301단계에서 타셀로부터 수신되는 주요 간섭 기지국들에 대해 best N-Band 상에서 모든 PMI들에 대해 간섭을 측정한다. 즉, 상기 단말은 주변 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 Band를 대상으로 서빙 셀 내 best N-bands를 먼저 결정한 후에, 상기 결정된 best N-bands 상에서 주요 간섭 기지국별로 n_restPMI 만큼의 가장 worst한 PMI를 결정한다.

다른 실시 예로, 상기 단말은 상기와 같이 결정된 서빙 셀 내 best N-Band를 포함하는 n_restBand 크기의 슈퍼셋(superset)과 임의의 개수의 PMI에 대해서만 주요 간섭 기지국들에 대한 간섭을 측정할 수도 있다. 즉, 임의의 시간

에서 단말이 서빙 기지국으로 best N-band를 보고하더라도, 채널 환경에 따라

만큼의 시간이 경과한 후에는 best N-bands 자체가 바뀔 수 있으므로,

시점에서의 new best N-bands를 고려하여 슈퍼셋을 구성한다.

또 다른 실시 예로, 상기 단말은 상기와 같이 결정된 서빙 셀 내 best N-Band와 상관없이, 모든 Band 모든 PMI에 대해 간섭을 계산한 후 가장 worst한 n_restBand x n_restPMI 경우를 찾을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예는 셀 경계 단말에게 많은 간섭을 일으키는 PMI의 사용을 제한(PMI restriction)하는 기술을 전제로 하고 있지만, 셀 경계 단말에게 적은 간섭을 일으키는 PMI의 사용을 추천(PMI recommendation)하는 기술을 전제로 하는 경우, 상기 주요 간섭 기지국들에 대한 간섭 측정은 상기와 같이 결정된 서빙 셀 내 best N-Band를 제외한 나머지 Band에 대해서만 수행할 수 있으며, 이에 따라 단말은 적은 간섭을 일으키는 PMI의 사용을 추천할 수도 있다.

이후, 상기 단말은 303단계에서 상기 측정에 따라 주요 간섭 기지국별로 간섭 정보를 포함하는 요청 셋을 결정하고, 305단계에서 서빙 기지국으로 상기 결정된 주요 간섭 기지국별 요청 셋을 피드백한다.

이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 서빙 기지국이 셀 경계 단말로부터 보고받은 요청 셋을 간섭 기지국으로 전송하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 서빙 기지국은 401단계에서 셀 경계 단말들로부터 주요 간섭 기지국별 요청 셋이 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 401단계에서, 셀 경계 단말들로부터 주요 간섭 기지국별 요청 셋이 수신됨이 감지될 시, 상기 서빙 기지국은 403단계에서 상기 셀 경계 단말들로부터 수신된 주요 간섭 기지국별 요청 셋에서 가장 간섭을 많이 일으키는 임의의 개수(N1)의 요청 셋을 선택한다.

이후, 상기 서빙 기지국은 405단계에서 백본 망을 통해 상기 선택된 요청 셋에 대응하는 간섭 기지국으로 해당 요청 셋을 전송하여, 해당 Band 및 PMI에 대한 사용 제한을 요청한다.

이후, 상기 서빙 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 간섭 기지국이 서빙 기지국으로부터 요청 셋을 수신하기 위한 방법을 도시한 예시도이다.

상기 도 5를 참조하면, 셀 C(510)가 서비스 영역 내 단말로 신호를 전송하는 과정에서 셀 A, 셀 D, 셀 E, 셀 F에게 간섭을 미치는 상황을 가정한다. 이에 따라 셀 C(510)를 관장하는 기지국 C(511)는 백본 망을 통해 셀 A로부터 2개의 요청 셋(500-1, 500-2)을 수신하고, 셀 D, 셀 E, 셀 F로부터 각각 하나의 요청 셋(500-3, 500-4, 500-5)을 수신할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 간섭 기지국이 서빙 기지국으로부터 요청 셋을 수신하고, 수신된 요청 셋을 기반으로 Band-PMI 자원 행렬(Band-PMI resource matrix)을 갱신하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 6을 참조하면, 간섭 기지국은 601단계에서 주변 기지국들로부터 Band 및 PMI에 대한 사용 제한을 요청하는 요청 셋이 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 601단계에서, 주변 기지국들로부터 요청 셋이 수신됨이 감지될 시, 상기 간섭 기지국은 603단계에서 상기 수신된 요청 셋에서 요청을 수락할 임의의 개수(N2)의 요청 셋을 선택한다.

이후, 상기 간섭 기지국은 605단계에서 Band-PMI 자원 행렬에서 상기 선택된 요청 셋에 대응하는 요소를 마스크 아웃(mask out)하여, 상기 Band-PMI 자원 행렬을 갱신한다. 예를 들면, 상기 간섭 기지국은 상기 주변 기지국들로부터 수신된 요청 셋을 조합(union)의 방법으로 결합하여 도 7과 같은 Band-PMI 자원 행렬을 구성할 수 있다. 상기 도 7에서 Band-PMI 자원 행렬의 요소들 중 패턴이 그려진 요소(701)는, 상기 간섭 기지국이 주변 셀의 경계 단말로부터 대응하는 Band 및 PMI의 사용 제한에 대한 요청 셋을 수신함에 따라 마스크 아웃된 것이다. 또한, 상기 도 7에서 Band-PMI 자원 행렬의 요소들 중 패턴이 그려지지 않은 요소(702)는, 상기 간섭 기지국이 주변 셀의 경계 단말로부터 대응하는 Band 및 PMI의 사용 제한에 대한 요청 셋을 수신하지 않음에 따라 마스크 아웃되지 않은 것이다.

이후, 상기 간섭 기지국은 607단계에서 셀 내 단말로 상기 갱신된 Band-PMI 자원 행렬에 대한 정보를 방송한다.

이후, 상기 간섭 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 간섭 기지국의 셀 내 단말이 갱신된 Band-PMI 자원 행렬을 수신하고, 수신된 Band-PMI 자원 행렬을 기반으로 best Band를 결정하며, 결정된 best Band의 PMI를 결정하여 보고하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 8을 참조하면, 간섭 기지국의 셀 내 단말은 801단계에서 상기 간섭 기지국으로부터 갱신된 Band-PMI 자원 행렬에 대한 정보가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 801단계에서, 갱신된 Band-PMI 자원 행렬에 대한 정보가 수신됨이 감지될 시, 상기 단말은 803단계에서 상기 갱신된 Band-PMI 자원 행렬에서 마스크 아웃되지 않은 요소들을 결정하고, 즉 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 요소를 결정하고, 805단계로 진행하여 상기 결정된 요소들의 CQI들을 결정한다.

이후, 상기 단말은 807단계에서 상기 결정된 CQI들을 기반으로 임의의 개수(N)의 best Band를 결정하고, 상기 결정된 best Band 각각에 대한 best PMI를 결정한다.

이후, 상기 단말은 809단계에서 서빙 기지국인 상기 간섭 기지국으로 상기 결정된 best N-Band, 상기 결정된 best N-Band 각각에 대한 best PMI, 이에 대응하는 CQI를 피드백한다.

이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기(update period)를 도시한 도면이다.

상기 도 9를 참조하면, 먼저 (a)와 같이, Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기는 best N-Band 갱신 주기보다 크게 설정될 수 있다. 예를 들어, t0 시점에서 best N-Band가 갱신되고, t0 시점에서 상기 갱신된 best N-Band에 대해서만 주요 간섭 기지국별 요청 셋이 결정되며, t0 시점에서 상기 결정된 요청 셋을 기반으로 Band-PMI 자원 행렬이 갱신된다. t1 시점에서 best N-Band는 다시 갱신되나, Band-PMI 자원 행렬은 갱신되지 않는다. 이에 따라 t0 시점에서 갱신된 Band-PMI 자원 행렬은 t1 시점에서 부정확할 수 있다.

다음으로 (b)와 같이, Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기는 best N-Band 갱신 주기와 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어, t0 시점에서 best N-Band가 갱신되고, t0 시점에서 상기 갱신된 best N-Band에 대해서만 주요 간섭 기지국별 요청 셋이 결정되며, t0 시점에서 상기 결정된 요청 셋을 기반으로 Band-PMI 자원 행렬이 갱 신된다. 동일한 방법으로 t1 시점에서도 best N-Band와 Band-PMI 자원 행렬이 갱신된다. 이에 따라 t1 시점에서의 부정확성 문제가 해결된다.

마지막으로 (c)와 같이, Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기는 best N-Band 갱신 주기보다 작게 설정될 수 있다. 즉, 단말은 best N-Band를, best N-Band 갱신 주기 보다 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기를 작게 설정하여 업데이트한다. 동시에 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기는 Desired PMI/CQI 갱신/보고 주기와 동일하게 설정될 수 있다. 즉, Desired PMI/CQI가 갱신/보고될 때마다 Band-PMI 자원 행렬을 갱신함에 따라, 변경되는 Desired PMI/CQI를 바로 고려할 수 있다. 예를 들어, t0, t1, t2, t3 시점에서 Desired PMI/CQI가 갱신/보고되고, t0, t2 시점에서 best N-Band가 갱신되며, t0, t2 시점에서 상기 갱신된 best N-Band에 대해서만 주요 간섭 기지국별 요청 셋이 결정되고, t0, t1, t2, t3 시점에서 상기 결정된 요청 셋을 기반으로 Band-PMI 자원 행렬이 갱신된다. 이와 같은 (c)의 방법의 경우, (b)의 방법보다 잦은 피드백이 필요하지만, Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기의 중간마다 인접셀에서 Desired PMI 계산이 바뀌기 때문에 (b)의 방법보다 개선된 성능을 보여줄 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 실시 예에서는 기지국이 Band-PMI 자원 행렬을 구성함에 있어서, 특정 요소가 타셀의 경계 단말에게 간섭을 미칠 수 있다면 해당 요소를 마스크 아웃하여 셀 경계 단말이 사용 제한을 요청받은 요소를 사용하지 않도록 한다. 하지만, 사용 제한을 요청받은 요소가 셀 경계 단말에게도 필요한 요소일 수 있다. 도 10을 예로 들면, 셀 A(1010)의 경계에 위치하는 단말 A(1012)와 셀 C(1020)의 경계에 위치하는 단말 C(1022) 사이에서, 예를 들어 단말 A(1012)가 셀 C(1020)에 대해 특정 Band 특정 PMI를 제한함에 반해, 단말 C(1022)는 상기 특정 Band 특정 PMI를 best PMI @ best Band로 요청하는 충돌 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 다른 실시 예로, Band-PMI 자원 행렬에서 마스크 아웃된 요소에 대해, 각 단말로 하여금 단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 판단하여, 셀 경계 단말이라고 판단되면 상기 마스크 아웃된 요소에 대한 사용 제한 요청을 무시하고, 셀 경계 단말이 아니라고 판단되면 상기 마스크 아웃된 요소에 대한 사용 제한 요청을 수락하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 셀 중심에 위치하는 단말들만 상기 마스크 아웃된 요소에 대한 사용 제한 요청을 수락하므로, 셀 중심 단말들의 양보에 의해 셀 경계 단말들의 이득이 확보되게 된다. 여기서, 셀 경계 단말들의 경우, 타셀로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한을 요청하지만, 셀 중심 단말들의 경우, 타셀로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한을 요청하지 않도록 구성할 수 있다.

이를 위해 본 발명에서는 하기 <수학식 1>과 같은 단말의 위치 값을 정의하며, 단말은 상기 단말의 위치 값을 계산함으로써 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 상기

은 서빙 셀로부터의 경로 손실과 쉐도윙에 의해 분리되는 안테나 이득으로, 서빙 셀로부터 수신되는 롱텀(long term) 채널 파워를 의미하고, 상기

는 타셀들로부터의 경로 손실과 쉐도윙에 의해 분리되는 안테나 이득의 합으로, 타셀들로부터 수신되는 롱텀 채널 파워를 의미한다.

여기서, 상기 단말의 위치 값을 이용한 셀 경계 단말의 구분을 위해, 도 11의 (a)와 같이, 단말의 위치 값의 CDF(cumulative distribution funciton) 상에서 하나의 위치 값을 기준값(threshold)으로 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 결정된 기준값보다 작은 위치 값을 가지는 단말은 셀 경계 단말로 구분하고, 상기 결정된 기준값보다 크거나 같은 위치 값을 가지는 단말은 셀 중심 단말로 구분할 수 있다.

여기서, 상기 기준값을 너무 높게 결정하면, 셀 경계 단말이 광범위하게 정의되기 때문에 많은 단말들이 요청 셋을 내보내게 되며 따라서 셀 경계 단말 간 충돌이 발생하게 된다. 따라서, 상기 도 11의 (b)와 같이, 위치 값의 CDF 상에서 두 개의 위치 값을 제 1 기준값(Lower threshold)과 제 2 기준값(Upper threshold)으로 결정할 수 있다. 이 경우, 단말들은 3개의 그룹으로 그룹핑된다. 먼저, 상기 결정된 제 1 기준값보다 작은 위치 값을 가지는 단말은 제 1 그룹으로 그룹핑하여 가장 셀 경계에 위치하는 단말로 구분한다. 상기 제 1 그룹 내 단말들의 경우, 타셀로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한을 요청하지만, 타셀(예를 들어, 타셀의 제 1 그룹 내 단말 또는 타셀의 제 2 그룹 단말)로부터의 특정 Band 및 PMI의 사용 제한 요청은 무시하며, 위치 값이 제 1 기준값보다 큰 단말들의 양보에 의해 이득을 얻 는다. 이 경우, 제 1 그룹 내 단말들간의 충돌은 여전히 피할 수 없으나, 제 1 기준값 자체가 낮은 값이므로 확률적으로는 드물다고 볼 수 있다. 다음으로, 상기 결정된 제 1 기준값보다 크거나 같지만 제 2 기준값보다는 작은 위치 값을 가지는 단말은 제 2 그룹으로 그룹핑하여, 상기 제 1 그룹 내 단말들보다는 셀 중심에 가깝게 위치하는 단말로 구분한다. 상기 제 2 그룹 내 단말들의 경우, 타셀로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한을 요청하면서, 동시에 타셀(예를 들어, 타셀의 제 1 그룹 내 단말 또는 타셀의 제 2 그룹 단말)로부터의 특정 Band 및 PMI의 사용 제한 요청도 수락하며, 위치 값이 제 2 기준값보다 큰 단말들(제 3 그룹)의 양보에 의해 이득을 얻는다. 이 경우, 제 2 그룹 내 단말들 간에는 서로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한 요청을 수락하고, 따라서 제 2 그룹 내 단말간에는 여전히 충돌이 있으며, 제 1 그룹 내 단말에 대해서는 양보한다. 마지막으로, 상기 결정된 제 3 기준값보다 크거나 같은 위치 값을 가지는 단말은 제 3 그룹으로 그룹핑하여, 셀 중심에 위치하는 단말로 구분한다. 상기 제 3 그룹 내 단말들의 경우, 타셀로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한을 요청하지 않으면서, 동시에 타셀(예를 들어, 타셀의 제 1 그룹 내 단말 또는 타셀의 제 2 그룹 단말)로부터의 특정 Band 및 PMI의 사용 제한 요청을 수락하며, 상기 제 3 그룹 내 단말들의 양보에 의해 제 1 및 제 2 그룹들이 이득을 얻는다. 상기 제 3 그룹 내 단말들간에는 여전히 충돌이 일어난다.

한편, 본 발명에 따른 Band-PMI 자원 행렬을 구성함에 있어서 최적의 성능을 위해서는 적절한 비율의 요소만이 마스크 아웃되어야 한다. 이를 위해 n_restPMI와 n_restBand를 적절한 값으로 결정해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 상기와 같이 단말의 위치 값을 이용하여 구분된 단말들에 대해 n_restPMI와 n_restBand의 값을 차등적으로 운영하는 방안을 제안한다. 예를 들어, 상기 도 11의 (b)의 경우, 제 1 그룹 내 단말들에 대해 가장 큰 값의 n_restPMI와 n_restBand를 사용하도록 구성하고, 제 2 그룹 내 단말들에 대해 제 1 그룹 내 단말들보다 작은 값의 n_restPMI와 n_restBand를 사용하도록 구성하며, 제 3 그룹 내 단말들에 대해 제 1, 제 2 그룹 내 단말들보다 작은 값의 n_restPMI와 n_restBand를 사용하도록 구성할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 단말은 다수의 RF(Radio Frequency)수신기들(1202-1 내지 1202-N), 다수의 OFDM복조기들(1204-1 내지 1204-N), 다수의 부반송파디매핑기들(1206-1 내지 1206-N), 다수의 심벌복조기들(1208-1 내지 1208-N), 다수의 복호화기들(1210-1 내지 1210-N), 데이터버퍼(1212), 채널품질측정기(1214), Band-PMI 자원 행렬 정보 획득부(1216), best Band 및 best PMI 결정부(1218), 요청 셋 결정부(1220), 피드백송신기(1222)를 포함하여 구성된다.

상기 도 12를 참조하면, 상기 다수의 RF수신기들(1202-1 내지 1202-N) 각각은 안테나를 통해 수신된 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 다수의 OFDM복조기들(1204-1 내지 1204-N) 각각은 상기 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, CP(Cyclic Prefix)를 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소 심벌(complex symbol)들을 복원한다. 상기 다수의 부반송파디매핑기들(1206-1 내지 1206-N) 각각은 상기 복소 심벌들에서 실제 데이터 복소 심벌들을 추출하여 연결되는 각각의 심벌복조기들(1208-1 내지 1208-N)로 제공하고, 채널추정을 위한 미리 정해진 위치의 심벌(예 : 파일럿 심벌)들을 추출하여 채널품질 측정기(1214)로 제공한다. 상기 다수의 심벌복조기들(1208-1 내지 1208-N) 각각은 상기 복소 심벌들을 복조함으로써 부호화된 비트열로 변환한다. 상기 다수의 복호화기들(1210-1 내지 1210-N) 각각은 상기 부호화된 비트열을 복호화한다. 상기 데이터버퍼(1212)는 상기 다수의 복호화기들(1210-1 내지 1210-N)에 의해 복호화된 정보 비트열을 임시 저장한다.

상기 채널품질측정기(1214)는 상기 다수의 부반송파디매핑기들(1206-1 내지 1206-N)로부터 제공되는 신호를 이용하여 서빙 기지국과의 채널 품질을 측정하고, 이를 기반으로 채널 품질 지시자(Channel Quality Indicator : CQI)를 결정한다. 다시 말해, 상기 채널품질측정기(1214)는 상기 서빙 기지국으로부터 할당받은 부채널을 통해 상기 서빙 기지국으로부터 수신되는 신호의 전력 및 그 외 신호의 전력 간 비율을 측정한다. 여기서, 상기 채널 품질은 SNR, CINR 및 SINR 중 하나이다. 또한, 상기 채널품질측정기(1214)는 인접 기지국들로부터의 간섭 전력을 측정한다.

상기 Band-PMI 자원 행렬 정보 획득부(1216)는 상기 데이터버퍼(1212)를 통해 서빙 기지국으로부터 제공되는 band-PMI 자원 행렬 정보를 획득하고, 상기 획득된 band-PMI 자원 행렬에서 마스크 아웃되지 않은 요소를 결정한다. 또한, 상기 Band-PMI 자원 행렬 정보 획득부(1216)는 상기 채널품질측정기(1214)에 의해 결정된 CQI에서 상기 마스크 아웃되지 않은 요소에 대응하는 CQI를 추출한다.

상기 best Band 및 best PMI 결정부(1218)는 상기 획득된 band-PMI 자원 행렬에서 마스크 아웃되지 않은 요소들 중, 가장 큰 CQI를 가지는 N개의 best Band를 결정하고, 상기 결정된 best Band 각각에 대한 best PMI를 결정하여 대응하는 CQI와 함께 피드백 정보를 생성한다. 여기서, 상기 best Band 및 best PMI 결정부(1218)는 best Band 갱신 주기 보다 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기를 작게 혹은 같게 설정하여 상기 best Band를 업데이트한다.

상기 요청 셋 결정부(1220)는 상기 채널품질측정기(1214)로부터 제공되는 인접 기지국들로부터의 간섭 전력에서, 주요 간섭 기지국들에 대해 상기 best Band 및 best PMI 결정부(1218)에서 결정된 best N bands 상에서 모든 가능한 인접셀 PMI에 대해 간섭 전력을 추출하고, 이를 기반으로 상기 주요 간섭 기지국별로 추출된 간섭 전력 정보를 포함하는 요청 셋을 결정하여 피드백 정보를 생성한다.

상기 피드백송신기(1222)는 상기 best Band 및 best PMI 결정부(1218)와 요청 셋 결정부(1220)에 의해 생성된 피드백 정보를 서빙 기지국으로 송신한다. 즉, 상기 피드백송신기(1222)는 상기 피드백 정보를 부호화 및 변조함으로써 신호로 변환하고, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌을 구성한 후, 안테나를 통해 송신한다.

도시하지는 않았으나, 상기 단말은 요청 셋 수신부를 더 포함하여 구성된다. 상기 요청 셋 수신부는 단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 결정하고, 상기 단말이 셀 경계 단말임이 결정될 시, 인접 셀로부터의 대역 및 PMI 사용 제한 요청을 무시하며, 상기 단말이 셀 경계 단말이 아님이 결정될 시, 인접 셀로부터의 대역 및 PMI 사용 제한 요청을 수락할 수 있다. 여기서, 단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부는 상기 <수학식 1>을 이용하여 결정한다. 다른 실시 예로, 상기 요청 셋 수신부는 단말 자신의 위치에 따라 단말 자신이 속하는 그룹을 결정하고, 상기 단말이 제 1 그룹 단말임이 결정될 시, 인접 셀의 제 1 그룹 단말 또는 2 그룹 단말로부터의 Band 및 PMI 사용 제한 요청을 무시할 수 있다. 또한, 상기 요청 셋 수신부는 상기 단말이 제 2 그룹 단말임이 결정될 시, 인접 셀의 제 1 그룹 단말 또는 2 그룹 단말로부터의 Band 및 PMI 사용 제한 요청을 수락할 수 있다. 또한 상기 요청 셋 수신부는 상기 단말이 제 3 그룹 단말임이 결정될 시, 인접 셀의 제 1 그룹 단말 또는 인접 셀의 제 2 그룹 단말로부터의 Band 및 PMI 사용 제한 요청을 수락할 수 있다. 이 경우 제 1 그룹 단말 또는 제 2 그룹 단말은 인접 셀로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한을 요청할 수 있고, 제 3 그룹 단말은 인접 셀로 특정 Band 및 PMI의 사용 제한을 요청하지 않는다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한 블럭도이다.

도시된 바와 같이, 기지국은 백본통신기(1302), 요청 셋 선택부(1304), Band-PMI 자원 행렬 정보 생성부(1306), 피드백수신기(1308), Band 및 PMI 결정기(1310), 데이터버퍼(1312), 다수의 부호화기들(1314-1 내지 1314-N), 다수의 심벌변조기들(1316-1 내지 1316-N), 간섭제거프리코더(1318), 다수의 부반송파매핑기들(1320-1 내지 1320-N), 다수의 OFDM변조기들(1322-1 내지 1322-N), 다수의 RF 송신기들(1324-1 내지 1324-N)을 포함하여 구성된다.

상기 도 13을 참조하면, 상기 백본통신기(1302)는 인접 기지국들과 백본망을 통해 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 특히, 상기 백본통신기(1302)는 상기 요청 셋 선택부(1304)로부터 제공되는 요청 셋을, 해당 요청 셋에 대응하는 인접 기지국으로 전송하고, 인접 기지국들로부터 수신되는 요청 셋을 상기 요청 셋 선택부(1304)로 제공한다.

상기 요청 셋 선택부(1304)는 상기 피드백수신기(1308)를 통해 셀 경계 단말들로부터 수신되는 주요 간섭 기지국별 요청 셋들 중에서 가장 간섭을 많이 일으키는 임의의 개수(N1개)의 요청 셋을 선택하고, 상기 선택된 요청 셋을 상기 백본통신기(1302)으로 제공한다. 또한, 상기 요청 셋 선택부(1304)는 상기 백본통신기(1302)를 통해 인접 기지국들로부터 수신되는 요청 셋에서 요청을 수락할 임의의 개수(N2개)의 요청 셋을 선택하고, 상기 선택된 임의의 개수(N2개)의 요청 셋을 상기 Band-PMI 자원 행렬 정보 생성부(1306)로 제공한다.

상기 Band-PMI 자원 행렬 정보 생성부(1306)는 band-PMI 자원 행렬에서 상기 요청 셋 선택부(1304)으로부터 제공되는 임의의 개수(N2개)의 요청 셋에 대응하는 요소를 마스크 아웃함으로써 band-PMI 자원 행렬을 구성 및 갱신하고, 상기 구성 및 갱신된 band-PMI 자원 행렬에 대한 정보를 상기 데이터버퍼(1312)로 제공하여 셀 내 단말들에게 방송한다.

상기 피드백수신기(1308)는 단말로부터 피드백 정보를 수신한다. 상기 수신된 피드백 정보 중, 주요 간섭 기지국별 요청 셋은 상기 요청 셋 선택부(1304)로 제공하고, best Band와 best PMI 및 이에 대응하는 CQI는 상기 Band 및 PMI 결정기(1310)로 제공한다.

상기 Band 및 PMI 결정기(1310)는 상기 피드백수신기(1308)로부터 제공되는 각 단말별 best Band와 best PMI 및 이에 대응하는 CQI를 이용하여, 해당 단말에게 신호를 전송할 시 사용할 Band와 PMI를 결정한다. 상기 결정된 Band와 PMI를 상기 간섭제거프리코더(1318)로 제공한다.

상기 데이터버퍼(1312)는 단말로 송신될 데이터를 임시 저장하고, 송신 시점이 도래하면 저장된 데이터를 출력한다. 상기 다수의 부호화기들(1314-1 내지 1314-N) 각각은 상기 데이터버퍼(1312)로부터 제공되는 데이터 비트열을 부호화한다. 상기 다수의 심벌변조기들(1316-1 내지 1316-N) 각각은 부호화된 비트열을 변조함으로써 복소 심벌들로 변환한다. 상기 간섭제거프리코더(1318)는 셀 간 간섭을 제거하기 위한 프리코딩을 수행한다. 즉, 상기 간섭제거프리코더(1318)는 상기 Band 및 PMI 결정기(1310)에 의해 선택된 Band 및 선택된 PMI에 대응되는 프리코딩 행렬을 이용하여 송신 신호들을 프리코딩한다. 상기 다수의 부반송파매핑기들(1320-1 내지 1320-N) 각각은 프리코딩된 송신 신호들 중 자신과 대응되는 송신 경로의 송신 신호들을 부반송파에 매핑함으로써 주파수 영역의 신호들을 구성한다. 상기 다수의 OFDM변조기들(1322-1 내지 1322-N) 각각은 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 주파수 영역의 신호들을 시간 영역의 신호들로 변환한 후, CP를 삽입함으로써 기저대역의 OFDM 심벌들을 구성한다. 상기 다수의 RF송신기들(1324-1 내지 1324-N) 각각은 상기 기저대역의 OFDM 심 벌들을 RF 대역의 신호로 변환한 후, 안테나를 통해 송신한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에서 고려하는 복수 개의 셀들이 존재하는 환경에서 셀 간 간섭이 발생하는 상황을 도시한 예시도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 경계 단말이 간섭을 측정하고, 측정 결과를 기반으로 요청 셋을 결정하여 서빙 기지국으로 보고하며, 서빙 기지국이 보고받은 요청 셋을 간섭 기지국으로 전송하기 위한 방법을 도시한 예시도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 경계 단말이 간섭을 측정하고, 측정 결과를 기반으로 요청 셋을 결정하여 서빙 기지국으로 보고하기 위한 방법을 도시한 흐름도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 서빙 기지국이 셀 경계 단말로부터 보고받은 요청 셋을 간섭 기지국으로 전송하기 위한 방법을 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 간섭 기지국이 서빙 기지국으로부터 요청 셋을 수신하기 위한 방법을 도시한 예시도,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 간섭 기지국이 서빙 기지국으로부터 요청 셋을 수신하고, 수신된 요청 셋을 기반으로 Band-PMI 자원 행렬(Band-PMI resource matrix)을 갱신하기 위한 방법을 도시한 흐름도,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 Band-PMI 자원 행렬 구성 방법을 도시한 예시도,

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 간섭 기지국의 셀 내 단말이 갱신된 Band-PMI 자원 행렬을 수신하고, 수신된 Band-PMI 자원 행렬을 기반으로 best Band를 결정하며, 결정된 best Band의 PMI를 결정하여 보고하기 위한 방법을 도시한 흐름도,

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기(update period)를 도시한 도면,

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 셀 경계 단말들 간 동일한 요청 셋을 필요로 하는 상황을 도시한 예시도,

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 위치 값의 CDF를 이용하여 단말을 구분하기 위한 방법을 도시한 예시도,

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한 블럭도, 및

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 복수 개의 셀을 포함하는 MIMO 무선통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한 블럭도.

Claims (22)

1. 다중 입출력 무선통신 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하기 위한 단말의 동작 방법에 있어서,

   제1 주기에 따라, 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 대역을 대상으로, 하나 이상의 최적 대역을 결정하는 과정과,

   제2 주기에 따라, 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역을 대상으로, 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI(Precoding Matrix Index) 중 적어도 하나를 결정하는 과정과,

   상기 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역 및 PMI를 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 포함하고,

   상기 제2 주기는 상기 제1 주기보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 결정된 하나 이상의 최적 대역을, 최적 대역 갱신 주기 보다 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기를 작게 설정하여 업데이트 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   서빙 기지국으로부터 Band-PMI 자원 행렬을 수신하는 과정과,

   상기 수신된 Band-PMI 자원 행렬을 기반으로, 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 대역을 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 결정하는 과정과,

   상기 단말이 셀 경계 단말임이 결정될 시, 인접 셀로부터의 대역 및 PMI 사용 제한 요청을 무시하는 과정과,

   상기 단말이 셀 경계 단말이 아님이 결정될 시, 인접 셀로부터의 대역 및 PMI 사용 제한 요청을 수락하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부는, 하기 <수학식 2>의 위치 값을 계산하여 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.

   

   여기서, 상기

   

   은 서빙 셀로부터의 경로 손실과 쉐도윙에 의해 분리되는 안테나 이득으로, 서빙 셀로부터 수신되는 롱텀(long term) 채널 파워를 의미하고, 상기

   

   는 타셀들로부터의 경로 손실과 쉐도윙에 의해 분리되는 안테나 이득의 합으로, 타셀들로부터 수신되는 롱텀 채널 파워를 의미함.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 결정하는 과정은,

   상기 계산된 위치 값이 기준값보다 작을 시, 상기 단말이 셀 경계 단말임을 결정하고, 상기 계산된 위치 값이 기준값보다 크거나 같을 시, 상기 단말이 셀 경계 단말이 아님을 결정하는 과정임을 특징으로 하는 방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 하나 이상의 최적 대역의 수는, 셀 경계 단말이 아닌 단말보다 셀 경계 단말에 더 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서, 상기 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI 중 적어도 하나를 결정하는 과정은,

    주요 간섭 기지국에 대해 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역 상에서 모든 인접 셀 PMI에 대해 간섭을 측정하는 과정과,

    상기 간섭 측정을 기반으로 하나 이상의 worst PMI를 결정하는 과정과,

    주요 간섭 기지국별 간섭 정보를 포함하는 요청 셋을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 하나 이상의 worst PMI 개수는, 셀 경계 단말이 아닌 단말보다 셀 경계 단말에 더 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 다중 입출력 무선통신 시스템에서 단말이 셀 간 간섭을 제거하기 위한 장치에 있어서,

    제1 주기에 따라, 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 대역을 대상으로, 하나 이상의 최적 대역을 결정하는 최적 대역 결정부와,

    제2 주기에 따라, 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역을 대상으로, 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI(Precoding Matrix Index) 중 적어도 하나를 결정하는 요청 셋 결정부와,

    상기 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역 및 PMI를 서빙 기지국으로 전송하는 송신기를 포함하고,

    상기 제2 주기는 상기 제1 주기보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 최적 대역 결정부는, 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역을, 최적 대역 갱신 주기 보다 Band-PMI 자원 행렬 갱신 주기를 작게 설정하여 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 12 항에 있어서,

    서빙 기지국으로부터 Band-PMI 자원 행렬을 수신하는 Band-PMI 자원 행렬 정보 획득부를 더 포함하며,

    상기 최적 대역 결정부는, 상기 수신된 Band-PMI 자원 행렬을 기반으로, 인접 셀로부터 사용 제한을 요청받지 않은 대역을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부를 결정하고, 상기 단말이 셀 경계 단말임이 결정될 시, 인접 셀로부터의 대역 및 PMI 사용 제한 요청을 무시하며, 상기 단말이 셀 경계 단말이 아님이 결정될 시, 인접 셀로부터의 대역 및 PMI 사용 제한 요청을 수락하는 요청 셋 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 단말 자신이 셀 경계 단말인지 여부는, 하기 <수학식 3>의 위치 값을 계산하여 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.

    

    여기서, 상기

    

    은 서빙 셀로부터의 경로 손실과 쉐도윙에 의해 분리되는 안테나 이득으로, 서빙 셀로부터 수신되는 롱텀(long term) 채널 파워를 의미하고, 상기

    

    는 타셀들로부터의 경로 손실과 쉐도윙에 의해 분리되는 안테나 이득의 합으로, 타셀들로부터 수신되는 롱텀 채널 파워를 의미함.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 요청 셋 수신부는,

    상기 계산된 위치 값이 기준값보다 작을 시, 상기 단말이 셀 경계 단말임을 결정하고, 상기 계산된 위치 값이 기준값보다 크거나 같을 시, 상기 단말이 셀 경계 단말이 아님을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 하나 이상의 최적 대역의 수는, 셀 경계 단말이 아닌 단말보다 셀 경계 단말에 더 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
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21. 제 12 항에 있어서, 상기 요청 셋 결정부는,

    주요 간섭 기지국에 대해 상기 결정된 하나 이상의 최적 대역 상에서 모든 인접 셀 PMI에 대해 간섭을 측정하고, 상기 간섭 측정을 기반으로 하나 이상의 worst PMI를 결정한 후, 주요 간섭 기지국별 간섭 정보를 포함하는 요청 셋을 결정함으로써, 상기 인접 셀로 사용 제한을 요청할 대역과 PMI 중 적어도 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 하나 이상의 worst PMI 개수는, 셀 경계 단말이 아닌 단말보다 셀 경계 단말에 더 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.

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