KR20090081143A - 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력 기법에 따라신호를 수신하는 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력 기법에 따라신호를 수신하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 문서는 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력 기법에 따라 신호를 수신하는 방법을 개시한다.
본 문서에서 개시되는 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법에 따라 신호를 수신하는 방법의 일례는, 셀이 외부 영역과 내부 영역으로 구분되는 경우, 셀의 상기 외부 영역에 위치하는 단말이 소정의 조건을 만족하는 경우 협력적 MIMO를 수행하는 것으로 결정하는 단계 및 상기 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역을 통해 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
협력적 MIMO, 협력적 MIMO 영역

Description

이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력 기법에 따라 신호를 수신하는 방법{A method for receiving a signal according to collaborative MIMO (Multiple Input Multiple Output) scheme in a mobile communication system}
본 문서는 이동 통신 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력 기법에 따라 신호를 수신하는 방법에 관한 것이다.
다중 셀 환경에서 셀 간 간섭에 의한 영향을 줄이고자 하는 방법 중 하나로 자원 재사용 기법을 들 수 있다. 주파수 재사용 방식을 사용하는 셀룰라 시스템에서 단말들은 수신신호와 각 기지국에 해당되는 프리엠블 시퀀스와의 상관 연산을 통하여 지속적으로 자신이 데이터를 서비스 받는 기지국을 확인함으로써 통신을 수행할 수 있다.
기지국에서는 시스템 대역을 재사용 계수 N으로 나누고, 나누어진 대역에 각 사용자의 데이터를 할당하여 전송한다. 각 셀의 중심에는 기지국(BS: Base Station)이 위치해 있고, 예를 들어, 주파수 재사용 기법 중 재사용 계수 N=1 인 경우, 모든 셀은 같은 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송한다. 재사용 계수 N=3 인 경우에는 각 BS들은 전체 시스템 대역을 3개 대역으로 나누어 인접 셀과 같 은 주파수 자원을 쓰는 것을 피함으로써 간섭을 줄일 수 있다.
위에서 설명한 두 가지 방법의 조합으로 셀 내부에서는 전 주파수 대역을 다 이용하도록 하고 셀 기준치부근에서는 서로 다른 주파수 자원을 사용 하도록 할 수도 있다. 이때 셀 전송 수율(cell throughput)을 극대화 시키기 위하여 추가적인 재사용 방법들을 적용하기도 한다.
셀룰라 시스템에서 시스템 전체 효율을 위해 N=1인 시스템이 일반적이며, 이 경우 가장 높은 셀 전송 수율을 보이지만, 모든 셀이 같은 대역의 자원을 사용하므로 사용자가 셀 기준치에 위치할 경우 극심한 수신 성능 열화를 겪게 된다.
그리고, 셀룰라 시스템에서 재사용 계수 N을 큰 값으로 사용하여 주파수(또는 시간) 재사용 기법은 서로 인접해 있는 셀 간 다른 자원을 쓰도록 함으로써 인접 셀 간섭을 줄일 수 있다는 장점이 있지만, 셀룰라 시스템에서 재사용 계수 N이 커질수록, 셀 전체의 전송 수율 또는 주파수 효율(spectral efficiency)측면에서 성능 이득이 감소하게 된다. 왜냐하면, 이는 시스템 대역폭은 한정되어 있고, N이 커지면 각 셀마다 사용할 수 있는 자원의 양이 줄어 들뿐만 아니라 사용자들의 요구 전송 량이 셀마다 다르기 때문에 자원이 모자라거나, 낭비될 수 있기 때문이다.
상술한 바와 같은 배경기술에 있어서 본 발명은 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력 기법에 따라 신호를 수신하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법에 따라 신호를 수신하는 방법은, 셀이 외부 영역과 내부 영역으로 구분되는 경우, 셀의 상기 외부 영역에 위치하는 단말이 소정의 조건을 만족하는 경우 협력적 MIMO를 수행하는 것으로 결정하는 단계 및 상기 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역을 통해 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
상기 소정의 조건은, 협력적 MIMO로 수용 가능한 사용자 수, 상기 단말의 셀 내 위치, 상기 단말로 전달될 서비스 중요도 및 기지국간 수신전력 크기 중 적어도 하나 이상에 대해 기 설정된 기준치를 만족하는지 여부가 될 수 있다.
상기 소정의 조건들 사이에 우선 순위가 할당될 수 있다. 상기 기지국간 수신전력 크기의 경우 상기 기지국간 수신전력 크기 차이가 협력적 MIMO 진입 기준치 값(Th 협력적_ MIMO _ in)보다 같거나 작은 것을 수 있다.
상기 협력적 MIMO 진입 기준치 값(Th 협력적_ MIMO _ in)은 핸드오버 기준치 값(Th handover)보다는 크고 협력적 MIMO 퇴출 기준치 값(Th 협력적_ MIMO _ out)보다는 작을 수 있 다.
상기 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역은 상기 협력적 MIMO를 수행하는 기지국들이 동일한 영역으로 사용할 수 있다.
상기 단말에 대한 전력 크기는 셀 외부 영역에 위치하는 단말보다는 작고, 셀 내부 영역에 위치하는 단말보다는 크게 사용할 수 있다.
임의의 셀에서 상기 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역이 적어도 일부 스케줄링에 이용되지 않은 경우 그 자원영역은 셀 내부 영역에 위치하는 단말로 스케줄링될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 양태에 따른 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법에 따라 신호를 수신하는 방법은, 셀이 협력적 MIMO 영역, 외부 영역 및 내부 영역으로 구분되는 경우, 단말이 어느 영역에 위치하는지 결정하는 단계 및 상기 단말이 상기 협력적 MIMO 영역에 위치하는 것으로 결정되면, 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역을 통해 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계 를 포함하되, 상기 협력적 MIMO 영역은 상기 외부 영역에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 양태에 따른 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법에 따라 신호를 수신하는 방법은, 단말에서 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 수신되는 신호 크기를 확인하여 협력적 MIMO 수행이 가능한지 여부를 서빙 기지국으로 알리는 단계 및 스케줄러에서 상기 단말로 협력적 MIMO로 스케줄링이 가능한지 판단한 결과에 기초하여 상기 단말에서 신호를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 협력적 MIMO로 스케줄링이 가능한 경우에는 협력적 MIMO 스케줄링에 따라 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.
상기 단말 또는 상기 단말의 서빙 기지국에서 협력적 MIMO 종료를 요청함에 따라 상기 단말은 셀의 외부 영역에 위치하는 단말 기준의 스케줄링에 따라 신호를 수신할 수 있다.
상기 적어도 둘 이상의 기지국 중 적어도 일부가 다른 기지국으로 전환될 것이 요청되는 경우, 상기 스케줄러에서 전환되는 기지국에서 상기 단말로 협력적 MIMO로 스케줄링이 가능한지 판단할 수 있다.
상기 방법은, 상기 서빙 기지국이 타겟 기지국으로 전환될 것으로 요청하는 단계, 상기 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하는 단계 및 상기 타겟 기지국에서 상기 단말로 협력적 MIMO로 스케줄링이 불가능한 경우에는 상기 타겟 기지국으로부터 셀의 외부 영역에 위치하는 단말 기준의 스케줄링에 따라 신호를 수신하고, 가능한 경우에는 협력적 MIMO 스케줄링에 따라 상기 타겟 기지국을 포함하는 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
서빙 기지국에서 상기 적어도 둘 이상의 기지국 중 하나인 타겟 기지국으로 핸드오버 되는 경우, 상기 협력적 MIMO 스케줄링에 따른 신호 수신이 유지될 수 있다. 상기 단말은, 상기 타겟 기지국으로 상향링크 신호를 송신할 수 있다.
상기 협력적 MIMO로 스케줄링이 불가능한 경우에는 셀의 외부 영역에 위치하는 단말 기준의 스케줄링에 따라 신호를 수신할 수 있다.
셀 가장자리에 있는 사용자에게 협력적 MIMO를 적용하여 셀 간 간섭의 영향으로부터 보다 양질의 서비스를 제공할 수 있다.
셀의 영역을 내부와 외부로 구분하고 외부영역에 협력적 MIMO 영역을 배치 함으로써 양질의 서비스를 원하는 사용자에게 보다 높은 SINR를 제공할 수 있다.
이때 협력적 MIMO 사용자의 선정을 SINR뿐 만 아니라 단말에서 수신되는 인접 기지국의 신호 파워를 비교하여 결정하는 경우에는 순간적인 깊은 페이딩으로 인하여 셀 외부로 오판하여 협력적 MIMO를 수행하는 오류를 방지 할 수 있다.
또한, 자원할당을 협력적 MIMO 영역으로 분리시켜 제공함으로써 셀 인접 간섭발생을 줄이 수 있다. 아울러, 스케줄러를 통해 보다 수월한 스케줄링을 할 수 있다.
또한 셀 영역에 따른 전송 전력의 조정과 협력적 MIMO 영역의 미 할당구간을 셀 내부에 할당 해 줌으로써 셀 간 간섭의 영향을 효과적으로 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 협력적 MIMO를 제공받는 상황하에서도 원활하게 핸드오버를 수행할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및/또는 장치는 생략될 수 있고, 각 구조 및/또는 장치의 핵심기능을 중심으로 도시한 블록도 및/또는 흐름도 형식으로 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하의 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.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노 드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
다중 셀 환경에서 셀 가장자리에 있는 사용자는 셀 간 간섭에 취약한 수신성능 특성을 보인다. 이하에서는 다양한 실시예들을 통해 셀 가장자리에 있는 사용자에게 셀 간 간섭의 영향으로부터 보다 양질의 서비스를 제공하기 위한 방법으로 협력적 MIMO를 적용하기 위한 구체적인 방법을 제시한다.
도 1은 협력적 MIMO 기법을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 협력적 MIMO 기법을 적용할 수 있는 다중 셀 환경의 통신 시스템은, 단말 MS(10)과, 단말 MS(10)이 전송하는 상향링크 데이터를 수신하는 서빙 기지국 BS_1(11)과 인접 셀에 상응하는 인접 기지국 BS_2(12)을 포함하는 다수의 기지국을 포함한다. 그리고, 다수의 기지국에서 협력적으로 MIMO를 수행하고자 할 때 각 기지국으로 전달 데이터를 스케줄링하는 스케줄러(13)를 포함할 수 있다.
동일 셀 기지국의 다중 안테나를 통해 단일 사용자 MIMO 또는 다중 사용자 MIMO에 의해 수신성능을 높인 것과 유사한 방법으로, 인접한 다수의 셀에 위치하는 기지국들로부터 동일 채널에 대한 신호를 수신하여 다이버시티, 단일 사용자 MIMO 또는 다중 사용자 MIMO를 구현할 수 있다. 특히, 인접 셀로부터 간섭을 받기 쉬운 셀 가장자리에 위치하는 단말은 이러한 상황을 역으로 이용하여, 인접 기지국들로부터 동일 채널에 대한 신호를 수신하여, 다이버시티, 단일 사용자 MIMO 또는 다중 사용자 MIMO를 구현할 수 있을 것이다.
스케줄러(13)는 이러한 인접한 다수의 셀에 위치하는 기지국들이 협력적으로 단말 특히, 셀 가장자리에 위치하는 단말로 신호를 송신하되, 보다 효과적으로 송신할 수 있도록 다양한 MIMO 기법을 적용하여 해당 단말에 대한 데이터를 구성하여 각 기지국으로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 이와 같이 다수의 기지국들이 협력하여 단말로 신호를 송신할 수 있도록 하는 코딩 기법을 이하 협력적 MIMO 코딩이라고 칭한다. 이러한 협력적 MIMO 코딩에는 기존에 알려진 다양한 MIMO 기법들이 동일하거나 유사한 방법으로 적용될 수 있을 것이다.
한편, 스케줄러(13)는 각 기지국에서 단말로부터 수신된 신호를 통해 획득한 채널 정보를 수신하고, 이를 이용하여 해당 단말로 전송하는 데이터를 각 기지국에 대한 채널 상황에 적합하게 구성할 수 있다. 예를 들어, 채널 정보에는 채널 품질 정보(CQI: Channel Quality Information) 및 랭크 정보(Rank information) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 채널 정보를 통해 스케줄러(13)에서는 해당 단말의 채널 상태에 최적의 코딩 및 변조 기법을 선택하고 이를 적용하여 데이터를 구성할 수 있을 것이다.
협력적 MIMO 기법을 적용하면, 도 1에 도시된 바와 같이 단말(10)에게 신 호를 제공하기 위하여, 정보 비트는 스케줄러(13)에서 MIMO 기법에 따라 협력적 MIMO 코딩이 수행된다. 그리고 이렇게 코딩 된 정보 비트는 각 기지국(11, 12)에 분리되어 전달된다. 각 기지국(11, 12)에서는 협력적 MIMO 코딩이 수행된 후 전달된 신호를 변조하여 단말(10)로 전송함으로써 협력적 MIMO를 제공할 수 있다.
이하 설명되는 본 발명의 실시예들을 통해 셀의 영역을 내부와 외부로 구분하고 외부영역에 협력적 MIMO영역을 배치함으로써 양질의 서비스를 원하는 사용자에게 보다 높은 수신 성능을 제공할 수 있는 방법을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 영역을 설정하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서는 셀 영역을 협력적 MIMO 영역, 내부 영역과 외부 영역으로 구분하여 설정한다. 여기서, 각 영역은 실제적인 공간상의 일정 영역으로 정의될 수 있다. 본 실시예에 따르면 특히 협력적 MIMO 영역은 외부 영역에 포함될 수 있다. 이때 협력적 MIMO 영역에 진입하는 사용자는 협력적 MIMO 사용자로서 통신을 수행할 수 있다.
도 2는 이렇게 세가지 영역을 구분한 일례를 도시한 것으로 각 셀에서 내부 영역과 외부 영역을 구분하고, 외부 영역 중에서도 특히 셀 가장자리에 해당하는 영역을 협력적 MIMO 영역으로 설정하는 경우를 도시하고 있다.
한편, 각 영역은 가상적인 영역으로 소정의 조건을 만족하는지 여부에 따라 정의될 수 있다. 즉, 각 영역에 위치하는 것으로 취급할 수 있는 소정의 조건을 설정하고, 특정 단말의 통신 환경이나 상황이 그 설정된 조건을 만족하는 경우 해 당 영역에 위치하는 것으로 취급할 수 있다. 예를 들어, 협력적 MIMO 영역에 대한 조건을 만족하는 단말은 그 단말이 협력적 MIMO 영역에 위치하는 것으로 판단하여 그 단말은 협력적 MIMO 사용자로서 통신을 수행하는 것으로 정의할 수 있다.
이와 같이 가상적인 영역으로 구분하는 경우, 셀의 내부 영역과 외부 영역을 구분하는 방법의 일례를 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
셀 내부: SINRMS > Th exterior
셀 외부: SINRMS < Th exterior
수학식 1에서 셀의 내부 영역과 외부 영역은, 단말이 전송하는 신호의 SINR(Signal to Interference + Noise Ratio) 값, SINRMS을 기반으로 결정될 수 있다. 그리고, 수학식 1에서 Th exterior는 셀 내부 영역과 외부 영역을 구분하는 SINR 기준치 값을 나타낸다.
수학식 1에 따르면, 단말의 수신 SINR이 Th exterior을 초과하는 경우에는 그 단말은 셀의 내부 영역에 위치하는 것으로 결정하고, 단말의 수신 SINR이 Th exterior 미만인 경우에는 그 단말은 셀의 내부 영역에 위치하는 것으로 결정할 수 있다. 이때 단말의 수신 SINR이 Th exterior과 동일한 경우에는 셀 외부 또는 셀 내부 영역으로 정의하기 나름일 것이다.
이 경우에도 협력적 MIMO 영역이 외부 영역에 포함되도록 결정할 수 있다. 즉, 단말이 현재 셀의 내부 영역에 위치하는지 외부 영역에 위치하는지가 결정되면, 외부 영역에 위치하는 단말에 대해서만, 협력적 MIMO 영역에 해당하는지를 판단하는 것이 협력적 MIMO 영역이 외부 영역에 포함되도록 결정하는 일 방법이 될 것이다. 즉, 외부 영역에 있는 사용자 중에서 특정 몇 사용자들에 대해 협력적 MIMO가 적용되도록 할 수 있을 것이다.
위의 셀 외부 영역 사용자인지 여부를 포함하여 허용한도 사용자수, 서비스(service) 중요도, 기지국간의 수신전력 크기 등의 다양한 조건들을 하나 이상 고려하여 협력적 MIMO 사용자를 결정할 수 있다.
예를 들어, 협력적 MIMO 사용자는 셀 외부에 존재하는 사용자 중에서 제공 받는 서비스 중요도를 기준으로 선정되며 이때 두 기지국간의 수신전력의 크기가 유사하게 확보 되어야 한다. 이러한 사용자 중에서 협력적 MIMO 사용자 허용 한도 내에서 결정된다.
한편, 두 기지국간의 수신전력의 크기가 유사하게 확보될 수 있도록 서빙 기지국과 인접 기지국간의 수신전력 크기를 비교할 수 있다. 이것을 측정하기 위한 예로 기지국에서 전송하는 프리엠블과 단말에서의 수신 신호와의 상관값(R기지국 i )을 이용하는 방법을 들 수 있다. 이하 수학식 2는 기지국간의 수신전력의 크기를 고려하는 방법의 일례를 나타낸다.
|Rserving _기지국-Rneighbor _기지국|<Th 협력적_ MIMO _ in
수학식 2에서 Rserving _ 기지국는 서빙 기지국의 프리엠블과 단말이 수신한 신호와의 상관값을 나타내고, Rneighbor _ 기지국는 인접 기지국의 프리엠블과 단말이 수신한 신호와의 상관값을 나타낸다. 그리고, Th 협력적_ MIMO _ in는 협력적 MIMO 진입 기준치 값을 나타낸다.
수학식 2에서 확인할 수 있듯이, 서빙 기지국과 인접 기지국에서 수신되는 신호를 각 기지국 프리엠블과의 일치하는 정도를 알 수 있는 상관값을 계산하고 이들 간의 차이를 협력적 MIMO 진입 기준치 값과 비교함으로써 두 기지국간의 수신전력의 크기 차이가 기준치 보다 큰 경우에는 협력적 MIMO 진입을 배제할 수 있어 두 기지국간의 수신전력의 크기가 유사하게 확보되는 경우로 협력적 MIMO 수행을 제한할 수 있을 것이다.
또한, 이와 같이 협력적 MIMO 사용자의 선정을 SINR 뿐만 아니라 단말에서 수신되는 인접 기지국의 수신전력의 크기를 비교하여 결정 함으로써 순간적인 깊은 페이딩으로 인하여 셀 외부로 오판하여 협력적 MIMO를 수행하는 오류를 방지 할 수 있을 것이다.
한편 협력적 MIMO 진입 기준치 값을 이하 수학식 3에 나타낸 바와 같이 핸드오버를 위한 기준치 값 보다 크게 설정하여 협력적 MIMO 영역 내에서 핸드오버가 발생하도록 할 수 있다.
Th 협력적_ MIMO _ in > Th handover
수학식 3에서 Th 협력적_ MIMO _ in는 협력적 MIMO 진입 기준치 값을 나타내고, Th handover는 핸드오버를 위한 기준치 값을 나타낸다.
반면에 |Rserving _기지국-Rneighbor _기지국|> Th 협력적_ MIMO _ out 인 경우가 발생한다면 두 기지국 사이에 수신파워의 크기가 확보되지 못한 경우로 간주하여 협력적 MIMO 영역에서 벗어난다. 이때 협력적 MIMO 영역의 빈번한 출입을 방지할 수 있도록 협력적 MIMO 진입 기준치 값과 협력적 MIMO 퇴출 기준치 값을 다르게 설정할 수 있다. 이하 수학식 4는 협력적 MIMO 퇴출 기준치 값을 협력적 MIMO 진입 기준치 값보다 큰 값으로 설정하여 협력적 MIMO 영역의 빈번한 출입을 방지할 수 있도록 설정한 예를 나타낸다.
Th 협력적_ MIMO _ out> Th 협력적_ MIMO _ in
수학식 4에서 Th 협력적_ MIMO _ in는 협력적 MIMO 진입 기준치 값을 나타내고, Th 협력적_ MIMO _ out는 협력적 MIMO 퇴출 기준치 값을 나타낸다.
상술한 협력적 MIMO 사용자로 결정하기 위한 조건들 사이에 우선순위를 부여하여 고려할 수도 있다. 이하 수학식 5은 이러한 우선순위 할당의 일례를 나타낸다.
허용한도 사용자수 > 셀 외부영역 사용자 > 서비스 중요도 > 기지국간의 수신전력
수학식 5에서 허용한도 사용자 수는 협력적 MIMO 스케줄링을 수행하는 스케줄러에서 스케줄링을 할 수 있는 총 사용자 수로 고려될 수 있을 것이다. 그리고, 셀 외부 영역 사용자는 위에서 설명한 바와 같이 셀의 외부 영역에 위치하는 단말로 한정하는 경우 이에 해당할 것이다. 한편, 서비스 중요도는 패킷의 종류 및 요구되는 QoS(Quality of Service) 등을 통해 제공될 수 있을 것이다. 기지국 간의 수신전력 크기는 수학식 2를 통해 설명한 바와 같다.
이하 셀을 위와 같이 세가지 영역으로 셀 내부 및 협력적 MIMO 영역을 포함하는 외부영역에서 인접 셀과의 간섭을 최소화 하기 위하여 자원을 각 영역에 분리하여 배치 하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO를 위한 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따라 협력적 MIMO를 위한 자원을 할당하는 경우 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역은 상기 협력적 MIMO를 수행하는 기지국들이 동일한 영역으로 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 다수의 기지국들이 인접하는 경우 각 기지국 또는, 각 셀에서 외부 영역 사용자에게 할당하는 자원영역은 서로 분리하여 할당하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 외부 영역 사용자의 경우 상술한 바와 같이 인접 셀과의 간섭이 발생할 확률이 높기 때문에 이런 간섭을 최소화 하기 위함이다.
도 3의 (a)는 일부 주파수 자원 재사용 (FFR: Fraction Frequency Reuse) 기법을 활용하여 협력적 MIMO 영역을 위한 자원 할당 예를 보인 것이다. 셀 A, 셀 B 및 셀 C에서는 일정 영역에 협력적 MIMO를 위한 주파수 영역을 할당한다. 그리고, 셀 A, 셀 B 및 셀 C 각각에서는 외부 영역을 위한 주파수 영역과 내부 영역을 위한 주파수 영역을 할당한다. 이때 상술한 바와 같이 협력적 MIMO를 위한 주파수 영역은 셀 A, 셀 B 및 셀 C에서 동일한 영역으로 할당하고, 외부 영역을 위한 주파수 영역은 최대한 서로 분리되도록 할당할 수 있을 것이다.
이 협력적 MIMO를 위한 주파수 영역을 포함하는 각 영역은 논리적 영역으로 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 연속된 주파수 영역으로 할당할 수도 있지만, 사용 가능한 대역폭 내에서 분산된 주파수 영역으로 할당할 수도 있을 것이다. 그리고, 협력적 MIMO를 위한 주파수 영역의 크기는 협력적 MIMO 사용자 허용한도에 따라 결정될 수 있다.
이와 유사한 방법으로 도 3의 (b)은 협력적 MIMO 영역을 위한 자원 할당하되, 일부 시간 자원 재사용 (FTR: Fraction Time Reuse) 기법을 활용하여 시간 영역으로 할당한 예를 보인 것이다. 그리고, 도 3의 (c)는 협력적 MIMO 영역을 위한 자원 할당하되, 일부 시간-주파수 자원 재사용 (FTFR: Fraction Time-Frequency Reuse) 기법을 활용하여 시간-주파수 영역으로 할당한 예를 보인 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 사용의 경우 전송 전력 크기 결정 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
셀 외부 영역에서 통신을 수행하는 사용자의 경우 상술한 바와 같이 셀 외부에서는 인접 셀간 간섭의 세기가 커지는 점을 고려하여 SINR 증대 시키기 위하여 전송 전력 크기를 셀 내부 영역에서 통신을 수행하는 사용자와 비교하여 상대적으로 큰 값으로 설정한다.
다만, 본 실시예에 따라 셀 외부 영역의 사용자 중에서 협력적 MIMO를 사용하는 사용자의 경우 협력 MIMO 기법을 통해 간섭에 의한 영향을 줄일 수 있기 때문에 협력적 MIMO를 사용하는 사용자 보다는 낮은 전송 전력으로 전송할 수 있을 것이다. 즉, 이때 협력적 MIMO 사용자의 경우 둘 이상의 기지국에서 신호를 수신하기 때문에 이 사용자에 대해서는 각 기지국은 외부 영역보다는 적은 값의 전송 전력을 이용할 수 있다.
도 4를 참조하면, 일부 주파수 재사용(FFR) 기법을 이용하는 경우에 있어서, 각 영역의 사용자에게 사용되는 상대적인 전송 전력 크기의 일례를 확인할 수 있다. 도 4에서 확인할 수 있듯이, 셀 A, 셀 B 및 셀 C에서 외부 영역 사용자에게 사용하는 전송 전력 크기(41)가 가장 크게 설정된다. 그리고, 협력적 MIMO 영역의 사용자에게 사용하는 전송 전력 크기(40)는 위 외부 영역 사용자에게 사용하는 전송 전력 크기(41)보다는 작은 값을 사용할 수 있지만, 내부 영역 사용자에게 사용하는 전송 전력 크기(42)보다는 크게 설정된다.
비록 도면 상 도시하지 않았지만, 일부 시간 자원 재사용 (FTR) 기법이나 일부 시간-주파수 자원 재사용 (FTFR)을 이용하는 경우에도 위에서 설명한 전송 전력 크기 결정 방법이 유사한 방법으로 적용될 수 있음은 당연하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO을 위한 자원 중 미사용 부분에 대한 할당 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
임의의 셀에서 협력적 MIMO 영역에 협력적 MIMO 사용자가 할당되지 않았을 경우나, 협력적 MIMO 영역에 협력적 MIMO 사용자가 할당 되었더라도 협력적 MIMO 사용자를 위해 할당된 자원영역이 일부 남는 경우, 본 실시예에 따르면, 이 협력적 MIMO를 위해 할당된 자원영역 중 사용되지 않고 남는 자원영역은 내부 영역의 사용자에게 할당해 줄 수 있다.
협력적 MIMO를 위해 할당된 자원영역은 인접한 다수의 셀에서 공통적으로 사용하는 자원영역이기 때문에 셀의 외부 영역의 사용자에게 이 남은 자원영역을 할당하여 주면, 이 영역을 사용하는 사용자들은 간섭이 매우 클 것으로 예상되므로 간섭에 의한 영향이 상대적으로 적은 내부 영역 사용자에게 할당하여 주는 것이다.
예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 셀 A의 협력적 MIMO 사용자를 위해 할당된 자원영역(50)에 협력적 MIMO 사용자를 위해 모두 사용하지 않는 경우, 협력적 MIMO 사용자를 위해 할당된 자원영역 중 남는 자원영역(51)은 내부 영역의 사용자를 위해 할당할 수 있을 것이다.
본 실시예의 경우도 비록 도면 상 도시하지 않았지만, 일부 시간 자원 재사용 (FTR) 기법이나 일부 시간-주파수 자원 재사용 (FTFR)을 이용하는 경우에도 위에서 설명한 전송 전력 크기 결정 방법이 유사한 방법으로 적용될 수 있음은 당연하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력적 MIMO의 동작을 위한 망 구성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
협력적 MIMO의 동작을 위한 망 구성에서는 협력적 MIMO 동작을 위한 스케 줄링 및 협력적 MIMO 허용 사용자 수 등, 협력적 MIMO 수행을 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있는 스케줄러(scheduler, 60)를 포함하여 이루어진다. 도 6에서 스케줄러(60)는 각 기지국의 외부에 별도로 구비되는 것으로 도시되었지만, 임의의 기지국 내부에 구비될 수 있음은 당연할 것이다.
그리고, 협력적 MIMO의 동작을 위한 망 구성에서는 협력적 MIMO 사용자 예를 들어, 협력적 MIMO 단말(63)로 사용자 데이터 등의 하향링크 신호를 송신하기 위한 둘 이상의 기지국을 포함하여 이루어진다. 여기서 협력적 MIMO 단말(63)로 사용자 데이터 등의 하향링크 신호를 송신하기 위한 둘 이상의 기지국 중 협력적 MIMO 단말(63)이 상향링크 신호를 전송하는 기지국 즉, 서빙 기지국을 주 기지국(주 BS, 61)이라고 칭할 수 있고, 협력적 MIMO 단말(63)로 사용자 데이터 등의 하향링크 신호를 송신하기 위한 둘 이상의 기지국 중 주 BS(61)를 제외한 나머지 기지국은 부 기지국(부 BS, 62)으로 칭할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 협력적 MIMO 단말(63)은 주 BS(61)와 부 BS(62)로부터 하향링크 신호를 수신할 수 있고, 주 BS(61)로 상향링크 신호를 송신할 수 있다. 그리고, 스케줄러(60)에서 협력적 MIMO 동작을 위한 스케줄링 및 협력적 MIMO 허용 사용자 수 등, 협력적 MIMO 수행을 위한 각종 제어 결과에 따른 정보를 각 기지국으로 송신하여 협력적 MIMO 단말(63)이 협력적 MIMO를 통해 하향링크 신호를 수신할 수 있도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO의 개시 절차의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
단말(70)은 단계 S70에서 주 BS(71)로 피드백(feedback) 정보를 전송한다. 여기서 피드백 정보는 통신 상황과 관련되는 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이 SINR(Signal to Interference + Noise Ratio), CQI(Channel Quality Information), CSI(Channel State Information) 등을 포함할 수 있다.
주 BS(71)는 이 피드백 정보로부터 단말(70)의 셀 내 영역을 추정할 수 있다. 추정 결과 단말(70)이 협력적 MIMO 사용자 조건을 만족한다면 단계 S71에서 단말(70)에게 협력적 MIMO 가능 여부를 확인할 수 있다. 이때 주 BS(71)에서 고려할 수 있는 이 협력적 MIMO 사용자 조건은 단말이 셀의 외부 영역에 위치하는지 여부 등이 될 수 있다. 그리고, 이는 단말(70)이 전송해 주는 SINR 값을 기초로 결정될 수 있을 것이다.
그러면, 단말(70)에서 인접 기지국 예를 들어 도 7의 부 BS(73)으로부터 수신되는 신호의 크기를 확인하여 단계 S72에서 협력적 MIMO 가능 여부를 주 BS(71)로 통보할 수 있다. 이때 단말에서는 상술한 바와 같이 주 BS(71)와 부 BS(73)에서 수신되는 신호의 크기가 유사하게 확보될 것을 협력적 MIMO 조건으로 할 수 있다.
주 BS(71)와 부 BS(73)에서 수신되는 신호의 크기를 비교하여 그 차이가 기 설정된 기준치 값 즉, 협력적 MIMO 진입 기준치 값보다 작은 경우에는 긍정의 응답(YES)을 전송할 수 있고, 협력적 MIMO 진입 기준치 값보다 큰 경우에는 부정의 응답(NO)을 전송할 수 있다.
주 BS(71)는 앞서 설명한 단계 S72에서 부정의 응답(NO)을 수신하는 경우 에는 단말(70)을 외부 영역의 단말로 판단하여 스케줄링할 것이다. 하지만, 단계 S72에서 긍정의 응답(YES)을 수신하는 경우에는 단계 S73에서 협력적 MIMO를 제어하는 스케줄러(72)로 함께 협력적 MIMO를 수행할 수 있는 부 BS(73)을 식별할 수 있는 정보 예를 들어, 부 BS(73) 인덱스와 해당 단말(70) 별할 수 있는 정보 예를 들어, 단말(70) 인덱스를 스케줄러로 알려줄 수 있다.
스케줄러(72)에서는 단말(70)을 협력적 MIMO 사용자로 스케줄링이 가능한지를 확인한다. 이때 스케줄러(72)는 협력적 MIMO 사용자로 스케줄링될 수 있는 총 단말의 수와 현재 협력적 MIMO 사용자 수 등을 고려할 수 있을 것이다.
만일 협력적 MIMO 사용자로 스케줄링을 할 수 없는 경우, 스케줄러(72)는 단계 S74에서 이 판단 결과를 주 BS(71)로 전송하고 주 BS(71)는 단계 S75에서 이 단말(70)을 셀의 외부영역에 존재한다고 판단하고 스케줄링할 수 있다.
만일 협력적 MIMO 사용자로 스케줄링을 할 수 있는 경우, 스케줄러(72)는 단계 S76과 단계 S77에서 이 판단 결과를 주 BS(71)과 부 BS(72)로 전송한다. 이때 판단 결과와, 사용자 데이터, 코딩 또는 변조 기법 정보나 PMI(Precoding Matrix Index) 등의 단말에 대한 하향링크 신호와 관련되는 정보를 함께 알려줄 수 있다.
그러면, 단계 S78에서 주 BS(71)와 부 BS(73)은 스케줄러(72)로부터 수신하는 정보를 기초로 하여 협력하여 단말(70)로 하향링크 신호를 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 종료 절차의 두 가지 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8의 (a)는 단말(80)에서 협력적 MIMO의 종료를 요청하는 경우 협력적 MIMO 종료 절차를 나타낸다. 협력적 MIMO를 통해 주 BS(81)과 부 BS(83)로부터 하향링크 신호를 수신하는 단말(80)은 단계 S80에서 주 BS(81)로 협력적 MIMO 종료를 요청할 수 있다. 예를 들어, 주 BS(81)과 부 BS(83)의 두 기지국간의 수신전력 크기의 차가 기준치를 벗어난 경우 단말(80)의 요청에 의하여 종료될 수 있다.
주 BS(81)는 단계 S81에서 스케줄러(82)로 단말(80)로부터 협력적 MIMO 종료가 요청되었음을 알릴 수 있다. 그러면, 스케줄러(82)는 단계 S82에서 부 BS(83)로 단말(80)로부터 협력적 MIMO 종료가 요청되었음을 전달하여 단말(80)에 대한 협력적 MIMO가 종료될 수 있도록 한다.
스케줄러(82)로부터 단말(80)로부터 협력적 MIMO 종료가 요청되었음을 전달받은 부 BS(83)는 단말(80)로의 하향링크 송신을 중단한다. 그리고, 단계 S81에서 스케줄러(82)로 단말(80)로부터 협력적 MIMO 종료가 요청되었음을 알린 주 BS(81)는 단계 S83에서 단말(80)을 셀의 외부 영역에 위치하는 것으로 가정하고 외부영역 스케줄링에 따라 단말(80)로 하향링크 신호를 송신할 수 있다.
도 8의 (b)는 주 BS(81)에서 협력적 MIMO의 종료를 요청하는 경우 협력적 MIMO 종료 절차를 나타낸다. 주 BS(81)는 단계 S84에서 스케줄러(82)로 협력적 MIMO 종료를 요청할 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 QoS의 서비스를 요구하는 외부영역 사용자로 인하여 기존 협력적 MIMO 사용자의 종료가 요구되는 경우 주 BS(81)의 요청에 의하여 종료될 수 있다. 그러면, 스케줄러(82)는 단계 S85에서 부 BS(83)로 협력적 MIMO 종료가 요청되었음을 전달하여 단말(80)에 대한 협력적 MIMO가 종료될 수 있도록 한다.
스케줄러(82)로부터 협력적 MIMO 종료가 요청되었음을 전달받은 부 BS(83)는 단말(80)로의 하향링크 송신을 중단한다. 그리고, 단계 S84에서 스케줄러(82)로 협력적 MIMO 종료를 요청한 주 BS(81)는 단계 S86에서 단말(80)을 셀의 외부 영역에 위치하는 것으로 가정하고 외부영역 스케줄링에 따라 단말(80)로 하향링크 신호를 송신할 수 있다.
물론, 단계 S83과 단계 S86에서 주 BS(81)는 단말(80)로부터 수신되는 피드백 정보로부터 단말(80)의 셀 내 영역을 재추정하여 추정 결과 단말(80)이 셀의 내부 영역에 있는 것으로 판단되면, 내부영역 스케줄링에 따라 단말(80)로 하향링크 신호를 송신할 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO가 실행되고 있는 도중에 기지국 전환이 수행되는 절차의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
단말(90)은 협력적 MIMO로 단말(90)로 하향링크 신호를 송신하던 기존 부 BS(93)를 새로운 부 BS(94)로 전환하고자, 단계 S90에서 새로운 부 BS(94)에 대한 정보 예를 들어, 새로운 부 BS(94) 인덱스를 주 BS(91)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 협력적 MIMO가 실행되고 있는 도중에 단말(90)이 이동하여 부 BS의 전환이 이루어져야 할 경우 부 BS의 전환을 요청할 수 있다.
주 BS(91)는 단계 S91에서 단말(90)로부터 부 BS의 전환이 요청되었음을 스케줄러(92)로 전송한다. 이때 새로운 부 BS(94)에 대한 정보 예를 들어, 새로운 부 BS(94) 인덱스를 함께 전송할 수 있다.
스케줄러(92)에서는 부 BS의 전환이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 그 리고, 판단 결과, 부 BS의 전환이 불가능한 경우 스케줄러(92)는 단계 S93에서 부 BS 전환이 허용되지 아니함을 알릴 수 있다. 그러면, 주 BS(91)는 단계 S94에서 단말(90)을 협력적 MIMO가 아닌 외부영역 스케줄링에 따라 하향링크 신호를 송신할 수 있다.
이 경우에도 물론 주 BS(91)는 단말(90)로부터 수신되는 피드백 정보로부터 단말(90)의 셀 내 영역을 재추정하여 추정 결과 단말(90)이 셀의 내부 영역에 있는 것으로 판단되면, 내부영역 스케줄링에 따라 단말(90)로 하향링크 신호를 송신할 수 있을 것이다.
스케줄러(92)에서는 부 BS의 전환이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 판단 결과, 부 BS의 전환이 가능한 경우 스케줄러(92)는 단계 S95과 단계 S96에서 이 판단 결과를 주 BS(91)과 새로운 부 BS(94)로 전송한다. 이때 판단 결과와, 사용자 데이터, 코딩 또는 변조 기법 정보나 PMI(Precoding Matrix Index) 등의 단말에 대한 하향링크 신호와 관련되는 정보를 함께 알려줄 수 있다.
그러면, 단계 S97에서 주 BS(91)와 새로운 부 BS(94)은 스케줄러(92)로부터 수신하는 정보를 기초로 하여 협력하여 단말(90)로 하향링크 신호를 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO가 실행되고 있는 도중에 핸드오버가 수행되는 절차의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
협력적 MIMO가 실행되고 있는 도중에 단말이 이동하여 주 BS의 전환이 이루어져야 할 경우에는 핸드오버(handover)가 요구된다. 특히 도 10은 핸드오버의 타겟 기지국이 협력적 MIMO를 수행하던 부 BS(104)가 아닌 경우를 도시하고 있다. 이와 같이 타겟 기지국이 협력적 MIMO를 수행하던 부 BS(104)가 아닌 경우에는 협력적 MIMO의 기존 주 BS(101)만 전환될 것이다.
단말(100)은 단계 S100에서 주 BS(101)로 핸드오버를 요청할 수 있다. 이때 단말(100)은 핸드오버를 수행할 타겟 기지국 즉, 새로운 주 BS(103)에 대한 정보 예를 들어, 새로운 주 BS(103) 인덱스를 포함하여 전송할 수 있다.
주 BS(101)는 단계 S101에서 단말(100)로부터 주 BS의 전환이 요청되었음을 스케줄러(102)로 전송한다. 이때 새로운 주 BS(103)에 대한 정보 예를 들어, 새로운 부 BS(103) 인덱스를 함께 전송할 수 있다.
스케줄러(102)에서는 주 BS의 전환이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 판단 결과, 주 BS의 전환이 가능한 경우 스케줄러(102)는 단계 S102에서 주 BS 전환이 허용되었음을 알릴 수 있다.
단말(100)의 이동에 따라 단계 S103에서 기존의 주 BS(101)에서 새로운 주 BS(103)로 핸드오버가 수행될 수 있다. 스케줄러는 주 BS의 전환이 가능한 경우로 판단하였으므로 단계 S104와 단계 S105에서 새로운 주 BS(103)와 부 BS(104)로 협력적 MIMO 스케줄링을 위해 필요한 정보를 전송할 수 있다. 협력적 MIMO 스케줄링을 위해 필요한 정보에는 상술한 바와 같이 사용자 데이터, 코딩 또는 변조 기법 정보나 PMI(Precoding Matrix Index) 등의 단말에 대한 하향링크 신호와 관련되는 정보가 포함될 수 있다.
그러면, 단계 S106에서 새로운 BS(103)와 부 BS(104)는 스케줄러(102)로부 터 수신하는 정보를 기초로 하여 협력하여 단말(100)로 하향링크 신호를 전송할 수 있다. 본 실시예를 통해서 핸드오버 전환 후에도 협력적 MIMO가 제공되도록 할 수 있을 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 핸드오버가 수행되는 절차의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 협력적 MIMO가 수행되는 중 발생할 수 있는 핸드오버의 특이한 경우로 단말(110)이 협력적 MIMO를 제공하는 주 BS(111)에서 협력적 MIMO를 제공하는 부 BS(113)로 핸드오버를 수행하고자 하는 경우에 대한 경우를 도시하고 있다. 즉, 핸드오버의 타겟 기지국이 협력적 MIMO의 부 BS(113)일 경우 협력적 MIMO의 주 BS(111)와 부 BS(113)의 스위칭(switching)이 일어나는 경우를 도시하고 있다.
단말(110)은 단계 S110에서 주 BS(111)로 핸드오버를 요청할 수 있다. 이때 단말(110)은 핸드오버를 수행할 타겟 기지국에 대한 정보 예를 들어, 타겟 기지국 인덱스를 포함하여 전송할 수 있다 즉, 본 실시예의 경우 부 BS(113) 인덱스가 될 수 있다.
주 BS(111)는 단계 S111에서 단말(110)로부터 주 BS의 전환 즉, 주 BS와 부 BS의 스위칭이 요청되었음을 스케줄러(112)로 전송한다. 이때 부 BS(113) 인덱스를 함께 전송할 수 있다.
스케줄러(112)에서는 주 BS와 부 BS의 스위칭이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 판단 결과, 주 BS와 부 BS의 스위칭이 가능한 경우 스케줄러(112)는 단계 S112에서 주 BS와 부 BS의 스위칭이 허용되었음을 알릴 수 있다.
단말(110)의 이동에 따라 단계 S113에서 주 BS(111)에서 부 BS(113)로 핸드오버가 수행될 수 있다. 스케줄러(112)는 주 BS와 부 BS의 스위칭이 가능한 경우로 판단하였으므로 단계 S114와 단계 S115에서 주 BS(111)와 부 BS(113)로 협력적 MIMO 스케줄링을 위해 필요한 정보를 전송할 수 있다. 협력적 MIMO 스케줄링을 위해 필요한 정보에는 상술한 바와 같이 사용자 데이터, 코딩 또는 변조 기법 정보나 PMI(Precoding Matrix Index) 등의 단말에 대한 하향링크 신호와 관련되는 정보가 포함될 수 있다.
그러면, 단계 S116에서 주 BS(111)와 부 BS(113)는 스케줄러(112)로부터 수신하는 정보를 기초로 하여 협력하여 단말(110)로 하향링크 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 단말(110) 상향링크 신호를 전송하고자 하는 경우에는 단계 S117에서 핸드오버 결과에 따라 새로운 서빙 기지국으로 결정된 부 BS(113)으로 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 본 실시예를 통해서 핸드오버 전환 후에도 협력적 MIMO가 제공되도록 할 수 있을 것이다.
특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력기법에 따라 신호를 수신하는 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력 기법에 따라 신호를 수신하는 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 기술적 사상 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.
도 1은 협력적 MIMO 기법을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 영역을 설정하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO를 위한 자원 할당 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 사용의 경우 전송 전력 크기 결정 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO을 위한 자원 중 미사용 부분에 대한 할당 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력적 MIMO의 동작을 위한 망 구성의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO의 개시 절차의 일례를 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO 종료 절차의 두 가지 예를 설명하기 위한 흐름도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO가 실행되고 있는 도중에 기지국 전환이 수행되는 절차의 일례를 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 협력적 MIMO가 실행되고 있는 도중에 핸드오버가 수행되는 절차의 일례를 설명하기 위한 흐름도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 핸드오버가 수행되는 절차의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도.

Claims (16)

  1. 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법에 따라 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    셀이 외부 영역과 내부 영역으로 구분되는 경우, 셀의 상기 외부 영역에 위치하는 단말이 소정의 조건을 만족하는 경우 협력적 MIMO를 수행하는 것으로 결정하는 단계; 및
    상기 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역을 통해 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계
    를 포함하는, 신호 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은, 협력적 MIMO로 수용 가능한 사용자 수, 상기 단말의 셀 내 위치, 상기 단말로 전달될 서비스 중요도 및 기지국간 수신전력 크기 중 적어도 하나 이상에 대해 기 설정된 기준치를 만족하는지 여부인 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정의 조건들 사이에 우선 순위가 할당되는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기지국간 수신전력 크기의 경우 상기 기지국간 수신전력 크기 차이가 협력적 MIMO 진입 기준치 값(Th 협력적_ MIMO _ in)보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 협력적 MIMO 진입 기준치 값(Th 협력적_ MIMO _ in)은 핸드오버 기준치 값(Th handover)보다는 크고 협력적 MIMO 퇴출 기준치 값(Th 협력적_ MIMO _ out)보다는 작은 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역은 상기 협력적 MIMO를 수행하는 기지국들이 동일한 영역으로 사용하는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말에 대한 전력 크기는 셀 외부 영역에 위치하는 단말보다는 작고, 셀 내부 영역에 위치하는 단말보다는 큰 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    임의의 셀에서 상기 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역이 적어도 일부 스케줄링에 이용되지 않은 경우 그 자원영역은 셀 내부 영역에 위치하는 단말로 스케줄링되는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  9. 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법에 따라 신호를 수신하는 방법에 있어서
    셀이 협력적 MIMO 영역, 외부 영역 및 내부 영역으로 구분되는 경우, 단말이 어느 영역에 위치하는지 결정하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 협력적 MIMO 영역에 위치하는 것으로 결정되면, 협력적 MIMO 수행을 위해 할당된 자원영역을 통해 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계
    를 포함하되, 상기 협력적 MIMO 영역은 상기 외부 영역에 포함되는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  10. 이동 통신 시스템에서, 협력적 다중입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 기법에 따라 신호를 수신하는 방법에 있어서
    단말에서 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 수신되는 신호 크기를 확인하여 협력적 MIMO 수행이 가능한지 여부를 서빙 기지국으로 알리는 단계; 및
    스케줄러에서 상기 단말로 협력적 MIMO로 스케줄링이 가능한지 판단한 결과에 기초하여 상기 단말에서 신호를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 협력적 MIMO로 스케줄링이 가능한 경우에는 협력적 MIMO 스케줄링에 따라 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단말 또는 상기 단말의 서빙 기지국에서 협력적 MIMO 종료를 요청함에 따라 상기 단말은 셀의 외부 영역에 위치하는 단말 기준의 스케줄링에 따라 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 기지국 중 적어도 일부가 다른 기지국으로 전환될 것이 요청되는 경우, 상기 스케줄러에서 전환되는 기지국에서 상기 단말로 협력적 MIMO로 스케줄링이 가능한지 판단하는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 타겟 기지국으로 전환될 것으로 요청하는 단계;
    상기 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행하는 단계; 및
    상기 타겟 기지국에서 상기 단말로 협력적 MIMO로 스케줄링이 불가능한 경 우에는 상기 타겟 기지국으로부터 셀의 외부 영역에 위치하는 단말 기준의 스케줄링에 따라 신호를 수신하고, 가능한 경우에는 협력적 MIMO 스케줄링에 따라 상기 타겟 기지국을 포함하는 적어도 둘 이상의 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    서빙 기지국에서 상기 적어도 둘 이상의 기지국 중 하나인 타겟 기지국으로 핸드오버 되는 경우, 상기 협력적 MIMO 스케줄링에 따른 신호 수신이 유지되는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 타겟 기지국으로 상향링크 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 협력적 MIMO로 스케줄링이 불가능한 경우에는 셀의 외부 영역에 위치하는 단말 기준의 스케줄링에 따라 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는, 신호 수신 방법.
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