KR101610305B1

KR101610305B1 - 다중 안테나 시스템에서 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101610305B1
Application number: KR1020090024136A
Authority: KR
Inventors: 김은용; 김유석; 이상민; 고은석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: US20100238889A1; KR20100105220A; US9467273B2; EP2230807B1; CN101860419B; EP2230807A2; EP2230807A3; CN101860419A

Abstract

본 발명은 다중 안테나 시스템에서 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 기지국의 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP) 운영 방법은, 기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재하는지 여부를 검사하는 과정과, 상기 CSP가 갱신된 기지국이 존재할 시, 상기 갱신된 CSP를 셀간 교환하는 과정과, 상기 교환을 통해 획득한 셀별 CSP를 브로드캐스트하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다중 안테나, 셀 간 간섭, 코드북, MIMO(Multiple Input Multiple Output), CSP(Codebook Subset Pattern)

Description

다중 안테나 시스템에서 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING INTER-CELL INTERFERENCE IN MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT SYSTEM}

본 발명은 다중 안테나 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 안테나 시스템에서 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 표준단체 및 학계에서는 기지국 간의 협력을 통해 셀 간 간섭을 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. 이하 설명에서는 3GPP 표준단체에서 협의중인 CoMP 기술에 대해 설명할 것이나, IEEE 802.16m의 Multi-cell MIMO 기술에도 적용 가능하다.

상기 CoMP 기술은 크게 CB(Coordinated scheduling and/or beamforming) 기 술과 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 송신단(기지국, 셀)으로부터 전송되는 기술이다. 따라서, 상기 CB 기술은 셀 간 패킷 공유(packet sharing)가 필요하지 않으나, 송신 컴바이닝(combining)과 같은 수신 신호 대 잡음 비(Signal-to-Noise Ratio : 이하 'SNR'이라 칭함) 증대 기술을 사용할 수 없다. 반면, 상기 JP 기술은 하나의 단말을 위한 트래픽 데이터가 둘 이상의 송신단으로부터 전송되는 기술로서, SNR 증대 기술을 사용하여 SNR을 증대시킬 수 있으나 셀 간 패킷 공유가 필요하다.

상기 CB 기술의 대표적인 예로서 PMI(Precoding Matrix Information) 제한(restriction) 기술이 있다. 상기 PMI 제한 기술에서, 셀의 경계에 위치한 단말은, 인접한 셀 간 프리코더(precoder)의 사용에 따라[,] 인접 셀로부터 강한 간섭을 받을 경우, 서빙 기지국으로 해당 인접 기지국이 해당 프리코딩 벡터를 사용하지 못하도록 요청하며, 상기 인접 기지국은 상기 요청에 따라 해당 프리코딩 벡터를 사용하지 않는다. 이에 따라 셀 간 간섭이 감소되며, 이로써 상기 PMI 제한 기술은 SNR이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 JP 기술의 대표적인 예로서 매크로 다이버시티(Macro diversity) 기술과 다중 셀 제로 폴싱 빔포밍(Multi-cell Zero-Forcing BeamForming : Multi-cell ZFBF) 기술이 있다. 상기 매크로 다이버시티 기술은 다중 셀이 하나의 단말에게만 트래픽 데이터를 전송하는 기술로, 주파수 효율은 떨어지지만, 간섭채널이 유효신호채널로서 사용되므로 간섭을 낮추고 신호세기를 높일 수 있다. 상기 다중 셀 제로 폴싱 빔포밍 기술은 다중 셀이 동시에 다중 단말에게 트래픽 데이터를 전송하되, 하향링크 채널정보를 이용하여 단말간 간섭을 줄여주는 기술이다. 상기 다중 셀 제로 폴싱 빔포밍 기술은, 단일 셀 제로 폴싱 빔포밍(Single-cell ZFBF) 기술과 기술적으로 매우 유사하나, 백홀(backhaul)과 다중 셀 개념이 추가되어 구현 상에 어려움이 따르고 백홀 특성에 따라 성능이 좌우될 수 있다.

이와 같은 종래 CoMP 기술은 시스템의 복잡도가 증가한다는 것과, 실제 시스템에서 성능 개선을 보장할 수 없다는 문제점을 가진다. 구체적으로 하기 3가지 문제점을 가진다.

첫째로, 시스템 운용에서의 문제를 들 수 있다. 종래의 CoMP 기술은 기존의 단일 셀 다중 안테나(Single-cell MIMO) 기술에 비해 매우 다른 동작을 필요로 한다. 예를 들어, CoMP 기술 적용 대상 단말들을 선택하고, 선택된 단말들을 따로 관리해야 하며, 이는 스케줄러의 복잡도 증가와 자원 활용 효율의 감소를 유발한다. 또한, 매크로 다이버시티 기술을 제외하고는 폐쇄 루프(closed-loop) MIMO 기술에만 적용 가능하므로, 이동 중인 단말은 간섭 감소의 혜택을 전혀 받을 수 없다.

둘째로, 종래의 CoMP 기술을 시스템에 적용하려면 협력에 참여할 셀들을 클러스터(cluster) 단위로 묶고 이에 따라 스케줄링 및 전송을 해야 하는데, 이때 클러스터에 포함되는 셀의 수가 제한되므로 다중 셀 간 간섭 중 일부만이 제어되는 문제가 있다. 따라서, 종래의 CoMP 기술을 적용한다 해도 클러스터 밖에서 들어오는, 제어되지 않는 나머지 셀 간 간섭들에 의해 성능이 제한될 수 있다. 또한, 클 러스터 단위의 다중 셀 스케줄링에 따라 스케줄링 복잡도가 매우 높아질 개연성이 있다.

셋째로, 백홀에 따른 성능 제한 문제를 들 수 있다. 종래의 CoMP 기술에서 기지국간의 협력을 위해서는 백홀을 통해 협력 정보를 교환해야 한다. 이때, 교환되는 협력 정보의 양에 따라 협력 수준을 높일 수 있으나, 기지국 간 정보 교환에 필요한 시간 지연에 따라 성능이 저하될 수 있다. 이와 같이 종래의 CoMP 기술은 높은 백홀 오버헤드(backhaul overhead)를 필요로 할 뿐만 아니라, 백홀 지연(backhaul latency)에 비교적 민감하므로, 좋은 특성의 백홀이 아니면 오버헤드 대비 성능 개선이 적을 수 있다.

따라서, 종래 CoMP 기술의 문제점들을 효과적으로 해결하는 새로운 CoMP 기술의 제안이 필요하다. 즉, 스케줄링 복잡도가 낮고, 백홀 의존도가 낮으면서도 효과적으로 셀 간 간섭을 감소시킬 수 있는 방안의 제시가 필요하다.

본 발명의 목적은 다중 안테나 시스템에서 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 셀 다중 안테나 시스템에서 스케줄링 복잡도가 낮고, 백홀 의존도가 낮으면서도 효과적으로 셀 간 간섭을 감소시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 셀 다중 안테나 시스템에서 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 코드북 운영 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 셀 다중 안테나 시스템에서 셀 간 CSP(Codebook Subset Pattern)를 교환하고, 교환된 셀간 CSP를 브로드캐스트하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 셀 다중 안테나 시스템에서 각 셀이 적응적으로 CSP를 갱신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 셀 다중 안테나 시스템에서 각 셀이 인접 셀로 CSP의 갱신을 요청하고, 인접 셀로부터 상기 요청에 대한 ACK, NACK를 수신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 기지국의 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP) 운영 방법은, 기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재하는지 여부를 검사하는 과정과, 상기 CSP가 갱신된 기지국이 존재할 시, 상기 갱신된 CSP를 셀간 교환하는 과정과, 상기 교환을 통해 획득한 셀별 CSP를 브로드캐스트하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 기지국의 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP) 운영 장치는, 기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재하는지 여부를 검사하는 CSP 갱신부와, 상기 CSP가 갱신된 기지국이 존재할 시, 상기 갱신된 CSP를 셀간 교환하는 셀 간 정보 교환부와, 상기 교환을 통해 획득한 셀별 CSP를 브로드캐스트하는 신호 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 단말의 CQI(Channel Quality Indicator) 보고 방법은, 셀별 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP)를 수신하는 과정과, 각 셀로부터 CRS(Common Reference Signal)를 수신하는 과정과, 상기 수신된 셀별 CSP 및 셀별 CRS를 기반으로 다중 셀 CQI를 계산하는 과정과, 상기 계산된 다중 셀 CQI를 기지국으로 보고하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 단말의 CQI(Channel Quality Indicator) 보고 장치는, 셀별 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP)를 수신하고, 각 셀로부터 CRS(Common Reference Signal)를 수신하는 신호 수신부와, 상기 수신된 셀별 CSP 및 셀별 CRS를 기반으로 다중 셀 CQI를 계산하고, 상기 계산된 다중 셀 CQI를 기지국으로 보고하는 피드백 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 다중 셀 다중 안테나 시스템에서 각 셀이 적응적으로 CSP(Codebook Subset Pattern)를 갱신하고, 셀 간 상기 갱신된 CSP를 교환하며, 교환된 셀간 CSP를 브로드캐스트함으로써, 종래 시스템을 크게 바꾸지 않고 셀 간 적은 양의 정보 교환만을 통해 효과적으로 셀 내 모든 단말의 셀 간 간섭을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한 본 발명은 종래 셀간 간섭 기법을 사용하지 않는 시스템 수준의 스케줄링 복잡도를 가지며, 다른 CoMP 기법들에 비해서는 스케줄링 복잡도가 매우 낮은 이점이 있다. 그 이유는 각 셀 별로 스케줄링이 독립적으로 이루어지며, 셀 중심(cell center) 단말과 셀 경계(cell edge) 단말을 구별할 필요가 없고, 셀 간 간섭 감소 기술 적용을 위해 낮은 이동성(low mobility) 단말과 높은 이동성(high mobility) 단말을 구분할 필요가 없기 때문이다. 또한, 본 발명은 CSP가 갱신될 때에만 이를 교환하기 때문에 매우 낮은 백홀 오버헤드를 가지고, 백홀 지연에 강인하며, 기지국 협력에 참여하는 셀의 수가 제한되지 않는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 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 셀 다중 안테나 시스템에서 셀 간 간섭을 감소시키기 위한 코드북 운영 장치 및 방법에 관해 설명하기로 한다.

종래 시스템에서는 셀 및 자원에 관계없이 안테나 수에 따라 정의된 하나의 코드북(codebook)을 사용하는데 반해, 본 발명은 셀 및 자원(시간/주파수)에 따라 다른 코드북의 사용을 제안한다. 이를 위해 미리 정의된 시간/주파수 자원별 코드북 구성을 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : 이하 'CSP'라 칭함)이라 칭하기로 한다. 각 셀은 동시에 하나의 CSP를 가지며, 시간/주파수 자원별 코드북을 통해 하향링크 데이터를 전송한다. 여기서, 상기 코드북은 공집합 또는 하나 이상의 프리코딩 벡터로 이루어진 집합을 의미하며, 상기 프리코딩 벡터는 데이터를 프리코딩(precoding)하는 규칙을 벡터로 표현한 것이다. 여기서, 상기 코드북이 공집합이라는 것은, 해당 시간/주파수 자원이 데이터 전송에 사용되지 않는다는 것을 의미하며, 이는 인접 셀에 가장 확실하게 간섭을 주지 않는 용도로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 CSP의 예를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, CSP의 가로축은 시간(subframe)을 나타내고, 세로축은 주파수(RB(Resource Block) 또는 subband)를 나타낸다. 상기 CSP는 각 시간/주파수 자원에, 해당 자원에서 사용될 코드북에 대응하는 색상(color) 또는 무늬를 표현한 것이다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 무늬를 이용하여 상기 CSP 내 각 자원에서 사용될 코드북을 표현하기로 한다. 여기서, 각 색상 또는 무늬별로, 해당 색상 또는 무늬에 대응하는 코드북을 구성하는 하나 이상의 프리코딩 벡터들을 표현한 것을 코드북 서브셋 테이블(Codebook Subset Table)이라 칭하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 코드북 서브셋 테이블의 예를 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 코드북 서브셋 테이블은 각 무늬(또는 색상)별로, 해당 무늬(또는 색상)에 대응하는 코드북을 구성하는 하나 이상의 프리코딩 벡터들을 표현하고 있다.

상기 코드북 서브셋 테이블은 슈퍼셋(superset)과 서브셋(subset)으로 구성된다. 여기서, 상기 슈퍼셋은 하나의 코드북 내 구성 가능한 전체 프리코딩 벡터들 로 구성된 코드북의 프리코딩 벡터 집합을 의미한다. 상기 서브셋은, 하나의 코드북 내 구성 가능한 전체 프리코딩 벡터들 중 일부 프리코딩 벡터들로 구성된 코드북의 프리코딩 벡터 집합을 의미한다. 상기 도 2에서

은 슈퍼셋 코드북의 n번째 원소, 즉 n번째 프리코딩 벡터를 의미한다.

예를 들어, 하나의 코드북 내 구성 가능한 전체 프리코딩 벡터가

,

일 경우, 상기 코드북 서브셋 테이블 내 상기 슈퍼셋에 대응하는 무늬(또는 색상)에는 프리코딩 벡터의 집합으로

가 대응된다. 상기 서브셋에 대응하는 무늬(또는 색상)에는 제한된 프리코딩 벡터의 집합, 예를 들어

,

등이 대응될 수 있다. 여기서, 프리코딩 벡터의 집합이

라는 것은, 전체 프리코딩 벡터

,

중

,

만을 사용하여 단말로 전송할 데이터를 프리코딩한다는 것을 의미하며, 이는 인접 셀에게

로 인한 간섭은 보내지 않을 것을 보장하는 것을 의미한다.

상기 도 2에서는, 상기 코드북 서브셋 테이블 내 하나의 슈퍼셋과 다수의 서브셋이 포함되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 다양한 실시 예가 가능함은 물론이 다. 예를 들어, 프리코딩 벡터의 집합이 비어있는 빈 서브셋(empty subset)이 추가로 포함될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 각 셀이 동시에 하나의 CSP를 가지는 예를 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 각 셀은 하나의 CSP를 가지며, 하나의 CSP에는 해당 셀 내 각 자원에 사용되는 코드북이 무늬(또는 색상)로 표현되어 있다. 하나의 CSP에 슈퍼셋에 대응하는 무늬(또는 색상)가 많고 서브셋에 대응하는 무늬(또는 색상)가 적을수록, 즉 셀 내 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원이 많고 서브셋 코드북을 사용하는 자원이 적을수록, 공간 도메인(spatial domain)에서의 높은 스케줄링 이득에 따라 해당 셀의 성능(throughput)에는 유리하나, 인접 셀의 단말들(특히, 인접 셀의 경계 단말들)은 강한 간섭을 받을 가능성이 높아진다. 따라서, 셀 내 단말 분포 변화 및 단말에게 제공하는 서비스 종류에 효과적으로 대처하기 위하여, 각 셀의 CSP 내 슈퍼셋에 대응하는 무늬(또는 색상)와 서브셋에 대응하는 무늬(또는 색상)의 비율을 조절할 필요가 있다. 이를 위해 단말의 서빙 기지국은 인접 셀의 기지국(즉, 인접 기지국)으로 CSP 갱신을 요청하고, 상기 인접 기지국은 상기 요청에 따라 CSP를 갱신한 후, 갱신된 CSP에 대한 정보를 서빙 기지국으로 전송한다.

여기서, 각 셀이 가지는 CSP는 임의로 선택 또는 갱신될 수 있으며, 단말로부터의 피드백(feedback) 정보(예, CQI(Channel Quality Indicator), ACK(ACKnowledge)/NACK(Non-ACKnowledge) 비율 등) 혹은 하향링크 성능 CDF(downlink throughput cumulative density function)를 이용하여 적응적으로 선택 또는 갱신될 수도 있다. 또한, 인접 셀 간 셀 로딩 상황(Cell-loading-condition)이나 CSP 교환 요청 메시지를 백홀로 전달하여 CSP 갱신을 요청할 수도 있으며, 상위 망(network)이나 기지국들에 의해 CSP가 정해질 수도 있다. 이하 본 발명에 따른 실시 예는 하향링크 성능 CDF를 이용하여 CSP를 갱신하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 4와 도 5는 셀 내 단말 분포 변화 및 단말에게 제공하는 서비스 종류에 효과적으로 대처하기 위하여 CSP를 갱신하고, 갱신된 CSP에 대한 정보를 셀간 교환하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 서빙 기지국이 셀 간 간섭을 감소시키기 위해 인접 셀의 기지국(즉, 인접 기지국)(혹은 인접 섹터)으로 CSP 갱신을 요청하고, 갱신된 CSP에 대한 정보를 수신하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 4를 참조하면, 서빙 기지국은 401단계에서 하향링크 성능 CDF를 이용하여 셀의 평균 성능(average throughput)과 셀 경계 성능(edge throughput)의 비율을 계산한다. 여기서, 상기 성능은 데이터 전송률(date rate)(bps/Hz)로서 정의될 수 있으며, 예를 들어, 3GPP LTE 혹은 IEEE 16m 시스템에서 상기 셀 경계 성능은 CDF의 5% 포인트(point)로서 정의될 수 있다.

이후, 상기 서빙 기지국은 403단계에서 상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 큰지 여부를 검사한다.

상기 403단계에서, 상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 클 시, 상기 서빙 기지국은 셀 경계 성능이 허용값 이하이며 이는 셀 간 간섭의 영향임을 판단하고, 405단계에서 인접 셀로부터 들어오는 셀 간 간섭을 줄이기 위해 인접 셀로 서브셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성한다.

반면, 상기 403단계에서, 상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 크지 않을 시, 상기 서빙 기지국은 407단계에서 상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 2 임계치보다 작은지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 제 2 임계치는 상기 제 1 임계치보다 작은 값으로 설정되며, 상기 제 1 임계치와 제 2 임계치는 셀 내 단말 분포, 단말의 서비스 종류 등에 따라 정해지는 값이다.

상기 407단계에서, 상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 2 임계치보다 작을 시, 상기 서빙 기지국은 셀 경계 성능이 허용값 이상이며 이는 셀 간 간섭의 영향이 거의 없기 때문임을 판단하고, 409단계에서 인접 셀로 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜도 됨을 알리기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성한다.

반면, 상기 407단계에서, 상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 2 임계치보다 작지 않을 시, 상기 서빙 기지국은 CSP의 갱신이 불필요함을 판단하고, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

이후, 상기 서빙 기지국은 411단계에서 다수의 인접 셀들 중 상기 생성된 CSP 갱신 요청 메시지를 전송하기 위한 하나의 인접 셀을 선택하고, 413단계로 진행하여 상기 선택된 인접 셀의 기지국, 즉 인접 기지국으로 상기 생성된 CSP 갱신 요청 메시지를 전송한다.

이후, 상기 서빙 기지국은 415단계에서 상기 인접 기지국로부터 CSP 갱신 ACK 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 상기 CSP 갱신 ACK 메시지가 수신될 시, 상기 서빙 기지국은 417단계에서 상기 인접 기지국으로부터 전송되는, 갱신된 CSP를 수신한다. 이때, 상기 갱신된 CSP는 백홀을 통해 수신되며, 상기 갱신된 CSP와 함께 셀 식별자가 수신된다. 또한, 추가적으로, 상기 갱신된 CSP가 적용될 시점과 상기 인접 기지국의 안테나 개수에 대한 정보를 함께 수신할 수 있으며, 이때, 갱신된 CSP가 적용될 시점은 LTE의 경우 SFN(System Frame Number)을 이용하여 나타낼 수 있다. 반면, CSP 갱신 NACK 메시지가 수신되거나 일정 시간 내 CSP 갱신 ACK 메시지 혹은 CSP 갱신 NACK 메시지가 수신되지 않을 시, 상기 서빙 기지국은 상기 411단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이때, 상기 서빙 기지국은 상기 411단계에서 다수의 인접 셀들에서 이전에 CSP 갱신 NACK 메시지를 전송한 인접 셀을 제외한 나머지 인접 셀들 중 하나의 인접 셀을 선택한다.

이후, 상기 서빙 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 인접 셀의 기지 국(즉, 인접 기지국)(혹은 인접 섹터)이 서빙 기지국의 CSP 갱신 요청에 따라 CSP를 갱신하고, 갱신된 CSP에 대한 정보를 전송하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 5를 참조하면, 인접 기지국은 501단계에서 단말의 서빙 기지국으로부터 CSP 갱신 요청 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 CSP 갱신 요청 메시지는 자신에게 서브셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하기 위한 메시지 혹은 자신에게 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜도 됨을 알리기 위한 메시지이다.

상기 501단계에서, 서빙 기지국으로부터 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 시, 상기 인접 기지국은 503단계에서 상기 수신된 CSP 갱신 요청 메시지가 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하는 메시지인지 여부를 검사한다.

상기 503단계에서, 상기 수신된 CSP 갱신 요청 메시지가 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하는 메시지일 시, 상기 인접 기지국은 505단계에서 셀 평균 성능이 제 3 임계치보다 큰지 여부를 검사한다.

상기 505단계에서, 셀 평균 성능이 제 3 임계치보다 클 시, 상기 인접 기지국은 현재 CSP 내 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 감소시켜도 성능에 큰 문제가 발생하지 않을 것임을 판단하고, 507단계로 진행하여 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 있는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 있는지 여부는, 현재 CSP 내에 서브셋 코드북을 사용하도록 변경시킬 수 있는 슈퍼셋 코드북 자원이 적어도 하나 존재하는지 여부에 따라 판단할 수 있다. 또는, 시스템에서 이미 약속된 CSP들 중에 현재 사용 중인 CSP보다 서브셋 코드북의 비율이 더 높은 CSP가 존재하는지 여부에 따라 판단할 수도 있다.

상기 507단계에서, 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 있을 시, 상기 인접 기지국은 509단계에서 CSP 내 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시켜 상기 CSP를 갱신한다. 즉, 가능한 범위 내에서 현재 CSP 내 슈퍼셋 코드북 자원에 대해 서브셋 코드북을 사용하도록 변경시킨다. 또는, 시스템에서 이미 약속된 CSP들 중에 현재 사용 중인 CSP보다 서브셋 코드북의 비율이 더 높은 CSP를 사용하도록 변경시킨다.

이후, 상기 인접 기지국은 511단계에서 상기 서빙 기지국으로 CSP 갱신 ACK 메시지를 전송하고, 513단계로 진행하여 상기 서빙 기지국으로 상기 갱신된 CSP를 전송한다. 이때, 상기 갱신된 CSP는 백홀을 통해 전송되며, 상기 갱신된 CSP와 함께 셀 식별자가 전송된다. 또한, 추가적으로, 상기 갱신된 CSP가 적용될 시점과 상기 인접 기지국의 안테나 개수에 대한 정보를 함께 전송할 수 있으며, 이때, 갱신된 CSP가 적용될 시점은 LTE의 경우 SFN(System Frame Number)을 이용하여 나타낼 수 있다. 반면, 상기 505단계에서, 셀 평균 성능이 제 3 임계치보다 크지 않거나, 상기 507단계에서, 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 없을 시, 상기 인접 기지국은 519단계로 진행하여 상기 서빙 기지국으로 CSP 갱신 NACK 메시지를 전송한 후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

반면, 상기 503단계에서, 상기 수신된 CSP 갱신 요청 메시지가 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜도 됨을 알리기 위한 메시지일 시, 상기 인접 기지국은 515단계에서 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 있는지 여부를 검사 한다. 여기서, 상기 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 있는지 여부는, 현재 CSP 내에 슈퍼셋 코드북을 사용하도록 변경시킬 수 있는 서브셋 코드북 자원이 적어도 하나 존재하는지 여부에 따라 판단할 수 있다. 또는 시스템에서 이미 약속된 CSP들 중에 현재 사용 중인 CSP보다 슈퍼셋 코드북 자원의 비율이 더 높은 CSP가 존재하는지 여부에 따라 판단할 수도 있다.

상기 515단계에서, 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 있을 시, 상기 인접 기지국은 517단계에서 가능한 범위 내에서 CSP 내 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 증가시켜 상기 CSP를 갱신한다. 즉, 가능한 범위 내에서 현재 CSP 내 서브셋 코드북 자원에 대해 슈퍼셋 코드북을 사용하도록 변경시킨다. 또는 시스템에서 이미 약속된 CSP들 중에 현재 사용 중인 CSP보다 슈퍼셋 코드북 자원의 비율이 더 높은 CSP를 사용하도록 변경시킨다. 이후, 상기 인접 기지국은 상기 511단계로 진행하여 이하 단계를 수행한다.

반면, 상기 515단계에서, 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 증가시킬 수 없을 시, 상기 인접 기지국은 상기 519단계로 진행하여 상기 서빙 기지국으로 CSP 갱신 NACK 메시지를 전송한 후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

이와 같이, 본 발명에서 각 셀은 CSP를 갱신하고, 갱신된 CSP를 셀간 교환한다. 이때, 셀 간 교환된 CSP는 해당 셀의 단말들에게 브로드캐스트되며, 셀 내 단말은 셀 별 CSP를 통해 셀간 간섭을 고려하여 다중 셀 CQI를 계산하고, 이를 서빙 기지국으로 보고한다. 이를 보고받은 서빙 기지국은 보고받은 CQI를 바탕으로 스케줄링을 수행한다. 상기 다중 셀 CQI는 서빙 기지국으로부터의 채널행렬 및 코드북 뿐만 아니라, 인접 기지국들로부터의 채널행렬 및 코드북을 통해 예상되는 셀 간 간섭을 고려하여 계산한 CQI를 뜻한다.

도 6은 본 발명에 따른 각 셀이 CSP를 가지고 단말을 스케줄링하는 예를 도시한 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 실시 예와 같이, 주어진 시간/주파수 자원에 대해 셀 별로 다른 코드북을 사용할 경우, 단말 1, 2, 4, 8, 11, 13(601, 602, 604, 608, 611, 613)들과 같이 예상되는 신호 대 잡음 및 셀 간 간섭이 높은 단말들은 보다 좋은 다중 셀 CQI를 가지게 되고, 이로써 해당 기지국(620, 630)으로부터 스케줄링을 통해 자원 할당을 받는데 유리하게 된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 서빙 기지국의 데이터 전송 방법을 도시한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 서빙 기지국은 701단계에서 서빙 기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재하는지 여부를 검사한다. 상기 서빙 기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재하지 않을 시, 상기 서빙 기지국은 707단계로 바로 진행한다.

반면, 상기 서빙 기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재할 시, 상기 서빙 기지국은 703단계에서 상기 갱신된 CSP를 인접 셀과 교환한다. 이때, 상기 갱신된 CSP는 백홀을 통해 교환되며, 상기 갱신된 CSP와 함께 셀 식별자가 교환된다. 또한, 추가적으로, 상기 갱신된 CSP가 적용될 시점과 상기 인접 기지국의 안테나 개수에 대한 정보가 함께 교환될 수 있으며, 이때, 갱신된 CSP가 적용될 시점은 LTE의 경우 SFN(System Frame Number)을 이용하여 나타낼 수 있다. 이를 통해 각 셀의 기지국은 자신의 CSP 뿐만 아니라 인접한 셀들의 CSP와 인접 셀 식별자를 모두 획득하게 된다.

이후, 상기 서빙 기지국은 705단계에서 상기 교환을 통해 획득된 인접 셀 식별자 및 셀별 CSP를 셀 내 단말들에 브로드캐스트한다. 이와 같은 셀간 CSP 교환 및 단말로의 브로드캐스팅은 CSP가 갱신될 때마다 이루어져야 한다. 이때, 새로운 CSP가 적용될 시점을 SFN(System Frame Number) 기준으로 알려주되, 백홀 지연(backhaul latency)(예를 들어, X2의 경우 최대 20msec) 및 단말에게 브로드캐스트하는데 필요한 시간을 고려하여, 적용 시점보다 충분히 먼저 CSP를 교환하도록 한다. 또한, 상기 CSP를 표현하는데 필요한 정보량을 줄이기 위해 미리 주요 CSP를 셋(set)으로 만들어 인덱스(index)만 교환할 수도 있다.

이후, 상기 서빙 기지국은 707단계에서 셀 내 단말들로 채널 추정 및 CQI 측정 용도로서 CRS(Common Reference Signal)를 전송한다. 이하 본 발명은 3GPP을 기준으로 CRS를 예로 들어 설명할 것이나, IEEE 802.16m의 경우 프리앰블/미드앰블(Preamble/Midamble) 등의 공통 파일럿(Common pilot signal)을 단말로 전송할 수 있다.

이후, 상기 서빙 기지국은 709단계에서 셀 내 단말로부터 다중 셀 CQI가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 셀 내 각 단말은 서빙 기지국으로부터 수신되는 인접 셀 식별자와 셀별 CSP, 서빙 셀 및 인접 셀로부터 수신되는 CRS를 이용하여 셀간 간섭을 고려한 다중 셀 CQI를 계산하며, 이를 서빙 기지국으로 보고한다.

상기 셀 내 단말로부터 다중 셀 CQI가 수신될 시, 상기 서빙 기지국은 711단계에서 상기 수신된 다중 셀 CQI를 이용하여 각 자원에 데이터를 전송할 단말을 할당하고 해당 단말의 송신 모드 및 전송 파라미터를 선택한다. 이때, 어떤 자원은 데이터를 전송할 단말이 할당되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 상기 송신 모드는, 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing : SDM) 등의 단일 사용자 MIMO(Single User MIMO : SU-MIMO) 모드, 공간 분할 다중 접속(Spatial Division Multiple Access : SDMA) 등의 다중 사용자 MIMO(Multi User MIMO : MU-MIMO) 모드 중 하나가 될 수 있다. 여기서 전송 파라미터는 송신 스트림, 서브 채널, 프리코딩 벡터, 랭크 및 MCS 레벨 등이 될 수 있다.

이후, 상기 서빙 기지국은 713단계에서 상기 선택된 송신 모드 및 전송 파라미터를 이용하여 데이터를 전송한 후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 단말의 데이터 수신 방법을 도시한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 단말은 801단계에서 갱신된 CSP의 수신이 필요한지 여부 를 검사한다. 상기 갱신된 CSP의 수신이 필요하지 않을 시, 상기 단말은 805단계로 바로 진행한다. 반면, 상기 갱신된 CSP의 수신이 필요할 시, 상기 단말은 803단계에서 서빙 기지국으로부터 인접 셀 식별자 및 셀별 CSP를 수신한다.

이후, 상기 단말은 805단계로 진행하여 서빙 셀 및 인접 셀로부터 CRS가 수신되는지 여부를 검사한다. 서빙 셀 및 인접 셀로부터 CRS가 수신될 시, 상기 단말은 807단계에서 상기 수신된 인접 셀 식별자와 셀별 CSP, 그리고 서빙 셀 및 인접 셀로부터의 CRS를 이용하여 셀간 간섭을 고려한 다중 셀 CQI를 계산한다.

여기서, 상기 다중 셀 CQI를 계산하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 각 셀의 기지국은 해당 셀의 송신신호가 겪는 채널을 추정하기 위한 CRS 신호에 각 셀별로 정해진 스크램블링 시퀀스를 곱하여 스크램블링하고 스크램블링된 CRS 신호를 단말로 전송한다. 이때, 상기 단말은 서빙 셀 및 인접 셀들의 셀 식별자를 이용하여 각 셀별로 정해진 스크램블링 시퀀스를 추출할 수 있다. 또한, 상기 단말은 수신신호에서 CRS가 할당되어 있는 자원의 신호를 추출하고, 추출된 신호에 대해 각 셀별로 정해진 스크램블링 시퀀스로 디스크램블링하여 각 셀의 CRS 신호를 획득하며, 상기 획득된 CRS 신호를 통해 각 셀의 채널 추정값을 계산한다. 그리고, 상기 단말은 서빙 셀과 인접 셀의 CSP를 기반으로 각 시간/주파수 자원에 대응하는 서빙 셀과 인접 셀들의 코드북을 검색하고, 각 셀의 채널 추정값을 기반으로 하여 각 셀별로 검색된 코드북의 엘리먼트들, 즉 각 프리코딩 벡터에 대응하는 다중 셀 CQI를 측정한다.

이후, 상기 단말은 809단계에서 상기 계산된 다중 셀 CQI를 서빙 기지국으로 보고한 후, 811단계에서 서빙 기지국이 셀 내 단말들로부터 수신된 다중 셀 CQI를 기반으로 수행한 스케줄링에 따라 상기 서빙 기지국으로부터 데이터를 수신한다.

이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 실시 예는 CSP 갱신 및 셀 간 CSP 교환을 통해 단말이 기존의 CQI 대신 다중 셀 CQI를 계산하고 이에 따라 스케줄링되도록 함에 따라 셀 내의 모든 단말에게 셀 간 간섭 감소 효과를 줄 수 있다. 단, 어떤 셀에서 CSP에 약속된 코드북을 사용하지 않으면 이로 인해 인접셀들은 다중 셀 CQI가 틀려지게 된다는 점을 주의해야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 다음과 같은 스케줄링 제약 조건이 필요하다. 3GPP 기준으로 코드북을 사용하는 전송 기법들, 예를 들어 개루프 SM(open-loop Spatial Multiplexing), 폐쇄 루프 SM(closed-loop Spatial Multiplexing), 다중 사용자 다중 안테나(Multi-user MIMO), 폐쇄 루프 랭크 1 프리코딩(Closed-loop rank=1 precoding) 등은 CSP에 약속된 코드북만 사용하면 되므로 어떤 시간/주파수 자원에서라도 사용될 수 있다. 하지만, 코드북을 사용하지 않는 전송 기법들, 예를 들어 단일 안테나 포트; 포트 0(single-antenna port; port 0), 전송 다이버시티(transmit diversity), 단일 안테나 포트;포트 5(single-antenna port; port 5) 등은 CSP에 약속된 코드북을 사용하지 않으므로 이런 경우 반드시 CSP에서 슈퍼셋 코드북이 할당된 시간/주파수 자원에서만 사용되어야 한다.

도 9는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 하나의 셀의 구성을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 기지국(900)은 CSP 갱신부(902), 셀 간 정보 교환부(903), 피드백 정보 처리부(904), 선택부(906), 신호 송신부(908)를 포함하여 구성되며, 셀 내 다수(예를 들어, N)의 단말(910-1~910-N)은 각각 신호 수신부(912), 채널 추정부(914), 피드백 정보 생성부(916)를 포함하여 구성된다.

상기 도 9를 참조하여 먼저 기지국(900)에 대해 설명하면, 상기 CSP 갱신부(902)는 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율을 계산하고, 이를 임계치와 비교하여 서브셋 코드북 자원의 양과 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 갱신하도록 요구하는 CSP 갱신 요청 메시지를 생성하며, 상기 생성된 CSP 갱신 요청 메시지를 셀 간 정보 교환부(903)를 통해 인접 셀로 전송한다. 이후, 상기 CSP 갱신부(902)는 셀 간 정보 교환부(903)를 통해 상기 인접 셀로부터 CSP 갱신 가능 여부를 나타내는 CSP 갱신 ACK 메시지 혹은 CSP 갱신 NACK 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 상기 요구에 따라 인접 셀이 자신의 CSP를 갱신하면, 상기 CSP 갱신부(902)는 셀 간 정보 교환부(903)를 통해 상기 인접 셀과 갱신된 CSP를 교환하고, 이를 인접 셀 식별자와 함께 신호 송신부(908)를 통해 브로드캐스트한다. 한편, 상기 CSP 갱신부(902)는 셀 간 정보 교환부(903)를 통해 인접한 셀로부터 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 경우, CSP의 갱신이 가능한지 여부를 판단하여, CSP 갱신 가능 여부를 나타내는 CSP 갱신 ACK 메시지 혹은 CSP 갱신 NACK 메시지를 셀 간 정보 교환부(903)를 통해 상기 인접한 셀로 전송하고, 가능한 범위 내에서 CSP를 갱신한 후, 갱신된 CSP를 상기 셀 간 정보 교환부(903)를 통해 상기 인접 셀로 전송할 수 있다. 이때, 상기 CSP 갱신부(902)는 자신의 셀 식별자를 함께 전송하며, 추가적으로, 상기 갱신된 CSP가 적용될 시점과 자신의 안테나 개수에 대한 정보를 함께 전송할 수 있다. 이때, 갱신된 CSP가 적용될 시점은 LTE의 경우 SFN(System Frame Number)을 이용하여 나타낼 수 있다.

상기 셀 간 정보 교환부(903)는 상기 기지국(900)과 인접 셀 간의 정보 또는 메시지의 교환을 위해, 상기 CSP 갱신부(902)로부터의 신호를 안테나를 통해 인접 셀로 전송하고, 안테나를 통해 인접 셀로부터 수신되는 신호를 상기 CSP 갱신부(902)로 제공한다.

상기 피드백 정보 처리부(904)는 셀 내 다수(예를 들어, N)의 단말(910-1~910-N)로부터 피드백 정보로서 다중 셀 CQI를 수신하고, 상기 수신된 셀 내 다수의 단말(910-1~910-N)로부터의 다중 셀 CQI를 상기 선택부(906)로 출력한다.

상기 선택부(906)는 상기 셀 내 다수의 단말(910-1~910-N)로부터의 다중 셀 CQI를 이용하여 각 자원에 데이터를 전송할 단말을 할당하고 해당 단말의 송신 모드 및 전송 파라미터를 선택하고, 상기 선택된 송신 모드 및 전송 파라미터를 상기 신호 송신부(908)로 출력한다. 예를 들어, 상기 송신 모드는, 공간 분할 다중화(Spatial Division Multiplexing : SDM) 등의 단일 사용자 MIMO(Single User MIMO : SU-MIMO) 모드, 공간 분할 다중 접속(Spatial Division Multiple Access : SDMA) 등의 다중 사용자 MIMO(Multi User MIMO : MU-MIMO) 모드 중 하나가 될 수 있다. 여기서 전송 파라미터는 송신 스트림, 서브 채널, 프리코딩 벡터, 랭크 및 MCS 레벨 등이 될 수 있다.

상기 신호 송신부(908)는 상기 선택된 송신 모드 및 전송 파라미터를 이용하여 안테나를 통해 데이터를 전송한다. 또한, 상기 신호 송신부(908)는 매 서브프레임마다 CRS를 전송한다.

다음으로 각 단말(910-1~910-N)에 대해 설명하면, 상기 신호 수신부(912)는 하나 이상의 안테나를 통해 신호를 수신하고, 수신신호를 출력한다.

상기 채널 추정부(914)는 상기 신호 수신부(912)를 통해 서빙 기지국이 전송한 인접 셀들의 셀 식별자를 수신하고, 서빙 셀 및 인접 셀들의 셀 식별자를 이용하여 각 셀별로 정해진 스크램블링 시퀀스를 추출한다. 또한, 상기 채널 추정부(914)는 상기 신호 수신부(912)를 통해 서빙 셀과 인접 셀들이 전송한 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에서 CRS가 할당되어 있는 자원의 신호를 추출한 후, 추출된 신호에 대해 각 셀별로 정해진 스크램블링 시퀀스로 디스크램블링하여 각 셀의 CRS 신호를 획득한다. 이후, 상기 채널 추정부(914)는 상기 획득된 CRS 신호를 통해 각 셀의 채널 추정값을 계산하고, 상기 추정된 각 셀의 채널 추정값을 상기 피드백 정보 생성부(916)로 출력한다.

상기 피드백 정보 생성부(916)는 상기 신호 수신부(912)를 통해 서빙 기지국으로부터 서빙 셀과 인접 셀의 CSP를 수신하고, 서빙 셀과 인접 셀의 CSP를 기반으로 각 시간/주파수 자원에 대응하는 서빙 셀과 인접 셀들의 코드북을 검색하며, 각 셀의 채널 추정값을 기반으로 하여 각 셀별로 검색된 코드북의 엘리먼트들, 즉 각 프리코딩 벡터에 대응하는 다중 셀 CQI를 측정한다. 이후, 상기 피드백 정보 생성부(916)는 상기 측정된 다중 셀 CQI를 피드백 정보로서 생성하여 서빙 기지국에 피드백한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 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 발명에 따른 CSP의 예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 코드북 서브셋 테이블의 예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 각 셀이 동시에 하나의 CSP를 가지는 예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 서빙 기지국이 셀 간 간섭을 감소시키기 위해 인접 셀의 기지국(즉, 인접 기지국)(혹은 인접 섹터)으로 CSP 갱신을 요청하고, 갱신된 CSP에 대한 정보를 수신하기 위한 방법을 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 인접 셀의 기지국(즉, 인접 기지국)(혹은 인접 섹터)이 서빙 기지국의 CSP 갱신 요청에 따라 CSP를 갱신하고, 갱신된 CSP에 대한 정보를 전송하기 위한 방법을 도시한 흐름도,

도 6은 본 발명에 따른 각 셀이 CSP를 가지고 단말을 스케줄링하는 예를 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 서빙 기지국의 데이터 전송 방법을 도시한 흐름도,

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 단말의 데이터 수신 방법을 도시한 흐름도, 및

도 9는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 하나의 셀의 구성을 도시한 도면.

Claims

다중 안테나 시스템에서 기지국의 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP) 운영 방법에 있어서,

기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재하는지 여부를 검사하는 과정과,

상기 CSP가 갱신된 기지국이 존재할 시, 상기 갱신된 CSP를 상기 인접 기지국으로 전송하는 과정과,

상기 인접 기지국으로부터 서비스되는 CSP를 획득하는 과정과,

상기 서비스되는 셀의 CSP를 획득한 후 갱신된 CSP 및 획득된 CSP를 단말로 송신하는 과정을 포함하고,

상기 CSP는 미리 정의된 시간 및 주파수 자원별 코드북 구성이고,

상기 코드북은 슈퍼셋 코드북 및 적어도 하나의 서브셋 코드북을 포함하고,

상기 인접 기지국들은 각각 다른 CSP를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

셀의 평균 성능(average throughput)과 셀 경계 성능(edge throughput)의 비율을 계산하는 과정과,

상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율을 임계치와 비교하여, 인접 셀로 CSP 갱신을 요청하기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성하는 과정과,

상기 인접 셀로 상기 생성된 CSP 갱신 요청 메시지를 전송하는 과정과,

상기 인접 셀로부터 갱신된 CSP를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 CSP 갱신 요청 메시지 생성 과정은,

상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 클 시, 인접 셀로 상기 적어도 하나의 서브셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성하는 과정과,

상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 크지 않으면서, 제 2 임계치보다 작을 시, 인접 셀로 상기 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜도 됨을 알리기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성하는 과정과,

상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 크지 않지만, 제 2 임계치보다 작지도 않을 시, CSP 갱신 요청 메시지를 생성하지 않는 과정을 포함하며,

여기서, 상기 제 1 임계치와 제 2 임계치는 셀 내 단말의 분포, 단말의 서비스 종류 중 적어도 하나에 따라 변동 가능한 수치이며, 상기 제 2 임계치는 상기 제 1 임계치보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 인접 셀로부터 갱신된 CSP를 수신하기 이전에, 상기 인접 셀로부터 상기 요청에 대한 응답을 나타내는 CSP 갱신 ACK 또는 NACK 메시지를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 인접 셀로부터 상기 갱신된 CSP와 함께 셀 식별자, 갱신된 CSP가 적용될 시점, 상기 인접 셀의 안테나 개수 중 적어도 하나를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

인접 셀로부터 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 시, CSP를 갱신하는 과정과,

상기 인접 셀로 상기 갱신된 CSP를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 CSP 갱신 과정은,

상기 인접 셀로부터 서브셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하기 위한 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 시, 셀 평균 성능이 임계치보다 큰지 여부를 검사하여, 셀 평균 성능이 상기 임계치보다 클 시, CSP 내 상기 적어도 하나의 서브셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜 상기 CSP를 갱신하는 과정과,

상기 인접 셀로부터 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜도 됨을 알리기 위한 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 시, CSP 내 상기 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜 상기 CSP를 갱신하는 과정을 포함하며,

여기서, 상기 임계치는 셀 내 단말의 분포와 단말의 서비스 종류 중 적어도 하나에 따라 변동 가능한 수치임을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 인접 셀로 상기 갱신된 CSP를 전송하기 이전에, 상기 인접 셀로 CSP 갱신 ACK 또는 NACK 메시지를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 인접 셀로 상기 갱신된 CSP와 함께 셀 식별자, 갱신된 CSP가 적용될 시점, 상기 인접 셀의 안테나 개수 중 적어도 하나를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

단말로 CRS(Common Reference Signal)를 전송하는 과정과,

상기 단말로부터 각 셀의 CRS와 셀별 CPS를 기반으로 하여 계산된 다중 셀 CQI를 수신하는 과정과,

상기 수신된 다중 셀 CQI를 이용하여 각 자원에 데이터를 수신할 단말을 할당하고, 해당 단말의 송신 모드 및 전송 파라미터를 선택하는 과정과,

상기 선택된 송신 모드 및 전송 파라미터를 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중 안테나 시스템에서 기지국의 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP) 운영 장치에 있어서,

기지국 자신 및 인접 기지국들 중 CSP가 갱신된 기지국이 존재하는지 여부를 검사하는 CSP 갱신부와,

상기 CSP가 갱신된 기지국이 존재할 시, 상기 갱신된 CSP를 상기 인접 기지국으로 전송하는 송신부와,

상기 인접 기지국으로부터 서비스되는 CSP를 수신하는 수신부를 포함하고,

상기 송신부는 상기 서비스되는 셀의 CSP를 수신한 후 갱신된 CSP 및 수신한 CSP를 단말로 송신하고,

상기 CSP는 시간 및 주파수 자원 별로 사용되는 코드북 구성을 포함하고,

상기 코드북은 슈퍼셋 코드북 및 적어도 하나의 서브셋 코드북을 포함하고,

상기 인접 기지국들은 각각 다른 CSP를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
삭제
제 12 항에 있어서,

상기 CSP 갱신부는, 셀의 평균 성능(average throughput)과 셀 경계 성능(edge throughput)의 비율을 계산하고, 상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율을 임계치와 비교하여, 인접 셀로 CSP 갱신을 요청하기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성하며,

상기 셀 간 정보 교환부는, 상기 인접 셀로 상기 생성된 CSP 갱신 요청 메시지를 전송하며, 상기 인접 셀로부터 갱신된 CSP를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 CSP 갱신부는,

상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 클 시, 인접 셀로 상기 적어도 하나의 서브셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성하는 수단과,

상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 크지 않으면서, 제 2 임계치보다 작을 시, 인접 셀로 상기 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜도 됨을 알리기 위한 CSP 갱신 요청 메시지를 생성하는 수단과,

상기 계산된 셀 평균 성능과 셀 경계 성능의 비율이 제 1 임계치보다 크지 않지만, 제 2 임계치보다 작지도 않을 시, CSP 갱신 요청 메시지를 생성하지 않는 수단을 포함하며,

여기서, 상기 제 1 임계치와 제 2 임계치는 셀 내 단말의 분포, 단말의 서비스 종류 중 적어도 하나에 따라 변동 가능한 수치이며, 상기 제 2 임계치는 상기 제 1 임계치보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 셀간 정보 교환부는,

상기 인접 셀로부터 갱신된 CSP를 수신하기 이전에, 상기 인접 셀로부터 상기 요청에 대한 응답을 나타내는 CSP 갱신 ACK 또는 NACK 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 셀간 정보 교환부는,

상기 인접 셀로부터 상기 갱신된 CSP와 함께 셀 식별자, 갱신된 CSP가 적용될 시점, 상기 인접 셀의 안테나 개수 중 적어도 하나를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 CSP 갱신부는, 인접 셀로부터 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 시, CSP를 갱신하고,

상기 셀간 정보 교환부는, 상기 인접 셀로 상기 갱신된 CSP를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 CSP 갱신부는,

상기 인접 셀로부터 상기 적어도 하나의 서브셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시킬 것을 요청하기 위한 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 시, 셀 평균 성능이 임계치보다 큰지 여부를 검사하여, 셀 평균 성능이 상기 임계치보다 클 시, CSP 내 서브셋 코드북 자원의 양을 증가시켜 상기 CSP를 갱신하는 수단과,

상기 인접 셀로부터 상기 슈퍼셋 코드북을 사용하는 자원의 양을 증가시켜도 됨을 알리기 위한 CSP 갱신 요청 메시지가 수신될 시, CSP 내 슈퍼셋 코드북 자원의 양을 증가시켜 상기 CSP를 갱신하는 수단을 포함하며,

여기서, 상기 임계치는 셀 내 단말의 분포와 단말의 서비스 종류 중 적어도 하나에 따라 변동 가능한 수치임을 특징으로 하는 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 셀간 정보 교환부는,

상기 인접 셀로 상기 갱신된 CSP를 전송하기 이전에, 상기 인접 셀로 CSP 갱신 ACK 또는 NACK 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 셀간 정보 교환부는,

상기 인접 셀로 상기 갱신된 CSP와 함께 셀 식별자, 갱신된 CSP가 적용될 시점, 상기 인접 셀의 안테나 개수 중 적어도 하나를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서,

단말로부터 각 셀의 CRS(Common Reference Signal)와 셀별 CPS를 기반으로 하여 계산된 다중 셀 CQI를 수신하는 피드백 정보 처리부와,

상기 수신된 다중 셀 CQI를 이용하여 각 자원에 데이터를 수신할 단말을 할당하고, 해당 단말의 송신 모드 및 전송 파라미터를 선택하는 선택부를 더 포함하며,

신호 송신부는, 상기 단말로 CRS를 전송하고, 상기 선택된 송신 모드 및 전송 파라미터를 이용하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
다중 안테나 시스템에서 단말의 CQI(Channel Quality Indicator) 보고 방법에 있어서,

셀별 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP)을 수신하는 과정과,

각 셀로부터 CRS(Common Reference Signal)를 수신하는 과정과,

상기 수신된 셀별 CSP 및 셀별 CRS를 기반으로 다중 셀 CQI를 계산하는 과정과,

상기 계산된 다중 셀 CQI를 기지국으로 보고하는 과정을 포함하고,

상기 CSP는 미리 정의된 시간 및 주파수 자원별 코드북 구성이고,

상기 코드북은 슈퍼셋 코드북 및 적어도 하나의 서브셋 코드북을 포함하고,

상기 각 셀은 각각 다른 CSP를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
다중 안테나 시스템에서 단말의 CQI(Channel Quality Indicator) 보고 장치에 있어서,

셀별 코드북 서브셋 패턴(Codebook Subset Pattern : CSP)을 수신하고, 각 셀로부터 CRS(Common Reference Signal)를 수신하는 신호 수신부와,

상기 수신된 셀별 CSP 및 셀별 CRS를 기반으로 다중 셀 CQI를 계산하고, 상기 계산된 다중 셀 CQI를 기지국으로 보고하는 피드백 정보 생성부를 포함하고,

상기 CSP는 미리 정의된 시간 및 주파수 자원별 코드북 구성이고,

상기 코드북은 슈퍼셋 코드북 및 적어도 하나의 서브셋 코드북을 포함하고,

상기 각 셀은 각각 다른 CSP를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.