KR20130111804A

KR20130111804A - 무선 통신시스템의 다층 클러스터링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130111804A
Application number: KR1020120033988A
Authority: KR
Inventors: 권태수; 이주용; 김태영; 설지윤
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-11
Anticipated expiration: 2032-04-02
Also published as: KR101880972B1; US20130260772A1; US10165469B2; WO2013151305A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국에서의 처리 방법은, 상기 서빙 기지국이 포함되는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 상기 사용자 단말로 방송하는 과정과, 상기 사용자 단말로부터 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 보고받는 과정과, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중 어느 한 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 클러스터로 할당하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신시스템의 다층 클러스터링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MULTI-TIER CLUSTERING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 이동 통신시스템에 관한 것으로, 특히 협력적으로 신호를 전송하는 기지국 집합인 클러스터의 형성 및 관리/제어에 관한 것이다.

이동통신 시스템과 같은 셀룰러 시스템은 서비스 지역의 제한과 가입자 수용 용량의 한계를 극복하기 위해서 제안된 방식이다. 이러한 셀룰라 시스템에서 단위 면적당 채널 수를 증가시키는 등 시스템의 용량을 증대시키기 위한 방안이 활발하게 연구되어 온 바 있다.

최근에 VCN(Virtual Cellular Network)과 같은 통신 시스템에서도 시스템의 용량을 증대시키기 위한 여러 방안들이 고려되고 있다. 상기 VCN은 기지국들이 서로 공간을 재사용하고 기지국들이 데이터를 공유하는 환경을 제공한다. 예를 들어, 무선 백홀(backhaul) 기반의 VCN에서는 손쉽게 설치/변경/제거가 가능한 소형 기지국들이 구성되며 이 기지국들간의 데이터 공유가 가능하기 때문에 제한된 수의 데이터 공유 소형 기지국들의 집합인 클러스터(cluster)간 간섭 문제를 해결할 수 있다면 시스템의 용량 증대가 가능하다. 그러나 VCN 환경하에서 백홀/복잡도/채널추정 오버헤드를 고려한 협력 기지국들의 수가 제한되기 때문에 클러스터간 간섭 문제가 발생하였다.

클러스터간 간섭 문제를 해결하기 위한 방안으로 디스조인트 클러스터링(disjoint clustering) 및 오버랩 클러스터링(overlapped clustering)이 제안된 바 있다. 상기 디스조인트 클러스터링에 따르면, 네트워크 다중입력다중출력(Multi-Input Multi-Output) 적용을 위해 기지국 클러스터간 클러스터링이 수행되는데, 이때 각 클러스터는 디스조인트 기지국 서브셋으로 구성된다. 그러나 디스조인트 클러스터링을 수행하더라도 여전히 클러스터간 간섭 문제가 존재하기 때문에 낮은 복잡도의 클러스터간 간섭 문제 해결 방안이 요청된다는 사실이 L. Wang, C. J. Yeh, "3-cell network MIMO architectures with sectorization and fractional frequency reuse," IEEE JSAC, Jun. 2011.에 의해 밝혀진 바 있다.

상기 오버랩 클러스터링에 따르면, 각 기지국은 2개 이상의 클러스터에 속할 수 있도록 허용되며, 클러스터간 경계에 위치한 사용자들의 간섭 문제 발생 빈도가 최소화된다. 일 예로, S. Kaviani and W. A. Krzymien, "Multicell scheduling in network MIMO," Globecom 2010에 다중셀 네트워크(multi-cell network) MIMO 스케쥴링(scheduling) 방안이 제안된 바 있다. 그러나 이 방안은 성능개선 대비하여 빔포밍 구성을 위한 복잡도가 크고, 아직 주파수 재사용과 같은 자원 할당과는 연계하지 않고 있다. 다른 예로, 발명자 Sean A. Ramprashad에 의해 2010년 5월 24일자로 특허출원번호 12/786,285호로서 특허출원되고, 2010년 12월 2일자로 특허공개번호 2010/0304773호로서 특허공개된, 제목 "A method for selective antenna activation and per antenna or per antenna group power assignments in cooperative signaling wireless MIMO systems"하에는 시간/주파수 자원별 서로 다른 클러스터 패턴을 형성하는 "intertwined clustering" 방안이 제안된 바 있다. 그러나, 이 방안은 개념 수준의 정도 혹은 육각셀 기반 고정된 기지국 분포 환경 동작만을 고려하고 있다는 한계가 있다.

미합중국 특허공개번호 2010/0304773호 (2010년 12월 2일)

L. Wang, C. J. Yeh, "3-cell network MIMO architectures with sectorization and fractional frequency reuse," IEEE JSAC, Jun. 2011. S. Kaviani and W. A. Krzymien, "Multicell scheduling in network MIMO," Globecom 2010.

따라서 본 발명의 일 실시예는 다층 클러스터링(multi-tier clustering) 환경하에서 기지국별 해당 클러스터 셋을 관리하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 실시예는 다층 클러스터링 환경하에서 단말별 서빙 클러스터를 할당하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 다층 클러스터링 환경하에서 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한 기지국들과 사용자 단말 사이의 처리 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 다층 클러스터링 환경하에서 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하고, 사용자의 이동에 따라 클러스터를 변경하는 기지국들과 사용자 단말 사이의 처리 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국에서의 처리 방법은, 상기 서빙 기지국이 포함되는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 상기 사용자 단말로 방송하는 과정과, 상기 사용자 단말로부터 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 보고받는 과정과, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중 어느 한 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 클러스터로 할당하는 과정을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말에서의 처리 방법은, 상기 서빙 기지국이 방송하는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 수신하는 과정과, 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기를 측정하는 과정과, 상기 측정된 수신 세기에 대한 정보를 상기 서빙 기지국으로 보고하는 과정과, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 상기 서빙 기지국으로부터 할당받는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국에서의 처리 방법은, 상기 사용자 단말이 할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 방송하는 제어 신호를 수신하는 과정과, 상기 제어 신호의 수신 세기에 대한 정보를 상위 계층으로 보고하는 과정과, 상기 상위 계층으로부터 상기 각 기지국들이 보고하는 상기 사용자 단말로부터 방송된 제어 신호의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 선택된 클러스터에 대한 정보를 수신하는 과정과, 상기 선택된 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말에서의 처리 방법은, 할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 제어 신호를 방송하는 과정과, 상기 제어 신호의 방송에 응답하여 상기 기지국들 각각이 전송하는 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 서빙 기지국의 상위 계층에 의해 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 상기 서빙 기지국으로부터 할당받는 과정을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국 장치는, 상기 서빙 기지국이 포함되는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 저장하고 있는 클러스터 정보 관리부와, 상기 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 생성하는 신호 생성부와, 상기 생성된 클러스터 셋 정보를 상기 사용자 단말로 방송하는 송신기와, 상기 사용자 단말로부터 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 보고받는 수신기를 포함하고, 상기 클러스터 정보 관리부는, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 관리하고, 또한 해당 기지국이 속한 클러스터 정보들을 유지 및 관리한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말 장치는, 상기 서빙 기지국이 방송하는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 수신하는 수신기와, 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기를 측정하는 신호세기 측정부와, 상기 측정된 수신 세기에 대한 정보를 상기 서빙 기지국으로 보고하는 송신기를 포함하고, 상기 수신기는, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 할당하는 상기 서빙 기지국으로부터 메시지를 수신한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국 장치는, 수신기, 송신기, 신호세기 측정부 및 신호 생성부를 포함한다. 상기 수신기는, 상기 사용자 단말이 할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 방송하는 제어 신호를 수신한다. 상기 신호세기 측정부는, 상기 제어 신호의 수신 세기를 측정한다. 상기 송신기는, 상기 측정된 수신 세기에 대한 정보를 상위 계층으로 보고한다. 상기 수신기는, 상기 상위 계층으로부터 상기 각 기지국들이 보고하는 상기 사용자 단말로부터 방송된 제어 신호의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 선택된 클러스터에 대한 정보를 수신한다. 상기 신호 생성부는, 상기 선택된 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 생성하여 상기 송신기를 통해 상기 사용자 단말로 전송한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말 장치는, 할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 제어 신호를 방송하는 송신기와, 상기 제어 신호의 방송에 응답하여 상기 기지국들 각각이 전송하는 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 서빙 기지국의 상위 계층에 의해 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 상기 서빙 기지국이 할당하기 위한 할당 메시지를 수신하는 수신기를 포함한다.

본 발명의 실시예들은 다층 클러스터링 방안을 적용하여 클러스터간 간섭 문제를 경감할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 단계적으로 다층 클러스터링 / 자원할당 / 협력 다중안테나 송수신을 통하여 복잡도를 감소시킬 수 있고, 단말/트래픽 분포 적응적인 시스템의 동작이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 기지국으로부터 송신되는 클러스터 셋 정보에 기반하여 단말의 주변 기지국 신호를 측정함으로써 역방향 측정 보고 메시지의 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 단말별 복수의 후보 서빙 클러스터 셋 관리를 통하여 클러스터간 신속하고 효율적인 로드 밸런싱이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 복수의 소형 기지국 분포 환경에서 협력 기지국 클러스터간 간섭 문제를 해결하기 위하여 다중 안테나 협력 송수신과 주파수 재사용간의 유기적 동작을 가능하게 한다.

본 발명의 전술한 실시예 및 부가적인 실시예를 더욱 잘 이해하기 위하여, 도면 전체를 통하여 유사한 도면 부호가 대응 부분을 나타내는 이하의 도면과 함께, 실시예에 대한 설명을 참고하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 무선 통신시스템의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 구조하에서 기지국별로 클러스터 셋이 관리되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 동작을 위한 시스템의 기능 블록 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 동작의 원리를 설명하기 위한 기본 동작 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명이 실시예들에 따른 다층 클러스터링 동작의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 및 자원할당 알고리즘의 적용 개념을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예 따라 사용자 단말을 서비스하기 위한 클러스터를 결정하기 위한 시스템 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 처리 흐름에서 서빙 기지국 DBS0이 클러스터 셋 정보를 송신하고 사용자 단말 UE0이 그에 대한 응답을 송신하는 동작을 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 사용자 단말을 서비스하기 위한 클러스터를 결정하기 위한 시스템 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자별로 후보 서빙 클러스터 셋이 관리되는 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 사용자별로 후보 서빙 클러스터 셋이 관리되는 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 계층이 다른 클러스터로의 변경 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라 계층이 다른 클러스터로의 변경 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예들이 적용 가능한 환경을 보여주는 도면들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 다수의 특정 세부 사항들이 상술될 것이지만, 본 발명이 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 주지의 방법, 절차, 컴포넌트, 회로 및 네트워크 등에 대해서는 상세하게 설명되지 않는다는 사실에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 무선 통신시스템의 일 예를 보여주는 도면이다. 상기 무선 통신시스템은 복수의 사용자 단말(User Equipment: UE)들 10-15와, 분산 소형 기지국들(Distributed Base Station: DBS) 20-24와, 상기 분산 소형 기지국들 20-24의 상위 계층인 매크로 기지국(Macro BS) 30 및 중앙관리유닛(Central Management Unit: CMU) 40을 포함한다. 상기 중앙관리유닛 40은 상기 기지국들 20-24의 협력 송수신을 제어하는 중앙제어장치로서, 상기 매크로 기지국 30의 내부에 포함될 수 있다. 상기 분산 소형 기지국들 20-24는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 협력 송수신을 하며, 협력 클러스터를 형성한다. 상기 기지국들 20-24는 일반적인 기지국들의 전체 또는 일부 기능을 포함한다.

상기 매크로 기지국 30은 상기 분산 소형 기지국들 20-24의 무선 백홀 기능을 지원하기 위한 것으로, 빔분할다중접속(Beam Division Multiple Access: BDMA) 안테나 50를 포함한다. 상기 분산 소형 기지국들 20-24와 상기 사용자 단말 10-15는 협력 송수신을 위해 상기 BDMA 안테나 50에 대응하는 안테나를 포함한다. 상기 매크로 기지국 30과 상기 분산 소형 기지국들의 사이 및 상기 분산 소형 기지국들의 사이는 무선 백홀 링크(wireless backhaul link)를 통해 접속된다. 예를 들어, 상기 매크로 기지국 30과 상기 분산 소형 기지국들 20, 21, 23은 무선 백홀 링크를 통해 접속된다. 또한, 상기 분산 소형 기지국 20과 상기 분산 소형 기지국 22의 사이 및 상기 분산 소형 기지국 23과 상기 분산 소형 기지국 24의 사이는 무선 백홀 링크를 통해 접속된다. 상기 사용자 단말들 10-15는 상기 분산 소형 기지국들 20-24의 사이에 무선 접속 링크(wireless access link)를 통해 접속된다. 예를 들어, 기지국 20에는 사용자 단말들 10,11이 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 22에는 사용자 단말들 11,12,13이 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 21에는 사용자 단말 14가 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 23에는 사용자 단말 14가 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 24에는 사용자 단말 15가 무선 접속 링크를 통해 접속된다.

후술되는 본 발명의 실시예들은 상기 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 협력하는 분산 소형 기지국들이 분포되는 옥외 VCN 환경에 적용될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예들은 옥외 분산 안테나 환경 및 빌딩 내 무선 네트워크 환경에서도 적용될 수 있다.

< 발명의 기본 개념 및 원리 >

본 발명의 실시예들에 따르면, 다층 클러스터링(multi-tier clustering)은 임의로 분포되어 있는 기지국 환경에서 셀간 간섭 영향에 따라 다양한 형태를 갖는다. 이때 하나의 기지국은 서로 다른 두 개 이상 계층의 클러스터들에 포함된다. 즉, 하나의 기지국은 서로 다른 두 개 이상의 클러스터들에 오버랩되는 형태를 갖는다. 이와 같이 사용자별 계층 선택에 따라 클러스터간 간섭 문제를 최소화할 수 있고, 기지국 추가/변경/제거에 유연한 환경을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기지국별 해당 클러스터 셋 관리 동작 및 단말별 서빙 클러스터 할당한다. 즉, 다층 클러스터링에 의해 기 설정된 기지국별 자신이 속할 수 있는 클러스터 셋 및 관련 정보를 관리하며, 단말별 간섭 환경에 기반하여 서빙 클러스터를 할당한다. 이에 따라 사용자는 기 형성된 클러스터 패턴중에서 간섭 영향을 최소화할 수 있는 클러스터에 할당될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다. 분산 소형 기지국들 DBS0-DBS7은 MIMO협력 송수신을 한다. 예를 들어, DBS0는 주변 기지국들 DBS1, DBS2와 협력할 수 있고, DBS3는 DBS4, DBS7와 협력할 수 있고, DBS5는 DBS6와 협력할 수 있다.

상기 기지국들은 협력 송수신을 위해 협력 클러스터를 형성한다. 예를 들어,계층(tier)1 101에서는 DBS0,DBS1,DBS2가 하나의 클러스터를 형성하고, DBS3,DBS4, DBS7이 하나의 클러스터를 형성하고, DBS5,DBS6이 하나의 클러스터를 형성한다. 계층N 10N에서는 DBS0,DBS3,DBS4가 하나의 클러스터를 형성하고, DBS1,DBS2, DBS5가 하나의 클러스터를 형성한다. 상기 DBS0은 계층1의 한 클러스터에 포함되고, 계층N의 한 클러스터에 포함되는 바와 같이, 2개 이상의 클러스터에 포함된다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 구조하에서 기지국별로 클러스터 셋이 관리되는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 기지국 DBS2는 클러스터들 C1, C2 및 C3에 포함되고, 각 클러스터에 대한 정보를 저장하고 있다. 상기 클러스터 C1은 분산 소형 기지국들 DBS1, DBS2 및 DBS3을 포함한다. 상기 클러스터 C2는 분산 소형 기지국들 DBS1, DBS2 및 DBS4를 포함한다. 상기 클러스터 C3은 분산 소형 기지국들 DBS2, DBS3 및 DBS5를 포함한다. 또한, 상기 기지국 DBS2는 클러스터 셋 정보(CLUSTER SET)를 사용자 단말 UE0로 송신하고, 단말별로 복수의 클러스터들중 어느 한 클러스터를 할당한다.

도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 동작을 위한 시스템의 기능 블록 구성을 보여주는 도면이다.

중앙관리유닛 40은 다층 클러스터링 형성부 401과, 자원 할당부 402와, 송수신기 403을 포함한다. 상기 다층 클러스터링 형성부 401은 각 클러스터 패턴이 임의의 DBS 분포 환경에서의 디스조인트(disjoint) DBS 셋으로 구성되는 복수의 클러스터 패턴들을 사전에 형성하여 저장하고 있다. 상기 자원 할당부 402는 상기 복수의 클러스터 패턴들중에서 단말별로 하나 이상의 클러스터를 선택(선별)하고, 서빙 클러스터를 할당(지정)한다. 상기 송수신기 403은 기지국들 20-24와의 신호 송수신을 위한 것이다. 예를 들어, 상기 송수신기 403은 상기 기지국들 20-24로부터 수신신호 세기에 대한 정보를 수신한다. 또한, 상기 송수신기 403은 상기 자원 할당부 402에 의해 할당된 서빙 클러스터에 대한 정보를 상기 기지국들 20-24로 송신한다. 상기 중앙관리유닛 40은 도 1에 도시된 바와 같이 매크로 기지국 30의 내부에 포함될 수 있다.

분산 소형 기지국 20은 클러스터 정보 관리부 201과, 신호 생성부 202와, 신호세기 측정부 203 및 송수신기 204를 포함한다. 다른 기지국들 21-24도 상기 기지국 20과 동일하게 구성되고 동작한다. 상기 클러스터 정보 관리부 201은 상기 중앙관리유닛 40과 연동하여 자신의 기지국이 포함되는 클러스터들에 대한 정보를 관리한다. 또한, 상기 클러스터 정보 관리부 201은 상기 중앙관리유닛 40에 의해 선택된 서빙 클러스터를 사용자 단말에게 할당하는 동작도 수행한다. 상기 신호 생성부 202는 상기 클러스터 정보 관리부 201에 저장된 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 생성하고, 순방향 제어신호로서 파일럿 신호를 생성한다. 상기 신호세기 측정부 203은 사용자 단말로부터 전송된 제어신호에 대한 수신신호 세기를 측정한다. 상기 송수신기 204는 사용자 단말들 10-15, 주변 기지국들 21-24 및 중앙관리유닛 40과의 신호 송수신을 담당한다. 예를 들어, 상기 송수신기 204는 상기 신호 생성부 202에 의해 생성된 제어 신호 및 클러스터 셋 정보를 사용자 단말들 10-15로 송신하고, 상기 사용자 단말들 10-15로부터의 제어 신호를 수신한다. 또한, 상기 송수신기 204는 상기 신호세기 측정부 203에 의해 측정된 수신신호 세기에 대한 정보를 상기 중앙관리유닛 40으로 송신하고, 상기 중앙관리유닛 40으로부터 송신된 서빙 클러스터에 대한 정보를 수신한다.

사용자 단말들 10-15 각각은 신호 생성부 111과, 신호세기 측정부 112와, 송수신기 113을 포함한다. 상기 신호 생성부 111은 역방향 제어신호로서 파일럿 신호를 생성하고, 상기 신호세기 측정부 112에 의해 측정된 신호 세기에 대한 정보를 생성한다. 상기 신호세기 측정부 112는 상기 기지국들 20-24로부터 수신되는 제어신호에 대한 신호 세기를 측정한다. 상기 송수신기 113은 상기 기지국들 20-24와의 신호 송수신을 위한 것이다. 예를 들어, 상기 송수신기 113은 상기 기지국들 20-24로부터 송신된 순방향 제어신호를 수신한다. 또한, 상기 송수신기 113은 상기 신호 생성부 111에 의해 생성된 역방향 제어신호 및 상기 신호세기 측정부 112에 의해 측정된 신호 세기에 대한 정보를 상기 기지국들 20-24로 송신한다.

상기 중앙관리유닛 40과 상기 기지국들 20-24는 무선 백홀 링크를 통해 접속될 수 있다. 상기 기지국들 20-24과 상기 사용자 단말들 10-15는 무선 접속 링크를 통해 접속될 수 있다.

비록 여기서는 상기 중앙관리유닛 40, 상기 기지국들 20-24 및 상기 사용자 단말들 10-15이 도 4에 도시된 바와 같이 구성되는 예를 설명하고 있다. 그러나, 이러한 구성은 본 발명의 실시예들에 따른 기능 블록 구성의 예시일 뿐 동일한 기능을 하는 다른 블록 구성의 형태로 도시하는 것이 가능하다. 또한, 상기 중앙관리유닛 40, 상기 기지국들 20-24 및 상기 사용자 단말들 10-15이 본 발명의 실시예들과 다른 동작을 수행하는 경우에는 다른 블록 형태로 도시될 수도 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 동작의 원리를 설명하기 위한 기본 동작 예를 보여주는 도면이다. 계층1 101에는 클러스터들 C11, C12, C13이 포함된다. 상기 클러스터 C11은 기지국들 DBS1,DBS2를 포함한다. 상기 클러스터 C12는 기지국들 DBS3,DBS4를 포함한다. 상기 클러스터 C13은 기지국들 DBS5,DBS6을 포함한다. 계층1 102에는 클러스터들 C21, C22, C23, C24가 포함된다. 상기 클러스터 C21은 기지국 DBS1을 포함한다. 상기 클러스터 C22는 기지국들 DBS2,DBS3을 포함한다. 상기 클러스터 C23은 기지국들 DBS4,DBS5를 포함한다. 상기 클러스터 C24는 기지국 DBS6을 포함한다. 이와 같이 다층 클러스터링 구조에 따르면, 계층간 클러스터의 형태가 얽힌(intertwined) 형태를 가지며, 하나의 DBS는 두 개 이상의 클러스터에 포함될 수 있다.

장기(long-term)적인 관점에서, 상기 다층 클러스터링 구조는 DBS/통계적 사용자 분포를 고려하여 사전에 형성된다. DBS가 임의로 분포되어 있는 환경에서 셀간 간섭 영향에 따라 다양한 형태의 클러스터링이 가능하다. 이러한 구조는 주파수 재사용과 같은 장기적 자원 할당을 위한 기본 프레임웍을 형성한다. 이에 따라 사용자별 계층 선택에 따른 클러스터내의 간섭 문제를 최소화하고, DBS 추가/변경/제거에 유연한 환경을 제공한다.

중기(mid-term)적인 관점에서, 상기 각 계층에는 사용자의 물리적 위치 분포에 따라 서로 다른 자원(예: 주파수/시간)이 할당될 수 있다. 즉, 각 DBS별 성능 제한(예: 송신전력)을 고려하여 계층간/계층별 클러스터들의 상호 영향 기반하여 자원을 할당한다. 다른 방안으로, 서로 다른 계층에 있는 클러스터간 동일 주파수/시간 자원을 재사용하는 일반화된 알고리즘의 고려도 가능하다. 이에 따라 사용자들의 분포 및 부하량에 적응적인 동적 토폴로지가 형성된다.

단기(short-term)적인 관점에서, 각 DBS 셀간 경계 문제를 해결하기 위해 클러스터 내부에서는 네트워크 MIMO에 따른 빔 제어 동작을 수행한다.

도 6은 본 발명이 실시예들에 따른 다층 클러스터링 동작의 일 예를 보여주는 도면이다. 클러스터별로는 네트워크 MIMO 동작을 수행한다((a) 참조). 계층 101,102별로 서로 다른 자원(예: 주파수)이 할당되어 있다. 사용자 분포 변화가 있는 경우 계층/클러스터간 주파수/시간 자원 할당이 변경되고, 또한 계층간 로드 밸런싱(load balancing)도 가능하다((b) 참조). 계층간 반드시 서로 다른 주파수/자원의 사용만을 고려할 필요가 없으며, 일반화된 자원할당 고려도 가능하다. DBS 설치 변경/추가/제거에 적응적으로 토폴로지가 형성된다((c) 참조). 이는 장기적인 주기의 동작으로 적정 수준의 복잡도 허용이 가능하다.

도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 다층 클러스터링 및 자원할당 알고리즘의 적용 개념을 보여주는 도면이다. 기지국들은 협력 송수신을 위해 다층 협력 클러스터를 형성한다. 예를 들어,계층(tier)1 101에서는 DBS0,DBS1,DBS2가 하나의 클러스터를 형성하고, DBS3,DBS4,DBS7이 하나의 클러스터를 형성하고, DBS5,DBS6이 하나의 클러스터를 형성한다. 계층N 10N에서는 DBS0,DBS3,DBS4가 하나의 클러스터를 형성하고, DBS1,DBS2, DBS5가 하나의 클러스터를 형성한다. 상기 DBS0은 계층1의 한 클러스터에 포함되고, 계층N의 한 클러스터에 포함되는 바와 같이, 2개 이상의 클러스터에 포함된다.

계층N 10N의 기지국들 DBS0,DBS3,DBS4에 의한 클러스터의 내부에서는 네트워크 MIMO 동작, 즉 클러스터 내부 빔 포밍 동작이 수행된다. 계층1 101과 계층N 101은 계층/클러스터간 서로 다른 주파수/시간/전력 자원을 할당한다. 다른 방안으로, 계층간 동일한 주파수/시간 자원을 재사용하는 경우도 고려 가능하다.

< 클러스터 결정 동작의 실시예들 >

도 8은 본 발명의 일 실시예 따라 사용자 단말을 서비스하기 위한 클러스터를 결정하기 위한 시스템 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다. 이 흐름에 따르면, 클러스터 선택 동작을 위해 기지국들중 서빙 기지국이 사용자 단말로 순방향 제어 신호를 송신한다. 단계 80에서 중앙관리유닛(CMU)은 클러스터들에 대한 정보를 미리 형성하여 관리한다. 예컨대, 서빙 기지국(홈 기지국) DBS0과 주변 기지국들 DBS1,DBS2는 클러스터 1을 형성한다. 서빙 기지국(홈 기지국) DBS0과 주변 기지국들 DBS3,DBS4는 클러스터 2를 형성한다. 서빙 기지국(홈 기지국) DBS0과 주변 기지국들 DBS2,DBS3은 클러스터 3을 형성한다.

단계 81에서, 서빙 기지국 DBS0은 사용자 단말 UE0과 주 제어채널(primary control channel)을 형성한다. 단계 82에서, 서빙 기지국 DBS0은 자신이 포함되는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보(candidate cluster set)를 상기 사용자 단말 UE0로 방송한다. 상기 클러스터 셋 정보는 해당 DBS 정보, 각 클러스터별 송수신 방법 등의 정보를 포함한다. 이 클러스터 셋 정보는 주기적 혹은 간헐적으로 송신된다.

상기 클러스터 셋 정보의 방송에 응답하여, 단계 83에서 상기 서빙 기지국 DBS0과 주변 기지국들 DBS1-DBS4는 순방향 제어신호인 파일럿 신호를 생성하여 사용자 단말 UE0으로 송신한다.

단계 84에서, 상기 사용자 단말 UE0은 상기 기지국들로부터 전송된 파일럿 신호들을 수신한다. 상기 사용자 단말 UE0은 임의로 위치되는 복수의 DBS 분포 환경에서 복수의 DBS 신호 수신이 가능하다. 이때 상기 사용자 단말 UE0은 특별히 선호되는 클러스터가 있다면 해당 클러스터와 관련된 DBS 신호만을 수신하거나, 미리 결정된 신호 세기 이상의 신호만을 수신하는 것이 가능하다. 상기 사용자 단말 UE0은 상기 기지국들로부터 전송된 파일럿 신호들에 대한 수신신호 세기를 측정하고, 측정된 수신신호 세기 정보를 상기 서빙 기지국 DBS0으로 송신한다. 예를 들어, 상기 사용자 단말 UE0은 미리 선택된 기지국들이 DBS0,DBS2,DBS3,DBS4로부터 수신된 파일럿 신호들에 대한 수신신호 세기 정보를 상기 서빙 기지국 DBS0으로 송신한다. 이에 따라 상기 서빙 기지국 DBS0은 상기 사용자 단말 UE0으로부터 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 보고받는다. 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 클러스터별로 기지국들에 대한 정보와, 기지국들 각각에 대응하는 수신 신호 세기의 값을 포함할 수 있다. 다른 방안으로, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 상기 클러스터 셋 정보에 포함된 순서로 클러스터별 기지국들 각각에 대응하는 신호 세기의 값을 포함할 수 있다.

이후 단계 85에서, 상기 서빙 기지국 DBS0은 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 상기 CMU로 송신하고, 상기 CMU는 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중 후보 클러스터들을 결정하고, 결정된 후보 클러스터들중 어느 한 클러스터를 상기 사용자 단말 UE0을 서비스하기 위한 클러스터로 할당한다. 구체적으로, 단계 85에서 상기 CMU는 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 클러스터들중 후보 클러스터들을 결정하고, 상기 결정된 후보 클러스터들중 최적의 클러스터를 선택한다. 예를 들어, 후보 클러스터들로는 클러스터 2 및 클러스터 3이 결정될 수 있으며, 최적의 클러스터로는 클러스터 2가 선택될 수 있다. 상기 최적의 클러스터에 대한 정보는 상기 서빙 기지국 DBS0으로 송신된다.

단계 86에서 상기 서빙 기지국 DBS0은 상기 선택된 클러스터를 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 상기 사용자 단말 UE0으로 송신한다. 상기 서빙 기지국 DBS0은 단계 87에서 주제어 채널을 형성하고, 단계 88에서 새로이 할당된 클러스터 2를 통해 사용자 단말 UE0과의 데이터 송수신을 수행한다.

도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 처리 흐름에서 서빙 기지국 DBS0이 클러스터 셋 정보를 송신하고 사용자 단말 UE0이 그에 대한 응답을 송신하는 동작을 구체적으로 보여주는 도면이다. 단계 90에서 서빙 기지국 DBS0은 자신이 속한 클러스들의 정보를 관리하고 있다. 단계 91에서 서빙 기지국 DBS0은 관련 클러스터들의 정보를 주기적 혹은 간헐적으로 클러스터 셋 정보로서 송신한다. 상기 관련 클러스터들의 정보는 해당 DBS 정보, 각 클러스터별 송수신 방법 등의 정보를 포함한다.

예를 들어, 도 10의 단계 91에 도시된 바와 같이 클러스터 셋 정보는 클러스터 셋 정보의 번호(REFERENCE NUMBER)와, 클러스터별로 DBS 정보와 주파수 정보가 포함될 수 있다. 클러스터 1에는 DBS1, DBS2, DBS3이 포함되고, 클러스터 1의 기지국들은 주파수 1에서 송수신 동작을 수행한다. 클러스터 2에는 DBS1, DBS3, DBS5가 포함되고, 클러스터 2의 기지국들은 주파수 2에서 송수신 동작을 수행한다. 클러스터 31에는 DBS1, DBS4, DBS6이 포함되고, 클러스터 3의 기지국들은 주파수 3에서 송수신 동작을 수행한다. 클러스터 4에는 DBS1, DBS2가 포함되고, 클러스터 4의 기지국들은 주파수 3에서 송수신 동작을 수행한다.

단계 92에서 사용자 단말 UE0은 상기 클러스터 셋 정보에 기반하여 관련 DBS 수신신호를 측정한다. 임의로 위치되는 복수의 DBS 분포 환경에서 복수의 DBS 신호를 수신하는 것이 가능하다. 또한 특별히 선호되는 클러스터가 있다면 해당 클러스터와 관련된 DBS 신호만도 수신이 가능하다. 단계 93에서 서빙 기지국 DBS0 및 주변 기지국들 DBS1-DBS4는 순방향 파일럿 신호를 송신한다. 단계 94에서 사용자 단말 UE0은 선별된 DBS에 대한 신호 품질(수신신호 세기)을 측정한다.

단계 95에서 사용자 단말 UE0은 상기 수신신호 세기에 대한 정보를 상기 서빙 기지국 DBS0으로 보고한다. 상기 단계 95에서 채널 측정 보고시 상기 수신신호 세기에 대한 정보에는 클러스터 정보(ID), DBS 정보(ID), 신호 품질 정보(신호세기 값(RSSI(Received Signal Strength Indicator) value))가 포함될 수 있다. 다른 방안으로, 상기 수신신호 세기에 대한 정보에는 도 10에 도시된 바와 같이 클러스터 ID와, 별도 DBS ID 없이 DBS별 신호품질 정보를 상기 클러스터 셋 정보에 포함된 DBS 순서대로 보고하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 10의 단계 95에서 사용자 단말 UE0은 클러스터 #1에 대해서는 DBS ID 없이 3개의 RSSI 값들을 보고하고, 클러스터 #4에 대해서는 DBS ID 없이 2개의 RSSI 값들을 보고한다. 상기 클러스터 #1에 대한 3개의 RSSI 값들은 각각 단계 91에서 송신된 클러스터 셋 정보에 포함된 순서에 따른 기지국들로부터 전송된 신호들의 RSSI 값들로, 첫번째 RSSI 값은 DBS1으로부터 전송된 신호의 RSSI 값이고, 두번째 RSSI 값은 DBS2로부터 전송된 신호의 RSSI 값이고, 세번째 RSSI 값은 DBS3으로부터 전송된 신호의 RSSI 값이다. 사용자 단말 UE0이 별도의 DBS ID를 보고하지 않더라도 서빙 기지국 DBS0은 클러스터별 기지국의 순서를 알고 있으므로 어느 기지국으로부터 전송된 신호의 RSSI 값인지를 알 수 있다. 이러한 경우 사용자 단말 UE0에서 서빙 기지국 DBS0으로 전송하는 정보의 길이를 줄일 수 있다.

위와 같이 기지국들은 기지국별로 자신이 속한 하나 이상의 클러스터에 대한 정보를 방송하고, 간섭을 경험하는 사용자 단말은 해당 클러스터 정보에 기반하여 서빙 기지국 및 주변 기지국들의 신호를 측정하여 보고한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 사용자 단말을 서비스하기 위한 클러스터를 결정하기 위한 시스템 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다. 이 흐름에 따르면, 클러스터 선택 동작을 위해 사용자 단말이 기지국들로 역방향 제어 신호를 송신한다. 단계 110에서 중앙관리유닛은 클러스터들에 대한 정보를 미리 형성하여 관리한다. 예컨대, 서빙 기지국(홈 기지국) DBS0과 주변 기지국들 DBS1,DBS2는 클러스터 1을 형성한다. 서빙 기지국(홈 기지국) DBS0과 주변 기지국들 DBS3,DBS4는 클러스터 2를 형성한다. 서빙 기지국(홈 기지국) DBS0과 주변 기지국들 DBS2,DBS3은 클러스터 3을 형성한다.

단계 111에서, 서빙 기지국 DBS0은 사용자 단말 UE0과 주 제어채널(primary control channel)을 형성한다. 단계 112에서, 서빙 기지국 DBS0은 상기 사용자 단말 UE0에 역방향(uplink) 제어신호인 파일럿(pilot) 또는 사운딩 신호(sounding signal)를 할당한다.

단계 113에서 상기 사용자 단말 UE0은 역방향 제어신호인 파일럿 신호를 상기 서빙 기지국 DBS0과 주변 기지국들 DBS1-DBS4으로 방송한다.

단계 114에서, 각 기지국들 DBS0-DBS4는 상기 사용자 단말 UE0으로부터 전송된 신호의 수신신호 세기를 측정하고, 그 측정 결과를 상위계층인 CMU로 보고한다.

단계 115에서 CMU는 각 기지국들로부터 송신된 수신신호 세기에 대한 정보를 수신하고, 상기 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 클러스터들중 후보 클러스터들을 결정하고, 상기 결정된 후보 클러스터들로부터 최적의 클러스터를 선택한다. 예를 들어, 후보 클러스터들로는 클러스터 2 및 클러스터 3이 결정될 수 있으며, 최적의 클러스터로는 클러스터 2가 선택될 수 있다. 상기 최적의 클러스터에 대한 정보는 상기 서빙 기지국 DBS0으로 송신된다.

단계 116에서 상기 서빙 기지국 DBS0은 상기 선택된 클러스터를 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 상기 사용자 단말 UE0으로 송신한다. 상기 서빙 기지국 DBS0은 단계 117에서 주제어 채널을 형성하고, 단계 118에서 새로이 할당된 클러스터 2를 통해 사용자 단말 UE0과의 데이터 송수신을 수행한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자별로 후보 서빙 클러스터 셋이 관리되는 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다. 이 처리 흐름은 도 8에 도시된 시스템 동작의 처리 흐름에 대응한다.

단계 121에서 기지국(DBS)들 각각은 기지국별로 고유의 순방향 신호를 방송한다. 단계 122에서 사용자 단말은 기지국들로부터 수신된 순방향 신호의 수신신호 세기를 측정한다. 단계 123에서 사용자 단말은 일정 수준의 신호 세기 이상의 수신 신호 세기를 보고하거나, 미리 선택된 기지국에 대하여 측정된 순방향 수신신호 세기를 보고한다.

단계 124에서 도 4에 도시된 CMU 40의 자원 할당부 402는 서빙 기지국으로부터 보고된 각 기지국들의 수신신호 세기와 관련한 정보를 수집한다. 단계 125에서 상기 자원 할당부 402는 보고된 수신신호 세기 정보에 기반하여 사용자 단말별로 후보 클러스터를 설정한다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 사용자별로 후보 서빙 클러스터 셋이 관리되는 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다. 이 처리 흐름은 도 11에 도시된 시스템 동작의 처리 흐름에 대응한다.

단계 131에서 사용자 단말들 각각은 일정 지역 내에서 고유의 역방향 신호를 방송한다. 단계 132에서 각 기지국들은 수신된 역방향 신호의 수신신호 세기를 측정한다.

단계 133에서 도 4에 도시된 CMU 40의 자원 할당부 402는 각 기지국들로부터 보고된 수신신호 세기와 관련한 정보를 수집한다. 단계 134에서 상기 자원 할당부 402는 보고된 수신신호 세기 정보에 기반하여 사용자 단말별로 후보 클러스터를 설정한다.

< 클러스터 변경 동작의 실시예들 >

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 계층이 다른 클러스터로의 변경 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다. 이 흐름에 따르면, 클러스터 변경 동작을 위해 서빙 기지국이 사용자 단말로 순방향 제어 신호를 송신한다.

단계 140에서 사용자 단말은 계층1 101의 클러스터 C11에 포함된 기지국들과 데이터 송수신을 수행한다. 상기 클러스터 C11을 통해 데이터 서비스가 수행되는 도중에 사용자가 상기 클러스터 C11의 중간 지점에서 계층1 101의 클러스터 C11과 클러스터 C12의 경계 영역(계층 2의 클러스터 C22의 중간 지점)으로 이동하는 경우, 단계 141에서 서빙 기지국(Home DBS)은 자신이 포함되는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보(C-SET ADV)를 상기 사용자 단말로 방송한다. 단계 142에서 상기 서빙 기지국 및 주변 기지국들은 순방향 제어신호인 파일럿 신호를 상기 사용자 단말로 송신한다.

단계 143에서 상기 사용자 단말은 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 서빙 기지국 및 주변 기지국들 각각으로부터 전송된 파일럿 신호들의 수신 세기를 측정하고, 이 측정 결과를 나타내는 수신 세기에 대한 정보(파일럿신호 측정 정보)를 상기 서빙 기지국으로 보고한다. 상기 수신 세기에 대한 정보는, 상기 클러스터들에 포함된 기지국들중 미리 결정된 기지국들로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 결정된 기지국들은 상기 제어 신호들중 미리 결정된 수신 세기보다 큰 수신 세기의 제어 신호를 전송한 기지국들일 수 있다. 다른 예로, 상기 결정된 기지국들은 미리 선택된 클러스터들에 포함되는 기지국들일 수 있다. 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 클러스터별로 기지국들에 대한 정보와, 기지국들 각각에 대응하는 수신 신호 세기의 값을 포함할 수 있다. 다른 방안으로, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 상기 클러스터 셋 정보에 포함된 순서로 클러스터별 기지국들 각각에 대응하는 신호 세기의 값을 포함할 수 있다.

단계 144에서 상기 서빙 기지국은 상기 사용자 단말로부터 상기 수신 세기에 대한 정보를 수신하고, 이를 상위 계층인 CMU 40으로 보고한다. 상기 CMU 40은 단계 145에서 상기 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 후보 클러스터들을 재설정하고, 단계 146에서 후보 클러스터들중에서 최적의 클러스터를 선택함으로써 계층이 다른 클러스터로의 변경을 결정한다. 사용자가 이동한 경우 계층2 102의 클러스터 C22가 최적의 클러스터로 선택될 수 있다. 클러스터의 변경이 결정된 경우 단계 147에서 계층이 다른 클러스터로의 변경 절차를 수행한다. 클러스터의 변경 절차는 도 8에 도시된 바와 같이 서빙 클러스터를 할당하는 과정 및 주제어 채널을 형성하는 과정을 포함할 수 있다. 단계 148에서 계층2 102의 클러스터 C22 내에 포함된 기지국들과 위치를 이동한 사용자 단말 사이의 데이터 서비스(송수신)가 수행된다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라 계층이 다른 클러스터로의 변경 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다. 이 흐름에 따르면, 클러스터 변경 동작을 위해 사용자 단말이 서빙 기지국 및 주변 기지국들로 역방향 제어 신호를 송신한다.

단계 150에서 사용자 단말은 계층1 101의 클러스터 C11에 포함된 기지국들과 데이터 송수신을 수행한다. 상기 클러스터 C11을 통해 데이터 서비스가 수행되는 도중에 사용자가 상기 클러스터 C11의 중간 지점에서 계층1 101의 클러스터 C11과 클러스터 C12의 경계 영역(계층 2의 클러스터 C22의 중간 지점)으로 이동하는 경우, 단계 151에서 사용자 단말은 서빙 기지국(Home DBS)과 주변 기지국들로 역방향 제어신호인 파일럿 신호를 방송한다.

단계 152에서 상기 서빙 기지국 및 주변 기지국들 각각은 역방향 파일럿 신호를 수신하고, 파일럿신호의 수신신호 세기를 측정하고 그 측정 결과를 CMU 40으로 송신한다.

상기 CMU 40은 단계 153에서 상기 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 후보 클러스터들을 재설정하고, 단계 154에서 후보 클러스터들중에서 최적의 클러스터를 선택함으로써 계층이 다른 클러스터로의 변경을 결정한다. 사용자가 이동한 경우 계층2 102의 클러스터 C22가 최적의 클러스터로 선택될 수 있다. 클러스터의 변경이 결정된 경우 단계 155에서 계층이 다른 클러스터로의 변경 절차를 수행한다. 클러스터의 변경 절차는 도 11에 도시된 바와 같이 서빙 클러스터를 할당하는 과정 및 주제어 채널을 형성하는 과정을 포함할 수 있다. 단계 156에서 계층2 102의 클러스터 C22 내에 포함된 기지국들과 위치를 이동한 사용자 단말 사이의 데이터 서비스(송수신)가 수행된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예들은 다층 클러스터링 방안을 적용하여 클러스터간 간섭 문제를 경감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 단계적으로 다층 클러스터링 / 자원할당 / 협력 다중안테나 송수신을 통하여 복잡도를 감소시킬 수 있고, 단말/트래픽 분포 적응적인 시스템의 동작이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예들은 기지국으로부터 송신되는 클러스터 셋 정보에 기반하여 단말의 주변 기지국 신호를 측정함으로써 역방향 측정 보고 메시지의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 단말별 복수의 후보 서빙 클러스터 셋 관리를 통하여 클러스터간 신속하고 효율적인 로드 밸런싱이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예들은 복수의 소형 기지국 분포 환경에서 협력 기지국 클러스터간 간섭 문제를 해결하기 위하여 다중 안테나 협력 송수신과 주파수 재사용간의 유기적 동작을 가능하게 한다.

< 발명의 적용들 >

도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예들이 적용 가능한 환경을 보여주는 도면들이다. 도 16에는 옥외(outdoor) VCN 환경이 도시되어 있다. 상기 VCN 환경에 따르면, 복수의 소형 분산 기지국들이 임의로 분포 가능하며, 단말은 소형 분산 기지국들로부터 고용량 무선 데이터를 수신한다. 상기 소형 분산 기지국들은 계층1(실선으로 표시함)에서는 클러스터 C11, 클러스터 C12 및 클러스터 C13으로 구분되며, 계층2(점선으로 표시함)에서는 클러스터 C21 및 클러스터 C22로 구분된다. 상기 소형 분산 기지국들은 무선 백홀 또는 유선 백홀을 통해 중앙 제어장치(중앙관리유닛)에 연결되어 클러스터내 협력 통신이 가능하다. 상기 중앙 제어장치는 더 큰 영역을 서비스하는 매크로 기지국이 될 수 있다.

도 17에는 옥외 분산 안테나 환경이 도시되어 있다. 상기 분산 안테나 환경에 따르면, 기저대역(baseband)에서 신호를 처리하는 무선 송수신 제어부/중앙제어부가 무선 송수신부와 분리된다. 예를 들어, 상기 무선 송수신부는 분산 안테나(distributed antenna) 및 RRH(Remote Radio Head)가 될 수 있으며, 상기 무선 송수신 제어부/중앙제어부는 CMU(Centrol Management Unit) 40이 될 수 있다.

다수의 무선 송수신부는 상기 무선 송수신 제어부/중앙 제어부로부터 물리적으로 분산되어 위치하며, 유선 링크(wired link)(예: RF over fiber)를 통해 상기 무선 송수신 제어부/중앙 제어부에 접속된다. 상기 무선 송수신부들은 계층1(실선으로 표시함)에서는 클러스터 C11, 클러스터 C12 및 클러스터 C13으로 구분되며, 계층2(점선으로 표시함)에서는 클러스터 C21 및 클러스터 C22로 구분된다.

도 18에는 빌딩 내 무선 네트워크 환경이 도시되어 있다. 상기 무선 네트워크 환경에 따르면, 건물 내에 소형 기지국(RHU: Remote Hub Unit)/안테나(Remote Unit)들이 다수 분포하며, 중앙제어장치(MHU: Main Hub Unit)에 의해 소형 기지국/안테나들간의 협력이 가능하다. 상기 RHU와 RU들의 사이는 RF(cable)을 통해 접속되고, 상기 RHU와 MHU의 사이는 Digital IF(optic)을 통해 접속된다. 상기 MHU는 Analog IF (cable)를 통해 RAS(Remote Access Server) + RARI에 접속된다. 상기 안테나(RU)들은 분포 형태에 따라 클러스터 구현이 가능하다. 이러한 무선 네트워크 환경으로 옥내 VCN이 될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 구체적인 실시예에서는 옥외 VCN 환경하에서 분산 소형 기지국들을 포함하는 클러스터들로부터 특정 클러스터를 선택하고, 기존의 클러스터에서 다른 클러스터로의 변경이 이루어지는 예를 설명하였다. 그러나, 상기 옥외 VCN 환경과 유사하게 협력하여 송수신 기능을 수행하는 복수의 유닛들을 포함하는 옥외 분산 안테나 환경, 빌딩내 무선 네트워크 환경에서도 본 발명의 실시예들은 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 동작은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판단 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에서 설명된 기지국 또는 릴레이의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현된 경우 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체도 본 발명에 포함된다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

10-15 : 사용자 단말 20-24 : 분산 소형 기지국
30 : 매크로 기지국 40: 중앙관리유닛(CMU)
50: BDMA 안테나 111, 202 : 신호 생성부
112, 203 : 신호세기 측정부 113, 204, 403 : 송수신기
201 : 클러스터 정보 관리부 401 : 클러스터링 형성부
402 : 자원 할당부

Claims

서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국에서의 처리 방법에 있어서,
상기 서빙 기지국이 포함되는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 상기 사용자 단말로 방송하는 과정과,
상기 사용자 단말로부터 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 보고받는 과정과,
상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중 어느 한 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 클러스터로 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 할당하는 과정은,
상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 상기 상위 계층으로 전송하는 과정과,
상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 클러스터들중에서 선택된 최적의 클러스터에 대한 정보를 상기 상위 계층으로부터 수신하는 과정과,
상기 선택된 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 상기 클러스터들에 포함된 기지국들중 미리 결정된 기지국들로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 상기 제어 신호들중 미리 결정된 수신 세기보다 큰 수신 세기의 제어 신호를 전송한 기지국들임을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 미리 선택된 클러스터들에 포함되는 기지국들임을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
클러스터별로 기지국들에 대한 정보와, 기지국들 각각에 대응하는 수신 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
상기 클러스터 셋 정보에 포함된 순서로 클러스터별 기지국들 각각에 대응하는 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보를 상기 사용자 단말로 방송하는 과정은, 주기적으로 또는 간헐적으로 수행됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보를 상기 사용자 단말로 방송하는 과정은, 사용자 단말의 위치가 이동하는 경우에 수행됨을 특징으로 하는 방법.
서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말에서의 처리 방법에 있어서,
상기 서빙 기지국이 방송하는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 수신하는 과정과,
상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기를 측정하는 과정과,
상기 측정된 수신 세기에 대한 정보를 상기 서빙 기지국으로 보고하는 과정과,
상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 상기 서빙 기지국으로부터 할당받는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 상기 클러스터들에 포함된 기지국들중 미리 결정된 기지국들로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 상기 제어 신호들중 미리 결정된 수신 세기보다 큰 수신 세기의 제어 신호를 전송한 기지국들임을 특징으로 하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 미리 선택된 클러스터들에 포함되는 기지국들임을 특징으로 하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
클러스터별로 기지국들에 대한 정보와, 기지국들 각각에 대응하는 수신 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
상기 클러스터 셋 정보에 포함된 순서로 클러스터별 기지국들 각각에 대응하는 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보를 수신하는 과정은, 주기적으로 또는 간헐적으로 수행됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보를 수신하는 과정은, 사용자 단말의 위치가 이동하는 경우에 수행됨을 특징으로 하는 방법.
서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국에서의 처리 방법에 있어서,
상기 사용자 단말이 할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 방송하는 제어 신호를 수신하는 과정과,
상기 제어 신호의 수신 세기에 대한 정보를 상위 계층으로 보고하는 과정과,
상기 상위 계층으로부터 상기 각 기지국들이 보고하는 상기 사용자 단말로부터 방송된 제어 신호의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 선택된 클러스터에 대한 정보를 수신하는 과정과,
상기 선택된 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 18에 있어서, 상기 선택된 클러스터는, 상기 상위 계층이 상기 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 클러스터들중 결정하는 후보 클러스터들중에서 선택된 클러스터임을 특징으로 하는 방법.
서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말에서의 처리 방법에 있어서,
할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 제어 신호를 방송하는 과정과,
상기 제어 신호의 방송에 응답하여 상기 기지국들 각각이 전송하는 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 서빙 기지국의 상위 계층에 의해 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 상기 서빙 기지국으로부터 할당받는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
청구항 20에 있어서, 상기 제어 신호를 방송하는 과정은, 주기적으로 또는 간헐적으로 수행됨을 특징으로 하는 방법.
청구항 20에 있어서, 상기 제어 신호를 방송하는 과정은, 사용자 단말의 위치가 이동하는 경우에 수행됨을 특징으로 하는 방법.
서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국 장치에 있어서,
상기 서빙 기지국이 포함되는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 저장하고 있는 클러스터 정보 관리부와,
상기 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 생성하는 신호 생성부와,
상기 생성된 클러스터 셋 정보를 상기 사용자 단말로 방송하는 송신기와,
상기 사용자 단말로부터 상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 보고받는 수신기를 포함하고,
상기 클러스터 정보 관리부는, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 관리하고, 또한 해당 기지국이 속한 클러스터 정보들을 유지 및 관리하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 23에 있어서,
상기 송신기는, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 상위 계층으로 전송하고,
상기 수신기는, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 클러스터들중에서 선택된 최적의 클러스터에 대한 정보를 상기 상위 계층으로부터 수신하고,
상기 송신기는, 상기 선택된 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 상기 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 23에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 상기 클러스터들에 포함된 기지국들중 미리 결정된 기지국들로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 25에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 상기 제어 신호들중 미리 결정된 수신 세기보다 큰 수신 세기의 제어 신호를 전송한 기지국들임을 특징으로 하는 장치.
청구항 25에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 미리 선택된 클러스터들에 포함되는 기지국들임을 특징으로 하는 장치.
청구항 25에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
클러스터별로 기지국들에 대한 정보와, 기지국들 각각에 대응하는 수신 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 25에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
상기 클러스터 셋 정보에 포함된 순서로 클러스터별 기지국들 각각에 대응하는 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 23에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보는 상기 사용자 단말로 주기적으로 또는 간헐적으로 방송됨을 특징으로 하는 장치.
청구항 23에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보는 사용자 단말의 위치가 이동하는 경우에 상기 사용자 단말로 방송됨을 특징으로 하는 장치.
서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말 장치에 있어서,
상기 서빙 기지국이 방송하는 복수의 클러스터들에 대한 정보를 나타내는 클러스터 셋 정보를 수신하는 수신기와,
상기 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기를 측정하는 신호세기 측정부와,
상기 측정된 수신 세기에 대한 정보를 상기 서빙 기지국으로 보고하는 송신기를 포함하고,
상기 수신기는, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 할당하는 상기 서빙 기지국으로부터 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 32에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는, 상기 클러스터들에 포함된 기지국들중 미리 결정된 기지국들로부터 전송된 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 33에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 상기 제어 신호들중 미리 결정된 수신 세기보다 큰 수신 세기의 제어 신호를 전송한 기지국들임을 특징으로 하는 장치.
청구항 33에 있어서, 상기 결정된 기지국들은 미리 선택된 클러스터들에 포함되는 기지국들임을 특징으로 하는 장치.
청구항 33에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
클러스터별로 기지국들에 대한 정보와, 기지국들 각각에 대응하는 수신 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 33에 있어서, 상기 제어 신호들의 수신 세기에 대한 정보는,
상기 클러스터 셋 정보에 포함된 순서로 클러스터별 기지국들 각각에 대응하는 신호 세기의 값을 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 32에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보는 주기적으로 또는 간헐적으로 수신됨을 특징으로 하는 장치.
청구항 32에 있어서, 상기 클러스터 셋 정보는 사용자 단말의 위치가 이동하는 경우에 수신됨을 특징으로 하는 장치.
서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 서빙 기지국 장치에 있어서,
수신기, 송신기, 신호세기 측정부 및 신호 생성부를 포함하고,
상기 수신기는, 상기 사용자 단말이 할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 방송하는 제어 신호를 수신하고,
상기 신호세기 측정부는, 상기 제어 신호의 수신 세기를 측정하고,
상기 송신기는, 상기 측정된 수신 세기에 대한 정보를 상위 계층으로 보고하고,
상기 수신기는, 상기 상위 계층으로부터 상기 각 기지국들이 보고하는 상기 사용자 단말로부터 방송된 제어 신호의 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 선택된 클러스터에 대한 정보를 수신하고,
상기 신호 생성부는, 상기 선택된 클러스터를 상기 사용자 단말을 서비스하기 위한 서빙 클러스터로 할당하였음을 나타내는 할당 메시지를 생성하여 상기 송신기를 통해 상기 사용자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
청구항 40에 있어서, 상기 선택된 클러스터는, 상기 상위 계층이 상기 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 클러스터들중 결정하는 후보 클러스터들중에서 선택된 클러스터임을 특징으로 하는 장치.
서빙 기지국과, 상기 서빙 기지국과 협력하여 클러스터들을 구성하는 주변 기지국들을 포함하는 복수의 분산 소형 기지국들과, 사용자 단말을 포함하는 무선 통신시스템에서, 상기 사용자 단말을 서비스하는 클러스터를 결정하기 위한, 상기 사용자 단말 장치에 있어서,
할당된 역방향 제어채널을 통해 복수의 클러스터들에 포함되는 기지국들 각각으로 제어 신호를 방송하는 송신기와,
상기 제어 신호의 방송에 응답하여 상기 기지국들 각각이 전송하는 수신 세기에 대한 정보에 기반하여 상기 서빙 기지국의 상위 계층에 의해 상기 복수의 클러스터들중에서 선택된 어느 한 클러스터를 데이터 서비스를 위한 서빙 클러스터로 상기 서빙 기지국이 할당하기 위한 할당 메시지를 수신하는 수신기를 포함함을 특징으로 하는 장치.
청구항 42에 있어서, 상기 제어 신호는, 주기적으로 또는 간헐적으로 방송됨을 특징으로 하는 장치.
청구항 42에 있어서, 상기 제어 신호는, 사용자 단말의 위치가 이동하는 경우에 방송됨을 특징으로 하는 장치.