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KR20160112762A - 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법 - Google Patents

스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법 Download PDF

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KR20160112762A
KR20160112762A KR1020150039033A KR20150039033A KR20160112762A KR 20160112762 A KR20160112762 A KR 20160112762A KR 1020150039033 A KR1020150039033 A KR 1020150039033A KR 20150039033 A KR20150039033 A KR 20150039033A KR 20160112762 A KR20160112762 A KR 20160112762A
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KR
South Korea
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base station
sinr
base stations
selecting
usability
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Withdrawn
Application number
KR1020150039033A
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English (en)
Inventor
임혁
김용강
Original Assignee
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 광주과학기술원 filed Critical 광주과학기술원
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Priority to PCT/KR2016/002833 priority patent/WO2016153244A1/ko
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Abstract

본 발명의 실시예는 스몰 셀로 이루어진 무선 네트워크 환경에서 통신을 수행하기 위한 기지국을 선택하는 방법으로서, 사용자의 단말기와 통신가능한 기지국들에 대한 사용성(utilization)을 평가하는 단계, 상기 기지국들 중에서 상기 사용성이 가장 낮게 나타나는 기지국들을 선택하는 단계, 사용자의 단말기와 통신이 수행될 수 있는 신호대 잡음비(SINR)를 고려하여, 상기 SINR을 만족하도록 기지국을 추가적으로 선택하는 단계 및 상기 기지국들의 공동 전송을 통해 사용자의 단말기와의 협력 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
따라서, 사용자 및 네트워크가 밀집되어 있는 환경에서 상대적으로 처리량이 낮은 기지국을 우선적으로 사용자가 선택하도록 함으로써, 일시적으로 사용자가 밀집하는 상황, 혹은 높은 사용자의 서비스 요구량이 존재하는 상황 에서도 안정적으로 네트워크에 접속할 수 있고 네트워크의 성능을 일정수준으로 유지할 수 있다.

Description

스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법{Coordinated Transmission Method for Small Cell Network}
본 발명은 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법으로, 보다 상세하게는 기지국이 밀집해있는 스몰셀 환경에서 사용자에게 최적의 네트워크 환경을 제공해줄 수 있는 기지국을 선택하는 통신 방법에 관한 것이다.
현대 사회에서 다루어지는 정보는 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이에 네트워크의 용량 및 처리속도가 중요한 이슈가 되고 있다. 이에, 사용자 장비에는 많은 트래픽이 요구되며, 이러한 요구를 만족하기 위해 많은 기지국을 확보하는 것이 하나의 방안이 될 수 있기에 메크로 셀 안에 여러 소형 셀들을 배치하게 되고 네트워크 셀들은 점점 밀집도가 심해지는 추세에 있다.
셀룰러 통신 시스템의 특성상 셀 경계 주변에서 각 셀들이 동일한 주파수 자원을 사용할 수 있고, 이 경우 상호 간섭이 존재할 수 있다. 최근, 시스템 용량을 증대시키기 위하여 셀룰러 통신 시스템에서는 매크로(macro) 셀에서 탈피하여 소형 셀을 지향하고 있으며, 매크로 셀 내에 다양한 크기의 소형 셀이 존재하는 형태로 네트워크가 진화하고 있어 셀 간 간섭 전보다 더 중요한 문제로 부각되고 있다. 셀 간 간섭을 극복하고 셀 경계에 위치하는 단말의 성능 향상을 위해, 인접하는 기지국 사이의 상호 협력을 통하여 데이터를 전송하는 방식이 제안되고 있다.
이러한 방식에는 셀 경계에 위치하는 특정 단말에 인접한 기지국이 동시간에 동일한 데이터를 전송하는 방식과, 각 서빙 기지국은 단말을 향한 첨예한 빔을 형성하여 간섭을 줄이고 단말에서 서빙 기지국으로부터 수신할 신호의 세기를 극대화하는 방식이 있다. 셀 간 간섭을 극복하기 위한 위와 같은 방식의 기술은 상호 협력을 위해 교환하는 정보의 양이 증가하고 복잡한 계산을 필요로 한다는 측면에서 문제가 있다. 또한, 단말이 자신의 서빙 기지국을 효율적으로 선택할 때 기존의 기지국 패턴 신호의 수신 세기를 기반으로 한 초기 셀 탐색 방식도 한계가 있다.
따라서, 네트워크 성능을 개선하고 간섭의 영향을 효과적으로 감소시키면서 기지국간의 협력 통신을 수행할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소형 셀 협력 통신 기반의 네트워크 환경에서 사용자에게 최적의 기지국을 선택할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 각종 네트워크들이 밀집되어 있는 환경에서 비협력 네트워크에 의해 발생되는 간섭으로 인한 에러를 방지할 수 있는 방법을 제공하는데에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예는 스몰 셀로 이루어진 무선 네트워크 환경에서 통신을 수행하기 위한 기지국을 선택하는 협력 통신 방법으로서, 사용자의 단말기와 통신가능한 기지국들에 대한 사용성(utilization)을 평가하는 단계; 상기 기지국들 중에서 상기 사용성이 가장 낮게 나타나는 기지국들을 선택하는 단계; 사용자의 단말기와 통신이 수행될 수 있는 신호대 잡음비(SINR)를 고려하여, 상기 SINR을 만족하도록 기지국을 추가적으로 선택하는 단계; 및 상기 기지국들의 공동 전송을 통해 사용자의 단말기와의 협력 통신을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 사용성은 기지국이 최대로 수행할 수 있는 서비스 용량에 대비하여 현재 기지국이 서비스하고 있는 유저의 수의 비율을 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 사용자 및 네트워크가 밀집되어 있는 환경에서 상대적으로 사용자에 의한 사용성이 낮은 기지국을 우선적으로 사용자 단말기가 선택하도록 함으로써, 일시적으로 사용자가 밀집하는 상황에서도 안정적으로 네트워크에 접속할 수 있고 네트워크의 성능을 일정수준으로 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 비협력 기지국에서 전파되는 간섭에 의해 야기되는 채널 측정 불확실성을 보상하기 위해 추가적으로 기지국을 선택하는 기법을 사용함으로써 네트워크에 접속된 사용자에게 일정한 품질의 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 밀집화된 소형 셀 네트워크의 모델을 나타낸 도면
도 2는 네트워크에서 사용자 장비의 서비스 가능성을 나타낸 그래프
도 3은 기지국이 사용자 단말기에 협력적으로 서비스를 제공할시 자원의 사용을 나타낸 그래프이며, (a)는 기지국이 사용자 단말에 서비스를 제공할시 평균 전송 파워를 나타낸 것이고, (b)는 사용자 단말기에 서비스하는 기지국의 평균 사용성을 나타낸 그래프
도 4는 Jain's fairness index의 비교 결과를 나타낸 그래프
도 5는 실시예에 따른 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법을 나타낸 흐름도
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.
사용자 단말기는 다수개의 기지국으로부터 많은 신호정보를 전송받는데, 기지국들은 협력적으로 채널과 메시지 정보를 여러 회선을 통해 사용자 장비에 신호를 분배하게 된다. 그러나, 핫스팟(hotspot) 지역에서는 특정 기지국이 다수개의 사용자 장비에 과도하게 선택되어 오버로드될 수 있다.
본 실시예는 소형 셀들이 밀집한 네트워크 환경에서 수행되는 것을 전제로 하며, 다수개의 네트워크가 서로 협력 통신을 수행하고 있는 상황에서 네트워크의 처리 성능을 개선하기 위한 방법을 제공한다.
도 1은 밀집화된 소형 셀 네트워크의 모델을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 밀집된 무선 네트워크의 모델로서, X로 정의되는 N개의 기지국이 산재해 있다고 가정하며, U로 정의되는 L개의 사용자 장비(단말기)로 무선연결 서비스를 제공한다. k번째(임의의) 사용자 단말기를 위한 이웃 기지국들은 X에 포함되는 Xk로 정의될 수 있으며, k번째 사용자 단말기 통신이 가능한 상태에 있다.
만약, Xk의 규모가 크다면 더 많은 기지국과 높은 레벨로 협력 통신을 수행할 수 있을 것이나, 협력 통신이 적절히 수행되지 않는 상황에서는 기지국간의 간섭이 발생하게 된다. 기지국들은 전송 데이터와 CSI를 공유하며, i번째 기지국은 Pi의 파워로 mi의 신호를 전송하며, 기지국들은 초고속 무선 네트워크에 연결되어 있는 것으로 가정한다. 그러나, Xk가 큰 경우에 메시지 교환 오버헤드가 발생할 수 있다.
Xk에 포함되는 기지국들의 집합은 Sk(t)로 정의되며, t의 시간동안 k번째 사용자 장비(단말기)(User Equipment, 이하 'UE'라 함)에서 공동으로 신호 전송에 참여하도록 선택될 수 있다. 실시예에서는 t의 시간동안 i번째 기지국에서 최대 서비스 용량에 대비하여 수행되고 있는 서비스 비율을 나타내는 지표인 ui(t)를 정의하며, 이를 사용성(utilization)이라 지칭하기로 한다. 여기서, 수행되고 있는 서비스 비율은 현재 기지국이 서비스하고 있는 사용자의 수로 설명될 수 있다. 예를 들어, i번째 기지국이 다수개의 UE에 의해 최대 서비스율을 가지도록 사용되고 있다면 ui=1이라 할 수 있고, i번째 기지국이 가동되지 않는 상태에서는 ui=0이라 할 수 있다.
도 1에서 t의 시간동안 k번째 UE에 수신된 신호는 하기 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, hi,k(t)는 i번째 기지국에서 k번째 UE로의 채널 이득이며, mi(t)는 i번째 기지국으로부터의 전송 메시지며, n은 의 분산을 가지는 화이트 가우시안 노이즈이다. X = Sk ∪ (Xk | Sk) ∪ (X | Xk) 이라 할 때, 수학식 1의 Rk(t)는 하기와 같은 수학식으로 다시 표현될 수 있다.
Figure pat00002
여기서, ri,k(t) = hi,k(t)pi이며, k번째 UE의 SINR은 다음과 같이 표현된다.
Figure pat00003
여기서, 수학식 3의 연산자는 기지국으로부터의 간섭을 포함하지 않는데, 이는 선택된 기지국들이 협력 통신하는 환경에서 프리코딩 매트릭스를 사용하여 사용자의 단말기(k번째 UE)를 간섭하지 않도록 제어되기 때문이다.
다시 설명하면, 다수개의 기지국(BS)들은 사용자 장비(UE)의 처리 성능을 개선하기 위하여 서로 협력 통신을 수행할 수 있다. 협력하는 기지국들(Xk)은 무선 연결 서비스를 제공하며, 단순히 하나의 이웃 기지국이 존재하는 경우보다 성능면에서 우수하다. 그러나, 협력기지국의 규모가 커서 메시지 교환 오버헤드가 생기게 되는데 이는 협력 기지국들이 전송 데이터와 CSI를 공유해야만 하기 때문이다.
k번째 UE가 협력 기지국(Xk)으로부터 서비스받고 있다면, 협력 기지국의 일부(Sk(t))는 K번째 UE에 공동 신호 전송을 위해 참여하도록 선택될 수 있다. 협력 기지국으로 정의되는 Sk(t)를 선택함에 있어서, SINR의 임계값을 만족하면서 기지국의 총 전송 파워의 합을 최소하는 방법이 고려될 수 있다. 최소 파워를 고려하는 방법은 MIN-POWER 기법이라 정의하며, 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00004
그러나, 실시예에서는 기지국의 선택에 있어서 상술한 바와는 달리, k번째 UE에 공동 신호 전송을 위해 낮은 사용성(utilization)을 갖는 기지국들을 선택한다. 실시예는 사용성을 고려하여 협력 기지들을 결정함으로써, 서비스 용량을 개선시킬 수 있다.
반면에, UE와 근접한 몇몇 기지국들은 핫스팟 지역에서 과도하게 선택되어 오버로드(overload)될 수 있고, QoS와 BS가 감소한다. 기지국들이 과도하게 사용되는 것보다, 사용성이 적은 여러 기지국들이 선택되어 UE에 협력적으로 서비스를 제공하는 것이 네트워크의 처리 성능 개선에 있어서 바람직하다.
따라서, 실시예에서는 SINR의 임계값이 보장되는 범위 내에서 사용성을 나타내는 ui(t)의 합계를 최소화하도록 기지국에 해당하는 Sk(t)를 선택하는 과정을 수행할 수 있다. 이를 MIN-UTIL 기법이라 정의하며, 기지국 선택 방법은 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00005
여기서, 임의의 UE는 수학식 5에 의해 선택된 기지국들(Sk)에 의해 t의 시간동안 서비스가 제공될 수 있다.
실시예는 또한, 다수개의 기지국에서 협력을 수행하지 않는 기지국에 의한 채널의 불확실성에 의한 파라미터를 보상하기 위한 최적화 기법을 제공한다. 수학식 5에서 gi,k는 검증되어야할 파라미터로서, 임의의 UE에서 비협력적인 기지국으로부터의 간섭을 허용한다. SINR의 임계값이 검증의 불확실성에 의해 만족되지 않는다면, 선택된 기지국들에 의한 공동 전송은 임의의 UE가 전송에 필요한 충분한 SINR값을 갖지 못하므로 네트워크의 통신이 성공적으로 이루어지지 않을 가능성이 높아진다. SINR의 값을 나타내는 gi,k(t)는 검증되어 최적화를 거쳐 사용되기 위한 명목상의 수치이지만, 불확실성의 파라미터인 g'i,k(t), j ∈ Sk(t)의 실제적인 수치는 [gi,k(t)- g'i,k(t), gi,k(t) + g'i,k(t)]의 범위에서 가정될 수 있다. 기지국의 집합인 Sk 를 C로서 정의하면
Figure pat00006
라고 할 때, 수학식 5의 최적화 방법은 하기와 같은 수학식으로 표현될 수 있으며, 이를 ROBUST-MIN-UTIL이라 정의한다.
Figure pat00007
수학식 6에서 시스템의 강건함은 정수 파라미터인 Γ에 의해 조정될 수 있다. 수학식 6에 의해 얻어진 기법은 SINR의 임계값을 만족하며, 이는 대응되는 명목상의 수치로부터의 불일치가 Γ를 초과하지 않는 경우에 가능하다. 따라서, 수학식 6에 의해 얻어진 기지국들은 파라미터의 가변성이 존재하는 환경에서 수학식 5에 의해 얻어진 기지국들보다 UE로 더욱 강건한 서비스를 제공할 수 있다.
수학식 6에 의한 최적화는 불확실성과 함께 SINR의 제약을 만족시키는, 선택된 기지국의 종합된 사용성을 최소화하는 방법이다.
이어서, 구체적인 예시를 통해 본 발명의 실시예와 같이 기지국을 선택하여 협력 통신을 수행하는 방법에 대하여 설명한다.
기지국 BS1 BS2 BS3 BS4 BS5 BS6 BS7
SINR 1 2 1 1 2 2 3
Utilization 0.1 0.1 0.2 0.3 0.1 0.3 0.5
전송 파워 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
상기의 표1을 참조하면, 기지국에 따른 SINR(신호대 잡음비)의 상대값, 사용성(Utilization), 전송 파워를 나타낸 것이다. 사용자의 단말기와 성공적인 통신을 수행하기 위해서는 SINR값의 상대값이 최소 5를 만족해야 한다고 가정한다.
우선, 기지국의 전송 파워를 고려하는 경우 사용자의 단말과의 통신을 위한 SINR을 만족하기 위해서 두개의 기지국(BS6, BS7)이 선택될 수 있으며, 전송 파워의 합은 0.2이며, 사용성의 합은 0.8을 나타낸다. 이 경우는 네트워크의 사용성을 고려하지 않았기 때문에, 특정한 네트워크만이 과도하게 선택되어 사용자 단말기와의 통신 성능이 비교적 낮게 나타날 수 있다.
이어서, 실시예와 같이 기지국의 사용성을 고려하는 경우 상기 기지국들 중에서 사용성이 최소로 나타나는 기지국인 BS1, BS2, BS5가 선택될 수 있다. 이 경우에 전송 파워의 합은 0.3이며, 사용성의 합은 0.3을 나타낸다.
이 때, 사용성만을 기준으로 선택한 기지국(BS1, BS2, BS5) 중에서 가장 높은 SINR값을 갖는 순으로 기지국을 Γ개만큼 선택한다.
위에서 살펴본 상기 수학식 6과 같이 비협력 기지국으로부터의 간섭으로 인해 SINR의 값은 불확실한 요소를 포함하며, gi,k값을 기준으로 [gi,k- g'i,k, gi,k + g'i,k]의 범위를 가질 수 있다. 여기서 g'i,k=gi,k/2 라고 할 때, BS5의 SINR값인 값은 2이므로, Γ가 1일 때 β값을 계산하면, β= 2/2=1로 나타난다. 따라서, 실시예에서는 비협력 기지국에 의한 간섭으로 SINR값을 최소 1이상 보상할 수 있도록 추가적인 기지국을 선택하여 협력 통신을 수행한다.
즉, 상술한 조건을 만족시키는 기지국으로서 BS3이 선택되었으며, BS3은 남은 기지국 중에서 가장 낮은 사용성을 가지면서도 SINR값이 1이상을 만족하므로, 사용자 단말기로 데이터를 공동 전송하는 협력 통신을 수행하여 네트워크의 처리 성능을 개선할 수 있다. 즉, 네트워크의 사용성 뿐만 아니라 불확실한 SINR의 보상값을 고려하여 기지국을 선택함으로써, 전송 파워만을 고려하거나 사용성만을 고려하여 기지국을 선택하는 경우보다 네트워크의 안정성을 더욱 보장할 수 있는 강건한 협력 통신이라 할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법에 있어서의 성능을 비교한 그래프이며, 구체적으로 서비스될 수 있는 네트워크에서의 사용자 단말기 비율을 나타내는 서비스 가능성을 보여주는 그래프이다.
(a)를 참조하면, 80개의 사용자 단말기를 사용한 경우이며, 실시예에 따른 협력 통신 방법에 있어서 사용성과, SINR의 보상값을 모두 고려한 ROBUST-MIN-UTIL방법의 경우가 다른 방법에 비해 서비스 성능이 안정적으로 나타났으며, 이는 사용성에 기반하여 기지국을 선택하는 과정에서 핫스팟 지역에서 특정한 기지국을 과도하게 선택하지 않기 때문인 것으로 판단할 수 있다.
SINR값이 일정 수준으로 증가하면 전송 파워를 고려하는 MIN-UTIL 기법이 사용성을 고려하는 MIN-POWER기법보다 서비스 가능성이 높게 나타났으며, 이는 요구되는 기지국의 수가 많아질수록 기지국이 쉽게 오버로드될 수 있기 때문이다.
(b)를 참조하면, 120개의 사용자 단말기를 적용한 경우이며, 80개의 사용자 단말기를 적용한 경우와 네트워크 상에서 서비스 가능성이 비슷한 양상으로 나타나는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 모든 방법에서 서비스 가능성이 점차 감소함에도 불구하고, 전송 파워를 고려한 방법의 서비스 가능성은 다른 방법에 비해 감소폭이 크게 나타난다. 이는, 전송 파워를 고려한 방법이 사용자 단말이 증가함에 따라 오버로드 현상이 가속화되어 일어나기 때문이다. 그러나, 실시예의 ROBUST-MIN-UTIL방법은 다른 방법에 비해 평균적으로 좋은 서비스 성능을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 3은 기지국이 사용자 단말기에 협력적으로 서비스를 제공할시 자원의 사용을 나타낸 그래프이다. (a)는 기지국이 사용자 단말에 서비스를 제공할시 평균 전송 파워를 나타낸 것이다. 전송 파워를 고려한 MIN-POWER 기법은 그래프에서 보여지는 바와 같이 최소량의 파워가 요구되는 방법으로서, SINR의 제약을 위한 αγ를 고려할 수 있다. 파워 소모에 있어서 α를 고려하면, α가 증가함에 따라 MIN-POWER 기법과 MIN-UTIL 기법에서는 전송 파워가 증가하였다. 그러나, ROBUST-MIN-UTIL 기법에서는 상기 두가지 기법보다 적은 전송 파워값이 나타났는데, 이는 선택된 기지국에 따라서 파라미터 평가를 통한 불확실성을 보상해주었기 때문이라 판단할 수 있다.
(b)를 참조하면, 사용자 단말기에 서비스하는 기지국의 평균 사용성을 나타낸 그래프이다. MIN-UTIL 기법이 가장 낮은 사용성을 나타냈으며, MIN-POWER 기법에서 가장 큰 사용성을 나타내었다. 이를 통해, 사용성은 요구되는 기지국의 숫자가 커짐으로 인해서 α 또는 γ값이 증가함에 따라 증가함을 알 수 있다.
도 4는 Jain’s fairness index의 결과를 비교한 그래프를 나타낸다. Jain’s fairness index의 결과값은 1/|Xk|에서 1 사이의 값으로 나타나며, 1은 모든 기지국의 사용성이 같다는 것을 의미한다. 결과에 따르면, MIN-UTIL 기법과 ROBUST-MIN-UTIL 기법이 MIN-POWER 기법보다 핫스팟 지역에서의 'fairness' 관점에서 더 좋게 나타났다. 이는, MIN-UTIL 기법과 ROBUST-MIN-UTIL 기법은 MIN-POWER 기법에 비해 오버로드된 기지국 대신 낮은 사용성을 가지는 기지국을 선택함으로써 기지국의 사용성을 균형있게 하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 기지국의 사용성을 고려하여 기지국을 선택함으로써, 특정한 기지국이 과도하게 선택되어 오버로드(과부하)되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5을 참조하여, 실시예에 따른 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법의 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 사용자 단말기와 통신 가능한 복수개의 기지국들에 대해 각 기지국들에 대한 사용성을 평가하는 단계(S10)를 수행한다. 여기서, 사용성은 기지국이 최대로 수행할 수 있는 서비스 용량에 대비하여 현재 수행되고 있는 서비스 용량의 비율을 나타내는 것으로 정의한다.
이어서, 기지국 중에서 사용자 단말과의 통신이 수행되기 위한 이론적인 SINR값을 만족하면서 사용성이 가장 낮게 나타나는 기지국들을 선택하는 단계(S20)를 수행한다. 이 때, 사용성이 낮은 기지국을 복수개 선택하여 SINR의 총합이 사용자 단말과의 통신이 수행되기 위한 이론적인 SINR값을 만족하도록 한다.
이어서, 선택된 기지국들의 SINR값으로 사용자 단말과 통신이 가능한지에 대한 여부를 판단하는 단계(S30)를 수행한다. S20 단계에서 이론적으로 사용자 단말과 통신이 가능한 SINR을 만족하도록 기지국이 선택되었지만, 채널 측정 에러 또는 비협력 지역으로부터의 간섭 등으로 인한 채널 불확실성으로 인해 SINR값을 만족시키지 못할 경우가 발생하게 된다.
따라서, 선택된 기지국들의 SINR값이 채널의 불확실성으로 인한 간섭으로 SINR값을 만족시키지 못한다면, SINR값을 보상하기 위하여 추가적인 기지국을 선택하는 단계(S40)가 수행될 수 있다.
상술한 S30 및 S40 단계를 거쳐, 사용자 단말기와 기지국간의 SINR값이 임계값을 만족하면, 사용자 단말기는 선택된 기지국들의 협력 통신을 수행하여 네트워크의 성능을 개선할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예는 사용자 및 네트워크가 밀집되어 있는 환경에서 상대적으로 사용성이 낮은 기지국을 우선적으로 사용자가 선택하도록 함으로써, 일시적으로 사용자가 밀집하는 상황에서도 안정적으로 네트워크에 접속할 수 있고 네트워크의 성능을 일정수준으로 유지할 수 있다. 또한, 비협력 기지국에서 전파되는 간섭에 의해 야기되는 SINR의 불확실성을 보상하기 위해 추가적으로 기지국을 선택하는 기법을 사용함으로써 네트워크에 접속된 사용자에게 일정한 품질의 서비스를 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 스몰 셀로 이루어진 무선 네트워크 환경에서 통신을 수행하기 위한 기지국을 선택하는 방법으로서,
    사용자의 단말기와 통신가능한 기지국들에 대한 사용성(utilization)을 평가하는 단계;
    상기 기지국들 중에서 상기 사용성이 가장 낮게 나타나는 기지국들을 선택하는 단계;
    사용자의 단말기와 통신이 수행될 수 있는 신호대 잡음비(SINR)를 고려하여, 상기 SINR을 만족하도록 기지국을 추가적으로 선택하는 단계; 및
    상기 기지국들의 공동 전송을 통해 사용자의 단말기와의 협력 통신을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 사용성은 기지국이 최대로 수행할 수 있는 서비스 용량에 대비하여 현재 수행되고 있는 서비스 용량의 비율을 나타내는 것을 특징으로 하는 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국들 중에서 상기 사용성이 가장 낮게 나타나는 기지국들을 선택하는 단계는,
    사용성이 최소로 나타나는 복수개의 기지국을 선택하는 과정에서 사용자의 단말기와 통신이 가능한 최소의 SINR을 고려하여 복수개의 기지국이 우선적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    비협력 기지국에서 전송되는 간섭에 의한 SINR을 보상하기 위해 사용자 단말기와 연결되는 기지국을 추가적으로 선택하는 단계는,
    사용성만을 고려하여 선택된 기지국 중에서 가장 큰 SINR을 갖는 기지국의 순서대로 소정 개수의 기지국이 선택되는 단계를 포함하는 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    선택된 기지국의 SINR 값과 상기 SINR의 범위에 따른 SINR값에 따라 SINR의 보상값을 결정하는 단계를 더 포함하는 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보상값 이상의 값을 가지며, 선택되지 않은 기지국 중에서 최소의 사용성을 나타내는 기지국을 선택하여 사용자 단말기와 공동 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 스몰셀 네트워크 환경에서의 협력 통신 방법.
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