국내 이동통신 시장은 이통 3사가 LTE(10MHz),  LTE-A(10+10MHz), 광대역 LTE(20MHz)로 숨가쁘게  진화하며 속도 경쟁과 품질 경쟁을 벌이고 있습니다. 최대 속도는 주파수 대역을 얼마나 넓게 얼마나 많이 사용할 수 있느냐에 달려 있는 데 국내 통신 3사의 LTE 주파수 대역 확보 현황은 대동소이하여 최대 속도는 모두 동일합니다.

이론적인 최대 속도가 아닌 실제로 체감하는 속도, 즉 품질 (Quality of Experience)은 여러 가지 요소로 최대속도와는 거리가 먼데, 대표적인 품질 저하 요소 중에 하나가 주로 셀 경계에서 발생하는 셀간 간섭 (Inter-Cell Interferece)입니다.

셀 간 간섭은 2G/3G 망에서는 기지국 상위 노드에 의해 제어되었지만, 4G 망인 LTE/LTE-A 망에서는 기지국끼리 협력(Coordination)하여 제어할 수 있습니다. LTE에는 이전에는 없었던 기지국 간 X2 인터페이스가 정의되어 있기 때문인데요, 기지국들은 이 X2 인터페이스를 통해 서로 간섭 정보를 교환함으로써 셀 간 간섭을 피하도록 무선 자원을 scheduling합니다¹.  

이와 같은 Interference Coordination 기술은 여러가지가 정의되어 있습니다.

• LTE 기술로는 Inter-Cell Interference Coordination (ICIC)이 있고,
• LTE-A 기술로는 ICIC를 HetNet 환경에 맞게 적용한 enhanced ICIC (eICIC)와 단말이 보고한 채널 상태 정보를 이용하는 Coordinated Multi-Point (CoMP)가 있습니다. 

앞으로 몇 차례에 걸쳐 이들 Interferece Coordination 기술을 살펴보겠습니다. 먼저, 이번 글에서는 가장 기본적인 ICIC 기술을 살펴보겠습니다.

Inter-Cell Interference Coordination (ICIC)

■ Inter-cell interference 가 생기는 이유는?
무선망 용량을 저하시키는 가장 큰 요인은 간섭으로, 간섭은 이웃 셀에 동일한 자원을 사용하는 사용자가 있을 때 발생합니다. 같은 주파수 대역 (F)을 사용하는 두 셀에 같은 주파수 자원² (f_i, f_i∈F)을 사용하는 두 단말이 있을 때, 이들이 A2와 B2처럼 셀 센터에 있으면 낮은 power로 통신하므로 간섭이 없지만 A1과 B1처럼 셀 경계에 있으면 큰 power로 통신하므로 두 단말의 신호는 서로에게 간섭이 됩니다.

이와 같은 현상이 발생하는 것은 Cell A와 Cell B가 자신에게 붙어 있는 단말들의 무선 자원 사용 현황에 대해서만 알고 있고 (Cell A는 A1, A2,... 에게 할당한 자원, Cell B는 B1, B2,...에게 할당한 자원) 옆 셀에 있는 단말들은 어떤 무선 자원을 사용하는지 모르는 상태에서, 각각 독립적으로 자기 단말들만을 위해 무선자원을 스케쥴링하게되어 셀 경계에 있는 Cell A 단말 (A1)과 Cell B 단말 (B1)에 같은 주파수 자원이 할당될 수 있기 때문입니다.

■ ICIC 개념

ICIC는 3GPP release 8에 정의되어 있는 LTE 시스템의 간섭 제어 기술로, 인접한 셀들 간에 셀 경계에 있는 단말들이 서로 다른 주파수 자원을 사용함으로써 셀 간 간섭을 줄이는 기술입니다. ICIC 기능을 제공하는 기지국은 주파수 자원 (RB)별로 간섭 정보를 구성하고 이를 X2 메시지를 통해 이웃 기지국과 교환합니다. X2 메시지를 수신한 기지국은 이웃 셀들의 간섭 상황을 파악하여 셀 간 간섭을 피하도록 자기에게 붙어 있는 단말에게 무선 자원 (주파수, power)을 할당합니다. 

예를 들면, Cell A와 Cell B의 경계에서 Cell A 단말 (A1)이 주파수 자원 f3을 사용하여 큰 Tx power로 통신하고 있으면, Cell B는 셀 경계에 있는 자기 단말 (B1)에게 다른 주파수 자원 f2를 할당하고 f3은 셀 센터에 있는 단말 (B3)에게 할당하여 작은 Tx power로 통신하게 합니다.

■ ICIC에서 사용하는 간섭 정보

■ ICIC 기본 동작