KR101067367B1 - Apparatus and method for accessing radio network using beam scanning scheme - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은, 펨토 기지국을 무선 네트워크에 쉽게 추가하거나 무선 네트워크에 포함된 펨토 기지국을 쉽게 제거하는 것이다. 그리고 이동성이 있는 펨토 기지국들의 핸드오버를 용이하게 한다.
복수의 송,수신 안테나를 포함하는 안테나부, 상기 안테나부의 최대 이득의 방향을 제어하는 이득 제어부, 상기 이득이 제어된 안테나부를 이용하여 적어도 하나 이상의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 수신부, 상기 파일럿 신호를 수신한 기지국들에 대한 접속 우선 순위를 산출하는 우선 순위 산출부 및 상기 접속 우선 순위에 따라서 상기 기지국들 중에서 어느 하나의 기지국으로 접속하는 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국이 제공된다.
펨토 기지국, BEAM FORMING, BEAM SCANNING, Self-Organized Network, SON, Handover
It is an object of the present invention to easily add a femto base station to a wireless network or to easily remove a femto base station included in a wireless network. And facilitates handover of mobile femto base stations.
An antenna unit including a plurality of transmitting and receiving antennas, a gain control unit controlling a direction of the maximum gain of the antenna unit, a receiving unit receiving a pilot signal from at least one base station using the gain controlled antenna unit, and receiving the pilot signal A femto base station is provided, including a priority calculating unit for calculating access priority for the received base stations and a connection unit for connecting to any one of the base stations according to the access priority.
Femto Base Station, BEAM FORMING, BEAM SCANNING, Self-Organized Network, SON, Handover
Description
본 발명은 무선 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펨토 기지국이 무선 네트워크에 접속하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless network, and more particularly to a technique for a femto base station to access a wireless network.
이동 통신 네트워크는 복수의 기지국들로 구성되며, 기지국들은 각 기지국의 셀 커버리지 내에 위치한 단말들에게 서비스를 제공한다.The mobile communication network is composed of a plurality of base stations, and the base stations provide services to terminals located within cell coverage of each base station.
만약 특정 기지국의 셀 내에 위치한 단말의 수가 증가하거나 단말들이 요청하는 데이터의 양이 늘어나면, 해당 기지국이 제공할 수 있는 용량은 제한되어 있기 때문에 해당 기지국의 셀 커버리지가 줄어들게 된다. 이에 따라 원래 셀의 가장 자리에 있는 사용자들의 통신 품질(QoS:Qualith of Service)을 보장할 수 없게 된다. 따라서 셀 가장자리 사용자들은 인접 기지국에게 서비스를 요청하게 한다. 그런데 이때 서비스를 요청한 셀 가장자리 사용자가 인접 기지국의 셀 커버리지 밖에 있는 상황이라면 서비스를 받을 수 없게 되고, 이 사용자를 위해 인접 기지국이 전력을 올려서 무리하게 셀 커버리지를 늘릴 경우, 주변 셀에 미치는 간섭의 영향이 커지게 되므로 네트워크 전체 용량이 감소하게 된다. 따라서 이러한 사용자들의 통 신품질 보장을 위해 새로운 펨토 기지국을 네트워크에 설치하여 데이터 전송량을 분산시킬 수 있다. If the number of terminals located in a cell of a specific base station increases or the amount of data requested by the terminals increases, the cell coverage of the base station is reduced because the capacity that the base station can provide is limited. As a result, quality of service (QoS) of users at the edge of the original cell cannot be guaranteed. Thus, cell edge users may request service from neighboring base stations. However, if the cell edge user requesting the service is outside the cell coverage of the neighboring base station, the user cannot receive the service, and if the neighboring base station increases power for the user forcibly to increase the cell coverage, the effect of interference on the neighboring cell As the size increases, the overall network capacity decreases. Therefore, in order to guarantee communication quality of these users, a new femto base station can be installed in the network to distribute the data transmission volume.
새로 설치된 펨토 기지국들은 데이터 전송량이 많지 않으면 동작하지 않는다. 따라서 데이터 전송량에 따라 자율적 무선 네트워크를 가변적으로 운용할 수 있다. 그리고 새로 설치된 펨토 기지국은 기존 무선 네트워크의 데이터 전송 성능을 열화시키지 않으면서 스스로 링크 설정과 링크 해제가 가능한 네트워크(SON:Self-organized network) 를 구성할 수 있어야 한다.Newly installed femto base stations do not operate unless there is a lot of data transmission. Therefore, the autonomous wireless network can be variably operated according to the amount of data transmission. The newly installed femto base station should be able to form a self-organized network (SON) that can establish and release a link without degrading data transmission performance of the existing wireless network.
본 발명의 목적은, 펨토 기지국이 무선 네트워크에 쉽게 접속하는 것이다.It is an object of the present invention for a femto base station to easily connect to a wireless network.
본 발명의 목적은, 이동성이 있는 펨토 기지국의 핸드오버를 지원하는 것이다.An object of the present invention is to support handover of a mobile femto base station.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 복수의 송,수신 안테나를 포함하는 안테나부, 상기 안테나부의 최대 이득의 방향을 제어하는 이득 제어부, 상기 이득이 제어된 안테나부를 이용하여 적어도 하나 이상의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 수신부, 상기 파일럿 신호를 수신한 기지국들에 대한 접속 우선 순위를 산출하는 우선 순위 산출부 및 상기 접속 우선 순위에 따라서 상기 기지국들 중에서 어느 하나의 기지국으로 접속하는 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국을 제공한다.In order to achieve the above object and to solve the problems of the prior art, the present invention uses an antenna unit including a plurality of transmitting and receiving antennas, a gain control unit for controlling the direction of the maximum gain of the antenna unit, the antenna unit with the gain controlled A reception unit for receiving a pilot signal from at least one base station, a priority calculating unit for calculating an access priority for the base stations receiving the pilot signal, and accessing any one of the base stations according to the access priority It provides a femto base station characterized in that it comprises a connection.
본 발명의 일측에 따르면, 가중치 벡터를 이용하여 복수의 수신 안테나의 이득의 방향을 제어하는 단계, 상기 이득이 제어된 복수의 수신 안테나를 이용하여 적어도 하나 이상의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신하는 단계, 상기 파일럿 신호를 수신한 기지국들에 대한 접속 우선 순위를 산출하는 단계, 상기 접속 우선 순위에 따라서 상기 기지국들 중에서 어느 하나의 기지국으로 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 접속 방법이 제공된다.According to one aspect of the invention, controlling the direction of the gain of the plurality of receive antennas using the weight vector, receiving a pilot signal from at least one base station using the plurality of receive antennas the gain is controlled, Comprising a step of calculating the access priority for the base stations receiving the pilot signal, and the step of connecting to any one of the base station according to the access priority is provided.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 배열 안테나를 이용하여 마스터 기지국으 로부터 전송된 파일럿 신호를 수신하는 수신부 및 상기 배열 안테나의 빔 패턴을 제어하는 빔 제어부를 포함하고, 상기 수신부가 상기 파일럿 신호를 수신하지 못한 경우에, 상기 빔 제어부는 상기 배열 안테나의 방향성(directivity)이 증가되도록 상기 빔 패턴을 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국이 제공된다.According to still another aspect of the present invention, a receiver includes a receiver for receiving a pilot signal transmitted from a master base station using an array antenna and a beam controller for controlling a beam pattern of the array antenna, and the receiver receives the pilot signal. If not, the beam control unit is provided with a femto base station, characterized in that for controlling the beam pattern to increase the directivity (directivity) of the array antenna.
본 발명에 따르면, 펨토 기지국을 무선 네트워크에 쉽게 추가하거나 무선 네트워크에 포함된 펨토 기지국을 쉽게 제거할 수 있다.According to the present invention, a femto base station can be easily added to a wireless network or a femto base station included in a wireless network can be easily removed.
본 발명에 따르면 이동성이 있는 펨토 기지국의 핸드오버를 지원할 수 있다.According to the present invention, it is possible to support handover of a mobile femto base station.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 펨토 기지국을 이용하여 데이터를 전송하는 개념을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a concept of transmitting data using a femto base station according to the present invention.
무선 네트워크는 복수의 마스터 기지국(110, 120, 130) 및 복수의 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)들을 포함한다. 각 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)은 복수의 단말기(161, 162, 163)로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 마스터 기지국(110, 120, 130)으로 전송한다. 마스터 기지국(110, 120, 130)은 다른 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나, 도 1에 도시된 무선 네트워크에 포함된 다른 단말기로 데이터를 전송할 수 있다.The wireless network includes a plurality of
본 발명의 일실시예에 따르면, 펨토 기지국(141, 142, 143, 150, 151)은 마스터 기지국(110, 120, 130)에 직접 접속할 수 있다. 이 때, 펨토 기지국(141, 142, 143, 150, 151)은 마스터 기지국(110, 120, 130)에 직접 접속하므로 데이터 전송 성능이 매우 우수하다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일실시예에 따르면 펨토 기지국(150)은 펨토 기지국(150)과 먼 거리에 있는 단말(161, 163)과는 낮은 주파수 대역을 이용하여, 가까운 거리의 단말(162)과는 높은 주파수 대역을 이용하여 통신할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일실시예에 따르면 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)은 28GHz, 40GHz, 60GHz 등과 같은 매우 높은 주파수를 이용하여 마스터 기지국(110, 120, 130)으로 데이터를 전송할 수 있다. 주파수 대역이 높다면, 주파수의 직진성이 향상된다. 따라서, 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)과 마스터 기지국(110, 120, 130) 사이에 장애물이 있다면, 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)은 마스터 기지국(110, 120, 130)으로 데이터를 전송할 수 없다.According to an embodiment of the present invention, the
또한 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)은 데이터 전송 성능을 향상시키기 위하여 복수의 안테나를 포함하는 배열 안테나를 이용할 수 있다. 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)은 배열 안테나와 가중치 벡터를 이용하여 특정한 방향으로 데이터 전송을 집중함으로써, 데이터 전송 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 만약 마스터 기지국(110, 120, 130)이 다른 방향에 위치한다면 펨토 기지국(141, 142, 143, 144, 150, 151)은 가중치 벡터를 조절하여 마스터 기지국(110, 120, 130)으로 데이터를 전송할 수 있다. In addition, the
본 발명의 다른 실시예에 따르면 펨토 기지국(144)은 다른 펨토 기지국(143)을 경유하여 마스터 기지국(110, 120, 130)에 접속할 수 있다. 장애물 등으 로 인하여 펨토 기지국(144)이 마스터 기지국(130)으로 직접 데이터를 전송할 수 없는 경우에, 다른 펨토 기지국(143)을 경유하여 마스터 기지국(130)에 접속할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the
본 발명의 일실시예에 따르면 펨토 기지국은 지상에 고정된 고정형(141, 142, 143, 144, 150)일 수도 있고, 버스, 지하철 등의 이동체에 탑재되는 이동형(151)일 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the femto base station may be a fixed type (141, 142, 143, 144, 150) fixed on the ground, or may be a mobile type (151) mounted on a moving object such as a bus or subway.
이동형 펨토 기지국(151)의 경우에, 이동 전의 위치에서는 마스터 기지국(110)에 접속되어 있으나, 이동하는 도중, 장애물 등으로 인하여 마스터 기지국(110)으로 접속할 수 없게 될 수 있다. 이 경우, 이동형 펨토 기지국(151)은 다른 마스터 기지국(120)에 직접 접속하거나, 제2 펨토 기지국을 경유하여 마스터 기지국(120)에 접속할 수 있다. 이는 셀룰러 통신망에서 단말기가 제1 기지국으로부터 제2 기지국으로 핸드 오버 하는 것과 유사하다. 따라서 본 명세서에서는 이를 펨토 기지국의 핸드오버라고 하기로 한다.In the case of the mobile
본 발명에 따르면, 무선 네트워크에 새로운 펨토 기지국이 추가되는 경우, 각 펨토 기지국들의 동작에 의하여 새로운 전송 링크가 생성된다. 따라서 새로운 펨토 기지국이 접속할 마스터 기지국을 결정하거나, 마스터 기지국까지의 전송 링크에 포함될 펨토 기지국들을 결정하는 중앙 제어 장치가 필요 없다.According to the present invention, when a new femto base station is added to a wireless network, a new transmission link is created by the operation of each femto base station. Therefore, there is no need for a central control device to determine the master base station to be connected to the new femto base station, or determine the femto base stations to be included in the transmission link to the master base station.
본 발명에 따르면 중앙 제어 장치가 없어도, 새로 추가되는 펨토 기지국이 무선 네트워크에 접속할 수 있다. 또한 펨토 기지국이 이동하는 경우에도, 무선 네트워크에 대한 접속을 유지할 수 있다.According to the present invention, a newly added femto base station can access a wireless network even without a central control device. In addition, even when the femto base station moves, the connection to the wireless network can be maintained.
도 2는 본 발명에 따른 펨토 기지국이 무선 네트워크에 접속하는 개념을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a concept of a femto base station accessing a wireless network according to the present invention.
도 2의 (a)는 본 발명에 따른 펨토 기지국(220)이 마스터 기지국에 직접 접속하는 개념을 도시한 것이다. 펨토 기지국(220)은 특정한 방향으로는 배열 안테나가 큰 이득을 가지고, 다른 방향으로는 작은 이득을 가지도록 가중치 벡터를 통하여 배열 안테나의 이득을 제어할 수 있다. 방향에 따라서 다른 값을 가지는 배열 안테나의 이득을 빔 패턴이라고 한다. 즉, 특정 방향으로 배열 안테나의 빔 패턴이 큰 값을 가지면, 펨토 기지국(220)은 그 방향으로부터 전송된 데이터를 잘 수신할 수 있다. 또한, 그 방향으로 데이터를 잘 전송할 수 있다. 이하 특정한 방향으로 배열 안테나가 큰 이득을 가지도록, 펨토 기지국(220)이 배열 안테나의 빔 패턴을 제어하는 것을 그 방향으로 빔을 형성한다고 표현하기로 한다.2 (a) illustrates a concept in which a
본 발명의 일실시예에 따르면 펨토 기지국(220)은 마스터 기지국(210)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 펨토 기지국(220)은 파일럿 신호를 이용하여 마스터 기지국(210)의 존재를 인지하고, 마스터 기지국(210)과 동기화하고, 마스터 기지국(210)에 접속할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
만약 펨토 기지국(220)이 제1 방향(231)으로 배열 안테나의 빔을 형성한다면, 제1 방향으로부터 전송되는 데이터만을 수신할 수 있다. 따라서 펨토 기지국(220)은 마스터 기지국(210)으로부터 전송되는 파일럿 신호를 수신할 수 없다.If the
펨토 기지국(220)은 제1 방향(231)에서 파일럿 신호를 수신하지 못하였다면, 빔의 방향을 제2 방향(232)으로 회전시킬 수 있다. 펨토 기지국(220)은 제2 방 향(232)의 빔을 이용하여 파일럿 신호를 수신하고, 마스터 기지국(210)을 인지하여 마스터 기지국(210)에 직접 접속할 수 있다.If the
도 2의 (b)는 본 발명에 따른 펨토 기지국(250)이 다른 펨토 기지국(241)을 경유하여 마스터 기지국(241)에 접속하는 개념을 도시한 것이다.2B illustrates a concept in which the
펨토 기지국(250)은 마스터 기지국(240)이 존재하는 제1 방향(261)으로 빔을 형성할 수 있다. 그러나 제1 방향(261)에 장애물(242)이 있다면 마스터 기지국(240)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수는 없다.The femto
펨토 기지국(250)은 제2 펨토 기지국(241)이 존재하는 제2 방향(262)으로 빔을 형성할 수 있다. 제2 펨토 기지국(242)은 이미 마스터 기지국(240)에 접속되어 있는 상태이며, 데이터를 마스터 기지국(240)으로 전송할 수 있다.The femto
펨토 기지국(250)은 제2 방향(262)으로 빔을 형성하여 제2 펨토 기지국(241)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 펨토 기지국(250)은 제2 펨토 기지국(241)을 경유하여, 마스터 기지국(240)에 접속할 수 있다.The femto
도 2의 (c)는 본 발명에 따른 이동형 펨토 기지국(280, 282)이 핸드 오버하는 개념을 도시한 것이다.2 (c) illustrates the concept of handover by the mobile
이동형 펨토 기지국(280)은 제1 빔(281)을 이용하여 마스터 기지국(270)과 통신할 수 있다. 이동형 펨토 기지국(280)은 마스터 기지국(270)과 통신을 시작한 위치로부터 이동할 수 있다. 이 경우, 이동형 펨토 기지국(280)은 제1 빔(281)의 방향을 회전시켜 빔의 방향이 마스터 기지국(270)을 향하도록 유지할 수 있다. 만약 제1 빔(281)의 방향이 마스터 기지국(270)을 향한다면 이동형 펨토 기지국(280) 은 통신 링크를 그대로 유지한 채, 계속해서 마스터 기지국(270)으로 데이터를 전송할 수 있다.The mobile
본 발명의 일실시예에 따르면, 이동형 펨토 기지국(282)은 음영 지역으로 이동할 수 있다. 음영 지역에서는, 이동형 펨토 기지국(282)과 마스터 기지국(270)간에 장애물(272)이 존재한다. 이 때, 이동형 펨토 기지국(282)은 제1 빔(283)의 방향이 마스터 기지국(270)을 향하도록 유지해도, 장애물 때문에 마스터 기지국(270)으로부터 직접 파일럿 신호를 수신할 수는 없다.According to one embodiment of the present invention, the mobile
이동형 펨토 기지국(282)은 마스터 기지국(270)에 접속된 제2 펨토 기지국(271)으로부터 전송된 파일럿 신호를 수신하도록 빔의 방향을 제어할 수 있다. 이동형 펨토 기지국(282)은 제2 빔(284)의 방향이 제2 펨토 기지국(271)을 향하도록 제2 빔의 방향을 제어할 수 있다.The mobile
이동형 펨토 기지국(282)은 제2 펨토 기지국(271)을 경유하여 마스터 기지국(270)에 접속할 수 있다.The mobile
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펨토 기지국이 빔 패턴의 방향성을 증가시키며 무선 네트워크에 접속하는 개념을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a concept in which a femto base station increases the directionality of a beam pattern and connects to a wireless network according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 펨토 기지국은 배열 안테나의 빔 패턴을 제어할 수 있다. 도 3은 펨토 기지국이 제어한 배열 안테나의 빔 패턴을 방향에 따라 도시한 것이다.The femto base station according to the present invention can control the beam pattern of the array antenna. Figure 3 shows the beam pattern of the array antenna controlled by the femto base station along the direction.
도 3의 (a)에 도시된 실시예에서는 펨토 기지국은 모든 방향에 대해서 일정한 이득을 가지도록 배열 안테나의 빔 패턴을 제어할 수 있다. 도 3의 (a)에 도시 된 실시예에 따르면 빔 패턴은, 모든 방향에 대하여 일정한 크기의 이득을 가지지만, 특정 방향으로 큰 이득을 가지지는 못한다. 따라서 특정 방향으로 데이터 전송을 집중하거나, 특정 방향으로 데이터 수신을 집중할 수 없다. 따라서 가까운 거리의 마스터 기지국은 검색할 수 있으나, 먼 거리에 위치한 마스터 기지국은 검색할 수 없다. In the embodiment shown in FIG. 3A, the femto base station can control the beam pattern of the array antenna to have a constant gain in all directions. According to the embodiment shown in (a) of FIG. 3, the beam pattern has a certain amount of gain in all directions, but does not have a great gain in a specific direction. Therefore, it is not possible to concentrate data transmission in a specific direction or to concentrate data reception in a specific direction. Therefore, the master base station in the near distance may be searched, but the master base station located in the far distance may not be searched.
도 3의 (b)에 도시된 실시예에서는 펨토 기지국은 특정한 방향(
도 3의 (c)에 도시된 실시예에서는 펨토 기지국은 배열 안테나의 방향성이 최대값을 가지도록 빔 패턴을 제어할 수 있다. 특정한 방향(
펨토 기지국은 마스터 기지국의 방향으로 빔을 형성시켜야 마스터 기지국을 검색할 수 있다. 최초 형성된 빔의 방향은 마스터 기지국의 방향과 일치하지 않을 수 있으므로, 펨토 기지국은 빔의 방향을 변화시켜 가면서 마스터 기지국을 검색할 수 있다.The femto base station must form a beam in the direction of the master base station to search for the master base station. Since the direction of the initially formed beam may not match the direction of the master base station, the femto base station may search the master base station while changing the direction of the beam.
일반적으로, 빔 패턴의 이득의 크기가 증가하면, 마스터 기지국을 검색할 수 있는 범위는 늘어나지만, 빔 패턴의 폭은 감소한다. 따라서 펨토 기지국이 신호를 수신할 수 있는 방향의 범위가 감소하며, 이는 펨토 기지국이 마스터 기지국을 검색하기 위해 빔을 전방향으로 회전(빔스캐닝)시키는데 더 많은 시간이 소모됨을 의미한다. 따라서 빔스캐닝은 도 3의 (a)에서 도 3의 (c)로 진행하면서 진행한다. In general, as the magnitude of the gain of the beam pattern increases, the range of search for the master base station increases, but the width of the beam pattern decreases. Therefore, the range of directions in which the femto base station can receive a signal is reduced, which means that more time is spent for the femto base station to rotate the beam in all directions (beam scanning) to search for the master base station. Therefore, beam scanning proceeds from (a) to (c) of FIG. 3.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펨토 기지국의 구조를 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 펨토 기지국(400)은 안테나부(410), 이득 제어부(420), 수신부(430), 우선 순위 산출부(440) 및 접속부(450)를 포함한다.4 is a block diagram illustrating a structure of a femto base station according to an embodiment of the present invention. The
안테나부(410)는 복수의 송,수신 안테나를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 복수의 송,수신 안테나는 하나의 배열 안테나로 동작할 수 있다. 안테나부(410)는 각 송,수신 안테나를 이용하여 수신된 데이터를 포함하는 송,수신 벡터를 생성할 수 있다.The
이득 제어부(420)는 안테나부(410)의 최대 이득의 방향을 제어할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 이득 제어부는 안테나부(410)의 최대 이득의 방향을 제어하기 위하여 가중치 벡터를 생성할 수 있다.The
수신부(430)는 이득이 제어된 안테나부를 이용하여 적어도 하나 이상의 기지국(460, 470, 480)으로부터 파일럿 신호를 수신한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 안테나부(410)는 인접한 기지국(460, 470, 480)으로부터 파일럿 신호를 수신하여 파일럿 신호를 포함하는 수신 벡터를 생성할 수 있다. 이득 제어부(420)는 가중치 벡터를 이용하여 안테나부(410)의 이득을 제어한다. 수신부(430)는 가중치 벡터와 수신 벡터의 벡터 곱(inner product)연산을 수행하여 수신 데이터를 추출할 수 있다.The
만약 파일럿 신호가 수신 안테나의 이득이 작은 방향으로 수신되었다면, 수신 데이터에 포함된 파일럿 신호의 성분의 크기는 매우 작을 것이다. 따라서 수신부(430)는 파일럿 신호의 수신에 실패할 수 있다. 이 경우, 이득 제어부(420)는 안테나부의 최대 이득의 방향을 회전시킬 수 있다. 최대 이득의 방향이 변경되면, 파일럿 신호는 수신 안테나의 이득이 큰 방향으로 수신될 수 있다.If the pilot signal is received in a direction in which the gain of the receiving antenna is small, the magnitude of the component of the pilot signal included in the received data will be very small. Therefore, the
본 발명의 일실시예에 따르면 이득 제어부(420)는 안테나부의 최대 이득의 회전 속도를 시간에 따라 변경할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 각 기지국(460, 470, 480)들은 복수의 전송 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 전송할 수 있다. 따라서 파일럿 신호는 각 기지국(460, 470, 480)의 커버리지의 특정 부분에만 전송될 수 있다. 각 기지국(460, 470, 480)은 전송 안테나의 전송 빔을 회전시켜 각 기지국(460, 470, 480)의 모든 커버리지에 파일럿 신호가 전송될 수 있도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
펨토 기지국(400)의 수신 빔의 방향이 각 기지국(460, 470, 480)을 향하고, 각 기지국(460, 470, 480)의 전송 빔의 방향이 펨토 기지국(400)을 향하는 경우에만 펨토 기지국(400)은 각 기지국(460, 470, 480)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 만약 각 기지국(460, 470, 480)의 전송 빔의 회전 속도와, 펨토 기지국(400)의 수신 빔의 회전 속도가 같다면, 펨토 기지국(400)이 각 기지국(460, 470, 480)의 커버리지 내에 위치하는 경우에도 펨토 기지국(400)은 파일럿 신호를 수신하지 못할 수 있다.The femto base station (only when the direction of the reception beam of the
따라서 펨토 기지국(400)은 빔 패턴의 회전 속도를 시간에 따라 변경함으로써, 각 기지국(460, 470, 480)으로부터 전송되는 파일럿 신호를 수신할 수 있다.Accordingly, the
빔 패턴을 회전 시킨 경우에도 수신부(430)는 파일럿 신호를 수신하지 못할 수 있다. 이 경우, 이득 제어부(420)는 빔 패턴의 최대 이득의 크기를 증가시킬 수 있다. 이 경우, 수신부(430)는 기지국(460, 470, 480)이 좀더 먼 거리에 있는 경우에도 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 수신부(430)는 최대 이득의 크기가 증가된 안테나부(410)를 이용하여 파일럿 신호를 재수신할 수 있다.Even when the beam pattern is rotated, the
본 발명의 일실시예에 따르면 수신부(430)는 복수의 기지국(460, 470, 480)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 우선 순위 산출부(440)는 각 기지국에 대한 접속 우선 순위를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일실시예에 따르면 복수의 기지국(460, 470, 480)은 마스터 기지국(460), 마스터 기지국(460)에 펨토 기지국(470, 480)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of
이 경우, 우선 순위 산출부(440)는 마스터 기지국(460)에 대하여 높은 접속 우선 순위를 산출하고, 마스터 기지국(460)에 접속한 펨토 기지국들(470, 480)에 대해서는 낮은 접속 우선 순위를 산출할 수 있다. 일반적으로, 마스터 기지국(460)은 펨토 기지국(400, 470, 480)로부터 데이터를 수신하여 무선 네트워크 내의 다른 펨토 기지국으로 데이터를 전송하거나 또는 이종 통신망으로 데이터를 전송하는 역할을 수행한다. 따라서 마스터 기지국(460)의 데이터 전송 용량은 펨토 기지국(470, 480)들의 데이터 전송 용량보다 더 크다. 따라서 우선 순위 산출부(440)는 데이터 전송 용량이 더 큰 마스터 기지국(460)에 대하여 더 높은 접속 우선 순위를 산출하고, 접속부(450)는 마스터 기지국에 우선적으로 접속할 수 있다.In this case, the priority calculator 440 calculates a high access priority for the
만약 장애물 등으로 인하여 마스터 기지국(460)으로부터 파일럿 신호를 수신하지 못한 경우에, 펨토 기지국(400)은 제2 펨토 기지국(470) 및 제3 펨토 기지국(480)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 펨토 기지국(400)은 마스터 기지국(460)에 직접 접속할 수는 없으나, 제2 펨토 기지국(470) 또는 제3 펨토 기지국(480)을 경유하여 마스터 기지국(400)에 접속할 수 있다. 제3 펨토 기지국(480)은 제2 펨토 기지국(470)을 경유하여 마스터 기지국(460)에 접속하였다고 가정하자.If the pilot signal is not received from the
이 경우, 우선 순위 산출부(440)는 제2 펨토 기지국(470)에 대하여 높은 접속 우선 순위를 산출하고, 제3 펨토 기지국(480)에 대해서는 낮은 접속 우선 순위를 산출할 수 있다.In this case, the priority calculator 440 may calculate a high access priority for the second
접속부(450)가 제2 펨토 기지국(470)에 접속한다면, 펨토 기지국(400)이 전송한 데이터는 제2 펨토 기지국(470)만을 경유하여 마스터 기지국(400)에 전송된다. 반면, 접속부(450)가 제3 펨토 기지국(480)에 접속한다면, 펨토 기지국(400) 이 전송한 데이터는 제3 펨토 기지국(480) 및 제2 펨토 기지국(470)을 경유하여 마스터 기지국(400)으로 전송된다. 따라서 데이터 전송의 딜레이도 크고, 오류 발생 확률도 높다.If the
본 발명의 일실시예에 따르면 접속부는 기지국들(460, 470, 480)의 전송 안테나의 개수를 고려하여 기지국(460, 470, 480)에 접속할 수 있다. 기지국(460, 470, 480)의 전송 안테나의 개수는 각 기지국(460, 470, 480)이 형성할 수 있는 빔의 개수와 관련된다. 마스터 기지국(460)이 펨토 기지국에 하나의 빔을 할당한 경우에 데이터 전송 성능이 향상된다. 마스터 기지국(460)이 8개의 전송 안테나를 구비한 경우에, 마스터 기지국(460)은 N개의 빔을 형성할 수 있다고 가정하자. 이 때, 마스터 기지국(460)이 이미 N개의 펨토 기지국으로 데이터를 전송하고 있는 상태이고, 새로운 펨토 기지국(400)이 마스터 기지국(460)에 접속한다면, 마스터 기지국(460)은 (N+1)개의 빔을 생성해야 하므로 생성되는 빔 사이의 간섭은 더 커지게 된다. 이는 마스터 기지국(460)의 데이터 전송 성능을 열화시키고 기존에 서비스 받고 있던 N개의 펨토 기지국들의 통신 품질(QoS: Quality of Service) 또한 보장할 수 없게 한다.According to an embodiment of the present invention, the access unit may access the
이 경우, 새로운 펨토 기지국(400)은 이미 마스터 기지국(460)으로 데이터를 전송하는 제2 펨토 기지국(470)을 경유하여 마스터 기지국(460)으로 데이터를 전송할 수 있다.In this case, the new
본 발명의 다른 실시예에 따르면 접속부(450)는 펨토 기지국(400)이 제공하는 통신 품질(QoS: Quality of Service)을 고려하여 기지국(460, 470, 480)에 접속 할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the
만약 펨토 기지국(400)이 마스터 기지국(460)에 추가적으로 접속한 경우에, 마스터 기지국(460)이 제공하는 통신 품질이 크게 열화되지 않을 수 있다. 만약 열화된 통신 품질이 펨토 기지국(400)이 서비스를 이용하기에 충분한 통신 품질 이라면, 펨토 기지국(400)은 마스터 기지국(460)에 접속할 수 있다.If the
펨토 기지국(400)이 마스터 기지국(460)에 접속하면, 제2 펨토 기지국이 마스터 기지국에 접속하는데 도움을 줄 수 있다.When the
펨토 기지국(400)은 전송부(490)를 더 포함할 수 있다. 전송부(490)는 최대 이득의 방향이 회전하는 안테나부(410)를 이용하여 제2 파일럿 신호를 제4 펨토 기지국(491)으로 전송할 수 있다. 제4 펨토 기지국(490)은 고정된 빔패턴, 또는 최대 이득의 방향이 회전하는 빔패턴을 이용하여 제2 파일럿 신호를 수신할 수 있다.The
제4 펨토 기지국(491)은 제2 파일럿 신호를 이용하여 펨토 기지국(400)을 이용하여 마스터 기지국(460)에 접속할 수 있다.The fourth
제4 펨토 기지국(491)이 마스터 기지국(460)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 없는 경우에, 제4 펨토 기지국(491)은 펨토 기지국(400)으로부터 전송되는 제2 파일럿 신호에 기반하여 마스터 기지국(460)에 접속할 수 있다.When the fourth
펨토 기지국(400)이 네트워크에 접속을 시도할 때, 회전하는 빔패턴을 이용하여 근접한 펨토 기지국(470, 480)이나 마스터 기지국(460)으로부터 파일럿 신호를 수신함으로써 접속하는 수동적인 방법도 있지만, 펨토 기지국의 전송부(490)에서 빔패턴을 회전시키면서, 자신의 파일럿을 주변 펨토 기지국(470,480)이나 마스 터 기지국(460)에게 전송할 수 있다. 마스터 기지국(460)은 펨토 기지국의 파일럿 신호를 수신하여 펨토 기지국이 무선 네트워크에 접속하려고 시도하려는 것을 알 수 있다. 마스터 기지국(460)은 펨토 기지국(400)의 파일럿 신호에 응답하여 펨토 기지국(400)으로 마스터 기지국(460)의 파일럿 신호를 전송할 수 있다. 펨토 기지국(400)은 펨토 기지국(400)의 파일럿을 먼저 전송하여 자신의 존재를 알리고, 네트워크에 적극적으로 접속할 수 있다.When the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크 접속 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a step-by-step method for accessing a wireless network according to an embodiment of the present invention.
단계(S510)에서 펨토 기지국은 가중치 벡터를 이용하여 복수의 송,수신 안테나의 이득의 방향을 제어한다. 즉, 펨토 기지국은 특정 방향으로 빔 패턴을 형성하도록 송,수신 안테나의 이득을 제어할 수 있다.In step S510, the femto base station controls the direction of the gain of the plurality of transmit and receive antennas using the weight vector. That is, the femto base station may control the gain of the transmitting and receiving antennas to form a beam pattern in a specific direction.
단계(S520)에서 펨토 기지국은 이득이 제어된 복수의 수신 안테나를 이용하여 적어도 하나 이상의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신한다. 본 발명의 일실시예에 따르면 펨토 기지국은 복수의 수신 안테나 각각을 이용하여 수신된 신호를 원소로 하는 수신 벡터를 생성할 수 있다. 수신 벡터는 마스터 기지국 또는 마스터 기지국에 접속된 제2 펨토 기지국으로부터 수신한 파일럿 신호를 포함할 수 있다.In step S520, the femto base station receives pilot signals from at least one base station using a plurality of receive antennas whose gain is controlled. According to an embodiment of the present invention, the femto base station may generate a reception vector having the received signal as an element by using each of the plurality of receiving antennas. The reception vector may include a pilot signal received from the master base station or a second femto base station connected to the master base station.
펨토 기지국은 가중치 벡터와 수신 벡터의 벡터 내적(inner product)연산을 이용하여 수신 벡터에서 파일럿 신호를 추출할 수 있다.The femto base station may extract a pilot signal from the received vector by using a vector inner product operation of the weight vector and the received vector.
단계(S530)에서 펨토 기지국은 마스터 기지국 또는 제2 펨토 기지국으로부 터 파일럿 신호를 성공적으로 수신하였는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 단계(S510)에서 형성된 빔 패턴의 방향이 마스터 기지국의 방향과 일치하지 않거나, 제2 펨토 기지국의 방향과 일치 하지 않는다면 펨토 기지국은 파일럿 신호를 수신하지 못한다.In operation S530, the femto base station may determine whether the pilot signal is successfully received from the master base station or the second femto base station. If the direction of the beam pattern formed in step S510 does not match the direction of the master base station, or does not match the direction of the second femto base station, the femto base station does not receive a pilot signal.
만약 파일럿 신호를 수신하지 못하였다면, 다시 단계(S510)에서 빔 패턴의 방향을 제어할 수 있다. 종래 빔 패턴의 방향과 다른 방향으로 빔 패턴을 회전시켜 마스터 기지국 또는 제2 펨토 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다.If the pilot signal is not received, the direction of the beam pattern may be controlled again in step S510. The pilot signal may be received from the master base station or the second femto base station by rotating the beam pattern in a direction different from that of the conventional beam pattern.
만약 빔 패턴의 방향을 충분히 회전시킨 후에도 파일럿 신호를 수신하지 못하였다면, 단계(S540)에서 복수의 수신 안테나의 최대 이득의 크기를 증가시킬 수 있다. 최대 이득의 크기가 증가되면, 더 먼거리에 있는 마스터 기지국 또는 제2 펨토 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 따라서 단계(S520)에서는 이득의 크기가 증가된 복수의 수신 안테나를 이용하여 파일럿 신호를 재수신할 수 있다.If the pilot signal is not received even after the direction of the beam pattern is sufficiently rotated, the maximum gain of the plurality of receiving antennas may be increased in step S540. If the magnitude of the maximum gain is increased, it is possible to receive pilot signals from a farther master base station or a second femto base station. Therefore, in operation S520, the pilot signal may be re-received using a plurality of receiving antennas having increased gain.
본 발명의 일실시예에 따르면 단계(S510)에서는 빔 패턴의 회전 속도를 시간에 따라 변경할 수 있다. 만약 마스터 기지국이 복수의 전송 안테나를 이용하여 빔을 형성한 후, 파일럿 신호를 전송한다면, 마스터 기지국의 커버리지 내의 특정 부분에만 파일럿 신호가 전송된다. 마스터 기지국은 전송 안테나의 전송 빔 패턴을 회전 시켜 전체 커버리지에 파일럿 신호를 전송할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in step S510, the rotation speed of the beam pattern may be changed over time. If the master base station transmits a pilot signal after forming a beam using a plurality of transmit antennas, the pilot signal is transmitted only to a specific portion within the coverage of the master base station. The master base station may transmit a pilot signal to the entire coverage by rotating the transmission beam pattern of the transmission antenna.
만약 마스터 기지국의 전송 빔 패턴의 회전 속도와 펨토 기지국의 수신 빔 패턴의 회전 속도가 동일하다면, 마스터 기지국의 전송 빔 패턴과 펨토 기지국의 수신 빔 패턴이 서로 마주보지 않을 수도 있다. 이 경우, 펨토 기지국은 마스터 기지국으로부터 전송된 파일럿 신호를 수신하지 못한다. 따라서 펨토 기지국은 수신 빔 패턴의 회전 속도를 시간에 따라 변경하여 수신 빔 패턴의 회전 속도와 마스터 기지국의 전송 빔 패턴의 회전 속도가 일치하지 않도록 할 수 있다.If the rotation speed of the transmission beam pattern of the master base station and the rotation speed of the reception beam pattern of the femto base station are the same, the transmission beam pattern of the master base station and the reception beam pattern of the femto base station may not face each other. In this case, the femto base station does not receive the pilot signal transmitted from the master base station. Therefore, the femto base station may change the rotational speed of the reception beam pattern with time so that the rotational speed of the reception beam pattern does not match the rotational speed of the transmission beam pattern of the master base station.
단계(520)에서 복수의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신한 경우에, 펨토 기지국은 복수의 기지국 중에서 어느 한 기지국을 선택하여 무선 네트워크에 접속할 수 있다. 단계(S550)에서 펨토 기지국은 복수의 기지국에 대하여 접속 우선 순위를 산출할 수 있다.When the pilot signal is received from the plurality of base stations in step 520, the femto base station may select one of the plurality of base stations and access the wireless network. In operation S550, the femto base station may calculate the access priority for the plurality of base stations.
복수의 기지국이 마스터 기지국과 마스터 기지국에 접속된 제2 펨토 기지국을 포함하는 경우에, 단계(S550)에서 펨토 기지국은 마스터 기지국에 높은 접속 우선 순위를, 제2 펨토 기지국에는 낮은 접속 우선 순위를 산출할 수 있다.If the plurality of base stations includes a master base station and a second femto base station connected to the master base station, in step S550, the femto base station gives a high access priority to the master base station and a low access priority to the second femto base station. can do.
또한 제2 펨토 기지국이 마스터 기지국에 접속된 제3 펨토 기지국을 경유하여 마스터 기지국에 접속하는 경우, 단계(S550)에서 펨토 기지국은 제2 펨토 기지국에 대하여 낮은 접속 우선 순위를, 제3 펨토 기지국에 대하여 높은 접속 우선 순위를 산출할 수 있다.In addition, when the second femto base station accesses the master base station via the third femto base station connected to the master base station, in step S550 the femto base station has a low access priority for the second femto base station, to the third femto base station It is possible to calculate a high connection priority.
단계(S560)에서는 단계(S550)에서 결정된 접속 우선 순위에 따라서 복수의 기지국 중에서 어느 한 기지국으로 접속할 수 있다.In step S560, it is possible to connect to any one of a plurality of base stations according to the access priority determined in step S550.
본 발명의 일실시예에 따르면 단계(S560)에서는 마스터 기지국의 전송 안테나의 개수를 고려하여 마스터 기지국에 접속할 수 있다. 마스터 기지국이 형성할 수 있는 빔의 개수는 마스터 기지국의 전송 안테나의 개수와 관련된다. 만약 마스 터 기지국이 펨토 기지국에게 추가적으로 전송 빔을 형성해 줄 수 없는 상황에서 무리하게 새로운 펨토 기지국을 위한 빔을 할당한다면, 마스터 기지국의 통신 품질은 열화된다. 따라서 펨토 기지국은 마스터 기지국이 팸토 기지국에게 추가적으로 전송 빔을 형성해 줄 수 있는지, 현재 형성된 빔의 개수와 전송 안테나의 개수를 비교하여 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in step S560, the master base station may be connected in consideration of the number of transmit antennas of the master base station. The number of beams that can be formed by the master base station is related to the number of transmit antennas of the master base station. If the master base station allocates the beam for the new femto base station excessively in a situation where the additional transmission beam cannot be formed to the femto base station, the communication quality of the master base station is degraded. Therefore, the femto base station can determine whether the master base station can form additional transmission beams to the femto base station by comparing the number of beams currently formed and the number of transmission antennas.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 단계(S560)에서는 펨토 기지국이 이용하는 서비스의 통신 품질을 고려하여 마스터 기지국에 접속할 수 있다. 펨토 기지국이 낮은 통신 품질의 서비스만을 이용할 수 있다. 따라서, 펨토 기지국이 마스터 기지국에 접속하여 마스터 기지국의 통신 품질이 열화되는 경우에도, 마스터 기지국이 제공하는 통신 품질은 펨토 기지국이 서비스를 이용하기에 충분할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in step S560, the master base station may be connected in consideration of the communication quality of the service used by the femto base station. The femto base station can only use services of low communication quality. Therefore, even when the femto base station is connected to the master base station to degrade the communication quality of the master base station, the communication quality provided by the master base station may be sufficient for the femto base station to use the service.
펨토 기지국은 마스터 기지국이 추가적으로 전송 빔을 형성해줄 수 없는 경우에도, 통신 품질의 열화 정도가 크지 않다면, 마스터 기지국에 접속할 수 있다.The femto base station can access the master base station if the degree of degradation in communication quality is not great, even if the master base station cannot form additional transmission beams.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 펨토 기지국의 구조를 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 펨토 기지국(600)은 수신부(620), 빔 제어부(630) 및 접속부(640)를 포함한다.6 is a block diagram showing the structure of a femto base station according to an embodiment of the present invention. The
수신부(620)는 배열 안테나(610)를 이용하여 기지국(650, 660, 670)으로부터 전송된 파일럿 신호를 수신한다. 배열 안테나(610)는 복수의 수신 안테나들을 포함할 수 있다.The
빔 제어부(630)는 배열 안테나(610)의 빔 패턴을 제어한다. 배열 안테나(610)의 빔 패턴 방향이 마스터 기지국(650)의 방향이라면, 수신부(620)는 마스 터 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 그러나, 빔 패턴 방향이 마스터 기지국(650)의 방향이 아니라면, 마스터 기지국(650)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 없다.The
유사한 방법으로 배열 안테나(610)의 방향이 제2 펨토 기지국(660) 또는 제3 펨토 기지국(670)의 방향이라면, 수신부(620)는 제2 펨토 기지국(660) 또는 제3 펨토 기지국(670)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 있다.In a similar manner, if the direction of the
만약 수신부(620)가 파일럿 신호를 수신하지 못한 경우에, 빔 제어부(630)는 배열 안테나의 방향성이 증가되도록 빔 패턴을 제어할 수 있다. 방향성이 증가되면, 배열 안테나의 최대 이득은 증가하고, 배열 안테나는 더 먼 거리에서 전송된 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 결과적으로 기지국(650, 660, 670)이 너무 먼 거리에 있어서 파일럿 신호를 수신하지 못한 경우에, 펨토 기지국(600)은 배열 안테나의 이득을 특정 방향으로 집중시켜 더 먼 거리에서 전송된 파일럿 신호를 수신할 수 있다.If the
만약 수신부(620)가 최대 이득이 증가된 배열 안테나(610)를 이용하여 마스터 기지국으로부터 파일럿 신호를 재수신한 경우에, 접속부(640)는 마스터 기지국으로 접속할 수 있다.If the
본 발명의 일실시예에 따르면 빔 제어부(630)는 빔 패턴을 시간에 따라 회전시킬 수 있다. 최초 형성된 빔 패턴의 방향은 기지국(650, 660, 670)의 방향이 아닐 수 있다. 이 경우, 수신부(620)는 빔 패턴의 최대 이득의 크기와 관계없이 기지국(650, 660, 670)으로부터 파일럿 신호를 수신할 수 없다. 빔 제어부(630)는 빔 패턴을 회전시켜 빔 패턴의 최대 이득의 방향이 기지국(650, 660, 670)을 향하게 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일실시예에 따르면 복수의 기지국(650, 660, 670)은 마스터 기지국(650) 및 마스터 기지국(650)에 접속한 펨토 기지국(660, 670)들을 포함할 수 있다. 마스터 기지국(650)은 펨토 기지국(660, 670)들 보다 데이터 전송 용량이 더 큰 것이 일반적이다. 따라서 펨토 기지국(600)은 마스터 기지국(650)에 우선적으로 접속할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of
본 발명의 다른 실시예에 따르면 수신부(620)는 제2 펨토 기지국(660)으로부터 제2 파일럿 신호를 수신할 수 있다. 만약 펨토 기지국(600)이 마스터 기지국(650)에 직접 접속하기 곤란한 사정이 있다면, 펨토 기지국(600)은 제2 펨토 기지국(660)을 경유하여 마스터 기지국(650)에 접속할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the
예를 들어, 만약 마스터 기지국(650)이 형성할 수 있는 빔 패턴의 수 보다 현재 접속된 펨토 기지국들(660, 670)의 개수가 많거나 같은 경우에 새로운 펨토 기지국(600)은 마스터 기지국(650)에 직접 접속할 수 없다.For example, if the number of
이 경우, 펨토 기지국(600)은 이미 마스터 기지국(650)에 접속된 제2 펨토 기지국(660)을 경유하여 마스터 기지국(650)에 접속할 수 있다. 마스터 기지국(650)이 새로운 빔을 형성할 필요가 없으므로, 새로운 빔을 만듬으로써 야기되는 빔간 간섭의 영향을 줄일 수 있다.In this case, the
펨토 기지국(600)이 마스터 기지국(650)에 접속하면, 제4 펨토 기지국은 펨토 기지국(600)을 이용하여 마스터 기지국(650)에 접속할 수 있다.When the
펨토 기지국(600)은 전송부(680)를 더 포함할 수 있다. 펨토 기지국(600)이 마스터 기지국(650)에 접속하면, 전송부(680)는 방향성이 증가된 빔 패턴을 이용하여 제3 파일럿 신호를 제4 펨토 기지국(690)으로 전송할 수 있다.The
제4 펨토 기지국(690)은 마스터 기지국(650)으로부터 전송되는 파일럿 신호는 수신할 수 없으나, 펨토 기지국(600)으로부터 전송되는 제3 파일럿 신호는 수신할 수 있다. 제4 펨토 기지국(690)은 펨토 기지국(600)으로부터 전송되는 제3 파일럿 신호에 기반하여 펨토 기지국(600)을 경유하여 마스터 기지국(650)에 접속할 수 있다.The fourth
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라서 빔 패턴을 제어하여 핸드 오버를 수행하는 이동형 펨토 기지국의 구조를 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 이동형 펨토 기지국(700)은 배열 안테나부(710), 빔 제어부(720) 및 수신부(730)를 포함한다.7 is a diagram illustrating a structure of a mobile femto base station performing a handover by controlling a beam pattern according to an embodiment of the present invention. The mobile
배열 안테나부(710)는 복수의 안테나를 포함한다. 복수의 안테나를 통해 수신된 신호들은 각 안테나에 대응하는 복소수와 곱해진다. 가중치 벡터는 각 신호에 곱해지는 복소수들을 원소로 갖는다.The
빔 제어부(720)는 배열 안테나의 빔 패턴을 제어한다. 빔 패턴은 가중치 벡터에 의하여 결정된다. 따라서, 빔 제어부(720)는 각 신호에 곱해지는 복소수들의 값을 결정함으로써, 배열 안테나의 빔 패턴(761)을 제어할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 빔 제어부(720)는 제1 기지국으로부터 전송되는 제1 파일럿 신호를 수신할 수 있도록 배열 안테나부(710)의 빔 패턴(761)을 제어할 수 있다.The
수신부(730)는 제어된 빔 패턴(761)을 이용하여 제1 기지국(760)으로부터 제1 파일럿 신호를 수신한다.The
본 발명에 따른 이동형 펨토 기지국(700)은 제1 파일럿 신호를 이용하여 제1 기지국(760)에 접속할 수 있다. 이동형 펨토 기지국(700)이 제1 기지국(760)에 접속한 경우에, 수신부(730)는 단말기(780)로부터 데이터를 수신하고, 전송부(770)는 제1 기지국으로 데이터를 전송할 수 있다.The mobile
본 발명에 따른 이동형 펨토 기지국(700)은 이동할 수 있다. 이 경우, 펨토 기지국(700)에 대한 제1 기지국(760)의 상대적인 방향은 변경될 수 있다. 빔 제어부(720)는 제1 파일럿을 수신할 수 있도록 빔 패턴(761)의 방향을 제어할 수 있다.The mobile
이동형 펨토 기지국(700)은 제1 기지국(760)의 커버리지 밖으로 이동하거나, 이동형 펨토 기지국(700)이 제1 기지국(760)의 음영 지역으로 이동할 수 있다. 수신부(730)는 제1 파일럿 신호를 더 이상 수신할 수 없다. 수신부(730)가 제1 파일럿 신호를 수신하지 못한다면, 이동형 펨토 기지국(700)은 더 이상 제1 기지국(760)에 접속할 수 없다.The mobile
빔 제어부(720)는 제2 기지국(770)으로부터 전송되는 제2 파일럿 신호를 수신할 수 있도록 배열 안테나부(710)의 빔 패턴(771)을 업데이트할 수 있다.The
본 발명의 일실시예에 따르면 빔 제어부(720)는 빔 패턴의 방향이 제1 기지국(760)의 방향에서 제2 기지국(770)의 방향으로 변경되도록 빔 패턴을 업데이트할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
수신부(730)는 업데이트된 빔 패턴을 이용하여 제2 기지국으로부터 제2 파일럿 신호를 수신한다. 이동형 펨토 기지국(700)은 제2 파일럿 신호를 이용하여 제2 기지국(770)에 접속할 수 있다.The
이동형 펨토 기지국(700)이 제2 기지국(770)에 접속하면, 수신부(730)는 단말기(780)로부터 데이터를 수신하고, 전송부(740)는 제2 기지국(770)으로 데이터를 전송할 수 있다.When the mobile
본 발명의 다양한 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.Various embodiments of the invention may be recorded on computer readable media containing program instructions for performing various computer-implemented operations.
상기 컴퓨터 판독 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(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 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 코드뿐만 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.The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those skilled in the art. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. When all or part of the base station or relay described in the present invention is implemented as a computer program, a computer readable recording medium storing the computer program is also included in the present invention.
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.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
도 1은 본 발명에 따른 펨토 기지국을 이용하여 데이터를 전송하는 개념을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a concept of transmitting data using a femto base station according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 펨토 기지국이 무선 네트워크에 접속하는 개념을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a concept of a femto base station accessing a wireless network according to the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펨토 기지국이 빔 패턴의 방향성을 증가시키며 무선 네트워크에 접속하는 개념을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a concept in which a femto base station increases the directionality of a beam pattern and connects to a wireless network according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 펨토 기지국의 구조를 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a structure of a femto base station according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크 접속 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a step-by-step method for accessing a wireless network according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 펨토 기지국의 구조를 도시한 블록도이다.6 is a block diagram showing the structure of a femto base station according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라서 빔 패턴을 제어하여 핸드 오버를 수행하는 이동형 펨토 기지국의 구조를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a structure of a mobile femto base station performing a handover by controlling a beam pattern according to an embodiment of the present invention.
Claims (25)
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