KR101282612B1 - 펨토셀 기지국의 운영 모드 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

(a) 펨토셀 기지국과 단말 간 하향링크 채널의 채널 품질 표시자(CQI)를 상기 단말로부터 수신하는 단계와, (b) 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신 품질을 산출하는 단계와, (c) 상기 통신 품질에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신에 간섭 인자가 발생하였는지 여부를 판정하는 단계와, (d) 상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 단계를 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다. 이에 의하면, 단말로부터 수신한 채널 품질 표시자에 기반하여 산출된 통신 품질에 따라 펨토셀 기지국과 단말 간의 통신에 간섭 인자가 발생하였다고 판정된 경우 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경함으로써, 인접 기지국 간의 간섭을 최소화시키고 효율적으로 고품질의 무선 통신 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
펨토셀, 펨토셀 기지국, 채널 품질 표시자(CQI)

Description

펨토셀 기지국의 운영 모드 제어 방법 및 장치{Method and Apparatus for Controlling Operation Mode of Femtocell Base Station}
본 발명은 펨토셀 기지국의 운영 모드 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말로부터 수신한 채널 품질 표시자에 기반하여 산출된 통신 품질에 따라 펨토셀 기지국과 단말 간의 통신에 간섭 인자가 발생하였다고 판정된 경우 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2009-F-040-01, 과제명 : LTE-Advanced 시스템을 위한 SON 및 Femtocell 기술 개발].
최근 이동통신 기술은 고속 대용량 서비스에 대한 수요가 증가하면서 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 이동통신 시스템과 같이 높은 전송 용량을 갖춘 무선 데이터 서비스를 제공하는 방향으로 발전하고 있다. 이러한 추세 속에서 가정이나 회사에 위치하는 소수의 가입자를 대상으로 서비스를 제공하기 위한 펨토셀(Femtocell)이 제안되었다.
펨토셀은 기존의 셀룰라 이동통신에서 1개 기지국이 담당하는 서비스 영역인 매크로셀(Macrocell)과 대비되는 개념으로서, 매크로셀에 비하여 상대적으로 훨씬 작은 영역을 커버한다. 일반적으로, 펨토셀을 담당하는 펨토셀 기지국은 매크로셀을 담당하는 매크로 기지국과 달리 가정이나 사무실 등 실내에 설치되는 초소형 기지국으로서, 기존의 네트워크와의 결합을 통하여 고속 대용량 데이터 전송과 저렴하고 다양한 서비스를 제공하면서 이동통신 서비스 영역의 확대, 서비스 품질의 향상 및 이동통신 기지국의 용량 증대를 가능하게 한다. 예컨대, 반경 10~20m 정도의 구역을 커버하는 펨토셀 기지국을 실내에 설치하여 유선 IP망과 연결함으로써 휴대폰을 통한 유무선통신이나 홈 네트워크와 결합된 다양한 서비스를 제공할 수 있으며, 별도의 실내 중계기 없이 펨토셀 기지국에서 교환기로 데이터를 전송할 수 있으므로 네트워크 구축 비용이 절감되는 효과도 기대할 수 있다.
여기서, 펨토셀 기지국은 허가된 사용자 그룹에게만 접속을 허용하는 폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group, CSG)을 지원할 수 있다. 위와 같은 펨토셀 기지국이 커버하는 펨토셀에는 고유한 식별자인 CSG ID가 부여되며, 그러한 펨토셀을 CSG 셀이라고 지칭한다.
나아가, 펨토셀 기지국은 개방형 사용자 접근 모드, 폐쇄형 사용자 접근 모드 및 혼합형 사용자 접근 모드를 운영할 수 있다. 개방형 사용자 접근 모드는 CSG 가입 여부와 무관하게 모든 단말에게 서비스를 허용하며, 폐쇄형 사용자 접근 모드는 CSG 가입자에게만 서비스를 제공하고, 혼합형 사용자 접근 모드는 CSG 가입자에게는 폐쇄형으로 운영되고 CSG 비가입자에게는 개방형으로 운영되어 차별적으로 서비스를 제공한다.
한편, 펨토셀은 사용자가 직접 설치하여 운영할 수 있는바, 서비스 사업자의 셀 설계와는 무관하게 사용자의 필요에 따라 무계획적으로 펨토셀 기지국이 생성된다. 따라서, 제한된 지역에 다수의 펨토셀이 설치되는 경우, 펨토셀 기지국 상호간에 심각한 간섭을 일으킬 수 있다. 또한, 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 경우 비가입자 단말은 위와 같은 펨토셀 기지국으로부터는 서비스를 제공받지 못하고 상대적으로 멀리 떨어진 다른 펨토셀 기지국이나 매크로셀 기지국에 서비스를 요구하게 되는바, 위 펨토셀 기지국과 다른 단말 간의 통신에 상당한 간섭 인자로 작용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 새로 설치되는 펨토셀 기지국은 실외에 존재하는 매크로 기지국을 포함한 인접 기지국과의 간섭 상황을 최대한 피할 수 있어야 하며, 특히 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 경우 비가입자 단말에 의한 간섭을 최소화하면서도 가입자 단말의 서비스 품질을 보장할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 인식한 것으로서, 펨토셀 기지국에 접속한 단말로부터 채널 품질 표시자(Channel Quality Indicator, CQI)를 수신하여 산출한 통신 품질이 일정 시점에 현저하게 저하될 경우 비가입자 단말의 서비스 요구에 따른 통신 품질 저하로 판단하고, 현재의 통신 자원을 고려하여 펨토셀 기지국의 운영 모드를 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않 은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 펨토셀 기지국과 단말 간 하향링크 채널의 채널 품질 표시자(CQI)를 상기 단말로부터 수신하는 단계와, (b) 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신 품질을 산출하는 단계와, (c) 상기 통신 품질에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신에 간섭 인자가 발생하였는지 여부를 판정하는 단계와, (d) 상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 단계를 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (b) 단계에서 상기 통신 품질은 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 변경 가능한 경우에 산출되는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (b) 단계에서 상기 통신 품질은 상기 채널 품질 표시자 및 상기 단말로부터 상향링크 채널을 통하여 전송되는 신호의 세기에 기반하여 산출되는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (d) 단계는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 간섭 인자가 발생하였다고 판정된 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계를 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (d) 단계 전에 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한 상태인지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하되, 상기 (d) 단계에서 상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과 및 상기 통신 자원 공유 가능 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (d) 단계는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 간섭 인자가 발생하였다고 판정되고 상기 통신 자원이 공유 가능한 상태라고 판정된 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계를 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 비가입자 단말이 접속한 경우, 상기 펨토셀 기지국에 접속한 가입자 단말이 요구하는 서비스 품질(QoS)이 유지 가능한지 판정하는 단계와, 상기 서비스 품질 유지 가능 여부에 대한 상기 판정의 결과 상기 서비스 품질이 유지될 수 없다고 판정된 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 비가입자 단말이 접속한 경우, 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정하는 단계와, 상기 통신 자원 공유 가능 여부에 대한 상기 판정의 결과 상기 통신 자원이 공유 가능하지 아니하다고 판정된 경우 상기 비가입자 단말이 핸드오버하게 하고 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 비가입자 단말은 접속하지 않고 가입자 단말은 접속한 경우, 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 접속한 단말이 존재하지 않게 된 경우, 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 유휴 모드를 변경하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 펨토셀 기지국과 단말 간 하향링크 채널의 채널 품질 표시자를 상기 단말로부터 수신하는 채널 정보 수신부와, 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신 품질을 산출하는 통신 품질 계산부와, 상기 통신 품질에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신에 간섭 인자가 발생하였는지 여부를 판정하는 모드 전환 판단부와, 상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 모드 설정부를 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 통신 품질 계산부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 변경 가능한 경우에 상기 통신 품질을 산출하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 채널 정보 수신부는 상기 단말로부터 상향링크 채널을 통하여 전 송되는 신호를 수신하고, 상기 통신 품질 계산부는 상기 수신 신호의 세기 및 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 통신 품질을 산출하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 모드 전환 설정부는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 간접 인자가 발생하였다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 모드 전환 판단부는 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정하고, 상기 모드 설정부는 상기 모드 전환 판단부가 상기 간섭 인자 발생 여부 및 상기 통신 자원 공유 가능 여부를 판정한 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 모드 설정부는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 통신 자원이 공유될 수 있다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 펨토셀 기지국에 접속된 단말을 검출하는 단말 검출부를 더 포함하되, 상기 모드 전환 판단부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 단말 검출부가 상기 펨토셀 기지국에 접속한 비가입자 단말을 검출한 경우 상기 펨토셀 기지국에 접속한 가입자 단말이 요구하는 서비 스 품질이 유지 가능한지 판정하고, 상기 모드 설정부는 상기 서비스 품질이 유지될 수 없다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 모드 전환 판단부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정하고, 상기 모드 설정부는 상기 통신 자원이 공유될 수 없다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 비가입자 단말이 핸드오버하게 하고 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 펨토셀 기지국에 접속된 단말을 검출하는 단말 검출부를 더 포함하되, 상기 모드 설정부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 단말 검출부가 가입자 단말을 검출하되 비가입자 단말은 검출하지 아니한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 펨토셀 기지국에 접속된 단말을 검출하는 단말 검출부를 더 포함하되, 상기 모드 설정부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 단말 검출부가 단말을 검출하지 아니한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 유휴 모드로 변경하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 구체적인 사항들은 이하의 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말로부터 수신한 채널 품질 표시자에 기반하여 산출된 통신 품질에 따라 펨토셀 기지국과 단말 간의 통신에 간섭 인자가 발생하였다고 판정된 경우 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경함으로써, 인접 기지국 간의 간섭을 최소화시키고 효율적으로 고품질의 무선 통신 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 가입자 단말이 요구하는 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 보장할 수 있도록 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하고, 펨토셀 기지국에 서비스를 요구하는 단말이 없는 경우에는 유휴 모드 상태로 천이하도록 함으로써, 무선 통신에 필요한 전력을 절감시킬 수 무선 통신 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또 한, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동통신 시스템(100)은 펨토셀(120)을 커버하는 펨토셀 기지국(110), 펨토셀 기지국(110)이 제공하는 펨토셀 서비스에 가입한 가입자 단말(112) 및 펨토셀 기지국(110)이 제공하는 펨토셀 서비스에 가입하지 않은 비가입자 단말(114)을 포함한다. 또한, 펨토셀 기지국(110)은 새로 설치될 때 기존의 펨토셀 기지국(130, 150)이 커버하는 펨토셀(140, 160) 주변에 설치될 수 있다. 한편, 이동통신 시스템(100)에서 펨토셀 기지국(110, 130, 150)은 매크로 기지국(160)이 커버하는 매크로셀(180) 내에 존재할 수 있다. 여기서, 매크로 기지국(160)과 펨토셀 기지국(110)은 각각 3GPP LTE 이동통신 시스템에서 eNB(evolved Node-B)와 HeNB(Home evolved Node-B)에 해당할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 펨토셀 기지국(110)은 주변의 펨토셀(140, 160)을 커버하는 펨토셀 기지국(130, 150)에 관한 정보를 펨토셀 기지국(110)이 커버하는 펨토셀(120) 내에 존재하는 단말(112, 114), 주변의 펨토셀 기지국(130, 150) 또는 매크로 기지국(160)으로부터 획득할 수 있다. 또한, 펨토셀 기지국(110)이 서비스를 제공할 수 있는 단말(112, 114)로부터 상향링크 채널을 통해 전송되는 하향링크 채널의 채널 품질 표시자(CQI) 및 단말(112, 114)로부터 상향링크 채널을 통해 전송되는 신호의 세기에 기반하여 팸토셀 기지국(110)의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 등의 동적 운영이 가능하다. 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 포함한 기지국 정보는 OAM(Operation, Administration and Management) 장치에 전송되어 이동통신 시스템(100)에 의하여 구성되는 이동통신 망을 관리하기 위하여 사용될 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드가 폐쇄형 사용자 접근 모드인 경우, 펨토셀 기지국(110)이 커버하는 펨토셀(120) 내에서 비가입자 단말(114)이 호를 진행 중이거나 호를 시도하는 경우 비가입자 단말(114)은 서비스를 제공받을 수 없다. 따라서, 비가입자 단말(114)은 상대적으로 멀리 떨어진 다른 펨토셀 기지국(130, 150) 또는 매크로 기지국(170)에 서비스를 요구하기 위하여 상대적으로 송수신 신호의 전력이 커지는 경우 펨토셀 기지국(110)과 가입자 단말(112) 간의 통신에 심각한 간섭을 일으킬 수 있는바, 펨토셀 기지국(110)과 가입자 단말(112) 간의 통신에 간섭 인자가 발생하는 경우에는 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 비가입자 단말(114)에게도 서비스를 제공하는 혼합형 사용자 접근 모드로 변경한다. 이와 같이, 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드가 변경이 가능한 동적 운영이 서비스 사업자에 의하여 허가된 경우 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 적절히 변경함으로써, 비가입자 단말(114)로 인하여 가입자 단말(112)에 대한 서비스가 침해되지 않도록 한다.
또한, 도 1을 참조하면, 위와 같이 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드가 혼합 형 사용자 접근 모드로 변경된 이후에는, 가입자 단말(112)이 요구하는 서비스 품질(QoS)을 유지할 수 있는지 여부와 펨토셀 기지국(110)에 할당된 통신 자원이 공유될 수 있는지 여부를 고려하여 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 변경 또는 유지하고, 펨토셀 기지국(110)에 서비스를 요구하는 단말이 없는 경우에는 유휴 모드 상태로 천이하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 운영 모드의 상태 천이도를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 펨토셀 기지국(110)이 폐쇄형 사용자 접근 모드(210)로 운영되는 중에, 가입자 단말(112)로부터 수신한 채널 품질 수신자 또는 가입자 단말(112)이 상향링크 채널을 통하여 전송하는 신호의 세기 등 펨토셀 기지국(110)의 주변 무선 환경에 관한 정보에 기반하여 통신 품질을 산출하고, 산출된 통신 품질에 기반하여 펨토셀 기지국(110)과 가입자 단말(112) 간에 심각한 간섭 인자가 발생하였다고 판단되는 경우 혼합형 사용자 접근 모드(220)로 상태 천이를 한다.
한편, 폐쇄형 사용자 접근 모드(210) 또는 혼합형 사용자 접근 모드(220)로 운영되는 펨토셀 기지국(110)에 접속한 단말이 없는 경우에는 유휴 상태(230)로 천이하여 펨토셀 기지국(110)이 주기적으로 송출하는 방송 정보만을 기본 주기보다 더욱 느린 주기로 송출하고 펨토셀 기지국(110)에 대한 서비스 요청이 있을 때까지 대기한다. 펨토셀 기지국(110)에 대한 서비스 요청이 있는 경우에는 폐쇄형 사용자 접근 모드(210) 또는 혼합형 사용자 접근 모드(220)로 상태 천이를 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 운영 모드 제어 과정을 도 시한 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, 우선 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 펨토셀 기지국(110)과 단말(112) 간 하향링크 채널의 채널 품질 표시자(CQI)를 단말(112)로부터 수신한다(S301).
이어서, 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드가 변경 가능한 동적 운영이 허가된 상태인지 확인한다(S303). 만일 동적 운영이 불가능하다면, 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 현재대로 유지한다(S327).
만일 동적 운영이 가능한 경우에는 채널 품질 표시자에 기반하여 펨토셀 기지국(110)과 단말(112) 간 통신 품질을 산출한다(S305). 한편, 위 통신 품질은 채널 품질 표시자뿐만 아니라 단말(112)로부터 상향링크 채널을 통하여 전송되는 신호의 세기도 고려하여 산출할 수 있다.
다음으로, 위 통신 품질에 기반하여 펨토셀 기지국(110)과 단말(112) 간 통신에 간섭 인자가 발생하였는지 여부를 판정한다(S307). 만일 간섭 인자가 발생하지 않았다고 판정되는 경우에는 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 현재 상태로 유지한다(S327).
만일 펨토셀 기지국(110)과 단말(112) 간 통신에 간섭 인자가 발생하였다고 판정되는 경우에는 펨토셀 기지국(110)에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정한다(S309). 만일 통신 자원이 공유 가능하지 않다고 판정되는 경우에는 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 현재대로 유지한다(S327).
만일 펨토셀 기지국(110)에 할당된 통신 자원이 비가입자 단말과 공유될 수 있다고 판정되는 경우에는 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경한다(S311).
이후, 펨토셀 기지국(110)에 접속한 비가입자 단말이 있는지 확인한다(S313).
만일 펨토셀 기지국(110)에 비가입자 단말(114)이 접속한 경우, 펨토셀 기지국(110)에 접속한 가입자 단말(112)이 요구하는 서비스 품질(QoS)이 유지 가능한지 판정한다(S315). 만일 가입자 단말(112)이 요구하는 서비스 품질(QoS)이 유지될 수 없다고 판정된 경우 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경한다(S323).
만일 가입자 단말(112)이 요구하는 서비스 품질(QoS)이 유지될 수 있다고 판정된 경우에는 펨토셀 기지국(110)에 할당된 통신 자원이 비가입자 단말(114)과 공유될 수 있는지 여부를 판정한다(S317). 만일 통신 자원이 공유될 수 있다고 판정된 경우 펨토셀 기지국(110)에 접속된 비가입자 단말이 있는지 판정하는 단계(S313)로 돌아간다.
만일 통신 자원이 공유될 수 없다고 판정되는 경우에는 펨토셀 기지국(110)에 접속된 비가입자 단말(114)이 핸드오버하도록 유도하고(S319), 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경한다(S323).
한편, 펨토셀 기지국(110)에 접속한 비가입자 단말이 존재하지 않는 경우에는 펨토셀 기지국(110)에 접속한 가입자 단말이 있는지 여부를 판정한다(S321).
만일 펨토셀 기지국(110)에 가입자 단말(112)이 접속한 경우에는 펨토셀 기 지국(110)의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경한다(S323).
만일 펨토셀 기지국(110)에 접속한 가입자 단말이 존재하지 않는 경우에는 펨토셀 기지국(110)의 운영 모드를 유휴 상태로 천이시킨다(S325).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치(400)은 펨토셀 기지국과 단말 간 하향링크 채널의 채널 품질 표시자를 상기 단말로부터 수신하는 채널 정보 수신부(410), 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신 품질을 산출하는 통신 품질 계산부(420), 상기 통신 품질에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신에 간섭 인자가 발생하였는지 여부를 판정하는 모드 전환 판단부(430) 및 상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 모드 설정부(440)를 포함한다.
또한, 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치(400)는 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원을 관리하여 모드 전환 판단부(430)가 상기 통신 자원이 다른 단말과 공유될 수 있는지 여부를 판정할 수 있도록 하는 통신 자원 관리부(450)를 더 포함할 수 있다.
또한, 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치(400)는 상기 펨토셀 기지국에 접속된 단말을 검출하는 단말 검출부(460)를 더 포함할 수 있다.
또한, 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치(400)는 모드 전환 판단부(430)가 상기 단말이 요구하는 서비스 품질(QoS)이 유지될 수 있는지 여부를 판정할 수 있 도록 상기 서비스 품질(QoS)의 상태를 관리하는 QoS 관리부(470)를 더 포함할 수 있다.
또한, 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치(400)는 모드 설정부(440)가 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 변경된 경우 OAM 장치에 알려주는 망 정보 설정부(480)를 더 포함할 수 있다.
또한, 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치(400)는 주기적으로 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 포함한 기지국 정보를 상기 펨토셀 기지국이 송출하도록 하는 방송 정보 설정부(490)를 더 포함할 수 있다.
나아가, 채널 정보 수신부(410)는 상기 단말로부터 상향링크 채널을 통하여 전송되는 신호를 수신하고, 통신 품질 계산부(420)는 상기 수신 신호의 세기 및 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 통신 품질을 산출할 수 있다.
더욱 구체적으로, 통신 품질 계산부(420)는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 변경 가능한 경우에 상기 통신 품질을 산출할 수 있다.
또한, 모드 전환 설정부(440)는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 간접 인자가 발생하였다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경할 수 있다.
한편, 모드 전환 판단부(430)는 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정하고, 모드 설정부(440)는 모드 전환 판단부(430)가 상기 간섭 인자 발생 여부 및 상기 통신 자원 공유 가능 여부를 판정한 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지할 수 있다. 이때, 더욱 구체적으로, 모드 설정부(440)는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유될 수 있다고 모드 전환 판단부(430)가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경할 수 있다.
위와 같이, 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영으로 인하여 자신에게 접속한 가입자 단말과의 통신에 심각한 간섭 영향이 생기는 경우, 운영 모드의 변경을 통하여 상기 펨토셀 기지국이 커버하는 펨토셀 내에 존재하는 비가입자 단말에 대해서도 서비스를 제공함으로써 상기 펨토셀 기지국과 상기 가입자 단말 간에 정상적인 서비스가 이루어지도록 한다.
한편, 모드 전환 판단부(430)는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 단말 검출부(460)가 상기 펨토셀 기지국에 접속한 비가입자 단말을 검출한 경우 상기 펨토셀 기지국에 접속한 가입자 단말이 요구하는 서비스 품질이 유지 가능한지 판정하고, 모드 설정부(440)는 상기 서비스 품질이 유지될 수 없다고 모드 전환 판단부(430)가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경할 수 있다.
나아가, 모드 전환 판단부(430)는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정하고, 모드 설정부(440)는 상기 통신 자원이 공유될 수 없다고 모드 전환 판단부(430)가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국에 접속한 비가입자 단말이 핸드오버하게 하고 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경할 수 있다.
또한, 모드 설정부(440)는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 단말 검출부(460)가 가입자 단말을 검출하되 비가입자 단말은 검출하지 아니한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경할 수 있다.
위와 같이, 펨토셀 기지국을 혼합형 사용자 접근 모드로 운영하는 경우라도, 상기 펨토셀 기지국에 접속한 가입자 단말에 미치는 영향을 최소화하여 가입자 단말의 접속 요구를 정상적으로 처리하도록 한다. 이때, 혼합형 사용자 접근 모드에 따라 접속되어 있는 다른 단말에 대해서는 데이터 전송률을 감소시키거나 핸드오버하도록 유도한다.
또한, 모드 설정부(440)는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 단말 검출부(460)가 단말을 검출하지 아니한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 유휴 모드로 변경할 수 있다.
위와 같이, 펨토셀 기지국에 대하여 서비스를 요구하는 단말이 없는 경우에는 상기 펨토셀 기지국이 송출하는 방송 정보의 송출 주기를 조절하여 무선 통신에 필요한 전력 소모를 감소시킨다.
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독할 수 있는 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 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 디스크와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것으로 이해해서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 운영 모드의 상태 천이도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 운영 모드 제어 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

Claims (20)

  1. (a) 펨토셀 기지국과 단말 간 하향링크 채널의 채널 품질 표시자(CQI)를 상기 단말로부터 수신하는 단계와,
    (b) 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신 품질을 산출하는 단계와,
    (c) 상기 통신 품질에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신에 간섭 인자가 발생하였는지 여부를 판정하는 단계와,
    (d) 상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 단계
    를 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서
    상기 통신 품질은 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 변경 가능한 경우에 산출되는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서
    상기 통신 품질은 상기 채널 품질 표시자 및 상기 단말로부터 상향링크 채널을 통하여 전송되는 신호의 세기에 기반하여 산출되는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 간섭 인자가 발생하였다고 판정된 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계를 포함하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 (d) 단계 전에 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한 상태인지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 (d) 단계에서
    상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과 및 상기 통신 자원 공유 가능 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 간섭 인자가 발생하였다고 판정되고 상기 통신 자원이 공유 가능한 상태라고 판정된 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계를 포함하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 비가입자 단말이 접속한 경우, 상기 펨토셀 기지국에 접속한 가입자 단말이 요구하는 서비스 품질(QoS)이 유지 가능한지 판정하는 단계와,
    상기 서비스 품질 유지 가능 여부에 대한 상기 판정의 결과 상기 서비스 품질이 유지될 수 없다고 판정된 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사 용자 접근 모드로 변경하는 단계
    를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 비가입자 단말이 접속한 경우, 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정하는 단계와,
    상기 통신 자원 공유 가능 여부에 대한 상기 판정의 결과 상기 통신 자원이 공유 가능하지 아니하다고 판정된 경우 상기 비가입자 단말이 핸드오버하게 하고 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계
    를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 비가입자 단말은 접속하지 않고 가입자 단말은 접속한 경우, 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는 단계
    를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 (d) 단계 후에 상기 펨토셀 기지국에 접속한 단말이 존재하지 않게 된 경우, 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 유휴 모드를 변경하는 단계
    를 더 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 방법.
  11. 펨토셀 기지국과 단말 간 하향링크 채널의 채널 품질 표시자를 상기 단말로부터 수신하는 채널 정보 수신부와,
    상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신 품질을 산출하는 통신 품질 계산부와,
    상기 통신 품질에 기반하여 상기 펨토셀 기지국과 상기 단말 간 통신에 간섭 인자가 발생하였는지 여부를 판정하는 모드 전환 판단부와,
    상기 간섭 인자 발생 여부에 대한 상기 판정의 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는 모드 설정부
    를 포함하는 펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 통신 품질 계산부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 변경 가능한 경우에 상기 통신 품질을 산출하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 채널 정보 수신부는 상기 단말로부터 상향링크 채널을 통하여 전송되는 신호를 수신하고,
    상기 통신 품질 계산부는 상기 수신 신호의 세기 및 상기 채널 품질 표시자에 기반하여 상기 통신 품질을 산출하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 모드 전환 설정부는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 간섭 인자가 발생하였다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  15. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 모드 전환 판단부는 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가 능한지 여부를 판정하고,
    상기 모드 설정부는 상기 모드 전환 판단부가 상기 간섭 인자 발생 여부 및 상기 통신 자원 공유 가능 여부를 판정한 결과에 따라 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 변경 또는 유지하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 모드 설정부는 상기 펨토셀 기지국이 폐쇄형 사용자 접근 모드로 운영되는 중에 상기 통신 자원이 공유될 수 있다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 혼합형 사용자 접근 모드로 변경하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 펨토셀 기지국에 접속된 단말을 검출하는 단말 검출부를 더 포함하되,
    상기 모드 전환 판단부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 단말 검출부가 상기 펨토셀 기지국에 접속한 비가입자 단말을 검출한 경우 상기 펨토셀 기지국에 접속한 가입자 단말이 요구하는 서비스 품질이 유지 가능한지 판정하고,
    상기 모드 설정부는 상기 서비스 품질이 유지될 수 없다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 모드 전환 판단부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 펨토셀 기지국에 할당된 통신 자원이 공유 가능한지 여부를 판정하고,
    상기 모드 설정부는 상기 통신 자원이 공유될 수 없다고 상기 모드 전환 판단부가 판정한 경우 상기 비가입자 단말이 핸드오버하게 하고 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 펨토셀 기지국에 접속된 단말을 검출하는 단말 검출부를 더 포함하되,
    상기 모드 설정부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 단말 검출부가 가입자 단말을 검출하되 비가입자 단말은 검출하지 아니한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 폐쇄형 사용자 접근 모드로 변경하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 펨토셀 기지국에 접속된 단말을 검출하는 단말 검출부를 더 포함하되,
    상기 모드 설정부는 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드가 혼합형 사용자 접근 모드로 변경된 후에 상기 단말 검출부가 단말을 검출하지 아니한 경우 상기 펨토셀 기지국의 운영 모드를 유휴 모드로 변경하는
    펨토셀 기지국 운영 모드 제어 장치.
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