KR101288770B1

KR101288770B1 - 부하 분산을 위한 기지국들 간 자원 상태 정보의 시그널링

Info

Publication number: KR101288770B1
Application number: KR1020127019696A
Authority: KR
Inventors: 자그딥 싱 알루와리아
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2013-07-23
Also published as: EP2603042B1; CN103561440A; US20120282930A1; KR20100114120A; US10555232B2; US20130072198A1; GB2458258A; EP2584836A1; EP2584837B1; CN103561438B; EP3416424B1; US20200128465A1; US11153799B2; US20130137433A1; ES2421631T3; US8467803B2; EP2453701B1; EP2584836B1; CN103561439A; EP2453703B1

Abstract

인접 기지국들 간 및/또는 인접 셀들 간의 이동 장치의 핸드오버를 제어하는데 이용될 수 있는 마스터/슬레이브 프로토콜을 이용하여 기지국들이 서로 통신하는 이동 통신 시스템이 기술된다. 마스터 기지국은 슬레이브 기지국에게 정의된 시간에, 또는 정의된 주기에서, 또는 특정 이벤트에 응답하여 부하 상태 보고를 제공하라고 요청한다.

Description

부하 분산을 위한 기지국들 간 자원 상태 정보의 시그널링{SIGNALLING OF RESOURCE STATUS INFORMATION BETWEEN BASE STATIONS FOR LOAD BALANCING}

본 발명은 이동 통신망에 관한 것으로, 특히 3GPP 표준 또는 이와 동종이나 그 파생 표준에 따라 동작하는 네트워크에 관한 것이다. 본 발명은 특히 UTRAN의 LTE(Long Term Evolution)(E-UTRAN(Evolved Universal Radio Access Network)라 불림)에 관한 것이다.

이동 전화망에서는 이용가능한 기지국들(E-UTRAN에서는 eNB라고 함) 간에 드물게 이용되는 무선 자원과 처리 부하를 공유하는데 부하 분산(load balancing)이 필요하다. 이러한 부하 분산을 위해서 기지국들은 부하를 측정하고 이를 인접한 기지국과 공유하여 기지국들이 부하 분산에 대해 판단할 수 있도록 하고 있다. 2008년 1월에 개최된 세빌랴 14-18 RAN1#51B 학회에서는 부하 분산 메커니즘에 대해 논의하였다. 특히 RAN1은 효율적인 부하 분산을 지원하는데 필요한 물리 계층 측정에 대해 논의하였고, 업링크와 다운링크에섯의 물리적 자원 블록 사용량의 측정이 부하 분산에 중요하다는데 동의하였다. 이를 위해 그들은 다음의 4가지 서로 다른 측정을 제안하였다.

1) UL상의 GBR(실시간 트래픽)에 대한 물리적 자원 블록 사용량;

2) UL상의 비실시간 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량;

3) DL상의 GBR(실시간) 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량;

4) DL상의 비실시간 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량.

이들 측정 모두는 특정 기간 동안 특정 종류의 트래픽에 대해 이용가능한 물리적 자원 블록(PRB) 중에서 사용된 PRB의 비(퍼센티지)로 정의되며, 셀 마다 측정된다. 비스케쥴(non-scheduled) 전송 및 재전송도 사용에 따라 카운트되어야 한다.

더욱이 RAN1은 이러한 제어가 수초 내지 수분 정도의 주기에서, 또는 최번시(busy hours)와 같이 예상되는 트래픽 변동에 따라서는 더 낮은 속도로도 시행되면 충분하다고 생각하고 있다.

그러나 부하 분산을 위해 기지국들 간의 이러한 정보의 시그널링의 세부사항에 대해서는 아직 정해져 있지 않다.

당업자의 이해를 돕기 위해 본 발명을 3G 시스템과 관련하여 설명하겠지만, 핸드오버 절차의 원리는 다른 시스템, 예컨대 이동 장치나 사용자 장비(UE)가 필요에 따라 시스템의 해당 요소들이 변경되는 (eNB에 대응하는) 다른 몇 가지 장치들 중 하나와 통신하는 다른 CDMA 또는 무선 시스템에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예들의 목적은 이러한 측정을 기지국들 간에 시그널링하는 효율적인 기술을 제공하는 것이다.

일 바람직한 양태에 따라서, 본 발명은, EUTRAN 기지국이 수행하는 방법에 있어서, 부하 분산 측정 요청을 인접 EUTRAN 기지국에 송신하는 단계; 상기 요청된 자원 상태 정보에 응답하여 상기 인접 EUTRAN 기지국으로부터 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지에 따라서 부하 분산 동작을 수행하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

상기 기지국은 자신을 위한 부하 분산 측정치도 이용할 수 있으며, 이들을 부하 분산 동작을 수행하는데 이용할 수도 있다. 이들 측정치는 기지국에 의해 직접 측정될 수 있다.

상기 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지는 업링크 또는 다운링크 상의 실시간 및/또는 비실시간 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량을 식별하는 데이터를 포함할 수 있다.

상기 요청하는 기지국은 다른 기지국에게 특정 시각에, 주기적으로, 또는 하나 이상의 특정 이벤트에 응답하여 상태 갱신을 제공하라고 요청할 수 있다. 예컨대 이벤트는 인접 기지국에 의한 자원 사용량이 정의된 임계치를 초과할 때 및/또는 업링크 간섭 레벨이 정의된 임계치를 초과할 때일 수 있다.

상기 요청은 바람직하게는 부하 측정치가 얻어지는 기간을 정의한다. 게다가 인접 기지국이 복수의 관련 셀을 가진 경우에는 이 요청은 그 측정치가 요청되는 셀들의 서브세트를 식별할 수 있다.

상기 기지국은 상기 하나 이상의 수신된 자원 상태 갱신 메시지에 따라서 하나 이상의 관련 이동 통신 장치의 다른 셀 또는 기지국으로의 핸드오버를 제어할 수 있다. 상기 기지국은 예컨대 상기 하나 이상의 수신된 자원 상태 갱신 메시지에 따라서 핸드오버 및 셀 재선택 파라미터를 동적으로 제어함으로써 이를 달성할 수 있다.

또한 본 발명의 이 바람직한 양태는, EUTRAN 기지국이 수행하는 방법에 있어서, 인접 EUTRAN 기지국으로부터 자원 상태 정보에 대한 요청을 수신하는 단계; 하나 이상의 부하 분산 측정치를 포함하는 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 상기 요청하는 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 방법들을 수행하는 대응 기지국들을 제공한다.

본 발명은 설명된 모든 방법에 대해 대응 장비에서 실행되는 대응 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 제품, 장비 그 자체(사용자 장비, 노드 또는 그 구성 성분), 및 그 장비를 갱신하는 방법을 제공한다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부 도면을 참조로 예시적으로 설명한다.

도 1은 바람직한 실시예가 적용될 수 있는 형태의 이동 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도.
도 2는 도 1의 시스템의 일부를 구성하는 기지국을 개략적으로 도시한 도.
도 3a는 2개의 기지국 간의 부하 분산 측정을 시그널링하는 시그널링 방법을 개략적으로 나타낸 도.
도 3b는 2개의 기지국 간의 부하 분산 측정을 시그널링하는 다른 시그널링 방법을 개략적으로 나타낸 도.
도 3c는 2개의 기지국 간에 시그널링 실패가 생성한 상황을 개략적으로 나타낸 도.
도 3d는 2개의 기지국 간에 종료가 시그널링될 수 있는 한 가지 방법을 개략적으로 나타낸 도.
도 4는 기지국 내의 부하 정보를 이용하여 핸드오버 및 셀 선택 파라미터를 동적으로 제어할 수 있는 방법을 나타낸 도.
도 5는 간단한 자원 상태 갱신 절차를 개략적으로 나타낸 도.
도 6은 마스터 슬레이브 기반 자원 상태 갱신 절차를 개략적으로 나타낸 도.
도 7a는 공통 측정 방식 자원 상태 갱신 절차(성공한 개시)를 개략적으로 나타낸 도.
도 7b는 공통 측정 방식 자원 상태 갱신 절차(실패한 개시)를 개략적으로 나타낸 도.
도 7c는 공통 측정 방식 자원 상태 갱신 절차(종료)를 개략적으로 나타낸 도.
도 8은 부하 정보 절차를 개략적으로 나타낸 도.
도 9는 eNB 내의 부하 정보를 이용하여 핸드오버 및 셀 (재)선택 파라미터를 동적으로 제어할 수 있는 메커니즘을 나타낸 도.

개관

도 1은 이동 전화(MT)(3-0, 3-1, 3-2) 사용자가 기지국들(5-1 또는 5-2) 중 하나와 전화망(7)을 통해 다른 사용자(미도시)와 통신할 수 있는 이동 (셀룰러) 통신 시스템(1)을 개략적으로 도시한 것이다. 이동 전화(3)와 기지국(5) 간의 무선 링크를 위해 많은 업링크 및 다운링크 통신 자원(서브캐리어, 타임 슬롯 등)이 이용될 수 있다. 이 바람직한 실시예에서 기지국(5)은 이동 전화(3)에 전송된 데이터량에 따라서 각 이동 전화(3)에 다운링크 자원을 할당한다. 마찬가지로 기지국(5)은 이동 전화(3)가 기지국(5)에 전송하여야 할 데이터의 양과 종류에 따라서 각 이동 전화(3)에 업링크 자원을 할당한다.

기지국(5) 각각은 핵심 전화망(7)과 인터페이스하는 "S1" 인터페이스와 인접기지국(5)과 인터페이스하는 "X2" 인터페이스를 포함한다. 기지국(5)에서 실시하는 부하 분산 측정은 X2 인터페이스를 통해 인접 기지국(5)으로 전송된다. 이 바람직한 실시예에서 측정 보고는, 마스터 기지국(5-1)이 슬레이브 기지국(5-2)으로부터 측정 보고를 소정 포맷, 주기 등으로 요청하고 슬레이브 기지국(5-2)이 그 요청된 방식으로 응답하는 마스터/슬레이브 시그널링 메커니즘을 이용하여, 기지국들(5) 간에 전송된다. 각 기지국(5)은 인접 기지국(5)으로부터 부하 분산 정보를 수집할 때는 마스터로서, 자신의 부하 분산 정보를 인접 기지국(5)에 제공할 때에는 슬레이브로서 기능할 것이다. 이런 식으로 각 기지국(5)은 원하는 부하 분산 정보를 원하는 주기에서 원하는 포맷으로 얻을 수 있다. 이에 따라서 서로 다른 기지국들(5) 간의 상호 운용이 더욱 용이해지고 X2 인터페이스를 통한 불필요한 트래픽이 많이 줄어들 것이다.

기지국

도 2는 이 바람직한 실시예에서 사용된 기지국(5) 각각의 주요 구성 성분을 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이 각 기지국(5)은 i) 하나 이상의 안테나(23)를 통해 이동 전화(3)과, ii) S1 인터페이스(24)를 통해 전화망(7)과, 그리고 iii) X2 인터페이스(25)를 통해 다른 기지국(5)과 신호를 송수신하도록 동작할 수 있는 송수신기 회로(21)를 포함한다. 컨트롤러(27)는 메모리(29)에 저장된 소프트웨어에 따라서 송수신기 회로(21)의 동작을 제어한다. 이 소프트웨어는 특히 운영 체제(31), 부하 분산 모듈(32), 핸드오버 모듈(33) 및 자원 관리 모듈(34)을 포함한다. 부하 분산 모듈(32)은 다른 기지국(5)의 부하에 대한 정보를 요청하는 상태 요청을 그 다른 기지국(5)에 발행하는 자원 상태 요청 모듈(35); 및 그렇게 하도록 요청받았을 때에 그 다른 기지국(5)에 부하 정보를 제공하는 자원 상태 갱신 모듈(36)을 갖고 있다. 핸드오버 모듈(33)은 이동 전화(3)와 기지국(5) 간의 핸드오버를 제어한다. 자원 측정 모듈(34)은 (자원 상태 갱신 모듈(36)이 다른 기지국(5)에 전송한) 전술한 부하 정보, 즉,

1) UL상의 GBR(실시간 트래픽)에 대한 물리적 자원 블록 사용량

2) UL상의 비실시간 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량

3) DL상의 GBR(실시간) 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량

4) DL상의 비실시간 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량

을 획득한다.

상기 설명에서 기지국(5)은 이해를 쉽게 하기 위하여 다수의 독립적인 모듈(부하 분산 모듈, 핸드오버 모듈, 자원 측정 모듈 등과 같은 것)을 갖는 것으로 설명하였다. 이들 모듈은 이런 식으로 특정 애플리케이션에 대해, 예컨대 기존 시스템이 본 발명을 구현하도록 변형된 경우와, 다른 애플리케이션에 대해, 예컨대 처음부터 본 발명의 특성을 염두에 두고 설계된 시스템에서 제공될 수 있지만, 이러한 모듈은 전체 운영 체제 또는 코드에 내장될 수 있으며, 따라서 이러한 모듈은 개별적인 개체로서 인식되지 않을 수도 있다.

부하 분산 - 시그널링 메커니즘

이 바람직한 실시예에서 기지국(5)은 인접 기지국으로부터 요청이 있을 때에 부하 정보를 선택적으로 제공한다. 기지국(5-1)은 인접 기지국(5-2)에게 (요청하는 기지국(5-1)에 의해 구현되는 무선 자원 관리(RRM) 알고리즘에 기초하여) 부하 정보를 자신이 원하는 포맷으로 보내라고 요청할 수 있다. 예컨대 요청하는 기지국(5-1)은 특정 시각에, 또는 주기적으로, 또는 하나 이상의 이벤트가 생성할 때마다 이벤트 구동 방식으로 부하 정보를 보고할 필요가 있는지 여부를 인접 기지국(5-2)에 (자원 상태 요청 모듈(35)이 생성한) 자원 상태 요청로서 표시할 수 있다. 그러면 그러한 요청을 받은 기지국(5-2)은 적당한 시기/이벤트에서 (자원 상태 갱신 모듈(36)이 생성한) 자원 상태 갱신으로 응답한다. 이런 식으로 요청 기지국(5-1)은 "마스터"로서 기능하고 응답 기지국(5-2)은 "슬레이브"로서 기능한다. 사용된 스케쥴링은 도 3a에 나타나 있다.

자원 상태 요청 메시지의 상세

마스터 기지국(5-1)은 슬레이브 기지국(5-2)에 자원 상태 요청을 보내어 자신의 물리적 자원 블록 사용량 정보를 보고할 것을 요청할 것이다. 이 자원 상태 요청은 이 보고가 특정 시각에, 또는 주기적으로, 또는 이벤트 생성시마다(이 경우에 이벤트도 특정됨) 일어날 것인지 여부를 나타내는 보고 특성 정보 요소(IE)를 포함할 것이다. 만일 보고 특성 IE가 설정되지 않으면, 이 실시예에서는 슬레이브 기지국(5-2)은 자원 상태 갱신을 단 한 번만 전송할 것이다.

이 바람직한 실시예에서 자원 상태 갱신을 정지시키는 별도의 메시지는 필요치 않다. 그 대신에 마스터 기지국(5-1)이 보고 특성 IE 값이 0으로 설정된 그 요청 메시지를 전송한다. 슬레이브 기지국(5-2)은 이 메시지를 자원 상태 갱신 보고를 중지하라는 요청로 해석하고, 이를 바로 처리하여 대응하는 자원 상태 요청 갱신 메시지에서 마찬가지로 0의 값을 가지고 확인 응답할 것이다.

자원 상태 요청 메시지가 복수의 이벤트에 대한 이벤트 트리거(event triggered) 보고를 요청하는 경우에 이 메시지는 이들 이벤트에 대한 임계점을 특정할 수도 있다. 예컨대 마스터 기지국(5-1)은 슬레이브 기지국(5-2)에게 총 물리적 자원 블록 사용량이 95% 이상(이는 거의 혼잡 상황을 나타냄)일 때마다 자신에게 보고하도록 요청할 수 있다. 마찬가지로 슬레이브 기지국은 다운링크 송신 전력이 특정 임계치를 넘을 때마다 보고하도록 요청받을 수 있다.

이 바람직한 실시예에서 마스터 기지국(5-1)이 생성한 자원 상태 요청 메시지는 마스터 기지국(5-1)이 요청한 정보를 생성하는 측정 구간을 명시하는 "평균 시간"을 포함할 수 있다. 이 값이 명시되지 않으면 슬레이브 기지국(5-2)은 디폴트 값을 적용할 것이다.

이 바람직한 실시예에서 마스터 기지국(5-1)이 생성한 자원 상태 요청 메시지는 마스터 기지국의 내부 RRM 알고리즘에 기초하여 주기적인 보고를 명시하는 보고 시간을 포함할 수 있다. 이 값이 명시되지 않으면 슬레이브 기지국(5-2)은 디폴트 값을 적용할 것이다.

당업자라면 잘 알겠지만, 각 기지국(5)은 수 개의 서로 다른 셀을 제어할 수 있으며, 이 실시예에서는 마스터 기지국(5-1)이 생성한 자원 상태 요청 메시지는 자원 부하 정보를 수신하는데 관심이 있는 셀의 셀 Id를 포함할 수도 있다. 이 값이 명시되지 않으면 슬레이브 기지국(5-2)은 자신의 모든 셀의 자원 부하 상태를 보고할 것이다.

자원 상태 갱신 메시지의 상세

이 바람직한 실시예에서 자원 상태 갱신 메시지는 보고 이유를 나타내는 보고 특성 IE를 포함한다. 물리 계층 자원 또는 기타 다른 형태의 처리 자원의 면에서 UL 또는 DL 방향에서의 셀 혼잡을 나타내는 몇 개의 보고 특성 IE값이 예비될 수 있다. 어떤 혼잡이 표시되어 있는 자원 상태 갱신 메시지는 슬레이브 기지국(5-2)으로부터 혼잡이 검출될 때마다 자원 상태 갱신을 요청한 인접 마스터 기지국(5-1)에 자율적으로 전송될 수도 있다. 더욱이 슬레이브 기지국(5-2)은 혼잡이 해소되면 자원 상태 갱신 메시지를 자율적으로 전송할 수 있다. 자원 상태 갱신 메시지는 슬레이브 기지국(5-2)으로부터 UL 간섭이 그 자신의 셀에서의 특정 임계치를 초과할 때마다, 따라서 메시지 내에 기존의 절차 "부하 정보"를 포함시켜서, 자원 상태 갱신을 요청한 인접 마스터 기지국(5-1)에 자율적으로 전송될 수도 있다.

자원 상태 갱신 메시지는 마스터 기지국(5-1)이 요청한 관련 측정치도 포함할 것이다.

1) 마스터 기지국(5-1)이 명시한 평균/보고 시간에 기초한 UL상의 실시간 트래픽에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

2) 마스터 기지국(5-1)이 명시한 평균/보고 시간에 기초한 UL상의 비실시간 트래픽에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

3) 마스터 기지국(5-1)이 명시한 평균/보고 시간에 기초한 DL상의 실시간 트래픽에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

4) 마스터 기지국(5-1)이 명시한 평균/보고 시간에 기초한 DL상의 비실시간 트래픽에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

전술한 바와 같이, 일반적으로 각 기지국(5)은 (자원 상태 정보를 요청한다는 점에서) 마스터 역할과 (자원 상태 보고를 제공한다는 점에서) 슬레이브 역할을 수행할 것이다. 그러나 어떤 기지국(5)은 부하 분산 알고리즘을 시행하지 않을 수가 있으며, 이 경우에는 일방적으로 인접 기지국(5)에 자원 상태 보고를 제공한다는 점에서 슬레이브로서만 기능한다.

다른 바람직한 실시예에서는 슬레이브 기지국(5-2)이 개시가 성공한 도 3b와 개시가 실패한 도 3c에 나타낸 방식에서와 같이 자원 상태 요청에 응답하는 더 복잡한 절차가 있을 수 있다. 개시 실패는 슬레이브 기지국(5-2)이 요청된 측정을 지원하지 못하기 때문일 수 있다. 그러나 각 기지국(5)이 일방적으로 자원 상태 갱신 메시지를 다른 인접 기지국(5)에 제공해야 하는 것이라면 그와 같은 응답/실패 메시지는 필요치 않을 수 있다. 게다가 마스터와 슬레이브 기지국들(5) 간의 시그널링을 종료하라는 포지티브(positive) 정지 또는 종료 메시지도 전송될 수 있다.

당업자라면 잘 알겠지만, 전술한 시그널링을 이용하면, 마스터 기지국(5-1)이 명시한 보고 기간에 따라서 부하 보고가 시행될 수 있으며, 그에 따라서 마스터 기지국(5-1)은 구현 특정 알고리즘(implementation specific algorithms)이 서로 다른 기지국(5)에서 실행되는 멀티 벤더 시나리오(multi vendor scenario)에서도 수신된 자원 상태 정보를 효과적으로 이용할 수가 있다. 더욱이 X2 인터페이스(25)를 통한 불필요한 시그널링이 줄어들 수 있다.

부하 정보 절차

현재 3GPP 표준 문서 TS 36.423은 그 목적이 간섭 조정을 위해 주파수내(intra-frequency) 인접 기지국들(5) 간에 업링크 간섭 과부하 표시를 전송하는 것인 부하 정보 절차를 정의한다. 과부하 표시는 이동 전화(3)가 셀 가장 자리에서 UL 데이터를 송신하는데 전력을 많이 소모하기 때문에 기지국(5)이 일부 자원 블록에서 UL에서 매우 높은 간섭을 겪을 때에 전송된다. 이 메시지를 수신하는 기지국(5)은 원칙적으로는 이동 전화(3)에 간섭을 일으키고 있는 UL 송신 전력을 줄이라고 요청해야 한다.

기지국(5)은 주파수내 인접 기지국(5)에 부하 정보 메시지를 전송함으로써 부하 정보 절차를 개시한다. 이 부하 정보 절차는 기지국(5)이 일부 자원 블록에서 매우 높은 간섭을 겪을 때에 간섭 과부하 표시를 전송하는데 이용된다.

전술한 자원 상태 갱신 절차는, 자원 상태 갱신 메시지가 슬레이브 기지국(5-2)으로부터 자원 상태 갱신을 요청했었고 UL 간섭이 자신의 셀에서의 특정 임계치를 초과할 때마다 주파수내 셀을 가지는 인접 마스터 기지국(5-1)으로 자율적으로 전송될 수 있는 경우에, 이 부하 정보 절차를 포함할 수 있다. 그와 같은 통합된 절차는 자원 상태 갱신 또는 부하 정보 절차 중 어느 명칭으로 불러도 좋다.

관련 SON 기능성

전술한 식으로 기지국(5)이 얻은 부하 정보를 이용하여, 기지국(5)이 제어하는 셀의 핸드오버 및 셀 (재)선택 파라미터를 (기지국(5) 내에 RRM 기능을 제공하는 자기 구성 네트워크인) 내부 SON 개체를 통해 동적으로 제어할 수 있다. 즉, 얻은 부하 정보를 이용하여 기지국(5)이 이동 전화(5)가 전화(3)가 네트워크의 커버리지 영역 내에서 로밍함에 따라 어느 셀을 통과해야 하는지를 선택하는 방법을 제어할 수 있다. 이것은 도 4에 나타나 있다.

갱신될 수 있는 셀 재선택 파라미터는 다음을 포함한다.

1. 주파수내 재선택 우선순위

2. 계층 특정 오프셋

(이를 주파수내 경우에 적용하는 방법이 셀 순위에 기반 FFS(후술함)이다.)

구성될 수 있는 핸드오버 파라미터는 다음을 포함한다.

1. 이력(hysteresis)

2. 트리거 시간

3. 기타 등등

변형 및 대안

상기에서는 구체적인 바람직한 실시예에 대해 설명하였다. 당업자라면 잘 알겠지만, 여기서 구체화된 본 발명에서 득을 보면서 상기 실시예를 여러 가지로 변경 및 대체할 수 있다.

상기 바람직한 실시예에서는 이동 전화 기반 통신 시스템에 대하여 설명하였다. 당업자라면 잘 알겠지만, 본 출원에서 설명된 시그널링 및 핸드오버 기술은 여러 가지 다른 통신 시스템에 이용될 수 있다. 다른 통신 노드 또는 장치는 예컨대 개인 휴대 정보 단말, 랩탑 컴퓨터, 웹 브라우저 등과 같은 사용자 장치를 포함할 수 있다.

상기 바람직한 실시예에서는 여러 가지 소프트웨어 모듈에 대해서 설명하였다. 당업자라면 잘 알겠지만 소프트웨어 모듈은 컴파일 또는 미컴파일(un-compiled) 형태로 제공될 수 있으며, 기지국 또는 이동 전화에 컴퓨터 네트워크를 통한 신호로서 또는 기록 매체 상의 신호로서 공급될 수 있다. 더욱이 이 소프트웨어의 일부 또는 전부가 수행하는 기능은 하나 이상의 전용 하드웨어 회로를 이용하여 수행될 수 있다. 그러나 소프트웨어 모듈을 이용하는 것이 기지국(5)과 이동 전화(3)의 기능 갱신을 용이하게 하므로 더 바람직하다.

당업자에게는 다른 여러 가지 변형도 자명하지만 여기서는 더 자세히 설명하디 않겠다.

3GPP 용어 사전

LTE - (UTRAN의) Long Term Evolution

eNodeB - E-UTRAN 노드 B

UE - 사용자 장비 - 이동 통신 장치

DL - 다운링크 - 기지국에서 이동국으로의 링크

UL - 업링크 - 이동국에서 기지국으로의 링크

MME - 이동성 관리 엔티티

UPE - 유저 플레인 엔티티

HO - 핸드오버

RLC - 무선 링크 제어

RRC - 무선 자원 제어

RRM - 무선 자원 관리

SAE - 시스템 아키텍처 에볼루션

C-RNTI - 셀 무선 네트워크 임시 식별자

SIB - 시스템 정보 블록

U-plane - 유저 플레인

X2 인터페이스 - 2개의 eNodeB 간의 인터페이스

S1 인터페이스 - eNodeB와 MME 간의 인터페이스

TA - 추적 영역

EPC - 이볼브 패킷 코어(Evolved Packet Core)

AS - 액세스 스트래텀(Access Stratum)

RNL - 무선 네트워크 계층

TNL - 전송 네트워크 계층

RACH - 랜덤 액세스 채널

MU MIMO - 멀티유저 다중 입력 다중 출력

DMRS - 복조 기준 신호 포맷

MCS - 변조 및 코딩 방식

이하에서는 현재 제안된 3GPP LTE 표준에서 본 발명이 구현될 수 있는 방법에 대해 상세히 설명한다. 여러 가지 특징들은 필수적인 것 또는 반드시 필요한 것으로 설명되나 이는 예컨대 제안된 3GPP LTE 표준에 부과된 여러 가진 요건 때문에 이 표준에만 해당될 수 있다. 그러므로 이러한 설명은 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

도입

RAN1#51Bis 학회에서는 부하 분산 메커니즘에 대해 논의하였다. [1]에서의 리플라이 LS는 RAN2와 RAN3으로 전송되어 RAN1에서의 합의 결과를 알렸다. 이 기고문에서 본 발명자들은 부하 분산을 달성하는데 관련된 시그널링에 대해 더 상세히 설명한다.

측정 정의

RAN1은 효율적인 부하 분산을 지원하는데 필요한 물리 계층 측정에 대해 설명하였으며, 업링크와 다운링크에서의 물리적 자원 블록 사용량의 측정이 이 사용 경우에 적절하다는데 동의하였다. 이를 위해 이들은 하기의 4가지 서로 다른 측정을 제안하였다.

▷ M1 UL상의 GBR(실시간 트래픽)에 대한 물리적 자원 블록 사용량

▷ M2 UL상의 비실시간 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량

▷ M3 DL상의 GBR(실시간) 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량

▷ M4 DL상의 비실시간 트래픽에 대한 물리적 자원 블록 사용량

이들 측정 모두는 특정 기간 동안 특정 종류의 트래픽에 대해 이용가능한 물리적 자원 블록(PRB) 중에서 사용된 PRB의 비(퍼센티지)로 정의되며, 셀 마다 측정된다. 비스케쥴(non-scheduled) 전송 및 재전송도 사용되면 카운트되어야 한다.

그러나 부하 분산 메커니즘을 위한 시그널링의 세부사항에 대해서는 아직 정해져 있지 않다. 다음 절에서는 측정된 량을 X2 인터페이스를 통해 시그널링하는 방법과 핸드오버 및 재선택 파라미터 중 어느 것을 재구성해야하는 지에 대한 몇 가지 옵션에 대해 설명한다.

X2를 통한 시그널링

4.1. 모든 eNB는 측정된 부하 정보를 다른 이웃들에 통지한다.

이것은 각 eNB가 설정된 X2 접속부를 가진 모든 이웃들에게, 예컨대 자원 상태 갱신 메시지를 주기적으로 전송함으로써 측정된 부하 정보를 통지하는 가장 단순한 시나리오이다. 또는 이 정보는 전용 메시지에 피기백(piggy-backed)될 수 있다.

벤더 eNB마다 서로 다른 기간에서 자원 상태 갱신 보고를 처리할 수 있는 서로 다른 알고리즘을 실행할 수 있기 때문에 하나의 고정된 보고 기간을 이용하면 보고가 너무 자주 전송될 수 있고 eNB가 이들 보고를 매우 많이 폐기할 수 있다. 예컨대 부하 분산 알고리즘이 5초 마다 작동하고 자원 상태 갱신 보고 기간이 1초로 고정되어 있다면 5개의 보고 중 4개가 폐기될 수 있다.

4.2. eNB는 인접 eNB로부터 선택적으로 부하 정보를 요청한다.

eNB는 인접 eNB에게 (실행된 RRM 알고리즘에 기초하여) 자신이 원하는 방식으로 부하 정보를 보내라고 요청한다. 예컨대 요청하는 eNB는 단 한 번만, 또는 주기적으로, 또는 복수의 해당 이벤트가 생성할 때마다 이벤트 구동 방식으로 부하 정보를 보고할 필요가 있는지 여부를 인접 eNB에 자원 상태 요청로서 표시할 수 있다.

이것을 요청하는 eNB가 마스터이고 원하는 포맷으로 정보를 요청할 수 있는 마스터 슬레이브 구성이라 부른다.

자원 상태 요청 메시지의 상세

▷ 마스터 eNB1은 슬레이브 eNB2에게 물리적 자원 블록 사용량을 표시하라고 요청하는 자원 상태 요청을 한번, 또는 주기적으로, 또는 이벤트 구동 방식으로 전송한다.

▷ 보고 특성 IE는 보고가 한 번만, 또는 주기적으로, 또는 이벤트 생성시마다(이 경우에 이벤트도 특정됨) 일어날 것인지 여부를 나타낸다. 만일 보고 특성 IE가 설정되지 않으면, 슬레이브 eNB는 자원 상태 갱신을 단 한 번만 전송할 것이다.

▷ 자원 상태 갱신을 정지시키는 별도의 메시지는 특정될 필요가 없음에 유의한다. 보고 특성 값이 0으로 설정된 그 요청 메시지는 자원 상태 갱신 보고를 중지하라는 요청로 해석되고, 수신기는 이를 처리하여 대응하는 자원 상태 요청 갱신 메시지에서 마찬가지로 0의 값을 가지고 확인 응답할 것이다.

▷ 자원 상태 요청 메시지에서, 보고 특성 IE 때문에 마스터 eNB는 복수의 이벤트와 이들 이벤트에 대한 임계치를 제공할 가능성에 대한 주기적 또는 이벤트 트리거식 보고를 요청할 수 있다.

▷ 자원 상태 요청 메시지에서, 마스터 eNB는 마스터 eNB가 요청한 정보를 생성하는 측정 기간을 특정하는 평균 시간을 포함할 수 있다. 이 값이 특정되지 않으면 슬레이브 eNB는 디폴트 값을 적용할 것이다.

▷ 자원 상태 요청 메시지에서, 마스터 eNB는 그 내부 RRM 알고리즘에 기초하여 보고를 특정하는 보고 시간을 포함할 수 있다. 이 값이 특정되지 않으면 슬레이브 eNB는 디폴트 값을 적용할 것이다.

▷ 자원 상태 요청 메시지에서, 마스터 eNB는 자원 부하 정보를 수신하는데 관심이 있는 셀의 셀 Id를 포함할 수 있다. 이 값이 명시되지 않으면 슬레이브 eNB는 모든 셀의 자원 상태를 보고할 것이다.

자원 상태 갱신 메시지의 상세

▷ 자원 상태 갱신 메시지는 이 보고의 이유를 나타내는 보고 특성 IE도 포함할 것이다.

▷ 보고 특성 IE에서, 물리 계층 자원 또는 기타 다른 형태의 처리 자원의 면에서 UL 또는 DL 방향에서의 셀 혼잡을 나타내는 몇 개의 값이 예비될 수 있다. 어떤 혼잡이 표시되어 있는 자원 상태 갱신 보고는 슬레이브 eNB로부터 혼잡이 검출될 때마다 자원 상태 갱신을 요청한 인접 마스터 eNB에 자율적으로 전송될 수 있다. 더욱이 슬레이브 eNB는 혼잡이 해소되면 자원 상태 갱신 보고를 자율적으로 전송할 수 있다. 자원 상태 갱신 보고는 슬레이브 eNB로부터 UL 간섭이 그 자신의 셀에서의 특정 임계치를 초과할 때마다, 따라서 메시지 내에 기존의 절차 부하 정보를 포함시켜서, 자원 상태 갱신을 요청한 인접 마스터 eNB에 자율적으로 전송될 수 있다.

이에 따라, 기존의 프로시저 부하 정보가 그 내부에 포함된다.

▷ 마스터 eNB가 명시한 평균/보고 시간에 기초한 UL상의 GBR(실시간 트래픽) 에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

▷ 마스터 eNB가 명시한 평균/보고 시간에 기초한 UL상의 비실시간 트래픽에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

▷ 마스터 eNB가 명시한 평균/보고 시간에 기초한 DL상의 GBR(실시간 트래픽)에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

▷ 마스터 eNB가 명시한 평균/보고 시간에 기초한 DL상의 비실시간 트래픽에 대한 평균 물리적 자원 블록 사용량

▷ ....

일반적으로 각 eNB는 (자원 상태 정보를 요청한다는 점에서) 마스터 역할과 (자원 상태 보고를 제공한다는 점에서) 슬레이브 역할을 수행함에 유의해야 한다. 그러나 어떤 eNB는 부하 분산 알고리즘을 시행하지 않을 수가 있으며, 이 경우에는 일방적으로 인접 eNB에 자원 상태 보고를 제공한다는 점에서 슬레이브로서만 기능할 것이다.

또는, 요청된 측정을 지원하지 않는 경우에 자원 상태 요청을 거부하는 eNB를 제공하는 옵션 2와 비교된 도 7에 도시된 자원 상태 응답과 같은 자원 상태 요청에 대한 응답이 있는 lur 인터페이스를 통해 UMTS에서 정의된 공통 측정 절차와 유사한 더 복잡한 절차가 있을 수 있다.

그와 같은 절차는 도 6에 제시된 마스터 슬레이브 구성과 비교해서 5개의 메시지를 필요로 할 것이다. 그러나 각 eNB가 일방적으로 자원 상태 갱신을 다른 인접 eNB에 제공해야 하는 것이라면 그와 같은 응답/실패 메시지는 필요치 않을 수 있다.

그와 같은 옵션에 따르면, 구현 특정 알고리즘이 효율적으로 실행될 수 있는 멀티 벤더 시나리오에서 자원 상태 정보를 효과적으로 이용할 수 있도록 마스터 eNB가 명시한 보고 기간에 기초하여 부하 정보를 보고할 수 있다. 더욱이 X2를 통한 불필요한 시그널링이 줄어들 수 있다.

부하 정보 절차와의 관계

현재 부하 정보 절차는 참고문헌 [3]에 정의되어 있다. 부하 표시 절차의 목적은 간섭 조정을 위해 주파수내 인접 eNodeB들 간에 업링크 간섭 과부하 표시를 전송하는 것이다.

eNodeB는 주파수내 인접 eNodeB에 부하 정보 메시지를 전송함으로써 개시한다. 이 부하 정보 메시지는 간섭 과부하 표시를 전달할 수 있다. 이 부하 정보 절차는 eNB가 일부 자원 블록에서 매우 높은 간섭을 겪을 때에 간섭 과부하 표시를 전송하는데 이용될 것이다.

상기 제시된 자원 상태 갱신 절차는, 자원 상태 갱신 보고가 슬레이브 eNB로부터 자원 상태 갱신을 요청했었고 UL 간섭이 자신의 셀에서의 특정 임계치를 초과할 때마다 주파수내 셀을 가지는 인접 마스터 eNB로 자율적으로 전송될 수 있는 경우에, 상기 절차를 포함할 수 있다. 그러므로 간단하게 하기 위해 이들을 서로 절차에 통합한다. 그와 같은 통합된 절차는 자원 상태 갱신 또는 부하 정보 절차 중 어느 명칭으로 불러도 좋다.

관련 SON 기능성

eNB 내의 부하 정보를 이용하여 eNB가 제어하는 셀의 핸드오버 및 셀 (재)선택 파라미터를 내부 SON 개체를 통해 동적으로 제어할 수 있다. 이 메커니즘은 도 9에 나타나 있다.

갱신될 수 있는 셀 재선택 파라미터는 다음을 포함한다. [이를 주파수내 경우에 적용하는 방법이 셀 순위에 기반 FFS이다.]

3. 주파수간(inter-frequency) 재선택 우선순위

4. 계층 특정 오프셋

구성될 수 있는 핸드오버 파라미터는 다음을 포함한다.

1. 이력

2. 트리거 시간

3. 기타 등등

결론

지금까지 eNB들 간의 자원 상태에 대한 정보를 교환하는 여러 가지 옵션에 대해 설명하였다. 본 발명자들은 마스터/슬레이브 구성이 멀티 벤더 시나리오에서 구현 특정 RRM 알고리즘에 자원 상태 보고를 제공하는데 있어 매우 융통성이 있으며 채택되어야 하는 것으로 생각한다. 본 발명자들은 RAN3이 상기 제시된 보고 옵션의 마스터/슬레이브 구성과 X2AP 명세에 대한 참고 문헌 [4]에서의 관련 텍스트 제안에 동의할 것을 권고한다.

더욱이 본 발명자들은 관련 SON 기능에서 최적화될 수 있는 핸드오버 및 셀 재선택 파라미터에 대해 설명하였고, 동의한다면 몇 가지 상세 사항은 스테이지 2 TS에서 볼 수 있을 것이다.

참고문헌

[1] R1-080601, Reply LS on Load balancing, RAN1

[2] 25.423 3GPP Specification for RNSAP

[3] 36.423 3GPP Specification for X2AP

[4] R3-08XXXX Text procedure for Resource Status Update Procedure

본 출원은 영국 특허출원 제0802023.2호[출원일: 2008년 2월 4일)의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고문헌으로 포함된다.

Claims

EUTRAN 기지국에 의해 수행되는 방법으로서,
자원 상태 정보에 대한 요청을 생성하는 단계 - 상기 요청은 상기 자원 상태 정보를 포함하는 하나 이상의 갱신 메시지가 송신되어야 하는 시점을 정의함 - ;
상기 생성된 요청을 인접 EUTRAN 기지국에 송신하는 단계;
상기 정의된 시점에서 요청된 상기 자원 상태 정보에 응답하여 상기 인접 EUTRAN 기지국으로부터 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지에 의존하여 부하 분산 동작을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
EUTRAN 기지국에 의해 수행되는 방법으로서,
인접 EUTRAN 기지국으로부터 자원 상태 정보에 대한 요청을 수신하는 단계 - 상기 요청은 상기 자원 상태 정보를 포함하는 하나 이상의 갱신 메시지가 송신되어야 하는 시점을 정의함 - ;
상기 기지국과 연관된 자원들에 대한 하나 이상의 부하 분산 측정치를 획득하는 단계;
상기 하나 이상의 부하 분산 측정치를 포함하는 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 생성하는 단계; 및
상기 정의된 시점에서 상기 생성된 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 상기 인접 EUTRAN 기지국에 송신하는 단계
를 포함하는 방법.
EUTRAN 기지국으로서,
자원 상태 정보에 대한 요청을 생성하는 수단 - 상기 요청은 상기 자원 상태 정보를 포함하는 하나 이상의 갱신 메시지가 송신되어야 하는 시점을 정의함 - ;
상기 생성된 요청을 인접 EUTRAN 기지국에 송신하는 수단;
상기 정의된 시점에서 요청된 상기 자원 상태 정보에 응답하여 상기 인접 EUTRAN 기지국으로부터 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 수신하는 수단; 및
상기 수신된 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지에 의존하여 부하 분산 동작을 수행하는 수단
을 포함하는 EUTRAN 기지국.
EUTRAN 기지국으로서,
인접 EUTRAN 기지국으로부터 자원 상태 정보에 대한 요청을 수신하는 수단 - 상기 요청은 상기 자원 상태 정보를 포함하는 하나 이상의 갱신 메시지가 송신되어야 하는 시점을 정의함 - ;
상기 기지국과 관련된 자원들에 대한 하나 이상의 부하 분산 측정치를 획득하는 수단;
상기 하나 이상의 부하 분산 측정치를 포함하는 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 생성하는 수단; 및
상기 정의된 시점에서 상기 생성된 하나 이상의 자원 상태 갱신 메시지를 상기 인접 EUTRAN 기지국에 송신하는 수단
을 포함하는 EUTRAN 기지국.
제1항의 방법을, EUTRAN 기지국에 의해 수행되는 상기 부하 분산 동작에 따라 수행하도록 되어 있는 상기 EUTRAN 기지국으로부터 핸드오버하도록 구성된 이동 단말기.
통신 시스템으로서,
제1항의 방법을 수행하도록 되어 있는 EUTRAN 기지국; 및
상기 EUTRAN 기지국에 의해 수행되는 상기 부하 분산 동작에 따라 상기 EUTRAN 기지국으로부터 핸드오버하도록 구성된 이동 단말기
를 포함하는 통신 시스템.
프로그램가능 컴퓨터 디바이스로 하여금 제1항 또는 제2항의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 구현가능 명령어들이 저장된 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
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