KR101407516B1

KR101407516B1 - 매크로 및 소형 셀을 가지는 통신 시스템의 주파수 재사용방법 및 이를 위한 시스템

Info

Publication number: KR101407516B1
Application number: KR1020080060574A
Authority: KR
Inventors: 김일환; 윤상보; 황성수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2014-06-17
Also published as: KR20100000901A

Abstract

본 발명은 매크로 및 소형 셀을 가지는 통신 시스템의 주파수 재사용 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 상기 소형 셀들 중 어느 일 소형 셀을 관장하며 제1 및 제2 동기 신호를 통해 기 설정된 구분 정보를 방송하고, 제3 및 제4 동기신호를 통해 상기 매크로 기지국이 사용한 셀 식별자를 재사용하여 방송하는 소형 기지국; 및 상기 제1 및 제2 동기 신호에서 구분 정보를 검출한 경우, 상기 제3 및 제4 동기 신호를 통해 재사용한 셀 식별자를 추출하여 상기 소형 기지국에 접속하는 사용자 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재사용을 위한 무선 통신 시스템을 제공하며, 이에 따라, 단말이 제1 및 제2 동기 신호를 수신하여, 셀 식별자를 검출하는 과정과, 상기 검출한 셀 식별자가 구분 정보인지 판단하는 과정과, 상기 판단 결과 구분 정보를 검출한 경우, 제3 및 제4 동기 신호에서 재사용된 셀 식별자를 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 주파수 재사용 방법을 제공한다.

femto, macro, cell identifier, cell search

Description

매크로 및 소형 셀을 가지는 통신 시스템의 주파수 재사용 방법 및 이를 위한 시스템{A method for frequency reuse in a communication system having macro cells and femto cell and a system thereof}

본 발명은 통신 시스템의 주파수 재사용 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 매크로 및 펨토 급의 소형 셀이 혼재된 무선 통신 시스템에서 주파수 재사용 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.

펨토(Femto)란 10-15 의 매우 작은 단위를 나타낸다. 펨토 셀(Femto Cell)이란 셀룰러 시스템에서 매우 작은 범위를 커버할 수 있는 셀을 의미하며, 이러한 펨토 급의 크기를 가진 셀을 관장하기 위한 소형 기지국을 가칭 펨토 기지국이라고도 한다. 소형 기지국은 초소형/저전력 가정/사무실용으로 사용될 옥내 기지국을 의미한다. 펨토 셀은 피코 셀(pico cell)과도 동일한 의미로 사용되지만, 좀 더 기능이 진화된 의미로 사용이 되고 있다. 소형 기지국은 브로드밴드 라우터에 연결되는 소형의 셀룰러 기지국으로 기존의 2G는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 한다.

한편, 3GPP LTE(Long Term Evolution : Release 8)에서 정의된 eNB(evolved NodeB) 및 home eNB(home evolved NodeB)라는 기지국을 정의한 바 있다. 이중 eNB는 일반적인 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 매크로 기지국이며, home eNB는 펨토 셀을 관장하는 소형(펨토) 기지국이다.

기존의 셀 식별자(Physical Cell IDentity : PCID) 할당 및 셀 탐색 방식은 원래 펨토 급의 셀인 소형 셀을 관장하는 소형 기지국을 고려하지 않은 셀 환경에서 정의된 것이다. 만약 소형 기지국 설치가 매우 한정적이거나 매크로 셀과는 별도의 주파수대역(frequency allocation)에 도입되는 경우에는 소형 기지국에서도 매크로 기지국과 유사한 형태로 셀 식별자(PCID)를 할당하고 단말이 셀 탐색을 수행할 수 있다.

이것은, 셀 간 거리(Inter Site Distance: ISD)가 500m인 셀에서 섹터당 500개의 소형 기지국이 설치되는 것을 가정하고 있다. 이러한 경우, 역삼동과 같이 아파트가 밀집한 환경에서는 셀 반경이 400m 인 경우에 약 6000 세대가 거주하고 있으므로 소형기지국 사용률을 50%로 가정하면 섹터당 1000개의 소형기지국을 설치하는 경우도 발생한다. 이러한 밀집 환경에서는 동일한 주파수 대역에서 공용채널(co-channel)로 소형기지국이 PCID를 할당 받는 경우 LTE 규격에 정의된 섹터당 168개의 셀 그룹 아이디로는 최소 3회 이상 PCID가 중복되어 할당되며, 서로 다른 주파수 대역의 전용채널(dedicated channel)로 소형기지국을 도입하더라도 최소한 2회 이상 셀 식별자가(PCID)가 중복되어 할당될 수밖에 없다. 이렇게 동일한 매크로 셀 내에서 동일한 셀 식별자가(PCID)를 가지는 소형기지국이 존재하게 되면, 종래의 셀 탐색 방식으로는 단말이나 매크로 기지국이 동일한 셀 식별자가(PCID)를 갖는 소형 기지국을 구분할 수 없어 매크로 기지국에서 소형 기지국으로 핸드오버가 어려운 문제가 발생한다.

이러한 문제를 완화하기 위해 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared CHannel: PDSCH)에서 SU-1(the most frequently repeated Scheduling Unit)으로 방송되는 시스템 정보에 포함된 글로벌 셀 식별자(Global Cell IDentity: GCID, 이하, "소형 셀 식별자"로 칭함)를 복호하여 이를 통해 재사용된 셀 식별자(PCID)를 갖는 소형 기지국들을 고유하게 구분하는 방식을 제안하고 있다. 여기서, 재사용된 셀 식별자(PCID)는 매크로 셀이 사용한 셀 식별자를 재사용한 것이며, 그러나 SU-1의 시스템 정보는 최소한 8개의 라디오 프레임마다 한 번씩 전송될 수 있으므로 결국 기존의 셀 탐색을 수행한 다음, 매크로 기지국이 소형 셀 식별자(GCID)를 보고하도록 요청하고, 다시 단말이 시스템 정보를 복호 후, 매크로 기지국에 보고하는 절차에 최대 80ms 이상이 필요하게 된다. 즉, 매크로 기지국에서 소형 기지국으로 핸드오버는 가능하나 셀 식별자(PCID)만을 이용하여 셀 탐색을 하는 경우에 비해 기존의 방식은 최소한 8배의 셀 탐색 시간이 필요하다는 것을 의미하여, 실제 핸드오버 시간은 이보다 더 길어질 수 있으므로 VoIP와 같이 연결성(connectivity) 필요로 하는 서비스에서 통화 중 핸드오버(active hand-in)는 여전히 지원이 불가능하다.

따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제를 감안한 본 발명의 목적은, 매크로 기지국 및 매크로 기지국의 하부의 다수의 소형 기지국이 혼재된 무선 네트워크에서 더 많은 수의 소형 셀을 식별하기 위한 주파수 재사용 방법을 제공함에 있다. 또한, 매크로 기지국 및 소형 기지국의 셀 탐색 과정의 복잡도 및 지연을 해결함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매크로 셀 영역에 속하는 다수의 소형 셀이 계층적으로 구성된 주파수 재사용을 위한 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 소형 셀들 중 어느 일 소형 셀을 관장하며 제1 및 제2 동기 신호를 통해 기 설정된 구분 정보를 방송하며, 제3 및 제4 동기신호를 통해 상기 매크로 기지국이 사용한 셀 식별자를 재사용하여 방송하는 소형 기지국; 및 상기 제1 및 제2 동기 신호에서 구분 정보를 검출한 경우, 상기 제3 및 제4 동기 신호를 통해 재사용한 셀 식별자를 추출하여 상기 소형 기지국에 접속하는 사용자 단말을 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매크로 셀 영역에 속하는 다수의 소형 셀이 계층적으로 구성된 무선 통신 시스템에서 주파수 재사용을 위한 사용자 단말의 셀 탐색 방법은, 제1 및 제2 동기 신호를 수신하여, 셀 식별자를 검출하는 과정과, 상기 검출한 셀 식별자가 구분 정보인지 판 단하는 과정과, 상기 판단 결과 상기 구분 정보를 검출한 경우, 제3 및 제4 동기 신호에서 재사용된 셀 식별자를 추출하는 과정을 포함한다.

본 발명에 따르면, 단말은 제1 및 제2 동기 신호를 통해 검출할 수 있는 구분 정보를 통해 매크로 기지국 및 소형 기지국을 구분할 수 있다. 또한, 구분 정보 및 재사용된 셀 식별자를 통해 소형 기지국을 구분할 수 있으므로, 구분 정보의 수에 비례하여 더 많은 수의 소형 셀들을 구분할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템은, 코어 네트워크(Core Network)(400)와 코어 네트워크(400)에 연결되는 매크로 기지국(macro Base Station : macro-BS)(100), 코어 네트워크(400)와 ISP(Internet Service Provider)망(500)을 통해 연결되는 소형 기지국(femto Base Station : femto-BS)(200), 매크로 기지국(100) 및 소형 기지국(200)에 무선으로 접속하는 사용자 단말(User Equipment : UE, 이하, "단말"로 축약함)(300)을 포함한다.

매크로 기지국(100)은 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 기지국으로, 매크로 셀은 일반적인 셀룰라(cellular) 시스템의 셀을 의미한다. 예컨대, 매크로 기지국(100)은 NodeB 또는 eNB(evolved NodeB)가 될 수 있다. 한편, 소형 셀은 펨토 셀(femto cell) 또는 이와 동급의 영역을 가지는 셀이며, 매크로 셀에 대응하여 매크로 셀의 영역 보다 작은 크기의 셀이다. 소형 셀은 일 주택 또는 일 주택의 하나의 방과 같은 소규모 환경을 지원하는 셀이다. 매크로 셀 내에는 다수의 소형 셀이 존재한다. 본 발명의 실시 예에서 소형 기지국(200)은 매크로 셀을 관장하는 매크로 기지국(100)에 대응하여 매크로 셀 내의 소형 셀을 관장하는 기지국이다. 이러한 소형 기지국(200)은 실내외 음영지역을 서비스 할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 수준의 데이터 서비스를 더 많은 사용자에게 제공하기 위한 것이다. 예컨대, 소형 기지국(200)은 HNB(home NodeB) 또는 HeNB(home evolved NodeB)가 될 수 있다.

여기서, 코어 네트워크(400)는 무선 사업자의 망을 의미한다. 코어 네트워크(400)는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving GateWay), P-GW(Packet Data Networ GateWay), SGSN(Serving GPRS Support Node), RNC(Radio Network Controller) 및 Secure GW(Secure GateWay)를 포함하는 구성이 될 수 있다. 한편, 코어 네트워크(400)는 MME, S-GW, P-GW 및 UMAN/GAN controller(Unlicensed Moblile Access Network/General Access Network controller)를 포함하는 구성이 될 수 있다.

매크로 기지국(100)은 MME 및 S-GW에 연결함으로써 코어 네트워크(400)에 접 속한다. 이때, 매크로 기지국(100)은 S1 인터페이스를 이용하여 MME 및 S-GW와 통신한다. 소형 기지국(200)은 ISP(Internet Service Provider)망(500)을 통해 코어 네트워크(400)에 접속한다.

한편, 소형 기지국(200)은 ISP망(600)을 거쳐 Secure GW에 연결함으로써 코어 네트워크(400)에 접속할 수 있다. 또한, 소형 기지국(200)은 ISP망(600)을 거쳐 UMAN/GAN controller를 통해 코어 네트워크(400)에 접속할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 매크로 셀 내에 다수의 소형 셀이 존재한다. 본 발명은 이러한 다수의 소형 셀들을 구분하기 위해 매크로 기지국(100)들이 사용하는 주파수를 재사용하기 위한 것이다.

매크로 기지국(100)은 타 매크로 기지국과의 구분을 위하여 셀 식별자를 사용한다. 소형 기지국(200) 또한, 타 소형 기지국과의 구분을 위하여 셀 식별자를 사용한다. 이때, 이러한 소형 기지국(200)이 사용하는 셀 식별자는 매크로 기지국(100)들이 사용하는 셀 식별자를 재사용하는 것이다.

좀 더 자세히 설명하면, 매크로 셀은 타 매크로 셀과 구분하기 위한 셀 식별자를 가지며, 이러한 셀 식별자는 물리 셀 식별자(Physical Cell IDentity: PCID)가 될 수 있다. 소형 기지국(200)은 매크로 기지국(100)이 사용하는 셀 식별자를 자신이 관장하는 소형 셀에 재사용 할 수 있다. 한편, 단말(300)이 매크로 기지국(100) 또는 소형 기지국(200)과 통신을 위해서는 해당 기지국의 동기를 획득함과 동시에 셀 식별자를 통해 해당 기지국을 식별할 수 있어야 한다.

그러나 매크로 기지국(100)의 셀 식별자와 소형 기지국(100)이 재사용 사용 하는 셀 식별자는 동일한 채널을 통해 전송된다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국(100)에 할당된 셀 식별자 중 일부를 소형 기지국(200)을 구분하기 위한 구분 정보로 활용하여, 단말(300)이 매크로 기지국(100) 및 소형 기지국(200)을 구분할 수 있도록 한다.

이러한 주파수 재사용을 위한여, 사용 가능한 셀 식별자를 수를

라고 가정하고, 구분 정보의 수를 K라고 가정하면, 매크로 셀에는

-K 개의 셀 식별자가 할당되며, 소형 셀에는

의 셀 식별자가 할당되고,

개의 소형 셀을 구분할 수 있다.

이때, 매크로 기지국(100)은 동기 채널을 통해

-K개 중 어느 하나의 셀 식별자를 포함시켜 전송한다. 또한, 소형 기지국(100)은 동기 채널을 통해 K개 중 어느 하나의 구분 정보와

개 중 어느 하나의 셀 식별자를 전송한다. 여기서, 소형 기지국이 전송하는

개 중 어느 하나의 셀 식별자는 매크로 기지국이 사용한 셀 식별자를 재사용한 것이다. 그러면, 단말(300)은 동기 채널에서 K개 중 어느 하나의 구분 정보를 검출 여부를 통해 매크로 기지국 및 소형 기지국을 구분할 수 있다.

그러면, 이러한 매크로 셀 및 소형 셀이 중첩된 셀룰러 시스템의 구조에 대해서 살펴보기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 셀 및 소형 셀의 계층적 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 매크로 기지국(100)이 관장하는 매크로 셀(101)은 3개의 섹터로 구분된다. 여기서, 각 섹터에 셀 식별자(PCID)로 0, 1, 2가 할당되었다. 이때, 각 섹터 별로 제1 동기신호의 인덱스(

) 0, 1, 2를 할당하며, 인접 셀 간에는 168개의 제2 동기신호의 인덱스(

)를 서로 다르게 할당한다. 셀 식별자(PCID)는 상술한 제1 및 제2 동기 신호의 인덱스의 조합으로 생성된다. 이는 하기에서 더 자세히 설명할 것이다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국(100)은 셀 식별자(PCID) 중 일부를 사용하지 않으며, 사용하지 않은 셀 식별자를 매크로 셀 및 소형 셀을 구분하기 위한 정보로 활용한다.

한편, 매크로 셀의 각 섹터에는 다수개의 소형 셀들이 존재한다. 이러한 소형 셀들에는 매크로 기지국(100)이 사용한 셀 식별자를 재사용한다. 즉, 어느 일 소형 기지국(200)은 매크로 기지국(100)과 주변 타 소형 기지국(200)과 구분하기 위하여, 매크로 기지국(100)이 사용한 셀 식별자 중 인접한 매크로 기지국(100) 또는 소형 기지국(200)이 속한 매크로 기지국(100)의 식별자와 다른 셀 식별자를 재사용한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따르면, 소형 셀에는 매크로 기지국(100)이 사용하지 않은 셀 식별자와 소형 기지국(200)이 재사용하는 셀 식별자의 조합으로 구분할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 단말(300)이 매크로 기지국(100) 또는 소형 기지국(200)과 통신을 통해 데이터 및 제어 정보를 수신하기 위해서는 동기(synchronization) 및 셀 선택(cell selection)이 먼저 이루어져야 한다. 동기 및 셀 선택을 위한 하향 링크 프레임에 대해서 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 단말(300)은 매크로 또는 소형 기지국(100, 200)으로부터 동기 신호를 수신하여, 매크로 기지국(100) 및 소형 기지국(200)을 구분할 수 있다. 이때, 매크로 및 소형 기지국(100, 200)은 동기 채널(Synchronization CHannel: SCH)을 통해 자기 자신의 식별 정보를 전송한다. 이러한 동기 채널에 대해서 설명하기로 한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 동기 채널을 설명하기 위한 하향 링크 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하향 링크 프레임은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 기반으로 한다.

도 3a 및 도 3b에 하향 링크인 일 라디오 프레임(radio frame)에서 동기 채널의 전송 위치를 도시하였다. 일 라디오 프레임은 10개의 서브 프레임(subframe)을 가지며, 각 서브 프레임은 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 일 라디오 프레임의 길이는 10ms이며, 일 서브 프레임의 길이는 1ms이고, 일 슬롯의 길이는 0.5ms가 된다.

일 슬롯 내에는 CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 7 개 혹은 6개의 OFDM 심볼(symbol)이 전송된다. 도 3a 및 도 3b에서는 일반적인 CP 길이에 대해 7개의 OFDM 심볼(0 내지 6번째 OFDM 심볼)이 전송되는 구조를 보이고 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 동기 채널은 서브프레임 0과 5에 할당되며, 동기 채널은 제1 동기채널(Primary Synchronization CHannel: P-SCH) 및 제2 동기채널(Secondary Synchronization CHannel: S-SCH)을 포함하며, 특히, 제3 동기채널 및 제4 동기 채널을 더 포함한다.

여기서, 제1 내지 제4 동기채널을 통해 각각 제1 내지 제4 동기신호가 전송된다. 이때, 제1 내지 제4 동기 신호는 각각 0 내지 6번째 OFDM 심볼 중 5, 6, 3, 4번째의 OFDM 심볼을 통해 전송된다.

도 3a에는 매크로 기지국의 하향 링크 프레임을 도시하였으며, 도 3b에는 소형 기지국의 하향 링크 프레임을 도시하였다. 매크로 기지국(100)은 제1 및 제2 동기채널만을 이용하여 셀 식별자를 전송하며, 소형 기지국(200)은 제1 및 제2 동기채널을 통해 구분 정보를 전송하며, 제3 내지 제4 동기채널을 통해 셀 식별자를 전송한다. 여기서, 구분 정보는 매크로 기지국의 셀 식별자의 일부를 소형 기지국용으로 할당한 것이다.

제1 또는 제3 동기채널에서 전송되는 제1 또는 제3 동기신호의 인덱스(index)

와 제2 또는 제4 동기채널에서 전송되는 제2 또는 제4 동기신호의 인덱스

의 조합은 셀을 구분하기 위한 셀 식별자가 된다. 매크로 기지국(100)의 경우, 제1 동기신호의 인덱스 및 제2 동기신호의 인덱스는 각각 섹터를 구분하기 위한 식별자 및 셀 그룹을 구분하기 위한 식별자의 역할을 수행할 수 있다.

여기서, 해당 셀의 셀 식별자(PCID)(

)는 다음의 <수학식 1>에 따라 정의된다.

, ,

따라서 3개의 섹터로 구성된 매크로 셀에는 각 섹터 별로 제1 동기신호 인덱 스 0, 1, 2를 할당하며, 인접 셀 간에는 168개의 제2 동기신호 인덱스를 서로 다르게 할당할 수 있다. 한편, 소형 셀인 경우, 제3 동기신호의 인덱스 및 제4 동기신호의 인덱스를 통해 504개의 서로 다른 소형 셀을 구분할 수 있는 셀 식별자를 생성할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국(100)은 제1 및 제2 동기신호를 통해 셀 식별자를 전송하되, 전송 되는 셀 식별자 중 일부를 소형 기지국(200)을 위해 사용하지 않는다.

예컨대, 매크로 기지국(100) 용으로 제1 및 제2 동기신호의 조합으로 504개의 셀 식별자를 모두 할당하지 않고 503개만 할당하여, 사용하지 않는 1개는 소형 기지국을 위해 할당한다. 이와 같은 경우, 소형 기지국(200)을 위해 할당한 셀 식별자를 "

= 0"이라고 가정하면, 소형 기지국(200)은 제1 및 제2 동기신호로 "

= 0"을 전송하며, 제3 및 제4 동기신호에 자신의 셀 식별자를 전송한다. 이때, 소형 기지국(200)이 전송한 셀 식별자는 매크로 기지국(100)이 사용한 식별자를 재사용한 것이다. 이에 따라, 단말(300)은 제1 및 제2 동기신호를 통해 매크로 기지국(100)인지 아니면 소형 기지국(200)인지 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 설명의 편의를 위하여, 소형 기지국(200)임을 구분하기 위해 기 할당된 셀 식별자(예컨대, "

= 0")를 "구분 정보"라고 칭하기로 한다.

그러면, 단말(300)의 셀 탐색 과정에서 매크로 기지국(100)과 소형 기지국(200)을 구분하는 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 매크로 기지국(100)이 사용하는 셀 식별자와 소형 기지국(200)이 사용하는 셀 식별자를 구분하기 위하여, 소형 기지국(200)의 셀 식별자를 소형 기지국용 셀 식별자로 칭하기로 한다.

도 4를 참조하면, 단말(300)은 S401 단계에서 제1 및 제2 동기채널을 통해 제1 및 제2 동기신호를 수신하고, S403 단계에서 수신한 동기신호로부터 셀 식별자를 검출한다.

즉, 단말(300)은 제1 및 제2 동기 신호의 인덱스로부터 셀 식별자를 추출한다. S401 및 S403 단계를 좀 더 자세히 설명하면, 단말(300)은 제1 동기채널의 제1 동기 신호를 시간영역에서 상관(correlation)하여, 최대 상관 값을 가지는 FFT(Fast Fourier Transform) 시작 위치 및 제1 동기신호의 인덱스(

)를 검출한다. 그런 다음, 단말(300)은 제1 동기채널로부터 제2 동기채널의 채널을 추정한다. 이어서, 단말(300)은 추정한 제2 동기채널의 제2 동기 신호를 주파수영역에서 상관(correlation)하여, 최대 상관 값을 가지는 프레임 동기 위치를 획득하고, 제2 동기신호의 인덱스(

)를 검출한다. 제1 및 제2 동기신호의 인덱스를 검출한 단말(300)은 검출된 제1 및 제2 동기신호의 인덱스를 이용하여 <수학식 1>에 따라 셀 식별자를 추출한다.

이어서, 단말(300)은 S405 단계에서 검출한 셀 식별자가 소형 기지국용으로 기 할당된 구분 정보인지 판단한다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국(100)이 사용할 수 있는 식별자 중 일부를 소형 기지국(200)인지 여부를 식별하기 위한 구분 정보로 할당할 수 있다. 여기서, 소형 기지국(200)을 위해 기 할당한 구분 정보를 셀 식별자 "

= 0"으로 할당하였다고 가정한다. 따라서 단말(300)은 S405 단계에서 추출한 셀 식별자가 "

= 0"인 경우 S407 단계로 진행한다. 단말(300)은 S407 단계에서 제3 및 제4 동기신호를 수신하고, S409 단계에서 제3 및 제4 동기신호로부터 소형 기지국용 셀 식별자를 검출한다. 강조하면, 소형 기지국용 셀 식별자는 매크로 기지국이 사용한 셀 식별자를 재사용한 것이다. 이러한 소형 기지국용 셀 식별자 검출 방법은 제1 및 제2 동기신호에서 셀 식별자를 검출하는 방법과 같다. 그런 다음, 단말(300)은 S411 단계에서 검출한 소형 기지국용 셀 식별자를 서빙 기지국으로 전송한다.

한편, 단말(300)은 S405 단계에서 추출한 셀 식별자가 "

= 0"이 아닌 경우, 수신되는 동기 신호가 매크로 기지국(100)으로부터의 신호라고 판단한다. 이에 따라, 단말(300)은 S413 단계로 진행하여 검출한 셀 식별자를 서빙 기지국으로 전송한다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말(300)은 일반적인 매크로 셀에 대한 셀 탐색 과정은 그대로 유지하되, 셀 탐색 과정에서 소형 기지국용으로 할당된 식별 정보("

= 0")를 검출한 경우, 소형 기지국용 셀 식별자를 검출하는 방법을 통해 소형 기지국의 셀 탐색을 수행할 수 있다. 이에 따라, 단말(300)은 매크로 기지국(100) 및 소형 기지국(200)을 간단하게 구분할 수 있다.

앞서, 하나의 셀 식별자("

= 0")만을 소형 기지국(200)을 위해 할당한 구분 정보로 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 적어도 하나의 셀 식별자를 소형 기지국(200)을 위해 할당할 수 있다.

즉, 제1 및 제2 동기신호에 소형 기지국(200)을 위해 할당한 구분 정보가 N개 인 경우, 소형 기지국(200)은

개의 소형 기지국용 셀 식별자를 사용할 수 있다.

즉, 단말(300)은 제1 및 제2 동기 신호를 통해 수신한 구분 정보와, 제3 및 제4 동기신호를 통해 수신한 재사용된 셀 식별자를 이용하여 소형 기지국을 구분할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말의 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 단말(300)은 S501 단계에서 제1 및 제2 동기채널을 통해 제1 및 제2 동기신호를 수신하고, S503 단계에서 수신한 동기신호로부터 셀 식별자를 검출한다.

이어서, 단말(300)은 S505 단계에서 검출한 셀 식별자가 소형 기지국용으로 기 할당된 구분 정보인지 판단한다. 여기서, 소형 기지국(200)을 위해 기 할당한 구분 정보를 셀 식별자 "

= 0, 1, 2, 3"으로 4개 할당하였다고 가정한다.

단말(300)은 S505 단계에서 추출한 셀 식별자가 "

= 0, 1, 2, 3"인 경우 S507 단계로 진행한다. 단말(300)은 S507 단계에서 제3 및 제4 동기 신호를 수신하 고, S509 단계에서 소형 기지국용 셀 식별자를 검출한다. 그런 다음, 단말(300)은 S511 단계에서 검출한 구분 정보 및 소형 기지국용 셀 식별자를 서빙 기지국으로 전송한다.

한편, 단말(300)은 S505 단계에서 추출한 셀 식별자가 "

= 0, 1, 2, 3"이 아닌 경우, 수신되는 동기 신호가 매크로 기지국으로부터의 신호라고 판단한다. 이에 따라, 단말(300)은 S513 단계로 진행하여 검출한 셀 식별자를 서빙 기지국으로 전송한다.

도 5를 참조로 하는 실시 예는 소형 기지국(200)의 수가 많아져서 504개가 넘는 소형 기지국(200)을 구분할 필요가 있는 경우를 상정한 것이다. 이러한 경우, 본 발명의 실시 예에 따라 구분 정보 및 셀 식별자의 조합을 통해 소형 기지국(200)들을 구분할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 재사용 방법은, 단말(300)이 셀 탐색 과정에서 동기 채널을 통해 수신되는 제1 및 제2 동기신호를 통해 매크로 기지국 및 소형 기지국을 구분할 수 있으며, 동기채널의 제3 및 제4 동기신호를 통해 소형 셀 기지국이 재사용하는 셀 식별자를 검출할 수 있다. 이는 8 프레임마다 한 번씩 수신할 수 있는 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared CHannel: PDSCH)를 통한 소형 셀 식별자를 복호하는 방식에 비해 셀 탐색 지연을 최대 1/8 까지 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 구분 정보 및 소형 기지국이 재사용하는 셀 식별자를 통해 소형 기지국들을 식별할 수 있다. 이때, 표준에 정의된 셀 식별 자(PCID)의 수가

라고 가정하고, 구분 정보의 수가 K라고 가정하면, 소형 기지국에 할당할 수 있는 식별 정보가

개로 증가하여, 주파수 재사용시 주파수 부족의 문제를 해결할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 셀 및 소형 셀의 계층적 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 동기 채널을 설명하기 위한 하향 링크 프레임 구조를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 단말의 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims

매크로 셀 영역에 속하는 다수의 소형 셀이 계층적으로 구성된 주파수 재사용을 위한 무선 통신 시스템에 있어서,

상기 소형 셀들 중 어느 일 소형 셀을 관장하며 제1 및 제2 동기 신호를 통해 기 설정된 구분 정보를 방송하며, 제3 및 제4 동기신호를 통해 상기 매크로 기지국이 사용한 셀 식별자를 재사용하여 방송하는 소형 기지국; 및

상기 제1 및 제2 동기 신호에서 구분 정보를 검출한 경우, 상기 제3 및 제4 동기 신호를 통해 재사용한 셀 식별자를 추출하여 상기 소형 기지국에 접속하는 사용자 단말;을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 재사용을 위한 무선 통신 시스템.
매크로 셀 영역에 속하는 다수의 소형 셀이 계층적으로 구성된 무선 통신 시스템에서 사용자 단말의 셀 탐색 방법에 있어서,

제1 및 제2 동기 신호를 수신하여, 셀 식별자를 검출하는 과정과,

상기 검출한 셀 식별자가 구분 정보인지 판단하는 과정과,

상기 판단 결과 상기 구분 정보를 검출한 경우, 제3 및 제4 동기 신호에서 재사용된 셀 식별자를 추출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말의 셀 탐색 방법.