KR101539215B1

KR101539215B1 - 무선 중첩 네트워크들에서 핸드오버 파라미터들을 결정하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101539215B1
Application number: KR1020147003797A
Authority: KR
Inventors: 카마크시 스리드할; 하요 바케르
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2015-07-27
Also published as: CN103748923B; US8509780B2; US20130045749A1; JP6059226B2; JP2014526221A; CN103748923A; KR20140037952A; EP2745561A1; WO2013025580A1

Abstract

본 발명은 무선 중첩 네트워크에서 핸드오버 파라미터들을 결정하기 위한 방법 및 장치의 실시예들을 기술한다. 일 실시예는 매크로셀과 매크로셀을 중첩하는 펨토셀 사이의 사용자 장비를 핸드오버할 때를 결정하기 위해 사용된 바이어스 값을 변경하는 것을 포함한다. 바이어스 값은 사용자 장비와 연관된 하나 이상의 핸드오버 빈도들의 변경에 응답하여 변경된다. 사용자 장비의 핸드오버들은 바이어스 값과 펨토셀 신호 강도의 측정된 값이 매크로셀 신호 강도의 측정된 값을 초과할 때 트리거링된다.

Description

무선 중첩 네트워크들에서 핸드오버 파라미터들을 결정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING HANDOVER PARAMETERS IN WIRELESS OVERLAY NETWORKS}

관련 출원들에 대한 교차 참조

본 발명은 2011년 8월 15일에 출원된 미국 가특허 출원 제 61/523,627 호에 대한 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 통신 시스템들에 관한 것이고, 특히 무선 통신 시스템들에 관한 것이다.

무선 통신 시스템들은 일반적으로 이동 유닛들(또는 다른 형태들의 사용자 장비)에 대한 무선 접속을 제공하기 위한 다수의 기지국들(또는 eNodeBs와 같은 다른 형태들의 무선 액세스 지점들)을 배치한다. 각각의 기지국은 기지국에 의해 서빙되는 특정 셀 또는 섹터에 위치된 이동국에 대한 무선 접속을 제공하는 것을 담당한다. 몇몇 경우들에서, 이동 유닛들은, 예를 들면, 이동 유닛의 사용자가 음성 또는 데이터 호를 개시하기를 원할 때, 네트워크에서 하나 이상의 기지국들과 무선 통신을 개시할 수 있다. 대안적으로, 네트워크는 이동 유닛과 무선 통신 링크를 개시할 수 있다. 예를 들면, 종래의 계층적 무선 통신들에서, 서버는 타겟 이동 유닛에 대해 향해진 음성 및/또는 데이터를 무선 네트워크 제어기(RNC)와 같은 중앙 요소로 송신한다. 이후, RNC는 페이징 메시지들을 하나 이상의 기지국들을 통해 타겟 이동 유닛에 송신할 수 있다. 타겟 이동 유닛은 무선 통신 시스템으로부터의 페이지의 수신에 응답하여 하나 이상의 기지국들에 무선 링크를 확립할 수 있다. RNC내 무선 자원 관리 기능은 음성 및/또는 데이터를 수신하고 기지국들의 세트에 의해 사용된 무선 및 시간 자원들을 조정하여 타겟 이동 유닛에 정보를 송신한다.

종래의 계층적 네트워크 아키텍처에 대한 하나의 대체물은 분산된 통신 네트워크 기능을 실행하는 기지국 라우터들과 같은 액세스 포인트들의 네트워크를 포함하는 분산 아키텍처이다. 예를 들면, 각각의 기지국 라우터는 하나 이상의 이동 유닛들과 인터넷과 같은 외부 네트워크 사이의 무선 링크들을 관리하는 단일 엔티티내 RNC 및/또는 PDSN 기능들을 결합할 수 있다. 기지국 라우터들은 셀룰러 액세스 기술을 전체적으로 캡슐화하고 균등한 IP 기능들에 대한 코어 네트워크 소자 지원을 이용하는 프록시 기능일 수 있다. 예를 들면, UMTS 기지국 라우터에서 IP 앵커링(anchoring)은 기지국 라우터가 균등한 모바일 IP 시그널링을 통해 프록시하는 모바일 IP 홈 에이전트(HA) 및 GGSN 앵커링 기능들을 통해 제공될 수 있다. 계층적 네트워크들과 비교하여, 분산 아키텍처들은, 기존 네트워크의 커버리지를 확장하기 위해, 네트워크의 배치의 복잡성 및/또는 비용, 또한 추가의 무선 액세스 지점들, 예를 들면, 기지국 라우터들을 추가하는 복잡성 및/또는 비용을 감소시킬 가능성을 갖는다. 분산 네트워크들은 또한 계층적 네트워크들의 RNC 및 PDSN에서 패킷 큐잉 지연들이 감소되거나 제거될 수 있기 때문에 사용자들에 의해 경험된 지연들(계층적 네트워크들에 관련된)을 감소시킬 수 있다.

적어도 부분적으로 기지국 라우터의 배치의 감소된 비용 및 복잡성 때문에, 기지국 라우터들은 종래의 기지국들에 대한 비실용적인 위치들에 배치될 수 있다. 예를 들면, 기지국 라우터는 빌딩에 거주하는 거주자들에게 무선 접속을 제공하기 위해 주택 또는 빌딩에 배치될 수 있다. 주택에 배치된 기지국 라우터들은 일반적으로, 그들이 주택을 포함하는 마이크로-셀(펨토셀)에 무선 접속을 제공하도록 의도되기 때문에 홈 기지국 라우터들 또는 펨토셀들이라고 불린다. 그러나, 홈 기지국 라우터의 기능은 대략 수 평방 킬로미터의 영역을 담당할 수 있는 매크로-셀에 대한 무선 접속을 제공하도록 의도되는 종래의 기지국 라우터에서 실행된 기능과 일반적으로 상당히 유사하다. 홈 기지국 라우터와 종래의 기지국 라우터 사이의 하나의 중요한 차이는 홈 기지국 라우터들이 규격품으로 구입될 수 있고 비전문가에 의해 쉽게 설치될 수 있는 플러그-앤-플레이 디바이스들로 설계된다는 점이다. 홈 기지국 라우터들의 배치는 하나 이상의 매크로-셀들과 중첩되거나 그에 의해 포함될 수 있는 수많은 펨토셀들을 초래할 수 있다.

이동 유닛들은 이동 유닛들이 무선 통신 시스템 전체를 로밍하기 때문에 하나의 기지국으로부터 다른 기지국으로 핸드 오프될 수 있다. 이동 유닛들은 또한, 기지국의 커버리지 영역이 펨토셀의 커버리지 영역을 완전히 포함할 때조차도 매크로셀룰러 기지국으로부터 홈 기지국 라우터 또는 펨토셀로 핸드 오프될 수 있다. 예를 들면, 사용자의 이동 유닛은 사용자가 일터로부터 집에 돌아올 때 홈 기지국 라우터로 핸드 오프될 수 있다. 사용자의 시점으로부터, 이동 유닛이 이동함에 따라 끊김 없는 서비스를 지원하기 위한 견고한 핸드오버 기술들이 중요하다. 사용자들은 핸드오버 프로세스에서 레이턴시에 의해 야기될 수 있는 음성 통신에서 간격들(gaps) 또는 휴지들에 의해 곧바로 실망한다. 몇몇 사용자들은, 사용자가 하나의 셀로부터 다른 셀로 로밍할 때 호들이 자주 드롭되는 경우 공급자들을 바꾸기까지 할 수 있다.

핸드오버를 개시하기 위한 기본 조건은 후보 타겟 기지국 또는 셀로부터 신호 강도가 현재 서빙 기지국 또는 셀로부터의 신호 강도보다 더 강한/더 양호한 것이다. 그러나, 타겟 기지국이 서빙 기지국보다 더 강한 신호를 갖는 것으로 나타나자마자 이동 유닛을 단순히 핸드 오프하는 것은 다수의 문제들을 초래할 수 있다. 예를 들면, 서빙 셀과 그의 이웃하는 셀들 사이의 경계들 근처의 신호 강도들은 거의(규정에 의해 거의) 동일하다. 그러므로, 경계 근처의 각각의 이동 유닛에 의해 수신된 신호 강도는 대략 동일하고 각각의 작은 편차들이 각각의 신호 강도들이 플립-플롭하게 할 수 있다. 특정 이동 유닛에 의해 수신된 신호들의 강도는 또한 이동 유닛의 움직임 및/또는 환경 변화들에 의해 빠르게 변할 수 있다. 결과적으로, 이동 유닛은, 핸드 오프가 각각의 신호 강도에만 기초하여 수행되는 경우, 빠르게 왔다갔다 건네질 수 있다(핑-퐁잉(ping-ponging)으로 알려진 현상). 핑-퐁잉은 불필요하게 상당한 오버헤드를 소비하고, 인식된 호 품질을 열화시키고, 드롭된 호들도 초래할 수 있다.

또한, 그의 대응하는 펨토셀에서 홈 기지국 라우터에 의해 제공된 신호 강도는, 특히 홈 기지국 라우터가 기지국에 비교적 가깝게 배치된 경우, 펨토셀내 임의의 지점에서 매크로셀룰러 기지국에 의해 제공된 신호 강도를 초과하지 않는다. 이러한 상황에서, 펨토셀에 의해 이동 유닛에 제공된 신호 강도가 매크로셀에 의해 제공된 신호 강도보다 클 때만, 핸드오프가 트리거링되는 경우, 이동 유닛들은 펨토셀에 결코 핸드오프하지 않는다. 결과적으로, 펨토셀들은 강한 매크로셀룰러 신호들을 수신하는 영역들에 배치될 때 거의 쓸모없다. 그러므로, 펨토셀들에 대한 핸드오버는 펨토셀로부터 이동 유닛에 의해 수신된 바이어스 값 및 신호 강도의 합이 매크로셀로부터 수신된 신호 강도보다 클 때, 트리거링될 수 있다. 예를 들면, 바이어스 값은, 펨토셀 신호 강도가 매크로셀 신호 강도보다 2 ㏈ 작을 때 펨토셀에 대한 핸드오버가 트리거링될 수 있도록 2 ㏈로 설정될 수 있다.

개시된 요지는 상술된 하나 이상의 문제점들의 효과들을 처리하는 것에 관한 것이다. 후속한 것들은 개시된 요지의 몇몇 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 개시된 요지의 간략화된 요약을 제시한다. 이러한 요약은 개시된 요지의 완전한 개요가 아니다. 이는 개시된 요지의 핵심 또는 주요 요소들을 식별하거나 또는 개시된 요지의 범위를 상세히 서술하는 것으로 의도되지 않는다. 그의 단순한 목적은 이후 논의되는 더 상세한 설명에 대한 서두로서 간략화된 형태로 몇몇 개념들을 제시하는 것이다.

일 실시예에서, 무선 중첩 네트워크에서 핸드오버 파라미터들을 결정하기 위한 방법이 제공된다. 일 실시예는 매크로셀을 중첩하는 펨토셀과 매크로셀 사이의 사용자 장비를 핸드오버할 때를 결정하기 위해 사용된 바이어스 값을 변경하는 것을 포함한다. 바이어스 값은 사용자 장비와 연관된 하나 이상의 핸드오버 빈도들의 변경에 응답하여 변경된다. 사용자 장비의 핸드오버들은 펨토셀 신호 강도의 측정된 값 및 바이어스 값들의 합이 매크로셀 신호 강도의 측정된 값을 초과할 때 트리거링된다.

다른 실시예에서, 무선 중첩 네트워크에서 핸드오버 파라미터들을 결정하기 위한 무선 통신 노드가 제공된다. 무선 통신 노드의 일 실시예는 오버레잉 커버리지 영역들을 갖는 노드들 사이에 사용자 장비를 핸드오버할 때를 결정하기 위해 사용된 바이어스 값을 변경하도록 구성된다. 바이어스 값은 사용자 장비와 연관된 하나 이상의 핸드오버 빈도들의 변경에 응답하여 변경된다. 사용자 장비의 핸드오버들은 펨토셀 신호 강도의 측정된 값 및 바이어스 값의 합이 매크로셀 신호 강도의 측정된 값을 초과할 때 트리거링된다.

본 발명은 매크로 셀들로부터 작은 셀들로 및 그 반대의 경우의 불필요한 핸드오버들의 빈도가 감소시켜서, 무선 링크 장애의 가능성 및 갑작스러운 호 드롭들을 상당히 감소시킨다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 2는 무선 통신 시스템의 다른 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.
도 3은 중첩 네트워크 구성에서 사용자 장비에 대한 핸드오버(HO) 파라미터들을 결정하는 방법의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시하는 도면.

개시된 요지는, 유사한 참조 번호들이 유사한 요소들을 식별하는, 첨부하는 도면들과 함께 취해진 다음의 설명을 참조함으로써 이해될 수 있다.

개시된 요지는 다수의 변경들 및 대안적인 형태들이 가능하면서, 그의 특정 실시예들은 도면들에서 예로서 도시되고 여기에 상세히 설명된다. 그러나, 여기서 특정 실시예들의 설명은 개시된 요지를 개시된 특정 형태들로 제한하는 것이 의도되는 것이 아니고, 반대로, 첨부하는 청구항들의 범위내 모든 변경들, 동등물들, 및 대안들을 포함하는 것이 의도라는 것이 이해되어야 한다.

예시적인 실시예들이 이하에 기재된다. 명확화의 이점으로, 실제의 실행의 모든 특징들이 본 명세서에 기재되지는 않는다. 물론 임의의 이러한 실제 실시예의 전개에서, 다수의 실행-지정 결정들은 시스템-관련 및 비지니스-관련 제한들에 따라서와 같은 개발자들의 특정 목표들을 달성하기 위해 행해진다는 것이 인식될 것이고, 이는 하나의 실행으로부터 다른 실행으로 변경될 것이다. 더욱이, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적인 것이 인식될 것이지만, 그럼에도 불구하고 본 발명의 이점을 갖는 본 기술의 통상의 숙련자들에 대해 행해지는 일상적인 일일 것이다.

개시된 요지는 첨부된 도면들을 참조하여 여기에 기술될 것이다. 다수의 구조들, 시스템들, 및 디바이스들은 단지 예시의 목적들을 위해 본 기술의 숙련자들에게 잘 알려진 상세들로 본 발명을 모호하게 하지 않도록 도면들에 개략적으로 도시된다. 그럼에도 불구하고, 첨부된 도면들은 개시된 요지의 예시적인 예시들을 기술하고 설명하기 위해 포함된다. 여기에 사용된 단어들 및 어구들은 관련 기술의 숙련자들에 의해 이들 단어들 및 어구들의 이해와 일치하는 의미를 갖는 것으로 이해되고 해석되어야 한다. 용어 또는 어구의 특정 규정이 없는, 즉, 본 기술에 숙련자들에 의해 이해되는 보통 및 관습적인 의미와 상이한 규정이 없다면, 여기서 용어 또는 어구의 일치하는 사용으로 암시되는 것이 의도된다. 용어 또는 어구가 특정 의미, 즉, 숙련자들에 의해 이해되는 것과 다른 의미를 갖는 것으로 의도되는 만큼, 이러한 특정 규정은 용어 또는 어구에 대한 특정 규정을 직접적으로 명백하게 제공하는 자명한 방식으로 본 명세서에 명시적으로 설명될 것이다.

펨토셀들, 홈 기지국 라우터들, 피코셀들, 및 다른 "작은 셀" 디바이스들은 일반적으로 펨토셀들이 매크로셀 커버리지와 중첩하도록 중첩 구성에 배치된다. 적어도 부분적으로 펨토셀의 작은 크기 때문에, 펨토셀에서 사용자들은 종종 펨토셀/매크로셀 경계를 넘어가거나 가로질러 나아갈 수 있고, 이는 매크로셀 신호 강도와 펨토셀 신호 강도 사이의 바이어스 오프셋에 의해 적어도 부분적으로 결정될 수 있다. 사용자 장비에서 펨토셀 신호 강도의 측정된 값 및 바이어스 값의 합이 사용자 장비에서 매크로셀 신호 강도의 측정된 값을 초과할 때, 매크로셀로부터 펨토셀로의 사용자 장비의 핸드오버들이 트리거링된다. 잦은 핸드오프들은 크고 종종 불필요한 네트워크내 시그널링 부하를 생성한다. 예를 들면, 매크로셀들과 펨토셀들 사이의 핸드오버들은 매크로셀들 및 펨토셀들을 서빙하는 기지국들 사이의 X2 인터페이스상에 상당한 시그널링 부하를 생성할 수 있다. 본 발명은 펨토셀로 및/또는 펨토셀 밖으로의 핸드오버들의 빈도의 측정들에 의존하여 펨토셀의 크기를 변경하기 위한 기술들의 실시예들을 기술한다. 일 실시예에서, 매크로셀과 펨토셀 사이의 사용자 장비를 핸드 오프할 때를 결정하기 위해 사용된 바이어스 값은 사용자 장비와 연관된 적어도 하나의 핸드오버 빈도의 증가에 응답하여 증가된다.

도 1은 무선 통신 시스템(100)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 예시적인 실시예에서, 무선 통신 시스템(100)은 커버리지 영역(110)내 무선 접속을 제공하는 하나 이상의 기지국들(105)을 포함한다. 커버리지 영역(110)은 비교적 큰 거리들로 확장할 수 있고, 예를 들면, 커버리지 영역(110)은 수 킬로미터의 반경으로 특정될 수 있다. 기지국(105)은 하나 이상의 셀룰러 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 동작하고 매크로셀룰러 기지국이라고 불릴 수 있다. 예를 들면, 기지국(105)은 표준들 중 롱 텀 에볼루션(LTE) 및/또는 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)에 의해 규정된 프로토콜들에 따라 동작할 수 있다. 그러나, 본 발명의 이점을 갖는 본 기술의 통상의 숙련자들은, 대안적인 실시예들에서, 기지국(105)이 다른 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 동작할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

무선 통신 시스템(100)은 또한 커버리지 영역(120)내 무선 접속을 제공하는 하나 이상의 펨토셀들(115)을 포함한다. 펨토셀(115)의 커버리지 영역(120)은 커버리지 영역(110)보다 작을 수 있다. 예를 들면, 커버리지 영역(120)은 커버리지 영역(120)이 가정 또는 사무실 빌딩의 경계들에 대응할 수 있도록 수미터의 반경으로 특정될 수 있다. 그러나, 본 발명의 이점을 갖는 본 기술의 통상의 숙련자들은 펨토셀의 커버리지 영역(120)의 크기가 설계 선택의 문제라는 것을 인식할 것이다. 펨토셀(115)은 다양한 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 동작할 수 있다. 예를 들면, 펨토셀(115)은 IEEE 802.11, IEEE 802.15, Wi-Fi 표준들, 또는 다른 무선 통신 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 동작할 수 있다.

커버리지 영역들(110, 120)은 기지국(110) 및/또는 펨토셀(115)에 의해 송신된 신호들의 신호 강도들(125, 130)에 의해 결정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 커버리지 영역(110)의 경계들은 커버리지 영역(110)의 외부 경계가 신호 강도(125)의 임계값에 대응하도록 신호 강도(125)가 결정된다. 예를 들면, 커버리지 영역(110)의 외부 경계는, 예를 들면, 경계에서 사용자 장비에 의해 측정되는, 임계값 이하로 떨어지는 파일럿 신호 강도(125)로 규정될 수 있다. 커버리지 영역(120)의 경계들은 매크로셀 신호 강도(125), 바이어스 값들(135), 및 펨토셀 신호 강도(130)를 사용하여 결정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 커버리지 영역(120)의 외부 경계는 매크로셀 신호 강도(125)가 펨토셀 신호 강도(130)와 바이어스 값(135)의 합과 동일한 위치들에 대응한다. 커버리지 영역(120)은 또한 내부 영역(140)을 포함하도록 세분될 수 있다. 내부 영역(140)의 경계는 펨토셀 신호 강도(130)가 매크로셀 신호 강도(125)와 셀 경계 윈도우 바이어스(145)의 합과 동일한 위치들에 대응한다.

기지국(105) 및/또는 펨토셀(115)은 무선 통신 시스템(100)에서 운영들, 관리들, 및 유지 보수(OAM) 기능에 의해 제공된 파라미터들을 사용하여 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 기지국(105) 및 펨토셀(115)은, LTE 작은 셀들을 구성하기 위해 필요한 파라미터들을 규정한, 3GPP Rel-10 표준들에 따라 구성된다. 일 실시예에서, 작은 셀 지정 설정들은 구성되어, OAM 기능을 통해 펨토셀(115) 및 기지국(105)에 다운로딩될 수 있다. 이들 설정들은 셀 경계 윈도우 바이어스(145) 및 바이어스(135)에 대한 값들을 포함할 수 있다. 이들 설정들은 또한, 기지국(105)이 펨토셀(115)에 의해 서빙되는 커버리지 영역내 셀간 간섭을 감소시키기 위해 데이터 트래픽의 송신을 바이패스하거나 턴 오프하는 동안 서브프레임들인, 거의 비어있는 서브프레임들(ABS)에 대한 패턴들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 커버리지 영역들(110, 120)은 서로 중첩한다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "중첩"는 커버리지 영역(110)의 적어도 일 부분이 커버리지 영역(120)의 일 부분과 동일(예를 들면, 중첩하거나 또는 위에 놓이는)하다는 것을 나타낸다. 하나의 중첩 커버리지 영역(120)은 다른 중첩 커버리지 영역(110)에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 그러나, 이는 요구되지 않고, 대안적인 실시예들에서, 중첩 커버리지 영역(120) 중 하나의 일 부분만이 중첩 커버리지 영역(110)의 일 부분을 중첩할 수 있다. 사용자 장비(150)는 사용자 장비(150)의 위치에 따라 기지국(105) 및/또는 펨토셀(115) 중 하나를 사용하여 무선 통신 시스템(100)을 액세스할 수 있다. 예를 들면, 사용자 장비(150(1))는 커버리지 영역(110)안에 있지만, 커버리지 영역(120)안에 있지 않다. 그러므로, 사용자 장비(150(1))는 기지국(105)을 통해 무선 통신 시스템(100)을 액세스할 수 있다. 다른 예시에 대하여, 사용자 장비(150(2-3))는 커버리지 영역들(110, 120)안에 있고, 그러므로 기지국(105) 또는 펨토셀(115) 중 하나를 사용하여 무선 통신 시스템(100)을 액세스할 수 있다. 사용자 장비(150)는 그들이 셀 커버리지 영역들(110, 120) 사이의 경계들을 건널 때 핸드오버될 수 있다. 대안적으로, 사용자 장비(150)는 부하 균형과 같은 다른 목적들을 위해 핸드오버될 수 있다.

펨토셀 커버리지 영역(120) 내부 및 외부로의 움직임은 동일한 사용자 장비(150)에 대한 기지국(105)과 펨토셀(115) 사이의 잦은 핸드오버들을 발생시킬 수 있다. 이러한 경우, 사용자 장비(150)가 커버리지 영역(120)내 남아 있어서 기지국(105)에 불필요한 핸드오버들을 행하지 않을 수 있도록 (펨토셀(115)의 용량내에서) 수용가능한 만큼의 큰 영역을 포함하기 위해 커버리지 영역(120)을 넓히는 것이 바람직할 수 있다. 매크로/작은 셀들(105, 115) 사이의 핸드오버들의 빈도가 모니터링될 수 있고, 무선 통신 시스템(100)은 커버리지 영역(120) 내부 및 외부로 움직이는 사용자 장비(150)를 포함하기 위해 커버리지 영역(120)을 증가시킴으로써 핸드오버 빈도의 증가에 응답할 수 있다. 펨토셀들(115)의 커버리지를 증가시키는 것은, 사용자 장비의 총 수가 활성 사용자 장비(150)의 최대 수에 의해 결정되는 최대 용량보다 적은 한, 더 많은 사용자 장비(150)가 무선 통신 시스템(100)에 의해 지원되게 할 수 있다. 일 실시예에서, 최대 용량은 기지국(105) 및/또는 펨토셀(115)에 의해 지원될 수 있는 ABS 프레임들의 수에 의해 부분적으로 결정될 수 있다. 또한, 커버리지 영역(120)내 사용자 장비(150)의 수가 특정 임계치 이하에 속하는 한, 커버리지 영역(120)이 감소될 수 있다.

일 실시예에서, 커버리지 영역(120)은 바이어스 값(135)을 변경함으로써 변경될 수 있다. 예를 들면, 바이어스 값(135)의 증가는 기지국(105)과 펨토셀(115) 사이의 핸드오버들의 빈도가 임계치를 넘어서 증가할 때 트리거링될 수 있다. 바이어스 값(135)을 증가시키는 것은 기지국(105)으로부터 펨토셀(115)로(또한 그 반대로)의 핸드오버들의 빈도를 감소시킬 수 있고, 이는 핸드오버들이 잠재적으로 무선 링크 장애들을 초래해서 호가 드롭될 수 있기 때문에 전체 시스템 성능을 적어도 부분적으로 개선할 수 있다. 일 실시예에서, 커버리지 영역(120)에서 사용자 장비(150)의 총 수는 계속 모니터링될 수 있고 사용자 장비(150)의 수가 특정 하위 임계값 이하로 떨어질 때, 커버리지는 바이어스 값(135)을 감소시킴으로써 감소될 수 있다.

도 2는 무선 통신 시스템(200)의 다른 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 예시적인 실시예에서, 액세스 노드(205)는 하나 이상의 무선 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 무선 접속을 지원하기 위해 사용되는 신호 강도(210)를 제공한다. 하나 이상의 셀룰러 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 무선 접속을 지원하기 위해 신호 강도(215)를 제공하는 액세스 노드(205)는 매크로셀룰러 액세스 노드의 커버리지 영역(도 2에 도시되지 않음)과 중첩한다. 액세스 노드(205)에 의해 제공된 커버리지는 바이어스 값을 변경함으로써 변화되거나 변경될 수 있다. 예를 들면, 바이어스 값(220)이 처음에 액세스 노드(205)에 할당될 수 있다. 이후, 바이어스 값(220)과 신호 강도(215)의 합은 신호 강도(210)에 의해 결정된 임계값에 비교되어 커버리지 영역(225)의 초기 경계를 설정할 수 있다. 예시된 실시예에서, 사용자 장비(230(1))는 커버리지 영역(225)내에 있고 그러므로 액세스 노드(205)를 사용하여 무선 접속을 수신할 수 있다. 그러나, 사용자 장비(230(1))는 커버리지 영역(225)의 경계 근처에 있고, 예를 들면, 환경 상태들 등을 변경하는 사용자 장비(230(1))의 움직임에 의해 매크로셀룰러 커버리지로 자주 핸드오버할 수 있다.

사용자 장비(230(1))와 연관된 핸드오버 빈도가 임계값을 초과하는 경우, 액세스 노드(205)의 커버리지는 증가된다. 예시된 실시예에서, 커버리지는 초기 바이어스 값(220)보다 큰 새로운 바이어스 값(235)로 바이어스를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 결과의 커버리지 영역(240)은 커버리지 영역(225)보다 크다. 예시적인 실시예에서, 사용자 장비(230(1))는 커버리지 영역(240)의 외부 경계로부터 벗어나고 그러므로 매크로셀룰러 커버리지로 핸드오버할 가능성이 거의 없을 수 있고, 이는 핸드오버 빈도를 감소시킬 수 있다. 더욱이, 사용자 장비(230(2))는 여기서 액세스 노드(205)의 커버리지 영역(240)에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 액세스 노드(205)의 커버리지 영역이 또한 감소될 수 있다. 예를 들면, 커버리지는 바이어스(235)로부터 바이어스(220)으로 바이어스 값을 감소시킴으로써 커버리지 영역(240)으로부터 커버리지 영역(225)으로 감소될 수 있다. 액세스 노드(205)의 커버리지는 액세스 노드(205)와 연관되거나 서빙되는 사용자들의 수가 임계값 이하로 떨어질 때 감소될 수 있다. 이러한 임계값은 액세스 노드(205)로부터의 도움 없이 매크로셀룰러 커버리지에 의해 서빙될 수 있는 사용자들의 수에 대응할 수 있다.

도 3은 중첩 네트워크 구성에서 사용자 장비에 대한 핸드오버(HO) 파라미터들을 결정하는 방법(300)의 일 예시적인 실시예를 개념적으로 도시한다. 중첩 네트워크 구성은 하나 이상의 매크로셀들에 중첩하는 하나 이상의 펨토셀들을 포함한다. 예시된 실시예에서, 펨토셀에서 사용자 장비의 수가 모니터링된다(305에서). 예를 들면, 펨토셀에서 사용자 장비의 수는 실질적으로 연달아서 미리 규정된 간격에서, 또는 특정 이벤트들에 응답하여 모니터링될 수 있다(305에서). 이후, 펨토셀은 사용자 장비의 현재 수가 제 1 임계치(T_1)보다 큰지의 여부를 결정할 수 있다(310에서). 펨토셀은 또한 펨토셀에서 사용자 장비의 현재 수가 펨토셀의 최대 용량보다 적은지의 여부를 결정할 수 있다(310에서). 사용자 장비의 수가 제 1 임계치보다 작을 때, 펨토셀은 펨토셀에서 사용자 장비의 총 수를 모니터링하는 것을 계속할 수 있다(305에서).

사용자 장비의 수가 제 1 임계치를 초과하는 경우, 펨토셀은 펨토셀과 매크로셀 사이의 사용자 장비의 핸드오버들을 나타내는 정보를 모니터링할 수 있다(315에서). 예시된 실시예에서, 펨토셀은 펨토셀에 의해 서빙되는 사용자 장비로부터 수신된 핸드오프 보고들을 모니터링한다(315에서). 이후, 펨토셀은 펨토셀과 연관된 사용자 장비에 대한 핸드오버 빈도(또는 핸드오버 빈도를 나타내는 몇몇 다른 측정 또는 특징)를 결정할 수 있다(320에서). 예를 들면, 핸드오버 빈도는 하나의 사용자 장비가 펨토셀과 매크로셀 간에 핸드오프하는 횟수일 수 있다. 대안적으로, 핸드오버 빈도는 펨토셀과 매크로셀 간에 핸드오프하는 사용자 장비의 그룹에 대한 핸드오버 빈도들의 통계적 측정일 수 있다. 핸드오버 빈도(또는 그의 측정)가 제 2 임계치(T_2)를 초과하지 않는 한, 펨토셀은 핸드오프 보고들을 모니터링하는 것을 계속할 수 있다(315에서).

일 실시예에서, 핸드오버들의 빈도는 사용자 장비를 소스로부터 타겟 셀로 핸드오버하기 위한 요청에서 상세들을 언급함으로써 표준들 기반 메커니즘을 통해 결정될 수 있다(320에서). 이러한 요청은 다른 정보에 더하여 사용자 장비에 대한 'UE 이력 정보' 리스트를 포함할 수 있다. 예를 들면, 3GPP 기술 규격 36.423에 의해 규정된 UE 이력 정보 정보 요소(IE)는 사용자 장비가 타겟 셀 전에 활성 상태에 의해 서빙된 셀들에 관한 정보를 포함한다.

표 1은 마지막 방문된 셀 정보를 나타내는 정보 요소를 보여주고, 이는 E-UTRAN 또는 UTRAN 또는 GERAN 셀 지정 정보를 포함할 수 있다.

표 2는 마지막 방문된 E-UTRAN 셀 정보를 나타내는 정보 요소들을 보여주고, 이는 RRM 목적들을 위해 사용될 셀에 대한 정보를 포함할 수 있다.

표 3은 사용자 장비가 특정 셀에 머무는 시간을 나타내는 정보 요소들을 포함한다. 이러한 정보 요소는 PCI에 의해 지정된 주어진 셀에 머무는 UE의 지속 기간을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 각각의 UE가 각각의 셀내(내부 및 외부로 움직이고 있는 UE들에 대한 HO 요청내에 포함된)에 얼마나 길게 머물렀는지를 관찰하는 것은 HO들의 레이트가 증가되었는지의 여부를 보여준다. 따라서, 펨토셀은 말하자면 10초의 지속 기간들을 추적하여 사용자 장비 움직임 패턴들 및 그와 같은 사용자 장비가 펨토셀의 내부 및 외부로 자주 오가는지의 여부의 추적을 결정할 수 있다. 매크로셀로부터 펨토셀로의 핸드오버는 펨토셀로부터 매크로셀로의 핸드오버와 동일한 메커니즘을 따를 수 있다. 그러나, 본 발명의 이점을 갖는 본 기술에 숙련자들은 핸드오버 빈도를 결정하기 위한 대안적인 기술들이 또한 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 펨토셀은 각각의 사용자 장비에 의해 수행된 핸드오버들의 추적을 계속하고 타임스탬프 또는 유사한 기술을 사용하여 이러한 정보를 사용함으로써 핸드오버 빈도를 계산할 수 있다.

펨토셀과 매크로셀 사이의 핸드오버들의 빈도가 임계치(T_2)를 초과할 때, 펨토셀에 대한 바이어스 값은 여기에 논의된 바와 같이, 펨토셀의 커버리지 영역을 증가시키기 위해 증가될 수 있다(325에서). 예를 들면, 바이어스는 펨토셀에서의 사용자들의 수가 특정 최대 한계에 도달할 때까지 및/또는 핸드오버들의 수 또는 횟수가 임계치(T_2) 이하로 감소시킬 때까지 증가될 수 있다(325에서). 핸드오버들의 수의 감소는 핸드오버의 레이트가 감소되었는지의 여부를 결정하기 위해 HO 절차에서 이력을 검사함으로써 검출될 수 있다.

예시된 실시예에서, 펨토셀에서 사용자들의 수는 또한 작은 셀에서 사용자들의 총수가 특정 최소 임계치(T_3) 이하로 떨어질 때를 결정(330에서)하기 위해 모니터링될 수 있다(305에서). 작은 셀에서 사용자들의 총 수가 감소된 때를 결정하는 것(330에서)은 사용자들의 수가 제 1 임계치(T_1)를 초과했는지의 여부를 결정하는 것과 동시에 및/또는 그와 동반하여 행해질 수 있다. 임계치(T_3)는 기준들(310, 330)이 동일한 수의 사용자들에게 만족되지 않도록 임계치(T_1)보다 낮다. 바이어스는 사용자들의 수가 임계치(T_3) 이하로 떨어질 때 펨토셀 커버리지 영역을 감소시키기 위해 감소될 수 있다(335에서). 이러한 환경에서 커버리지 영역의 크기를 감소시키는 것은 큰 펨토셀 커버리지 영역을 갖는 것이 더 이상 필요하지 않을 수 있기 때문에 이로울 수 있다. 그러므로, 매크로셀룰러 사용자들은 매크로셀에 의해 계속 서빙될 수 있다.

매크로셀 및 펨토셀은 동일한 바이어스 값을 사용하기 위해 조정되거나 동기화되어야 한다. 매크로셀과 펨토셀 사이의 바이어스 값을 동기화하는 것은 동일한 위치에서 매크로셀과 펨토셀 사이의 핸드오버를 조정하는 것을 도울 수 있고 바이어스 값의 비대칭적인 설정에 의해 야기될 수 있는 추가적인 원치않는 핑-퐁 핸드오버들을 피하는 것을 도울 수 있다. 따라서, 바이어스 값이 매크로셀 또는 펨토셀에 의해 결정될 때, 바이어스-결정 엔티티는 다른 엔티티를 시그널링하고 그들은 바이어스 값을 결정된 바이어스 값에 동기화하기 위해 핸드셰이킹 프로토콜을 협의하거나 수행한다. 예를 들면, 바이어스 값의 증가 또는 감소는 펨토셀(즉, 이러한 경우에 초기 셀)에 의해 매크로 셀로 전달될 수 있다. 다수의 실시예들에서, 펨토셀 및 매크로셀 바이어스 값들을 동기화하기 위해 사용된 메시지(들)는, 3GPP에 의한 규격을 요구하는, 벤더 지정 '사적 X2 메시지' 또는 새로운 X2 메시지를 포함할 수 있다.

이러한 개념의 일 실시예는, 즉, 매크로 및 작은 셀 모두가 동일한 주파수에서 동작하고 있는, 단일 캐리어 해결책에 적용가능하다. 다수의 캐리어 해결책에 대한 대안적인 실시예들에서, 작은 셀은 그의 커버리지의 확장 또는 축소를 위해 그의 전체 송신 전력, 또는 파일럿 또는 기준 신호와 같은 특정 신호에 대한 송신 전력을 증가시키거나 감소시킨다.

매크로셀들 및 작은 셀들 사이 및 그 반대의 경우에 발생하는 핸드오버들의 빈도에 응답하는 바이어스 값들의 변경들은 무선 통신 시스템들에서 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 여기에 기재된 메커니즘의 실시예들을 통해, 매크로 셀들로부터 작은 셀들로 및 그 반대의 경우의 불필요한 핸드오버들의 빈도가 감소될 수 있어서, 무선 링크 장애 및 궁극적인 호 드롭들의 가능성을 상당히 감소시킨다. 기존의 해결책들은 이러한 문제에 대한 어떠한 해결책도 고려하지 않았다.

개시된 요지 및 대응하는 상세한 설명의 부분들은 소프트웨어, 또는 컴퓨터 메모리내 데이터 비트들상의 동작들의 알고리즘 및 심볼 표현들에 의해 제시된다. 이들 설명들 및 표현들은 본 기술의 숙련자들이 본 기술의 다른 숙련자들에게 그들의 업적의 요지를 효과적으로 전달하는 것들이다. 여기에 사용되고 일반적으로 사용되는 용어인, 알고리즘은 원하는 결과를 초래하는 단계들의 자기 부합적 시퀀스인 것으로 생각된다. 단계들은 물리적 양들의 물리적 조작들을 요구하는 것들이다. 통상, 필수적이지는 않지만, 이들 양들은 저장되고, 이동되고, 조합되고, 비교되고, 또한 조작될 수 있는 광학적, 전기적, 또는 자기적 신호들의 형태를 취한다. 이들 신호들을 비트들, 값들, 요소들, 심볼들, 문자들, 용어들, 숫자들 등으로서 나타내는 것이, 주로 공통적인 사용의 이유 때문에, 종종 편리한 것이 증명되었다.

그러나, 이들 모두 및 유사한 용어들은 적절한 물리적 양들과 연관되는 것이고 단순히 이들 양들에 적용된 편리한 라벨들인 것을 기억해야 한다. 별도로 구체적으로 진술되지 않으면, "프로세싱" 또는 "컴퓨팅" 또는 "계산" 또는 "결정" 또는 "디스플레이" 등과 같은 용어들은, 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들내 물리적, 전기적 양들로서 나타낸 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장소, 송신 또는 디스플레이 장치들내 물리적 양들로서 유사하게 나타낸 다른 데이터로 조작하고 변환하는, 컴퓨터 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및 프로세스들을 말한다.

개시된 본 발명의 소프트웨어 실행된 양태들은 일반적으로 몇몇 형태의 프로그램 저장 매체상에 인코딩되거나 또는 몇몇 형태의 송신 매체를 통해 실행되는 것을 또한 주의하자. 프로그램 저장 매체는 자기적(예를 들면, 플로피 디스크 또는 하드 드라이브) 또는 광학적(예를 들면, 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리, 즉, "CD ROM")일 수 있거나, 또는 판독 전용 또는 랜덤 액세스일 수 있다. 유사하게는, 송신 매체는 본 기술에 알려진 연선쌍들, 동축 케이블, 광섬유, 또는 몇몇 다른 적절한 송신 매체일 수 있다. 개시된 본 발명은 임의의 제공된 구현의 이들 양태들에 의해 제한되지 않는다.

상기에 개시된 특정 실시예들은 단지 예시적인 것이고, 개시된 본 발명은 상이하게 변경되고 실시될 수 있지만, 동등한 방식들이 여기에 교시들의 이점을 갖는 본 기술의 숙련자들에게 명백하다. 또한, 이하의 청구항들에 기재된 것과 다른 여기에 도시된 구성 또는 설계의 상세들에 대한 제한들이 의도되지 않는다. 그러므로, 상기 개시된 특정 실시예들은 변경되거나 변형될 수 있고 모든 이러한 변형들은 개시된 본 발명의 범위 내로 생각될 수 있다는 것이 분명하다. 따라서, 여기에 청구하는 보호는 이하의 청구항들에서 기재된 바와 같다.

100 : 무선 통신 시스템 105 : 기지국
110, 120 : 커버리지 영역 115 : 펨토셀
150 : 사용자 장비

Claims

펨토셀과 연관된 사용자 장비의 수를 모니터링하는 단계;
상기 펨토셀과 연관된 사용자 장비의 수가 제 1 임계치를 초과하는지의 여부를 결정하는 단계;
상기 펨토셀과 연관된 사용자 장비의 수가 제 1 임계치를 초과하고 상기 펨토셀의 최대 허용가능한 용량보다 적다는 것을 결정하는 것에 응답하여 매크로셀과 상기 펨토셀 사이의 사용자 장비의 핸드오버들과 연관된 핸드오버 보고들을 모니터링하는 단계; 및
매크로셀과 상기 매크로셀에 중첩하는 펨토셀 사이에서 사용자 장비를 핸드오버할 때를 결정하기 위해 사용되는 바이어스 값을 변경하는 단계로서, 상기 바이어스 값은 상기 사용자 장비와 연관되는 적어도 하나의 핸드오버 빈도의 변경에 응답하여 변경되고, 상기 사용자 장비의 핸드오버들은 펨토셀 신호 강도의 측정된 값 및 상기 바이어스 값의 합이 상기 매크로셀의 신호 강도의 측정된 값을 초과할 때 트리거링되고, 상기 바이어스 값을 변경하는 단계는 상기 핸드오버 보고들에서의 정보가 상기 적어도 하나의 핸드오버 빈도가 제 2 임계치를 초과했다는 것을 나타낼 때 상기 바이어스 값을 증가시키는 단계를 포함하는, 상기 바이어스 값 변경 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 바이어스 값을 변경하는 단계는 상기 적어도 하나의 핸드오버 빈도의 증가에 응답하여 상기 바이어스 값을 증가시키는 단계를 포함하는, 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 펨토셀과 연관된 상기 사용자 장비의 수가 제 3 임계치보다 적을 때 상기 바이어스 값을 감소시키는 단계를 포함하고, 상기 제 3 임계치는 상기 제 1 임계치보다 적은, 방법.
매크로셀과 펨토셀을 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 무선 통신 시스템은:
상기 펨토셀과 연관된 사용자 장비의 수를 모니터링하고;
상기 펨토셀과 연관된 상기 사용자 장비의 수가 제 1 임계치를 초과하는지를 결정하고;
상기 펨토셀과 연관된 상기 사용자 장비의 수가 제 1 임계치를 초과하고 상기 펨토셀의 최대 허용가능한 용량보다 적다는 것을 결정하는 것에 응답하여 상기 매크로셀과 상기 펨토셀 사이의 사용자 장비의 핸드오버들과 연관된 핸드오버 보고들을 모니터링하고;
상기 매크로셀과 상기 매크로셀과 중첩하는 상기 펨토셀 사이에서 상기 사용자 장비를 핸드오버할 때를 결정하기 위해 사용되는 바이어스 값을 변경하도록 구성되고, 상기 바이어스 값은 상기 사용자 장비와 연관되는 적어도 하나의 핸드오버 빈도의 변경에 응답하여 변경되고, 상기 사용자 장비의 핸드오버들은 상기 바이어스 값과 상기 펨토셀의 신호 강도의 측정된 값의 합이 상기 매크로셀의 신호 강도의 측정된 값을 초과할 때 트리거링되고,
상기 무선 통신 시스템은:
상기 핸드오버 보고들에서의 정보가 상기 적어도 하나의 핸드오버 빈도가 제 2 임계치를 초과하였다는 것을 나타낼 때 상기 바이어스 값을 증가시키고:
상기 매크로셀과 상기 펨토셀에 의해 사용된 상기 바이어스 값들을 상기 변경된 바이어스 값에 동기화시키도록 구성되는, 무선 통신 시스템.
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제 6 항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은 상기 펨토셀과 연관된 상기 사용자 장비의 수가 제 3 임계치보다 적을 때 상기 바이어스 값을 감소시키도록 구성되고, 상기 제 3 임계치는 상기 제 1 임계치보다 적은, 무선 통신 시스템.
매크로셀과 상기 매크로셀에 중첩한 펨토셀 사이의 핸드오버들에 대한 핸드오버 빈도를 결정하는 단계로서, 상기 핸드오버 빈도는 상기 매크로셀과 상기 펨토셀 사이의 사용자 장비를 핸드오버하기 위한 적어도 하나의 요청에 포함되는 정보에 기초하여 결정되는, 상기 핸드오버 빈도 결정 단계; 및
핸드오버 빈도에서의 변경에 응답하여 상기 매크로셀과 상기 펨토셀 사이의 사용자 장비를 핸드오버할 때를 결정하기 위해 사용되는 바이어스 값을 변경하는 단계로서, 상기 사용자 장비의 핸드오버들은 상기 바이어스 값과 상기 펨토셀의 신호 강도의 측정된 값의 합이 상기 매크로셀의 신호 강도의 측정된 값을 초과할 때 트리거링되는, 상기 바이어스 값 변경 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 핸드오버 빈도를 결정하는 단계는, 적어도 하나의 사용자 장비가 상기 매크로셀 또는 상기 펨토셀에서 얼마나 오랫동안 시간을 보냈는지를 나타내는 상기 적어도 하나의 요청에 포함되는 정보에 기초하여 상기 핸드오버 빈도를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 핸드오버 빈도를 결정하는 단계는, 적어도 하나의 사용자 장비가 마지막 방문된 셀에서 얼마나 오랫동안 시간을 보냈는지를 나타내는 상기 적어도 하나의 요청에 포함되는 정보에 기초하여 상기 핸드오버 빈도를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 핸드오버 빈도를 결정하는 단계는, 복수의 사용자 장비들 중 각각의 사용자 장비가 얼마나 오랫동안 상기 매크로셀 또는 상기 펨토셀 중 적어도 하나에서 머물렀는지를 나타내는 정보에 기초하여 상기 핸드오버 빈도를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 정보는 사용자 장비를 핸드오버하기 위한 복수의 요청들에 포함되는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 바이어스 값을 결정하는 단계는, 핸드오버하기 위한 상기 적어도 하나의 요청에서의 정보는 적어도 하나의 핸드오버 빈도가 제 1 임계치를 초과했다는 것을 나타낼 때 상기 바이어스 값을 증가시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 바이어스 값을 변경하는 단계는, 핸드오버하기 위한 상기 적어도 하나의 요청에서의 정보는 적어도 하나의 핸드오버 빈도가 제 2 임계치 이하로 떨어졌다는 것을 나타낼 때 상기 바이어스 값을 감소시키는 단계를 포함하는, 방법.