KR101542406B1 - 단말의 펨토 기지국 검출 방법 - Google Patents

Abstract

펨토 기지국 검출 방법이 개시된다. 펨토 기지국 정보 수신 단계에서, 펨토(Femto) 기지국의 정보를 포함하는 프리앰블 및 데이터를 수신한다. 펨토 기지국 검출 단계에서, 상기 수신된 정보를 기초로 상기 펨토 기지국을 구분하여 검출하며, 이때, 상기 펨토 기지국 구분에 이용되는 상기 펨토 기지국의 프리앰블 시퀀스의 전부 또는 일부가 상기 데이터의 스크램블링 시퀀스로서 재사용된다.

펨토 셀, 프리앰블, 데이터

Description

단말의 펨토 기지국 검출 방법{Method for detection femto base station of mobile station}

본 발명은 펨토 셀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단말이 펨토 기지국을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.

펨토 셀(Femto cell)이란 저전력 가정 또는 사무실용 옥내 기지국을 말한다. 피코셀(pico cell)과 같은 의미로 사용되지만, 좀 더 기능이 진화된 의미로 사용된다. 펨토 셀은 광대역 라우터(router)에 연결하는 소형 셀룰러(cellular) 기지국으로서, 2G(2nd Generation)는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL(Digital Subscriber Link) 링크 등을 통해 이동 통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 한다.

이와 같이 펨토 셀은 3G 보급을 촉진시켰고, 옥내 커버리지(coverage)를 넓히는 기폭제가 될 수도 있다. 또한 몇 년 내에 펨토 셀 단말 사용자가 1억명 이상으로 증가할 것으로 예상되며 기지국의 설치도 3천만 개 이상에 달할 것으로 전망되고 있다. 기술적인 면에서 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), EVDO(Evolution-Data Only)와 같은 기술의 옥내 커버리지 강화는 서비스 제공에 있어 매우 중요하고, IP 네트워크를 통 해 트래픽을 라우팅함으로써 네트워크 품질과 수용력이 매우 강화됨과 동시에 이동 통신사들이 백홀(backhaul) 전용 회선에 투자하는 운영 비용도 감소되어 전략적, 경제적인 관점에서도 큰 장점이 있다.

펨토 셀은 독립적 네트워크 구성이 가능한데, 기존의 셀과는 달리 상대적으로 작은 셀 반경을 갖는다.

도 1은 펨토 셀 구성을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 하나의 매크로 셀 내에는 다수의 펨토 셀이 존재할 수 있다. 일반적인 개념으로서, 넓은 반경을 갖는 셀을 매크로 셀(Macro Cell)이라 할 때, 펨토 셀은 백본 연결을 통해서 일반 셀과 연결되며 자체 네트워크 용량으로 통신하는 작은 셀이다. 이러한 펨토 셀 사이는 직접 연결이 불가능하다는 점에서 중계기(RS: Relay Station)와 구별될 수 있다. 또한 펨토 셀은 매크로 셀과는 달리 온/오프(On/Off)가 가능하며, 전력 절약을 위해 슬립 모드(Sleep Mode)로 동작할 수 있다.

이러한 펨토 셀은 접속가능 단말의 성격에 따라 CSG(Closed Subscriber Group) 펨토 및 OSG(Open Subscriber Group) 펨토로 나눌 수 있다. 첫 번째 타입은 CSG 펨토셀 기지국이고, 두 번째 타입은 OSG 펨토셀 기지국이다. CSG 펨토셀 기지국은 자신에게 접근할 수 있는 단말들을 그룹핑해서 CSG ID(identification)를 부여하고, CSG ID를 부여받은 단말만 CSG 펨토셀 기지국에 접속할 수 있다. OSG 펨토셀 기지국은 모든 단말이 접속할 수 있는 기지국이다.

레거시 시스템(legacy system)이라 함은 기존의 규격을 준수하는 시스템으로 종래의 시스템에 해당한다. 일 예로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 시스템도 레거시 시스템에 해당한다. 이처럼 레거시 시스템이 IEEE 802.16e 시스템만으로 제한되는 것은 아니다. 레거시 시스템이 설치된 지역에 기존 시스템보다 진화된 새로운 시스템이 설치될 수 있다.

레거시(legacy) 시스템에서, 핸드오버 절차상의 이웃 셀을 스캐닝(scanning)하는 방법이 있다. 기존의 IEEE 802.16e 시스템의 경우, 단말이 “MOB_SCN-REQ(scanning interval allocation request)” 메시지를 기지국에 요청하여 이웃 셀 정보를 받을 수 있다. 또한 기지국이 주기적으로 “MOB_NBR_ADV(neighbor advertisement)” 메시지를 보내서 이웃 셀 정보를 단말에게 직접 알려주어, 단말이 이웃 셀 정보를 받을 수 있다.

그러나, 이러한 이웃 셀 탐색 기법은 IEEE 802.16m 시스템에서 펨토 셀 탐색에 적용하기에는 여러 가지의 문제점이 있다.

기존의 매크로 셀과 달리 IEEE 802.16m 시스템에 새로이 도입되는 펨토 셀은 전력 특성이 비슷한 셀들이 많이 존재할 수 있다. 전력 특성이 유사한 셀들이 많이 존재하면, 탐색해야 하는 셀 수가 많아져 탐색 오버헤드(overhead)가 커진다. 만약 서로 다른 FA에서 동작한다고 한다면, 탐색해야 하는 수는 더 증가한다.

또한 시스템이 위치기반 서비스(LBS: Location Based Service)를 지원한다면, 탐색해야 할 대상의 펨토 셀 수를 단말 주변의 펨토 셀로 한정할 수 있지만, LBS라는 보장이 없으면 실제로 이용하기 어렵다. 또한 기존 매크로 셀과 달리 펨토 셀은 비활성(Inactive) 모드로 동작 가능하므로 이에 대한 리스트(list) 관리가 요구된다.

종래의 펨토 셀 탐색 기법으로, 펨토 셀에서 소위 상호-연동 신호(IWS: Inter-Working Signal, 이하 IWS라고 한다)를 이용한 방법이 있다. 펨토 셀은 매크로 셀과 동기(synchronization)가 맞춰져 있으며, 펨토 셀은 매크로 셀의 FA에서 매크로 셀 기지국에게 IWS를 전송할 수 있다. 이때 동일한 FA를 사용하는 펨토 기지국들은 동일한 자원을 사용하여 매크로 셀 기지국에게 IWS를 전송할 수 있으며, 다른 FA를 사용하는 펨토 기지국들은 서로 다른 자원을 사용하여 매크로 셀 기지국에게 IWS를 전송할 수 있다.

그 후 단말은 매크로 셀 기지국과 통신하면서 매크로 셀 기지국으로부터 IWS를 수신하고 검출함으로써 이웃하는 펨토 셀 들에 대한 정보를 얻을 수 있다. 즉 단말은 서로 다른 FA에 대한 별도의 스캐닝 없이도 펨토 셀을 검출할 수 있다.

도 2는 종래의 펨토 셀 탐색에서 펨토 셀 기지국이 매크로 셀 기지국으로 전송하는 IWS의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제안된 기법에서 IWS는 방송채널(BCH: Broadcast Channel)와 유사한 커버리지를 가지며, 자원 할당 방식은 도 2에 도시된 바와 같다. 예를 들어, 5MHz의 시스템 대역에서, 주파수 분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식에 의해 구분된 프리앰블 신호를 통하여 동시에 2개의 FA에 대한 펨토 셀을 검출할 수 있으며, 이때 총 288 개의 데이터 톤(데이터 tone)의 사용이 가능하다.

도 3은 각각 펨토 기지국이 매크로 셀 기지국으로 전송하는 IWS의 형태의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 IWS 형태에서, 셀 인덱스(cell index)와 같은 정보를 포함하는 프리앰블 정보만으로는 어느 펨토 셀인지 정확히 알 수가 없는 문제가 있다. 단말은 핸드오버(Handover)를 초기화하거나 펨토 기지국을 웨이크-업(wake-up)하는 결정을 하기 전에 펨토 기지국으로부터 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control) 정보인 L2 (Layer 2) 정보가 필요하다.

반면에, 도 3의 (b)와 같은 IWS 형태에서는, 펨토 기지국 ID는 유일(unique)하므로, 단말은 핸드오버를 초기화하거나 펨토 기지국을 웨이크-업 하는 결정을 하기 전에 펨토 기지국으로부터 L2 정보를 필요로 하지 않는다. 그러나 짧은(short) 펨토 기지국 ID는 펨토 기지국 ID의 일부에 불과하므로, 한 번에 검출하기 어렵고 다시 검출하여 찾아야 하는 문제가 있다.

이와 같이 종래의 펨토 셀 탐색 기법은, 도 2에 도시된 바와 같이 파일럿 톤(pilot tone)들이 두 가지로만 구분되어, FA나 펨토 기지국 ID 등을 한 번에 2개만 검출할 수 있었다. 이로 인해 단말이 실제로 탐색해야 하는 펨토 기지국 수가 너무 많아지는 비효율적인 문제가 있다. 또한 종래에 단말이 펨토 기지국을 직접 검출하는 방법은 단말이 검색하는데 너무 많은 시간이 소비되는 문제가 있었다.

또한, 지금까지 펨토 기지국에 할당된 프리앰블 시퀀스를 데이터의 스크램블링 시퀀스로 활용하는 방법에 대해서는 제안된 바가 없다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 펨토 기지국을 검출하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 펨토 기지국 검출 방법은, 펨토(Femto) 기지국의 구분 정보를 포함하는 프리앰블 및 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 정보를 기초로 상기 펨토 기지국을 구분하여 검출하는 단계를 포함하되, 상기 펨토 기지국 구분에 이용되는 상기 펨토 기지국의 프리앰블 시퀀스의 전부 또는 일부가 상기 데이터의 스크램블링 시퀀스로서 재사용된다.

또한, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 펨토 기지국 검출 방법은, 펨토 기지국의 정보를 포함하는 프리앰블 및 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 정보를 기초로 상기 펨토 기지국을 구분하여 처리하는 단계를 갖되, 상기 펨토 기지국에 할당된 시퀀스는 프리앰블 및 데이터에 순차적으로 적용된다.

본 발명에 따른 펨토 기지국 검출 방법에 의하면, 적은 메모리 양으로 효과 적으로 데이터를 스크램블링할 수 있고, 또한 효율적으로 펨토 기지국을 검출할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에 개시되는 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있는데, 이러한 통 신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공할 수 있다. 통신 시스템의 기술은 하향링크(Downlink) 또는 상향링크(Uplink)에 사용될 수 있다. 기지국은 고정국(fixed station), Base Station, Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(access point), ABS 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(MS: Mobile Station)은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station), AMS 또는 Mobile Terminal 등의 용어로 대체될 수 있다.

또한, 송신단은 데이터 또는 음성 서비스를 전송하는 노드를 말하고, 수신단은 데이터 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.

한편, 본 발명의 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16- 2004, P802.16e-2005 및 P802.16Rev2 등의 문서에 의해 뒷받침될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

동기 채널(SCH: Synchronization CHannel)은 물리적 동기를 맞추기 위해 사용되거나 세그먼트(segment) 정보와 기지국 ID(IDentity)를 알기 위해 사용된다. IEEE 802.16e 시스템의 경우 이 두 가지 용도를 한 심볼로 구성된 프리앰블을 이용하여 구현하였고, IEEE 802.16m 시스템의 경우, 물리적 동기를 위한 주 동기 채널(P-SCH: Primary-Synchronization Channel)과 세그먼트 정보 및 기지국 ID를 위한 부 동기 채널(S-SCH: Secondary-Synchronization Channel)로 나눠서 구현할 수 있다.

예를 들어, 동기 채널을 세그먼트 정보 및 기지국 ID를 위한 용도로 사용하는 경우에, 부반송파 단위로 3k, 3k+1, 3k+2 (k=0, 1, 2, ..., N-1이고 3(N-1)+2는 사용된 부반송파 수보다 작거나 같다)로 나누어 3개의 세그먼트를 구별하고, 여기서 각 세그먼트 별로 직교하는 N개의 시퀀스를 이용하여 코드 분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 방식으로 기지국 ID 등을 구별할 수 있다. 여기서 세그먼트는 3 섹터의 경우 3개의 섹터 ID를 나타내는 것일 수 있다.

본 발명에서 기지국은 셀 혹은 섹터를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.

펨토 기지국은 매크로 셀과 주파수 분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing), 시간 분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing) 및 코드 분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing) 중 어느 한 방식으로 구별될 수 있다. 즉, 주파수를 다르게 적용하여 구분하거나, 시간 영역으로 구분할 수 있고, 또한 같은 영역에 서로 다른 코드/시퀀스를 적용하여 구분할 수 있다. 펨토 기지국과 매크로 기지국의 두 신호의 구별만 가능하다면 공존하는 것도 가능하다. 또한 펨토 기지국 간에도 상술한 바와 같이 주파수 분할 다중화, 시간 분할 다중화 및 코드 분할 다중화 방식 중 어느 한 방식으로 구별할 수 있다.

펨토 기지국은 항상 “온(ON)”되어 있거나 항상 “활성화(Active)”상태인 것은 아니다. 즉, 펨토 기지국은 “온(ON)”상태 일수도 있고 “오프(OFF)”상태일 수도 있다. 또한 매크로 셀 내에는 수많은 펨토 기지국이 존재할 수 있으므로, 단말이 모든 펨토 셀의 존재를 항상 인지하고 있을 수는 없다. 따라서 펨토 기지국에서 매크로 기지국으로 주기적인 신호를 보내주면, 매크로 기지국 내의 단말은 이 신호를 읽어서 펨토 셀의 존재를 인식할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 단말이 펨토 기지국을 검출하는 방법에 대한 바람직한 실시예의 수행 과정을 도시한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 매크로 기지국은 펨토 기지국에 하향링크 자원(시간 혹은 주파수)의 일부를 할당할 수 있다(S410). 이때 자원의 할당은 주기적 또는 비주기적으로 할당될 수 있다. 매크로 기지국이 펨토 기지국에게 자원을 할당하기 전에, 매크로 기지국과 펨토 기지국 간에는, 자원의 할당이 비주기적이라면 언제 자원을 할당하는지 등에 대해 이미 협의나 약속이 되어 있으며, 단말이 이 사실을 사전에 알고 있을 수 있다. 즉 매크로 기지국의 펨토 기지국으로의 자원의 할당은 펨토 기 지국과 매크로 기지국 간의 협의에 의하거나 또는 매크로 기지국이 펨토 기지국에 공지함으로써 이루어진다.

그 후 펨토 기지국은 매크로 기지국에 자신을 알리는 정보의 신호를 전송할 수 있다(S420). 즉 펨토 기지국은 할당된 자원 영역에서 자신을 알릴 수 있는 정보를 전송한다. 그 후 단말은 매크로 기지국으로부터 펨토 기지국의 정보를 포함하는 신호를 수신할 수 있다(S430). 그 후 단말은 수신 신호 정보에 기초하여 펨토 기지국을 구분하여 검출할 수 있다(S440).

이하에서 펨토 기지국이 매크로 기지국에 자신을 알리는 정보의 두 가지 형태에 대해 살펴본다.

펨토 기지국이 매크로 기지국으로 방송하는 정보는 두 가지 형식을 통해서 이루어질 수 있다. 즉, 펨토 기지국이 매크로 기지국에 전송하는 정보 형식은 크게 프리앰블(또는 파일럿)만 전송하거나 프리앰블에 메시지(또는 데이터)를 결합(또는 파일럿에 데이터 결합)하여 전송할 수 있다.

먼저, 전자의 해당하는 경우로서, 먼저 펨토 기지국이 매크로 기지국에 프리앰블만 전송할 수 있다. 프리앰블은 펨토 기지국을 구분하거나 또는 특정 정보를 구분하기 위한 시퀀스로 구성될 수 있다. 즉 펨토 기지국은 매크로 기지국에 FA(Frequency Assignment), 기지국 ID, CSG ID(Closed Subscriber Group ID), 섹터 ID 등과 같은 정보의 조합을 나타내는 시퀀스를 프리앰블로 전송할 수 있다.

후자에 해당하는 경우로서, 펨토 기지국이 매크로 기지국에 프리앰블과 함께 메시지를 전송하는 경우를 살펴본다. 이 경우는 프리앰블만 전송하는 방식과 같은 프리앰블의 역할이 끝나면 프리앰블을 채널 추정에 이용하여 메시지를 디코딩하는데 다시 사용한다. 이때 메시지에는 프리앰블로 전송하지 못한 나머지 정보를 실어 전송하거나, 프리앰블을 통해 전송된 정보를 다시 확인하기 위한 목적으로 전송할 수도 있다. 또한 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙여서 디코딩 오류를 체크 할 수도 있다. 이때 프리앰블은 유일하게 구분해 낼 수 있는 형태인 것이 바람직하지만 프리앰블을 유일하게 구분하기 위해서는 너무 많은 자원의 오버헤드를 요구한다. 따라서, 프리앰블을 반드시 유일하게 구분하기 위한 형태로 전송할 필요는 없다.

도 5는 각각 펨토 기지국이 매크로 기지국으로 전송하는 프리앰블 및 데이터 영역 구성의 바람직한 실시예를 도시한 도면이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 프리앰블 영역은 기지국 ID의 전부 또는 일부, 셀 ID, CSG ID, 펨토 타입 지시자, 주파수 할당 인덱스, 섹터 인덱스로 구성되어 있다. 한편 데이터는 셀 ID, 상태 지시자, 주파수 할당 인덱스, CRC로 구성되어 있다. 이때 프리앰블 영역은 기지국 ID의 전부 또는 일부, 셀 ID, CSG ID, 펨토 타입 지시자, 주파수 할당 인덱스, 섹터 인덱스 이들 단독으로 구성하거나 이들을 조합한 시퀀스로 구성할 수 있다. 또한 데이터 영역도 셀 ID, 상태 지시자, 주파수 할당 인덱스, CRC 이들 단독으로 구성하거나 이들을 조합한 시퀀스로 구성할 수 있다.

도 5의 (b)를 참조하면, 프리앰블 영역 및 데이터 영역을 구성하는 일 예로서, 프리앰블 영역은 CSG ID와 주파수 할당 인덱스를 조합한 시퀀스로 구성할 수 있으며, 데이터 영역은 상태 지시자 및 CRC를 조합한 시퀀스로 구성할 수 있다.

또한 도 5의 (c)를 참조하면, 프리앰블 영역은 CSG ID, 펨토 타입 지시자 및 섹터 인덱스를 조합한 시퀀스로 구성할 수 있고, 데이터 영역은 프리앰블에 전부 실지 못한 CSG ID 중 나머지 CSG ID 및 상태 지시자를 포함할 수 있다.

이와 같이, 펨토 기지국은 프리앰블을 통해 전송되는 정보 외에 탐색 대상을 줄여 줄 수 있는 추가 정보를 메시지를 통하여 전송할 수 있다. 프리앰블과 메시지를 통하여 전송 가능한 정보는 CSG ID, 기지국 ID, 셀 ID, 섹터 ID, 주파수 할당 인덱스, 펨토 타입 지시자, 상태 지시자 등이 있다. 이들 각 정보들의 일부 혹은 각 정보들을 조합을 프리앰블과 메시지를 통하여 전송할 수 있다.

이때 프리앰블과 메시지를 함께 전송하는 경우, 프리앰블만을 전송하는 경우보다 상대적으로 짧은 길이로서 각 셀들을 효율적으로 구분할 수 있는 정보를 프리앰블로 삼는 것이 바람직하다. 따라서 CSG ID, 펨토 타입 지시자와 결합된 CSG ID, 기지국 ID의 일부, 셀 ID, 주파수 할당 인덱스, 그리고 섹터 인덱스 중에서 적용하는 것이 바람직하다.

프리앰블을 이용하여 한정된 탐색 대상 펨토 셀 수는 데이터 영역의 추가 정보를 통하여 그 수를 더 줄일 수 있다. 데이터 영역을 통하여 전송 가능한 정보에는 셀 ID, 해당 펨토 셀이 “활성(active)”상태인지 “비활성(Inactive)”상태인지에 대한 정보를 담는 상태 지시자, 해당 펨토 셀이 속한 FA에 대한 주파수 할당 인덱스, 전송 데이터에 대한 CRC 정보 등을 포함할 수 있다. 만약 프리앰블을 통해 전송해야 할 CSG ID 등의 정보가 충분히 긴 경우라면, 그 정보 중 일부분을 데이터 영역에 담아서 전송할 수도 있다.

프리앰블만 전송하는 경우와 마찬가지로, 매크로 기지국은 펨토의 정보를 전송하는 하향링크의 자원 영역을 주파수 할당 인덱스 혹은 섹터 인덱스에 대하여 FDM, TDM 및 CDM 방식 중 어느 한 방식으로 구분하여 할당할 수 있다.

예를 들면, 서브프레임 #k1의 일부 영역을 FA #n1을 사용하는 펨토 기지국을 위해 할당하고 서브프레임 #k2의 일부 영역을 FA #n2를 사용하는 펨토 기지국을 위해 할당할 수 있다.

또한 여러 펨토 기지국이 프리앰블과 메시지를 동시에 전송하는 경우, CDM, FDM 또는 하이브리드(hybrid) 방식으로 매크로 기지국이 할당해준 하향링크 자원을 공유할 수 있다. 이때 프리앰블에 사용된 시퀀스를 다시 스크램블링 코드(scrambling code)로 이용할 수 있다. 또한 프리앰블과 메시지는 서로 다른 다중화(multiplexing) 방식이 적용되어 전송될 수도 있다.

다음 표 1 및 표 2는 각각 프리앰블과 함께 메시지를 전송하는 경우의 일 실시 형태를 나타낸 표이다.

Preamble sequence #0 for CSG ID LSB M1 bits (0…000) Preamble sequence #1 for CSG ID LSB M1 bits (0…001) Preamble sequence #2 for CSG ID LSB M1 bits (0…010) … Preamble sequence #2M1-1 for CSG ID LSB M1 bits (1…111) Preamble sequence #2M1-1+1 for Open 펨토 BS Message includes “CSG ID MSB M2 bits + Cell ID + Sector ID + FA index + Active/Inactive + CRC”

Preamble sequence #0 for BS ID LSB M1 bits (0…000) Preamble sequence #1 for BS ID LSB M1 bits (0…001) Preamble sequence #2 for BS ID LSB M1 bits (0…010) … Preamble sequence #2M1-1 for BS ID LSB M1 bits (1…111) Message includes BS ID MSB M2 bits + Active/Inactive + FA index + CRC”

이하에서 상기 후자에 해당하는 프리앰블에 메시지를 결합하여 전송하는 경우에, 프리앰블에 적용된 시퀀스를 데이터 스크램블링 코드로 재활용하는 방법을 기술할 것이다.

일반적으로 프리앰블에는 각 프리앰블을 구분(예를 들어, 셀 또는 섹터 구분)하기 위해 전체 K개의 코드/시퀀스 중 1개 이상의 시퀀스가 할당될 수 있다. 이때, 해당 프리앰블의 시퀀스와 같은 시퀀스를 스크램블링(Scrambling) 등의 용도로 데이터에 사용할 수 있다. 만약, 프리앰블 길이와 데이터 길이가 서로 다르다면, 절단(truncated)하여 축소하거나, 반복(repetition) 적용하여 확장할 수 있다. 이하에서 프리앰블 시퀀스(P)의 길이를 N, 데이터(D)의 길이가 M이라 가정하고, 다음과 같은 세 가지 경우를 고려한다.

P = {p₁, p₂, …, p_N}, (P : 프리앰블 시퀀스, n : 시퀀스 인덱스)

D = {d₁, d₂, … ,d_M}, (D : 데이터, m : 데이터 인덱스)

1. N > M인 경우를 고려한다.

프리앰블 시퀀스의 길이가 데이터의 길이보다 큰 경우에는 프리앰블의 시퀀스의 일부를 데이터 스크램블링 시퀀스로 사용할 수 있다. 여기서, 프리앰블 시퀀스를 LSB(Least Significant Bit)(M)={p₁, p₂, …, p_M}, MSB(Most Significant Bit)(M)={p_N-M+1, p_{N -M+2}, …, p_N}와 같이 구성할 수 있다. 이때, N = i×M인 경우에는 i 간격으로 추출하여 프리앰블 시퀀스를 구성할 수 있다. 예를 들어, N=2M이고, M이 홀수라면 {p₁, p₃, …, p_{N -1}}와 같이 구성할 수 있다. 이와 달리, M이 짝수라면 {p₁, p₃, …, p_N}와 같이 구성할 수 있다.

2. N = M인 경우를 고려한다.

프리앰블 시퀀스의 길이와 데이터의 길이가 동일한 경우에는 프리앰블의 시퀀스를 그대로 데이터 스크램블링 시퀀스로 구성할 수 있다. 단, 각 시퀀스 요소(element)의 구성 순서는 동일하거나 또는 해당 길이 안에서 순환 천이(cyclic shift)를 적용하여 구성할 수 있다. 이때, 순환 천이 값(V)은 매크로 기지국과 미리 정해진 방식에 따라 할당받을 수 있다.

예를 들어, m = (n+v) mod N (mod: modulo operation)이라 하자. 이때, 순환 천이 인덱스 0을 적용할 경우, 프리앰블에 대한 시퀀스 P = {p₁, p₂, …, p_N}를 데이터 D = {d₁, d₂, … ,d_M}에 적용할 수 있다. 또한, 순환 천이 인덱스 2를 적용할 경우, 프리앰블에 대한 시퀀스 P = {p₃, p₄, …, p_{N +2}}를 데이터 D = {d₁, d₂, … ,d_M}에 적용할 수 있다.

3. N < M 인 경우를 고려한다.

이 경우는 프리앰블 시퀀스의 길이가 데이터의 길이 보다 작은 경우이다. M=I×N(여기서, I는 정수)이라고 가정하면, 프리앰블의 시퀀스를 반복 적용하여 구성할 수 있다(i = 0,…I-1).

먼저, 프리앰블 시퀀스 전체를 반복하여 구성하는 경우를 살펴본다.

데이터의 스크램블링 시퀀스는 순환 천이가 적용된 프리앰블에 대한 시퀀스 전체가 I번 만큼 반복적으로 적용된 것일 수 있다. 일 예로, 데이터의 스크램블링 시퀀스는 순환 천이 버전 중 순환 천이 값 0이 적용된 프리앰블에 대한 시퀀스 전체를 I번 만큼 반복적으로 적용된 것일 수 있다(P = {p₁, p₂, …, p_N,…, p₁, p₂, …, p_N}). 또 다른 일 예로, 데이터의 스크램블링 시퀀스는 순환 천이 버전 중에서 순환 천이 값 2가 적용된 프리앰블에 대한 시퀀스 전체를 I번 만큼 반복적으로 적용된 것일 수 있다(P = {p₃, p₄, …, p_{N -2},…,p₃, p₄, …, p_{N -2} }).

다음으로, 각 시퀀스 요소(element) 별로 반복 할당하여 구성하는 경우를 살펴본다. 프리앰블에 대한 시퀀스에 대하여 순환 천이를 적용하고, 각 시퀀스 요소 별로 반복하여 데이터 스크램블링 시퀀스를 구성할 수 있다. 일 예로, 프리앰블에 대한 시퀀스에 순환 천이 값 0을 적용하고, 각 시퀀스 요소 별로 반복 적용하여(P = {p₁, p₁, …, p_N, p_N }) 데이터 스크램블링 시퀀스를 구성할 수 있다. 또 다르 일 예로, 순환 천이 2 값을 이용하여 P = {p₃, p₄, …, p_{N -2}, p_{N -2}}인 프리앰블 시퀀스를 구성할 수 있고, 이를 데이터 스크램블링 시퀀스로 적용할 수 있다.

이제, M=I×N+J (여기서, I 및 J는 각각 정수)라고 가정한다. 이 경우에는, I에 대하여 상기 M=I*N인 경우와 같이 I만큼 반복 할당을 한다. 그 후, J에 대하여는 상기 N>M 인 경우와 같이 할당하여 적용할 수 있다.

상술한 경우들에서, 할당 받은 순환 천이 값이 하나인 경우, 반복 할당을 위해 적용되는 시퀀스는 기본 값인 순환 천이 0값이 적용된 시퀀스 및 소정의 할당 받은 순환 천이 값이 적용된 시퀀스의 조합으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 프리앰블 시퀀스 길이의 3배에 해당하는 데이터에 대하여 천이 값 3(Shift value 3)을 할당받은 경우, 첫 번째와 세 번째 시퀀스 블록은 순환 천이 값 0을 적용할 수 있고, 두 번째 시퀀스 블록은 순환 천이 값 3을 적용할 수 있다. 다른 방법으로, 첫 번째와 세 번째 시퀀스 블록은 순환 천이 값 3을 적용할 수 있고, 두 번째 시퀀스 블록은 순환 천이 값 0을 적용할 수 있다.

이하에서 상술한 내용의 구체적인 실시예를 살펴본다.

< 실시예 1>

5MHz의 시스템 대역폭에서 적용해야 하는 코드/시퀀스의 개수가 64개(K=64)이고, 데이터 반송파(data carrier)가 288개, 파일럿이 144인 경우를 고려하자. 매크로 기지국은 길이 144에 대한 서로 다른 64개의 시퀀스를 각 펨토 기지국에게 미리 정해진 방식에 따라 하나 이상을 할당할 수 있다.

이때, 펨토 기지국은 프리앰블 시퀀스를 단순 반복하여 할당하거나, 프리앰블 시퀀스에 순환 천이를 하여 데이터에 할당할 수 있다. 이때, 반복되는 시퀀스에 대한 순환 천이 값은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 순환 천이된 프리앰블 시퀀스는 순환 천이 값 0에 대한 순환 천이된 시퀀스와 순환 천이 값 3에 대한 순환 천이된 시퀀스의 연접으로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상으로서, 프리앰블 및 데이터를 합친 전체 길이(유용 부반송파 크기(useful subcarrier size))에 대한 시퀀스를 생성하고, 이를 프리앰블 및 데이터에 적용하는 방법을 기술할 것이다.

우선, 매크로 기지국 및 각 펨토 기지국은 전체 유효 대역에 대한 기저 시퀀스(base sequence)를 알고 있으며, 미리 정해진 바에 따라 기저 시퀀스 및 순환 천이 값도 각각 알고 있다. 이때, 순환 천이 값은 전체 K개의 코드/시퀀스 중 하나가 될 수 있으며, 경우에 따라서는 복수 개를 할당받을 수도 있다. 이렇게 생성된 K개의 서로 다른 코드/시퀀스는 프리앰블에 있어 각 펨토 기지국를 구분하기 위해 사용될 수 있고 또한 데이터를 스크램블링하는데 이용될 수 있다.

이때 펨토 기지국에 할당된 시퀀스는 세 가지 방식 중 하나로 프리앰블 및 데이터에 적용될 수 있다. 첫 째, 펨토 기지국에 할당된 시퀀스를 순차적으로 프리앰블 및 데이터에 적용할 수 있다. 둘째, 각 펨토 기지국에 알고 있는 시퀀스 인덱스에 대한 순환 천이 값과 동일한 순환 천이 값을 이용하여 순환 천이한 순서대로 적용할 수 있다. 셋째, 각 펨토 기지국 및 매크로 기지국 간에 미리 정해진 시퀀스 인덱스에 대한 순환 천이 값과는 다른 별도의 순환 천이 값을 할당받아 해당 순서에 따라 프리앰블 및 데이터에 적용할 수 있다.

이하에 상술한 본 발명의 또 다른 양상에 대한 구체적인 실시예를 살펴본다.

< 실시예 2>

5MHz의 시스템 대역폭에서 적용해야 하는 코드/시퀀스의 개수가 64개 (K=64)인 경우, 길이 432에 대한 직교 시퀀스 혹은 준 직교 시퀀스를 생성할 수 있다. 여기서, 직교 시퀀스에는 DFT(Discrete Fourier Transform) 시퀀스, 하다마드(hadamard) 시퀀스 등이 있고, 준 직교 시퀀스에는 카작(CAZAC: Constant Amplitude Zero AutoCorrelation), 쟈도프-츄(ZC: Zadoff-Chu) 시퀀스 등이 있다. 각 펨토 기지국은 이렇게 생성된 64개 서로 다른 시퀀스 중 일부를 할당받을 수 있다.

이때, 한 펨토 기지국이 길이 432에 대한 시퀀스에 대하여 순환 천이 값 3을 이용하여 생성한 시퀀스를 알고 있는 경우, 다음의 세 가지 방식 중 하나로 프리앰블 및 데이터에 적용될 수 있다.

첫 째, 해당 시퀀스를 순차적으로 적용할 수 있다. 둘째, 각 펨토 기지국이 이미 알고 있는 시퀀스 인덱스(예를 들어, 인덱스=3)에 대한 순환 천이 버전과 동일한 순환 천이 값 3을 이용하여 순환 천이한 순서로 적용할 수 있다. 셋째, 각 펨토 기지국 및 매크로 기지국 간에 미리 정해진 시퀀스 인덱스에 대한 순환 천이 값과 다른 별도의 순환 천이 값(예를 들어, 인덱스=1)을 할당받아 해당 순서에 따라 적용할 수 있다

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 적은 메모리 양으로 효과적으로 데이터 스크램블링 효과를 얻을 수 있고, 또한 효율적으로 펨토 기지국을 검출할 수 있다.

도 6은 단말 또는 접속 단말의 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.

도 6을 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서)(110), RF 모듈(135), 전력 관리 모듈(105), 안테나(140), 배터리(155), 디스플레이(115), 키패드(120), 메모리(130), SIM(Subscriber Indetification Module) 카드(125)(옵션일 수 있음), 스피커(145) 및 마이크로폰(150)을 포함한다.

사용자는, 예를 들어 키패드(120) 버튼을 누르거나 마이크로폰(150)을 이용한 음석 활성화에 의해, 전화번호와 같은 지시 정보를 입력한다. 마이크로프로세서(110)는 지시 정보를 수신 및 처리하여 전화 번호 다이얼링과 같은 적합한 기능을 수행한다. 동작 데이터를 SIM(Subscriber Identity Module) 카드(125) 또는 메모리 모듈(130)에서 얻어 상기 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 사용자의 참조 및 편의를 위해 지시 및 동작 정보를 디스플레이(115)에 표시할 수 있다.

상기 프로세서(110)는 지시 정보를 RF 모듈(135)에 전달하여, 예를 들어 음성 통신 데이터를 포함하는 무선 신호를 전송하는 것과 같이 통신을 개시할 수 있다. RF 모듈(135)은 무선 신호의 수신 및 송신을 위한 수신기 및 송신기를 포함한다. 안테나(140)는 무선 신호의 전송 및 수신을 용이하게 한다. 무선 신호를 수신하면, RF 모듈(135)은 프로세서(110)를 위해 상기 신호를 전달 및 기저 대역으로 변환할 수 있다.

상기 처리된 신호는 예를 들어 스피커(145)를 통해 가청되거나 판독 가능한 정보로 전환된다. 프로세서(110)는 본 명세서에서 설명한 다양한 과정을 수행하는데 필요한 프로토콜 및 기능을 포함한다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.

도 1은 펨토 셀 구성을 도시한 도면,

도 2는 종래의 펨토 셀 탐색에서 펨토 셀 기지국이 매크로 셀 기지국으로 전송하는 IWS의 일 실시예를 도시한 도면,

도 3은 각각 펨토 기지국이 매크로 셀 기지국으로 전송하는 IWS의 형태의 일 예를 나타낸 도면, 그리고,

도 4는 본 발명에 따른 단말이 펨토 기지국을 검출하는 방법에 대한 바람직한 실시예의 수행 과정을 도시한 흐름도,

도 5는 각각 펨토 기지국이 매크로 기지국으로 전송하는 프리앰블 및 데이터 영역 구성의 바람직한 실시예를 도시한 도면, 그리고,

도 6은 단말 또는 접속 단말의 구조의 일 예를 나타낸 블록도이다.

Claims (10)

1. 무선통신시스템에서 단말이 펨토 기지국을 검출하는 방법에 있어서,

   상기 펨토(Femto) 기지국의 식별 정보를 포함하는 프리앰블 및 데이터를 수신하는 단계;

   상기 프리앰블에 포함된 상기 식별 정보를 기초로 상기 펨토 기지국을 검출하는 단계; 및

   상기 프리앰블의 시퀀스의 적어도 일부를 이용하여 상기 데이터를 디코딩하는 단계를 포함하되,

   상기 디코딩하는 단계는,

   상기 프리앰블의 시퀀스의 길이 및 상기 데이터의 시퀀스의 길이에 따라서 결정된 상기 프리앰블 시퀀스의 적어도 일부를 이용하여 상기 데이터의 시퀀스를 디스크램블링(descrambling)하는, 펨토 기지국 검출 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프리앰블의 시퀀스의 길이가 상기 데이터의 시퀀스의 길이를 초과하는 경우, 상기 디스크램블링에 이용된 상기 프리앰블 시퀀스의 적어도 일부는,

   상기 프리앰블 시퀀스 중에서 상기 데이터의 시퀀스의 길이에 해당하는 최하위 비트들(LSBs)이거나, 또는

   상기 프리앰블 시퀀스 중에서 상기 데이터의 시퀀스의 길이에 해당하는 최상위 비트들(MSBs)인, 펨토 기지국 검출 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 프리앰블의 시퀀스 전체가 상기 데이터의 디스크램블링에 사용되거나,

   사전에 설정된 순환 천이 값(cyclic shift value)에 기초하여 순환 천이된 상기 프리앰블 시퀀스의 전체가 상기 데이터의 디스크램블링에 사용되는, 펨토 기지국 검출 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 데이터의 시퀀스의 길이가 상기 프리앰블의 시퀀스 길이의 소정 정수 배인 경우,

   상기 프리앰블의 시퀀스 전체를 상기 소정 정수 배만큼 반복하거나 또는 상기 프리앰블의 시퀀스 요소(sequence element) 별로 반복하여 획득된 제1 시퀀스가 상기 데이터의 디스크램블링에 사용되는, 펨토 기지국 검출 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 디코딩하는 단계는,

   상기 프리앰블 시퀀스 전체가 반복되거나 상기 프리앰블 시퀀스 요소 별로 반복되어 획득된 상기 제1 시퀀스를 순환 천이하고, 상기 순환 천이된 상기 제1 시퀀스를 이용하여 상기 데이터를 디스크램블링하는, 펨토 기지국 검출 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 순환 천이된 제1 시퀀스는,

   사전에 설정된 기본 순환 천이 값으로 상기 제1 시퀀스를 순환 천이한 제2 시퀀스 및 상기 기본 순환 천이 값과는 별도로 할당된 소정의 순환 천이 값으로 상기 제1 시퀀스를 순환 천이한 제3 시퀀스를 조합한 것인, 펨토 기지국 검출 방법.
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