KR101560627B1 - 스몰 셀 구성 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스몰 셀 구성 시스템 및 그의 제어 방법을 개시한다. 즉, 본 발명은 매크로 기지국과 단말기 수준에서 통신하는 LTE 모뎀을 음영지역에 구성하고, 해당 LTE 모뎀과 유선 연결되는 스몰 셀 기지국을 통해 음영 지역에 대한 스몰 셀을 구성함으로써 저가의 LTE 모뎀과 스몰 셀 기지국을 통해 스몰 셀을 구성하여 비용을 절감하고, 상기 LTE 모뎀과 상기 스몰 셀 기지국 간의 무한 루프에 의한 신호 전송을 방지하여 전체 시스템 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

스몰 셀 구성 시스템 및 그의 제어 방법{Small cell configuration system and control method thereof}

본 발명은 스몰 셀 구성 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 매크로 기지국과 단말기 수준에서 통신하는 LTE 모뎀을 음영지역에 구성하고, 해당 LTE 모뎀과 유선 연결되는 스몰 셀 기지국을 통해 음영 지역에 대한 스몰 셀을 구성하는 스몰 셀 구성 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 매크로 기지국에 대한 데이터 트래픽 분산 및 음영지역 해소의 목적으로 스몰 셀을 이용하는데, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀과 같은 스몰 셀이 선택적으로 사용되고 있다.

이 중에서, 펨토 셀(femtocell)은 가정이나 소규모 사무실을 위한 초소형 이동통신 기지국으로, 그 적용 빈도가 급증하고 있다.

이렇게 셀 반경이나 허용 트래픽이 적은 펨토 셀을 구성한다 하더라도, 매크로 기지국과 펨토 기지국 간의 연결을 위해 광케이블을 포함하는 유선망을 구축해야 하므로 거리에 따라 유선망 구축 비용이 급격히 증가하게 된다. 이는 펨토 셀 뿐만 아니라 다양한 스몰 셀 기지국과 매크로 셀 기지국 간의 유선망 연결 시에도 동일하게 발생되는 문제로 이를 해결하기 위한 새로운 시스템이 요구되고 있다.

한국공개특허 제10-2014-0085365호 [명칭: 무선 통신 시스템에서 고속 스몰 셀 스위칭이 가능한 셀 운용 방법 및 장치]

본 발명의 목적은 매크로 기지국과 단말기 수준에서 통신하는 LTE 모뎀을 음영지역에 구성하고, 해당 LTE 모뎀과 유선 연결되는 스몰 셀 기지국을 통해 음영 지역에 대한 스몰 셀을 구성하는 스몰 셀 구성 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 LTE 모뎀이 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하는 경우, 상기 LTE 모뎀의 위치나 LTE 모뎀의 안테나 위치를 조정하거나 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하거나 상기 펨토 기지국의 전송 전력을 감소시켜 상기 LTE 모뎀이 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 구성하는 스몰 셀 구성 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템은 매크로 기지국에 의해 형성되는 매크로 셀 내의 음영 지역을 해결하기 위해서 형성되는 스몰 셀 구성 시스템에 있어서, 유선 선로를 통해 연결된 LTE 모뎀으로부터 상기 LTE 모뎀에서 수신한 LTE 대역 신호를 송신했는지 여부를 문의하는 TCP/IP 요청 신호를 수신하고, 상기 수신된 TCP/IP 요청 신호에 응답하여 TCP/IP 응답 신호를 전송하는 펨토 기지국 및 상기 LTE 대역 신호를 수신할 때, 상기 TCP/IP 요청 신호를 생성하여 상기 펨토 기지국에 전송하고, 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 응답 신호를 근거로 상기 수신된 LTE 대역 신호에 대한 상기 펨토 기지국의 전송 여부를 확인하고, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인될 때 무한 루프에 의한 신호 반복 송수신을 방지하기 위해서 설치 중 또는 운영 중인 상태에 따라 상기 LTE 모뎀의 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나의 위치를 조정을 안내하거나, 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하거나, 전송 전력 세기를 감소시키거나 또는 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키도록 하는 신호를 생성하는 상기 LTE 모뎀을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 LTE 모뎀은, 상기 수신된 LTE 대역 신호를 TCP/IP 패킷으로 변환하고, 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며, 상기 펨토 기지국은 상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 펨토 셀 내에 위치하는 하나 이상의 단말기에 LTE 신호로 변환하여 전송할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 TCP/IP 응답 신호는, 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국에서 송신하였음을 나타내는 정보, 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보, 펨토 기지국의 식별자 정보 중 어느 하나의 정보를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 LTE 모뎀은, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국을 설치 중일 때, 상기 LTE 모뎀의 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나의 위치를 조정하도록 유도하는 안내를 제공하여 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 구성할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 LTE 모뎀은, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하기 위한 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며, 상기 펨토 기지국은, 상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 근거로 미리 설정된 복수의 주파수 대역 중에서 현재 사용 중인 주파수 대역을 제외한 다른 주파수 대역으로 주파수 대역을 변경하고, 상기 변경된 주파수 대역으로 신호를 전송할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 LTE 모뎀은, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 펨토 기지국의 전송 전력 세기를 감소시키기 위한 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며, 상기 펨토 기지국은, 상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 근거로 현재 설정된 전송 전력 세기를 미리 설정된 전송 전력만큼 감소시켜 새로운 전송 전력 세기로 설정하고, 상기 설정된 새로운 전송 전력 세기로 신호를 전송할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 LTE 모뎀은, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키기 위해 상기 매크로 기지국으로부터 수신한 전력 세기를 약한 것으로 가장하는 신호를 매크로 기지국으로 제공하여 매크로 기지국과 LTE 모뎀 간 표준 전력제어 방식을 통해 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시킬 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국은 1:1 연결 외에 1:N, N:1 또는 N:N으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 LTE 모뎀은 펨토 기지국에 복수로 연결될 수 있으며 이 경우, 복수의 LTE 모뎀 중 수신 성능이 높은 것을 이용하거나, 복수의 LTE 모뎀에서 사용중인 LTE 모뎀에 이상이 발생되는 경우 다른 LTE 모뎀을 이용하거나, 복수의 LTE 모뎀을 동시에 이용하여 용량을 확장하거나, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인될 경우 사용 중인 LTE 모뎀이 아닌 다른 LTE 모뎀을 이용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법은 매크로 기지국에 의해 형성되는 매크로 셀 내의 음영 지역을 해결하기 위해서 형성되는 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법에 있어서, LTE 모뎀을 통해, LTE 대역 신호를 수신할 때, 상기 LTE 대역 신호를 송신했는지 여부를 문의하기 위한 TCP/IP 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 TCP/IP 요청 신호를 유선 통신망을 통해 연결된 펨토 기지국에 전송하는 단계, 상기 펨토 기지국을 통해, 상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 요청 신호를 수신하고, 상기 수신된 TCP/IP 요청 신호에 응답하여 TCP/IP 응답 신호를 상기 LTE 모뎀에 전송하는 단계, 상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 응답 신호를 근거로 상기 LTE 대역 신호에 대한 상기 펨토 기지국의 전송 여부를 확인하는 단계 및 상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인될 때 무한 루프에 의한 신호 반복 송수신을 방지하기 위해서 설치 중 또는 운영 중인 상태에 따라 상기 LTE 모뎀 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나 위치 조정을 안내하거나, 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하거나, 전송 전력 세기를 감소시키거나 또는 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키도록 하는 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 생성된 TCP/IP 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송할 때, 상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 수신된 LTE 대역 신호를 TCP/IP 패킷으로 변환하고, 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하는 단계 및 상기 펨토 기지국을 통해, 상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 펨토 셀 내에 전송하는 하나 이상의 단말기에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서 상기 제어하는 단계는, 상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국을 설치 중일 때, 상기 LTE 모뎀의 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나의 위치를 조정하도록 하는 안내를 제공하여 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 구성하는 과정, 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국 간의 연동에 의해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 LTE 모뎀을 통해 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하기 위한 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며, 상기 펨토 기지국을 통해 상기 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 근거로 미리 설정된 복수의 주파수 대역 중에서 현재 사용 중인 주파수 대역을 제외한 다른 주파수 대역으로 주파수 대역을 변경하고, 상기 변경된 주파수 대역으로 신호를 전송하는 과정, 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국 간의 연동에 의해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 LTE 모뎀을 통해 상기 펨토 기지국의 전송 전력 세기를 감소시키기 위한 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며, 상기 펨토 기지국을 통해 상기 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 근거로 현재 설정된 전송 전력 세기를 미리 설정된 전송 전력만큼 감소시켜 새로운 전송 전력 세기로 설정하고, 상기 설정된 새로운 전송 전력 세기로 신호를 전송하는 과정 및 상기 LTE 모뎀과 상기 매크로 기지국 간의 연동에 의해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 LTE 모뎀을 통해 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키기 위해 상기 매크로 기지국으로부터 수신한 전력 세기를 약한 것으로 가장하는 신호를 매크로 기지국으로 제공하여 매크로 기지국과 LTE 모뎀 간 표준 전력제어 방식을 통해 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키는 과정 중 어느 하나의 과정을 수행할 수 있다.

본 발명은 매크로 기지국과 단말기 수준에서 통신하는 LTE 모뎀을 음영지역에 구성하고, 해당 LTE 모뎀과 유선 연결되는 스몰 셀 기지국을 통해 음영 지역에 대한 스몰 셀을 구성함으로써, 저가의 LTE 모뎀과 스몰 셀 기지국을 통해 스몰 셀을 구성하여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 LTE 모뎀이 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하는 경우, 상기 LTE 모뎀의 위치나 LTE 모뎀의 안테나 위치를 조정하거나 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하거나 상기 펨토 기지국의 전송 전력을 감소하여 상기 LTE 모뎀이 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 구성함으로써, 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국 간의 무한 루프에 의한 신호 전송을 방지하여 전체 시스템 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템이 적용된 예를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템의 다양한 구성 예들을 보인 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 특히, 본 발명의 실시예에서 사용되는 '펨토 셀'이나 '펨토 기지국'은 '스몰 셀'이나 '스몰 기지국'에 대응되는 것으로 마이크로나 피코 셀 혹은 기지국과 실질적으로 동일하게 간주될 수 있다는 것에 유의한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템(10)의 개념적 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스몰 셀 구성 시스템(10)은 매크로 기지국(100), LTE 모뎀(200), 펨토 기지국(300) 및 단말기(400)로 구성된다. 도 1에 도시된 스몰 셀 구성 시스템(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 스몰 셀 구성 시스템(10)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 스몰 셀 구성 시스템(10)이 구현될 수도 있다.

상기 매크로 기지국(macro base station)(100)은 무선 통신망을 통해 내부의 임의의 구성 요소 또는 외부의 임의의 적어도 하나의 단말과 통신 연결한다. 이때, 상기 외부의 임의의 단말은 LTE 모뎀(200) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), 광대역 롱 텀 에볼루션 등이 포함될 수 있다.

이러한 구성을 좀 더 상세히 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 매크로 기지국(100)은 해당 매크로 기지국(100)이 형성한 매크로 셀(macro cell)(110) 내에 존재하는 상기 적어도 하나의 단말에 LTE 대역 신호를 전송(또는 브로드캐스트)한다.

상기 LTE 모뎀(LTE modem)(200)은 단말과 같이 무선 통신망을 통해 상기 매크로 기지국(100)과 통신한다.

이러한 상기 LTE 모뎀(200)은 UTP 케이블 등과 같은 유선 통신망을 통해 상기 펨토 기지국(300)과 연결되며, 이를 통해서 펨토 기지국(300)과 매크로 기지국(100)이 통신할 수 있도록 한다.

이때, 상기 LTE 모뎀(200)이 상기 펨토 기지국(300)의 커버리지 내에 위치하는 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 펨토 기지국(300)으로부터 무선으로 전송되는 신호를 수신할 수도 있다. 즉, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 매크로 기지국(100) 또는 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 LTE 대역 신호를 수신할 수 있다.

상기 LTE 모뎀(200)이 LTE 대역 신호를 수신하는 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 수신된 LTE 대역 신호를 TCP/IP 패킷으로 변환하고 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호(또는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 LTE 대역 신호/상기 변환된 LTE 대역 신호)를 펨토 기지국(300)에 전송한다.

여기서, 상기 LTE 모뎀(200)이 매크로 기지국(100)이 아닌 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 LTE 대역 신호를 수신할 경우 이를 TCP/IP 패킷으로 변환하여 펨토 기지국(300)에 제공하면 펨토 기지국(300)이 이를 LTE 대역 신호로 송출하므로 LTE 모뎀(200)은 이를 재수신하여 다시 TCP/IP 패킷으로 변환하여 펨토 기지국(300)에 제공하는 무한 반복이 발생하게 된다. 따라서, 이러한 상황이 발생하는 지 확인하여 이러한 상황을 회피해야만 한다.

먼저, 이러한 상황의 발생을 확인하기 위하여 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 LTE 대역 신호가 해당 펨토 기지국(300)에서 송신한 신호인지 여부를 문의하는 정보가 포함된 TCP/IP 요청 신호를 생성하여 이를 상기 펨토 기지국(300)에 전송한다.

상기 LTE 모뎀(200)은 상기 전송된 TCP/IP 요청 신호에 대한 응답으로 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 응답 신호를 수신한다. 여기서, 상기 TCP/IP 응답 신호는 상기 수신된 변환된 신호(또는 상기 LTE 대역 신호)가 상기 펨토 기지국(300)에서 송신한 신호인지 여부를 나타나는 정보(예를 들어 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보(또는 PCI(Physical Cell Indicator: 물리 셀 식별자)와 같은 식별자, 또는 이러한 식별자가 일치함을 나타내는 정보), 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치하지 않음을 나타내는 정보) 등 포함)를 포함한다. 가장 간단하게는 펨토 기지국(300)의 식별자 정보만을 응답할 수도 있다.

상기 LTE 모뎀(200)은 상기 수신된 TCP/IP 응답 신호를 근거로 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송된 것인지 여부를 확인한다.

예컨데, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 수신된 TCP/IP 응답 신호에 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보가 포함되어 있는지 여부를 확인하거나 펨토 기지국(300)의 식별자를 수신하여 수신된 LTE 대역 신호에 포함된 발신 기지국 식별자와 비교하여 수신된 LTE 대역 신호가 펨토 기지국(300)에서 송신한 것인지 여부를 확인할 수 있다.

상기 확인 결과, 상기 수신된 TCP/IP 응답 신호에 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치하지 않음을 나타내는 정보)가 포함되거나 식별자를 수신하여 수신 LTE 신호의 발신 기지국 식별자와 비교하여 펨토 기지국(300)의 식별자와 다른 것을 확인한 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 전송하지 않은 것으로 판단한다.

상기 판단 결과, 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하지 않은 것으로 판단했다면 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 LTE 대역 신호를 상기 매크로 기지국(100) 또는 상기 LTE 모뎀(200)에 인접한 다른 펨토 셀을 형성하는 다른 펨토 기지국에서 전송한 것으로 판단한다.

또한, 상기 판단 결과, 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신한 것으로 판단했다면 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 펨토 기지국(300)에서 전송한 상기 LTE 대역 신호를 수신한 상황을 누적 관리하며 기 설정된 기준(제한된 기간 내 설정된 횟수 초과, 누적 횟수의 기준 초과, 발생 빈도의 기준 초과 등)에 해당하면 이러한 상황을 회피해야만 한다.

따라서, 상기 수신 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송한 것으로 확인되는 경우(혹은 그 누적이 소정 기준에 해당하는 경우), 상기 LTE 모뎀(200)은 설치 중(또는 테스트시) 또는 운영 중인 상태에 따라 이러한 무한 루프 발생을 회피한다. 설치나 테스트 중인 경우(예컨데, 모드 설정 등을 통해서 확인) 상기 LTE 모뎀(200)의 위치나 상기 LTE 모뎀(200)의 안테나(미도시)의 위치를 조정하도록 안내(음성, 표시 등 다양한 인터페이스 이용)를 제공하고, 설치나 테스트 혹은 운영중인 경우 상기 펨토 기지국(300)의 운영 주파수 대역의 변경이나 전송 전력 세기의 감소나 상기 매크로 기지국(100)의 전송 전력 세기의 증가 등과 같은 무한 루프 즉, 신호 반복 송수신 방지 기능을 수행한다.

우선, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀(200)과 상기 펨토 기지국(300)을 설치 중(또는 테스트 중)인 경우(예컨데, 설치/테스트 모드가 설정된 경우), 상기 LTE 모뎀(200)은 해당 LTE 모뎀(200)의 위치를 조정(또는 제어)하거나 상기 LTE 모뎀(200)의 안테나의 위치를 조정하도록 유도(관리자에게 펨토 기지국 신호 수신 통지 등)하여 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 신호(예를 들어 상기 LTE 대역 신호 등 포함)를 수신하지 않도록 한다.

한편, LTE 모뎀(200)과 펨토 기지국(300)이 운영 중인 경우(즉, 관리자가 물리적으로 LTE 모뎀의 안테나 위치를 조절할 수 없는 경우, 예컨데, 운영 모드가 설정된 경우)에 LTE 모뎀(200)이 펨토 기지국(300)이 전송한 LTE 신호를 수신한다면 상기 LTE 모뎀(200)은 다음과 같은 회피 기능을 수행할 수 있다.

첫째로, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀(200)과 상기 펨토 기지국(300)이 운영 중인 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 펨토 기지국(300)의 운영 주파수 대역을 변경하기 위한 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 생성하여 이를 상기 펨토 기지국(300)에 전송한다. 이를 통해서 펨토 기지국(300)은 LTE대역들 중 매크로 기지국과 다른 대역으로 커버리지 내 통신을 수행하며 LTE 모뎀(200)은 해당 대역의 신호를 필터링할 수 있다.

둘째로, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀(200)과 상기 펨토 기지국(300)이 운영 중인 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 펨토 기지국(300)의 전송 전력 세기를 감소시키기 위한 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 생성하여 이를 상기 펨토 기지국(300)에 전송한다.

다만, 이러한 경우 펨토 셀의 반경이 다소 줄어들 수 있으므로 가급적 대역을 변경하는 첫째 방법이 바람직한데, 만일 대역 변경도 어렵고 펨토 기지국의 전력 세기 감소 시 반경 감소에 의한 문제가 발생할 경우 다음의 세 번째 방법을 이용할 수 있다.

셋째로, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀(200)과 상기 펨토 기지국(300)이 운영 중인 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 매크로 기지국(100)의 전송 전력 세기를 증가하기 위한 전송 전력 세기 증가 요청 신호를 생성한다. 즉, LTE 모뎀(200)은 단말의 기능을 하는 것으로서 매크로 기지국(100)과 LTE 통신 표준에 따른 전력 세기 제어 정보를 교환하게 되는데, 일반적으로 단말이 수신한 기지국의 전력이 약할 경우 이를 기지국에 알리면 기지국이 출력을 상승시키게 된다. 따라서, LTE 모뎀(200)이 매크로 기지국(100)의 전송 전력 세기를 높이고자 하는 경우 실제로 충분한 세기의 신호를 수신함에도 불구하고 마치 수신 전력의 세기가 약한 것처럼 가장하는 거짓 신호를 전송하여 매크로 기지국(100)의 전송 전력 세기를 증가시킬 수 있으며 이를 위해 별도의 새로운 프로토콜을 정할 필요없이 LTE 모뎀(200)의 전력 제어 신호만 조작하면 되므로 범용성을 높일 수 있다. 이렇게 매크로 기지국(100)의 전송 전력 세기가 커지면 LTE 모뎀(200)은 수신 신호 세기에 대한 필터링 값을 조절하여 상대적으로 전력이 약한 펨토 기지국(300)의 LTE 신호를 제거할 수 있다.

이와 같이, 상기 LTE 모뎀(200)이 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 신호(또는 상기 LTE 대역 신호)를 수신하는 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 테스트 중인 상태에서는 상기 LTE 모뎀(200)의 위치나 상기 LTE 모뎀(200)의 안테나의 위치를 조정하여 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 유도하며, 상기 LTE 모뎀(200)이 운영 중인 상태에서는 상기 펨토 기지국(300)과의 연동에 의해 상기 펨토 기지국(300)의 운영 주파수 대역을 변경하거나 전송 전력 세기를 감소시키거나, 상기 매크로 기지국(100)과의 연동에 의해 상기 매크로 기지국(100)의 전송 전력 세기를 증가시키도록 구성하여, 상기 LTE 모뎀(200)과 상기 펨토 기지국(300) 간의 LTE 대역 신호의 반복 송수신을 방지할 수 있다.

도 2의 구성을 다시 살펴보면, 펨토 기지국(femto base station)(300)은 상기 매크로 기지국(100)이 형성하는 상기 매크로 셀 내에서 음영지역 해소를 위해 펨토 셀(femto cell)(또는 스몰 셀(small cell))(310)을 형성한다.

또한, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)과 예를 들어 UTP 케이블을 통해 통신한다. 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호(또는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 LTE 대역 신호/상기 변환된 LTE 대역 신호)를 수신한다. 즉, 단순히 신호 자체를 중계기를 통해 수신하는 것이 아니라 LTE 모뎀(200)이 수신 신호를 복조하여 데이터를 추출한 후 이를 패킷 데이터로 가공하여 제공하는 정보를 수신한다.

상기 펨토 기지국(300)은 상기 수신된 패킷 신호를 기초로 LTE 신호를 생성하여 상기 펨토 기지국(300)이 관리하는 상기 펨토 셀 내에 존재하는 하나 이상의 단말기(400)에 전송한다. 이때, 상기 LTE 모뎀(200)이 상기 펨토 기지국(300)의 커버리지 내에 존재하게 될 경우, 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 상기 수신된 변환된 신호를 상기 LTE 모뎀(200)에서 다시 수신하는 반복 송수신이 발생할 수 있다.

상기 펨토 기지국(300)은 LTE 모뎀(200)으로부터 수신 LTE 신호의 출처를 확인하기 위하여 펨토 기지국(300)의 식별자나 수신 LTE 신호가 펨토 기지국(300)이 송신한 신호인지를 문의하는 TCP/IP 요청 신호를 수신한 후 그에 응답하여 TCP/IP 응답 신호를 생성한다. 여기서, 상기 TCP/IP 응답 신호는 상기 수신된 패킷 신호(또는 상기 LTE 대역 신호)가 상기 펨토 기지국(300)에서 송신한 신호인지 여부를 나타나는 정보(예를 들어 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보)나 상기 펨토 기지국(300)의 식별자(예컨데 PCI와 같은 식별자) 정보 또는 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)으로부터 운영 주파수 대역 변경 요청 신호나 전송 전력 세기 감소 요청 신호 등을 수신할 수 있다.

상기 펨토 기지국(300)이 상기 주파수 대역 변경 요청 신호를 수신하면 이를 근거로 미리 설정된 복수의 주파수 대역 중에서 현재 사용 중인 주파수 대역을 제외한 다른 주파수 대역으로 주파수 대역을 변경한다. 이때, 상기 복수의 주파수 대역은 900MHz, 1.8GHz, 2.3GHz, 2.6GHz 등을 포함할 수 있다. 이후 상기 펨토 기지국(300)은 새로운 주파수 대역으로 상기 펨토 셀 내에 존재하는 상기 하나 이상의 단말기(400)에 LTE 대역 신호를 전송한다.

한편, 상기 펨토 기지국(300)이 상기 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 수신하면 이를 근거로 현재 설정된 전송 전력 세기를 미리 설정된 전송 전력만큼 감소시켜 새로운 전송 전력 세기를 설정한 후 새로 설정된 전송 전력 세기로 상기 펨토 셀 내에 존재하는 상기 하나 이상의 단말기(400)에 LTE 대역 신호를 전송한다.

상기 단말기(400)는 상기 펨토 기지국(300)이 형성하는 상기 펨토 셀 내에 위치한다. 여기서, 상기 단말기(400)는 스마트 폰(Smart Phone), 휴대 단말기(Portable Terminal), 이동 단말기(Mobile Terminal), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant: PDA), PMP(Portable Multimedia Player) 단말기, 내비게이션(Navigation) 단말기, 스마트 TV, AVN(Audio Video Navigation) 단말기, 플렉시블 단말기(Flexible Terminal) 등과 같은 다양한 단말기에 적용될 수 있다.

또한, 상기 단말기(400)는 상기 매크로 기지국(100)이 형성하는 상기 매크로 셀 내에 위치할 수도 있다.

또한, 상기 단말기(400)가 상기 매크로 셀 내에 위치하는 경우, 상기 단말기(400)는 상기 매크로 기지국(100)으로부터 전송되는 LTE 대역 신호를 수신한다.

또한, 상기 단말기(400)가 상기 펨토 셀 내에 위치하는 경우, 상기 단말기(400)는 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 LTE 대역 신호를 수신한다.

또한, 상기 단말기(400)는 상기 수신된 LTE 대역 신호를 소정 신호 처리한 후, 상기 신호 처리된 LTE 대역 신호에 대응하는 기능을 수행한다.

이와 같이, 매크로 기지국과 단말기 수준에서 통신하는 LTE 모뎀을 음영지역에 구성하고, 해당 LTE 모뎀과 유선 연결되는 펨토 기지국을 통해 음영 지역에 대한 펨토셀로 구성할 수 있다.

또한, 이와 같이, LTE 모뎀이 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하는 경우, 상기 LTE 모뎀의 위치나 LTE 모뎀의 안테나 위치를 조정하거나 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하거나 상기 펨토 기지국의 전송 전력을 감소시켜 상기 LTE 모뎀이 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 구성할 수 있다.

한편, 이러한 펨토 셀의 구성은 다양하게 변형될 수 있는데 도 3은 이러한 LTE 모뎀(200)과 펨토 기지국(300)의 다양한 구성예들 중 일부를 보인 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 LTE 모뎀(200)과 펨토 기지국(300)은 1:1 뿐만 아니라 1:N, N:1의 구성도 가능하며, 도시되지는 않았으나 도 2와 같은 기본 구성이 병렬로 연결되는 경우 N:N 구성도 가능하다.

도 3a는 복수의 LTE 모뎀(200)이 하나의 펨토 기지국(300)과 연결되는 경우로서, 여기서는 메인 LTE 모뎀(200a)을 이용하되 기기에 문제가 발생하거나 수신 성능에 편차가 있거나 혹은 환경의 변화로 인하여 무한 반복이 발생되는 경우 다른 LTE 모뎀(200n)을 사용할 수 있도록 한 경우이다. 비교적 저렴한 LTE 모뎀(200)을 둘 이상 구성하여 리던던시 확보를 위하여 보조 LTE 모뎀을 구성할 수도 있고, 여러 LTE 모뎀들 중에서 수신 성능이 가장 좋은 것을 선별하여 사용할 수도 있으며, 특정 LTE 모뎀 사용 중 무한 반복이 발생되는 경우 앞서 설명했던 3가지 방식 외에 추가적으로 다른 LTE 모뎀을 선택하여 무한 반복을 회피하는 구성을 적용할 수도 있다. 또한, 복수의 LTE 모뎀을 이용하는 경우 데이터 본딩 방식을 적용하여 트래픽을 확장할 수도 있는데, 예를 들어 영역 내 단말들 중 일부는 LTE 모뎀(200a)이 처리하고 다른 일부는 다른 LTE 모뎀(200n)이 처리하도록 하여 처리 용량을 증가시킬 수도 있다.

실질적으로 이 경우 역시 사용되는 LTE 모뎀은 LTE 수신 신호에 대한 발신 기지국 정보를 확인하여 무한 반복 상태인지를 확인하는 과정을 앞서 설명했던 방식을 이용하여 수행할 수 있고, 그 회피 제어 역시 동일하게 적용될 수 있으며 추가로 다른 LTE 모뎀을 선택하는 기능을 더 구비할 수 있게 된다.

도 3b는 복수의 LTE 모뎀(200)을 하나의 펨토 기지국(300)과 연결하는 다른 구성 예로서, 도시된 바와 같이 복수의 LTE 모뎀(200)의 안테나를 지향성을 가지도록 하여 가급적 펨토 기지국(300)에서 송신되는 LTE 신호를 수신하지 않도록 하면서도 매크로 기지국과의 통신 성능을 개선할 수 있다. 이 경우 역시 앞서 도 3a에서 설명했던 바와 같이 리던던시 확보를 위한 구성, 용량 확장을 위한 구성, 무한 반복 회피를 위한 LTE 모뎀 선택 구성 등이 적용될 수 있으며 기본적으로 무한 반복 발생 여부 확인이나 그 회피를 위한 제어 방식은 앞서 도 2를 통해 설명했던 방식을 수용할 수 있다.

도 3c는 반대로 하나의 LTE 모뎀(200)을 복수의 펨토 기지국(300)이 공유하는 구성으로, 예를 들어 건물 옥상에 LTE 모뎀(200)을 구성하고 건물 내 각 층이나 구분된 각 영역에 펨토 기지국(300)을 배치한 경우일 수 있다. 이 경우 역시 TCP/IP 요청을 연결된 모든 펨토 기지국(300)에 제공하고 그 응답을 모든 펨토 기지국(300)으로부터 수신하여 수신된 LTE 신호의 발신 기지국 정보를 확인하여 무한 반복 발생 여부를 확인한다는 정도의 확장을 제외하면 앞서 도 2를 기준으로 설명했던 무한 반복 발생 여부 확인과 그에 따른 회피 제어 방식은 거의 동일하다.

도 3d는 도 3c와 유사한 구성으로 LTE 모뎀(200)과 펨토 기지국(300) 간의 유선 선로를 UTP 케이블이 아닌 광케이블을 이용하며, 복수의 펨토 기지국(300)에 대응하기 위해 PON(Passive Optical Network) 구성을 적용하는 경우의 예를 보인 것이다. 물론 다른 종류의 유선 연결망을 이용할 수도 있으므로 LTE 모뎀(200)과 펨토 기지국(300) 간의 유선 연결망의 물리적 계층 구성은 다양할 수 있다.

또한, 도시되지는 않았으나 복수의 LTE 모뎀과 복수의 펨토 기지국이 연결되는 구성도 가능하며, 앞서 도 2에 설명했던 구성이 병렬로 구성되는 경우도 있을 수 있으나 기본적인 동작 방식은 앞서 도 2를 기준으로 설명했던 무한 반복 발생 확인과 회피 방식을 포함하며 추가적으로 구성에 따라 회피 방식이 일부 부가(LTE 모뎀 중 선택)되거나 추가적인 기능(용량 확장, 리던던시 확보 등)이 부가될 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 여기서는 앞서 도 2의 구성을 기준으로 설명하지만, 도 3의 여러 실시예들을 채택할 경우 도시된 흐름도의 단계들 외에 추가적인 기능을 위한 단계들을 더 포함할 수 있으며 이러한 추가 기능을 위한 단계들은 앞서 도 3을 통해 설명하였으므로 생략한다.

먼저, LTE 모뎀(200)이 LTE 대역 신호를 수신하는 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 수신된 LTE 대역 신호를 TCP/IP 패킷으로 변환한다. 또한, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호(또는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 LTE 대역 신호/상기 변환된 LTE 대역 신호)를 펨토 기지국(300)에 유선 전송한다.

또한, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 LTE 대역 신호가 해당 펨토 기지국(300)에서 송신한 신호인지 여부를 문의하기 위해서 TCP/IP 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 TCP/IP 요청 신호를 상기 펨토 기지국(300)에 전송한다.

일 예로, 상기 LTE 모뎀(200)이 LTE 대역 신호를 수신할 때, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 수신된 LTE 대역 신호를 TCP/IP 패킷으로 변환하고, 상기 변환된 신호(또는 상기 변환된 LTE 대역 신호)를 상기 LTE 모뎀(200)에 연결된 펨토 기지국(300)에 전송한다. 또한, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 TCP/IP 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 TCP/IP 요청 신호를 상기 LTE 모뎀(200)에 연결된 상기 펨토 기지국(300)에 전송한다(S310). 이러한 TCP/IP 요청 신호는 수신된 LTE 신호의 식별자가 최초 수신되는 경우에만 수행되거나, 주기적으로 수행될 수도 있다.

이후, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호(또는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 LTE 대역 신호/상기 변환된 LTE 대역 신호)를 수신한다. 또한, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 요청 신호를 수신할 수 있다.

상기 펨토 기지국(300)은 상기 수신된 변환된 신호를 상기 펨토 기지국(300)이 관리하는 펨토 셀 내에 존재하는 하나 이상의 단말기(400)에 전송한다.

또한, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 수신된 TCP/IP 요청 신호에 응답하여 TCP/IP 응답 신호를 상기 LTE 모뎀(200)에 전송한다. 여기서, 상기 TCP/IP 응답 신호는 상기 수신된 변환된 신호(또는 상기 LTE 대역 신호)가 상기 펨토 기지국(300)에서 송신한 신호인지 여부를 나타나는 정보(예를 들어 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치함을 나타내는 정보), 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치하지 않음을 나타내는 정보) 등 포함)를 포함한다.

일 예로, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)으로부터 전송되는 상기 변환된 신호(또는 상기 변환된 LTE 대역 신호)를 수신하고, 상기 수신된 변환된 신호를 상기 펨토 기지국(300)이 포함된 상기 펨토 셀 내의 상기 하나 이상의 단말기(400)에 전송(또는 브로드캐스트)한다.

또한, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 요청 신호를 수신하고, 상기 수신된 TCP/IP 요청 신호에 응답하여 상기 TCP/IP 응답 신호를 상기 LTE 모뎀(200)에 전송한다(S320).

이후, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 전송된 TCP/IP 요청 신호에 응답하여 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 응답 신호를 수신한다. 여기서, 상기 TCP/IP 응답 신호는 상기 수신된 변환된 신호(또는 상기 LTE 대역 신호)가 상기 펨토 기지국(300)에서 송신한 신호인지 여부를 나타나는 정보(예를 들어 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치함을 나타내는 정보), 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치하지 않음을 나타내는 정보) 등 포함)를 포함하며, 단순히 식별자 정보만을 포함할 수도 있다.

또한, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 수신된 TCP/IP 응답 신호를 근거로 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송한 것인지 여부를 확인한다.

즉, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 수신된 TCP/IP 응답 신호에 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보(또는 상기 LTE 대역 신호를 전송한 임의의 기지국의 PCI와 상기 펨토 기지국(300)의 PCI가 일치하는지 여부를 나타내는 정보)가 포함되어 있는지 여부를 확인하거나, 펨토 기지국(300)의 식별자 정보를 수신하여 이를 수신된 LTE 대역 신호에 포함된 기지국 식별자와 비교하여 같은지 여부를 확인할 수 있다.

일 예로, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 응답 신호를 수신하여 수신된 TCP/IP 응답 신호에 상기 수신된 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보가 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있다(S330).

상기 확인 결과, 상기 수신된 TCP/IP 응답 신호에 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치하지 않음을 나타내는 정보)가 포함된 경우나 수신된 TCP/IP 응답 신호의 펨토 기지국 식별자가 수신된 LTE 대역 신호에 포함된 기지국 식별자와 다른 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 전송하지 않은 것으로 확인한다(S340).

한편, 상기 확인 결과, 상기 수신된 TCP/IP 응답 신호에 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 송신하였음을 나타내는 정보(또는 PCI와 같은 식별자가 일치함을 나타내는 정보)가 포함되어 있는 경우나 수신된 TCP/IP 응답 신호의 펨토 기지국 식별자가 수신된 LTE 대역 신호에 포함된 기지국 식별자와 같은 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국(300)에서 전송한 것으로 확인한다(S350).

만일, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송한 것으로 확인되는 경우, 상기 LTE 모뎀(200)은 무한 루프에 의한 신호 반복 송수신(또는 진동 발생)을 방지하기 위해서, 설치 중(또는 테스트시) 또는 운영 중인 상태에 따라 상기 LTE 모뎀(200)의 위치나 상기 LTE 모뎀(200)의 안테나(미도시)의 위치를 조정하도록 유도하거나, 상기 펨토 기지국(300)의 운영 주파수 대역의 변경이나 전송 전력 세기의 감소를 요청하거나 매크로 기지국(100)의 전송 전력 세기 증가를 요청하여 무한 루프에 의한 신호 반복 송수신 방지 기능을 수행함으로써 상기 LTE 대역 신호의 반복 송수신을 방지한다.

일 예로, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀(200)과 상기 펨토 기지국(300)을 설치 중(또는 테스트 중)일 때, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 LTE 모뎀(200)의 안테나의 위치를 조정(예를 들어 상/하/좌/우/대각선 등으로의 360도 회전/이동 포함)에 대한 안내를 관리자에게 제공하여 상기 펨토 기지국(300)으로부터 전송되는 신호(예를 들어 상기 LTE 대역 신호 등 포함)를 수신하지 않도록 유도할 수 있다.

다른 예로, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국(300)에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀(200)과 상기 펨토 기지국(300)이 운영 중일 때, 상기 LTE 모뎀(200)은 상기 펨토 기지국(300)의 운영 주파수 대역을 변경하기 위한 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 상기 펨토 기지국(300)에 전송한다. 이후, 상기 펨토 기지국(300)은 상기 LTE 모뎀(200)으로부터 전송되는 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 근거로 미리 설정된 복수의 주파수 대역(예를 들어 900MHz, 1.8GHz, 2.3GHz, 2.6GHz 등) 중에서 현재 사용 중인 주파수 대역(예를 들어 900MHz)을 제외한 다른 주파수 대역(예를 들어 1.8GHz)으로 변경한다(S360).

본 발명의 실시예는 앞서 설명된 바와 같이, 매크로 기지국과 단말기 수준에서 통신하는 LTE 모뎀을 음영지역에 구성하고, 해당 LTE 모뎀과 유선 연결되는 펨토 기지국을 통해 음영 지역에 대한 펨토셀로 구성하여, 저가의 LTE 모뎀과 펨토 기지국을 통해 펨토셀을 구성하여 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 앞서 설명된 바와 같이, LTE 모뎀이 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하는 경우, 상기 LTE 모뎀이 자신의 위치나 안테나 위치를 조정하도록 하거나 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하도록 하거나 상기 펨토 기지국의 전송 전력을 줄이도록 하거나, 매크로 기지국의 전송 전력을 높이도록 하여 상기 LTE 모뎀이 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 함으로써 전체 시스템 효율을 향상시킬 수 있다.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 매크로 기지국과 단말기 수준에서 통신하는 LTE 모뎀을 음영지역에 구성하고, 해당 LTE 모뎀과 유선 연결되는 펨토 기지국을 통해 음영 지역에 대한 펨토셀로 구성함으로써 저가의 LTE 모뎀과 펨토 기지국을 통해 펨토셀을 구성하여 유선망 설치 비용을 절감하고, 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국 간의 무한 루프에 의한 신호 전송을 방지하여 전체 시스템 효율을 향상시키는 것으로, LTE 통신 분야, 매크로 셀 관리 분야, 펨토 셀 관리 분야 등에서 광범위하게 이용될 수 있다.

10: 스몰 셀 구성 시스템
100: 매크로 기지국 200: LTE 모뎀
300: 펨토 기지국 400: 단말기

Claims (13)

1. 매크로 기지국에 의해 형성되는 매크로 셀 내의 음영 지역을 해결하기 위해서 형성되는 스몰 셀 구성 시스템에 있어서,
   유선 선로를 통해 연결된 LTE 모뎀으로부터 상기 LTE 모뎀에서 수신한 LTE 대역 신호를 송신했는지 여부를 문의하는 TCP/IP 요청 신호를 수신하고, 상기 수신된 TCP/IP 요청 신호에 응답하여 TCP/IP 응답 신호를 전송하는 펨토 기지국; 및
   상기 LTE 대역 신호를 수신할 때, 상기 TCP/IP 요청 신호를 생성하여 상기 펨토 기지국에 전송하고, 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 응답 신호를 근거로 상기 수신된 LTE 대역 신호에 대한 상기 펨토 기지국의 전송 여부를 확인하고, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인될 때 무한 루프에 의한 신호 반복 송수신을 방지하기 위해서 설치 중 또는 운영 중인 상태에 따라 상기 LTE 모뎀의 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나의 위치를 조정을 안내하거나, 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하거나, 전송 전력 세기를 감소시키거나 또는 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키도록 하는 신호를 생성하는 상기 LTE 모뎀을 포함하는 스몰 셀 구성 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 LTE 모뎀은,
   상기 수신된 LTE 대역 신호를 TCP/IP 패킷으로 변환하고, 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며,
   상기 펨토 기지국은,
   상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 펨토 셀 내에 위치하는 하나 이상의 단말기에 LTE 신호로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 TCP/IP 응답 신호는,
   상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국에서 송신하였음을 나타내는 정보, 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국에서 송신하지 않았음을 나타내는 정보, 펨토 기지국의 식별자 정보 중 어느 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 LTE 모뎀은,
   상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국을 설치 중일 때, 상기 LTE 모뎀의 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나의 위치를 조정하도록 유도하는 안내를 제공하여 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 구성하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 LTE 모뎀은,
   상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하기 위한 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며,
   상기 펨토 기지국은,
   상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 근거로 미리 설정된 복수의 주파수 대역 중에서 현재 사용 중인 주파수 대역을 제외한 다른 주파수 대역으로 주파수 대역을 변경하고, 상기 변경된 주파수 대역으로 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 LTE 모뎀은,
   상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 펨토 기지국의 전송 전력 세기를 감소시키기 위한 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며,
   상기 펨토 기지국은,
   상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 근거로 현재 설정된 전송 전력 세기를 미리 설정된 전송 전력만큼 감소시켜 새로운 전송 전력 세기로 설정하고, 상기 설정된 새로운 전송 전력 세기로 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 LTE 모뎀은,
   상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키기 위해 상기 매크로 기지국으로부터 수신한 전력 세기를 약한 것으로 가장하는 신호를 매크로 기지국으로 제공하여 매크로 기지국과 LTE 모뎀 간 표준 전력제어 방식을 통해 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국은 1:1 연결 외에 1:N, N:1 또는 N:N으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 LTE 모뎀은 펨토 기지국에 복수로 연결되며, 복수의 LTE 모뎀 중 수신 성능이 높은 것을 이용하거나, 복수의 LTE 모뎀에서 사용중인 LTE 모뎀에 이상이 발생되는 경우 다른 LTE 모뎀을 이용하거나, 복수의 LTE 모뎀을 동시에 이용하여 용량을 확장하거나, 상기 수신된 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송된 것으로 확인될 경우 사용 중인 LTE 모뎀이 아닌 다른 LTE 모뎀을 이용하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템.
10. 매크로 기지국에 의해 형성되는 매크로 셀 내의 음영 지역을 해결하기 위해서 형성되는 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법에 있어서,
    a) LTE 모뎀을 통해, LTE 대역 신호를 수신할 때, 상기 LTE 대역 신호를 송신했는지 여부를 문의하기 위한 TCP/IP 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 TCP/IP 요청 신호를 유선 통신망을 통해 연결된 펨토 기지국에 전송하는 단계;
    b) 상기 펨토 기지국을 통해, 상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 요청 신호를 수신하고, 상기 수신된 TCP/IP 요청 신호에 응답하여 TCP/IP 응답 신호를 상기 LTE 모뎀에 전송하는 단계;
    c) 상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 응답 신호를 근거로 상기 LTE 대역 신호에 대한 상기 펨토 기지국의 전송 여부를 확인하는 단계; 및
    d) 상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 LTE 대역 신호를 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인될 때 무한 루프에 의한 신호 반복 송수신을 방지하기 위해서 설치 중 또는 운영 중인 상태에 따라 상기 LTE 모뎀 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나 위치 조정을 안내하거나, 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하거나, 전송 전력 세기를 감소시키거나 또는 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키도록 하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 생성된 TCP/IP 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송할 때, 상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 수신된 LTE 대역 신호를 TCP/IP 패킷으로 변환하고, 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하는 단계; 및
    상기 펨토 기지국을 통해, 상기 LTE 모뎀으로부터 전송되는 상기 TCP/IP 패킷으로 변환된 신호를 펨토 셀 내에 전송하는 하나 이상의 단말기에 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    상기 LTE 모뎀을 통해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국을 설치 중일 때, 상기 LTE 모뎀의 위치나 상기 LTE 모뎀의 안테나의 위치를 조정하도록 하는 안내를 제공하여 상기 펨토 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하지 않도록 구성하는 과정;
    상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국 간의 연동에 의해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 LTE 모뎀을 통해 상기 펨토 기지국의 운영 주파수 대역을 변경하기 위한 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며, 상기 펨토 기지국을 통해 상기 운영 주파수 대역 변경 요청 신호를 근거로 미리 설정된 복수의 주파수 대역 중에서 현재 사용 중인 주파수 대역을 제외한 다른 주파수 대역으로 주파수 대역을 변경하고, 상기 변경된 주파수 대역으로 신호를 전송하는 과정;
    상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국 간의 연동에 의해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 LTE 모뎀을 통해 상기 펨토 기지국의 전송 전력 세기를 감소시키기 위한 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 생성하고, 상기 생성된 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 상기 펨토 기지국에 전송하며, 상기 펨토 기지국을 통해 상기 전송 전력 세기 감소 요청 신호를 근거로 현재 설정된 전송 전력 세기를 미리 설정된 전송 전력만큼 감소시켜 새로운 전송 전력 세기로 설정하고, 상기 설정된 새로운 전송 전력 세기로 신호를 전송하는 과정; 및
    상기 LTE 모뎀과 상기 매크로 기지국 간의 연동에 의해, 상기 LTE 대역 신호가 상기 펨토 기지국에서 전송한 것으로 확인되고 상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국이 운영 중일 때, 상기 LTE 모뎀을 통해 상기 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키기 위해 상기 매크로 기지국으로부터 수신한 전력 세기를 약한 것으로 가장하는 신호를 매크로 기지국으로 제공하여 매크로 기지국과 LTE 모뎀 간 표준 전력제어 방식을 통해 매크로 기지국의 전송 전력 세기를 증가시키는 과정 중 어느 하나의 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 LTE 모뎀과 상기 펨토 기지국은 1:1 연결 외에 1:N, N:1 또는 N:N으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스몰 셀 구성 시스템의 제어 방법.

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