KR101562525B1 - 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크에서 측정들의 수행 - Google Patents

디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크에서 측정들의 수행 Download PDF

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KR101562525B1
KR101562525B1 KR1020137034131A KR20137034131A KR101562525B1 KR 101562525 B1 KR101562525 B1 KR 101562525B1 KR 1020137034131 A KR1020137034131 A KR 1020137034131A KR 20137034131 A KR20137034131 A KR 20137034131A KR 101562525 B1 KR101562525 B1 KR 101562525B1
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도스 산토스 안드레 혼세카
에드가 퀸
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알까뗄 루슨트
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Abstract

디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)에서 측정들을 수행하기 위한 방법에 있어서, - 상기 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 셀들의 세트(508)의 프리 리소스들을 결정하는 단계로서, 상기 셀들의 세트(508)는 복수의 모바일 디바이스들을 포함하고, 상기 프리 리소스들은 상기 셀들의 세트(508)의 기지국들과 상기 복수의 모바일 디바이스들 간의 데이터 교환에 사용가능한, 상기 프리 리소스들 결정 단계; - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 결정하는 단계; - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 상기 서브세트를 프로브 모드(probing mode)로 설정하는 단계; - 상기 프로브 모드에서 상기 모바일 디바이스들의 서브세트의 위치를 결정하는 단계; - 상기 프로브 모드의 상기 모바일 디바이스들과 상기 셀들의 세트(508)의 상기 기지국들 간에 테스트 신호들을 교환하는 단계로서, 상기 테스트 신호들은 제 1 및 제 2 파일럿 신호들을 포함하고, 상기 제 1 파일럿 신호들은 상기 제 2 파일럿 신호들에 직교하고, 상기 테스트 신호들은 상기 프리 리소스들을 사용함으로써 교환되는, 상기 테스트 신호 교환 단계; - 상기 테스트 신호들의 신호 강도들 및/또는 신호 전력들의 복수의 측정들을 수행하는 단계; - 상기 복수의 측정들로부터 평균값들을 결정하는 단계; 및 - 상기 측정 결과를 제공하기 위해 상기 복수의 측정들의 상기 평균값들을 저장하는 단계를 포함하는, 상기 측정 수행 방법에 관한 것이다.

Description

디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크에서 측정들의 수행{PERFORMING MEASUREMENTS IN A DIGITAL CELLULAR WIRELESS TELECOMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 모바일 전기 통신 분야에 관한 것으로, 특히, 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크에서 측정들을 수행하는 것에 관한 것이다.
SON들(Self Organized Networks)은 쓰루풋, 커버리지, 핸드오버 품질, 에너지 소비, 등과 같은 파라미터화된 타겟들에 대한 동작을 자가-구성 및 자가-최적화할 수 있는 네트워크들이다.
상기 네트워크에서 실행되는 최적화 알고리즘들은 사용자 위치, 채널 상태 정보, 사용자 밀도, 및 사용자 이동성 프로파일과 같은 측정들 및 콘텍스트들에 대한 결정에 기초한다. 상기 네트워크의 콘텍스트의 추출은 상기 모바일에 의해 수행된 측정들 및 상기 네트워크 및 사용자들 동작 동안 네트워크 인프라스트럭처에 기초한다. 이는 예를 들어, 모바일 및 네트워크에서의 프로세싱 노력, 무선 인터페이스의 시그널링 오버헤드 및 상기 모바일의 에너지 소비 때문에 어려운 일이다.
상기 네트워크의 상기 콘텍스트를 처리하는 능력은 이들이 업데이트되는 빈도에 매우 의존하는 이러한 측정들의 신뢰성에 의존한다. 또한, 현재 제안들에서 상기 모바일 디바이스들은 상기 현재 네트워크 구성에 기초하여 측정들을 수행할 수 있다. 즉 모바일 디바이스는 모바일에 현재 할당된 리소스들(즉, 기지국, 주파수, 시간, 스프레딩 코드)에서 및 또한 이웃 셀들의 리소스들의 제한된 범위로 신호 품질을 측정할 수 있다고 한다.
본 발명에서, 대안적인 네트워크 구성들의 SINR과 같은 콘텍스트들의 추론을 허용하고 상기 네트워크 학습 프로세스를 부가적으로 가속화하는 방법, 네트워크 모드, 및 시그널링 전략을 제안한다.
본 발명의 목적은 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크에서 측정들을 수행하는 개선된 방법, 개선된 중앙 네트워크 엔티티, 개선된 기지국 및 개선된 컴퓨터 프로그램 제품들을 제공하는 것이다. 이들 목적들은 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 실시예들은 종속 청구항들에 기술된다.
본 발명은 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크에서 측정들을 수행하는 방법에 관한 것이다. 상기 전기 통신 네트워크의 셀들의 세트의 제 1 프리 리소스들(free resources)이 결정되거나 리소스들이 상기 목적을 위해 프리가 된다. 상기 셀들의 세트는 복수의 모바일 디바이스들을 포함한다. 상기 프리 리소스들은 상기 셀들의 세트의 기지국들과 복수의 모바일 디바이스들 간의 데이터 교환에 편리하다. 즉, 상기 프리 리소스들은 예를 들어 전화 대화들, 인터넷 접속들 또는 다른 데이터 접속들을 위해 사용될 수 있다.
상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트가 결정되고 상기 서브세트는 프로브 모드(probing mode)로 설정된다. 예를 들어, 상기 서브세트들은 상기 기지국에 의해 이들이 프로브 모드에 이용가능한지 문의될 수 있다. 상기 모바일 디바이스들의 서브세트는 예를 들어 프로브 모드로 스위칭되는 것을 수락하거나 거절할 수 있다. 후속적으로 상기 모바일 디바이스들의 서브세트의 위치가 결정된다. 이는 예를 들어 GPS 또는 갈릴레오(Galileo)와 같은 위성 내비게이션 시스템의 데이터로 수행될 수 있다. 상기 위치를 결정하기 위한 다른 가능성은 네트워크-기반 위치 결정 방법들(positioning methods)을 사용하는 것일 수 있다.
테스트 신호들이 프로브 모드의 상기 모바일 디바이스들과 상기 셀들의 세트의 상기 기지국들 사이에서 교환된다. 상기 모바일 디바이스들의 서브세트의 위치는 테스트 신호들을 교환하기 전 또는 프로브 모드 동안 상기 테스트 신호들의 지원으로 평가될 수 있다. 상기 테스트 신호들은 제 1 및 제 2 파일럿 신호들을 포함한다. 상기 제 1 파일럿 신호들은 상기 제 2 파일럿 신호들에 직교한다. 상기 테스트 신호들은 상기 프리 리소스들을 사용함으로써 교환된다. 두 종류들 이상의 파일럿 신호들이 교환될 수 있다는 것을 주의한다. 그러나, 파일럿 신호들의 각각의 세트는 상기 테스트 신호들을 교환하는데 사용된 다른 파일럿 신호들에 직교해야 한다. 직교 파일럿 신호들을 사용하는 것은 예를 들어 상기 제 1 또는 상기 제 2 파일럿 신호들이 송신되지 않았다면 상기 테스트 신호들이 어떻게 교환되었는지 간단히 계산할 수 있기 때문에 유리하다. 이러한 방식에서 예를 들어 상기 셀들의 세트의 기지국들 중 하나가 스위칭 오프되었다면 영향을 미칠 수 있게 용이하게 시뮬레이팅될 수 있다. 이러한 방식에서 이 스위칭 오프된 셀의 이웃하는 셀들의 셀 커버리지가 어떻게 변화되는지 및 상기 스위칭 오프된 셀의 이웃하는 셀들의 프리 리소스들이 상기 셀을 스위칭 오프함으로써 얼마나 영향을 받는지를 용이하게 결정할 수 있다.
본원의 아이디어는 이용가능한 프리 데이터 리소스들에서 주변 기지국들과 미리 규정된 테스트 신호들을 교환하도록 상기 네트워크에 의해 사용자들에게 요구되는, 상기 네트워크의 프로브 모드를 생성하는 것이다. 바람직하게, 상기 네트워크가 상기 프리 리소스들의 추론에 완전히 로딩되지 않을 때 상기 예들을 기회적으로 활용한다. 예로서, 대부분의 사용자들이 유휴 모드인 밤 시간에 상기 네트워크는 상기 사용자들에게 테스트/파일럿 신호들을 전송할 수 있고 그들은 상기 측정들을 다시 보고할 수 있다. 유사하게, 상기 사용자들은 상기 기지국들이 업링크 상태들을 측정할 수 있는 순서로 주변 기지국들로 테스트 신호들을 송신할 수 있다. 상기 네트워크는 또한 이 기간에 대안적인 구성들 및 리소스 할당 스킴들을 프로브할 수 있다는 것을 주의한다. 이 정보는 먼저 직후의 스케줄링 기간에 대한 셀 연관성에 대한 최적의 모바일을 계산하도록 사용될 수 있어 불필요한 셀들을 소거하거나 지능적인 리소스 할당 방법들을 사용하여 가능한 많은 에너지가 절약될 수 있다. 두번째로, 상기 측정 결과들은 GPS에 의해, 위치 설정 방법들에 기반한 네트워크에 의해 획득될 수 있거나 상기 프로브 위상 동안 상기 테스트 신호들의 지원으로 추정될 수 있는 모바일 위치 정보와 연관된다.
복수의 측정들은 상기 테스트 신호들의 신호 강도들 및/또는 신호 전력들에 관해 수행된다. 상기 복수의 측정들로부터 평균값이 결정되고 상기 측정 결과를 제공하기 위해 저장된다. 상기 복수의 측정들로부터 상기 평균 또는 달리 전처리된 값이 저장될 뿐만 아니라 모든 단일 측정의 모든 단일 결과가 저장될 수 있다는 것을 주의한다. 이는 편차로서 상기 측정 결과들의 수학적 분석을 수행하는데 유리할 것이다.
시그널링 프로토콜은 예를 들어, 소위 X-맵이라고 하는, 통계적으로 처리된 형태로 이러한 측정 결과들을 데이터베이스에 포함하는 상기 네트워크의 하나 이상의 중앙화된 엔티티들로 상기 결과들의 교환을 허용한다. 대안적으로, 상기 정보/데이터베이스는 상기 기지국들 중에서 분산된 방식으로 교환될 수 있다. 이러한 데이터로부터, 고려된 이웃 영역의 모바일들의 구별된 공간 분포를 위해 사용자 당 평균 SINR 측정들은 에너지 절약을 이유로 스위칭 오프된 셀들과 대안적인 네트워크 구성들을 평가하도록 수행될 수 있다. 그 후, 에너지 소비에 대해 개선된 네트워크 구성이 선택되고 구성될 수 있다. 이상의 문단에 설명된 솔루션과 비교하여, 이 방법은 특정한 위치 주변에 위치된 몇몇의 모바일들로부터 더 긴 시간 프레임에 걸쳐 아마도 수집된 평균 측정들에 기초한다. 따라서, 이들 데이터는 구별된 네트워크 구성에 대한 특정한 모바일의 실제 채널 조건을 반영하지 않는다. 그러나, 그들은 통계적 평균에 기초하여 달성가능한 SINR을 반영하고 따라서 더 긴 시간 스케일 상에서 스위칭 오프된 기지국들과 최적화된 네트워크 구성들을 계산하기 위해 유리하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 저장된 평균값들은 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 스위칭 오프 또는 동작 모드로부터 슬립 모드로 상기 셀들의 세트 중 적어도 하나의 셀의 스위칭의 결과를 예측하기 위해 사용된다. 상기 적어도 하나의 셀의 기지국은 동작 모드보다 슬립 모드에서 더 적은 에너지를 소비한다. 상기 결과를 예측하는 단계는 상기 적어도 하나의 셀이 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭된다면, 상기 적어도 하나의 셀의 상기 모바일 디바이스들을 서빙하기 위한 적어도 하나의 셀의 이웃하는 셀들에 필요한 제 1 리소스들의 양을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 양을 결정하는 단계는 상기 평균값들을 사용함으로써 수행된다. 즉 상기 평균값들은 상기 적어도 하나의 셀이 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭될 때 결과를 예측하기 위해 사용될 수 있다. 이는 상기 테스트 신호들의 파일럿 신호들의 직교성 때문에 가능하다. 상기 파일럿 신호들의 직교성 때문에 파일럿 신호들의 한 세트가 스위칭 오프될 때 결과적인 파일럿 신호들을 계산하기 쉽다.
상기 평균값들이 단일 값들보다 통계적으로 더 신뢰성이 있기 때문에 상기 평균값들로 계산 또는 예측 단계를 수행하는 것이 유리하다.
리소스들의 제 2 양이 결정된다. 상기 리소스들의 제 2 양은 상기 적어도 하나의 셀의 이웃하는 셀들의 모든 프리 리소스들을 포함한다. 부가적으로 상기 적어도 하나의 셀의 커버리지 영역이 결정된다. 그 후 상기 평균값들을 사용함으로써 상기 적어도 하나의 셀이 스위칭 오프될 때 상기 적어도 하나의 셀의 이웃하는 셀들이 상기 커버리지 영역의 적어도 일부를 커버하는지 여부가 결정된다. 상기 일부는 상기 적어도 하나의 셀의 상기 기지국으로 통신 접속이 확립된 적어도 하나의 셀의 모바일 디바이스들에 의해 규정된다. 상기 LTE 표준(long term evolution)에 따른 시스템에서 상기 부분은 유휴 모바일 디바이스들 및 상기 기지국과 데이터를 교환하는 디바이스들을 포함하는, 스위칭 온된 적어도 하나의 셀의 모든 모바일 디바이스들에 의해 규정된다. 상기 BCG2(Beyond Cellular Green Generation) 표준에 따른 네트워크에서 상기 부분은 상기 적어도 하나의 셀의 상기 기지국과 데이터를 교환하는 상기 적어도 하나의 셀의 모바일 디바이스들에 의해 규정된다. 이 경우 상기 부분이 유휴 모바일 디바이스들을 포함하지 않는다. 상기 BCG2 표준에 따라 시그널링 기지국들 및 데이터베이스 스테이션(database station)들이 있다. 상기 시그널링 기지국들은 항상 스위칭 온되는 반면, 상기 데이터베이스 스테이션들은 상기 각각의 셀에 트래픽이 없을 때 스위칭 오프된다. 본 발명의 실시예들에 따른 상기 셀의 슬립 모드는 상기 BCG2 표준에 따른 슬립 모드일 수 있다는 것을 주의한다. 슬립 모드의 셀은 이 경우 자신의 데이터베이스 스테이션을 스위칭 오프할 것이고 상기 시그널링 기지국만이 스위칭 온된다. 따라서 상기 기지국의 에너지 소비가 저감될 것이다.
상기 리소스들의 제 2 양이 상기 리소스들의 제 1 양보다 많은 리소스들을 포함하거나 상기 이웃 셀이 상기 커버리지 영역의 상기 적어도 일부를 커버하면 상기 적어도 하나의 셀은 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭된다. 즉 상기 적어도 하나의 셀은 상기 적어도 하나의 셀의 상기 커버리지 영역에 위치되는 상기 모바일 디바이스들의 접속이 상기 이웃 셀들에 의해 취해질 수 있을 때에만 스위칭 오프하거나 슬립 모드로 스위칭된다. 상기 모바일 디바이스들과 상기 이웃 셀들의 상기 기지국들 사이의 더 긴 거리로 인해 상기 적어도 하나의 셀의 상기 커버리지 영역에 위치되는 상기 모바일 디바이스들이 상기 적어도 하나의 셀이 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭될 때 더 많은 리소스들을 필요로 할 수 있다는 것을 주의한다. 이는 더 높은 경로 손실을 유도한다. 따라서, 동일한 데이터 쓰루풋을 보장하기 위해 더 많은 리소스들이 필요하다.
상기 모바일 무선 네트워크 내에서, 특히 저 트래픽 시간들에서 에너지 소비의 감소에 대해, 고 스펙트럼 효율 및 에너지 효율을 달성하는 것에 특히 초점을 둔다. 짧은 시간 스케일 상의 구별된 셀의 상기 무선 송신을 소거하거나 심지어 더 긴 시간 스케일 상의 완전한 기지국의 스위칭과 같은 상이한 에너지 절약 메커니즘들을 허용하기 위해 활성 사용자들의 최적의 할당을 달성하는 것이 목적이다.
상기 적어도 하나의 셀이 스위칭 오프될 때 상기 이웃 셀들의 커버리지 영역이 또한 변할 것이라는 것을 주의한다. 이는 또한 상기 복수의 측정들의 평균값들을 사용함으로써 예측되거나 계산될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 전기 통신 네트워크의 서브캐리어들 및 시간 슬롯들에 대해 복수의 측정들이 수행된다. 상기에 언급된 리소스들은 또한 본 발명의 실시예들에 따라 서브캐리어들 및 시간 슬롯들이다. 즉, 서브캐리어들은 주파수 범위들이고 시간 슬롯들은 데이터가 기지국과 모바일 디바이스 사이에서 교환될 수 있는 시간 기간들이다.
본 발명의 실시예들에 따라 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트는 상기 모바일 디바이스들의 서브세트를 상기 모바일 디바이스들의 서브세트에 대한 프로브 모드로 설정하기 위한 요청을 송신함으로써 프로브 모드로 설정된다. 그 후 프로브 모드가 상기 모바일 디바이스들 각각에 의해 수락되는지 결정된다. 예를 들어 이는 상기 모바일 디바이스들 각각에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 모바일 디바이스들은 자신들의 배터리 부하 때문에 또는 상기 사용자가 자신의 모바일 디바이스가 프로브 모드로 스위칭되는 것을 원치 않기 때문에 프로브 모드로 스위칭되는 것을 거부할 수 있다.
프로브 모드를 수락하도록 결정한 상기 모바일 디바이스들은 프로브 모드의 확인응답을 상기 기지국으로 송신한다. 상기 확인응답을 송신한 이들 모바일 디바이스들은 프로브 모드로 스위칭된다. 상기 요청에 대한 거부를 송신하거나 응답하지 않은 상기 모바일 디바이스들은 본 발명의 실시예들에 따라 프로브 모드로 스위칭되지 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 모바일 디바이스들 각각은 자신들 각각의 배터리 부하를 고려함으로써 프로브 모드가 수락되는지 결정한다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 평균값들은 중앙 네트워크 엔티티에 저장된다. 상기 중앙 네트워크 엔티티는 상기 셀들의 세트의 상기 적어도 하나의 셀의 스위칭 오프 또는 상기 셀들의 세트의 상기 적어도 하나의 셀이 동작 모드로부터 슬립 모드로의 스위칭의 결과의 예측을 수행한다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 평균값들은 복수의 측정들의 측정 결과들, 상기 셀들의 세트의 셀 식별자들, 상기 셀들의 세트의 상기 기지국들에서 상기 모바일 디바이스들의 수신된 신호 전력들과 함께 저장된다. 부가적으로 상기 평균값들을 결정하기 위해 얼마나 많은 측정들이 수행되었는지에 관한 정보가 또한 저장될 수 있다. 상기 측정들의 수가 각각의 위치에 대한 신뢰성 값 미만이면 상기 평균값들은 상기 셀들의 세트의 상기 적어도 하나의 셀의 스위칭 오프 또는 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 동작 모드로부터 슬립 모드로의 스위칭의 결과를 예측하기 위해 사용되지 않는 것이 바람직하다. 상기 신뢰성 값은 예를 들어 오퍼레이터에 의해 설정될 수 있다. 상기 신뢰성 값은 상기 예측 단계가 신뢰할 수 있는 평균값들이 상기 예측 단계를 수행하는데 이용가능한 경우에 대해서만 수행된다는 것을 보장한다. 또한 상기 셀들의 세트의 각각의 셀들에 대한 트래픽 부하들이 저장될 수 있고 상기 셀들의 세트의 각각의 셀에 대한 최대 트래픽 부하들도 저장될 수 있다. 모든 이러한 저장된 정보가 상기 예측 단계를 수행하는데 이용되는 것이 유리하다.
신뢰할 수 없는 평균값들에 기초한 예측들을 억제하는 단계는 분산된 접근 방법(decentralized approach) 및 중앙 네트워크 엔티티를 포함하는 중앙화된 접근 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 상기 평균값들 및 선택적으로 상기에 언급된 부가적인 정보는 상기 분산된 접근 방법 또는 상기 중앙화된 접근 방법의 상기 중앙 네트워크 엔티티의 복수의 기지국들에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 평균값들 및 상기 언급된 부가적인 정보가 상기 셀들의 세트의 상기 기지국들에 저장된다. 각각의 이들 기지국들은 이들 기지국들 사이에서 조화되도록(coordinate) 적응되는 것이 바람직하다. 하나의 기지국이 전체 전기 통신 네트워크의 모든 기지국과 조화되지는 않는다는 것을 주의한다. 상기 셀의 세트는 예를 들어 2 내지 20개의 기지국들, 바람직하게 2 내지 5개의 기지국들을 포함한다. 본문에서 조화한다는 것은 조화하는 기지국이 다른 기지국들의 저장장치로부터 데이터를 검출하고 본 발명의 실시예들에 따른 방법의 단계들을 수행하는 신호들을 송신함으로써 다른 기지국들에 지시하도록 적응된다는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 평균값들은 상기 셀들의 세트에 대응하는 기지국들에 저장된다. 상기 기지국들은 상기 적어도 하나의 셀의 스위칭 오프 또는 상기 적어도 하나의 셀을 동작 모드로부터 슬립 모드로 스위칭의 결과의 예측을 수행한다.
본 발명의 실시예들에 따라 프로브 모드의 상기 복수의 모바일 디바이스들의 위치를 결정하는 단계는 위성 내비게이션 데이터를 사용함으로써 및/또는 상기 전기 통신 네트워크의 데이터에 기초하는 위치 설정 방법들에 의해 수행된다. 상기 전기 통신 네트워크의 데이터는 또한 프로브 모드 동안 교환될 상기 테스트 신호들일 수 있다는 것을 주의한다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 셀들의 세트는 동적으로 결정된다. 즉 모든 측정에 대해 동일한 셀들의 세트가 선택되지 않는다. 예를 들어, 제 1 측정에 대해 상기 셀들 1, 2, 및 3이 사용되는 반면 제 2 측정에 대해 상기 셀들 2, 4, 및 5가 사용되고 제 3 측정에 대해 상기 셀들 1, 3, 및 5가 사용된다.
본 발명의 실시예들에 따라 상기 셀들의 세트는 정적으로 결정된다. 이는 상기 측정들이 항상 동일한 셀들의 세트에 대해 수행된다는 것을 의미한다. 예를 들어 제 1 복수의 측정들이 상기 셀들 1, 2, 및 3에 대해 수행되는 반면 제 2 측정은 항상 상기 셀들 4, 5, 및 6에 대해 수행된다.
본 발명의 다른 실시예는 다음의 단계들을 포함한다:
1. 네트워크는 Nu의 리소스들이 사용되고 Nf는 프리인 부하 상에서 현재 동작한다. 리소스들에 의해 서브캐리어들, 시간 슬롯들, 스프레딩 코드들, 기지국들, 등을 참조한다.
2. 상기 네트워크는 특정한 지역의 프로브 모드에 진입하기 위해 상기 오퍼레이터로부터 순서를 수신한다. 이는 예를 들어 상기 오퍼레이터에 의해 규정될 수 있거나 알고리즘이 그것을 행할 적당한 시간을 규정할 수 있다. 이는 이미 획득된 결과들의 품질 및 시간에 따른 환경의 변화들(예를 들어, 빌딩 건축, 새로운 핫 스팟 영역)에 의존할 것이다.
3. 상기 네트워크는 프로브 모드에 진입하기 위한 모든 모바일 디바이스들로 요청 신호를 브로드캐스팅한다. 모바일 디바이스는 예를 들어 휴대 전화, 태블릿, 노트북, 등과 같은 임의의 디바이스일 수 있다.
4. 각각의 모바일 디바이스는 상기 요청들을 수락할지 결정하기 위해 배터리 상태와 같은 파라미터들을 체크한다.
5. 모바일 디바이스들의 세트(Ma)가 상기 요청을 수락하고 수락을 나타내는 상기 제어 채널을 통해 피드백 신호와 함께 그들의 ID를 상기 네트워크로 전송한다. 또한, 일부 위치 정보(예를 들어, 셀 ID)가 상기 모바일들로부터 상기 기지국들로 전송된다.
6. 상기 네트워크는 이용가능한 모바일들의 현재 세트(Ma)와 이전의 측정 결과들을 포함하는 데이터베이스를 비교한다.
7. 상기 네트워크는 현재 테스트하기를 원하는 모바일들의 서브세트(M')를 상기 Ma 모바일들 중에서 결정한다. 예를 들어, 상기 네트워크는 잘 알려진 습성을 갖는 위치에 현재 존재하는 모바일들에서 테스트들을 실행하는 것에는 관심이 없을 수 있다. 한편, 상기 네트워크는 측정 결과들을 아직 충분히 갖지 못한 영역들의 모바일들을 추론하기 원할 수 있다.
8. 파일럿 신호들의 미리 규정된 시퀀스는 기지국들의 세트로부터 상기 모바일들로 송신된다. 또한, 상기 기지국들은 그들이 살펴야 하는 상기 파일럿 시퀀스들의 인덱스의 모바일 디바이스들에 통지한다.
9. 상기 모바일 디바이스들은 상기 수신된 시퀀스들에 기초하여 측정들을 실행하고 상기 기지국들로 상기 결과들을 다시 보고한다. 또한, 상기 모바일은 상기 측정들의 신뢰성 및 그들의 위치에 대한 표시자를 전송한다. 상기 위치 정보는 GPS에 의해, 네트워크 기반 위치 설정 데이터에 의해 획득되고, 또는 상기 모바일 디바이스들은 위치 추정을 위해 상기 테스트 신호들을 사용할 수 있다. 게다가, 다른 위치 측정(localization) 방법들이 활용될 수 있다.
10. 상기 모바일 디바이스들로부터 수신된 상기 정보(예를 들어, 측정 결과들, 측정 신뢰성 및 위치)는 시그널링 프로토콜의 지원 하에 상기 네트워크의 데이터베이스에 저장된다.
11. 상기 기지국들이 상기 업링크 채널을 추론할 수 있도록 업링크 테스트 신호들이 또한 상기 모바일들로부터 상기 기지국들로 브로드캐스팅될 수 있다.
12. 상기 기지국들은 데이터베이스가 저장된 상기 네트워크의 중앙 네트워크 엔티티로 상기 업데이트된 정보를 전송한다. 대안적으로, 이 정보는 상기 이웃 기지국들 전체에 확산될 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크를 위한 중앙 네트워크 엔티티에 관한 것이다. 상기 중앙 네트워크 엔티티는 예를 들어 상기 전기 통신 네트워크의 셀들의 세트의 프리 리소스들을 결정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 상기 셀들의 세트는 복수의 모바일 디바이스들을 포함하고 상기 프리 리소스들은 상기 셀들의 세트의 기지국들과 상기 복수의 모바일 디바이스들 간의 데이터를 교환하기 위해 사용가능하다. 또한, 상기 중앙 네트워크 엔티티는 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 결정하기 위한 수단 및 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 프로브 모드로 설정하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
게다가, 상기 중앙 네트워크 엔티티는 프로브 모드의 상기 복수의 모바일 디바이스들의 위치를 결정하기 위한 수단 및 프로브 모드가 되는 상기 모바일 디바이스들과 상기 셀들의 세트의 기지국들 사이에서 테스트 신호들을 교환하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 상기 테스트 신호들은 제 1 및 제 2 파일럿 신호들을 포함한다. 상기 제 1 파일럿 신호들은 상기 제 2 파일럿 신호들에 직교하고 상기 테스트 신호들은 상기 프리 리소스들을 사용함으로써 교환된다.
상기 중앙 네트워크 엔티티는 또한 상기 테스트 신호들의 신호 강도들 및/또는 신호 전력들의 복수의 측정들을 수행하기 위한 수단, 상기 복수의 측정들의 평균값들을 결정하기 위한 수단, 및 상기 복수의 측정들의 평균값들을 저장하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크의 셀에 대한 기지국에 관련된 것이다. 상기 셀은 상기 셀들의 세트에 속하고 상기 기지국은 상기 전기 통신 네트워크의 상기 셀들의 세트의 프리 리소스들을 결정하기 위한 수단을 포함한다. 상기 셀들의 세트는 복수의 모바일 디바이스들을 포함한다. 상기 프리 리소스들은 상기 셀들의 세트의 기지국들과 상기 복수의 모바일 디바이스들 간의 데이터 교환에 사용될 수 있다. 상기 기지국은 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 결정하기 위한 수단 및 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 프로브 모드로 설정하기 위한 수단을 더 포함한다. 상기 기지국은 또한 프로브 모드의 상기 복수의 모바일 디바이스들의 위치를 결정하고 프로브 모드의 상기 모바일 디바이스들과 상기 셀들의 세트의 기지국들 간의 테스트 신호들의 교환을 위한 수단을 포함한다. 상기 테스트 신호들은 제 1 및 제 2 파일럿 신호들을 포함한다. 상기 제 1 파일럿 신호들은 상기 제 2 파일럿 신호들에 직교하고 상기 테스트 신호들은 상기 프리 리소스들을 사용함으로써 교환된다.
게다가, 상기 기지국은 상기 테스트 신호들의 신호 강도들 및/또는 신호 전력들의 복수의 측정들을 수행하기 위한 수단, 상기 복수의 측정들의 평균값들을 결정하기 위한 수단, 및 상기 복수의 측정들의 평균값들을 저장하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 기지국 및/또는 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크의 중앙 네트워크 엔티티로 하여금 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 하는 상기 기지국 및/또는 상기 중앙 네트워크 엔티티에 의해 실행가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품들에 관한 것이다.
도 1은 상기 BCG2 아키텍처에 따른 네트워크의 개략도.
도 2는 상기 BCG2 아키텍처에 따라 디지털 셀룰러 네트워크에 위치된 모바일 디바이스들의 개략도.
도 3은 업링크의 사용자들로부터의 OFEM 프레임들의 개략도.
도 4는 셀을 스위칭 오프하거나 셀을 슬립 모드로 스위칭하는 것의 결과를 예측하기 위한 입력 파라미터들의 개략도.
도 5는 몇몇 기지국들에 의해 서빙되는 복수의 셀들의 개략도.
도 6은 스위칭 오프되는 셀 또는 슬립 모드로 스위칭되는 셀을 갖는 복수의 셀들의 개략도.
이들 도면들에서 유사한 번호의 요소들은 동일한 요소들이거나 동일한 기능을 수행한다. 이전에 논의된 요소들은 그 기능이 동일하다면 나중의 도면들에서 논의될 필요가 없을 것이다.
도 1은 상기 BCG2 표준에 따른 디지털 셀룰러 네트워크(셀룰러 그린 발생 네트워크들 이상)의 개략도이다. 상기 네트워크는 시그널링 네트워크(100) 및 데이터 네트워크(102)를 포함한다. 상기 시그널링 네트워크(100) 및 상기 데이터 네트워크(102)는 모두 복수의 기지국들을 포함한다. 특정 셀의 상기 기지국은 슬립 모드로 스위칭될 수 있다. 슬립 모드에서 상기 데이터 네트워크(102)의 상기 기지국은 스위칭 오프되고 상기 시그널링 네트워크(100)의 상기 기지국만이 동작한다. 이는 데이터 접속들이 없을 때 또는 상기 셀의 모바일 디바이스와 상기 기지국 간의 전기 통신 접속들이 활성일 때 수행될 수 있다. 따라서 상기 각각의 기지국의 에너지 소비가 감소된다.
도 2는 상기 BCG2 표준에 따라 디지털 셀룰러 네트워크에 위치된 3개의 모바일 디바이스들의 개략도이다. 예를 들어, 상기 모바일 디바이스 1은 데이터베이스 스테이션 1 DBS와 데이터베이스 스테이션 DBS 1과 통신한다. 통신은 인터넷 데이터와 같은 데이터 교환 또는 전화 접속의 수행을 포함할 수 있다. 상기 모바일 디바이스들 2 및 3은 유휴 모드이다. 모바일 디바이스 2는 데이터베이스 스테이션 DBS 2의 셀에 위치되고 상기 모바일 디바이스 3은 데이터베이스 스테이션 DBS 3의 셀에 위치된다. 각각의 데이터베이스 스테이션(DBS 1 내지 DBS 3)은 시그널링 기지국(SBS 1 내지 SBS 3)에 대응한다. 예를 들어, 상기 기지국들(2 및 3)이 슬립 모드로 스위칭될 수 있다. 슬립 모드에서 상기 데이터베이스 스테이션들(DBS 2 및 DBS 3)은 스위칭 오프되는 반면 상기 시그널링 기지국들(SBS 2 및 SBS 3)은 여전히 동작 모드이다. 따라서, 상기 유휴 디바이스들(2 및 3)은 여전히 상기 네트워크에 접속되고 전기 통신 접속들을 수신하거나 개시할 수 있다. 예를 들어 전기 통신 접속이 상기 모바일 디바이스(2 또는 3)에 의해 개시되면 상기 데이터베이스 스테이션(2 또는 3)이 스위칭 온되고 각각의 셀이 동작 모드로 스위칭된다.
도 1의 시나리오를 논의한다. 독립적인 시그널링 및 데이터 네트워크들이 채용된다. 주된 아이디어는 상기 데이터 네트워크에서 적응의 자유를 허용, 예를 들어, 기지국들을 스위칭 오프하지만, 여전히 상기 시그널링 기지국들에 의한 커버리지를 보장하는 것이다. 따라서, 상기 시그널링 네트워크는 현재 스위칭 오프된 기지국들의 영역들의 사용자들을 페이징할 수 있도록 낮은 데이터 레이트 및 신뢰할 수 있는 송신을 위해 설계된다. 한편 상기 사용자는 상기 시그널링 네트워크를 통해 상기 네트워크에 항상 도달할 수 있다. 이러한 방식으로, 이는 날짜에 따른 부하 변화와 함께 에너지 소비의 적응을 허용하는 매우 유연한 아키텍처이다. 이는 상기 네트워크에 대한 새로운 도전으로 다가온다. 시급한 문제는 사용자들과 기지국들 간의 채널 상태가 스위칭 오프되는지 추론할 필요성이다. 이러한 추론은 상기 네트워크가 상기 기지국이 여전히 오프이거나 스위칭 온되어야 하는지를 결정할 수 있는 순서로 필요하다.
본원의 예는 프로브 모드가 이러한 결정들을 지원하는 방법 및 상기 네트워크 관리 알고리즘에 대한 입력을 제공하는 방법을 도시한다. 상기 네트워크의 간략화된 예가 도 2에 도시된다. 간략화를 위해 여기서 중앙 제어기가 가정된다. 상기 측정 데이터베이스가 저장되고 상기 네트워크 관리 결정이 취해진다. 여기서, 3명의 사용자들이 상기 시스템에 있고 사용자 1 만이 현재 활성이다. 사용자 1 만이 활성이기 때문에, 데이터베이스 스테이션 1(DBS1) 만이 스위칭 온되고 DBS2 및 DBS3은 스위칭 오프된다. 사용자들 2 및 3은 여전히 상기 시그널링 기지국들(SBSs)에 의해 페이징될 수 있다. 게다가, 사용자들 2 및 3은 또한 상기 SBS들을 통해 음성 또는 데이터 접속을 요청한다. 이제, 사용자들 2 및 3은 유휴 모드로 남아 있고 네트워크는 상기 네트워크를 프로브하는 것에 관심이 있다는 시나리오를 가정하면, 다음 단계들이 취해진다:
1. 상기 네트워크는 저 부하 체제에서 현재 동작한다고 관찰된다. 그 후, 프로브 모드로 진입할 것을 결정한다.
2. 중앙 제어기가 BS2 및 BS3을 웨이크 업하고 프로브 모드에서 동작하도록 요구들을 전송한다.
3. 상기 SBS들은 상기 모바일들이 프로브 모드로 진입하도록 요청하는 신호를 브로드캐스팅한다.
4. 모바일 디바이스들(2 및 3)은 예를 들어, 배터리 레벨, 프로브 모드 보조금들과 같은 자신의 현재 파라미터들을 체크하고, 프로브 모드로 진입하도록 수락한다.
5. 상기 모바일 디바이스들은 상기 요청을 수락하는 상기 SBS로 신호를 전송한다. 또한, GPS 데이터를 갖는 상기 모바일들은 자신의 위치 정보를 상기 SBS들로 전송한다. GPS 데이터를 갖지 않는 상기 모바일들의 위치는 예를 들어, 상기 업링크 신호의 무선 핑거프린트(fingerprint)에 의해 결정된다.
6. 상기 제어기는 모바일 디바이스들(2 및 3)을 프로브하기 원한다고 결정한다. 모바일 디바이스들(2 및 3)을 프로브하도록 결정하는 이유들은, 예를 들어, 상기 환경의 변경, 이 위치에서 충분한 측정들이 아직 획득되지 않음과 같이 다양하다.
7. BS1은 사용자 1에게 할당된 리소스들에 관한 정보를 중앙 제어기로 전송한다. 상기 중앙 제어기는 사용자 1의 현재 송신과 중첩하지 않는 리소스들의 BS들(1, 2, 및 3)에 대해 테스트 신호들을 할당한다(도 3 참조).
8. SBS들은 상기 리소스들 및 상기 측정들에 사용될 상기 파일럿 시퀀스들의 인덱스를 통보하는 상기 모바일 사용자들에게 제어 신호들을 브로드캐스팅한다.
9. 사용자들 1, 2, 및 3은 상기 링크 품질에 대한 측정을 수행하고 이를 저장한다.
10. 상기 네트워크에 의해 공동으로 결정될 때, 이러한 측정들은 상기 정보를 중앙 제어기로 전송하는 상기 활성 BS들로 상기 모바일들로부터 업로드된다.
도 3은 OFDM 시스템의 리소스들의 개략도이다. OFDM은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(orthogonal frequency division multiplexing)을 의미한다. OFDM 프레임들의 3개의 도면들이 도시된다. 제 1 도면은 예를 들어 도 2의 DBS 1에 대응하고, 제 2 도면은 예를 들어 도 2의 DBS 2에 대응하고 제 3 도면은 도 2의 DBS 3에 대응한다. DBS 1은 동작 모드에 있고 일부 리소스들이 도 2의 모바일 디바이스(1)와 데이터를 교환하도록 사용된다. 도시된 리소스들은 특정한 시간 슬롯의 특정한 서브캐리어에 각각 대응하는 리소스 블록들을 포함한다. 서브캐리어는 또한 주파수 범위로서 참조될 수 있다. DBS 1에서 2개의 리소스 블록들은 프리 리소스들이다. 5개의 리소스 블록들은 데이터 접속들, 예를 들어, 도 2의 모바일 디바이스 1과의 데이터 접속들에 사용된다. 6개의 리소스 블록들은 제어 및/또는 시그널링 목적들을 위해 사용된다. 상기 DBS 1의 리소스들의 나머지는 프로브 모드의 모바일 디바이스들, 예를 들어, 모바일 디바이스 1과의 테스트 신호들을 교환하기 위해 사용될 수 있다.
DBS 2 및 DBS 3은 각각 프리 리소스들인 5개의 리소스 블록들을 갖는다. 상기 DBS 2 및 DBS 3의 프리 리소스 블록들은 DBS 1의 데이터 접속들을 위해 사용된 상기 리소스 블록들에 대응한다. 따라서 상기 DBS 1의 데이터 접속들과 DBS 2 및 DBS 3의 접속들 간의 간섭들이 회피된다. 기지국들(DBS 2 및 DBS 3)의 모바일 디바이스들(2 및 3)은 프로브 모드에서 상기 기지국들(DBS 2 및 DBS 3)과 테스트 신호들을 교환할 수 있다. DBS 2 및 DBS 3의 모든 프리 리소스들은 이 목적을 위해 사용될 수 있다.
상기 측정 프로세스를 더 상세히 설명하기 위해, 상기 송신된 시퀀스들이 다음의 특성이 만족되는 방식으로 구성된다:
Figure 112013117576331-pct00001
여기서, tf ,l은 선택된 리소스의 파일럿 시퀀스(서브캐리어 및 시간 슬롯)이다. 기본적으로, 이 특성은 상기 파일럿 시퀀스들이 직교라는 것을 의미한다. 이러한 파일럿들의 일 예는 LTE로부터 CAZAC 시퀀스들 또는 CDMA로부터 Hadamard 코덱들일 수 있다. 이제 상기 DBS로부터 상기 OFDM 프레임들이 도시되는, 도 3의 예를 논의한다.
사용자 k에 의해 수신된 신호가 다음과 같이 주어진다:
Figure 112013117576331-pct00002
D는 사용자 1의 데이터를 참조하고, hn ,k는 기지국 n과 사용자 k 간의 채널을 참조한다. n은 사용자 k에 의해 수신된 잡음이다. 따라서, BS n과 사용자 k 간의 평균 경로 손실은 다음과 같이 추정된다:
Figure 112013117576331-pct00003
상기 사용자는 가까운 기지국으로 측정된 경로 손실의 양자화된 버전을 전송한다. 측정된 경로 손실들에 기초하여, 상기 네트워크는 상이한 구성들의 SINR을 예측할 수 있다. 일부 예들이 여기서 주어진다:
Ｉ) BS들(2 및 3)도 온일 때 BS1에서 SINR:
Figure 112013117576331-pct00004
Ⅱ) BS 2가 온이고 BS 3이 슬립 모드일 때 BS1에서 SINR:
Figure 112013117576331-pct00005
여기서, 상기 AWGN 잡음 전력(
Figure 112013117576331-pct00006
)은 상기 BS 하드웨어의 특성이기 때문에 공지된다고 가정된다. 상기 BS들의 전력들은 각각 P1, P2 및 P3으로 표기된다.
도 4는 셀이 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭되면 상기 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크로의 영향을 결정하기 위한 입력 파라미터들의 개략도이다. 상기 입력 파라미터들은 프로브 모드에서 수행된 상기 측정들로부터 결정된 평균값들을 사용함으로써 계산된다. 예를 들어, 입력 파라미터들은 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR #1 내지 3) 및 상기 기지국들(1 내지 3)에 대응하는 에너지 소비 인덱스들(EE #1 내지 3)일 수 있다. 네트워크 관리부(400)는 이들 입력 파라미터들에 기초하여 셀이 스위칭 오프되는지 또는 슬립 모드로 스위칭되어야 하는지 결정한다. 예를 들어 유리한 에너지 절약들이 상기 신호 대 간섭 및 잡음비와 비교될 수 있다. 하나의 기지국을 스위칭 오프하거나 하나의 기지국을 슬립 모드로 스위칭함으로써 많은 에너지가 절약되고 상기 신호 대 간섭 및 잡음비가 다른 셀들 각각에서만 약간씩 증가한다면 상기 네트워크 관리부(400)는 이 셀을 슬립 모드로 스위칭하거나 이 셀을 스위칭 오프하도록 결정할 수 있다. 상기 기지국이 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭될 때 적은 양의 에너지만이 절약되고 상기 신호 대 간섭 및 잡음비가 크게 증가한다고 상기 네트워크 관리부가 결정하면 결국 상기 기지국은 스위칭 오프 또는 슬립 모드로 스위칭되지 않는다.
상기 네트워크 관리부(400)는 상기 평균값들을 사용함으로써 총 네트워크 또는 이웃하는 셀들만에 대한 영향의 예측에 기초하여 셀을 스위칭 오프하거나 셀을 슬립 모드로 스위칭하도록 결정한다는 것을 주의하는 것이 중요하다. 상기 테스트 신호들은 직교 파일럿 심볼들을 사용함으로써 교환되기 때문에 다른 이웃 셀들의 신호 대 간섭 및 잡음비에 영향을 주는 기지국을 스위칭 오프하거나 기지국을 슬립 모드로 스위칭하는 방법이 용이하게 계산될 수 있다.
상기 추정된 SINR은 도 4와 같이 이용될 수 있다. 상기 네트워크 관리 알고리즘은 가능한 네트워크 구성들의 SINR에 대한 결정 및 이러한 구성들의 에너지 소비에 기초한다. 상기 에너지 소비는 공지된다면 미리 결정될 수 있고, 또는 유럽 특허 출원 11290107.9에 개시된 방법을 사용하여 추정될 수 있다. 최적화/학습 알고리즘이 채용될 최고의 네트워크 아키텍처, 즉 스위칭 온 또는 오프될 기지국들을 규정한다.
상기 모바일이 송신기를 갖고 상기 기지국이 다운링크 주파수에서 동작할 수 있는 수신기를 갖는 경우, 프로브 모드는 전체 스펙트럼(업링크 방향의 업링크 및 다운링크)을 따라 시퀀스들을 송신함으로써 규정될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 다운링크 SINR 또는 채널이 채널 상호주의(reciprocity)에 의해 추정될 수 있다.
에너지 절약을 이유로 셀들이 전체 또는 부분적으로(예를 들어, 감소된 대역폭) 스위칭 오프되는 대안적인 네트워크 구성들을 결정하기 위해, 2개의 기준들이 LTE 시스템들(예를 들어, 이전의 실시예에서와 같이 오버레이하는(overlaying) SBS가 없는 종래의 시스템에서)에서 고려되어야 한다. 먼저, 커버리지가 상기 논의된 영역에서 유지되어야 한다. 이는 모바일 종료 및 모바일 발신된 호출들 및/또는 서비스들을 설정하고 핸드오버를 수행하기 위해 데이터 송신 및 RRC 시그널링이 반드시 실행가능해야 한다는 것을 의미한다. 두번째로, 더 힘든 요건으로서, 데이터 송신을 위한 네트워크 용량은 제공된 트래픽의 관점에서 실제로 요구된 것 미만으로 감소되지 않아야 한다는 것이다.
제 1 예로서 동작 모드인 모바일 네트워크의 모든 셀들과 함께 저 트래픽 상황을 가정한다. 에너지 절약 업무는 상기 언급된 두 기준들을 침해하지 않고 스위칭 오프될 수 있는 셀들을 선택할 것이다, 즉, 상기 언급된 두 기준들이 먼저 체크되어야 함. 셀이 구별된 사용자 요구를 서빙하기 위해 제공해야 하는 리소스들은 모바일 디바이스들과 기지국 간의 무선 링크 품질에 강하게 의존하는 특정한 데이터 레이트를 갖는다. 따라서, 상기 기준은 계획된 네트워크 구성에 대해 평가되어야 한다, 즉 상기 모바일 디바이스들의 위치, 상기 셀들의 동작 상태, 즉 동작 모드, 스위칭 오프되는지 또는 슬립 모드에 있는지, 상기 이용가능한 최상의 서빙 셀로부터 수신된 신호 강도, 및 이웃 셀들로부터 수신된 간섭을 고려한다. 기본적으로, 이웃 셀 측정들은 제한된 SINR 범위에서만 가능하다. 따라서, 상기 서빙 셀이 스위칭 오프되도록 계획되는 경우, 실제 측정들에 기초한 상기 차선의 서버에 대한 상기 링크 품질(SINR)의 추정은 다소 어렵거나 모바일 디바이스가 상기 서빙 셀의 안테나에 가깝게 위치되면 불가능하다. 또한, 제 2 예로서, 저 트래픽 기간 동안 셀이 스위칭 오프된다면 그리고 트래픽이 증가한다면, 상기 셀에 대한 스위칭이 상기 모바일 디바이스들에 기초하여 모든 잠재적인 서빙 셀들에 대한 링크 측정을 할 필요가 없는지 결정하기 어렵다.
상기 문제를 극복하고 최적의 네트워크 구성을 계산할 수 있게 하는 접근 방법은 신호 강도 측정들의 위치 상관된 통계적으로 평균된 값들을 사용하는 것이다. 이러한 값들은 이전의 실시예에서 사용된 상기 테스트 신호들과 관련하여 상기 서빙 셀로부터 및 이웃 셀들로부터 측정된 LTE에서 규정된 기존의 RSRP 및 RSRQ 측정들일 수 있다. 이러한 측정들은 예를 들어 LTE와 같은 기존의 표준에 따라 수행될 수 있다. 그러나, 이들 측정들은 이들 기존의 표준들에 의해 규정된 바와 같이 상기 파일럿 신호들에 대해서는 수행되지 않는다는 것을 주의한다. 상기 측정들은 상기 모바일 디바이스들과 상기 기지국들 간에 교환된 상기 테스트 신호들에 대해 수행된다. 후자의 테스트 신호들을 사용하는 것은 상기 RSRP 시퀀스들에 비해 상기 측정 품질을 더 향상시킨다. 게다가, 이는 모든 서브캐리어들에 대한 SINR의 추정을 허용한다. 이들 신호들은 복수의 모바일들에 의해 구별된 영역에 대해 수집된다. 일 실시예는 상기 셀 커버리지 영역이 더 작은 서브-영역들로 분할된 그리드형이고 상기 신호 강도 측정들이 상기 대응하는 서브-영역에 대해 공간적으로 상관되고, 할당되고 통계적으로 처리되는 것이다. 기본적인 아이디어는 이러한 공간적으로 상관된 신호 강도 측정들이 수집된 데이터베이스를 구축하는 것이다.
도 5는 복수의 셀들을 포함하는 디지털 셀룰러 네트워크(500)의 개략도이다. 셀들의 서브세트(501 내지 507)는 프로브 모드의 모바일 디바이스들과 테스트 신호들을 교환함으로써 측정들을 수행하기 위해 선택된다. 그리드(508)는 모바일 디바이스들이 프로브 모드로 설정될 위치들에 대응한다.
도 6은 셀(504)이 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭된다고 결정한 후 도 5의 상기 디지털 셀룰러 네트워크(500)의 개략도이다. 이 시나리오는 상기 측정들의 평균값들을 사용함으로써 예측될 수 있다. 상기 이웃 셀들(501 내지 503 및 505 내지 507)의 커버리지 영역은 상기 셀(504)이 스위칭 오프되었거나 슬립 모드로 스위칭되었기 때문에 확장한다. 상기 셀은 상기 이웃 셀들(501 내지 503 및 505 내지 507)이 상기 셀(504)의 이전 커버리지 영역에 위치된 상기 모바일 디바이스들의 데이터 접속들을 떠안기에 충분한 프리 리소스들을 가질 때에만 스위칭 오프되거나 슬립 모드로 스위칭된다.
에너지 소비에 대한 최적의 네트워크 구성에 관한 결정을 위해, 소위 서브-영역 당 "최상의 서버 리스트"인 랭크가 생성되는 것이 바람직하다. 이는 하나의 셀이 스위칭 오프된다고 고려되는 경우 상기 언급된 두 기준들이 충족되는지 여부를 추정하도록 한다. 따라서, 상기 고려중인 셀이 스위칭 오프되는 경우 커버리지를 충분히 제공할 수 있는 다른 보상 셀이 있는지 여부를 각각의 서브-영역에 대해 원칙적으로 체크할 수 있다(제 1 기준). 상기 셀이 비어 있지 않은 경우, 즉, 접속 모드의 사용자들을 서빙할 때, 각각의 사용자에 대해 체크될 수 있다. 그러면 각각의 데이터 레이트 및 서비스 품질에 대한 요구를 고려함으로써 사용자들을 서빙하기 위해 따라잡힌 물리적 무선 리소스들을 이웃들이 제공할 수 있는지 여부를 상기 사용자들을 따라잡을 각각의 이웃 셀에 대해 체크될 수 있다(제 2 기준). 이러한 필요한 물리적 리소스들의 전망은 상기 링크 컨디션의 추정, 특히 각각의 논의된 모바일 디바이스가 상기 보상 서빙 셀로부터 요구할 수 있는, SINR을 요구한다. 이러한 추정은 수집된 통계적 데이터에 기초하여 이루어지고 예를 들어 상기 보상 서빙 셀에 대한 경로 손실 및 각각의 송신 전력과 조합하여 간섭하는 이웃 셀들에 대한 경로 손실을 포함한다. 이러한 절차는 큰 규모의 페이딩(fading)을 고려하는 SINR 추정의 최악의 경우를 인정한다. 즉, 쉐도우 페이딩(shadow fading)을 포함하는 경로 손실이 고려되는 한편 작은 규모의 페이딩 또는 고속 페이딩은 명쾌하게 고려되지 않는다. 따라서, 요구된 물리적 리소스들에 관한 최악의 경우 추정이 이루어질 수 있다. 마지막으로, 스위칭 오프가 가능한지 여부를 체크하는 셀 결정 전략에 의해 셀을 사용하거나 예를 들어, 유틸리티 기반 최적화 알고리즘에 의해 에너지 소비에 대해 최적의 네트워크 구성에 관한 결정이 이루어질 수 있다.
상기 설명된 데이터 외에, 어느 셀이 현재 동작 모드이고 다른 셀의 부하를 떠맡기에 충분한 프리 리소스들을 갖는지에 대한 지식이 요구된다. 최적화된 네트워크 구성에 관한 계산들 및 결정들이 상기 기지국들의 더 큰 영역 또는 로컬 영역들 또는 심지어 분산된 영역들에 대해 중앙 서버에 의해 이루어질 수 있다.
상기 네트워크 구성을 최적화하기 위한 중앙화된 접근 방법의 경우, 수집되고 상기 데이터베이스에서 이용가능해진 정보 세트에 대한 예가 이하에 주어진다.
1) 서브-영역 당:
a) 특정한 서브-영역에서 가시적인 이웃 셀들 및 서빙 셀의 물리적 셀 ID
b) 상기 서브-영역에 대한 위치 정보
c) 관찰된 기준 심볼 신호 강도에 대한 통계적 측정(LTE: RSRP) 또는 a)에서 언급된 셀들의 관련된 송신 전력에 관한 지식과 조합하여 송신 안테나에 대한 서브-영역 간의 대응하는 경로 손실.
대안적으로, 상기 관찰된 링크 품질에 대한 통계적 측정(LTE: RSRQ)이 상기 서브-영역 내에서 관찰된다.
d) 충분한 통계적 데이터가 각각의 서브-영역에 대해 이용가능한지 여부의 표시
e) 현재 사용자 밀도/요구된 데이터 레이트(GBR/NGBR)
2) 셀 당:
a) 현재 동작 상태(온, 오프, 슬립 모드)
b) 물리적 리소스들의 최대 용량(PRB들)
c) 가능한 용량 레벨들(예를 들어, 전력 제어에 의한 에너지 절약을 위해)
d) 셀에서 사용되지 않은(즉, 스케줄링되지 않은) 물리적 리소스들의 양
이 정보를 수집하기 위해, 새로운 메시지(들)가 기지국들과 중앙 서버 사이에 도입될 것이다. 이들 메시지들은 서브-영역들의 가변 세트에 대한 정보 요소들을 포함하고, 이들 각각은 상기 포인트 1)에 리스트된 요구된 정보에 대한 서브-영역 관련 정보 요소들을 다시 포함한다. 바람직하게, 통계적 데이터의 보고가 구별된 서브-영역의 최상의 서버에 의해 이루어진다. 최상의 서버 셀로의 명백한 서브-영역의 할당이 없는 경우들이 몇몇의 셀들로부터 수신된 상기 데이터의 통계적 평가에 의해 다뤄질 것이다.
상기 기지국들 내에서 이뤄진 최적의 네트워크 구성의 최적화와 함께 분산된 접근 방법에 대해 상기 셀들 및/또는 기지국들의 조화를 위한 부가적인 시그널링이 요구된다.
100: 시그널링 네트워크
102: 데이터 네트워크
400: 네트워크 관리
500: 디지털 셀룰러 네트워크
501 내지 507: 셀들
508: 그리드

Claims (15)

  1. 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)에서 측정들을 수행하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 셀들의 세트(508)의 프리 리소스들(free resources)을 결정하는 단계로서, 상기 셀들의 세트(508)는 복수의 모바일 디바이스들을 포함하고, 상기 프리 리소스들은 상기 셀들의 세트(508)의 기지국들과 상기 복수의 모바일 디바이스들 간의 데이터 교환에 사용가능한, 상기 프리 리소스들 결정 단계;
    - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 결정하는 단계;
    - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 상기 서브세트를 프로브 모드(probing mode)로 설정하는 단계;
    - 상기 프로브 모드에서 상기 모바일 디바이스들의 서브세트의 위치를 결정하는 단계;
    - 상기 프로브 모드의 상기 모바일 디바이스들과 상기 셀들의 세트(508)의 상기 기지국들 간에 테스트 신호들을 교환하는 단계로서, 상기 테스트 신호들은 제 1 및 제 2 파일럿 신호들을 포함하고, 상기 제 1 파일럿 신호들은 상기 제 2 파일럿 신호들에 직교하고, 상기 테스트 신호들은 상기 프리 리소스들을 사용함으로써 교환되는, 상기 테스트 신호 교환 단계;
    - 상기 테스트 신호들의 신호 강도들 및/또는 신호 전력들의 복수의 측정들을 수행하는 단계;
    - 상기 복수의 측정들로부터 평균값들을 결정하는 단계; 및
    - 상기 측정 결과를 제공하기 위해 상기 복수의 측정들의 상기 평균값들을 저장하는 단계를 포함하는, 측정 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장된 평균값들은 상기 셀들의 세트(508)의 적어도 하나의 셀(504)의 스위칭 오프 또는 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀(504)의 동작 모드로부터 슬립 모드로의 스위칭의 결과를 예측하는데 사용되고, 상기 슬립 모드의 상기 적어도 하나의 셀의 기지국은 동작 모드보다 적은 에너지를 소비하고,
    상기 결과를 예측하는 단계는,
    - 상기 적어도 하나의 셀(504)이 스위칭 오프 또는 슬립 모드로 스위칭된다면, 상기 적어도 하나의 셀(504)의 상기 모바일 디바이스들을 서빙하기 위한 상기 적어도 하나의 셀(504)의 이웃 셀들(501 내지 503; 505 내지 507)에 필요한 리소스들의 제 1 양을 결정하는 단계로서, 상기 제 1 양의 결정은 상기 평균값들을 사용함으로써 수행되는, 상기 제 1 양 결정 단계;
    - 리소스들의 제 2 양을 결정하는 단계로서, 상기 리소스들의 제 2 양은 상기 이웃 셀들의 모든 프리 리소스들을 포함하는, 상기 제 2 양 결정 단계;
    - 상기 적어도 하나의 셀(504)의 커버리지 영역을 결정하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 셀이 상기 평균값들을 사용함으로써 스위칭 오프될 때 상기 적어도 하나의 셀(504)의 상기 이웃 셀들(501 내지 503; 505 내지 507)이 상기 커버리지 영역의 적어도 일부를 커버하는지 여부를 결정하는 단계로서, 상기 일부는 상기 적어도 하나의 셀의 상기 기지국으로 통신 접속을 확립한 상기 적어도 하나의 셀의 모바일 디바이스들에 의해 규정되는, 상기 결정 단계를 포함하고,
    상기 리소스들의 제 2 양이 상기 리소스들의 제 1 양보다 많은 리소스들을 포함하고 상기 이웃 셀들이 상기 커버리지 영역의 상기 적어도 일부를 커버한다면 상기 적어도 하나의 셀은 스위칭 오프 또는 슬립 모드로 스위칭되는, 측정 수행 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 측정들은 상기 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 서브캐리어들 및 시간 슬롯들에 대해 수행되는, 측정 수행 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트는,
    - 상기 모바일 디바이스들의 서브세트를 프로브 모드로 설정하기 위한 요청을 상기 모바일 디바이스들의 서브세트로 송신하는 단계;
    - 상기 프로브 모드가 상기 모바일 디바이스들 각각에 의해 수락되는지를 결정하는 단계;
    - 상기 프로브 모드를 수락하도록 결정한 모바일 디바이스들에 의해 프로브 모드의 확인응답을 송신하는 단계;
    - 상기 확인응답을 송신한 모바일 디바이스들을 상기 프로브 모드로 설정하는 단계에 의해 프로브 모드로 설정되는, 측정 수행 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 모바일 디바이스들 각각은 자신들 각각의 배터리 부하를 고려함으로써 프로브 모드가 수락되는지를 결정하는, 측정 수행 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 평균값들은 중앙 네트워크 엔티티에 저장되고, 상기 중앙 네트워크 엔티티는 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 스위칭 오프 또는 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 동작 모드로부터 슬립 모드로의 스위칭의 결과의 예측을 수행하는, 측정 수행 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 평균값들은 다음의 정보:
    - 상기 복수의 측정들의 측정 결과들;
    - 상기 셀들의 세트(508)의 셀 식별자들;
    - 상기 셀들의 세트(508)의 상기 기지국들에서 상기 모바일 디바이스들의 수신된 신호 전력들;
    - 상기 평균값들을 결정하기 위해 얼마나 많은 측정들이 수행되었는가에 관한 정보로서, 상기 측정들의 수가 상기 각각의 위치들에 대한 신뢰성 값 미만이면, 상기 평균값들은 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 스위칭 오프 또는 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 동작 모드로부터 슬립 모드로의 스위칭의 결과를 예측하는데 사용되지 않는, 상기 정보;
    - 상기 셀들의 세트의 각각의 셀에 대한 트래픽 부하들;
    - 상기 셀들의 세트의 각각의 셀에 대한 최대 트래픽 부하들과 함께 저장되는, 측정 수행 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 평균값들은 상기 셀들의 세트에 대응하는 기지국들에 저장되고, 이들 기지국들은 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 스위칭 오프 또는 상기 셀들의 세트의 적어도 하나의 셀의 동작 모드로부터 슬립 모드로의 스위칭의 시뮬레이션을 수행하는, 측정 수행 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    프로브 모드에서 상기 복수의 모바일 디바이스들의 위치를 결정하는 단계는 위성 내비게이션 데이터를 사용함으로써 및/또는 상기 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 데이터에 기초한 위치 지정 방법들에 의해 수행되는, 측정 수행 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 셀들의 세트는 동적으로 결정되는, 측정 수행 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 셀들의 세트는 정적으로 결정되는, 측정 수행 방법.
  12. 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)를 위한 중앙 네트워크 엔티티에 있어서,
    - 상기 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 셀들의 세트(508)의 프리 리소스들을 결정하기 위한 수단으로서, 상기 셀들의 세트(508)는 복수의 모바일 디바이스들을 포함하고, 상기 프리 리소스들은 상기 셀들의 세트(508)의 기지국들과 상기 복수의 모바일 디바이스들 간의 데이터 교환에 사용가능한, 상기 프리 리소스 결정 수단;
    - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 결정하기 위한 수단;
    - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 상기 서브세트를 프로브 모드로 설정하기 위한 수단;
    - 상기 프로브 모드에서 상기 복수의 모바일 디바이스들의 위치를 결정하기 위한 수단;
    - 상기 프로브 모드의 상기 모바일 디바이스들과 상기 셀들의 세트(508)의 상기 기지국들 간에 테스트 신호들을 교환하기 위한 수단으로서, 상기 테스트 신호들은 제 1 및 제 2 파일럿 신호들을 포함하고, 상기 제 1 파일럿 신호들은 상기 제 2 파일럿 신호들에 직교하고, 상기 테스트 신호들은 상기 프리 리소스들을 사용함으로써 교환되는, 상기 테스트 신호 교환 수단;
    - 상기 테스트 신호들의 신호 강도들 및/또는 신호 전력들의 복수의 측정들을 수행하기 위한 수단;
    - 상기 복수의 측정들의 평균값들을 결정하기 위한 수단; 및
    - 상기 복수의 측정들의 상기 평균값들을 저장하기 위한 수단을 포함하는, 중앙 네트워크 엔티티.
  13. 디지털 셀룰러 무선 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 셀을 위한 기지국으로서, 상기 셀은 상기 셀들의 세트(508)에 속하는, 상기 기지국에 있어서,
    - 상기 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 셀들의 세트(508)의 프리 리소스들을 결정하기 위한 수단으로서, 상기 셀들의 세트(508)는 복수의 모바일 디바이스들을 포함하고, 상기 프리 리소스들은 상기 셀들의 세트(508)의 기지국들과 상기 복수의 모바일 디바이스들 간의 데이터 교환에 사용가능한, 상기 프리 리소스 결정 수단;
    - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 서브세트를 결정하기 위한 수단;
    - 상기 복수의 모바일 디바이스들의 상기 서브세트를 프로브 모드로 설정하기 위한 수단;
    - 상기 프로브 모드에서 상기 복수의 모바일 디바이스들의 위치를 결정하기 위한 수단;
    - 상기 프로브 모드의 상기 모바일 디바이스들과 상기 셀들의 세트(508)의 상기 기지국들 간에 테스트 신호들을 교환하기 위한 수단으로서, 상기 테스트 신호들은 제 1 및 제 2 파일럿 신호들을 포함하고, 상기 제 1 파일럿 신호들은 상기 제 2 파일럿 신호들에 직교하고, 상기 테스트 신호들은 상기 프리 리소스들을 사용함으로써 교환되는, 상기 테스트 신호 교환 수단;
    - 상기 테스트 신호들의 신호 강도들 및/또는 신호 전력들의 복수의 측정들을 수행하기 위한 수단;
    - 상기 복수의 측정들의 평균값들을 결정하기 위한 수단; 및
    - 상기 복수의 측정들의 상기 평균값들을 저장하기 위한 수단을 포함하는, 기지국.
  14. 디지털 셀룰러 모바일 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 기지국으로 하여금 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법을 수행하도록 하는, 상기 기지국에 의해 실행될 수 있는 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
  15. 디지털 셀룰러 모바일 전기 통신 네트워크(100; 102; 500)의 중앙 네트워크 엔티티로 하여금 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법을 수행하도록 하는, 상기 중앙 네트워크 엔티티에 의해 실행될 수 있는 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
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