KR101704814B1 - 이동통신 셀과 연계하여 펨토 셀의 에너지 절약을 위한 전력 제어 시스템 및 그 제어방법과, 그 전력 제어 시스템에 포함된 펨토 셀 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

이동통신 셀과 연계하여 펨토 셀의 에너지 절약을 위한 전력 제어 시스템 및 그 제어방법과, 그 전력 제어 시스템에 포함된 펨토 셀 제어장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템 및 그 제어방법과, 그 전력 제어 시스템에 포함된 펨토 셀 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 제어방법은, 상기 펨토 셀 제어장치가 펨토 셀 보다 넓은 커버리지를 갖는 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하는 단계와; 상기 펨토 셀 제어장치가 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하고, 상기 선정된 마스터 기지국을 제어하는 마스터 기지국 제어장치에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 단계와; 상기 마스터 기지국 제어장치가 상기 펨토 셀 제어 장치로부터 슬립 모드 전환 상태 정보가 수신되면 다른 이동통신 셀에 포함된 기지국과의 로드 밸런싱을 수행하고, 상기 일군의 펨토 셀에서 발생하는 통신이 이동통신 셀에 포함된 기지국들에 의해 직접 처리되도록 SON(Self-Organizing Network)을 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 셀과 연계하여 펨토 셀의 에너지 절약을 위한 전력 제어 시스템 및 그 제어방법과, 그 전력 제어 시스템에 포함된 펨토 셀 제어장치 및 그 제어방법{POWER CONTROL SYSTEM OF FEMTO CELL CONNECTED WITH MOBILE COMMUNICATION CELL FOR ENERGY-SAVING AND CONTROL METHOD THEREOF, FEMTO CELL CONTROL APPARATUS COMPRISED IN THE POWER CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템 및 그 제어방법과, 그 전력 제어 시스템에 포함된 펨토 셀 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동통신 셀과 적어도 일부 중첩된 셀 반경을 갖는 펨토 셀에 구비된 무선 접속 장치들에 대한 효율적 전력 제어 방안을 제시하는 즉, "energy saving" 달성을 위해 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템 및 그 제어방법과, 그 전력 제어 시스템에 포함된 펨토 셀 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
셀룰러(cellular) 방식의 무선통신 시스템에서는 셀 내의 지리적 요건, 단말과 기지국 간의 거리 혹은 단말의 이동으로 인하여 채널 상태가 열악해짐으로써, 해당 단말과 기지국 간의 통신이 원활하게 수행되지 못하는 현상이 발생한다. 특히, 단말이 사무실 및 가옥과 같은 밀폐된 건물 내에 위치하는 경우에 기지국과 단말 간의 채널이 매우 열악해짐으로써 전파 음영 지역이 형성되며, 이러한 전파 음영 지역에 위치한 단말은 기지국과 원활한 통신을 수행하지 못하게 된다.
물론 음영 지역이 발생하지 않기 위해 기지국 간의 거리를 좁게 하거나 또는 기지국의 송출 전력을 크게 하는 방안이 있을 수 있으나 해당 건물 등에서 발생하는 통신을 처리하기 위해 항상 기지국 구성을 새로 하거나 기지국에서 과도하게 전력을 소모하는 것은 비용 측면에서 적절한 방안은 아니다.
이에 따라, 최근에는 이러한 건물 등 옥내 무선 통신 서비스 문제를 해결하면서 높은 수준의 데이터 서비스를 더 많은 사용자에게 제공하기 위한 펨토 셀(Femto-cell) 개념이 제안되고 있다.
펨토 셀은 옥내에 설치된 광대역 망을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 펨토 기지국(Femto eNB 혹은 Home eNB)에 의해 형성되는 작은 셀 영역으로, 매크로 셀(macro-cell)에 비해 매우 작은 셀 영역을 가지기 때문에 하나의 매크로 셀 영역 내에 다수의 펨토 셀이 설치될 수 있다.
예를 들어 하나의 건물에는 각 층마다 별도의 펨토 기지국이 설치되어 일군의 펨토 셀을 형성하고, 이러한 일군의 펨토 셀에서 발생한 통신은 해당 건물 단위의 소정 게이트웨이를 통해 이동통신망에 전송될 수 있다. 이때 일군의 펨토 셀과 이동통신망의 셀 간에는 예를 들어 아이피 주소에 기반한 인터넷망이 존재할 수도 있다.
그런데 일반적으로 펨토 기지국(Femto eNB)에 의해 운영되는 펨토 셀은 일반적인 기지국(eNB)에 의해 운영되는 이동통신 셀과 적어도 일부가 중첩되게 된다.
즉, 상술한 바와 같이 펨토 셀은 이동통신 셀 내에 위치하면서도 옥내와 같은 특수한 지역에서 발생하는 통신을 처리하기 위해 도입된 것으로서, 실제로는 이동통신 셀 내에 포함되는 소정 영역을 각각의 펨토 셀이 담당하는 것이다.
그런데 건물과 같이 각 층마다 소정의 펨토 셀이 형성되어 각 층별 통신을 처리하도록 구성된 경우, 각 층의 펨토 기지국은 24시간 동작을 수행해야만 한다.
그러나 아파트 건물과는 달리 오피스 건물과 같이 상주하는 인원이 거의 없고, 따라서 일과 중(즉, 근무 시간)에만 무선 통신 소요가 많이 발생하고 근무 시간 이후에는 무선 통신 소요가 대폭 줄어드는 경우에는 해당 건물 내에 구비된 각 펨토 기지국을 24시간 켜 놓고 있는 것은 전력 낭비에 해당한다.
그럼에도 불구하고 지금껏 이러한 펨토 셀에서의 전력 낭비를 해결할 수단의 제시가 이루어지지 않고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 이동통신 셀과 연계한 일군의 펨토 셀에 구비된 각 펨토 기지국에 대한 전력 제어를 효율적으로 하여 energy saving(에너지 절감)을 할 수 있는 펨토 셀의 전력 제어 시스템 및 그 제어방법과, 그 전력 제어 시스템에 포함된 펨토 셀 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하는 펨토 셀 제어장치와, 기지국을 제어하는 기지국 제어장치로 이루어진 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 제어방법은, 상기 펨토 셀 제어장치가 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하는 단계와; 상기 펨토 셀 제어장치가 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하고, 상기 선정된 마스터 기지국을 제어하는 마스터 기지국 제어장치에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 단계와; 상기 마스터 기지국 제어장치가 상기 펨토 셀 제어 장치로부터 슬립 모드 전환 상태 정보가 수신되면 다른 이동통신 셀에 포함된 기지국과의 로드 밸런싱을 수행하고, 상기 일군의 펨토 셀에서 발생하는 통신이 이동통신 셀에 포함된 기지국들에 의해 직접 처리되도록 SON(Self-Organizing Network)을 재설정하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하는 펨토 셀 제어장치의 제어방법은, 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하는 단계와; 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하고, 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하며, 상기 선정된 마스터 기지국에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템은, 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하되, 펨토 셀 보다 넓은 커버리지를 갖는 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하고, 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하고, 상기 마스터 기지국에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 펨토 셀 제어장치와; 이동통신 셀에 구비되고, 상기 펨토 셀 제어 장치로부터 슬립 모드 전환 상태 정보가 수신되면 다른 이동통신 셀에 포함된 기지국과의 로드 밸런싱을 수행하고, 상기 일군의 펨토 셀에서 발생하는 통신이 이동통신 셀에 포함된 기지국들에 의해 직접 처리되도록 SON(Self-Organizing Network)을 재설정하는 마스터 기지국 제어장치를 포함하여 구성된다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하는 펨토 셀 제어장치는, 펨토 셀 보다 넓은 커버리지를 갖는 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하는 마스터 기지국 선정부와; 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량을 판단하는 통신량 판단부와; 상기 통신량 판단부의 판단결과 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하는 모드 전환부와; 상기 모드 전환부의 슬립 모드로의 전환에 따라 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하는 전력 제어부와; 상기 마스터 기지국에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 통신부를 포함하여 구성된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 펨토 셀이 포함된 일군의 펨토 셀로 이루어진 통신 환경(예를 들어 건물에 각 층별로 펨토 셀을 형성한 통신 환경)하에서, 펨토 셀 자체 기능에 의해 처리되는 통신량이 소정의 값 이하로 내려가는 경우에는 해당 펨토 셀과 중첩 형성된 이동통신 셀의 기지국을 통해 무선 통신이 이루어지도록 하고 펨토 셀에 구비된 무선 접속 장치의 전원은 차단시킴으로써 불필요한 전력의 낭비를 막을 수 있다.
더 나아가, 이동통인 셀에 의해 처리되는 통신량이 과도하게 증가되는 경우에는 이동통신 셀에 구비된 기지국으로부터의 요청에 따라 펨토 셀이 다시 활성화되어 펨토 셀 내의 통신량은 자체 구비된 무선 접속 장치에 의해 처리함으로써 이동통신 셀과 펨토 셀 간의 새로운 로드 밸런싱 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 개략 구성도이고,
도 2는 실제 건물에 구성되는 펨토 셀의 일 예를 나타낸 것이고,
도 3은 도 1 및 도 2의 펨토 셀 제어장치의 기능 블록도이고,
도 4는 도 3의 펨토 셀 제어장치와 마스터 기지국 제어장치 간의 연결 구성을 나타낸 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 전체적인 제어흐름도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 개략 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.
도 1에서는 일군(一群)의 펨토 셀(B1~B4)과 두 개의 이동통신 셀(A,A')이 도시되었다.
여기서 펨토 셀은 100조분의 1을 의미하는 `펨토'(femto)와 이동전화의 통신 가능범위를 일컫는 `셀'(cell)을 합성한 용어로서 100조분의 1정도로 촘촘한 서비스 커버리지를 갖도록 구성된 셀을 의미한다.
동 도면에서는 이러한 펨토 셀이 여러 개 모여 있는 일군의 펨토 셀(B1~B4)이 도시되었는데, 예를 들어 건물과 같이 각 층마다 별도의 펨토 셀을 구성하는 경우 해당 건물에 구성된 각 펨토 셀은 일군의 펨토 셀(B1~B4)을 이룰 수 있다.
이동통신 셀(A,A')은 펨토 셀보다는 보다 넓은 통신 커버리지를 갖는 셀을 통칭하여 부르는 것으로서, 예를 들어 셀 반경이 5km - 30km인 "매크로 셀(Macro Cell)", 셀 반경이 500m - 1km 내외의 "마이크로 셀(Micro Cell)", 마이크로 셀과 매크로 셀 사이의 크기를 가지는 셀인 "미니 셀(Mini - Cell)등이 있다.
그러나 이러한 셀의 분류를 위한 반경 크기는 임의로 정해진 것에 불과하고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이 이동통신 셀(A,A')의 적어도 일부는 일군의 펨토 셀(B1~B4)의 커버리지 영역과 중첩될 수 있다. 이는 일군의 펨토 셀(B1~B4) 내에서 발생하는 무선 통신이 펨토 셀 내에 구비된 무선 접속 장치(101~104)를 통해 이루어질 수도 있지만 상황에 따라서 이동통신 셀(A,A')의 기지국(300,301)에 의해서도 이루어질 수 있음을 의미한다.
이에 대한 보다 상세한 설명은 후술토록 한다. 다만, 본 실시예에서 용어를 정의함에 있어서, 펨토 셀 내에 구비된 무선 접속 장치(101~104)와 이동통신 셀에 구비된 기지국(300,301)은 모두 소정의 이동통신 단말기(미 도시함)에 무선 통신 구간을 통해 통신 서비스를 제공해 주는 것으로서 유사한 기능을 수행하지만, 편의상 구분을 위해 펨토 셀에 구비된 것은 무선 접속 장치(101~104)라고 하고 이동통신 셀에 구비된 것은 기지국(300,301)이란 표현을 사용한다.
다른 표현으로 무선 접속 장치(101~104)는 HenB(Home enhanced node B)로, 기지국(300,301)은 enB(enhanced node B)로 명명할 수도 있다.
펨토 셀이 건물에 구성되어 있는 일 예가 도 2에 도시되었다.
동 도면에 도시된 바와 같이 하나의 건물에는 각 층별 무선 접속 장치(101~114)가 구비되어 각각의 펨토 셀(B1~B14)을 구성하고 있고, 해당 건물은 이동통신 셀(A,A')에 적어도 일부가 포함될 수 있다.
건물에 구비된 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~114)를 통해 이루어지는 통신은 펨토 셀 제어장치(200) 즉, 소정의 게이트웨이를 통해 외부 통신망(예를 들어 이동통신망 또는 ip 망 등)으로 연결될 수 있다.
즉, 펨토 셀 제어장치(200)는 일종의 통신 게이트웨이 역할을 수행하는 것으로서, 건물에 구비된 일군의 펨토 셀(B1~B14)과 이동통신망을 연결해주는 역할을 수행하는 것이다. 펨토 셀 제어장치(200)와 각 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~114)는 유선으로 연결됨이 바람직하다.
또한 펨토 셀 제어장치(200)는 일군의 펨토 셀(B1~B14)의 전력 제어를 수행하는데, 구체적으로 설명하면 펨토 셀 제어장치(200)는 주변의 이동통신 셀(A,A')에 포함된 기지국(300,301) 중 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국(300)으로 선정하고, 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하여 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하고, 마스터 기지국(300)에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 기능을 수행한다.
이러한 펨토 셀 제어장치(200)의 기능 블록은 도 3에 도시된 바와 같다.
즉, 펨토 셀 제어장치(200)는 통신부(210), 마스터 기지국 선정부(220), 모드 전환부(230), 통신량 판단부(240), 전력 제어부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 마스터 기지국 선정부(220)는 주변의 이동통신 셀(A,A')에 포함된 기지국(300,301) 중 해당 건물의 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국(300)으로 선정하는 기능을 수행한다.
즉, 마스터 기지국 선정부(220)는 건물에 구비된 일군의 펨토 셀을 통한 통신과 관련한 핸드오버 발생시 각 핸드오버를 처리하는 주변의 기지국 정보를 수집하고, 그 중 핸드오버 처리를 가장 많이 하는 기지국을 마스터 기지국(300)으로 선정하는 것이다.
통신량 판단부(240)는 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량을 판단하는 기능을 수행한다. 여기서 통신량의 판단은 순시 통신량을 기준으로 이루어질 수도 있고, 소정의 시간동안 발생한 평균 통신량을 기준으로 이루어질 수도 있다.
모드 전환부(230)는 통신량 판단부(240)의 판단결과 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하는 기능을 수행한다. 이때 모드 전환부(230)는 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어진 상태로 소정의 시간 동안 유지되는 경우에 슬립 모드로 전환할 수도 있다.
여기서 슬립 모드로 전환한다는 것은 후술하는 바와 같이 전력 제어(전력 off)를 위한 소정 준비 작업을 수행하는 것을 모두 포함한다. 특히 펨토 셀 제어 장치 역시 절전 모드로 진입하는 것 역시 슬립 모드 전환에 포함될 수 있다.
또한, 모드 전환부(230)는 외부로부터 웨이크 모드 전환 명령이 수신되면 웨이크 모드로 전환하는 기능도 수행하는데, 웨이크 모드는 전력 제어(전력 on)를 위한 소정 준비 작업을 수행하는 것을 모두 포함한다.
전력 제어부(250)는 모드 전환부(230)의 슬립 모드로의 전환에 따라 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치(101~114)의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하는 기능을 수행한다.
즉, 이러한 전력 제어부(250)의 제어에 따라, 예를 들어 건물에 구비된 일군의 펨토 셀의 각 무선 접속 장치(101~114)는 건물 내에 위치한 이동통신 단말기에게 무선 통신 서비스를 제공할 수 없게 되고, 따라서 건물 내에 위치한 이동통신 단말기는 후술하는 바와 같이 이동통신 셀에 구비된 기지국(300,301)에 의해 무선 통신 서비스를 제공받아야 한다.
전력 제어부(250)는 또한, 모드 전환부(230)의 웨이크 모드로의 전환에 따라 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치(101~114)의 통신 모듈의 전원이 온(ON) 되도록 제어할 수도 있다.
통신부(210)는 모드 전환부(230)의 슬립 모드 전환에 따라 마스터 기지국(300)(보다 정확히는 마스터 기지국 제어장치(310))에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 기능을 수행한다. 또한 통신부(210)는 슬립 모드 상태 정보를 전송한 마스터 기지국(300)으로부터 웨이크 모드 전환 명령을 수신할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 펨토 셀 제어장치(200)는 주변의 이동통신 셀(A,A')에 포함된 기지국(300,301) 중에서 선정된 마스터 기지국(300)과 통신하여 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하거나, 웨이크 모드 전환 명령을 수신하게 되는데, 이러한 펨토 셀 제어장치(200)와 마스터 기지국(300) 간의 관계를 도 4에 나타내었다.
동 도면에 도시된 바와 같이 펨토 셀 제어장치(200)는 적어도 하나의 무선 접속 장치(101~103)와 연결되어 펨토 셀 내의 통신을 이동 통신망에 연결되도록 하여 이동통신 서비스 기능이 가능하도록 함(여기서 펨토 셀 제어장치(200)는 이동통신망에 직접 연결되지 않고 소정의 아이피(IP : Internet Protocol)망을 거쳐 간접적으로 이동통신망에 연결될 수도 있음)과 동시에 마스터 기지국(300)과 통신하여 소정 정보를 교환할 수 있다.
한편, 소정의 이동통신 셀에 구비된 마스터 기지국(300)(즉, 마스터 기지국 제어장치(310))의 역할을 살펴보면, 펨토 셀 제어 장치로부터 슬립 모드 전환 상태 정보가 수신되면 다른 이동통신 셀(예를 들어 해당 일군의 펨토 셀에 인접한 이동통신 셀)에 포함된 기지국과의 로드 밸런싱을 수행하고, 일군의 펨토 셀에서 발생하는 통신이 이동통신 셀에 포함된 기지국들에 의해 직접 처리되도록 SON(Self-Organizing Network)을 재설정하는 기능을 수행한다. 여기서 로드 밸런싱과 SON 재설정은 동시에 이루어질 수도 있다.
즉, 마스터 기지국(300)은 펨토 셀에 인접한 다른 이동통신 셀의 기지국(이하 "슬레이브 기지국"이라 함)(301~303)과 통신하여 로드 밸런싱을 통해 펨토 셀에서 발생하는 통신이 펨토 셀의 무선 접속 장치가 아닌 이동통신 셀의 기지국들에 의해 직접 처리되도록 하고, 특히 SON 재설정을 처리하는 것이다.
여기서 SON 을 재설정한다는 것은, 예를 들어 자가 설정(Self-Configuration)을 활용하여 다른 기지국과의 자동연결과 자동설정을 통해 스스로 망을 통합하거나, 자가 최적화(Self-Optimization)를 활용하여 기 측정된 데이터를 기반으로 기지국의 출력 및 출력 특성, 네트워크 측정치 등을 자동으로 조절하거나, 자가치유(Self- Healing)를 활용하여 소정의 문제가 발생한 부분을 감지해 해당 요소를 망에서 제거시키는 것은 물론, 자가계획 (Self-Planning)을 활용하여 용량 증대, 트래픽 감시측정 결과, 최적화 결과 등에 따라 망 운용계획을 능동적으로 계산해 수립하고 적용하는 것 등, 환경에 따라 스스로 소정의 통신 서비스 제공을 위한 각종 파라미터를 자동 조정하는 것들을 모두 포함하는 광의의 의미이다.
예를 들어 마스터 기지국(300)은 펨토 셀 제어장치(200)로부터 펨토 셀 제어 장치로부터 슬립 모드 전환 상태 정보가 수신되면 슬레이브 기지국들(301~303)과 통신하여 일군의 펨토 셀에서 발생하는 통신이 이동통신 셀에 포함된 기지국들(즉, 마스터 기지국(300) 및 슬레이브 기지국)에 의해 직접 처리되도록 자원 할당 기준량을 늘리고, 해당 통신 서비스 제공 중에는 상호간 로드 밸런싱 정보를 주고받음으로써 적절한 통신 서비스가 펨토 셀에 속한 이동통신 단말기 고객들에게 제공될 수 있도록 하는 것이다.
도 4에서, 펨토 셀 제어장치(200)와 마스터 기지국(300) 간에는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 규정한 S1 인터페이스가 연결될 수 있고, 마스터 기지국(300)과 슬레이브 기지국 사이에는 3GPP에서 규정한 X2 인터페이스가 연결될 수도 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 펨토 셀 제어장치(200)와 마스터 기지국 제어장치(310) 간의 통신 및 제어 흐름을 설명한다.
우선, 도 5를 참조하여 펨토 셀에 구비된 무선 접속 장치의 파워가 오프(off) 되는 과정에 대해서 설명한다.
우선 펨토 셀 제어 장치는 해당 펨토 셀 제어 장치가 관리하는 일군의 펨토 셀 무선 접속 장치들(101~103)을 통해 이루어지는 통신량을 판단한다(단계 S1).
펨토 셀 제어장치(200)는 판단된 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우(예를 들어 퇴근 시간 이후 건물 내에서의 통신량이 급격히 떨어지는 경우)에는(단계 S3) 슬립 모드로 전환한다(단계 S5). 이때 펨토 셀 제어장치(200)는 판단된 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어진 상태가 소정의 시간 동안 유지되는 경우에만 슬립 모드로 전환할 수도 있다.
슬립 모드 전환에 따라 펨토 셀 제어 장치는 그 간 이루어진 통신에서의 핸드오버 빈도수를 기초로 마스터 기지국(300)을 선정하고(단계 S7), 그 선정된 마스터 기지국 제어장치(310)에 슬립모드 전환 상태 정보를 전송한다(단계 S9).
그리고 펨토 셀 제어장치(200)는 일군의 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~103)의 통신 모듈 파워가 OFF 되도록 제어한다(단계 S11). 이에 따라 펨토 셀에 속한 고객들은 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~103)를 통해서는 통신을 할 수 없게 되는 것이다.
한편, 펨토 셀 제어장치(200)로부터 슬립 모드 전환 상태 정보를 수신한 마스터 기지국 제어장치(310)는 펨토 셀을 커버하기 위해 파워 업 시킨다(단계 S13). 여기서 파워 업 과정에는 단순히 전력 증가 외에 마스터 보다 많은 가입자의 통신 수용을 위한 자원 할당 기준량의 증가 등도 포함될 수 있다.
또한, 마스터 기지국 제어장치(310)는 슬레이브 기지국(301~303)을 선정하는데(단계 S15), 여기서 슬레이브 기지국(301~303)은 마스터 기지국(300) 또는 일군의 펨토 셀 주변에 있는 기지국을 의미하는 것으로서, 마스터 기지국 제어장치(310)는 기 저장된 인접 기지국 리스트를 기초로 슬레이브 기지국(301~303)을 선정할 수도 있고, 또는 펨토 셀 제어장치(200)로부터 수신되는 별도의 정보(예를 들어 펨토 셀과의 핸드오버가 이루어지는 기지국 목록 정보)를 기초로 선정할 수도 있다.
마스터 기지국 제어장치(310)는 선정된 슬레이브 기지국(301~303)과 로드 밸런싱을 수행하여(단계 S17) 펨토 셀에 속한 이동통신 단말기와 직접 통신 채널을 형성하여 이동통신 서비스를 제공한다.
상기한 설명에서 파워 업 과정(단계 S13)은 생략될 수도 있고, 단지 자원 할당과 연관하여 인접 슬레이브 기지국(301~303)과의 로드 밸런싱만 수행할 수도 있다.
이에 따라 일군의 펨토 셀 내에서 발생하는 통신량이 적은 경우에는 각 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~103) 등에 대한 전원을 차단하여 전력 소모를 줄이면서도 실제적인 통신은 기지국을 통해 이루어지도록 함으로써 통신은 보장할 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~103)의 파워가 온(on) 되는 과정을 설명한다.
마스터 기지국 제어장치(310)는 자신 또는 슬레이브 기지국(301~303)을 통한 통신량을 판단하고(단계 S21), 통신량이 기 설정된 값 이하로 증가된 경우에는 즉, 통신 부하가 기 설정된 값 이상으로 증가된 경우에는(단계 S23) 웨이크 모드 전환 명령을 펨토 셀 제어장치(200)에 전송한다(단계 S25).
그리고 마스터 기지국 제어장치(310)는 펨토 셀에 속한 이동통신 단말기들의 통신이 펨토 셀 자체적으로 처리되도록 마스터 기지국(300) 및 슬레이브 기지국(301~303)의 파워 조정 등을 통해 로드 밸런싱을 수행한다(단계 S27).
한편, 마스터 기지국 제어장치(310)로부터 웨이크 보드 전환 명령을 수신한 펨토 셀 제어장치(200)는 웨이크 모드로 전환하여(단계 S29), 자신이 관리하는 일군의 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~103)의 전원(power)이 온(on) 되도록 제어한다(단계 S31).
이에 따라 이동통신 셀에 의한 통신 처리에 많은 부하가 발생하는 경우에는 전력 소모 절약을 위해 전원이 오프 되었던 일군의 펨토 셀의 무선 접속 장치(101~103)가 다시 활성화되어 각 펨토 셀 내의 통신을 처리할 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에서는 펨토 셀 제어장치(200)가 자신이 관리하는 일군의 펨토 셀을 통한 통신량에 따라서만 모드를 전환(슬립모드와 웨이크 모드 전환)하는 것을 일 예로 하였으나, 소정의 시간에 따라 모드를 전환할 수도 있고, 소정의 시간과 통신량을 함께 고려하여 모드를 전환할 수도 있음은 물론이다.
예를 들어 특정 시간대(주말과 평일이 구분된 시간대)에 따라 모드 전환이 활성화 또는 비활성화 되도록 할 수도 있어서, 실제적으로 잠재적 통신 가능성이 많음에도 불구하고 일시적 통신량 저하에 따라 일방적으로 펨토 셀 내의 무선 접속 장치(101~103)의 전원을 차단하는 경우를 방지할 수도 있다.
이러한 특정 시간대는 펨토 셀 제어장치(200)에 기 저장되어 있을 수도 있고, 예를 들어 소정의 관리 서버의 제어 신호에 따라 펨토 셀 제어장치(200)에 설정될 수도 있다.
한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 특허청구범위에 속한다면 본 발명에 포함된다는 것은 자명할 것이다.
101~114 : 무선 접속 장치 200 : 펨토 셀 제어장치
300 : 마스터 기지국 301~303 : 슬레이브 기지국
210 : 통신부 220 : 마스터 기지국 선정부
230 : 모드 전환부 240 : 통신량 판단부
250 : 전력 제어부

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하는 펨토 셀 제어장치를 포함하는 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 펨토 셀 제어장치가 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하는 단계와;
    (b) 상기 펨토 셀 제어장치가 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하고, 상기 선정된 마스터 기지국을 제어하는 마스터 기지국 제어장치에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 단계와;
    (c) 상기 마스터 기지국 제어장치가 상기 펨토 셀 제어 장치로부터 슬립 모드 전환 상태 정보가 수신되면 다른 이동통신 셀에 포함된 기지국과의 로드 밸런싱을 수행하고, 상기 일군의 펨토 셀에서 발생하는 통신이 이동통신 셀에 포함된 기지국들에 의해 직접 처리되도록 SON(Self-Organizing Network)을 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 기지국 제어장치가 통신량이 기 설정된 값 이상으로 증가하는 경우 상기 펨토 셀 제어 장치에 웨이크 모드 전환 명령을 전송하는 단계와;
    상기 펨토 셀 제어 장치가 상기 웨이크 모드 전환 명령에 따라 웨이크 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 온(ON) 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서, 상기 펨토 셀 제어장치는 기 설정된 시간대에 한하여, 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 시간 동안 기 설정된 값 이하로 유지되는 경우 슬립 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템의 제어방법.
  4. 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하는 펨토 셀 제어장치의 제어방법에 있어서,
    주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하는 단계와;
    상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하고, 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하며, 상기 선정된 마스터 기지국에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀 제어장치의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송한 마스터 기지국 제어장치로부터 웨이크 모드 전환 명령을 수신하는 단계와;
    상기 수신된 웨이크 모드 전환 명령에 따라 웨이크 모드로 전환하고, 상기 웨이크 모드로의 전환에 따라 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 온(ON) 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀 제어장치의 제어방법.
  6. 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하되, 펨토 셀 보다 넓은 커버리지를 갖는 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하고, 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하고, 상기 마스터 기지국에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 펨토 셀 제어장치와;
    이동통신 셀에 구비되고, 상기 펨토 셀 제어 장치로부터 슬립 모드 전환 상태 정보가 수신되면 다른 이동통신 셀에 포함된 기지국과의 로드 밸런싱을 수행하고, 상기 일군의 펨토 셀에서 발생하는 통신이 이동통신 셀에 포함된 기지국들에 의해 직접 처리되도록 SON(Self-Organizing Network)을 재설정하는 마스터 기지국 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터 기지국 제어장치는 통신량이 기 설정된 값 이상으로 증가하는 경우 상기 펨토 셀 제어 장치에 웨이크 모드 전환 명령을 전송하고,
    상기 펨토 셀 제어 장치는 상기 웨이크 모드 전환 명령에 따라 웨이크 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 온(ON) 되도록 제어하는 것을 특징으로 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 펨토 셀 제어장치는 기 설정된 시간대에 한하여, 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량이 기 설정된 시간 동안 기 설정된 값 이하로 유지되는 경우 슬립 모드로 전환하여 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동통신 셀과 연계한 펨토 셀의 전력 제어 시스템.
  9. 적어도 하나의 펨토 셀로 이루어진 일군의 펨토 셀의 전력 제어를 수행하는 펨토 셀 제어장치에 있어서,
    펨토 셀 보다 넓은 커버리지를 갖는 주변의 소정 이동통신 셀에 포함된 기지국 중 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 적어도 하나의 무선 접속 장치를 통한 통신의 핸드오버를 가장 빈번히 처리하는 기지국을 마스터 기지국으로 선정하는 마스터 기지국 선정부와;
    상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치를 통한 통신량을 판단하는 통신량 판단부와;
    상기 통신량 판단부의 판단결과 통신량이 기 설정된 값 이하로 떨어지는 경우 슬립 모드로 전환하는 모드 전환부와;
    상기 모드 전환부의 슬립 모드로의 전환에 따라 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 오프(OFF) 되도록 제어하는 전력 제어부와;
    상기 마스터 기지국에 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀 제어장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 슬립 모드 전환 상태 정보를 전송한 마스터 기지국 제어장치로부터 웨이크 모드 전환 명령을 수신하고,
    상기 모드 전환부는 상기 수신된 웨이크 모드 전환 명령에 따라 웨이크 모드로 전환하고,
    상기 전력 제어부는 상기 모드 전환부의 웨이크 모드로의 전환에 따라 상기 일군의 펨토 셀에 포함된 무선 접속 장치의 통신 모듈의 전원이 온(ON) 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀 제어장치.
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