KR101750657B1 - eMBMS를 제공하는 적응형 수직 틸팅 조절 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

eMBMS를 제공하는 적응형 수직 틸팅 조절 방법 및 장치가 개시된다. 복수의 셀들(cell)로 구성된 MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Services) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Services)를 제공하는 송신 방법에 있어서, 복수의 서브 프레임들(sub-frame)로 구분되는 송신 신호를 대상으로, 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 단계, 및 상기 조절된 틸트 각도로 서브 프레임을 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

eMBMS를 제공하는 적응형 수직 틸팅 조절 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING VERTICAL TILTING ADATIVELY FOR PROVIDING eMBMS}

본 발명의 실시예들은 데이터를 전송하는 이동통신 네트워크에서, 기지국 안테나의 수직 각도를 조절하는 기술에 관한 것이다.

재해 및 재난 발생시 체계적인 명령과 재난 환경에서의 효율성을 위해 일대다 통신 기술을 이용한 재난 망을 사용하고 있다.

일대다 통신 중 하나인 eMBMS(evolved Multimedia Broadcast Multicast Services)는 3GPP에서 표준화된 것으로서, eMBMS는 복수 개의 셀들로 구성된 MBMS 서비스 영역(또는 MBMS 영역) 내에 위치한 복수 개의 단말들에게 동일한 콘텐츠를 전송한다. MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Services)를 서비스하는 송신 장치인 기지국(Base Station, BS)은 일대다 통신을 수행하며, 일대일 통신에 비해 주파수 측면에서 효율성이 매우 높다. 또한, 릴리즈 7(Release 7)에 따르면, MBSFN(MBMS Single Frequency Network)은 MBMS 서비스 영역 내 기지국들이 동일한 주파수 자원과 동기화된 신호를 사용하게 함으로써 MBSFN 영역 내 단말 관점에서 여러 기지국으로부터의 수신 신호가 셀 간의 간섭이 아니라 하나의 기지국이 전송한 신호가 다중 경로 채널을 통과하여 온 신호처럼 보이게 한다. 이에 따라, 기지국들이 단말들의 이동을 따라갈 필요가 없이 신호를 기지국에 해당하는 셀(cell)로 전송하면, 상기 셀 내에 위치하는 단말도 역시 망에게 특별히 자신의 위치를 알리지 않고도, MBSFN 영역 내 어디서든 멀티미디어 데이터(예컨대, 콘텐츠)를 수신한다.

그리고, MBSFN은 단말 관점에서 MBSFN 영역만큼 큰 다중 경로 채널을 통과하기 때문에 큰 지연(Delay)를 갖게 되며, 심볼간 간섭/부반송파간 간섭을 제거하기 위해 유니캐스트(Unicast)와 달리 extended CP(Cyclic Prefix)를 사용한다. 즉, 한 서브 프레임(sub-frame)에 Unicast와 MBSFN이 같이 사용될 수 없으며, MBSFN을 위한 서브 프레임을 할당해야 한다.

그러나, 기지국은 단말이 셀에 접속하는데 필요한 정보들을 전송해야 하므로 모든 서브프레임을 사용하지 못하고, 최대 60%까지 MBSFN용으로 사용한다. 예컨대, 미리 오퍼레이터(operator)로부터 결정된 서브 프레임만 사용이 가능하다. 이에 따라, 단말의 트래픽(traffic) 상황에 따라 스케줄링 될 수 없고 낭비되는 서브 프레임이 발생하게 된다.

재난 상황에서는 MBSFN 영역 전체에 단말들이 위치할 경우보다 특정 셀 몇 개에만 단말들이 존재할 확률이 높다. 더욱이, 단말들이 없는 MBSFN 기지국도 존재한다. 이에 따라, MBSFN 기지국의 자원낭비를 해결해야 할 필요가 있다.

MBSFN 기지국은 단말들로부터 피드백을 받지 않기 때문에 단말들의 채널 상태를 알 수 없고, 통계적인 채널 정보만 제공받는다. 결국, MBSFN 기지국은 제공받은 통계적 채널정보를 활용하여 기지국에 속하는 모든 단말들이 디코딩할 수 있는 낮은 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨을 사용해야 한다.

MBMS 서비스와 유니캐스트(Unicast) 서비스 간의 큰 차이점 중 하나는 MBSFN 영역의 셀 외곽에 위치한 단말 측면에서 이웃 기지국으로부터 오는 신호들이 간섭이 아닌 자신의 신호라는 점이다. 이에 따라, 유니캐스트(Unicast)보다 낮은 간섭을 가지며 수신 신호의 세기 향상이 가능하다. 유니캐스트(Unicast)의 경우, 안테나의 수직 각도(vertical angle)를 조절하여 이웃 셀 영역으로 자신의 신호가 간섭으로 작용하는 것을 방지하는데, MBSFN은 자신의 신호가 넘어가도 영향이 없으며 오히려 수신전력을 향상시키는 역할을 한다. 즉, 유니캐스트는 기지국의 신호가 자신의 셀 영역 내에서만 전달되고, 이웃 셀 영역으로는 신호가 넘어가지 않도록 기지국의 수직 각도가 조절된다.

MBSFN 영역에 있는 단말들의 SINR(Signal to Interference pulse Noise Ratio)은 MBSFN 기지국들로부터 전송되는 수신 신호의 합으로 이루어지며 각 수신신호는 지연에 따른 신호 손실을 반영한다.

도 1은 MBSFN 시스템 모델을 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 단말(u, 101)이 셀0(cell 0, 110)에 위치하는 경우, MBSFN 영역(area)에 속한 셀 i(120)로부터 단말(101)로 수신되는 신호의 딜레이(delay)를 τ라고 하면, 상기 신호의 딜레이는 아래의 수학식 1과 같이, 단말(101)과 셀 0(110)의 중심(111) 간의 거리

(102)와 단말(101)과 셀 i의 중심(121) 간의 거리

(103)의 차이에 기초하여 계산될 수 있다.

수학식 1에서, c는 빛의 속도

이고, Constructive Signal ratio w는 신호의 손실 계수로서 아래의 수학식 2와 같이 표현된다.

수학식 2에 따르면, 거리 차이로 구한 딜레이(τ)가 extended CP(T_CP) 보다 작으면 w는 1, 딜레이(τ)가 CP보다 길고 다음 유효 심볼 길이(T_u)에 겹치는 비율에 따라 w는 0 내지 1의 값을 가진다. 이때, 완전히 벗어나면 w는 0이 되고, 간섭으로 작용한다.

MBSFN 영역에 위치하는 각 단말에서의 수신 SINR은 아래의 수학식 3과 같이 표현된다.

수학식 3에서, MBSFN 영역 내 모든 기지국들이 전송하는 신호에 상기 w가 곱해진 수신 신호의 합이 신호(signal)을 나타내고, (1-w)가 곱해진 수신 신호의 합과 MBSFN 영역외 기지국들로부터 수신된 신호의 합은 간섭(interference)를 나타낸다.

는 MBSFN 영역 내 기지국 집합,

는 i번째 기지국으로부터 오는 수신전력,

는 잡음 밀도,

는 대역폭을 나타낸다.

수학식 3에 따르면, 유니캐스트(Unicast) 서비스의 경우, 이웃 셀로부터 단말로 수신되는 신호가 간섭이 되는 반면, 멀티캐스트(multicast) 서비스의 경우, 이웃 셀로부터 단말로 수신되는 신호가 자신의 신호임에도 불구하고, 기존의 MBSFN 기반의 멀티캐스트(multicast) 서비스에서는 유니캐스트(Unicast) 서비스와 동일한 수직 틸팅(tilting)을 적용하여 신호를 전송한다.

도 2는 종래의 유니캐스트(Unicast)의 안테나 수직 틸팅 예시를 도시한 도면이다.

도 2를 참고하면, 유니캐스트(Unicast)의 경우, 서비스해주는 셀의 신호를 제외하면 다른 셀의 신호는 모두 간섭이므로, 간섭을 최소화하기 위해, 일반적으로 자신 셀 영역의 70%에 수직 빔의 보어사이트(boresight)가 가리키도록 수직 틸팅을 수행한다. 이처럼, 수직 틸팅을 하여 기지국에서 신호를 전송함으로써, 전송된 신호가 이웃 셀로 넘어가는 양을 최소화하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 셀은 이웃 셀에 자신의 신호가 넘어가지 않도록 수직 빔의 보어사이트(boresight)가 자신의 셀을 향하도록 한다. 즉, 각 셀의 기지국은 기지국의 안테나의 수직 빔의 보어사이트가 자신의 셀을 가리키도록 한다. 예컨대, ISD 500미터를 고려하면, 각 셀들은 12°의 수직각도를 갖는 동일한 빔을 형성한다.

도 3은 종래의 유니캐스트(Unicast) 안테나 수직 틸팅 시스템 모델을 도시한 도면이다.

도 3은 ISD 500미터인 경우 멀티 셀 환경에서의 각 섹터의 각 셀의 수직 틸팅을 도시하고 있으며, 모든 셀에서의 수직 각도는 동일하게 12°를 가리키는 경우의 예시를 도시하고 있다.

기존의 멀티 셀(multi cell) 환경에서는 멀티캐스트 서비스의 경우에도 유니캐스트(Unicast)에서 적용된 수직 각도로 신호를 전송하므로, 단말이 없는 셀의 경우, MBSFN 기지국의 자원이 낭비되고 있다.

따라서, 낮은 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 결정하는 SINR이 나쁜 단말들의 성능을 향상시키기 위한 MBSFN 이웃 셀들의 수직 틸팅을 사용하여 수신 신호의 합을 높이는 기술이 필요하다.

본 발명은 eMBMS와 같은 멀티캐스트 서비스를 제공하는 멀티 셀 환경에서, 기지국에서 전송하려는 서브 프레임의 종류가 유니캐스트인지 멀티캐스트인지에 따라 기지국의 수직 틸팅을 적응적으로 조절하는 기술에 관한 것이다.

또한, 본원발명은 단말이 없거나, 적은 셀에서 낭비되는 MBSFN 기지국의 자원을 이용하여 단말에서 수신되는 신호의 합을 높이는 기술에 관한 것이다. 즉, MBSFN 이웃 셀들의 수직 틸팅(tilting)을 사용하여 eMBMS 제공받는 단말에서의 수신 신호의 합을 높이는 기술에 관한 것이다.

복수의 셀들(cell)로 구성된 MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Services) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Services)를 제공하는 송신 방법에 있어서, 복수의 서브 프레임들(sub-frame)로 구분되는 송신 신호를 대상으로, 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 단계, 및 상기 조절된 틸트 각도로 서브 프레임을 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 틸트 각도를 조절하는 단계는, 멀티캐스트 서비스를 이용하는 단말의 수에 따라 상기 틸트 각도를 적응적(Adaptive)으로 조절할 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 틸트 각도를 조절하는 단계는, 셀 내에 멀티캐스트 서비스를 이용하는 단말의 수에 기초하여 다른 셀에 존재하는 단말에게 상기 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위해 상기 안테나의 틸트 각도를 조절할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 서브 프레임의 종류가 멀티케스트에 해당하는 경우, 기지국에 속하는 단말들 중 멀티캐스트 서비스를 제공받거나 또는 제공받고자 하는 단말이 존재하는지 여부를 나타내는 MBMS 카운팅(counting) 정보를 요청하는 단계, 상기 요청에 응답하여 상기 MBMS 카운팅 정보를 수신하는 단계, 상기 MBMS 카운팅 정보를 상기 MBMS 영역 내에 위치하는 적어도 하나의 다른 기지국과 공유하는 단계, 및 상기 MBMS 카운팅 정보와 상기 다른 기지국에 속하는 단말의 MBMS 카운팅 정보에 기초하여 상기 복수의 셀들 중 상기 멀티캐스트 서비스를 지원할 타겟 셀을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 지원할 타겟 셀을 결정하는 단계는, 상기 복수의 셀들 중 자신의 셀을 제외한 나머지 셀들을 대상으로, MBMS 카운팅 정보에 기초하여 상기 멀티캐스트 서비스를 제공받는 단말이 존재하는 셀을 결정하는 단계, 상기 멀티캐스트 서비스를 제공받는 단말이 존재하는 셀의 방향과 자신의 셀의 방향에 기초하여 상기 멀티캐스트 서비스를 지원할 적어도 하나의 셀을 포함하는 셀 후보군을 결정하는 단계, 및 상기 셀 후보군에 포함된 셀들 중 적어도 하나를 상기 타겟 셀로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 틸트 각도를 조절하는 단계는, 상기 타겟 셀이 자신의 셀로 결정되면, 자신의 셀에 해당하는 틸트 각도로 상기 안테나의 틸트 각도를 조절하고, 상기 타겟 셀이 자신이 아닌 다른 셀로 결정되면, 다른 셀에 해당하는 틸트 각도로 상기 안테나의 틸트 각도를 조절할 수 있다.

복수의 셀들(cell)로 구성된 MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Services) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Services)를 제공하는 송신 장치에 있어서, 복수의 서브 프레임들(sub-frame)로 구분되는 송신 신호를 대상으로, 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 각도 조절부, 및 상기 조절된 틸트 각도로 서브 프레임을 적어도 하나의 단말로 전송하는 송수신부를 포함할 수 있다.

일측면에 따르면, 상기 서브 프레임의 종류가 멀티케스트에 해당하는 경우, 기지국에 속하는 단말들 중 멀티캐스트 서비스를 제공받거나 또는 제공받고자 하는 단말이 존재하는지 여부를 나타내는 MBMS 카운팅(counting) 정보에 기초하여 상기 복수의 셀들 중 상기 멀티캐스트 서비스를 지원할 타겟 셀을 결정하는 타겟 셀 결정부를 더 포함할 수 있다.

본원발명은, eMBMS와 같은 멀티캐스트 서비스를 제공하는 멀티 셀 환경에서, 기지국에서 전송하려는 서브 프레임의 종류가 유니캐스트인지 멀티캐스트인지에 따라 기지국의 수직 틸팅을 적응적으로 조절함으로써, 상기 종류가 멀티캐스트(MBSFN)인 경우, 유니캐스트(Unicast)와 다르게 MBSFN 영역 내 기지국들의 신호가 자기 신호이므로, 유니캐스트(Unicast) 보다 높은 SINR을 얻을 수 있다.

또한, MBSFN 기지국의 신호가 간섭이 아니라는 점을 이용하여 이웃 MBSFN 기지국들의 수신 신호의 세기를 향상시킴으로써, 단말에서의 SINR을 향상시킬 수 있다. 즉, 간섭이었던 이웃 기지국의 신호를 자기 신호로 보는 특징을 이용하여 단말들의 수신 전력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 MBSFN 시스템 모델을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 유니캐스트(Unicast)의 안테나 수직 틸팅 예시를 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 유니캐스트(Unicast) 안테나 수직 틸팅 시스템 모델을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국에서 서브 프레임의 종류에 따라 수직 틸트를 조절하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 수직 틸트를 조절하여 신호를 전송하는 송신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국 안테나의 수직 각도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국 안테나의 수직 각도 감소에 따른 수신 전력의 변화를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서브 프레임의 종류에 따라 수직 각도를 적응적으로 조절하는 상세한 동작을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 멀티캐스트 서비스를 제공 시 셀 내의 단말 분포를 고려하여 조절되는 수직 각도를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 적응적으로 수직 각도를 조절하여 MBSFN 서비스가 적용되는 멀티 셀 환경을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 자신의 셀에 최적인 안테나 수직 틸팅을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 있어서, 송신 장치가 가리키는 방향에 존재하는 이웃 셀을 결정하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시예들은 멀티 셀 환경에서, 기지국에서 전송하려는 서브 프레임의 종류가 멀티캐스트인지 유니캐스트인지 여부에 따라 기지국 안테나의 수직 틸트를 적응적으로 조절하여 신호를 전송하는 기술에 관한 것이다. 특히, 서브 프레임의 종류가 멀티캐스트인 경우, 이웃 MBSFN 기지국의 자원을 이용하여 eMBMS 등의 멀티캐스트를 제공받고 있거나, 제공받으려는 단말에서의 수신 신호의 합을 높이는 기술에 관한 것으로서, 기지국 등의 송신 장치에서의 수직 틸트 조절에 관한 것이다.

본 실시예들에서는 총 N개(예컨대, N=19)의 사이트(site)와 각각 3개의 섹터(sector)로 이루어져 있는 총 3N개의 멀티 셀 환경을 가정하여 설명하기로 한다. 본 실시예들에서, MBSFN 영역(즉, MBMS 영역)은 eMBMS 등의 멀티캐스트 서비스를 제공하는 영역을 나타내고, 리저브드 셀(reserved cell)은 eMBMS 등의 멀티캐스트 전송을 하지 않으며, 간섭 셀(Interference Cell)과 MBSFN 영역 간에 거리를 두고, 간섭 레벨을 감소시키는 완충지대 역할을 하는 셀을 나타낼 수 있다.

본원발명에서 단말은 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모든 사용자 단말들(User Equipment, UE)을 의미할 수 있으며, 멀티캐스트 및 유니캐스트 서비스에 해당하는 서브 프레임을 전송하는 송신 장치는 기지국(BS)을 의미할 수 있다. 본 실시예들에서는 멀티캐스트 서비스로서 eMBMS를 제공하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국에서 서브 프레임의 종류에 따라 수직 틸트를 조절하는 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 수직 틸트를 조절하여 신호를 전송하는 송신 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 4의 각 단계들(410 및 420 단계)은 도 5의 송신 장치(500)의 구성 요소인 송수신부(510), 타겟 셀 결정부(520) 및 각도 조절부(530)에 의해 수행될 수 있다.

410 단계에서, 각도 조절부(530)는 복수의 셀들로 구성된 멀티 셀 환경에서, MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Service) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 기지국에서 전송하고자 하는 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 적응적으로 조절할 수 있다. 여기서, MBMS 영역은 멀티 셀 환경에서 멀티캐스트 서비스를 제공하는 복수의 셀들을 포함하는 영역으로서, MBMSFN 영역으로 표현될 수도 있다.

일례로, 하나의 기지국에서 유니캐스트 서비스 및 멀티캐스트 서비스를 모두 지원할 수 있다. 이때, 서브 프레임의 종류(type)가 유니캐스트인지 또는 멀티캐스트인지에 따라, 각도 조절부(530)는 배열 안테나(array antenna)의 각 안테나 소자의 입력 위상을 조정함으로써 기계적인 방법이 아닌 전기적인 방법으로 수직 틸트를 조절할 수 있다. 예컨대, 서브 프레임의 종류가 멀티캐스트인 경우, 기지국에서 전송되는 신호가 해당 셀 밖의 이웃 셀까지 더 멀리 전송되도록 안테나의 수직각도가 유니캐스트보다 작은 값을 갖도록 조절될 수 있다. 그리고, 서브 프레임의 종류가 유니캐스트인 경우, 기지국에서 전송되는 신호가 해당 셀을 벗어나지 않도록 안테나의 수직각도가 멀티캐스트보다 큰 값을 갖도록 조절될 수 있다.

420 단계에서, 송수신부(510)는 조절된 수직 각도로 해당 서브 프레임을 전송할 수 있다.

이때, 서브 프레임의 종류에 따라 수직 각도를 적응적으로 조절하는 상세한 동작은 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.

도 6는 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국 안테나의 수직 각도를 도시한 도면이다.

도 6을 참고하면, 기지국 안테나의 틸트 각도(tilt angle), 예컨대, 수직 각도(vertical angle, 601)를 조절함으로써, 해당 기지국 내의 단말들 또는 해당 기지국의 이웃 기지국에 속하는 단말들이 eMBMS 등의 멀티캐스트 서비스를 제공받을 수 있다. 즉, 해당 셀에 속하는 기지국의 수직 각도(vertical angle)를 조절하여 이웃 셀에 속하는 단말들에서 상기 기지국에서 전송하는 신호가 수신되도록 할 수 있다. 이에 따라, 유니캐스트 서비스에서는 간섭으로 작용하던 이웃 기지국의 신호가 오히려 단말에서의 SINR을 증가시키는 역할을 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, 기지국 안테나의 수직 각도 감소에 따른 수신 전력의 변화를 도시한 도면이다.

도 7에 따르면 기지국 안테나의 수직 각도가 감소할수록 이웃 셀의 외곽에 위치하는 단말에 미치는 안테나 이득이 증가함을 확인할 수 있다. 즉, 해당 셀의 외곽에 위치하는 단말의 수신 전력은 해당 셀에 속하는 기지국 안테나의 수직 각도를 조절하기 전보다 조절한 이후에 증가할 수 있다. 이처럼, MBSFN의 경우, 이웃 셀로부터 수신되는 신호가 간섭이 아니고, 자신의 신호이므로 오히려 MBSFN의 성능이 향상될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 서브 프레임의 종류에 따라 수직 각도를 적응적으로 조절하는 상세한 동작을 도시한 흐름도이다.

도 8에서 각 단계들(801 내지 809 단계)는 도 5의 송신 장치(500)의 구성 요소인 송수신부(510), 타겟 셀 결정부(520), 및 각도 조절부(530)에 의해 수행될 수 있다. 도 8에서는 멀티 셀 환경 내의 어느 하나의 특정 셀에 속하는 기지국(송신 장치)에서 서브 프레임의 종류에 따라 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 경우를 예로 들어 설명하나, 이는 실시예에 해당되며, 멀티 셀 환경에서, MBMS 영역에 포함되는 모든 셀 각각에 속하는 기지국에서 틸트 각도를 조절하기 위한 동작이 수행될 수 있다.

송신 장치(800)에서 전송하려는 신호는 복수의 서브 프레임들로 구분되어 전송될 수 있으며, 송신 신호를 구성하는 각 서브프레임들로는 유니캐스트 서비스를 위한 프레임, 멀티캐스트 서비스를 위한 프레임이 존재할 수 있다. 이때, 전송하려는 서브 프레임의 종류에 따라 틸트 각도가 조절될 수 있다.

801 단계에서, 전송하려는 서브 프레임의 종류가 멀티캐스트(예컨대, MBSFN 서브 프레임)에 해당하는 경우(801: YES), 송수신부(510)는 셀 내에 eMBMS 등의 멀티캐스트 서비스를 이용하고 있거나, 이용하고자 하는 단말의 수를 확인할 수 있다.

802 단계에서, 송수신부(510)는 셀 내에 위치하는 단말들로 MBMS 카운팅(counting) 정보를 요청함으로써, 셀 내에서 멀티캐스트 서비스를 이용하거나, 이용하려는 단말의 수를 확인할 수 있다. 여기서, MBMS 카운팅 정보는 eMBMS 등의 멀티캐스트 서비스를 이용하고 있거나, 이용하려는 단말의 존재여부를 나타내는 정보로서, 송수신부(510)는 셀 내의 모든 단말들로 상기 MBMS 카운팅 정보의 요청을 전송할 수 있다. 그러면, 셀 내의 모든 단말들 중 멀티캐스트 서비스를 이용하고 있거나, 이용하는 단말들은 상기 요청에 응답하는 메시지를 송신 장치(500)로 피드백(feedback)할 수 있다.

예컨대, 셀 내의 100개의 단말들 중 eMBMS 이용 단말이 10개인 경우, 송수신부(510)는 10개의 단말들로부터 MBMS 카운팅 정보 요청에 대응하는 응답 메시지를 수신할 수 있다. 그리고, 송수신부(510)는 응답한 단말의 수를 카운트(count)함으로써, 해당 셀의 MBMS 카운팅 정보를 생성할 수 있다. 즉, 기지국이 속하는 해당 셀에서 멀티캐스트 서비스를 이용하는 단말의 수를 포함하는 MBMS 카운팅 정보가 생성될 수 있다. 이때, MBMS 카운팅 정보는 MBMS 영역에 위치하는 적어도 하나의 다른 기지국과 공유될 수 있다.

803 단계에서, 송수신부(510)는 생성된 MBMS 카운팅 정보에 기초하여 자신의 셀 내에서 eMBMS와 같은 멀티캐스트 서비스를 제공받고 있거나, 제공받으려는 단말의 존재 여부 및 단말의 수를 확인할 수 있다. 이때, 자신의 셀에 멀티캐스트 서비스 이용 단말이 존재하는지 여부에 따라 안테나의 틸트 각도를 조절하는 동작이 다르게 수행될 수 있다.

804 단계에서, 자신의 셀 내에 멀티캐스트 서비스(예컨대, eMBMS)를 이용하는 단말이 존재하는 것으로 확인된 경우(804:YES), 805 단계에서, 타겟 셀 결정부(520)는 eMBMS 이용 단말이 존재하는 다른 셀과 자신의 셀의 방향에 기초하여 자신의 셀을 포함한 셀 후보군(candidate)을 결정할 수 있다. 예컨대, 송신 장치(500)가 속하는 셀이 셀 1이고, 상기 이용 단말이 존재하는 다른 셀이 셀2, 셀3, 셀4인 경우, 다른 셀인 셀 2 내지 4 중 적어도 하나와 자신의 셀 1이 포함되도록 셀 후보군이 결정될 수 있다. 이때, 다른 셀 내에 eMBMS 이용 단말이 존재하는지 여부를 확인하기 위해 다른 기지국과 공유되는 다른 기지국의 MBMS 카운팅 정보가 이용될 수 있으며, 아래의 806 단계에서 셀 후보군 결정을 위해 MBMS 카운팅 정보가 이용되는 경우와 동일하므로 자세한 설명은 806 단계에서 후술하기로 한다.

다시 804 단계에서, 자신의 셀 내에 멀티캐스트 서비스(예컨대, eMBMS)를 이용하는 단말이 존재하지 않는 것으로 확인된 경우(804:NO), 806 단계에서, 타겟 셀 결정부(520)는 MBMS 영역 내의 다른 기지국들로부터 수신된 다른 기지국의 MBMS 카운팅 정보에 기초하여 MBMS 영역 내의 셀들 중에서 멀티캐스트 서비스를 이용하는 단말(즉, eMBMS 이용 단말)이 존재하는 적어도 하나의 셀을 결정할 수 있다. 그리고, 타겟 셀 결정부(520)는 eMBMS 이용 단말이 존재하는 다른 셀의 방향과 자신의 셀의 방향에 기초하여 멀티캐스트 서비스를 지원한 셀 후보군을 결정할 수 있다. 805 및 806 단계에서, 자신의 셀 내에 eMBMS 이용 단말이 존재하는지 여부에 따라 셀 후보군을 어떻게 결정하는지에 대한 자세한 설명은 도 10을 참고하여 후술하기로 한다.

807 단계에서, 타겟 셀 결정부(520)는 셀 후보군에 포함된 셀들 중에서 멀티캐스트 서비스(eMBMS)를 지원할 타겟 셀(target cell)을 결정할 수 있다. 이때, 타겟 셀 결정부(520)는 자신의 셀과 셀 후보군에 포함된 다른 셀의 셀간 거리 및 기정의된 외곽 가중치에 기초하여 셀 후보군에 포함된 셀들 중 적어도 하나의 셀을 타겟 셀로 결정할 수 있다.

808 단계에서, 각도 조절부(530)는 결정된 타겟 셀에 최적인 수직 각도로 기지국 안테나의 수직 각도를 조절할 수 있다.

이때, 결정된 타겟 셀이 자신의 셀인 경우, 각도 조절부(530)는 자신의 셀에 최적으로 기결정된 수직 각도로 안테나의 수직 각도를 조절할 수 있다. 예컨대, 자신의 셀에 최적인 수직 각도는 해당 셀의 외곽 지역 단말의 SINR이 향상되도록 수직 빔의 보어사이트(boresight)가 셀의 약 70%인 지점을 가리키도록 하는 각도로서, 6°일 수 있다. 즉, 결정된 타겟 셀이 자신의 셀인 경우, 각도 조절부(530)는 안테나의 수직 각도를 6°로 조절할 수 있다.

결정된 타겟 셀이 다른 셀 인 경우, 각도 조절부(530)는 다른 셀에 최적으로 기결정된 수직 각도로 안테나의 수직 각도를 조절할 수 있다. 즉, 기지국이 자신의 셀에는 eMBMS 이용 단말이 존재하지 않으므로, 자신의 셀이 아닌 다른 셀의 eMBMS 단말로 eMBMS를 제공하기 위해 자신의 안테나의 수직 각도를 조절할 수 있다. 이처럼, 자신의 셀이 아닌 다른 셀을 지원할 경우, 수직 각도가 낮을수록 타겟 셀의 안테나 이득이 증가할 수 있다. 이에 따라, 각도 조절부(530)는 해당 기지국의 안테나의 수직 각도를 조절하여 타겟 셀(다른 셀)의 70%을 수직 빔이 가리키도록 할 수 있다. 예컨대, 각도 조절부(530)는 셀 내의 위치하는 eMBMS 이용 단말의 분포에 따라 수직 각도를 3°또는 6°로 조절할 수 있다.

다시 801 단계를 참고하면, 전송하려는 서브 프레임의 종류가 멀티캐스트가 아닌 경우(801:NO), 즉, 서브 프레임의 종류가 유니캐스트에 해당하는 경우, 809 단계에서, 각도 조절부(530)는 안테나의 수직 각도를 유니캐스트에 해당하는 기정의된 수직 각도로 조절할 수 있으며, 송수신부(510)는 조절된 수직 각도로 유니캐스트의 서브 프레임을 전송할 수 있다. 여기서, 유니캐스트에 해당하는 수직 각도는 해당 셀의 밖으로 벗어나지 않으면서, 이웃 셀에 간섭으로 작용하지 않는 값으로 기정의될 수 있다. 예컨대, 수직 각도는 셀 전체가 아닌 셀의 특정 비율에 해당하는 지점을 수직 빔이 가리키도록 12°로 기정의될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서, 멀티캐스트 서비스를 제공 시 셀 내의 단말 분포를 고려하여 조절되는 수직 각도를 도시한 도면이다.

도 9는 서브 프레임의 종류가 멀티캐스트인 경우에, 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위해 MBMS 영역에 포함된 복수의 셀들에 위치하는 eMBMS 이용 단말의 분포를 고려하여 수직 각도를 조절하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9에 따르면, MBMS 영역에 포함된 복수의 셀들을 대상으로, 각 셀에 멀티캐스트 서비스를 이용하는 단말(eMBMS 이용 단말)이 골고루 분포하고 있는 경우(910), 각 셀에 속하는 기지국은 자신의 셀 외곽, 즉, 셀 경계(edge) 영역에 위치하는 eMBMS 이용 단말의 SINR 성능이 최대가 되도록 안테나의 수직 각도를 6°로 조절하여 서비스를 제공할 수 있다. 이처럼, 유니캐스트(수직 각도 12°)와 달리 멀티캐스트의 수직 각도가 유니캐스트의 수직각도 보다 작게 조절됨으로써, 이웃 셀로 신호가 더 많이 전달될 수 있다.

도 9에서, 가운데 셀(921)에는 eMBMS 이용 단말들이 여러 개 존재하고, 이웃 셀들(922, 923)에는 eMBMS 이용 단말이 존재하는 않는 경우(920), 가운데 셀(921)의 기지국은 자신의 셀 외곽에 위치하는 eMBMS 이용 단말의 SINR이 높아지도록, 안테나의 수직 각도를 기결정된 6°로 조절하여 서비스를 제공할 수 있다. 이때, eMBMS 이용 단말이 존재하지 않는 이웃 셀들(922, 923) 각각의 기지국은 eMBMS 이용 단말이 존재하는 가운데 셀(921)을 지원하기 위해, 안테나의 수직 빔이 가운데 셀(921)을 향하도록 하여, 안테나의 수직 각도를 3°로 조절할 수 있다.

도 9에서, MBMS 영역 내의 복수의 셀들 중 930과 같이 eMBMS 이용 단말이 분포한 경우, eMBMS 이용 단말이 존재하는 셀(931)의 기지국은 자신의 셀(931)의 외곽(셀 경계)에 위치하는 단말의 SINR을 위해 수직 각도를 12°로 조절하여 서비스를 제공할 수 있다. 그리고, eMBMS 이용 단말이 존재하지 않는 다른 셀들(이웃 셀들, 932, 933) 각각의 기지국은 상기 eMBMS 이용 단말이 존재하는 오른쪽 셀(931)을 향해 수직 각도 3°, 6°로 조절하여 서비스를 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 오른쪽 셀(931)에 위치하는 eMBMS 이용 단말의 위치 정보에 기초하여 상기 이용 단말과 eMBMS 이용 단말이 존재하지 않는 나머지 이웃 셀들(932, 933) 각각 간의 거리에 기초하여 이웃 셀의 기지국의 안테나의 수직 각도가 3°또는 6°로 조절될 수 있다. 상기 거리가 먼 경우, 왼쪽 셀(933)과 같이 신호가 오른쪽 셀(931)에 도달하도록 왼쪽 셀(933)의 기지국 안테나의 수직 각도가 3°로 조절될 수 있고, 상기 거리가 가까운 경우(오른쪽 셀(931)과 인접한 경우), 신호가 오른쪽 셀(931)에 도달하는 각도인 6°로 가운데 셀(932)의 기지국 안테나의 수직 각도가 조절될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 적응적으로 수직 각도를 조절하여 MBSFN 서비스가 적용되는 멀티 셀 환경을 도시한 도면이다.

도 10에서는 MBMS 영역에 포함된 복수의 셀들을 대상으로 후보군 셀을 결정하는 동작 및 후보군 셀에 포함된 셀들 중에서 어느 하나의 셀을 멀티캐스트 서비스를 지원할 타겟 셀로 결정하는 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 10은, 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위해 19개(N=19)의 사이트(site)와 각각 3개의 섹터(sector)로 이루어져 있어 총 3N개의 셀로 구성된 멀티 셀 환경을 도시하고 있다.

도 10에서, MBMS 서비스를 하는 MBMS 영역(즉, MBSFN 영역)은 총 7개의 셀이며, 상기 MBMS 영역을 둘러싸고 있는 리저브드 셀(reserved cell)이 12개 존재할 수 있다. 리저브드 셀(Reserved cell)은 MBSFN, 즉, 멀티캐스트 전송을 하지 않으며 간섭 셀(Interference cell)과 MBMS 영역(즉, MBSFN 영역) 사이의 거리를 두고 간섭 레벨을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 이때, 단말(UE, User Equipment)은 MBMS 영역(MBSFN 영역)을 구성하는 셀들 중 임의의 3개의 셀에만 위치하는 경우를 가정하여 설명하기로 한다. 예컨대, 셀 4(1001), 셀 5(1002) 및 셀 6(1003)에만 멀티캐스트 서비스를 제공받으려는 단말(eMBMS 이용 단말)이 존재하는 경우를 가정한다. 도 10과 같이, 단말이 없는 셀들이 존재하는 경우, 단말이 있는 셀들에게 높은 성능을 제공하도록 단말이 없는 각 셀의 수직 틸팅이 조절될 수 있다.

도 10에서, 단말이 있는 셀은 멀티캐스트 서비스를 제공받고 있거나 제공받고자 하는 단말(즉, eMBMS 이용 단말)이 존재하는 셀을 의미할 수 있다. 도 10에서 수직 틸팅은 기지국 안테나의 수직 각도를 조절하는 것을 의미할 수 있다.

자신의 셀 내에 eMBMS 이용 단말이 존재하지 않는 경우(즉, 위의 806 단계에 해당하는 경우), 타겟 셀 결정부(520)는 단말이 있는 다른 셀을 지원하기 위해 자신의 셀과 단말이 있는 셀의 방향을 확인할 수 있다. 수직 틸팅을 이용하여 이웃 셀에게 이득을 주기 위해서는 해당 셀이 바라보는 방향에 지원할 셀이 존재해야 한다. 예를 들어, 셀 1(1004)의 기지국 1에서 수직 틸팅을 통해 기지국 1의 안테나의 수직 빔이 먼 이웃 셀들을 가리킨다 해도, 수평 각도에 의해 셀 2, 셀 4 내지 셀 7은 영향을 받지 않을 수 있다. 마찬가지로, 수직 틸팅을 하더라도 기지국의 안테나가 가리키는 방향에 따라 다른 셀 내의 단말에서의 SINR에 변화가 없거나 변화가 크지 않는 지역이 존재할 수 있다. 이에 따라, 자신의 셀과 다른 셀의 방향을 확인하기 위해서는 자신의 셀의 기지국의 위치와 단말이 있는 셀의 중심(또는 커버리지)이 제공될 수 있다.

예컨대, 자신의 셀이 가리키는 방향(즉, 바라보는 방향)에 지원할 셀(eMBMS 이용 단말이 존재하는 다른 셀)이 존재하는지를 확인하기 위해, 송수신부(510)는 상기 지원할 셀에 속하는 기지국의 위치 정보와 상기 지원할 셀의 중심(또는 커버리지)를 상기 지원할 셀의 기지국으로부터 수신할 수 있다. 이외에, MBMS 영역에 포함된 모든 기지국들은 자신의 기지국의 위치 정보와 셀의 중심(또는 커버리지)를 서로 공유할 수도 있다.

그러면, 상기 지원할 셀의 기지국의 위치 정보와, 지원할 셀의 중심(또는 커버리지), 및 자신의 셀이 가리키는 방향에 기초하여 지원할 셀이 자신의 셀이 바라보는 방향에 존재하는지 여부가 확인될 수 있다.

그리고, 타겟 셀 결정부(520)는 MBMS 영역 내의 eMBMS 이용 단말이 존재하는 셀들 중 자신의 셀이 가리키는 방향에 존재하는 셀을 대상으로 셀 후보군을 결정할 수 있다. 이때, 타겟 셀 결정부(520)는 자신의 셀이 가리키는 방향에 존재하는 셀 중에서도 거리 및 외곽 가중치에 기초하여 셀 후보군을 결정할 수 있다.

예를 들어, 셀 3의 기지국에서 eMBMS 이용 단말이 존재하는 셀들 중 어느 하나의 셀을 지원하고자 하는 경우, 타겟 셀 결정부(520)는 eMBMS 이용 단말이 존재하는 셀들(1001, 1002, 1003)중 셀 3의 기지국과 거리가 가깝거나 또는 MBMS 영역의 외곽에 존재하는 셀 중 하나를 타겟 셀(target cell)로 결정할 수 있다. 셀 4(1001), 셀 5(1002) 및 셀 6(1003) 중 셀 3의 기지국 안테나 방향이 가리키는 셀 4(1001)와 셀 5(1002)가 셀 후보군으로 결정될 수 있다. 이때, 셀 후보군에 포함된 셀 4(1001)와 셀 5(1002) 중 셀 3과의 거리가 가까운 셀 4보다는 외곽 가중치에 따라 MBMS 영역의 외곽에 위치하는 셀 5가 타겟 셀로 결정될 수 있다. 즉, 거리와 외곽 셀 중 거리가 가까운 셀보다는 외곽 셀의 우선 순위가 더 높게 기정의될 수 있으며, 네트워크 환경에 따라 거리의 우선 순위가 외곽 셀의 우선순위보다 더 높게 기정의될 수도 있다. 이처럼, 최종적으로 타겟 셀이 셀 5로 결정됨에 따라, 각도 조절부(530)는 셀 3의 기지국의 신호가 셀 5에 도달하도록 안테나의 수직 각도를 조절할 수 있다. 여기서, 수직 각도는 eMBMS 이용 단말의 분포에 따라 3도, 6도 등과 같이 서로 다른 각도로 조절될 수 있으며, 수직 각도를 조절하는 동작은 도 9에서 이미 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

다시 도 10에서, 자신의 셀 내에 eMBMS 이용 단말이 존재하는 경우(즉, 위의 805 단계에 해당하는 경우), 타겟 셀 결정부(520)는 단말이 있는 다른 셀을 지원하기 위해 자신의 셀과 단말이 있는 셀의 방향을 확인할 수 있다. 이때, 자신의 셀을 포함하여 eMBMS 이용 단말이 존재하는 셀이 1개인 경우와 2이상인 경우로 구분하여 셀 후보군 결정을 위한 동작이 수행될 수 있다. 예를 들어, 단말이 존재하는 셀이 1개인 경우, 즉, 자신의 셀에만 eMBMS 이용 단말이 존재하는 경우, 각도 조절부(530)는 자신의 셀에 최적인 수직 각도로 안테나의 수직 각도(예컨대, 6도)를 조절할 수 있다.

그리고, 단말이 존재하는 셀이 2이상인 경우, 송수신부(510)는 단말이 있는 셀들의 위치 정보를 수신할 수 있다. 즉, 송수신부(510)는 eMBMS 이용 단말이 존재하는 다른 셀들의 기지국으로부터 해당 셀의 중심(또는 커버리지), 해당 셀의 기지국의 위치 정보를 수신할 수 있다. 그러면, 타겟 셀 결정부(520)는 다른 셀의 위치 정보(다른 셀의 중심, 기지국의 위치 정보)와 자신의 셀의 위치 정보에 기초하여, 단말이 존재하는 다른 셀들 중 자신의 셀이 가리키는 방향에 해당하는 다른 셀들을 결정할 수 있다. 여기서, 자신의 셀이 가리키는 방향에 해당하는 다른 셀을 결정하는 구성은 도 12를 참고하여 후술하기로 한다.

그리고, 타겟 셀 결정부(520)는 자신의 셀이 가리키는 방향에 해당하는 것으로 결정된 적어도 하나의 다른 셀(즉, 이웃 셀)과 자신의 셀을 포함하도록 셀 후보군을 결정할 수 있다. 그리고, 타겟 셀 결정부(520)는 거리 및 외곽 가중치에 기초하여 셀 후보군에 포함된 셀들 중 어느 하나를 멀티캐스트 서비스를 지원할 타겟 셀로 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 존재하는 셀 4(1001)의 기지국에서 자신의 셀을 포함하여 eMBMS 이용 단말이 존재하는 셀들(1002, 1003) 중 어느 하나의 셀을 지원하고자 하는 경우, 타겟 셀 결정부(520)는 셀 4(1001)가 가리키는 방향에 존재하는 셀 6(1003)과 자신의 셀(셀 4)를 포함하도록 셀 후보군을 결정할 수 있다. 이때, 셀 후보군에 포함되는 셀 4(1001) 및 셀 6(1003)를 대상으로 어느 하나의 셀이 타겟 셀로 결정될 수 있다. 예컨대, 타겟 셀 결정부(520)는 거리 및 외곽 가중치를 고려하여, 셀 4와 거리가 가깝거나 MBMS 영역의 외곽에 위치하는 셀을 타겟 셀로 결정할 수 있다. 이때, 거리 상으로는 셀 4(1001)가 타겟 셀이어야 하나, 외곽 가중치의 우선순위가 거리보다 높음에 따라, 타겟 셀 결정부(520)는 셀 4(1001)가 아닌 셀 6(1003)을 타겟 셀로 결정할 수 있다. 즉, 셀 4(1001)의 기지국은 자신의 셀이 아닌 다른 셀(즉, 셀 6)을 목표로 신호가 도달하도록 안테나의 수직 각도를 조절할 수 있다. 안테나의 수직 각도를 조절하는 상세한 동작은 도 9에서 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서, 자신의 셀에 최적인 안테나 수직 틸팅을 도시한 그래프이다.

도 9에서 설명한 바와 같이 각 셀의 적절한 안테나 수직 각도는 자신의 셀을 위해 조절하는 경우와 다른 셀을 지원하는 경우로 구분되어 조절될 수 있다. 도 11에서는 자신의 셀을 위해 수직 각도를 조절하는 경우에 대해서 설명하기로 한다.

자신의 셀에 최적인 수직 각도는 해당 셀의 외곽(셀 경계)에 위치하는 단말(eMBMS 이용 단말)의 SINR이 향상되도록 수직 빔의 보어사이트(boresight)가 해당 셀의 약 10%인 지점을 가리키도록 기정의될 수 있다. 예컨대, 수직 각도가 6도로 기정의될 수 있다. 수직 각도가 낮아지면 수직 빔의 보어사이트(boresight)가 셀의 외곽을 가리킬 수 있다. 그리고, 셀 중심부의 높은 SINR은 안테나 이득의 감소로 인해 낮아지지만, 셀 외곽의 낮은 SINR은 반대로 증가할 수 있다.

즉, 도 11에서, 수직 각도가 12도에서 6도로 변화할 때의 SINR CDF의 변화를 참고하면, 수직 각도가 더 낮아질수록 수직 빔의 보어사이트(boresight)가 셀의 외곽을 넘어 더 멀리 가리키므로, 외곽의 SINR은 다시 감소함을 확인할 수 있다. 예컨대, 수직 각도가 6도에서 3도로 더 낮아진 경우, 수직 빔의 보어사이트(boresight)가 셀의 외곽을 넘어가므로, 외곽에 위치하는 단말에서의 SINR이 감소할 수 있다.

반면, 자신의 셀이 아닌 다른 셀을 지원하는 경우, 수직 각도가 낮을수록 타겟 셀의 안테나 이득이 증가하므로, 타겟 셀의 70%를 수직 빔이 가리키도록 수직 각도가 조절될 수 있다. 예컨대, 도 10에서, 셀 3의 기지국 안테나의 수직 빔이 타겟 셀인 셀 5(1002)의 70%를 가리키도록 셀 3의 기지국 안테나의 수직 각도가 조절될 수 있다. 이처럼, 도 10의 MBMS 영역 내의 셀 1부터 셀 7까지 도 8의 각 단계들을 수행함으로써, 각 셀의 기지국 안테나 패턴을 설정하여 멀티캐스트 서비스(예컨대, MBMS 서비스)를 제공함으로써, 멀티캐스트 서비스를 제공받는 단말들의 향상된 SINR을 통해 높은 데이터 속도를 획득할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 있어서, 송신 장치가 가리키는 방향에 존재하는 이웃 셀을 결정하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 12에서는 셀 5(cell 5)에 해당하는 기지국에서 이웃 셀을 결정하는 동작을 가정하여 설명하기로 한다,

도 12에 따르면, 자신의 셀에 eMBMS 이용 단말이 존재하는 것으로 확인되면, 타겟 셀 결정부(520)는 자신의 빔 패턴(즉, 셀 5에 위치하는 기지국의 안테나 빔 패턴)에 기초하여 자신의 기지국이 가리키는 방향에 존재하는 이웃 셀을 결정할 수 있다. 예컨대, 사이트(site)가 셀 5로 바라보는 빔 패턴, 즉 셀 5의 기지국의 빔 패턴(1201)에 해당하는 범위 안에 eMBMS 이용 단말이 존재하는 이웃 셀들이 결정될 수 있다. 이때, 자신의 셀의 사이트 지점과 eMBMS 이용 단말이 있는 이웃 셀 중심을 x와 y 좌표로 이용하면 각도(θ)가 계산되어, 빔 패턴 범위 안에 eMBMS 이용 단말이 있는 이웃 셀이 있는지 여부를 알 수 있다. 결국, 타겟 셀 결정부(520)는 eMBMS 이용 단말이 존재하는 이웃 셀들(셀 3, 셀 6, 셀8) 중에서 자신의 기지국의 빔 패턴에 기초하여 빔 패턴이 가리키는 방향에 해당하는 이웃 셀들(셀 5와 셀 8)을 결정할 수 있다. 즉, 셀 5와 셀 8을 포함하는 셀 후보군이 결정될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 서브 프레임의 종류에 따라 기지국 안테나의 수직 각도를 적응적으로 조절함으로써, MBMS 서비스 대역 효율을 증대시켜 서비스 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 이웃 셀의 신호가 간섭으로 작용하는 유니캐스트(Unicast)에 적용된 수직 틸팅을 멀티캐스트 서비스에 그대로 이용하지 않고, 서브 프레임의 종류가 유니캐스트인지 멀티캐스트인지에 따라 수직각도를 적응적으로 조절함으로써, 서비스되는 셀들에게 최적의 품질을 제공할 수 있다. 다시 말해, MBMS 영역(즉, MBSFN 영역) 내의 모든 셀에서 eMBMS 이용 단말이 존재하지 않고, 일부 재난 지역의 셀에서만 존재하는 경우에 각 셀의 수직 틸팅을 서비스되는 셀들에게 최적의 품질을 제공하도록 조절할 수 있다.

또한, 수직 틸팅은 전송모드 4에서 각 안테나의 가중치 값을 조절하여 빔 성형하는 것과 같이, 배열 안테나(array antenna)의 각 안테나 소자의 입력 위상을 조정함으로써, 기계적인 방법이 아닌 전기적인 방법으로 쉽게 조정될 수 있다. 즉, 배열 안테나를 구성하는 각 안테나 소자의 입력 위상(가중치)를 바꿔줌으로써, 실제로 안테나의 수직 각도가 기준지점으로부터 원하는 각도로 커지거나 원하는 각도로 작아지도록 물리적으로 조절하지 않고도, 안테나의 수직 각도가 조절될 수 있다.

또한, 사업자들은 한정된 자원을 이용하여 사용자들에게 서비스를 제공할 수 있으므로, 자원의 낭비 없이 한정된 자원을 효율적으로 사용하여 추가 비용 없이도 네트워크의 성능을 개선할 수 있다. 예컨대, 단말이 존재하지 않는 셀의 기지국 안테나의 수직 빔이 단말이 존재하는 셀의 일정 영역(약 70%)을 가리키도록 수직 각도를 조절함으로써, 셀 외곽에 위치하는 단말의 SINR을 향상시킬 수 있으며, 단말이 존재하지 않는 기지국의 자원을 낭비없이 효율적으로 이용할 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

1. 복수의 셀들(cell)로 구성된 MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Services) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Services)를 제공하는 송신 방법에 있어서,
   복수의 서브 프레임들(sub-frame)로 구분되는 송신 신호를 대상으로, 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 단계; 및
   상기 조절된 틸트 각도로 서브 프레임을 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계
   를 포함하고,
   상기 틸트 각도를 조절하는 단계는,
   타겟 셀이 자신의 셀로 결정되면, 자신의 셀에 해당하는 틸트 각도로 상기 안테나의 틸트 각도를 조절하고,
   상기 타겟 셀이 자신이 아닌 다른 셀로 결정되면, 다른 셀에 해당하는 틸트 각도로 상기 안테나의 틸트 각도를 조절하는 것
   을 특징으로 하는 eMBMS기반의 송신 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 틸트 각도를 조절하는 단계는,
   멀티캐스트 서비스를 이용하는 단말의 수에 따라 상기 틸트 각도를 적응적(Adaptive)으로 조절하는 것
   을 특징으로 하는 eMBMS기반의 송신 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 틸트 각도를 조절하는 단계는,
   셀 내에 멀티캐스트 서비스를 이용하는 단말의 수에 기초하여 다른 셀에 존재하는 단말에게 상기 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위해 상기 안테나의 틸트 각도를 조절하는 것
   을 특징으로 하는 eMBMS기반의 송신 방법.
4. 복수의 셀들(cell)로 구성된 MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Services) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Services)를 제공하는 송신 방법에 있어서,
   복수의 서브 프레임들(sub-frame)로 구분되는 송신 신호를 대상으로, 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 단계;
   상기 서브 프레임의 종류가 멀티케스트에 해당하는 경우, 기지국에 속하는 단말들 중 멀티캐스트 서비스를 제공받거나 또는 제공받고자 하는 단말이 존재하는지 여부를 나타내는 MBMS 카운팅(counting) 정보를 요청하는 단계;
   상기 요청에 응답하여 상기 MBMS 카운팅 정보를 수신하는 단계;
   상기 MBMS 카운팅 정보를 상기 MBMS 영역 내에 위치하는 적어도 하나의 다른 기지국과 공유하는 단계;
   상기 MBMS 카운팅 정보와 상기 다른 기지국에 속하는 단말의 MBMS 카운팅 정보에 기초하여 상기 복수의 셀들 중 상기 멀티캐스트 서비스를 지원할 타겟 셀을 결정하는 단계; 및
   상기 조절된 틸트 각도로 서브 프레임을 적어도 하나의 단말로 전송하는 단계
   를 포함하는 eMBMS기반의 송신 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 지원할 타겟 셀을 결정하는 단계는,
   상기 복수의 셀들 중 자신의 셀을 제외한 나머지 셀들을 대상으로, MBMS 카운팅 정보에 기초하여 상기 멀티캐스트 서비스를 제공받는 단말이 존재하는 셀을 결정하는 단계;
   상기 멀티캐스트 서비스를 제공받는 단말이 존재하는 셀의 방향과 자신의 셀의 방향에 기초하여 상기 멀티캐스트 서비스를 지원할 적어도 하나의 셀을 포함하는 셀 후보군을 결정하는 단계; 및
   상기 셀 후보군에 포함된 셀들 중 적어도 하나를 상기 타겟 셀로 결정하는 단계
   를 포함하는 eMBMS기반의 송신 방법.
6. 삭제
7. 복수의 셀들(cell)로 구성된 MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Services) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Services)를 제공하는 송신 장치에 있어서,
   복수의 서브 프레임들(sub-frame)로 구분되는 송신 신호를 대상으로, 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 각도 조절부; 및
   상기 조절된 틸트 각도로 서브 프레임을 적어도 하나의 단말로 전송하는 송수신부
   를 포함하고,
   상기 각도 조절부는,
   타겟 셀이 자신의 셀로 결정되면, 자신의 셀에 해당하는 틸트 각도로 상기 안테나의 틸트 각도를 조절하고,
   상기 타겟 셀이 자신이 아닌 다른 셀로 결정되면, 다른 셀에 해당하는 틸트 각도로 상기 안테나의 틸트 각도를 조절하는 것
   을 특징으로 하는 eMBMS기반의 송신 장치.
8. 복수의 셀들(cell)로 구성된 MBMS(Multimedia Broadcasting Multicast Services) 영역 내에 위치한 적어도 하나의 단말을 대상으로 eMBMS(evolved Multimedia Broadcasting Multicast Services)를 제공하는 송신 장치에 있어서,
   복수의 서브 프레임들(sub-frame)로 구분되는 송신 신호를 대상으로, 서브 프레임의 종류(type)에 따라 안테나의 틸트 각도(tilt angle)를 조절하는 각도 조절부;
   상기 서브 프레임의 종류가 멀티케스트에 해당하는 경우, 기지국에 속하는 단말들 중 멀티캐스트 서비스를 제공받거나 또는 제공받고자 하는 단말이 존재하는지 여부를 나타내는 MBMS 카운팅(counting) 정보에 기초하여 상기 복수의 셀들 중 상기 멀티캐스트 서비스를 지원할 타겟 셀을 결정하는 타겟 셀 결정부; 및
   상기 조절된 틸트 각도로 서브 프레임을 적어도 하나의 단말로 전송하는 송수신부
   를 포함하는 eMBMS기반의 송신 장치.

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