KR101811029B1

KR101811029B1 - 매크로셀과 소형셀 간의 개인셀 합성방법 및 장치

Info

Publication number: KR101811029B1
Application number: KR1020160045106A
Authority: KR
Inventors: 문철
Original assignee: 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2018-01-25
Also published as: KR20170116878A

Abstract

본 발명은 소형셀(small cell)들이 매우 중첩된 네트워크(ultra dense network, UDN)과 매크로셀(macrocell)이 중첩되는 이종망(heterogeneous network, HetNet) 형태의 클라우드 무선접속 네트워크 (cloud radio access network, C-RAN)에서, 소형셀와 매크로셀간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 통해, 소형셀의 음영지역에 대한 연속적인 서비스 영역을 형성하여 끊임없는(seamless) 서비스를 제공하는 기술을 제안한다. 이를 위해, C-RAN의 BBU(base band unit)에서 한 UE(user equipment)가 서비스 연결에 필수적인 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널정보를 서로 다른 매크로셀 RRH의 RAT(radio access technology)과 소형셀 RRH의 RAT을 통해 전송하고, 해당 UE는 매크로셀 RRH(radio remote head)와 소형셀 RRH로부터 수신된 심볼들을 결합하여 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널정보를 복구한다. 서로 다른 RAT을 사용하는 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH간의 심볼 간 결합이 가능하도록, 기존 협대역 RAT의 심볼 주기와 새로운 광대역 RAT의 서브프레임 주기를 동일하게 설계한다. 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH에서 공통적으로 보낼 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널정보를 매크로셀 RRH의 협대역 RAT는 OFDM 심볼 단위로 전송하고, 소형셀 RRH의 광대역 RAT는 서브프레임 단위로 전송한다. UE는 매크로셀과 소형셀 간 결합 송신/수신에 의한 개인셀 합성을 통해, 매크로셀 RRH나 소형셀 RRH의 서비스 음영지역에서도 높은 신뢰도의 서비스 연결성을 제공할 수 있다.

Description

매크로셀과 소형셀 간의 개인셀 합성방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CREATING PERSONAL CELL BETWEEN MACROCELL AND SMALL CELL}

본 발명은 이종망 무선통신 네트웍에서 이종 무선접속기술을 사용하는 매크로셀과 소형셀 간에 개인셀을 합성하기 위한 장치 및 방법에 대한 것이다.

본 발명은 소형셀(small cell)들이 매우 중첩된 네트워크(Ultra Dense Network, UDN)과 매크로셀(macrocell)이 중첩되는 이종망(Heterogeneous Network, HetNet) 형태의 클라우드 무선접속 네트워크 (cloud radio access network, C-RAN)에서, 소형셀와 매크로셀간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 통해, 소형셀의 음영지역에 대해 연속적인 서비스 영역을 형성하여 끊임없는(seamless) 서비스를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 무선 네트워크는 소형셀들이 매우 중첩된 UDN과 매크로셀이 중첩되는 HetNet의 형태로 진화하고 있다. 이때, 소형셀과 매크로셀은 무선 채널 특성과 사용 주파수 대역이 매우 상이하기 때문에, 각 셀에 최적화된 서로 상이한 다중 무선접속 기술 (multiple radio access technology, multi-RAT)을 사용하게 된다.

UDN에서는 소형셀이 매우 밀집되어 분포하기 때문에 소형셀 간 간섭이 증가하여 셀 경계에서 전송 속도가 매우 저하되고, 불필요한 핸드오프 발생, 같은 셀 경계 효과 문제를 야기한다. 이러한 UDN의 문제점들은 소형셀의 기지국을 중심으로 서비스 영역을 형성하는 고정된 셀 구조에서 비롯되므로, UDN의 서비스 영역을 개별 이동국(user equipment, UE) 중심의 단일 셀(one cell) 구조로 합성 할 수 있는 개인셀(personal cell) 합성 기술을 통해 UDN의 문제점들을 해결 할 수 있다.

개인셀 합성 기술은 소형셀 기지국에서 개별 UE로의 채널상태정보를 소형셀 간 기지국간에 교환하고, 다수의 소형셀 기지국들이 하나의 UE에 데이터를 결합 전송/수신하여, 해당 UE만을 배타적으로 서비스하는 개인셀을 합성하여 셀 간 간섭문제를 원천적으로 제거할 수 있다. 따라서, 개인셀 합성 기술에는 소형셀 기지국간 채널상태정보 교환이 요구되나, 기존 LTE 네트워크는 이를 수행할 수 없는 구조이다.

차세대 무선네트워크는 클라우드 무선접속 네트워크 (cloud radio access network, C-RAN)으로 진화하고 있으며, C-RAN에서는 기지국의 RF부와 기저대역 신호처리부(Base Band Unit, BBU)가 분리되어, 기지국의 RF부분인 RRH(Radio Remote Head)는 서비스의 영역에 분산되어 설치되고, 기지국의 BBU는 다른 기지국의 BBU와 함께 중앙에 집중되어 전송신호를 처리하는 구조를 가진다. 이 때, RRH와 BBU는 유선망이나 무선망으로 구현된 프론트홀 (fronthaul)에 의해 연결되어 데이터를 서로 주고 받는다.

C-RAN 구조에의 UDN은 각각의 소형셀을 형성하는 RRH들이 서비스 영역에 분산되어 배치되고, 각각의 소형셀의 기저대역 데이터 처리하는 BBU들이 중앙에 집중되어 전송신호를 처리하기 때문에, 소형셀 간 채널상태정보 교환이 자유롭고, 이로 인해 개인셀 합성기술을 효과적으로 구현할 수 있는 구조이다. 따라서, 차세대 무선네트워크인 C-RAN에서는 개인셀 합성 기술에 대한 효과적인 구현이 가능하다.

차세대 무선 네트워크는 매크로셀 RRH가 서비스하는 매크로셀과 소형셀 RRH들이 서비스하는 소형셀이 중첩된 구조로 진화하고 있다. 매크로셀은 낮은 주파수 대역에서 동작하며 많은 소형셀이 밀집된 UDN과 중첩된 영역을 서비스하게 된다. 이 때, 소형셀은 밀리미터파대역과 같은 높은 주파수 대역을 사용하기 때문에 비가시 영역에서의 통신이 원활치 않게 되며, 이로 인한 서비스 음영지역이 발생하게 된다. 따라서, 소형셀들이 매우 중첩된 UDN과 매크로셀이 중첩되는 HetNet에서, 소형셀의 음영지역을 매크로셀과의 협력을 통해 연속적인 서비스 영역을 형성하는 기술 개발이 필요하다. 특히, 매크로셀과 소형셀은 서로 다른 주파수 대역에서 서로 다른 무선접속기술(radio access technology, RAT)을 사용하기 때문에, 소형셀과 매크로셀 간의 다중 RAT 및 다중 대역에 대한 협력 전송/수신 기술을 통해 무선 자원 활용을 극대화하고 C-RAN 전체 용량을 증가시킬 수 있는 기술 개발이 필요하다.

상기한 바와 같은 요구에 만족하기 위한 본 발명의 목적은, 소형셀들이 매우 중첩된 UDN과 매크로셀이 중첩되는 HetNet 형태의 C-RAN에서, 소형셀과 매크로셀 간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 통해, 매크로셀 및 소형셀의 음영지역에 대한 연속적인 서비스 영역을 형성하여 seamless 서비스를 제공하는 데이터 송/수신 장치 및 방법들을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 소형셀과 매크로셀 간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성 기술은, C-RAN의 BBU에서 서비스 연결에 필수적인 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널정보를 서로 다른 매크로셀 RRH의 RAT과 소형셀 RRH의 RAT을 통해 전송하고, UE는 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH로부터 수신된 심볼들을 결합하여, 해당 UE만을 위한 배타적인 서비스 영역인 개인셀을 합성한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 매크로셀과 소형셀 간의 심볼 결합이 가능토록 하는 이종 RAT 설계 기술은, 새로운 광대역 RAT의 부반송파간 간격을 기존 협대역 RAT의 부반송파간 간격의 정수배가 되게 하고, 새로운 광대역 RAT의 프레임 주기를 기존 협대역 RAT의 서브프레임 주기와 동일하게 하고, 새로운 광대역 RAT의 서브프레임 주기를 기존 협대역 RAT의 심볼 주기와 동일하게 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 서로 다른 RAT을 사용하는 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH간의 심볼 결합 기술은, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH에서 서비스 연결에 필수적인 정보를 매크로셀 RRH의 협대역 RAT는 OFDM 심볼 단위로 전송하고 소형셀 RRH의 광대역 RAT는 서브프레임 단위로 전송함으로써, UE들이 동일 시간 주기 동안 수신되는 매크로셀의 심볼과 소형셀의 서브프레임을 결합할 수 있도록 한다.

본 발명에서는 소형셀들이 매우 중첩된 UDN과 매크로셀이 중첩되는 HetNet 형태의 C-RAN에서, 서로 다른 주파수 대역에서 서로 다른 RAT을 사용하는 소형셀와 매크로셀간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 통해, 소형셀의 음영지역에 대해 연속적인 서비스 영역을 형성하여 seamless 서비스를 제공하는 기술을 제안한다.

후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명은, 소형셀들이 매우 중첩된 UDN과 매크로셀이 중첩되는 HetNet 형태의 C-RAN에서, 소형셀과 매크로셀 간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 통해, 매크로셀 및 소형셀의 음영지역에 대한 연속적인 서비스 영역을 형성하여 seamless 서비스를 제공하는 기술을 제안한다

본 발명에서 제공하는 소형셀과 매크로셀 간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성 기술은, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH로부터 수신된 심볼들을 결합하여 해당 UE만을 위한 배타적인 서비스 영역인 개인셀을 합성함으로써, 매크로셀 RRH나 소형셀 RRH의 서비스 음영지역에서도 높은 신뢰도의 서비스 연결성을 제공할 수 있으며 잦은 handoff 발생과 같은 셀 경계 문제를 획기적으로 줄일 수 있다.

본 발명에서 제공하는 매크로셀과 소형셀 간의 심볼 결합이 가능토록 하는 이종 RAT 설계 기술과 서로 다른 RAT을 사용하는 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH간의 심볼 결합 기술은, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH에서 서비스 연결에 필수적인 정보를 매크로셀 RRH의 협대역 RAT는 OFDM 심볼 단위로 전송하고 소형셀 RRH의 광대역 RAT는 서브프레임 단위로 전송함으로써, UE가 동일 시간 주기 동안 수신되는 매크로셀의 심볼과 소형셀의 서브프레임을 간단하고 효과적으로 결합할 수 있도록 한다

도 1은 제안하는 이종 RAT을 사용하는 매크로셀과 소형셀 간 개인셀 합성 기술의 개념을 보여주는 도면이다.
도 2는 기존 LTE OFDM 전송 방식과 심볼간 결합이 가능한 소형셀을 위한 새로운 RAT에 대한 대표적인 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 이종 RAT을 사용하는 소형셀와 매크로셀 간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 수행하는 전체적인 동작의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "특징으로 한다", "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

A. 매크로셀과 UDN 이 중첩되는 HetNet 형태의 C-RAN 모델

발명의 효과적인 적용을 위한 바람직한 실시 예로, 매크로셀 RRH의 서비스 영역에 저전력을 송신하는 소형셀 RRH들이 분포하고 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH들은 프론트홀을 통해 C-RAN의 BBU에 연결되어 있는 HetNet을 고려한다. 여기서, 매크로셀과 소형셀은 서로 다른 주파수 대역에서 서로 다른 RAT을 사용하는 것을 가정한다. 여기서, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH는 다수의 안테나 원소로 구성된 배열안테나를 사용할 수 있다.

[도 1]은 소형셀들이 매우 중첩된 UDN과 매크로셀이 중첩되는 HetNet 형태의 C-RAN에서, 본 발명에서 제안하는 서로 다른 RAT을 사용하는 소형셀과 매크로셀 간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 통해, 소형셀의 음영지역에 대해 연속적인 서비스 영역을 형성하여 seamless 서비스를 제공하는 기술의 개념을 보여주고 있다.

[도 1]의 (1)는 매크로셀 RRH를 나타내며 (11)의 영역과 같은 매크로셀을 형성하여 서비스한다. (2), (3), (4), 그리고 (7)은 소형셀 RRH를 나타내며 해당 소형셀 RRH를 중심으로 (12)의 영역과 같은 소형셀을 형성한다. 매크로셀 RRH의 서비스 영역 내에 소형셀들이 중첩되며, 매크로셀은 6GHz 이하 그리고 소형셀은 6GHz 이상 30GHz 이하의 높은 주파수 대역을 사용한다고 가정한다. 높은 주파수 대역은 비가시 영역에서의 통신이 원활치 않으므로, [도 1]의 (6)과 (8) 같은 UE들이 소형셀 RRH로부터 연결이 불가능한 서비스 음영 영역에 포함될 수 있다. 따라서, 소형셀의 음영지역을 포함하는 모든 서비스 영역에 대해 높은 신뢰도의 지속적인 연결성을 보장하는 것이 차세대 이동통신의 핵심 기술로서 매우 필요하다.

소형셀의 음영지역에 위치하는 UE들에 대한 서비스 연결은 매크로셀 RRH에 의해 제공이 가능하다. 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH는 사용하는 주파수 대역의 무선 채널 특성이 상이함에 따라 서로 다른 RAT을 사용한다. 따라서, 매크로셀과 소형셀이 중첩된 모든 서비스 영역에 대해 높은 신뢰도의 지속적인 연결성을 보장하는 것은 이종 RAT간의 끊임없는 연결성을 보장하는 문제가 된다. 기존에도 2개의 이종 RAT 중에 하나를 선택하는 방식이 사용되고 있으나, 이는 응용 계층에서 하나의 RAT과 연결을 종료하고 다른 RAT을 연결하는 hard handoff 방식이기 때문에 항상 서비스가 단절이 된다.

서비스 단절이 없이 이종 RAT간의 끊임없는 연결성을 제공하기 위해, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH들간의 물리계층에서의 결합 송신에 의한 개인셀 합성 기술을 제안한다. [도 1]의 (5)의 UE는 (2)의 소형셀 RRH에 의해 양호한 서비스 연결을 제공받고 있는 반면, (6)과 (8)의 UE는 소형셀의 서비스 음영 지역에 위치한다. 이러한 소형셀 RRH에서 각 UE로의 서비스 연결성은 각 UE의 이동성, 무선 채널환경의 변화, 그리고 트래픽의 변화에 따라 동일 지역이라도 시간에 따라 변하게 된다. 따라서, 모든 서비스 영역에 대해 높은 신뢰도의 지속적인 연결성을 보장하기 위해서는 서비스 영역의 모든 UE들이 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH들에 동시에 접속되어 있어야 한다. 한 UE가 소형셀 RRH에 의해 서비스 연결이 불가능한 경우에도 매크로셀 RRH에 의해 서비스 접속이 가능하도록 함으로써 높은 신뢰도의 지속적인 연결성을 보장할 수 있다.

이를 위해, C-RAN의 BBU에서 한 UE가 서비스 연결을 위해 필수적인 동기 및 컨트롤 채널 정보를 위한 심볼을 매크로셀 RRH의 RAT_M을 통해 전송하고 동시에 동일한 심볼을 소형셀 RRH의 RAT_S을 통해 전송하고, 해당 UE가 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH로부터 수신된 심볼들을 결합하는 기술을 제안한다. 구체적으로 [도 1]에서 (9)의 BBU에서는 (5)의 UE가 서비스 연결을 위해 필요한 동기 및 컨트롤 채널 정보를, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH가 사용하는 각각의 RAT에 기반하여 심볼화한다. BBU에서 생성된 기저대역 심볼은 (10)의 프론트홀을 통해 (1)의 매크로셀 RRH와 (2)의 소형셀 RRH로 각각 전송된다. (1)의 매크로셀 RRH와 (2)의 소형셀 RRH는 각각 수신한 기저대역 심볼들을 해당 주파수 신호 대역을 통해 전송한다.

(5)의 UE는 소형셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 제공받는 환경에 있으므로, 매크로셀 RRH로부터 수신된 심볼과 소형셀 RRH로부터 수신된 심볼을 결합하여 원래의 동기 및 컨트롤 채널 정보를 복구한다. (6)의 UE 경우에는, 해당 UE가 소형셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 제공받지 못하는 환경에 있으므로, 매크로셀 RRH로부터 수신된 심볼을 이용하여 원래의 동기 및 컨트롤 채널 정보를 복구한다. 반대로, 매크로셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 제공받지 못하는 환경의 경우에는, 소형셀 RRH로부터 수신된 심볼을 이용하여 정보를 복구할 수 있다.

이를 통해, 각 UE들은 소형셀 RRH로부터 수신되는 채널상태가 좋지 않더라도, 매크로셀과의 접속을 통해 지속적인 연결성을 위해 필수적인 동기 시퀀스와 컨트롤 채널 정보를 수신할 수 있다. 또한, 소형셀 RRH로부터 수신되는 채널상태가 좋을 경우에는, UE는 소형셀 RRH의 광대역 신호 전송을 통해 고속의 데이터를 수신할 수 있다.

이를 위해, 매크로셀과 소형셀 간의 심볼 결합이 가능하도록 이종 RAT을 설계하는 기술과 UE가 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH로부터 수신된 심볼들을 결합하여 개인셀을 합성하는 기술이 필요하다.

B. 매크로셀과 소형셀간 심볼 결합이 가능한 이종 RAT 설계

5G 이동통신에서 소형셀은 6GHz 이상의 높은 주파수 대역에서 광대역의 대역폭을 사용하는 것을 가정하고 있다. 높은 주파수 대역의 광대역 대역폭을 활용하기 위해서는 현재 LTE(long term evolution) OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 심볼율(symbol rate)보다 더 높은 심볼율, 즉 더 넓은 OFDM 부반송파 간의 간격(subcarrier spacing)을 사용해야 한다. 이 때, 증가된 부반송파 간의 간격에 반비례하게 심볼 주기가 길어진다.

기존 LTE의 부반송파 간 간격을 그대로 사용하고 사용하는 부반송파의 수를 증가시킬 경우, 너무 많은 부반송파를 사용하게 되고 복잡한 carrier aggregation을 수행해야 하기 때문에 구현이 복잡하다. 이에 반해, 기존 LTE의 심볼율을 증가시켜 새로운 RAT의 광대역 대역폭에서 전송 할 경우, 프레임 크기가 심볼율의 증가분에 반비례하여 줄어들기 때문에, 5G 이동통신에서 목표로 하고 있는 저지연을 달성 할 수 있다. 따라서, 6GHz 이상의 높은 주파수 대역에서 광대역의 대역폭을 사용하는 5G 이동통신의 소형셀에서는 LTE의 OFDM 전송 방식에서 부반송파 간의 간격을 증가시킨 OFDM 방식이 사용될 가능성이 매우 높다.

이러한 LTE의 OFDM 전송 방식에서 부반송파 간의 간격을 증가시킨 OFDM 전송 방식을 사용하는 소형셀을 위한 새로운 RAT은 기존 LTE와 호환되지 않으나, LTE와 새로운 RAT을 동시에 사용할 수 있는 이중 모드의 UE 구현이 쉽고, LTE와 새로운 RAT간의 동시 연결이 간단하다는 장점이 있다. 또한, 기존 LTE OFDM 전송 방식에서 부반송파 간의 간격을 변화시킨 새로운 RAT은 기존 LTE OFDM 전송 방식과의 심볼 결합을 통한, 이종 RAT을 사용하는 매크로셀과 소형셀 간의 개인셀 합성을 가능케 한다.

후술될 상세한 설명에서는 기존 LTE OFDM 전송 방식과 심볼간 결합이 가능한 소형셀을 위한 새로운 RAT에 대한 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 새로운 RAT을 위한 대역폭을 100MHz로 가정하고 예를 제시할 것이나, 임의의 대역폭에 대해서도 제안하는 방식을 사용할 수 있다.

현재, LTE의 OFDM 전송에서는 15KHz의 부반송파 간의 간격과 66.7μs의 심볼 주기를 기본으로 하며, 신호 주파수 대역폭은 사용하는 부반송파의 개수에 따라 조절된다. 예를 들어, 10MHz 주파수 대역을 사용할 경우 1024개의 부반송파를 사용하며 20MHz 주파수 대역을 사용할 경우에는 2048개의 부반송파를 사용한다.

이에 반해, 제안하는 기술은 사용하는 부반송파의 개수는 고정시키고, 부반송파간 간격, 즉 심볼 주기를 변화시켜 새로운 RAT을 설계한다. 5G 이동통신 시스템에서 소형셀이 사용할 수 있는 대역폭을 100MHz로 가정할 경우, LTE 10MHz 대역폭을 사용하는 시스템 보다 대역폭이 10배 증가한다. 따라서, 기존 LTE의 부반송파간 간격의 10배인 150KHz를 새로운 RAT을 위한 부반송파간 간격으로 사용한다. 새로운 RAT에서 부반송파간 간격의 10배 증가로 인해 심볼 주기는 LTE 대비 1/10로 감소한다. 결론적으로, 새로운 광대역 RAT의 부반송파간 간격을 기존 협대역 RAT의 부반송파간 간격의 정수배가 되는 OFDM 전송 방식을 사용하는 새로운 RAT을 제안한다. 현재 LTE 방식과 제안하는 새로운 RAT에 대한 기본적인 전송 파라메터의 비교는 다음 [표 1]와 같다.

시스템 사양	LTE 10 MHz	new RAT 100 MHz
sampling frequency	15.36 MHz	153.6 MHz
FFT size	1024	1024
Occupied subcarriers	601	601
Occupied channel BW	9.015 MHz	90.15 MHz
subcarrier spacing	15 KHz	150 KHz
심볼 주기	66.7μs	6.67μs
CP size (first/following)	5.2μs/4.69μs	0.52μs/0.469μs
CP 포함 심볼 주기 (first/following)	71.9μs/71.39μs	7.19μs/7.139μs
frame/subframe 길이	10ms/1ms	1ms/(71.9μs/71.39μs)

[도 2]는 LTE와 새로운 RAT의 프레임 구조를 비교하고, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH간의 결합 송신을 위한 새로운 RAT의 프레임 구조의 개념을 보여주고 있다. [도 2]는 기존 LTE에서 한 프레임을 시작하는 첫번째 서브프레임을 보여준다. 첫번째 서브프레임에서 (21), (22), (23)의 심볼들은 컨트롤 채널(control channel)을 보내기 위한 심볼들을 나타내고, (24)와 (25)의 심볼들은 주파수와 시간 동기를 위한 시퀀스가 포함된 심볼이다. 따라서, 첫번째 서브프레임의 5개의 심볼들을 통해 해당 프레임의 데이터 복구를 위해 필요한 시간과 주파수 동기를 위한 시그널링 및 컨트롤 채널들이 전송되며, LTE 방식을 사용하는 매크로셀 RRH와의 연결성을 보장하기 위해서는 해당 5개의 심볼들의 성공적인 수신이 필수적이다.

새로운 RAT에서도 매크로셀 RRH와의 연결성을 보장하기 위해서는, 동기를 위한 시그널링 및 컨트롤 채널에 해당하는 5개의 LTE OFDM 심볼들의 성공적인 수신이 필수적이다. 이를 위해서, 새로운 RAT을 위한 프레임 및 서브프레임 구조를 다음과 제안한다. 새로운 RAT은 LTE에 비해 심볼 주기가 1/10로 감소하기 때문에, 프레임 길이가 LTE에 비해 1/10로 감소 시킨다. 이 때, 새로운 RAT의 프레임을 구성하는 서브프레임의 주기를 LTE OFDM 심볼 주기와 동일하게 하고, (26), (27), (28), (29), 그리고 (30)의 서브프레임에서 LTE의 (21), (22), (23), (24), 그리고 (25)의 심볼들을 동일하게 전송하도록 한다.

[도 3]은 제안하는 이종 RAT을 사용하는 소형셀와 매크로셀 간의 결합 송신에 의한 개인셀 합성을 수행하는 전체적인 동작의 흐름을 설명한다.

[도 3]의 (31) 과정에서 BBU는 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH를 통해 동시에 전송할 정보 (매크로셀의 주파수와 시간 동기를 위한 시그널링 및 컨트롤 채널 정보)를 [도 2]의 (21), (22), (23), (24), 그리고 (25)의 LTE 심볼들로 작성하고, (26), (27), (28), (29), 그리고 (30)의 새로운 RAT의 프레임 구조에 따라 해당 서브프레임에 LTE와 동일한 심볼들을 삽입한다. 이 때, 새로운 RAT의 프레임을 구성하는 서브프레임의 주기를 LTE OFDM 심볼 주기와 동일하게 한다. [도 3]의 (32) 과정에서, BBU에서 작성된 심볼들은 프론트홀을 통해 매크로셀 RRH의 LTE와 소형셀 RRH로 전송한다. [도 3]의 (33) 과정에서, 매크로셀 RRH는 기존 LTE 방식으로 소형셀 RRH는 새로운 RAT을 통해 심볼들을 UE로 송신한다. [도 3]의 (34) 과정에서, UE는 동일한 시간 주기로 수신되는 매크로셀 RRH의 심볼과 소형셀 RRH로부터 수신되는 서브프레임의 심볼을 결합하여 동기를 위한 시그널링 및 컨트롤 채널 정보를 복구한다.

제안하는 기술은 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH간 심볼 결합을 통한 개인셀 형성 기술로서, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH가 동시에 양호한 서비스를 제공할 수 있는 환경에서 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH간 심볼 결합을 통해 서비스 연결에 필수적인 정보를 복구하는 성능을 더욱 개선시킬 뿐 아니라, 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH의 음영지역에 위치한 UE에 대해서도 매크로셀 RRH와 소형셀 RRH간의 심볼 결합을 통해 서비스 연결에 필수적인 정보를 복구하는 성능을 더욱 개선시킬 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다

1 : 매크로셀
2, 3, 4, 7 : 소형셀 RRH
5, 6, 8 : UE
9 : BBU
10 : 프론트홀
21, 22, 23, 24, 25 : 심볼
26, 27, 28, 29, 30 : 서브프레임

Claims

매크로셀 RRH(radio remote head)에 연결되는 기저대역 신호처리부(Base Band Unit, BBU)에서, 상기 매크로셀 RRH의 서비스 영역인 매크로셀 내에 위치하는 개별 이동국(user equipment, UE)의 무선 접속 서비스 연결을 위해 필요한 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널 정보를, 상기 매크로셀 RRH가 사용하는 제1 RAT(radio access technology)에 기반하여 복수의 제1 기저대역 심볼들로 작성하고 상기 매크로셀 내 소형셀 RRH가 사용하는 제2 RAT에 기반하여 복수의 제2 기저대역 심볼들로 작성하는 단계; 및
상기 매크로셀 RRH가 상기 복수의 제1 기저대역 심볼들을 포함하는 신호를 상기 제1 RAT에 따른 주파수 신호 대역을 통해 상기 UE에 전송하고, 상기 소형셀 RRH가 상기 복수의 제2 기저대역 심볼들을 포함하는 신호를 상기 제2 RAT에 따른 주파수 신호 대역을 통해 상기 UE에 전송하는 단계;
를 포함하며,
상기 제2 RAT에 따른 주파수 신호 대역은 상기 제1 RAT에 따른 주파수 신호 대역보다 크고,
상기 복수의 제2 기저대역 심볼들 중 하나를 포함하는 단위 서브프레임의 시간 영역에서의 길이는 상기 복수의 제1 기저대역 심볼들 중 하나의 시간 영역에서의 고정 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 매크로셀과 소형셀 간의 개인셀 합성방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 RAT에 따른 주파수 신호 대역폭은 상기 제1 RAT에 따른 주파수 신호 대역폭의 정수배가 되는 것을 특징으로 하는 매크로셀과 소형셀 간의 개인셀 합성 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제2 기저대역 심볼들 각각을 포함하는 단위 서브프레임의 시간 영역에서의 길이는 상기 복수의 제1 기저대역 심볼들 각각의 시간 영역에서의 고정 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 매크로셀과 소형셀 간의 개인셀 합성 방법.
기저대역 신호처리부(Base Band Unit, BBU)에 연결된 매크로셀 RRH(radio remote head)의 서비스 영역인 매크로셀 내에 위치하는 개별 이동국(user equipment, UE)에서의 개인셀 합성방법으로서,
복수의 제1 기저대역 심볼들을 포함하는 신호를 상기 매크로셀 RRH의 제1 RAT(radio access technology)에 따른 주파수 신호 대역을 통해 수신하고, 상기 매크로셀 내 소형셀 RRH로부터 복수의 제2 기저대역 심볼들을 포함하는 신호를 상기 소형셀의 제2 RAT에 따른 주파수 신호 대역을 통해 수신하는 단계; 및,
상기 소형셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 제공받지 못하는 환경에서 상기 제1 기저대역 심볼을 이용하여 상기 매크로셀 RRH에 대한 동기 및 컨트롤 채널 정보를 복구하거나, 상기 매크로셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 제공받지 못하는 환경에서 상기 제2 기저대역 심볼을 이용하여 상기 소형셀 RRH에 대한 동기 및 컨트롤 채널 정보를 복구하는 단계;
를 포함하며,
상기 복수의 제1 기저대역 심볼들은 상기 BBU가 상기 UE의 무선 접속 서비스 연결을 위해 필요한 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널 정보를 상기 매크로셀 RRH의 상기 제1 RAT에 기반하여 작성한 것이고,
상기 복수의 제2 기저대역 심볼들은 상기 BBU가 상기 UE의 무선 접속 서비스 연결을 위해 필요한 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널 정보를 상기 소형셀 RRH의 상기 제2 RAT에 기반하여 작성한 것이며,
상기 제2 RAT에 따른 주파수 신호 대역은 상기 제1 RAT에 따른 주파수 신호 대역보다 크고,
상기 복수의 제2 기저대역 심볼들 중 하나를 포함하는 단위 서브프레임의 시간 영역에서의 길이는 상기 복수의 제1 기저대역 심볼들 중 하나의 시간 영역에서의 고정 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 매크로셀과 소형셀 간의 개인셀 합성 방법.
매크로셀 RRH(radio remote head)의 신호를 처리하는 기저대역 신호처리부(Base Band Unit, BBU)를 포함한 장치로서,
상기 매크로셀 RRH의 서비스 영역인 매크로셀 내에 위치하는 개별 이동국(user equipment, UE)의 무선 접속 서비스 연결을 위해 필요한 동기 시퀀스 및 컨트롤 채널 정보를, 상기 매크로셀 RRH가 사용하는 제1 RAT(radio access technology)에 기반하여 복수의 제1 기저대역 심볼들로 작성하고 상기 매크로셀 내 소형셀 RRH가 사용하는 제2 RAT에 기반하여 복수의 제2 기저대역 심볼들로 작성하는 변환장치; 및
상기 복수의 제1 기저대역 심볼들을 포함하는 신호를 상기 매크로셀 RRH의 상기 제1 RAT에 따른 주파수 신호 대역을 통해 상기 UE에 전송하고, 상기 복수의 제2 기저대역 심볼들을 포함하는 신호를 상기 소형셀 RRH의 상기 제2 RAT에 따른 주파수 신호 대역을 통해 상기 UE에 전송하는 송신장치;
를 포함하며,
상기 제2 RAT에 따른 주파수 신호 대역은 상기 제1 RAT에 따른 주파수 신호 대역보다 크고,
상기 복수의 제2 기저대역 심볼들 중 하나를 포함하는 단위 서브프레임의 시간 영역에서의 길이는 상기 복수의 제1 기저대역 심볼들 중 하나의 시간 영역에서의 고정 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 개인셀을 합성하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 UE는, 상기 매크로셀 RRH와 상기 소형셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 함께 제공받는 환경에서 상기 제1 기저대역 심볼과 제2 기저대역 심볼을 결합하여 원래의 동기 및 컨트롤 채널 정보를 복구하거나,
상기 UE는, 상기 소형셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 제공받지 못하는 환경에서 상기 제1 기저대역 심볼을 이용하여 상기 매크로셀 RRH에 대한 동기 및 컨트롤 채널 정보를 복구하거나,
상기 UE는, 상기 매크로셀 RRH로부터 양호한 채널상태를 제공받지 못하는 환경에서 상기 제2 기저대역 심볼을 이용하여 상기 소형셀 RRH에 대한 동기 및 컨트롤 채널 정보를 복구하는 것을 특징으로 하는 개인셀을 합성하는 장치.