KR101898050B1

KR101898050B1 - 무선 통신시스템에서 가상셀 브레싱에 기반한 핸드오버 처리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101898050B1
Application number: KR1020120114180A
Authority: KR
Inventors: 강현정; 권태수; 이주용; 임한영; 김태영
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US9363730B2; US20140105050A1; CN104854895B; WO2014061951A1; CN104854895A; KR20140048453A

Abstract

다수의 소형 기지국들로 구성되는 가상 셀들 사이의 경계 영역에서 좁은 핸드오버 영역으로 야기되는 이동성 문제를 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다수의 가상 셀들 각각은 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들을 포함한다. 중간 기지국은 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하며, 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속된다.

Description

무선 통신시스템에서 가상셀 브레싱에 기반한 핸드오버 처리 방법 및 장치{MEHTOD AND APPARTUS FOR SEAMLESS HANDOVER OPERATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신시스템에서 무선 용량을 개선함과 동시에 끊김없고 안정된 이동성 지원을 가능하게 하는 차세대 이동통신 기술에 관한 것이다.

통신 시스템은 많은 양의 데이터를 낮은 에러 확률로 전송시키는 것을 목표로 한다. 이를 위해, 높은 시스템 용량(capacity)을 확보하는 것이 필수적이다. 최근, 셀 반경을 줄임으로써 사용자와 RAU(radio access unit)의 간격을 줄이고, 이를 통해 성능을 향상시키고자 하는 펨토셀(femtocell) 기술, 인접한 기지국들의 협력 전송을 이용해 셀 경계 사용자의 성능을 향상시키는 협업통신(Coordinated MultiPoint: CoMP) 기술, 가상 셀 네트워크(Virtual Cell Network: VCN) 기술 등이 제시된 바 있다.

VCN은 사용자/트래픽/간섭 특성이 서로 다른 다중 셀 환경에서 주파수 자원 사용 효율을 극대화하기 위해 적응적으로 가상 셀을 형성하여 서비스를 제공하는 망 형태(topology)를 뜻한다. 상기 가상 셀에 속한 분산 소형 기지국들(distributed base station or distributed small base station)은 실시간 정보 공유를 하며 공유된 정보를 바탕으로 협력 빔포밍(coordinated beamforming) 등의 전송 기법을 사용해 간섭을 제어할 수 있다. 이러한 VCN 환경은 무선 자원의 공간적 재사용을 통해 성능을 개선하기 위한 것이지만, 가상 셀들 사이에서 잦은 핸드오버가 발생하기 때문에 이에 대한 개선이 요구된다. 특히 가상 셀들 사이의 경계 영역은 작은 커버리지를 갖는 소형 기지국들 사이의 경계이기 때문에 핸드오버 영역이 좁을 뿐만 아니라 낮은 수신신호 레벨에서 핸드오버가 이루어질 가능성이 있다. 따라서 VCN과 같이 다수의 분산 소형 기지국들에 의해 형성되는 가상 셀들 사이에서의 이동성 문제를 효율적으로 개선할 필요가 있다.

따라서 본 발명의 실시예는 다수의 소형 기지국들로 구성되는 가상 셀들 사이의 경계 영역에서 좁은 핸드오버 영역으로 야기되는 이동성 문제를 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예는 다수의 소형 기지국들로 구성되는 가상 셀들 사이의 경계 영역에서의 핸드오버 영역을 넓게 하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예는 다수의 소형 기지국들로 구성되는 가상 셀들 사이의 경계 영역에서 양호한 수신신호 레벨에서 핸드오버가 일어나도록 하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선통신 시스템은, 각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들을 포함하는 다수의 가상 셀들; 및 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하며, 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속되는 중간 기지국을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 이동 단말을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국의 동작 방법은: 제1 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀에 소속되어 상기 이동 단말을 서비스하는 과정; 및 상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀에 소속되어 상기 이동 단말을 서비스하는 과정을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국과, 이동 단말을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 상기 이동 단말의 동작 방법은: 제1 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀을 통해 데이터를 송수신하는 과정; 및 상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀을 통해 제어정보를 수신하는 과정을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 이동 단말을 포함하는 무선통신 시스템에서, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국 장치는: 시분할 방식에 따라 상기 적어도 2개의 가상 셀들을 상기 이동 단말을 위해 할당하는 제어기; 및 상기 제어기에 의한 할당 결과에 따라 제1 시간 구간에서는 상기 제1 가상 셀을 통해 상기 이동 단말이 서비스되도록 신호 송수신 동작을 제어하고, 상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀을 통해 상기 이동 단말이 서비스되도록 신호 송수신 동작을 제어하는 송수신기를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국과, 이동 단말을 포함하는 무선통신 시스템에서, 상기 이동 단말의 장치는: 제1 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀을 통해 데이터를 송수신하고, 상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀을 통해 제어정보를 수신하는 송수신부를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 실시예는 다수의 소형 기지국들로 구성되는 가상 셀들 사이의 경계 영역에서 시간과 같은 자원별로 VCN 토폴로지를 변화시킴으로써 넓은 핸드오버 영역의 제공 및 개선된 수신신호 품질로 핸드오버 동작을 안정적으로 수행할 수 있도록 한다.

본 발명의 전술한 실시예 및 부가적인 실시예를 더욱 잘 이해하기 위하여, 도면 전체를 통하여 유사한 도면 부호가 대응 부분을 나타내는 이하의 도면과 함께, 실시예에 대한 설명을 참고하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 무선 통신시스템의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 DBS별 셀 ID 할당 방법에 따른 가상 셀 형성 및 이동성 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 매크로/마이크로 셀 환경과 VCN 환경의 핸드오버 영역을 비교하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀 설계시 I-DBS를 설정하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 프레임 그룹별로 다른 가상 셀에 소속되는 I-DBS를 활용한 VCN 토폴로지 제어 동작을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 I-DBS 프레임 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 I-DBS 및 단말의 논리적 장치 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말별 활성/비활성 프레임 할당 동작을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 영역에서의 다중 VC 송수신 동작을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 그룹별 수신신호 품질을 보고하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 VC breathing 여부에 따른 측정 보고 동작을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 셀 설계시 I-DBS를 설정하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 I-DBS를 활용한 VC간 핸드오버 동작을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 동작을 위한 I-DBS의 처리 절차를 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 동작을 위한 이동 단말의 처리 절차를 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 VC breathing으로 인한 프레임 그룹별 간섭변화를 고려한 자원할당을 위한 메시지 송수신 절차를 보여주는 도면이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 실시예들이 적용 가능한 환경을 보여주는 도면들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명될 것이다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 다수의 특정 세부 사항들이 상술될 것이지만, 본 발명이 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 주지의 방법, 절차, 컴포넌트, 회로 및 네트워크 등에 대해서는 상세하게 설명되지 않는다는 사실에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 무선 통신시스템의 일 예를 보여주는 도면이다. 상기 무선 통신시스템은 복수의 사용자 단말(User Equipment: UE)들 10-15와, 분산 소형 기지국들(Distributed Base Station or Distributed Small Base Station: DBS) 20-24와, 상기 분산 소형 기지국들 20-24의 상위 계층인 매크로 기지국(Macro BS) 30 및 중앙관리유닛(Central Management Unit: CMU) 40을 포함한다. 상기 중앙관리유닛 40은 상기 기지국들 20-24의 협력 송수신을 제어하는 중앙제어장치로서, 상기 매크로 기지국 30의 내부에 포함될 수 있다. 상기 분산 소형 기지국들 20-24는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 협력 송수신을 하며, 협력 클러스터를 형성한다. 상기 기지국들 20-24는 일반적인 기지국들의 전체 또는 일부 기능을 포함한다.

상기 매크로 기지국 30은 상기 분산 소형 기지국들 20-24의 무선 백홀 기능을 지원하기 위한 것으로, 빔분할다중접속(Beam Division Multiple Access: BDMA) 안테나 50를 포함한다. 상기 분산 소형 기지국들 20-24와 상기 사용자 단말 10-15는 협력 송수신을 위해 상기 BDMA 안테나 50에 대응하는 안테나를 포함한다. 상기 매크로 기지국 30과 상기 분산 소형 기지국들의 사이 및 상기 분산 소형 기지국들의 사이는 무선 백홀 링크(wireless backhaul link)를 통해 접속된다. 예를 들어, 상기 매크로 기지국 30과 상기 분산 소형 기지국들 20, 21, 23은 무선 백홀 링크를 통해 접속된다. 또한, 상기 분산 소형 기지국 20과 상기 분산 소형 기지국 22의 사이 및 상기 분산 소형 기지국 23과 상기 분산 소형 기지국 24의 사이는 무선 백홀 링크를 통해 접속된다. 상기 사용자 단말들 10-15는 상기 분산 소형 기지국들 20-24의 사이에 무선 접속 링크(wireless access link)를 통해 접속된다. 예를 들어, 기지국 20에는 사용자 단말들 10,11이 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 22에는 사용자 단말들 11,12,13이 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 21에는 사용자 단말 14가 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 23에는 사용자 단말 14가 무선 접속 링크를 통해 접속되고, 기지국 24에는 사용자 단말 15가 무선 접속 링크를 통해 접속된다.

후술되는 본 발명의 실시예들은 상기 도 1 및 도 17에 도시된 바와 같이 복수의 협력하는 분산 소형 기지국들이 분포되는 옥외 VCN 환경에 적용될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예들은 도 18 및 도 19에 각각 도시된 바와 같이 옥외 분산 안테나 환경 및 빌딩 내 무선 네트워크 환경에서도 적용될 수 있다.

< 발명의 기본 개념 및 원리 >

하기에서 설명될 본 발명은 무선 통신시스템에서 무선 용량을 개선함과 동시에 끊김없고 안정된 이동성 지원을 가능하게 하는 차세대 이동통신 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 자원의 공간적 재사용을 통한 성능 개선을 위해 다수의 소형 기지국을 설치하는 환경에서, 다수의 소형 기지국들의 협력을 통해 형성된 가상 셀 기술을 활용하여 간섭 문제를 해결함과 동시에 효율적인 이동성 지원을 위한 제어신호/데이터 자원할당 방안을 제시하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예를 구체적으로 살펴보기 전에 본 발명의 기본 개념 및 원리를 살펴보기로 한다.

차세대 통신 기술에서는, 무선 자원의 공간적 재사용을 통한 셀 분할(cell splitting) 이득과 인접 셀간 협력통신으로 인한 이득을 동시에 달성하는 가상 셀 네트워크(VCN: virtual cell network) 환경이 고려되고 있다. 이러한 VCN 환경에서는 다수의 소형 셀을 설치함에 따라 셀간 잦은 핸드오버가 발생하게 될 것이다. 이를 해결하기 위한 방안으로 협력 통신을 수행하는 하나 이상의 분산 소형 기지국들로 구성된 가상 셀이 동일한 셀 식별자(ID: Identifier)를 가지고 동일한 방송 제어(broadcast control) 신호를 송신하는 시나리오가 고려되고 있다.

다수의 분산 소형 기지국들이 서로 협력하여 가상 셀(VC: virtual cell)을 형성할 때, 가상 셀 내의 DBS들은 도 2a에 도시된 바와 같이 동일한 셀 ID를 사용할 수도 있고 도 2b에 도시된 바와 같이 동일한 셀 ID를 사용하지 않을 수도 있다. 방송 제어채널(Broadcast control channel) 및 셀 특정 기준신호(CRS: cell specific reference signal)의 공간적 재사용 관점에서는 도 2b에 도시된 바와 같이 각 DBS별 다른 셀 ID를 갖는 것이 유리하다. 즉, DBS들이 서로 다른 셀 ID를 사용하는 경우, 방송 제어채널 및 CRS의 재사용이 가능하고 DBS별 채널 추정이 용이하다. 그러나 DBS간 이동 시 협력 통신을 하더라도 잦은 핸드오버가 발생하게 된다. 이와 같이 각 DBS별 다른 셀 ID를 갖도록 하면 소형 DBS간 잦은 핸드오버가 유발되기 때문에, 핸드오버 관점에서는 도 2a에 도시된 바와 같이 VC를 형성하는 DBS들간 동일한 셀 ID를 사용하는 것이 유리하다.

VC를 형성하는 DBS들이 동일한 셀 ID를 사용하는 경우, VC내의 핸드오버 없이 사용자 이동성 지원이 가능하지만, 방송 제어채널 및 CRS에 대한 재사용 효율이 감소한다. 또한 VC 내의 DBS간 네트워크 MIMO 기술 적용을 위해서는 DBS별 파일럿 신호(pilot signal)를 정의할 필요가 있다. 예를 들면, 3GPP(3^rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 시스템에서는 다수의 RRH(remote radio head)가 설치되어 RRH들이 중앙에서 제어된다. 즉, LTE 시스템은 다수의 RRH가 분산 안테나 시스템(DAS: distributed antenna system)을 형성할 때, 잦은 핸드오버를 줄이기 위하여 특정 RRH들의 그룹들은 동일한 셀 ID를 사용한다. 이러한 LTE R-10 시스템에서는 동일한 셀 ID를 사용하는 경우에도 RRH간 채널을 추정할 수 있도록 하기 위해 CSI-RS(Channel State Indicator ? Reference Signal)를 정의하고 있다. 다시 말하면, 공간 다중화(spatial multiplexing) 분산 안테나 시스템의 구현을 위해서는 RRH별/RRH 안테나별 구분할 수 있는 파일럿 신호(pilot signal)가 필요한데, 이를 위해 CSI-RS가 정의되어 있다. 하지만 동일한 셀 ID를 사용하는 RRH로 구성된 VC 사이의 핸드오버 문제는 여전히 발생한다.

도 3a 및 도 3b는 매크로(macro)/마이크로(micro) 셀 환경과 VCN 환경의 핸드오버 영역을 비교하기 위한 도면이다. 도 3a를 참조하면, 매크로셀과 같이 셀 크기가 큰 경우 셀간 중첩되는 영역이 물리적으로 크기 때문에, 이동 단말이 핸드오버를 수행할 수 있는 시간이 상대적으로 크게 된다. 하지만, 서빙 기지국과 타겟 기지국으로부터의 수신신호가 모두 낮은 경우에 핸드오버가 이루어지기 때문에 수신신호 품질의 저하로 인한 핸드오버 실패 확률이 존재하게 된다.

반면에, 도 3b에 도시된 바와 같이, 다수의 DBS들이 VC를 형성하는 경우 VC내에서는 핸드오버가 일어나지 않으나 VC간 핸드오버는 여전히 필요하게 된다. 이때 소형 기지국간 간격이 작기 때문에 서로 다른 VC에 속하는 소형 셀들간 중첩영역이 작게 되고, 그에 따라 이동 단말의 핸드오버 수행 시간이 상대적으로 짧아져 안정적인 핸드오버의 수행이 곤란할 수도 있다. 게다가, 서빙 VC와 타겟 VC로부터의 수신신호 세기가 모두 낮은 경우에 핸드오버가 이루어지기 때문에 수신신호 품질의 저하로 인한 핸드오버 실패 확률이 존재하게 된다.

이와 같이 VCN 환경에서 다수의 소형 DBS들로 구성된 VC간의 경계 영역은 작은 커버리지(coverage)를 갖는 소형 DBS간 경계로 좁은 핸드오버 영역에 대한 이동성 문제를 발생시키게 된다.

한편 적응적 토폴로지 제어를 통한 셀간 이동성을 제어하는 방법으로 셀 브레싱(cell breathing) 방식이 있다. 셀 브레싱 방식은 셀간 부하량 차이에 따라 단말이 서비스받는 서빙 셀을 적응적으로 제어하는 방식이다. 이러한 셀 브레싱 방식은 부하량에 따라 단말들의 서빙 기지국의 할당을 변경시키는 방안으로, 핸드오버 성능 자체를 개선하기 보다는 핸드오버를 통한 셀별 부하량을 제어하는 방안이다. 기지국의 송신 전력을 제어함으로써 셀 커버리지를 제어하는 방식이 A. Jalali, “On Cell Breathing in CDMA Networks,” Proc. IEEE Int’l Conf. Comm. (ICC ’98), pp. 985-988, 1998 및 Y. Bejerano and S.J. Han, “Cell Breathing Techniques for Load Balancing in Wireless LANs,” Proc. IEEE INFOCOM, 2006에 개시되어 있다. 핸드오버 마진(margin) 제어를 통해 단말별 서빙 기지국을 적응적으로 할당하는 방식이 유럽 특허번호 0981919 B1(2007년 1월 24일), 제목 “Handover method for cell breathing based on dynamically adjusting handover thresholds with cell capacity”에 개시되어 있다. 송신전력 제어를 통한 셀 브레싱 방식의 경우, 송신전력제어를 통해 중첩영역의 확장 및 핸드오버 시 신호 품질 개선이 가능할 수도 있으나, 송신전력 제어 범위로 그 개선도가 제약되고, 또한 송신전력변경에 따른 다른 인접 셀과의 관계문제로 인해 커버리지 홀(coverage hole)이 발생할 수 있는 개연성이 존재한다. 핸드오버 마진 제어를 통한 셀 브레싱 방식의 경우, 시스템 차원이 아닌 단말 단위의 셀 부하량 제어가 가능하고 커버리지 홀 문제가 발생되지 않는 장점이 있으나, VCN에 적용 시 여전히 좁은 핸드오버 영역 및 낮은 수신신호 레벨에서 핸드오버가 수행될 가능성이 있다.

따라서, 본 발명의 실시예는 VC간의 경계 영역이 작은 커버리지를 갖는 소형 DBS간 경계로 결정되고, 이에 따라 좁은 핸드오버 영역에서의 이동성 제어 문제를 극복하기 위한 방안을 제시함으로써, VC 형성을 통해 셀분할 이득 및 협력통신 이득을 달성함과 동시에 다수의 협력 소형기지국들로 구성된 VC간 이동성 문제를 효율적으로 개선할 수 있도록 한다. 향후 도심 내 중저속 차량 이동 사용자 또한 고용량 데이터 서비스를 필요로 할 수 있으므로, 해당 소형기지국 활용 VCN 기술은 정지 사용자 뿐만 아니라 이동 사용자를 효과적으로 서비스할 수 있어야 한다. 이와 같은 환경에서 본 발명의 실시예는 다수 소형 협력 또는 가상 셀이란 개념 자체를 이용하여 넓은 핸드오버 영역과 수신신호 품질 개선을 통해 핸드오버 동작을 보다 안정적으로 수행할 수 있는 주요 기술을 제시한다.

하기에서 설명될 본 발명의 실시예는 VC의 경계 영역에 해당하는 중간 기지국(I-DBS: intermediate distributed base station)을 정의하고, I-DBS가 시간 자원별로 인접해있는 서로 다른 VC로 소속되어 동작되는 개념을 제시한다. 또한, 본 발명의 실시예는 I-DBS의 기본 동작을 정의하고, I-DBS가 동작하는 무선구간에서의 프레임 구조를 제시한다. 또한, 본 발명의 실시예는 VCN 환경에서 이동 단말의 핸드오버 성능을 개선하기 위하여, I-DBS를 활용하여 단말에 안정적 핸드오버를 제공할 때, 단말과 I-DBS 및 주변 DBS들과의 상호작용을 위한 동작 방안을 제시한다. 하기에서 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 사용되는 용어 가상 셀 브레싱(virtual cell breathing)은 인접한 서로 다른 VC에 소속될 수 있는 I-DBS를 활용하여 VCN 토폴로지를 시간과 같은 자원별로 변화시켜 이동성을 가진 단말에게 보다 적합한 VCN 토폴로지를 선별적으로 제공할 수 있는 방안을 의미한다.

< 실시예 >

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀 설계시 I-DBS를 설정하는 동작을 보여주는 도면이다. 여기서는 설명의 편의를 위해 VCN이 2개의 가상 셀(VC)들 VC1, VC2만을 포함하여 구성되는 것으로 도시하고 있지만, VCN이 다수의 VC들을 포함하여 구성될 수 있음에 유의하여야 한다.

VC1은 다수의 분산 소형 기지국(Distributed Base Station)들 DBS0-DBS2를 포함하여 형성된다. VC2는 다수의 분산 소형 기지국들 DBS2-DBS5를 포함하여 형성된다. VC1의 영역 R1에는 DBS0-DBS2가 위치하며, VC2의 영역 R2에는 DBS2-DBS5가 위치한다. VC1과 VC2 사이의 경계 영역, 즉 VC1과 VC2가 중첩되는 영역 R12에는 DBS2가 위치하는데, 상기 DBS2는 I-DBS로 설정된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 프레임 그룹별로 다른 가상 셀에 소속되는 I-DBS를 활용한 VCN 토폴로지 제어 동작을 보여주는 도면이다. 이 도면은 시분할 방식으로 서로 다른 VC의 셀 ID를 방송하고 VC에 소속되는 I-DBS의 기본 동작 예를 보여주고 있다. 여기서는 2개의 프레임 그룹들만을 도시하고 있는데, 이는 도 4에 도시된 바와 같이 VCN이 2개의 VC를 포함하여 형성되고 I-DBS가 2개의 VC들이 중첩되는 영역이 위치하는 경우를 예로 하고 있다. 그러므로, 프레임 그룹들의 수는 후술하는 도 9에 도시된 바와 같이 VC들이 중첩되는 영역의 수에 비례하여 가변될 수 있다. 여기서 프레임 그룹은 VC가 신호를 송수신하는 시간 구간을 의미한다.

도 5를 참조하면, 프레임 그룹 1에서, I-DBS DBS2는 VC1에 해당되는 셀 ID로 동작하고, VC1에 소속되어 VC1의 다른 DBS들 DBS0,DBS1과 협력 통신을 수행한다. 또한, I-DBS는 VC1으로 동작하되, 인접한 다른 VC인 VC2에 소속되어 있는 DBS들 DBS3,DB4와도 협력 통신을 수행할 수도 있다. 즉, I-DBS는 서로 다른 VC 간의 협력 통신에도 적용될 수 있다. 프레임 그룹 2에서는 I-DBS DBS2는 VC2에 해당되는 셀 ID로 동작하고, VC2에 소속되어 VC2의 다른 DBS들 DBS3,DB4와 협력 통신을 수행한다. 또한, I-DBS는 VC2로 동작하되, 인접한 다른 VC인 VC1에 소속되어 있는 DBS들 DBS0,DBS1과 협력 통신을 수행한다.

이와 같이 프레임 그룹별 변화하는 VC1와 VC2의 커버리지를 고려하여 I-DBS 주변의 단말들에게 프레임 자원이 적응적으로 할당될 수 있다. 이에 따라 I-DBS와 I-DBS 주변 DBS의 경계 사용자(이동 단말)에게는 핸드오버가 일어나지 않을 수 있으며, DBS 경계 영역이 아닌 I-DBS 안쪽 셀 영역으로 이동 단말이 이동한 후에 보다 안정적인 network-initiated 핸드오버가 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 I-DBS 프레임 구조를 보여주는 도면이다. I-DBS로서 DBS2는 프레임 그룹별로 VC1 기반 및 VC2 기반하여 셀 특정(cell-specific) RS 및 방송 제어(broadcast control) 정보를 방송한다. 즉, I-DBS로서 DBS2는 프레임 그룹 1에 해당하는 시간 구간 t1에서는 VC1에 소속되어 VC1에 기반한 셀 특정 RS 및 방송 제어 정보를 방송하고, 프레임 그룹 2에 해당하는 시간 구간 t2에서는 VC2에 소속되어 VC2에 기반한 셀 특정 RS 및 방송 제어 정보를 방송한다. 이후 I-DBS는 시간 구간 t3에서는 VC1에 소속되어 VC1에 기반한 셀 특정 RS 및 방송 제어 정보를 방송하고, 시간 구간 t4에서는 VC2에 소속되어 VC2에 기반한 셀 특정 RS 및 방송 제어 정보를 방송한다.

다시 말하면, I-DBS는 교호적으로 반복되는 프레임 전송 구간에서 서로 다른 VC의 프레임을 전송한다. 구체적으로, I-DBS는 제1 시간 구간에서는 VC1의 프레임을 전송하고, 제1 시간 구간 다음의 제2 시간 구간에서는 VC2의 프레임을 전송하고, 이러한 프레임 전송 동작을 교호적으로 반박한다. 이와 같이 프레임 그룹별 단말에 위한 적절한 자원 할당을 통해 일부 단말의 경우 VC 경계에서도 핸드오버 없이 동작이 가능해질 수도 있다. 특히 VC1와 VC2의 핸드오버 문제는 DBS간 경계가 아닌 시간별로 VC의 경계에 해당되는 I-DBS의 중심에서의 핸드오버로 바뀔 수 있으므로, I-DBS 중심 영역에서의 핸드오버 수행을 통해 보다 안정적인 핸드오버 수행을 가능케한다.

상기 도 6에 도시된 경우와 달리, DBS2가 VC1에만 고정적으로 소속되는 경우에는 항상 VC1 기반 셀 특정(cell-specific) RS 및 방송 제어(broadcast control) 정보를 방송한다. 단말은 VC1내에서는 DBS간 이동 시에도 핸드오버없이 이동이 가능하지만, VC1에서 VC2로 이동 시에는 기존 셀룰러 시스템과 동일한 형태의 핸드오버가 필요하다. 각 DBS의 커버리지 영역이 작을 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이 서로 다른 VC에 속한 DBS간 물리적인 중첩 영역이 협소하기 때문에 이동 중인 단말의 핸드오버 수행시간이 짧게 되는 문제점이 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 I-DBS 및 단말의 논리적 장치 구성을 보여주는 도면이다. I-DBS는 VC 브레싱 동작시, VCN 토폴로지를 제어할 수 있는 장치로서, 사업자가 VC 설계시 VC간 경계에 해당되는 DBS 중 핸드오버 성능 보완이 필요하다고 판단되는 DBS를 I-DBS로 설정 가능하다. 예를 들어, 도 4에 도시된 DBS2가 I-DBS로 설정될 수 있다.

I-DBS는 제어기 210과, 송수신기 220을 포함한다. 상기 제어기 210은 사용자별 VC를 할당하는 기능을 수행한다. 상기 송수신기 220은 다수의 VC 송수신 제어부들 221-222, 송수신 프레임 제어부 223 및 송수신부 224를 포함한다. 다수의 VC 송수신 제어부들 221-222는 I-DBS가 프레임 그룹별로 다수의 VC에 소속되어 동작할 수 있도록 하기 위한 것으로, 각 제어부들은 각 VC에 대한 송수신 제어 동작을 수행한다. 송수신 프레임 제어부 223은 다수의 VC로부터의 제어신호 및 데이터신호를 프레임 그룹별 할당 또는 수신하고, 다수의 VC로 동작될 수 있는 프레임을 형성/수신/관리한다. 송수신부 224는 도 2에 도시된 이동 단말들 10-15 및 상위의 CMU 40/매크로 BS 30과의 신호 송수신을 위한 구성요소이다. 또한, 상기 송수신부 224는 I-DBS가 소속된 VC내의 다른 DBS들과 협력 통신을 위한 신호 송수신을 하고, 소속 VC 에 인접하는 VC에 소속된 다른 DBS들과도 협력 통신을 위한 신호 송수신을 한다. 제어기 210은 사용자의 이동성을 고려하여 I-DBS와 통신을 하되, 어떤 VC에 소속되어 통신을 하는 것이 핸드오버 성능 및 데이터 용량측면에서 유리한가를 판단하여 사용자별 VC를 할당하는 사용자별 VC 할당 기능을 수행한다. 여기서는 제어기 210가 사용자별 VC를 할당하는 기능 수행을 위해 송수신기 220과 별도로 구성되고, 송수신기 220에 다수의 VC 송수신 제어부 221-222 및 송수신 프레임 제어부 223가 포함되는 예를 논리적으로 설명하고 있지만, 이러한 제어기 또는 제어부들은 단일의 프로세서에 의해 구현이 가능하다. 상기 I-DBS는 후술하는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 VC 브레싱의 처리 흐름에 따른 동작을 수행한다.

단말 10-15는 제어부 111, 신호세기 측정부 112 및 송수신부 113을 포함한다. 송수신부 113은 단말이 위치하는 VC내의 DBS들과의 신호 송수신을 위한 것이다. 특히, 상기 송수신부 113은 I-DBS와 신호 송수신을 한다. 신호세기 측정부 112는 제1 시간 구간(프레임 그룹 1)에 I-DBS가 소속되는 VC1로부터의 수신신호 세기를 측정하고, 제2 시간 구간(프레임 그룹 2)에 I-DBS가 소속되는 VC2로부터의 수신신호 세기를 측정한다. 예를 들어, 신호세기 측정부 112는 VC1/VC2로부터 프리엠블(preamble)과 같은 제어신호를 수신하고, 이 수신신호에 세기를 측정한다. 제어부 111은 단말 10-15의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 상기 제어부 111은 후술하는 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 VC 브레싱의 처리 흐름에 따른 동작을 수행한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말별 활성/비활성 프레임 할당 동작을 보여주는 도면이다. 이 도면은 단말별 핸드오버 성능 개선을 위해 I-DBS의 프레임 그룹들이 이동 중인 사용자에게 어떻게 할당되는지에 대한 예시를 보여주고 있다. 단말은 DBS1에서 DBS2를 거쳐 DBS3로 이동 중이며, DBS2는 I-DBS의 역할을 담당한다. 먼저 DBS1에서 단말은 DBS1으로부터 송신되는 시스템의 VC 브레싱 여부를 인지한다. 즉, DBS1에서 단말은 프레임 그룹별 수신전력 변화에 대한 가능성을 인지한다. 해당 정보가 없다면 단말은 프레임 그룹별 변화되는 VC들의 수신 신호를 수신하게 되며, 이는 단말의 이동성 제어에 혼동을 줄 수 있다. 프레임 그룹 1에서는 DBS1과 DBS2의 경계 영역에서 여전히 VC1에 모두 소속되게 되어 단말은 프레임 그룹 1에 한해 VC1과의 안정적인 통신이 가능하게 된다. DBS2의 중앙 영역에서는 프레임 그룹 1에서는 VC1과의 안정적 통신이, 프레임 그룹 2에서는 VC2와의 안정적 통신이 가능하다. 이때 단말이 여전히 DBS3 쪽으로 이동 중이라고 판단되면, 단말은 이제 프레임 그룹1에서 프레임 그룹 2로의 변경이 필요하다고 시스템은 판단한다. DBS2 영역에서 단말은 프레임 그룹별로 VC1과 VC2 모두와 안정적 통신이 가능하나 프레임 그룹 할당을 통해 VC를 선택하게 된다. 따라서 서빙 VC에 해당되는 프레임 그룹을 활성(active) 프레임 그룹으로 정의하고, 그렇지 않은 프레임 그룹에 대해서는 비활성(inactive) 프레임 그룹으로 정의한다.

이와 같이 본 발명의 실시예는 DBS간 경계가 아닌 DBS2의 우수한 수신신호 품질 영역에서 단말이 서비스될 프레임 그룹을 변경해줌으로써 기존 셀간 경계에서의 핸드오버 대비 훨씬 안정적인 핸드오버 수행이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 소형 DBS간 좁은 경계가 아닌 I-DBS 서비스 커버리지 전체에 걸친 핸드오버 준비 단계를 통해 이동 중인 단말은 보다 안정적인 핸드오버 수행이 가능해진다.

DBS2 영역에서는 해당 단말에 대해 일부 프레임 그룹에 대해서만 활성 프레임 그룹으로 설정되는 반면, DBS3로의 완전한 이동 후, 단말은 모든 프레임 그룹에 대해 활성 프레임 그룹으로 설정되어, VC2와의 통신을 수행하게 된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 영역에서의 다중 VC 송수신 동작을 보여주는 도면이다. 이 도면은 VC1에서 VC2로의 이동중인 단말의 VC로부터의 cell association의 기준이 되는 프리엠블과 같은 제어신호의 수신신호 크기에 따른 관련 핸드오버 동작 예를 보여주고 있다.

본 발명의 실시예에서의 I-DBS를 활용하지 않는 기존 방안의 경우, 아래 <수학식 1>과 같이 일정 시간 이상 아래의 조건을 만족할 경우 VC1에서 VC2로의 핸드오버가 발생하게 된다.

여기서, P₁은 VC1의 수신신호 세기를 나타내고, P₂는 VC2의 수신신호 세기를 나타내고,

는 P₁과 P₂의 차이를 나타내고,

는 미리 설정된 임계 수신신호 값을 나타낸다.

반면에, 본 발명의 실시예에 따라 I-DBS를 활용하는 방안의 경우, 활성 프레임(active frame)이 될 수 있는, 즉 서빙 VC가 될 수 있는 프레임이 되기 위해 일정 시간 이상 아래의 <수학식 2>의 조건을 만족하는 VC i의 프레임이 후보 활성 프레임(candidate active frame)으로 정의한다.

여기서, P_i는 VCi의 수신신호 세기를 나타내고, P_j는 VCj의 수신신호 세기를 나타내고,

는 P_i와 P_j의 차이를 나타내고,

는 미리 설정된 임계 수신신호 값을 나타낸다. 즉,

는 프리엠블 수신전력 레벨이 인접 VC 대비하여

이상이 되어야 단말이 해당 VC를 통해 송수신하도록 설정되는 파라메터이다.

도 7에 도시된 I-DBS의 제어기 210은 후보 활성 프레임 중에서 현 시스템 부하량, 핑퐁(ping-pong) 현상, 서비스품질(QoS: Quality of Service) 등의 요소를 고려하여 핸드오버를 위한 단말별 프레임 그룹 할당을 제어한다. 이와 같은 동작을 위해서 단말은 프레임 그룹별 수신신호 품질(세기)을 I-DBS, DBS 또는 VC에 보고할 필요가 있는데, 도 10은 이에 대한 관련 동작을 보여준다.

도 10을 참조하면, 1002단계에서 VC는 VC 브레싱 관련 프레임 그룹 형성 정보를 단말에 알려준다. 단말은 1004단계에서 해당 정보에 기반하여 프레임 그룹별 수신신호 품질(세기)을 측정하고, 1006단계에서 프레임 그룹별 측정 정보를 VC에 보고한다. 해당 정보에 기반하여 VC는 1008단계에서 프레임 그룹별 자원을 할당한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 VC 브레싱 여부에 따른 측정 보고 동작을 보여주는 도면이다. 프레임 그룹 1 및 프레임 그룹 2의 VC1은 VC 브레싱을 수행하지 않는 기존의 VC(conventional VC: C-VC)이다. 반면에, 프레임 그룹 1 및 프레임 그룹 2의 VC2와, 프레임 그룹 1 및 프레임 그룹 2의 VC3은 VC 브레싱을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 B-VC(breathing VC)이다.

C-VC에 대해서는 프레임 구분없는 측정 보고가 이루어진다. 1102단계에서 C-VC는 UE로 VC 브레싱 미수행에 대한 정보를 방송한다. UE는 1104단계에서 프레임 구분없이 C-VC에 대한 수신신호 세기를 측정하고 1110단계에서 그 측정결과를 보고한다. 서빙 C-VC는 프레임 그룹 구분없는 측정 보고 동작을 수행하고, 인접 C-VC는 프레임 그룹 구분없는 측정 보고 동작을 수행한다. 인접 B-VC는 프레임 그룹 정보를 얻어 프레임 그룹별 측정 보고 동작을 수행한다.

B-VC에 대해서는 해당 VC에 대한 프레임 그룹 정보를 얻어 프레임 그룹을 구분하여 프레임 그룹별 측정 보고가 이루어진다. 1106단계에서 B-VC는 UE로 VC 브레싱 수행에 대한 정보를 방송한다. UE는 1108단계에서 프레임 그룹별 수신신호 세기를 측정하고 1110단계에서 그 측정결과를 보고한다. 서빙 B-VC는 프레임 그룹 구분없는 측정 보고 동작을 수행하고, 인접 C-VC는 프레임 그룹 구분없는 측정 보고 동작을 수행한다. 인접 B-VC는 프레임 그룹 정보를 얻어 프레임 그룹별 측정 보고 동작을 수행한다.

다시 도 9를 참조하면, 프레임 그룹 1에서 DBS1과 DBS2는 VC1을 형성하고, DBS3과 DBS4는 VC2를 형성한다. 프레임 그룹 2에서 DBS1은 VC1을 형성하고, DBS2, DBS3 및 DBS4는 VC2를 형성한다. 다시 말하면, DBS1은 프레임 그룹 1 및 프레임 그룹 2에서 모두 VC1을 형성하고, I-DBS로서 DBS2는 프레임 그룹 1에서는 VC1을 형성되고 프레임 그룹 2에서는 VC2를 형성하고, DBS3 및 DBS4는 프레임 그룹 1 및 프레임 그룹 2에서 모두 VC2를 형성한다.

사용자 단말 UE가 DBS1에서 DBS3 방향으로 이동하는 경우, 각 시간 구간별로 프레임 그룹들 1 및 2의 서빙 VC는 프리앰블 수신 전력에 따라 달라진다. 사용자 단말 UE가 DBS1 영역에 위치하는 시간 구간 T1에서 프레임 그룹 1의 서빙 VC 및 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 모두 VC1이다. 사용자 단말 UE가 DBS1 영역과 DBS2 영역의 중간 영역에 위치하는 시간 구간 T2에서 프레임 그룹 1의 서빙 VC는 VC1이다. 사용자 단말 UE가 IDBS로서 DBS2 영역에 위치하는 시간 구간 T3에서 프레임 그룹 1의 서빙 VC는 VC1이고, 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 VC2이다. 사용자 단말 UE가 DBS2 영역과 DBS3 영역의 중간 영역에 위치하는 시간 구간 T4에서 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 VC2이다. 사용자 단말 UE가 DBS3 영역, DBS3 영역과 DBS4 영역의 중간 영역 및 DBS4 영역에 위치하는 시간 구간 T5에서 프레임 그룹 1의 서빙 VC 및 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 모두 VC2이다.

시간에 따른 프리엠블 수신전력의 그래프에서, 참조부호 9A는 프레임 그룹 1에서의 VC1 서비스 가능 구간을 나타내고, 9B는 프레임 그룹 2에서의 VC1 서비스 가능 구간을 나타내고, 9C는 프레임 그룹 1에서의 VC2 서비스 가능 구간을 나타내고, 9D는 프레임 그룹 2에서의 VC2 서비스 가능 구간을 나타낸다. 이 그래프에서 실선은 프레임 그룹 1을 나타내고, 점선은 프레임 그룹 2를 나타낸다. 즉, P₁ ⁽¹⁾은 프레임 그룹 1에서의 VC1의 수신신호 세기(수신전력)을 나타내고, P₁ ⁽²⁾는 프레임 그룹 2에서의 VC1의 수신 전력을 나타내고, P₂ ⁽¹⁾은 프레임 그룹 2에서의 VC1의 수신 전력을 나타내고, P₂ ⁽²⁾는 프레임 그룹 2에서의 VC2의 수신 전력을 나타낸다.

시간 구간 T1에서, 프레임 그룹 1의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽¹⁾ 및 프레임 그룹 2의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽²⁾는 모두

보다 크고, 또한 각각 프레임 그룹 1의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽¹⁾ 및 프레임 그룹 2의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽²⁾보다

이상 크기 때문에, 프레임 그룹 1 및 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 모두 VC1이다. 시간 구간 T2에서, 프레임 그룹 1의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽¹⁾ 은

보다 크고, 또한 프레임 그룹 1의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽¹⁾보다

이상 크기 때문에, 프레임 그룹 1의 서빙 VC는 VC1이다. 반면에, 프레임 그룹 2의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽²⁾는

보다는 크지만, 프레임 그룹 2의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽²⁾보다

이상 크지 않기 때문에, 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 결정되지 않는다. 시간 구간 T3에서, 프레임 그룹 1의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽¹⁾ 은

이상 크기 때문에, 프레임 그룹 1의 서빙 VC는 VC1이다. 프레임 그룹 2의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽²⁾는

보다 크고, 프레임 그룹 2의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽²⁾보다

이상 크기 때문에, 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 VC2이다. 시간 구간 T4에서, 프레임 그룹 1의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽¹⁾ 은

보다는 크지만 프레임 그룹 1의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽¹⁾보다

이상 크지 않기 때문에, 프레임 그룹 1의 서빙 VC는 결정되지 않는다. 반면에, 프레임 그룹 2의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽²⁾는

보다 크고, 프레임 그룹 2의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽²⁾보다

이상 크기 때문에, 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 V2이다. 시간 구간 T5에서, 프레임 그룹 1의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽¹⁾ 및 프레임 그룹 2의 VC2의 수신 전력 P₂ ⁽²⁾는 모두

보다 크고, 또한 각각 프레임 그룹 1의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽¹⁾ 및 프레임 그룹 2의 VC1의 수신 전력 P₁ ⁽²⁾보다

이상 크기 때문에, 프레임 그룹 1 및 프레임 그룹 2의 서빙 VC는 모두 VC2이다.

이와 같이 고속 전송률을 요구하는 단말에 대해서는 I-DBS 주변 핸드오버 영역(VC1과 VC2가 중첩되는 영역)에서 하나의 프레임 그룹에서만 통신하는 것이 아니라 2개의 프레임 그룹들에서 2개의 VC와 통신하는 것이 가능하다. 여기서는 이동 단말이 2개의 VC들과 통신하는 경우를 설명하고 있지만, 2개 이상의 VC와 통신하는 것도 가능하다.

예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 I-DBS는 두 개 이상의 VC가 중첩되는 위치에 설치될 수 있으며, I-DBS는 중첩 VC 수만큼 프레임 그룹들을 형성할 수도 있다. 모든 DBS들이 I-DBS로 동작되는 것이 아니라, VC 경계 DBS만이 I-DBS로 동작하거나, 또는 VC 경계 지역 중 특히 잦은 핸드오버가 발생할 가능성이 있는 지역에 대해서만 I-DBS를 설치하는 셀 설계(cell planning)이 가능하다. 도 12에서, I-DBS로서 DBS8은 3개의 VC들 VC1, VC2 및 VC3이 중첩되는 영역 R123에 위치하며, 중첩되는 수인 3개의 프레임 그룹들을 형성하여 3개의 VC들과 통신한다. 나머지 I-DBS들 DBS5, DBS7 및 DBS13은 2개의 VC들이 중첩되는 영역에 위치하며, 중첩되는 수인 2개의 프레임 그룹들을 형성하여 2개의 VC들과 통신한다.

DBS5는 2개의 VC들 VC1,VC3이 중첩되는 영역 R31에 위치하며, 중첩되는 수인 2개의 프레임 그룹들을 형성하여 2개의 VC들 VC1,VC3과 통신한다. DBS7은 2개의 VC들 VC1,VC2가 중첩되는 영역 R12에 위치하며, 중첩되는 수인 2개의 프레임 그룹들을 형성하여 2개의 VC들 VC1,VC2와 통신한다. DBS13은 2개의 VC들 VC2,VC3이 중첩되는 영역 R23에 위치하며, 중첩되는 수인 2개의 프레임 그룹들을 형성하여 2개의 VC들 VC2,VC3과 통신한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따라 I-DBS를 활용한 VC간 핸드오버 동작을 보여주는 도면이다. 이 도면은 I-DBS를 활용한 VC간 핸드오버 동작으로 활성/비활성(active/inactive) 프레임 할당과 관련된 발명의 주요 동작을 포함한다. 여기서는, VC1이 DBS1과 DBS2에 의해 형성되고, VC2가 DBS3와 DBS4에 의해 형성되는 VCN에서 DBS2가 VC1와 VC2의 I-DBS 역할을 수행하는 환경을 고려한다. 비록, 2개의 가상 셀들 VC1 및 VC2이 각각 2개의 DBS들을 포함하고, 2개의 가상 셀들 VC1 및 VC2이 중첩되는 영역에 위치하는 DBS2가 I-DBS로서 설정되는 경우의 예가 본 발명의 실시예로서 설명되고 있지만, 가상 셀들을 구성하는 DBS들의 수는 변경 가능하며, 또한 I-DBS가 위치하는 영역에서 중첩되는 가상 셀들의 수도 변경 가능함에 유의하여야 한다.

도 13에서, 단말이 DBS1의 영역에 위치해 있는 경우, VC1이 사용자 단말 UE에 대한 서빙 VC가 된다. 이에 따라 (1302)단계에서 단말은 VC1으로부터 식별자(ID)를 수신한다.

(1304)단계에서, VC1은 VC1에 소속되어 있는 DBS2에 대해 I-DBS로의 동작됨을 해당 단말에 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(unicast) 형태로 알린다. 따라서 단말은 프레임 그룹별로 VC들의 수신신호 차이가 존재할 가능성에 대해 인지할 수 있다.

(1306)단계에서, DBS2는 프레임 그룹에 따라 VC1과 VC2에 소속되지만 단말은 DBS1 근처에 위치하므로, 모든 프레임 그룹에 대해 VC1으로부터 서비스를 받는다. 이때 모든 프레임 그룹은 활성(active) 프레임으로 설정된다. 즉, DBS1 근처에 위치하는 단말은 VC1 ID를 수신한다. 마찬가지로, DBS2가 VC2에 소속되는 프레임 그룹에서도, 단말은 DBS1 근처에 있으므로 VC1에 속하게 된다.

(1308)단계에서, 단말은 DBS2의 프레임 그룹에 따른 VC 변경으로 인해 실제 프레임 그룹별 VC1와 VC2로부터 수신되는 수신신호 크기가 변화됨을 인지한다. 향후 VC1은 해당 단말의 DBS2로의 이동이 관찰되면, VC 브레싱을 고려한 프레임 자원을 할당할 수 있다.

이후, 단말이 DBS2 근처로 이동하게 되면, DBS2가 VC1에 속하는 프레임 그룹에 대해서는 활성 프레임이 된다. 이에 따라 (1310)단계에서, 활성 프레임에 대해서 여전히 VC1가 단말과 데이터를 송수신한다.

(1312)단계에서, DBS2가 VC2에 속하는 프레임 그룹에 대해서는 단말의 비활성 프레임 그룹으로 설정된다. 하지만 단말은 향후 핸드오버를 위해 VC2의 제어정보(VC2 ID)를 수신한다. VC1은 해당 단말에 DBS2가 VC1에 해당되는 프레임 그룹에서만 자원 할당이 이루어지도록 한다.

(1314)단계에서, 단말은 프레임 그룹별 수신신호 차이를 인지하고 있으므로, 프레임 그룹별 VC1과 VC2의 수신 신호의 세기 측정하고 비교한다.

(1316)단계에서, 단말은 VC1과의 활성 프레임 그룹을 통해 VC1과 VC2의 수신 신호세기 측정 결과를 보고한다.

(1318)단계에서, 단말이 DBS2에서 DBS3로 이동된다고 판단 시, VC1은 해당 단말의 활성 프레임 그룹을 통해 VC2로의 핸드오버를 명령한다.

(1320)단계에서, 단말은 프레임 그룹별로 VC1와 VC2로부터 우수한 품질의 신호를 수신할 수 있으며, 프레임 그룹 변경을 통해 VC1에서 VC2로의 핸드오버를 수행한다.

(1322)단계에서, VC1에 해당되는 프레임 그룹은 비활성 프레임 그룹으로, VC2에 해당되는 프레임그룹은 활성 프레임 그룹으로 변경되어, 단말은 VC2와 활성 프레임 그룹을 통해 데이터를 송수신한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 동작을 위한 I-DBS의 처리 절차를 보여주는 도면이다. 이 실시예는 도 13과 관련하여 설명한 바와 같이 2개의 가상 셀들 VC1 및 VC2가 중첩하는 영역에 I-DBS가 위치하는 경우의 예로서 설명될 것이지만, 그 가상 셀들의 수는 변경 가능하다.

도 14의 1402단계에서, I-DBS는 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속됨을 나타내는 정보를 이동 단말(또는 사용자 단말)에 방송한다. 1404단계에서, I-DBS는 제1 시간 구간(프레임 그룹 1)에서는 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀 VC1에 소속되어 단말을 서비스한다. 또한, I-DBS는 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간(프레임 그룹 2)에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀 VC1과 다른 제2 가상 셀 VC2에 소속되어 단말을 서비스한다. 1406단계에서, I-DBS는 제1 가상 셀 VC1 및 제2 가상 셀 VC2에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 제1 시간 구간의 프레임(프레임 그룹 1)을 통해 단말로부터 수신한다. 1408단계에서, I-DBS는 상기 수신 신호세기 측정 결과에 따라 제1 가상 셀 VC1에서 제2 가상 셀 VC2로의 핸드오버 여부를 결정한다. 1410단계에서, I-DBS는 핸드오버 여부를 결정한 경우 핸드오버 명령을 제1 시간 구간의 프레임(프레임 그룹 1)을 통해 단말로 송신한다. 1412단계에서, I-DBS는 제2 가상 셀 VC2를 통해 단말을 서비스한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 핸드오버 동작을 위한 이동 단말의 처리 절차를 보여주는 도면이다. 이 실시예는 도 13과 관련하여 설명한 바와 같이 2개의 가상 셀들 VC1 및 VC2가 중첩하는 영역에 I-DBS가 위치하고 단말이 VC1에서 VC2로 이동하는 경우의 예로서 설명될 것이지만, 그 가상 셀들의 수는 변경 가능하다.

1502단계에서, 단말은 I-DBS가 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속됨을 나타내는 방송 정보를 I-DBS로부터 수신한다. 1504단계에서, 단말은 제1 시간 구간(프레임 그룹 1)에서는 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀 VC1을 통해 데이터를 송수신한다. 이때 VC1을 통한 데이터 송수신 동작은 VC1 ID를 수신하는 동작을 포함한다. 또한, 상기 단말은 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간(프레임 그룹 2)에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀 VC1과 다른 제2 가상 셀 VC2를 통해 제어정보(VC2 ID)를 수신한다. 1506단계에서, 단말은 제1 가상 셀 VC1 및 제2 가상 셀 VC2에 대한 수신 신호세기를 측정한다. 1508단계에서, 단말은 제1 가상 셀 VC1 및 제2 가상 셀 VC2에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 제1 시간 구간의 프레임(프레임 그룹 1)을 통해 I-DBS로 송신한다. 1510단계에서, 단말은 I-DBS로부터 핸드오버 명령을 제1 시간 구간의 프레임(프레임 그룹 1)을 통해 수신한다. 1512단계에서, 단말은 제2 가상 셀 VC2를 통해 데이터를 송수신한다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 VC 브레싱으로 인한 프레임 그룹별 간섭변화를 고려한 자원할당을 위한 메시지 송수신 절차를 보여주는 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 VC 브레싱은 VC간의 핸드오버 외의 동작에 대해 영향을 줄 수 있다. 예컨대, I-DBS 외의 DBS 영역 내에 있는 단말의 경우, I-DBS 기반의 VC 브레싱으로 인해 프레임별 간섭 요동(fluctuation) 문제가 발생할 수 있다. 따라서 도 16의 (1602)단계에서, VC는 단말들에게 해당 VC가 VC 브레싱 동작을 수행하고 있는지 여부를 방송한다. 그러면, (1604)단계에서 단말은 VC 브레싱이 동작되면서, 해당 VC 브레싱에 의해 프레임 그룹별로 간섭 요동의 개연성을 인지한다.

(1606)단계 및 (1608)단계에서, 프레임 그룹별 요동되면서 그 요동되는 정도가 일정 수준 이상이라고 판단될 경우, 단말은 이러한 판단 결과를 VC에 보고한다. 그러면, (1610)단계에서, VC는 해당 단말에 대해서는 프레임 그룹별 간섭 변화를 고려하여 자원을 할당할 수 있다.

한편, I-DBS 영역 내에 있는 단말의 경우, I-DBS 기반의 VC 브레싱으로 인해 프레임별 VC가 변경될 수 있으므로, I-DBS 영역내 단말은 활성 프레임 중심의 제어신호 및 데이터에 대한 자원할당이 필요하다. 특히 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 동작에서의 HARQ ACK(ACKnowledgement) 및 재전송 자원을 VC 브레싱을 고려하여, I-DBS가 N개의 VC에 대해 동작될 때, HARQ ACK는 (N-1) 프레임의 배수의 형태로 HARQ ACK 및 재전송 자원을 할당할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 먼저, 넓은 핸드오버 영역 및 셀 중앙에서 핸드오버의 수행을 가능하게 함으로써, 안정적으로 끊김없는(seamless) 핸드오버의 동작을 가능하게 한다. 구체적으로, 첫째, 본 발명의 실시예는 DBS간 경계가 아닌 하나의 I-DBS 커버리지 전체가 핸드오버 영역이고, I-DBS 근처에서 핸드오버 수행이 가능하기 때문에, 보다 넓고 안정적인 핸드오버 영역을 제공한다. 둘째, 본 발명의 실시예는 송신전력을 제어하는 셀 브레싱 동작이 아니기 때문에, 셀 브레싱에서의 커버리지 홀(coverage hole) 문제를 야기하지 않는다. 셋째, 본 발명의 실시예는 송신전력 제어 동작이 없으므로 동작이 단순하고, 잦은 핸드오버가 발생하는 지역에 사업자가 I-DBS를 설치함으로써 VC 환경하에서 핸드오버의 성능을 개선한다.

또한, 본 발명의 실시예는 데이터 협력 DBS 클러스터(cluster)는 여전히 자유롭게 설정될 수 있기 때문에, 적응적 협력 통신 구조를 가능하게 한다.

< 실시예의 적용예 >

도 17 내지 도 19는 본 발명의 실시예들이 적용 가능한 환경을 보여주는 도면들이다. 도 17에는 옥외(outdoor) VCN 환경이 도시되어 있다. 상기 VCN 환경에 따르면, 복수의 분산 소형 기지국(Distributed small Base Station)들이 임의로 분포 가능하며, 단말은 분산 소형 기지국들로부터 고용량 무선 데이터를 수신한다. 예를 들어, 가상 셀 VC1은 3개의 DBS들을 포함하여 형성될 수 있고, 가상 셀 VC2는 5개의 DBS들을 포함하여 형성될 수 있고, 가상 셀 VC3은 2개의 DBS들을 포함하여 형성될 수 있다. 이때 가상 셀들 VC1와 VC2의 사이에 위치하는 DBS와, VC2와 VC3의 사이에 위치하는 DBS가 본 발명의 실시예에 따른 I-DBS로서 설정될 수 있다. 상기 DBS들은 무선 백홀 또는 유선 백홀을 통해 중앙 제어장치(중앙관리유닛)에 연결되어 협력 통신이 가능하다. 상기 중앙 제어장치는 더 큰 영역을 서비스하는 매크로 기지국이 될 수 있다.

도 18에는 옥외 분산 안테나 환경이 도시되어 있다. 상기 분산 안테나 환경에 따르면, 기저대역(baseband)에서 신호를 처리하는 무선 송수신 제어부/중앙제어부가 무선 송수신부와 분리된다. 예를 들어, 상기 무선 송수신부는 분산 안테나(distributed antenna) 및 RRH(Remote Radio Head)가 될 수 있으며, 상기 무선 송수신 제어부/중앙제어부는 CMU(Centrol Management Unit) 40이 될 수 있다.

다수의 무선 송수신부는 상기 무선 송수신 제어부/중앙 제어부로부터 물리적으로 분산되어 위치하며, 유선 링크(wired link)(예: RF over fiber)를 통해 상기 무선 송수신 제어부/중앙 제어부에 접속된다. 예를 들어, 가상 셀 VC1은 3개의 무선 송수신부들을 포함하여 형성될 수 있고, 가상 셀 VC2는 5개의 무선 송수신부들을 포함하여 형성될 수 있고, 가상 셀 VC3은 2개의 무선 송수신부들을 포함하여 형성될 수 있다. 이때 가상 셀들 VC1와 VC2의 사이에 위치하는 무선 송수신부와, VC2와 VC3의 사이에 위치하는 무선 송수신부가 본 발명의 실시예에 따른 I-DBS로서 설정될 수 있다.

도 19에는 빌딩 내 무선 네트워크 환경이 도시되어 있다. 상기 무선 네트워크 환경에 따르면, 건물 내에 소형 기지국(RHU: Remote Hub Unit)/안테나(Remote Unit)들이 다수 분포하며, 중앙제어장치(MHU: Main Hub Unit)에 의해 소형 기지국/안테나들간의 협력이 가능하다. 상기 RHU와 RU들의 사이는 RF(cable)을 통해 접속되고, 상기 RHU와 MHU의 사이는 Digital IF(optic)을 통해 접속된다. 상기 MHU는 Analog IF (cable)를 통해 RAS(Remote Access Server) + RARI에 접속된다. 상기 안테나(RU)들은 분포 형태에 따라 가상 셀의 구현이 가능하다. 이러한 무선 네트워크 환경으로 옥내 VCN이 될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 구체적인 실시예에서는 옥외 VCN 환경하에서 분산 소형 기지국들을 포함하는 가상 셀들중에서 2개 이상의 가상 셀들에 위치하는 분산 소형 기지국을 중간 기지국(I-DBS)로서 설정하고, 그에 따른 동작을 수행하는 예를 설명하였다. 그러나, 상기 옥외 VCN 환경과 유사하게 협력하여 송수신 기능을 수행하는 복수의 유닛들을 포함하는 옥외 분산 안테나 환경, 빌딩내 무선 네트워크 환경에서도 본 발명의 실시예들은 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 동작은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판단 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 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 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에서 설명된 기지국 또는 릴레이의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현된 경우 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체도 본 발명에 포함된다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

10-15: 사용자 단말(UE) 20-24: 분산 소형 기지국(DBS)
30: 매크로 기지국 40: 중앙관리유닛(CMU)
50: 빔분할다중접속(BDMA) 안테나

Claims

각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들을 포함하는 다수의 가상 셀들; 및
상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하며, 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속되는 중간 기지국을 포함하는, 무선통신 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 중간 기지국은,
제1 시간 구간에서는 제1 가상 셀에 소속되어 상기 제1 가상 셀의 기지국으로 동작하고, 상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 제2 가상 셀에 소속되어 상기 제2 가상 셀의 기지국으로 동작하는, 무선통신 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 중간 기지국은,
상기 중첩되는 영역에 위치하는 이동 단말로, 상기 제1 시간 구간에서는 상기 제1 가상 셀의 제어정보를 방송하고, 상기 제2 시간 구간에서는 상기 제2 가상 셀의 제어정보를 방송하는, 무선통신 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간은 교호적으로 반복되는 프레임 전송 구간인, 무선통신 시스템.
각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 이동 단말을 포함하는 무선 통신 네트워크에서, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국의 동작 방법에 있어서:
제1 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀에 소속되어 상기 이동 단말을 서비스하는 과정; 및
상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀에 소속되어 상기 이동 단말을 서비스하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 5에 있어서, 상기 중간 기지국이 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속됨을 나타내는 정보를 상기 이동 단말에 방송하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 5에 있어서, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간은 교호적으로 반복되는 프레임 전송 구간인, 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 과정들은 상기 이동 단말이 중첩 영역에 위치하는 경우에 수행되는, 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 상기 이동 단말로부터 수신하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 9에 있어서, 상기 수신 신호세기 측정 결과를 상기 이동 단말로부터 수신하는 과정은,
상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 수신하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 수신 신호세기 측정 결과에 따라 상기 제1 가상 셀에서 상기 제2 가상 셀로의 핸드오버 여부를 결정하는 과정; 및
상기 핸드오버 여부를 결정한 경우 핸드오버 명령을 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 상기 이동 단말로 송신하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 제2 가상 셀을 통해 상기 이동 단말을 서비스하는 과정을 더 포함하는, 방법.
각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국과, 이동 단말을 포함하는 무선 통신 네트워크에서, 상기 이동 단말의 동작 방법에 있어서:
제1 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀을 통해 데이터를 송수신하는 과정; 및
상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀을 통해 제어정보를 수신하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 중간 기지국으로부터 방송되는 정보를 수신하는 과정을 더 포함하고, 상기 방송되는 정보는 상기 중간 기지국이 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속됨을 나타내는 정보를 포함하는, 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간은 교호적으로 반복되는 프레임 전송 구간인, 방법.
청구항 15에 있어서, 상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기를 측정하는 과정; 및
상기 측정 결과를 상기 중간 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 16에 있어서, 상기 측정 결과를 상기 중간 기지국으로 송신하는 과정은,
상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 송신하는 과정을 포함하는, 방법.
청구항 17에 있어서, 상기 측정 결과를 상기 중간 기지국으로 송신한 이후에, 상기 중간 기지국으로부터 핸드오버 명령을 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 수신하는 과정을 더 포함하는, 방법.
청구항 18에 있어서, 상기 제2 가상 셀을 통해 데이터를 송수신하는 과정을 더 포함하는, 방법.
각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 이동 단말을 포함하는 무선통신 시스템에서, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국 장치에 있어서:
시분할 방식에 따라 상기 적어도 2개의 가상 셀들을 상기 이동 단말을 위해 할당하는 제어기;
상기 제어기에 의한 할당 결과에 따라 제1 시간 구간에서는 제1 가상 셀을 통해 상기 이동 단말이 서비스되도록 신호 송수신 동작을 제어하고, 상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀을 통해 상기 이동 단말이 서비스되도록 신호 송수신 동작을 제어하는 송수신기를 포함하는, 장치.
청구항 20에 있어서, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간은 교호적으로 반복되는 프레임 전송 구간이고,
상기 송수신기는,
상기 다수의 가상 셀들 각각에 대응하는 다수의 가상 셀 송수신 제어부들;
상기 가상 셀들 각각을 상기 제어기에 의한 할당 결과에 대응하는 프레임 전송 구간들에 할당하는 프레임 제어부; 및
상기 프레임 제어부에 의해 할당된 전송 구간들에서 해당하는 가상 셀들을 통해 상기 이동 단말 사이의 신호를 송수신하는 송수신부를 포함하는, 장치.
청구항 21에 있어서, 상기 송수신기는, 상기 중간 기지국이 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속됨을 나타내는 정보를 상기 이동 단말에 방송하는 동작을 더 수행하는, 장치.
청구항 21에 있어서, 상기 이동 단말이 중첩 영역에 위치해 있는, 장치.
청구항 23에 있어서, 상기 송수신기는, 상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 상기 이동 단말로부터 수신하는 동작을 더 수행하는, 장치.
청구항 24에 있어서, 상기 송수신기는,
상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 수신하는, 장치.
청구항 25에 있어서, 상기 제어기는, 상기 수신 신호세기 측정 결과에 따라 상기 제1 가상 셀에서 상기 제2 가상 셀로의 핸드오버 여부를 결정하고, 상기 핸드오버 여부를 결정한 경우 핸드오버 명령이 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 상기 이동 단말로 송신되도록 제어하는 동작을 더 수행하는, 장치.
청구항 26에 있어서, 상기 제어기 및 상기 송수신기는, 상기 제2 가상 셀을 통해 상기 이동 단말이 서비스되도록 하는 동작을 더 수행하는, 장치.
각 가상 셀들이 서로 협력 통신하는 다수의 기지국들에 의해 구성되는 다수의 가상 셀들과, 상기 다수의 가상 셀들 중에서 인접하는 적어도 2개의 가상 셀들이 중첩되는 영역에 위치하는 중간 기지국과, 이동 단말을 포함하는 무선통신 시스템에서, 상기 이동 단말의 장치에 있어서:
제1 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 제1 가상 셀을 통해 데이터를 송수신하고,
상기 제1 시간 구간과 다른 제2 시간 구간에서는 상기 적어도 2개의 가상 셀들 중에서 상기 제1 가상 셀과 다른 제2 가상 셀을 통해 제어정보를 수신하는 송수신부를 포함하는, 장치.
청구항 28에 있어서, 상기 송수신부는,
상기 중간 기지국으로부터 방송되는 정보를 수신하는 동작을 더 수행하고, 상기 방송되는 정보는 상기 중간 기지국이 시분할 방식에 따라 서로 다른 가상 셀에 소속됨을 나타내는 정보를 포함하는, 장치.
청구항 28에 있어서, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간은 교호적으로 반복되는 프레임 전송 구간인, 장치.
청구항 30에 있어서, 상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기를 측정하는 신호세기 측정부를 더 포함하고,
상기 송수신부는, 상기 측정 결과를 상기 중간 기지국으로 송신하는 동작을 더 수행하는, 장치.
청구항 31에 있어서, 상기 송수신부는,
상기 제1 가상 셀 및 상기 제2 가상 셀에 대한 수신 신호세기 측정 결과를 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 송신하는, 장치.
청구항 32에 있어서, 상기 송수신부는, 상기 측정 결과를 상기 중간 기지국으로 송신한 이후에, 상기 중간 기지국으로부터 핸드오버 명령을 상기 제1 시간 구간의 프레임을 통해 수신하고,
상기 제2 가상 셀을 통해 데이터를 송수신하는 동작을 더 수행하는, 장치.