KR101955825B1 - 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치 - Google Patents

이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101955825B1
KR101955825B1 KR1020170176784A KR20170176784A KR101955825B1 KR 101955825 B1 KR101955825 B1 KR 101955825B1 KR 1020170176784 A KR1020170176784 A KR 1020170176784A KR 20170176784 A KR20170176784 A KR 20170176784A KR 101955825 B1 KR101955825 B1 KR 101955825B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base station
cell base
small cell
state
user terminal
Prior art date
Application number
KR1020170176784A
Other languages
English (en)
Inventor
정윤원
강민욱
Original Assignee
숭실대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숭실대학교산학협력단 filed Critical 숭실대학교산학협력단
Priority to KR1020170176784A priority Critical patent/KR101955825B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101955825B1 publication Critical patent/KR101955825B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0203—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks
    • H04W52/0206—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks in access points, e.g. base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/32—Hierarchical cell structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
    • Y02D70/10—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치가 개시된다. 매크로셀과 소형셀로 분리되는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법에 있어서, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키고, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국 중, 각 서비스 영역에 존재하는 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입 또는 위치에 따라 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키며, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태 또는 슬립 상태로 천이되지 않은 기지국은 오프 상태로 천이시킨다.

Description

이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치{BASE STATION POWER SAVING METHOD AND APPARATUS IN HETEROGENEOUS NETWORK}
본 발명은 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기지국의 상태 천이 제어를 통한 기지국 전력 절약 방법 및 장치에 관한 것이다.
이기종 네트워크(HetNet: Heterogeneous Network)는 전체 지역을 매크로셀 기지국이 지원하는 영역으로 구분하고, 이 영역 안에 좁은 영역을 지원하는 소형셀 기지국을 배치한 중첩된 구조를 가지고 있다.
이러한 이기종 네트워크에서 기지국의 에너지를 절약하기 위한 방법으로 기지국 활성화/비활성화(이하, On/Off) 기술이 제안된바 있다. 기지국 On/Off 기술은 기지국의 비활성화를 통해 전력 절약 문제뿐만 아니라 사용자의 트래픽 요구를 수용하기 위한 사용자 단말과 기지국 간 연결도 고려해야하는 상충 관계가 존재한다. 이에, 네트워크 내에 다양한 정보를 이용하여 사용자의 트래픽 요구를 충족시키고 전력 절약을 도모하는 다양한 기법이 제안된바 있다.
대표적으로는, Cell Zooming 방식이 있다. Cell Zooming 방식은 기지국이 Off 상태로 천이됐을 때 인접한 On 상태인 기지국이 Off 상태로 천이된 기지국의 서비스 영역을 담당하는 기법과 유사한 방식으로, 셀 영역이 줄어든 기지국의 서비스 영역을 주변 기지국이 메꾸는 방식이다. 이에 따라, 사용자의 트래픽 요구를 충족시킬 뿐만 아니라, 기지국의 Off 상태로의 천이로 전력 절약을 도모할 수 있다.
그러나, 종래의 기지국 On/Off 기술에 따르면, 동적인 특징을 갖는 네트워크 환경의 상황 변화에 따른 기지국의 On/Off를 예측하기 어렵다는 문제점이 있다. 이에, On 상태와 Off 상태 간의 천이 시 발생하는 기지국의 전력 낭비가 존재한다.
본 발명의 일측면은 소형셀 기지국의 온, 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 또는 오프 상태 간의 천이를 제어하는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 매크로셀 기지국에 탑재되며, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 따라 분류되는 데이터 타입을 반영하여 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국의 온, 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 또는 오프 상태 간의 천이를 제어하는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 장치를 제공한다.
본 발명의 일측면은 매크로셀과 소형셀로 분리되는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법에 있어서, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키고, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국 중, 각 서비스 영역에 존재하는 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입 또는 위치에 따라 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키며, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태 또는 슬립 상태로 천이되지 않은 기지국은 오프 상태로 천이시킨다.
한편, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것은, 상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력을 최소화하는 하나의 소형셀을 탐색하는 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것일 수 있다.
또한, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것은, 상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력의 합을 목적함수로 두고, 각 기지국에서의 최대 소비 전력 및 상태 정보 별로 제약을 둔 최적화 식을 설정하며, 상기 최적화 식에서 상기 목적함수에 대한 하나의 해를 탐색하는 생체모방 알고리즘(PSO) 기반의 상기 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하고 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것일 수 있다.
또한, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것은, 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 저속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 저속 데이터로 분류되면, 상기 매크로셀 기지국과 사용자 단말이 연결되도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것은, 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 분류되면, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국 중, 각 서비스 영역에 위치하는 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입 또는 위치에 따라 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키는 것은, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국의 각 서비스 영역에 있어서, 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 분류되는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상이거나, 다른 기지국과 중첩되는 영역에 위치하는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상인 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은 매크로셀과 소형셀로 분리되는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 장치에 있어서, 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국의 상태 정보를 수집하는 정보 수집부, 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 따라 데이터 타입을 분류하고, 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입에 따라 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하는 최적화부 및 상기 최적화부에 의해 선택되는 소형셀 기지국을 온 상태로 천이시키고, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국 중, 각 서비스 영역에 위치하는 사용자 단말의 데이터 타입 또는 위치에 따라 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키며, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 온 상태 또는 슬립 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국을 오프 상태로 천이시키는 상태 천이부를 포함한다.
한편, 상기 최적화부는, 상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력을 최소화하는 하나의 소형셀을 탐색하는 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택할 수 있다.
또한, 상기 최적화부는, 상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력의 합을 목적함수로 두고, 각 기지국에서의 최대 소비 전력 및 상태 정보 별로 제약을 둔 최적화 식을 설정하며, 상기 최적화 식에서 상기 목적함수에 대한 하나의 해를 탐색하는 생체모방 알고리즘(PSO) 기반의 상기 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택할 수 있다.
또한, 상기 최적화부는, 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 저속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 저속 데이터로 분류되면, 상기 매크로셀 기지국과 사용자 단말이 연결되도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 최적화부는, 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 분류되면, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택할 수 있다.
또한, 상기 상태 천이부는, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국의 각 서비스 영역에 있어서, 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 분류되는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상이거나, 다른 기지국과 중첩되는 영역에 위치하는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상인 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면 소형셀 기지국의 슬립 상태로의 천이를 통해 동적으로 변하는 네트워크 환경에서의 기지국 상태 천이에 따른 전력 낭비를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이기종 네트워크 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 이기종 네트워크 환경에서 기지국의 상태 천이에 따른 에너지 절감 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치의 제어 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 최적화부에서 사용하는 최적화 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 4에 도시된 상태 천이부에 의해 제어되는 이기종 네트워크 환경의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법의 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이기종 네트워크 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이기종 네트워크 환경(1)은 전체 지역을 매크로셀 기지국(10)이 서비스를 지원하는 영역으로 구분하고, 이러한 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 좁은 영역의 서비스를 지원하는 소형셀 기지국(20)을 배치하여 중첩된 구조를 가질 수 있다.
매크로셀 기지국(10)은 낮은 주파수를 통해 넓은 영역을 커버하며, 사용자 단말(30)의 제어 신호를 주로 담당할 수 있다.
소형셀 기지국(20)은 높은 주파수를 통해 사용자 단말(30)이 요구하는 데이터 트래픽을 담당할 수 있다. 이러한 소형셀 기지국(20)에 의해 급증하는 데이터 트래픽의 수용이 가능하고 중첩된 구조에서 발생할 수 있는 간섭 문제 또한 해결될 수 있다. 아울러, 소형셀 기지국(20)은 매크로셀 기지국(10)에 비해 운용하는데 필요한 유지 전력이 낮아 전력 절약에 유리하는 장점이 있다.
이와 같은 이기종 네트워크 환경(1)에 있어서, 기지국에서 소비하는 에너지를 절약하기 위해 상황에 따라 활성화 상태의 기지국이 비활성화 상태로 천이되거나, 비활성화 상태의 기지국이 활성화 상태로 천이될 수 있다. 이와 관련하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 이기종 네트워크 환경에서 기지국의 상태 천이에 따른 에너지 절감 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 기지국(Base Station)과 사용자 단말(User Equipment) 간의 연결이 동적으로 변하는 환경에 있어서, 사용자 단말의 데이터 트래픽 요구와 채널 상태 등의 네트워크 상황 정보에 따라 기지국과 사용자 단말 간의 최적의 연결 조건을 찾을 수 있으며, 최적의 연결 조건에 따라 활성화 상태의 기지국이 비활성화 상태로 천이되거나, 비활성화 상태의 기지국이 활성화 상태로 천이될 수 있다.
예를 들면, 서비스 영역이 일부 중첩되는 인접한 기지국의 셀 영역을 하나의 트래픽 부하 영역으로 구분하고, 트래픽 분산 효율을 확인하여 트래픽 부하 영역의 기지국 중 하나의 기지국을 오프 상태로 천이시킴으로써, 네트워크에서 소비되는 전력을 절약할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 기지국의 셀 영역을 조절함으로써 비활성화 상태의 기지국 수를 늘릴 수 있다. 또한, 기지국의 셀 영역을 조절함으로써 사용자 단말이 요구하는 트래픽 집중으로 인한 트래픽 불균형 현상을 해결할 수 있다.
예를 들면, 기지국이 오프 상태로 천이되면, 인접한 온 상태의 기지국이 오프 상태로 천이된 기지국의 서비스 영역을 담당하게 되는데, 이와 유사한 방식으로 셀 영역이 줄어든 기지국의 서비스 영역을 메꾸기 위해 인접한 기지국이 셀 영역을 확장할 수 있다.
이와 같이 이기종 네트워크 환경(1)에 있어서, 활성화 상태의 기지국을 비활성화 상태로 천이시키거나, 비활성화 상태의 기지국을 활성화 상태로 천이시킴으로써 에너지 절감을 도모할 수 있다. 이를 위해, 매크로셀 기지국(10)에는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)가 탑재되어, 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 존재하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 상태를 적응적으로 천이하여 이기종 네트워크 환경(1)에서의 소비 전력을 절감할 수 있다. 이와 관련하여, 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치의 제어 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 정보를 수집하는 정보 수집부(41), 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입을 반영하여 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 중 사용자 단말(30)로 서비스를 제공할 하나의 소형셀 기지국(20)을 선택하는 최적화부(42) 및 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 상태 천이를 제어하는 상태 천이부(43)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 소형셀 기지국(20)을 활성화 상태인 온 상태 또는 비활성화 상태인 오프 상태뿐만 아니라 소정의 조건에 따라 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시킬 수 있다. 슬립 상태의 소형셀 기지국(20)은 온 상태로의 천이가 빠르고 오프 상태로부터 온 상태로의 천이 시 보다 전력 소비가 적다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 동적으로 변하는 네트워크 환경에서의 기지국 상태 천이에 따른 전력 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 사용자 단말(30)로 서비스를 제공할 소형셀 기지국(20) 선정 시, 네트워크 환경에서 최적의 전력 소비 효율을 보이는 소형셀 기지국(20)을 선정할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입을 전송 속도에 따라 분류하고, 이를 반영하여 사용자 단말(30)로 서비스를 제공할 소형셀 기지국(20)을 선정하는데, 이때, 생체모방 알고리즘(PSO:Particle Swarm Optimization) 기반의 최적화 알고리즘을 적용할 수 있다. 생체모방 알고리즘(PSO)는 새떼가 이동할 때 어떤 경로가 최적의 경로인지를 결정하는 데에서 기인한 알고리즘으로, 동적으로 변하는 환경, 한정된 자원 등에서 우수한 최적화 성능을 갖는다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 사용자 단말(30)로 서비스를 제공할 소형셀 기지국(20) 선정 시, 네트워크 환경에서 최적의 전력 소비 효율을 보이는 소형셀 기지국(20)을 선정할 수 있을 뿐만 아니라, 그 연산량 및 시간을 최소화할 수 있다.
이하, 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)의 각 구성요소에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
정보 수집부(41)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 상태 정보를 수집할 수 있다. 정보 수집부(41)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)이 각각 현재 상태가 온 상태인지, 오프 상태인지 또는 슬립 상태인지에 대한 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 온 상태는 활성화 상태로, 온 상태의 소형셀 기지국(20)은 서비스 영역 내의 사용자 단말(30)과 연결되어 사용자 단말(30)로의 서비스를 제공할 수 있다. 오프 상태는 비활성화 상태일 수 있다. 슬립 상태는 소형셀 기지국(20)의 하드웨어 요소의 일부가 저전력 모드로 동작하거나 비활성화된 상태로, 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 상태일 수 있다.
최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 서비스 요청이 발생하면, 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입을 분류하고, 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 중 하나의 소형셀 기지국(20)을 선택할 수 있다.
구체적으로는, 최적화부(42)는 서비스 영역 내에 위치하는 사용자 단말(30)로부터 서비스 제공을 요청받을 수 있다. 최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입을 분류할 수 있다. 최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 저속 범위에 해당하면, 저속 데이터로 분류할 수 있다. 최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하면, 고속 데이터로 분류할 수 있다.
최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입이 저속 데이터로 확인되면, 매크로셀 기지국(10)과 사용자 단말(30)을 연결할 수 있다. 최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입이 저속 데이터로 확인되면, 매크로셀 기지국(10)에서 해당 사용자 단말(30)로 서비스를 제공할 수 있도록 매크로셀 기지국(10)과 사용자 단말(30)을 연결할 수 있다.
최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 확인되면, 사용자 단말(30)이 소형셀 기지국(20)으로부터 서비스를 제공받을 수 있도록, 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 중 하나의 소형셀 기지국(20)을 선택할 수 있다. 최적화부(42)는 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력을 최소화하는 하나의 소형셀을 탐색하는 최적화 알고리즘을 적용하여 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 중 사용자 단말(30)과 연결될 하나의 소형셀 기지국(20)을 선택할 수 있다. 이를 위해, 최적화부(42)는 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력의 합을 목적함수로 두고, 각 기지국에서의 최대 소비 전력 및 상태 정보 별로 제약을 둔 최적화 식을 설정하며, 최적화 식에서 목적함수에 대한 하나의 해를 탐색하는 생체모방 알고리즘(PSO) 기반의 최적화 알고리즘을 적용하여, 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 중 사용자 단말(30)과 연결될 하나의 소형셀 기지국(20)을 선택할 수 있다.
최적화부(42)에서의 최적화 식 모델링 방법은 다음과 같다. 먼저, 최적화부(42)에서 최적화 식 설정 시 사용되는 기호는 아래의 표 1과 같다.
Figure 112017127523990-pat00001
최적화부(42)는 네트워크 환경 내에서 기지국의 총 소비 전력을 목적함수로 설정할 수 있다. 최적화부(42)는 아래의 수학식 1과 같이 매크로셀 기지국(10)의 소비 전력, 복수의 소형셀 기지국(20)의 총 소비 전력 및 소형셀 기지국(20)의 상태 천이 시 소비 전력의 합을 네트워크 환경 내에서 기지국의 총 소비 전력으로 나타낼 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00002
최적화부(42)는 아래의 수학식 2와 같이 소형셀 기지국(20)과 사용자 단말(30) 간의 연결은 aj,i로 표시하고, 연결된 경우 1, 연결되지 않은 경우 0으로 나타낼 수 있다. 이때, 매크로셀 기지국(10)의 경우 서비스 영역 내의 모든 사용자 단말(30)과 연결된 상태일 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00003
최적화부(42)는 아래의 수학식 3과 같이 사용자 단말(30)의 서비스 요청을 di로 표시하고, 서비스 요청이 있는 경우 1, 그렇지 않은 경우 0으로 나타낼 수 있다. 또한, 최적화부(42)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입을 ri로 표시하고, 고속 데이터로 분류되면 1, 저속 데이터로 분류되면 0으로 나타낼 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00004
최적화부(42)는 아래의 수학식 4와 같이 소형셀 기지국(20)의 상태를 wj, ej로 표시할 수 있다. 최적화부(42)는 소형셀 기지국(20)이 온 상태이면 wj를 1로 나타내고, 소형셀 기지국(20)이 슬립 상태이면 ej를 1로 나타내며, 소형셀 기지국(20)이 오프 상태이면 wj 와 ej를 모두 0으로 나타낼 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00005
최적화부(42)는 아래의 수학식 5와 같이 소형셀 기지국(20)의 온 상태와 오프 상태 간 천이를 sj로 표시할 수 있다. 최적화부(42)는 소형셀 기지국(20)이 온 상태와 오프 상태 간 천이한 경우 sj를 1로 나타내고, 그렇지 않은 경우 sj를 0으로 나타낼 수 있다. 또한, 최적화부(42)는 아래의 수학식 5와 같이 소형셀 기지국(20)의 온 상태 또는 오프 상태와 슬립 상태 간 천이를 fj로 표시할 수 있다. 최적화부(42)는 소형셀 기지국(20)이 온 상태 또는 오프 상태와 슬립 상태 간 천이한 경우 fj를 1로 나타내고, 그렇지 않은 경우 fj를 0으로 나타낼 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00006
최적화부(42)는 수학식 2 내지 5를 이용하여 소형셀 기지국(20)의 소비 전력을 아래의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00007
수학식 6에서 px tx(j)는 아래의 수학식 7로 계산될 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00008
최적화부(42)는 매크로셀 기지국(10)의 소비 전력을 아래의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00009
최적화부(42)는 소형셀 기지국(20)의 상태 천이 시 소비 전력을 아래의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00010
최적화부(42)는 수학식 6 내지 9를 수학식 1에 대입하여 네트워크 환경 내에서 기지국의 총 소비 전력을 나타내는 목적함수를 설정할 수 있으며, 아래의 수학식 10과 같이 각 기지국에서의 최대 소비 전력 및 상태 정보 별로 제약을 둔 최적화 식을 설정할 수 있다.
Figure 112017127523990-pat00011
최적화부(42)는 수학식 10의 최적화 식의 해를 탐색하기 위해 생체모방 알고리즘(PSO) 기반의 최적화 알고리즘을 적용할 수 있다. 수학식 10에 따르면, 네트워크 환경 내에서 기지국의 총 소비 전력을 최소화하는 하나의 소형셀을 탐색하기 위한 최적화 식은 여러 변수들이 서로 연관되어 있어 그 해를 구하기 어려운 NP hard 문제에 속한다. 이에, 최적화부(42)는 최적화 식에 종래의 생체모방 알고리즘(PSO) 기반의 최적화 알고리즘을 적용함으로써 적은 계산량으로 빠른 시간 내에 해를 추출할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 최적화부에서 사용하는 최적화 알고리즘을 나타낸 도면으로, 최적화부(42)에서 사용하는 최적화 알고리즘이 자세히 개시되어 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 최적화 알고리즘에 대하여 간단히 설명하면, 최적화부(42)는 초기 해(initial solution)를 구하기 위해 군집(swarm)당 생성할 particle의 개수(number of particle), 학습 요소(learning factors) 및 particle의 차수(dimension of particles) 및 반복 횟수(iteration)를 초기화할 수 있다.
또한, 최적화부(42)는 최적의 해를 구하기 위한 조건들을 랜덤으로 포지셔닝되는 각 particle에 초기화시키며, 속도의 초기값은 0으로 초기화할 수 있다.
또한, 최적화부(42)는 각 particle의 포지션마다의 초기 해를 구할 수 있다.
또한, 최적화부(42)는 초기 해를 비교하여 지역적으로 가장 좋은 결과값(pbest)와 그에 해당하는 local 포지션을 구할 수 있다.
또한, 최적화부(42)는 초기 해를 비교하여 전역적으로 가장 좋은 결과값(gbest)와 그에 해당하는 global 포지션을 구할 수 있다.
또한, 최적화부(42)는 particle의 속도와 포지션을 업데이트할 수 있다. 최적화부(42)는 DSPO(discrete Particle Swarm Optimization)을 적용하여 particle의 속도와 포지션을 업데이트할 수 있다.
또한, 최적화부(42)는 각 particle이 주어진 최적화 식의 제약 조건에 부합하는지를 확인할 수 있다.
또한, 최적화부(42)는 변화된 particle의 속도와 포지션을 이용하여 새로운 해를 구하고, 지역적으로 가장 좋은 결과값(pbest) 및 전역적으로 가장 좋은 결과값(gbest)을 구하는 단계를 반복할 수 있으며, 탐색이 종료된 시점의 전역적으로 가장 좋은 결과값(gbest)을 최종적으로 최적화 식의 해로 추출할 수 있다.
상태 천이부(43)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 상태 천이를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8은 도 4에 도시된 상태 천이부에 의해 제어되는 이기종 네트워크 환경의 일 예를 나타낸 도면이다.
먼저, 상태 천이부(43)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 온 상태로의 천이를 제어할 수 있다. 상태 천이부(43)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 중 온 상태로 천이되어야 하는 소형셀 기지국(20a)을 확인할 수 있다. 상태 천이부(43)는 최적화부(42)에 의해 선택되는 소형셀 기지국(20a)을 온 상태로 천이시킬 수 있다. 이에, 온 상태로 천이된 소형셀 기지국(20a)은 사용자 단말(30a)과 연결되어 사용자 단말(30a)의 요청 서비스에 대응하여 고속 데이터 서비스를 제공할 수 있다.
이후, 상태 천이부(43)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 슬립 상태로의 천이를 제어할 수 있다. 상태 천이부(43)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에서 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국(20) 중 슬립 상태로 천이되어야 하는 소형셀 기지국(20c)을 확인할 수 있다. 상태 천이부(43)는 소형셀 기지국(20)의 서비스 영역에 존재하는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입 또는 위치에 따라 해당 소형셀 기지국(20)의 슬립 상태로 천이 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로는, 상태 천이부(43)는 소형셀 기지국(20c)의 서비스 영역에 고속 데이터 타입으로 분류되는 서비스를 요청하는 사용자 단말(30b)의 개수를 확인할 수 있다. 상태 천이부(43)는 소형셀 기지국(20c)의 서비스 영역에 고속 데이터 타입으로 분류되는 서비스를 요청하는 사용자 단말(30b)의 개수가 미리 정해진 개수(Pthr) 이상이면, 해당 소형셀 기지국(20c)을 슬립 상태로 천이시킬 수 있다.
또는, 상태 천이부(43)는 소형셀 기지국(20c)의 서비스 영역 중 인접한 소형셀 기지국(20)과의 중첩 영역에 위치하는 사용자 단말(30)의 개수를 확인할 수 있다. 상태 천이부(43)는 소형셀 기지국(20c)의 서비스 영역 중 인접한 소형셀 기지국(20)과의 중첩 영역에 위치하는 사용자 단말(30)의 개수가 미리 정해진 개수(Ithr) 이상이면, 해당 소형셀 기지국(20c)을 슬립 상태로 천이시킬 수 있다.
이처럼, 상태 천이부(43)는 소형셀 기지국(20c)의 서비스 영역에 미리 정해진 개수(Pthr) 이상의 고속 데이터 타입으로 분류되는 서비스를 요청하는 사용자 단말(30a)이 위치하는지, 또는, 소형셀 기지국(20c)의 서비스 영역 중 인접한 소형셀 기지국(20)과의 중첩 영역에 미리 정해진 개수(Ithr) 이상의 사용자 단말(30)이 위치하는지를 확인하고, 둘 중 하나 이상의 조건을 만족하는 경우 해당 소형셀 기지국(20c)을 슬립 상태로 천이시킬 수 있다. 이와 같이 슬립 상태로 천이된 소형셀 기지국(20c)은 동적으로 변하는 이기종 네트워크 환경 조건에 따라 온 상태로 천이될 가능성이 높은 기지국으로, 슬립 상태에서 온 상태로 천이 시 오프 상태에서 온 상태로의 천이에 비해 그 속도가 빠르고 전력 소비를 절감할 수 있을 것이다.
이후, 상태 천이부(43)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20b)의 오프 상태로의 천이를 제어할 수 있다. 상태 천이부(43)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 중에서 온 상태 또는 슬립 상태로 천이되지 않은 모든 소형셀 기지국(20b)을 오프 상태로 천이시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 소형셀 기지국(20)을 활성화 상태인 온 상태 또는 비활성화 상태인 오프 상태뿐만 아니라 소정의 조건에 따라 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시킴으로써, 동적으로 변하는 네트워크 환경에서의 기지국의 온 상태와 오프 상태 간의 천이에 따른 전력 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 전력 절약 장치(40)는 사용자 단말(30)로 서비스를 제공할 소형셀 기지국(20) 선정 시, 네트워크 환경에서 최적의 전력 소비 효율을 보이는 소형셀 기지국(20)을 선정하는데, 생체모방 알고리즘(PSO:Particle Swarm Optimization) 기반의 최적화 알고리즘을 적용함으로써, 네트워크 환경에서 최적의 전력 소비 효율을 보이는 소형셀 기지국(20)을 선정할 수 있을 뿐만 아니라, 그 연산량 및 시간을 최소화할 수 있다.
이하에서는, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법은 도 4에 도시된 기지국 전력 절약 장치(40)와 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 기지국 전력 절약 장치(40)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법의 순서도이다.
먼저, 도 9를 참조하면, 기지국 전력 절약 장치(40)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 존재하는 사용자 단말(30)로부터 서비스를 요청받으면(100), 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터인지를 확인할 수 있다(110). 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하면 고속 데이터로 분류되고, 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 저속 범위에 해당하면 저속 데이터로 분류될 수 있다.
기지국 전력 절약 장치(40)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 확인되면(110), 최적화 알고리즘을 적용하여 복수의 소형셀 기지국(20) 중 사용자 단말(30)과 연결 시 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력을 최소화하는 하나의 소형셀 기지국(20)을 추출할 수 있다(120). 기지국 전력 절약 장치(40)는 상기 수학식 10과 같이 네트워크 환경 내에서 기지국의 총 소비 전력을 나타내는 목적함수를 설정하고, 각 기지국에서의 최대 소비 전력 및 상태 저오 별로 제약을 둔 최적화 식을 설정할 수 있다. 기지국 전력 절약 장치(40)는 도 5 내지 도 7과 같은 최적화 알고리즘에 따라 목적함수에 대한 하나의 해를 탐색할 수 있다.
기지국 전력 절약 장치(40)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입이 저속 데이터로 확인되면(110), 매크로셀 기지국(10)을 사용자 단말(30)과 연결할 수 있다(130). 기지국 전력 절약 장치(40)는 사용자 단말(30)의 요청 서비스의 데이터 타입이 저속 데이터이면 매크로셀 기지국(10)에서 직접 사용자 단말(30)로 서비스를 제공하도록 제어할 수 있다.
도 10을 참조하면, 기지국 전력 절약 장치(40)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 배치된 복수의 소형셀 기지국(20)의 상태 천이 제어 방법을 확인할 수 있다.
먼저, 기지국 전력 절약 장치(40)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20)의 상태 정보를 수집할 수 있다(200). 기지국 전력 절약 장치(40)는 복수의 소형셀 기지국(20)의 온, 오프 또는 슬립 상태의 현재 상태 정보를 수집할 수 있다.
기지국 전력 절약 장치(40)는 복수의 소형셀 기지국(20) 중 하나의 소형셀 기지국(20)을 선택하고(210), 해당 소형셀 기지국(20)의 상태 천이 제어를 시작할 수 있다.
기지국 전력 절약 장치(40)는 선택한 소형셀 기지국(20)이 온 상태로 천이되어야 하는지를 확인할 수 있다(220). 기지국 전력 절약 장치(40)는 선택한 소형셀 기지국(20)이 도 9에 도시된 단계에 따라 사용자 단말(30)과 연결되도록 추출된 기지국에 해당하는 경우, 선택한 소형셀 기지국(20)을 온 상태로 천이시킬 수 있다(230).
기지국 전력 절약 장치(40)는 선택한 소형셀 기지국(20)이 온 상태로 천이되어야 하는 경우가 아니라면(220), 선택한 소형셀 기지국(20)의 서비스 영역 내에 고속 데이터 타입의 서비스를 요청하는 사용자 단말(30)의 개수를 미리 정해진 개수(Pthr) 와 비교할 수 있다(240).
또는, 기지국 전력 절약 장치(40)는 선택한 소형셀 기지국(20)이 온 상태로 천이되어야 하는 경우가 아니라면(220), 선택한 소형셀 기지국(20)의 서비스 영역 중 인접한 소형셀 기지국(20)과의 중첩되는 영역에 위치하는 사용자 단말(30)의 개수를 미리 정해진 개수(Ithr)와 비교할 수 있다(250).
기지국 전력 절약 장치(40)는 선택한 소형셀 기지국(20)의 서비스 영역 내에 고속 데이터 타입의 서비스를 요청하는 사용자 단말(30)의 개수가 미리 정해진 개수(Pthr) 이상이거나(240), 또는, 선택한 소형셀 기지국(20)의 서비스 영역 중 인접한 소형셀 기지국(20)과의 중첩되는 영역에 위치하는 사용자 단말(30)의 개수가 미리 정해진 개수(Ithr) 이상인 경우(250)의 두 가지 조건 중 하나 이상의 조건을 만족하는 경우, 선택한 소형셀 기지국(20)을 슬립 상태로 천이시킬 수 있다(260).
기지국 전력 절약 장치(40)는 선택한 소형셀 기지국(20)을 온 상태 또는 슬립 상태로 천이시키지 않은 경우 해당 소형셀 기지국(20)을 오프 상태로 천이시킬 수 있다(270).
기지국 전력 절약 장치(40)는 매크로셀 기지국(10)의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국(20) 전체에 대해 위와 같은 상태 천이 제어 단계를 반복할 수 있다(280).
이와 같은, 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 이기종 네트워크 환경
10: 매크로셀 기지국
20: 소형셀 기지국
30: 사용자 단말

Claims (12)

  1. 매크로셀과 소형셀로 분리되는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법에 있어서,
    사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 따라 데이터 타입을 저속 데이터 또는 고속 데이터로 분류하고,
    상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 저속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 상기 저속 데이터로 분류되면, 매크로셀 기지국과 사용자 단말이 연결되도록 제어하고,
    상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 상기 고속 데이터로 분류되면, 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키고,
    상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국 중, 각 서비스 영역에 존재하는 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입 또는 위치에 따라 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키며,
    상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태 또는 슬립 상태로 천이되지 않은 기지국은 오프 상태로 천이시키는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것은,
    상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력을 최소화하는 하나의 소형셀을 탐색하는 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것인 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도에 의해 분류되는 데이터 타입에 따라 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하여 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것은,
    상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력의 합을 목적함수로 두고, 각 기지국에서의 최대 소비 전력 및 상태 정보 별로 제약을 둔 최적화 식을 설정하며, 상기 최적화 식에서 상기 목적함수에 대한 하나의 해를 탐색하는 생체모방 알고리즘(PSO) 기반의 상기 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하고 상기 사용자 단말과의 연결을 위해 온 상태로 천이시키는 것인 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국 중, 각 서비스 영역에 위치하는 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입 또는 위치에 따라 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키는 것은,
    상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국의 각 서비스 영역에 있어서, 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 분류되는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상이거나, 다른 기지국과 중첩되는 영역에 위치하는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상인 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키는 것인 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법.
  7. 매크로셀과 소형셀로 분리되는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 장치에 있어서,
    매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국의 상태 정보를 수집하는 정보 수집부;
    사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 저속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 저속 데이터로 분류되면, 상기 매크로셀 기지국과 사용자 단말이 연결되도록 제어하고, 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 분류되면, 상기 사용자 단말의 요청 서비스의 데이터 타입에 따라 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하는 최적화부; 및
    상기 최적화부에 의해 선택되는 소형셀 기지국을 온 상태로 천이시키고, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국 중, 각 서비스 영역에 위치하는 사용자 단말의 데이터 타입 또는 위치에 따라 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키며, 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 온 상태 또는 슬립 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국을 오프 상태로 천이시키는 상태 천이부를 포함하는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 최적화부는,
    상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력을 최소화하는 하나의 소형셀을 탐색하는 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 최적화부는,
    상기 이기종 네트워크 환경 내에서 기지국의 소비 전력의 합을 목적함수로 두고, 각 기지국에서의 최대 소비 전력 및 상태 정보 별로 제약을 둔 최적화 식을 설정하며, 상기 최적화 식에서 상기 목적함수에 대한 하나의 해를 탐색하는 생체모방 알고리즘(PSO) 기반의 상기 최적화 알고리즘을 적용하여 상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 소형셀 기지국 중 하나의 소형셀 기지국을 선택하는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제7항에 있어서,
    상기 상태 천이부는,
    상기 매크로셀 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 온 상태로 천이되지 않은 소형셀 기지국의 각 서비스 영역에 있어서, 요청 서비스의 데이터 전송 속도가 미리 설정되는 고속 범위에 해당하여 요청 서비스의 데이터 타입이 고속 데이터로 분류되는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상이거나, 다른 기지국과 중첩되는 영역에 위치하는 사용자 단말의 개수가 미리 정해진 개수 이상인 소형셀 기지국을 선택하여 상기 온 상태에 비해 전력 소비가 적은 슬립 상태로 천이시키는 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 장치.
KR1020170176784A 2017-12-21 2017-12-21 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치 KR101955825B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170176784A KR101955825B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170176784A KR101955825B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101955825B1 true KR101955825B1 (ko) 2019-05-30

Family

ID=66675753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170176784A KR101955825B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101955825B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102216141B1 (ko) 2019-11-29 2021-02-16 국방과학연구소 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법 및 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160066021A (ko) * 2013-10-07 2016-06-09 소니 주식회사 통신 제어 장치, 통신 제어 방법, 무선 통신 장치, 무선 통신 방법 및 무선 통신 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160066021A (ko) * 2013-10-07 2016-06-09 소니 주식회사 통신 제어 장치, 통신 제어 방법, 무선 통신 장치, 무선 통신 방법 및 무선 통신 시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chang Liu, et al., "Small Cell Base Station Sleep Strategies for Energy Efficiency", IEEE Transcation on Vehicular Technology. vol. 65. No. 3. March 2016.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102216141B1 (ko) 2019-11-29 2021-02-16 국방과학연구소 다중 기지국 대용량 안테나 시스템 내 기지국들의 온/오프를 결정하는 방법 및 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6965366B2 (ja) セル選択／再選択方法、セル切替パラメータ設定方法および装置
EP2966901A1 (en) Techniques for improved allocation of network resources using geolocation and handover management
CN104272857A (zh) 智能选择无线技术的方法和装置
JP2014509166A (ja) ネットワークの省エネルギーのためのネットワークスケーリング
CN108834079B (zh) 一种在异构网络中基于移动性预测的负载均衡优化方法
CN105745852A (zh) 用于非蜂窝式无线接入的系统和方法
US20150140955A1 (en) Method and apparatus for reducing cell site power consumption in a wireless network
US10798611B2 (en) Facilitating load balancing in wireless heterogeneous networks
US10390312B2 (en) Data driven management method and device of small cell network
KR101955825B1 (ko) 이기종 네트워크 환경에서의 기지국 전력 절약 방법 및 장치
CN102811492B (zh) 一种频率复用的方法及通信系统
CN109429266B (zh) 网络通信系统的控制方法与边缘运算装置
CN102411423B (zh) 一种cpu与无线网卡的协同动态电源管理方法
CN115134410B (zh) 边缘协作服务领域划分方法、装置、电子设备及存储介质
CN105359489A (zh) 一种资源调度方法、装置及系统
KR102034842B1 (ko) 이기종 네트워크 환경에서의 상황 정보 기반 핸드오버 방법 및 장치
Becvar Efficiency of Handover Prediction Based on Handover History.
EP4309417A1 (en) Intelligent mobility in communication networks
KR101325352B1 (ko) 유기적 토폴로지 네트워크에서의 통신 방법
Kavya et al. Efficient cluster head rotation based on residual energy to extend network lifetime
Tian et al. Energy efficiency analysis of base stations in centralized radio access networks
KR101789431B1 (ko) 5g 통합 셀리스 통신 방법 및 시스템
Saad et al. Utility-based cloudlet selection in mobile cloud computing
WO2024024001A1 (ja) アクセラレータ状態制御装置、アクセラレータ状態制御システム、アクセラレータ状態制御方法およびプログラム
CN113905430B (zh) 双层异构网络基站的节能控制方法及系统