KR101985691B1 - 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단말에 대한 다운링크 기지국 선택 시, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이가 고려될 수 있는 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 실현함으로써, 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이고 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 기술을 개시한다.

Description

기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법{BASE STATION AND CONTROL METHOD THEREOF, NETWORLK DEVICE}

본 발명은, 사물인터넷(IoT) 기술과 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 사물인터넷단말에 대한 다운링크 기지국 선택 방식을 개선하여 다운링크패킷의 수신 성공률을 높일 수 있는 기술에 관한 것이다.

헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 스마트카, 스마트팜 등 다양한 분야에서 생활 속의 사물을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 기술이 등장하여 주목 받고 있다.

이러한 사물인터넷(IoT) 기술을 기반으로 사물인터넷(IoT) 서비스를 제공하기 위한 IoT 네트워크 구조를 간단히 설명하면, 다음과 같다.

IoT 네트워크는, 주기적으로 데이터를 전송하는 사물인터넷단말(IoT 단말)과, 원격지의 IoT 단말의 데이터를 확인하고 IoT 단말을 제어하기 위한 사물인터넷용 어플리케이션(이하 IoT앱이라 함)이 설치된 고객단말과, IoT 단말 및 고객단말(IoT앱) 간을 유무선 네트워크를 통해 연결해 주는 네트워크장치(또는, IoT앱 서버), IoT 단말 및 네트워크장치 사이에서 패킷 송수신을 수행하는 게이트웨이(예: IoT 기지국)로 구성된다.

이러한 IoT 네트워크 구조에서 제공되는 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질은, IoT 단말/IoT 기지국/네트워크장치 3개의 노드 간에 송수신되는 업링크패킷/다운링크패킷 수신 성공률에 따른 영향을 많이 받게 된다.

IoT 단말이 업링크패킷을 네트워크장치로 전송하는 업링크의 경우, IoT 단말이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하고 이를 1 이상의 IoT 기지국이 수신하여 네트워크장치로 송신하기 때문에, 업링크패킷의 수신 성공률은 우수하다고 볼 수 있다.

반면, 네트워크장치가 다운링크패킷을 IoT 단말로 전송하는 다운링크의 경우, 네트워크장치가 IoT 단말에 대하여 기 선택한 하나의 다운링크 기지국으로 다운링크패킷을 송신하고 이를 수신한 다운링크 기지국이 IoT 단말로 송신하기 때문에, 다운링크패킷의 수신 성공률은 어떤 다운링크 기지국을 선택하였는지에 따른 영향을 받는다고 볼 수 있다.

네트워크장치가 IoT 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택하는 기존의 방식은, IoT 단말의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치로 송신하는 1 이상의 IoT 기지국 중, IoT 단말에 대해 측정한 업링크 신호품질값이 가장 우수한 IoT 기지국을 다운링크 기지국으로 선택하는 방식이다.

즉, 기존의 방식은, IoT 기지국이 IoT 단말의 업링크 신호에 대하여 측정한 업링크 신호품질값에만 의존하여 IoT 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택하는 방식이다.

한편, 건물이나 지하철 등 실내에 설치되는 실내 IoT 기지국의 경우, 실외 IoT 기지국 대비 다운링크 신호 송신세기(송신출력)을 작게 설계하고 있다.

이에, 기존의 방식에 따라 선택한 다운링크 기지국이 실내 IoT 기지국인 경우, 다른 IoT 기지국 예컨대 업링크 신호품질값은 다소 나쁘더라도 다운링크 신호 송신세기가 더 큰 실외 IoT 기지국을 선택하는 경우 대비, 오히려 다운링크패킷의 수신 성공률이 떨어지는 문제 상황이 발생할 수 있다.

하지만, 현재 사물인터넷(IoT) 기술에서는, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이로 인해 발생할 수 있는 전술의 문제 상황을 개선하기 위한 방안을 제시하고 있지 않은 실정이다.

이에, 본 발명에서는, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이로 인해 발생할 수 있는 전술의 문제 상황을 회피할 수 있는, 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 제안하여, 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이가 고려될 수 있는 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 실현함으로써, 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른, 단말 및 네트워크장치 간의 패킷을 송수신하는 기지국장치는, 상기 단말로부터 수신되는 업링크 신호에 대한 신호품질을 측정하는 측정부; 상기 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단하는 판단부; 상기 측정한 업링크 신호품질값이 상기 기 설정된 임계값 이하인 경우, 상기 측정한 업링크 신호품질값을 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정하는 보정부; 및 상기 단말로부터 수신하여 상기 네트워크장치로 송신하는 업링크패킷에 업링크 신호품질값을 포함시켜, 상기 네트워크장치에서 상기 업링크 신호품질값을 기초로 상기 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택할 수 있도록 하는 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 임계값은, 상기 기지국장치를 다운링크 기지국으로 선택하여 전송되는 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수에 따라, 변경될 수 있다.

바람직하게는, 상기 임계값은, 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수가 기 설정된 임계값변경조건을 만족하는 경우, 일정 값 만큼 크게 변경될 수 있다.

바람직하게는, 상기 오프셋값은 기 정의된 기준 세기에서 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값에 따라, 설정되는 값일 수 있다.

바람직하게는, 상기 오프셋값은, 상기 기지국장치 보다 큰 다운링크 신호 송신세기를 갖는 특정 타 기지국에 설정된 오프셋값 보다, 크게 설정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 기준 세기는, 상기 업링크 커버리지와 동일한 범위를 다운링크 커버리지로 가질 경우의 다운링크 신호 송신세기로 정의될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른, 단말 및 네트워크장치 간의 패킷을 송수신하는 기지국장치의 동작 방법은, 기 단말로부터 수신되는 업링크 신호에 대한 신호품질을 측정하는 측정단계; 상기 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단하는 판단단계; 기 측정한 업링크 신호품질값이 상기 기 설정된 임계값 이하인 경우, 상기 측정한 업링크 신호품질값을 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정하는 보정단계; 및 상기 단말로부터 수신하여 상기 네트워크장치로 송신하는 업링크패킷에 업링크 신호품질값을 포함시켜, 상기 네트워크장치에서 상기 업링크 신호품질값을 기초로 상기 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택할 수 있게 패킷송신단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 임계값은, 상기 기지국장치를 다운링크 기지국으로 선택하여 전송되는 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수에 따라, 변경될 수 있다.

바람직하게는, 상기 오프셋값은 기 정의된 기준 세기에서 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값에 따라, 설정되는 값일 수 있다.

바람직하게는, 상기 오프셋값은, 상기 기지국장치 보다 큰 다운링크 신호 송신세기를 갖는 특정 타 기지국에 설정된 오프셋값 보다, 크게 설정될 수 있다.

이에, 본 발명의 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 따르면, 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 제안하여 다운링크패킷의 수신 성공률을 높일 수 있고, 이로 인해 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 효과를 도출할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 사물인터넷(IoT) 네트워크 구조를 보여주는 예시도이다.
도 2는 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이로 인해 발생할 수 있는 다운링크패킷 수신 실패 상황을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 다운링크 기지국이 선택되는 상황을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 동작 방법을 보여주는 동작 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 은 본 발명이 적용되는 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 네트워크 구조를 보여주고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 사물인터넷(IoT) 네트워크 구조는, 주기적으로 데이터를 전송하는 사물인터넷단말(IoT 단말, 예: 단말1,2,3,...X), 원격지의 IoT 단말의 데이터를 확인하고 IoT 단말을 제어하기 위한 IoT앱이 설치된 고객단말(미도시)과, IoT 단말 및 고객단말(IoT앱) 간을 유무선 네트워크를 통해 연결해 주는 네트워크장치(200), IoT 단말 및 네트워크장치 사이에서 패킷 송수신을 수행하는 게이트웨이(IoT 기지국, 예: 기지국1,2,...L)로 구성된다.

이러한 사물인터넷(IoT) 기술에서 IoT 단말은, 기 정의된 업링크 주기 마다, 패킷 송수신을 위해 사용하는 다수의 채널 중 랜덤하게 선택한 임의의 채널을 통해 데이터(업링크패킷)를 전송(송신)하는, 비교적 단순한 업링크패킷 송신 방식으로 동작한다.

반면, IoT 단말은, 다운링크패킷 수신 방식에 따라 몇 가지 타입으로 구분되는데, 이러한 타입 중 저 전력 지원을 위해 데이터 전송(업링크패킷 송신) 후 데이터(업링크패킷)에 대한 응답(다운링크패킷)을 특정 횟수로 제한된 일정 시간 간격의 다운링크 시간구간에서만 수신 가능한 타입(이하, 수신 제한 타입)이 있다.

예를 들어, 다운링크 시간구간을 1초, 특정 횟수를 2회로, 다운링크 시간구간 사이의 일정 시간을 1초로 가정하면, 수신 제한 타입으로 동작하는 IoT 단말은, 기 정의된 업링크 송신주기가 도래하면 데이터(업링크패킷)을 전송(송신)하고, 업링크패킷 송신 완료 시점을 기준으로 1초 이후의 첫번째 다운링크 시간구간(DL1)에서 다운링크패킷 수신이 가능하고, 다운링크 미 수신 시 DL1이 종료되는 시점을 기준으로 1초 이후 즉 업링크패킷 송신 완료 시점을 기준으로 3초 이후의 두번째 다운링크 시간구간(DL2)에서 다운링크패킷 수신이 가능하다.

이러한 IoT 단말은, 업링크패킷 송신 후 DL1 또는 DL2에서 다운링크패킷 수신이 성공하면, 다음 업링크 송신주기가 도래하여 다음 데이터(업링크패킷)을 전송(송신)할 때까지 Sleep상태로 대기하며, DL1 및 DL2 모두에서 다운링크패킷 수신이 실패하면 금번 업링크 송신주기가 경과하기 전에 정해진 규칙에 따른 업링크패킷(데이터) 재전송 과정을 수행하게 된다.

전술한 수신 제한 타입은, 사물인터넷(IoT) 기술 중에서도 광역 커버리지를 대상으로 하여 저속 전송(<1kbps) 및 저 전력을 지원하는 소량 데이터 전송에 특화된 IoT 기술(LoRa: Long Range)에서 사용되는 IoT 단말이 주로 채택/동작한다.

이러한 사물인터넷(IoT) 네트워크 구조에서, IoT 단말이 업링크패킷을 네트워크장치로 전송하는 업링크의 경우, IoT 단말이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하고 이를 1 이상의 IoT 기지국이 수신하여 네트워크장치로 송신하기 때문에, 업링크패킷의 수신 성공률은 우수하다고 볼 수 있다.

반면, 네트워크장치가 다운링크패킷을 IoT 단말로 전송하는 다운링크의 경우는, 1 이상의 IoT 기지국을 통해 다중 전송되는 업링크와는 달리, 하나의 IoT 기지국을 통해서만 전송된다.

구체적으로, 네트워크장치가 IoT 단말에 대하여 하나의 다운링크 기지국을 기 선택하고, 선택한 다운링크 기지국으로 IoT 단말에 대한 다운링크패킷을 송신하면 다운링크 기지국이 이를 수신하여 IoT 단말로 송신한다.

이 때문에, 다운링크패킷의 수신 성공률은, 네트워크장치가 IoT 단말에 대하여 어떤 다운링크 기지국을 선택하는지에 따른 영향을 받는다고 볼 수 있다.

네트워크장치가 IoT 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택하는 기존의 방식은, IoT 단말의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치로 송신하는 1 이상의 IoT 기지국 중, IoT 단말에 대해 측정한 업링크 신호품질값이 가장 우수한 IoT 기지국을 다운링크 기지국으로 선택하는 방식이다.

즉, 도 1에서 단말2의 업링크패킷이 기지국1,2를 통해서 네트워크장치(200)로 송신되었다고 가정하면, 기존의 방식은, 네트워크장치(200)가 기지국1,2 중 단말2에 대하여 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR(Uplink Signal to Noise Ratio, 또는 UL RSSI(Received Signal Strength Indicator))이 가장 우수한 기지국 하나를, 다운링크 기지국으로 선택하는 것이다.

즉, 기존의 방식은, IoT 기지국이 IoT 단말의 업링크 신호(업링크패킷)에 대하여 측정한 업링크 신호품질값에만 의존하여 IoT 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택하는 방식이다.

한편, 건물이나 지하철 등 실내에 설치되는 실내 IoT 기지국의 경우, 실외 IoT 기지국 대비 다운링크 신호 송신세기(송신출력)을 작게 설계하고 있다.

이에, 실외 IoT 기지국의 다운링크 커버리지 보다 실내 IoT 기지국의 다운링크 커버리지가 작게 된다.

반면, 현재 사물인터넷(IoT) 기술에서는, 업링크 신호(업링크패킷)를 수신하는 수신성능의 경우, 실외 IoT 기지국 및 실내 IoT 기지국 모두 동일하게 설계하고 있으므로, 실내 IoT 기지국의 업링크 커버리지는 실외 IoT 기지국의 업링크 커버리지와 동일한 범위(크기)를 가지게 된다.

결국, 현재 사물인터넷(IoT) 기술에서는, 실외 IoT 기지국의 경우 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지가 동일한 범위라고 할 수 있지만, 실외 IoT 기지국 대비 다운링크 신호 송신세기(송신출력)을 작게 설계되는 실내 IoT 기지국의 경우 업링크 커버리지 보다 작은 범위의 다운링크 커버리지를 갖게 되는 것이다.

도 2를 참조하여, 단말2의 업링크패킷이 기지국1,2를 통해서 네트워크장치(200)로 송신되었다고 가정하되, 기지국1을 실외 IoT 기지국인 것으로 가정하고 기지국2를 실내 IoT 기지국인 것으로 가정하여, 설명하겠다.

도 2에서 알 수 있듯이, 실외 IoT 기지국인 기지국1의 경우는, 업링크(UL) 커버리지 및 다운링크(DL) 커버리지가 동일한 범위라고 볼 수 있다.

한편, 도 2에서 알 수 있듯이, 실내 IoT 기지국인 기지국2의 경우는, 실외 IoT 기지국과 수신성능은 동일하게 설계되는 반면 실외 IoT 기지국 대비 다운링크 신호 송신세기(송신출력)은 작게 설계되기 때문에, UL 커버리지 보다 작은 범위의 DL 커버리지를 갖게 된다.

이에, 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국1,2의 UL 커버리지가 중첩되는 위치에 단말2가 있는 경우, 단말2의 업링크패킷이 기지국1,2를 통해서 네트워크장치(200)로 송신될 수 있다.

이 경우, 네트워크장치(200)는, 기지국1,2 중 단말2에 대하여 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)이 가장 우수한 기지국 하나를, 다운링크 기지국으로 선택할 것이다.

만약, 네트워크장치(200)는, 실내 IoT 기지국인 기지국2가 측정한 업링크 신호품질값이 기지국2 보다 우수한 경우, 기지국2를 다운링크 기지국으로 선택할 것이고, 선택한 기지국2로 단말2에 대한 다운링크패킷을 송신하고, 이를 수신한 기지국2가 다운링크패킷을 단말2로 송신하게 된다.

헌데, 실내 IoT 기지국인 기지국2의 UL/DL 커버리지 불일치(UL>DL)로 인해, 기지국2가 단말2의 다운링크패킷을 송신하더라도 단말2가 기지국2의 DL 커버리지에서 벗어나 있기 때문에, 다운링크패킷 수신이 실패될 수 있다.

이와 같이 실외 IoT 기지국의 업링크/다운링크 커버리지 불일치(UL>DL) 환경에서, 기존의 방식에 따라 선택한 다운링크 기지국이 실내 IoT 기지국인 경우, 다른 IoT 기지국 예컨대 업링크 신호품질값은 다운링크 기지국 보다 다소 나쁘더라도 다운링크 신호 송신세기가 다운링크 기지국 보다 더 큰 실외 IoT 기지국을 선택하는 경우 대비, 오히려 다운링크패킷의 수신 성공률이 떨어지는 문제 상황이 발생할 수 있다.

하지만, 현재 사물인터넷(IoT) 기술에서는, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이로 인해 발생할 수 있는 전술의 문제 상황을 개선하기 위한 방안을 제시하고 있지 않은 실정이다.

이에, 본 발명에서는, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이로 인해 발생할 수 있는 전술의 문제 상황을 회피할 수 있는, 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 제안하여, 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이고자 한다.

보다 구체적으로, 본 발명에서 제안하는 개선된 다운링크 기지국 선택 방안(방식)을 실현하는, 기지국장치를 제안하고자 한다.

먼저, 이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치를 구체적으로 설명하겠다.

본 발명의 기지국장치(100)는, 전술의 도 1에 도시된 게이트웨이로서의 기지국1,2,...L 중 하나일 수 있으며, 설명의 편의상 기지국1인 것으로 가정하여 설명하겠다.

아울러, 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 사물인터넷단말로서의 단말1,2,...X 및 네트워크장치(200)를 언급하여 설명하도록 하겠다.

본 발명에 따른 기지국장치(100)는, IoT 네트워크에서 IoT 단말 및 네트워크장치(200) 간의 패킷을 송수신하는 게이트웨이 역할을 수행한다.

즉, 기지국장치(100)는, 기지국장치(100)의 UL 커버리지 내에 있는 단말(예: 단말2)이 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 송신하는 업링크패킷을 수신하여, 네트워크장치(200)로 송신할 수 있다.

아울러, 기지국장치(100)는, 네트워크장치(200)로 수신되는 단말의 다운링크패킷을, 해당 단말(예: 단말2)로 송신한다.

이에, 기지국장치(100)는, IoT 단말로서의 단말(예: 단말2) 및 네트워크장치(200) 간 패킷을 송수신하는 게이트웨이 역할을 수행하게 된다.

이처럼 IoT 네트워크에서 게이트웨이 역할을 수행하는 본 발명의 기지국장치(100)는, 본 발명에서 제안하는 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 실현하기 위해, 측정부(110), 판단부(120), 보정부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

측정부(110)는, IoT 단말로부터 수신되는 업링크 신호에 대한 신호품질을 측정한다.

즉, 전술과 같이 단말2를 언급하여 설명하면, 측정부(110)는, UL 커버리지 내에 있는 단말2가 브로드캐스트 방식으로 송신하는 업링크패킷을 수신하는 과정에서, 업링크 신호(업링크패킷)에 대한 신호품질을 측정할 수 있다.

또는, 측정부(110)는, 단말2로부터 신호품질 측정을 위해 별도로 송신되는 업링크 신호를 수신하여, 이 업링크 신호에 대한 신호품질을 측정할 수도 있다.

판단부(120)는, 단말로부터 수신되는 업링크 신호(업링크패킷)를 토대로, 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단한다.

예를 들어, 단말이 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하일 수 있다. 또한 단말이 UL 커버리지의 경계에 위치하지 않는 경우에도 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하일 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 단말이 UL 커버리지의 경계에 위치함으로써 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하가 되는 경우에 대하여 설명하도록 하며, 다만 다른 이유로 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하가 되는 경우에도 적용될 수 있을 것이다.

전술과 같이 단말2를 언급하여 설명하면, 판단부(120)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하는 과정에서, 업링크 신호(업링크패킷)를 토대로 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는지 여부를 판단하는 것이다.

구체적으로, 판단부(120)는, 업링크 신호(업링크패킷)에 대해 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI) 중, 수신신호세기값 즉 UL RSSI에 근거하여 UL RSSI이 기 설정된 임계값 이하이면, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.

RSSI의 경우, 신호를 송신하는 송신측(단말) 및 신호를 수신하여 RSSI를 측정하는 수신측(기지국) 간의 물리적인 거리에 따라 그 값이 달라지는 대표적인 인자라고 볼 수 있다.

이에 본 발명에서는, 단말의 업링크 신호(업링크패킷)에 대하여 측정한 UL RSSI를 근거로, UL RSSI이 임계값 이하이면 해당 단말이 기지국과 먼 거리 즉 UL 커버리지의 경계에 위치하는 것으로 판단하는 것이다.

한편, 임계값은, 최초에 초기 값으로 설정된 후, 기지국장치(100)를 다운링크 기지국으로 선택하여 전송되는 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수에 따라, 자동적으로 변경(조정)될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 임계값은, 기지국장치(100)를 다운링크 기지국으로 선택하여 전송되는 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수가 기 설정된 임계값변경조건을 만족하는 경우 일정 값 만큼 크게 변경될 수 있다. 예를 들어, UL 커버리지 경계로 판단하는 범위가 넓어지도록 임계값이 일정 값 만큼 크게 변경될 수 있다.

예를 들면, 기지국장치(100)는, 네트워크장치(200)로부터 수신되는 다운링크패킷을 단말로 송신한 후 단말로부터 다운링크패킷 수신과 관련된 응답(Ack)가 정상적으로 회신되면, 다운링크패킷 전송 성공으로 인지할 수 있다.

반대로, 기지국장치(100)는, 네트워크장치(200)로부터 수신되는 다운링크패킷을 단말로 송신한 후 단말로부터 다운링크패킷 수신과 관련된 응답(Ack)가 정상적으로 회신되지 않으면, 다운링크패킷 전송 실패로 인지할 수 있다.

이에, 본 발명의 기지국장치(100)는, 다운링크패킷 전송 실패가 인지되는 경우, 현재까지의 다운링크패킷의 전송 실패율이 기 설정된 임계값변경조건 예컨대 X%를 넘어서는지 판단하고, X%를 넘어서면 현재 임계값에 일정 값(예: 0.1dB) 만큼 증가/변경시킬 수 있다. 이로써, UL 커버리지 경계로 판단하는 범위가 넓어지도록 할 수 있다.

또는, 본 발명의 기지국장치(100)는, 다운링크패킷 전송 실패가 인지되는 경우, 현재까지의 연속된 전송 실패 횟수가 기 설정된 임계값변경조건 예컨대 X번을 넘어서는지 판단하고, X번를 넘어서면 현재 임계값에 일정 값(예: 0.1dB) 만큼 증가/변경시켜, UL 커버리지 경계로 판단하는 범위가 넓어지도록 할 수 있다.

보정부(130)는, 측정한 업링크 신호품질값이 상기 기 설정된 임계값 이하인 경우 앞서 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 단말이 UL 커버리지의 경계에 위치함으로써 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하가 되는 경우에 대하여 설명하도록 하며, 다만 이와 같은 경우에 한정되지 않으며 다른 이유로 인해 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하가 되는 경우에도 적용될 수 있을 것이다.

즉, 전술과 같이 단말2를 언급하여 설명하면, 보정부(130)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우, 측정부(110)에서 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정하는 것이다.

구체적으로 설명하면, 보정부(130)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하지 않는 경우(UL RSSI > 임계값), 측정부(110)에서 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 보정하지 않는다.

한편, 보정부(130)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우(UL RSSI < 임계값), 측정부(110)에서 측정한 업링크 신호품질값 즉 UL SNR 및 UL RSSI 중 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 이용하는 인자(UL SNR 또는 UL RSSI)를, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정할 수 있다.

이처럼, 본 발명에서는, 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인 단말에 대해서만 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)을 보정하고 있다.

여기서, 오프셋값은, IoT 네트워크에 공존하는 IoT 기지국 간 다운링크 신호 송신세기를 기준으로, 다운링크 신호 송신세기가 큰 IoT 기지국 측의 업링크 신호품질값 대비 다운링크 신호 송신세기가 작은 IoT 기지국 측의 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)을 낮춤으로써, IoT 기지국 간 업링크 신호품질값을 상호 보상하기 위한 인자로 이해할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 기지국장치(100)에 설정되는 오프셋값은, 기 정의된 기준 세기에서 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값에 따라, 설정되는 값이다.

이때, 기준 세기는, 기지국장치(100)의 UL 커버리지와 동일한 범위를 DL 커버리지로 가진다고 가정할 때의 다운링크 신호 송신세기로 정의된다.

예를 들면, 본 발명의 기지국장치(100)는, 실외 IoT 기지국일 수도 있고, 실내 IoT 기지국일 수도 있다.

그리고, 앞서 언급한 바 있듯이, 사물인터넷(IoT) 기술에서는, 업링크 신호(업링크패킷)를 수신하는 수신성능의 경우 실외 IoT 기지국 및 실내 IoT 기지국 모두 동일하게 설계하고 있으므로, 실내 IoT 기지국의 업링크 커버리지는 실외 IoT 기지국의 업링크 커버리지와 동일한 범위(크기)를 가지게 되며, 실외 IoT 기지국의 경우 업링크 커버리지 및 다운링크 커버리지가 동일한 범위라고 할 수 있다.

따라서, 기지국장치(100)의 UL 커버리지와 동일한 범위를 DL 커버리지로 가진다고 가정할 때의 다운링크 신호 송신세기란, 결국 실외 IoT 기지국에 설계된 다운링크 신호 송신세기를 의미한다.

이에, 전술의 기준 세기는, 실외 IoT 기지국에 설계된 다운링크 신호 송신세기로 이해할 수 있다.

다시 설명하면, 기지국장치(100)에 설정되는 오프셋값은, 기 정의된 기준 세기 즉 실외 IoT 기지국의 다운링크 신호 송신세기에서 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값에 따라, 설정되는 값이다.

즉, 오프셋값은, 기준 세기 즉 실외 IoT 기지국의 다운링크 신호 송신세기에서 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값이 클수록, 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

만약, 기지국장치(100)가 실외 IoT 기지국인 경우라면, 기준 세기 즉 실외 IoT 기지국의 다운링크 신호 송신세기에서 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값은 0일 것이므로, 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)에 설정되는 오프셋값은 0 값일 수 있다.

한편, 기지국장치(100)가 실내 IoT 기지국인 경우라면, 기준 세기 즉 실외 IoT 기지국의 다운링크 신호 송신세기에서 기지국장치(100, 실내 IoT 기지국)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값은, 기지국장치(100, 실내 IoT 기지국)에 설계된 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 큰 값일 것이므로, 기지국장치(100, 실내 IoT 기지국)에 설정되는 오프셋값(이하, 오프셋값2)은 비교적 큰 값이 될 것이다.

물론, 기지국장치(100)가 실외 IoT 기지국인 경우라도, 설계에 따라서는 기준 세기 보다 작은 다운링크 신호 송신세기를 가질 수 있고, 이 경우 기준 세기 세기에서 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값은 0이 아닌 작은 값일 것이므로, 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)에 설정되는 오프셋값(이하, 오프셋값1)은 0 값이 아닌 비교적 값이 될 수 있다.

이러한 오프셋값은, 기지국장치(100) 보다 큰 다운링크 신호 송신세기를 갖는 특정 타 기지국에 설정된 오프셋값 보다, 크게 설정된다.

예를 들면, 전술에서 설명한 바와 같이, 실외 IoT 기지국인 기지국1 보다 다운링크 신호 송신세기가 작은 실내 IoT 기지국인 기지국2에 설정되는 오프셋값(예: 오프셋값2)이, 기지국1에 설정되는 오프셋값(예: 0값, 또는 오프셋값1) 보다 크게 설정되는 것이다.

이에, 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 UL SNR을 이용하는 경우라면, 보정부(130)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우(UL RSSI < 임계값), 측정부(110)에서 측정한 업링크 신호품질값 중 UL SNR을, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기가 클수록 작게 설정되고 자신의 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 크게 설정되는 오프셋값을 이용하여 보정한다.

또는, 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 UL RSSI를 이용하는 경우라면, 보정부(130)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우(UL RSSI < 임계값), 측정부(110)에서 측정한 업링크 신호품질값 중 UL RSSI를, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기가 클수록 작게 설정되고 자신의 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 크게 설정되는 오프셋값을 이용하여 보정한다.

이렇게 되면, 본 발명의 기지국장치(100)는, 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인 단말에 대하여 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 또는 UL RSSI)를, 자신의 다운링크 신호 송신세기가 클수록 작게 설정되고 자신의 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 크게 설정되는 오프셋값을 이용하여 보정함으로써, 자신의 다운링크 신호 송신세기가 클수록 업링크 신호품질값(UL SNR 또는 UL RSSI)을 유지 또는 작은 오프셋값 만큼 낮추고, 자신의 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 업링크 신호품질값(UL SNR 또는 UL RSSI)을 큰 오프셋값 만큼 크게 낮출 수 있다.

제어부(140)는, 단말로부터 수신하여 네트워크장치(200)로 송신하는 업링크패킷에 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 포함시켜, 네트워크장치(200)에서 업링크 신호품질값을 기초로 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택할 수 있도록 한다.

즉, 전술과 같이 단말2를 언급하여 설명하면, 제어부(140)는, 단말2로부터 수신하여 네트워크장치(200)로 송신하는 업링크패킷에 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 포함시켜, 네트워크장치(200)에서 업링크 신호품질값을 기초로 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택할 수 있도록 하는 것이다.

구체적으로 설명하면, 제어부(140)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하지 않는 경우(UL RSSI > 임계값), 단말2로부터 수신하여 네트워크장치(200)로 송신하는 업링크패킷에 보정되지 않은 업링크 신호품질값(이하, 측정 UL SNR 및 측정 UL RSSI)을 포함시킨다.

한편, 제어부(140)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우(UL RSSI < 임계값), 단말2로부터 수신하여 네트워크장치(200)로 송신하는 업링크패킷에 오프셋값을 이용하여 보정한 업링크 신호품질값(이하, 보정 UL SNR 및 측정 UL RSSI, 또는 측정 UL SNR 및 보정 UL RSSI)을 포함시킨다.

이에, 본 발명에 따르면, 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하는 기지국들 예컨대 기지국1,2는, 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인 단말2에 대해 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)을 자신에 설정된 오프셋값을 이용하여 보정한 후 업링크패킷에 포함시켜 네트워크장치(200)로 송신할 것이다.

이때, 본 발명에서는, 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인 단말에 대해서만 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)을 보정함으로써, 기지국과 충분히 가까운 거리에 있는 단말에 대한 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)가 보정되는 일이 없도록 하고 있다.

이는, 기지국과 충분히 가까운 거리에 있는 단말의 경우, 해당 기지국이 실내 IoT 기지국이더라도 다운링크 기지국으로 선택될 시 다운링크패킷 수신이 성공될 수 있으므로, 오히려 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI) 보정으로 인해 다운링크 기지국이 잘못 선택되는 상황을 미연에 방지하기 위함이다.

네트워크장치(200)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하여 네트워크장치(200)로 송신하는 기지국들(실외 또는 실내 기지국) 중, 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)이 가장 우수한 기지국 하나를, 다운링크 기지국으로 선택할 것이다.

즉, 본 발명에서는, 네트워크장치(200)가 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택하는 방식은 기존과 같이 유지된다.

즉, 단말2의 업링크패킷이 기지국1,2를 통해서 네트워크장치(200)로 송신되었다고 가정하면, 네트워크장치(200)는, 단말2의 업링크패킷에서 단말2 및 기지국1,2 간의 채널상태 즉 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)를 확인하고, 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)이 가장 우수한 기지국을 단말2의 다운링크 기지국으로 선택할 것이다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 기지국 설계 상 다운링크 신호 송신세기가 실외 IoT 기지국 대비 실내 IoT 기지국이 작은 점을 고려하여, IoT 기지국이 측정하여 네트워크장치로 보고하는 IoT 단말과의 채널상태 즉 업링크 신호품질값을, 실외 IoT 기지국 대비 실내 IoT 기지국이 의도적으로 작게 보정하여 보고하도록 할 수 있다.

이렇게 되면, 네트워크장치에서는, IoT 단말에 대한 다운링크 기지국 선택 시, 기존 선택 방식을 변경하지 않고도, 실외 IoT 기지국 대비 실내 IoT 기지국이 의도적으로 작게 보정하여 보고한 업링크 신호품질값을 근거로, 업링크 신호품질값 즉 채널상태가 가장 우수한 IoT 기지국을 IoT 단말에 대한 다운링크 기지국으로 선택할 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 기존의 다운링크 기지국 선택 방식에 따를 경우 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이로 인해 발생할 수 있는, 다운링크패킷 수신 성공률 저하 상황을 자연스럽게 회피할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 단말에 대한 다운링크 기지국 선택 시, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이가 고려될 수 있는 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 실현함으로써, 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이고 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 효과를 도출한다.

이하에서는, 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 다운링크 기지국이 선택되는 상황을 설명하겠다.

설명의 편의 상, 전술과 마찬가지로 단말2의 업링크패킷을 송신하는 기지국1,2를 언급하되, 기지국1은 실외 IoT 기지국인 것으로 가정하고 기지국2는 실내 IoT 기지국인 것으로 가정하여 설명하겠다.

단말2가 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 업링크패킷을 송신하면(S1), 이를 수신하는 기지국1,2가 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신한다(S35,S45).

이러한 기지국1,2는, 단말2에 대한 채널상태 즉 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 네트워크장치(200)로 송신하여 보고한다.

보다 구체적으로 설명하면, 기지국1은, UL 커버리지 내에 있는 단말2가 브로드캐스트 방식으로 송신하는 업링크패킷을 수신하는 과정에서, 업링크 신호(업링크패킷)에 대한 신호품질을 측정할 수 있다(S10).

기지국1은, 이 과정에서, 단말2에 대하여 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 단말 2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하일 수 있으므로, 단말 2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다(S15).

그리고, 기지국1은, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하지 않는 경우(S15 No), S10단계에서 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 보정하지 않고 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하는 과정(S35)에서 포함시켜 송신할 수 있다.

한편, 기지국1은, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우(S15 Yes), S10단계에서 측정한 업링크 신호품질값 즉 UL SNR 및 UL RSSI 중 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 이용하는 인자(UL SNR 또는 UL RSSI)를, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값(예: 0값 또는 오프셋값1)을 이용하여 보정한다(S30).

그리고, 기지국1은, 보정한 업링크 신호품질값(이하, 보정 UL SNR 및 측정 UL RSSI, 또는 측정 UL SNR 및 보정 UL RSSI)을, 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하는 과정(S35)에서 포함시켜 송신할 수 있다.

아울러, 기지국2 역시, UL 커버리지 내에 있는 단말2가 브로드캐스트 방식으로 송신하는 업링크패킷을 수신하는 과정에서, 업링크 신호(업링크패킷)에 대한 신호품질을 측정할 수 있다(S20).

그리고, 기지국2 역시, 이 과정에서 단말2에 대하여 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단한다. 단말 2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하일 수 있으므로 단말 2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다(S25).

그리고, 기지국2는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하지 않는 경우(S25 No), S20단계에서 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 보정하지 않고 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하는 과정(S45)에서 포함시켜 송신할 수 있다.

한편, 기지국2는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우(S25 Yes), S20단계에서 측정한 업링크 신호품질값 즉 UL SNR 및 UL RSSI 중 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 이용하는 인자(UL SNR 또는 UL RSSI)를, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값(예: 오프셋값2)을 이용하여 보정한다(S40).

그리고, 기지국2는, 보정한 업링크 신호품질값(이하, 보정 UL SNR 및 측정 UL RSSI, 또는 측정 UL SNR 및 보정 UL RSSI)을, 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신하는 과정(S45)에서 포함시켜 송신할 수 있다.

네트워크장치(200)는, 단말2의 업링크패킷에서 단말2 및 기지국1,2 간의 채널상태 즉 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)를 확인한다(S50).

이에, 네트워크장치(200)는, 기지국1,2 중 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)이 가장 우수한 기지국을 단말2의 다운링크 기지국(예: 기지국1)으로 선택할 것이다(S50).

이렇게 되면, 네트워크장치(200)는, 단말2로 전송하고자 하는 다운링크패킷 발생 시, 단말2에 대해 다운링크 기지국으로서 선택한 기지국1로 다운링크패킷을 송신한다(S70).

이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국장치의 동작 방법을 설명하겠다.

설명의 편의 상, 전술과 마찬가지로 단말2의 업링크패킷을 송신하는 기지국1,2를 언급하며, 본 발명의 기지국장치는 기지국1일 수도 있고 기지국2일 수도 있다.

본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, UL 커버리지 내에 있는 단말2가 브로드캐스트 방식으로 송신하는 업링크패킷을 수신한다(S100).

이때, 본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, 업링크 신호(업링크패킷)에 대한 신호품질 즉 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 측정할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, 단말2의 업링크패킷을 수신하는 과정에서, 업링크 신호(업링크패킷)를 토대로 단말2에 대하여 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 단말2에 대한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하이어서 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다(S120).

예를 들어 기지국장치(100)는, 업링크 신호(업링크패킷)에 대해 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI) 중, 수신신호세기값 즉 UL RSSI에 근거하여 UL RSSI이 기 설정된 임계값 이하이면, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 것으로 판단할 수 있다(S120 Yes).

본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하지 않는 경우(S120 No, UL RSSI > 임계값), S110단계에서 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 보정하지 않는다.

한편, 본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우(S120 Yes, UL RSSI < 임계값), S110단계에서 측정한 업링크 신호품질값 즉 UL SNR 및 UL RSSI 중 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 이용하는 인자(UL SNR 또는 UL RSSI)를, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정할 수 있다(S130).

여기서, 오프셋값은, IoT 네트워크에 공존하는 IoT 기지국 간 다운링크 신호 송신세기를 기준으로, 다운링크 신호 송신세기가 큰 IoT 기지국 측의 업링크 신호품질값 대비 다운링크 신호 송신세기가 작은 IoT 기지국 측의 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)을 낮춤으로써, IoT 기지국 간 업링크 신호품질값을 상호 보상하기 위한 인자로 이해할 수 있다.

그리고, 이러한 오프셋값은, 기준 세기 즉 실외 IoT 기지국의 다운링크 신호 송신세기에서 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값이 클수록, 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

만약, 기지국장치(100)가 실외 IoT 기지국인 경우라면, 기준 세기 즉 실외 IoT 기지국의 다운링크 신호 송신세기에서 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값은 0일 것이므로, 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)에 설정되는 오프셋값은 0 값일 수 있다.

한편, 기지국장치(100)가 실내 IoT 기지국인 경우라면, 기준 세기 즉 실외 IoT 기지국의 다운링크 신호 송신세기에서 기지국장치(100, 실내 IoT 기지국)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값은, 기지국장치(100, 실내 IoT 기지국)에 설계된 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 큰 값일 것이므로, 기지국장치(100, 실내 IoT 기지국)에 설정되는 오프셋값(이하, 오프셋값2)은 비교적 큰 값이 될 것이다.

물론, 기지국장치(100)가 실외 IoT 기지국인 경우라도, 설계에 따라서는 기준 세기 보다 작은 다운링크 신호 송신세기를 가질 수 있고, 이 경우 기준 세기에서 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값은 0이 아닌 작은 값일 것이므로, 기지국장치(100, 실외 IoT 기지국)에 설정되는 오프셋값(이하, 오프셋값1)은 0 값이 아닌 비교적 작은 값이 될 수 있다.

이에, 기지국장치(100)는, 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 UL RSSI를 이용하는 경우라면(RSSI 기준 선택), S110단계에서 측정한 업링크 신호품질값 중 UL RSSI(측정 UL RSSI)를, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기가 클수록 작게 설정되고 자신의 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 크게 설정되는 오프셋값을 이용하여 보정한다(보정 UL RSSI).

한편, 기지국장치(100)는, 네트워크장치(200)에서 다운링크 기지국 선택 시 UL SNR을 이용하는 경우라면(SNR 기준 선택), S110단계에서 측정한 업링크 신호품질값 중 UL SNR(측정 UL SNR)을, 기지국장치(100)의 다운링크 신호 송신세기가 클수록 작게 설정되고 자신의 다운링크 신호 송신세기가 작을수록 크게 설정되는 오프셋값을 이용하여 보정한다(보정 UL SNR).

그리고, 본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, 단말2로부터 수신하여 네트워크장치(200)로 송신하는 업링크패킷에, 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 포함시켜 송신한다(S140).

이에, 기지국장치(100)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하지 않는 경우라면(S120 No), S110단계에서 측정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 보정하지 않고 단말2의 업링크패킷에 포함시켜 네트워크장치(200)로 송신할 수 있다.

반면, 기지국장치(100)는, 단말2가 UL 커버리지의 경계에 위치하는 경우라면(S120 Yes), S130단계에서 보정한 업링크 신호품질값(UL SNR 및 UL RSSI)을 단말2의 업링크패킷에 포함시켜 네트워크장치(200)로 송신할 수 있다.

네트워크장치(200)는, 단말2의 업링크패킷을 네트워크장치(200)로 송신한 기지국(예: 기지국1,2) 중 단말과의 채널상태 즉 업링크 신호품질값(UL SNR, 또는 UL RSSI)이 가장 우수한 하나의 기지국을 다운링크 기지국으로 선택할 것이다.

이에, 본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, 네트워크장치(200)에 의해 단말2의 다운링크 기지국으로 선택된 경우, 단말2의 다운링크패킷을 수신하게 될 것이다(S150 Yes).

이 경우, 기지국장치(100)는, 단말2의 다운링크패킷을 송신하고(S160), 단말2로부터 다운링크패킷 수신과 관련된 응답(Ack)가 정상적으로 회신되지 않으면 다운링크패킷 전송 실패로 인지할 수 있다(S170 Yes).

기지국장치(100)는, 다운링크패킷 전송 실패가 인지되는 경우(S170 Yes), 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수가 기 설정된 임계값변경조건을 만족하는 경우(S180 Yes), 현재 임계값에 일정 값(예: 0.1dB) 만큼 증가/변경시킬 수 있다. 이로써, UL 커버리지 경계로 판단하는 범위가 넓어지도록 할 수 있다(S190).

본 발명에 따른 기지국장치의 동작 방법에서 기지국장치(100)는, 기지국 동작이 오프되지 않는 한(S200), 단말로부터의 업링크패킷이 수신될 때마다(S100) S110단계 이후 단계들을 반복 수행할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 단말에 대한 다운링크 기지국 선택 시, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이가 고려될 수 있는 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 실현함으로써, 다운링크패킷의 수신 성공률을 높이고 사물인터넷(IoT) 서비스의 품질을 향상시키는 효과를 도출한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기지국장치의 동작 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 본 발명을 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 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명의 기지국장치 및 기지국장치의 동작 방법에 따르면, 기지국 간 설계된 다운링크 신호 송신세기의 차이가 고려될 수 있는 개선된 다운링크 기지국 선택 방식을 실현하는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100 : 기지국장치
110 : 측정부 120 : 판단부
130 : 보정부 140 : 제어부

Claims (10)

1. 단말 및 네트워크장치 간의 패킷을 송수신하는 기지국장치에 있어서,
   상기 단말로부터 수신되는 업링크 신호에 대한 신호품질을 측정하는 측정부;
   상기 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단하는 판단부;
   상기 측정한 업링크 신호품질값이 상기 기 설정된 임계값 이하인 경우, 상기 측정한 업링크 신호품질값을 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정하는 보정부; 및
   상기 단말로부터 수신하여 상기 네트워크장치로 송신하는 업링크패킷에 업링크 신호품질값을 포함시켜, 상기 네트워크장치에서 상기 업링크 신호품질값을 기초로 상기 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택할 수 있도록 하는 제어부를 포함하며;
   상기 오프셋값은,
   상기 기지국장치 보다 큰 다운링크 신호 송신세기를 갖는 특정 타 기지국에 설정된 오프셋값 보다, 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 임계값은,
   상기 기지국장치를 다운링크 기지국으로 선택하여 전송되는 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수에 따라, 변경되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 임계값은,
   다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수가 기 설정된 임계값변경조건을 만족하는 경우 일정 값 만큼 크게 변경되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 오프셋값은
   기 정의된 기준 세기에서 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값에 따라, 설정되는 값인 것을 특징으로 하는 기지국장치.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 기준 세기는,
   업링크 커버리지와 동일한 범위를 다운링크 커버리지로 가질 경우의 다운링크 신호 송신세기로 정의되는 것을 특징으로 하는 기지국장치.
7. 단말 및 네트워크장치 간의 패킷을 송수신하는 기지국장치의 동작 방법에 있어서,
   상기 단말로부터 수신되는 업링크 신호에 대한 신호품질을 측정하는 측정단계;
   상기 측정한 업링크 신호품질값이 기 설정된 임계값 이하인지 여부를 판단하는 판단단계;
   기 측정한 업링크 신호품질값이 상기 기 설정된 임계값 이하인 경우, 상기 측정한 업링크 신호품질값을 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기에 따라 설정된 오프셋값을 이용하여 보정하는 보정단계; 및
   상기 단말로부터 수신하여 상기 네트워크장치로 송신하는 업링크패킷에 업링크 신호품질값을 포함시켜, 상기 네트워크장치에서 상기 업링크 신호품질값을 기초로 상기 단말에 대한 다운링크 기지국을 선택할 수 있도록 하는 패킷송신단계를 포함하며;
   상기 오프셋값은,
   상기 기지국장치 보다 큰 다운링크 신호 송신세기를 갖는 특정 타 기지국에 설정된 오프셋값 보다, 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 임계값은,
   상기 기지국장치를 다운링크 기지국으로 선택하여 전송되는 다운링크패킷의 전송 실패율 또는 연속된 전송 실패 횟수에 따라, 변경되는 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 오프셋값은
   기 정의된 기준 세기에서 상기 기지국장치의 다운링크 신호 송신세기를 뺀 차이값에 따라, 설정되는 값인 것을 특징으로 하는 기지국장치의 동작 방법.
10. 삭제

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