KR102034162B1

KR102034162B1 - 끊김 없는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102034162B1
Application number: KR1020180056196A
Authority: KR
Inventors: 김승현; 문정모; 나지현; 좌혜경; 김영진
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2019-10-18
Also published as: KR20180127620A

Abstract

끊김 없는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법 및 장치가 제공된다. 기지국은, 자신의 서비스 범위에 위치되는 단말들에 대해 빔포밍 기반으로 신호를 송수신하면서 서비스를 제공하며, 이러한 상태에서 임의 단말이 이동하는 경우, 기지국은 이동하는 단말의 이동 방향을 예측하고, 예측된 방향에 위치한 제1 인접 기지국으로 서비스 협력을 요청한다. 이에 따라 서비스 협력을 통해 끊김 없는 무선 이동 통신 서비스가 제공된다.

Description

끊김 없는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법 및 장치{Method and apparatus for providing seamless wireless mobile communication service}

본 발명은 끊김 없는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 이동 통신 기술의 발달로 많은 단말이 인터넷 연결을 통한 다양한 서비스를 제공받고 있다. 대부분의 실내 무선 이동 통신 서비스는 현재 WiFi (802.11) 기술을 통해 이루어지고 있는데, WiFi 기술의 경우, 각 단말은 하나의 WiFi AP(Access Point, 단말이 다운로드를 받는 서비스를 주로 사용하므로, 송신단에 해당한다고 볼 수 있음)를 통해 무선 이동 통신 서비스를 받는다.

그런데 하나의 WiFi AP를 통해서만 통신을 시행함으로써, 서비스의 질(주로 데이터 전송률 혹은 끊김 없는 연결성을 의미함)이 떨어지는 경우가 발생한다. 예를 들어, 하나의 WiFi AP로부터 동시에 너무 많은 단말이 서비스를 받는 경우, 그리고 단말이 이동 중에 기존 WiFi AP의 서비스 지역을 벗어나면서(송신단인 WiFi AP의 신호 세기가 단말에 약하게 수신되는 경우에 해당함) 새로운 WiFi AP을 찾아 서비스를 다시 받는 일련의 과정을 거치는 경우 등이 있다.

점차 무선 이동 통신 서비스에 대한 기대치가 높아지면서 보다 더 높은 데이터 전송률 및 이동 중에도 끊김 없는 통신 서비스의 제공이 중요해지는데, 기존의 WiFi에 의존한 실내 무선 이동 통신 기술을 그대로 접목하는 것에는 한계가 있다. 실내의 많은 기기들이 무선 통신 기능을 탑재하고 있으며(예를 들어, IoT (Internet-of-Things)), 인당 소유하는 무선 기기의 수도 증가하는 추세이다. 이와 더불어, 시스코(Cisco)에서 발표한 통계 자료에 따르면 무선 데이터 통신량이 실내에서 80% 이상을 차지하고 있고, 비디오 타입 데이터의 다운로드가 대부분을 구성하고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이동하는 단말에 끊김 없이 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따른 방법은, 기지국이, 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법으로서, 상기 기지국이, 자신의 서비스 범위에 위치되는 단말들에 대해 빔포밍(beamforming) 기반으로 신호를 송수신하면서 서비스를 제공하는 단계; 상기 기지국이 임의 단말이 이동하는 경우, 상기 이동하는 단말의 이동 방향을 예측하는 단계; 및 상기 기지국이 상기 예측된 방향에 위치한 제1 인접 기지국으로 서비스 협력을 요청하는 단계를 포함한다.

상기 서비스 협력을 요청하는 단계는, 상기 기지국이, 상기 제1 인접 기지국이 상기 이동하는 단말에 대한 서비스를 제공할 수 있도록, 상기 이동하는 단말에 대한 정보를 상기 제1 인접 기지국으로 전달하면서 서비스 협력을 요청하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 서비스 협력을 요청하는 단계 이후에, 상기 기지국이 상기 이동하는 단말이 해당 서비스 범위를 완전히 벗어날 때까지 상기 이동하는 단말에 대하여 빔포밍 기반으로 신호를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 기지국이 제2 인접 기지국으로부터 서비스 협력 요청을 수신한 경우, 빔포밍 기반으로 상기 서비스 협력에 대응하는 단말에 대한 신호를 생성하고 송신하여 서비스를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 기지국은 실내에 위치되어 실내에서 이동하는 단말에 대한 무선 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다.

상기 기지국과 상기 제1 인접 기지국은 건물의 동일 층에 위치되어 있을 수 있다. 또는, 상기 기지국과 상기 제1 인접 기지국은 건물의 다른 층에 위치되어 있을 수 있다.

상기 기지국은 복수의 안테나를 포함하며, MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) 기술의 빔포밍 기반으로 다수의 단말들에 대한 신호를 송수신할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 이동 통신 서비스를 제공하는데 있어서, 서비스를 제공하는 여러 송신단이 협력하여 이동하는 단말을 서비스함으로써, 단말이 이동하는 경우에도 끊김 없는 연결성이 유지되는 무선 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 빔포밍(beamforming)에 따른 신호 송신의 예를 나타낸 도이다.
도 2은 빔포밍에 따른 다른 신호 송신의 예를 나타낸 도이다.
도 3 및 도 4는 빔포밍에 따른 또 다른 신호 송신의 예를 나타낸 도이다.
도 5는 일반적인 실내에서의 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 경우를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 끊김 없는 연결성을 가지는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 과정을 나타낸 도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 끊김 없는 연결성을 가지는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 다른 과정을 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 장치의 구조도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 사용자 장비(user equipment, UE), 이동국(mobile station, MS), 이동 단말(mobile terminal, MT), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 기계형 통신 장비(machine type communication device, MTC device) 등을 지칭할 수도 있고, UE, MS, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은 액세스 포인트(AP, access point), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNB), gNB, 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 매크로 기지국(macro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, AP, NB, eNB, gNB, ABS, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 끊김 없는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법 및 장치에 대하여 설명한다.

MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output) 기술은 송신단 및 수신단에 여러 개의 안테나를 설치함으로써, 통신 성능을 증가시키는 기술이다. 다양한 MIMO 기술 중의 하나로 빔포밍(beamforming) 기술이 있다.

도 1은 빔포밍(beamforming)에 따른 신호 송신의 예를 나타낸 도이다.

송신단의 여러 안테나 간의 물리적 위치 및 송신단과 수신단 사이의 채널 정보 등을 이용하면, 첨부한 도 1에서와 같이, 송신 신호의 에너지의 대부분이 특정 단말에 집중되도록 신호를 송신할 수 있으며, 이를 빔 포밍이라고 명명한다. 도 1에서는 송신 신호가 첫번째 수신단(Rx1)에 집중되는 것이 예시되어 있다. 이러한 송신 신호에 의해, 두 번째 수신단(Rx2)은 해당 송신 신호를 수신했을 경우 그 세기가 약하다. 빔포밍 기술이 발전될수록 첫번째 수신단(Rx1)을 향한 송신 신호가 첫번째 수신단(Rx1)에 강한 세기로 도달하고, 두번째 수신단(Rx2)에는 무시할 수 있을 정도로 약한 세기로 도달하게 될 것이다.

도 2은 빔포밍에 따른 다른 신호 송신의 예를 나타낸 도이다.

하나의 송신단이 첨부한 도 2에서와 같이, 여러 단말에 동시에 빔포밍 기술을 적용하여 신호를 송신할 수 있다.

송신단에 다수의 안테나가 설치되어 있는 경우, 전체 안테나의 일부는 첫번째 수신단(Rx1)에 신호를 송신하기 위해 사용되고, 나머지 일부는 두번째 수신단(Rx2)에 신호를 송신하기 위해 사용될 수 있다. 이 때, 각각의 송신 신호에 빔포밍 기술을 적용하여, 각 수신단에서 수신을 원하지 않는 신호의 세기가 약하도록 할 수 있다.

이와 같은 빔포밍 기술은 하나의 송신단에 여러 안테나가 설치된 경우에 국한되는 것은 아니다.

도 3 및 도 4는 빔포밍에 따른 또 다른 신호 송신의 예를 나타낸 도이다.

여러 송신단간의 긴밀한 협력이 실시간으로 가능한 경우, 도 3 및 도 4와 같은 빔포밍 기술이 적용될 수도 있다.

도 3은 여러 송신단이 하나의 수신단을 위해 협력적으로 빔포밍 기술을 적용한 경우를 나타내며, 첨부한 도 3에서와 같이, 여러 송신단이 협력하여 송신 신호가 첫번째 수신단(Rx1)에 집중되도록, 신호를 송신할 수 있다.

도 4는 여러 송신단이 각각 하나의 수신단에 빔포밍 기술을 적용한 경우를 나타내며, 첨부한 도 4에서와 같이, 여러 송신단 중 하나의 송신단(Tx1)은 첫번째 수신단(Rx1)에 신호를 송신하도록 빔포밍 기술을 사용하고, 다른 하나의 송신단(Tx2)은 두번째 수신단(Rx2)에 신호를 송신하도록 빔포밍 기술을 사용한다.

도 5는 일반적인 실내에서의 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 경우를 나타낸 예시도이다.

첨부한 도 5에 예시된 바와 같이, 예를 들어, 건물의 2층에서 제1 송신단(Tx1)이 단말(UE0, UE1)을 서비스하고, 제2 송신단(Tx2)는 단말(UE2)을 서비스하며, 건물의 1층에서 제3 송신단(Tx3)이 단말(UE3)을 서비스하는 것으로 가정한다. 여기서 제1 및 제2 송신단(Txq, Tx2)은 WiFi AP(access point)이다.

이러한 상태에서, 단말(UE1, UE 2, UE 3)은 멈춰 있으며, 단말(UE0)이 움직이면서 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위를 벗어나서 제2 송신단(Tx2)의 서비스 범위로 진입하는 경우, 단말(UE0)이 수신하는 제1 송신단(Tx1)의 신호의 세기가 약해지며, 제2 송신단(Tx2)의 신호의 세기가 커진다. 이때, 단말(UE0)이 최소한의 데이터 전송률을 서비스 받지 못하는 경우, 단말(UE0)은 제1 송신단(Tx1)과의 연결을 끊고 제2 송신단(Tx2)과의 연결을 시도한다.

이러한 일련의 과정에서, 단말(UE0)이 겪는 QoE(Quality-of-Experience, 여기서 QoE는 데이터 전송률 및 끊김 없는 연결성 등을 포괄적으로 의미함)는 낮다.

기존 WiFi를 기반으로 하는 경우 송신단 간의 협력이 거의 없으며, 이동하는 단말이 기존 송신단의 서비스 범위를 벗어나게 되는 경우(단말이 수신하는 신호 세기가 일정 수준 이하로 약해지는 경우를 의미함), 신호 세기가 강한 다른 송신단을 찾아 새로이 서비스를 받으면서 발생하는 연결성의 끊김 현상이 발생한다. 또한 송신간 간의 협력이 없으므로, 단말(UE0)이 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위에서 제2 송신단(Tx2)의 서비스 범위로 이동 중에 있다는 정보를 얻을 수 있다 하더라도, 단말(UE0)에 대한 서비스의 매끄러운 연결성을 유지하지 못한다.

본 발명의 실시 예에서는 여러 송신단이 협력하여 이동하는 단말에 대해 서비스를 제공하며, 특히, 빔포밍 기술을 토대로 실내에서 끊김 없는 무선 이동 통신 서비스를 제공한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 끊김 없는 연결성을 가지는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 과정을 나타낸 도이다.

첨부한 도 6에 예시된 바와 같이, 예를 들어, 건물의 2층에서 제1 송신단(Tx1)이 단말(UE0, UE1)을 서비스하고, 제2 송신단(Tx2)는 단말(UE2)을 서비스하며, 건물의 1층에서 제3 송신단(Tx3)이 단말(UE3)을 서비스하는 것으로 가정한다. 여기서 제1 및 제2 송신단(Txq, Tx2)은 WiFi AP(access point)일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 각각 송신단(Tx1, Tx2, Tx3)는 빔포밍 기술을 적용하기 용이하도록 여러 개의 안테나를 포함한다. 제1 송신단(Tx1)과 그 안테나는 주황색, 제2 송신단(Tx2)과 그 안테나는 파란색, 제3 송신단(Tx3)과 그 안테나는 초록색으로 표시하였다. 이러한 제1 내지 제3 송신단(Tx1, Tx2, Tx3)는 서로 긴밀한 협력이 가능하다.

단말(UE0, UE1)이 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위에 내에 있는 경우, 제1 송신단(Tx1)은 여러 안테나 중 일부를 사용하여 단말(UE0, UE1)에 각각 집중적으로 신호를 송신한다. 결과적으로 각 단말(UE0, UE1)은 높은 SNR(Signal-to-noise)의 신호를 수신할 수 있다. 높은 데이터 전송률은 높은 SNR과 직결되어 있으므로, 각 단말(UE0, UE1)은 높은 데이터 전송률의 서비스를 제공받는다.

송신단 간의 긴밀한 협력이 가능한 경우, 제1 송신단(Tx1)과 제2 송신단(Tx2)은 동시에 단말(UE0)를 위한 송신 신호를 빔포밍 기술을 사용하여 송신할 수 있다. 즉, 기존의 WiFi 기술에 기반한 통신과는 달리, 여러 송신단이 하나의 단말에 동시에 유익한 신호를 송신할 수 있다.

첨부한 도 6에서와 같이, 단말(UE0)이 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위에서 제2 송신단(Tx2)의 범위로 이동하는 경우에, 본 발명의 실시 예서는 여러 송신단(Tx1, Tx2, Tx3)의 긴밀한 협력으로 단말(UE0)는 끊김 없는 신호를 높은 SNR로 수신할 수 있다.

구체적으로, 도 6의 (a)에서와 같이, 제1 송신단(Tx1)이 여러 안테나 중 일부를 사용하여 단말(UE0, UE1)에 각각 집중적으로 신호를 송신하는 상태에서, 단말(UE0)이 움직이면서 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위를 벗어나도 제2 송신단(Tx2)에 의해 계속하여 서비스를 받게 된다. 예를 들어, 제1 송신단(Tx1)이 제2 송신단(Tx2)으로 단말(UE0)에 대한 서비스 제공을 요청하고, 이에 따라 제2 송신단(Tx2)이 여러 안테나 중 일부를 사용하여 단말(UE0)에 집중적으로 신호를 송신하고, 나머지 안테나를 사용하여 단말(UE1)에 집중적으로 신호를 송신한다. 이러한 제1 송신단(Tx1)이 제2 송신단(Tx2) 사이의 긴밀한 협력은 단말(UE0)이 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위를 벗어나는 경우에 수행될 수 있으며, 또는 제1 송신단(Tx1)과 제2 송신단(Tx2)이 해당 서비스 범위에 위치되는 단말을 자동으로 감지하면서 빔포밍 기술을 토대로 다수의 단말에 대해서 각각 집중적인 신호 송신을 수행할 수도 있다.

단말(UE0)이 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위를 벗어나도 제2 송신단(Tx2)에 의해 신호를 수신할 수 있으며, 또한, 단말(UE0)이 도 6의 (b)와 (c)에서와 같이, 제1 송신단(Tx1)의 서비스 범위를 완전히 벗어나서 제2 송신단(Tx2)의 서비스 범위로 진입할 때까지, 제1 송신단(Tx1)과 제2 송신단(Tx2)에 의해 빔포밍 기술을 기반으로 송신되는 신호를 수신하게 됨으로써, 단말(UE0)은 끊김 없는 연결성 있는 무선 이동 통신 서비스를 계속하여 제공받게 된다.

이와 같이, 단말이 동일한 층에서 이동하는 경우에 끊김 없는 연결성 및 높은 데이터 전송률을 제공하는 무선 이동 통신 서비스를 제공받을 수 있다.

한편, 단말이 계단 및 엘리베이터를 이용하여 여러 층을 오가는 경우에도 끊김 없는 연결성 및 높은 데이터 전송률을 제공하는 무선 이동 통신 서비스가 가능하다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 끊김 없는 연결성을 가지는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 다른 과정을 나타낸 도이다.

도 7은 도 6과 같은 환경에서, 단말이 계단을 이용하여 층간을 이동하는 경우에 끊김 없는 연결성을 가지는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 것을 나타낸 예시도이고, 도 8은 도 6과 같은 환경에서, 단말이 엘리베이터를 이용하여 층간을 이동하는 경우에 끊김 없는 연결성을 가지는 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 것을 나타낸 예시도이다.

단말(UE0)이 도 6에서와 같이, 동일 층을 이동하면서 제1 송신단(Tx1) 및 제2 송신단(Tx2)에 의해 끊김 없는 서비스를 제공받는 상태에서, 계단을 통해 1층으로 이동하는 경우, 첨부한 도 7에서와 같이, 단말(UE0)은 제2 송신단(Tx2)에 의해 빔포밍을 기반으로 송신되는 신호를 수신받으면서 계단을 이동하게 된다. 단말(UE0)은 1층에서는 제2 송신단(Tx2)과 제3 송신단(Tx3) 사이의 협렵을 통해, 제3 송신단(Tx3)이 여러 안테나 중 일부를 사용하여 단말(UE0)에 집중적으로 신호를 송신하고, 나머지 안테나를 사용하여 단말(UE3)에 집중적으로 신호를 송신한다. 이에 따라, 단말(UE0)은 제2 송신단(Tx2)의 서비스 범위를 완전히 벗어나서 다른 층의 제3 송신단(Tx3)의 서비스 범위로 진입할 때까지, 제2 송신단(Tx2)과 제3 송신단(Tx3)에 의해 빔포밍 기술을 기반으로 송신되는 신호를 수신하게 됨으로써, 단말(UE0)은 끊김 없는 연결성 있는 무선 이동 통신 서비스를 계속하여 제공받게 된다.

또한, 단말(UE0)이 도 6에서와 같이, 동일 층을 이동하면서 제1 송신단(Tx1) 및 제2 송신단(Tx2)에 의해 끊김 없는 서비스를 제공받는 상태에서, 엘리베이터를 통해 1층으로 이동하는 경우, 첨부한 도 8에서와 같이, 단말(UE0)은 제2 송신단(Tx2)에 의해 빔포밍을 기반으로 송신되는 신호를 수신받으면서 제2 송신단(Tx2)와 엘리베이터에 위치한 다른 송신단 즉, 제4 송신단(Tx4)의 협력을 통해, 제4 송신단(Tx4)에 의해서도 신호를 수신받게 된다. 엘리베이터에서는 제4 송신단(Tx4)에 의해서 신호를 수신받으며, 이후, 1층에서는 제4 송신단(Tx4)과 제3 송신단(Tx3) 사이의 협렵을 통해, 제3 송신단(Tx3)이 여러 안테나 중 일부를 사용하여 단말(UE0)에 집중적으로 신호를 송신하고, 나머지 안테나를 사용하여 단말(UE3)에 집중적으로 신호를 송신한다. 이에 따라, 단말(UE0)은 제2 송신단(Tx2)의 서비스 범위를 완전히 벗어나서 다른 층의 제3 송신단(Tx3)의 서비스 범위로 진입할 때까지, 제2 송신단(Tx2), 제4 송신단(Tx4) 그리고 제3 송신단(Tx3)에 의해 빔포밍 기술을 기반으로 송신되는 신호를 수신하게 됨으로써, 단말(UE0)은 끊김 없는 연결성 있는 무선 이동 통신 서비스를 계속하여 제공받게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 송신단간의 긴밀한 협력은 이중연결성(Dual Connectivity)을 토대로 구현될 수 있다. 이중 연결성은 하나의 단말이 두 개의 기지국으로부터 서비스 받는 것을 나타내며, 단말이 다운로드 하고자 하는 데이터 트래픽을 두 개의 기지국이 나누어 송신한다. 본 발명의 실시 예에 따른 송신단 간의 협력은 이중 연결성만을 기반으로 한 협력에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시 예에 따른 끊김 없는 연결성의 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법은, 실내 무선 이동 통신 서비스에 보다 적합하다. 실외에서는 단말의 이동성이 상대적으로 빠르며, 이동방향의 예측 또한 상대적으로 어렵다. 빠른 속도의 자동차, 기차, 지하철 내에서 시행하는 무선 이동 통신 서비스의 경우, 기지국 입장에서 보는 단말은 이동성이 아주 높고, 이동방향 또한 예측이 어렵다. 반면, 실내에서는 단말의 이동성이 상대적으로 굉장히 느리며, 이동 방향의 예측 또한 상대적으로 쉽다. 실내에서는 비록 단말이 이동하더라도 느린 속도로 이동하며(speed-limited, 사람의 걸음으로 인한 이동성이 대부분임), 또한 실내에서 사람이 걸으며 이동하는 방향은 대부분의 경우 실내에 계획/설비된 길을 따르므로 이동 방향이 높은 정확도로 예측 가능하다(path-predictable). 이러한 장점으로 인해 실외 통신과 비교하여 실내 통신이 끊김 없는 연결성의 무선 이동 통신 서비스를 제공하는데 용이하다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 방법이 실내 무선 이동 통신 서비스에만 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, 단말의 이동 속도가 제한되어(speed-limited)있고, 이동 경로가 예측 가능(path-predictable)한 것이 특징적인 실내 무선 이동 통신 환경에서, 여러 송신단의 긴밀한 협력을 통하여 끊김 없는 무선 이동 통신 서비스의 제공이 가능하다. 여러 안테나를 가진 송신단은 자신이 서비스하는 각 단말에 송신하는 신호의 직진성(directivity)를 보다 자유로이 조절할 수 있으며(MIMO 기술의 일례로 빔포밍 기술 사용), 이동하는 단말의 시간별 위치 정보를 높은 정확도로 예측하여 단말이 움직이는 중에도 높은 데이터 전송률 및 끊김 없는 연결성을 제공하는 시도를 실내 여러 송신단의 협력을 통해 할 수 있다. 이는 기존의 송신단 간 협력이 거의 이루어지지 않는 실내 무선 이동 통신 서비스에서 달성하기 힘든 것으로, QoE가 중요시되는 차세대 무선 이동 통신 시스템에서 중요한 구성 요소로 기능할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법의 흐름도이다.

기지국은, 자신의 서비스 범위에 위치되는 단말들에 대해 빔포밍 기반으로 신호를 송수신하면서 서비스를 제공한다(S100). 예를 들어, 기지국은 여러 안테나 중에서 일부를 사용하여 제1 단말에 대하여 빔포밍 기반으로 신호를 송신하고, 나머지 일부를 사용하여 제2 단말에 대하여 빔포밍 기반으로 신호를 송신하는 방식으로, 서비스를 제공한다. 제1 및 제2 단말은 이중 연결 모드로 여러 기지국에 연결되어 신호를 송수신할 수 있는 단말일 수 있다.

이러한 상태에서, 기지국은 임의 단말이 이동하는 경우, 이동하는 단말, 예를 들어, 제1 단말의 이동 방향을 예측한다(S110). 예를 들어, 단말로부터 수신되는 신호의 세기와 신호가 수신된 안테나에 대응하는 방향을 토대로, 단말의 이동 방향을 예측할 수 있다.

기지국은 제1 단말이 이동하는 단말의 이동 방향을 예측하고, 예측된 방향에 위치한 다른 기지국으로 서비스 협력을 요청한다(S120). 기지국으로의 서비스 협력 요청에 따라 제1 단말이 이동하는 방향에 위치된 다른 기지국은, 빔포밍 기반으로 제1 단말에 대한 신호를 생성하고 송신한다. 이때, 기지국은 서비스 협력 요청시, 제1 단말에 대한 정보를 다른 기지국으로 전달하여, 다른 기지국이 제1 단말에 대한 서비스를 제공할 수 있도록 할 수 있다. 기지국은 이동하는 단말의 이동 방향을 시간별로 예측할 수 있다.

기지국은 제1 단말에 대하여 다른 기지국으로 서비스 협력을 요청한 이후에도, 제1 단말이 해당 서비스 범위를 완전히 벗어날 때까지 제1 단말에 대하여 빔포밍 기반으로 신호를 송신한다(S130).

이러한 기지국 사이의 서비스 협력에 따라, 제1 단말은 이동하면서도 끊김 없는 연결성 있는 무선 이동 통신 서비스를 제공받게 된다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치의 구조도이다.

첨부한 도 10에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제공 장치(1)는, 프로세서(110), 메모리(120) 및 송수신부(130)를 포함한다. 프로세서(110)는 위의 도 1 내지 도 9를 토대로 설명한 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 프로세서(110)는 빔포밍 기반으로 신호를 생성하도록 구성되고, 다른 서비스 제공 장치로부터의 서비스 협력 요청에 따라 특정 단말에 대한 빔포밍 기반의 신호를 생성하여 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.

메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(120)는 프로세서(110)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(110)와 메모리(120)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다.

송수신부(130)는 신호를 송수신하도록 구성되며, 이를 위해 둘 이상의 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 사업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims

기지국이, 무선 이동 통신 서비스를 제공하는 방법으로서,
복수의 기지국이 복수의 층으로 이루어지는 실내 환경에서 층간을 이동하는 단말에 대해 WiFi 기반으로 서비스를 제공하는 경우, 하나의 기지국이, 자신의 서비스 범위에 위치되는 단말들에 대해 빔포밍(beamforming) 기반으로 신호를 송수신하면서 서비스를 제공하는 단계;
상기 기지국이 임의 단말이 이동하는 경우, 상기 이동하는 단말의 이동 방향을 예측하는 단계;
상기 기지국이 상기 예측된 방향에 위치한 제1 인접 기지국으로 서비스 협력을 요청하는 단계; 및
상기 기지국이 상기 단말이 자신의 서비스 범위를 벗어날 때까지 서비스를 제공하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 서비스 협력을 요청하는 단계는,
상기 기지국이, 상기 제1 인접 기지국이 상기 이동하는 단말에 대한 서비스를 제공할 수 있도록, 상기 이동하는 단말에 대한 정보를 상기 제1 인접 기지국으로 전달하면서 서비스 협력을 요청하는 단계
를 포함하는, 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 기지국이 제2 인접 기지국으로부터 서비스 협력 요청을 수신한 경우, 빔포밍 기반으로 상기 서비스 협력에 대응하는 단말에 대한 신호를 생성하고 송신하여 서비스를 제공하는 단계
를 더 포함하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 기지국과 상기 제1 인접 기지국은 건물의 동일 층에 위치되어 있는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 기지국과 상기 제1 인접 기지국은 건물의 다른 층에 위치되어 있는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 기지국은 복수의 안테나를 포함하며, MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output) 기술의 빔포밍 기반으로 다수의 단말들에 대한 신호를 송수신하는, 방법.