KR102346585B1 - 이종 네트워크 시스템에서의 ｃａ 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 면허 주파수 대역 및 비면허 주파수 대역이 공존 사용되는 HetNet(Heterogeneous network) 무선망에서, 면허 대역 및 비면허 대역의 주파수 종류에 따른 셀 분류 및 멀티밴드 CA(Carrier Aggregation)를 위한 세컨더리 셀의 효과적인 선택 방식으로, 면허 대역 및 비면허 대역의 셀 종류와 부하 품질을 고려한, 효율적인 CA를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

이종 네트워크 시스템에서의 ＣＡ 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Carrier Aggregation in Heterogeneous Network System}
본 발명은 이동통신 네트워크에서의 CA(Carrier Aggregation, 주파수 병합 또는 주파수 집성) 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 면허 주파수 대역 및 비면허 주파수 대역이 공존 사용되는 이종 네트워크(HetNet, Heterogeneous network) 시스템에서 면허 대역 및 비면허 대역 모두를 고려하여 효율적인 CA를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
증가하는 무선 트래픽 용량을 수용하기 위하여, 매크로(Macro) 기지국에 의한 고출력의 큰 커버리지를 갖는 면허(licensed) 대역의 매크로셀 내에, 펨토 기지국/소형 기지국 등에 의한 소출력의 작은 커버리지를 갖는 비면허(unlicensed) 대역의 스몰셀(Small cell)이 공존하는 HetNet(Heterogeneous network, 이종 네트워크) 방식의 멀티밴드 무선망 구축이 확산되고 있다. 즉, LTE 등에 따른 이동통신 서비스를 위하여, 허가 방식으로 할당된 면허(licensed) 주파수 대역의 대역만으로는 폭발적으로 늘어 나고 있는 모바일 서비스에 대한 수요를 만족시키기 어려운 상황이므로, 향후 광대역 주파수 확보가 용이한 초고주파(millimeter-wave) 및 ISM 등의 비면허 주파수 대역을 이용한 LTE/5G 액세스망이 도입되고 확산될 예정이다.
그러나, 기존 이동통신 시스템에서는 면허 대역으로만 구성된 무선망에 대한 주파수 병합을 고려하고 있으며, 주파수 종류에 따른 최적의 주파수 병합이 지원되지 않고 있으며, 촘촘한 (dense) 스몰셀 구축에 따른 트래픽 부하의 셀간 편차와 분산을 고려한 주파수 병합 제어가 미흡하고, 사업자가 보유한 멀티 주파수의 활용도가 떨어져 사용자 품질 개선에 한계가 있는 실정이다. 따라서, HetNet 무선망에서 효율적인 주파수 병합 기술이 필요한 실정이다.
관련 선행 문헌으로서, 한국공개특허 제10-2012-0115986호(2012.10.19. 공개), 일본공개특허 제2014-500685호(2014.1.9. 공개) 등이 참조될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 면허 주파수 대역 및 비면허 주파수 대역이 공존 사용되는 HetNet(Heterogeneous network) 무선망에서, 면허 대역 및 비면허 대역의 주파수 종류에 따른 셀 분류 및 멀티밴드 CA를 위한 세컨더리(secondary) 셀의 효과적인 선택 방식으로, 면허 대역 및 비면허 대역의 셀 종류와 부하 품질을 고려한, 효율적인 CA를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 이종 네트워크 시스템에서 CA(Carrier Aggregation) 방법은, 사용자 단말이 프라이머리(primary) 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 단계; 상기 매크로셀 기지국 주위에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 상기 사용자 단말 간의 수신 신호 세기와 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하를 주기적으로 측정하여 데이터베이스에 관리하는 단계; 및 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 면허 대역 또는 비면허 대역의 주파수를 상기 사용자 단말이 상기 이동통신 서비스에 추가적으로 사용할 세컨더리 주파수로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 수신 신호 세기는, RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality) 혹은 SINR(Signal-to-Interference Ratio)일 수 있다. 상기 부하는 무선 자원의 사용량일 수 있다.
상기 관리하는 단계는, 상기 사용자 단말에서 상기 수신 신호 세기가 제1 임계치 보다 큰 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 1차 후보군을 선정하는 단계; 및 상기 1차 후보군 내의 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국 중에서 상기 부하가 제2 임계치 보다 작은 최종 후보군을 선정하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수에 따라, 하나 또는 복수의 상기 세컨더리 주파수를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 2인 경우, 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수(예, 면허 대역의 주파수)를 상기 세컨더리 주파수로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 3 이상인 경우, 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수(예, 면허 대역의 주파수)를 상기 세컨더리 주파수 중 하나로 결정하는 단계; 및 상기 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 상기 결정된 주파수를 제외한 나머지 주파수들 중 상기 수신 신호 세기의 크기에 따라 상기 세컨더리 주파수의 나머지를 결정하는 단계를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 이종 네트워크 시스템의 지원을 위한 CA(Carrier Aggregation) 관리 장치는, 사용자 단말이 프라이머리 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 동안, 상기 매크로셀 기지국 주위에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 상기 사용자 단말 간의 수신 신호 세기와 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하를 주기적으로 측정하여 데이터베이스에 관리하는 측정 관리부; 및 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 면허 대역 또는 비면허 대역의 주파수를 상기 사용자 단말이 상기 이동통신 서비스에 추가적으로 사용할 세컨더리 주파수로 결정하는 주파수 결정부를 포함한다.
상기 수신 신호 세기는, RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), 혹은 SINR(Signal-to-Interference Ratio)일 수 있다. 상기 부하는 무선 자원의 사용량일 수 있다.
상기 측정 관리부는, 상기 사용자 단말에서 상기 수신 신호 세기가 제1 임계치 보다 큰 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 1차 후보군을 선정하고, 상기 1차 후보군 내의 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국 중에서 상기 부하가 제2 임계치 보다 작은 최종 후보군을 선정한다.
상기 주파수 결정부는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수에 따라, 하나 또는 복수의 상기 세컨더리 주파수를 결정할 수 있다.
상기 주파수 결정부는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 2인 경우, 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수(예, 면허 대역의 주파수)를 상기 세컨더리 주파수로 결정할 수 있다.
상기 주파수 결정부는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 3 이상인 경우, 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수(예, 면허 대역의 주파수)를 상기 세컨더리 주파수 중 하나로 결정하고, 상기 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 상기 결정된 주파수를 제외한 나머지 주파수들 중 상기 수신 신호 세기의 크기에 따라 상기 세컨더리 주파수의 나머지를 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 이종 네트워크 시스템 환경에서 CA 방법 및 장치에 따르면, 면허 대역 및 비면허 대역의 주파수 종류에 따른 셀 분류 및 멀티밴드 CA를 위한 세컨더리 셀의 효과적인 선택 방식으로 면허 대역 및 비면허 대역의 셀 종류와 부하 품질을 고려해 효율적인 CA를 수행함으로써, 광대역의 비면허 주파수 기반 스몰셀 구축/운용이 용이하여 저렴한 양질의 이동통신 서비스를 제공할 수 있으며, 매크로셀과 스몰셀이 중첩된 셀 환경에서 최적의 CA 제공으로 사용자 단말에 이동통신 서비스의 속도와 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템의 지원을 위한 CA(Carrier Aggregation) 관리 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템에서의 CA(Carrier Aggregation) 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 3의 설명 중 세컨더리 셀(SCell) 후보군의 리스트를 설명하기 위한 데이터베이스의 일례이다.
도 5는 도 4의 예에서 선정된 세컨더리 셀(SCell)의 일례이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템에서 CA 관리 장치의 구현 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 서비스를 제공하기 위한 시스템은, LTE(Long Term Evoution) 등 면허(licensed) 대역의 주파수를 이용하여 사용자 단말에 서비스를 제공하는 매크로셀 기지국(10)의 셀 커버리지(11) 내에, 각각의 소규모 셀 커버리지(21, 31, 41)에서 사용자 단말에 서비스를 제공하는 펨토(또는 피코) 기지국, 소형 기지국 등 스몰셀 기지국(20,30,40)을 포함한다.
매크로셀 기지국(10)의 디지털 장치(DU)는, 매크로셀 기지국(10)의 셀 커버리지(11) 내의 사용자 단말이 매크로망(무선 코어망)의 서버에 접속하여 서비스를 받도록 중계한다. 사용자 단말은 도면에 도시하지 않았지만, 스마트폰, 테블릿 PC, 아이패드, PDA, PMP 등 이동 단말일 수도 있고, 기타 데스크탑 PC, 노트북 PC 등 유무선 인터넷(예, 유선 인터넷, WiFi, WiBro 등), 이동통신망(예, WCDMA, LTE 등) 등을 통하여 디지털 멀티미디어 콘텐츠 서비스를 제공받을 수 있는 다양한 전자장치일 수 있다.
또한, 스몰셀 기지국(20,30,40)은 각각의 소규모 셀 커버리지(21, 31, 41)에서 사용자 단말이 매크로셀 기지국(10)에 접속하도록 중계하거나, 자체 시스템을 통하여 사용자 단말에 위치(또는 지역) 기반의 서비스를 제공할 수도 있다. 스몰셀 기지국(20,30,40)은 근거리 통신 방식(예, 지그비, 블루투스 등) 또는 WiFi 등 비면허(unlicensed) 대역의 주파수를 이용하여 사용자 단말과 접속을 지원할 수 있으며, 또한 위와 같은 면허 대역의 주파수를 이용하여 사용자 단말과 접속을 지원할 수도 있다. 예를 들어, 도 1에서, 스몰셀 기지국 20은 면허 대역의 제1주파수를 사용하고, 스몰셀 기지국 30은 면허 대역의 제2주파수를 사용하며, 스몰셀 기지국 40은 비면허 대역의 제3주파수를 사용할 수 있다. 여기서, 스몰셀 기지국(20,30,40)이 사용하는 제1~제3 주파수는 매크로셀 기지국(10)이 사용자 단말과 통신을 위해 사용하는 면허 대역의 주파수(프라이머리 주파수)와는 다른 주파수를 갖는다. 비면허 대역의 주파수는 현재 2.6GHz 또는 5GHz 대역의 WiFi와 같이, LTE 등의 면허 대역 주파수(예, 900MHz, 1.8GHz 등)와 달리 특정 사업자에게 할당되지 않고 공유 사용이 가능하여 무료 혹은 저렴한 서비스 제공이 가능하다. 광대역 주파수 고갈로 보다 높은 대역(예, 30GHz 밀리미터파 대역)도 비면허 대역 스몰셀용으로 활용이 보다 많아질 것으로 예상되고 있다.
여기서 스몰셀 기지국(20,30,40)은 설명의 편의를 위하여 3개를 예시하였으나, 매크로셀 기지국(10)의 셀 커버리지(11) 내에, 사용자 단말과 매크로셀 기지국(10) 간의 접속 중계를 위한, 면허 대역 또는 비면허 대역의 주파수를 사용하는 스몰셀 기지국이 하나 이상 설치되는 모든 경우에 대하여 본 발명의 CA 방법이 적용될 수 있다.
본 발명은, 이와 같이 면허 대역 및 비면허 대역이 공존 사용되는 HetNet(Heterogeneous network) 무선망에서, 면허 대역 및 비면허 대역의 주파수 종류에 따른 스몰셀의 분류 및 멀티밴드 CA를 위한 스몰셀 중 세컨더리 셀의 효과적인 선택 방식으로, 면허 대역 및 비면허 대역의 셀 종류와 부하 품질을 고려한, 효율적인 CA를 수행할 수 있도록 하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템의 지원을 위한 CA 관리 장치(100)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 상의 CA 관리 장치(100)는, 측정 관리부(110), 데이터베이스(120), 및 주파수 결정부(130)를 포함할 수 있다. 이와 같은 CA 관리 장치(100)의 각부 구성 요소들은 하드웨어(예, 반도체 프로세서), 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. CA 관리 장치(100)는 네트워크 상의 매크로셀 기지국(10)의 디지털 장치(DU)에 포함될 수 있으며, 또는 분산된 다수의 매크로셀 기지국들의 전반적인 제어를 담당하는 네트워크 상의 기지국 제어기(도시되지 않음)에 포함될 수도 있다. 하기하는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템에서 CA 수행을 위하여, 네트워크 상의 분산된 다수의 매크로셀 기지국들 간에 필요한 정보(예, 사용자 단말의 신호세기 측정 정보, 스몰셀 기지국의 부하 정보 등)의 교환이 가능하다.
먼저, 이와 같은 CA 관리 장치(100)의 각부 구성 요소들의 기능을 간략히 설명한다.
데이터베이스(120)에는 도 1과 같이 네트워크 환경에 구축된, 매크로셀 기지국의 커버리지 영역내에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국들이 사용하는 사용 주파수, 면허 대역 또는 비면허 대역의 사용 여부에 대한 셀속성 등 속성 정보가 저장된다.
측정 관리부(110)는 사용자 단말이 프라이머리(primary) 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 동안, 매크로셀 기지국 주위에 설치된, 매크로셀 기지국 커버리지 영역내의, 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 사용자 단말 간의 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)와 해당 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하(예, 무선 자원의 사용량)를 주기적으로 측정하여 도 4와 같이 데이터베이스(120)에 관리할 수 있다. RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality) 혹은 SINR(Signal-to-Interference Ratio)는 사용자 단말이 기지국과 통신하는 소정의 기준 신호에 대한 수신 전력의 크기나 수신 신호의 품질을 나타내는 값으로서, 일반적인 통신 이론에 잘 나타나 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
주파수 결정부(130)는 위와 같은 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 면허 대역 또는 비면허 대역의 주파수를 사용자 단말이 이동통신 서비스에 추가적으로 사용할 세컨더리(secondary) 주파수로 결정할 수 있다. 특히, 비면허 대역의 주파수를 사용하는 스몰셀 기지국은 상대적으로 WiFi 망 또는 다른 이동통신 사업자의 비면허 스몰셀 기지국과의 주파수 공유 또는 간섭으로 서비스의 품질 보장이 어려우므로, 사용자 단말에서 추가적으로 사용하는 경우 세컨더리(secondary) 셀로만 사용하도록 하여 보조 셀 역할을 하도록 하였다.
이와 같은 세컨더리(secondary) 주파수 결정을 위하여, 측정 관리부(110)는 사용자 단말에서 위와 같은 수신 신호 세기가 제1 임계치(예, RSRP -90 dBm 등) 보다 큰 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 1차 후보군을 선정하고, 해당 1차 후보군 내의 하나 이상의 스몰셀 기지국 중에서 위와 같은 부하가 제2 임계치(무선 자원의 사용량 50%) 보다 작은 최종 후보군(도 4 참조)을 선정할 수 있다.
주파수 결정부(130)는 위와 같은 최종 후보군(도 4 참조)에서 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수에 따라, 하기하는 바와 같이 최종 후보군의 스몰셀 기지국들의 수신 신호 세기 차이 등을 비교하여 하나 또는 복수의 세컨더리(secondary) 주파수를 결정할 수 있다.
이하 도 3의 흐름도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템에서 CA 관리 장치(100)를 통한 CA(Carrier Aggregation) 관리 방법을 좀 더 자세히 설명한다.
먼저, 데이터베이스(120)에는 네트워크 상의 매크로셀 기지국에 대응하여 해당 커버리지 영역 내에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국들이 사용하는 사용 주파수, 면허 대역 또는 비면허 대역의 사용 여부에 대한 셀속성 등 속성 정보(도 4 참조)가 저장된다(S10).
측정 관리부(110)는 사용자 단말이 프라이머리(primary) 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 동안, 매크로셀 기지국 주위에 설치된, 매크로셀 기지국 커버리지 영역내의, 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 사용자 단말 간의 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)와 해당 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하(예, 무선 자원의 사용량)를 주기적으로 측정하여 도 4와 같이 데이터베이스(120)에 관리할 수 있다(S20).
이를 위하여, 측정 관리부(110)는 사용자 단말에 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)의 측정 보고를 주기적으로 요청할 수 있고, 사용자 단말은 통신 가능한 주위의 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)를 측정하여, 네트워크 상의 매크로셀 기지국의 디지털 장치(DU) 또는 기지국 제어기 등의 CA 관리 장치(100)에 보고할 수 있다. 또한, 측정 관리부(110)는 통신 가능한 주위의 하나 이상의 스몰셀 기지국에 부하(예, 무선 자원의 사용량)를 주기적으로 요청할 수 있고, 해당 스몰셀 기지국(들)은 부하(예, 무선 자원의 사용량)를 측정하여 네트워크 상의 매크로셀 기지국(10)의 디지털 장치(DU) 또는 기지국 제어기 등의 CA 관리 장치(100)에 보고할 수 있다.
이와 같이 측정 관리부(110)가 주위 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 사용자 단말 간의 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)와 해당 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하(예, 무선 자원의 사용량)를 주기적으로 측정하여 관리하는 동안, 도 4와 같이, 사용자 단말에서 위와 같은 수신 신호 세기가 제1 임계치(예, RSRP -90 dBm 등) 보다 큰 하나 이상의 스몰셀 기지국의 1차 후보군(도 4의 스몰셀1,2,3,4 참조)을 선정하고, 해당 1차 후보군 내의 하나 이상의 스몰셀 기지국 중에서 위와 같은 부하가 제2 임계치(무선 자원의 사용량 50%) 보다 작은 최종 후보군(도 4의 스몰셀1,3,4 참조)을 선정할 수 있다(S30).
이에 따라, 주파수 결정부(130)는 위와 같은 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 면허 대역 또는 비면허 대역의 주파수를 사용자 단말이 이동통신 서비스에 추가적으로 사용할 세컨더리(secondary) 주파수로 결정할 수 있다(S40). 즉, 주파수 결정부(130)는 위와 같은 최종 후보군(도 4의 스몰셀1,3,4 참조)에서 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수에 따라, 최종 후보군의 스몰셀 기지국들의 수신 신호 세기 차이 등을 비교하여 하나 또는 복수의 세컨더리(secondary) 주파수를 결정할 수 있다.
예를 들어, 주파수 결정부(130)는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 2인 경우, 위와 같은 최종 후보군에서 스몰셀 상호간 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)의 차이가 임계치(예, RSRP 10 dBm 등) 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국(도 4의 스몰셀1,3,4 참조)이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수(예, 도 4에서 면허 대역의 스몰셀3의 주파수)를 세컨더리 주파수로 결정할 수 있다(도 5 참조). 비면허 대역의 주파수를 사용하는 스몰셀 기지국은 상대적으로 WiFi 망과의 주파수 공유 또는 간섭으로 서비스의 품질 보장이 어려우므로, 면허 대역의 스몰셀 주파수를 세컨더리(secondary) 주파수로 선정하는 것이 바람직하다. 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들에 면허 대역이 없는 경우, 비면허 대역의 주파수를 보조 셀 역할을 위한 세컨더리(secondary) 주파수로 선정할 수 있다.
또한, 예를 들어, 주파수 결정부(130)는, 미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 3 이상인 경우(2이상의 세컨더리 주파수를 결정하는 경우), 위와 같은 최종 후보군에서 스몰셀 상호간 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)의 차이가 임계치(예, RSRP 10 dBm 등) 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국(도 4의 스몰셀1,3,4 참조)이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수(예, 도 4에서 면허 대역의 스몰셀3의 주파수)를 세컨더리 주파수 중 하나로 결정할 수 있으며(도 5 참조), 복수의 스몰셀 기지국(도 4의 스몰셀1,3,4 참조)이 사용하는 주파수들 중 위에서 세컨더리 주파수로 결정된 해당 주파수를 제외한 나머지 주파수들 중 수신 신호 세기의 크기에 따라 세컨더리 주파수의 나머지(예, 도 4에서 면허 대역의 스몰셀1의 주파수)를 결정할 수 있다(도 5 참조).
위에서, 최종 후보군에서 수신 신호 세기(예, RSRP, RSRQ, SINR 등)의 차이가 임계치(예, RSRP 10 dBm 등) 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국(도 4의 스몰셀1,3,4 참조)을 찾는 것은, 음영 지역, 트래픽 폭주 지역 등에 의해 부정확한 스몰셀 기지국의 주파수를 세컨더리 주파수로 결정을 회피하도록 한 것이다.
이와 같이 주파수 결정부(130)가 세컨더리 주파수를 결정함에 따라, 소정의 CA 정책에 따라 사용자 단말은 프라이머리 주파수로 이동 통신 서비스를 제공받을 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 보조 주파수인 세컨더리 주파수를 통해 이동 통신 서비스를 제공받을 수 있다(S50).
소정의 CA 정책에 따라, 네트워크 상의 매크로셀 기지국의 디지털 장치(DU) 또는 기지국 제어기 등에서는, 프라이머리 주파수와 병합된 세컨더리 주파수를 이용해 사용자 단말에 무선 자원을 할당하는 스케줄링 등을 통하여 사용자 단말이 이동 통신 서비스를 받도록 제어함으로써, 매크로셀과 스몰셀이 중첩된 이종 네트워크 시스템 환경에서 이동통신 서비스의 속도와 품질을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 네트워크 시스템 환경에서의 CA 관리를 장치(100)에서는, 면허 대역 및 비면허 대역의 주파수 종류에 따른 셀 분류 및 멀티밴드 CA를 위한 세컨더리 셀의 효과적인 선택 방식으로 면허 대역 및 비면허 대역의 셀 종류와 부하 품질을 고려해 효율적인 CA를 수행함으로써, 광대역의 비면허 주파수 기반 스몰셀 구축/운용이 용이하여 저렴한 양질의 이동통신 서비스를 제공할 수 있다.
위와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템에서 CA 방법의 위와 같은 구성 요소들이나 그 기능 등은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 위와 같은 구성 요소들이나 그 기능 등은 하나 이상의 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행되는 경우 컴퓨터 또는 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터 또는 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이종 네트워크 시스템에서 CA 관리 장치(100)의 구현 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 CA 관리 장치(100)의 구성 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같은 컴퓨팅 시스템(1000)으로 구현될 수 있다.
컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다. 프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
측정 관리부(110)
데이터베이스(120)
주파수 결정부(130)

Claims (18)

  1. 면허 대역과 비면허 대역이 공존 사용되는 이종 네트워크 시스템에서 CA(Carrier Aggregation) 방법에 있어서,
    사용자 단말이 프라이머리 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 단계;
    상기 매크로셀 기지국의 셀 커버리지 내에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 상기 사용자 단말 간의 수신 신호 세기와 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하를 주기적으로 측정하여 데이터베이스에 관리하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 비면허 대역의 주파수를 상기 사용자 단말이 상기 이동통신 서비스에서 멀티밴드 주파수 CA를 위해 상기 프라이머리 주파수와 함께 추가적으로 사용할 세컨더리 주파수로 결정하는 단계
    를 포함하며,
    상기 결정하는 단계는,
    미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 3 이상인 경우, 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수를 상기 세컨더리 주파수 중 하나로 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 상기 결정된 주파수를 제외한 나머지 주파수들 중 상기 수신 신호 세기의 크기에 따라 상기 세컨더리 주파수의 나머지를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CA 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신 신호 세기는, RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), 혹은 SINR(Signal-to-Interference Ratio)인 것을 특징으로 하는 CA 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부하는 무선 자원의 사용량인 것을 특징으로 하는 CA 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관리하는 단계는,
    상기 사용자 단말에서 상기 수신 신호 세기가 제1 임계치 보다 큰 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 1차 후보군을 선정하는 단계; 및
    상기 1차 후보군 내의 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국 중에서 상기 부하가 제2 임계치 보다 작은 최종 후보군을 선정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 CA 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    미리 결정된 CA 가능 주파수 개수에 따라, 하나 또는 복수의 상기 세컨더리 주파수를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 CA 방법.
  6. 면허 대역과 비면허 대역이 공존 사용되는 이종 네트워크 시스템에서 CA(Carrier Aggregation) 방법에 있어서,
    사용자 단말이 프라이머리 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 단계;
    상기 매크로셀 기지국의 셀 커버리지 내에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 상기 사용자 단말 간의 수신 신호 세기와 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하를 주기적으로 측정하여 데이터베이스에 관리하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 비면허 대역의 주파수를 상기 사용자 단말이 상기 이동통신 서비스에서 멀티밴드 주파수 CA를 위해 상기 프라이머리 주파수와 함께 추가적으로 사용할 세컨더리 주파수로 결정하는 단계
    를 포함하며,
    상기 결정하는 단계는,
    미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 2인 경우, 부정확한 수신 신호 세기가 측정되는 경우의 주파수가 세컨더리 주파수로 결정하는 것을 방지하도록 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수를 상기 세컨더리 주파수로 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 CA 방법.
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  10. 면허 대역과 비면허 대역이 공존 사용되는 이종 네트워크 시스템의 지원을 위한 CA(Carrier Aggregation) 관리 장치에 있어서,
    사용자 단말이 프라이머리 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 동안, 상기 매크로셀 기지국의 셀 커버지리 내에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 상기 사용자 단말 간의 수신 신호 세기와 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하를 주기적으로 측정하여 데이터베이스에 관리하는 측정 관리부; 및
    상기 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 비면허 대역의 주파수를 상기 사용자 단말이 상기 이동통신 서비스에서 멀티밴드 주파수 CA를 위해 상기 프라이머리 주파수와 함께 추가적으로 사용할 세컨더리 주파수로 결정하는 주파수 결정부
    를 포함하며,
    상기 주파수 결정부는,
    미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 3 이상인 경우, 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수를 상기 세컨더리 주파수 중 하나로 결정하고, 상기 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 상기 결정된 주파수를 제외한 나머지 주파수들 중 상기 수신 신호 세기의 크기에 따라 상기 세컨더리 주파수의 나머지를 결정하는 것을 특징으로 하는 CA 관리 장치.
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  15. 면허 대역과 비면허 대역이 공존 사용되는 이종 네트워크 시스템의 지원을 위한 CA(Carrier Aggregation) 관리 장치에 있어서,
    사용자 단말이 프라이머리 주파수로 매크로셀 기지국을 통해 이동통신 서비스를 받는 동안, 상기 매크로셀 기지국의 셀 커버지리 내에 설치된 하나 이상의 스몰셀 기지국과의 상기 사용자 단말 간의 수신 신호 세기와 상기 하나 이상의 스몰셀 기지국의 부하를 주기적으로 측정하여 데이터베이스에 관리하는 측정 관리부; 및
    상기 하나 이상의 스몰셀 기지국이 사용하는 비면허 대역의 주파수를 상기 사용자 단말이 상기 이동통신 서비스에서 멀티밴드 주파수 CA를 위해 상기 프라이머리 주파수와 함께 추가적으로 사용할 세컨더리 주파수로 결정하는 주파수 결정부
    를 포함하며,
    상기 주파수 결정부는,
    미리 결정된 CA 가능 주파수 개수가 2인 경우, 부정확한 수신 신호 세기가 측정되는 경우의 주파수가 세컨더리 주파수로 결정하는 것을 방지하도록 상기 수신 신호 세기의 차이가 임계치 보다 작은 복수의 스몰셀 기지국이 사용하는 주파수들 중 어느 하나의 주파수를 상기 세컨더리 주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 CA 관리 장치.
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