KR20090006200A - 피코셀 기지국 유닛들의 전송 전력 조절 - Google Patents

피코셀 기지국 유닛들의 전송 전력 조절 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템 내 전송전력 제어기술은 매크로셀(macrocell) 내 피코셀(picocell)의 위치에 기초하여 피코셀 기지국 유닛에 의해 이용되는 전송 전력을 조절하는 것을 포함한다. 피코셀 기지국 유닛이 매크로셀 기지국 또는 매크로셀의 중심에 상대적으로 가까이 위치되어 있을 때, 피코셀 기지국 유닛의 전송전력은 피코셀 내에서 통신하는 이동국들에 대해 매크로셀 기지국으로부터의 다운링크(downlink) 간섭을 피하기 위해 증가된다. 피코셀 기지국 유닛이 매크로셀의 가장자리에 상대적으로 가까이 위치되어 있을 때, 피코셀 기지국 유닛의 전송전력은 피코셀 부근에서 매크로셀 내에서 통신하는 이동국들에 대해 피코셀 기지국 유닛에 의해 야기되는 간섭을 피하기 위해 감소된다. 개시된 예에서, 결정된 다운링크 간섭 레벨들은 매크로셀 내 피코셀의 위치의 표시를 제공하며 피코셀 기지국 유닛의 전송전력을 자동으로 조절하는 방법의 표시를 제공한다.
매크로셀, 피코셀 기지국 유닛, 전송전력, 다운링크 간섭

Description

피코셀 기지국 유닛들의 전송 전력 조절{Controlling transmit power of picocell base units}
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 통신에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들은 공지되어 있고 광범위하게 이용되고 있다. 많은 시스템들은 무선 통신 커버리지(coverage)가 설계되는 방식때문에 소위 셀룰라(cellular) 시스템들으로 불린다. 기지국 트랜시버들(transceiver)은 기지국 주위의 지리적 영역들에 대해 무선 통신 커버리지를 제공하도록 배열된다. 지리적 영역은 전형적으로, 셀(cell)이라고 한다. 이들의 전형적으로 큰 크기 또는 커버리지 영역때문에, 이러한 셀들은 때때로 매크로셀들(macrocell)이라고도 한다.
매크로셀 내에 보다 작은 크기의 셀들을 확립하는 것이 가능하다. 이들은 피코셀들(picocell)이라고도 한다. 피코셀을 확립하기 위한 한 제안된 방법은 이를테면 건물 내에서와 같이 상대적으로 제한된 범위 내에서 동작하는 홈(home) 기지국 유닛을 제공하는 것이다.
매크로셀 내에 하나 이상의 피코셀 기지국 유닛들을 구비할 가능성에 의해 다양한 문제들이 야기된다. 예를 들면, 피코셀 기지국 유닛과 매크로셀 기지국간에 상호 다운링크 공존-채널 간섭(mutual downlink co-channel interference)이 있을 수 있다. 이것은 두 셀들이 다운링크 통신들을 위해서 동일 주파수 또는 채널을 이용하고 있을 때 일어날 수 있다.
예를 들면, 피코셀 내에서 있으면서 피코셀 기지국 유닛과 통신하고 있는 이동국은 피코셀 기지국 유닛이 매크로셀 기지국에 가까이 위치되어 있을 때 간섭을 받을 수 있다. 이것은 이동국이 매크로셀 기지국으로부터의 전송들의 영향에 노출되어 있을 때 일어난다. 피코셀 기지국 유닛과 매크로셀 기지국간에 거리가 충분히 작다면, 피코셀 이동국으로의 서비스는 허용하기가 어렵게 될 수도 있다.
한편, 매크로셀 내 이동국은 피코셀 기지국 유닛에 가까이 위치되어 있고 매크로셀의 커버리지의 가장자리(edge) 근처에 있을 때 간섭을 받을 수 있다. 이러한 상황들 하에서, 이동국은 매크로셀 기지국으로부터 상대적으로 약한 신호들을 수신하는 중에 피코셀 기지국 유닛 전송들의 영향에 노출된다. 그러므로, 피코셀 기지국 유닛은 매크로셀의 가장자리들에서 다운링크 서비스 품질을 실제로 악화시킬 수 있다.
피코셀 기지국 유닛들과 매크로셀 기지국들간에 상호 간섭의 영향을 최소화 또는 제거하게 통신 시스템을 구성하는 것이 바람직하다. 본 발명은 이 필요성을 해결한다.
매크로셀 내 피코셀 기지국 유닛으로부터 무선 전송들을 제어하는 방법은 상기 매크로셀 내 상기 피코셀 기지국 유닛의 위치에 따라 상기 피코셀 기지국 유닛의 전송 전력을 설정하는 단계를 포함한다.
일예는 매크로셀 기지국의 위치 또는 매크로셀 가장자리에 관하여 위치가 고려되는 것을 포함한다.
일예는 피코셀 기지국 유닛의 부근에서 간섭 레벨을 결정하는 것을 포함한다. 상기 결정된 간섭 레벨은 예를 들면 상기 피코셀 기지국 유닛과 상기 매크로셀의 가장자리 사이의 근접의 표시를 제공한다. 일예에서 상기 피코셀 기지국 유닛의 전송 전력은 결정된 간섭 레벨에 기초하여 설정된다.
일예에서, 피코셀 기지국 유닛은 간섭 레벨 결정을 행하기 위해 매크로셀 기지국으로부터 다운링크 전송들을 검출하는 능력을 갖는다. 또 다른 예에서, 피코셀 기지국 유닛은 피코셀 내 이동국과 통신하며, 이것은 간섭 레벨 측정들을 제공한다.
본 발명의 다양한 특징들 및 잇점들은 다음의 상세한 설명으로부터 당업자들에게 명백하게 될 것이다. 상세한 설명에 동반하는 도면들은 다음과 같이 간략히 기술될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 유용한 무선 통신 시스템의 선택된 부분들을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 피코셀 기지국 유닛의 전송 전력을 제어하기 위한 한 방법의 예를 요약한 흐름도.
이하 기술되는 본 발명의 구현예는 피코셀 기지국 유닛과 매크로셀 또는 매크로셀 기지국의 가장자리 사이의 근접이 피코셀 기지국 유닛에 의해 이용되는 바람직한 전송 전력에 직접 관계가 있다는 인식을 포함한다. 개시된 예에서, 피코셀 기지국 유닛의 전송 전력은 매크로셀 내 피코셀 기지국 유닛의 위치에 따라 설정된다. 피코셀 기지국 유닛이 매크로셀 기지국에 근접하여 있을 때(예를 들면, 매크로셀의 중심 또는 "심장(heart)"), 피코셀 기지국 유닛의 전송 전력은 상대적으로 높게 설정된다. 피코셀 기지국 유닛이 매크로셀의 가장자리에 근접하여 있을 때(예를 들면, 매크로셀 기지국으로부터 상대적으로 멀리), 상기 피코셀 기지국 유닛 전송 전력은 상대적으로 낮게 설정된다. 이러한 전송 전력 설정들은 간섭을 피하게 하며 피코셀 및 매크로셀이 오버랩(overlap)하고 동일 채널 주파수를 이용하는 영역들에서 요구되는 커버리지를 이들 각각이 포함할 수 있게 한다.
도 1은 통신 시스템(20)의 선택된 부분들을 개략적으로 도시한 것이다. 기지국(22)은 기지국 트랜시버 유닛, 및 일반적으로 공지된 방식으로 무선통신들을 수행하기 위한 적합한 무선(radio) 통신 장비를 포함한다. 기지국(22)은 논의를 위해 매크로셀이라고 언급되는 무선 통신 커버리지 영역(24)을 확립한다. 매크로셀(24)의 지리적 영역은, 부분적으로, 기지국(22)의 능력들 및 주위 지리에 좌우될 것이다. 바람직한 매크로셀 커버리지 영역을 확립하기 위한 공지된 기술들이 있다.
매크로셀(24) 내의 이동국(26)은 공지된 방식으로 기지국(22)과 통신함으로써 무선 통신들을 수행할 수 있다. 매크로셀(24) 내에는 피코셀(32) 내에 무선 통신 커버리지를 제공하는 피코셀 기지국 유닛(PCBSU)(30)이 있다. 도시된 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 피코셀(32)의 커버리지 영역의 크기는 매크로셀(24)보다 훨씬 작다. 이 예에서, 피코셀(32)은 매크로셀(24) 내에 완전히 포함된다.
또 다른 PCBSU(34)는 대응하는 피코셀(36) 내에 커버리지를 제공한다. 이 예에서, 피코셀(36)은 적어도 부분적으로 매크로셀(24) 내에 있다.
도시된 바로부터 알 수 있는 바와 같이, PCBSU(30)는 PCBSU(34)에 비해 기지국(22)에 또는 매크로셀(24)의 중심에 상대적으로 더 가깝다. PCBSU(34)는 PCBSU(30)에 비해 매크로셀(24)의 가장자리 부근에 훨씬 더 가깝다.
본 발명의 일 실시예는 매크로셀(24) 내 피코셀 기지국 유닛들의 위치가 공존-채널 다운링크 간섭을 피하기 위해 각 피코셀 기지국 유닛에 의해 이용되는 바람직한 전송 전력에 직접 영향을 미친다는 인식을 포함한다.
예를 들면, PCBSU(30)의 전송 전력이 너무 낮게 설정된다면, 피코셀(32) 내 이동국(38)은 기지국(22)으로부터 다운링크 신호들로부터의 간섭때문에 PCBSU(30)로부터 다운링크 신호들을 효과적으로 수신할 수 없을 것이다. 동시에, PCBSU(34)는, 매크로셀(24)의 가장자리 근처에 기지국(22)으로부터 전송들의 상대적 신호 강도가 더 낮기 때문에 기지국(22)과 PCBSU(34) 부근의 이동국 간의 다운링크 통신들에 간섭하게 될 정도로 너무 높은 전송 전력을 이용할 수도 있다. 그러므로, 매크로셀 내 모든 PCBSU에 대한 PCBSU 전송 전력이 동일하게 되도록 설정하는 것은 가능하지 않다. 대신, 개시된 예는 매크로셀 내 PCBSU의 위치에 기초하여 PCBSU들의 전송 전력을 설정하는 것을 포함한다.
도 2에 흐름도(40)는 일 예의 방법을 요약한 것이다. 이 예에서, 각각의 PCBSU는 예를 들면 공장에서 이 PCBSU에 의해 지원되는 피코셀 내 이동국들에 대한 미리정의된 레벨의 다운링크 커버리지 또는 품질을 제공하는 전송 전력으로 사전에 설정된다. 본 설명이 주어졌을 때, 당업자들은 예를 들면 최소 요구되는 피코셀 커버리지 레벨을 제공하기 위해 이러한 전송 전력을 선택할 수 있을 것이다.
42에서, PCBSU는 설치되었을 때, 또는 바람직한 위치에서 전원이 넣어졌을 때 초기화된다. 44에서, 다운링크 간섭 레벨은 피코셀 내의 어떤 곳에서 결정된다. 일예에서, PCBSU에는 알려진 이동국들의 적어도 기본 수신기 기능들을 수행할 수 있는 다운링크 수신기가 장치된다. 이를테면 PCBSU로부터 브로드캐스트(broadcast) 또는 데이터 전송들에서 갭들(gap)과 같은 적절한 시간들에서, PCBSU는 근처의 매크로셀 기지국들로부터 발원하는(originating) 다운링크 전송들의 측정들을 행한다. 상대적으로 작은 크기의 피코셀이 주어졌을 때, PCBSU에서 간섭 측정들의 레벨들은 피코셀 내 이동국들에 의해 경험되는 것들과 유사할 것으로 예상된다.
도 2에 46으로 나타낸 바와 같이, PCBSU의 전송 전력이 변경되어야 할 것임을 측정된 간섭 레벨이 나타내는지의 결정이 행해진다. 간섭량은 매크로셀 내 PCBSU의 위치에 적어도 부분적으로 종속할 것이다. 예를 들면, 도 1의 예에서 PCBSU(30)는 이것이 PCBSU(34)보다 기지국(22)에 휠씬 더 가깝기 때문에 PCBSU(34)보다 더 높은 레벨의 간섭을 검출할 것이다.
도 2에 48로 나타낸 바와 같이, PCBSU의 전송전력은 결정된 간섭 레벨의 표시에 기초하여 조절된다. 결정된 간섭 레벨은 매크로셀(24) 내 PCBSU의 위치에 관계된다. 이에 관하여, 상기 결정된 간섭 레벨은 매크로셀 내 PCBSU의 위치의 적어 도 어떤 표시를 제공하며, 따라서 전송 전력을 조절하기 위한 근거를 제공한다. PCBSU가 상대적으로 높고 바람직하지 못한 간섭을 경험하고 있는 상황에서(예를 들면, 기지국(22)에 가까운), PCBSU의 전송 전력은 증가되는 것이 바람직하다. 반면, 상대적으로 낮은 간섭 레벨들이 검출되는 경우(예를 들면, 매크로셀(24)의 가장자리 근처), 상기 PCBSU는 피코셀 내 커버리지를 제공하기 위해서, 그리고 PCBSU 부근의 임의의 이동국들에 의해 경험되는 간섭량을 최소화하기 위해 최소 레벨들로 전송 전력을 감소시킬 수 있다.
일예는 PCBSU의 전송 전력이 언제 조절되어야 할 것인지를 나타내는 임계 간섭 레벨 또는 간섭 레벨들의 범위를 결정하는 것을 포함한다. 본 설명이 주어졌을 때, 당업자들은 이들의 특정 상황이 주어졌을 때, 허용가능한 피코셀 수행 및 허용가능한 매크로셀 수행을 어떤 적합한 간섭 레벨이 달성할 것인가를 결정할 수 있을 것이다. 일단 이러한 임계 레벨 또는 레벨들의 범위가 설정되었으면, PCBSU는 결정된 간섭 레벨과 미리결정된 임계 레벨 또는 레벨들의 범위간에 관계에 따라 이 PCBSU의 전송 전력이 언제 위 또는 아래로 조절되어야 할 것인지를 결정하도록 적합하게 프로그램될 수 있다.
일예에서, PCBSU들에 대한 적합한 전송 레벨들은 매크로셀 내에서 수집된 실험 데이터에 기초하여 설정된다. 일예에서 적합한 조절들 또는 설정들은 PCBSU에 사전에 프로그램된다. 또 다른 예에서, 매크로셀 기지국은 현 간섭 레벨에 대응하게 PCBSU가 적합한 설정을 결정할 수 있는 정보를 브로드캐스트한다.
도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 피코셀 내에 매크로셀 기지국 간섭에 관한 결정은 피코셀 전송 전력에 대한 추가의 변경들을 행하기 위해서 주기적으로 수행될 수 있다.
일예에서, PCBSU는 자신의 간섭 레벨 결정들을 행하지 않는다. 이 예에서, 대신에, PCBSU는 다운링크 간섭 측정들을 행할 것을 대응하는 피코셀 내의 적어도 하나의 이동국에 시그널링한다(signal). 상기 이동국에 의해 행해진 측정들은 PCBSU에 보고되며, PCBSU는 이들을 PCBSU의 전송 전력에 대한 조절을 행하는데 이용한다.
일 예에서, 다운링크 간섭이 결정되는 매크로셀 기지국의 아이덴티티(identity)가 유선 백홀(backhaul)을 통해 네트워크에 의해 PCBSU에 시그널링된다. 예를 들면, 매크로셀 기지국에 연관된 스크램블링 코드(scrambling code) 또는 PN 오프셋은 어떤 기지국으로부터 다운링크 간섭이 측정되고 있는지를 PCBSU가 알도록 매크로셀 기지국의 표시를 제공할 수 있다. 이것은 예를 들면 하나 이상의 매크로셀 기지국으로부터 다운링크 신호들을 피코셀 BSU가 검출할 수도 있는 실시예들에서 유용할 수 있다.
개시된 예의 한 고유한 특징은 PCBSU가 자신의 다운링크 간섭 측정을 행하거나 근처의 매크로셀 기지국으로부터 발원하는 다운링크 간섭에 관해 대응하는 피코셀 내의 이동국으로부터 그러한 정보를 수집하여 이 결정을 PCBSU 전송 전력을 자동으로 적응 또는 조절하기 위해 이용할 수 있다는 것이다. PCBSU 브로드캐스트 및 데이터 전송들을 위한 전송 전력은 특정 상황의 요구에 따라, 독립적으로 또는 함께 제어될 수도 있다.
개시된 예가 무선 통신 시스템들에서 이전의 전력 제어 메커니즘들과 다른 한 방법은 개시된 예에 있어, 전력 제어는 전송기(예를 들면, PCBSU)에서 간섭 측정에 기초한다는 것이다. 통상적으로, 전력 제어 메커니즘은 전송기로부터 원격에 위치된 수신기로부터 측정 보고들 및 제어 명령들에 기초하여 전송기에서의 조절들을 포함하였다. 이것은 수신기 위치에서 간섭 환경이 전형적으로 전송기와는 실질적으로 다를 수 있다는 사실에 기인하였다. 그러나, 위에 기술된 피코셀 유형의 배열에서, 전송기에서 전력 조절들은 전송기에서 또는 전송기에 매우 가까운 부근에서 행해진 간섭의 측정들에 기초한다.
개시된 예의 적응형 전송 전력 제어 기술은 매크로셀 내의 피코셀들 내에서 효과적인 통신들을 용이하게 한다. 피코셀 내에서 그리고 매크로셀에서 다운링크 간섭은 개시된 실시예의 기술들을 채용할 때 최소화 또는 제거될 수 있다.
전술한 바는 사실상 제한하기보다는 예시적인 것이다. 개시된 예들에 대한 변형들 및 수정들은 본 발명의 본질에서 반드시 벗어나는 것은 아님이 당업자들에 명백하게 될 수 있다. 본 발명에 주어진 법적 보호 범위는 다음 청구항을 고찰함으로써 결정될 수 있을 뿐이다.

Claims (10)

  1. 매크로셀(macrocell) 내 피코셀 기지국 유닛(PCBSU)(picocell base station unit)으로부터 무선 전송들을 제어하는 방법에 있어서, 상기 매크로셀 내 상기 PCBSU의 위치에 따라 상기 PCBSU의 전송 전력을 설정하는 단계를 포함하는, 무선전송 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCBSU에 대해 초기의 미리설정된 전송 전력을 이용하는 단계; 및
    i) 상기 PCBSU가 상기 매크로셀의 중심에 상대적으로 가까이 있다면 상기 전송 전력을 증가시키는 단계; 또는,
    ii) 상기 PCBSU가 상기 매크로셀의 가장자리에 상대적으로 가까이 있다면 상기 전송 전력을 감소시키는 단계를 포함하는, 무선전송 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피코셀 내에서 간섭 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 간섭 레벨 결정에 응답하여 상기 전송 전력을 설정하는 단계를 포함하는, 무선전송 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 PCBSU를 이용하여 상기 간섭 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 무선전송 제어방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 피코셀 내의 이동국을 이용하여 상기 간섭 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 무선전송 제어방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상대적으로 높은 결정된 간섭 레벨은 상기 PCBSU의 상기 전송 전력을 증가시키는 것에 대응하고 상대적으로 낮은 결정된 간섭 레벨은 상기 PCBSU의 상기 전송 전력을 감소시키는 것에 대응하는, 무선전송 제어방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 PCBSU로부터 다운링크 전송들을 위해 상기 PCBSU에 의해 이용되는 채널에 대해 상기 간섭 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 무선전송 제어방법.
  8. 무선 통신들을 위해 전송 전력을 제어하는 방법에 있어서, 전송기 부근에서 간섭 레벨에 기초하여 상기 전송기에 의해 이용되는 전송 전력을 조절하는 단계를 포함하는, 전송전력 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전송기의 수신기 능력 또는 상기 전송기 부근의 무선국 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전송기 부근의 상기 간섭 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 전송전력 제어방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 간섭 레벨이 선택된 값을 초과할 때 상기 전송 전력을 증가시키는 단계; 및
    상기 간섭 레벨이 상기 선택된 값 미만일 때 상기 전송 전력을 감소시키는 단계를 포함하는, 전송전력 제어방법.
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