KR20090099058A - 매크로셀 내의 피코셀들을 위한 셀 코드 설정 - Google Patents

매크로셀 내의 피코셀들을 위한 셀 코드 설정 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템은 매크로셀 내의 적어도 하나의 피코셀을 갖는다. 이 시스템에서 통신하는 방법은 각각 매크로셀들을 식별하기 위한 미리정의된 셀 코드들의 세트를 사용하는 것을 포함한다. 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드는 매크로셀에 대해 매크로셀 내의 모든 피코셀들을 식별하는데 사용된다. 미리정의된 셀 코드들과는 구별되는 피코셀 코드는 매크로셀에 이동국에 대한 피코셀을 고유하게 식별하기 위해 사용된다. 이동국은 모든 피코셀들을 식별하기 위해 매크로셀에 의해 사용되는 미리정의된 셀 코드와 이동국에 대해 피코셀을 고유하게 식별하는데 사용되는 피코셀 코드간을 번역할 수 있다.
매크로셀, 피코셀, 핸드오버, UMTS, CDMA, 스크램블링 코드, 피코셀 기지국 유닛(PCBSU)

Description

매크로셀 내의 피코셀들을 위한 셀 코드 설정{ESTABLISHING CELL CODES FOR PICOCELLS WITHIN A MACROCELL}
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 통신에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들은 공지되어 있고 널리 사용되고 있다. 많은 시스템들은 무선 통신 서비스영역(coverage)이 설계되는 방법 때문에 셀룰라 시스템들이라고 한다. 기지국 송수신기들은 기지국 주위의 지리적 영역들에 대해 무선 통신 서비스영역을 제공하게 배열된다. 지리적 영역은 전형적으로 셀이라고 한다. 통상적인 기지국 송수신기들은 비교적 큰 지리적 서비스영역을 제공하며 대응하는 셀들은 매크로셀들(macrocells)이라고 지칭될 수 있다.
매크로셀 내에 더 적은 크기의 셀들을 수립하는 것이 가능하다. 이들은 종종 피코셀들(picocells)이라고도 한다. 피코셀을 수립하기 위한 한 제안된 방법은 매크로셀의 서비스영역 내에 비교적 제한된 범위 내에서 동작하는 피코셀 기지국 유닛을 제공하는 것이다. 피코셀 기지국 유닛의 한 사용예는 예를 들면 빌딩 내에서 무선 통신 서비스영역을 제공하는 것이다.
다양한 난제들이 매크로셀 내의 복수의 피코셀들을 가질 가능성에 의해 야기 된다. 예를 들면 매크로셀과 요망되는 피코셀간에 정확한 핸드오버들(handovers)을 용이하게 하는 피코셀들을 식별할 수 있는 것이 필요하다. 많은 피코셀들이 급증할 가능성이 있어, 이들 각각을 고유하게 식별하는 작업이 위압적이 되고 있다.
UMTS에서, 예를 들면, 각각의 매크로셀 기지국은 기지국 식별자 혹은 셀 코드로서 사용되는 하나의 주요 스크램블링(scrambling) 코드와 연관된다. 이 주요 스크램블링 코드는 38400 칩들(chips)의 복합 시퀀스(complex sequence)이며 매 10 mS마다 반복된다. 이동국은 주요 스크램블링 코드에 의해 스크램블되는, 기지국에 의해 송신되는 주요 공통 파일럿 채널을 사용하여 기지국을 식별한다. UMTS에서, 셀 탐색 절차가 관리가능하도록 총 512개의 스크램블링 코드들이 정의된다. 단순히 명시된 수의 스크램블링 코드들을 증가시키는 것은(예를 들면, 기존의 512개의 UMTS 스크램블링 코드들보다 더 추가하는 것) 사용자 장비에 대한 셀 탐색 복잡성을 증가시킬 것이기 때문에 가능하지 않다.
CDMA 시스템들에서는 스크램블링 코드 대신에 의사 랜덤 잡음 오프셋(pseudo random noise offset:PN 오프셋)이 사용된다. PN 오프셋들은 UMTS 시스템들 내의 스크램블링 코드들에 대응하는 기능들을 갖는 CDMA 시스템들 내의 셀 코드들이다. PN 오프셋들의 수는 셀 탐색 절차들이 관리가능한 CDMA 시스템들이 되게 하기 위해 제한될 필요가 있다.
순전한 매크로-셀룰라 무선 통신 시스템 배치에 있어서, 기존 수의 스크램블링 코드들 및 PN 오프셋들이면 충분하다. 이것은 복수의 피코셀들이 다수의 매크로셀들 내에 수립될 땐 그렇지 않다. 더 많은 피코셀들을 도입하는 것은 결국 한 매 크로셀 내의 피코셀들에 대해 스크램블링 코드들을 재사용할 것을 요구할 것이며, 이것은 한 매크로셀에서 부정확하게 식별된 피코셀로의 틀린 핸드오버들을 초래할 수도 있을 것이다.
또한, 이동국이 고려할 수 있는 후보 셀들을 포함하는 사용자 특정의 이웃 리스트를 생성하는 것이 필요하다. 기존의 매크로셀들에 추가하여, 이웃 리스트 내의 사용자의 홈(home) 피코셀을 포함하는 것이 필요하게 될 것이다. 각 사용자에 대해 고유의 이웃 리스트를 생성하는 것이 한 가능성이긴 하나, 추가의 비용들, 복잡성 및 네트워크 측에서 시그널링 오버헤드들이 있게 되는데, 이것은 이러한 접근법을 바람직하지 못한 것이 되게 한다.
피코셀들을 식별하기 위해 스크램블링 코드 사용을 수동으로 계획하는 것이 가능할 수도 있다. 그러나, 이러한 접근법은 바람직하지 못하게 시간 소모적이며 비용이 든다. 또한, 피코셀들이 더욱 만연해짐에 따라, 수동 계획조차도 틀린 핸드오버들을 피하는 방식으로 기존의 스크램블링 코드들을 충분히 할당하지 못할 수도 있다.
매크로셀과 요망되는 피코셀간에 정확한 핸드오버들을 용이하게 하는 방식으로 매크로셀 내의 피코셀들을 식별하기 위한 효율적인 배열에 대한 필요성이 있다.
매크로셀 내의 적어도 하나의 피코셀을 갖는 시스템에서 통신하는 한 예시적 방법은 매크로셀들을 각각 식별하기 위한 미리정의된 셀 코드들의 세트를 사용하는 것을 포함한다. 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드는 매크로셀 내의 모든 피코셀들을 식별하는데 사용된다. 미리정의된 셀 코드들과는 구별되는 피코셀 코드는 매크로셀 내의 이동국에의 피코셀들 중 선택된 피코셀을 고유하게 식별하는데 사용된다.
개시된 예의 다양한 특징들 및 잇점들은 다음 상세한 설명으로부터 당업자들에게 명백하게 될 것이다. 상세한 설명을 동반한 도면들은 다음과 같이 간략히 기술될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 유용한 무선 통신 시스템의 선택된 부분들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 접근법의 한 예를 요약한 흐름도이다.
도 1은 통신 시스템(20)의 선택된 부분들을 개략적으로 도시한 것이다. 기지국(22)은 일반적으로 공지된 방식으로 무선 통신들을 수행하기 위해 기지국 송수신기 유닛 및 적합한 무선 통신 장비를 포함한다. 기지국(22)은 논의의 목적들을 위해서 매크로셀이라 하는 무선 통신 서비스영역(24)을 수립한다. 매크로셀(24)의 지리적 영역은, 부분적으로, 기지국(22)의 능력들 및 주변 지리에 따를 것이다. 요망되는 매크로셀 서비스영역을 수립하기 위한 공지된 기술들이 존재한다.
매크로셀(24) 내에, 피코셀 기지국 유닛(picocell base station unit:PCBSU)(30)은 피코셀(32) 내에 무선 통신 서비스영역을 제공한다. 도시로부터 알 수 있는 바와 같이, 피코셀(32)의 서비스영역의 크기는 매크로셀(24)보다 훨씬 더 작다. 도시는 축척에 맞지 않으나 요점은 피코셀(32)의 피코셀 서비스영역이 매크로셀(24)의 서비스영역보다 훨씬 작다는 것이다. 한 예에서, 피코셀(32)은 사용자의 홈에 대응한다.
또 다른 PCBSU(34)는 피코셀(36) 내에 무선 서비스영역을 제공한다. 또 다른 PCBSU(38)은 피코셀 서비스영역(40)을 제공한다.
매크로셀(24) 내의 이동국(44)이 공지된 방식으로 기지국(22)과 통신함으로써 매크로셀과 통신하는 것이 가능하다. 이동국(44)이 피코셀 내에서 통신하는 것이 허가된 피코셀 영역 내에 이 이동국(44)이 진입하였을 때, 이 이동국은 매크로셀(24)로부터 대응하는 피코셀로 핸드오버하는 것이 바람직할 것이다. 도시된 예에서, 이동국(44)의 사용자는 피코셀(32) 내에서 통신하기 위해 PCBSU(30)의 통신 능력들을 사용하는 권한들을 갖는다.
도시된 예는 이동국(44)이 매크로셀(24)과 적합한 피코셀간에 정확히 핸드오버할 수 있도록 각 피코셀을 고유하게 식별하기 위한 접근법을 포함한다.
도 2는 접근법의 한 예를 요약한 흐름도(50)를 포함한다. 각 피코셀에는 참조부호(52)에서 피코셀 코드가 할당된다. 일 예에서, 피코셀 코드들은 매크로셀(24) 및 다른 매크로셀들(도시되지 않음)에 대해 사용되는 셀 코드들과는 구별된다. UMTS 예에서, 피코셀 코드는 셀 코드들로서 사용되는 미리정의된 512개의 스크램블링 코드들과는 구별된다. CDMA 예에서, 피코셀 코드는 CDMA 시스템들에서 셀 코드들로서 현재 사용되는 미리정의된 PN 오프셋들과는 구별된다.
일단 피코셀 코드가 PCBSU에 대해 확정되고 PCBSU가 사용상태에 놓이게 되 면, 피코셀 코드는 참조부호(54)에서 피코셀과 통신하는 것이 허가된 임의 이동국에든 통신된다.
피코셀 코드가 스크램블링 코드인 예에서, UMTS에서 사용되는 38400 칩들의 스크램블링 코드 시퀀스 길이는 최대 438400개의 서로 다른 스크램블링 코드들을 정의할 수 있게 한다. 이것은 구별되는 스크램블링 코드 혹은 피코셀 코드가 매크로셀 내의 및 일 그룹의 주변 매크로셀들 내의 사실상으로 모든 피코셀들에 할당될 수 있게 한다. 피코셀 코드를 할당하는 방법은 표준화된 512개의 골드(gold) 코드들과 유사한 방식으로 피코셀 코드를 생성함으로써 할당될 수 있고, 피코셀 코드는 PCBSU의 공급자에 의해 사전에 구성될 수도 있거나 혹은 피코셀 코드는 무작위로 선택될 수도 있다. 이러한 설명이 주어졌을 때, 당업자들은 각각의 PCBSU용으로 피코셀 코드들을 선택하기 위한 적합한 방법을 선택할 수 있을 것이다.
참조부호(56)에서, 미리정의된 셀 코드는 매크로셀 내의 모든 피코셀들을 식별하기 위해 매크로셀에 의해 사용된다. 일 예에서, 미리정의된 512개의 UMTS 스크램블링 코드들 중 하나는 한 매크로셀 내의 모든 피코셀들의 식별자로서 예비된다. 단일의 미리정의된 셀 코드는 매크로셀에 모든 피코셀들을 식별한다. 따라서, 단일 셀 코드를 사용하는 것은 적어도 매크로셀 및 연관된 네트워크의 견지에서, 모든 가능한 피코셀들을 포함하는 매크로셀 내의 임의의 이동국에 이웃 리스트를 제공할 수 있게 한다. 그로므로, 매크로셀은 선택된 미리정의된 셀 코드를 이웃 리스트의 부분으로서 매크로셀 내의 임의의 이동국에 통신하는 것만이 필요하고 참조부 호(52)에서 할당된 고유 피코셀 코드들을 포함한 복수의 피코셀 식별자들을 추적할 필요가 없다.
이동국(44)은 매크로셀에 대해 모든 피코셀들을 식별하는 선택된 미리정의된 셀 코드와 이동국이 통신이 허가된 PCBSU와 연관된 고유 피코셀 코드간을 번역(translate)하는 능력을 갖는다.
도 2의 예는 매크로셀에 대해 모든 피코셀들을 식별하는 미리정의된 셀 코드와 참조부호(58)에서 선택된 피코셀에 고유한 피코셀 코드간을 번역하는 것을 포함한다. 일 예에서, 이동국(44)은 이동국(44)이 매크로셀, 혹은 피코셀 혹은 둘 다와 통신할 수 있도록, 매크로셀에 의해 사용되는 식별자에서 고유 PCBSU 피코셀 코드로 셀 코드 번역을 수행하는 번역기를 포함한다. 일 예에서, 번역기 프로그램 혹은 모듈은 이동국에 저장된다. 일 예는 이동국의 SIM 카드에 내려받은 소프트웨어 애플릿(applet)을 포함한다.
참조부호(60)에 보인 바와 같이, 이동국(44)은 피코셀 코드를 사용하여 피코셀과 통신한다. 참조부호(62)에서, 이동국(44)은 매크로셀에 모든 피코셀들을 식별하는 미리정의된 셀 코드만을 사용하여 피코셀에 관해 매크로셀과 통신한다. 각 PCBSU와 연관된 고유 피코셀 코드는 매크로셀엔 보여지지 않는다.
예를 들어, 이동국이 매크로셀(24)에서 피코셀로 핸드오버하는 것이 요망될 때, 기지국(22)은 매크로셀에 모든 피코셀들을 식별하는 미리정의된 셀 코드의 식별자를 포함한 이동국(44)과 통신한다. 이동국(44)은 이 통신을 수신하고 미리정의된 셀 코드를, 이동국이 통신이 허가된 피코셀의 소정의 대응하는 피코셀 코드로 번역할 필요가 있다는 지시로서 해석한다. 이어서 이동국은 피코셀 코드를 사용하고 예를 들면 피코셀의 신호 측정을 얻는다. 이어서 이동국(44)은 매크로셀에 모든 피코셀들을 식별하는 미리정의된 셀 코드를 사용하여 신호 측정을 매크로셀 기지국(22)에 다시 보낸다. 즉, 이동국(44)은 피코셀과 직접 통신을 위해 피코셀 코드를 사용하며 이러한 통신들이 모든 피코셀들을 식별하기 위해 매크로셀에 의해 사용되는 미리정의된 셀 코드(예를 들면, 512개의 원래 UMTS 스크램링 코드들 중 하나)와 연관된 것처럼 하여 이들 통신들에 관해 매크로셀에 다시 보고한다.
예를 들어, 이동국이 피코셀(32)을 벗어나고 있을 때, 이동국은 예를 들어 매크로셀에의 핸드오버 동안 매크로셀 기지국(22)과 통신할 때 매크로셀에 모든 피코셀들을 식별하는 미리정의된 셀 코드를 사용한다.
네트워크 견지에서, 모든 PCBSU들은 동일한 셀 코드(예를 들면, 스크램블링 코드 혹은 PN 오프셋)를 사용한다. 이것은 선택된 미리정의된 코드 혹은 코드들을 측정된 세트에 영구적으로 추가함으로써 구성을 단순화시킨다. 결국, 매크로셀 혹은 네트워크 레벨에서 어떠한 사용자 특정의 이웃 리스트도 요구되지 않는다. 동시에, 이동국 견지에서, PCBSU 피코셀 코드는 이동국이 피코셀 코드와 모든 피코셀들을 식별하기 위한 매크로셀에 의해 사용되는 미리정의된 셀 코드간을 번역할 때 적합한 피코셀에 대해 고유하다.
개시된 예는 매크로셀 내의 각 피코셀에 대해 고유 스크램블링 코드들 혹은 PN 오프셋들을 사용할 수 있게 하며 잘못된 핸드오버들을 피할 목적으로 셀 코드 계획의 필요성을 제거한다. 매크로셀 내의 각 피코셀은 선택된 인근 내의 모든 다 른 피코셀들에 비교해 그 피코셀에 고유한 피코셀 코드를 가질 수 있다.
하나 이상의 매크로셀들에 피코셀들을 식별하기 위해 미리정의된 셀 코드들 중 하나 이상을 사용하는 것이 가능하다.
개시된 예는 미리정의된 인식된 셀 코드들 중 하나가 매크로셀 내의 모든 피코셀들을 식별하기 위해 매크로셀에 의해 사용되기 때문에 셀 탐색 복잡성을 증가시킴이 없이 피코셀 식별자들로서 UMTS 혹은 CDMA 시스템들에서 인식되는 미리정의된 셀 코드들의 세트 이상을 사용할 수 있게 한다. 피코셀 코드와 미리정의된 셀 코드간을 번역하는 것은 이동국이 한편으로 매크로셀과 다른 한편으로 피코셀과 효과적으로 통신할 수 있게 한다. 또한, 개시된 예는 임의의 사용자 특정의 이웃 리스트에 대한 필요성을 제거한다. 매크로셀 내의 각 피코셀과 연관된 고유 피코셀 코드들을 가짐으로써, 부정확하게 식별된 피코셀들로의 부정확한 핸드오버 시도들은 근본적으로 제거된다. 따라서, 개시된 예는 경제적인 방식으로 기존의 매크로셀룰라 언더레이(underlay) 네트워크 내의 오버레이(overlay) 네트워크의 구현을 단순화시키는 잇점을 제공한다.
전술한 설명은 특성상 제한하기보다는 예시적인 것이다. 개시된 예들에 대한 변형 및 수정들은 본 발명의 정수에서 반드시 일탈하는 것은 아님이 당업자들에게 명백할 것이다. 본 발명에 주어진 법적 보호 범위는 다음 청구항들을 검토함으로써만 결정될 수 있다.

Claims (10)

  1. 매크로셀(macrocell) 내의 적어도 하나의 피코셀(picocell)을 구비하는 시스템의 통신 방법에 있어서,
    각각 매크로셀들을 식별하기 위해 미리정의된 셀 코드들의 세트를 사용하는 단계;
    상기 매크로셀에 대해 상기 매크로셀 내의 모든 피코셀들을 식별하기 위해 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드를 사용하는 단계; 및
    상기 매크로셀 내에서 이동국에 대해 상기 피코셀들 중 선택된 피코셀을 고유하게 식별하기 위해 상기 미리정의된 셀 코드들과는 구별되는 피코셀 코드를 사용하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동국과 상기 매크로셀간에 그리고 상기 이동국과 상기 피코셀들 중 상기 선택된 피코셀간에 통신을 위해 상기 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드와 상기 피코셀 코드간을 번역하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드를 이동국에 전송하는 단계; 및
    상기 피코셀들 중 상기 선택된 피코셀에 관하여 상기 이동국의 전력 측정을 나타내는 상기 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드과 연관된 상기 이동국으로부터의 전력 측정을 수신하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수신된 전력 측정이 상기 매크로셀에서 상기 피코셀들 중 상기 선택된 피코셀에 핸드오버(handover)를 제시하는지를 판정하는 단계; 및
    상기 매크로셀에서 상기 피코셀들 중 상기 선택된 피코셀에 핸드오버할 것으로 상기 이동국에 지시하기 위해 상기 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드를 사용하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드를 포함하는 상기 이동국에 대해 이웃 세트를 수립하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드를 포함하는 상기 매크로셀로부터의 통신을 수신하는 단계;
    상기 수신된 통신에 기초하여 상기 피코셀을 결정하는 단계: 및
    응답하여, 상기 피코셀 코드에 의해 고유하게 식별된 상기 피코셀들 중 상기 선택된 피코셀과 통신하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동국과 상기 피코셀들 중 상기 선택된 피코셀 간의 전력 측정을 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 미리정의된 셀 코드와 연관하여 상기 매크로셀에 상기 전력 측정을 보고하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 다른 피코셀들 인근 내에서 각 피코셀이 상기 다른 피코셀들에 대하여 고유하게 식별되도록 상기 각 피코셀에 상이한 피코셀 코드를 할당하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
  9. 피코셀 기지국에 있어서,
    상기 피코셀 기지국과 통신하는 이동국에 상기 피코셀 기지국을 식별하는데 유용한 피코셀 코드를 내장한 저장장치를 포함하고, 상기 피코셀 코드는 매크로셀 내의 모든 피코셀들을 식별하기 위해 상기 매크로셀에 의해 사용되는 셀 코드와는 구별되는, 피코셀 기지국.
  10. 무선 통신 이동국에 있어서,
    매크로셀 내의 모든 피코셀들을 식별하기 위해 상기 매크로셀에 의해 사용되는 미리정의된 셀 코드를 인식하고 상기 미리정의된 셀 코드와 상기 매크로셀 내의 선택된 피코셀을 고유하게 식별하는 피코셀 코드간을 번역하도록 구성된 번역기를 포함하는, 무선 통신 이동국.
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