KR20100053316A - 셀간 간섭을 제거하기 위한 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법, 및 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법 - Google Patents

셀간 간섭을 제거하기 위한 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법, 및 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법 Download PDF

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박평수
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Abstract

본 발명은 셀간 간섭을 제거하기 위한 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법, 및 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법에 관한 것으로서, 다중셀 기반 접속무선망의 셀 중첩 영역에서 발생하는 셀간 간섭을 제거할 수 있도록 스마트안테나 기지국과 일반 기지국을 교대로 배치하여 무선접속망을 구성하고, 이렇게 구성된 무선접속망의 특성에 적합한 핸드오버 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 스마트안테나 기지국과 일반 기지국이 교대로 배치된 이종 기지국 혼용 무선접속망에서 무선단말이 수행하는 핸드오버 방법에 있어서, 서빙 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 인덱스(프리앰블 인덱스)를 통하여 상기 서빙 기지국의 유형을 확인하는 확인 단계; 상기 서빙 기지국이 상기 일반 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 제1 임계치보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제1 핸드오버 단계; 및 상기 서빙 기지국이 상기 스마트안테나 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 「스마트안테나의 공간처리이득이 고려된 제2 임계치」보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제2 핸드오버 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다중 셀, 무선접속망, 기지국, 스마트안테나, MIMO, 셀간 간섭, 핸드오버

Description

셀간 간섭을 제거하기 위한 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법, 및 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법{METHOD FOR CONFIGURING HETEROGENEOUS BASE STATION MIXED WIRELESS ACCESS NETWORK TO ELIMINATE INTER-CELL INTERFERENCE, AND METOD FOR HANDOVER IN HETEROGENEOUS BASE STATION MIXED WIRELESS ACCESS NETWORK}
본 발명은 다중 셀 기반 무선접속망의 셀 중첩 영역에서의 셀간 간섭 제거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중셀 기반 접속무선망의 셀 중첩 영역에서 발생하는 셀간 간섭을 제거할 수 있도록 스마트안테나 기지국과 일반 기지국을 교대로 배치하여 무선접속망을 구성하고, 이렇게 구성된 무선접속망의 특성에 적합한 핸드오버 방법을 제공하는, 셀간 간섭을 제거하기 위한 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법, 및 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기술은 제한된 주파수 자원으로 더 많은 정보를 전송할 수 있도록 채널 대역폭의 광대역화, 고효율 변조 방식 등을 적용하며 발전되어 왔으며, 최근 들어와서는 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 및 스마트 안테나 기술등을 적용하여 전송용량을 더욱 증대시키고 있다.
MIMO 기술은 기지국과 단말에 각각 다수의 안테나를 사용하여 주파수 효율 및 시스템 용량을 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 최근 주목받고 있는 기술이다. MIMO 시스템에서 기지국의 안테나 간격은 캐리어 파장에 비해 비교적 큰 값인 5~8λ 정도가 권장된다. 이 값은 2.3GHz의 경우에 약 0.6~1m 정도의 안테나 이격 거리를 의미하는데, 이는 철탑의 설치 공간 특성상 현실적인 구축이 어렵다. 따라서 일반적으로 다중 안테나 간의 비상관성을 확보하기 위하여, 많은 통신사업자들은 5~8λ정도로 안테나를 이격시키는 방식보다는 복편파 안테나를 사용하는 방식을 주로 채택하여 사용하고 있다.
반면에, 스마트 안테나(빔포밍) 기술은 기지국의 다중 배열 안테나를 통해 각 단말의 위치(각도)를 추정하여 빔포밍하는 기술로서, 간섭을 제거하는 이점을 가진다. 이러한 이점은 단말에서 수신하는 기지국 신호의 신호대 간섭비(CINR: Carrier to Information Noise Ratio)를 증가시키게 되는데, 스마트 안테나(빔포밍) 기술은 이렇게 증가된 CINR을 기반으로 고효율의 변조 방식을 적용하여 전체적인 시스템 용량을 증가시킨다. 스마트 안테나 시스템에서는 비교적 적은 안테나 간격(약 λ/2, 예를 들어, 2.3GHz의 경우는 약 6cm)이 필요하며, 이들 배열 안테나 간에는 완벽한 상관관계가 유지되어야 한다.
MIMO 및 스마트안테나 기술은 뚜렷이 구분되는 기술적 특성 때문에 규격상 둘 다 수용되고 있지만, 상이한 안테나 간격으로 인해 사업자는 둘 중 어느 하나의 규격이 반영된 시스템을 선정하여 사용하는 것이 일반적이다.
최근에는 이들 두 안테나 간의 최적의 간격을 구하는 방법이 국제공개 WO 2007/093384(METHOD FOR OPTIMIZING THE SPACING BETWEEN RECEIVING ANTENNAS OF AN ARRAY USABLE FOR COUNTERACTING BOTH INTERFERENCE AND FADING IN CELLULAR SYSTEMS)(2007.08.23 공개)를 통하여 기재되어 있지만, 기존 상용망(예를 들어, 셀룰라, PCS, WCDMA 등)이 구축되어 있는 곳에서는 안테나 구축에 어려움이 있을 뿐만 아니라 기지국 장비 구현 측면에서도 현실적이지 못하다는 문제점이 있다. 또한 일반적인 음영지역의 경우 중계기(광분산)를 사용하여 커버리지를 확보하는데, 스마트 안테나 시스템의 경우에는 빔포밍(Beam Forming)을 할 수 있는 중계기 개발이 미진하여 MIMO 시스템에 비해 상대적으로 한 개의 기지국이 커버하는 셀 면적이 작다.
결론적으로, 한 개의 기지국이 MIMO 기술과 스마트 안테나로 동작하는 시스템을 사용한다는 것은 매우 드문 경우라고 할 수 있으며, 일반적으로 다수의 통신사업자들은 MIMO 기술이 적용된 기지국 시스템을 통하여 상용서비스를 제공하고 있다.
또한, 통신사업자들은 부족한 주파수 자원 때문에 주파수 재사용율이 "1"인 무선광대역 시스템(예를 들면, WIBRO 시스템 등)을 필요로 하는데, 이는 네트워크 전체의 모든 섹터 및 셀에서 동일한 주파수를 사용하는 것으로서 섹터간 중첩영역 또는 인접셀과 중첩영역에서 셀간 간섭이 매우 클 수 있다는 것을 나타낸다. 이러한 중첩영역에서의 셀간 간섭은, 단말에서 수신신호의 CINR을 감소시킴으로써 무선 망 품질을 열화 시키고 광대역의 정보 전송을 지연시키는 주요한 원인이 된다.
따라서, 셀 경계 영역에서의 무선망 품질을 향상시켜 시스템용량을 증진시킬 수 있도록, 셀 및 섹터 중첩영역에서의 셀간 간섭을 제어하는 방법이 절실히 요구된다.
따라서, 본 발명은 다중셀 기반 접속무선 네트워크의 셀 중첩 영역에서 발생하는 셀간 간섭을 제거하여 무선망 품질의 열화를 방지하는, 셀간 간섭을 제거하기 위한 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법, 및 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 셀간 간섭을 제거하기 위한 다중셀 기반의 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법에 있어서, 복수의 스마트안테나 기지국과 복수의 일반 기지국을 포함하여 무선접속망을 구성하되, 동종 기지국이 인접하지 않도록 상기 스마트안테나 기지국과 상기 일반 기지국을 교대로 배치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 스마트안테나 기지국과 일반 기지국이 교대로 배치된 이종 기지국 혼용 무선접속망에서 무선단말이 수행하는 핸드오버 방법에 있어서, 서빙 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 인덱스(프리앰블 인덱스)를 통하여 상기 서빙 기지국의 유형을 확인하는 확인 단계; 상기 서빙 기지국이 상기 일반 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 제1 임계치보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제1 핸드오버 단계; 및 상기 서빙 기지국이 상기 스마트안테나 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 「스마트안테나의 공간처리이득이 고려된 제2 임계치」보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제2 핸드오버 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 스마트안테나 기지국과 일반 기지국이 교대로 배치된 이종 기지국 혼용 무선접속망에서 무선단말이 수행하는 핸드오버 방법에 있어서, 서빙 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 인덱스(프리앰블 인덱스)를 통하여 상기 서빙 기지국의 유형을 확인하는 확인 단계; 상기 서빙 기지국이 상기 일반 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 임계치보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제1 핸드오버 단계; 및 상기 서빙 기지국이 상기 스마트안테나 기지국인 경우, 상기 무선단말이 상기 서빙 기지국의 기본 커버리지를 이탈하면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제2 핸드오버 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 다중셀 기반 접속무선 네트워크의 셀 중첩 영역에서 발생하는 셀간 간섭을 제거함으로써 무선망 품질의 열화를 방지하는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 일반 기지국 셀과 스마트안테나 기지국 셀을 교대로 배치하는 방식으로 셀을 설계하고, 또한 이렇게 설계된 다중 셀에 적합한 핸드오버 방식을 제공함으로써, 셀 중첩 영역에서의 셀간 간섭 및 불필요한 핸드오버를 현저히 제거하는 효과가 있다.
본 발명은, 스마트안테나 기술과 MIMO 기술 모두를 수용할 수 있는 광대역 무선접속 시스템(예를 들면, WIBRO 시스템 등)에서 셀간 간섭 및 페이딩을 효과적으로 제거(처리)할 수 있는 셀 플래닝(Cell Planning)) 방법(무선접속망 구성 방법)과 핸드오버(핸드오프) 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 다중셀 기반 무선접속망의 셀 중첩 영역에서의 무선 품질에 대한 설명도이다.
일반적으로 스마트 안테나 시스템을 사용하지 않는 경우, 셀 중첩영역에서는 간섭 수준이 서빙 셀(Serving Cell)의 신호 레벨만큼 크다.
도 1에 도시된 바와 같이, 단말(10)이 비교적 셀 반경이 작은 두 기지국(11, 12)의 중간 위치(셀 중첩 영역)(100)에 있고, 기지국 1(11)에 접속되어 데이터를 송수신하고 있다고 가정하자. 여기서, 단말은 이동성이 있는 무선 단말, 즉 이동통신 단말기로서, 이하 간단히 '단말'이라 한다.
이 경우, 단말(10)에서는 기지국 1(11)과 기지국 2(12) 각각으로부터 양호한 수준의 수신신호세기(RSSI: Received Signal Strength Indication)를 가지는 하향 신호를 수신하게 되지만, 간섭에 해당되는 기지국 2(12)의 신호가 기지국 1(11)의 신호와 거의 동등한 레벨로 수신되기 때문에 단말은 매우 낮은 값의 신호대 간섭비(CINR: Carrier to Information Noise Ratio)가 수신된다고 기지국 1(11)에 보고할 것이다. 단말은 기지국의 보고 요청(REP-REQ) 메시지를 받으면, 기지국으로부터 수신하는 하향 신호에 대한 신호대 간섭비(CINR) 및 수신신호세기(RSSI)를 측정해서 보고 응답(REP-RES) 메시지에 실어 해당 기지국으로 전송하는 것이다.
기지국 1(11)은 간섭지역(100)에 있는 단말(10)에 낮은 수준의 변조 방식(QPSK 1/2 ~ QPSK 1/12)을 할당하게 될 것이고, 그러면 단말(10)은 인접 기지국 신호(기지국 2의 신호)를 검출하여 핸드오버 기회를 찾을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트안테나 기지국과 일반 기지국을 혼용한 무선접속망(광대역 무선접속 시스템)의 셀 중첩 영역에서의 무선품질 개선에 대한 개념 설명도이다.
본 발명에 따라, 일반 기지국에 해당하는 기지국 1(21)과, 빔 포밍(형성) 방식을 적용한 스마트안테나를 채용한 기지국(스마트안테나 기지국)에 해당하는 기지국 2(22)를 혼용하여 운용하는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같은 극심한 무선품질 저하 현상이 발생하지 않는다. 여기서, 일반 기지국은 스마트 안테나가 적용되지 않은 기지국으로서, 예를 들어 SISO(Single Input Single Output), MIMO(Multiple Input Multiple Output), SIMO(Single Input Multiple Output) 등이 적용된 기지국을 의미한다. 도 2에서 "201"은 기지국 1(21)의 커버리지(Coverage)를 나타낸다. 스마트안테나 기지국에 해당하는 기지국 2(22)의 커버리지는 기본 커버리지(202)와 확장 커버리지(203)로 구분할 수 있다. 즉, 기지국 2(22)의 위치에 일반 기지국을 설치할 경우의 커버리지가 '기본 커버리지'(202)에 해당하는 것이고, 기지국 2(22)의 위치에 스마트안테나 기지국을 설치하면 스마트안테나의 공간처리 이득(하기, 수학식 1 참조)만큼의 커버리지 확장 효과가 있는데, 이와 같이 커버리지 확장 영역을 '확장 커버리지'(203)라 할 수 있다.
도 2에서 단말 1은 기지국 1(21)에 접속되어 있고 단말 2(22)는 기지국 2(스마트 안테나)에 접속되어 있다. 두 단말은 셀 중첩영역으로 가정한 영역(두 기지국으로부터 동일한 거리)(200)에 존재한다. 기지국 1(21)에 접속된 단말 1은 셀 경계지역에 있지만 도 1의 경우에 비해서 인접셀 간섭(기지국 2로부터의 간섭)이 매우 미약하다. 따라서 단말 1의 CINR은 도 1의 경우보다 매우 높은 값을 가지게 된다. 이는 실질적인 인접셀 간섭이 발생하지 않는 네트워크 구성이 가능하다는 것을 나타낸다.
또한, 기지국 2(22)에 접속한 단말 2의 경우에는 기지국 1로부터 도 1과 같이 지속적인 간섭을 받게 된다. 그러나, 단말 2가 기지국 2(22)로부터 수신하는 신호레벨은 기지국 2가 스마트 안테나를 사용하기 때문에 발생하는 공간처리 이득만큼 높은 레벨이 된다. 여기서, 스마트 안테나의 사용으로 인한 공간처리 이득은 다음의 [수학식 1]과 같다.
Figure 112008078316311-PAT00001
여기서, M은 배열안테나 개수를 나타낸다.
다중 배열 안테나가 2개일 때는 6dB, 4개를 사용할 때는 12dB의 공간처리 이득이 발생한다. 다중 배열 안테나를 4개 사용하는 스마트 안테나 시스템(기지국 2 시스템)의 경우, 기본 커버리지(202) 내에 있는 단말 2는 기지국 1(21)로부터 받게 되는 간섭보다 12dB가 높은 기지국 2(22)의 신호를 수신하게 되기 때문에 셀 중첩영역(200)에서의 CINR(셀 중첩 영역에서 단말 2가 측정한 CINR)은 12dB가 되어 셀 중첩영역(200)에서도 안정적인 무선품질을 확보할 수 있게 된다.
한편, 기지국 2(22)의 기본 커버리지(202)를 이탈하여 확장 커버리지(203)에 위치한 단말 3은 여전히 기지국 2의 커버리지 내에 존재하는 바, 기지국 1(21)과 기지국 2(22)로부터 수신한 신호의 세기에 따라 핸드오버를 하게 된다. 이는 기지국 2(22)를 서빙(Serving) 기지국으로 하고 있으면서 "단말 3의 위치"로 이동한 경 우에 대한 것이다. 이와 달리, 기지국 1(21)을 서빙 기지국으로 하는 단말이 "단말 3의 위치"에 있는 경우에는 기지국 2(22)의 기본 커버리지(202) 밖이므로 현재 위치에서는 기지국 2(22)와 연결될 수 없으며, 기지국 2(22)의 기본 커버리지(202) 영역으로 진입해야만 핸드오버를 통해 기지국 2(22)를 새로운 서빙 기지국으로 결정하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 셀간 간섭을 제거하기 위한 스마트안테나 기지국/MIMO 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법(셀 플래닝 방법)에 대한 일실시예 설명도이다. 여기서, "301"은 일반 기지국의 일종인 MIMO 기지국의 커버리지를 나타내고, "302'는 스마트안테나 기지국의 기본 커버리지, "303"은 스마트안테나 기지국의 확장 커버리지를 나타낸다.
본 발명에 따른 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법(셀 플래닝 방법)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 동종의 기지국이 인접하지 않도록 MIMO 기지국과 스마트안테나 기지국을 교대로 배치하여 무선접속망을 구성하는 것으로서, 이는 MIMO 기술의 장점인 시스템 용량증대 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 셀룰러 망 구조의 약점인 셀간 간섭도 효과적으로 제어할 수 있기 때문에 시스템 용량을 현저히 개선할 수 있다. 이와 같은 본 발명은 Wibro 망, 휴대인터넷 망 등에 적용할 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 무선접속망 구성 방법은 셀 중첩영역에서 셀간 간섭문제가 해소되지만, 셀 중첩영역에서 단말의 핸드오버(HO) 개시 시점에 대한 판단이 모호해질 수 있다. 따라서 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같은 셀 플래닝 구 조(이종 기지국 혼용 무선접속망 구조)에 적합한 핸드오버 방법을 제시한다(도 4 및 도 5 참조).
도 4는 본 발명에 따른 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법에 대한 제1 실시예 흐름도로서, 단말에서 수행되는 핸드오버 방법을 나타낸다.
단말이 주변 기지국들로부터 기지국 정보를 수집하고(400), 그 수집된 기지국 정보에 기초하여 활동 집합(Active Set)을 갱신한다(402). 이는 일반적인 핸드오버에서와 동일하므로, 더 이상 설명하지 않기로 한다.
그리고, 단말은 서빙 기지국으로부터 수신한 하향 신호를 이용하여 해당 서빙 기지국의 유형(스마트안테나 기지국인지, 일반 기지국인지)을 확인한다(404).
단말이 서빙 기지국의 유형을 알 수 있도록, 기지국에서 송신하는 하향 신호에 '기지국 유형정보'를 별도로 부가하여 전송할 수도 있는데, 이 경우 단말은 하향 신호로부터 '기지국 유형정보'를 추출하여 기지국 유형을 확인하게 된다.
다른 실시예로는, 기지국이 송신하는 프리앰블(하향 프리앰블 신호)의 인덱스(즉, 프리앰블 인덱스(PI: Preamble Index)라 한다)를 통하여 기지국 유형을 파악하게 하는 방식이 있다. 스마트안테나 기지국과 일반 기지국은 각각 특정 프리앰블값 범위 내에서 프리앰블 인덱스를 설정한다. 예를 들어, 스마트안테나 기지국이 송신하는 프리앰블의 인덱스(프리앰블 인덱스)는 0~56번 범위 내에서 설정하고, 일반 기지국(예를 들면, MIMO 기지국)이 송신하는 프리앰블의 인덱스(프리앰블 인덱스)는 57~113번 범위 내에서 설정한다. 하나의 기지국의 셀 영역이 복수의 섹터로 구분된 경우에는 섹터별로 프리앰블 인덱스를 구분하여 설정한다. 그러면, 단말은, 각각의 기지국이 송신하는 프리앰블의 인덱스(프리앰블 인덱스)만으로도 해당 기지국의 유형(일반 기지국인지, 스마트안테나 기지국인지 여부)을 쉽게 알 수 있게 된다.
서빙 기지국 유형의 확인 결과(404), 서빙 기지국이 일반 기지국인 경우(예를 들어, 서빙 기지국의 프리앰블 인덱스가 57 이상인 경우), 단말은 핸드오프 영역으로 이동(즉, 셀 경계영역으로 이동)함에 따라 아래의 [수학식 2]와 같은 핸드오버 조건이 만족하는지를 판단하여(406), 만약 핸드오버 조건이 만족되면 서빙 기지국에서 타켓(Target) 기지국으로 핸드오버를 수행한다(410). 시간 T동안 서빙 기지국의
Figure 112008078316311-PAT00002
이 타겟 기지국의
Figure 112008078316311-PAT00003
보다 H이상 작을 경우, 즉 타겟 기지국과 서빙 기지국의 프리앰블 CINR의 차이(즉, 타겟 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 CINR과 서빙 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 CINR의 차이)가 제1 임계치(H)보다 클 경우, 단말은 핸드오프 과정을 시작한다.
Figure 112008078316311-PAT00004
여기서,
Figure 112008078316311-PAT00005
는 타겟 셀(타겟 기지국)의 프리앰블(Preamble)에 대한 CINR,
Figure 112008078316311-PAT00006
는 서빙 셀(서빙 기지국)의 프리앰블(Preamble)에 대한 CINR을 나타낸다. 그리고, H는 시간 T 동안의 이력(Hysteresis)을 나타내는 임계치의 일종으로서, 불필 요한 핸드오버(예를 들면, 핑퐁 현상)을 방지하기 의한 마진(Margin)을 나타내는 것이다.
다음은, 서빙 기지국 유형의 확인 결과, 서빙 기지국이 스마트안테나 기지국인 경우에 대하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 기지국 2에 연결된 단말 2의 핸드오버와 관련하여 살펴보면, 서빙 기지국에 해당하는 기지국 2가 일반 기지국인 경우에 프리앰블(Preamble)의 CINR이 같은 지점(핸드오버 영역으로, 셀 중첩 영역(200) 내에 존재함)에서, 만약 기지국 2가 스마트안테나 기지국인 경우에는 기지국 2의 공간처리이득이 12dB(4개의 배열안테나 사용시)이기 때문에 핸드오버가 필요없다. 이와 같이 서빙 기지국이 스마트안테나 기지국인 경우, 셀 중첩 영역(도 2의 "200")에서는 핸드오버할 필요가 없는데도, 서빙 기지국이 일반 기지국인 경우에서의 핸드오버 조건(수학식 2)을 적용한다면, 단말 2는 핸드오버가 필요 없는 무선 품질 상태에서도 불필요하게 핸드오프 절차를 수행하게 되는 문제가 있다.
따라서, 서빙 기지국이 스마트안테나 기지국인 경우에는, 스마트 안테나의 공간처리 이득을 고려한 새로운 핸드오버 조건이 적용되어야 하는데, 이에 대하여 상세히 설명하면, 다음과 같다.
서빙 기지국 유형의 확인 결과(404), 서빙 기지국이 스마트안테나 기지국인 경우(예를 들어, 서빙 기지국의 프리앰블 인덱스가 56 이하인 경우), 단말은 이동함에 따라 아래의 [수학식 3]과 같은 핸드오버 조건이 만족하는지를 판단하여(408), 만약 핸드오버 조건이 만족되면 서빙 기지국에서 타켓(Target) 기지국으 로 핸드오버를 수행한다(410). 즉, 타겟 기지국과 서빙 기지국의 프리앰블 CINR의 차이(즉, 타겟 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 CINR과 서빙 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 CINR의 차이)가 제2 임계치(
Figure 112008078316311-PAT00007
)보다 클 경우, 단말은 핸드오프 과정을 시작한다. 여기서, 제2 임계치는 서빙 기지국의 스마트안테나의 공간처리이득이 고려하여 설정된 것으로서, 더욱 상세하게는 스마트안테나에서의 배열안테나 개수를 고려하여 설정된다.
Figure 112008078316311-PAT00008
여기서,
Figure 112008078316311-PAT00009
는 스마트 안테나의 사용으로 인한 공간처리 이득을 나타낸다(수학식 1 참조). 그리고, M은 배열안테나 개수를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법에 대한 제2 실시예 흐름도로서, 단말에서 수행되는 핸드오버 방법을 나타낸다.
단말이 주변 기지국들로부터 기지국 정보를 수집하고(500), 그 수집된 기지국 정보에 기초하여 활동 집합(Active Set)을 갱신한다(502). 이는 일반적인 핸드오버에서와 동일하므로, 더 이상 설명하지 않기로 한다.
그리고, 단말은 서빙 기지국으로부터 수신한 하향 신호를 이용하여 해당 서 빙 기지국의 유형(스마트안테나 기지국인지, 일반 기지국인지)을 확인한다(504). 여기서, 서빙 기지국의 유형을 확인하는 과정은 도 4에서 설명한 바와 같다.
서빙 기지국 유형의 확인 결과(504), 서빙 기지국이 일반 기지국인 경우(예를 들어, 서빙 기지국의 프리앰블 인덱스가 57 이상인 경우), 단말은 상기 [수학식 2]와 같은 핸드오버 조건이 만족하는지를 판단하여(506), 만약 핸드오버 조건이 만족되면 서빙 기지국에서 타켓 기지국으로 핸드오버를 수행한다(510).
서빙 기지국 유형의 확인 결과(504), 서빙 기지국이 스마트안테나 기지국인 경우(예를 들어, 서빙 기지국의 프리앰블 인덱스가 56 이하인 경우), 단말은 자신이 서빙 기지국의 기본 커버리지(도 2의 "202")를 이탈하는지를 확인하여(508) 만약 이탈하면(즉, 확장 커버리지(도 2의 "203")로 진입하면) 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행한다(510). 만약, 기본 커버리지(도 2의 "202")를 이탈하지 않고 그 기본 커버리지 내에 있으면 "500"으로 돌아간다. 여기서, 단말은 서빙 기지국으로부터 수신한 하향신호의 수신세기(RSSI: Received Signal Strength Indication)로부터 서빙 기지국까지의 거리를 알 수 있는 바, 결국 단말은 서빙 기지국까지의 거리 및 기지국 커버리지 정보 등을 이용하여 해당 단말이 기본 커버리지를 이탈하였는지 여부도 알 수 있다. 실시예에 따라서, 단말은 GPS 위성으로부터 획득한 위치정보에 기초하여 기본 커버리지 이탈 여부를 알 수도 있다.
요컨대, 서빙 기지국이 스마트안테나 기지국인 경우, 도 5에 도시된 바와 같은 제2 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같은 제1 실시예와 달리, 단말이 서빙 기지국의 기본 커버리지(202)를 벗어나는지를 확인하여 즉각적으로 핸드오버 여부를 결정할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 일반적인 다중셀 기반 무선접속 네트워크의 셀 중첩 영역에서의 무선 품질에 대한 설명도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트안테나 기지국과 일반 기지국을 혼용한 무선접속망의 셀 중첩 영역에서의 무선품질 개선에 대한 개념 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 셀간 간섭을 제거하기 위한 스마트안테나 기지국/MIMO 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법 대한 일실시예 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법에 대한 제1 실시예 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법에 대한 제2 실시예 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명
21: 일반 기지국 22: 스마트안테나 기지국
200: 셀 중첩 영역 201, 301: 일반기지국의 셀 영역(커버리지)
202, 302: 스마트안테나 기지국의 기본 커버리지
203, 303: 스마트안테나 기지국의 확장 커버리지

Claims (10)

  1. 셀간 간섭을 제거하기 위한 다중셀 기반의 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법에 있어서,
    복수의 스마트안테나 기지국과 복수의 일반 기지국을 포함하여 무선접속망을 구성하되,
    동종 기지국이 인접하지 않도록 상기 스마트안테나 기지국과 상기 일반 기지국을 교대로 배치하는 것을 특징으로 하는 무선접속망 구성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일반 기지국은,
    MIMO 기지국, SIMO 기지국, 및 SISO 기지국 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선접속망 구성 방법.
  3. 스마트안테나 기지국과 일반 기지국이 교대로 배치된 이종 기지국 혼용 무선접속망에서 무선단말이 수행하는 핸드오버 방법에 있어서,
    서빙 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 인덱스를 통하여 상기 서빙 기지국의 유형을 확인하는 확인 단계;
    상기 서빙 기지국이 상기 일반 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 제1 임계치보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제1 핸드오버 단계; 및
    상기 서빙 기지국이 상기 스마트안테나 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 「스마트안테나의 공간처리이득이 고려된 제2 임계치」보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제2 핸드오버 단계
    를 포함하는 핸드오버 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 임계치는,
    상기 제1 임계치와 상기 스마트안테나 공간처리이득의 합인 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스마트안테나 공간처리이득은,
    상기 서빙 기지국의 스마트 안테나에서의 배열안테나 개수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  6. 스마트안테나 기지국과 일반 기지국이 교대로 배치된 이종 기지국 혼용 무선접속망에서 무선단말이 수행하는 핸드오버 방법에 있어서,
    서빙 기지국으로부터 수신한 프리앰블의 인덱스를 통하여 상기 서빙 기지국의 유형을 확인하는 확인 단계;
    상기 서빙 기지국이 상기 일반 기지국인 경우, 타겟 기지국과 상기 서빙 기지국의 프리앰블 신호대간섭비의 차이가 임계치보다 크면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제1 핸드오버 단계; 및
    상기 서빙 기지국이 상기 스마트안테나 기지국인 경우, 상기 무선단말이 상기 서빙 기지국의 기본 커버리지를 이탈하면 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 제2 핸드오버 단계
    를 포함하는 핸드오버 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 핸드오버 단계는,
    상기 서빙 기지국으로부터 수신한 하향신호의 수신세기를 통하여 상기 기본 커버리지의 이탈 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국의 기본 커버리지는,
    상기 서빙 기지국이 일반 기지국에 해당한다고 가정할 경우의 커버리지인 것을 특징으로 핸드오버 방법.
  9. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 프리앰블 인덱스는,
    스마트안테나 기지국 그룹과 일반 기지국 그룹으로 구분되어 부여된 일련번호인 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프리앰블 인덱스는,
    하나의 기지국의 셀 영역이 섹터화된 경우에는 섹터별로 서로 다른 인덱스가 부여되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 방법.
KR1020080112375A 2008-11-12 2008-11-12 셀간 간섭을 제거하기 위한 이종 기지국 혼용 무선접속망 구성 방법, 및 이종 기지국 혼용 무선접속망에서의 핸드오버 방법 KR20100053316A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110139219A (zh) * 2018-03-28 2019-08-16 杨铭域 智慧5g网络系统

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