KR20100069063A - Wireless communication systems and methods providing seamless services utilizing unlicensed communication bands - Google Patents

Wireless communication systems and methods providing seamless services utilizing unlicensed communication bands Download PDF

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KR20100069063A
KR20100069063A KR1020080127628A KR20080127628A KR20100069063A KR 20100069063 A KR20100069063 A KR 20100069063A KR 1020080127628 A KR1020080127628 A KR 1020080127628A KR 20080127628 A KR20080127628 A KR 20080127628A KR 20100069063 A KR20100069063 A KR 20100069063A
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Abstract

PURPOSE: A wireless communication system for providing seamless services utilizing unlicensed communication bands and a method thereof are provided to supply by selectively using unlicensed communication bands and licensed communication bands according to an interference situation. CONSTITUTION: An outdoor user(104) directly communicates with a target base station(101) in a normal state, and performs communication by using a femto-cell(102) or a relay(103). The femto-cell or the relay selectively uses a licensed band or an unlicensed band. If a communication service is provided through the unlicensed band, the femto-cell or the relay provides a user with a service by searching available channels based on a channel sensing method.

Description

비 면허 대역을 이용하여 끊김 없는 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템 및 장치{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS AND METHODS PROVIDING SEAMLESS SERVICES UTILIZING UNLICENSED COMMUNICATION BANDS}WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS AND METHODS PROVIDING SEAMLESS SERVICES UTILIZING UNLICENSED COMMUNICATION BANDS}

본 발명은 비 면허 대역을 이용하여 끊김 없는 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system and apparatus for providing a seamless service using an unlicensed band.

무선 통신 환경에서 시스템 성능에 큰 영향을 미치는 동일 채널 간섭은 상호 간섭을 일으키는 시스템들이 서로 다른 대역을 사용함으로써 효과적으로 회피될 수 있다. 일례로 실외에서는 면허대역을 사용하는 모바일 와이맥스 기지국으로부터 통신 서비스를 받고, 실내에서는 비 면허 대역을 사용하는 무선랜(WLAN)으로부터 통신 서비스를 받는다면 각 사용자들에게 미치는 상호 간섭을 피할 수 있어 시스템 성능을 높일 수 있다. 하지만 이 경우 모바일 와이맥스와 무선랜이 서로 다른 통신 시스템이기 때문에 일례로 실내 사용자가 실외로 이동할 경우 사용자는 무선랜과의 접속을 끊고 새로이 모바일 와이맥스 기지국와의 접속을 시도해야 한다. 이는 시스템간 하드 핸드오버(hard handover) 기술을 요하게 되며 새로운 시스템에 접속하는 경우, 인증을 포함한 시간 및 주파수 동기 획득과 같은 복잡한 과정을 거쳐야 하기 때문에 끊김 없는 통신 서비스를 제공받을 수 없다.Co-channel interference, which greatly affects system performance in a wireless communication environment, can be effectively avoided by systems that cause mutual interference using different bands. For example, if you receive the communication service from the mobile WiMAX base station using the licensed band outdoors and the communication service from the wireless LAN (WLAN) using the unlicensed band indoors, mutual interference to each user can be avoided. Can increase. However, in this case, since the mobile WiMAX and the wireless LAN are different communication systems, for example, when an indoor user moves outdoors, the user must disconnect the wireless LAN and attempt to connect to the mobile WiMAX base station. This requires hard handover technology between systems, and when accessing a new system, a complicated communication service such as time and frequency synchronization including authentication cannot be provided to provide a seamless communication service.

최근 들어 IEEE 802.16x와 같은 무선 통신 표준화 규격에서 실내 환경에서 고품질의 데이터 서비스를 지원하기 위해 펨토셀 기술을, 기지국 신호의 세기가 미약한 음영지역에서의 성능 향상을 위해 릴레이 기술의 사용을 고려하고 있다. 그러나 이 경우 부분적인 성능 개선은 있을 수 있지만 모바일 와이맥스 기지국, 펨토셀, 릴레이가 동일 대역을 사용할 경우에는 상호 간섭으로 인해 전체 시스템 성능이 떨어지는 문제점이 있다.Recently, femtocell technology has been considered to support high-quality data services in indoor environments in wireless communication standardization standards such as IEEE 802.16x, and relay technology has been considered to improve performance in shadow areas where signal strength of base stations is weak. . In this case, however, there may be a partial performance improvement, but when the mobile WiMAX base station, femtocell, and relay use the same band, there is a problem that overall system performance decreases due to mutual interference.

따라서 본 발명은 기지국, 펨토셀, 릴레이 간 상호 간섭을 피하기 위해 실내 또는 음영지역 서비스를 제공하는 펨토셀(femtocell)과 릴레이(relay)는 면허 대역 내 동일 채널 간섭 크기에 따라 면허 대역이나 비 면허 대역을 선택적으로 사용하도록 한다. 펨토셀과 릴레이가 비 면허 대역을 사용하는 경우, 비 면허 대역 내 동/이 기종 간섭이 없는 대역을 사용하여 안정적인 서비스를 제공한다. 이를 통해 본 발명은 동/이 기종 간섭을 효율적으로 회피함과 동시에, 실내에서 기지국과 다른 시스템을 사용하는 종래 기법과 달리, 동일 규격을 갖는 기지국, 펨토셀, 릴레이를 이용하여 서비스를 제공함으로써 사용자의 서비스 환경 변화에 따른 추가적인 시스템 등록 절차 없이 끊김 없는 서비스를 제공할 수 있다.Therefore, in the present invention, a femtocell and a relay that provide indoor or shadow area service to avoid mutual interference between a base station, a femtocell, and a relay selectively select a licensed band or an unlicensed band according to the same channel interference in the licensed band. To be used. When femtocells and relays use unlicensed bands, they provide stable services by using bands free from copper / heterogeneous interference within the unlicensed bands. Through this, the present invention efficiently avoids the same / heterogeneous interference, and provides a service using a base station, a femtocell, and a relay having the same standard, unlike the conventional technique of using a system different from the base station indoors. Seamless service can be provided without additional system registration procedure according to service environment change.

동일 주파수 대역에서 기지국, 펨토셀, 릴레이 시스템이 사용되는 경우, 각 시스템의 성능이 저하되는 주요 원인은 동일 채널 간섭으로 인해 신호 대 간섭 잡음 비(Signal-to-Interference-Noise power Ratio: 이하 SINR)가 낮아지기 때문이다. 이 같은 문제점을 해결하기 위해서는 상호간의 서로 다른 대역을 사용함으로써 동일 채널 간섭의 영향을 완화하여 시스템이 요구하는 SINR 값을 보장해줘야 한다. 이를 위해 본 발명은 펨토셀과 릴레이에 가해지는 간섭 상황에 따라 펨토셀 및 릴레이가 면허 대역이나 비 면허 대역을 선택적으로 사용하게 함으로써 셀룰러 기지국으로부터의 간섭을 효율적으로 회피하도록 한다. 그러나 비 면허 대역을 사용하는 경우, 비 면허 대역 내 혼재되어 있는 기존의 무선랜, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 시스템들과 같은 이기종 간섭 영향으로 펨토셀 및 릴레이의 성능이 저하될 가능성이 있기 때문에 펨토셀과 릴레이가 채널 센싱을 지속적으로 수행함으로써 비 면허 대역 내의 간섭 신호를 효율적으로 회피하여 통신 서비스를 제공하도록 한다. 또한 본 발명은 실내에서 기지국과 다른 시스템을 사용하는 경우와는 달리, 동일 규격을 갖는 기지국, 펨토셀, 릴레이를 활용하기 때문에 실외에서 실외 기지국으로부터 서비스를 받던 사용자가 실내 혹은 음영지역으로 또는 이 반대로 이동할 경우에도 별도의 시스템 등록 절차가 필요 없어 끊김 없는 통신 서비스를 지원할 수 있다.When base stations, femtocells, and relay systems are used in the same frequency band, the main cause of performance degradation of each system is that the signal-to-interference-noise power ratio (SINR) is due to co-channel interference. Because it is lowered. To solve this problem, it is necessary to mitigate the effects of co-channel interference by using different bands to ensure the SINR value required by the system. To this end, the present invention allows the femtocell and the relay to selectively use the licensed or unlicensed band according to the interference situation applied to the femtocell and the relay to effectively avoid the interference from the cellular base station. However, when using the unlicensed band, femtocells and relays may be degraded due to heterogeneous interference effects such as existing wireless LAN, Bluetooth, and Zigbee systems mixed in the unlicensed band. Femtocells and relays continuously perform channel sensing to efficiently avoid interference signals in unlicensed bands to provide communication services. In addition, the present invention uses a base station, femtocell, relay having the same standard, unlike when using a system other than the base station indoors, the user who received the service from the outdoor base station in the outdoors to move to the indoor or shadow area or vice versa In this case, a separate system registration procedure is not required and thus a seamless communication service can be supported.

본 발명의 상세한 동작 절차에 대하여 기술한다. 도 1과 같이 실외에는 기지국(101)이, 실내에는 기지국과 동일 규격을 갖는 펨토셀(102) 그리고 음영 지역에는 릴레이(103)가 존재하는 환경을 고려하자. 실외 사용자(104)가 정상적인 상태에서는 목표(target) 기지국(101)과 직접 통신하며, 사용자가 실내(105) 또는 음영 지역(106)으로 이동했을 경우에는 펨토셀(102)이나 릴레이(103)를 사용하여 통신을 한다. 이 때, 펨토셀(102)이나 릴레이(103)는 간섭 상황에 따라 면허 대역이나 비 면허 대역을 선택적으로 사용하며, 비 면허 대역을 통해 서비스를 제공할 경우, 채널 센싱 기법을 사용하여 이용 가능한 채널들을 찾아 사용자에게 서비스를 제공한다.Detailed operating procedures of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, consider an environment in which a base station 101 is outdoors, a femtocell 102 having the same standard as a base station is indoors, and a relay 103 is present in a shaded area. The outdoor user 104 communicates directly with the target base station 101 under normal conditions, and the femtocell 102 or relay 103 is used when the user moves to the indoor 105 or shaded area 106. To communicate. At this time, the femtocell 102 or the relay 103 selectively uses a licensed band or an unlicensed band according to an interference situation, and when providing a service through an unlicensed band, the femtocell 102 or the relay 103 uses available channels using a channel sensing technique. Find and provide services to users.

비 면허 대역 내의 전송 대역 개수를

Figure 112008086273312-PAT00001
, 이들의 집합을
Figure 112008086273312-PAT00002
이라 정의한다. 먼저 도 2와 같은 펨토셀 환경을 고려하자. 펨토셀(202)은 유선 망(203)을 통해 펨토셀 내 단말기(204)들에게 전송할 데이터를 전달받은 후, 단말기(204)로 데이터를 전달하기 전에 도 3과 같이 먼저 면허 대역 내 동일 채널 간섭 등을 고려하여 면허 대역의 사용 가능 여부를 판단하고, 면허 대역 사용이 불가할 경우 비 면허 대역에 대한 채널 센싱을 수행하여 이용 가능한 대역을 찾아낸다.The number of transmission bands in the unlicensed band
Figure 112008086273312-PAT00001
, A set of these
Figure 112008086273312-PAT00002
This is defined as. First, consider the femtocell environment as shown in FIG. The femtocell 202 receives the data to be transmitted to the terminals 204 in the femtocell through the wired network 203, and then performs the same channel interference in the licensed band as shown in FIG. 3 before transmitting the data to the terminal 204. In consideration of the use of the licensed band, if the licensed band is not available, channel sensing for the unlicensed band is performed to find an available band.

상기 301 단계에서 펨토셀이 유선 망을 통해 단말에게 전달할 신호를 전달 받으면, 펨토셀은 상기 302단계에서 면허 대역 내에 있는 간섭 신호의 수신 강 도(Received Signal Strength Indicator)를 측정한다. 이 때 상기 303 단계에서 간섭 신호의 크기가 특정 임계 값

Figure 112008086273312-PAT00003
보다 작을 경우 기지국과 동일한 면허 대역을 사용하고, 수신 강도 값이
Figure 112008086273312-PAT00004
보다 클 경우에는 상기 304단계에서 비 면허 대역을 사용하기 위해 채널 센싱을 수행한다. 펨토셀이 시간
Figure 112008086273312-PAT00005
에서 비 면허 대역 내 채널
Figure 112008086273312-PAT00006
을 통해 받은 수신 신호를
Figure 112008086273312-PAT00007
라 할 때, 상기 304 단계에서 채널
Figure 112008086273312-PAT00008
의 사용가능 여부를 <수학식 1>과 같은 단순 가정(hypothesis) 기법을 사용하여 판단한다.When the femtocell receives the signal to be transmitted to the terminal through the wired network in step 301, the femtocell measures the received signal strength (Received Signal Strength Indicator) of the interference signal in the licensed band in step 302. At this time, in step 303, the magnitude of the interference signal is a specific threshold value.
Figure 112008086273312-PAT00003
If less, the same license band as the base station is used, and the reception strength value is
Figure 112008086273312-PAT00004
If greater, in step 304, channel sensing is performed to use an unlicensed band. Femtocell time
Figure 112008086273312-PAT00005
Unlicensed In-band Channel
Figure 112008086273312-PAT00006
Receive signals received through
Figure 112008086273312-PAT00007
When the channel in step 304
Figure 112008086273312-PAT00008
Is determined by using a hypothesis technique such as Equation 1.

Figure 112008086273312-PAT00009
Figure 112008086273312-PAT00009

여기서

Figure 112008086273312-PAT00010
와
Figure 112008086273312-PAT00011
는 간섭 신호의 존재 유무를 나타내는 가정을 의미하며,
Figure 112008086273312-PAT00012
는 시간
Figure 112008086273312-PAT00013
에서 비 면허 대역 전송 대역
Figure 112008086273312-PAT00014
에 존재하는 간섭 신호,
Figure 112008086273312-PAT00015
은 평균 0, 분산
Figure 112008086273312-PAT00016
을 가지는 시간
Figure 112008086273312-PAT00017
에서 비 면허 대역 전송 대역
Figure 112008086273312-PAT00018
의 가우시안(Gaussian) 잡음을 나타내며,
Figure 112008086273312-PAT00019
는 상기 가정기법을 수행하는 주기 시간을 나타낸다. 펨토셀은 <수학식 1>의 가설을 바탕으로 상기 304 단계에서 정합 필터(matched filter) [1], 에너지 검출기(energy detector) [2] 등의 센싱 기법을 통해 통신이 가능한 전송 대역들을 찾아낸다. 일례로 에너지 검출기를 통해 비 면허 대역에서의 채널 센싱을 수행한다고 가정할 때, 전송 가능한 대역은 <수학식 2> 와 같이 선택된다.here
Figure 112008086273312-PAT00010
Wow
Figure 112008086273312-PAT00011
Means an assumption that indicates the presence or absence of an interference signal,
Figure 112008086273312-PAT00012
Time
Figure 112008086273312-PAT00013
Unlicensed band transmission band
Figure 112008086273312-PAT00014
Interfering signal present in,
Figure 112008086273312-PAT00015
Average 0, variance
Figure 112008086273312-PAT00016
Time to
Figure 112008086273312-PAT00017
Unlicensed band transmission band
Figure 112008086273312-PAT00018
Gaussian noise of,
Figure 112008086273312-PAT00019
Denotes a cycle time for performing the hypothesis. Based on the hypothesis of Equation 1, the femtocell finds transmission bands that can communicate through sensing techniques such as a matched filter [1] and an energy detector [2]. For example, assuming that channel sensing in an unlicensed band is performed through an energy detector, a transmittable band is selected as in Equation 2.

Figure 112008086273312-PAT00020
Figure 112008086273312-PAT00020

여기서

Figure 112008086273312-PAT00021
는 간섭 신호의 유무를 판단하기 위한 임계 값이며,
Figure 112008086273312-PAT00022
은 시간
Figure 112008086273312-PAT00023
, 전송 대역
Figure 112008086273312-PAT00024
에서의 수신 신호의 크기를 나타내는 값으로 일례로 <수학식 3>과 같이 구할 수 있다.here
Figure 112008086273312-PAT00021
Is a threshold value for determining the presence of an interference signal.
Figure 112008086273312-PAT00022
Silver time
Figure 112008086273312-PAT00023
Transmission band
Figure 112008086273312-PAT00024
This is a value representing the magnitude of the received signal at < RTI ID = 0.0 > e. &Lt; / RTI &gt;

Figure 112008086273312-PAT00025
Figure 112008086273312-PAT00025

이를 통해 선택된 비 면허 대역 내의 전송이 가능한 대역들의 집합

Figure 112008086273312-PAT00026
는 <수학식 4>와 같다.This allows a set of bands that can be transmitted within the selected unlicensed band
Figure 112008086273312-PAT00026
Is the same as Equation 4.

Figure 112008086273312-PAT00027
Figure 112008086273312-PAT00027

여기서

Figure 112008086273312-PAT00028
은 비 면허 대역 내의 전송 가능한 채널 대역들의 집합이다. 펨토셀은 데이터를 상기 305 단계에서
Figure 112008086273312-PAT00029
에 속한 채널을 통해 단말기와 송수신한다.here
Figure 112008086273312-PAT00028
Is a set of transmittable channel bands in an unlicensed band. The femtocell transmits the data in step 305.
Figure 112008086273312-PAT00029
Sends and receives with the terminal through the channel belonging to.

상기 도 2에서 시간

Figure 112008086273312-PAT00030
에서 펨토셀(202)과 목표 단말기(204) 사이의 채널을
Figure 112008086273312-PAT00031
, 기지국(201)과 목표 단말기(204) 사이의 채널을
Figure 112008086273312-PAT00032
이라 하자. 이 때, 시간
Figure 112008086273312-PAT00033
에서 펨토셀(202)이 유선 망(203)을 통해 목표 신호
Figure 112008086273312-PAT00034
를 전달받고 시간
Figure 112008086273312-PAT00035
에서 목표 단말(204)에게
Figure 112008086273312-PAT00036
를 전송한다고 가정하면, 기지국(201)과 펨토셀(202)이 동일한 면허 대역을 사용하는 경우 목표 단말(204)의 수신 신호
Figure 112008086273312-PAT00037
은 <수학식 5>와 같이 시간
Figure 112008086273312-PAT00038
에서 기지국(201)이 다른 단말(205)에게 전송하는 신호
Figure 112008086273312-PAT00039
의 간섭을 받게 된다.Time in FIG. 2 above
Figure 112008086273312-PAT00030
In the channel between the femtocell 202 and the target terminal 204
Figure 112008086273312-PAT00031
, The channel between the base station 201 and the target terminal 204
Figure 112008086273312-PAT00032
Let's say At this time,
Figure 112008086273312-PAT00033
At the femtocell 202 via the wired network 203
Figure 112008086273312-PAT00034
Getting time
Figure 112008086273312-PAT00035
To the target terminal 204
Figure 112008086273312-PAT00036
Assuming that the base station 201 and femtocell 202 use the same licensed band, the received signal of the target terminal 204
Figure 112008086273312-PAT00037
Is the time as in <Equation 5>
Figure 112008086273312-PAT00038
Signal transmitted from the base station 201 to the other terminal 205 in
Figure 112008086273312-PAT00039
Will be interfered with.

Figure 112008086273312-PAT00040
Figure 112008086273312-PAT00040

그러나 본 발명에서는 면허 대역 내 기지국 간섭의 영향이 클 경우, 목표 단말(204)이 비 면허 대역 내 간섭이 존재하지 않는 채널

Figure 112008086273312-PAT00041
를 통해 목표 신호
Figure 112008086273312-PAT00042
를 수신함으로써 <수학식 6>과 같이 면허 대역 내 기지국 간섭
Figure 112008086273312-PAT00043
와 비 면허 대역 내의 이기종 간섭 신호의 영향을 받지 않고 안정적으로 신호를 수신할 수 있다. However, in the present invention, if the influence of the base station interference in the licensed band is large, the target terminal 204 is a channel that does not exist in the unlicensed band
Figure 112008086273312-PAT00041
Goal signal through
Figure 112008086273312-PAT00042
Base station interference in the licensed band as shown in Equation (6).
Figure 112008086273312-PAT00043
Signals can be stably received without being affected by heterogeneous interfering signals in the unlicensed and unlicensed bands.

Figure 112008086273312-PAT00044
Figure 112008086273312-PAT00044

또한 실내에서 기지국(201)과 다른 시스템을 사용하는 경우(일례로 모바일 와이맥스와 무선랜)와는 달리, 본 발명은 사용자가 건물 내외를 빈번하게 이동할 경우에도 그 때마다 시스템 등록을 다시 수행할 필요 없이 끊김 없는 통신이 가능하다는 장점이 있다.In addition, unlike the case of using a system different from the base station 201 indoor (for example, mobile WiMAX and wireless LAN), the present invention does not need to re-register the system every time even if the user frequently moves in and out of the building. The advantage is that seamless communication is possible.

본 발명은 기지국 신호가 제대로 전달되지 못하는 셀 가장 자리나 음영 지역에 있는 단말들을 지원해 주기 위한 릴레이 시스템으로도 응용이 가능하다. 도 4와 같이 목표 단말(403)이 음영 지역에 위치하여 릴레이(402)를 통해 기지국(401) 신호를 수신하는 환경을 고려하자. 도 5는 릴레이 환경에서 본 발명의 동작 절차를 나타낸다. 상기 501 단계에서 기지국은 면허 대역을 통해 시간

Figure 112008086273312-PAT00045
에 릴레이로 신호
Figure 112008086273312-PAT00046
를 전송하며, 신호를 전달받은 릴레이는 상기 502 단계에서 면허 대역으로부터 받는 간섭 신호의 수신 강도를 측정한다. 이 때 상기 503 단계에서 간섭 신호의 수신 강도 값이 특정 임계 값
Figure 112008086273312-PAT00047
보다 클 경우, 상기 504단계에 비 면허 대역을 센싱 하여 <수학식 4>와 같이 비 면허 대역 내의 이용 가능 대역을 찾는다. 다음으로 상기 505 단계에서 릴레이는 시간
Figure 112008086273312-PAT00048
에 비 면허 대역의 채널
Figure 112008086273312-PAT00049
을 통해 전송 신호
Figure 112008086273312-PAT00050
를 목표 단말에게 전송한다. 이 때, 본 발명은 펨토셀의 경우와 마찬가지로 시간
Figure 112008086273312-PAT00051
에서 릴레이가 비 면허 대역을 통해 목표 단말에게 신호를 전달함으로써 시간
Figure 112008086273312-PAT00052
에서 발생 가능한 기지국과 릴레이 간 상호 간섭의 영향을 효율적으로 회피할 수 있다.The present invention can also be applied as a relay system for supporting the terminals in the cell edge or shadow area where the base station signal is not properly transmitted. Consider an environment in which the target terminal 403 is located in the shadowed area and receives the base station 401 signal through the relay 402 as shown in FIG. 4. 5 shows the operating procedure of the present invention in a relay environment. In step 501, the base station transmits time through a licensed band.
Figure 112008086273312-PAT00045
Signal as relay on
Figure 112008086273312-PAT00046
In step 502, the relay receiving the signal measures the reception strength of the interference signal received from the licensed band. At this time, in step 503, the reception strength value of the interference signal is a specific threshold value.
Figure 112008086273312-PAT00047
If greater, in step 504, the unlicensed band is sensed to find an available band in the unlicensed band as shown in Equation (4). Next, in step 505, the relay is timed.
Figure 112008086273312-PAT00048
Channels in the non-licensed band
Figure 112008086273312-PAT00049
Transmit signal through
Figure 112008086273312-PAT00050
Send to the target terminal. At this time, the present invention is time as in the case of femtocell
Figure 112008086273312-PAT00051
Relays the signal to the target terminal through the unlicensed band
Figure 112008086273312-PAT00052
It is possible to efficiently avoid the effects of mutual interference between the base station and the relay that can occur in the.

본 발명은 펨토셀 또는 릴레이(Relay)를 사용하는 무선 접속 환경에서 실외지 역을 서비스하는 기지국은 면허 대역을, 실내 혹은 음영지역을 서비스하는 펨토셀과 릴레이는 간섭 상황에 따라 면허 대역 및 비 면허대역을 선택적으로 사용함으로써 끊김 없는(seamless) 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 이 때, 비 면허대역을 사용하는 경우, 펨토셀이나 릴레이는 채널 센싱을 통해 비 면허 대역 내 간섭 신호가 없는 대역을 사용하여 기존 시스템 성능에 영향을 주지 않고 서비스를 제공할 수 있다. 본 발명은 실내에서 기지국과 다른 이기종 시스템을 사용하는 경우(일례로 모바일 와이맥스와 무선랜)와는 달리, 기지국과 같은 통신 규격의 펨토셀이나 릴레이를 사용함으로써 사용자가 실외, 실내 그리고 음영지역에서 서비스 받을 때 별도의 등록 절차 없이 서비스가 가능하도록 하여 끊김 없는 통신 서비스를 지원 할 수 있다.According to the present invention, a base station serving an outdoor area in a wireless access environment using a femtocell or relay is a licensed band, and a femtocell and a relay serving an indoor or shadowed area are licensed and unlicensed band according to interference conditions. It relates to a wireless communication system that provides a seamless service by using selectively. In this case, when using an unlicensed band, femtocells or relays can provide services without affecting the performance of the existing system by using a band without interference signals in the unlicensed band through channel sensing. When using a heterogeneous system different from a base station indoors (for example, mobile WiMAX and wireless LAN), the present invention uses femtocells or relays of a communication standard such as a base station when a user is serviced outdoors, indoors, and in a shaded area. It can support seamless communication service by enabling service without separate registration procedure.

본 발명에 의한, 비 면허 대역을 이용하여 끊김 없는 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템 및 장치는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위 와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.The wireless communication system and apparatus for providing a seamless service using an unlicensed band according to the present invention can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and are not limited to the above embodiments. In addition, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common knowledge in the technical field to which the present invention belongs As those skilled in the art can have various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, it is not limited to the above embodiments and the accompanying drawings, of course, and not only the claims to be described below but also claims Judgment should be made including scope and equivalence.

도 1은 비 면허 대역을 활용한 기지국 및 펨토셀 운용 도면이다.1 is a diagram illustrating a base station and femtocell operation utilizing an unlicensed band.

도 2는 기지국 및 펨토셀 환경의 개략적인 구성을 나타내는 예시도이다. 2 is an exemplary diagram showing a schematic configuration of a base station and femtocell environment.

도 3은 본 발명의 일실 시예에 따른 펨토셀 시스템의 비 면허 대역 전송 방안을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary view illustrating an unlicensed band transmission method of a femtocell system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 기지국 및 릴레이 환경의 개략적인 구성을 나타내는 예시도이다.4 is an exemplary diagram showing a schematic configuration of a base station and a relay environment.

도 5는 본 발명의 일실 시예에 따른 릴레이 시스템의 비 면허 대역 전송 방안을 나타내는 예시도이다.5 is an exemplary diagram illustrating an unlicensed band transmission method of a relay system according to an embodiment of the present invention.

Claims (6)

비 면허 대역을 이용하여 끊김 없는 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템 및 장치에 있어서,A wireless communication system and apparatus for providing a seamless service using an unlicensed band, 면허 대역의 간섭 신호 수신 크기 추정 방법 및 추정부와,A method and estimation unit for estimating an interference signal reception size of a licensed band; 면허 대역의 간섭 신호 크기에 따라, 펨토셀 또는 릴레이가 비 면허 대역 사용 여부를 결정하는 방법 및 결정부와,A method and determining unit for determining whether an unlicensed band is used by a femtocell or a relay according to an interference signal size of a licensed band; 상기 결정 방법 및 결정부로부터 펨토셀 또는 릴레이가 비 면허 대역을 사용해야 하는 경우, 비 면허 대역 내 이용 가능한 전송 대역을 찾는 방법 및 결정부와,If the femtocell or relay should use the unlicensed band from the determination method and decision unit, a method and determination unit for finding available transmission band in the unlicensed band, 상기 결정 방법 및 결정부로부터 결정된 전송 대역에 따라, 펨토셀이 목표 단말과 통신 하는 방법 및 송/수신부와,A method and a transmitter / receiver for communicating with a target terminal by a femtocell according to the determination method and the transmission band determined by the determination unit, 상기 결정 방법 및 결정부로부터 결정된 전송 대역에 따라, 릴레이가 목표 단말과 통신 하는 방법 및 송/수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.And a method for communicating with a target terminal and a transmitter / receiver, according to the determination method and the transmission band determined by the determination unit. 제 1항에 있어서, 면허 대역의 간섭 신호 수신 크기 추정 방법 및 추정부는,The method of claim 1, wherein the method and estimator for receiving the interference signal reception size of the licensed band, 하향링크 파일럿(pilot) 및 프리앰블(preamble) 신호를 이용하여 추정하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.A method and apparatus for estimating using downlink pilot and preamble signals. 제 1항에 있어서, 펨토셀 또는 릴레이가 비 면허 대역 사용 여부를 결정하는 방법 및 결정부는,The method and determiner of claim 1, wherein the femtocell or the relay determines whether to use an unlicensed band. 상기 추정 방법 및 추정부로부터 획득한 면허 대역의 간섭 신호 수신 크기가 특정 임계 값
Figure 112008086273312-PAT00053
보다 클 경우, 비 면허 대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치. The received signal of the interference band of the licensed band obtained from the estimation method and the estimation unit has a specific threshold value.
Figure 112008086273312-PAT00053
If greater, using an unlicensed band. 제 1항에 있어서, 펨토셀 및 릴레이가 비 면허 대역을 사용해야 하는 경우, 펨토셀 및 릴레이가 비 면허 대역 내에서 이용 가능한 전송 대역을 찾는 방법 및 결정부는, The method and decision unit of claim 1, wherein when the femtocell and the relay need to use an unlicensed band, the method and the determining unit for finding a transmission band in which the femtocell and the relay are available within the unlicensed band, 수학식
Figure 112008086273312-PAT00054
에 의해 구하고, 여기서
Figure 112008086273312-PAT00055
은 비 면허 대역 내의 전송 가능한 채널들의 집합이며,
Figure 112008086273312-PAT00056
은 시간
Figure 112008086273312-PAT00057
에서 채널
Figure 112008086273312-PAT00058
의 사용 가능 여부를 각각 의미하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치. Equation
Figure 112008086273312-PAT00054
Obtained by, where
Figure 112008086273312-PAT00055
Is the set of transmittable channels in the unlicensed band,
Figure 112008086273312-PAT00056
Silver time
Figure 112008086273312-PAT00057
Channel
Figure 112008086273312-PAT00058
Method and apparatus, characterized in that each means the availability of. 제 1항에 있어서, 펨토셀이 목표 단말과 통신 하는 방법 및 송/수신부는, The method of claim 1, wherein the femtocell communicates with the target terminal and the transmitting / receiving unit, 상기 목표 신호의 전송 대역을 결정하는 방법 및 결정부로부터 결정된 전송 대역을 이용하여, 펨토셀이 목표 신호를 목표 단말기에게 전송하거나 단말기로부터 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.And a femtocell transmits a target signal to a target terminal or receives a signal from the terminal by using the method of determining the transmission band of the target signal and the transmission band determined by the determining unit. 제 1항에 있어서, 릴레이가 목표 단말과 통신 하는 방법 및 송/수신부는, The method of claim 1, wherein the relay communicates with the target terminal and the transmission / reception unit, 상기 목표 신호의 전송 대역을 결정하는 방법 및 결정부로부터 결정된 전송 대역을 이용하여, 릴레이가 목표 신호를 목표 단말기에게 전송하거나 단말기로부터 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.A method and apparatus for determining a transmission band of the target signal and a transmission band determined by the determining unit, the relay transmits the target signal to the target terminal or receiving a signal from the terminal.
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