KR20100088855A - 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법 및 이를 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 매크로 셀 영역에 속하는 다수의 펨토 셀 중 계층적으로 구성된 셀룰러 시스템에 있어서, 단말이 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀에 대한 측정 보고시, 상기 일 펨토 셀의 인접한 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 가지는 측정 보고 메시지를 전송하는 과정과, 매크로 기지국이 상기 인접 셀 식별자를 이용하여 상기 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀과 타 펨토 셀들을 구분하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법 및 이를 위한 시스템을 제공한다.

femto, macro, PCID, GCID,

Description

매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법 및 이를 위한 시스템{A method for measurement report frequency reuse in a wireless communication network having macro cells and femto cells and a system thereof}

본 발명은 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 특히, 매크로 및 펨토 셀들이 혼재된 무선 통신 네트워크에서 펨토 셀들을 구분하기 위한 측정 보고 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.

펨토(Femto)란 10-15 의 매우 작은 단위를 나타낸다. 펨토 셀(Femto Cell)이란 셀룰러 시스템에서 매우 작은 범위를 커버할 수 있는 소형 셀을 의미하며, 이러한 펨토 셀을 관장하기 위한 기지국을 가칭 "펨토 기지국"이라고 칭한다. 펨토 기지국은 초소형/저전력 가정/사무실용으로 사용될 옥내 기지국을 의미한다. 펨토 셀은 피코 셀(pico cell)과도 동일한 의미로 사용되지만, 좀 더 기능이 진화된 의미로 사용이 되고 있다. 펨토 기지국은 브로드밴드 라우터에 연결되는 소형 셀룰러 기지국으로 기존의 2G는 물론 3G의 음성 및 데이터를 DSL 링크 등을 통해 이동통신사의 백본망으로 연결해 주는 역할을 한다.

한편, 3GPP LTE(Long Term Evolution : Release 8)에서 정의된 eNB(evolved NodeB) 및 home eNB(home evolved NodeB)라는 기지국을 정의한 바 있다. 이중 eNB는 일반적인 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 매크로 기지국이며, home eNB는 펨토 셀을 관장하는 펨토 기지국이다.

기존의 셀 식별자(Physical Cell IDentity :PCID) 할당 및 셀 구분 방식은 펨토 기지국과 같은 소형 기지국을 고려하지 않은 셀 환경에서 정의된 것이다. 만약 v펨토 기지국 설치가 매우 한정적이거나 매크로 셀과는 별도의 주파수 대역(frequency allocation)에 도입되는 경우에는 펨토 기지국에서도 매크로 기지국과 유사한 형태로 PCID를 할당하고 단말이 셀 탐색을 수행할 수 있다.

이것은, 셀 간 거리(Inter Site Distance: ISD)가 500m인 셀에서 섹터당 500개의 소형 기지국이 설치되는 것을 가정하고 있다. 이러한 경우, 아파트가 밀집한 환경에서는 셀 반경이 400m 인 경우에 약 6000 세대가 거주하고 있다고 가정하고, 펨토 기지국 사용률을 50%로 가정하면, 섹터당 1000개의 펨토 기지국을 설치하는 경우도 발생한다. 이러한 밀집 환경에서는, 주어진 구조에 따라 동일한 주파수 대역에서 공용채널(co-channel)로 소형기지국이 PCID를 할당 받는 경우 LTE 규격에 정의된 섹터당 168개의 셀 그룹 아이디로는 최소 3회 이상 PCID가 중복되어 할당되며, 서로 다른 주파수 대역의 전용 채널(dedicated channel)로 펨토 기지국을 도입하더라도 최소한 2회 이상 PCID가 중복되어 할당될 수밖에 없다. 이렇게 동일한 매크로 셀 내에서 동일한 PCID를 가지는 펨토 기지국이 존재하게 되면, 종래의 셀 탐색 방식으로는 단말이나 매크로 기지국이 동일한 PCID를 갖는 펨토 기지국을 구분 할 수 없다.

이러한 문제를 완화하기 위해 사용자 단말(User Equipment)은 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared CHannel: PDSCH)에서 SU-1(the most frequently repeated Scheduling Unit)으로 방송되는 시스템 정보에 포함된 GCID(Global Cell IDentity: GCID)를 복호하여 이를 통해 동일한 셀 식별자(PCID)를 갖는 펨토 기지국들을 고유하게 구분하는 방식을 제안하고 있다. 이러한 시스템 정보는 최소한 8 개의 라디오 프레임마다 한 번씩 전송된다.

이러한 이유로, 단말의 측정 보고시, 측정 보고 메시지에 측정 대상 셀의 PCID를 수납하여, 먼저 보고하고, 이러한 PCID를 통해 대상 셀을 확정할 수 없는 경우, 매크로 기지국이 롱 갭(Long Gap) 할당을 통해 GCID를 보고하도록 요청하고, 다시 사용자 단말이 시스템 정보를 복호 후, 매크로 기지국에 보고하는 절차를 수행하며, 이는 최대 80ms 이상이 필요하게 된다.

따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제를 감안한 본 발명의 목적은, 매크로 기지국 및 매크로 기지국의 하부의 다수의 펨토 기지국이 혼재된 무선 네트워크에서, 측정 보고시 측정 보고 대상 펨토 셀을 구분하는 데 걸리는 지연시간을 줄일 수 있는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법 및 이를 위한 시스템을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법은, 매크로 셀 영역에 속하는 다수의 펨토 셀 중 계층적으로 구성된 셀룰러 시스템에 있어서, 단말이 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀에 대한 측정 보고시, 상기 일 펨토 셀의 인접한 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 가지는 측정 보고 메시지를 전송하는 과정과, 매크로 기지국이 상기 인접 셀 식별자를 이용하여 상기 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀과 타 펨토 셀들을 구분하는 과정을 포함한다.

상기 전송하는 과정은 기 설정된 임계치 이상의 신호 세기가 측정된 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송하는 과정은 매크로 기지국으로부터 지시된 수의 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 구분하는 과정은 상기 매크로 기지국에 기 저장된 인접 셀 식별자 리스트의 셀 식별자와 상기 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자가 적어도 기 설정된 수 이상 일치하는 펨토 셀을 측정 보고 대상 펨토 셀로 확정하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고를 위한 시스템은, 매크로 셀 영역에 속하는 다수의 펨토 셀 중 계층적으로 구성된 셀룰러 시스템에 있어서, 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀에 대한 측정 보고시, 상기 일 펨토 셀의 인접한 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 가지는 측정 보고 메시지를 전송하는 단말; 및 상기 인접 셀 식별자를 이용하여 상기 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀과 타 펨토 셀들을 구분하는 매크로 기지국;을 포함한다.

상기 단말은 기 설정된 임계치 이상의 신호 세기가 측정된 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 단말은 매크로 기지국으로부터 지시된 수의 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 매크로 기지국은 기 저장된 인접 셀 식별자 리스트의 셀 식별자와 상기 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자가 적어도 기 설정된 수 이상 일치하는 펨토 셀을 측정 보고 대상 펨토 셀로 확정하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국이 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신할 시, 정확한 셀 식별을 위해 GCID를 확인하는 절차를 많은 경우에 생략함으로써 GCID 보고 절차에 들어가는 메시지 오버헤드(message overhead)와 이러한 보고를 위한 대기 시간(gap)에 의한 지연을 줄일 수 있다. 이에 따라 서비스 품질과 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 네트워크의 구조를 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에서는 무선 통신 네트워크는 셀룰러 시스템을 기반으로 하며, 이러한 셀룰러 시스템 중 매크로 및 펨토 셀들이 혼재된 무선 통신 네트워크에 대해서 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 및 펨토 셀이 혼재된 무선 통신 네트워크의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 네트워크는, MME(Mobility Management Entity)(310)를 포함하는 코어 네트워크(Core Network)(300)와 코어 네트워크(300)에 연결되는 적어도 하나의 매크로 기지 국(eNB, evolved NodeB)(100), 코어 네트워크(400)와 게이트웨이(HeNB GW)(410)를 통해 연결되는 펨토 기지국(HeNB, Home eNB)(400), 매크로 기지국(eNB)(200) 및 펨토 기지국(HeNB)(400)에 무선으로 접속하는 사용자 단말(User Equipment : UE, 이하, "단말"로 축약함)(100)을 포함한다.

도 1b에 매크로 기지국(200)이 관장하는 매크로 셀(macro cell)(이하, "매크로 셀"로 축약함)(10) 및 매크로 셀의 커버리지에 속하는 다수의 펨토 셀(20)들이 도시되었다. 매크로 기지국(100)은 매크로 셀(10)을 관장하는 기지국으로, 매크로 셀(10)은 일반적인 셀룰라(cellular) 시스템의 셀을 의미한다.

한편, 펨토 셀(femto cell)(20)은 펨토 기지국(400)이 관장하는 셀로 매크로 셀(10)에 대응하여 매크로 셀(10)의 영역 보다 작은 크기의 셀이다. 펨토 셀(20)은 일 주택 또는 일 주택의 하나의 방과 같은 소규모 환경을 지원하는 셀이다. 도시한 바와 같이, 매크로 셀(10) 내에는 다수의 펨토 셀(20)이 존재한다.

단말(100)은 매크로 또는 펨토 기지국(200, 400)으로부터 획득하는 PCID(Physical Cell Id, L1 cell id)들을 통해 동기 채널(SCH: Sync Channel)을 검색(Search)하거나, 또는 기지국(200, 400)과의 채널 상태를 측정(Measurement)할 수 있다. PCID는 총 504개가 정의되어 있으며, 그 중 특정 범위의 PCID들은 오퍼레이터별로 펨토 셀(20) 전용으로 사용될 수 있다.

단말(User Equipment)(100)은 매크로 기지국(200)을 통해 코어 네트워크(300)로 접속하거나, 펨토 기지국(400)을 통해 코어 네트워크(300)에 접속할 수 있다. 이하에서는, MME(310)를 포함하는 코어 네트워크(300)를 통칭하여 코어 네트 워크(300)라고 칭하기로 한다. 따라서 이하에서 설명되는 코어 네트워크(300)가 수행하는 기능의 일부 또는 전부는 MME(310)가 수행할 수 있다. 또한, 코어 네트워크(300)의 다른 구성은 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 매크로 셀(10)은 매크로 기지국(200)의 서비스 영역을 의미하고, 펨토 셀(20)은 펨토 기지국(400)의 서비스 영역을 의미하나, 본 발명의 실시 예에서는 "기지국" 및 "셀"의 의미를 혼용하여 사용하기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 네트워크는 매크로 셀과 펨토 셀이 혼재된 셀룰러 시스템을 가정한다. 이러한 매크로 셀과 펨토 셀이 혼재된 셀룰러 시스템에서 본 발명의 실시 예에 따른 측정 보고 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 측정 보고 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 매크로 기지국(200) 및 매크로 기지국의 일 섹터 영역에 포함되는 다수의 펨토 셀이 존재한다. 펨토 셀 중 셀 A 및 셀 B는 PCID로 "0001"을 사용하며, 셀 A의 주변에 PCID로 "0010, 0100, 0011"을 사용하는 펨토 셀들(C, D, E)이 존재하며, 셀 B의 주변에 PCID로 "0101, 0110, 0111"을 사용하는 펨토 셀들(F, G, H)이 존재한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 단말(100)이 측정 보고(measurement report)를 보낼 때 측정 보고 대상 펨토 셀의 인접해 위치하는 펨토 셀들의 셀 식별자(PCID)를 포함하여 전송함으로써, 매크로 기지국(200)은 동일한 셀 식별자를 가지는 펨토 셀 중에 어떤 셀을 보고(report)하는 것인지 구분할 수 있다.

즉, 매크로 기지국(200)은 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자(PCID)를 통해 GCID 없이 측정 보고(measurement report)의 대상 기지국을 판별해 낼 수 있도록 하는 것이다. 여기서, 인접 펨토 셀은 단말이 대상 셀에 대한 신호 측정을 할 때 함께 측정한 기지국들 중에 기 설정된 임계치 이상의 신호 세기를 가지는 펨토 셀들을 의미한다.

보다 자세히 측정 보고 방법을 설명하면, 측정 보고 시, 단말(100)은 셀 A의 측정 보고(measurement report)를 서빙 기지국인 매크로 기지국(200)에 전송한다. 측정 보고 전송 시, 단말은 셀 A의 PCID인 "0001"과 채널 상태 측정 결과를 매핑하여 전송한다. 셀 A 및 셀 B 모두 PCID를 "0001"으로 사용하고 있으므로, 상술한 측정 보고를 통해서는 매크로 기지국(200)은 단말(100)이 보내온 측정 보고가 셀 A에 관한 것인지, 셀 B에 관한 것인지 알 수 없다.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 단말(100)은 펨토 셀의 측정 보고(measurement report) 메시지를 전송할 때, 측정(measure)한 인접 펨토 셀들 중에서 기 설정된 임계치 이상의 신호 세기를 가지는 특정 수(k개)의 인접 펨토 셀들의 PCID들을 함께 보고한다.

예컨대, 단말(100)이 3개의 인접 펨토 셀 식별자를 측정 보고 메시지에 포함시켜 전송하는 경우, 단말(100)은 셀 A에 관한 측정 보고(measurement report)를 매크로 기지국(200)으로 전송할 때, 셀 A의 인접한 펨토 셀들의 인접 셀 식별자(PCID)인 "0010, 0100, 0011"을 포함하여 전송한다.

매크로 기지국(200)은 단말(100)이 전송한 측정 보고(measurement report)를 수신하면, 후보가 되는 셀 A와 B 중 주변에 "0010, 0100, 0011"이 가까이 있는 셀은 셀 A이므로, 셀 A를 측정 보고 대상 셀로 판단한다. 이러한 이유로, 매크로 기지국(200)은 GCID 보고 없이 특정 펨토 셀을 구분할 수 있다.

한편, 셀 A와 B 모두 근처에 "0010, 0100, 0011"을 PCID로 가지는 펨토 셀들이 존재하여 인접한 펨토 셀의 셀 식별자를 가지고 셀을 확정할 수 없다면, GCID 보고 절차를 거쳐서 단말(100)로부터 GCID를 보고 받아 판단할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 펨토 기지국에 대한 측정 보고(measurement report)를 단말이 보낼 때마다, 롱 갭(long gap)을 다시 할당하여 GCID를 읽어오는 절차를 생략할 수 있으며, 이에 따라 시스템의 성능을 높일 수 있다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 측정 보고 방법은, 매크로 기지국 내의 펨토 셀 중 소정 거리 이격되어 설치된 펨토 셀들에 대해서 같은 셀 식별자를 할당함으로써, 효율을 향상시킬 수 있다.

그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 식별자 할당 방법에 대해서 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따른 셀 식별자 할당 방법은, 첫째, 펨토 기지국의 위치에 따른 할당 방법, 둘째, 펨토 기지국에 단말 모드(UE mode, Over-The-Air 기능)를 이용한 할당 방법, 및 셋째, 단말을 이용한 할당 방법(UE-assisted ANR(automatic neighbor relation))을 포함한다.

첫 번째, 펨토 기지국의 위치를 이용한 할당 방법에 대해서 설명한다. 펨토 기지국을 설치하고, 코어 네트워크(오퍼레이터)에 등록할 때, 펨토 기지국이 설치 된 위치의 주소를 사업자가 알 수 있다. 이를 통해 위치 정보를 추정한다. 코어 네트워크는 펨토 기지국의 위치를 알면, 어떤 매크로 셀 내에 있는지 추정하며, 또한, 펨토 기지국에 인접해서 설치된 펨토 기지국들의 위치를 추정한다. 이러한 위치 정보를 가지는 코어 네트워크는 새롭게 설치된 펨토 기지국의 인접한 펨토 기지국에 할당된 PCID를 제외한 PCID를 새롭게 설치된 펨토 기지국에 할당한다. 이 방법은 코어 네트워크가 새롭게 설치되는 펨토 기지국의 위치를 추정하여야 한다. 이러한 위치를 추정하는 방법으로, 펨토 셀에 GPS가 있는 경우, GPS를 이용할 수 있다. 또한, 펨토 기지국을 설치할 때, 등록하는 가입자의 주소를 통해 위치를 추정할 수 있다.

둘째, 펨토 기지국의 단말 모드(UE mode, Over-The-Air 기능)를 이용한 할당 방법에 대해서 설명한다.

펨토 기지국은 단말 모드로 동작할 수 있으며, 단말 모드는 펨토 기지국이 기지국의 역할을 수행하는 것이 아니라, 단말과 같이 동작하는 모드를 말한다. 단말 모드에서 펨토 기지국은 인접한 펨토 기지국들을 검색하여, 인접 펨토 기지국들이 사용하지 않는 셀 식별자를 선택하여 사용한다.

셋째, 단말을 이용한 할당 방법(UE-assisted ANR(automatic neighbor relation))에 대해서 설명한다. 이 방법은 단말로 하여금 주변의 기지국을 탐색하게 하는 것으로, 이것을 위해서는 펨토 기지국이 기지국 역할을 수행하는 오퍼레이션 모드에 들어가야 한다.

단말과의 무선 통신을 시작하기 위해서, 처음 설치된 펨토 기지국은, 임시로 셀 식별자(PCID)를 설정한다. 여기서 임시 PCID는 전체 PCID 504개 중에서 임시로 사용하는 PCID를 위해 특정 범위를 미리 지정해 놓을 수 있다.

오퍼레이션 모드에 들어가면, 펨토 기지국은 단말들이 보내는 측정 보고 메시지를 보고 자기 주위에 있는 기지국들이 어떤 PCID를 쓰고 있는지 확인 할 수 있다. 소정 시간이 경과하면, 펨토 기지국은 측정 보고 메시지들의 결과를 취합하여, 주변 펨토 기지구들이 사용하지 않는 셀 식별자를 선택하여 사용한다.

상술한 방법들로 펨토 기지국에 PCID를 할당하면, 하나의 매크로 셀 영역 내에 소정 거리 이격되지 않는 두 개의 펨토 셀에는 같은 PCID가 할당되지 않도록 PCID를 분산하여 할당할 수 있다.

상술한 바와 같은 방법을 이용하여 펨토 셀들의 PCID를 할당한 상태에서, 매크로 기지국(200)은 인접 셀 리스트(neighbor cell list)를 미리 저장하며, 이러한 인접 셀 리스트는 어느 일 펨토 기지국(또는 셀)의 인접한 셀들의 셀 식별자를 저장한 것이다. 매크로 기지국은 이러한 인접 셀 리스트를 통해, GCID 보고 절차를 거쳐야 할지, 아니면 셀 식별자(PCID)만 가지고 셀을 확정할 수 있는지 결정한다.

다음의 <표 1>은 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국(200)은 인접 셀 리스트(neighbor cell list)를 미리 저장하며, 이러한 인접 셀 리스트는 어느 일 펨토 기지국(또는 셀)의 인접한 셀들의 셀 식별자를 저장한 것이다. 매크로 기지국은 이러한 인접 셀 리스트를 통해, GCID 보고 절차를 거쳐야 할지, 아니면 셀 식별자(PCID)만 가지고 셀을 확정할 수 있는지 결정한다.

다음의 <표 1>은 본 발명의 실시 예에 따른 인접 셀 리스트(neighbor cell list)를 설명하기 위한 것이다.

	PCID	GCID	..........	인접 셀 식별자 리스트
셀 A	0001	A	..........	0010, 0100, 0011
셀 B	0001	B	..........	0101, 0110, 0111
	..........	..........	..........	..........

<표 1>을 참조하면, 인접 셀 리스트(neighbor cell list)는, 매크로 기지국의 매크로 셀 커버리지에 속하는 펨토 기지국들의 리스트이며, 각 펨토 기지국들을 구분하기 위한 정보를 저장한다. 즉, 인접 셀 리스트는 각 펨토 기지국의 셀 식별자(PCID), 글로벌 식별자(GCID) 및 인접 셀 식별자 리스트를 저장한다. 여기서, 인접 셀 식별자 리스트는 각 펨토 기지국에 인접한 펨토 기지국들의 인접 셀 식별자들을 저장한다. 나타낸 바와 같이, 항목 셀 A에 대한 인접 셀 식별자들은 "0010", "0100", "0011"이며, 항목 셀 B에 대한 인접 셀 식별자들은 "0101", "0110", "0111"이다.

<표 1> 및 도 2를 참조하면, 셀 식별자(PCID) "0001"을 가지는 셀이 2개 존재할 수 있으며, 이와 같이, 셀 식별자가 중복되는 펨토 셀은 본 발명의 실시 예에 따라, 서로 다른 인접 셀 식별자 리스트를 통해 구분할 수 있다. 한편, PCID가 중복되는 펨토 셀은 GCID를 통해 구분될 수도 있다. 다만, GCID를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하기 위해서는 시간이 지연되므로, 인접 셀 식별자를 통해서도 구분할 수 없는 경우에 사용한다.

인접 셀 리스트를 형성할 때, 앞서 설명한 바와 같은 PCID 할당 방법 중 코어 네트워크가 펨토 기지국의 위치 정보를 통해 인접한 기지국의 PCID를 제외시켰다면, 새로 설치된 펨토 셀의 인접 셀 식별자 리스트도 초기에 설정해 줄 수 있다.

단말(100)이 측정 보고 메시지를 전송할 때마다, 전송한 특정 셀에 대한 인접 셀 식별자 리스트는 갱신된다. 이때, 특정 펨토 셀의 인접 셀 식별자 리스트에 있는 인접 셀 식별자가 오랜 시간 동안 측정 보고 메시지에 포함되어 보고되지 않는다면, 해당 인접 셀의 인접 셀 식별자는 인접 셀 식별자 리스트에서 삭제될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국 구분을 위한 측정 보고 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국 구분을 위한 측정 보고 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서, 매크로 기지국(200)은 앞서 설명한 바와 같은 인접 셀 리스트(neighbor cell list)를 저장한 상태라고 가정한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 매크로 기지국(200)은 S301 단계에서 단말(100)이 본 발명의 실시 예에 따른 측정 보고를 수행하도록 측정 구성(measurement configuration) 정보(이하, "구성 정보"로 축약함)를 전송한다. 이러한 구성 정보는, 보고할 인접 셀의 최대 수(k) 및 인접 셀 리스트에 포함시킬 인접 셀의 신호 세기의 임계치(threshold)를 포함한다. 보고할 인접 셀의 최대 수(k)는 특정 셀에 대한 측정 보고시, 같이 전송할 인접 셀 식별자 리스트에 포함되는 인접 셀 식별자의 최대 수를 지시하는 파라미터이다. 이를 통해 매크로 기지국(200)은 인접 셀 식별자 리스트에 포함되는 인접 셀 식별자의 수를 조절할 수 있다.

신호 세기 임계치는 임계치 이상의 신호 세기를 보인 셀들에 대해서만 보고(report)하도록 하기 위한 파라미터이다. 즉, 인접 셀 식별자 리스트에 포함시킬 인접 셀의 신호 세기의 최소값이다. 이 값은 생략될 수 있으며, 이 값이 생략되면 측정(measure)한 셀에 대한 인접 셀 식별자는 모두 인접 셀 식별자 리스트에 포함시킨다.

상술한 파라미터(parameter)들은 매크로 셀 커버리지 내에 있는 펨토 셀의 밀도에 따라 매크로 기지국이 다르게 설정하거나, 코어 네트워크에서 결정해서 매크로 기지국에 지시할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 단말(100)은 매크로 기지국으로부터 구성 정보를 수신하여 저장한 상태에서, 단말(100)은 셀 A에 접근하고 있다고 가정한다. 이때, 셀 A(셀 A를 관장하는 펨토 기지국)의 전송 신호에 따라 트리거 이벤트가 발생하였다고 가정한다.

즉, 단말(100)이 셀 A에 다가가면서 셀 A의 신호 세기가 트리거 이벤트(trigger event)가 발생할 정도로 높아진 상황을 가정한다. 이러한 트리거 이벤트는 셀 A의 신호가 임계치(threshold) 이상 높거나, 셀 A의 신호가 단말(100)의 서빙 기지국(매크로 기지국)의 신호 보다 기 설정된 오프셋(offset) 이상 높은 경우에 발생할 수 있다.

트리거 이벤트가 발생하면, 단말(100)은 S303 단계에서 대상 펨토 기지국(400)을 포함하는 인접 펨토 기지국들(401)의 채널 상태를 측정한다.

그런 다음, 단말(100)은 S305 단계에서 측정 결과를 가지는 측정 보고 메시지를 매크로 기지국(200)에 전송한다. 여기서, 측정 보고 메시지는 대상 펨토 기지국(400)의 셀 식별자, 대상 펨토 기지국의 측정 결과, 및 인접 펨토 기지국들(401)의 인접 셀 식별자를 가지는 인접 셀 식별자 리스트를 포함한다.

다음의 <표 2>는 본 발명의 실시 예에 따른 측정 보고 메시지를 설명하기 위한 것이다.

PCID	측정 결과	인접 셀 식별자 리스트
0001	.......	0010, 0100, 0011

<표 2>에 나타난 바와 같이, 단말(100)은 측정 보고 메시지에 측정 대상 펨토 기지국(400) 및 측정 대상 펨토 기지국에 인접한 펨토 기지국들(401)의 인접 셀 식별자(PCID)인 인접 셀 식별자 리스트를 포함하여 전송한다. 이때, 인접 셀 식별자 리스트에 포함되는 인접 셀 식별자는 매크로 기지국(200)이 기 전송한 구성 정보에 따른다. 즉, 인접 셀 식별자의 리스트에 포함되는 인접 셀의 수 및 신호 세기는 측정 구성 정보에 따라 결정한다.

예를 들면, 셀 C, D 및 F가 측정 구성 정보의 임계치 이상의 신호 세기를 가지는 펨토 셀들이라고 가정한다. 이러한 경우, 펨토 셀 C, D 및 F는 트리거 이벤트(trigger event)가 발생하지 않았지만, 단말은 펨토 셀 C, D 및 F의 PCID(0010, 0100, 0011)를 가지는 인접 셀 식별자 리스트를 측정 보고 메시지에 포함시켜 전송한다.

상술한 바와 같은 측정 보고 메시지를 수신한 매크로 기지국(200)은 GCID 보고 없이 단말(100)이 측정 보고하는 셀이 셀 A임을 인접 셀 식별자 리스트를 통해 알 수 있다. 즉, 매크로 기지국(200)은 S307 단계에서 인접 셀 식별자 리스트를 비교하여 측정 보고한 펨토 셀을 확정한다.

<표 1> 및 <표 2>를 참조하면, 매크로 기지국(200)은 인접 셀 리스트에서 측정 보고 메시지의 PCID와 동일한 PCID를 가지는 항목을 추출한다. PCID가 일치하는 항목은 복수개가 될 수 있다. 그러면, 매크로 기지국(200)은 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자 리스트와 인접 셀 리스트의 인접 셀 식별자 리스트를 비교하여, 인접 셀 식별자가 적어도 N개 일치하는 어느 하나의 항목을 선택한다. 여기서, N은 매크로 기지국(200)의 셀 커버리지 내에 설치된 펨토 셀의 밀도를 고려하여, 매크로 기지국(200) 또는 코어 네트워크(300)가 정할 수 있다.

예컨대, 인접 셀 리스트 및 측정 보고 메시지가 각각 <표 1> 및 <표 2>와 같으며, N 값은 2라고 가정하면, 매크로 기지국(200)은 측정 보고 메시지의 PCID인 "0001"과 동일한 두 개의 항목을 인접 셀 리스트에서 찾을 수 있다. 즉, 셀 A 및 B를 찾을 수 있다. PCID로는 측정 보고 대상 셀을 확정할 수 없으므로, 매크로 기지국(200)은 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자 리스트인 "0010, 0100, 0011"과 적어도 2개가 동일한 인접 셀 식별자 리스트를 가지는 셀 A를 선택하여, 해당 측정 보고 메시지가 셀 A에 대한 측정 보고 메시지임을 확정한다.

한편, 상술한 바와 같은 측정 보고 메시지를 수신한 경우에도, 매크로 기지국(200)은 해당 측정 보고 메시지의 대상 셀을 특정할 수 없는 경우가 있을 수 있다. 인접 셀 식별자 리스트에서 PCID가 적어도 N개 일치하는 항목이 없거나, 또는 다수개 존재하는 경우가 될 수 있다. 이러한 경우, 매크로 기지국(200)은 S309 단계에서 단말에 GCID를 요청하는 롱 갭(long gap)을 할당한다. 그러면, 단말(100)은 S311 단계에서 해당 펨토 기지국(400)으로부터 시스템 정보(SIB1)을 수신하고, S313 단계에서 시스템 정보의 GCID를 매크로 기지국(200)에 보고한다. 그러면, 매크로 기지국(200)은 S315 단계에서 GCID를 통해 측정 보고의 대상 펨토 셀(400)을 확정할 수 있다.

그러면, 상술한 바와 같은 측정 보고를 수행하는 단말(100) 및 매크로 기지국(200)의 동작에 대해서 각각 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 측정 보고 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에서 단말(100)은 매크로 기지국(200)으로부터 구성 정보를 미리 수신하여 저장한 상태라고 가정한다.

또한, 구성 정보를 저장한 상태에서, 단말(100)이 매크로 기지국(200)의 셀 커버리지 내에서 펨토 기지국(400)으로 접근하여 트리거 이벤트가 발생하였다고 가정한다.

그러면, 단말(100)은 S401 단계에서 트리거 이벤트의 발생을 감지하고, S403 단계에서 펨토 기지국을 포함한 인접 펨토 기지국들에 대해 측정(measurement)을 수행한다. 여기서 주변 펨토 기지국들(401)은 구성 정보의 임계치 이상의 신호 세기를 가지는 펨토 기지국들(401)을 포함한다.

그런 다음, 단말(100)은 S405 단계에서 측정 보고 메시지를 생성한다. 이러한 측정 보고 메시지는 <표 2>에서 설명한 바와 같이, 펨토 기지국(400)의 PCID 및 구성 정보의 임계치 이상의 신호 세기를 가지는 펨토 기지국들의 인접 셀 식별자 리스트를 포함한다.

이어서, 단말(100)은 S407 단계에서 측정 보고 메시지를 전송한다. 인접 셀 식별자 리스트를 포함하여 전송한 측정 보고 메시지를 통해 매크로 기지국(200)은 동일한 셀 식별자를 가지는 복수의 펨토 기지국을 각각 구분할 수 있다. 그러면, 상술한 본 발명의 실시 예의 측정 보고에 따른 매크로 기지국의 펨토 셀 구분 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국의 펨토 셀 구분 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에서 매크로 기지국(200)은 자신의 커버리지 내에 설치된 펨토 기지국은 리스트인 인접 셀 리스트를 저장하고 있다. 한편, 단말(100)은, 도 4에서 설명한 바와 같이, 트리거 이벤트가 발생하면, 주변 기지국을 측정하고, 이러한 측정 결과를 가지는 측정 보고 메시지를 매크로 기지국(200)으로 전송한다. 측정 보고 메시지는 <표 2>에서 설명한 바와 같이, 측정 대상 셀의 셀 식별자(PCID)로 "0001" 및 대상 셀 식별자에 대응하는 인접 기지국의 셀 식별자(인접 셀 식별자 리스트)로 "0010, 0100, 0011"을 수납하여 전송하였다고 가정한다.

그러면, 매크로 기지국(200)은 S501 단계에서 단말(100)로부터 측정 보고 메시지를 수신한다. 그런 다음, 매크로 기지국(200)은 S503 단계에서 인접 셀 리스트에서 측정 보고 메시지의 PCID를 가지는 항목이 중복되는지 판단한다.

S503 단계의 판단 결과, 중복되는 PCID가 없는 경우, 매크로 기지국(200)은 S505 단계에서 인접 셀 리스트에서 측정 보고 메시지의 PCID와 일치하는 PCID를 가지는 항목의 셀을 측정 보고 대상 셀로 확정한다.

한편, S503 단계의 판단 결과, 중복되는 PCID가 존재하는 경우, 매크로 기지국(200)은 S507 단계에서 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자 리스트와, 인접 셀 리스트의 인접 셀 식별자 리스트를 비교한다.

S507 단계의 비교에 따라, 매크로 기지국(200)은 S509 단계에서 적어도 N 개의 인접 셀 식별자가 일치하는 셀이 존재하는지 판단한다.

이때, 적어도 N 개의 인접 셀 식별자가 일치하는 셀이 존재하는 경우, 매크로 기지국(200)은 S511 단계에서 해당 셀을 측정 보고 메시지의 대상 셀로 확정한다.

매크로 기지국(200)의 인접 셀 리스트에는 PCID가 "200"인 두 개의 셀이 존재할 수 있다. 예컨대, 매크로 기지국(200)은 인접 셀 리스트를 가지며, 이러한 인접 셀 리스트는 <표 1>에서 설명한 바와 같이, 첫 번째 항목으로 셀 A에 대해 PCID("0001"), GCID("A"), 및 인접 셀 식별자 리스트("0010, 0011, 0100")를 가지며, 두 번째 항목으로 셀 B에 대해 PCID("0001"), GCID("B"), 및 인접 셀 식별자 리스트("0101, 0110, 0111")를 가질 수 있다.

이때, N을 2로 설정한 경우를 가정하면, 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자 와 셀 A를 나타내는 항목의 인접 셀 식별자가 적어도 2 개 일치하므로, 단말(100)은 S511 단계에서 셀 A를 측정 보고 메시지의 대상 셀로 확정한다.

한편, S505 단계의 비교 결과, 적어도 N 개의 인접 셀 식별자가 일치하는 셀이 존재하지 않는 경우, 매크로 기지국(200)은 S515 단계에서 롱 갭(Long Gap)을 할당한 측정 구성(measurement configuration) 정보를 단말에 전송한다.

롱 갭(Long Gap)을 할당한 측정 구성(measurement configuration) 정보를 수신한 단말은 8 프레임에 한 번씩 전송되는 GCID를 수신하여, 수신한 GCID를 포함하는 측정 보고 메시지를 기지국에 전송한다. 그러면, 매크로 기지국(200)은 S515 단계에서 GCID가 포함된 측정 보고 메시지를 수신하고, S517 단계에서 인접 셀 리스트에서 GCID 및 PCID를 이용하여 해당 셀을 확정한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 매크로 기지국(200)이 단말(100)로부터 측정 보고 메시지를 수신할 시, 정확한 셀 식별을 위해 GCID를 확인하는 절차를 많은 경우에 생략함으로써 GCID 보고 절차에 들어가는 메시지 오버해드(message overhead)와 이러한 보고를 위한 대기 시간(gap)에 의한 지연을 줄일 수 있다. 이에 따라 서비스 품질과 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 및 펨토 셀이 혼재된 무선 통신 네트워크의 구성을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 측정 보고 방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 펨토 기지국 구분을 위한 측정 보고 방법을 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 측정 보고 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 매크로 기지국의 펨토 셀 구분 방법을 설명하기 위한 도면.

Claims (8)

1. 매크로 셀 영역에 속하는 다수의 펨토 셀 중 계층적으로 구성된 셀룰러 시스템에 있어서,

   단말이 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀에 대한 측정 보고시, 상기 일 펨토 셀의 인접한 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 가지는 측정 보고 메시지를 전송하는 과정과,

   매크로 기지국이 상기 인접 셀 식별자를 이용하여 상기 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀과 타 펨토 셀들을 구분하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전송하는 과정은 기 설정된 임계치 이상의 신호 세기가 측정된 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전송하는 과정은 매크로 기지국으로부터 지시된 수의 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 매크 로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 구분하는 과정은

   상기 매크로 기지국에 기 저장된 인접 셀 식별자 리스트의 셀 식별자와 상기 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자가 적어도 기 설정된 수 이상 일치하는 펨토 셀을 측정 보고 대상 펨토 셀로 확정하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고 방법.
5. 매크로 셀 영역에 속하는 다수의 펨토 셀 중 계층적으로 구성된 셀룰러 시스템에 있어서,

   중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀에 대한 측정 보고시, 상기 일 펨토 셀의 인접한 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 가지는 측정 보고 메시지를 전송하는 단말; 및

   상기 인접 셀 식별자를 이용하여 상기 중복된 셀 식별자를 가지는 펨토 셀들 중 어느 일 펨토 셀과 타 펨토 셀들을 구분하는 매크로 기지국;을 포함하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고를 위한 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 단말은 기 설정된 임계치 이상의 신호 세기가 측정된 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고를 위한 시스템.
7. 제5항에 있어서,

   상기 단말은 매크로 기지국으로부터 지시된 수의 인접 펨토 셀들의 인접 셀 식별자를 포함하는 측정 보고 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고를 위한 시스템.
8. 제5항에 있어서,

   상기 매크로 기지국은

   기 저장된 인접 셀 식별자 리스트의 셀 식별자와 상기 측정 보고 메시지의 인접 셀 식별자가 적어도 기 설정된 수 이상 일치하는 펨토 셀을 측정 보고 대상 펨토 셀로 확정하는 것을 특징으로 하는 매크로 및 펨토 셀들을 가지는 무선 통신 네트워크의 측정 보고를 위한 시스템.

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