KR20100129625A - 펨토 기지국 및 그 자원 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이웃 펨토 기지국으로부터의 주파수 자원 할당 정보를 접속 단말을 통해 수신하는 송수신부와; 상기 수신한 주파수 자원 할당 정보를 기초로, 상기 이웃 펨토 기지국의 자원과 자신의 무선 자원이 중첩되는지 판단하고, 상기 자신의 자원과 충돌되는 경우, 충돌 여부를 상기 송수신부를 통해 외부 엔티티에 전송하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국을 제공한다.

Description

펨토 기지국 및 그 자원 관리 방법{FEMTO BASE STATION AND METHOD FOR MANAGING RESOURCE THEREOF}

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 이동 통신시스템에서의 펨토 기지국 및 그 자원 관리 방법에 관한 것이다.

2세대 이동 통신이라 함은 음성을 디지털로 송수신하는 것을 일컫는 것으로서, CDMA, GSM 등이 있다. 상기 GSM에서 나아가 GPRS가 제안되었는데, 상기 GPRS는 상기 GSM 시스템을 기반으로, 패킷 교환 데이터 서비스(packet switched data service)를 제공하기 위한 기술이다.

3세대 이동 통신은 음성뿐 만이 아니라, 영상과 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 것을 일컫는 것으로서, 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 이동통신 시스템(IMT-2000) 기술을 개발하였고, 무선 접속 기술(Radio Access Technology: RAT라함)로서 WCDMA를 채택하였다. 이와 같이 IMT-2000 기술과 무선 접속 기술(RAT) 예컨대 WCDMA를 모두 합쳐서, 유럽에서는 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)라 부른다. 그리고, UTRAN이라 함은 UMTS Terrestrial Radio Access Network의 약자이다.

한편, 상기 3세대 이동 통신은 4세대 이동 통신으로 진화하고 있다.

상기 4세대 이동 통신 기술은 3GPP에서 표준화중인 장기 진화된 망(Long-Term Evolution Network: LTE) 기술과 IEEE에서 표준화 중인 IEEE 802.16 기술이 제시되었다. 상기 LTE에서는 E-UTRAN(Evolved-UTRAN)이라는 용어가 사용된다.

상기 4세대 이동 통신 기술에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)이 도입되었다. OFDM은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은IFFT(inverse fast Fourier Transform)와 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 대해 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다수의 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하며, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.

한편, 상기 3세대 또는 4세대 이동 통신 시스템에서 멀티미디어 컨텐츠, 스트리밍 등 고용량 서비스와 양방향 서비스를 지원하기 위해 셀 용량을 늘리는 시도는 계속되고 있다.

셀 용량을 늘리기 위해서 높은 주파수 대역을 사용하고 셀 반경을 줄이는 접근이 있어왔다. 피코 셀(pico cell)등 셀 반경이 작은 셀을 적용하면 기존 셀룰라 시스템에서 쓰던 주파수 보다 높은 대역을 사용할 수 있게 되어, 더 많은 정보를 전달하는 것이 가능한 장점이 있다. 그러나 같은 면적에 더 많은 기지국을 설치해야 하므로 비용이 많이 들게 되는 단점 있다.

이와 같이 작은 셀을 사용하여 셀 용량을 올리는 접근중에 최근 에는 펨토셀(femtocell)이 제안되었다.

펨토셀은 초소형, 저전력을 사용하는 기지국을 가정/사무실용 옥내에 설치하여 소규모 무선환경을 제공하는 것을 의미한다. 상기 펨토셀은 실내 서비스 가능 영역을 개선하고 용량을 향상시켜서 서비스의 품질을 높여줄 수 있으며, 데이터 서비스 제공을 통해 차세대 이동통신 시스템을 완전히 정착시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이와 같은 펨토셀에 대해서 3GPP WCDMA와 LTE 그룹에서 Home eNodeB란 이름으로 표준화가 진행되고 있고, 3GPP2 에서도 펨토 셀에 대한 연구가 활발히 진행중이다.

이와 같은 펨토셀을 기존의 이동통신 망에 구현하는 방안에 대해서 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 구조가 제시되고 있다.

먼저, 도 1은 종래 기술에 따른 펨토셀 기반의 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 넓은 영역을 서비스 하는 매크로 기지국(M-BS: Macro Base station)와 사용자 기반으로 설치되는 다수의 펨토 기지국(femto-BS: 이하 ‘f-BS’라 함)이 나타나 있다.

상기 펨토 기지국(f-BS)은 인터넷을 통해 펨토셀 제어국(FNC: Femtocell Network Controller)와 연결되어 제어를 받으며, 사용자에게 서비스를 제공한다.

단말은 주변의 셀들의 신호를 측정하여 자신의 펨토 기지국에게 전달하며, 상기 펨토 기지국은 이를 통해 주변에 이웃 셀의 존재를 인지하고 관리한다. 또한 상기 펨토 기지국들간에는 직접 링크(direct link) 또는 상기 FNC를 통한 간접링크를 통하여 정보를 주고 받는다. 그리고 상기 펨토 기지국과 상기 매크로 기지국간에는 FNC와 RNC(Radio Network Controller) 혹은 이동 통신 망에서 상기 펨토기지국을 제어하는 MME(Mobility Management Entity)를 통하여 정보를 주고 받는다.

도 2은 종래 기술에 따른 펨토셀 기반의 네트워크 구조을 나타낸 다른 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 펨토 기지국(f-BS)들은 도 1과 달리 직접 링크 또는 MME를 통하여 정보를 주고 받는다. 또한, 상기 매크로 기지국(M-BS)와 상기 펨토 기지국(f-BS)은 상기 MME를 통하여 정보를 주고 받는다..

도 3은 종래 기술에 따라 펨토셀과 매크로 셀에서 사용되는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 각 슈퍼프레임(Superframe)은 동일한 크기를 가지는 4개의 무선프레임(Radio frame)으로 나누어진다. 슈퍼프레임은 슈퍼프레임 헤더(Superframe Header)를 포함할 수 있다. 슈퍼 프레임 해더는 단말이 초기 네트워크 진입 시 혹은 핸드오버 시에 반듯이 획득해야하는 필수 제어정보를 포함하고 있으며, LTE 기술에서의 Broadcast channel (BCH)와 유사한 역할을 수행한다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임을 구성하는 복수의 무선 프레임 가운데 첫 번째 무선 프레임에 할당될 수 있다. 하나의 프레임을 구성하는 서브프레임의 수는 시스템의 대역폭(bandwidth)나 CP 길이에 따라서 5, 6, 7, 혹은 8로 달라질 수 있으며, 하나의 서브프레임을 구성하는 OFDMA의 심볼 수도 5, 6, 7, 혹은 9로 달라질 수 있다. 본 도 3에서는 이중 대역폭이 5, 10, 혹은 20MHz인 경우에 CP의 길이가 1/8Tb (Tb : Useful OFDMA symbol time)인 경우에 예시이다.

도 3에서 예시하는 프레임 구조는 TDD(Time Division Duplexing) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식에 적용될 수 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 또는 하향링크로 사용하되, 시간영역에서 상향링크 전송과 하향링크 전송을 구분하는 것이고, FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어지는 것을 말한다.

각 서브프레임은 적어도 하나의 주파수 구획(Frequency Partition)으로 나누어진다. 각 주파수 구획은 적어도 하나의 물리적 자원 유닛(Physical Resource Unit, PRU)으로 구성된다. 각 주파수 구획은 국부적(Localized) PRU 및/또는 분산적(Distributed) PRU를 포함한다. 각 주파수 구획은 부분적 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, FFR)과 같은 목적을 위하여 사용될 수 있다.

상기 물리적 자원 유닛(PRU)는 N개의 연속적인 OFDM 심볼과 P개의 연속적인 부반송파를 포함하는 자원할당을 위한 기본적인 물리적 유닛이다. 논리적 자원유닛(Localized Resource Unit, LRU)은 분산적 자원할당 및 국부적 자원할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 P*N 부반송파를 포함한다. LRU는 PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다.

도 4는 4세대 이동통신 시스템 기술 중에 하나의 IEEE 802.16m (혹은 Advanced Air Interface)의 동기 채널 (이하 Advanced-Preamble, A-Preamble이라 명칭)의 구조이다. 20ms의 superframe내에 1개의 OFDMA 심볼을 확장한 Primary 혹은 Secondary Preamble이 4개가 위치하며, 필수 제어정보가 전송되는 SFH는 Secondary Preamble 심볼 뒤에 전송된다. PA-Preamble의 경우에는 frequency reuse 1으로 전송되며, SA-Preamble의 경우에는 frequency reuse 3으로 전송된다. 따라서, SA-Preamble의 경우에는 3가지 섹터 인덱스에 따라서 3가지의 1-to-1 매핑으로 세그먼트가 할당되게 된다.

전술한 종래 기술에 있어서, 펨토 기지국(Femto-BS)은 사용자에 의해 설치 위치가 선정되고, 매크로 기지국에 비해 작은 커버리지를 갖고 적은 수의 정해진 사용자에게 서비스를 제공한다.

따라서 사용자의 위치분포가 펨토 기지국 사이의 간섭 관계에 많은 영향을 미치게 된다. 불필요한 중복 설치 및 과밀한 설치를 야기할 수 있으며 주거/사무실 밀집지역의 경우 설치된 펨토 기지국들 간 간격을 좁게 하는 문제점이 있다.

또한 실외(outdoor)에 설치되는 매크로 기지국의 경우에는 GPS 정보 즉 위도, 경도를 이용하여 상위의 RNC 단에서 기존 설치된 매크로 기지국 간의 거리를 계산해 낼 수 있으며 기 설정된 전송파워를 이용하여 새로 설치된 기지국의 전송자원의 값을 설정해 줄 수 있다.

그러나 펨토 기지국의 이웃 관계는 실내의 장애물의 종류에 따라 불규칙해지므로, GPS 위치정보 만으로 파악하기 힘든 문제점이 있다. 또한 펨토 기지국은 사무실, 가정집 등 주로 실내(indoor)에 설치되므로, GPS 신호의 수신이 힘들어 절대적인 위치를 정확히 판단하기가 어려울 수 있다.

또한, 상기 펨토 기지국이 설치 되는 환경은 벽과 같은 장애물이 많이 존재하며, 또한 상기 펨토 기지국은 장애물의 종류에 따라 경로 손실의 지수 승(path loss exponent)가 달라 불규칙한 셀 구조(cell structure)를 가질 수 있다.

또한 상기 펨토 기지국들이 빌딩 내부, 아파트 등에 분포 될 경우 수평적인 셀 구조가 아닌 수직적인 상하관계 또한 발생할 수 있다.

위의 이유 때문에 기지국간 발생할 수 있는 간섭을 피하여 동작하기 위한 자원설정에 있어서 위치정보만으로는 실제 셀 구조 및 간섭상황을 반영하는 효과적인 자원설정이 어렵다. 또한 이웃관계를 파악하는 것 만으로는 효율적인 자원설정이 힘들고, 자원을 할당하는데 있어 사용자의 위치분포 또한 고려해야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 데에 있다. 즉, 본 발명의 목적은 펨토 기지국이 간섭을 피하면서 효율적으로 자원을 할 수 있도록 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이웃 펨토 기지국으로부터의 주파수 자원 할당 정보를 접속 단말을 통해 수신하는 송수신부와; 상기 수신한 주파수 자원 할당 정보를 기초로, 상기 이웃 펨토 기지국의 자원과 자신의 무선 자원이 중첩되는지 판단하고, 상기 자신의 자원과 충돌되는 경우, 충돌 여부를 상기 송수신부를 통해 외부 엔티티에 전송하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국을 제공한다.

상기 주파수 자원 할당 정보는 주파수(frequency) 자원 정보, 시간(time) 자원 정보, 그리고 상기 이웃 펨토 기지국의 아이디 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 송수신부는 자신의 주파수 자원 할당 정보와 상기 이웃 펨토 기지국의 주파수 자원 할당 정보 중 하나 이상을 더 전송할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 자신의 무선 자원과 아이디 를 포함하는 주파수 자원 할당 정보를 하나 이상의 엔티티로 브로드캐스트하고, 허용되는 무선 자원에 대한 정보를 수신하는 송수신부와, 상기 허용되는 무선 자원에 대한 정보를 기초로, 상기 자신의 무선 자원을 재조정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국을 제공한다. 상기 허용 무선 자원에 대한 정보는 이웃 펨토 기지국에 의해서 피드백된 정보에 기초할 수 있다.

본 발명은 펨토 기지국(f-BS: femto base station)이 간섭에 적절히 대응할 수 있도록 한다. 본 발명은 펨토 기지국에서 단말(UE: User Equipment)의 위치분포에 따라 달라지는 할당 가능한 자원을 최대한 확보할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명은 펨토 기지국들 간에 자원이 중복하여 할당됨으로써 발생가능한 간섭 문제를 최소화한다.

본 발명은 펨토셀에 적용된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 방법에도 적용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도 하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있 을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 단말이라는 용어가 사용되나, 상기 단말은 UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 UE는 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.

이하 본 발명의 실시예들은 새로 설치된 펨토 기지국과 기존에 설치되어 동작 중인 펨토 기지국 간에 자원 할당에 관하여 설명한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전송 자원 현황 메시지에 대해서 설명한다. 상기 전송 자원 현황 메시지(FRSM: Femto Resource Status Message)는 본 발명의 실시예에 따르면 펨토 기지 국들의 배치는 정확히 파악되기 어려우므로 초기 할당된 자원을 펨토 기지국들의 간섭에 따라 재조정하기 위해서 사용된다. 또한, 상기 전송 자원 현황 메시지(FRSM)는 특정 펨토 기지국에 추가 자원을 할당한 후, 상기 추가 자원의 재조정을 위해서 사용된다. 또한, 상기 전송 자원 현황 메시지(FRSM)는 추가 자원을 할당받기 위한 용도로도 사용된다.

이하, 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 새로이 설치되는 제1 펨토 기지국(혹은 제1 Home node B라고 함)(201)이 초기 동작시에 매크로 셀(300)의 정보를 획득한다. 상기 매크로 셀의 정보는 상기 매크로 기지국(300)로부터 전송되는 시스템 정보, 동기 채널, 브로드 캐스트 채널과 같은 제어 채널로부터 획득될 수 있다. 이를 위해 상기 펨토 기지국과 상기 매크로 기지국은 IEEE 802.16에 따르면 무선으로 연결되어 있다. 또는 상기 펨토 기지국과 상기 매크로 기지국은 도시된 코어 네트워크를 통해 연결되어 있다.

그리고 상기 제1 펨토 기지국(201)은 펨토셀 제어국(FNC: Femtocell Network Controller) 또는 MME(Mobility Management Entity)(530)에 등록할 때 상기 매크로 셀(300)의 정보를 전송한다.

그러면, 상기 펨토셀 제어국(FNC) 또는 상기 MME(530)은 상기 매크로 셀 정보를 기초로 상기 제1 펨토 기지국(2011)에 초기 자원을 할당하도록 한다.

상기 초기 자원을 할당받은 후 상기 제1 펨토 기지국(201)은 자신의 자원에 관련된 메시지, 예컨대 자원 현황 메시지(FRSM)를 전송한다. 즉, 상기 제1 펨토 기지국(201)은 자원 현황 메시지(FRSM)를 브로드캐스트 한다. 상기 자원에 대한 정보는 주파수(frequency) 및 시간(time)을 포함한다. 또한, 상기 자원 현황 메시지는 상기 제1 펨토 기지국의 ID와 할당된 자원에 대한 정보를 포함한다. 이때 상기 제1 펨토 기지국 이외의 다른 펨토 기지국들이 동시에 상기 자원 현황 메시지(FRSM)를 전송하는 것을 방지하기 위해, 상기 FNC/MME(530)는 상기 자원 현황 메시지의 전송을 스케줄링할 수 있다. 이는, 도 9에 도시되는 바와 같이, 이웃 펨토 셀 내의 단말이 서비스중이어서 상기 자원 현황 메시지(FRSM)를 수신하고 읽을 수 없는 경우를 위함이다.

상기 제1 펨토 기지국과 그리고 이웃하는 제2 펨토 기지국에 위치한 단말은 상기 자원 관련 메시지를 상기 이웃하는 제2 펨토 기지국(202)으로 전달하고, 상기 제2 펨토 기지국(202)은 상기 자원 관련 메시지를 기초로 자신의 자원과 중첩되는지의 여부를 판단하도록 한다.

이어서 상기 제2 펨토 기지국(202)은 자신의 자원과 상기 제1 펨토 기지국(201)의 자원과 중첩되는 경우, 상기 펨토셀 제어국(FNC) 또는 상기 MME(530)에 자원의 재할당을 요청한다.

이상과 같이 본 발명의 제1 실시예는 펨토 기지국이 임의적인 배치에 따라 새로이 설치되는 경우에 간섭 문제를 해결하고, 자원이 바람직하게 할당될 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제2 펨토 기지국(혹은 제2 Home node B라고 함)은 상기 제1 펨토 기지국(201)의 새로운 추가로 인해 갑작스럽게 간섭이 증가하거나, 무선 환경이 변화되는 경우, 이러한 환경의 변화를 상기 펨토셀 제어국(FNC) 또는 상기 MME(530)에 알린다. 여기서 상기 간섭의 증가 또는 무선 환경의 변화는 단말에 의해서 파악될 수 있다. 즉 상기 제1 펨토 기지국에 의한 간섭이 증가하여 무선 환경이 변화되는 경우, 단말(100)은 이를 자신의 제2 펨토 기지국(202)에 알리고 상기 제2 펨토 기지국(202)은 이를 상기 펨토셀 제어국(FNC) 또는 상기 MME(530)에 알린다.

그러면 상기 펨토셀 제어국(FNC) 또는 상기 MME(530)는 필요에 따라 자원을 재할당하도록 한다.

이상과 같이 본 발명의 제2 실시예는 펨토 기지국의 임의적인 배치에 따라 발생하는 간섭 문제를 해결한다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따르면 추가적인 자원이 필요한 제1 펨토 기지국(201)은 필요한 추가 자원을 계산하고, 상기 추가 자원을 상기 펨토셀 제어국(FNC)/MME(530)에 요청한다.

상기 펨토셀 제어국(FNC)/MME(530)은 상기 요청에 응답하여 추가 자원을 할당한다.

그러면, 상기 제1 펨토 기지국(201)은 상기 할당받은 추가 자원과 관련한 메시지, 예컨대 자원 현황 메시지(FRSM: Femto Resource Status Message)를 전송한 다.

그러면, 상기 제1 펨토 기지국(201)과 그리고 이웃하는 제2 펨토 기지국(202)의 커버리지 내에 위치한 단말(100)은 상기 자원 관련 메시지를 상기 이웃하는 제2 펨토 기지국(202)으로 전달하고, 상기 제2 펨토 기지국(202)은 상기 자원 관련 메시지를 기초로 자신의 자원과 중첩되는지의 여부를 판단한다.

상기 제2 펨토 기지국(202)은 자신의 자원과 중첩되는 경우, 상기 펨토셀 제어국(FNC)/MME(202)에 자원의 재할당을 요청한다.

이상과 같이 본 발명의 제3 실시예는 펨토 기지국의 임의적인 배치에 따른 간섭 문제를 해결하고, 자원이 바람직하게 할당될 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따르면 추가적인 자원이 필요한 제1 펨토 기지국(201)은 필요한 추가 자원을 계산하고, 상기 필요한 추가 자원에 관련된 메시지, 예컨대 전송 자원 현황 메시지(FRSM)를 전송한다.

상기 제1 펨토 기지국(201)과 그리고 이웃하는 제2 펨토 기지국(202)의 커버리지에 위치한 단말(100)은 상기 자원 관련 메시지를 상기 이웃하는 제2 펨토 기지국으로 전달한다.

상기 이웃 제2 펨토 기지국(202)은 상기 제1 펨토 기지국(201)의 희망하는 추가 자원에 대한 정보와 함께, 자신의 자원과 중첩되는지의 여부를 상기 펨토셀 제어국(FNC)/MME(530)로 전송한다.

그러면 상기 펨토셀 제어국(FNC)/MME(530)은 상기 제2 펨토 기지국(202)과의 중첩 여부와 상기 제1 펨토 기지국(201)의 희망하는 추가 자원 정보를 기초로, 상기 제1 펨토 기지국(201)에 자원을 추가 할당한다.

도 9은 자원 현황 메시지의 전송과 관련된 시나리오를 나타낸 예시도이다.

먼저, 도 9(a)에는 모든 단말이 자원 현황 메시지를 수신할 수 있는 상황을 나타내었다. 즉 인접 이웃 펨토셀의 단말 MS1, MS2, MS3이 타겟 펨토셀에서 전송하는 자원 현황 메시지(FRSM)을 검출 할 수 있는 상황을 나타내었다.

상기 단말 MS1, MS2, MS3은 서비스를 제공받지 않는 유휴 상태로서 자원 현황 메시지(FRSM)를 검출하고, 이를 자신의 서빙 펨토 기지국인 f-BS1, f-BS2, f-BS3에 알린다.

상기 서빙 펨토 기지국인 f-BS1, f-BS2, f-BS3들 각각은 상기 타겟 펨토 기지국이 자신의 이웃 셀 리스트에 존재하지 않을 경우 추가한다. 그리고 상기 서빙 펨토 기지국인 f-BS1, f-BS2, f-BS3들 각각은 자신이 사용중인 전송자원을 타겟 펨토셀이 중첩하여 사용할 경우 이를 상기 FNC/MME에 알린다.

상기 FNC/MME는 각 펨토 기지국로부터 이 정보를 전달받은 뒤 이웃셀 리스트(neighbor cell list)와 중복 전송 자원 정보를 종합하여 타겟 펨토셀에게 이웃 셀 리스트(neighbor cell list)와 가용 전송자원을 알려준다.

다음으로 도 9(b)는 상기 자원 현황 메시지(FRSM)이 미치는 영역 안에 단말이 존재하지 않는 경우이다. 이때 상기 타겟 펨토 기지국이 자원 현황 메시지(FRSM)을 전송한 뒤, 일정 시간이 지나도(즉, 타이머가 만료하면) 이웃 펨토 기지국들로부터의 보고를 FNC/MME가 수신하지 못하면, 타겟 펨토셀에게 전송 자원을 전부 사용하도록 할 수 있다.

다음으로 도 9(c)는 서비스 중인 일부 단말이 자원 현황 메시지(FRSM)을 검출할 수 없는 상황을 나타낸다. 단말들 중 자원 현황 메시지(FRSM)을 검출할 수 있는 단말은 도 9(a)에서와 같이 동작한다. 그리고 서비스중이여서 상기 자원 현황 메시지(FRSM)을 검출할 수 없는 단말의 경우, 간섭 레벨(interference level), 의 증가하면, CQI(Channel Quality Information)를 서빙 펨토 기지국으로 피드백(feedback)하며 상기 서빙 펨토 기지국은 이를 상기 FNC/MME로 보고한다. 즉, 실내에서 서비스를 받는 단말은 이동성이 낮다고 가정할 수 있으므로 갑작스런 SINR의 감소(service quality의 변화)는 주변에 자원 현황 메시지(FRSM)을 보내는 펨토 기지국이 있다고 판단할 수 있다.

상기 FNC/MME는 여러 펨토 기지국이 동시에 자원 현황 메시지(FRSM)를 발생시키는 것을 방지하기 위하여, 상기 자원 현황 메시지의 전송을 스케쥴링하고 있기 때문에, 상기 타겟 펨토 기지국과 상기 서빙 펨토 기지국의 이웃 셀 리스트(neighbor cell list)에 서로를 이웃으로 추가하고, 해당 펨토 기지국에게 가용 전송자원을 다시 계산하여 알려준다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 따른 단말(100) 및 펨토 기지국(200)의 구성 블록도이다.

도 9에 도시된 바와 같이 상기 단말(100)은 저장 수단(110)와 컨트롤러(120)와 송수신부(130)를 포함한다. 그리고 상기 펨토 기지국(200)는 저장 수단(210)와 컨트롤러(220)와 송수신부(230)를 포함한다.

상기 저장 수단들(110, 220)은 도 5 내지 도 8에 도시된 제1 내지 제4 실시예에 따른 방법을 저장한다.

상기 컨트롤러들(120, 220)은 상기 저장 수단들(110, 210) 및 상기 송수신부들(130, 230)을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들(120, 220)은 상기 저장 수단들(110, 210)에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들(120, 220)은 상기 송수신부들(130, 230)을 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 펨토셀 기반의 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.

도 2은 종래 기술에 따른 펨토셀 기반의 네트워크 구조을 나타낸 다른 예시도이다.

도 3은 종래 기술에 따라 펨토셀과 매크로 셀에서 사용되는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 4는 종래 기술에 따른 슈퍼프레임 구조를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 9은 자원 현황 메시지의 전송과 관련된 시나리오를 나타낸 예시도이다.

도 10은 본 발명의 따른 단말(100) 및 펨토 기지국(200)의 구성 블록도이다.

Claims (15)

1. 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법으로서

   이웃 펨토 기지국으로부터의 주파수 자원 할당 정보를 상기 펨토 기지국에 접속가능한 단말을 통해 수신하는 단계와;

   상기 수신한 주파수 자원 할당 정보를 기초로, 상기 이웃 펨토 기지국의 자원과 자신의 무선 자원이 중첩되는지 판단하는 단계와;

   상기 자신의 자원과 충돌되는 경우, 충돌 여부를 외부 엔티티에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 주파수 자원 할당 정보는

   펨토 자원 현황 메시지(Femto Resource Status Message) 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법
3. 제1항에 있어서, 상기 펨토 기지국은

   Home node B인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 주파수 자원 할당 정보는

   주파수(frequency) 자원 정보, 시간(time) 자원 정보, 그리고 상기 이웃 펨토 기지국의 아이디 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서 의 자원 관리 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 전송 단계에서

   자신의 주파수 자원 할당 정보와 상기 이웃 펨토 기지국의 주파수 자원 할당 정보 중 하나 이상이 더 전송되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법.
6. 펨토 기지국의 자원 관리 방법으로서

   상기 펨토 기지국의 무선 자원과 아이디를 포함하는 주파수 자원 할당 정보를 하나 이상의 엔티티로 브로드캐스트하는 단계와;

   허용되는 무선 자원에 대한 정보를 수신하는 단계와; 여기서 상기 허용 무선 자원에 대한 정보는 이웃 펨토 기지국에 의해서 피드백된 정보에 기초하고,

   상기 허용되는 무선 자원에 대한 정보를 기초로, 상기 자신의 무선 자원을 재조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 자원 관리 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 주파수 자원 할당 정보는 펨토 자원 현황 메시지(Femto Resource Status Message) 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국의 자원 관리 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 펨토 기지국은

   Home node B인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 자신의 무선 자원은

   주파수(frequency) 자원 정보, 시간(time) 자원 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 엔티티는

    상기 펨토 기지국에 접속가능한 하나 이상의 단말인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국에서의 자원 관리 방법.
11. 이웃 펨토 기지국으로부터의 주파수 자원 할당 정보를 접속 단말을 통해 수신하는 송수신부와;

    상기 수신한 주파수 자원 할당 정보를 기초로, 상기 이웃 펨토 기지국의 자원과 자신의 무선 자원이 중첩되는지 판단하고, 상기 자신의 자원과 충돌되는 경우, 충돌 여부를 상기 송수신부를 통해 외부 엔티티에 전송하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
12. 제11항에 있어서, 상기 주파수 자원 할당 정보는

    주파수(frequency) 자원 정보, 시간(time) 자원 정보, 그리고 상기 이웃 펨 토 기지국의 아이디 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
13. 제11항에 있어서, 상기 송수신부는

    자신의 주파수 자원 할당 정보와 상기 이웃 펨토 기지국의 주파수 자원 할당 정보 중 하나 이상을 더 전송하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
14. 자신의 무선 자원과 아이디를 포함하는 주파수 자원 할당 정보를 하나 이상의 엔티티로 브로드캐스트하고, 허용되는 무선 자원에 대한 정보를 수신하는 송수신부와, 여기서 상기 허용 무선 자원에 대한 정보는 이웃 펨토 기지국에 의해서 피드백된 정보에 기초하고,

    상기 허용되는 무선 자원에 대한 정보를 기초로, 상기 자신의 무선 자원을 재조정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
15. 제11항에 있어서, 상기 송수신부는

    자신의 주파수 자원 할당 정보와 상기 이웃 펨토 기지국의 주파수 자원 할당 정보 중 하나 이상을 더 전송하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.

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