KR20100133821A - 펨토 기지국 및 동적 대역폭 조정 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 펨토 기지국에서 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법을 제공한다. 상기 전송 방법은 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 프레임 내에서 수신한다. 이때 상기 프레임 구조는 하나 이상의 서브프레임을 포함하며, 상기 서브프레임은 하나 이상의 슬롯을 포함한다. 이어서, 상기 동기 신호 및 상기 시스템 정보 신호를 기반으로, 상기 프레임 내에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치를 결정한다. 여기서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치는 상기 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치와 주파수 축으로는 동일하나 시간축으로 슬롯 단위 또는 서브프레임 단위로 이격되도록 결정된다. 그리고, 상기 결정된 위치에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송한다.

Description

펨토 기지국 및 동적 대역폭 조정 방법{FEMTO BASE STATION AND Dynamic Bandwidth Coordination METHOD}

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 이동 통신시스템에서의 펨토 기지국에 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 펨토 기지국(femtocell)이 제안되었다.

펨토 기지국은 초소형, 저전력을 사용하는 기지국을 가정/사무실용 옥내에 설치하여 소규모 무선환경을 제공하는 것을 의미한다. 상기 펨토 기지국은 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 펨토 기지국에 대해서 3GPP WCDMA와 LTE 그룹에서 Home eNodeB란 이름으로 표준화가 진행되고 있고, 3GPP2 에서도 펨토 셀에 대한 연구가 활발히 진행중이다.

이와 같은 펨토 기지국을 기존의 이동통신 망에 구현하는 방안에 대해서 도 1 에 도시된 바와 같이 다양한 구조가 제시되고 있다.

먼저, 도 1(a)는 종래 기술에 따른 펨토 기지국 기반의 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.

도 1(a)에 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 펨토 기지국 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 1(b)은 종래 기술에 따른 펨토 기지국 기반의 네트워크 구조을 나타낸 다른 예시도이다.

도 1(b)에 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.

한편, 3GPP LTE 표준에서는 Type 1 frame structure의 FDD 시스템과 Type 2 frame structure TDD 시스템이 모두 제안되고 있으며, 각 시스템의 구조에 맞는 효율적인 대역폭 할당 문제에 대한 연구들이 진행되고 있다.

매크로(Macro)셀 내에 펨토 기지국이 다수 존재할 때, 중앙 제어기, 예컨대, FNC/MME가 전체의 펨토 기지국의 대역폭들을 조절하는 것은 시스템적으로 불합리하기 때문에, 분산적으로 각각의 펨토 기지국들이 대역폭의 충돌없이 동적인 조절이 가능해야 함은 당연하다. 이와 같은 분산형 동적 대역폭 조절 기술에 대한 연구들이 진행되고 있으나, 아직 미흡한 단점이 있다.

본 발명의 목적은 펨토 기지국들 간에 동적으로 대역폭을 조절할 수 있도록 하는 데에 있다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 매크로 기지국과 펨토 기지국에 주어진 대역폭의 사용 효율을 극대화 하면서, 펨토 기지국들 간의 간섭 및 펨토 기지국과 매크로 기지국 간의 간섭을 최소화하는 데에 있다.

또한, 본 발명은 펨토 기지국들이 밀집한 지역에서 상기 펨토 기지국들 간의 분산 대역폭 조절이 가능하도록 하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서는 펨토 기지국에서 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법을 제공한다.

상기 전송 방법은 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 프레임 내에서 수신한다. 이때 상기 프레임 구조는 하나 이상의 서브프레임을 포함하며, 상기 서브프레임은 하나 이상의 슬롯을 포함한다. 이어서, 상기 동기 신호 및 상기 시스템 정보 신호를 기반으로, 상기 프레임 내에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치를 결정한다. 여기서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치는 상기 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치와 주파수 축으로는 동일하나 시간축으로 슬롯 단위 또는 서브프레임 단위로 이격되도록 결정된다. 그리고, 상기 결정된 위치에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송한다.

상기 결정 단계에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치는 상기 펨토 기지국에 할당된 그룹 내의 인덱스에 따라 특정 슬롯 또는 특정 서브프레임으로 결정될 수 있다. 상기 결정 단계는 소정 프레임 주기로 이루어진다.

상기 그룹은 상기 펨토 기지국과 간섭을 미치는 하나 이상의 인접 펨토 기지국을 포함한다.

상기 방법은 인접 펨토 기지국으로부터의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 수신하는 단계와; 상기 인접 펨토 기지국으로부터의 동기 신호 및 시스템 정보 신호에 따라, 상기 펨토 기지국의 주파수 대역폭을 이동, 축소, 확장, 및 시분할 중 하나 이상을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 펨토 기지국은 클러스터(cluster) 인덱스를 가지며, 상기 클러스터 인덱스에 따라 주파수 대역을 할당받는 것을 특징으로 한다.

상기 클러스터는 상기 펨토 기지국과 큰 간섭을 일으키는 인접 펨토 기지국을 포함할 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 명세서는 단말에서 매크로 기지국 및 펨토 기지국 중 하나를 선택하여 접속하는 방법을 제공한다.

상기 접속 방법에 따르면, 상기 단말은 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 무선 프레임 내에서 수신한다. 그리고, 상기 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치와 주파수 축으로는 동일하나 시간축으로 상기 프레임 내에서 슬롯 단위 또는 서브프레임 단위로 이격된 위치에서 펨토 기지국의 동 기 신호 및 시스템 정보 신호를 수신한다. 그리고, 상기 동기 신호들 및 상기 시스템 정보 신호들을 기초로, 상기 매크로 기지국 및 펨토 기지국 중 하나를 선택하여 접속한다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 펨토 기지국을 제공한다. 상기 펨토 기지국은 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 프레임 내에서 수신하는 송수신부를 포함한다. 여기서 상기 프레임 구조는 하나 이상의 서브프레임을 포함하며, 상기 서브프레임은 하나 이상의 슬롯을 포함한다. 상기 펨토 기지국은 상기 동기 신호 및 상기 시스템 정보 신호를 기반으로, 상기 프레임 내에서 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치를 결정하고, 상기 결정된 위치에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 상기 송수신부를 통해 전송하는 프로세서를 포함한다. 여기서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치는 상기 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치와 주파수 축으로는 동일하나 시간축으로 슬롯 단위 또는 서브프레임 단위로 이격되도록 결정한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 매크로 기지국과 펨토 기지국의 트래픽 양의 변화에 따라 충돌을 최소화 하면서 대역폭 조정을 분산적으로 수행할 수 있다. 또한, 매크로 기지국과 펨토 기지국의 대역폭 할당 효율을 증가시키고, 펨토 기지국간의 간섭을 최소하고, 아울러 펨토 기지국과 매크로 기지국 간의 간섭도 최소화 한다.

본 발명은 펨토 기지국에 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, 과도하게 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 있을 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.

또한, 이하 펨토 기지국이라는 용어가 사용되나, 상기 펨토 기지국은 home node B로 불릴 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 명세서에서 제안되는 개념을 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 명세서는 분산 동적 대역폭 조절 방법을 제공한다. 상기 분산 동적 대역폭 조절 방법은 3GPP LTE 환경에서 펨토 기지국 네트워크가 구성되었을 시에 Time Shift Center Frequency를 이용하여, 트래픽의 증가와 감소에 따라 펨토 기지국들의 대역폭을 동적으로 조절한다. 상기 대역폭의 동적 조절은 Time Shift Center Frequency를 기반으로 대역폭 확장(BE: Bandwidth Expansion), 대역폭 이동(Shift: Bandwidth Push Out), 대역폭 시분할(TDB: Time Division Bandwidth), 대역폭 축소(BR: Bandwidth Reduction)등을 수행하여 분산적으로 각 펨토 기지국들이 대역폭을 결정한다.

또한, 본 명세서는 각 기지국이 사용하는 대역폭의 순서를 동적으로 정렬/변경하는 방법을 제공한다. 상기 정렬/변경 방법은 하나의 매크로 셀 내에 소수의 펨토 기지국이 분포할 경우에 매크로 셀과 펨토 기지국 사이의 간섭을 최소화 하기 위해 대역폭을 오름차순으로 정리하는 알고리즘(Ascending Bandwidth Coordination Algorithm)과 대역폭의 순서를 변경하는 알고리즘(Bandwidth Swapping Algorithm)을 포함한다.

도 2는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 시스템과 대역폭을 예시적으로 나타낸 예시도이다.

도 2를 참조하면, 단말(100)과, 복수의 펨토 기지국(201, 202, 203: 이하 200이라 함)과, 매크로 기지국(300), 그리고 중앙 제어기(예컨대, 게이트웨이, FNC, MME)가 도시되어 있다.

상기 단말(100), 상기 복수의 펨토 기지국(200), 상기 매크로 기지국(300) 등은 3GPP LTE 시스템을 따른다.

상기 펨토 기지국(200)은 상기 매크로 기지국(300)의 셀 영역 내에 위치하고, 상기 펨토 기지국(200)은 매크로 기지국(300)에 비해 적은 자원을 이용하여, 소수의 사용자에게 높은 데이터 전송률(data rate)의 서비스를 제공한다.

그러나, 상기 복수의 펨토 기지국들(200) 사이에, 그리고 상기 펨토 기지국(200)과 매크로 기지국(300) 사이에는 간섭이 발생한다.

도 2에서는 무선 자원을 LTE Type 1 프레임 구조로 나타내었다.

상기 LTE Type 1 프레임 구조에서는 상기 매크로 기지국(300)은 DC를 중심으로 하는 6개의 자원 블록(resource block: 이하 RB라 함)을 통해 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal)의 동기정보 신호와 PBCH(Physical Broadcast Channel)의 시스템 정보 신호를 전송한다.

그러나 본 발명의 개념은 도시된 LTE Type 1 프레임 구조에만 한정되는 것은 아니며, IEEE 802.16m에 따르는 프레임 구조에도 적용될 수 있다. 상기 PSS, SSS는 상기 IEEE 802.16m에서는 PA-Preamble(Primary Advanced - Preamble)과, SA-Preamble(Secondary Advanced - Preamble)로 각기 불린다.

그리고, 상기 펨토 기지국들(200)은 도시된 바와 같이 주파수 축 상에서 일반 데이터를 위한 중심 주파수는 서로 다르게 위치한다 그러나, 상기 펨토 기지국들(200)은 상기 매크로 기지국(300)의 6개의 RB를 통해 자신의 PSS, SSS와 같은 동기 신호 및 상기 PBCH와 같은 시스템 정보 신호를 전송한다.

따라서. 상기 복수의 펨토 기지국들(200)들과 상기 매크로 기지국(300)은 서로 동기정보 신호와 시스템 정보 신호가 간섭된다.

이와 같은 간섭을 해결하기 위해, 본 발명은 상기 펨토 기지국 및 매크로 기지국을 위한 동적 대역폭 조정을 제안한다.

이와 같은 동적 대역폭 조정에 대하여 간단히 언급하면 다음과 같다.

상기 펨토 기지국 및 매크로 기지국은 상기 동기 신호 및 상기 시스템 정보의 신호를 위한 중심 주파수를 시간 이동(time shift)한다. 상기 시간 이동 중심 주파수(Time Shift Center Frequency)를 사용하여, 상기 매크로 기지국(300)과 펨토 기지국들(200)은 DC를 중심으로 하는 6개의 자원 블록(resource block)으로 동기정보 신호와 시스템 정보 신호를 충돌없이 전송할 수 있다.

이때, 상기 펨토 기지국들 사이의 대역폭 재조정은 미리 정해진 일정 프레임을 주기로 이루어질 수 있다.

도 3a은 본 발명의 제1 실시예에 따라 각 펨토 기지국은 중심 주파수를 슬롯 단위로 이동하는 개념을 나타낸다. 도 3b은 도 2에 도시된 개념을 보다 상세하게 나타낸다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면 펨토 기지국 및 매크로 기지국의 동기 정보 신호와 시스템 정보 신호를 상호 구분하기 위해 시간 이동 중심 주파수(Time Shift Center Frequency)를 슬롯 단위로 수행한다.

도시된 프레임 구조의 가로 축은 시간 축에 해당함, 세로축은 주파수 축에 해당한다. 도시된 프레임 구조는 LTE Type 1 프레임 구조를 따른다. 상기 LTE Type 1 프레임은 10개의 서브 프레임을 포함하고, 각 서브 프레임은 1ms의 길이이며 2개의 슬롯을 포함한다. 그리고 각 슬롯은 0.5ms의 길이를 가지며 7개의 OFDM 심볼을 포함한다.

상기 LTE Type 1 프레임 구조는 DC를 중심으로 하는 6개의 자원 블록(resource block: 이하 RB라 함)을 통해 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal)의 동기정보 신호와 PBCH(Physical Broadcast Channel)의 시스템 정보 신호를 전송한다. 이때, 상기 PSS, 상기 SSS는 5개의 서브 프레임 주기로 전송되며, 상기 PBCH는 매 프레임 주기로 전송된다.

도 3에서와 같이 각 펨토 기지국은 중심 주파수를 시간 축에서 슬롯 단위로 이동해서 사용한다. 따라서, 각 펨토 기지국은 PSS, SSS, PBCH는 슬롯 단위로 이동된다. 이때 펨토 기지국들은 그룹화되며, 각 그룹 내에서의 인덱스가 도시되어 있다.

이와 같이 슬롯 단위로 이동하면, 상기 매크로 기지국(300)이나 상기 펨토 기지국(200)으로부터 서비스 받는 단말들은 매크로 기지국이나 한 그룹에 속한 펨토 기지국들의 PSS, SSS, PBCH를 충돌없이 수신할 수 있다.

LTE Type 1 프레임 구조에서 슬롯 단위로 중심 주파수를 이동할 경우, 도 3a 및 도 3b와 같이 최대 8개의 펨토 기지국들이 한 개의 그룹을 형성할 수 있으며, 한 그룹을 형성하는 펨토 기지국의 수는 펨토 기지국과 펨토 기지국간의 간섭 여부에 따라 결정된다.

도 3a 및 도 3b에서 보는 바와 같이 6개의 RB의 중심 주파수는 LTE Type 1 프레임 구조에 따라 슬롯 단위로 이동해서 사용하기 때문에, 상기 매크로 기지국(300)은 펨토 기지국들(200)이 PSS, SSS, PBCH 정보를 몇 번째 심볼에 전송할지 알고 있다. 따라서 펨토 기지국들(200)이 상기 PSS, SSS, PBCH 정보를 보내지 않아 사용되지 않는 심볼들은 상기 매크로 기지국(300)에서 추가로 활용할 수 있다. 이 심볼들을 이용하여 상기 매크로 기지국(300)은 자신의 단말들을 위해 사용하여, 대역폭을 더욱 밀집되고 효율적으로 사용 할 수 있다.

도 4는 서로 간섭을 주는 펨토 기지국들을 그룹화하고, 도 3에 도시된 제1 실시예에 따라 슬롯 단위로 중심 주파수를 이동하는 예를 나타낸 예시도이다.

도 4에서 우측의 그래프 상에서 수직축은 시간을 나타내고, 수평축은 주파수를 나타낸다.

도 4를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 서로 간섭을 주는 펨토 기지국들이 그룹화되며, 상기 펨토 기지국들의 중심 주파수를 슬롯 단위로 이동하여 간섭을 최 소화한다. 이때, 상기 펨토 기지국들이 이용하는 슬롯은 서로 간에 간섭이 최소화되도록, 슬롯들 간의 거리가 최대가 되도록 할당된다. 그리고, 각 펨토 기지국은 상기 그룹 내에서 1부터 N_Group (=7)까지의 그룹 인덱스가 할당된다.

즉, 상기 펨토 기지국들은 그룹화되고, 상기 펨토 기지국들의 중심 주파수는 슬롯 단위로 이동된다. 이때, 도 3b에 도시된 바와 같이, 최대 펨토 기지국 수인 8개 이하로 그룹을 형성한다. 한 그룹내의 펨토 기지국들은 그룹 인덱스를 할당 받으면, 그 인덱스에 따라 매크로 기지국으로부터의 슬롯 이동 수를 결정한다. 따라서, 각 펨토 기지국은 상기 매크로 기지국(300)이나 다른 펨토 기지국과의 충돌없이 동기 정보 신호와 시스템정보 신호를 전송할 수 있다.

도 5a은 본 발명의 제2 실시예에 따라 각 펨토 기지국은 중심 주파수를 서브 프레임 단위로 이동하는 개념을 나타낸다. 도 5b은 도 5a에 도시된 개념을 보다 상세하게 나타낸다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 펨토 기지국 및 매크로 기지국의 동기 정보 신호와 시스템 정보 신호를 각기 구분하기 위해, 펨토 기지국들은 중심 주파수를 서브 프레임 단위로 이동한다. 도시된 프레임 구조는 LTE Type 1 프레임 구조를 따른다.

도 5a 및 도 5b에서와 같이, 서로 간섭을 주는 펨토 기지국들은 그룹화되고, 각 그룹 내의 펨토 기지국들은 시간 축에서 서브 프레임 단위로 PSS, SSS, PBCH를 이동해서 전송한다. 그러면, 상기 매크로 기지국(300)이나 펨토 기지국(200)으로부 터 서비스를 제공받는 단말들(100)은 매크로 기지국이나 한 그룹에 속한 펨토 기지국들의 PSS, SSS, PBCH를 충돌없이 수신할 수 있다.

이상과 같이, LTE Type 1 프레임 국조에서 서브 프레임 단위로 중심 주파수를 이동 할 경우, 도 5a 및 도 5b와 같이 최대 4개의 펨토 기지국들이 한 개의 그룹을 형성할 수 있다. 이때 한 그룹을 형성하는 펨토 기지국의 수는 펨토 기지국과 펨토 기지국간의 간섭 여부에 따라 결정된다.

이상과 같이, 각 펨토 기지국들은 중심 주파수를 서브 프레임 단위로 이동해서 사용하기 때문에, 상기 매크로 기지국은 각 펨토 기지국들이 PSS, SSS, PBCH 정보를 몇 번째 심볼에 전송할지 알고 있다. 따라서 만약 상기 펨토 기지국들이 PSS, SSS, PBCH 정보를 보내지 않아 사용되지 않는 심볼들이 있다면, 상기 심볼들을 상기 매크로 기지국(300)에서 추가로 활용할 수 있다. 이 심볼들을 이용하여 매크로 기지국은 매크로 기지국의 사용자에게 추가로 서비스하여 대역폭을 더욱 밀집되게 사용 할 수 있다.

도 6은 서로 간섭을 주는 펨토 기지국들을 그룹화하고, 도 5에 도시된 제2 실시예에 따라 서브 프레임 단위로 중심 주파수를 이동하는 예를 나타낸 예시도이다.

이때, 상기 펨토 기지국들이 이용하는 서브 프레임은 서로 간에 간섭이 최소화되도록, 서브 프레임들 간의 거리가 최대가 되도록 할당된다. 그리고, 각 펨토 기지국은 상기 그룹 내에서 1부터 N_Group(=4)까지의 그룹 인덱스가 할당된다.

즉, 상기 펨토 기지국들은 그룹화되고, 상기 펨토 기지국들의 중심 주파수는 서브 프레임 단위로 이동된다. 이때, 도 5b에 도시된 바와 같이, 최대 펨토 기지국 수인 4개 이하로 그룹을 형성한다. 한 그룹내의 펨토 기지국들은 그룹 인덱스를 할당 받으면, 그 인덱스에 따라 매크로 기지국으로부터의 서브 프레임 이동 수를 결정한다. 따라서, 각 펨토 기지국은 상기 매크로 기지국(300)이나 다른 펨토 기지국과의 충돌없이 동기 정보 신호와 시스템정보 신호를 전송할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 클러스터와 그룹의 관계를 나타낸 예시도이다.

도 7에서는 각 펨토 기지국들이 중심 주파수를 제1 실시에에 따라 슬롯 단위로 이동한 것으로 가정한다.

앞서 설명한 바와 같이 서로 간섭을 주는 펨토 기지국들은 하나의 그룹으로 그룹화되고, 상기 그룹 내의 펨토 기지국들은 자신의 중심 주파수를 슬롯 단위로 이동하여 사용한다.

한편, 간섭이 큰 펨토 기지국들은 다시 하나의 클러스터를 형성한다. 이때, 상기 클러스터를 형성하는 펨토 기지국의 수는 그룹을 형성하는 펨토 기지국의 수보다는 작다. 여기서 그룹과 클러스터는 종속관계가 아닌 독립적인 관계를 가진다. 즉, 한 그룹 안에서 클러스터가 존재하는 것이 아니라, 다른 그룹의 펨토 기지국과 한 클러스터를 이룰 수 있다.

도 7의 예시에서 한 그룹은 7개의 펨토 기지국으로 이루어져 있으며, 한 클러스터는 3개의 펨토 기지국으로 이루어는 것으로 도시되었다.

하나의 클러스터는 도 2의 전체 펨토 기지국 할당 대역폭을 사용하고, 하나의 클러스터에 속한 펨토 기지국들은 자신의 셀 내의 요구되는 QoS에 따라 전체 펨토 기지국 대역폭을 나누어 사용한다. 펨토 기지국들은 그룹 인덱스를 통해 중심 주파수를 사용할 슬롯의 위치, 즉 시간 축 상의 위치를 할당 받고, 클러스터 인덱스를 통해 주파수 대역폭을 할당 받는다.

도 8은 도 7에 도시된 제3 실시예의 구현 예시를 나타낸 예시도이고, 도 9는 도 7에 도시된 제3 실시예의 다른 구현 예시를 나타낸 예시도이다.

도 8과 도 9에서는 그룹 인덱스 1,3,4를 가지는 펨토 기지국(200)이 하나의 클러스터를 이루고, 각 펨토 기지국(200)은 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 위한 중심 주파수를 슬롯 단위로 이동하는 것으로 나타내었다.

따라서, 같은 그룹 내에 존재하는 펨토 기지국이더라도 상기 슬롯 단위의 이동으로 인해 간섭이 줄어들어, 충돌없이 서비스가 가능하기 때문이다.

도 8에서와 같이 펨토 기지국(200)의 트래픽이 적은 경우, 펨토 기지국(200)의 초기 대역폭 할당은 비어 있는 대역폭을 가지고 할당되며, 이후 트래픽 양의 증가가 없다면, 더 높은 전송률을 갖는 서비스를 위해 대역폭 확장이 가능하다.

도 9에서와 같이 펨토 기지국(200)의 트래픽이 많은 경우, 펨토 기지국(200)의 초기 대역폭 할당은 비어 있는 대역폭 없이 할당되며, 이후 트래픽 양의 증가가 있어도 더 높은 전송률을 갖는 서비스를 제공할 수 없다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위해 가정한 예시적인 상황을 나타낸 예시도이고, 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 일 상황 에 따라 나타낸 개념도이고, 도 12는 도 11의 개념을 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 10는 임의의 단말이 펨토 기지국에 접속하는 경우를 나타낸다. 임의의 단말은 펨토 기지국들로부터 파일롯(pilot) 신호를 수신하고, 상기 수신한 파일롯 신호를 통해 채널 정보를 예측한다. 상기 단말은 상기 채널 정보의 예측을 통해 가장 좋은 채널 상황을 가진 펨토 기지국을 선택하고, 상기 펨토 기지국으로부터 서비스를 제공받는다.

이때, 상기 선택된 펨토 기지국에 이미 많은 트래픽이 있어서 자원이 충분하지 못하다면(이와 같이 다량의 트래픽을 송수신하는 펨토 기지국을 hot spot area라 함), 클러스터 내의 자원 할당 상황에 따라 상기 펨토 기지국은 대역폭을 확장한다.

도 11을 참조하면, 클러스터 내에서 잉여 대역폭이 충분한 경우에, 다량의 트래픽을 송수신하는 펨토 기지국은 도시된 바와 같이 대역폭 확장(Bandwidth Expansion: BE라 함)을 수행한다.

즉, 클러스터 인덱스 C를 가지는 펨토 기지국이 Hot spot area일 경우 인접 펨토 기지국(클러스터 인덱스 B)의 잉여 대역폭으로 대역폭 확장을 수행한다.

도 12은 도 11의 예시를 주파수축과 시간축으로 나타낸 것으로, 인접 펨토 기지국(B)에서 남는 대역폭을 자신의 대역폭으로 확장하여 사용자들의 QoS를 보장함을 보여준다.

한편, 도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 다른 상황에 따라 나타낸 개념도이고, 도 14는 도 13의 개념을 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 13는 클러스터 내에서 잉여 대역폭은 있지만 인접 펨토 기지국(B)의 대역폭과 충돌되는 경우를 나타낸다.

이와 같은 충돌을 방자하기 위해, 상기 펨토 기지국(C)이 대역폭 확장을 수행하면, 상기 인접 펨토 기지국(B)은 자신이 대역폭을 주파수 축 상에서 이동(Bandwidth push out)한다.

즉, 상기 펨토 기지국(B)는 상기 펨토 기지국(C)의 대역폭이 확장되었는가의 여부를 중심 주파수(center frequency를 통해 알 수 있으므로, 다른 인접 펨토 기지국(A)의 잉여 대역폭으로 자신의 대역폭을 이동한다.

도 14은 도 13의 예시를 주파수축과 시간축으로 나타낸 것으로, 도 14를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 인접 펨토 기지국(B)는 잉여 대역폭을 가진 다른 인접 펨토 기지국(A)로 대역폭 이동을 수행하고, 그로 인해 남는 대역폭을 새로운 사용자가 발생한 펨토 기지국(C)가 자신의 대역폭으로 확장한다.

한편, 도 15은 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 또 다른 상황에 따라 나타낸 개념도이고, 도 16는 도 15의 개념을 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 15는 클러스터 내에서 충분한 잉여 대역폭이 없는 경우를 나타낸다.

이 경우, 도 16에서와 같이 대역폭 시분할을 수행한다.

즉, 잉여 대역폭이 존재하지 않으므로, 새로운 사용자가 발생한 펨토 기지 국(클러스터 인덱스 C)은 인접 대역폭을 사용하는 펨토 기지국(클러스터 인덱스 B)과 대역폭을 시분할하여 사용한다(Time Division Bandwidth: TDB라 함). 여기서 TDB를 사용하는 펨토 기지국의 결정은 각 셀의 QoS보장 정도에 따라 결정되며, 펨토 기지국(A)와 펨토 기지국(B)의 QoS가 더 잘 보장되고 있는 경우, 대역폭 할당의 공정성을 위해 펨토 기지국(C)가 BE를 수행하고, 펨토 기지국(A)와 펨토 기지국(B)가 TDB를 수행 할 수 있다.

도 16는 도 15의 예시에서 주파수축과 시간축에서 대역폭 시분할의 예를 나타낸 것으로, 인접 펨토 기지국(B)과 새로운 사용자가 발생한 펨토 기지국(C)가 대역폭 확장이나 이동을 수행할 수 없어 대역폭을 시간에 따라 나누어 사용하여 전체 펨토 기지국들이 사용자들의 QoS를 보장함을 보여준다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 또 다른 상황에 따라 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 17을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 매크로 기지국(300)에 접속하는 단말(100)의 숫자가 증가함으로써, 상기 매크로 기지국(300)의 대역폭 확장을 시도하면, 상기 펨토 기지국들(200)은 대역폭을 재 설정한다.

상기 매크로 기지국(300)에서 서비스 하는 사용자의 수가 증가하거나 감소하는 경우, 상기 매크로 기지국(300)은 대역폭을 동적으로 확장하거나 축소를 수행한다.

상기 매크로 기지국(300)은 대역폭을 동적으로 확장하거나 축소하면, 상기 클러스터 내의 각 펨토 기지국(200)은 상기 매크로 기지국(300)으로부터의 중심 주 파수(center frequency)를 청취할 수 있기 때문에, 대역폭 재설정을 수행한다.

상기 펨토 기지국들(200)은 상기 매크로 기지국(300)으로부터의 중심 주파수, 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 이용하여, 상기 클러스터 내에서 다른 펨토 기지국들의 대역폭을 기반으로, 자신이 사용가능한 대역폭을 계산할 수 있다.

그리고, 상기 펨토 기지국들(200)은 상기 계산된 대역폭을 기반으로, 전술한 대역폭 확장, 중심 주파수의 이동, 대역폭의 시분할 등과 같은 대역폭 재설정을 수행한다.

상기 대역폭 재설정은 앞서 언급한 것과 같이 일정 프레임 단위를 주기로 수행될 수 있다.

도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따라 주파수축 상에서 펨토 기지국의 대역폭의 위치를 정렬하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 18을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 하나의 매크로 기지국의 셀 영역 내에 복수의 펨토 기지국이 분포할 경우, 상기 매크로 기지국과 상기 펨토 기지국 은 상호 간의 간섭을 최소화 하기 위해, 대역폭을 오름차순으로 정리하는 알고리즘(Ascending Bandwidth Coordination Algorithm)이 도시되어 있다.

도 18(a)는 펨토 기지국들의 트래픽 양이 적을 때의 경우의 대역폭 예시이다.

이와 같이, 트래픽 양이 적을 경우, 본 발명의 제5 실시예에 따르면 상기펨토 기지국들은 주파수 축 상에서 상기 매크로 기지국의 대역폭과 충분하게 떨어지는 방향으로 대역폭의 크기에 따라 오름차순으로 정렬된다. 즉, 가장 트래픽이 많 은 펨토 기지국(B)의 대역폭은 주파수 축 상에서 상기 매크로 기지국과 가장 먼 곳에 위치되도록 정렬된다.

한편, 도 18(b)는 펨토 기지국들의 트래픽 양이 많을 때의 경우에 대역폭 예시이다.

이와 같이, 트래픽 양이 많을 경우, 본 발명의 제5 실시예에 따르면, 상기 펨토 기지국들은 상기 매크로 기지국 대역폭과 조밀하게 위치하는 방향에서 트래픽의 크기가 작은 순서로 오름차순으로 대역폭을 정렬한다. 즉, 트래픽이 가장 적은 펨토 기지국(A)의 대역폭은 주파수 축 상에서 상기 매크로 기지국의 대역폭과 조밀하게 위치되도록 정렬된다.

도 19은 도 18에 도시된 제5 실시예에 대한 일 예시도이다.

도 19를 참조하면, 매크로 기지국의 셀 영역 내에 복수의 펨토 기지국이 분포할 경우에, 특정 펨토 기지국(B)의 트래픽이 증가함에 따라 상기 펨토 기지국(B)은 주파수 축 상에서의 대역폭의 위치가 상기 매크로 기지국의 대역폭과 충분하게 떨어지는 방향으로 오름차순으로 정렬된다.

예를 들어, 펨토 기지국 C, B, A의 순서로 정렬되어 있던 대역폭이 펨토 기지국 A의 사용자는 줄고, 펨토 기지국 C와 B에 새로운 사용자가 증가하면서, 펨토 기지국 A, C, B의 순서로 재정렬된다.

각각의 펨토 기지국들은 인접 펨토 기지국의 시스템 정보를 통해 상기 인접 펨토 기지국이 사용하는 대역폭의 위치를 알 수 있으므로, 자신의 대역폭 위치를 결정할 수 있다.

지금까지 전술한 모든 방법은 각각의 펨토 기지국들이 상기 매크로 기지국과 주변 펨토 기지국의 중심 주파수를 청취할 수 있기 때문에, 각 펨토 기지국에서 분산적으로 수행될 수 있다.

이와 같은 분산형 동적 대역폭 조정 방법은 아래와 같이 일정 프레임 단위로 이루어질 수 있다.

또한 각각의 펨토 기지국은 언급한 그룹화(grouping)와 클러스터링(clustering)을 수행하고, 그룹 인덱스를 통해 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 위한 중심 주파수를 슬롯 단위 또는 서브 프레임 단위로 이동한다.

각각의 펨토 기지국은 중심 주파수를 통해 수신한 시스템 정보를 통해, 각 매크로 기지국의 대역폭을 확인하고, 자신에게 할당가능한 대역폭을 계산한다.

그리고 각각의 펨토 기지국은 클러스터 인덱스를 통해 자신의 셀 내의 트래픽 양에 따라 대역폭을 결정한다. 여기서 각 펨토 기지국들은 초기 대역폭을 지정하여, 그 대역폭으로부터 확장 또는 축소를 하는 방식으로 대역폭을 결정한다.

이어, 각각의 펨토 기지국은 인접 펨토 기지국들에서 결정된 대역폭 상황을 확인하여, 자신의 대역폭과 충돌이 발생하면 앞서 언급한 대역폭 확장(BE: Bandwidth Expansion), 대역폭 이동(Shift: Bandwidth Push Out), 대역폭 시분할(TDB: Time Division Bandwidth)을 수행한다.

또한, 인접 펨토 기지국과 자신의 펨토 기지국이 모두 Hot Spot Area로 충돌을 피할 수 없는 경우, 최소 QoS를 보장하는 선에서 대역폭 축소(BR: Bandwidth Reduction)를 수행한다.

그리고 각각의 펨토 기지국은 일정 프레임을 주기로 동적 대역폭 재조정을 수행한다.

한편, 이와 같은 동적 대역폭 조정 방법은 중심형으로 수행될 수도 있다.

즉, 상기 언급한 동적 대역폭 조정 방법에서 사용되는 기법들은 중심형으로 변형되어 사용될 수 있다. 중심형의 경우 분산형과 달리 반복적으로 기법들을 수행할 필요 없이 중앙 제어기가 전체의 상황을 보고, 한번에 대역폭들을 결정할 수 있다는데 만 차이가 있다.

상기 중심형 동적 대역폭 조정 방법에서 사용되는 기법들은 대역폭 확장(BE: Bandwidth Expansion), 대역폭 이동(Shift: Bandwidth Push Out), 대역폭 시분할(TDB: Time Division Bandwidth), 대역폭 축소(BR: Bandwidth Reduction)로 동일하다.

도 19 내지 21은 본 발명의 실시예들에 따라 3개의 펨토 기지국이 분산적으로 대역폭을 재조정하는 3가지 경우의 예를 나타낸다.

도 19는 펨토 기지국 C가 Hot Spot Area일 때, 펨토 기지국 B가 펨토 기지국 C와 A의 대역폭 정보를 확인하고, 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 위한 중심 주파수를 슬롯 단위 또는 서브 프레임 단위로 이동하고, 펨토 기지국 C와의 충돌을 피하면서 대역폭 확장을 수행한다.

또한, 상기 펨토 기지국 A는 상기 펨토 기지국 B와의 충돌 없이 여유있는 대역폭 운영이 가능하므로 대역폭 확장을 수행한다.

이후, 프레임 주기 마다 대역폭을 재조정한다.

즉, 펨토 기지국 C는 남는 대역폭을 더 할당 받기 위해 대역폭 확장을 수행하고, 펨토 기지국 B는 펨토 기지국 C와의 충돌을 피하기 위해, 대역폭을 이동한다.

모든 펨토 기지국이 공정하게 대역폭을 점유하면 분산적 대역폭 조정을 마치며, 새로운 트래픽의 발생이나 트래픽의 감소의 경우, 다시 대역폭 재조정을 수행한다.

도 20은 펨토 기지국 C와 펨토 기지국 B가 트래픽이 많으나 확장할 대역폭의 여유가 없는 경우를 나타낸다. 이때, 펨토 기지국 C와 B는 대역폭을 시분할하여 공정하게 나누어 사용한다.

도 21은 3개의 펨토 기지국 모두가 트래픽이 많으나 대역폭 확장이 불가능함은 물론, 대역폭의 충돌이 발생하는 상황을 나타낸다. 이때, QoS에 더 여유가 있는 펨토 기지국 A와 B가 대역폭을 축소(BR)하고, 펨토 기지국 B와 C는 대역폭 을 시분할하여, 최소 QoS 이상을 공정하게 보장 하도록 한다.

도 23는 본 발명의 실시예들에 따라 9개의 펨토 기지국이 분산적으로 대역폭을 재조정하는 예를 나타낸다. 그리고, 도 24는 본 발명의 실시예들에 따라 27개의 펨토 기지국이 분산적으로 대역폭을 재조정하는 예를 나타낸다.

도 23의 예시는 앞서 설명한 도 19, 20, 21의 확장일 뿐 기법이나 순서의 차이는 없으므로, 언급한 내용을 바탕으로 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바, 상세하게 설명하지 않기로 한다.

다만, 도 22의 중심의 펨토 기지국 A는 주변의 펨토 기지국 6개의 대역폭 정 보를 모두 고려해야 한다. 즉, 펨토 기지국 네트워크가 확장됨에 따라, 하나의 펨토 기지국에서 고려해야 하는 인접 셀의 개수는 최대 6개가 된다.

마찬가지로 도 24은 동적 대역폭 조정 방법에서 27개의 펨토 기지국이 분산적으로 대역폭을 재조정하는 경우의 예를 보여준다. 도 24의 예시는 앞서 설명한 도 19, 20, 21의 확장일 뿐 기법이나 순서의 차이는 없으므로, 언급한 내용을 바탕으로 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바, 상세하게 설명하지 않기로 한다.

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 25는 본 발명의 따른 펨토 기지국(200) 및 매크로 기지국(300)의 구성 블록도이다.

도 25에 도시된 바와 같이 상기 펨토 기지국(200)은 저장 수단(210)와 컨트롤러(220)와 송수신부(230)를 포함한다. 그리고 상기 매크로 기지국(300)는 저장 수단(310)와 컨트롤러(320)와 송수신부(330)를 포함한다.

상기 저장 수단들(210, 310)은 도 2 내지 도 23에 도시된 방법을 저장한다.

상기 컨트롤러들(220, 320)은 상기 저장 수단들(210, 310) 및 상기 송수신부들(230, 330)을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들(220, 320)은 상기 저장 수 단들(210, 310)에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들(320, 320)은 상기 송수신부들(230, 330)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 펨토 기지국 기반의 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 시스템과 대역폭을 예시적으로 나타낸 예시도이다.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 각 펨토 기지국은 중심 주파수를 슬롯 단위로 이동하는 개념을 나타낸다.

도 3b는 도 2에 도시된 개념을 보다 상세하게 나타낸다.

도 3c는 도 3b의 부분 확대도이다.

도 4는 서로 간섭을 주는 펨토 기지국들을 그룹화하고, 도 3에 도시된 제1 실시예에 따라 슬롯 단위로 중심 주파수를 이동하는 예를 나타낸 예시도이다.

도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 각 펨토 기지국은 중심 주파수를 서브 프레임 단위로 이동하는 개념을 나타낸다. 도 5b는 도 5a에 도시된 개념을 보다 상세하게 나타낸다.

도 5c는 도 5b의 부분 확대도이다.

도 6은 서로 간섭을 주는 펨토 기지국들을 그룹화하고, 도 5에 도시된 제2 실시예에 따라 서브 프레임 단위로 중심 주파수를 이동하는 예를 나타낸 예시도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 클러스터와 그룹의 관계를 나타낸 예시도이다.

도 8은 도 7에 도시된 제3 실시예의 구현 예시를 나타낸 예시도이다.

도 9는 도 7에 도시된 제3 실시예의 다른 구현 예시를 나타낸 예시도이다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위해 가정한 예시적인 상황을 나타낸 예시도이다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 일 상황에 따라 나타낸 개념도이다.

도 12는 도 11의 개념을 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 다른 상황에 따라 나타낸 개념도이다.

도 14는 도 13의 개념을 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 또 다른 상황에 따라 나타낸 개념도이다.

도 16은 도 15의 개념을 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 대역 확장 방법을 또 다른 상황에 따라 주파수축과 시간축으로 나타낸 예시도이다.

도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따라 주파수축 상에서 펨토 기지국의 대역폭의 위치를 정렬하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 19는 도 18에 도시된 제5 실시예에 대한 일 예시도이다.

도 20 내지 22는 본 발명의 실시예들에 따라 3개의 펨토 기지국이 분산적으로 대역폭을 재조정하는 3가지 경우의 예를 나타낸다.

도 23은 본 발명의 실시예들에 따라 9개의 펨토 기지국이 분산적으로 대역폭을 재조정하는 예를 나타낸다.

도 24는 본 발명의 실시예들에 따라 27개의 펨토 기지국이 분산적으로 대역폭을 재조정하는 예를 나타낸다.

도 25는 본 발명의 따른 펨토 기지국(200) 및 매크로 기지국(300)의 구성 블록도이다.

Claims (14)

1. 펨토 기지국에서 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법으로서,

   매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 프레임 내에서 수신하는 단계와; 여기서 상기 프레임 구조는 하나 이상의 서브프레임을 포함하며, 상기 서브프레임은 하나 이상의 슬롯을 포함하고

   상기 동기 신호 및 상기 시스템 정보 신호를 기반으로, 상기 프레임 내에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치를 결정하는 단계와; 여기서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치는 상기 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치와 주파수 축으로는 동일하나 시간축으로 슬롯 단위 또는 서브프레임 단위로 이격되도록 결정되고,

   상기 결정된 위치에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 결정 단계에서

   상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치는 상기 펨토 기지국에 할당된 그룹 내의 인덱스에 따라 특정 슬롯 또는 특정 서브프레임으로 결정되는 것을 특징으로 하는 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 그룹은

   상기 펨토 기지국과 간섭을 미치는 하나 이상의 인접 펨토 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 결정 단계는

   소정 프레임 주기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법.
5. 제1 항에 있어서,

   인접 펨토 기지국으로부터의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 수신하는 단계와;

   상기 인접 펨토 기지국으로부터의 동기 신호 및 시스템 정보 신호에 따라, 상기 펨토 기지국의 주파수 대역폭을 이동, 축소, 확장, 및 시분할 중 하나 이상을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 펨토 기지국은 클러스터(cluster) 인덱스를 가지며,

   상기 클러스터 인덱스에 따라 주파수 대역을 할당받는 것을 특징으로 하는 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 클러스터는

   상기 펨토 기지국과 큰 간섭을 일으키는 인접 펨토 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 전송하는 방법.
8. 단말에서 매크로 기지국 및 펨토 기지국 중 하나를 선택하여 접속하는 방법으로서,

   매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 무선 프레임 내에서 수신하는 단계와;

   상기 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치와 주파수 축으로는 동일하나 시간축으로 상기 프레임 내에서 슬롯 단위 또는 서브프레임 단위로 이격된 위치에서 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 수신하는 단계와;

   상기 동기 신호들 및 상기 시스템 정보 신호들을 기초로, 상기 매크로 기지국 및 펨토 기지국 중 하나를 선택하여 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 방법.
9. 제8항에 있어서, 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호는

   소정 프레임 주기 마다 다른 슬롯 위치 또는 다른 서브프레임 위치로 수신되는 것을 특징으로 하는 접속 방법.
10. 펨토 기지국으로서,

    매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 프레임 내에서 수신하는 송수신부와; 여기서 상기 프레임 구조는 하나 이상의 서브프레임을 포함하며, 상기 서브프레임은 하나 이상의 슬롯을 포함하고

    상기 동기 신호 및 상기 시스템 정보 신호를 기반으로, 상기 프레임 내에서 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치를 결정하고,

    상기 결정된 위치에서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 상기 송수신부를 통해 전송하는 프로세서를 포함하고, 여기서 상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치는 상기 매크로 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치와 주파수 축으로는 동일하나 시간축으로 슬롯 단위 또는 서브프레임 단위로 이격되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
11. 제10항에 있어서, 상기 프로세서는

    상기 펨토 기지국의 동기 신호 및 시스템 정보 신호의 위치를 상기 펨토 기지국에 할당된 그룹 내의 인덱스에 따라 특정 슬롯 또는 특정 서브프레임으로 결정하는 것을 특징으로 펨토 기지국.
12. 제10 항에 있어서, 상기 그룹은

    상기 펨토 기지국과 간섭을 미치는 하나 이상의 인접 펨토 기지국을 포함하 는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
13. 제10 항에 있어서, 상기 프로세서는

    상기 결정을 소정 프레임 주기로 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 것을 펨토 기지국.
14. 제10 항에 있어서,

    상기 송수신부는 인접 펨토 기지국으로부터의 동기 신호 및 시스템 정보 신호를 추가로 수신하고,

    상기 프로세서는 상기 인접 펨토 기지국으로부터의 동기 신호 및 시스템 정보 신호에 따라, 상기 펨토 기지국의 주파수 대역폭을 이동, 축소, 확장, 및 시분할 중 하나 이상을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.

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