KR20110002783A - Femto cell base-station apparatus and self-configuring method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A femto cell base-station apparatus and a self-configuring method thereof are provided to detect a neighbor macro cell and a femto cell environment without the control of an external control device or a macro cell base station. CONSTITUTION: A preamble extraction unit(420) extracts a first macro cell preamble from the signals of a femto cell and an adjacent macro cell, and a power allocation unit(430) sets the transmission power through the first macro cell preamble. A preamble selection unit(440) selects a second femto cell preamble from the first macro preamble. A header generating unit(550) generates a header of a femto cell control signal, and a resource allocation unit(560) allocates the resources for the transmission of the data from the femto cell.

Description

펨토셀 기지국 장치 및 자기 설정 방법{Femto cell base-station apparatus and self-configuring method thereof}Femto cell base-station apparatus and self-configuring method

본 발명은 펨토셀 기지국 장치 및 기지국 장치를 이용한 자기 설정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a femtocell base station apparatus and a self setting method using the base station apparatus.

일반적으로 펨토셀 기지국은 CDMA/WCDMA(Code Division Multiple Access/Wideband CDMA) 망을 기반으로 하여, 음영 지역의 해결 또는 셀 영역 확장을 목적으로 설치된다. 이와 더불어, 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)와 IEEE 802.16m과 같은 표준화 단체에서 펨토셀과 관련한 표준화를 진행하고 있다. 즉, 표준화 단체에서 매크로 셀과 중첩된 상태에서 펨토셀 기지국을 설치하는데 필요한 요소 기술에 대한 연구를 활발하게 진행하고 있다.In general, a femtocell base station is installed on the basis of CDMA / WCDMA (Code Division Multiple Access / Wideband CDMA) network to solve a shadow area or to expand a cell area. In addition, standardization organizations such as 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) and IEEE 802.16m are conducting standardization regarding femtocells. That is, the standardization organization is actively researching the element technology required to install a femtocell base station in a state overlapping with a macro cell.

펨토셀의 접속 방식은 허용된 사용자만 접속을 허락하는 폐쇄된 네트워크(Closed Network)와 모든 사용자들의 접속을 허락하는 개방된 네트워크(Open Network)에 따라 구분된다. 개방된 네트워크는 핸드오버(Handover)의 우선 순위가 같은 단말이 여러 개 존재할 경우 문제점이 발생한다. 그러나, 이는 핸드오버 임계값 등을 설정하여 해결할 수 있다.The femtocell's access method is classified according to a closed network allowing only authorized users to access and an open network allowing all users to access. The open network has a problem when there are several terminals having the same priority of handover. However, this can be solved by setting a handover threshold or the like.

그러나, 폐쇄된 네트워크 환경을 갖는 펨토셀 기지국의 경우, 펨토셀의 송신 신호로 인하여 인접한 매크로셀 단말들의 통신이 불가능할 수 있다. 반대로, 펨토셀이 매크로셀에 인접하여 설치되는 경우에, 매크로셀 간섭으로 인하여 펨토셀이 동작이 제한될 수 있다. 특히, 프리앰블이나 프레임 정보 등을 가지고 있는 컨트롤 정보들은 이러한 간섭의 영향을 적게 받아야만 통신이 가능하나, 폐쇄된 네트워크 환경에서는 간섭으로 인하여 통신이 불가능할 경우가 발생하는 문제점이 있다.However, in the case of a femtocell base station having a closed network environment, communication of adjacent macrocell terminals may be impossible due to the transmission signal of the femtocell. On the contrary, when the femtocell is installed adjacent to the macrocell, the femtocell may be restricted due to macrocell interference. In particular, the control information having the preamble or frame information can be communicated only when the interference is less affected, but there is a problem in that communication is not possible due to the interference in a closed network environment.

따라서, 본 발명은 펨토셀 기지국이 매크로셀 영역 내에 설치되더라도, 매크로셀 또는 또 다른 펨토셀로의 간섭을 최소화하여 단말이 매크로셀과 통신을 수행할 수 있도록 하는 펨토셀 기지국 및 단말을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a femtocell base station and a terminal for minimizing interference to a macrocell or another femtocell so that the terminal can communicate with the macrocell even if the femtocell base station is installed in the macrocell region.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 매크로셀 커버리지 상에 위치하는 댁내에 설치되어 별도의 펨토셀 커버리지를 갖는 펨토셀 기지국 장치는, Femtocell base station apparatus having a separate femtocell coverage is installed in the home located on the macrocell coverage, which is one feature of the present invention for achieving the technical problem of the present invention,

인접한 매크로셀 및 펨토셀로부터 수신되는 신호로부터 제1 매크로셀 프리앰블을 추출하는 프리앰블 추출부; 상기 프리앰블 추출부가 추출한 제1 매크로셀 프리앰블을 이용하여 송신 전력을 설정하는 전력 할당부; 상기 제1 매크로셀 프리앰블로부터 제2 펨토셀 프리앰블을 선택하는 프리앰블 선택부; 상기 펨토셀 커버리지 내의 단말에 데이터를 전송하기 위해 펨토셀 제어 신호의 헤더를 생성하는 헤더 생성부; 및 상기 헤더 생성부에서 상기 제어 신호의 헤더가 생성되면, 펨토셀에서의 상기 데이터의 전송을 위한 자원을 할당하는 자원 할당부를 포함한다.A preamble extracting unit extracting a first macrocell preamble from signals received from adjacent macrocells and femtocells; A power allocator configured to set a transmission power using the first macrocell preamble extracted by the preamble extractor; A preamble selector for selecting a second femtocell preamble from the first macrocell preamble; A header generator for generating a header of a femtocell control signal for transmitting data to a terminal within the femtocell coverage; And a resource allocating unit for allocating a resource for transmitting the data in the femtocell when the header of the control signal is generated by the header generating unit.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법은, Self-setting method of the femtocell base station which is another feature of the present invention for achieving the technical problem of the present invention,

인접한 매크로셀 및 펨토셀로부터 수신되는 신호로부터 제1 매크로셀 프리앰블을 추출하는 단계; 상기 추출한 제1 매크로셀 프리앰블을 이용하여 상기 펨토셀 기지국의 송신 전력을 설정하는 단계; 상기 제1 매크로셀 프리앰블로부터 추출되는 제2 매크로셀 프리앰블과, 미리 설정된 패턴으로 천공되어 저장되어 있는 제2 매크로셀 프리앰블의 신호 간의 상관값을 이용하여 상기 펨토셀 기지국의 제2 펨토셀 프리앰블을 선택하는 단계; 및 상기 인접한 매크로셀 및 펨토셀 간의 신호 간섭 크기를 고려하여 상기 펨토셀 기지국의 데이터 전송을 위한 자원을 할당하는 단계를 포함한다.Extracting a first macrocell preamble from signals received from adjacent macrocells and femtocells; Setting a transmission power of the femtocell base station using the extracted first macrocell preamble; Selecting a second femtocell preamble of the femtocell base station by using a correlation value between a second macrocell preamble extracted from the first macrocell preamble and a signal of a second macrocell preamble that is punctured and stored in a predetermined pattern; ; And allocating resources for data transmission of the femtocell base station in consideration of the amount of signal interference between the adjacent macrocell and the femtocell.

본 발명의 실시예에 따르면 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국 또는 외부의 중앙 제어장치의 제어를 받지 않고도 스스로 주위 매크로셀 및 펨토셀 환경을 파악할 수 있다. 또한, 펨토셀 또는 주변 매크로셀로의 간섭을 줄일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the femtocell base station can identify the surrounding macrocell and femtocell environment by itself without being controlled by the macrocell base station or an external central controller. In addition, interference to a femtocell or a surrounding macrocell can be reduced.

또한, 펨토셀 안에서 매크로셀 영역을 확보할 수 있어 셀 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to secure a macrocell area within a femtocell, thereby improving cell performance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 구조도이다.
도 2a는 일반적인 SA-프리앰블의 예시도이고, 도 2b 및 도 2c는 천공된 SA-프리앰블의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블 선택부의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토셀 SFH 전송 방법에 대한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토셀 SFH 전송 방법에 대한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토셀 SFH 구성 방법에 대한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토셀 SFH 구성 방법에 대한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PRU 구성 방법에 대한 예시도이다.
도 9는 일반적인 펨토셀 검출 확률에 대한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 검출 확률에 대한 예시도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토셀과 매크로셀의 검출 확률에 대한 예시도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토셀과 매크로셀의 검출 확률에 대한 예시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 하향 링크의 성능을 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 매크로셀 하향 링크의 성능을 나타낸 예시도이다.1 is a structural diagram of a femtocell base station according to an embodiment of the present invention.
2A is an exemplary diagram of a typical SA-preamble, and FIGS. 2B and 2C are exemplary views of perforated SA-preambles.
3 is a structural diagram of a preamble selector according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram of a femtocell SFH transmission method according to a first embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram of a femtocell SFH transmission method according to a second embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram for a femtocell SFH configuration method according to a first embodiment of the present invention.
7 is an exemplary diagram for a femtocell SFH configuration method according to a second embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram of a PRU configuration method according to an embodiment of the present invention.
9 is an exemplary diagram of a general femtocell detection probability.
10 is an exemplary diagram of femtocell detection probability according to an embodiment of the present invention.
11A and 11B are exemplary views illustrating detection probabilities of femtocells and macrocells according to the first embodiment of the present invention.
12A and 12B are exemplary diagrams of detection probabilities of femtocells and macrocells according to a second embodiment of the present invention.
13 is an exemplary diagram illustrating the performance of a femtocell downlink according to an embodiment of the present invention.
14 is an exemplary diagram illustrating the performance of a macrocell downlink according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In the present specification, a terminal is a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS), a user device (User). It may also refer to an Equipment (UE), an Access Terminal (AT), or the like, and may include all or some functions of a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user device, and the like.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In the present specification, a base station (BS) is an access point (AP), a radio access station (Radio Access Station, RAS), a Node B (Node B), a base transceiver station (Base Transceiver Station, BTS), MMR ( Mobile Multihop Relay) -BS and the like, and may include all or part of functions such as an access point, a radio access station, a Node B, a base transceiver station, and an MMR-BS.

이하 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 자기 구성이 가능한 펨토셀 기지국 및 단말에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에서는 IEEE 802.16m을 기반으로 하는 OFDMA 시스템에서 펨토셀 기지국이 동일 주파수 대역에 설치되는 경우를 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.With reference to the drawings, a femtocell base station and a terminal capable of self-configuration according to an embodiment of the present invention will be described in detail. In the embodiment of the present invention, a case where a femtocell base station is installed in the same frequency band in an OFDMA system based on IEEE 802.16m is described as an example, but is not necessarily limited thereto.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 구조도이다.1 is a structural diagram of a femtocell base station according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 펨토셀이 주위 환경을 인지하여 스스로 자기 설정을 통해 매크로셀 단말로의 간섭을 최소화하는 펨토셀 기지국 장치는 안테나(100), 무선신호 송수신부(200), 송수신 분리부(300), 수신부(400) 및 송신부(500)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a femtocell base station apparatus for minimizing interference to a macrocell terminal through self-configuration by allowing a femtocell to recognize a surrounding environment according to an embodiment of the present invention includes an antenna 100 and a radio signal transceiver unit ( 200, a transceiver 300, a receiver 400, and a transmitter 500.

수신부(400)는 신호 수신부(410), 프리앰블 추출부(420), 전력 할당부(430) 및 프리앰블 선택부(440)를 포함한다. 그리고 송신부(500)는 프리앰블 생성부(510), 변조부(520), 프레임 생성부(530), 신호 송신부(540), 헤더 생성부(550) 및 자원 할당부(560)를 포함한다.The receiver 400 includes a signal receiver 410, a preamble extractor 420, a power allocator 430, and a preamble selector 440. The transmitter 500 includes a preamble generator 510, a modulator 520, a frame generator 530, a signal transmitter 540, a header generator 550, and a resource allocator 560.

무선신호 송수신부(200)는 안테나(100)를 통하여 펨토셀(femto cell) 및 매크로셀(macro cell)의 신호를 송수신한다. The wireless signal transceiver 200 transmits and receives signals of a femto cell and a macro cell through the antenna 100.

송수신 분리부(300)는 안테나(100)를 통해 수신한 수신 신호와 송신부(500)에서 송신하는 신호를 분리한다. The transmission and reception separation unit 300 separates the reception signal received through the antenna 100 and the signal transmitted by the transmission unit 500.

수신부(400)의 신호 수신부(410)는 송수신 분리부(300)에 의해 분리된 펨토셀 및 매크로셀의 신호를 수신한다. 이때, 신호 수신부(410)가 수신하는 신호는 펨토셀 신호와 매크로셀의 신호가 분리되지 않은 형태의 신호이다.The signal receiver 410 of the receiver 400 receives the signals of the femtocell and macrocell separated by the transceiver 300. In this case, the signal received by the signal receiver 410 is a signal in which the femtocell signal and the macrocell signal are not separated.

프리앰블 추출부(420)는 신호 수신부(410)가 수신한 펨토셀 및 매크로셀의 신호로부터 매크로셀 A-프리앰블을 추출한다. 본 발명의 실시예에서는 제1 프리앰블로 A-프리앰블을 예로 하여 설명한다. 그리고 제1 매크로셀 프리앰블이라 함은, 매크로셀 기지국으로부터 수신한 A-프리앰블을 의미한다.The preamble extractor 420 extracts the macrocell A-preamble from the signals of the femtocell and the macrocell received by the signal receiver 410. In the embodiment of the present invention, the A-preamble is described as an example of the first preamble. The first macrocell preamble means an A-preamble received from the macrocell base station.

이때, 매크로셀 A-프리앰블을 추출하기 위하여, 프리앰블 추출부(420)에서는 펨토셀 및 매크로셀의 신호가 펨토셀에 해당하는 신호와 매크로셀에 해당하는 신호를 각각 분리한다. 그리고 분리한 신호 중 펨토셀 신호는 복조부(470)로 전달되고, 분리된 신호 중 매크로셀에 해당하는 신호로부터 매크로셀 A-프리앰블을 추출한다. 또한, 분리되지 않은 매크로셀 및 펨토셀의 신호는 전력 할당부(430)로 전달된다. At this time, in order to extract the macrocell A-preamble, the preamble extractor 420 separates the signals of the femtocell and the macrocell from the signal corresponding to the femtocell and the signal corresponding to the macrocell, respectively. The femtocell signal of the separated signal is transmitted to the demodulator 470, and the macrocell A-preamble is extracted from the signal corresponding to the macrocell among the separated signals. In addition, the signals of the non-separated macrocell and femtocell are transmitted to the power allocator 430.

또한, 프리앰블 추출부(420)는 매크로셀 신호와 펨토셀 신호로 분리된 신호 중에서, 펨토셀 신호를 전달받아 복조한다. 그리고 복조한 펨토셀 신호를 역프레임화한 후 복호한다.In addition, the preamble extractor 420 receives and demodulates the femtocell signal among the signals separated into the macrocell signal and the femtocell signal. The demodulated femtocell signal is deframed and then decoded.

전력 할당부(430)는 초기화 단계에서 아래 수학식 1을 이용하여 펨토셀 기지국 장치의 송신 전력을 할당한다. 즉 신호 수신부(410)가 수신한 신호 중에서 매크로셀 신호의 크기를 측정하고, 이를 기준으로 펨토셀의 송신 전력을 결정한다. The power allocator 430 allocates the transmission power of the femtocell base station apparatus by using Equation 1 below in the initialization step. That is, the signal receiver 410 measures the magnitude of the macrocell signal among the signals received, and determines the transmission power of the femtocell based on this.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Pmacro - rx는 매크로셀의 기지국 장치로부터 수신된 매크로셀 신호이다. L(d)는 펨토셀 기지국 장치의 영역 반경을 d 라고 할 때의 경로 감쇄이다. G는 펨토셀 기지국 장치의 송신 전력의 이득 값이다. Pfemto -max은 펨토셀 기지국 장치의 최대 전송 전력이다. Here, P macro - rx is a macro cell signal received from the base station apparatus of the macro cell. L (d) is path attenuation when the area radius of the femtocell base station apparatus is d. G is a gain value of the transmission power of the femtocell base station apparatus. P femto -max is a maximum transmission power of the femtocell base station.

프리앰블 선택부(440)는 전력 할당부(430)에 의해 펨토셀 기지국 장치에 초기 전력 할당된 이 후, 프리앰블 추출부(420)에서 출력한 매크로셀 A-프리앰블로부터 펨토셀 SA-프리앰블(Secondary Advanced Preamble)을 선택한다. 본 발명의 실시예에서는 제2 프리앰블로 IEEE 802.16m의 SA-프리앰블(Secondary Advanced Preamble)을 예로 하여 설명하며, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 그리고 제2 펨토셀 프리앰블이라 함은 펨토셀 기지국으로부터 수신한 SA-프리앰블을 의미한다.The preamble selector 440 is initially assigned power to the femtocell base station apparatus by the power allocator 430, and then the femtocell SA-preamble is output from the macrocell A-preamble output from the preamble extractor 420. Select. In the embodiment of the present invention, the second preamble is described as an example of a secondary advanced preamble of IEEE 802.16m, but is not necessarily limited thereto. The second femtocell preamble means an SA-preamble received from a femtocell base station.

즉, 펨토셀 기지국은 IEEE 802.16m 기반의 SA-프리앰블 또는 기존의 SA-프리앰블을 여러 가지 패턴으로 천공한 SA-프리앰블을 사용한다. 셀 탐색 및 기지국의 구분을 위해 필요한 일반적인 SA-프리앰블은 총 3개의 세그먼트(Segment)을 가지고 있으며, 천공된 SA-프리앰블은 천공되는 패턴의 수만큼 증가한 세그먼트를 가진다. 즉, 2개의 패턴으로 천공된 SA-프리앰블은 총 6개의 부 세그먼트를 가지며, 각 세그먼트별로 서로 겹치지 않는 부반송파 집합을 할당 받는다. That is, the femtocell base station uses an SA-preamble based on IEEE 802.16m-based SA-preamble or a conventional SA-preamble in various patterns. The general SA-preamble required for cell search and base station division has a total of three segments, and the perforated SA-preamble has segments increased by the number of perforated patterns. That is, the SA-preamble punctured in two patterns has a total of six sub-segments and is assigned a subcarrier set that does not overlap each other for each segment.

프리앰블 선택부(440)는 이러한 SA-프리앰블을 사용함과 동시에, SA-프리앰블을 2배 또는 여러 가지 패턴으로 천공한 천공된 SA-프리앰블을 사용할 수 있다. 천공된 SA-프리앰블에 대해서는 이하 도 2에서 상세히 설명한다. The preamble selector 440 may use the SA-preamble and at the same time, use the punched SA preamble in which the SA-preamble is doubled or in various patterns. The punched SA preamble will be described in detail later with reference to FIG. 2.

송신부(500)의 헤더 생성부(550)는 펨토셀 기지국이 단말로 데이터를 전송하기 앞서 제어 신호의 헤더를 구성한다. 이때, 제어 신호의 헤더는 슈퍼프레임(Superframe)에 포함되는 SFH(SuperFrame Header)를 예로 하여 설명하며, SFH를 구성하는 방법에 대해서는 추후 설명하기로 한다.The header generator 550 of the transmitter 500 configures a header of a control signal before the femtocell base station transmits data to the terminal. At this time, the header of the control signal will be described by taking an example of SFH (SuperFrame Header) included in a superframe, and a method of configuring SFH will be described later.

자원 할당부(560)는 헤더 생성부(550)가 SFH를 구성하면, 펨토셀 기지국이 단말로 펨토셀 데이터를 전송할 때 사용할 자원을 할당한다.When the header generator 550 configures SFH, the resource allocator 560 allocates resources to be used when the femtocell base station transmits femtocell data to the terminal.

프리앰블 생성부(510)는 수신부(400)로 전송할 펨토셀 A-프리앰블을 생성한다. 변조부(520)는 프리앰블 생성부(510)가 생성한 펨토셀 A-프리앰블을 변조한다. 프레임 생성부(530)는 변조부(520)가 변조한 펨토셀 A-프리앰블과 수신부(400)의 자원 할당부(430)가 할당한 자원을 이용하여 프레임을 생성한다. The preamble generator 510 generates a femtocell A-preamble to be transmitted to the receiver 400. The modulator 520 modulates the femtocell A-preamble generated by the preamble generator 510. The frame generator 530 generates a frame using the femtocell A-preamble modulated by the modulator 520 and the resources allocated by the resource allocator 430 of the receiver 400.

송신부(540)는 프레임 생성부(530)가 생성한 프레임을 송수신 분리부(300)를 통하여 무선신호 송수신부(200)로 전달한다. 그러면, 이러한 프레임을 무선 신호 송수신부(200)가 안테나(100)를 통하여 외부로 전송한다. The transmitter 540 transmits the frame generated by the frame generator 530 to the wireless signal transceiver 200 through the transceiver 300. Then, the radio signal transmission and reception unit 200 transmits to the outside through the antenna 100.

다음은 본 발명의 실시예에 따라 자가 구성 알고리즘을 이용하여 프리앰블 선택부(440)에서 SA-프리앰블 또는 천공된 SA-프리앰블을 선택하는 것을 설명하기 앞서, 일반적인 SA-프리앰블 또는 천공된 SA-프리앰블의 구조에 대하여 도 2a 내지 도 2c를 참조로 설명하기로 한다.Next, prior to the description of selecting the SA-preamble or the punctured SA-preamble by the preamble selector 440 using a self-organizing algorithm according to an embodiment of the present invention, the general SA-preamble or the punctured SA-preamble The structure will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.

도 2a 내지 도 2c는 일반적인 SA-프리앰블의 예시도이다. 특히, 도 2a는 종래의 SA-프리앰블을 나타낸 예시도이다. 그리고, 도 2b는 제1 패턴으로 종래의 SA-프리앰블을 2배 천공한 SA-프리앰블을 나타낸 예시도이고, 도 2c는 제2 패턴으로 종래의 SA-프리앰블을 2배 천공한 SA-프리앰블을 나타낸 예시도이다. 2A to 2C are exemplary diagrams of a typical SA-preamble. In particular, Figure 2a is an exemplary view showing a conventional SA-preamble. FIG. 2B is an exemplary diagram showing a SA-preamble that doubles the conventional SA-preamble in the first pattern, and FIG. 2C shows a SA-preamble that doubles the conventional SA-preamble in the second pattern. It is an illustration.

도 2b 및 2c와 같이 두 가지 패턴으로 SA-프리앰블을 천공하면, 하나의 SA-프리앰블을 두 개의 SA-프리앰블로 나누어 사용할 수 있다. 또한, 2배 천공된 SA-프리앰블을 사용하면 각 세그먼트는 각 세그먼트 아래에 2개의 또 다른 세그먼트인 부세그먼트와 같은 역할을 하는 가상 세그먼트를 사용할 수 있다. When the SA-preamble is punctured in two patterns as shown in FIGS. 2B and 2C, one SA-preamble can be divided into two SA-preambles. In addition, using the double-perforated SA-preamble, each segment can use a virtual segment that acts like a subsegment, two other segments below each segment.

또한, 각 세그먼트 별로 사용할 수 있는 SA-프리앰블의 숫자 또한 2배로 늘어난다. 즉 천공되는 패턴을 달리함으로써 하나의 SA-프리앰블은 중첩되지 않은 여러개의 천공된 SA-프리앰블로 나뉠 수 있다. 이때, 천공 횟수는 2배 또는 3배 등과같이 여러 배수를 가질 수 있다. In addition, the number of SA-preambles available for each segment also doubles. That is, by varying the perforated pattern, one SA-preamble can be divided into several non-overlapping perforated SA-preambles. At this time, the number of punctures may have multiple multiples, such as 2 times or 3 times.

본 발명의 실시예에 따른 프리앰블 선택부(440)는 자가 구성 알고리즘을 이용하여 상기 도 2a 내지 도 2c를 통해 설명한 SA-프리앰블 또는 천공된 SA-프리앰블을 선택한다. 천공된 프리앰블을 사용함으로써, 펨토셀 사이에서 사용할 수 있는 프리앰블의 그룹이 늘어나게 되고, 이에 따라 셀간 간섭을 피할 수 있게 된다. 이에 대하여 도 3을 참조로 상세히 설명하기로 한다.The preamble selector 440 according to an embodiment of the present invention selects the SA-preamble or the perforated SA-preamble described with reference to FIGS. 2A through 2C by using a self-organizing algorithm. By using the punctured preamble, the group of preambles that can be used between femtocells is increased, thereby avoiding intercell interference. This will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블 선택부의 구조도이다.3 is a structural diagram of a preamble selector according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블 선택부(440)는 프리앰블 수신기(441), 세그먼트 선택기(442), 상관값 계산기(443), 프리앰블 저장기(445) 및 인덱스 선택기(444)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the preamble selector 440 according to an embodiment of the present invention includes a preamble receiver 441, a segment selector 442, a correlation value calculator 443, a preamble store 445, and an index selector ( 444).

프리앰블 수신기(441)는 전력 할당부(430)로부터 매크로셀 A-프리앰블을 수신하여 매크로셀 SA-프리앰블만 선택한다. 일반적으로 A-프리앰블은 PA-프리앰블과 SA-프리앰블인 두 개의 프리앰블로 구성된다. 이때, PA-프리앰블은 모든 기지국이 동일하게 사용하는 것으로 별도로 PA-프릴앰블을 선택할 필요가 없기 때문에, 프리앰블 추출부(420)에서는 SA-프리앰블만 선택하여 사용하는 것으로 설명한다.The preamble receiver 441 receives the macrocell A-preamble from the power allocator 430 and selects only the macrocell SA-preamble. In general, the A-preamble consists of two preambles, a PA-preamble and an SA-preamble. In this case, since the PA-preamble is used by all base stations in the same manner, it is not necessary to separately select the PA-priamble, so the preamble extracting unit 420 selects and uses only the SA-preamble.

세그먼트 선택기(442)는 펨토셀 기지국 장치가 사용해야 하는 세그먼트(또는 부세그먼트)를 선택한다. 세그먼트 선택기(442)는 아래 수학식 2와 같이 각 세그먼트의 수신 신호의 에너지의 합이 가장 낮은 세그먼트 또는 부세그먼트를 선택한다. 이때, 세그먼트의 수신 신호 에너지의 합은 하나의 매크로셀 SA-프리앰블 또는 다수의 매크로셀 SA-프리앰블을 누적해서 구할 수 있다.The segment selector 442 selects a segment (or subsegment) that the femtocell base station apparatus should use. The segment selector 442 selects the segment or subsegment having the lowest sum of the energy of the received signal of each segment as shown in Equation 2 below. In this case, the sum of the received signal energies of the segments may be obtained by accumulating one macrocell SA preamble or a plurality of macrocell SA preambles.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, Cs는 s번째 세그먼트에 해당하는 부반송파 집합을 나타낸다. Yk는 수신 신호에서 k번째 반송파 신호를 나타낸다. 이 때, 펨토셀은 수신되는 매크로셀 신호의 세그먼트를 제외하도록 가정한다.Here, C s represents a subcarrier set corresponding to the s-th segment. Y k represents the k th carrier signal in the received signal. At this time, it is assumed that the femtocell excludes the segment of the received macrocell signal.

상관값 계산기(443)는 프리앰블 수신기(441)로부터 선택된 세그먼트 또는 부세그먼트의 j번째 매크로셀 SA-프리앰블이나, j번째 천공된 매크로셀 SA-프리앰블의 k번째 부 반송파에 해당하는 수신 신호 Yj ,k를 입력 받는다. 그리고 프리앰블 저장기(445)로부터 j번째 매크로셀 SA-프리앰블 또는 천공된 매크로셀 SA-프리앰블의 k번째 부반송파의 신호 Dj ,k를 입력 받는다.The correlation calculator 443 may receive the received signal Y j corresponding to the j th macrocell SA-preamble of the segment or subsegment selected from the preamble receiver 441 or the k th subcarrier of the j th punctured macrocell SA-preamble . Get k And it receives the j-th macro cell SA- or preamble signal D j, k of the k-th subcarrier of the perforated macrocell SA- preamble from preamble reservoir 445.

상관값 계산기(443)는 Yj ,k와 Dj ,k를 이용하여 다음 수학식 3과 같이 차등 벡터를 사용한 차등 상관값(

Figure pat00003
)을 계산한다. Correlation value calculator 443 uses Y j , k and D j , k to calculate a differential correlation value using a differential vector as shown in Equation 3 below.
Figure pat00003
).

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서

Figure pat00005
를,
Figure pat00006
를 나타낸다. 그리고 k는 매크로셀 SA-프리앰블의 시퀀스 개수를 나타낸다.here
Figure pat00005
To,
Figure pat00006
Indicates. K denotes the number of sequences of the macrocell SA preamble.

인덱스 선택기(444)는 상관값 계산기(443)가 모든 매크로셀 SA-프리앰블에 대하여 상기 수학식 3을 이용하여 계산한 상관 값을 전달받는다. 그리고 수신한 상관 값 중에서 가장 낮은 상관 값을 가지는 매크로셀 SA-프리앰블 또는 천공된 매크로셀 SA-프리앰블을 펨토셀 기지국의 SA-프리앰블 또는 천공된 SA-프리앰블로 선택한다. 이하, SA-프리앰블 또는 천공된 SA-프리앰블을 펨토셀 SA-프리앰블 또는 천공된 펨토셀 SA-프리앰블이라 지칭한다.The index selector 444 receives the correlation value calculated by the correlation value calculator 443 using Equation 3 for all the macrocell SA preambles. The macrocell SA-preamble or the punctured macrocell SA-preamble having the lowest correlation value among the received correlation values is selected as the SA-preamble or the punctured SA-preamble of the femtocell base station. Hereinafter, the SA-preamble or perforated SA-preamble is referred to as a femtocell SA-preamble or perforated femtocell SA-preamble.

프리앰블 저장기(445)는 인덱스 선택기(444)가 선택한 펨토셀 SA-프리앰블 또는 천공된 펨토셀 SA-프리앰블을 저장한다. The preamble store 445 stores the femtocell SA-preamble or perforated femtocell SA-preamble selected by the index selector 444.

상기에서 설명한 펨토셀 기지국을 매크로셀 기지국의 영역 내에 설치하는데 있어, 펨토셀 기지국은 SFH(Superframe Header, 슈퍼프레임 헤더)와 같은 제어 신호를 단말과 원활하게 송/수신해야 한다. SFH는 미리 정해진 SFH 주파수 분할(Frequency Partition)을 통해 송신되며, 이때의 주파수 분할은 주파수 재사용율 1을 사용하여 분할한다.In installing the femtocell base station described above in the area of the macrocell base station, the femtocell base station must smoothly transmit / receive a control signal such as a superframe header (SFH) with the terminal. The SFH is transmitted through a predetermined SFH frequency partition, and the frequency partition is divided using the frequency reuse rate 1.

여기서 SFH는 슈퍼프레임의 가장 앞에 배치되는 헤더로, SFH에는 공용 제어 채널(Common Control Channel)이 할당된다. 공용 제어 채널은 슈퍼프레임을 구성하는 프레임들에 대한 정보 또는 시스템 정보와 같이, 셀 내 모든 단말들이 공통적으로 활용할 수 있는 제어 정보를 기지국이 단말로 전송하기 위하여 사용되는 채널이다. 슈퍼프레임은 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.In this case, the SFH is a header placed at the front of the superframe, and the SFH is assigned a common control channel. The common control channel is a channel used by the base station to transmit control information that can be commonly used by all terminals in a cell to the terminal, such as information on frames constituting the superframe or system information. Superframe is a known matter, detailed description thereof will be omitted in the embodiment of the present invention.

펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국과 같은 방법으로 제어 신호를 수신하고 매크로셀 단말이 펨토셀 기지국 근처에 존재한다면, 매크로셀 단말은 펨토셀 기지국의 간섭으로 인하여 매크로셀 기지국으로부터 송신되는 매크로셀 SFH를 수신할 수 없게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 펨토셀 기지국은 매크로셀 기지국으로의 간섭을 피해여 단말로 펨토셀 SFH를 전송하는 방법에 대해 설명한다. 이에 대하여 도 4 및 도 5를 참조로 설명하기로 한다.If the femtocell base station receives the control signal in the same manner as the macrocell base station and the macrocell terminal is present near the femtocell base station, the macrocell terminal cannot receive the macrocell SFH transmitted from the macrocell base station due to the interference of the femtocell base station. do. Therefore, in the embodiment of the present invention, a femtocell base station describes a method of transmitting a femtocell SFH to the terminal avoiding interference to the macrocell base station. This will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토셀 SFH 전송 방법에 대한 예시도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토셀 SFH 전송 방법에 대한 예시도이다.4 is an exemplary diagram of a femtocell SFH transmission method according to a first embodiment of the present invention. 5 is an exemplary diagram of a femtocell SFH transmission method according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 시분할 다중화 방식을 이용하여 단말에 펨토셀 SFH를 전송하는 방법에 대하여 나타내었으며, 도 5는 주파수 분할 다중화 방식을 이용하여 단말에 펨토셀 SFH를 전송하는 방법에 대하여 나타내었다.4 illustrates a method of transmitting a femtocell SFH to a terminal using a time division multiplexing scheme, and FIG. 5 illustrates a method of transmitting a femtocell SFH to a terminal using a frequency division multiplexing scheme.

도 4에 나타낸 바와 같이 시분할 다중화 방식을 이용하여, 매크로셀 기지국과 펨토셀 기지국이 서로 다른 서브프레임을 이용하여 각각 단말로 매크로셀 SFH와 펨토셀 SFH를 각각 전송하면, 펨토셀 기지국은 매크로셀 기지국과의 간섭을 피해서 단말로 펨토셀 SFH를 전송할 수 있게 된다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이 주파수 분할 다중화 방식을 이용하여 하나의 서브프레임 내에 서로 다른 주파수 분할을 통해 매크로셀 기지국과 펨토셀 기지국이 단말로 메크로셀 SFH와 펨토셀 SFH를 전송하면, 펨토셀 기지국은 매크로셀 기지국과의 간섭을 피해서 단말로 펨토셀 SFH 신호를 전송할 수 있게 된다.As shown in FIG. 4, when the macrocell base station and the femtocell base station transmit the macrocell SFH and the femtocell SFH to the terminal using different subframes, respectively, using the time division multiplexing scheme, the femtocell base station interferes with the macrocell base station. It is possible to transmit the femtocell SFH to the terminal to avoid. In addition, as shown in FIG. 5, when the macrocell base station and the femtocell base station transmit the macrocell SFH and the femtocell SFH to the terminal through different frequency divisions in one subframe using the frequency division multiplexing scheme, the femtocell base station transmits the macrocell. It is possible to transmit the femtocell SFH signal to the terminal to avoid interference with the base station.

상기에서 설명한 방법 이외에 본 발명의 실시예에서는 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국과 같은 자원을 사용하여 단말로 SFH를 전송한다고 가정한다. 그러면, 펨토셀 기지국은 매크로셀 기지국이 단말로 매크로셀 SFH를 전송하기 위해 사용하는 반복 횟수보다 적은 반복 횟수를 사용하여 펨토셀 SFH를 전송하고, 매크로셀 SFH 주파수 분할의 일부 자원만을 사용하도록 펨토셀 SFH를 구성할 수 있다. 이때 펨토셀 기지국은 매크로셀 기지국에 비해 SFH를 전송하기 위해 적은 반복 횟수를 사용하기 때문에, 펨토셀 FSH를 전송하기 위한 신호의 전력을 매크로셀 FSH를 전송하는 경우의 전력보다 높여서 단말에 전송한다. In addition to the above-described method, it is assumed in the embodiment of the present invention that the femtocell base station transmits the SFH to the terminal using the same resources as the macro cell base station. Then, the femtocell base station transmits the femtocell SFH using a number of repetitions less than the number of repetitions used by the macrocell base station to transmit the macrocell SFH to the terminal, and configures the femtocell SFH to use only some resources of the macrocell SFH frequency division. can do. At this time, since the femtocell base station uses a smaller number of repetitions for transmitting SFH than the macrocell base station, the femtocell base station transmits the power of the signal for transmitting the femtocell FSH higher than that of the macrocell FSH to the terminal.

이와 같은 경우 펨토셀 기지국의 헤더 생성부(550)는 매크로셀 기지국과의 간섭을 최소화하기 위하여 SFH 주파수 분할의 DRU(Distributed Resource Unit, 분산 자원 유닛)를 구성한다. 이때, 헤더 생성부(550)는 매크로셀 기지국과 같은 셀 아이디(Cell ID)를 이용하여 DRU를 구성하거나 펨토셀 기지국의 셀 아이디를 이용해서 DRU을 구성할 수 있다. 헤더 생성부(550)에서 SFH를 구성하는 방법에 대하여 도 6 및 도 7을 참조로 설명하기로 한다.In this case, the header generator 550 of the femtocell base station configures a distributed resource unit (DRU) of SFH frequency division in order to minimize interference with the macrocell base station. In this case, the header generator 550 may configure a DRU using a cell ID (Cell ID), such as a macro cell base station, or may configure a DRU using a cell ID of a femtocell base station. A method of configuring SFH in the header generator 550 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토셀 SFH 구성 방법에 대한 예시도이다. 그리고 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토셀 SFH 구성 방법에 대한 예시도이다.6 is an exemplary diagram for a femtocell SFH configuration method according to a first embodiment of the present invention. 7 is an exemplary diagram for a femtocell SFH configuration method according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 모든 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국과 같은 DRU를 공유하는 경우의 펨토셀 SFH를 구성하는 방법에 관한 예를 도시한 것이다. 즉, 펨토셀 기지국은, 매크로셀 기지국이 SFH를 전송하기 위해 사용하는 반복 횟수보다 적은 반복 횟수를 사용하여 펨토셀 SFH를 단말로 전송하는 경우, 펨토셀 천공 패턴에 따른 SFH 구성을 나타낸 것이다. FIG. 6 shows an example of a method for configuring femtocell SFH when all femtocell base stations share the same DRU as the macrocell base station. That is, when the femtocell base station transmits the femtocell SFH to the terminal using fewer repetitions than the macrocell base station uses to transmit the SFH, the femtocell base station shows the SFH configuration according to the femtocell puncturing pattern.

도 6에 도시된 바와 같이 펨토셀 기지국이 펨토셀 SFH를 단말로 전송하는 경우, 매크로셀 기지국에서 사용하는 자원의 일부를 이용하여 펨토셀 SFH를 전송할 수 있다. 만약 펨토셀 기지국이 천공된 패턴을 사용하지 않는다 하더라도, 펨토셀 기지국은 매크로셀 기지국 자원의 일부분만을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 6, when the femtocell base station transmits the femtocell SFH to the terminal, the femtocell SFH may be transmitted using a part of resources used by the macrocell base station. If the femtocell base station does not use the punctured pattern, the femtocell base station may use only a portion of the macrocell base station resources.

즉, 매크로셀 단말이 펨토셀 SFH를 송신하는 펨토셀 기지국 영역 내에 있는 경우 또는 펨토셀 기지국 간섭에 의해서 매크로셀 단말이 매크로셀 기지국으로부터 전송되는 매크로셀 SFH의 수신이 불가능하다고 가정한다. 이러한 경우 도 6에 도시된 방법을 이용하면 매크로셀 단말은 펨토셀 기지국이 사용하지 않는 DRU을 이용해서 매크로셀 SFH를 검출할 수 있다. That is, it is assumed that the macrocell terminal is unable to receive the macrocell SFH transmitted from the macrocell base station when the macrocell terminal is in a femtocell base station region transmitting the femtocell SFH or due to femtocell base station interference. In this case, using the method illustrated in FIG. 6, the macrocell terminal may detect the macrocell SFH using a DRU not used by the femtocell base station.

한편 도 7은 모든 펨토셀 기지국이 동일한 DRU을 구성하는 경우의 SFH 자원 구성에 대한 실시예로, 이 경우 펨토셀 기지국은 SFH 주파수 분할에서 펨토셀 SFH을 할당하고 남은 자원은 비워둔다.Meanwhile, FIG. 7 illustrates an embodiment of SFH resource configuration when all femtocell base stations configure the same DRU. In this case, the femtocell base station allocates femtocell SFH in SFH frequency division and leaves the remaining resources empty.

즉, 도 7에 도시한 방법을 통해 펨토셀 기지국이 단말로 펨토셀 SFH를 송신하는 경우에는, 매크로셀 단말은 이미 펨토셀 기지국이 사용하고 있는 SFH 자원을 알고 있다. 따라서 매크로셀 단말이 매크로셀 SFH를 수신하지 못하는 경우에는, 펨토셀 기지국이 해당하는 영역의 자원을 제외하고 SFH를 수신한다.That is, when the femtocell base station transmits the femtocell SFH to the terminal through the method shown in FIG. 7, the macrocell terminal already knows the SFH resources used by the femtocell base station. Therefore, when the macrocell terminal does not receive the macrocell SFH, the femtocell base station receives the SFH excluding the resources of the corresponding area.

또한, 펨토셀 기지국과 매크로셀 기지국 자원이 시간축 또는 주파수축 중 어느 하나의 축으로 나누어져 있는 경우, 펨토셀 기지국은 매크로셀 자원의 일부분을 공유할 수 있다. In addition, when the femtocell base station and macrocell base station resources are divided into any one of a time axis or a frequency axis, the femtocell base station may share a part of the macro cell resource.

그러나 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 경우, 펨토셀 기지국 근처에 있는 매크로셀 단말은 낮은 코딩율과 낮은 변조 방식으로 매크로셀 SFH를 수신하게 된다. 이 경우 펨토셀 기지국이 매크로셀 자원을 일부분을 공유하더라도, 매크로셀 기지국의 손실은 미약하지만 펨토셀 기지국은 많은 이득을 가지고 올 수 있다. 그러므로 펨토셀 기지국은 자신에게 할당 되어 있지 않는 주파수 분할 또는 시간 영역의 자원의 신호가 미약한 경우, 매크로셀 기지국 영역의 자원을 공유할 수 있다.However, when the femtocell base station is far from the macrocell base station, the macrocell terminal near the femtocell base station receives the macrocell SFH with a low coding rate and a low modulation scheme. In this case, even if the femtocell base station shares a part of the macrocell resources, the loss of the macrocell base station is weak, but the femtocell base station can bring a lot of gains. Therefore, the femtocell base station may share the resources of the macrocell base station area when the signal of the frequency division or time domain resources that are not allocated to the signal is weak.

다음은 상기 도 6 또는 도 7과 같이 헤더 생성부(550)가 SFH를 할당한 다음에, 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국과의 간섭을 최소화하기 위하여 자원 할당부(560)에서 PRU(Physical Resource Unit)를 구성하는 방법에 대하여 도 8을 참고로 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에서는 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국 자원의 1/N을 공유하는 경우, 매크로셀 기지국과의 간섭을 최소화하기 위해서 매크로셀 기지국의 N개의 PRU을 이용해서 하나의 펨토셀 PRU을 구성하는 것을 예로 하여 설명한다.Next, after the header generation unit 550 allocates the SFH as shown in FIG. 6 or 7, the resource allocation unit 560 uses a physical resource unit (PRU) to minimize interference with the macrocell base station. A method of configuring a will be described with reference to FIG. 8. According to an embodiment of the present invention, when a femtocell base station shares 1 / N of macrocell base station resources, configuring a femtocell PRU using N PRUs of the macrocell base station in order to minimize interference with the macrocell base station. It demonstrates as an example.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PRU 구성 방법에 대한 예시도이다.8 is an exemplary diagram of a PRU configuration method according to an embodiment of the present invention.

도 8은 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국 자원의 1/6(즉, N=6)을 공유하는 경우, 자원 할당부(560)가 매크로셀 기지국 자원을 이용하여 펨토셀 기지국의 PRU 구성하는 방법의 실시 예에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 하나의 PRU는 6개의 OFDMA 심볼로 구성된다. 이때 하나의 OFDMA 심볼에서 연속적인 18개의 부반송파를 이용하여 PRU를 구성한다.8 illustrates an embodiment of a method in which a resource allocator 560 configures a PRU of a femtocell base station using macrocell base station resources when the femtocell base station shares 1/6 of the macrocell base station resources (ie, N = 6). It is about. One PRU according to an embodiment of the present invention is composed of six OFDMA symbols. In this case, a PRU is configured using 18 consecutive subcarriers in one OFDMA symbol.

따라서, 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국의 자원의 일부를 공유하는 경우, 펨토셀 기지국의 자원 할당부(560)는 매크로셀 기지국 자원을 이용해서 PRU을 구성하며, 매크로셀 PRU 6개를 이용하여 하나의 PRU를 구성한다. 만약에 펨토셀 기지국의 매크로셀 기지국 자원의 1/12을 공유하는 경우에는 12개의 PRU을 이용해서 하나의 PRU을 구성하게 된다.Therefore, when the femtocell base station shares a part of the resources of the macrocell base station, the resource allocation unit 560 of the femtocell base station configures a PRU using macrocell base station resources, and one PRU using 6 macrocell PRUs. Configure If 1/12 of the macrocell base station resources of the femtocell base station are shared, one PRU is configured using 12 PRUs.

다음은 펨토셀 검출 확률에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.Next, the femtocell detection probability will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

도 9는 일반적인 펨토셀 검출 확률에 대한 예시도이고 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 검출 확률에 대한 예시도이다.9 is a diagram illustrating a general femtocell detection probability and FIG. 10 is a diagram illustrating a femtocell detection probability according to an embodiment of the present invention.

도 9는 일반적으로 제2 프리앰블을 사용하는 경우의 펨토셀 검출 확률을 나타낸 것이다. 즉, 작은 커버리지 영역을 가지고 있는 펨토셀 기지국이 큰 커버리지를 가지는 펨토셀 기지국 영역에 둘러 쌓여 있는 환경에서 제2 프리앰블을 사용한 경우, 펨토셀 기지국 영역 내에서 제2 매크로셀 프리앰블을 검출하는 검출 성능을 보여준다.9 illustrates femtocell detection probability in the case of using a second preamble. That is, when the second preamble is used in an environment in which a femtocell base station having a small coverage area is surrounded by a femtocell base station area having a large coverage, detection performance of detecting the second macrocell preamble in the femtocell base station area is shown.

인접한 펨토셀 기지국은 서로 다른 세그먼트를 사용한다고 가정한다. 그러면 붉은색 영역은 제2 프리앰블의 검출 실패 확률이 이상인 영역을, 녹색 영역은 제2 프리앰블의 검출 확률이 이상 이하인 영역을 나타낸다. 그리고, 노란색 영역은 제2 프리앰블 검출 확률이 이하인 영역을 나타낸다. 다시 말해, 낮은 송신 전력을 가지는 펨토셀 기지국이 높은 송신 전력을 가지는 펨토셀 기지국에 인접한 경우에, 낮은 송신 전력을 가지는 펨토셀 기지국은 인접한 높은 송신 전력을 가지는 펨토셀 기지국으로부터 높은 간섭을 받게 된다.It is assumed that adjacent femtocell base stations use different segments. Then, the red area represents an area where the detection failure probability of the second preamble is greater than or equal to, and the green area represents an area where the detection probability of the second preamble is greater than or equal to. In addition, the yellow area indicates an area where the second preamble detection probability is less than or equal to. In other words, when a femtocell base station with low transmit power is adjacent to a femtocell base station with high transmit power, the femtocell base station with low transmit power is subject to high interference from the femtocell base station with adjacent high transmit power.

반면, 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 천공된 제2 프리앰블을 사용하는 경우 펨토셀 검출 확률을 나타낸 것이다. 즉, 천공된 제2 프리앰블을 사용하는 경우에는 더 많은 세그먼트를 가지게 되기 때문에, 낮은 송신 전력의 펨토셀 기지국도 높은 송신 전력의 펨토셀 기지국에 인접해 있다 하더라도 자신의 커버리지를 확보할 수 있다.On the other hand, Figure 10 shows the femtocell detection probability when using the perforated second preamble according to an embodiment of the present invention. That is, when using the perforated second preamble, since the second preamble has more segments, even when the femtocell base station with low transmission power is adjacent to the femtocell base station with high transmission power, its own coverage can be secured.

다음은 펨토셀 기지국과 매크로셀 기지국의 검출 확률에 대하여 도 11a 내지 도 12b를 참조로 설명하기로 한다.Next, detection probabilities of the femtocell base station and the macrocell base station will be described with reference to FIGS. 11A to 12B.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토셀 기지국과 매크로셀 기지국의 검출 확률에 대한 예시도이다. 그리고 도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토셀 기지국과 매크로셀 기지국의 검출 확률에 대한 예시도이다.11A and 11B are exemplary diagrams of detection probabilities of a femtocell base station and a macrocell base station according to the first embodiment of the present invention. 12A and 12B are exemplary diagrams of detection probabilities of a femtocell base station and a macrocell base station according to a second embodiment of the present invention.

도 11a는 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국과 같은 SFH 주파수 분할을 사용하는 경우 펨토셀 SFH의 검출 확률을 나타낸 것이고, 도 11b는 매크로 셀 SFH 검출 확률을 나타낸 것이다.FIG. 11A illustrates the detection probability of femtocell SFH when the femtocell base station uses the same SFH frequency division as the macrocell base station, and FIG. 11B illustrates the detection probability of the macro cell SFH.

도 11a 및 도 11b에 따르면 펨토셀 SFH이 매크로셀 기지국과 같은 자원을 사용하는 경우에 펨토셀 SFH의 커버리지 확보에는 아무런 문제가 없다. 그러나 매크로셀 단말이 펨토셀 기지국 영역 안에 있는 경우에, 매크로셀 단말이 매크로셀 SFH을 수신할 수 없다는 것을 확인 할 수 있다. 11A and 11B, when femtocell SFH uses a resource such as a macrocell base station, there is no problem in securing coverage of the femtocell SFH. However, when the macrocell terminal is in the femtocell base station area, it can be confirmed that the macrocell terminal cannot receive the macrocell SFH.

한편, 도 12a는 펨토셀이 적은 반복 횟수를 사용해서 매크로셀 SFH 자원의 일부분을 사용하는 경우에 있어 펨토셀 SFH의 검출 확률을 나타낸 것이고, 도 12b는 매크로셀 SFH 검출 확률을 보여준다.On the other hand, Figure 12a shows the detection probability of the femtocell SFH when the femtocell uses a portion of the macrocell SFH resources using a small number of repetitions, Figure 12b shows the macrocell SFH detection probability.

도 12a 및 도 12b에 따르면 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국 자원의 일부분만 사용하더라도 매크로셀 단말은 펨토셀 SFH를 아무런 문제 없이 수신 할 수 있으며, 펨토셀 기지국 내에서도 매크로셀 단말은 매크로셀 SFH를 수신할 수 있음을 알 수 있다.12A and 12B, even when a femtocell base station uses only a part of macrocell base station resources, the macrocell terminal can receive the femtocell SFH without any problem, and even within the femtocell base station, the macrocell terminal can receive the macrocell SFH. Able to know.

다음은 펨토셀 기지국이 본 발명의 실시예에 따라 매크로셀 기지국 자원의 1/6을 공유하는 경우, 펨토셀 기지국 위치에 따른 펨토셀 하향 링크 성능에 대하여 도 13을 참조로 설명하기로 한다. 또한, 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국이 매크로셀 자원의 1/6을 공유하는 경우의 펨토셀 기지국 위치에 따른 매크로셀 하향 링크 성능에 대하여 도 14를 참조로 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에서는 매크로셀 기지국 자원의 1/6을 공유하는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.Next, when a femtocell base station shares 1/6 of macrocell base station resources according to an embodiment of the present invention, femtocell downlink performance according to femtocell base station location will be described with reference to FIG. 13. In addition, the macrocell downlink performance according to the femtocell base station location when the femtocell base station shares 1/6 of the macrocell resources will be described with reference to FIG. 14. In the embodiment of the present invention, a description is given of sharing 1/6 of macro cell base station resources as an example, but is not necessarily limited thereto.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 하향 링크의 성능을 나타낸 예시도이다. 그리고 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 매크로셀 하향 링크의 성능을 나타낸 예시도이다.13 is an exemplary diagram illustrating the performance of a femtocell downlink according to an embodiment of the present invention. 14 is an exemplary diagram illustrating the performance of a macrocell downlink according to an embodiment of the present invention.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 펨토셀 기지국이 셀 경계에 위치한다고 가정하면, 매크로셀 기지국 성능은 2.6% 감소하지만 펨토셀 기지국은 37% 정도의 성능 향상이 나타나는 것을 알 수 있다. Assuming that the femtocell base station is located at the cell boundary, as shown in Figure 13 and 14, the macrocell base station performance is reduced by 2.6%, but it can be seen that the femtocell base station improves by about 37%.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (15)

매크로셀 커버리지 상에 위치하는 댁내에 설치되어 별도의 펨토셀 커버리지를 갖는 펨토셀 기지국 장치에 있어서,
인접한 매크로셀 및 펨토셀로부터 수신되는 신호로부터 제1 매크로셀 프리앰블을 추출하는 프리앰블 추출부;
상기 프리앰블 추출부가 추출한 제1 매크로셀 프리앰블을 이용하여 송신 전력을 설정하는 전력 할당부;
상기 제1 매크로셀 프리앰블로부터 제2 펨토셀 프리앰블을 선택하는 프리앰블 선택부;
상기 펨토셀 커버리지 내의 단말에 데이터를 전송하기 위해 펨토셀 제어 신호의 헤더를 생성하는 헤더 생성부; 및
상기 헤더 생성부에서 상기 제어 신호의 헤더가 생성되면, 펨토셀에서의 상기 데이터의 전송을 위한 자원을 할당하는 자원 할당부
를 포함하는 펨토셀 기지국 장치.A femtocell base station apparatus installed in a home located on macrocell coverage and having a separate femtocell coverage,
A preamble extracting unit extracting a first macrocell preamble from signals received from adjacent macrocells and femtocells;
A power allocator configured to set a transmission power using the first macrocell preamble extracted by the preamble extractor;
A preamble selector for selecting a second femtocell preamble from the first macrocell preamble;
A header generator for generating a header of a femtocell control signal for transmitting data to a terminal within the femtocell coverage; And
When the header of the control signal is generated in the header generator, a resource allocator for allocating resources for the data transmission in the femtocell
Femtocell base station device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 프리앰블 선택부는,
미리 설정된 패턴으로 천공된 제2 매크로셀 프리앰블의 임의의 부반송파에 대한 수신 신호와, 미리 설정된 패턴으로 천공되어 미리 저장되어 있는 제2 매크로셀 프리앰블의 신호를 토대로 차등 상관값들을 계산하는 상관값 계산기; 및
상기 계산한 차등 상관값들 중에서 가장 낮은 차등 상관값을 가지는 제2 매크로셀 프리앰블을 상기 펨토셀 기지국 장치의 제2 펨토셀 프리앰블로 선택하는 인덱스 선택기
를 포함하는 펨토셀 기지국 장치.The method of claim 1,
The preamble selector,
A correlation calculator for calculating differential correlation values based on a received signal for an arbitrary subcarrier of a second macrocell preamble punctured in a preset pattern and a signal of a second macrocell preamble prepunched and stored in a preset pattern; And
An index selector for selecting a second macrocell preamble having the lowest differential correlation value among the calculated differential correlation values as a second femtocell preamble of the femtocell base station apparatus;
Femtocell base station device comprising a. 제2항에 있어서,
상기 프리앰블 선택부는,
상기 인접한 매크로셀로부터 수신되는 신호 중에서 각 세그먼트 별 수신 신호의 에너지 합이 가장 낮은 세그먼트를 선택하는 세그먼트 선택기
를 더 포함하고,
상기 상관값 계산기는,
상기 세그먼트 선택기가 선택한 세그먼트의 제2 매크로셀 프리앰블과 상기 미리 설정된 패턴으로 천공되어 미리 저장되어 있는 제2 매크로셀 프리앰블 간의 차등 상관값을 계산하는 펨토셀 기지국 장치.The method of claim 2,
The preamble selector,
Segment selector for selecting the segment with the lowest energy sum of the received signal of each segment among the signals received from the adjacent macro cell
Further comprising:
The correlation calculator,
The femtocell base station apparatus for calculating a differential correlation value between a second macrocell preamble of a segment selected by the segment selector and a second macrocell preamble pre-stored in the preset pattern. 제2항에 있어서,
상기 프리앰블 선택부는,
상기 인덱스 선택기가 선택한 제2 펨토셀 프리앰블을 저장하는 프리앰블 저장기; 및
상기 프리앰블 추출부에서 추출한 제1 매크로셀 프리앰블을 수신하여 상기 제2 매크로셀 프리앰블을 추출하는 프리앰블 수신기
를 더 포함하는 펨토셀 기지국 장치.The method of claim 2,
The preamble selector,
A preamble store for storing a second femtocell preamble selected by the index selector; And
A preamble receiver which receives the first macrocell preamble extracted by the preamble extractor and extracts the second macrocell preamble.
A femtocell base station apparatus further comprising. 제4항에 있어서,
상기 제2 매크로셀 프리앰블은 천공된 제2 매크로셀 프리앰블이 사용되고,
상기 제1 매크로셀 프리앰블은 상기 매크로셀로부터 수신되는 A-프리앰블이고, 상기 제2 매크로셀 프리앰블은 상기 매크로셀로부터 수신되는 SA(Secondary Advanced) 프리앰블이고, 상기 제2 펨토셀 프리앰블은 상기 펨토셀로부터 수신되는 SA 프리앰블인 펨토셀 기지국 장치.The method of claim 4, wherein
As the second macrocell preamble, a perforated second macrocell preamble is used,
The first macrocell preamble is an A-preamble received from the macrocell, the second macrocell preamble is a SA (Secondary Advanced) preamble received from the macrocell, and the second femtocell preamble is received from the femtocell. A femtocell base station apparatus that is an SA preamble. 제1항에 있어서,
상기 펨토셀 제어 신호의 헤더는 슈퍼 프레임 헤더인 펨토셀 기지국 장치.The method of claim 1,
The femtocell base station apparatus is a header of the femtocell control signal is a super frame header. 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법에 있어서,
인접한 매크로셀 및 펨토셀로부터 수신되는 신호로부터 제1 매크로셀 프리앰블을 추출하는 단계;
상기 추출한 제1 매크로셀 프리앰블을 이용하여 상기 펨토셀 기지국의 송신 전력을 설정하는 단계;
상기 제1 매크로셀 프리앰블로부터 추출되는 제2 매크로셀 프리앰블과, 미리 설정된 패턴으로 천공되어 저장되어 있는 제2 매크로셀 프리앰블의 신호 간의 상관값을 이용하여 상기 펨토셀 기지국의 제2 펨토셀 프리앰블을 선택하는 단계; 및
상기 인접한 매크로셀 및 펨토셀 간의 신호 간섭 크기를 고려하여 상기 펨토셀 기지국의 데이터 전송을 위한 자원을 할당하는 단계
를 포함하는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.In the self-setting method of a femtocell base station,
Extracting a first macrocell preamble from signals received from adjacent macrocells and femtocells;
Setting a transmission power of the femtocell base station using the extracted first macrocell preamble;
Selecting a second femtocell preamble of the femtocell base station by using a correlation value between a second macrocell preamble extracted from the first macrocell preamble and a signal of a second macrocell preamble that is punctured and stored in a predetermined pattern; ; And
Allocating resources for data transmission of the femtocell base station in consideration of the magnitude of signal interference between the adjacent macrocell and femtocell;
Self setting method of the femtocell base station comprising a. 제7항에 있어서,
상기 제2 펨토셀 프리앰블을 선택하는 단계는,
상기 제1 매크로셀 프리앰블로부터 상기 제2 매크로셀 프리앰블을 추출하는 단계;
상기 제2 매크로셀 프리앰블과 상기 미리 저장된 제2 매크로셀 프리앰블간의 차등 상관값을 계산하는 단계; 및
상기 차등 상관값 중에서 가장 낮은 차등 상관값을 가지는 제2 매크로셀 프리앰블을 선택하는 단계
를 포함하는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 7, wherein
Selecting the second femtocell preamble,
Extracting the second macrocell preamble from the first macrocell preamble;
Calculating a differential correlation value between the second macrocell preamble and the pre-stored second macrocell preamble; And
Selecting a second macrocell preamble having the lowest differential correlation value among the differential correlation values
Self setting method of the femtocell base station comprising a. 제8항에 있어서,
상기 인접한 매크로셀로부터 수신되는 신호 중에서 각 세그먼트 별 수신 신호의 에너지 합이 가장 낮은 세그먼트를 선택하는 단계를 더 포함하고,
상기 차등 상관값을 계산하는 단계는,
상기 선택한 세그먼트의 프리앰블과 상기 미리 저장된 제2 매크로셀 프리앰블 간의 차등 상관값을 계산하는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 8,
Selecting a segment having the lowest energy sum of the received signal of each segment among the signals received from the adjacent macrocells;
Computing the differential correlation value,
And calculating a differential correlation value between the preamble of the selected segment and the pre-stored second macrocell preamble. 제8항에 있어서,
상기 차등 상관값을 계산하는 단계는,
상기 매크로셀 프리앰블과 미리 정의된 패턴의 수만큼 천공된 미리 저장된 펨토셀 프리앰블간의 차등 상관값을 상기 미리 정의된 패턴의 수를 고려하여 계산하는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 8,
Computing the differential correlation value,
And calculating a differential correlation value between the macrocell preamble and a pre-stored femtocell preamble perforated by the number of predefined patterns in consideration of the number of the predefined patterns. 제8항에 있어서,
상기 제1 매크로셀 프리앰블은 매크로셀 기지국 장치로부터 수신되는 A-프리앰블이고, 상기 제2 매크로셀 프리앰블은 매크로셀 기지국 장치로부터 수신되는 SA(Secondary Advanced)-프리앰블인 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 8,
The first macrocell preamble is an A-preamble received from the macrocell base station apparatus, and the second macrocell preamble is a SA (Secondary Advanced) preamble received from the macrocell base station apparatus. 제7항에 있어서,
자원을 할당하는 단계는,
상기 펨토셀의 커버리지 내 단말에 데이터를 전송하기 위해 펨토셀 제어 신호의 헤더를 생성하는 단계; 및
상기 펨토셀 제어 신호의 헤더가 생성되면, 상기 단말로 상기 데이터 전송을 위한 자원을 할당하는 단계
를 포함하는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 7, wherein
Allocating resources
Generating a header of a femtocell control signal for transmitting data to a terminal within coverage of the femtocell; And
Allocating resources for the data transmission to the terminal when the header of the femtocell control signal is generated
Self setting method of the femtocell base station comprising a. 제12항에 있어서,
상기 펨토셀 제어 신호의 헤더를 설정하는 단계는,
상기 펨토셀이 상기 매크로셀과 동일한 자원을 공유하는 경우, 상기 매크로셀의 자원의 일부를 상기 펨토셀이 사용하도록 상기 펨토셀 제어 신호의 헤더를 설정하는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 12,
Setting the header of the femtocell control signal,
And setting the header of the femtocell control signal so that the femtocell uses a portion of the resources of the macrocell when the femtocell shares the same resource as the macrocell. 제12항에 있어서,
상기 펨토셀 제어 신호의 헤더를 설정하는 단계는,
상기 펨토셀을 포함하여 인접한 펨토셀이 동일한 자원을 사용하는 경우, 상기 펨토셀은 주파수 분할로 상기 펨토셀 제어 신호의 헤더를 할당하고 남은 자원을 사용하지 않는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 12,
Setting the header of the femtocell control signal,
If the adjacent femtocell including the femtocell uses the same resources, the femtocell allocates the header of the femtocell control signal by frequency division and does not use the remaining resources. 제13항에 있어서,
상기 펨토셀은 상기 매크로셀의 자원의 일부를 공유하여 사용하는 펨토셀 기지국의 자기 설정 방법.The method of claim 13,
The femtocell is a self-configuration method of the femtocell base station using a portion of the macrocell resources shared.
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