KR20110002818A

KR20110002818A - 이동 무선 접속 시스템에서 펨토 기지국의 동작 방법

Info

Publication number: KR20110002818A
Application number: KR1020100064129A
Authority: KR
Inventors: 김은경; 차재선; 정수정; 김주희; 임광재; 이현; 김원익; 장성철; 윤철식; 김남기
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2011-01-10
Also published as: US8738095B2; JP2012532555A; KR101642976B1; US20120108238A1

Abstract

펨토 기지국의 동작 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 펨토 기지국이 활성화되는 상태인 유효 구간(Available Interval; AI)의 길이정보(length information)과 상기 펨토 기지국이 비활성화되는 상태인 비유효 구간(Unavailable Interval; UAI)의 길이정보를 포함하는 제1 저임무 운영(Low Duty Operation; LDO) 패턴 관련 정보를 단말에 전송하는 단계 및 상기 AI와 상기 UAI의 시퀀스(sequence)인 제1 LDO 사이클(cycle)이 반복되어 형성되는 상기 제1 LDO 패턴(pattern)을 기반으로 동작하는 단계를 포함하되, 상기 제1 LDO 패턴 관련 정보는 상기 제1 LDO 사이클의 시작시점을 유도하는 정보인 슈퍼 프레임 오프셋(superframe offset)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동 무선 접속 시스템에서 펨토 기지국의 동작 방법{METHOD FOR OPERATION OF FEMTO BASE STATION BASED ON RADIO ACCESS SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펨토 기지국의 동작 방법을 제공하는데 있다.

차세대 무선 인터페이스 표준을 정하는 IEEE 802.16 Task Group과 IEEE 802.16 기반의 광대역 무선 접속 시스템을 위한 서비스 및 네트워크 규격을 제공하는 비영리 단체인 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Aceess) 포럼에서는 시스템의 효율 증대 및 실내(indoor) 환경에서의 서비스 질(Quality of Service, QoS) 개선을 위해서 펨토셀(femtocell)을 지원하는 무선 접속 시스템을 위한 규격 표준화 작업을 진행중이다. WiMAX 포럼에서는 펨토 기지국을 고정 무선 링크 또는 국지적 광대역 유선 링크를 통해 IP 네트워크로 연결되는 저전력 저가 기지국으로 정의한다.

도 1은 펨토셀 시스템을 포함하는 네트워크의 구조를 나타내는 도면이다. 펨토 기지국은 가정이나 사무실에 보급되어 있는 IP 네트워크와 연결되며, IP 네트워크를 통하여 이동통신 시스템의 핵심망(core network)에 접속하여 이동통신 서비스를 제공한다. 즉, 펨토 기지국은 디지털 가입자 회선(digital subscriber line; DSL)을 통하여 이동통신 시스템의 핵심망에 연결될 수 있다. 이동통신 시스템의 사용자는 실외에서 기존의 매크로셀(macro-cell)을 통하여 서비스를 제공받고, 실내에서는 펨토셀을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다. 펨토셀은 기존의 메크로셀의 서비스가 건물 내에서 악화되는 점을 보완하여 이동통신 시스템의 실내 커버리지(coverage)를 개선하고, 정해진 특정 사용자만을 대상으로 서비스를 제공할 수 있으므로 높은 품질의 음성 서비스 및 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 펨토셀은 매크로셀에서 제공되지 않는 새로운 서비스를 제공할 수 있으며, 펨토셀의 보급으로 유무선 융합(Fixed-Mobile Convergence; FMC)이 가속화되고 산업기반 비용이 절감될 수 있다.

펨토셀을 지원하는 이동 무선 접속 시스템에서 펨토 기지국은 파워오프상태(power off state), 초기화 상태(initialization state), 동작 상태(operational state)로 나뉜다. 파워오프상태는 펨토 기지국이 전원을 켜기 전 상태 혹은 초기화 상태나 동작 상태에서 전원을 차단한 상태이다. 즉, 단말에 더 이상 서비스를 하지 않는 상태이다. 초기화 상태는 펨토 기지국이 전원을 공급받기 시작하면 진입하는 상태로 초기 시스템 파라미터(parameter) 획득(acquisition), 물리/MAC(PHY/MAC) 계층 파라미터 결정, 토폴로지 획득 등의 무선 인터페이스 파라미터를 설정하는것과, GPS(Global Positioning System), 유선(wired interface) 및 IEEE 1588 등을 통한 시간 및 주파수 동기화를 수행한다.

펨토 기지국이 네트워크에 성공적으로 접속하게 되면, 펨토 기지국은 운영 상태(operational state)로 진입한다. 펨토 기지국의 커버리지에 하나 이상의 단말이 접속하여 서비스를 제공 받는경우 펨토 기지국은 일반 운영 모드(normal operation mode)로 진입하여 기지국의 역할을 수행한다. 펨토 기지국은 또한 주변 셀과의 간섭량을 줄이기 위해 저임무 운영(Low Duty Operation; 이하 LDO) 모드를 지원한다. LDO 모드에 진입한 펨토 기지국은 유효구간(Availability Interval; 이하 AI)과 비유효구간(Unavailability Interval; 이하 UAI) 구간을 반복한다. AI에 진입한 펨토 기지국은 활성화 모드(active mode)가 되어 동작한다. 반면에 UAI에 진입한 펨토 기지국은 간섭량을 최소화하기 위해 무선상(air interface)으로 어떠한 정보도 단말과 주고 받지 않는다.

일반 운영 모드 상태의 펨토 기지국은 자신에게 속한 단말이 모두 슬립(sleep)모드, 휴지(idle)모드이거나 혹은 자신에게 속한 단말이 하나도 없을 경우 LDO 모드로 진입할 수 있다. LDO 모드로 진입한 펨토 기지국들은 각 기지국의 상황에 따라 AI와 UAI가 서로 다르게 형성될 수 있다. 즉, LDO 모드에 있는 펨토 기지국들이 가지는 AI와 UAI 패턴은 기지국마다 다를 수 있다.

이상의 종래 기술은 펨토 기지국의 운영 모드 상태에서 일반 운영 모드와 LDO 모드의 진입 조건과 LDO 모드의 운영 방법에 관한 내용이다. 다만, 종래 기술은 일반적인 기술에 대한 언급에 불과하기 때문에, 실제 펨토 기지국에서 고려해야 할 동작 상태의 전환 조건과, LDO 모드의 운영의 기반이 되는 LDO 사이클(cycle)의 결정 방법 등에 대한 상세한 설명 등이 더 필요하다.

본 발명의 기술적 과제는 펨토셀을 지원하는 이동 무선 접속 시스템에서 저임무 운영(Low Duty Operation; LDO) 모드의 기반이 되는 LDO 사이클을 설정하고, 통신 수행 환경에 따라 LDO 사이클을 가변적으로 설정하는 펨토 기지국의 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 있어서 펨토 기지국의 동작 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 펨토 기지국이 활성화되는 상태인 유효 구간(Available Interval; AI)의 길이정보(length information)과 상기 펨토 기지국이 비활성화되는 상태인 비유효 구간(Unavailable Interval; UAI)의 길이정보를 포함하는 제1 저임무 운영(Low Duty Operation; LDO) 패턴 관련 정보를 단말에 전송하는 단계 및 상기 AI와 상기 UAI의 시퀀스(sequence)인 제1 LDO 사이클(cycle)이 반복되어 형성되는 상기 제1 LDO 패턴(pattern)을 기반으로 동작하는 단계를 포함하되, 상기 제1 LDO 패턴 관련 정보는 상기 제1 LDO 사이클의 시작시점에 관한 정보인 슈퍼 프레임 오프셋(superframe offset)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 LDO 패턴 관련 정보는 상기 단말의 네트워크 가입 요청 메시지에 대응한 가입 응답 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

상기 AI의 길이 및 상기 UAI의 길이는 적어도 하나의 슈퍼프레임일 수 있다.

상기 제1 LDO 사이클의 시작시점은 다음의 모듈로(modulo) 연산에 의해 유도될 수 있으며, 상기 연산은 N mod (a + b) = SFO이고, 여기서, N은 상기 제1 LDO 사이클의 시작시점을 나타내는 슈퍼프레임 번호이고, a는 상기 AI의 길이이며, b는 상기 UAI의 길이이며, SFO는 상기 슈퍼프레임 오프셋이다.

상기 방법은 상기 단말의 정보가 포함된 신호를 상기 단말로부터 수신하고,상기 단말의 상기 정보와 상기 펨토 기지국의 시스템 정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 제1 LDO 사이클이 변경된 제2 LDO 사이클을 가변적으로 설정하고, 및 상기 제2 LDO 사이클을 포함하는 제2 LDO 패턴에 관한 정보를 상기 단말에게 전송하는 것을 더 포함하되, 상기 펨토 기지국은 상기 제2 LDO 패턴을 기반으로 동작할 수 있다.

상기 방법은 매크로 기지국(macro base station), 핵심망(core network), 또는 상기 단말로부터 요청(request) 신호를 수신하면, 상기 LDO 모드인 상기 펨토 기지국은 일반 동작(normal operation) 모드로 전환하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 요청 신호는, 상기 펨토 기지국에 접속되어 있지 않은 단말의 상기 펨토 기지국 접속(access) 요청 신호 신호를 포함할 수 있다.

상기 요청 신호는 인접 펨토 기지국에 접속중인 하나 또는 그 이상의 단말의 핸드오버(Handover;HO) 요청 신호를 포함할 수 있다.

상기 요청 신호는, 아이들 모드 상태의 상기 하나 또는 그 이상의 단말의 상기 아이들 모드 종료(exit of idle mode) 신호를 포함할 수 있다.

상기 요청 신호는, 취침 모드 상태의 상기 하나 또는 그 이상의 단말의 상기 취침 모드 종료(termination of sleep mode) 신호를 포함할 수 있다.

상기 요청 신호는, 상기 펨토 기지국의 캐리어 주파수(carrier frequency)를 변경하는 신호를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 펨토셀을 지원하는 이동 무선 접속 시스템에서 펨토 기지국을 보다 효율적이고 정확하게 관리할 수 있다. 특히, 저임무 운영 모드에서 LDO 사이클을 가변적으로 결정함을 통해 간단하면서도 펨토셀 시스템의 상황을 탄력적으로 반영하면서 효율적으로 이동 무선 접속 시스템을 운용할 수 있다.

도 1은 펨토셀 시스템을 포함하는 네트워크의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 펨토 기지국의 동작 상태 및 상태 전환을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LDO 모드 펨토 기지국의 동작을 나타내는
흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 페이징 사이클을 기반으로 하여 결정된 LDO 사이클의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 청취 윈도우를 기반으로 하여 결정된 LDO 사이클의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LDO 사이클을 기반으로 가변적으로 운영되는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이웃 기지국의 LDO 사이클을 고려하여 가변적으로 설정한 LDO 사이클의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 펨토 기지국의 동작 모드 전환을 나타내는 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 펨토(femto) 기지국(base station; BS)의 동작 상태 및 상태 전환을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면 펨토 기지국은 파워 오프(power off) 상태(state), 초기화(initialization) 상태, 운영(operational) 상태로 크게 세가지로 동작하게 된다. 운영 상태에 있는 펨토 기지국은 매크로 기지국(macro BS)나 상기 매크로 기지국에 접속해있는 다른 펨토셀의 펨토 기지국과 동기를 상실하게 된 경우 초기화 상태로 전환되고 동기화를 수행한다. 또한 backhaul과의 연결이 끊어진 경우 무선으로 단말에게 데이터를 송수신하는 동작을 중단하고, 중단 전에 서비스를 받고 있는 단말에게 인접(neighboring) 매크로셀(macro-cell)이나 펨토셀로 핸드오버(handover; HO)할 것을 요청할 수 있다. Backhaul 과의 연결이 끊긴 펨토 기지국은 재연결을 시도하며 재연결이 되면 다시 동기를 맞추고 운영모드로 진입한다. 이 경우 만약 펨토 기지국의 커버리지 내에 서비스를 받는 단말이 없거나, 단말이 있어도 모두 아이들(idle) 모드 또는 취침(sleep) 모드에 있는 경우, 또는 필요한 경우에 바로 저임무 운영(Low Duty Operation; LDO) 모드로 진입할 수 있다. 운영 상태에서 예기치 못한 혹은 예정된 전원 차단(power off)시 펨토 기지국은 단말에게 서비스 이탈 정보(out of service information)을 알려주고 전원 차단을 수행하고, 이때도 상술한 바와 마찬가지로 단말에게 매크로셀이나 펨토셀로 HO할 것을 요청할 수 있다. 이때 단말에게 알려주는 서비스 이탈 정보에는 서비스 이탈 이유(out of service reason), 예상 시간(expected uptime/downtime) 등이 있다. 이는 단말이 전원을 차단하는 펨토 기지국에 네트워크 가입 또는 재가입을 하지 않도록 하는 목적도 있다.

펨토 기지국의 커버리지 내에 하나 이상의 단말이 서비스를 받고 있는 경우 펨토 기지국은 일반 운영 모드(normal operation mode)를 유지한다. 일반 운영 모드상태의 펨토 기지국은 GPS, 유선 인터페이스, IEEE 1588 등을 통해 오버레이(overlay) 매크로 기지국과 주기적으로 동기화를 하고, 상기 펨토 기지국이 관할하는 펨토셀의 할당 주파수(frequency assignment)등의 시스템 스테이터스(system status) 정보를 알려주는 동작을 수행한다.

펨토 기지국의 커버리지 내에 단말이 존재하지 않거나, 단말이 존재하여도 모두 아이들(idle) 모드 또는 취침(sleep) 모드에 있는 경우, LDO 모드로 전환한다. LDO 모드에 있는 펨토 기지국은 활성화 모드(active mode)가 되어 동작하는 유효구간(Availability Interval; AI)와 간섭량을 최소화하기 위해 무선상으로 어떠한 정보도 단말과 주고 받지 않는 비활성화 모드가 되어 동작하는 비유효구간(Unavailability Interval; UAI) 구간을 반복한다. 이와 같은 AI와 UAI의 시퀀스(sequence)를 LDO 사이클(cycle)이라 하며 LDO 사이클이 반복되어 형성되는 것인 LDO 패턴(pattern)에 의해 펨토 기지국이 운영된다. AI 중에 펨토 기지국은 동기화(synchronization), 페이징(paging), 시스템 정보 전송, 레인징(raging) 등과 같은 동작이나 데이터 트래픽 전송(data traffic transmission)을 위해 무선 인터페이스(air interface) 상에서 활성화 된다. 또한 UAI 중에 펨토 기지국은 무선상으로 아무런 전송을 수행하지 않으며 오버레이 매크로 기지국과의 동기화 또는 인접셀(neighbor cell)과의 간섭(interfereance) 측정(measuring)을 수행한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LDO 모드 펨토 기지국의 동작을 나타내는 흐름도이다.

제1 단말(310) 및 제2 단말(320)은 각각 펨토 기지국(330)으로 가입 요청 메시지(AAI_REG-REQ)를 전송한다(S311, S312). 펨토 기지국은 수신한 가입 요청 메시지에 대한 응답으로 가입 응답 메시지(AAI_REG-RSP)를 제1 단말(310) 및 제2 단말(320)로 각각 전송한다(S321, S322). 펨토 기지국(330)이 전송하는 가입 응답 메시지에는 펨토 기지국(330)의 LDO 운영의 기반이 되는 LDO 패턴에 대한 정보가 포함되어 있다. 다만, 본 도면에는 LDO 패턴에 관한 정보가 메시지에 포함되어 전송되는 것으로 나와 있으나 단말에 미리 저장되어 있을 수 있다.

LDO 패턴에 관한 정보는 LDO 모드의 시작 시점을 알려주는 Start of LDO, AI 길이 및 UAI 길이를 포함할 수 있으며, 이 경우, Start of LDO는 슈퍼 프레임 오프셋(superframe offset)일 수 있다. 이 경우 AI 길이 및 UAI 길이 각각은 슈퍼프레임 단위일 수 있다. LDO 패턴을 형성하는 하나의 LDO 사이클의 시작 시점은 ‘N modulo (AI + UAI) = 슈퍼 프레임 오프셋’을 만족시키는 N번째 슈퍼프레임이다. 하나의 LDO 사이클은 위의 수식을 만족시키는 특정 N번째 슈퍼프레임을 기준으로 AI 및 UAI가 배열되고, LDO 사이클의 길이는 AI 길이 및 UAI 길이를 합한 값을 가진다. 위와 같은 모듈식(modular) 연산을 만족하는 LDO 사이클의 시작 시점인 N번째 슈퍼프레임은 적어도 하나 이상일 수 있다. 따라서 LDO 사이클은 적어도 하나 이상이며 연속적이며 반복적으로 형성되며 이는 곧 LDO 패턴을 형성하게 된다.

이 후 펨토 기지국(330)에 가입된 단말(310, 320)이 모두 아이들(idle)모드 또는 취침(sleep) 모드로 동작하면 펨토 기지국은 LDO 모드로 진입(enter) 한다. 이 때 LDO 패턴이 활성화 되어 펨토 기지국(330)은 LDO 패턴에 따라 동작한다. 다만, 펨토 기지국(330)에 단말(310, 320)이 접속되어 있는 경우에는 기존의 LDO 패턴이 수정되어야 할 필요가 있다. 즉, 펨토 기지국(330)의 LDO 모드 운영 기반이 되는 LDO 패턴에 접속되어 있는 단말의 정보나 펨토셀 시스템 정보 등을 반영하여 AI와 UAI의 시퀀스인 LDO 사이클(cycle)을 가변적으로 설정하여 변경 LDO 사이클을 결정할 필요가 있다.

펨토 기지국(330)은 아이들 모드로 진입한 단말(310)의 정보를 수신(S331)하고, 취침 모드로 진입한 단말(320)의 정보를 수신(S332)하여 기지국 자신이 가지고 있는 펨토셀 시스템 정보와 수신 과정을 통해 획득한 단말의 정보 등을 기반으로 변경 LDO 사이클(cycle)을 결정한다(S340). 변경 LDO 사이클을 결정한 펨토 기지국(330)은 결정된 변경 LDO 사이클을 포함하는 LDO 관련 정보를 각각 단말(310, 320)에게 전송(S351, S352)하고 변경 LDO 패턴을 기반으로 변경된 LDO 모드로 운영(S360)한다.

펨토 기지국(330)이 전송하는 LDO 관련 정보(S351, S352)에는 기지국의 동작 상태를 알려주는 LDO 지시 파라미터(LDO indication parameters), 펨토 기지국(330)이 LDO 모드로 동작하는 시점을 알려주는 LDO 시작 액션 타임 파라미터(action time for LDO initiation parameter), 펨토 기지국의 할당 주파수(Frequency Assignment; FA) 또는 변경 LDO 패턴에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. LDO 관련 정보는 펨토 기지국(330)이 브로드캐스팅 하는 시스템 정보일 수 있다. 또한 변경 LDO 관련 정보는 단말이 전송한 가입 요청 메시지에 대한 응답으로 펨토 기지국(330)이 단말로 전송하는 가입 응답 메시지(AAI_REG-RSP)에 포함되어 전송될 수 있다.

LDO 지시 파라미터는 펨토 기지국이 동작 상태 에서 일반 동작 모드인지 LDO 모드인지에 대한 정보를 알려준다. 펨토 기지국과 단말 사이에 시스템에서 정한 특정 위치(pre-defined location)에 위치하여 주기적으로 전송된다. 커버리지 내의 단말은 SFH(Super Frame Header)를 통해서 알 수 있고, 이웃 셀(neighbor cell)내의 단말은 이웃 셀 기지국이 이웃 기지국 리스트(neighbor BS list)를 통해 알려주거나, 이웃 셀로부터 현재의 펨토 셀로 핸드오버시 핸드오버 시그널링 메시지(HO signaling message)를 통해서 알려줄 수 있다.

LDO 시작 액션 타임 파라미터는 펨토 기지국이 LDO 모드로 동작하는 시점을 알려 준다. 이 경우 이웃 기지국이 펨토 기지국의 동작 모드를 이웃 셀 리스트에 변경된 모드에 대한 상태 및 시점을 알려줄 수 있다. 또한 LDO 사이클 패턴이 변경될 경우 시작 시점을 알려줄 수 있다. 즉, 액션 타임이 종료된 이후, 새로운 LDO 패턴이 적용된다. 이때 이웃 셀에 변경 시점을 알려주어, 이웃 셀이 펨토셀의 변경된 LDO 패턴을 적용할 시점을 알 수 있다. 새롭게 시작하는 LDO 혹은 변경된 LDO에 따라서 AI에 맞추어 HO 시작 시점을 정할 수 있다. 펨토셀 커버리지 내에 있는 단말은 새로 변경된 LDO 패턴에 맞추어 아이들 모드 단말은 AI에 맞추어 페이징을 수행하고 취침모드 단말은 AI에 맞추어 청취 윈도우에서 수행 가능한 상향 링크 동작 수행이 가능하며 취침 모드 파라미터의 변경을 액션 타임에 맞추어 단말에 적용 시점을 정할 수 있다. LDO 패턴을 여러 개 알려주고 이를 단말이 저장하고 있으면 이를 참조하여 각 LDO 패턴에 할당된 패턴 번호(pattern number)에 대한 정보만 펨토셀 기지국이 단말에게 알려주면 단말은 패턴 번호에 대한 LDO 사이클을 참조할 수 있다. 이는 다른 이웃 셀에게도 적용할 수 있다. 패턴의 적용 시점은 액션 타임을 통해 알려준다.

펨토셀 FA는 현재의 펨토 기지국으로 가입하거나 재가입(re-entry, HO)하고자 하는 단말에게 알려주어, 단말이 주파수 동기화를 하여 가입하도록 한다.

변경 LDO 패턴에 관한 정보는 새로운 LDO 모드의 시작 시점을 알려주는 Start of LDO, 변경 LDO 사이클의 길이, 또는 AI의 길이에 관한 정보가 포함될 수 있으며, 임의로 UAI 길이에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. AI 및 UAI의 길이는 변경될 수 있으므로 기존의 LDO 사이클에서의 그것과는 다를 수 있다. LDO 사이클의 길이는 AI+UAI의 구간으로 슈퍼 프레임(super frame) 단위로 알려줄 수 있으며, 이때 취침 모드 단말이 취침 윈도우의 변경이 적용되는 경우에 효율적으로 적용하기 위해 2의 지수승으로 알려줄 수 있다. AI 길이 역시 슈퍼프레임 단위로 알려줄 수 있으며, 취침 모드 단말이 취침 윈도우의 변경이 적용되는 경우에 효율적으로 적용하기 위해 2의 지수승으로 알려줄 수 있다. UAI의 길이는 초기에 설정이 되어 있지 않다면 Start of UAI = Start of LDO + AI 길이, UAI 길이 = LDO 사이클 길이 - AI 길이, 두 가지 식으로 UAI의 시작 시점 및 UAI 길이를 알 수 있다. 만약 변경 LDO 패턴이 기존의 LDO 패턴과 비슷한 시퀀스를 가진다면 기존의 LDO 패턴과 관련된 정보를 전송하는 것과 같은 방법으로 전송할 수 있다.

이하 도 4 내지 도 7은 변경 LDO 사이클을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 3의 실시예에서의 변경 LDO 사이클 및 변경 LDO 패턴을 LDO 사이클 및 LDO 패턴으로 지칭하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 페이징 사이클을 기반으로 하여 결정된 LDO 사이클의 구조를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LDO 사이클은 LDO 모드로 운영되는 펨토 기지국에 접속된 아이들 모드로 동작하는 단말의 페이징 사이클(paging cycle)을 기반으로 설정될 수 있다. 다시 말해, 페이징 사이클의 페이징 구간(interval)에 맞추어 AI를 결정할 수 있다. 도 4의 최상단의 LDO 사이클1은 하나의 페이징 그룹(paging group)에 하나의 페이징 오프셋(paging offset)을 가질 때의 LDO 사이클 구조를 나타낸다. LDO 사이클 2,3은 하나 또는 그 이상의 페이징 그룹에서 여러 개의 페이징 오프셋을 가질 때의 LDO 사이클 구조를 나타낸다. 이처럼 페이징 사이클을 기반으로 LDO 사이클을 결정할 경우 모든 페이징 구간을 고려하여 AI를 결정한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 청취 윈도우를 기반으로 하여 결정된 LDO 사이클의 구조를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면 LDO 사이클의 AI에 취침 모드로 동작하는 단말의 청취 윈도우가 오버랩(overlap)되는 것을 알 수 있다. 취침 모드로 동작하는 단말의 경우 청취 윈도우 구간 동안 기지국으로부터 상향 링크 전송 기회를 제공받게 되는데, 기지국이 LDO 모드로 동작하는 경우 UAI 구간에서는 청취 윈도우 구간이더라 하더라도 단말은 상향 링크 전송이 불가능하게 된다. 따라서, LDO 사이클을 결정할 때 단말의 청취 윈도우와 AI가 오버랩 되도록 설정해야 한다.

청취 윈도우가 AI에 오버랩 되지 않는 경우에는 LDO 사이클을 새롭게 결정하거나, LDO 모드로 동작하는 기지국이 일반 운영 모드로 전환되어야 한다. 따라서, 기지국이 일반 운영 모드로 전환되기 위해 단말은 기지국으로 CDMA ranging code와 같은 신호를 보낼 수 있다. 이를 지원하기 위해 기지국은 UAI 에서도 단말의 신호를 수신하기 위해 최소한의 상향링크 제어 채널(Uplink control channel)을 열어두고 감시할 수 있다.

펨토 기지국에 아이들 모드 단말과 취침 모드 단말이 모두 존재할 경우 페이징 사이클 및 청취 윈도우를 모두 고려하여 LDO 사이클을 결정하여야 한다. 이 경우 페이징 사이클을

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LDO 사이클을 기반으로 가변적으로 운영되는 것을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 단말이 상향 링크 동작이 가능한 경우에는 AI에 맞추어 상향 링크 동작을 할 수 있다. 그러나, 상향 링크 동작이 불가능한 경우, 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 UAI 중 단말이 상향 링크 동작을 하는 경우 상향 링크 동작을 가능하게 하기 위한 일련의 과정이 요구된다. Case 1은 상향 링크 동작을 딜레이 하여 수행하게 하는 동작을 나타낸다. 단말이 UAI 구간에 요청을 하고자 하는 경우(t₁) 기지국은 상향 링크 동작을 다음 AI까지(t₂) 딜레이 하여 수행시킬 수 있다. Case 2는 UAI 구간을 AI로 임시적으로 전환하는 LDO 사이클의 재설정을 나타내고 있다. UAI를 AI로 임시 전환하여 수행하기 위해서 단말은 기지국으로 CDMA 레인징 코드(ranging code)와 같은 신호를 보낼 수 있다. 따라서 기지국은 UAI에서 MS의 신호를 받기 위한 최소한의 상향 링크 제어 채널(Uplink control channel)을 열어두고 감시할 수 있다. Case 3은 상향 링크 동작이 청취 윈도우 중에 불가능 하여 청취 윈도우를 확장(extension)하여야 할 경우 AI를 임시적으로 확장하는 것을 나타내고 있다. 단말은 청취 윈도우에서 상향 링크 동작을 수행하나 상향 링크 동작을 더 수행하기 위해

만큼 확장을 하므로 이를 지원하기 위해 LDO 사이클도 UAI를 AI로

만큼 임시로 전환하여 AI의 확장 효과를 가져올 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이웃 기지국의 LDO 사이클을 고려하여 가변적으로 설정한 LDO 사이클의 구조를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 이웃 펨토 기지국이 LDO 모드로 동작하는 경우 이웃 펨토 기지국의 LDO 사이클을 바탕으로 현재의 LDO 사이클을 결정할 수 있다. 이웃 펨토 기지국 B가 LDO로 동작하는 경우, 이웃 LDO 사이클을 바탕으로 현재의 LDO 사이클을 변경하면 이웃 펨토 기지국 B로부터 본래 펨토 기지국 A로 핸드오버 하는 단말에게 지속적인 서비스가 가능하다. 도 7에는 펨토 기지국 B의 LDO 사이클의 AI와 펨토 기지국 A의 LDO 사이클상의 AI를 모두 포함하는 AI를 새로운 AI로 하여 LDO 사이클을 결정하나 오버랩 되는 AI 구간만을 새로운 AI로 하여 LDO 사이클을 결정 할 수 있다. 또한, 본래 펨토 기지국의 LDO 사이클만을 새로이 결정할 수도 있고 본래 펨토 기지국의 LDO 사이클과 이웃 펨토 기지국의 LDO 사이클을 새로운 LDO 사이클로 전환할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 펨토 기지국의 동작 모드 전환을 나타내는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 펨토 기지국(810)은 LDO 모드로 동작(S810)하고 있는 상태에서 매크로 기지국(macro BS; 820), 핵심망(core network; 830), 단말(840)으로부터 요청 신호를 전송 받으면(S820)동작 모드를 전환하여 일반 동작 모드(S830)로 진입한다. 단말(840)이 펨토 기지국(810)으로 전송하는 요청 신호는 상향링크 신호에 해당하므로, 펨토 기지국(810)은 일반 동작 모드에서 동작하는 것과 마찬가지로 상향 링크 LDO 모드로 동작을 하는 중에 상향 링크 신호를 지속적으로 모니터링(monitoring) 할 수 있다. 상기 요청신호에는 펨토 기지국(810) 커버리지 내의 단말(840)이 네트워크에 가입하고자(network entry) 하는 메시지, 핸드 오버를 위한 메시지, 취침 모드 단말의 취침 모드 종료(exit of sleep mode) 메시지, 아이들 모드 단말의 아이들 모드 종료(idle mode termination) 메시지 및 펨토셀 내의 단말(840)이 여러가지 이유로 인해 LDO 모드를 종료해야 하는 경우 CDMA 레인징(ranging) 코드와 같은 신호를 통한 LDO 모드 종료(termination) 요청 등이 있을 수 있다. 상기 요청 신호 이외에도, 펨토 기지국(810)이 케리어 주파수(carrier frequency)를 변경하고 있는 경우, 상향 링크 동작이 불가능한 단말이 취침 구간에서 상향 링크 동작을 원하는 경우(상향 링크 동작이 가능한 단말의 경우 LDO 모드를 유지하면서 상향 링크 동작을 할 수 있다.) 및 취침 모드 상태의 복수의 단말에 대해 청취 윈도우가 오버랩 되는 구간 또는 아이들 모드 상태의 복수의 단말에 대한 페이징 구간이 오버랩 되는 구간이 존재하지 않는 등의 LDO 사이클을 결정할 수 없는 경우 등 펨토셀 시스템상 LDO 모드를 종료해야 할 사유가 발생한 경우 일반 동작 모드로 전환이 가능하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 상기 실시예들은 단지 기술적인 사상으로 이해되어야 하며, 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, 본 발명의 범위는 세부 실시예에 의해 한정되지 아니하고, 청구 범위에 의해서 결정되며, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims

펨토 기지국의 동작 방법에 있어서,
상기 펨토 기지국이 활성화되는 상태인 유효 구간(Available Interval; AI)의 길이정보(length information)과 상기 펨토 기지국이 비활성화되는 상태인 비유효 구간(Unavailable Interval; UAI)의 길이정보를 포함하는 제1 저임무 운영(Low Duty Operation; LDO) 패턴 관련 정보를 단말에 전송하는 단계; 및
상기 AI와 상기 UAI의 시퀀스(sequence)인 제1 LDO 사이클(cycle)이 반복되어 형성되는 상기 제1 LDO 패턴(pattern)을 기반으로 동작하는 단계를 포함하되,
상기 제1 LDO 패턴 관련 정보는 상기 제1 LDO 사이클의 시작시점을 유도하는 정보인 슈퍼 프레임 오프셋(superframe offset)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1 LDO 패턴 관련 정보는 상기 단말의 네트워크 가입 요청 메시지에 대응한 가입 응답 메시지에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 AI의 길이 및 상기 UAI의 길이는 적어도 하나의 슈퍼프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,
상기 제1 LDO 사이클의 시작시점은 다음의 모듈로(modulo) 연산에 의해 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
N mod (a + b) = SFO
여기서, N은 상기 제1 LDO 사이클의 시작시점을 나타내는 슈퍼프레임 번호이고, a는 상기 AI의 길이이며, b는 상기 UAI의 길이이며, SFO는 상기 슈퍼프레임 오프셋이다.
제 1항에 있어서, 상기 방법은
상기 단말의 정보가 포함된 신호를 상기 단말로부터 수신하고,
상기 단말의 상기 정보와 상기 펨토 기지국의 시스템 정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 제1 LDO 사이클이 변경된 제2 LDO 사이클을 가변적으로 설정하고, 및
상기 제2 LDO 사이클을 포함하는 제2 LDO 패턴에 관한 정보를 상기 단말에게 전송하는 것을 더 포함하되,
상기 펨토 기지국은 상기 제2 LDO 패턴을 기반으로 동작하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
매크로 기지국(macro base station), 핵심망(core network), 또는 상기 단말로부터 요청(request) 신호를 수신하면, 상기 LDO 모드인 상기 펨토 기지국은 일반 동작(normal operation) 모드로 전환하는 것을 더 포함하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 요청 신호는,
상기 펨토 기지국에 접속되어 있지 않은 단말의 상기 펨토 기지국 접속(access) 요청 신호 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 요청 신호는
인접 펨토 기지국에 접속중인 하나 또는 그 이상의 단말의 핸드오버(Handover;HO) 요청 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 요청 신호는,
아이들 모드 상태의 상기 하나 또는 그 이상의 단말의 상기 아이들 모드 종료(exit of idle mode) 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 요청 신호는,
취침 모드 상태의 상기 하나 또는 그 이상의 단말의 상기 취침 모드 종료(termination of sleep mode) 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 요청 신호는,
상기 펨토 기지국의 캐리어 주파수(carrier frequency)를 변경하는 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.