KR20110104378A - 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 송신 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 송신 전력 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 송신 전력을 제어하기 위한 것으로, 실내 기지국의 동작은, OTAR 스캔을 수행하여 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 획득하는 과정과, 상기 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 이용하여 건물 내부에 위치한 적어도 하나의 단말이 상기 실내 기지국을 서빙 기지국으로 선택하게 하는 CINR의 목표값을 결정하는 과정과, 상기 실내 기지국의 커버리지 내의 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값에 도달하도록 송신 전력을 조절하는 과정과, 기본 단위량 만큼씩 단계적으로 상기 송신 전력을 증가시키며 매 증가 시 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단하는 과정과, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있으면, 상기 송신 전력을 감소시키는 과정을 포함한다.

Description

광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 송신 전력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMIT POWER OF INDOOR BASE STATION IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 실내(indoor) 기지국의 송신 전력을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
셀룰러(Celluer) 방식의 광대역 무선통신 시스템에서, 다수의 기지국들 각각은 자신의 커버리지에 위치한 단말들과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 이때, 상기 무선 채널의 상태는 단말의 이동에 따라 변화한다. 상기 단말이 물리적으로 밀폐된 지역, 예를 들어, 사무실이나 집과 같은 전파 음영 지역에 위치하는 경우, 기지국과 단말 간의 채널이 매우 열악해지므로 원활한 통신이 이루어질 수 없다. 따라서, 이를 해결하기 위한 하나의 대안으로, 사무실이나 집과 같은 소규모 실내 음영 지역에 기지국의 역할을 대행하는 실내(indoor) 기지국을 설치하는 방안이 고려되고 있다.
상기 실내 기지국을 사용함으로써, 음영 지역에서 서비스를 제공할 수 있는 이익이 있으나, 상기 실내 기지국은 매크로(macro) 기지국의 커버리지 내에 설치되므로, 상기 매크로 기지국과의 간섭이 발생할 우려가 있다. 따라서, 상기 실내 기지국을 사용하는데 있어서, 상기 실내 기지국의 송신 전력 조절은 다음 두 가지 조건을 만족해야 한다. 첫째, 간섭을 최소화하기 위해 건물 외부로 누설되는 신호의 양이 최소화되어야 한다. 둘째, 확보된 실내 커버리지에서의 용량이 최대화되어야 한다. 상기 첫째 조건은 송신 전력이 작을수록 쉽게 만족되고, 상기 둘째 조건은 송신 전력이 클수록 쉽게 만족된다. 즉, 상술한 두 가지 조건들은 서로 상충된다. 따라서, 상술한 두 가지 조건들을 만족시킴으로써 실내 기지국의 효율을 극대화하기 위한 대안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 송신 전력을 최적화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 송신 신호가 건물 외부에 미치는 간섭을 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 커버리지 내의 용량을 최대화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 다수의 실내 기지국들 간 부하(load)를 적절히 배분하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 방법은, OTAR 스캔을 수행하여 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 획득하는 과정과, 상기 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 이용하여 건물 내부에 위치한 적어도 하나의 단말이 상기 실내 기지국을 서빙 기지국으로 선택하게 하는 CINR의 목표값을 결정하는 과정과, 상기 실내 기지국의 커버리지 내의 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값에 도달하도록 송신 전력을 조절하는 과정과, 기본 단위량 만큼씩 단계적으로 상기 송신 전력을 증가시키며 매 증가 시 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단하는 과정과, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있으면, 상기 송신 전력을 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국을 관리하는 서버의 동작 방법은, 실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 실내 기지국이 위치한 건물 내에 설치된 적어도 하나의 실내 기지국의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하는 과정과, 상기 실내 기지국으로 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국 장치는, OTAR 스캔을 수행하여 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 획득하는 모뎀과, 건물 내부에 위치한 적어도 하나의 단말이 상기 실내 기지국을 서빙 기지국으로 선택하게 하는 CINR의 목표값을 결정하고, 상기 실내 기지국의 커버리지 내의 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값에 도달하도록 송신 전력을 조절한 후, 기본 단위량 만큼씩 단계적으로 상기 송신 전력을 증가시키며 매 증가 시 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단하고, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있으면 상기 송신 전력을 감소시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국을 관리하는 서버 장치는, 적어도 하나의 실내 기지국에 대한 부하 정보를 저장하는 관리부와, 실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 실내 기지국이 위치한 건물 내에 설치된 적어도 하나의 실내 기지국의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하고, 상기 실내 기지국으로 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 지시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실내 기지국을 사용하는 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 용량 및 외부로의 간섭을 고려하여 상기 실내 기지국의 송신 전력을 결정함으로써, 상기 실내 기지국의 효율을 최대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템의 개략적 구성을 도시하는 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국 및 외부 기지국의 CINR 관계를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 중 CINR 목표값 및 단말들의 평균 수신 CINR 결정의 세부 동작 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 중 외부 단말의 접속 여부 판단의 세부 동작 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 관리 서버의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 관리 서버의 동작 중 평균 부하를 고려한 송신 전력 조절의 세부 동작 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 관리 서버의 블록 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 송신 전력을 최적화하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서, 본 발명은 채널 품질을 나타내는 파라미터로서 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 사용하나, 상기 CINR 외에 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), SNR(Signal to Noise Ratio) 등 다른 채널 품질을 나타내는 파라미터가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템의 개략적 구성을 도시하고 있다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 매크로 기지국(110)의 셀 내의 음영 지역, 즉, 건물 내부에 실내 기지국(120)이 위치한다. 상기 실내 기지국(120)은 관리 서버(130)의 제어를 받으며, 상기 건물 내부에 위치한 단말들을 위한 서비스 커버리지를 갖는다. 상기 관리 서버(130)는 SON(Self Organization Network)-서버라 지칭될 수 있다. 상기 도 1에서, 하나의 매크로 기지국 및 하나의 실내 기지국만이 도시되었으나, 다수의 음영 지역들 내에 다수의 실내 기지국들이 위치하거나, 또는, 하나의 음영 지역 내에 다수의 실내 기지국들이 위치할 수 있다. 또한, 상기 실내 기지국(120)의 영향을 받는 외부의 기지국은 상기 매크로 기지국(110) 뿐만이 아니라, 건물 외부에 위치한 다른 실내 기지국도 상기 실내 기지국(120)으로부터 간섭을 받을 수 있다.
건물 내부에 위치한 단말들이 상기 실내 기지국(120)을 서빙 기지국으로 선택하도록 하기 위해서, 상기 실내 기지국(120)에 대한 건물 내부에서의 수신 CINR(Carrier to Noise and Interference Ratio)은 최소한 상기 매크로 기지국(110)에 대한 건물 내부에서의 수신 CINR과 동일해야한다. 이에 따라, 상기 실내 기지국(120)은 건물 내부에 위치한 단말들이 상기 실내 기지국(120)을 서빙 기지국으로 선택하도록 하는 CINR을 CINR 목표값으로 설정하고, 단말들의 평균 수신 CINR이 상기 목표값에 도달하도록 송신 전력을 조절한다. 이로써, 상기 실내 기지국(120)은 건물 내에서 커버리지를 확보한다.
또한, 커버리지를 확보한 상기 실내 기지국(120)은 용량 증대를 위해 송신 전력을 단계적으로 증가시키되, 건물 외부에 위치한 단말로 간섭을 주지 아니하는 범위에서 송신 전력을 최대화한다. 이로써, 상기 실내 기지국은 커버리지를 확보함과 동시에 서비스 용량을 최대화한다.
상술한 바와 같은 실내 기지국의 송신 전력 조절 과정은 크게 1)커버리지 확보 절차, 2)외부 간섭 제한 절차 및 3)부하 균등화(load balancing) 절차로 구분된다. 상기 각 절차 및 기술적 근거를 수식을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
1)커버리지 확보 절차는 다음과 같다.
실내 기지국이 위치한 건물 내부에서 외부 기지국으로부터의 수신 전력은 균일하고, 거리에 따른 경로 손실(path loss)이 전방향으로 동일하다고 할 때, 실내 기지국의 커버리지 내 단말이 겪는 수신 CINR은 하기 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다. 하기 <수학식 1>의 모델링을 위해, 하기 <수학식 2>와 같은 실내 경로 손실 모델이 적용되었다.
Figure pat00001
상기 <수학식 1>에서, 상기 E[CINR(r)(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국의 커버리지 내 단말들이 겪는 평균 수신 CINR, 상기 CINRMaxIndex(dB)는 dB 스케일로 표현한 OTAR(Over The Air Receiver) 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 실내 기지국의 수신 CINR, 상기 Aindoor는 경로 손실 모델의 감쇄 계수를 의미한다.
Figure pat00002
상기 <수학식 2>에서, 상기 Aindoor는 감쇄 계수, 상기 d는 신호 경로의 거리, 상기 Bindoor는 최소 커플링 손실(minimum coupling loss)를 의미한다.
실내 기지국의 커버리지 내 평균 수신 CINR은 커버리지의 크기에 무관하게 일정한 값을 유지한다. 이로 인해, 실내 기지국의 커버리지를 점차적으로 넓히면, 상기 커버리지가 건물의 벽을 넘어서는 때 평균 수신 CINR이 증가한다. 왜냐하면, 외부 기지국으로부터 수신되는 신호가 가산되기 때문이다.
실내 기지국의 커버리지는 상기 커버리지의 경계에서 실내 기지국에 대한 수신 CINR 및 외부 기지국에 대한 수신 CINR이 동일한 지점까지로 제한된다. 그러나, 수신 CINR들이 상기 동일한 지점에서의 외부 기지국에 대한 수신 CINR이 콜 드랍(call drop)을 일으키는 CINR보다 작은 경우, 커버리지의 한계는 상기 수신 CINR들이 동일한 지점보다 좁다. 즉, 상기 콜 드랍을 일으키는 CINR이 측정되는 지점이 커버리지의 경계가 될 것이다. 따라서, CINR의 목표값은 하기 <수학식 3>과 같이 결정된다.
Figure pat00003
상기 <수학식 3>에서, 상기 PowerRise는 CINR의 목표값, 상기 CINRtarget은 콜 드랍을 일으키는 CINR, 상기 CINRMaxIndex(dB)는 dB 스케일로 표현한 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 실내 기지국의 수신 CINR, 상기 Aindoor는 경로 손실 모델의 감쇄 계수를 의미한다.
상기 실내 기지국은 상기 목표값을 결정한 후, 현재 커버리지 내의 단말들이 겪는 수신 CINR을 판단한다. 이를 위해, 상기 실내 기지국은 쉐도잉 인자(shadowing factor)를 결정한다. 상기 쉐도잉은 전파 공간의 지형적 영향으로 인해 신호가 감쇄하는 현상을 의미한다. 예를 들어, 상기 쉐도잉 인자는 하기 <수학식 4>와 같이 결정된다.
Figure pat00004
상기 <수학식 4>에서, 상기 SFk는 실내 기지국k의 쉐도잉 인자, 상기 RxPMaxindex,k(dB)는 실내 기지국k의 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 실내 기지국k의 수신 전력, E[RxPMaxindex ,m(dB)]는 dB 스케일로 표현한 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력을 의미한다.
상기 <수학식 4>를 살펴보면, 상기 쉐도잉 인자는 상기 실내 기지국이 측정한 외부 기지국으로부터의 수신 전력에서 단말들이 측정한 외부 기지국으로부터의 평균 수신 전력을 감산함으로써 결정된다. 즉, 상기 외부 기지국으로부터의 수신 전력 측정에 있어서, 상기 실내 기지국의 측정에 사용되는 신호의 전파 경로 및 상기 단말들의 측정에 사용되는 신호의 전파 경로 간 차이는 상기 실내 기지국 및 상기 단말들 간의 전파 경로이다. 상기 실내 기지국 및 상기 단말들 간의 전파 경로에서의 신호 감쇄가 상기 쉐도잉이므로, 상기 실내 기지국 및 상기 단말들 간의 전파 경로 양측에서의 수신 전력 차가 상기 쉐도잉의 양을 나타낸다. 따라서, 상기 쉐도잉 인자는 상기 <수학식 4>와 같이 결정된다.
상기 쉐도잉 인자를 이용하여 쉐도잉을 보상하면, 단말들이 겪는 실내 기지국에 대한 수신 CINR의 평균은 하기 <수학식 5>와 같이 결정된다.
Figure pat00005
상기 <수학식 5>에서, 상기 E[CINRm(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국의 커버리지 내 단말들이 겪는 상기 실내 기지국에 대한 평균 수신 CINR, 상기 E[RxPkm(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국으로부터 단말들로의 평균 수신 전력, 상기 RxPik는 외부 기지국i로부터 실내 기지국k로의 수신 전력, 상기 SFk는 실내 기지국k의 쉐도잉 인자를 의미한다.
상기 <수학식 5>를 살펴보면, 상기 실내 기지국의 커버리지 내에 위치한 단말들에 있어서, 실내 기지국으로부터 상기 단말들로의 수신 전력들의 평균은 신호의 세기이고, 잡음 전력 및 외부 기지국들로부터 실내 기지국으로의 수신 전력을 상기 쉐도잉 인자로 나눈 값들의 합은 간섭 및 잡음의 세기이다. 따라서, 실내 기지국은 단말들로부터 보고되는 상기 실내 기지국에 대한 수신 전력들, 직접 측정한 외부 기지국들로부터의 수신 전력들 및 상기 쉐도잉 인자를 이용하여 상기 <수학식 5>와 같이 상기 단말들이 겪는 상기 실내 기지국에 대한 평균 수신 CINR을 결정한다.
이에 따라, 상기 평균 수신 CINR이 상기 목표값보다 작으면, 상기 실내 기지국은 송신 전력을 증가시키고, 상기 평균 수신 CINR이 상기 목표값보다 크면, 상기 실내 기지국은 송신 전력을 감소시킨다. 이로써, 상기 실내 기지국은 상기 목표값을 충족하는 커버리지를 확보한다. 이때, 상기 송신 전력의 증가 또는 감소는 상기 실내 기지국의 판단 및 상기 관리 서버의 허가에 의해 이루어지며, 1회의 증가 또는 감소의 양은 송신 전력 증가/감소의 기본 단위량이다. 즉, 상기 송신 전력의 증가 또는 감소는 적어도 1회 이상 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 평균 수신 CINR을 상기 목표값에 일치시키면, 외부 기지국에 대한 수신 CINR 및 실내 기지국에 대한 수신 CINR는 도 2a와 같은 관계를 갖는다. 상기 도 2a에서, 점선은 실내 기지국에 대한 수신 CINR(210), 실선은 외부 기지국에 대한 수신 CINR(220)을 나타낸다. 상기 도 2a를 참고하면, 건물 내벽에서, 상기 실내 기지국에 대한 CINR(210) 및 상기 외부 기지국에 대한 수신 CINR(220)이 동일한 것을 볼 수 있다. 이 경우, 상기 실내 기지국의 커버리지는 상기 건물 내벽까지로 정해진다. 이때, 건물 외부를 살펴보면, 건물 외벽에서 상기 실내 기지국에 대한 CINR(210) 및 상기 외부 기지국에 대한 수신 CINR(220) 간 차이는 투과 손실(penetration loss)(250)의 2배이다. 여기서, 상기 투과 손실(250)은 건물 벽을 통과함으로 인한 신호의 감쇄를 의미한다. 따라서, 상기 건물 외벽에서의 상기 실내 기지국에 대한 CINR(210)을 상기 투과 손실(250)의 2배 이하의 크기만큼 증가시킨다면, 상기 건물 외부에서 상기 실내 기지국에 대한 CINR(210)이 상기 외부 기지국에 대한 CINR(220)을 초과하지 아니한다. 즉, 상기 실내 기지국의 커버리지가 상기 건물 외부로 확장되지 아니한다. 따라서, 건물 내부에서 상기 실내 기지국에 대한 수신 CINR(210)을 향상시키기 위해, 다음과 같은 2)외부 간섭 절차에 따라 실내 기지국의 송신 전력을 조절한다.
2)외부 간섭 제한 절차는 다음과 같다.
상술한 과정을 통해 목표값을 충족하는 커버리지를 확보한 후, 상기 실내 기지국은 커버리지 내 용량 증대 및 외부로의 간섭 최소화를 위해 송신 전력을 조절한다. 이를 위해, 상기 실내 기지국은 건물 외부로 간섭을 주는 최소의 전력 값인 한계 송신 전력을 설정하고, 이를 이용하여 송신 전력을 기본 단위량 만큼 점진적으로 증가시킨다. 예를 들어, 상기 용량 증대를 위한 송신 전력 증가는 하기 <수학식 6>과 같이 수행된다.
Figure pat00006
상기 <수학식 6>에서, 상기 TxPk(dB)는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국k의 송신 전력, 상기 PowerStep은 송신 전력 증가/감소의 기본 단위량, 상기 MaxTxPk(dB)는 실내 기지국k의 한계 송신 전력을 의미한다.
여기서, 상기 한계 송신 전력은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 전력 제어의 과정 중 얻어지는 정보를 이용하여 결정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 건물 외부에 위치한 단말이 상기 실내 기지국에 접속한 때의 송신 전력이 상기 한계 송신 전력으로 설정될 수 있다. 하지만, 상기 송신 전력 제어가 수행되기에 앞서 상기 한계 송신 전력을 초기화하는 경우, 상기 한계 송신 전력은 상기 실내 기지국이 물리적으로 출력 가능한 최대 송신 전력으로 초기화될 수 있다.
상술한 바와 같이 송신 전력을 점진적으로 증가하면, 결국 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 실내 기지국의 송신 신호가 건물 외부로 간섭을 주게 된다. 상기 도 2b를 참고하면, 상기 실내 기지국에 대한 송신 전력을 증가시킴에 따라 실내 기지국에 대한 수신 CINR(210)이 점차적으로 증가하며, 다수에 걸친 송신 전력 증가의 결과로 건물 외벽에서 실내 기지국에 대한 수신 CINR(210)이 외부 기지국에 대한 수신 CINR을 초과하였다. 따라서, 상기 실내 기지국은 매 송신 전력 증가 시마다 건물 외부로의 간섭이 발생하는지 여부를 판단한다. 상기 간섭의 발생 여부는 건물 외부에 위치한 단말이 접속하였는지에 의해 판단된다. 이를 위해, 상기 실내 기지국은 투과 손실의 크기를 설정하고, 새로이 접속되는 사용자의 수신 전력을 단말들이 겪는 현재의 평균 수신 전력과 비교한다. 예를 들어, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속하였는지 여부는 하기 <수학식 7>과 같이 판단된다.
Figure pat00007
상기 <수학식 7>에서, 상기 E[RxPMaxIndex ,m(dB)]는 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력, 상기 PLF는 투과 손실, 상기 RxPMaxIndex ,n(dB)는 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 대상 단말의 수신 전력을 의미한다.
상기 실내 기지국은 대상 단말을 선택하고, 상기 대상 단말로부터 보고되는 외부 기지국으로부터의 수신 전력을 상기 <수학식 7>에 대입한 후, 상기 <수학식 7>이 성립하면 상기 대상 단말이 건물 외부에서 접속한 상태임을 판단한다. 즉, 상기 실내 기지국은 단말들로부터 보고되는 외부 기지국으로부터의 평균 수신 전력 및 상기 투과 손실의 합 보다 상기 대상 단말로부터 보고되는 외부 기지국으로부터의 수신 전력이 크거나 같으면, 상기 대상 단말이 건물 외부에서 접속한 상태임을 판단한다. 이에 따라, 상기 실내 기지국은 송신 전력을 감소시킨다.
이때, 상기 대상 단말의 선택 범위는 하기 <수학식 8>과 같이 결정된다.
Figure pat00008
상기 <수학식 8>에서, 상기 CINRn(dB)는 dB 스케일로 표현한 대상 단말의 실내 기지국에 대한 수신 CINR, 상기 CINRtarget은 콜 드랍을 일으키는 CINR, 상기 PLF는 투과 손실을 의미한다.
상기 <수학식 8>과 같은 기준은 상기 실내 기지국에 인접한 단말들을 배재하기 위한 것이다. 즉, 상기 실내 기지국에 인접한 단말들은 높은 수신 CINR을 겪고 있으므로, 상기 대상 단말의 수신 CINR 범위는 접속을 위해 요구되는 최소값보다 크되, 일정 기준 값보다 작음이 바람직하다. 상기 <수학식 8>에서, 콜 드랍을 일으키는 CINR이 상기 접속을 위해 요구되는 최소값으로 사용되며, 상기 콜 드랍을 일으키는 CINR에 투과 손실의 2배 값을 합산한 값이 상기 기준 값으로 사용된다.
상기 <수학식 7>과 같은 비교 결과, 건물 외부에서 접속한 단말이 존재하면, 상기 실내 기지국은 송신 전력을 감소시킨다. 이때, 상기 송신 전력의 감소량은 하기 <수학식 9>와 같이 결정된다.
Figure pat00009
상기 <수학식 9>에서, 상기 PowerDropStep은 송신 전력 감소량, 상기 PLF는 투과 손실, 상기 E[CINRm(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국의 커버리지 내 단말들이 겪는 상기 실내 기지국에 대한 평균 수신 CINR, 상기 PowerRise는 CINR의 목표값을 의미한다.
상기 <수학식 9>를 살펴보면, 상기 감소량은 상기 투과 손실의 2배 값보다 작거나 같다. 건물 외부에서 단말이 접속함은 건물 외부에서 상기 실내 기지국으로부터의 수신 전력이 외부 기지국으로부터의 수신 전력보다 크거나 같음을 의미하며, 이 때의 건물 내부에서 상기 실내 기지국으로부터의 수신 전력은 외부 기지국으로부터의 수신 전력보다 투과 손실의 2배 값 이상 크다. 따라서, 상기 <수학식 9>와 같이, 상기 감소량은 상기 투과 손실의 2배 값 또는 단말들의 현재 평균 수신 CINR 및 목표값 간 차이 중 작은 값으로 결정된다.
이에 따라, 상기 실내 기지국의 송신 전력은 하기 <수학식 10>과 같이 감소된다. 또한, 상기 실내 기지국의 송신 전력 증가 시 사용되는 한계 송신 전력은 하기 <수학식 11>과 같이 갱신될 수 있다.
Figure pat00010
상기 <수학식 10>에서, 상기 TxPk(dB)는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국k의 송신 전력, 상기 PowerDropStep은 송신 전력 감소량, 상기 TxPmin(dB)는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국의 물리적 최소 송신 전력을 의미한다.
Figure pat00011
상기 <수학식 11>에서, 상기 MaxTxPk(dB)는 실내 기지국k의 한계 송신 전력, 상기 TxPk(dB)는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국k의 송신 전력, 상기 PowerStep은 송신 전력 증가/감소의 기본 단위량, 상기 TxPmin(dB)는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국의 물리적 최소 송신 전력을 의미한다.
3)부하 균등화 절차는 다음과 같다.
상술한 실내 기지국의 송신 전력 제어 과정에 더불어, 하나의 건물 내에 다수의 실내 기지국들이 동작하는 경우, 관리 서버는 다음과 같이 실내 기지국들 간의 부하 균등화을 수행한다.
상술한 송신 전력 제어 과정에서, 실내 기지국은 상기 관리 서버의 허가 하에 송신 전력을 증가 또는 감소시킨다. 이때, 건물 내에 하나의 실내 기지국만이 존재하는 경우, 실내 기지국은 송신 전력의 증가 및 감소에 대하 요청한 바를 모두 허가받을 것이다. 하지만, 다수의 실내 기지국들이 존재하는 경우, 상기 부하 균등화의 결과에 따라 일부 요청은 허가되지 아니할 수 있다.
상기 관리 서버는 실내 기지국의 송신 전력 증가 또는 감소 요청 시 상기 실내 기지국의 부하 상태의 평가 결과에 따라 허가 여부를 판단한다. 여기서, 상기 부하 상태의 평가는 실내 기지국들의 평균 부하 및 부하 균등화 인자를 이용하여 수행된다. 여기서, 상기 실내 기지국의 부하 정보는 각 실내 기지국으로부터 제공된다.
송신 전력 증가가 요청되는 경우, 상기 관리 서버는 하기 <수학식 12>를 만족하면 상기 송신 전력 증가를 허가한다.
Figure pat00012
상기 <수학식 12>에서, 상기 loadk는 송신 전력 증가를 요청한 실내 기지국k의 부하, 상기 AvgLoad는 실내 기지국들의 평균 부하, 상기 LBF는 부하 균등화 인자를 의미한다. 여기서, 상기 부하 균등화 인자는 1보다 작거나 같다.
또한, 송신 전력 감소가 요청되는 경우, 상기 관리 서버는 하기 <수학식 13>을 만족하면 상기 송신 전력 감소를 허가한다.
Figure pat00013
상기 <수학식 13>에서, 상기 loadk는 송신 전력 감소를 요청한 실내 기지국k의 부하, 상기 AvgLoad는 실내 기지국들의 평균 부하, 상기 LBF는 부하 균등화 인자를 의미한다. 여기서, 상기 부하 균등화 인자는 1보다 작거나 같다.
또한, 송신 전력 증가 또는 감소 요청이 없는 경우, 상기 관리 서버는 하기 <수학식 14>를 만족하면 상기 송신 전력의 감소를 지시한다.
Figure pat00014
상기 <수학식 14>에서, 상기 loadk는 송신 전력 감소를 지시받는 실내 기지국k의 부하, 상기 AvgLoad는 실내 기지국들의 평균 부하, 상기 LBF는 부하 균등화 인자를 의미한다. 여기서, 상기 부하 균등화 인자는 1보다 작거나 같다.
또한, 송신 전력 증가 또는 감소 요청이 없는 경우, 상기 관리 서버는 하기 <수학식 15>를 만족하면 상기 송신 전력의 증가를 지시한다.
Figure pat00015
상기 <수학식 15>에서, 상기 loadk는 송신 전력 증가를 지시받는 실내 기지국k의 부하, 상기 AvgLoad는 실내 기지국들의 평균 부하, 상기 LBF는 부하 균등화 인자를 의미한다. 여기서, 상기 부하 균등화 인자는 1보다 작거나 같다.
단, 상기 2)외부 간섭 제한 절차를 수행하는 실내 기지국은 상기 <수학식 12> 내지 상기 <수학식 15>의 조건을 적용받지 아니한다. 즉, 상기 2)외부 간섭 제한 절차를 수행하는 실내 기지국에 대하여, 상기 관리 서버는 모든 송신 전력 증가 요청 및 송신 전력 감소 요청을 허가한다. 즉, 상기 <수학식 12> 내지 상기 <수학식 15>의 조건은 상기 1)커버리지 확보 절차를 수행 중인 실내 기지국 및 상기 2)외부 간섭 제한 절차를 완료한 실내 기지국에 적용된다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 전력 제어를 수행하는 실내 기지국 및 관리 서버의 동작 및 구성을 도면을 참고하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 실내 기지국은 301단계에서 OTAR 스캔을 수행한다. 상기 OTAR는 상기 실내 기지국이 단말과 같이 동작함으로써 외부 기지국들의 신호를 검출하고, 이를 통해 외부 기지국들의 식별 정보, 외부 기지국들에 대한 수신 신호 세기, 잡음 전력 등의 정보를 획득하는 기능이다. 즉, 상기 실내 기지국은 OTAR 스캔을 통해 외부 기지국들의 식별 정보, 외부 기지국들에 대한 수신 신호 세기, 잡음 전력 등의 정보를 획득한다.
이후, 상기 실내 기지국은 303단계로 진행하여 CINR 목표값 및 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 결정한다. 여기서, 상기 CINR 목표값은 상기 실내 기지국의 커버리지 확보를 위한 셀 경계에서의 CINR을 의미한다. 상기 CINR 목표값 및 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 결정하는 상세한 과정은 이하 도 4를 참고하여 상세히 설명된다.
이어, 상기 실내 기지국은 305단계로 진행하여 상기 CINR 목표값 및 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 이용하여 송신 전력을 조절할 필요가 있는지 판단한 후, 판단 결과에 따라 관리 서버로 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청한다. 즉, 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR이 상기 CINR 목표값 보다 작은 경우, 상기 실내 기지국은 송신 전력의 증가를 요청한다. 반면, 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR이 상기 CINR 목표값 보다 큰 경우, 상기 실내 기지국은 송신 전력의 감소를 요청한다.
상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청한 후, 상기 실내 기지국은 307단계로 진행하여 상기 관리 서버로부터 송신 전력의 증가 또는 감소의 지시가 수신되는지 판단한다. 만일, 상기 송신 전력의 증가 또는 감소의 지시가 수신되지 아니하면, 상기 실내 기지국은 송신 전력의 유지가 지시됨이라 판단한 후, 311단계로 진행한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 송신 전력의 유지의 명시적인 지시가 사용될 수 있다.
반면, 상기 송신 전력의 증가 또는 감소의 지시가 수신되면, 상기 실내 기지국은 309단계로 진행하여 지시에 따라 송신 전력을 증가 또는 감소시킨다. 이때, 상기 송신 전력의 증가 또는 감소의 양은 기본 단위량에 따른다. 단, 상기 송신 전력의 감소가 지시되었으나 현재 송신 전력이 최저 송신 전력인 경우, 또는, 상기 송신 전력의 증가가 지시되었으나 현재 송신 전력이 최대 송신 전력인 경우, 상기 309단계는 생략된다.
이후, 상기 실내 기지국은 311단계로 진행하여 상기 관리 서버로부터 상기 송신 전력이 수렴함이 통지되는지 판단한다. 상기 송신 전력이 수렴함은 상기 실내 기지국의 커버리지가 확보됨을 의미하며, 수렴 여부는 일정 시간 동안 송신 전력이 유지된 때 상기 관리 서버에 의해 판단된다. 만일, 상기 송신 전력이 수렴함이 통지되지 아니하면, 상기 실내 기지국은 상기 303단계로 되돌아간다.
반면, 상기 송신 전력이 수렴함이 통지되면, 상기 실내 기지국은 313단계로 진행하여 기본 단위량 만큼의 송신 전력의 증가를 요청하고, 관리 서버의 송신 전력 증가 지시에 따라 송신 전력을 증가시킨다. 즉, 상기 송신 전력이 수렴함에 따라 상기 실내 기지국은 1)커버리지 확보 절차를 완료하고 2)외부 간섭 제한 절차에 진입하며, 상기 2)외부 간섭 제한 절차에서의 송신 전력 증가 또는 감소 요청은 모두 허가된다.
상기 송신 전력을 증가시킨 후, 상기 실내 기지국은 315단계로 진행하여 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단한다. 상기 건물 외부에 위치한 단말의 접속 여부는 대상 단말을 선택하고, 상기 대상 단말의 수신 CINR을 이용하여 상기 대상 단말이 외부 단말인지 여부를 판단함으로써 판단된다, 상기 건물 외부에 위치한 단말의 접속 여부를 판단하는 상세한 과정은 이하 도 5를 참고하여 설명된다. 만일, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되지 아니한 경우, 상기 실내 기지국은 상기 313단계로 진행하여 송신 전력을 상기 기본 단위량 만큼 더 증가시킨다.
반면, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속된 경우, 상기 실내 기지국은 317단계로 진행하여 송신 전력의 감소를 요청하고, 관리 서버의 송신 전력 감소 지시에 따라 송신 전력을 감소시킨다. 이때, 상기 송신 전력의 감소량은 투과 손실의 2배, 또는, 단말들의 평균 수신 CINR과 CINR 목표값 간 차이 중 작은 값이 된다. 다시 말해, 상기 송신 전력의 감소량은 상기 <수학식 9>와 같이 결정된다. 상기 317단계는 상기 2)외부 간섭 제한 절차의 일부이며, 상기 2)외부 간섭 제한 절차에서의 송신 전력 증가 또는 감소 요청은 모두 허가된다. 그리고, 상기 송신 전력의 감소를 통해, 상기 2)외부 간섭 제한 절차가 완료된다.
이후, 상기 실내 기지국은 319단계로 진행하여 건물 외부 단말의 접속 여부 및 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 지속적으로 관찰한다. 다시 말해, 상기 실내 기지국은 대상 단말의 선택 및 상기 대상 단말의 수신 CINR을 이용한 외부 단말 여부 판단을 주기적으로 수행한다. 그리고, 상기 실내 기지국은 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 주기적으로 산출하고, 상기 평균 수신 CINR과 상기 CINR 목표값을 비교한다.
이어, 상기 실내 기지국은 321단계로 진행하여 상기 319단계에서의 관찰 결과에 따라 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청하고, 관리 서버의 지시에 따라 송신 전력을 조절한다. 예를 들어, 상기 외부 단말이 접속한 경우, 상기 실내 기지국은 송신 전력의 감소를 요청한다. 그리고, 상기 실내 기지국은 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR이 상기 목표 CINR에 도달하도록 송신 전력의 증가 또는 감소를 요청한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 중 CINR 목표값 및 단말들의 평균 수신 CINR 결정의 세부 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 실내 기지국은 401단계에서 CINR 목표값을 결정한다. 상기 CINR 목표값은 커버리지의 경계에서의 CINR로서, 콜 드랍을 일으키는 CINR 및 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 실내 기지국의 수신 CINR 중 큰 값을 이용하여 결정된다. 예를 들어, 상기 실내 기지국은 상기 <수학식 3>과 같이 상기 CINR 목표값을 결정한다.
상기 CINR 목표값을 결정한 후, 상기 실내 기지국은 403단계로 진행하여 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력을 산출한다. 여기서, 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국은 상기 301단계에서의 OTAR 스캔 결과 상기 실내 기지국으로의 수신 전력이 가장 큰 외부 기지국을 의미한다. 즉, 상기 실내 기지국은 주기적으로 보고(report)되는 단말들의 외부 기지국 별 수신 전력 정보에서 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 수신 전력 값들을 식별한 후, 식별된 수신 전력 값들의 평균을 산출한다.
이후, 상기 실내 기지국은 405단계로 진행하여 상기 403단계에서 산출된 단말들의 평균 수신 전력을 이용하여 상기 실내 기지국의 쉐도잉 인자를 결정한다. 상기 쉐도잉 인자는 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 실내 기지국의 수신 전력 및 상기 단말들의 평균 수신 전력 간 차이값으로서 결정된다. 예를 들어, 상기 실내 기지국은 상기 <수학식 4>와 같이 상기 쉐도잉 인자를 결정한다.
상기 쉐도잉 인자를 결정한 후, 상기 실내 기지국은 407단계로 진행하여 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력을 산출한다. 상기 단말들 각각의 평균 수신 전력은 상기 단말들로부터의 보고를 통해 획득된다. 따라서, 상기 실내 기지국은 단말들로부터 보고된 수신 전력들에 대한 평균을 산출한다.
상기 실내 기지국은 409단계로 진행하여 상기 407단계에서 산출된 상기 단말들의 평균 수신 전력을 이용하여 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 산출한다. 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR은 상기 쉐도잉 인자, 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력, 잡음 전력, 외부 기지국들에 대한 상기 실내 기지국의 수신 전력을 이용하여 산출된다. 여기서, 상기 잡음 전력 및 상기 외부 기지국들에 대한 상기 실내 기지국의 수신 전력은 상기 OTAR 스캔을 통해 획득된다. 즉, 상기 실내 기지국은 상기 외부 기지국들에 대한 수신 전력들에 상기 쉐도잉 인자를 보상하고, 잡음 전력 합산함으로써 간섭 및 잡음 성분을 산출하고, dB 스케일에서 상기 단말들로부터 보고된 수신 전력들의 평균에서 상기 잡음 및 간섭 성분을 감산함으로써 상기 단말들의 평균 수신 CINR을 산출한다. 예를 들어, 상기 실내 기지국은 상기 <수학식 5>와 같이 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 산출한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 중 외부 단말의 접속 여부 판단의 세부 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, 상기 실내 기지국은 501단계에서 투과 손실 및 한계 송신 전력을 설정한다. 상기 투과 손실은 건물의 형태, 건물 벽의 재질 등의 구체적인 요인에 의해 달라질 수 있다. 따라서, 상기 실내 기지국은 실제 건물에 적합한 투과 손실을 사용하거나, 전형적인 유형에 따라 미리 결정된 투과 손실을 사용할 수 있다. 상기 한계 송신 전력은 상기 301단계의 동작 중에 얻어지는 정보를 이용하여 결정된다. 예를 들어, 상기 한계 송신 전력은 상기 317단계를 통해 얻어진 송신 전력으로 설정될 수 있다. 단, 상기 317단계의 수행 전 상기 한계 송신 전력을 초기화하는 경우, 상기 한계 송신 전력은 상기 실내 기지국이 물리적으로 출력 가능한 최대 송신 전력으로 초기화될 수 있다.
상기 투과 손실 및 한계 송신 전력을 설정한 후, 상기 실내 기지국은 503단계로 진행하여 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력을 산출한다. 여기서, 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국은 상기 301단계에서의 OTAR 스캔 결과 상기 실내 기지국으로의 수신 전력이 가장 큰 외부 기지국을 의미한다. 즉, 상기 실내 기지국은 주기적으로 보고(report)되는 단말들의 외부 기지국 별 수신 전력 정보에서 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 수신 전력 값들을 식별한 후, 식별된 수신 전력 값들의 평균을 산출한다.
이어, 상기 실내 기지국은 505단계로 진행하여 대상 단말을 선택하고, 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 대상 단말의 수신 전력을 확인한다. 여기서, 상기 대상 단말은 상기 실내 기지국에 인접한 단말들을 배제한 후 선택된다. 이를 위해, 상기 실내 기지국은 콜 드랍을 일으키는 CINR보다 일정량 큰 임계값을 결정하고, 상기 임계값 이하의 수신 CINR을 갖는 단말들 중 상기 대상 단말을 선택한다. 예를 들어, 상기 실내 기지국은 상기 <수학식 8>과 같이 상기 콜 드랍을 일으키는 CINR 및 투과 손실의 2배의 합보다 작거나 같은 수신 CINR을 갖는 단말들 중 상기 대상 단말을 선택한다. 여기서, 상기 수신 CINR은 상기 실내 기지국에 대한 수신 CINR이다. 상기 대상 단말을 선택한 후, 상기 실내 기지국은 상기 대상 단말로부터 보고된 외부 기지국 별 수신 전력 정보로부터 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 대상 단말의 수신 전력을 확인한다.
이후, 상기 실내 기지국은 507단계로 진행하여 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 대상 단말의 수신 전력 및 상기 실내 기지국에 접속된 단말들의 평균 수신 전력과 상기 투과 손실의 합을 비교한다. 즉, 상기 실내 기지국은 상기 <수학식 7>이 만족되는지 판단한다. 만일, 상기 대상 단말의 수신 전력이 더 크거나 같으면, 상기 실내 기지국은 상기 대상 단말이 건물 외부에 위치함을 판단한다. 반면, 상기 대상 단말의 수신 전력이 작으면, 상기 실내 기지국은 상기 대상 단말이 건물 내부에 위치함을 판단한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 관리 서버의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 6은 하나의 실내 기지국에 대한 동작 절차만을 도시하고 있다. 따라서, 다수의 실내 기지국들이 존재하는 경우, 상기 도 6에 도시된 절차는 각 실내 기지국에 대해 독립적으로 수행될 수 있다.
상기 도 6을 참고하면, 상기 관리 서버는 601단계에서 실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되는지 확인한다. 여기서, 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지에 대한 요청은 주기적으로 수신되거나 또는 상기 실내 기지국이 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 판단하는 시점에 수신될 수 있다.
상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 관리 서버는 603단계로 진행하여 동일 건물 내에 설치된 실내 기지국들의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단한 후, 송신 전력의 증가 또는 감소를 지시한다. 이때, 상기 송신 전력을 유지하고자 하는 경우, 상기 관리 서버는 아무 지시를 송신하지 아니함으로서 묵시적으로 유지를 지시하거나, 또는, 명시적인 유지 지시를 송신할 수 있다. 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하는 구체적인 과정은 이하 도 7을 참고하여 설명된다.
이어, 상기 관리 서버는 605단계로 진행하여 상기 실내 기지국의 송신 전력이 수렴되었는지 판단한다. 상기 송신 전력이 수렴함은 상기 실내 기지국의 커버리지가 확보됨, 즉, 상기 1)커버리지 확보 절차가 완료됨을 의미한다. 상기 송신 전력의 수렴 여부는 일정 시간 동안 송신 전력이 유지되는지 여부에 따라 판단된다. 만일, 상기 송신 전력이 수렴되지 아니하면, 상기 관리 서버는 상기 601단계로 되돌아간다.
반면, 상기 송신 전력이 수렴되면, 상기 관리 서버는 상기 607단계로 진행하여 상기 실내 기지국으로 상기 송신 전력이 수렴됨을 통지한다. 이에 따라, 상기 실내 기지국의 상기 1)커버리지 확보 절차가 완료되고, 상기 실내 기지국은 상기 2)외부 간섭 제한 절차로 진입한다.
이후, 상기 관리 서버는 609단계로 진행하여 상기 2)외부 간섭 제한 절차의 완료시까지 상기 실내 기지국의 모든 송신 전력 증가 또는 감소 요청을 허가한다. 상기 2)외부 간섭 제한 절차 중의 송신 전력 조절 요청은 적어도 1회의 송신 전력 증가 요청 및 증가 요청 이후의 1회의 송신 전력 감소 요청으로 이루어진다. 따라서, 상기 관리 서버는 상기 송신 전력이 수렴됨을 통지한 후, 상기 실내 기지국으로부터의 적어도 1회의 연속적인 송신 전력 증가 요청을 평균 부하 고려 없이 허가한다. 이후, 상기 실내 기지국으로부터의 송신 전력 감소 요청이 수신되면, 상기 송신 전력 감소 요청을 허가한다.
이어, 상기 관리 서버는 611단계로 진행하여 상기 2)외부 간섭 제한 절차가 완료되었는지 판단한다. 즉, 상기 관리 서버는 상기 실내 기지국으로부터 1회의 연속적인 송신 전력 증가 요청 및 1회의 송신 전력 감소 요청이 수신되었는지 확인한다.
상기 2)외부 간섭 제한 절차가 완료되면, 상기 관리 서버는 613단계로 진행하여 상기 실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되는지 확인한다. 여기서, 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지에 대한 요청은 주기적으로 수신되거나 또는 상기 실내 기지국이 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 판단하는 시점에 수신될 수 있다.
상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 관리 서버는 615단계로 진행하여 동일 건물 내에 설치된 실내 기지국들의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단한 후, 송신 전력의 증가 또는 감소를 지시한다. 이때, 상기 송신 전력을 유지하고자 하는 경우, 상기 관리 서버는 아무 지시를 송신하지 아니함으로써 묵시적으로 유지를 지시하거나, 또는, 유지를 나타내는 제어 신호를 송신함으로써 명시적으로 유지를 지시할 수 있다. 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하는 구체적인 과정은 이하 도 7을 참고하여 설명된다. 이후, 상기 관리 서버는 상기 613단계로 되돌아간다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 관리 서버의 동작 중 평균 부하를 고려한 송신 전력 조절의 세부 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 7에 도시된 절차는 상기 도 6의 603단계 및 615단계의 세부 동작 절차이다.
상기 도 7을 참고하면, 상기 관리 서버는 상기 601단계에서 송신 전력의 증가 요청이 수신되면 701단계, 송신 전력의 감소 요청이 수신되면 705단계, 송신 전력의 유지 요청이 수신되면 709단계로 진행한다. 상기 701단계, 상기 705단계 및 상기 709단계에서, 상기 관리 서버는 실내 기지국의 부하를 부하의 허용 범위의 최대값 또는 최소값과 비교한다. 여기서, 상기 실내 기지국의 부하량은 상기 송신 전력 조절의 요청과 함께 수신되거나, 상기 송신 전력 조절의 요청과는 별도의 제어 시그널링을 통해 상기 실내 기지국으로부터 제공된다. 상기 부하의 허용 범위는 상기 실내 기지국과 동일한 건물 내에 설치된 실내 기지국들의 평균 부하 및 부하 균등화 인자를 이용하여 결정된다. 예를 들어, 상기 부하 균등화 인자는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 실수로서, 상기 최대값은 상기 평균 부하 및 상기 부하 균등화 인자의 역수의 곱, 상기 최소값은 상기 평균 부하 및 상기 부하 균등화 인자의 곱이 될 수 있다.
상기 관리 서버의 동작 절차를 살펴보면, 상기 송신 전력의 증가가 요청된 경우, 상기 관리 서버는 701단계로 진행하여 실내 기지국의 부하량이 부하의 허용 범위의 최대값 이하인지 판단한다. 만일, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최대값 이하이면, 상기 관리 서버는 703단계로 진행하여 송신 전력의 증가를 지시한다.
상기 송신 전력의 감소가 요청된 경우, 상기 관리 서버는 705단계로 진행하여 실내 기지국의 부하량이 부하의 허용 범위의 최소값 이상인지 판단한다. 만일, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최소값 이상이면, 상기 관리 서버는 707단계로 진행하여 송신 전력의 감소를 지시한다.
상기 송신 전력의 유지가 요청된 경우, 상기 관리 서버는 709단계로 진행하여 실내 기지국의 부하량이 부하의 허용 범위의 최소값 미만인지 판단한다. 만일, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최소값 미만이면, 상기 관리 서버는 703단계로 진행하여 송신 전력의 증가를 지시한다.
반면, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최소값 이상이면, 상기 관리 서버는 711단계로 진행하여 실내 기지국의 부하량이 부하의 허용 범위의 최대값을 초과하는지 판단한다. 만일, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최대값을 초과하면, 상기 관리 서버는 711단계로 진행하여 송신 전력의 감소를 지시한다.
또한, 상기 701단계에서 상기 실내 기지국의 부하가 상기 부하의 허용 범위의 최대값을 초과하거나, 상기 705단계에서 상기 실내 기지국의 부하가 상기 부하의 허용 범위의 최소값 미만이거나, 상기 711단계에서 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최대값 이상인 경우, 상기 관리 서버는 아무 지시를 송신하지 아니함으로써 묵시적으로 유지를 지시한다. 이때, 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 경우, 상기 관리 서버는 송신 전력의 유지를 나타내는 제어 신호를 송신함으로써 명시적으로 유지를 지시할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 실내 기지국은 RF(Radio Frequency)처리부(802), 모뎀(804), 백홀통신부(806), 제어부(808)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(802)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 단말들과 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 모뎀(804)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
상기 모뎀(804)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(804)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(804)은 상기 RF처리부(802)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, 상기 모뎀(804)는 단말들로부터 보고되는 수신 전력 정보, CINR 정보 등을 포함하는 신호를 데이터로 복원한다. 또한, 상기 모뎀(804)은 상기 제어부(808)의 제어에 의해 OTAR 스캔을 수행하며, 이를 통해 외부 기지국들의 식별 정보, 외부 기지국들에 대한 수신 신호 세기, 잡음 전력 등의 정보를 획득한다.
상기 백홀통신부(806)는 상기 실내 기지국이 관리 서버 등 다른 망 객체(newtork entity)들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(806)는 상기 실내 기지국에서 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 실내 기지국으로 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다. 예를 들어, 상기 백홀통신부(806)는 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청, 상기 실내 기지국의 부하 정보 등을 포함하는 데이터를 물리적 신호로 변환하고, 상기 관리 서버로 송신한다. 또한, 상기 백홀통신부(806)는 관리 서버로부터 수신되는 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 지시 등을 포함하는 물리적 신호를 데이터로 변환한다.
상기 제어부(808)는 상기 실내 기지국의 전반적인 기능들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(808)는 상기 모뎀(804)로부터 제공되는 수신 데이터 중 제어 정보에 대응되는 제어를 수행하고, 상기 단말들 및 상기 관리 서버로 송신될 제어 정보를 생성한다. 또한, 상기 제어부(808)는 OTAR 기능을 제어하고, 특히, 상기 실내 기지국의 송신 전력을 결정하기 위한 기능들을 제어한다. 상기 송신 전력 결정을 위한 상기 제어부(808)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 제어부(808)는 상기 모뎀(804)을 통해 OTAR 스캔을 수행함으로써 외부 기지국들의 식별 정보, 외부 기지국들에 대한 수신 신호 세기, 잡음 전력 등의 정보를 획득한다. 이후, 상기 제어부(808)는 CINR 목표값 및 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 결정하고, 상기 CINR 목표값 및 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 이용하여 송신 전력을 조절할 필요가 있는지 판단한 후, 상기 백홀통신부(806)를 통해 관리 서버로 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청한다. 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청한 후, 상기 제어부(808)는 진행하여 상기 백홀통신부(806)를 통해 수신되는 상기 관리 서버로부터의 지시에 따라 송신 전력을 증가, 감소 또는 유지하며, 동시에, 상기 관리 서버로부터 송신 전력이 수렴됨이 통지되는지 판단한다. 상기 송신 전력이 수렴됨이 통지되면, 상기 제어부(808)는 건물 외부에 위치한 단말이 접속됨이 판단되기 전까지 송신 전력을 기본 단위량 만큼씩 반복적으로 증가시킨다. 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속됨이 판단되면, 상기 제어부(808)는 상기 송신 전력의 증가를 중단하고, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속할 수 없도록 송신 전력을 감소시킨다. 이때, 상기 송신 전력의 감소량은 투과 손실의 2배, 또는, 단말들의 평균 수신 CINR과 CINR 목표값 간 차이 중 작은 값이 된다. 다시 말해, 상기 송신 전력의 감소량은 상기 <수학식 9>와 같이 결정된다. 이후, 상기 제어부(808)는 건물 외부 단말의 접속 여부 및 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 지속적으로 관찰하고, 관찰 결과에 따라 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청하고, 관리 서버의 지시에 따라 송신 전력을 조절한다.
상술한 동작 중, 상기 CINR 목표값 및 상기 단말들의 평균 수신 CINR 결정을 위한 동작을 상세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 제어부(808)는 콜 드랍을 일으키는 CINR 및 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 실내 기지국의 수신 CINR 중 큰 값을 CINR 목표값으로 결정한다. 그리고, 상기 제어부(808)는 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력을 산출하고, 상기 단말들의 평균 수신 전력을 이용하여 상기 실내 기지국의 쉐도잉 인자를 결정한다. 예를 들어, 상기 실내 기지국은 상기 <수학식 4>와 같이 상기 쉐도잉 인자를 결정한다. 이후, 상기 제어부(808)는 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력을 산출하고, 상기 단말들의 평균 수신 전력을 이용하여 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 산출한다. 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR은 상기 쉐도잉 인자, 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력, 잡음 전력, 외부 기지국들에 대한 상기 실내 기지국의 수신 전력을 이용하여 산출된다. 즉, 상기 제어부(808)는 상기 외부 기지국들에 대한 수신 전력들에 상기 쉐도잉 인자를 보상하고 잡음 전력 합산함으로써 간섭 및 잡음 성분을 산출하고, dB 스케일에서 상기 단말들로부터 보고된 수신 전력들의 평균 및 상기 잡음 및 간섭 성분을 감산함으로써 상기 단말들의 평균 수신 CINR을 산출한다. 예를 들어, 상기 제어부(808)는 상기 <수학식 5>와 같이 상기 실내 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 CINR을 산출한다.
상술한 동작 중, 상기 외부 단말의 접속 여부 판단을 위한 동작을 상세히 살펴보면 다음과 같다. 상기 제어부(808)는 투과 손실 및 한계 송신 전력을 설정한다. 이때, 상기 제어부(808)는 실제 건물에 적합한 투과 손실을 사용하거나, 전형적인 유형에 따라 미리 결정된 투과 손실을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 한계 송신 전력은 송신 전력 제어 과정 중에 얻어지는 정보를 이용하여 결정된다. 예를 들어, 상기 한계 송신 전력은 상기 2)외부 간섭 제한 절차를 통해 얻어진 송신 전력으로 설정될 수 있다. 단, 상기 2)외부 간섭 제한 절차 완료 전 상기 한계 송신 전력을 초기화하는 경우, 상기 한계 송신 전력은 상기 실내 기지국이 물리적으로 출력 가능한 최대 송신 전력으로 초기화될 수 있다. 상기 투과 손실 및 한계 송신 전력을 설정한 후, 상기 제어부(808)는 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 단말들의 평균 수신 전력을 산출한다. 그리고, 상기 제어부(808)는 대상 단말을 선택하고, 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 대상 단말의 수신 전력을 확인한다. 이때, 상기 제어부(808)는 콜 드랍을 일으키는 CINR보다 일정량 큰 임계값을 결정하고, 상기 임계값 이하의 수신 CINR을 갖는 단말들 중 상기 대상 단말을 선택한다. 예를 들어, 상기 임계값은 상기 콜 드랍을 일으키는 CINR 및 투과 손실의 2배의 합이 될 수 있다. 이후, 상기 제어부(808)는 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 대상 단말의 수신 전력 및 상기 실내 기지국에 접속된 단말들의 평균 수신 전력과 상기 투과 손실의 합을 비교하고, 상기 대상 단말의 수신 전력이 더 크거나 같으면, 상기 실내 기지국은 상기 대상 단말이 건물 외부에 위치함을 판단한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 관리 서버의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 관리 서버는 통신부(902), 실내기지국정보관리부(904), 제어부(906)를 포함하여 구성된다.
상기 통신부(902)는 상기 관리 서버가 실내 기지국 등 다른 망 객체들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 통신부(902)는 상기 관리 서버에서 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 관리 서버로 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다. 예를 들어, 상기 통신부(902)는 상기 실내 기지국으로부터 수신되는 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청, 상기 실내 기지국의 부하 정보 등을 포함하는 물리적 신호를 데이터로 변환하고, 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 지시 등을 포함하는 데이터를 물리적 신호로 변환한다.
상기 실내기지국정보관리부(904)는 상기 관리 서버의 제어하에 있는 실내 기지국들의 설정 정보 및 상태 정보를 저장한다. 예를 들어, 상기 설정 정보는 송신 전력, 사용하는 FA(Frequency Allocation) 등을 포함하며, 상기 상태 정보는 부하량 등을 포함한다.
상기 제어부(906)는 상기 관리 서버의 전반적인 기능들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(906)는 상기 모뎀(804)로부터 제공되는 수신 데이터 중 실내 기지국의 설정 정보 및 상태 정보를 상기 실내기지국정보관리부(904)로 제공하고, 상기 실내 기지국으로 송신될 제어 정보를 생성한다. 특히, 상기 제어부(906)는 실내 기지국들에 대한 부하 균등화를 위한 기능들을 제어한다. 상기 부하 균등화를 위한 상기 제어부(906)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 통신부(902)를 통해 실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 제어부(906)는 동일 건물 내에 설치된 실내 기지국들의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단한 후, 송신 전력의 증가 또는 감소를 지시한다. 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부의 판단을 위해, 상기 제어부(906)는 상기 실내 기지국의 부하를 부하의 허용 범위의 최대값 또는 최소값과 비교한다. 구체적으로 살펴보면, 상기 송신 전력의 증가가 요청된 경우, 상기 제어부(906)는 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최대값 이하이면 상기 통신부(902)를 통해 송신 전력의 증가를 지시한다. 또는, 상기 송신 전력의 감소가 요청된 경우, 상기 제어부(906)는 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최소값 이상이면 상기 통신부(902)를 통해 송신 전력의 감소를 지시한다. 또한, 상기 송신 전력의 유지가 요청된 경우, 상기 제어부(906)는 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최소값 미만이면 송신 전력의 증가를 지시하고, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 부하의 허용 범위의 최대값을 초과하면 송신 전력의 감소를 지시한다. 그리고, 상술한 경우들에 해당되지 아니한 경우, 상기 제어부(906)는 상기 통신부(902)를 통해 송신 전력의 유지를 지시한다. 이때, 상기 제어부(906)는 아무 지시를 송신하지 아니함으로써 묵시적으로 유지를 지시하거나, 또는, 송신 전력의 유지를 나타내는 제어 신호를 송신함으로써 명시적으로 유지를 지시할 수 있다.
상술한 송신 전력 증가, 감소 또는 유지에 대한 판단은 1)커버리지 확보 절차 중 또는 2)송신 전력 제한 절차 완료 이후에 적용된다. 즉, 상기 1)커버리지 확보 절차 중, 상기 제어부(906)는 상술한 바와 같이 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 판단하고, 동시에 상기 실내 기지국의 송신 전력이 수렴되었는지 판단한다. 상기 송신 전력이 수렴함은 상기 실내 기지국의 커버리지가 확보됨, 즉, 상기 1)커버리지 확보 절차가 완료됨을 의미한다. 상기 송신 전력의 수렴 여부는 일정 시간 동안 송신 전력이 유지되는지 여부에 따라 판단된다. 상기 송신 전력이 수렴되면, 상기 제어부(906)는 상기 실내 기지국으로 상기 송신 전력이 수렴됨을 통지한다. 그리고, 상기 제어부(906)는 상기 2)외부 간섭 제한 절차의 완료시까지 상기 실내 기지국의 모든 송신 전력 증가 또는 감소 요청을 허가한다. 상기 2)외부 간섭 제한 절차가 완료된 후, 상기 실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 제어부(906)는 동일 건물 내에 설치된 실내 기지국들의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단한 후, 송신 전력의 증가 또는 감소를 지시한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (38)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국의 동작 방법에 있어서,
    OTAR 스캔을 수행하여 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 획득하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 이용하여 건물 내부에 위치한 적어도 하나의 단말이 상기 실내 기지국을 서빙 기지국으로 선택하게 하는 CINR의 목표값을 결정하는 과정과,
    상기 실내 기지국의 커버리지 내의 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값에 도달하도록 송신 전력을 조절하는 과정과,
    기본 단위량 만큼씩 단계적으로 상기 송신 전력을 증가시키며 매 증가 시 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단하는 과정과,
    상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있으면, 상기 송신 전력을 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CINR 목표값은, 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 수신 CINR 및 콜 드랍(call drop)을 일으키는 수신 CINR을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 CINR 목표값은, 하기 수학식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
    Figure pat00016

    여기서, 상기 PowerRise는 CINR의 목표값, 상기 CINRtarget은 콜 드랍을 일으키는 CINR, 상기 CINRMaxIndex(dB)는 dB 스케일로 표현한 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 실내 기지국의 수신 CINR, 상기 Aindoor는 경로 손실 모델의 감쇄 계수를 의미함.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값에 도달하도록 송신 전력을 조절하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR을 산출하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값보다 작으면, 상기 송신 전력을 증가시키는 과정과,
    상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값보다 크면, 상기 송신 전력을 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR을 산출하는 과정은,
    상기 실내 기지국의 커버리지 내의 쉐도잉 인자를 결정하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력에 상기 쉐도잉 인자를 보상하고 잡음 전력 합산함으로써 간섭 및 잡음 성분을 산출하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 단말로부터 보고된 적어도 하나의 수신 전력의 평균에서 상기 잡음 및 간섭 성분을 감산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 쉐도잉 인자를 결정하는 과정은,
    최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 실내 기지국의 수신 전력 및 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 전력 간 차이값을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR은, 하기 수학식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
    Figure pat00017

    여기서, 상기 E[CINRm(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국의 커버리지 내 단말들이 겪는 상기 실내 기지국에 대한 평균 수신 CINR, 상기 E[RxPkm(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국으로부터 단말들로의 평균 수신 전력, 상기 RxPik는 외부 기지국i로부터 실내 기지국k로의 수신 전력, 상기 SFk는 실내 기지국k의 쉐도잉 인자를 의미함.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전력을 조절하는 과정은,
    상기 관리 서버로 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청하는 과정과,
    상기 관리 서버의 지시에 따라 상기 송신 전력을 증가, 감소 또는 유지하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단하는 과정은,
    대상 단말을 선택하는 과정과,
    상기 대상 단말의 수신 CINR을 이용하여 상기 대상 단말이 외부에 위치하는지 여부를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 대상 단말을 선택하는 과정은,
    콜 드랍을 일으키는 CINR보다 큰 임계값을 결정하는 과정과,
    상기 임계값 이하의 수신 CINR을 갖는 단말들 중 상기 대상 단말을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 콜 드랍을 일으키는 CINR 및 투과 손실의 2배의 합인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 대상 단말이 외부에 위치하는지 여부를 판단하는 과정은,
    최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 대상 단말의 수신 전력이 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 전력 및 투과 손실의 합보다 크거나 같으면, 상기 대상 단말이 외부에 위치한다 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 송신 전력의 감소량은, 투과 손실의 2배, 및, 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 CINR과 CINR 목표값 간 차이값 중 작은 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    건물 외부에 위치한 단말의 접속 여부 및 상기 실내 기지국에 대한 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 CINR을 관찰하는 과정과,
    관찰 결과에 따라 상기 송신 전력을 증가, 감소 또는 유지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국을 관리하는 서버의 동작 방법에 있어서,
    실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 실내 기지국이 위치한 건물 내에 설치된 적어도 하나의 실내 기지국의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하는 과정과,
    상기 실내 기지국으로 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하는 과정은,
    상기 실내 기지국의 부하량을 부하의 허용 범위의 최대값 또는 최소값과 비교하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 최대값은, 상기 평균 부하 및 부하 균등화 인자의 역수의 곱이고,
    상기 최소값은, 상기 평균 부하 및 상기 부하 균등화 인자의 곱이며,
    상기 부하 균등화 인자는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 실수인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하는 과정은,
    상기 송신 전력의 증가가 요청된 경우, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최대값 이하이면 송신 전력의 증가를 판단하는 과정과,
    상기 송신 전력의 감소가 요청된 경우, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최소값 이상이면 송신 전력의 감소를 판단하는 과정과,
    상기 송신 전력의 유지가 요청된 경우, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최소값 미만이면 송신 전력의 증가를 판단하는 과정과,
    상기 송신 전력의 유지가 요청된 경우, 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최대값을 초과하면 송신 전력의 감소를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지의 요청이 상기 실내 기지국의 외부 간섭 제한 절차를 위한 것인 경우, 상기 요청을 허가하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국 장치에 있어서,
    OTAR 스캔을 수행하여 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력 정보를 획득하는 모뎀과,
    건물 내부에 위치한 적어도 하나의 단말이 상기 실내 기지국을 서빙 기지국으로 선택하게 하는 CINR의 목표값을 결정하고, 상기 실내 기지국의 커버리지 내의 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값에 도달하도록 송신 전력을 조절한 후, 기본 단위량 만큼씩 단계적으로 상기 송신 전력을 증가시키며 매 증가 시 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단하고, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있으면 상기 송신 전력을 감소시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제2항에 있어서,
    상기 CINR 목표값은, 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 수신 CINR 및 콜 드랍(call drop)을 일으키는 수신 CINR을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 CINR 목표값은, 하기 수학식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 장치,
    Figure pat00018

    여기서, 상기 PowerRise는 CINR의 목표값, 상기 CINRtarget은 콜 드랍을 일으키는 CINR, 상기 CINRMaxIndex(dB)는 dB 스케일로 표현한 OTAR 스캔 결과 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 실내 기지국의 수신 CINR, 상기 Aindoor는 경로 손실 모델의 감쇄 계수를 의미함.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR을 산출한 후, 상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값보다 작으면 상기 송신 전력을 증가시키고, 상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR이 상기 목표값보다 크면 상기 송신 전력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR을 산출하기 위해, 상기 실내 기지국의 커버리지 내의 쉐도잉 인자를 결정하고, 상기 적어도 하나의 외부 기지국에 대한 수신 전력에 상기 쉐도잉 인자를 보상하고 잡음 전력 합산함으로써 간섭 및 잡음 성분을 산출하고, 상기 적어도 하나의 단말로부터 보고된 적어도 하나의 수신 전력의 평균에서 상기 잡음 및 간섭 성분을 감산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 쉐도잉 인자를 결정하기 위해, 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 실내 기지국의 수신 전력 및 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 전력 간 차이값을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 평균 CINR은, 하기 수학식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 장치,
    Figure pat00019

    여기서, 상기 E[CINRm(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국의 커버리지 내 단말들이 겪는 상기 실내 기지국에 대한 평균 수신 CINR, 상기 E[RxPkm(dB)]는 dB 스케일로 표현한 실내 기지국으로부터 단말들로의 평균 수신 전력, 상기 RxPik는 외부 기지국i로부터 실내 기지국k로의 수신 전력, 상기 SFk는 실내 기지국k의 쉐도잉 인자를 의미함.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 송신 전력을 조절하기 위해, 상기 관리 서버로 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 요청하고, 상기 관리 서버의 지시에 따라 상기 송신 전력을 증가, 감소 또는 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 건물 외부에 위치한 단말이 접속되어 있는지 판단하기 위해, 대상 단말을 선택하고, 상기 대상 단말의 수신 CINR을 이용하여 상기 대상 단말이 외부에 위치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 대상 단말을 선택하기 위해, 콜 드랍을 일으키는 CINR보다 큰 임계값을 결정하고, 상기 임계값 이하의 수신 CINR을 갖는 단말들 중 상기 대상 단말을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 콜 드랍을 일으키는 CINR 및 투과 손실의 2배의 합인 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 제어부는, 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 대상 단말의 수신 전력이 상기 최대 수신 전력을 갖는 외부 기지국에 대한 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 전력 및 투과 손실의 합보다 크거나 같으면, 상기 대상 단말이 외부에 위치한다 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제20항에 있어서,
    상기 송신 전력의 감소량은, 투과 손실의 2배, 및, 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 CINR과 CINR 목표값 간 차이값 중 작은 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 건물 외부에 위치한 단말의 접속 여부 및 상기 실내 기지국에 대한 상기 적어도 하나의 단말의 평균 수신 CINR을 관찰하며, 관찰 결과에 따라 상기 송신 전력을 증가, 감소 또는 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 광대역 무선통신 시스템에서 실내 기지국을 관리하는 서버 장치에 있어서,
    적어도 하나의 실내 기지국에 대한 부하 정보를 저장하는 관리부와,
    실내 기지국으로부터 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지가 요청되면, 상기 실내 기지국이 위치한 건물 내에 설치된 적어도 하나의 실내 기지국의 평균 부하를 고려하여 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하고, 상기 실내 기지국으로 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지를 지시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지 요청의 허가 여부를 판단하기 위해, 상기 실내 기지국의 부하량을 부하의 허용 범위의 최대값 또는 최소값과 비교하는 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 최대값은, 상기 평균 부하 및 부하 균등화 인자의 역수의 곱이고,
    상기 최소값은, 상기 평균 부하 및 상기 부하 균등화 인자의 곱이며,
    상기 부하 균등화 인자는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 실수인 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 송신 전력의 증가가 요청된 경우 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최대값 이하이면 송신 전력의 증가를 판단하고, 상기 송신 전력의 감소가 요청된 경우 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최소값 이상이면 송신 전력의 감소를 판단하고, 상기 송신 전력의 유지가 요청된 경우 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최소값 미만이면 송신 전력의 증가를 판단하고, 상기 송신 전력의 유지가 요청된 경우 상기 실내 기지국의 부하량이 상기 최대값을 초과하면 송신 전력의 감소를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제34항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 송신 전력의 증가, 감소 또는 유지의 요청이 상기 실내 기지국의 외부 간섭 제한 절차를 위한 것인 경우, 상기 요청을 허가하는 것을 특징으로 하는 장치.
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