KR20120007997A - 소형 셀 커버리지 확장을 위한 기지국 및 단말의 간섭 제어 방법 - Google Patents

소형 셀 커버리지 확장을 위한 기지국 및 단말의 간섭 제어 방법 Download PDF

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KR20120007997A
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한국전자통신연구원
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Abstract

소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 간섭 제어 방법은 상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 하향링크 MBSFN(Muliticast Broadcast Single Frequency Network) 서브 프레임에서 소형 셀 커버리지내에 포함되어 있고 자신에 속한 단말에 의해 사용되는 일부 하향링크 자원에 대하여 감소된 송신 전력을 이용하여 송신하거나, 자원 할당을 하지 않는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 방법을 이용하면, 이종 네트워크 환경에서 저전력 노드와 매크로 기지국이 인접한 경우 제어 신호 및/또는 데이터 전송 시 충돌문제를 해결하여 저전력 노드와 매크로 기지죽간의 제어 신호 및/또는 데이터 전송의 간섭을 완화할 수 있으므로 저전력 노드의 소형 셀의 커버리지를 확장시키는 효과를 가져올 수 있다.

Description

소형 셀 커버리지 확장을 위한 기지국 및 단말의 간섭 제어 방법{Method of interference management for small-cell coverage extension by base station and mobile equipment}
본 발명은 이종 네트워크에서의 셀간 간섭 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피코셀(pico cell), 펨토셀(femto cell) 또는 릴레이 노드(relay node) 등과 같은 저전력의 소형 셀과 매크로 셀이 중첩된 이종 네트워크 환경(heterogeneous network)에서 소형 셀과 매크로 셀의 커버리지가 중첩된 경우에 소형 셀 커버리지를 확장할 수 있는 간섭 제어 방법에 관한 것이다.
서로 다른 셀 커버리지를 가지는 무선 네트워크, 즉, 매크로 셀(macro-cell), 마이크로 셀(micro cell), 소형 셀(small cell) 또는 저전력 셀(low power cell)-예컨대, 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell), 릴레이 노드(relay node) 등이 혼재되어 구성된 이종 네트워크(heterogeneous network)에서는 다양한 종류의 기지국이 공존하며 각 기지국마다 송신 전력이 상이하다.
피코 셀, 펨토셀, 릴레이 노드와 같은 저전력 노드 또는 커버리지가 소형인 셀(small coverage-cell)은 매크로 셀의 커버리지를 확장하거나 또는 매크로 셀의 부족한 용량 해결을 위하여 사용될 수 있다.
실내(indoors) 또는 핫 스팟(hot spot)과 같은 로컬 영역(local area)에 대부분의 트래픽이 집중되는 경향이 있으며, 향후에는 증가되는 트래픽 양을 효과적으로 수용하기 위해서는 상기와 같은 높은 트래픽 영역(high-traffic area)에는 피코 셀, 펨토 셀, 릴레이 등의 저전력 노드들 또는 커버리지가 소형인 셀들을 배치하는 것이 효과적이다.
따라서, 성능 향상을 위해서는 매크로 셀 뿐만 아니라 상기와 같이 트래픽이 집중되는 로컬 영역을 효과적으로 지원해야 할 필요가 있다.
피코 셀(pico cell)은 망 사업자에 의해 실내 또는 실외에 설치되며, 이동통신사업자 서비스에 가입한 모든 사용자에게 접속을 허용하는 개방형 액세스 모드(access mode)로 운용된다. 릴레이는 망 사업자에 의해 백화점, 공항 등 핫 존(hot zone) 영역에 설치되어 모든 단말에게 액세스가 허용되며, 이동 릴레이 노드의 경우는 비행기, 기차 등에 설치된다. 반면에, 펨토 셀 또는 Home-(e)NB 또는 H-(e)NB는 사용자에 의해 가정 또는 사무실 등 실내에 설치되며 이동통신 사업자 서비스에 가입한 모든 사용자에게 접속을 허용하지 않고 미리 등록된 특정 사용자 그룹-CSG(Closed Subscriber Group)-에게만 접속을 허가하는 폐쇄형 액세스 모드(closed access mode), 이동통신사업자 서비스에 가입한 펨토셀 주변의 모든 사용자에게 접속을 허용하는 개방형 액세스 모드(open access mode), 폐쇄형 액세스 모드 및 개방형 액세스 모드로 운용가능한 하이브리드 액세스 모드(hybrid access mode)의 3가지 모드로 운용 가능하다. 즉, 펨토셀은 CSG 사용자 그룹에게만 제한적으로 액세스가 허용되도록 구성될 수 있다는 점에서 피코 셀, 릴레이 노드 등 다른 저전력 노드들과 근본적으로 차이가 있다.
상기와 같은 커버리지가 소형인 셀의 송신 전력(transmit power)보다 큰 전력을 가진 매크로 기지국의 존재로 인하여 커버리지가 소형인 셀들의 상향 및 하향 커버리지 영역간에 불균형이 발생된다.
도 1은 매크로 셀과 피코 셀의 셀 내의 위치에 따른 하향링크 송신전력을 나타낸 그래프이다.
구체적으로, 하향링크(DL)의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 커버리지가 소형인 셀(110)의 송신 전력(111)이 매크로 셀(120)의 송신 전력(121)보다 작아 소형 셀(110)의 커버리지가 매크로 셀(120)의 커버리지보다 작다.
반대로 상향링크(UL)의 경우 SNR(Signal-to Noise Ratio)는 경로 손실, 수신 안테나 이득, 잡음 지수(NF; Noise Figure)에 의해 결정되므로 소형 셀의 커버리지는 매크로 셀에 대비하여 큰 차이가 나지 않는다.
현재 3GPP LTE(Long-Term Evolution) 규격에 따르면 셀 재선택(cell reselection)은 하향 링크 수신 신호 크기를 이용하여 이루어지므로 LTE 규격에 따라 셀 재선택이 이루어질 경우 소형 셀의 커버리지는 하향링크에 의해 결정된다. 이에 따라 매크로 셀과 소형 셀의 셀 에지에 존재하는 매크로 셀 단말(Macro UE)에 의해 소형 셀의 상향링크에 매우 큰 간섭이 발생될 수 있다.
소형 셀과 매크로 셀이 인접한 경우에는 제어 신호(control signal) 및 데이터 전송시 충돌이 발생하며, 이러한 제어 신호 및 데이터 신호를 신뢰성 있게 전송하기 위한 효과적인 방안이 요구된다.
본 발명의 제 1 목적은, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 하향링크 MBSFN 서브 프레임을 이용한 하향링크 간섭 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 상향링크 간섭 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 3 목적은 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 특히 동기 신호의 간섭 제어 방법(deep penetration synchronization signal)을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 4 목적은 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 특히 제어 채널의 간섭 제어 방법(deep penetration control channel)을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 5 목적은 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 특히 전송 전력 사전 파악 기법(knowledge of transmit power for serving cell selection)을 이용한 서빙 셀 선택을 통한 간섭 제어 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 하향링크 MBSFN(Muliticast Broadcast Single Frequency Network) 서브 프레임에서 소형 셀 커버리지내에 포함되어 있고 자신에 속한 단말에 의해 사용되는 일부 하향링크 자원에 대하여 감소된 송신 전력을 이용하여 송신하거나, 자원 할당을 하지 않는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 매크로 기지국이 감소된 송신 전력을 이용하여 송신하거나, 자원 할당을 하지 않는 일부 하향링크 자원의 양은 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 특정 시간 구간동안의 평균 숫자 또는 최대 숫자에 의해 결정되거나, 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 트래픽 양에 따라서 결정되도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 상기 소형 셀 커버리지내에 위치하고, 자신에게 접속된 단말에게 일부 상향링크 자원에 대한 자원 할당을 하지 않거나 상기 단말의 전송 전력을 감소시키도록 지시하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 매크로 기지국이 상기 단말에게 전송 전력을 감소시키도록 지시하거나, 자원 할당을 하지 않는 일부 상향링크 자원의 양은 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 특정 시간 구간동안의 평균 숫자 또는 최대 숫자에 의해 결정되거나, 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 트래픽 양에 따라서 결정되도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 상기 매크로 기지국에 속한 단말에게 상기 단말이 핸드오버하여 갈 소형 셀의 PBCH(Physical Broadcast Channel), 전송 전력 및 수신 이득에 관한 정보를 제공하는 단계 및 상기 단말이 상기 소형 셀로 핸드오버된 이후에, 상기 매크로 기지국은 상기 단말이 상기 소형 셀의 PBCH 정보에 따른 자원 위치에서 소형 셀의 동기 신호(synchronization signal)을 수신할 수 있도록 상기 자원 위치에서 상기 매크로 기지국의 동기 신호를 주기적으로 전력 감소하여 전송하거나 전송을 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 매크로 기지국은 중첩된 커버리지를 가진 소형 셀 기지국이 상기 매크로 기지국의 서브 프레임에 대하여 적어도 하나 이상의 TTI(Transmission Time Intercal) 만큼 쉬프트시킨 서브 프레임에 동기 신호를 전송할 수 있도록 상기 소형 셀 기지국이 동기 신호를 전송하는 자원의 위치에서 상기 매크로 기지국의 동기 신호를 주기적으로 전력 감소하여 전송하거나 전송을 중단하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 4 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서, 소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 커버리지가 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국으로부터 매크로 기지국이 사용하는 하향링크 제어 채널 영역과 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 소형 셀 기지국이 상기 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역을 이용하여 하향링크 제어 채널을 전송하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역은 상기 매크로 기지국이 사용하는 하향링크 제어 채널 영역이 차지하는 OFDM 심볼의 다음에 전송되는 적어도 하나의 OFDM 심볼의 적어도 일부 주파수 자원일 수 있다.
여기에서, 상기 소형 셀 기지국이 상기 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역에 대한 정보를 상기 소형 셀 기지국에 접속된 적어도 하나의 단말에게 통보하는 단계를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 4 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서, 소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국으로부터 매크로 기지국이 사용하는 상향링크 제어 채널 영역과 중첩되지 않는 상향링크 제어 채널 영역에 대한 정보를 수신하는 단계 및 상기 소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 기지국에 접속된 단말에게 상기 중첩되지 않는 상향링크 제어 채널 영역을 이용하여 상향링크 제어 채널을 전송하도록 지시하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 제 5 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서, 단말이 적어도 하나의 매크로 기지국 및 적어도 하나의 소형 셀 기지국들의 전송 전력 정보, 상기 기지국들의 안테나 이득 정보, 상기 적어도 하나의 매크로 기지국이 전력을 감소시켜 송신을 하거나 송신을 하지 않는 자원에 대한 정보 및 상기 적어도 하나의 소형 셀 기지국의 제어 채널 구성에 대한 정보를 하나의 기지국 또는 복수의 기지국으로부터 조합하여 수신하는 정보 수신 단계 및 상기 단말이 수신한 정보에 기초하여 서빙 셀을 선택하는 서빙 셀 선택 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 서빙 셀 선택 단계에서, 상기 단말은 매크로 기지국의 SIB(System Information Block) 메시지를 통하여 상기 모든 정보를 획득한 후, 획득된 정보와 상기 적어도 하나의 매크로 기지국 및 상기 적어도 하나의 소형 셀 기지국의 수신 신호 레벨 측정치를 이용하여 서빙 셀 선택을 수행하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 서빙 셀 선택 단계에서, 상기 단말은 매크로 기지국의 SIB(System Information Block) 메시지를 통하여 상기 모든 정보를 취득한 후, 수신 신호 레벨이 소정의 임계치 이상인 소형 셀들 중에서 가장 큰 수신 신호 레벨을 가지는 소형 셀을 서빙 셀로 선택하도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 서빙 셀 선택 단계는, 상기 단말이 선택을 위한 평가 대상이 된 셀이 소형 셀인지 매크로 기지국 셀인지를 식별하는 단계 및 소형 셀 기지국의 수신 SNR이 일정 임계치 이상일 경우 소형 셀 기지국의 SIB(System Information Block) 메시지 수신을 통하여 상기 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 획득된 정보와 상기 매크로 기지국 및 소형 셀들의 수신 신호 레벨 측정치를 이용하여 셀 선택을 수행하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 평가 대상이 된 셀이 소형 셀 기지국 셀인지 매크로 기지국 셀인지를 식별하는 단계는 상기 평가 대상이 된 셀의 MIB(Master Information Block) 또는 SIB(System Information Block) 메시지에 포함된 지시자를 이용하여 식별하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 방법을 이용하면, 이종 네트워크 환경에서 저전력 노드와 매크로 기지국이 인접한 경우 제어 신호 및/또는 데이터 전송 시 충돌문제를 해결하여 셀간 간섭을 줄일 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 방법을 이용할 경우에는 저전력 노드와 매크로 기지국간의 제어 신호 및/또는 데이터 전송의 간섭을 완화할 수 있으므로 저전력 노드의 소형 셀의 커버리지를 확장시키는 효과를 가져올 수 있다.
도 1은 매크로 셀과 피코 셀의 셀 내의 위치에 따른 하향링크 송신전력을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로 기지국의 MBSFN(Muliticast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 이용한 매크로셀과 소형 셀간의 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDM 기법을 적용한 하향링크에서의 매크로 셀과 소형 셀간의 동기 신호의 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 하향링크 제어 채널 충돌 방지 기법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 또는 TDM/FDM(Time Division Multiplexing/Frequency Division Multiplexing) 기법을 적용한 하향링크에서의 매크로 셀과 소형 셀간의 제어 채널 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 FDM 기법을 적용한 하량링크에서의 매크로 셀과 소형 셀간의 제어 채널의 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 상향링크 제어 채널 충돌 방지 기법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 전송 전력의 사전 파악을 통한 서빙 셀 선택 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 "단말"은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용하는 "기지국"은 일반적으로 단말과 통신하는 고정되거나 이동하는 지점을 말하며, 베이스 스테이션(base station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point), 릴레이(relay) 및 펨토셀(femto-cell) 등을 통칭하는 용어일 수 있다.
특히, 본 출원에서 사용하는 "소형 셀(small cell)"은 커버리지가 소형인 셀(small-coverage cell)을 의미하며, 피코셀(pico cell), 펨토셀(femto cell) 및 릴레이(relay) 등의 송신전력이 저전력인 노드들 의미한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
매크로 셀로부터의 강한 수신 신호 파워는 매크로 셀과 피크셀의 커버리지에 함께 속한 단말에 큰 간섭으로 작용한다. 따라서, 일반적인 이종 네트워크와는 달리 특히 저전력 노드들이 많이 분포하는 이종 네트워크의 경우 수신 신호 파워뿐만 아니라 경로 손실(path loss), 간섭 레벨(interference level) 등을 함께 고려하여 자원 관리(resource management), 간섭 관리(interference management) 및 상하향 링크 설계를 할 필요가 있다.
이종 네트워크 환경에서 소형 셀과 매크로 기지국이 인접한 경우 제어 신호(control signal) 및 데이터 전송시의 충돌 문제를 해결하기 위한 방법들로는 다음과 같은 방법들이 있다.
(방법 1) 인위적으로 잡음 지수(Noise Figure)를 낮추는 방법
방법 1은 하향링크 및 상향링크 커버리지 영역(coverage regions)을 조절(align)하여 소형 셀의 상향링크 커버리지(small cell uplink coverage)를 축소(shrink)시키는 방법으로서, 간단하다는 장점이 있지만 소형 셀에 속하는 단말들이 과도하게 높은 전력으로 전송하게 되어 매크로 셀에 과도한 상향링크 간섭(UL interference)를 일으킬 수 있다는 문제점이 있다.
(방법 2) 협력 멀티 포인트 전송(Coordinated Multi-point transmission: CoMP)을 이용하는 방법
방법 2는 백홀(backhaul) 또는 기지국간의 X2 인터페이스를 통한 협력 멀티 포인트 전송을 이용하여 제어 신호와 트래픽 데이터를 전송하는 방식이다.
구체적으로, 방법 2는 하향링크 제어 신호는 매크로 서빙 셀에서 전송하여 단말에서 높은 확률로 정확히 수신될 수 있도록 하고, 하향링크 트래픽 데이터는 CoMP 전송 포인트(transmission point)들에 의해서 전송되도록 한다. 이 경우 하향링크 트래픽 데이터는 전송 전에 상기 CoMP 전송 포인트들에 먼저 분배된다.
또한, 상향링크 트래픽 데이터는 CoMP를 위한 협업 셋(cooperation set)의 서브 셋에서 수신되도록 하여 높은 SNR을 가지는 소형 셀들이 상향링크 데이터를 정확하게 수신한 경우 상기 높은 SNR을 가지는 소형 셀(들)이 상기 복원(recovered)된 데이터 및 ACK를 서빙셀로 전달하도록 하고, 그렇지 않은 경우(높은 SNR을 가지는 소형 셀들이 상향링크 데이터를 정확하게 수신하지 못한 경우)에는 소형셀(들)이 상기 수신된 신호를 상기 서빙셀(상기 서빙셀로부터 요청된 경우에)로 전송한다.
또한, 상향링크 제어 신호는 CoMP를 위한 협업 셋의 서브 셋에서 수신되도록 하며, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 통해 전송되는 grant request, CQI report와 같은 제어 신호는 상기와 같이(상향링크 트래픽 데이터와 같이) 처리하거나 또는 CoMP 기법 중 협업 스케쥴링(Coordinated Scheduling)을 이용하여 높은 확률을 가진 서빙셀에 의해 수신되도록 할 수 있다(서빙 셀을 제외한 CoMP를 위한 협업 셋들의 서브 셋은 무선 자원을 grant하지 않음). 또한, 상향링크 제어 신호는 CoMP를 위한 협업 셋의 서브 셋에서 수신하도록 하되, ACK/NACK, CQI 리포트와 같은 제어 신호는 PUCCH(Physical Uplink Common Control Channel)를 통해 전송된다. 또한, SRS(Sounding Reference Signal)는 CoMP를 위한 협업 셋의 서브 셋에서 수신될 수 있다.
(방법 3) 하향링크 및 상향링크의 분리(separation)
하향링크는 매크로 셀에 연결되어 하향링크 데이터 전송을 위한 ACK/NACK는 서빙셀에 의해 수신되도록 하고, 상향링크는 소형 셀에 연결되어 상향링크 데이터 전송을 위한 ACK/NACK는 커다란 지연을 방지하기 위하여 소형 셀에 의해 직접 전송되도록 한다.
(방법 4) 소형 셀 커버리지 확장(small cell coverage extension)
가장 낮은 경로 손실(path loss)을 가지는 셀로부터 단말을 서비스하는 것은 피코 기지국의 커버리지를 확장하게 되며, 시스템의 상향링크 간섭을 크게 감소시키며, 상향링크 성능 및 사용자간 형평성(inter-user fairness)의 상당한 향상을 가져온다. 여기서, 가장 낮은 경로 손실(path loss)을 가지는 셀은 안테나 게인 및 잡음 지수를 고려할 때 최대 수신 SNR을 가지는 셀이 될 수 있다.
매크로 기지국으로부터 간섭이 없는 경우, 피코 기지국은 상당히 낮은 전송 전력을 가지고 매크로 기지국과 동일하게 단말에서 수신된 전력을 얻을 수 있다. 환언하면, 피코 기지국은 상당히 낮은 간섭을 네트워크에 일으키면서도 매크로 기지국과 동일한 데이터 전송 속도(data rate)를 달성할 수 있다. 다수의 피코 기지국들이 매크로 기지국의 커버리지 영역에 배치(deploy)되는 경우 셀-스플리팅 게인(cell splitting gain)과 관련하여, 특히, 고전력 매크로 기지국으로부터 간섭이 없는 경우 다수의 피코 기지국은 동일한 자원에 대해 서로 다른 단말들을 동시에 서비스할 수 있으며, 더 나아가 이러한 피코 기지국들은 매크로 기지국으로부터 간섭이 없는 대부분의 셀을 커버할 수 있다.
방법 4에서 제시하고 있는 환경하에서 소형 셀 커버리지 확장 기법을 효과적으로 적용할 수 있도록 아래의 4가지 기법이 요구될 수 있다.
1) 동기 신호의 충돌방지(deep penetration synchronization signals)
레인지 확장(Range extension) 환경에서 보여지는 gemetrics는 실질적으로 낮으며, 새로운 획득(acquisition) 절차 등의 설계가 필요하다. 자세한 설명은 후술된다.
2) 서빙 셀 선택을 위한 전송 전력의 사전 파악(knowledge of transmit power for serving cell selection)
핸드 오버 또는 초기 접속(initial access)을 위하여 서빙 셀을 결정하는 주체(entity) -즉, 기지국 또는 단말 -은 양쪽 기지국의 전송 전력을 알고자 인접 기지국 및/또는 단말들에게 전송 전력들을 커뮤니케이션하는 메커니즘이 요구된다. 자세한 설명은 후술된다.
3) 제어 채널의 충돌방지(deep penetration control channels)
획득 신호(acquisition signal)외에도 추가적으로 다른 제어 채널들(하향링크에서의 PDCCH, PHICH, 상향링크에서의 PUCCH등)을 low geometry 환경에서 통신하기 위한 메커니즘이 요구된다. 자세한 설명은 후술된다.
4) 간섭 제어 기법(interference coordination technologies)
레인지 확장(range extension) 기법의 장점은 피코 기지국등의 소형 셀이 자신의 확장된 커버리지 내에서 단말을 서비스하는 동안 매크로 기지국으로부터의 간섭이 없다는 전제하에서 성립하므로, 매크로 기지국으로부터의 간섭이 있는 경우에는 피코 기지국의 커버리지 영역내의 단말을 서비스하는데 사용되는 자원들에 대해 매크로 기지국의 전력을 감소하거나 상기 자원을 사용하지 않는(blanking 또는 silencing) 기법이 필요하다. 자세한 설명은 후술된다.
이하, 본 발명의 이종 네트워크에서 저전력 노드와 매크로 기지국이 인접한 경우 제어 신호(control signal) 및 데이터 전송시 충돌 문제를 해결하기 위한 방법에 대해 설명한다. 이하, 소형셀의 예로서 피코셀을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 피코 셀과 매크로 셀간에만 적용되는 것이 아니라 펨토 셀, 릴레이 등의 저전력 노드들과 매크로 셀간에도 적용될 수 있다. 또한, 이하에서는 매크로 셀내에 배치된 소형 셀은 매크로 셀과 서브 프레임 레벨에서 동기가 맞추어진다는 가정하에서 본 발명을 설명한다.
소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법 - 일반적 간섭 제어
먼저, 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 일반적 간섭 제어 기법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 일반적 간섭 제어 방법은 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 하향링크 MBSFN(Muliticast Broadcast Single Frequency Network) 서브 프레임에서 소형 셀 커버리지내에 포함되어 있고 자신에 속한 단말에 의해 사용되는 일부 하향링크 자원에 대하여 감소된 송신 전력을 이용하여 송신하거나, 자원 할당을 하지 않는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 실제 적용예는 도 2를 통하여 후술된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매크로 기지국의 MBSFN(Muliticast Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임을 이용한 매크로셀과 소형 셀간의 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 하향링크의 경우 매크로 기지국의 MBSFN 서브 프레임에서 매크로 셀의 전력을 감소시키거나, 확장된 소형 셀 커버리지 영역에 있는 단말에 의해 사용되는 자원(210; 소형 셀의 입장에서는 230)을 사용하지 않도록 하고(blanking 또는 silencing), 나머지 자원들(221, 222)은 매크로 셀 단말(예를 들어, LTE release-10 단말)들을 위해 사용한다.
한편, 상향링크의 경우, 매크로 단말은 보다 높은 전력으로 PUCCH 및 PUSCH를 송신하므로 매크로 단말이 소형 셀 단말에게 간섭을 줄 수 있다. 이 경우, 매크로 셀에서 확장된 소형 셀 커버리지 영역에 있는 단말을 서비스하는데 사용되는 일부 자원들에 대해서는 자원 할당을 하지 않도록(blanking 또는 silencing)하거나 단말의 전송 전력을 감소시키도록 한다.
여기서, 상기 하향링크 또는 상향링크에서 매크로 셀이 자원 할당을 하지 않는 자원의 양(silencing 자원의 양)과 관련하여, 하나의 매크로 셀 커버리지 내에 다수의 소형 셀들이 존재하는 경우, 소형 셀들의 확장 커버리지(expanded coverage) 영역에 있는 단말들의 특정 시간 구간 동안의 개수(평균 개수 또는 최대 개수등) 또는 단말들의 트래픽 양에 따라 매크로 셀에서 blanking 또는 silencing할 자원의 양을 결정해 소형 셀 기지국들에게 통보할 수 있다.
매크로 셀에서 blanking 또는 silencing할 자원의 양을 결정하는 방법은 다음과 같은 다양한 방법(Alt 1, Alt 2, Alt 3, Alt 4)이 가능하다.
Alt 1) 매크로 기지국에서 매크로 셀이 자원 할당을 하지 않는 자원의 양(silencing 자원의 양)을 자체적으로 결정하는 방법.
상기 방법은 셀 선택 또는 핸드오버 방법 등에 따라서 가능할 수 있다. 예컨대, 매크로 기지국이 자신으로부터(자신으로) 커버리지가 중첩된 소형 셀 기지국으로(으로부터) 셀 재선택하거나 핸드오버되는 단말 들의 추이를 파악하고, 이에 기초하여 자원의 양을 결정하도록 구성될 수 있다.
Alt 2) 하나의 매크로 셀 커버리지 내에 존재하는 다수의 소형 셀 기지국들의 일정 시간동안의 평균 개수 또는 최대 개수를 매크로 기지국에 통보하면 이를 바탕으로 매크로 기지국이 결정하는 방법(semi-static한 기법).
Alt 3) 소형 셀 기지국들이 확장 커버리지(expanded coverage) 영역에 있는 단말들의 개수 또는 트래픽 양이 일정 정도 이상되면 매크로 기지국에 통보하는 방법(dynamic한 기법).
Alt 4) 상기 Alt 1,2,3을 결합하는 방법.
소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법 - 동기 신호 출동 방지
다음으로, 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 동기 신호 충돌 방지 기법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 동기 신호 출돌 방지 기법은 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 상기 소형 셀 커버리지내에 위치하고, 자신에게 접속된 단말에게 일부 상향링크 자원에 대한 자원 할당을 하지 않거나 상기 단말의 전송 전력을 감소시키도록 지시하는 것을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 동기 신호 출돌 방지 기법은 아래의 두 가지 방안(Alt 1, Alt 2)에 의하여 구성될 수 있다.
Alt 1) 사일렌싱(silencing) 방법
매크로 셀의 명령에 의한 소형 셀로의 핸드오버의 경우, 핸드 오버전에 소형 셀의 PBCH(Physical Broadcast Channel), 전송 전력, 수신 이득(Rx gain) 등은 단말에게 제공된다. 소형 셀로의 핸드 오버 이후에는, 매크로 셀에 의해 주기적(soft 또는 hard)인 SS(Synchronization signal)의 silencing에 의해서 네트워크 동기가 유지될 수 있다. 즉, 매크로 셀의 SS가 silencing되는 자원 위치에서 소형 셀의 LTE release-10 단말은 소형 셀의 동기신호(sync signals)를 주기적으로 수신할 수 있다. 이 경우 상기 소형셀로부터의 동기 신호를 수신하는 서브 프레임에 대한 정보가 매크로 셀에게 알려져야 한다.
Alt 2) 타임 쉬프팅(time shifting) 방법
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDM 기법을 적용한 하향링크에서의 매크로 셀과 소형 셀간의 동기 신호의 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 소형 셀은 매크로 셀의 프레임에 비하여 자신의 프레임을 하나 또는 여러 개 TTI(Transmission Time Interval; 301)만큼 쉬프트시키고, 매크로 셀이 silencing(hardly 또는 softly)하고 있는 자원(310; 소형 셀의 입장에서는 330)을 사용하여 동기 신호 및 PBCH를 전송할 수 있다.
확장 커버리지에 존재하는 legacy LTE release 8 단말은 매크로 셀을 서빙 셀로 선택한다. 확장 커버리지에 존재하는 LTE release 10 단말은 이때, Alt 2-1) 매크로 셀을 서빙셀로 선택할 수 있으며, 이 경우 소형 셀의 전송 전력, 수신 이득(rx gain) 등이 매크로셀에게 제공된 이후에 매크로 셀의 명령에 의한 소형 셀로의 핸드오버가 이루어질 수 있으며, Alt 2-2) Rel 10 단말은 비록 소형 셀 기지국으로부터 수신된 전력이 매크로 기지국으로부터 수신된 전력보다 작은 경우라도 소형 셀로부터 수신된 신호의 평균 전력이 소정의 임계치보다 큰 경우 소형셀을 서빙 셀로 선택할 수 있다. 이 경우 소형 셀인지 매크로 셀인지 여부를 나타내는 지시자(indicator)가 단말에게 전송되도록 할 수 있다.
소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법 - 제어 채널 충돌 방지
다음으로, 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 제어 채널 충돌 방지 기법(deep penetration control channel)에 대해 설명한다.
먼저, 하항링크의 제어 채널 충돌 방지 기법을 살펴본다.
도 4는 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 하향링크 제어 채널 충돌 방지 기법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 방법은 소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 커버리지가 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국으로부터 매크로 기지국이 사용하는 제어 채널 영역과 중첩되지 않는 제어 채널 영역에 대한 정보를 수신하는 단계(S410) 및 상기 소형 셀 기지국이 상기 중첩되지 않는 제어 채널 영역을 이용하여 하향링크 제어 채널을 전송하는 단계(S420)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에서 제안하는 방법은 커버리지 확장 영역에 존재하는 소형 셀 단말을 위한 제어 채널을 일정한 규칙으로 특정될 수 있는 자원을 사용하여 전송하는 것이다. 본 발명에서는 커버리지 확장 영역에 존재하는 소형 셀 단말을 위한 제어 채널을 확장 제어 채널(extended control channel)이라 부른다.
확장 제어 채널을 위한 일정 규칙의 특정 자원은 rel-8/9 단말을 위한 PDCCH(Physical Dedicated Control Channel) 영역의 뒷부분에 위치할 수 있다. 확장 제어 채널을 위한 일정 규칙의 특정 자원의 구체적 설정 방법은 도 5 및 도 6를 통하여 상술된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 TDM(Time Division Multiplexing) 또는 TDM/FDM(Time Division Multiplexing/Frequency Division Multiplexing) 기법을 적용한 하향링크에서의 매크로 셀과 소형 셀간의 제어 채널 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 FDM 기법을 적용한 하량링크에서의 매크로 셀과 소형 셀간의 제어 채널의 간섭을 줄이기 위한 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
확장 제어 채널을 위한 특정 자원을 TDM, 또는 TDM/FDM 방법 적용하여 구성한다. 이 방법의 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 시간적으로 rel-8/9 단말을 위한 PDCCH 영역의 뒷부분의 일부 OFDM 심볼을 사용하는 것이다.
확장 제어 채널을 위한 특정 자원은 시간적으로 rel-8/9 단말을 위한 PDCCH 영역의 바로 뒷부분의 일부 OFDM 심볼의 모든 주파수 자원을 사용할 수도 있고(TDM 방법), 도 5 또는 도 6과 같이 일부 주파수 자원(511, 512, 513, 611, 612, 613 및 614)만을 사용할 수도 있다(TDM/FDM 방법).
도 5에서와 같이 TDM/FDM 방법을 사용하는 경우 매크로 셀은 상기 확장 제어 채널 영역이 자치하는 주파수 영역에 해당하는 PRB(Physical Resource Block; 521, 522, 523)들을 이용하지 않거나 작은 송신전력을 사용하여 이용한다.
매크로 셀은 이렇게 하드 또는 소프트하게 silencing하는 주파수 자원을 소형 셀에게 알려주고, 소형 셀은 이러한 자원을 사용하여 확장 제어 채널을 위한 자원으로 설정하여 사용한다. 이때, 매크로 셀은 소형 셀에게 소형 셀이 사용하여야할 자원을 알려줄 수도 있고, 자신이 사용하는 자원에 대한 정보를 제공하여 소형 셀이 매크로 셀이 알려준 자원을 제외한 자원을 결정하여 이용하도록 구성될 수도 있을 것이다. 또한, 매크로 셀은 자신이 silencing하는 주파수 자원에 대한 정보를 단말들에게도 직접 제공할 수 있다.
확장 제어 채널을 위한 자원 영역은 모든 소형 셀이 동일한 영역을 고정적으로 사용할 수도 있고, 소형 셀별로 달리 구성하여 사용할 수 있다. 소형 셀별로 달리 구성하는 경우 소형 셀은 상기 영역을 단말들에게 알려준다. 또한 이 영역을 동적으로 변하게 구성할 수도 있다.
확장 제어 채널을 위한 특정 자원을 주파수 영역에서 호핑(hopping)하여 구성할 수도 있다. 예를 들어, 할당된 자원 중 주파수 축에서 서로 가장 멀리 떨어진 RB들(slot hopping 적용 가능)을 이용할 수 있다. 이 경우 다음 서브 프레임에 대한 제어 정보를 제공할 수 있다.
이하에서는 하향링크에서의 제어 채널 충돌 방지 기법에서 제어 채널의 확장성(scalability)에 대해 설명한다.
확장 제어 채널은 고정된 기본 자원 영역과 추가로 지정된 영역을 사용할 수 있다. 이를 위한 구체적 방법으로써 고정된 기본 자원 또는 기지국(eNB)이 지정하는 기본 자원 그룹내에 추가자원 영역의 크기 및 위치를 알려주는 채널을 둘 수 있다.
제어 채널 충돌 방지 기법에서 매크로 셀과 소형 셀의 PDCCH를 위한 OFDM 심볼의 개수는 서로 다를 수 있으며 아래의 2가지 방법이 가능하다.
Alt 1) 매크로 셀의 OFDM 심볼 개수를 소형 셀들에 통보할 수 있다.
Alt 2) 매크로 셀의 OFDM 심볼 개수를 2(최대)로 가정할 수 있다.
이하에서는, 상향링크에서의 제어 채널 충돌 방지 기법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 상향링크 제어 채널 충돌 방지 기법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 방법은 소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국으로부터 매크로 기지국이 사용하는 제어 채널 영역과 중첩되지 않는 제어 채널 영역에 대한 정보를 수신하는 단계(S710) 및 상기 소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 기지국에 접속된 단말에게 상기 중첩되지 않는 제어 채널 영역을 이용하여 상향링크 제어 채널을 전송하도록 지시하는 단계(S720)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상향링크의 경우에도 제어 채널 충돌 방지 기법으로 하향링크와 유사한 방법을 적용한다. 매크로 셀은 매크로 셀에 접속된 단말들(Macro UE)에게 일정 자원을 할당하지 않으므로써 해당 자원을 silencing하도록 구성할 수 있다. 반면, 소형 셀은 매크로 셀이 silencing한 해당 자원을 이용하여 소형 셀에 접속된 단말에게 제어 채널 및/또는 데이터 채널을 전송하도록 구성할 수 있다. 제어 채널은 FDM 방식으로 구성할 수 있다. PUSCH의 일부 자원(매크로 셀이 할당하지 않는) 중 (준)고정 자원을 이용하거나 또는 매크로 셀의 silencing PUCCH 자원 중 일정한 규칙으로 특정될 수 있는 일부 자원을 이용할 수 있다.
소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법 - 전송 전력 사전 파악
이하, 소형 셀 커버리지 확장을 위한 서빙 셀 선택을 위한 전송 전력의 사전 파악(knowledge of transmit power for serving cell selection) 기법에 대해 설명한다.
상기 서빙 셀 선택을 위한 전송 전력의 사전 파악 기법에서는 전송 전력 및/또는 안테나 이득 그리고 매크로 기지국에서의 silent resource를 포함하는 필요한 정보, 확장 소형셀 커버리지 내에 있는 단말을 위한 제어 채널(들)의 구성 정보를 단말에게 제공한다. 이때 정보의 전달 방법으로는 아래의 네가지 방법이 있을 수 있다.
첫째는, 매크로 기지국이 자신의 정보 및 소형 셀들의 정보를 단말에게 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신의 정보 및 매크로 기지국의 정보를 단말에게 제공한다.
둘째는, 매크로 기지국이 자신의 정보 및 소형 셀들의 정보를 단말에게 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신의 정보를 단말에게 제공한다.
셋째는, 매크로 기지국이 자신의 정보(매크로 기지국에서의 silent resource를 포함하는 필요한 정보 및/또는 확장 소형 셀 커버리지내에 있는 단말을 위한 제어 채널(들)의 구성 정보를 포함)를 단말에게 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신의 정보 및 매크로 기지국의 정보를 단말에게 제공한다.
넷째는, 매크로 기지국이 자신의 정보(매크로 기지국에서의 silent resource를 포함하는 필요한 정보 및/또는 확장 소형 셀 커버리지내에 있는 단말을 위한 제어 채널(들)의 구성 정보를 포함)를 단말에게 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신의 정보(매크로 기지국에서의 silent resource를 포함하는 필요한 정보 및/또는 확장 소형 셀 커버리지내에 있는 단말을 위한 제어 채널(들)의 구성 정보를 포함)를 단말에게 제공한다.
상기 서빙 셀 선택을 위한 전송 전력의 사전 파악 기법에서는 매크로 기지국과 소형 셀 기지국은 각 방법의 적용을 위해서 필요한 정보를 서로간에 교환할 수 있다.
이하에서는, 확장 소형 셀 커버리지 적용시 초기 접속(initial access)에 대해 설명한다.
확장 소형 셀 커버리지 적용시 초기 접속시 고려할 사항은 아래와 같다. 피코 셀, 타입 1 릴레이(type 1 relay) 등은 매크로 기지국과 같은 그룹으로부터의 PCIs(Physical Cell Identifiers)를 가진다. 이 경우 검출된 셀(detected cell)이 소형 셀인지 또는 매크로 셀인지 파악하는 방법으로는 다음의 3가지 방법이 가능하다.
Alt 1) 피코 셀, 타입 1 릴레이 그 자신의 SIB를 보지 않고 구분할 수 잇는 방법
예를 들어, MIB에 검출된 셀(detected cell)이 소형 셀인지 또는 매크로 셀인지 표시할 수 있다.
Alt 2) 피코셀, 타입 1 릴레이 그 자신의 SIB내에 표시하는 방법
Alt 3) eNB의 SIB에 모든 소형 셀들의 PCI 제공
한편, 펨토셀(open access mode, hybrid access mode)은 매크로 기지국, 피코셀, 타입 1 릴레이(type 1 relay)를 위한 그룹과 다른 그룹으로부터의 PCIs(Physical Cell Identifiers)를 가지므로 펨토셀인지 여부를 알 수 있다.
이하에서는, 확장 셀 커버리지 영역에서의 초기 접속을 위한 셀 선택(cell selection for initial access in expanded small cell coverage region)에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서 전송 전력의 사전 파악을 통한 서빙 셀 선택 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 간섭 제어 방법에서, 확장 셀 커버리지 영역에서의 초기 접속을 위한 셀 선택 방법은, 단말이 적어도 하나의 매크로 기지국 및 적어도 하나의 소형 셀 기지국들의 전송 전력 정보, 상기 기지국들의 안테나 이득 정보, 상기 적어도 하나의 매크로 기지국이 전력을 감소하여 송신을 하거나 송신을 하지 않는 자원에 대한 정보 및 상기 적어도 하나의 소형 셀 기지국의 제어 채널 구성에 대한 정보를 하나의 기지국 또는 복수의 기지국으로부터 조합하여 수신하는 정보 수신 단계(S820) 및 상기 단말이 수신한 정보에 기초하여 서빙 셀을 선택하는 서빙 셀 선택 단계(S830)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서 정보 수신 단계(S820)는 상술된 전송 전력의 사전 파악 기법의 네가지 정보 전달 방법에 의해서 달성될 수 있으며, 이때 셀 선택 단계(S830)는 상술된 정보 수신 단계(S820)의 네가지 양태에 따라서 다르게 구성될 수 있다.
첫째로, 매크로 기지국이 자신 및 소형 셀들의 정보를 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신 및 매크로 기지국의 정보를 제공하는 경우에는, 아래 두가지 방법이 가능할 수 있다.
Alt 1) 매크로 셀의 SIB 수신을 통해 모든 정보를 획득후 이 정보(각 기지국(eNB)의 송신 전력과 안테나 이득 포함)와 매크로 셀과 소형 셀들의 수신 신호 레벨 측정치를 이용해 셀 선택을 수행한다. 이 경우 셀 선택을 위한 선택 기준이 필요하다.
Alt 2) 매크로 셀의 SIB 수신을 통해 모든 정보를 획득후, 수신 신호 레벨이 일정 임계치 이상의 소형 셀들이 있는 경우 가장 큰 수신신호 레벨의 소형 셀을 선택한다. 즉, 매크로 셀보다 소형 셀에 우선권을 부여한다.
둘째로, 매크로 기지국이 자신 및 소형 셀들의 정보를 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신의 정보를 제공하는 경우에도 두가지 방법이 가능하며, 두가지 방법은 상술된 첫번째 경우의 Alt 1) 및 Alt 2)와 동일하다.
셋째로, 매크로 기지국이 자신의 정보를 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신 및 매크로 기지국의 정보를 제공하는 경우에는 아래의 두가지 방법이 가능하다.
Alt 1) 기본적인 SIB 정보를 실은 PBCH에 대한 자원 할당 정보를 제공하는 (최소의) 고정 제어채널(E-PDCCH 또는 E-PCFICH와 E-PDCCH)의 구성 정보를 아는 경우로서, 이 경우 소형 셀임을 알려줄 수 있는 방법(small cell indication)이 필요하다. 예를 들면, 매크로 셀 및 소형 셀의 MIB에 표시하거나 매크로 셀 및 소형 셀의 SIB를 통해 표시할 수 있다. 소형 셀 기지국의 수신 SNR이 일정 임계치 이상일 경우 소형 셀 기지국의 SIB 수신을 통해 상기의 관련 정보(및 추가적인 제어채널 구성 정보)를 획득하고 이 정보와 매크로 셀과 소형 셀들의 수신신호 레벨 측정치를 이용해 셀 선택을 수행한다.
Alt 2) 기본적인 SIB 정보를 실은 P-BCH에 대한 자원할당 정보를 제공하는 (최소)의 고정 제어채널 (E-PDCCH 또는 E-PCFICH와 E-PDCCH)의 구성 정보를 모르는 경우로서, 이 경우에도 소형 셀임을 알려줄 수 있는 방법(small cell indication)이 필요하다. 매크로 셀의 SIB 수신을 통해 관련 정보를 획득하여 E-PDCCH 구성을 파악한 후 이를 이용해 소형 셀 기지국의 SIB 수신을 통해 상기의 관련 정보를 획득하고 이 정보와 매크로 셀의 소형 셀들의 수신 신호 레벨 측정치를 이용해 셀 선택을 수행한다.
넷째로, 매크로 기지국이 자신의 정보를 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신의 정보를 제공하는 경우에도 아래의 두가지 방법이 가능하다.
Alt 1) 기본적인 SIB 정보를 실은 P-BCH에 대한 자원 할당 정보를 제공하는 (최소의) 고정 제어채널(E-PDCCH 또는 E-PCFICH와 E-PDCCH)의 구성 정보를 아는 경우로서, 이 경우 소형 셀임을 알려줄 수 있는 방법(small cell indication)이 필요하다. 예를 들면, 매크로 셀 및 소형 셀의 MIB에 표시하거나 매크로 셀 및 소형 셀의 SIB를 통해 표시할 수 있다. 소형 셀 기지국의 수신 SNR이 일정 임계치 이상일 경우 소형 셀 기지국의 SIB 수신을 통해 상기의 관련 정보(및 추가적인 제어채널 구성 정보)를 획득하고 소형 셀들의 수신신호 레벨 측정치를 이용해 셀 선택을 수행한다. 즉, 수신 SNR이 일정 임계치 이상인 소형 셀들이 있는 경우 매크로 셀을 선택하지 않고 무조건 수신 신호 레벨이 가장 큰 소형 셀을 선택할 수 있다.
Alt 2) 상기 셋째 경우(매크로 기지국이 자신의 정보를 제공하고, 소형 셀 기지국이 자신 및 매크로 기지국의 정보를 제공하는 경우)의 방법 2(Alt 2)와 동일하다.
이하에서는, 아이들(idle) 상태에서의 셀 재선택(cell reselection)에 대해 설명한다. 특히, 주변 셀과의 서브 프레임 레벨의 동기가 이루어진 경우의 아이들 상태에서의 셀 재선택에 대해서 설명한다. 주변 셀과 동기가 이루어지지 않은 경우는 일반적인 셀 재선택 방법을 적용한다.
이 상태에서 각 단말은 최소한 매크로 셀의 전송 전력(및 안테나 이득)과 확장 소형 셀 커버리지내의 단말들을 위한 자원 구조에 대한 정보를 가지고 있다. 전술한 첫번째와 두번째 경우는 이외에도 매크로 셀 커버리지 내의 모든 소형 셀들에 대한 PCI를 가지고 있다. 모든 경우에 주변 매크로 셀 및 그 셀내의 소형 셀에 대한 정보는 가지고 있지 않다.
소형 셀 ⇒ 매크로 셀
소형 셀 ⇒ 이웃하는 매크로 셀
소형 셀 ⇒ 소형 셀
소형 셀 ⇒ 이웃하는 매크로 셀 커버리지 내의 소형 셀
매크로 셀 ⇒ 소형 셀
이웃하는 매크로 셀 ⇒ 소형 셀
이하, 핸드오버(hand-over)에 대해 설명한다.
연결 상태에서의 핸드 오버(Handover in connected state)
소형 셀 ⇒ 매크로 셀
소형 셀 ⇒ 이웃하는 매크로 셀
소형 셀 ⇒ 소형 셀
소형 셀 ⇒ 이웃하는 매크로 셀 커버리지 내의 소형 셀
매크로 셀 ⇒ 소형 셀
이웃하는 매크로 셀 ⇒ 소형 셀
이하, D-BCH(SIBs) 전송시의 고려 사항에 대해 설명한다. BCH는 PDSCH를 통해 전송되며, BCH는 모든 단말이 수신해야 한다.
Alt 1) 매크로 셀이 silencing 하는 자원 중 제어 채널이 있는 RB를 제외한 나머지 자원을 이용해 전달한다. 이는 소형 셀의 셀 중심(cell center)에 위치하는 단말들도 수신할 수 있도록 하기 위함이다.
Alt 2) 소형 셀의 셀 중심에 위치하는 단말들과 셀 확장 영역에 있는 단말들을 위한 별도의 BCH 전달 채널(별도 자원 이용)을 형성한다.
CSG 셀( 펨토셀 ) 커버리지 내에 있는 매크로셀 단말(들)/ 소형셀 단말들
이 경우, CSG 셀은 CSG 셀 커버리지 내의 매크로 단말(들)과 소형 셀 단말(들) 모두를 위한 silecnt resource를 마련해야 한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 소형 셀 커버리지
120: 매크로 셀 커버리지
111: 소형 셀 하향링크 송신 전력
121: 매크로 셀 하향링크 송신 전력

Claims (15)

  1. 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서,
    상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 하향링크 MBSFN(Muliticast Broadcast Single Frequency Network) 서브 프레임에서 소형 셀 커버리지내에 포함되어 있고 자신에 속한 단말에 의해 사용되는 일부 하향링크 자원에 대하여 감소된 송신 전력을 이용하여 송신하거나, 자원 할당을 하지 않는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매크로 기지국이 감소된 송신 전력을 이용하여 송신하거나, 자원 할당을 하지 않는 일부 하향링크 자원의 양은 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 특정 시간 구간동안의 평균 숫자 또는 최대 숫자에 의해 결정되거나, 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 트래픽 양에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  3. 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서,
    상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 상기 소형 셀 커버리지내에 위치하고, 자신에게 접속된 단말에게 일부 상향링크 자원에 대한 자원 할당을 하지 않거나 상기 단말의 전송 전력을 감소시키도록 지시하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 매크로 기지국이 상기 단말에게 전송 전력을 감소시키도록 지시하거나, 자원 할당을 하지 않는 일부 상향링크 자원의 양은 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 특정 시간 구간동안의 평균 숫자 또는 최대 숫자에 의해 결정되거나, 상기 소형 셀 커버리지에 속한 단말의 트래픽 양에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  5. 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서,
    상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국이 상기 매크로 기지국에 속한 단말에게 상기 단말이 핸드오버하여 갈 소형 셀의 PBCH(Physical Broadcast Channel), 전송 전력 및 수신 이득에 관한 정보를 제공하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 소형 셀로 핸드오버된 이후에, 상기 매크로 기지국은 상기 단말이 상기 소형 셀의 PBCH 정보에 따른 자원 위치에서 소형 셀의 동기 신호(synchronization signal)을 수신할 수 있도록 상기 자원 위치에서 상기 매크로 기지국의 동기 신호를 주기적으로 전력 감소하여 전송하거나 전송을 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 매크로 기지국은 중첩된 커버리지를 가진 소형 셀 기지국이 상기 매크로 기지국의 서브 프레임에 대하여 적어도 하나 이상의 TTI(Transmission Time Intercal) 만큼 쉬프트시킨 서브 프레임에 동기 신호를 전송할 수 있도록 상기 소형 셀 기지국이 동기 신호를 전송하는 자원의 위치에서 상기 매크로 기지국의 동기 신호를 주기적으로 전력 감소하여 전송하거나 전송을 중단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  7. 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서,
    소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 커버리지가 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국으로부터 매크로 기지국이 사용하는 하향링크 제어 채널 영역과 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역에 대한 정보를 수신하는 단계 및
    상기 소형 셀 기지국이 상기 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역을 이용하여 하향링크 제어 채널을 전송하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역은 상기 매크로 기지국이 사용하는 제어 채널 영역이 차지하는 OFDM 심볼의 다음에 전송되는 적어도 하나의 OFDM 심볼의 적어도 일부 주파수 자원인 것으로 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 소형 셀 기지국이 상기 중첩되지 않는 하향링크 제어 채널 영역에 대한 정보를 상기 소형 셀 기지국에 접속된 적어도 하나의 단말에게 통보하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  10. 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 기법으로서,
    소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 커버리지와 중첩된 커버리지를 가지는 매크로 기지국으로부터 매크로 기지국이 사용하는 상향링크 제어 채널 영역과 중첩되지 않는 상향링크 제어 채널 영역에 대한 정보를 수신하는 단계 및
    상기 소형 셀 기지국이 상기 소형 셀 기지국에 접속된 단말에게 상기 중첩되지 않는 상향링크 제어 채널 영역을 이용하여 상향링크 제어 채널을 전송하도록 지시하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  11. 소형 셀 커버리지 확장을 위한 간섭 제어 방법으로서,
    단말이 적어도 하나의 매크로 기지국 및 적어도 하나의 소형 셀 기지국들의 전송 전력 정보, 상기 기지국들의 안테나 이득 정보, 상기 적어도 하나의 매크로 기지국이 전력을 감소시켜 송신을 하거나 송신을 하지 않는 자원에 대한 정보 및 상기 적어도 하나의 소형 셀 기지국의 제어 채널 구성에 대한 정보를 하나의 기지국 또는 복수의 기지국으로부터 조합하여 수신하는 정보 수신 단계; 및
    상기 단말이 수신한 정보에 기초하여 서빙 셀을 선택하는 서빙 셀 선택 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 서빙 셀 선택 단계에서,
    상기 단말은 매크로 기지국의 SIB(System Information Block) 메시지를 통하여 상기 모든 정보를 획득한 후, 획득된 정보와 상기 적어도 하나의 매크로 기지국 및 상기 적어도 하나의 소형 셀 기지국의 수신 신호 레벨 측정치를 이용하여 서빙 셀 선택을 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 서빙 셀 선택 단계에서,
    상기 단말은 매크로 기지국의 SIB(System Information Block) 메시지를 통하여 상기 모든 정보를 취득한 후, 수신 신호 레벨이 소정의 임계치 이상인 소형 셀들 중에서 가장 큰 수신 신호 레벨을 가지는 소형 셀을 서빙 셀로 선택하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 서빙 셀 선택 단계에서,
    상기 단말이 선택을 위한 평가 대상이 된 셀이 소형 셀인지 매크로 기지국 셀인지를 식별하는 단계; 및
    소형 셀 기지국의 수신 SNR이 일정 임계치 이상일 경우 소형 셀 기지국의 SIB(System Information Block) 메시지 수신을 통하여 상기 정보 중 적어도 하나를 획득하고, 획득된 정보와 상기 매크로 기지국 및 소형 셀들의 수신 신호 레벨 측정치를 이용하여 셀 선택을 수행하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 평가 대상이 된 셀이 소형 셀 기지국 셀인지 매크로 기지국 셀인지를 식별하는 단계는 상기 평가 대상이 된 셀의 MIB(Master Information Block) 또는 SIB(System Information Block) 메시지에 포함된 지시자를 이용하여 식별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
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