KR20120068298A - 초소형 기지국의 전력 제어 장치 및 방법과 그를 위한 무선통신 시스템 - Google Patents

초소형 기지국의 전력 제어 장치 및 방법과 그를 위한 무선통신 시스템 Download PDF

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Abstract

초소형 기지국의 소비 전력을 감소시키고 인접 셀에 대한 간섭을 줄일 수 있는 장치 및 방법과 그를 위한 무선통신 시스템이 개시된다. 본 발명에 의하면, 홈사용자의 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 트래픽량에 대한 통계 정보를 수집하여 DB에 저장한다. 계정소유자의 접속시 통계정보를 제공하고, 계정소유자가 설정한 전력 제어 서비스 설정 정보를 DB에 저장한다. 이후 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 전력 제어 서비스 설정 정보에 따라 초소형 기지국의 RF 출력을 제어하는 서비스를 수행한다.

Description

초소형 기지국의 전력 제어 장치 및 방법과 그를 위한 무선통신 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TX POWER OF FEMTO CELL BASE STATION AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 무선통신 시스템에서 초소형 기지국의 소비 전력을 제어할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 가정 내에서 휴대전화 이용과 모바일 데이터의 수요가 지속적으로 증가하고 있는데, 이러한 추세에 따라 옥내 브로드밴드 망을 통해 무선통신 핵심망에 접속하도록 초소형 기지국을 옥내 등에 설치하여 무선통신 서비스를 제공하는 방법이 제안되고 있다. 특히 차세대 네트워크 시스템에서는 높은 데이터 전송률에 대한 요구를 충족시키고 다양한 서비스의 안정적인 제공을 위하여 그 대안으로서 여러 개의 소규모 셀(펨토셀)들을 배치하는 방법이 제시되고 있다. 이러한 소규모 셀을 관장하는 초소형 기지국을 옥내용 기지국 또는 펨토(femto) 기지국, 3GPP에서는 Home-eNB, HeNB 등으로 부른다. 이처럼 옥내 환경에서 서비스할 수 있을 정도로 셀의 크기를 줄임으로써 높은 주파수 대역을 사용하는 차세대 네트워크 시스템의 효율을 높일 수 있고 작은 크기의 셀을 여러 개 사용하는 것은 주파수 재사용 횟수를 늘릴 수 있는 측면에서 유리하다. 또한 기존에 하나의 기지국이 전체 셀 영역을 커버할 때 발생하였던 전파 감쇄로 인한 채널 상황 악화 문제, 음영지역 사용자에 대한 서비스 불능 문제 등을 개선시킬 수 있다는 점에서 작은 크기의 다중 셀들을 통한 서비스 방법이 장점을 갖는다.
이런 초소형 기지국에서 서비스 커버리지(service coverage)를 결정하는 하향링크 송신출력값(downlink Tx power value)은 초기 구동시 관리 서버(manager server)로부터 설정된 값을 이용하며, 운용중에는 운용자의 설정에 따라 주기적으로 단말에서 측정된 데이터를 이용하여 인접 셀(neighbor cell)과의 간섭(interference)을 줄이기 위해 송신출력값을 동적으로 조정할 수 있다.
구체적으로, 초소형 기지국의 송신출력값은, 기지국 부팅시 기지국의 구성(configuration) 정보 및 상태를 관리하는 관리 서버(manager server)로부터 구성정보를 받아 초소형 기지국에 적용된다. 따라서 초소형 기지국은 우선 관리 서버로부터 로딩받은 정해진 송신출력값만으로 단말(UE)들에게 서비스를 제공하고, 주기적으로 측정된 통계 데이터(CINR 값)를 이용하여 송신출력값을 동적으로 조정한다. 이때 통계 데이터는 단말이 초소형 기지국을 통하여 서비스를 제공받을 때, 초소형 기지국에서 측정할 수 있다. 그리고 초소형 기지국은 조정된 송신출력값을 관리 서버에게 알려 주어, 초소형 기지국에 대한 정보를 일관성 있게 관리할 수 있도록 한다.
기지국 서비스(RF 출력 등)의 경우 일반 가정이나 사무실과 같은 제한된 지역에서 서비스되는 경우가 대부분이며, 기지국 서비스 구동을 위한 전력 소비는 소유자가 부담하여야 한다. 초소형 기지국의 특성상 야간이나 새벽의 경우 실제 홈사용자가 초소형 기지국에 접속할 확률이 낮고, 또한 일반 가정의 경우 주간에는 출근이나 외출 등으로 초소형 기지국을 사용하지 않을 수 있다. 하지만 초소형 기지국은 초기 기지국 부팅시 관리 서버에서 기 설정한 송신출력값만 적용 가능하고, 기지국 운용중에는 서비스를 제공받는 단말이 존재하는 경우에 한해서만 송신출력값을 조정할 수 있다. 만약 서비스를 제공받는 단말이 존재하지 않는 상태에서도 초소형 기지국은 RF 출력을 계속 송출하고 있어 소비 전력을 낭비하게 되고, 또한 송신출력값이 미리 정해진 최대 송신출력값 만큼 계속해서 유지된다면 다른 셀 사용자들에서 간섭 요소로 작용하여 다른 셀 사용자들의 서비스에 나쁜 영향을 미치게 된다.
본 발명의 목적은 초소형 기지국의 소비 전력을 감소시키고 인접 셀에 대한 간섭을 줄일 수 있는 장치 및 방법과 그를 위한 무선통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 초소형 기지국의 소비 전력을 감소시키고 인접 셀에 대한 간섭을 줄일 수 있는 장치 및 방법과 그를 위한 무선통신 시스템이 개시된다. 본 발명에 의하면, 홈사용자의 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 트래픽량에 대한 통계 정보를 수집하여 DB에 저장한다. 계정소유자의 접속시 통계정보를 제공하고, 계정소유자가 설정한 전력 제어 서비스 설정 정보를 DB에 저장한다. 이후 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 전력 제어 서비스 설정 정보에 따라 초소형 기지국의 RF 출력을 제어하는 서비스를 수행한다.
본 발명에 의하면, 홈사용자가 기지국 서비스를 받지 않는 상황에서도 초소형 기지국이 RF 출력을 전송함으로써 발생하는 소비 전력의 낭비를 막아, 소유자의 전력 소비 부담을 감소시키고, 또한 인접 셀에 대한 간섭 요인을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 무선통신망의 구성을 도시한 도면.
도2는 본 발명의 실시예에 따라 초소형 기지국의 전력 제어 장치의 구성을 도시한 도면.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 전력 제어 방법을 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 무선통신망의 구성을 도시한 도면이다.
일실시예에 있어서, 무선통신망은, 예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA와 같은 2G 무선통신망, LTE망, WiFi와 같은 무선인터넷, WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)와 같은 휴대인터넷 또는 패킷 전송을 지원하는 무선통신망(예컨대, WCDMA 또는 CDMA2000과 같은 3G 무선통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 무선통신망, 또는 향후 개발될 4G 무선통신망 등) 및 매크로 기지국(macro-eNB), 초소형 기지국(Home-eNB) 및 단말(UE)을 구성 요소로 포함하는 임의의 기타 무선통신망을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 LTE의 무선접속망인 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)을 위주로 설명한다.
도1에 도시된 바와 같이, 무선통신망은 하나 이상의 네트워크 셀로 구성될 수 있고, 무선통신망에 서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재할 수 있다. 무선통신망은 옥내 등 소규모의 네트워크 셀(이하, '펨토셀'이라 함)을 관리하는 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33), 옥외에서 넓은 범위의 셀(이하, '매크로셀'이라 함)을 관리하는 매크로 기지국(macro-eNB 또는 eNB)(10,20,30), 단말(UE)(40), SON(Self Organizing&optimizing Networks) 서버(50) 및 MME(60)를 포함할 수 있다. 도1에 도시된 각 구성요소의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명이 실시될 수 있는 무선통신망의 각 구성요소의 개수가 도면에 도시된 개수에 제한되는 것은 아니다.
매크로 기지국(10,20,30)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 1km 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 매크로셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 수 m ~ 수십 m 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 옥내용 기지국 또는 펨토 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)이나 매크로 기지국(10,20,30)은 각각 독자적으로 코어망의 접속성을 가질 수 있다.
단말(UE)(40)은 GSM망, CDMA망와 같은 2G 무선통신망, LTE망, WiFi망과 같은 무선인터넷망, WiBro망 및 WiMax망과 같은 휴대인터넷망 또는 패킷 전송을 지원하는 무선통신망에서 사용되는 무선 이동 단말기의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
초소형 기지국 관리 서버(네트워크 관리 장치)(70)는 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)과 옥외용 기지국(10,20,30)의 구성정보 및 관리를 담당한다. 관리 서버(70)는 SON 서버(50) 및 MME(60)의 기능을 모두 수행할 수 있다. SON 서버(50)는 옥외용/초소형 기지국 설치 및 최적화를 수행하고 각 기지국에 필요한 기본 파라미터 또는 데이터를 제공하는 기능을 하는 임의의 서버를 포함할 수 있다. MME(60)는 단말(40)의 이동성 등을 관리하기 위하여 사용되는 임의의 개체를 포함할 수 있다.
일실시예에 있어서, 하나의 네트워크 관리 장치가 SON 서버(50)와 MME(60)의 기능을 모두 수행할 수 있고, SON 서버(50) 및 MME(60)는 하나 이상의 매크로 기지국(10,20,30)과 하나 이상의 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)을 관리할 수 있다.
상기 무선통신망에서 매크로셀 및 펨토셀이 혼재된 네트워크 셀을 가정하였지만, 네트워크 셀은 매크로셀 또는 펨토셀 만으로도 구성 가능하다.
운용에 있어서, 매크로 기지국(10,20,30)으로의 액세스는 통상 모든 단말에게 허용되지만, 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)으로의 액세스는 특정 단말(가입자)로 제한할 수 있는 운용기능이 있다. 이는 접속모드 또는 운용모드로 불리우는데, 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)의 접속모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하느냐에 따라 구분된다. 폐쇄형 접속모드, 개방형 접속모드, 하이브리드 접속모드로 구분되며, 폐쇄형 접속모드(Closed Access mode 또는 CSG Closed mode)는 특정 가입자에게만 접속을 허용하며, 개방형 접속모드(Open Access mode 또는 CSG Open mode)는 접속허용조건이 없이 어떤 가입자든 접속가능한 모드이며, 하이브리드는 절충형이라고 볼 수 있다.
구체적으로, 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)은 자신이 관리하는 펨토셀 영역에 시스템 정보인 SIB 1(System Information Block type 1)을 브로드캐스팅할 수 있는데, 이 SIB 1에는 해당 펨토셀로의 액세스가 제한되어 있는지 여부를 표시하는 CSG 지시자(Closed Subscriber Group indicator)가 포함되어 있다.
초소형 기지국이 특정 가입자만 자신이 관장하는 펨토셀에 액세스하여 서비스받을 수 있도록 폐쇄형 접속모드(Closed Access mode 또는 CSG Closed mode)로 운영되는 경우, 초소형 기지국은 SIB 내의 CSG 지시자를 '참(true)'의 값으로 설정한 후 브로드캐스팅하여 관장하는 셀내의 단말에게 알려준다. 개방형 접속모드(Open Access mode 또는 CSG Open mode)로 운영되는 경우에는, CSG 지시자를 '거짓(false)'의 값으로 설정한 후 브로드캐스팅한다.
단말(40)이 초소형 기지국이 관장하는 펨토셀 내로 이동했을 때, 초소형 기지국으로부터 SIB 1 메시지를 수신한 후, 메시지 내에 CSG 지시자가 '참'의 값임을 확인한 후, 단말(40)은 자신이 액세스 가능한 초소형 기지국의 목록인 화이트 리스트(White List) 내에 해당 초소형 기지국이 포함되어 있음이 확인된 경우에만 해당 초소형 기지국으로 액세스할 수 있다.
폐쇄형 접속모드로 운용되는 초소형 기지국에 대해서는, 초소형 기지국이 관리하는 홈사용자 테이블에 정의된 사용자(홈사용자)만이 해당 초소형 기지국에 접속 및 서비스를 제공받을 수 있다.
또한 Open Access mode로 운용되는 초소형 기지국에 대해서는, 홈사용자 테이블에 정의된 사용자 뿐만 아니라 정의되어 있지 않은 사용자(non-home user)도 해당 초소형 기지국에 접속 및 서비스를 제공받을 수 있는데, home user는 non-home user 보다 더 우선적인 서비스를 제공받을 수 있다. 구체적으로, CSG Closed mode로 운용되는 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)은 접속이 허가된 단말(40), 예를 들면 초소형 기지국 서비스 가입자로 등록한 사용자의 단말에 대해서만 접속을 허용한다. 단말(40)은 화이트 리스트라는 초소형 기지국 목록을 가지고 있으며, 화이트 리스트에 속한 초소형 기지국에만 접속할 수 있고 이외의 초소형 기지국에는 접속이 허용되지 않는다.
단말(40)은 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)이 브로드캐스팅하는 SIB 1의 CSG 지시자를 바탕으로 해당 기지국으로의 접속이 제한되어 있는지 여부를 알 수 있다. 또한, 단말(40)이 초소형 기지국 셀을 식별하는 식별자로는 물리계층에서의 셀 구분 인자인 물리계층 셀 식별자(PCI: Physical Layer Cell Identity)와 무선통신망 내에서 고유한 셀 구분 인자인 전역 셀 식별자(GCI: Global Cell Identity)가 있다.
초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)은 홈사용자의 현재 접속/해제 유무에 무관하게 서비스를 위한 RF 출력을 송출한다. 즉 홈 사용자가 접속하고 있지 않은 상황에서도 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)은 서비스를 위한 RF 출력을 송출하기 때문에 소비 전력을 낭비하고, 또한 인접 펨토셀 사용자에게 간섭으로 작용하여 서비스에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.
초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)의 소유자/사용자를 '계정소유자'라 명명하고, 펨토셀에 현재 접속/해제되어 있는 사용자를 '홈사용자'라 명명하며, 펨토셀에 접속을 희망하는 사용자를 '접속희망자'라 명명한다. 접속희망자는 계정소유자의 접속 승인에 의거하여 펨토셀의 접속이 가능하고(이 경우 접속희망자는 홈사용자로 등록됨), 홈사용자는 계정소유자를 포함한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따라 초소형 기지국의 전력 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
우선 계정소유자의 홈사용자 관리 과정을 살펴보면 다음과 같다.
기본적으로, 초소형 기지국(21)에 접속을 원하는 접속희망자는 계정소유자에게 자신의 아이디를 알려주고, 계정소유자는 접속희망자를 홈사용자로 등록하기 위해서 인터넷 웹브라우저(Web Brower)를 실행시켜 초소형 기지국(21)의 Web GUI(Graphical User Interface)에 접속한 후, 아이디/패스워드를 입력하여 인증받은 후 초소형 기지국(21)이 계정소유자의 단말(40)로 제공하는 홈사용자 등록창에서 접속희망자의 ID를 입력하여 홈사용자 리스트에 등록한다. 이후 초소형 기지국(21)은 홈사용자 리스트를 업데이트한 후 초소형 기지국 관리 서버(ACS/EMS)(70)와 연동하여 홈사용자 정보를 동기화한다.
한편 계정소유자는 초소형 기지국(21)에 접속되어 있거나 또는 다른 망(예컨대 공용 인터넷)에 접속되어 있다 하더라도, 초소형 기지국(21)과 연동하여 계정소유자임을 인증받을 수 있다. 계정소유자의 단말(40)에는 초소형 기지국(21)의 IP가 등록되어 있다. 물론 계정소유자가 접속시마다 초소형 기지국(21)의 IP 주소를 직접 입력할 수도 있다. 또한 계정소유자는 자신의 단말(40) 뿐만 아니라, 타인의 단말을 통해서도 계정소유자 인증 과정을 수행할 수 있다. 인증 과정을 살펴보면, 계정소유자가 단말(40) 상에서 인터넷 웹브라우저(Web Brower)를 실행시켜 초소형 기지국(21)의 Web GUI에 접속하여 아이디/비밀번호를 입력하면, 단말(40)이 계정소유자가 입력한 아이디/비밀번호를 초소형 기지국(21)으로 전송하여 계정소유자 인증을 요구한다. 초소형 기지국(21)은 기 저장된 계정소유자의 정보를 참조하여 아이디/비밀번호를 인증하고, 인증 결과(OK/NOK)를 계정소유자의 단말(40)로 전송한다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초소형 기지국(예컨대 '21')의 전력 제어 장치는, 계정소유자 접속을 위한 접속부(211)와, 홈사용자(계정소유자 뿐만 아니라, 계정소유자에 의해 접속이 승인된 접속희망자를 포함함)의 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 트래픽량에 대한 통계 정보를 수집하는 통계 수집부(212)와, 계정소유자의 전력 제어 서비스 설정을 위한 서비스 설정부(213)와, 통계 정보와 서비스 설정 정보를 저장하는 DB(215)와, 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보 및 서비스 설정 정보에 따라 초소형 기지국(21)의 서비스(서비스를 위한 RF 출력 등)를 중단하고 전력 제어 서비스(예컨대 소프트웨어 운용 최소화, RF 출력 최소화, RF 출력 오프(OFF), 전원 오프(OFF) 서비스 등)를 수행하는 서비스 제어부(214)를 포함한다.
여기서 서비스 설정 정보는, 서비스 종류 정보, 서비스 횟수 정보, 서비스 개시/종료 시간 정보를 포함한다.
특히 서비스 제어부(214)는 초소형 기지국 서비스 중단시에 홈사용자에 대한 정보를 인접 매크로 기지국(예컨대 도1의 '20')으로 전송한다. 인접 매크로 기지국(20)은 홈사용자의 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 초소형 기지국(21)으로 전송한다. 그러면, 초소형 기지국(21)은 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 DB(215)에 저장하고, 서비스 제어부(214)는 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보 및 서비스 설정 정보와 더불어 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 참조하여 전력 제어 서비스를 수행한다. 그리고 서비스 제어부(214)는 전력 제어 서비스의 시작시에 우선 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 초소형 기지국(21)에 홈사용자가 접속되어 있는지를 확인하고, 만약 홈사용자가 접속되어 있지 않은 경우에 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 인접 매크로 기지국(20)에 홈사용자가 접속되어 있는지를 확인한다. 확인 결과, 서비스 제어부(214)는 인접 매크로 기지국(20)에 홈사용자가 접속되어 있지 않은 경우에 전력 제어 서비스를 개시한다. 확인 결과, 서비스 제어부(214)는 인접 매크로 기지국(20)에 홈사용자가 접속되어 있는 경우에 전력 제어 서비스를 대기한다. 만약 서비스 제어부(214)는 홈사용자가 인접 매크로 기지국(20)을 벗어나면 전력 제어 서비스를 개시한다.
상기 전력 제어 서비스는 서비스 설정 정보 및 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보에 의거하여 수행되는데, 계정소유자의 요구에 따라 강제 개시/중단될 수 있다.
전술한 바와 같이 계정소유자는 초소형 기지국(21)의 셀 커버리지 내에 있거나, 또는 다른 망(예컨대 공용 인터넷)에 접속되어 있다 하더라도 자신의 단말(40) 뿐만 아니라 타인의 단말을 통해서 초소형 기지국(21)의 Web GUI(접속부(211))에 접속할 수 있다.
통계 수집부(212)는 초소형 기지국(21)을 통해 서비스받았던 홈사용자의 수, 해당 홈사용자의 서비스 개시 시점과 종료 시점 등에 관한 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보를 수집하여 통계 처리하고, 매시간 서비스되는 하향(downlink) 및 상향(uplink) 트래픽량에 대한 정보를 수집하여 통계 처리한다. 이러한 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보, 트래픽량에 관한 통계 데이터는 DB(215)에 저장된다.
계정소유자는 초소형 기지국 로컬 랜(LAN) 포트에 연결된 단말(PC)(40)로 인터넷을 통해 또는 펨토 단말(40)로 펨토 기지국 서비스를 통해 초소형 기지국(21)의 접속부(Web GUI)(211)에 접속할 수 있다. 그리고 접속부(211)는 통계 데이터를 제공하여 홈사용자의 사용현황에 대한 통계치를 보여준다.
계정소유자는 통계 데이터를 참조하여 시간대별 초소형 기지국 접속 현황, 트래픽 사용량 등을 확인한 후, 서비스 설정부(213)를 통해 전력 제어 서비스 기능을 설정할 수 있다. 예컨대 특정 시간대에 초소형 기지국(21)에 접속된 홈사용자가 없거나 트래픽 사용량이 매우 적은 경우, 초소형 기지국 소비 전력 감소를 위한 기능을 인에이블(enable)시키기 위해 단계별 기능 동작을 위한 옵션(예컨대 소프트웨어 운용 최소화, RF 출력 최소화, RF 출력 오프(OFF), 전원 오프(OFF) 서비스 등) 및 적용시간(예컨대 전력 제어 서비스 횟수(매일 반복, 1회 등), 전력 제어 서비스 개시/종료 시간 등)을 선택한다. 계정소유자에 의해 설정된 서비스 설정 정보(서비스 종류 정보, 서비스 횟수 정보, 서비스 개시/종료 시간 정보 등)는 DB(215)에 저장된다.
서비스 제어부(214)는 전력 제어 서비스 개시 시간을 주기적으로 확인하여 서비스 개시(start) 시간이 되면 해당 시간에 전력 제어 서비스를 수행한다. 이때 전력 제어 서비스 개시 시간이 도래하면 무조건 초소형 기지국 고유의 기능(기지국 서비스)을 중단하고 전력 제어 서비스를 자동 실행하는 것이 아니라, 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보 및 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 참조하여 전력 제어 서비스를 수행한다. 전력 제어 서비스 과정에 대해서는 도3을 참조하여 설명하기로 한다.
전력 제어 서비스 개시 시간이 도래하면(301), 서비스 제어부(214)는 우선 DB(215)에 저장된 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 현재 초소형 기지국(21)에 접속되어 있는 홈사용자가 있는지를 확인한다(302).
확인 결과(302), 초소형 기지국(21)을 통해 현재 서비스를 받고 있는 홈사용자가 있는 경우, 서비스 제어부(214)는 홈사용자의 접속 여부를 주기적으로 체크하여 홈사용자의 접속이 해제되면(303) DB(215)에 저장된 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 인접 기지국으로 정의된 매크로 기지국(20)에 홈사용자가 접속되어 있는지를 확인한다(304).
확인 결과(302), 초소형 기지국(21)을 통해 현재 서비스를 받고 있는 홈사용자가 없는 경우, 서비스 제어부(214)는 DB(215)에 저장된 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 인접 기지국으로 정의된 매크로 기지국(20)에 홈사용자가 접속되어 있는지를 확인한다(304).
여기서 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보는 다음의 과정을 통해 획득되어 DB(215)에 저장된다. 정상적인 기지국 서비스를 중단하는 시점에, 초소형 기지국(21)의 서비스 제어부(214)는 인접 매크로 기지국들(예컨대 20)에게 현재 등록된 홈사용자들에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송한다. 인접 매크로 기지국(20)은 해당 홈사용자들이 타 기지국(매크로 기지국, 초소형 기지국 포함)으로부터 자신의 영역으로 핸드오버(hand over)되거나, 신규로 접속을 시도하는 경우, 해당 사용자의 정보(매크로 기지국 접속 관련 정보)를 초소형 기지국(21)로 전송한다. 인접 매크로 기지국(20)으로부터 매크로 기지국 접속 관련 정보를 수신한 초소형 기지국(21)은 해당 매크로 기지국 접속 관련 정보를 DB(215)에 저장한다. 아울러 해당 사용자가 매크로 기지국(20)의 셀 커버리지를 벗어나거나 호를 해제하면 매크로 기지국(20)은 매크로 기지국 해제 관련 정보를 초소형 기지국(21)으로 전송하고, 초소형 기지국은 해당 매크로 기지국 해제 관련 정보를 DB(215)에 저장한다. 하기에서 후술하겠지만 초소형 기지국(21)에 등록된 홈사용자에 대해 매크로 기지국(20)으로부터 접속 정보를 수신하면, 초소형 기지국(21)은 정상적인 기지국 서비스를 위해 바로 RF 출력을 전송하거나, 계정소유자의 단말(40)로 기지국 서비스 개시 여부를 확인하는 메시지를 전송하고 계정소유자가 접속부(211)에 접속하여 기지국 서비스를 개시함으로써 정상적인 기지국 서비스를 할 수 있다. 또한 초소형 기지국(21)은 해제 정보를 수신하면 바로 전력 제어 서비스를 수행하거나, 계정소유자의 확인을 득한 후 전력 제어 서비스를 수행할 수 있다.
확인 결과(304), 인접 매크로 기지국들(20)에 접속된 홈사용자들이 있는 경우, 초소형 기지국(21)의 서비스 제어부(214)는 매크로 기지국(20)으로부터 홈사용자들이 접속 해제하거나 타 기지국으로 핸드오버 하여 해당 홈사용자들에 대한 매크로 기지국 해제 관련 정보를 받을 때까지 대기한다(306). 서비스 제어부(214)는 매크로 기지국(20)으로부터 홈사용자들에 대한 매크로 기지국 해제 관련 정보를 수신하면(307), 전력 제어 서비스를 수행한다(309). 또한 계정소유자는 언제든 초소형 기지국 로컬 랜(LAN) 포트에 연결된 단말(PC)(40)로 인터넷을 통해 또는 펨토 단말(40)로 펨토 기지국 서비스를 통해 초소형 기지국(21)의 접속부(Web GUI)(211)에 접속하여 전력 제어 서비스를 개시할 수 있다(308,309).
확인 결과(304), 인접 매크로 기지국들(20)에 접속된 홈사용자들이 없는 경우, 초소형 기지국(21)의 서비스 제어부(214)는 전력 제어 서비스(예컨대 소프트웨어 운용 최소화, RF 출력 최소화, RF 출력 오프(OFF), 전원 오프(OFF) 서비스 등)를 수행한다(305). 이때 수행하는 전력 제어 서비스의 세부 과정은 다음과 같다.
소프트웨어 운용 최소화 서비스는, 언제든지 홈사용자가 접속 시도할 수 있도록 RF 출력은 정상적으로 출력하나, 신규 홈사용자 접속 처리를 위한 최소한의 소프트웨어 블록을 제외하고 관리 기능을 수행하는 소프트웨어 블록은 운용을 중단하여 소프트웨어 운용을 위한 CPU 전력 소비를 최소화한다.
RF 출력 최소화 서비스는, 기지국 서비스를 제공하기 위한 하향링크 RF 출력의 세기를 최소화하여 소비 전력 감소 및 인접 셀에 대한 간섭을 줄인다. 이 경우 홈사용자가 접속을 시도하기 위해서는 초소형 기지국(21) 가까운 거리에서 접속을 시도하여야 하며, 일단 홈사용자의 접속이 시도되면 초소형 기지국(21)은 정상 기지국 서비스를 위해 즉시 RF 출력을 정상적으로 변경한다.
RF 출력 오프(OFF) 서비스는, 기지국 서비스를 제공하기 위한 하향링크 RF 출력을 오프(OFF)시킨다. 이 경우 기지국 서비스가 중단되므로, 계정소유자는 기 설정한 전력 제어 서비스 종료 시간 이전에 Web GUI를 통해서 기지국 서비스를 강제로 시작하여야 한다.
전원 오프(OFF) 서비스는, 만약 초소형 기지국(21) 내에 WiFi 기능과 같은 홈 라우터(home router) 기능을 제공하는 모듈이 추가로 실장되어 있다면, 전력 제어 서비스 시간 동안에 기지국 서비스를 위한 기능과 무관한 모듈들의 전원에 대해 오프(OFF)시킨다. 이 서비스는 WOL(Wake On LAN) 클라이언트/서버 기능을 통해 외부에서 제어할 수 있도록 한다.
초소형 기지국(21)은 전력 제어 서비스 종료 시간을 체크하여 해당 시간이 되면 자동으로 기지국 서비스를 시작한다. 또한 초소형 기지국(21)은 계정소유자가 인위적으로 Web GUI를 통하여 기지국 서비스를 다시 시작하도록 설정하는 경우에도 즉시 기지국 서비스를 시작한다. 또한 초소형 기지국(21)은 관리 서버(70)로부터 기지국 서비스 개시 메시지를 수신한 경우에도 즉시 기지국 서비스를 시작한다.
여기서 Web GUI를 통하여 기지국 서비스를 개시하는 과정을 살펴보면, 전력 제어 서비스를 구동하여 기지국 서비스를 중단시켜 놓은 계정소유자는 외부에서 집으로 돌아가기 길에 원격으로 초소형 기지국(21)의 접속부(211)에 접속하여 자신의 인증 정보를 입력한 후 정상적인 기지국 서비스를 자동으로 시작할 수 있는 시간을 입력한다. 즉 기지국 서비스 시작 시간은 결국 전력 제어 서비스 종료 시간인 셈이다. 해당 시간이 되면 정상적인 기지국 서비스가 수행된다.
상기 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
10,20,30: 매크로 기지국 11~15,21~23,31~33: 초소형 기지국
40: 단말(UE) 50: SON 서버
60: MME 70: 관리 서버
211: 접속부 212: 통계 수집부
213: 서비스 설정부 214: 서비스 제어부
215: DB

Claims (15)

  1. 초소형 기지국의 전력 제어 장치로서,
    계정소유자 접속을 위한 접속부;
    홈사용자의 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 트래픽량에 대한 통계 정보를 수집하는 통계 수집부;
    상기 계정소유자의 전력 제어 서비스 설정을 위한 서비스 설정부;
    상기 통계 정보와 상기 서비스 설정 정보를 저장하는 DB; 및
    상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 상기 서비스 설정 정보에 따라 상기 초소형 기지국의 서비스(이하 '기지국 서비스'라 함)를 중단하고 전력 제어 서비스를 수행하는 서비스 제어부를 포함하는 전력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈사용자는, 상기 계정소유자, 상기 계정소유자에 의해 접속이 승인된 접속희망자를 포함하는 전력 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서비스 제어부는 상기 기지국 서비스 중단시에 상기 홈사용자에 대한 정보를 인접 매크로 기지국으로 전송하고,
    상기 인접 매크로 기지국이 상기 홈사용자의 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 상기 초소형 기지국으로 전송하면, 상기 초소형 기지국은 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 상기 DB에 저장하고,
    상기 서비스 제어부는 상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보 및 상기 서비스 설정 정보와 더불어, 상기 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 참조하여 상기 전력 제어 서비스를 수행하는, 전력 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서비스 제어부는,
    상기 전력 제어 서비스의 시작시에 상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 상기 초소형 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있는지를 확인하고, 상기 홈사용자가 접속되어 있지 않은 경우에 상기 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 인접 매크로 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있는지를 확인하여, 상기 인접 매크로 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있지 않은 경우에 상기 전력 제어 서비스를 개시하고, 상기 인접 매크로 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있는 경우에 상기 전력 제어 서비스를 대기하는, 전력 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서비스 제어부는, 상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보 및 상기 서비스 설정 정보와 상기 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보에 의거하여 상기 전력 제어 서비스를 수행하되, 상기 계정소유자의 요구에 따라 상기 전력 제어 서비스를 강제 개시/중단하는, 전력 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전력 제어 서비스는, 소프트웨어 운용 최소화, RF 출력 최소화, RF 출력 오프(OFF), 전원 오프(OFF) 서비스 중 적어도 하나인, 전력 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서비스 설정 정보는, 서비스 종류 정보, 서비스 횟수 정보, 서비스 개시/종료 시간 정보를 포함하는, 전력 제어 장치.
  8. 초소형 기지국의 전력 제어 방법으로서,
    a) 홈사용자의 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 트래픽량에 대한 통계 정보를 수집하여 DB에 저장하는 단계;
    b) 계정소유자의 접속시 상기 통계정보를 제공하고, 상기 계정소유자가 설정한 전력 제어 서비스 설정 정보를 상기 DB에 저장하는 단계; 및
    c) 상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 상기 전력 제어 서비스 설정 정보에 따라 상기 초소형 기지국의 서비스(이하 '기지국 서비스'라 함)를 중단하고 전력 제어 서비스를 수행하는 단계를 포함하는 전력 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홈사용자는, 상기 계정소유자, 상기 계정소유자에 의해 접속이 승인된 접속희망자를 포함하는 전력 제어 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 단계 c)는,
    상기 기지국 서비스 중단시에 상기 홈사용자에 대한 정보를 인접 매크로 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 인접 매크로 기지국이 상기 홈사용자의 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 상기 초소형 기지국으로 전송하면, 상기 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 상기 DB에 저장하는 단계; 및
    상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보 및 상기 전력 제어 서비스 설정 정보와 더불어, 상기 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 참조하여 상기 전력 제어 서비스를 수행하는 단계를 포함하는, 전력 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단계 c)는,
    상기 전력 제어 서비스의 시작시에,
    상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 상기 초소형 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있는지를 확인하는 단계;
    상기 확인 결과, 상기 홈사용자가 접속되어 있지 않은 경우에, 상기 매크로 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 인접 매크로 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있는지를 검사하는 단계; 및
    상기 검사 결과, 상기 인접 매크로 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있지 않은 경우에, 상기 전력 제어 서비스를 개시하고, 상기 인접 매크로 기지국에 상기 홈사용자가 접속되어 있는 경우에 상기 전력 제어 서비스를 대기하는 단계를 포함하는, 전력 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전력 제어 서비스는, 상기 계정소유자의 요구에 따라 강제 개시/중단되는, 전력 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전력 제어 서비스는, 소프트웨어 운용 최소화, RF 출력 최소화, RF 출력 오프(OFF), 전원 오프(OFF) 서비스 중 적어도 하나인, 전력 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전력 제어 서비스 설정 정보는, 서비스 종류 정보, 서비스 횟수 정보, 서비스 개시/종료 시간 정보를 포함하는, 전력 제어 방법.
  15. 무선통신 시스템으로서,
    홈사용자의 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보와 트래픽량에 대한 통계 정보를 수집하여 계정소유자에게 제공하고, 상기 계정소유자가 설정한 전력 제어 서비스 설정 정보와 상기 초소형 기지국 접속/해제 관련 정보를 바탕으로 초소형 기지국의 RF 출력을 제어하는 무선통신 시스템.
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