KR20120070346A - 무선통신 시스템에서 프레임 패턴 정보의 전송장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

무선통신 시스템에서 프레임 패턴 정보의 전송장치 및 방법을 제공한다. 이러한 본 명세서는 물리 셀 ID(Physical Cell Identifier: PCI) 정보에 의해 식별되는 제2 기지국에 관한 프레임 패턴(frame pattern)을 요청하는 RRC 연결 재구성 메시지를 제1 기지국으로부터 수신하고, 상기 프레임 패턴 정보를 상기 제2 기지국으로부터 수신하는 정보 수신부, 상기 물리 셀 ID 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 생성하는 보고정보 생성부, 및 상기 측정 보고 메시지, RRC 연결 재구성 완료 메시지 및 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국간의 간섭 조정을 위한 프레임 구성을 나타내는 상기 프레임 패턴 정보를 상기 제1 기지국으로 전송하는 보고정보 전송부를 개시한다.
본 발명에 따르면, 셀간 간섭 감쇄를 위한 펨토 셀의 프레임 패턴 정보를 단말을 통하여 매크로 셀로 전달함으로써 매크로 셀과 펨토 셀간 간섭을 감쇄시킬 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 프레임 패턴 정보의 전송장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING FRAME PATTERN INFORMATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 프레임 패턴 정보의 전송장치 및 방법에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.

무선 통신 기술이 발달함에 따라서, 이종(異種) 네트워크(Heterogeneous Network, 이하 '이종 네트워크'라 함) 환경이 대두되고 있다.

상기 이종 네트워크 환경은 매크로 셀(Macro Cell), 펨토 셀(Femto Cell) 그리고 피코 셀(Pico Cell) 등이 함께 이용된다. 펨토 셀과 피코 셀은 매크로 셀과 대비할 때, 기존 이동 통신 서비스 반경보다 작은 지역을 커버하는 시스템이다.

이러한 통신 시스템에서 매크로셀, 펨토셀 및 피코셀 중 어느 하나의 셀에 존재하는 사용자 단말은 다른 셀에서 발생하는 신호에 의해 신호 간섭이 유발되는 셀 간 간섭(inter cell interference)이 일어나게 된다.

본 발명의 기술적 과제는 셀간 간섭을 고려한 프레임 패턴(frame pattern) 정보를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 ABS(Almost Blank Subframe) 패턴 정보를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 자동 인접 관계(Automatic Neighbour Relation: ANR) 절차를 이용한 ABS 패턴 정보를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 이종 네트워크 시스템에서 프레임 패턴 정보를 전송하는 단말을 제공한다. 상기 단말은 물리 셀 ID(Physical Cell Identifier: PCI) 정보에 의해 식별되는 제2 기지국에 관한 프레임 패턴(frame pattern)을 요청하는 RRC 연결 재구성 메시지를 제1 기지국으로부터 수신하고, 상기 프레임 패턴 정보를 상기 제2 기지국으로부터 수신하는 정보 수신부, 상기 물리 셀 ID 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 생성하는 보고정보 생성부, 및 상기 측정 보고 메시지, RRC 연결 재구성 완료 메시지 및 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국간의 간섭 조정을 위한 프레임 구성을 나타내는 상기 프레임 패턴 정보를 상기 제1 기지국으로 전송하는 보고정보 전송부를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 이종 네트워크 시스템에서 단말에 의한 프레임 패턴 정보의 전송방법을 제공한다. 상기 전송방법은 펨토 셀(femto cell)로부터 전송되는 신호의 세기를 측정하는 단계, 상기 펨토 셀을 식별하는 물리 셀 ID 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 매크로 셀(macro cell)로 전송하는 단계, 상기 펨토 셀과 상기 매크로 셀간의 간섭 조정을 위한 상기 펨토 셀의 프레임 구성을 나타내는 프레임 패턴,을 요청하는 요청 메시지를 상기 매크로 셀로부터 수신하는 단계, 상기 요청 메시지에 대한 응답으로, 상기 프레임 패턴에 관한 정보를 상기 펨토 셀로부터 수신하는 단계, 및 상기 프레임 패턴 정보를 상기 매크로 셀로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 이종 네트워크 시스템에서 프레임 패턴 정보를 수신하는 기지국을 제공한다. 상기 기지국은 측정 보고 절차(measurement report procedure)에서, 펨토 셀을 식별하는 물리 셀 ID 정보가 인접 관계 테이블(neighbour relation table)에 존재하지 않는 경우, 상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 요청하는 정보인 요청 정보를 단말로 전송하는 정보 전송부, 및 상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 나타내는 정보를 상기 단말로부터 수신하는 보고정보 수신부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 이종 네트워크 시스템에서 기지국에 의한 프레임 패턴 정보를 수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 측정 보고 절차에서, 펨토 셀을 식별하는 물리 셀 ID 정보가 인접 관계 테이블에 존재하지 않는 경우, 상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 요청하는 정보인 요청 정보를 단말로 전송하는 단계, 및 상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 나타내는 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함한다.

본 명세서에 따르면, 불특정한 시간 또는 불특정한 위치에 펨토 셀이 구성되고, 매크로 셀과 펨토 셀간의 연결 설정이 존재하지 않는 경우 또는 매크로 셀이 펨토 셀을 인지하지 않은 경우라도, 셀간 간섭 감쇄를 위한 펨토 셀의 프레임 패턴 정보를 단말을 통하여 매크로 셀로 전달함으로써 매크로 셀과 펨토 셀간 간섭을 감쇄시킬 수 있다. 또한, 프레임 패턴 정보가 기지국과 핵심망을 통하지 않으므로 구현이 용이하고 복잡도가 낮아질 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다.
도 3은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.
도 4는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 5는 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀로 구성된 이종 네트워크의 개념을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 6은 펨토 셀의 구성을 개략적으로 설명하는 개념도이다.
도 7는 HNB 게이트웨이(GateWay: GW)를 이용하여 HNB를 운용하는 네트워크 구조의 개략적인 예시도이다.
도 8은 하향링크에서 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀 간의 간섭에 의해 이용자의 단말이 영향을 받는 것을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 9는 펨토 셀이 매크로 셀로부터 간섭을 받는 경우를 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 이종 네트워크 시스템에서의 셀간 간섭 조정을 위한 프레임 패턴을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 프레임 패턴을 전송하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 예에 따른 단말의 프레임 패턴 정보의 전송방법을 설명하는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 예에 따른 기지국의 프레임 패턴 정보의 수신방법을 설명하는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 프레임 패턴 정보의 전송절차를 설명하는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 예에 따른 이종 네트워크 시스템을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 매크로셀, 피코셀, 펨토셀 등 다양한 형태의 셀이 존재하는 통신 시스템에서 프레임 패턴 정보의 전송에 관한 것이다.

이하, 본 명세서에서는 본 발명과 관련된 내용을 본 발명의 내용과 함께 예시적인 도면과 실시 예를 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 명세서의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한 본 명세서는 무선 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 무선 통신 네트워크에서 이루어지는 작업은 해당 무선 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 데이터를 송신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 무선 네트워크에 결합한 단말에서 작업이 이루어질 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 3GPP LTE/LTE-A의 네트워크 구조일 수 있다. E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 단말(10, User Equipment: UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20, Base Station: BS)을 포함한다.

단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(Mobile Terminal), 무선 기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 펨토 기지국(Femto BS), 릴레이(relay) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 이때 셀은 기지국(11)이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 릴레이, 핫스팟(hot spot)등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다.

기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와, S1-U를 통해 S-GW(Serving GateWay)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/SAE 게이트웨이(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

이하에서, 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. 또한, 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 기지국(20)의 일부일 수 있다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다. 빗금 친 박스는 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 흰 박스는 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다. 각 기능적 개체의 기능을 설명한다.

기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다.

(1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)와 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능. (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption). (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing). (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송. (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송. (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다.

(1) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링. (2) NAS 시그널링 보안(security). (3) 아이들 모드(idle mode) UE 도달성(Reachability), (4) 트랙킹 영역 리스트 관리(Tracking Area list management). (5) 로밍(Roaming) 기능 (6) 인증(Authentication).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다.

(1) 이동성 앵커링(mobility anchoring). (2) 합법적 감청(lawful interception).

P-GW(PDN-Gateway)는 다음과 같은 기능을 수행한다.

(1) 단말 IP(Internet Protocol) 할당(allocation). (2) 패킷 필터링.

도 3은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 4는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 3 및 4를 참조하면, 물리 계층(PHYsical layer: PHY)은 물리 채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다.

전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리 계층 사이는 물리 채널을 통해 데이터가 이동한다. 물리 계층에서는 물리 제어 채널이 사용될 수 있다.

PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)는 단말에게 PCH(Paging CHannel)와 DL-SCH(DownLink Shared CHannel)의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 정보를 알려준다.

PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 스케줄링 그랜트를 나를 수 있다.

PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다.

PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다.

PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NAK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 상향링크 제어 정보를 나른다.

PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)은 UL-SCH(UpLink Shared CHannel)을 나른다.

MAC 계층의 기능은 논리 채널과 전송 채널 간의 매핑 및 논리 채널에 속하는 MAC SDU(Service Data Unit)의 전송 채널 상으로 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다.

MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다.

RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 포함한다.

무선 베어러(Radio Bearer: RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인 모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(Automatic Repeat reQuest)를 통해 오류 정정을 제공한다.

사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 사용자 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.

RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다.

무선 베어러(RB)는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.

무선 베어러(RB)는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB)의 두 가지로 나누어질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

한편, 이동 무선 통신의 셀 내에서 각 무선 링크의 품질은 빠르게 그리고 어느 정도는 무작위적으로 변화하며, 이런 변화는 통신 시스템을 효과적으로 운용하기 위해서 고려되어야 한다.

이런 무선 링크의 품질 변화를 다루기 위한 한 방법으로 스케줄러(Scheduler)가 있다. 하향링크에 대한 스케줄러는 일반적으로, 채널 상태를 고려하지 않고 단말들이 공유 자원을 교대로 사용하는 RR(Round-Robin) 스케줄러, 절대적으로 가장 좋은 순방향 채널(Downlink Channel) 상태를 갖는 단말이 스케줄링되는 max-C/I 스케줄러(또는 maximum rate 스케줄러라고도 함), 공유 자원을 상대적으로 최고의 무선 링크 상태를 가진 단말에게 할당하되 단말 간 장기간의 서비스 품질 차이를 일정 수준 이하로 제한하는 PF(Proportional-Fair) 스케줄러, 비직교 다중접속 방식에서 주로 사용되는 greedy filling 스케줄러 등이 있다.

전력자원이 기지국에 집중되어 있는 하향링크와 달리, 상향링크는 전력 자원이 단말들에게 나뉘어져 있다. 또한, 단일 단말의 최대 상향링크 전송 전력은 일반적으로 기지국의 출력보다 현저하게 낮다. 이런 점에서 상향링크 스케줄링은 하향링크 스케줄링과 차이가 있을 수 있으나, 상술한 하향링크에 대한 스케줄링 원리들은 일반적으로 상향링크에도 역시 적용될 수 있다.

다양한 스케줄링 방식이 있지만, 스케줄링 알고리즘 또는 스케줄링 전략 자체는 일반적으로 (기지국) 구현(implementation)의 문제이므로, 3GPP를 비롯해서 다른 규격에서도 이에 대해서는 구체적으로 표준화하고 있지 않다. 하지만, 거의 모든 서비스 제공자는 기지국 구축과 무선 통신 시스템 운용에 있어서, 사용자 간에 적절한 QoS(Quality of Service)를 유지하면서 셀 내의 무선 자원을 효과적으로 이용하고자 한다. 따라서, 모든 단말들에 대한 동일한 평균 사용자 스루풋(throughput) 혹은 적어도 모든 단말들에 대해 어느 정도의 최소 사용자 스루풋(throughput)을 보장하면서 단말들 사이의 채널 변화를 이용하여 비교적 유리한 채널 조건을 갖는 단말에게 스케줄링하는 것이 대부분 스케줄러들의 전반적인 목표가 된다.

한편, 동일한 공간 내에 이종(異種)의 셀들이 존재하는 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서는 단말에 대한 스케줄링과 함께 이종 네트워크를 구성하는 서로 다른 셀들 간의 조정 또한 고려할 필요가 있다.

이하, 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에 대해서 설명한다.

매크로(macro) 셀과 마이크로(micro) 셀의 단순한 셀 분할로는 증가하는 데이터 서비스에 대한 요구를 충족하기 어렵다. 따라서, 피코 셀, 펨토 셀 그리고 무선 릴레이 등을 이용하여, 실내외 소규모 영역에 대한 데이터 서비스를 운용할 수 있다. 소형 셀들의 용도가 특별히 한정되어 있지는 않지만, 일반적으로 피코 셀은 매크로 셀만으로는 커버되지 않는 통신 음영 지역이나, 데이터 서비스 요구가 많은 영역, 소위 핫존(hotzone)에 이용될 수 있다. 펨토 셀은 일반적으로 실내 사무실이나 가정에서 이용될 수 있다. 또한, 무선 릴레이는 매크로 셀의 커버리지(coverage)를 보완할 수 있다.

이종 네트워크를 구성함에 따라서, 데이터 서비스의 음영 지역을 없앨 수 있을 뿐 아니라, 데이터 전송 속도의 증가를 도모할 수 있다. 도 5는 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀로 구성된 이종 네트워크의 개념을 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀로 구성된 이종 네트워크를 설명하고 있으나, 이종 네트워크는 릴레이 또는 다른 유형의 셀을 포함하여 구성될 수도 있다.

도 5를 참조하면, 이종 네트워크에는 매크로 셀(510)과 펨토 셀(520) 그리고 피코 셀(530)이 함께 운용되고 있다. 매크로 셀(510)과 펨토 셀(520) 그리고 피코 셀(530)은 각각 자신의 셀 커버리지(510, 520, 530)를 갖는다.

펨토 셀은 저전력 무선 접속 포인트로서, 예컨대 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동 통신용 기지국이다. 펨토 셀은 가정이나 사무실의 DSL 도는 케이블 브로드밴드 등을 이용하여 이동 통신 코어 네트워크에 접속할 수 있다.

도 6은 펨토 셀의 구성을 개략적으로 설명하는 개념도이다.

도 6을 참조하면, 가정(610) 또는 사무실 내의 펨토 셀 기지국(620)은 인터넷망과 같은 유선망(630)을 통해 이동 통신 네트워크(640)와 연결된다. 펨토 셀 내의 단말(650)은 펨토 셀 기지국(620)을 통해 이동 통신 네트워크 또는 인터넷망에 접속할 수 있다.

한편, 펨토 셀들에는 자기 조직(Self-Organization) 기능이 지원될 수 있다. 요구된다. 자기 조직 기능은 자기 구성(Self-Configuration) 기능, 자기 최적화(Self-Optimization) 기능, 자기 모니터링(Self-Monitoring) 기능 등으로 분류된다.

자기 구성(Self-Configuration) 기능은 셀 플래닝(Cell Planning) 단계를 거치지 않고, 초기 설치 프로파일에 근거해서 자체적으로 무선 기지국을 설치할 수 있도록 하는 기능이다.

자기 최적화(Self-Optimization) 기능은 인접한 기지국을 식별하고 정보를 취득해서 인접 기지국 리스트를 최적화하고, 가입자 및 트래픽 변화에 따라서 커버리지와 통신 용량을 최적화하는 기능이다.

자기 모니터링(Self-Monitoring) 기능은 수집한 정보를 통해서 서비스 성능이 저하되지 않도록 제어하는 기능이다.

펨토 셀에서는 특히 자기 구성 기능이 지원될 필요가 있으며, 이에 따라 플러그 앤드 플레이(Plug & Play) 기능이 요구된다. 여기에는 IP 주소 획들, RF/Radio 파라미터 및/또는 네트워크 파라미터 설정, 소프트웨어 설치, 기지국 인식 및/또는 인증 등이 포함되며, 인증/승인 등의 보안 절차도 운영자의 도움없이 수행될 수 있다.

사용자 편의를 위해, 매크로 셀과 펨토 셀 사이에는 음성/데이터 서비스에 대한 연속성이 보장될 수 있다. 또한, 펨토 셀은 등록된 사용자와 등록되지 않은 사용자를 구분하여, 등록된 사용자에게만 접속을 허용할 수 있다. 등록된 사용자에게만 접속을 허용하는 셀을 폐쇄형 그룹(Closed Subscriber Group, 이하 "CSG"라고 함)이라고 하고, 일반 사용자에게도 접속을 허용하는 것을 개방형 그룹(Open Subscriber Group, 이하 "OSG"라고 함)이라고 한다. 또한, 이 두 방식을 혼용하여 운용할 수도 있다.

펨토셀 서비스를 제공하는 기지국을 3GPP에서는 펨토 기지국(femto BS), HNB(Home NodeB) 또는 HeNB(Home eNodeB)라고 부른다. 이후, 본 명세서에서는 펨토 기지국, HNB 및 HeNB를 총칭하여 HNB라고 일컫는다. HNB는 기본적으로 CSG에 속하는 멤버에게만 특화된 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 단 HNB의 동작 모드 설정에 따라 CSG 외에 다른 사용자들에게도 서비스를 제공할 수도 있다.

도 7는 HNB 게이트웨이(GateWay: GW)를 이용하여 HNB를 운용하는 네트워크 구조의 개략적인 예시도이다.

HNB들은 HNB GW를 통해 EPC에 연결되거나 직접 EPC에 연결된다. 여기서, 상기 HNB GW는 MME에게는 일반적인 기지국처럼 보인다. 또한, 상기 HNB GW는 상기 HNB에게는 상기 MME처럼 보인다. 따라서, HNB와 HNB GW 사이에는 S1 인터페이스로 연결되며, 상기 HNB GW와 상기 EPC 역시 S1 인터페이스로 연결된다. 또한, HNB와 EPC가 직접 연결될 경우에도 S1 인터페이스로 연결된다. HNB의 기능은 일반적인 기지국의 기능과 대부분 같다.

일반적으로 HNB는 이동통신망 사업자가 소유한 BS와 비교하여 무선 전송 출력이 낮다. 따라서 HNB가 제공하는 커버리지(coverage)는 BS가 제공하는 서비스 영역에 비하여 작은 것이 일반적이다. 이 같은 특성 때문에 서비스 영역 관점에서 HNB가 제공하는 셀은 BS가 제공하는 매크로(macro) 셀과 대비하여 펨토(femto) 셀로 분류되기도 한다.

서비스를 제공하는 관점에서, HNB가 CSG 그룹에게만 서비스를 제공할 때에, 이 HNB가 제공하는 셀은 CSG 셀이라고 일컫는다.

각 CSG는 각기 고유의 식별자를 가지고 있으며, 이 식별자를 CSG ID(CSG identity)라고 부른다. 단말은 자신이 멤버로 속한 CSG의 목록을 가질 수 있고, 이 CSG 목록은 단말의 요청 또는 네트워크의 명령에 의해 변경될 수 있다. 3GPP의 현재 사양에 의하면, 하나의 HNB는 한 개의 CSG를 지원할 수 있다.

단말은 자신이 멤버로 등록되어 있는 CSG의 목록을 가지고 있으며, 이를 CSG 화이트 리스트(white list)라 한다.

HNB는 자신이 지원하는 CSG의 CSG ID를 시스템 정보를 통해 전달하여, 해당 CSG의 멤버 단말만이 접속하도록 한다. 단말은 CSG 셀을 발견하였을 때, 이 CSG 셀이 어떤 CSG를 지원하는지를 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 읽어서 확인할 수 있다. CSG ID를 읽은 단말은 자신이 해당 CSG 셀의 멤버일 경우에만, 즉 CSG ID에 해당되는 CSG가 자신의 CSG 화이트리스트에 포함되어 있을 경우에 해당 셀을 접속할 수 있는 셀로 간주한다.

HNB라고 해서 항상 CSG 단말에게 접속을 허용할 필요는 없다. 또한 HNB의 구성 설정에 따라 CSG 멤버가 아닌 단말의 접속도 허용할 수가 있다. 어떤 단말에게 접속을 허용할지는 HNB의 구성 설정에 따라 바뀌는데, 여기서 구성 설정은 HNB의 동작 모드의 설정을 의미한다. HNB의 동작 모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하는지에 따라 아래의 3가지로 구분된다.

1) 폐쇄 접속 모드(Closed access mode): 특정 CSG 멤버에게만 서비스를 제공하는 모드. HNB는 CSG 셀을 제공한다.

2) 개방 접속 모드(Open access mode): 일반 BS처럼 특정 CSG 멤버라는 제약이 없이 서비스를 제공하는 모드. HNB은 CSG 셀이 아닌 일반적 셀을 제공한다.

3) 하이브리드 접속 모드(Hybrid access mode): 특정 CSG 멤버에게는 CSG 서비스를 제공할 수 있고, 비 CSG 멤버에게도 일반 셀처럼 서비스를 제공하는 모드. CSG 멤버 UE에게는 CSG 셀로 인식이 되고, 비 CSG 멤버 UE에게는 일반 셀처럼 인식이 된다. 이러한 셀을 하이브리드 셀(Hybrid cell)이라고 부른다.

펨토 셀이 매크로 셀과 함께 운용되고 있는 이종 네트워크에서 펨토 셀이 개방 접속 모드인 경우에, 사용자는 매크로 셀과 펨토 셀 중에서 원하는 셀로 접속해서 데이터 서비스를 이용할 수 있다.

펨토 셀이 예컨대, 폐쇄 모드인 경우에, 매크로 셀을 사용하는 일반 사용자는 매크로 셀이 강한 세기의 신호를 전송하는 펨토 셀로부터 간섭을 받고 있더라도 펨토 셀을 이용할 수 없게 된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 매크로 셀의 기지국(BS)들은 X2 인터페이스(interface)를 통해 서로 연결된다. X2 인터페이스는, 기지국 간의 끊김없는(seamless) 핸드오버 및 무손실(lossless) 핸드오버의 운용을 유지하고 무선 자원의 운용(management)을 지원한다. 따라서, 매크로 셀의 기지국들 사이의 간섭 조정(Inter-Cell Interference Coordination: ICIC)에 X2 인터페이스가 큰 역할을 한다.

이에 반해, 매크로 셀의 기지국과 펨토 셀의 기지국 사이에는 X2와 같은 인터페이스가 없다. 따라서, 매크로 셀의 기지국과 펨토 셀의 기지국 사이에서는, 매크로 셀의 BS들 사이에서와 같이 동적인 시그널링(Dynamic Signaling)이 이루어지지 않는다.

도 8은 하향링크에서 매크로 셀, 펨토 셀 그리고 피코 셀 간의 간섭에 의해 이용자의 단말이 영향을 받는 것을 개략적으로 설명하는 도면이다.

도 8을 참조하면, 사용자 단말(850)은 펨토 셀(830)에 접속하여 펨토 셀을 이용할 수 있다. 하지만, 펨토 셀(830)이 CSG 모드이고, HNB 근처에 있는 사용자 단말(860)이 CSG의 등록된 사용자 단말이 아니라면, 사용자 단말(860)은 신호 세기가 강한 펨토 셀에 접속할 수 없고, 펨토 셀의 신호 세기와 비교하여 상대적으로 신호 세기가 약한 매크로 셀에 접속할 수밖에 없다. 따라서, 이 경우에 사용자 단말(860)은 상기 펨토 셀로부터 간섭 신호를 수신할 수 있다.

또한, 사용자 단말(840)은 피코 셀(820)에 접속하여 피코 셀을 이용할 수 있다. 하지만, 이때 사용자 단말(840)은 매크로 셀(810)에 의한 간섭의 영향을 받을 수 있다.

도 9는 펨토 셀이 매크로 셀로부터 간섭을 받는 경우를 개략적으로 설명하는 도면이다. 매크로 셀의 기지국(910)은 펨토 셀의 기지국(930)과 X2 인터페이스를 통해 동적으로 시그널링할 수 있다. 또한, 매크로 셀의 기지국(920)은 펨토 셀의 기지국(940)과 X2 인터페이스를 통해 동적으로 시그널링할 수 있다. 하지만, 이 경우에도 펨토 셀(930)에 접속한 사용자 단말은 매크로 셀(920)로부터 원하지 않는 간섭을 받을 수가 있다.

이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 매크로 셀과 펨토 셀 간의 간섭(Inter-Cell Interference)에 대하여, 간섭에 의한 영향을 더 크게 받거나 간섭으로부터 더 보호해야 하는 빅팀(victim) 셀은 매크로 셀이다. 이에 반해, 간섭에 의해 빅팀 셀에 영향을 미치거나 간섭의 영향을 덜 받는 어그레서(aggressor) 셀은 펨토 셀이다. 일반적으로, 가까이에 있는 펨토 셀의 기지국으로부터 출력되는 강한 세기의 신호보다, 매크로 셀의 약한 신호가 받는 간섭의 영향이 더 크며, 펨토 셀의 사용자보다 매크로 셀의 사용자가 훨씬 많기 때문이다. 다시 말하면, 펨토 셀의 신호가 강하게 수신되는 지역 내에 진입한 매크로 셀 내의 단말기들 중 펨토 셀로 이동할 수 없는 단말기들이 존재할 가능성이 매우 크기 때문이다.

셀 간 간섭을 줄이는 방법으로 셀간 간섭 조정(Inter-Cell Interfernce Coordination: ICIC)이 있다. 일반적으로 셀간 간섭 조정은, 빅팀 셀에 속한 사용자가 어그레서 셀 근처에 있는 경우에, 사용자에게 신뢰성 있는 통신을 지원해주기 위한 방법이다. 셀 간의 간섭을 조정하기 위해서, 예컨대, 어떤 시간 및/또는 주파수 자원의 사용에 대하여 스케줄러에 제약을 부과할 수 있다. 또한, 특정 시간 및/또는 주파수 자원에 얼마나 큰 전력을 사용할지에 대한 제약을 스케줄러에 부과할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 예에 따른 이종 네트워크 시스템에서의 셀간 간섭 조정을 위한 프레임 패턴을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 인접 셀들 사이의 간섭을 조정하기 위해, 서로 다른 종류의 셀들(매크로 셀과 펨토 셀)간에 간섭이 발생하지 않도록 프레임 패턴이 구성된다. 예를 들어, 매크로 셀의 3번째 서브프레임은 거의 비어있는데(almost black), 이는 펨토 셀이 이용할 수 있도록 하고, 매크로 셀과의 간섭을 배제하기 위함이다. 간섭을 제거하기 위해 특정한 패턴의 프레임으로 구성되는 서브프레임을 ABS(almost black subframe)이라 한다. 프레임 패턴은 ABS 패턴이라 불릴 수 있다. 이는 다수의 서브프레임들로 구성된 임의의 주기적인 구간내의 프레임 패턴 구조 자체를 가변적으로 구성함으로써 간섭을 조정하는 방식이다.

본 발명에서 고려하는 ABS는 제어채널 정보 및 데이터 채널정보 중 특정 단말을 위해 할당되는 영역에 대한 정보를 비우는 형태의 ABS를 기반으로 설명한다. 따라서 상기 정보 이외의 파일럿 신호들, 동기 신호, ACK/NACK 전송신호 등과 같은 신호들은 ABS 내에서도 전송된다.

매크로 셀의 기지국과 펨토 셀의 기지국 사이에 X2와 같은 인터페이스가 없기 때문에, 매크로 셀과 펨토 셀의 프레임 패턴은 도 10과 같이 정적(static) 또는 반정적(Semi-Static)인 것이 좋다. 이하에서, 본 발명에 관한 설명을 매크로 셀과펨토 셀간의 간섭만으로 특정하여 설명하나, 이는 예시일 뿐이고, 매크로 셀과 피코 셀간의 간섭에도 적용될 수 있음은 물론이다.

프레임 패턴은 펨토 셀마다 달리 설정될 수 있다. 펨토 셀은 시간과 장소에 구애받지 않고 설치가 가능하기 때문에, 매크로 셀이 모든 펨토 셀의 프레임 패턴을 모두 알기란 어렵다. 나아가 아직까지 매크로 셀이 펨토 셀의 프레임 패턴 정보를 획득하는 방법에 관하여는 결정된 바가 없다. 그렇다고 매크로 셀이 모든 펨토 셀의 프레임 패턴 정보를 S1 인터페이스 및 핵심망(core network)을 통해 획득하는 것은 시간의 지연 및 시스템의 복잡도를 증가시키는 문제가 있다. 따라서 매크로 셀이 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 효율적으로 획득하는 장치 및 방법이 요구된다.

이를 위해 본 발명은 매크로 기지국이 인접 기지국(neighbour BS) 정보를 최적화할 때 인접 기지국 정보에 대한 수작업을 최소화하거나 제거하는 것을 목표로 하는 자동 인접 관계(automatic neighbour relation: 이하 "ANR"라 함) 절차를 이용하여 새로이 설치되는 펨토 기지국을 인접 기지국으로 설정하고, 이와 더불어 상기 펨토 기지국에 관한 프레임 패턴 정보를 매크로 기지국에 전송하는 장치 및 방법을 제공한다.

도 11은 본 발명의 일 예에 따른 프레임 패턴을 전송하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 여기서 단말, 매크로 기지국 및 펨토 기지국은 모두 ANR 절차를 지원한다.

도 11을 참조하면, 펨토 기지국(Femto BS)이 네트워크에 연결되면, 펨토 기지국은 펨토 셀상의 방송채널(broadcast channel: BCCH)을 통해 펨토 셀에 관한 시스템 정보를 주기적으로 전송한다(S1100).

단말은 물리 셀 ID(Physical Cell ID: 이하 "PCI"라 함) 정보가 확인된 모든 인접 셀(neighbouring cell)에 대한 측정 결과를 보고하는 측정 보고 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S1105). 측정 보고 메시지는 인접 셀 리스트 및 PCI 정보를 포함한다. 여기서, 상기 인접 셀은 상기 펨토 셀을 포함하고, 상기 펨토 셀의 수신신호의 세기가 가장 세다고 가정한다. 기지국 RRC 연결이 설정되면, 단말은 매크로 기지국으로부터 측정 보고(measurement report) 요청을 받기 때문에, 이에 대한 응답으로 기지국에 대해 측정 보고를 수행한다.

매크로 기지국은 상기 측정 보고 메시지내의 인접 셀 리스트(neighbour cell list) 중 미리 정해진 임계치 이상의 신호세기를 가지는 상기 인접 셀이 인접 관계 테이블(Neighbour Relation Table: 이하 "NRT"라 함)에 존재하는지를 확인한다(S1110).

만약 상기 인접 셀이 상기 NRT에 존재하지 않는 경우, 이는 매크로 기지국의 입장에서는 미지의 셀로서 취급된다. 따라서, 매크로 기지국은 상기 미지의 셀을 식별하는데 필요한 각종 정보를 요청하는 ECGI(E-UTRAN Cell Global ID) 요청 정보를 포함하는 제1 RRC 연결 재구성(connection reconfiguration) 메시지를 단말로 전송한다(S1115). 여기서, 상기 ECGI 요청 정보는 주기적인 측정보고 목적 설정을 위한 정보이다. 매크로 기지국은 "지시된 인접 셀의 ECGI 보고"와 "신호세기가 가장 센 인접 셀보고" 중 하나만 선택하여 설정할 수 있다. 다시 말하면, 상기 단말이 속한 서빙 기지국은 주기적인 측정보고의 목적으로 현재 단말에서 측정한 모든 기지국들로부터 수신한 수신신호들 중 가장 신호의 세기가 큰 신호가 측정된 셀들 순서로 보고하도록 설정하는 “report Strongest Cells”와, 또는 상기 서빙 기지국에서 인지 못한 이웃 셀에 대한 정보 획득 및 관계설정을 위해 상기 이웃 셀에 대한 고유정보인 ECGI 정보 보고하도록 설정하는 “report ECGI”중 하나만 설정할 수 있다.

단말은 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S1120). 이후 단말은 상기 ECGI 요청 정보의 원인이 된 상기 미지의 셀(여기서는 펨토 셀)로부터 전송되는 시스템 정보를 방송 청취 구간(broadcast listening interval: BLI)에서 수신한다(S1125). 상기 방송 청취 구간은 단말이 매크로 기지국으로부터 수신한 측정 보고 요청 정보내에 포함된 휴면 주기(idle period) 설정 파라미터 또는 자발적 측정 갭(autonomous measurement gap)에 의해 설정된다. 여기서, 단말은 상기 측정 보고 요청 정보를 RRC 연결 설정(establishment)시 또는 그 이후에 RRC 연결 재구성(reconfiguration)시 수신할 수 있다. 상기 시스템 정보는 제1 시스템 정보 블록(system information block: SIB1)을 포함한다.

단말은 상기 SIB1에 포함된 셀 식별정보(Cell identity) 및 PLMN(public land mobile network) 식별(identity)정보를 통해 ECGI값을 획득한다(S1130). 그리고, 단말은 상기 미지의 셀이 펨토 셀임을 인지하고, 상기 SIB1내에 포함되어 있는 상기 팸토 셀의 프레임 패턴 정보를 획득한다(S1135). 물론 상기 프레임 패턴 정보는 SIB1 이외의 다른 SIB에도 포함될 수 있다. 또는 상기 프레임 패턴 정보는 다른 채널, 예를 들어 단말 전용 채널(UE dedicated channel)이나 물리제어채널(physical control channel), 또는 MAC 메시지 또는 RRC 메시지를 통해 전송될 수도 있다. 상기 프레임 패턴 정보는 20bits 또는 40bits인 비트맵 형태로 전송될 수도 있으며, 테이블 참조를 통한 인덱스 형태로 전송될 수도 있다.

단말이 상기 미지의 셀을 펨토 셀로 인지하는 방법은 여러가지가 있을 수 있는데, 일 예로서 특정 구간의 PCI 정보는 펨토 셀에 할당되는 것으로 규약되어 있는 경우, 단말은 PCI 정보가 상기 특정 구간에 속하는지를 판단함으로써 상기 미지의 셀이 펨토 셀임을 인지할 수 있다.

단말은 상기 ECGI값 및 상기 프레임 패턴 정보를 상기 정의된 주기적인 측정 보고 절차를 통하여 매크로 기지국으로 전송한다(S1140). 여기서, 상기 ECGI값 및 상기 프레임 패턴 정보는 RRC 메시지, MAC 메시지 또는 물리계층 제어정보에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 프레임 패턴은 ABS 패턴을 포함한다. 매크로 기지국은 상기 SIB1을 상기 펨토 셀로부터 직접 수신하지 못하지만, 상기 프레임 패턴 정보를 ANR을 통한 간단한 절차에 의해 단말로부터 전달(forward)받을 수 있다. 이로써 상기 프레임 패턴 정보를 핵심망을 통해 전송하는 복잡한 절차가 필요하지 않고, 구현이 매우 용이해 질 수 있다.

매크로 기지국은 상기 펨토 셀을 NRT에 추가하고 상기 펨토 셀의 프레임 패턴을 고려하여 상기 펨토 셀로부터 간섭영향에 있다고 판단되는 단말들에게 서빙셀(serving cell)에 대한 RSRP(Reference Signal Received Power) / RSRQ(Reference Signal Received Quality) 측정에 대한 설정, 인접 셀에 대한 RSRP / RSRQ 측정에 대한 설정 및 CQI 측정이 가능한 시간/주파수 자원에 대한 RRC 설정을 변경한다(S1145). 상기 인접 셀에 대한 RSRP / RSRQ 측정에 대한 설정은 각 인접 셀마다 설정될 수도 있으며 PCI를 기준으로 그룹핑된 인접 셀들에 대해서만 동일할 수도 있으며 모든 인접 셀에 대하여 동일할 수도 있다.

매크로 기지국은 변경된 측정 설정정보를 포함하는 제2 RRC 연결 재구성(reconfiguration) 메시지를 단말로 전송한다(S1150). 단말은 제2 RRC 연결 재구성을 완료한 후 제2 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S1155).

도 11은 미지의 셀이 펨토 셀 또는 혼합 셀(hybrid cell)임을 단말이 PCI 정보나 CSG 식별정보로부터 인지할 수 있는 경우이다. 따라서 매크로 기지국이 단말에 대해 펨토 셀에 관한 프레임 패턴 정보를 별도로 요청하지 않더라도, 단말이 자발적으로 펨토 셀의 프레임 패턴 정보를 획득하여 매크로 기지국에 알려줄 수 있다. 반면, 매크로 기지국의 요청에 의해 단말이 프레임 패턴 정보를 획득해야하는 경우가 있을 수 있다. 이는 도 12에서 설명된다.

도 12는 본 발명의 일 예에 따른 단말의 프레임 패턴 정보의 전송방법을 설명하는 순서도이다.

도 12를 참조하면, 단말은 매크로 기지국에 대해 PCI 정보가 확인된 모든 인접 셀에 대한 측정 보고를 수행한다(S1200). 측정 보고는 RRC 계층에서 수행될 수 있다. RRC 계층에서는 시스템 정보방송, RRC 접속 관리 절차, 무선 베어러(Radio Bearer) 제어절차, 보안절차, 측정절차(measurement procedure), 이동성 관리 절차(핸드오버)등 무선자원관리와 관련된 다양한 절차들이 정의된다. 특히 측정절차는 무선환경을 고려한 적절한 망관리와 자원할당에 필요한 다양한 정보를 기지국에 제공해준다. 측정은 다양한 영역에서 수행될 수 있지만, 측정과 관련된 RRC 메시지들은 단말에서 수행하게 될 측정과 관련된 정보들이다. 측정관련 파라미터들은 시스템 정보를 통해 브로드캐스팅(broadcasting)되거나, 측정제어 메시지(measurement control message)를 통해 단말로 전달된다. 단말은 측정보고 메시지를 전송함으로써 주기적 또는 특정한 이벤트가 발생하였을 때 네트워크로 측정결과를 보고한다. 예를 들어, 셀변경(cell change)을 위한 측정 보고 메시지가 전송되기 위해서는 두가지 조건이 있어야하는데, 첫째로 이웃셀의 측정정보(measurement information)가 서빙셀의 측정정보보다 좋을 것, 둘째로 상기 첫째 조건이 소정의 구동시간(Time to Trigger; 이하 TTT)동안 지속될 것이다.

단말은 ECGI 요청 정보 및 프레임 패턴 요청 정보를 포함하는 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신한다(S1205). 도 11에서와 달리, RRC 연결 재구성 메시지는 프레임 패턴 요청 정보를 더 포함한다. 프레임 패턴 요청 정보는 NRT에 없는 새로운 인접 셀에 관한 프레임 패턴 정보를 단말에게 요청하는 정보이다. 단말은 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S1210).

이후, 단말은 설정된 방송 청취 구간에서 현재 방송채널을 통해 방송 중인 펨토 셀에 대한 시스템 정보를 펨토 셀로부터 수신한다(S1215). 상기 시스템 정보는 시스템 정보 블록으로서, SIB1을 포함하고, SIB1은 셀 식별정보, PLMN 식별정보 및 프레임 패턴 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 단말은 제1 RRC 연결 재구성 메시지에 프레임 패턴 요청 정보가 존재하는지 판단한다(S1220). 프레임 패턴 요청 정보가 존재하면, 단말은 프레임 패턴 요청 정보에 대한 응답으로, 프레임 패턴 정보를 획득하고, ECGI값을 획득한다(S1225). 만약, 프레임 패턴 요청 정보가 존재하지 않으면, 단말은 ECGI 요청 정보에 대한 응답으로, 셀 식별정보 및 PLMN 식별정보를 통해 ECGI값을 획득한다(S1230). 여기서, 상기 단계 S1220이하의 절차가 S1215보다 이후에 발생하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시일 뿐이고, S1215가 단계 S1220 이후에 이루어질 수도 있고, 이는 구현상의 차이에 불과할 뿐이다.

단말은 획득된 ECGI값 및/또는 프레임 패턴 정보를 매크로 기지국으로 전송한다(S1235). 이 때, 상기 ECGI값 및 상기 프레임 패턴 정보는 RRC 메시지, MAC 메시지 또는 물리계층 제어정보에 포함되어 전송될 수 있다.

상기 ECGI값 및/또는 프레임 패턴 정보에 의해 RRC 연결 설정이 변경되면, 단말은 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 매크로 기지국으로부터 수신한다(S1240). 단말은 제2 RRC 연결 재구성 메시지에 따라 RRC 연결을 재구성하고, 제2 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 매크로 기지국으로 전송한다(S1245).

도 13은 본 발명의 일 예에 따른 기지국의 프레임 패턴 정보의 수신방법을 설명하는 순서도이다. 여기서 기지국은 매크로 기지국을 포함한다.

도 13을 참조하면, 기지국은 PCI 정보가 확인된 모든 인접 셀에 대한 측정 보고 메시지를 단말로부터 수신한다(S1300). 기지국은 PCI 정보로부터 상기 측정 보고 메시지내의 인접 셀 리스트 중 미리 정해진 임계치 이상의 신호세기를 가지는 상기 인접 셀이 NRT에 존재하는지를 확인한다(S1305).

만약 상기 인접 셀이 상기 NRT에 존재하지 않는 경우, 이는 기지국의 입장에서는 미지의 셀로서 취급된다. 따라서, 기지국은 상기 미지의 셀을 식별하는데 필요한 각종 정보를 요청하는 ECGI 요청 정보 및 상기 미지의 셀에 관한 프레임 패턴 정보를 단말에게 요청하는 프레임 패턴 요청 정보를 포함하는 제1 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송한다(S1310).

기지국은 제1 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 단말로부터 수신한다(S1315). 이후, 기지국은 상기 ECGI 요청 정보에 대한 응답으로 ECGI값을 수신하거나, 또는 상기 프레임 패턴 요청 정보에 대한 응답으로 프레임 패턴 정보를 수신한다(S1320). 기지국은 상기 미지의 셀을 NRT에 추가하고 상기 미지의 셀의 프레임 패턴을 고려하여 상기 미지의 셀로부터 간섭영향에 있다고 판단되는 단말들에게 서빙셀(serving cell)에 대한 RSRP(Reference Signal Received Power) / RSRQ(Reference Signal Received Quality) 측정에 대한 설정, 인접 셀에 대한 RSRP / RSRQ 측정에 대한 설정 및 CQI 측정이 가능한 시간/주파수 자원에 대한 RRC 설정을 변경한다(S1325). 상기 인접 셀에 대한 RSRP / RSRQ 측정에 대한 설정은 각 인접 셀마다 설정될 수도 있으며 PCI를 기준으로 그룹핑된 인접 셀들에 대해서만 동일할 수도 있으며 모든 인접 셀에 대하여 동일할 수도 있다.

기지국은 변경설정된 측정 구성을 알려주는 제2 RRC 연결 재구성 메시지를 단말로 전송하고(S1330), 제2 RRC 연결 재구성이 완료됨을 나타내는 제2 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 단말로부터 수신한다(S1335).

도 14는 본 발명의 일 예에 따른 프레임 패턴 정보의 전송절차를 설명하는 개념도이다.

도 14를 참조하면, 이종 네트워크 시스템은 매크로 셀(1400), 펨토 셀(1405) 및 단말(1410)을 포함한다. 매크로 셀(1400)의 PID 정보는 3이고, ECGI값은 17이다. 펨토 셀(1405)의 PID(Phy-CID) 정보는 5, ECGI값은 19 그리고 펨토 셀(1405)은 특정한 ABS 패턴 정보에 따라 동작한다. 단말(1410)은 매크로 셀(1400)과 통신 중에 펨토 셀(1405)이 네트워크에 진입(entry)함을 인지하는 기능 또는 성능(capability)를 포함한다. 단말(1410)은 RRC 연결이 설정된 후에 접속된 매크로 셀(1400)로부터 측정(measurement) 보고 요청을 받으며, RRC 연결 모드에 있는 동안 계속해서 측정 보고 요청에 지시된 바에 따라, 탐지된 모든 PCI 정보를 매크로 셀(1400)로 보고한다.

먼저, 일반적인 측정 절차에 근거하여 단말(1410)은 자신이 측정한 펨토 셀(1405)의 PID(Phy-CID) 정보를 매크로 셀(1400)로 전송한다(S1400).

매크로 셀(1400)은 단말(1410)로부터 수신한 PCI 정보가 서빙 기지국의 인접 셀 데이터 베이스(datebase)에 등록되어 있지 않아서 찾을 수 없는 경우, 매크로 셀(1400)의 ANR 기능(function)은 펨토 셀(1405)을 식별하는 PCI 정보를 기반으로, 펨토 셀(1405)의 ECGI 및 ABS 패턴 정보를 검색하도록 단말(1410)에 요청한다(S1405). 이 때 매크로 셀(1400)은 요청 대상인 펨토 셀(1405)의 PID 정보를 5로 설정하여 전송한다. 이로써 단말(1410)은 자신이 매크로 셀(1400)로 전송해주어야 할 ECGI값과 ABS 패턴 정보가 어느 인접 셀에 관한 것인지를 특정할 수 있다.

이후, 단말(1410)은 펨토 셀(1405)로부터 방송되는 BCCH(Broadcast Control CHannel)를 읽는다(S1410). BCCH는 펨토 셀(1405)의 PID 정보, ECGI값 그리고, ABS 패턴 정보를 포함하는 SIB1을 방송한다.

단말(1410)은 PID 정보가 5인 펨토 셀(1405)의 ECGI값 및/또는 ABS 패턴 정보를 매크로 셀(1400)로 전송한다. 펨토 셀(1405)이 CSG 셀 또는 혼합 셀인 경우, 단말(1410)은 CSG ID도 함께 전송한다.

매크로 셀(1400)은 NRT에 펨토 셀(1405)을 추가한다. 필요 시 매크로 셀(1400)은 새로운 인터페이스, 예를 들어 X2 인터페이스를 설정할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 예에 따른 이종 네트워크 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 15를 참조하면, 이종 네트워크 시스템은 매크로 기지국(1500), 펨토 기지국(1540) 및 단말(1580)을 포함한다. 이종 네트워크 시스템에서는 펨토 기지국(1540)의 프레임 패턴 정보의 전송을 위해 ANR 절차가 이용된다.

매크로 기지국(1500)은 정보 전송부(1505) 및 보고정보 수신부(1510)를 포함한다. 정보 전송부(1505)는 단말(1580)로부터 PCI 정보를 수신하고, 상기 PCI 정보를 기초로 측정 보고 메시지내의 인접 셀 리스트 중 미리 정해진 임계치 이상의 신호세기를 가지는 인접 셀이 NRT에 존재하는지를 확인한다. 그리고, 상기 인접 셀이 NRT에 존재하는 경우, 정보 전송부(1505)는 프레임 패턴 요청 정보 및/또는 ECGI 요청 정보를 포함하는 메시지를 단말(1580)로 전송한다. 상기 메시지는 RRC 연결 재구성 메시지일 수 있다. 또는, 상기 메시지는 MAC 계층에서 생성되는 메시지일 수 있다. 프레임 패턴 요청 정보는 프레임 패턴 요청 정보는 NRT에 없는 새로운 인접 셀에 관한 프레임 패턴 정보를 단말에게 요청하는 정보이다.

그리고, 정보 전송부(1505)는 상기 새로운 인접 셀을 NRT에 추가하고 상기 인접 셀의 프레임 패턴을 고려하여 간섭영향에 있다고 판단되는 단말들에게 서빙셀에 대한 RSRP / RSRQ 측정에 대한 설정, 인접 셀에 대한 RSRP / RSRQ 측정에 대한 설정 및 CQI 측정이 가능한 시간/주파수 자원에 대한 RRC 설정을 변경하고, 변경된 RRC 설정에 따른 RRC 연결 재구성 메시지를 단말(1580)로 전송한다. 상기 인접 셀에 대한 RSRP / RSRQ 측정에 대한 설정은 각 인접 셀마다 설정될 수도 있으며 PCI를 기준으로 그룹핑된 인접 셀들에 대해서만 동일할 수도 있으며 모든 인접 셀에 대하여 동일할 수도 있다.

보고정보 수신부(1510)는 단말(1580)로부터 펨토 기지국(1540)에 관한 프레임 패턴 정보를 수신한다. 프레임 패턴 정보는 상기 도 10에서 설명된 바와 같이 정의되며, 보고정보 수신부(1510)는 프레임 패턴 정보와 동시에 ECGI값을 수신할 수 있다. 프레임 패턴 정보 및/또는 ECGI값은 RRC 메시지, MAC 메시지 또는 물리계층 제어정보에 포함되어 전송될 수 있다. 또한, 보고정보 수신부(1510)는 단말(1580)로부터 측정 보고 메시지를 수신한다.

펨토 기지국(1540)은 프레임 패턴 정보 생성부(1545) 및 방송채널 전송부(1550)를 포함한다. 프레임 패턴 정보 생성부(1545)는 펨토 기지국(1540)의 프레임 패턴 정보, ECGI값, PCI 정보를 생성한다. 방송채널 전송부(1550)는 시스템 정보와 같이 모든 단말이 수신하여야 하는 정보를 BCCH를 통해 방송한다. 특히, 방송채널 전송부(1550)는 프레임 패턴 정보 생성부(1545)에 의해 생성되는 프레임 패턴 정보를 시스템 정보, 예를 들어 SIB1에 포함시켜 단말(1580)로 전송한다.

단말(1580)은 정보 수신부(1585), 보고정보 생성부(1590) 및 보고정보 전송부(1595)를 포함한다. 정보 수신부(1585)는 매크로 기지국(1500)으로부터 프레임 패턴 요청 정보 및/또는 ECGI 요청 정보를 포함하는 RRC 연결 재구성 메시지를 수신하고, 기설정된 방송 청취 구간에서 펨토 기지국(1540)으로부터 프레임 패턴 정보를 수신한다.

보고정보 생성부(1950)는 매크로 기지국(1500)에 대해 PCI 정보가 확인된 모든 인접 셀에 대한 측정 보고를 수행하여, 인접 셀 리스트 및 PCI 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 생성한다. 또한, 보고정보 생성부(1590)는 프레임 패턴 정보 및/또는 ECGI값, PCI 정보를 생성한다.

보고정보 전송부(1595)는 측정 보고 메시지, 프레임 패턴 정보 및/또는 ECGI값을 매크로 기지국(1500)으로 전송한다.

실시예에서는 이종 네트워크(Heterogeneous Network)에서 팸토 셀의 하향링크 서브프레임의 패턴을 제한하여, 매크로 셀의 하향링크 전송에 간섭이 미치는 영향을 줄이는 방법을 설명하였으나, 상술한 바와 같이 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상은 매크로 셀의 하향링크 서브프레임의 패턴을 제한하여 피코 셀과의 사이에서 간섭의 영향을 줄이는 경우에도 적용될 수 있음에 유의한다.

본 발명에서 설명한 상위 계층으로부터 전달되는 제어 정보들은 별도의 물리 제어 채널로도 전송될 수 있으며, 기지국 또는 단말의 요청에 의해 혹은 미리 정해진 소정의 규칙 또는 지시에 따라서 주기적 또는 비주기적으로 갱신될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (20)

1. 이종 네트워크 시스템에서 프레임 패턴 정보를 전송하는 단말에 있어서,
   물리 셀 ID(Physical Cell Identifier: PCI) 정보에 의해 식별되는 제2 기지국에 관한 프레임 패턴(frame pattern)을 요청하는 RRC 연결 재구성 메시지를 제1 기지국으로부터 수신하고, 상기 프레임 패턴 정보를 상기 제2 기지국으로부터 수신하는 정보 수신부;
   상기 물리 셀 ID 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 생성하는 보고정보 생성부; 및
   상기 측정 보고 메시지, RRC 연결 재구성 완료 메시지 및 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국간의 간섭 조정을 위한 프레임 구성을 나타내는 상기 프레임 패턴 정보를 상기 제1 기지국으로 전송하는 보고정보 전송부를 포함하는 단말.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 정보 수신부는, 상기 단말에 고유하게 설정되는 방송 청취 구간(broadcast listening interval)동안 방송채널(broadcast channel)을 통해 상기 프레임 패턴 정보를 상기 제2 기지국으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는, 단말.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 방송 청취 구간은 상기 단말이 자율적으로(autonomously) 결정하는 측정 구간인 것을 특징으로 하는, 단말.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 방송 청취 구간은 상기 단말에 관한 휴면 주기(idle period) 설정 파라미터에 의해 결정되는 구간인 것을 특징으로 하는, 단말.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 기지국은 매크로 기지국(macro base station)이고, 상기 제2 기지국은 펨토 기지국(femto base station)인 것을 특징으로 하는, 단말.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 보고정보 전송부는, 상기 제2 기지국에 관한 ECGI(E-UTRAN Cell Global ID)값을 상기 제1 기지국으로 더 전송하는 것을 특징으로 하는, 단말.
7. 이종 네트워크 시스템에서 단말에 의한 프레임 패턴 정보의 전송방법에 있어서,
   펨토 셀(femto cell)로부터 전송되는 신호의 세기를 측정하는 단계;
   상기 펨토 셀을 식별하는 물리 셀 ID 정보를 포함하는 측정 보고 메시지를 매크로 셀(macro cell)로 전송하는 단계;
   상기 펨토 셀과 상기 매크로 셀간의 간섭 조정을 위한 상기 펨토 셀의 프레임 구성을 나타내는 프레임 패턴을 요청하는 요청 메시지를 상기 매크로 셀로부터 수신하는 단계;
   상기 요청 메시지에 대한 응답으로, 상기 프레임 패턴에 관한 정보를 상기 펨토 셀로부터 수신하는 단계; 및
   상기 프레임 패턴 정보를 상기 매크로 셀로 전송하는 단계를 포함하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 프레임 패턴에 관한 정보는 단말에 고유하게 설정되는 방송 청취 구간동안 방송채널을 통해 상기 펨토 셀로부터 수신되는 것을 특징으로 하는, 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 방송 청취 구간은 상기 단말이 자율적으로 결정하는 측정 구간인 것을 특징으로 하는, 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 방송 청취 구간은 상기 단말에 관한 휴면 주기 설정 파라미터에 의해 결정되는 구간인 것을 특징으로 하는, 방법.
11. 이종 네트워크 시스템에서 프레임 패턴 정보를 수신하는 기지국에 있어서,
    측정 보고 절차(measurement report procedure)에서, 펨토 셀을 식별하는 물리 셀 ID 정보가 인접 관계 테이블(neighbour relation table)에 존재하지 않는 경우, 상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 요청하는 정보인 요청 정보를 단말로 전송하는 정보 전송부; 및
    상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 나타내는 정보를 상기 단말로부터 수신하는 보고정보 수신부를 포함하는 기지국.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보 전송부는,
    상기 물리 셀 ID 정보는 기초로 미리 정해진 임계치 이상의 신호세기를 가지는 상기 펨토 셀이 상기 인접 관계 테이블에 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는, 기지국.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 요청 정보는 RRC 연결 재구성 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는, 기지국.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보 전송부는,
    상기 프레임 패턴을 나타내는 정보에 기반하여 RSRP(reference signal received power) 또는 RSRQ(reference signal received quality) 측정에 대한 설정, 상기 펨토 셀에 대한 RSRP 또는 RSRQ 측정에 대한 설정, 및 CQI(Channel Quality Information) 측정이 가능한 시간/주파수 자원에 대한 RRC(Radio Resource Control)의 설정을 변경하고,
    상기 변경된 RRC 설정에 따른 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는, 기지국.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴을 나타내는 정보는 RRC 메시지, MAC 메시지 및 물리계층의 시그널링 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 기지국.
16. 이종 네트워크 시스템에서 기지국에 의한 프레임 패턴 정보를 수신하는 방법에 있어서,
    측정 보고 절차에서, 펨토 셀을 식별하는 물리 셀 ID 정보가 인접 관계 테이블에 존재하지 않는 경우, 상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 요청하는 정보인 요청 정보를 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 펨토 셀에 관한 프레임 패턴을 나타내는 정보를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 물리 셀 ID 정보를 기초로 미리 정해진 임계치 이상의 신호세기를 가지는 상기 펨토 셀이 상기 인접 관계 테이블에 존재하는지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 요청 정보는 RRC 연결 재구성 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는, 방법.
19. 제 16 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴을 나타내는 정보에 기반하여 RSRP(reference signal received power) 또는 RSRQ(reference signal received quality) 측정에 대한 설정, 상기 펨토 셀에 대한 RSRP 또는 RSRQ 측정에 대한 설정, 및 CQI(Channel Quality Information) 측정이 가능한 시간/주파수 자원에 대한 RRC(Radio Resource Control)의 설정을 변경하는 단계; 및
    상기 변경된 RRC 설정에 따른 RRC 연결 재구성 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
20. 제 16 항에 있어서,
    상기 프레임 패턴을 나타내는 정보는 RRC 메시지, MAC 메시지 및 물리계층의 시그널링 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 방법.

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