KR20120070598A - 무선통신시스템, 저전력기지국, 고전력기지국, 무선단말, 및 무선통신방법 - Google Patents

무선통신시스템, 저전력기지국, 고전력기지국, 무선단말, 및 무선통신방법 Download PDF

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치하루 야마자키
겐타 오키노
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교세라 가부시키가이샤
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Abstract

본 무선통신시스템(1)은, 고전력기지국(200), 상기 고전력기지국(200)으로 형성되는 매크로셀(C2) 내에 위치하는 무선단말(300), 고전력기지국(200)보다 송신 출력 전력이 낮은 저전력기지국(100)을 구비한다. 상기 저전력기지국(100)은, 상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를 상기 고전력기지국(200)에 전송하고; 상기 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신된 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 전송하며, 상기 무선단말(300)은, 상기 고전력기지국(200)으로부터 수신된 제어 정보를 사용하여 상기 저전력기지국(100)과의 무선통신을 행한다.

Description

무선통신시스템, 저전력기지국, 고전력기지국, 무선단말, 및 무선통신방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, LOW-POWER BASE STATION, HIGH-POWER BASE STATION, WIRELESS TERMINAL, AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}
본 발명은 상이한 종류의 기지국들을 함께 사용하는 무선통신시스템, 저전력기지국, 고전력기지국, 무선단말, 및 무선통신방법에 관한 것이다.
종래의 셀룰러 방식의 무선통신시스템은, 광범위 서비스 구역을 셀(cell)이라고 불리우는 통신 에어리어 단위(communication area unit)들로 분할하고, 상기 통신 에어리어 내의 무선단말과의 무선통신들을 담당하는 기지국을 각각의 통신 에어리어에 할당함으로써, 광범위한 서비스 구역의 에어리어 커버리지(area coverage)를 달성한다. 이러한 기지국으로서, 송신 출력 전력이 높은 고전력기지국(소위, 매크로셀(macrocell) 기지국)이 사용되고 있다.
최근에는, 고전력기지국보다 송신 출력 전력이 낮은 저전력기지국(소위, 피코셀(picocell) 기지국 또는 펨토셀(femtocell) 기지국)이 주목받고 있다. 저전력기지국이 고전력기지국의 셀 내에 설치되는 경우, 상기 고전력기지국의 부하가 상기 저전력기지국에 분산될 수 있다. 첨언하면, 고전력기지국과 저전력기지국을 함께 사용하는 무선통신 환경은 헤테로지니어스 환경(heterogeneous deployment)이라고 불리운다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
선행 기술문헌
비특허문헌
비특허문헌 1: 3GPP R1-093433 "Uplink performance evaluation in heterogeneous deployment"
한편, 무선단말과 기지국 간의 무선통신들에서는 사용자 데이터 이외에 제어 정보도 송수신된다. 상기 제어 정보는 무선단말과 기지국 간의 무선통신에 필요한 정보이기 때문에, 상기 무선단말은, 무선단말이 상기 기지국으로부터의 제어 정보를 수신할 수 없으면, 상기 기지국과의 무선통신들을 행할 수 없게 된다.
상기 헤테로지니어스 환경 하에서는, 저전력기지국이 이렇게 작은 제어 정보의 송신 출력 전력을 가지므로, 상기 저전력기지국의 근방에 위치하는 무선단말만이 저전력기지국과의 무선통신을 행할 수 있게 된다. 다시 말해, 저전력기지국과의 무선통신이 가능한 무선단말들은 한정되어 있다. 따라서, 상기 기지국들 가운데 부하가 적절하게 분산될 수 없다는 문제점이 있게 된다.
이러한 사정들 하에서, 본 발명의 목적은 헤테로지니어스 환경하에 있어서 기지국들 가운데 적절한 부하 밸런싱(load balancing)을 가능하게 하는 무선통신시스템, 저전력기지국, 고전력기지국, 무선단말, 및 무선통신방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술된 과제들을 해결하기 위하여 다음과 같은 특징들을 가진다. 본 발명의 제1특징은 다음과 같이 요약된다. 무선통신시스템은, 제1기지국(예컨대, 고전력기지국 200); 및 상기 제1기지국과의 통신이 가능한 제2기지국(예컨대, 저전력기지국 100)을 포함하여 이루어지고, 상기 제2기지국은, 상기 제1기지국의 통신 에어리어 내에 있는 무선단말(무선단말 300)과 상기 제2기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를 상기 제1기지국에 송신하고, 상기 제1기지국은, 상기 제2기지국으로부터 수신된 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신하며, 상기 무선단말은, 상기 제1기지국으로부터 수신된 상기 제어 정보를 사용하여, 상기 제2기지국과의 무선통신들을 행한다.
본 발명의 제2특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제1기지국은 고전력기지국이고, 상기 제2기지국은 그 송신 출력 전력이 상기 고전력기지국의 송신 출력 전력보다 작은 저전력기지국이다.
상술된 무선통신시스템에 따르면, 저전력기지국보다 송신 출력 전력이 높은 고전력기지국이 상기 저전력기지국을 대신하여 상기 저전력기지국으로부터의 제어 정보를 상기 무선단말에 송신한다.
이에 따라, 상기 무선단말은, 상기 저전력기지국으로부터의 제어 정보가 직접 수신될 수 없는 경우에도, 상기 저전력기지국으로부터의 제어 정보를 수신할 수 있다. 다시 말해, 상기 저전력기지국 근방의 무선단말 이외의 무선단말도 상기 저전력기지국과의 무선통신들을 행할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 특징들에 따른 무선통신시스템은, 헤테로지니어스 환경 하에 있어서 기지국들 가운데 적절한 부하 밸런싱을 가능하게 한다.
본 발명의 제3특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제2기지국은, 상기 제1기지국이 상기 무선단말에 상기 제어 정보를 송신하는 타이밍을 지정하기 위한 타이밍 지정 정보를 송신하고, 상기 제1기지국은, 상기 제2기지국으로부터 수신된 상기 타이밍 지정 정보에 의해 지정된 타이밍에서 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신한다.
본 발명의 제4특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제1기지국은, 상기 제2기지국이 상기 제1기지국에 제어 정보를 송신하는 타이밍과 상기 제1기지국이 상기 무선단말에 제어 정보를 송신하는 타이밍 간의 차이를 상기 제2기지국에 통지한다.
본 발명의 제5특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제2기지국은, 상기 무선단말을 식별하기 위한 단말 식별 정보를 상기 제1기지국에 송신하고, 상기 단말 식별 정보는, 상기 제1기지국으로부터 상기 무선단말에 송신되는 상기 제어 정보의 송신 처리에 사용된다.
본 발명의 제6특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 무선단말이 상기 제어 정보를 상기 제2기지국으로부터 직접 수신가능한 경우, 상기 제2기지국은, 상기 제어 정보의 송신처를 상기 제1기지국으로부터 상기 무선단말로 전환하고, 상기 무선단말이 상기 제어 정보를 상기 제2기지국으로부터 직접 수신불가능한 경우, 상기 제2기지국은, 상기 제어 정보의 송신처를 상기 무선단말로부터 상기 제1기지국으로 전환한다.
본 발명의 제7특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제어 정보는, 상기 제2기지국이 상기 무선단말로부터 수신한 데이터가 성공적으로 복호화되는지의 여부를 나타내는 확인 응답 정보(acknowledgement information)를 포함한다.
본 발명의 제8특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제어 정보는, 상기 제2기지국에 의해 상기 무선단말에 할당된 무선 리소스를 나타내는 리소스 할당 정보를 포함한다.
본 발명의 제9특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제2기지국은, 실행 중인 어플리케이션을 RTT가 낮은 것이 요구되는 어플리케이션으로 전환하는 무선단말을 검출하는 경우, 상기 무선단말의 접속처(connection destination)를 상기 제1기지국으로 전환시키는 제어를 행한다.
본 발명의 제10특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. RTT가 낮은 것이 요구되는 제1어플리케이션과 RTT가 낮은 것이 요구되지 않는 제2어플리케이션을 상기 무선단말이 실행하는 것을 검출하는 경우, 상기 제2기지국은, 상기 제1어플리케이션에 대응하는, 상기 무선단말의 접속처를 상기 제1기지국으로 전환시키는 제어를 행한다.
본 발명의 제11특징은 상기 제1특징에 관한 것으로, 다음과 같이 요약된다. 상기 제1기지국은 저전력기지국이고, 상기 제2기지국은, 그 송신 출력 전력이 상기 저전력기지국의 송신 출력 전력보다 높은 고전력기지국이다.
본 발명의 제12특징은 다음과 같이 요약된다. 고전력기지국(고전력기지국 200)보다 송신 출력 전력이 낮은 저전력기지국(저전력기지국 100)은, 상기 고전력기지국으로 형성되는 통신 에어리어(매크로셀 C2) 내에 위치하는 무선단말(무선단말 300)과 상기 저전력기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를, 상기 고전력기지국에 송신하도록 구성된 기지국간 통신부(유선통신부(140)); 및 상기 고전력기지국으로부터 상기 제어 정보를 수신하는 상기 무선단말과의 무선통신들을 행하도록 구성된 무선통신부를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 제13특징은 다음과 같이 요약된다. 저전력기지국(저전력기지국 100)보다 송신 출력 전력이 높은 고전력기지국(고전력기지국 200)은, 상기 고전력기지국으로 형성되는 통신 에어리어(매크로셀 C2) 내에 위치하는 무선단말(무선단말 300)과 상기 저전력기지국 간의 무선통신들에 필요한 제어 정보를, 상기 저전력기지국으로부터 수신하도록 구성된 기지국간 통신부(유선통신부(240)); 및 상기 기지국간 통신부에 의해 수신된 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신하도록 구성된 무선통신부(무선통신부(210))를 포함하여 이루어지는 고전력기지국.
본 발명의 제14특징은 다음과 같이 요약된다. 저전력기지국(저전력기지국 100)보다 송신 출력 전력이 높은 고전력기지국(고전력기지국 200)으로 형성되는 통신 에어리어(매크로셀 C2) 내에 위치하는 무선단말(무선단말 300)은, 상기 무선단말과 상기 저전력기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를 상기 고전력기지국으로부터 수신하도록, 그리고 상기 수신된 제어 정보를 사용하여 상기 저전력기지국과의 무선통신을 행하도록 구성된 무선통신부(무선통신부(310))를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 제15특징은 다음과 같이 요약된다. 무선통신방법은, 제1기지국으로 형성되는 통신 에어리어 내에 위치하는 무선단말과 제2기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를, 상기 제2기지국으로부터 상기 제1기지국으로 송신하는 단계; 상기 제2기지국으로부터 상기 제1기지국이 수신한 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신하는 단계; 및 상기 제1기지국으로부터 수신된 상기 제어 정보를 사용하여 상기 무선단말이 상기 제2기지국과의 무선통신을 행하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명은, 헤테로지니어스 환경 하에 기지국들 가운데 적절한 부하 밸런싱을 가능하게 하는 무선통신시스템, 저전력기지국, 고전력기지국, 무선단말, 및 무선통신방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선통신시스템의 개략적인 전체 구성도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선단말에 관련되는 통신채널을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 저전력기지국의 구성을 나타내는 블럭도;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고전력기지국의 구성을 나타내는 블럭도;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 무선단말의 구성을 나타내는 블럭도;
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선통신시스템의 PUSCH 송신에 관련된 동작의 흐름을 나타내는 동작시퀀스도;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 무선단말의 구성을 나타내는 블럭도;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 저전력기지국의 구성을 나타내는 블럭도;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 고전력기지국의 구성을 나타내는 블럭도; 및
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 무선통신시스템의 동작을 설명하기 위한 개략적인 시퀀스도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 이하의 각실시예에서의 도면들의 기재에 있어서, 동일하거나 유사한 부분들에는 동일하거나 유사한 부호들로 표시된다.
[제1실시예]
제1실시예에 있어서, (1) 무선통신시스템의 개략적인 구성, (2) 무선통신시스템의 상세 구성, (3) 무선통신시스템의 동작, 및 (4) 실시예들의 효과들을 순차적으로 설명한다.
(1) 무선통신시스템의 개략적인 구성
도 1은 제1실시예에 따른 무선통신시스템(1)의 개략적인 전체 구성도이다. 상기 무선통신시스템(1)은, 예를 들면 제3.9세대(3.9G) 셀룰러 무선통신시스템인 LTE(Long Term Evolution) Release 9에 기초한 구성 또는 제4세대(4G) 셀룰러 무선통신시스템으로서 위치가 부여되는 LTE-Advanced에 기초한 구성을 가진다. 이하, LTE Release 9 및 LTE-Advanced를 LTE로 총칭한다.
상기 무선통신시스템(1)은, 저전력기지국(저출력전력기지국 또는 소출력기지국)(100), 고전력기지국(고출력전력기지국 또는 대출력기지국)(200), 및 무선단말(300)을 구비한다. 상기 저전력기지국(100)은, 상기 고전력기지국(200)보다 송신 출력 전력이 낮은 기지국이다. 상기 저전력기지국(100)은, 상기 고전력기지국(200)의 부하를 분산시키는 것을 주목적으로 하여 매크로셀 C2 내에 설치되어 있다. 상기 LTE에 있어서는, 기지국을 eNB라 하고, 무선단말은 UE(User Equipment)라고 한다는 점에 유의한다.
상기 제1실시예에 있어서, 상기 저전력기지국(100)은, 반경이 수십 내지 100 미터 정도의 통신 에어리어인 피코셀 C1을 형성하는 피코셀기지국이다. 상기 피코셀은 또한 핫 존(hot zone)이라고도 한다는 점에 유의한다. 또한, 상기 고전력기지국(200)은, 반경이 수백 미터 내지 수 킬로미터 정도의 통신 에어리어인 매크로셀 C2를 형성하는 매크로셀기지국이다. 이러한 방식으로, 상기 무선통신시스템(1)에서는, 헤테로지니어스 환경이 제공된다.
상기 저전력기지국(100)에는 무선단말(300)이 접속되어 있다. 다시 말해, 제1실시예에 있어서, 상기 저전력기지국(100)은 상기 무선단말(300)의 접속처기지국(서빙(serving) 기지국)이다.
일반적으로, 상기 무선단말(300)에서의 수신 전력이 가장 큰 무선신호를 송신하는 기지국이 상기 무선단말(300)의 접속처로서 선택된다. 상기 제1실시예에서는 이러한 수신 전력을 토대로 접속처를 선택하는 방법(이하, RP 기준)을 채택하지 않고, 상기 무선단말(300)과의 전파 손실이 가장 작은 기지국을 상기 무선단말(300)의 접속처기지국(서빙기지국)으로서 선택하는 방법(이하, PL 기준)을 채택하고 있다. 도 1에 있어서, 상기 피코셀 C1은, RP 기준에 기초한 통신 에어리어로서 예시되어 있지만, 상기 PL 기준에서는 도 1 보다 상기 피코셀 C1이 논리적으로 확대된다. 상기 PL 기준은, RP 기준과는 달리 업링크 통신 성능을 최대한 증대시킬 수 있다.
상기 저전력기지국(100) 및 상기 고전력기지국(200)은 유선통신망인 코어 네트워크(10)에 접속되어 있다. 상기 코어 네트워크(10)는 통신사업자에 의해 제공되어, 도시되어 있지 않은 라우터 등으로 구성된다. 상기 저전력기지국(100) 및 상기 고전력기지국(200)은, 상기 코어 네트워크(10)에 설정된 논리적 통신로인 커넥션(connection)을 거쳐 직접 기지국통신을 행할 수 있다. 상기 커넥션은 상기 LTE에 있어서 X2 인터페이스라고 한다.
도 2는 무선단말(300)에 관련되는 통신채널을 설명하기 위한 도면이다.
상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 업링크에 있어서는, 제어 정보가 전송되는 물리적인 업링크 제어 채널(PUCCH) 및 사용자 데이터가 전송되는 업링크 공유 채널(PUSCH)이 설정되어 있다. 상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 다운링크에 있어서는, 사용자 데이터가 전송되는 물리적인 다운링크 공유 채널(PDSCH)이 설정되어 있다. 상기 무선단말(300)과 상기 고전력기지국(200) 간의 다운링크에 있어서는, 제어 정보가 전송되는 물리적인 다운링크 제어 채널(PDCCH) 및 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ; hybrid automatic repeat request) 인디케이터 채널(PHICH)이 설정되어 있다. 상기 HARQ는 상세히 후술하기로 한다.
상술된 바와 같이, 상기 제1실시예에 따른 무선단말(300)은, 업링크/다운링크 사용자 데이터를 PDSCH 및 PUSCH를 거쳐 상기 저전력기지국(100)과 송수신하고, 상기 다운링크의 무선통신을 제어하기 위한 제어 정보를 PUCCH를 거쳐 상기 저전력기지국(100)에 송신하며, 상기 업링크의 무선통신을 제어하기 위한 제어 정보를 PDCCH를 거쳐 상기 고전력기지국(200)으로부터 수신한다.
이러한 메커니즘을 실현하기 위해서, 상기 저전력기지국(100), 고전력기지국(200), 및 무선단말(300)은 다음과 같이 동작한다. 구체적으로는, 상기 저전력기지국(100)은, 상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 업링크의 무선통신에 필요한 제어 정보를 X2 인터페이스를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신한다. 상기 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신된 제어 정보를 PDCCH 또는 PHICH를 거쳐 상기 무선단말(300)에 송신한다. 상기 무선단말(300)은, 상기 고전력기지국(200)으로부터 수신된 제어 정보를 사용하여, 업링크 사용자 데이터를 PUSCH를 거쳐 상기 저전력기지국(100)에 송신한다.
상술된 바와 같이, 상기 저전력기지국(100)보다 송신 출력 전력이 높은 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100)을 대신하여, 상기 저전력기지국(100)으로부터의 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다. 따라서, 상기 무선단말(300)은, 상기 저전력기지국(100)으로부터의 제어 정보를 직접 수신할 수 없는 경우에도, 상기 저전력기지국(100)으로부터의 제어 정보를 수신할 수 있다. PDSCH를 거쳐 송신되는 다운링크 사용자 데이터는, 적응 변조 및 코딩, HARQ, 또는 셀간 간섭(ICIC)에 의해 상기 무선단말(300)에 의해 상기 저전력기지국(100)으로부터 직접 수신될 수 있다. 이하에 있어서는, PUSCH 송신에 관련되는 일련의 동작들을 주로 설명한다.
(2) 무선통신시스템의 상세 구성
이하, 무선통신시스템(1)의 구성에 대해서 설명한다. 구체적으로는, (2.1) 저전력기지국의 구성, (2.2) 고전력기지국의 구성, 및 (2.3) 무선단말의 구성에 대해서 설명한다. 하지만, 본 발명에 관련되는 구성들에 대해서만 설명한다.
(2.1) 저전력기지국의 구성
도 3은 저전력기지국(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 상기 저전력기지국(100)은 안테나부(101), 무선통신부(110), 제어부(120), 기억부(130), 및 유선통신부(140)를 구비한다.
상기 무선통신부(110)는, 예를 들면 무선주파수(RF) 회로 및 베이스밴드(BB) 회로 등을 사용하여 구성되고, 상기 무선단말(300)과의 무선신호의 송수신을 행한다. 또한, 상기 무선통신부(110)는, 송신신호의 변조와 수신신호의 복조를 행한다.
상기 제어부(120)는, 예를 들면 CPU를 사용하여 구성되고, 상기 저전력기지국(100)에 포함된 각종 기능들을 제어한다. 상기 기억부(130)는, 예를 들면 메모리를 사용하여 구성되고, 상기 저전력기지국(100)의 제어 등에 사용될 각종 정보를 기억한다. 상기 유선통신부(140)는, 상기 코어 네트워크(10)을 통해 다른 장치들과 통신한다.
상기 제1실시예에 있어서, 상기 유선통신부(140)는, 상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를 송신하는 기지국간 통신부에 상당하다. 상기 무선통신부(110)는, 상기 고전력기지국(200)으로부터 제어 정보를 수신하는 상기 무선단말(300)과 무선통신을 행한다.
상기 제어부(120)는, 스케줄러(scheduler; 121), HARQ처리부(122), 타이밍결정부(123), 단말정보관리부(124), 및 송신처전환부(125)를 구비한다.
상기 스케줄러(121)는, 비례형 페어니스(proportional fairness) 알고리즘 등의 스케줄링 알고리즘에 따라 PUSCH 및 PDSCH의 각각의 무선 리소스를 상기 무선단말(300)에 할당한다. 상기 무선 리소스는 주파수 및 시간의 조합에 의해 규정된다. 상기 스케줄러(121)는, 상기 무선단말(300)에 할당된 무선 리소스를 나타내는 정보를 스케줄링 정보로서 생성한다. 상기 스케줄링 정보는 상기 제어 정보의 일종으로, 리소스 할당 정보에 상당하다.
상기 HARQ처리부(122)는 HARQ에 따른 재송신 제어를 행한다. 상기 업링크의 통신에 있어서는, 상기 HARQ처리부(122)가 PUSCH를 거쳐 상기 무선단말(300)로부터 수신된 데이터를 복호화하고, 복호화에 성공하면 긍정 응답(Ack)을, 복호화에 실패하면 부정 응답(Nack)을 생성한다. 상기 복호화에 성공하지 못한 경우, 상기 HARQ처리부(122)는, 복호화에 실패한 데이터를 파기하지 않고 유지해 두고, 유지하고 있는 데이터와 상기 무선단말(300)로부터 PUSCH를 거쳐 재송신된 데이터를 합성한다. 이하에 있어서, Ack 또는 Nack를 Ack/Nack 정보라고 한다. 상기 Ack/Nack 정보는 제어 정보의 일종으로, 확인 응답 정보에 상당하다.
상기 유선통신부(140)는, 상기 스케줄러(121)에 의해 생성된 스케줄링 정보 및 상기 HARQ처리부(122)에 의해 생성된 Ack/Nack 정보를 X2 인터페이스를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신한다.
상기 타이밍결정부(123)는, 상기 고전력기지국(200)이 상기 무선단말(300)에 제어 정보(스케줄링 정보, Ack/Nack 정보)를 송신하는 타이밍(이하, 제어 정보 송신 타이밍)을 결정한다. 구체적으로는, 상기 타이밍결정부(123)는, 상기 고전력기지국(200)과의 X2 인터페이스에서의 지연 시간을 사전에 미리 파악하고 있어, 상기 지연 시간에 소정의 시간을 더하여 얻어진 타이밍을 제어 정보 송신 타이밍으로서 결정한다. 상기 무선단말(300)은 상기 제어 정보를 수신하고나서 규정된 시간(예를 들면, 4 서브-프레임들)의 경과 시에 송신을 행하기 때문에, 상기 저전력기지국(100)은 상기 제어 정보 송신 타이밍 이후 상기 규정된 시간의 경과 시에 수신을 행하는 것이 보장된다.
상기 고전력기지국(200)과의 X2 인터페이스에서의 지연 시간의 지터(jitter)가 있는 경우, 상기 타이밍결정부(123)는 상기 지연 시간을 주기적으로 측정할 수도 있고, 상기 측정값에 기초하여 제어 정보 송신 타이밍을 결정할 수도 있다는 점에 유의한다. 대신에, 상기 타이밍결정부(123)는, 상기 고전력기지국(200)과의 X2 인터페이스에서의 지연 시간의 상한값(사양으로 정해진 상한값)에 기초하여 상기 제어 정보 송신 타이밍을 결정할 수도 있다.
상기 타이밍결정부(123)는, 상기 결정된 제어 정보 송신 타이밍을 나타내는 타이밍 지정 정보를 생성한다. 상기 유선통신부(140)는, 스케줄링 정보 및/또는 Ack/Nack 정보를 상기 고전력기지국(200)에 송신하고, 상기 타이밍결정부(123)에 의해 생성된 타이밍 지정 정보를 X2 인터페이스를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신한다.
상기 단말정보관리부(124)는 상기 무선단말(300)에 관련되는 정보를 관리한다. 구체적으로는, 상기 단말정보관리부(124)는, 상기 무선단말(300)을 식별하기 위한 단말 식별 정보를 상기 기억부(130)에 저장한다. 여기서, 상기 단말 식별 정보는, 상기 무선단말(300)에 송신되는 제어 정보의 복호화에 사용된다. 이러한 이유로, 상기 유선통신부(140)는, 스케줄링 정보 및/또는 Ack/Nack 정보 및 타이밍 지정 정보 이외에, 상기 단말정보관리부(124)에 의해 관리되는 단말 식별 정보를 X2 인터페이스를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신한다. 이들 종류의 정보의 전송은, 그들 모두를 포함하는 1개의 메시지를 이용하여 전송하는 것에 한하지 않고, 다수의 메시지들을 이용하여 실시될 수도 있다.
상기 타이밍 지정 정보는, 상기 제어 정보 송신 타이밍을 정확하게 나타내는 프레임 번호나 서브-프레임 번호를 지정하는 절대 지정(absolute designation)에 한하지 않고, 상기 고전력기지국(200)이 상기 제어 정보를 수신하고나서 소정의 서브-프레임들의 제어 정보를 송신하도록 상기 고전력기지국(200)에 지시하는 상대 지정(relative designation)일 수도 있다는 점에 유의한다.
상기 송신처전환부(125)는, 상기 무선단말(300)이 제어 정보를 상기 저전력기지국(100)으로부터 직접 수신 가능하게 되었을 경우, 상기 제어 정보의 송신처를 상기 고전력기지국(200)으로부터 상기 무선단말(300)로 전환한다. 또한, 상기 송신처전환부(125)는, 상기 무선단말(300)이 제어 정보를 상기 저전력기지국(100)으로부터 직접 수신할 수 없게 되었을 경우, 상기 제어 정보의 송신처를 상기 무선단말(300)로부터 상기 고전력기지국(200)으로 전환한다. 여기서, 상기 무선단말(300)이 상기 제어 정보를 상기 저전력기지국(100)으로부터 직접 수신할 수 있는 지의 여부는 상기 무선단말(300)로부터 보고되는 채널 품질에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 채널 품질 정보는, 상기 무선단말(300)에 의해 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신되는 무선신호(구체적으로는, 참조 신호)의 수신 전력을 나타내는 값 또는 상기 무선신호의 SINR을 나타내는 값을 나타낸다.
(2.2) 고전력기지국의 구성
도 4는 고전력기지국(200)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 상기 고전력기지국(200)은 안테나부(201), 무선통신부(210), 제어부(220), 기억부(230), 및 유선통신부(240)를 구비한다.
상기 무선통신부(210)는, 예를 들면 RF 회로 및 BB 회로 등을 사용하여 구성되고, 상기 무선단말(300)에 대한 제어 정보의 송신을 행한다. 또한, 상기 무선통신부(210)는 송신 신호의 부호화 및 변조를 행하고, 수신 신호의 복조 및 복호화를 행한다.
상기 제어부(220)는, 예를 들면 CPU를 사용해서 구성되고, 상기 고전력기지국(200)에 포함된 각종 기능들을 제어한다. 상기 기억부(230)는, 예를 들면 메모리를 사용해서 구성되고, 상기 고전력기지국(200)의 제어 등에 사용될 각종 정보를 기억한다.
상기 제1실시예에 있어서, 상기 유선통신부(240)는, X2 인터페이스를 사용해서 상기 저전력기지국(100)과의 기지국간 통신을 행하도록 구성된 기지국간 통신부에 상당하다. 상기 유선통신부(240)는, 상기 고전력기지국(200)에 의해 형성되는 매크로셀(C2) 내에 위치하는 무선단말(300)과 저전력기지국(100) 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신한다. 상기 무선통신부(210)는, 상기 유선통신부(240)에 의해 수신된 제어 정보를 PDCCH를 거쳐 상기 무선단말(300)에 송신한다.
상기 제어부(220)는, 상기 무선단말(300)에 대한 제어 정보의 송신을 제어하도록 구성된 제어정보송신제어부(221)를 구비한다.
상기 제어정보송신제어부(221)는, 상기 저전력기지국(100)으로부터 X2 인터페이스를 거쳐 수신된 타이밍 지정 정보에 의해 지정된 타이밍(서브-프레임들)에서 상기 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다. 이러한 이유로, 상기 제어정보송신제어부(221)는, 상기 타이밍 지정 정보에 의해 지정된 타이밍이 될 때까지, 상기 제어 정보를 상기 기억부(230)에 일시적으로 기억시킨다.
상기 제어정보송신제어부(221)는, 상기 저전력기지국(100)으로부터 X2 인터페이스를 거쳐 수신된 단말 식별 정보를 사용하여, 상기 무선단말(300)에 송신되는 제어 정보를 PDCCH 및/또는 PHICH로서 할당한다. 여기서, 상기 단말 식별 정보는, 스크램블(scramble) 및 PDCCH/PHICH의 리소스(시간/주파수) 할당에 사용된다. 다시 말해, 상기 제1실시예에 있어서 상기 단말 식별 정보를 사용하는 송신 처리는, 스크램블 및 PDCCH/PHICH의 리소스 할당을 의미한다.
상기 제어정보송신제어부(221)는, 상기 제어 정보 중 스케줄링 정보를 PDCCH를 거쳐 상기 무선단말(300)에 송신한다. 다른 한편으로, 상기 제어정보송신제어부(221)는, 상기 제어 정보 중 Ack/Nack 정보를 PHICH를 거쳐 상기 무선단말(300)에 송신한다.
(2.3) 무선단말의 구성
도 5는 무선단말(300)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 상기 무선단말(300)은 안테나부(301), 무선통신부(310), 제어부(320), 기억부(330), 및 배터리(340)를 구비한다.
상기 무선통신부(310)는, 예를 들면 RF 회로 및 BB 회로 등을 사용해서 구성되고, 무선신호의 송수신을 행한다. 또한, 상기 무선통신부(310)는, 송신 신호의 부호화 및 변조와 수신 신호의 복조 및 복호화를 행한다.
상기 제1실시예에 있어서, 상기 무선통신부(310)는, 상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를 상기 고전력기지국(200)으로부터 수신하고, 상기 수신된 제어 정보를 사용하여 상기 저전력기지국(100)과의 무선통신을 행한다.
상기 제어부(320)는, 예를 들면 CPU를 사용해서 구성되고, 상기 무선단말(300)에 포함된 각종 기능들을 제어한다. 상기 기억부(330)는, 예를 들면 메모리를 사용해서 구성되고, 상기 무선단말(300)의 제어 등에 사용될 각종 정보를 기억시킨다. 상기 배터리(340)는 상기 무선단말(300)의 각 블럭에 공급되는 전력을 축전시킨다.
상기 제어부(320)는 제어정보복호부(321), HARQ처리부(322), 및 데이터송신제어부(323)를 구비한다.
상기 기억부(330)는 상기 무선단말(300)의 단말 식별 정보를 사전에 미리 기억하고, 상기 제어정보복호부(321)는 상기 무선통신부(310)에 의해 수신된 제어 정보를 상기 단말 식별 정보를 사용해서 복호화한다.
상기 HARQ처리부(322)는 HARQ에 따른 재송신 제어를 행한다. 상기 HARQ처리부(122)는, 하나의 HARQ 프로세서에 대해서 Ack/Nack 정보에 따라 재송신을 반복한다. 상기 재송신 처리는, 오류정정복호화(터보 코딩(turbo coding) 등)의 처리를 포함한다. 상기 LTE에서는, 복수의 HARQ 프로세스들이 병렬로 실행될 수 있다. 다시 말해, 1개의 HARQ 프로세스가 완료되기 전에, 후속 HARQ 프로세스가 개시될 수 있다.
상기 데이터송신제어부(323)는, 상기 저전력기지국(100)에 대한 사용자 데이터의 송신을 제어한다. 상기 데이터송신제어부(323)는, 상기 스케줄링 정보로 표시되는 PUSCH의 무선 리소스를 사용해서 데이터 송신을 행한다.
(3) 무선통신시스템의 동작
이하, PUSCH 송신에 따른 무선통신시스템(1)의 동작의 흐름을 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
단계 S101에서, 상기 무선단말(300)의 무선통신부(310)는, 사운딩(sounding) 참조 신호(SRS) 및 버퍼 상태 리포트(buffer status report; BSR)를 상기 저전력기지국(100)에 송신한다. 상기 저전력기지국(100)의 무선통신부(110)는 SRS 및 BSR을 수신한다. 상기 SRS는, 상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 업링크의 채널 품질을 상기 저전력기지국(100)을 이용하여 측정하기 위해서 사용된다. 상기 BSR은, 상기 무선단말(300)의 기억부(330)의 버퍼 영역에 존재하는 업링크 사용자 데이터의 양(이하, 업링크 버퍼량)을 상기 저전력기지국(100)에 보고하기 위한 메시지이다. 업링크 버퍼량이 많다고 하는 것은, 상기 저전력기지국(100)에 송신해야 할 사용자 데이터가 많은 것을 의미한다. 따라서, 무선 리소스가 상기 저전력기지국(100)에 우선적으로 할당되어야 한다.
단계 S102에서, 상기 저전력기지국(100)의 스케줄러(121)는 BSR로 표시되는 업링크 버퍼량을 고려하면서, 비례형 페어니스 등의 스케줄링 알고리즘에 따라 상기 무선 리소스를 상기 무선단말(300)에 할당하는 처리인 스케줄링을 행한다.
단계 S103에서, 상기 고전력기지국(200)의 유선통신부(140)는, 상기 스케줄러(121)에 의해 생성된 스케줄링 정보를 X2 인터페이스를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신한다. 이 때, 상기 유선통신부(140)는 타이밍 지정 정보 및 단말 식별 정보도 상기 고전력기지국(200)에 송신한다. 상기 고전력기지국(200)의 유선통신부(240)는 스케줄링 정보, 타이밍 지정 정보, 및 단말 식별 정보를 수신한다.
단계 S104에서, 상기 고전력기지국(200)의 무선통신부(210)는 PDCCH를 거쳐 스케줄링 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다. 상기 무선단말(300)의 무선통신부(310)는 PDCCH를 거쳐 스케줄링 정보를 수신한다.
상기 스케줄링 정보 이후의 규정 시간(4 서브-프레임들)인 단계 S105에서는, 상기 무선단말(300)의 무선통신부(310)가, 상기 스케줄링 정보로 표시되는 무선 리소스를 사용하여, PUSCH를 거쳐 사용자 데이터를 상기 저전력기지국(100)에 송신한다. 상기 저전력기지국(100)의 무선통신부(110)는 PUSCH를 거쳐 사용자 데이터를 수신한다.
단계 S106에서, 상기 저전력기지국(100)의 HARQ처리부(122)는 상기 무선통신부(110)에 의해 수신된 사용자 데이터를 복호화한다. 이 때, 상기 저장된 데이터는 상기 HARQ처리부(122)에 의해 필요에 따라 합성된다.
단계 S107에서, 상기 저전력기지국(100)의 유선통신부(140)는, 상기 HARQ처리부(122)에 의해 생성된 Ack/Nack 정보를, X2 인터페이스를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신한다. 이 때, 상기 유선통신부(140)는 타이밍 지정 정보 및 단말 식별 정보도 상기 고전력기지국(200)에 송신한다. 상기 고전력기지국(200)의 유선통신부(240)는, Ack/Nack 정보, 타이밍 지정 정보, 및 단말 식별 정보를 X2 인터페이스를 거쳐 수신한다.
단계 S108에서, 상기 고전력기지국(200)의 무선통신부(210)는 PHICH를 거쳐 Ack/Nack 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다. 상기 무선단말(300)의 무선통신부(310)는 PHICH를 거쳐 Ack/Nack 정보를 수신한다.
단계 S109에서, Nack 수신 시 등과 같은 재송신이 필요한 경우에는, 상기 무선단말(300)의 무선통신부(310)가 상기 Nack에 대응하는 재송신 데이터를 PUSCH를 거쳐 상기 저전력기지국(100)에 송신한다.
상기 X2 인터페이스에서의 지연 시간으로 인하여, 도 6에 D1로 나타나 있는 바와 같은 스케줄링 지연 및 도 6에 D2로 나타나 있는 바와 같은 HARQ 지연이 야기되고, 상기 HARQ 프로세스의 수를 증가시킴으로써 스루풋의 저하를 회피할 수 있게 된다는 점에 유의한다.
(4) 실시예의 효과들
상술된 바와 같이, 상기 무선통신시스템(1)은 헤테로지니어스 환경 하에 있어서 기지국들 가운데 적절한 부하 밸런싱을 가능하게 한다.
또한, 상기 무선통신시스템(1)에 있어서, 상기 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신된 타이밍 지정 정보로 지정된 타이밍에서 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다.
이에 따라, X2 인터페이스에서의 지연이 변화되는 경우에도, 상기 지정된 타이밍까지 상기 고전력기지국(200)이 제어 정보의 송신을 기다릴 수 있고, 상기 X2 인터페이스에서의 지연의 지터(jitter)를 흡수할 수 있으므로, 상기 저전력기지국(100)이 소정의 타이밍에서 상기 무선단말(300)과의 무선통신을 행할 수 있게 된다.
상기 무선통신시스템(1)에 있어서, 상기 저전력기지국(100)은, 상기 무선단말(300)을 식별하기 위한 단말 식별 정보를 상기 고전력기지국(200)에 송신하고, 상기 단말 식별 정보는, 상기 고전력기지국(200)으로부터 상기 무선단말(300)로 송신되는 제어 정보의 복호화에 사용된다.
이에 따라, 원래의 송신원인 저전력기지국(100)과는 상이한 고전력기지국(200)이 상기 제어 정보를 송신하는 경우에도, 상기 무선단말(300)은 상기 고전력기지국(200)으로부터 수신되는 상기 제어 정보를 정상적으로 복호화할 수 있게 된다.
상기 무선통신시스템(1)에 있어서, 상기 무선단말(300)이 상기 제어 정보를 상기 저전력기지국(100)으로부터 직접 수신 가능하게 되었을 경우, 상기 저전력기지국(100)은 상기 제어 정보의 송신처를 상기 고전력기지국(200)으로부터 상기 무선단말(300)로 전환한다. 또한, 상기 무선단말(300)이 상기 제어 정보를 상기 저전력기지국(100)으로부터 직접 수신할 수 없게 되었을 경우에는, 상기 저전력기지국(100)은, 상기 제어 정보의 송신처를 상기 무선단말(300)로부터 상기 고전력기지국(200)으로 전환한다.
이에 따라, 상기 고전력기지국(200)을 경유하는 경로와 상기 고전력기지국(200)을 경유하지 않는 경로가 선택적으로 적절하게 사용될 수 있게 된다.
상기 무선통신시스템(1)에 있어서, 상기 제어 정보는, 상기 저전력기지국(100)이 상기 무선단말(300)로부터 수신된 데이터의 복호화의 성공 여부를 나타내는 Ack/Nack를 포함한다.
이에 따라, 상기 무선단말(300)이 상기 저전력기지국(100)으로부터 상기 제어 정보를 직접 수신할 수 없는 경우에도, 상기 업링크에서의 HARQ가 기능할 수 있게 된다.
상기 무선통신시스템(1)에 있어서, 상기 제어 정보는, 상기 저전력기지국(100)에 의해 상기 무선단말(300)에 할당된 무선 리소스를 나타내는 리소스 할당 정보를 포함한다.
이에 따라, 상기 무선단말(300)이 상기 저전력기지국(100)으로부터 상기 제어 정보를 직접 수신할 수 없는 경우에도, 상기 업링크 및 다운링크에 있어서의 스케줄링을 기능할 수 있게 된다.
[제2실시예]
상술된 제1실시예에 있어서, 상기 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100) 대신에, 상기 저전력기지국(100)으로부터의 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다. 하지만, X2 인터페이스의 지연을 고려하면, 이러한 방법은 상기 저전력기지국(100)에 접속되는 다수의 무선단말(300)들 가운데 상기 저전력기지국(100)으로부터 PDCCH를 직접 수신하는 것이 곤란한 모든 무선단말(300)에 반드시 균일하게 적용시킬 필요는 없다.
제2실시예에서는, 상기 저전력기지국(100)에 접속되어, 상기 저전력기지국(100)으로부터 PDCCH를 직접 수신하는 것이 곤란한 무선단말(300)들 가운데, RTT(Round Trip Time)가 낮은 것이 요구되는 어플리케이션 타입(트래픽 타입)을 이용하는 무선단말(300)은, 접속처를 저전력기지국(100)으로부터 고전력기지국(200)으로 전환하는 핸드오버(handover)를 위하여 제어된다. 이하의 제2실시예에서는, 상기 제1실시예와 다른 부분들만 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다는 점에 유의한다.
도 7은 제2실시예에 따른 무선단말(300)의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7에 나타나 있는 바와 같이, 상기 무선단말(300)은 마이크로폰(350), 스피커(360), 표시부(370), 조작부(380), 및 어플리케이션실행부(324)를 구비한다. 상기 마이크로폰(350)은 음성을 음성신호로 변환하여 상기 변화된 음성신호를 상기 제어부(320)에 입력한다. 상기 스피커(360)는 상기 제어부(320)로부터 입력되는 음성신호를 음성으로 변환하여 상기 변환된 음성을 출력한다. 상기 표시부(370)는 상기 제어부(320)로부터 입력되는 화상신호에 따라 화상을 표시한다. 상기 조작부(380)는 사용자로부터의 입력 조작을 접수하고, 상기 입력 조작에 따른 조작신호를 상기 제어부(320)에 입력한다.
상기 어플리케이션실행부(324)는 상기 조작부(380)로부터의 조작신호에 기초하여 어플리케이션을 실행한다. 예를 들어, 상기 어플리케이션은 여기서 음성통화 어플리케이션, 쌍방향 게임 어플리케이션, 파일 다운로드 어플리케이션, 웹 브라우징 어플리케이션, 또는 메일 어플리케이션을 포함한다. 상기 음성통화 어플리케이션이나 쌍방향 게임 어플리케이션 등의 리얼-타임 어플리케이션은, RTT가 낮은 것이 요구되는 어플리케이션이다. 상기 파일 다운로드 어플리케이션, 웹 브라우징 어플리케이션, 메일 어플리케이션 등의 비-리얼-타임 어플리케이션은, RTT가 낮은 것이 요구되지 않는 어플리케이션이다. 상기 제2실시예에서는, 상기 어플리케이션실행부(324)에 의해 실행되는 어플리케이션이, 비-리얼-타임 어플리케이션으로부터 리얼-타임 어플리케이션으로 전환되는 것으로 가정된다.
상기 제2실시예에 있어서, 상기 무선통신부(310)은 상기 어플리케이션실행부(324)에 의해 실행되는 어플리케이션의 QoS(저RTT 요건의 정도 등)를 나타내는 QoS 정보를 송신한다.
도 8은 제2실시예에 따른 저전력기지국(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 8에 나타나 있는 바와 같이, 상기 저전력기지국(100)은, 상기 제1실시예에서 설명한 구성 이외에 핸드오버제어부(126)를 구비한다. 상기 핸드오버제어부(126)는, 상기 무선단말(300)로부터 상기 무선통신부(110)에 의해 수신된 BSR에 포함된 QoS 정보를 토대로 상기 무선단말(300)의 핸드오버를 제어한다. 상기 제2실시예에 있어서, 상기 핸드오버제어부(126)는, 상기 무선단말(300)에서 실행되는 어플리케이션이 리얼-타임 어플리케이션으로 전환된 것을 검출하는 경우, 상기 무선단말(300)의 접속처를 상기 고전력기지국(200)으로 전환시키는 제어를 행한다.
도 9는 제2실시예에 따른 고전력기지국(200)의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 9에 나타나 있는 바와 같이, 상기 고전력기지국(200)은 상기 제1실시예에서 설명한 구성 이외에 스케줄러(222) 및 HARQ처리부(223)를 구비한다. 상기 스케줄러(222)는, 상기 무선단말(300)이 상기 고전력기지국(200)에 핸드오버된 이후 비례형 페어니스 알고리즘 등의 스케줄링 알고리즘에 따라, PUSCH 및 PDSCH의 각각의 무선 리소스를 상기 무선단말(300)에 할당한다. 상기 HARQ처리부(223)는, 상기 무선단말(300)이 상기 고전력기지국(200)에 핸드오버된 이후 HARQ에 따라 재송신 제어를 행한다.
이하, 제2실시예에 따른 무선통신시스템의 동작에 대해서 설명한다. 도 10은 제2실시예에 따른 무선통신시스템의 동작을 설명하기 위한 개략적인 시퀀스도이다. 도 10의 단계 S210 이전의 단계에서는, 상기 무선단말(300)이 PDSCH, PUSCH, 및 PUCCH를 저전력기지국(100)으로 설정하고, PDCCH를 고전력기지국(200)으로 설정하며, 비-리얼-타임 어플리케이션을 실행하는 것으로 가정한다.
단계 S201에서, 상기 무선단말(300)의 어플리케이션실행부(324)는, 실행 중인 어플리케이션을 비-리얼-타임 어플리케이션으로부터 리얼-타임 어플리케이션으로 전환한다.
단계 S202에서, 상기 무선단말(300)의 무선통신부(310)는, SRS 및 BSR을 상기 저전력기지국(100)에 송신한다. 여기서, 상기 BSR은 상술된 QoS 정보를 포함한다. 상기 저전력기지국(100)의 무선통신부(110)는 SRS 및 BSR을 수신한다.
단계 S203에서, 상기 저전력기지국(100)의 핸드오버제어부(126)는, BSR에 포함된 QoS 정보를 토대로 상기 무선단말(300)에서 실행되는 어플리케이션이 리얼-타임 어플리케이션으로 전환된 것을 검출한다. 예를 들면, 상기 QoS 정보가 QoS의 정도를 나타내는 값인 경우에는, 상기 QoS의 정도를 나타내는 값이 임계값을 초과한 때에, 리얼-타임 어플리케이션으로 전환된 것을 검출하게 된다. 상기 핸드오버제어부(126)는, 리얼-타임 어플리케이션으로 전환된 것을 검출한 경우에, 상기 고전력기지국(200)으로의 핸드오버를 실행하는 것으로 판정한다.
단계 S204에서, 상기 저전력기지국(100)의 유선통신부(140)는 상기 X2 인터페이스를 거쳐 핸드오버 요구를 상기 고전력기지국(200)에 송신한다. 상기 고전력기지국(200)은 상기 X2 인터페이스를 거쳐 핸드오버 요구를 수신한다. 상기 고전력기지국(200)의 제어부(120)는, 상기 무선단말(300)이 수용될 수 있는지를 판정한다.
단계 S205에서, 상기 무선단말(300)이 수용될 수 있는 것으로 판정되는 경우, 상기 고전력기지국(200)의 유선통신부(240)는 상기 판정을 나타내는 핸드오버 응답을 상기 X2 인터페이스를 거쳐 상기 저전력기지국(100)에 송신한다. 상기 저전력기지국(100)은, 상기 X2 인터페이스를 거쳐 핸드오버 응답을 수신한다.
단계 S206에서, 상기 저전력기지국(100)의 무선통신부(110)는, 핸드오버를 지시하기 위한 핸드오버 지시를 상기 무선단말(300)에 송신한다. 상기 핸드오버 지시가 수신되면, 상기 무선단말(300)은 상기 핸드오버를 실행한다.
상기 핸드오버 이후, 상기 무선단말(300)은 PDSCH, PUSCH, PDCCH, 및 PUCCH를 고전력기지국(200)으로 설정하고, 상기 리얼-타임 어플리케이션을 실행한다.
상술된 바와 같이, 상기 제2실시예에 따르면, 상기 저전력기지국(100)에 접속되어, 상기 저전력기지국(100)으로부터 PDCCH를 직접 수신하는 것이 곤란한 상기 무선단말(300)들 가운데, RTT가 낮은 것이 요구되는 어플리케이션 타입을 이용하는 무선단말(300)이 상기 고전력기지국(200)에 접속되도록 제어된다. 이는 상기 무선단말(300)의 어플리케이션 품질이 저하될 가능성을 저감시킬 수 있다.
상기 제2실시예에 있어서, 상기 저전력기지국(100)은 BSR에 포함된 QoS 정보를 이용한다는 점에 유의한다. 하지만, 유사한 QoS 정보가 상기 저전력기지국(100)의 상위 시스템(구체적으로는, MME Mobility Management Entity)으로부터 취득될 수 있는 경우에는, 상기 BSR에 포함된 QoS 정보 대신에, 상기 MME로부터 취득된 QoS 정보가 기준으로 사용될 수 있다.
[제2실시예의 변경예]
상기 제2실시예에서는, 상기 무선단말(300)의 접속처를 단지 1개로 가정하였지만, 상기 무선단말(300)은 다수의 무선기지국들을 접속처로 사용할 수도 있고, 상기 다수의 무선기지국과 동시에 무선통신을 행하는 것이 가능하게 될 가능성도 있다.
상기 변경예에 있어서는, 상기 무선단말(300)의 어플리케이션실행부(324)가 다수의 어플리케이션을 동시에 실행할 수 있게 이루어진다. 리얼-타임 어플리케이션과 비-리얼-타임 어플리케이션을 상기 무선단말(300)이 실행하는 것으로 검출한 경우, 상기 저전력기지국(100)의 핸드오버제어부(126)는 상기 리얼-타임 어플리케이션을 지원하는 상기 무선단말(300)의 접속처를 상기 고전력기지국(200)으로 전환시키는 제어를 행한다. 다시 말해, 비-리얼-타임 어플리케이션을 지원하는 상기 무선단말(300)의 접속처가 되는 것으로 상기 저전력기지국(100)이 유지된다.
그 결과, 상기 리얼-타임 어플리케이션에 관한 리소스 스케줄링이 상기 고전력기지국(200)에 의해 수행되고, 상기 비-리얼-타임 어플리케이션에 관한 리소스 스케줄링은 상기 저전력기지국(100)에 의해 행하여진다. 상기 비-리얼-타임 어플리케이션에 대해서는, 상기 제1실시예와 마찬가지로, 상기 고전력기지국(200)이, 상기 저전력기지국(100) 대신에, 상기 저전력기지국(100)으로부터의 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다.
[제3실시예]
상술된 실시예들에 있어서, 상기 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신되는 타이밍 지정 정보에 의해 지정된 타이밍에서 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신한다. 또한, 상기 지정된 타이밍에서, 상기 저전력기지국(100)은, 다운링크 사용자 데이터를 상기 무선단말(300)에 송신하거나 또는 상기 무선단말(300)로부터 송신되는 업링크 사용자 데이터를 수신하고, 상기 지정된 타이밍으로부터의 규정된 서브-프레임들 이후에는, 상기 무선단말(300)로부터 피드백되는 다운링크 사용자 데이터의 ACK/NACK 정보를 수신한다.
이와 같이, 상술된 실시예들에서는, 상기 저전력기지국(100)이 상기 제어 정보를 상기 고전력기지국(200)에 송신하고나서, 상기 고전력기지국(200)이 상기 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신할 때까지의 타이밍 차이가, 상기 저전력기지국(100)에 의해 결정 및 지정된다.
제3실시예에서는, 상기 저전력기지국(100)이 제어 정보를 상기 고전력기지국(200)에 송신하고나서, 상기 고전력기지국(200)이 상기 제어 정보를 상기 무선단말(300)에 송신할 때까지의 타이밍 차이가, 상기 고전력기지국(200)에 의해 결정 및 지정된다. 다시 말해, 상기 제3실시예에서는, 상술된 실시예들에 따른 타이밍결정부가 상기 고전력기지국(200)에 제공된다.
상기 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100)과의 X2 인터페이스에서의 지연 시간을 사전에 미리 파악하고, 상기 지연 시간에 소정의 시간을 더하여 얻어진 시간을 상기 타이밍 차이로 결정한다. 또한, 상기 저전력기지국(100)과의 X2 인터페이스에서의 지연 시간의 지터가 있는 경우, 상기 고전력기지국(200)은, 상기 지연 시간을 주기적으로 측정하고, 상기 측정값에 기초하여 상기 타이밍 차이를 결정할 수도 있다는 점에 유의한다. 대신에, 상기 고전력기지국(200)은, 상기 저전력기지국(100)과의 X2 인터페이스에서의 지연 시간의 상한값(사양으로 정해진 상한값)에 기초하여 상기 타이밍 차이를 결정할 수도 있다. 상기 고전력기지국(200)은, 상기 결정된 타이밍 차이를 나타내는 타이밍 지정 정보를 생성한 다음, 상기 타이밍 지정 정보를 소출력기지국(100)에 통지한다.
[제4실시예]
상술된 실시예들에서는, 상기 저전력기지국(100)의 통신 에어리어 커버리지가 확대된 상황 하에서, 상기 저전력기지국(100)으로부터 상기 무선단말(300)로의 제어 정보가 상기 고전력기지국(200)을 거쳐 상기 무선단말(300)에 송신되어, 상기 무선단말(300)이 상기 제어 정보를 바람직하게 수신할 수 있도록 하는 형태가 설명되어 있다. 이에 따라, 상기 무선단말(300)이 상기 저전력기지국(100)에 우선적으로 접속가능하게 된다.
하지만, 고속으로 이동하는 무선단말(300) 등에 대해서는, 상기 무선단말(300)이 상기 저전력기지국(100)에 접속되어 있어도 즉시 핸드오버가 행해지기 때문에, 상기 무선단말(300)이 고전력기지국(200)에 우선적으로 접속되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 고전력기지국(200)에 접속되어 있으면서, 고속으로 이동 중인 무선단말(300)이 저전력기지국(100)에 근접해도, 상기 무선단말(300)이 상기 고전력기지국(200)에 접속된 채로 유지되는 형태가 상정된다. 이러한 형태는, 상술된 실시예들에 있어서 상기 저전력기지국(100)과 상기 고전력기지국(200) 간의 관계를 반전시킴으로써 실현가능하다.
구체적으로, 상기 고전력기지국(200)은, 상기 무선단말(300)과 상기 고전력기지국(200) 간의 업링크 무선통신에 필요한 제어 정보를 X2 인터페이스를 거쳐 상기 저전력기지국(100)에 송신한다. 상기 저전력기지국(100)은, 상기 고전력기지국(200)으로부터 수신된 제어 정보를 PDCCH 또는 PHICH를 거쳐 상기 무선단말(300)에 송신한다. 상기 무선단말(300)은, 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신된 제어 정보를 사용하여, 상기 업링크 사용자 데이터를 PUSCH를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신한다.
이러한 통신방법을 적용함으로써, 다음과 같은 통신 채널 설정이 가능하게 된다. 상기 무선단말(300)과 상기 고전력기지국(200) 간의 업링크에 있어서는, 제어 정보가 전송되는 물리적인 업링크 제어 채널(PUCCH) 및 사용자 데이터가 전송되는 물리적인 업링크 공유 채널(PUSCH)이 설정된다. 상기 무선단말(300)과 상기 고전력기지국(200) 간의 다운링크에 있어서는, 사용자 데이터가 전송되는 물리적인 다운링크 공유 채널(PDSCH)이 설정된다. 상기 무선단말(300)과 상기 저전력기지국(100) 간의 다운링크에 있어서는, 제어 정보가 전송되는 물리적인 다운링크 제어 채널(PDCCH) 및 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ) 인디케이터 채널(PHICH)이 설정된다.
상술된 바와 같이, 제4실시예에 따른 무선단말(300)은 업링크/다운링크의 사용자 데이터를 PDSCH 및 PUSCH를 거쳐 상기 고전력기지국(200)과 송수신하고, 상기 다운링크의 무선통신을 제어하기 위한 제어 정보를 PUCCH를 거쳐 상기 고전력기지국(200)에 송신하며, 상기 업링크의 무선통신을 제어하기 위한 제어 정보를 PDCCH를 거쳐 상기 저전력기지국(100)으로부터 수신한다.
[그 밖의 실시예들]
이와 같이, 본 발명은 상술된 실시예들에 의해 기재되었다. 하지만, 이러한 개시의 일부를 구성하는 설명 및 도면들은 본 발명을 한정하는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 이러한 개시로부터 당업자에게는 여러가지 대체 실시예, 실시예 및 운용 기술들이 명확해질 것이다.
예를 들어, 상술된 실시예들에서는, 기지국간 통신이 유선통신인 경우를 예시하였다. 하지만, 기지국간 통신은 무선통신일 수도 있다.
상술된 실시예들에서는, 저전력기지국이 피코셀기지국(핫 존 기지국)인 경우를 예시하였다. 하지만, 저전력기지국이 피코셀기지국보다 송신 출력 전력이 낮은 펨토셀기지국(home eNB)일 수도 있다.
상술된 실시예들에서는, 저전력기지국(100)이 업링크 및 다운링크 양자 모두를 위한 서빙기지국인 경우를 예시하였다. 하지만, 장래에는 기지국들이 별도로 업링크 및 다운링크를 위한 서빙기지국으로 이루어질 가능성도 있다. 이러한 경우, 상기 업링크 서빙기지국은 저전력기지국(100)으로 설정될 수도 있고, 상기 다운링크 서빙기지국은 고전력기지국(200)으로 설정될 수도 있다. 본 발명은 또한 기지국들이 별도로 업링크 및 다운링크를 위한 서빙기지국으로 설정되는 경우에도 적용가능하다.
상술된 실시예들에서는, 접속처의 선택 기준으로서 PL 기준이 채택되었지만, 상기 기준은 PL 기준에 한정되는 것이 아니고, RP 기준 등의 여하한의 선택 기준일 수도 있다.
상술된 실시예들에 특별히 언급되지는 않았지만, 안테나부(101), 안테나부(201), 및 안테나부(301)는, SIMO(Single Input Multiple Output) 또는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신을 실행하기 위하여 복수의 안테나를 포함할 수도 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명은 본 명세서에 기재되지 않은 여러가지 실시예 등을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 상기 개시로부터 타당한 본 발명을 특정하는 특허청구범위 및 발명의 요지에 의해서만 한정되게 된다.
일본특허출원 제2009-251669호(2009년 11월 2일 출원) 및 제2010-094500호(2010년 4월 15일 출원)의 전문이 본 명세서에서 인용참조된다는 점에 유의한다.
산업상의 이용 가능성
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선통신시스템, 저전력기지국, 고전력기지국, 무선단말, 및 무선통신방법은, 헤테로지니어스 환경 하에 기지국들 가운데 적절한 부하 밸런싱을 가능하게 하므로, 이동통신 등의 무선통신에 유용하게 된다.

Claims (15)

  1. 제1기지국; 및
    상기 제1기지국과의 통신이 가능한 제2기지국을 포함하여 이루어지고,
    상기 제2기지국은, 상기 제1기지국의 통신 에어리어 내에 있는 무선단말과 상기 제2기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를, 상기 제1기지국에 송신하고,
    상기 제1기지국은, 상기 제2기지국으로부터 수신된 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신하며,
    상기 무선단말은, 상기 제1기지국으로부터 수신된 상기 제어 정보를 사용하여, 상기 제2기지국과의 무선통신을 행하는 무선통신시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1기지국은 고전력기지국이고,
    상기 제2기지국은, 그 송신 출력 전력이 상기 고전력기지국의 송신 출력 전력보다 작은 저전력기지국인 무선통신시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 상기 제1기지국이 상기 무선단말에 상기 제어 정보를 송신하는 타이밍을 지정하기 위한 타이밍 지정 정보를 송신하고,
    상기 제1기지국은, 상기 제2기지국으로부터 수신된 상기 타이밍 지정 정보에 의해 지정된 타이밍에서 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신하는 무선통신시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 상기 제2기지국이 상기 제1기지국에 제어 정보를 송신하는 타이밍과 상기 제1기지국이 상기 무선단말에 제어 정보를 송신하는 타이밍 간의 차이를, 상기 제2기지국에 통지하는 무선통신시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 상기 무선단말을 식별하기 위한 단말 식별 정보를 상기 제1기지국에 송신하고,
    상기 단말 식별 정보는, 상기 제1기지국으로부터 상기 무선단말에 송신되는 상기 제어 정보의 송신 처리에 사용되는 무선통신시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선단말이 상기 제어 정보를 상기 제2기지국으로부터 직접 수신가능한 경우, 상기 제2기지국은, 상기 제어 정보의 송신처를 상기 제1기지국으로부터 상기 무선단말로 전환하고,
    상기 무선단말이 상기 제어 정보를 상기 제2기지국으로부터 직접 수신불가능한 경우, 상기 제2기지국은, 상기 제어 정보의 송신처를 상기 무선단말로부터 상기 제1기지국으로 전환하는 무선통신시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 제2기지국이 상기 무선단말로부터 수신한 데이터가 성공적으로 복호되는지의 여부를 나타내는 확인 응답 정보를 포함하는 무선통신시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 제2기지국에 의해 상기 무선단말에 할당된 무선 리소스를 나타내는 리소스 할당 정보를 포함하는 무선통신시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 실행 중인 어플리케이션을 RTT가 낮은 것이 요구되는 어플리케이션으로 전환하는 무선단말을 검출하는 경우, 상기 무선단말의 접속처를 상기 제1기지국으로 전환시키는 제어를 행하는 무선통신시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    RTT가 낮은 것이 요구되는 제1어플리케이션과 RTT가 낮은 것이 요구되지 않는 제2어플리케이션을 상기 무선단말이 실행하는 것을 검출하는 경우, 상기 제2기지국은, 상기 제1어플리케이션에 대응하는, 상기 무선단말의 접속처를 상기 제1기지국으로 전환시키는 제어를 행하는 무선통신시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1기지국은 저전력기지국이고,
    상기 제2기지국은, 그 송신 출력 전력이 상기 저전력기지국의 송신 출력 전력보다 높은 고전력기지국인 무선통신시스템.
  12. 고전력기지국보다 송신 출력 전력이 낮은 저전력기지국으로서,
    상기 고전력기지국으로 형성되는 통신 에어리어 내에 위치하는 무선단말과 상기 저전력기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를, 상기 고전력기지국에 송신하도록 구성된 기지국간 통신부; 및
    상기 고전력기지국으로부터 상기 제어 정보를 수신하는 상기 무선단말과의 무선통신을 행하도록 구성된 무선통신부를 포함하여 이루어지는 저전력기지국.
  13. 저전력기지국보다 송신 출력 전력이 높은 고전력기지국으로서,
    상기 고전력기지국으로 형성되는 통신 에어리어 내에 위치하는 무선단말과 상기 저전력기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를, 상기 저전력기지국으로부터 수신하도록 구성된 기지국간 통신부; 및
    상기 기지국간 통신부에 의해 수신된 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신하도록 구성된 무선통신부를 포함하여 이루어지는 고전력기지국.
  14. 저전력기지국보다 송신 출력 전력이 높은 고전력기지국으로 형성되는 통신 에어리어 내에 위치하는 무선단말로서,
    상기 무선단말과 상기 저전력기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를 상기 고전력기지국으로부터 수신하도록, 그리고 상기 수신된 제어 정보를 사용하여 상기 저전력기지국과의 무선통신을 행하도록 구성된 무선통신부를 포함하여 이루어지는 무선단말.
  15. 제1기지국으로 형성되는 통신 에어리어 내에 위치하는 무선단말과 제2기지국 간의 무선통신에 필요한 제어 정보를, 상기 제2기지국으로부터 상기 제1기지국으로 송신하는 단계;
    상기 제2기지국으로부터 상기 제1기지국이 수신한 상기 제어 정보를 상기 무선단말에 송신하는 단계; 및
    상기 제1기지국으로부터 수신된 상기 제어 정보를 사용하여 상기 무선단말이 상기 제2기지국과의 무선통신을 행하는 단계를 포함하여 이루어지는 무선통신방법.
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