KR20120080748A - 계층적 셀 구조를 갖는 무선 통신 시스템에서 소형 셀의 동기 획득 방법 및 장치 - Google Patents

계층적 셀 구조를 갖는 무선 통신 시스템에서 소형 셀의 동기 획득 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계층적 셀 구조를 갖는 무선 통신 시스템에서 소형 셀의 동기 획득 방법 및 장치에 관한 것으로서, 소형 기지국의 동기 획득 방법은, 매크로 기지국의 프리앰블을 수신하는 과정과, 상기 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 동기를 일치시키는 과정과, 상기 일치된 동기를 바탕으로 영역 내 단말들로 공용 파일롯 신호를 송신하는 과정을 포함하여, 소형 기지국이 프리앰블을 전송하지 않음으로써, 소형 기지국의 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.

Description

계층적 셀 구조를 갖는 무선 통신 시스템에서 소형 셀의 동기 획득 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZATION OF SMALL BASE STATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM HAVING HIERARCHICAL CELL STRUCTURE}
본 발명은 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 셀의 동기를 획득하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
셀룰러 통신 시스템에서는 단말의 원활한 통신을 위해, 서로 다른 셀 커버리지를 갖는 기지국이 공존하는 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템을 제공하고 있다. 즉, 피코(pico) 셀 혹은 펨토(femto) 셀과 같은 소형 셀과 매크로(macro) 셀이 공존하는 통신 시스템을 제공하고 있다.
종래의 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서는 매크로 셀과 소형 셀에 동일한 무선통신 규격을 적용하고 있으며, 저속의 사용자 및 고속의 사용자 모두에게 데이터를 제공하기 위한 다양한 전송 기법을 제공하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템을 나타내고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템은 매크로 기지국(100)과 다수의 소형 기지국(110, 112)들을 공존시켜, 상기 매크로 기지국(100)만을 이용하는 경우에 발생되는 서비스 음영 지역을 감소시킬 수 있으며, 매크로 기지국(100)이 지원 가능한 셀 커버리지 영역을 확장시킬 수 있고, 면적당 제공 가능한 데이터 전송률을 향상시킬 수 있다.
종래 기술에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 단말은 자신의 위치에 따라 매크로 기지국(100)과 소형 기지국(110) 중 어느 하나의 기지국으로부터 서비스를 받게 된다. 즉, 상기 매크로 기지국(100)으로부터 서비스를 제공받는 제 1 단말(120)이 소형 기지국(110)의 커버리지 영역 내로 이동하게 되면, 상기 제 1 단말(120)은 상기 매크로 기지국(100)에서 상기 소형 기지국(110)으로 핸드오버 절차를 수행하여, 상기 매크로 기지국(100)과의 연결을 끊고 상기 소형 기지국(110)으로 연결을 시도하게 된다. 그러나, 상기 제 1 단말(120)이 고속으로 이동 중인 경우, 상기 소형 기지국(110)의 커버리지를 매우 짧은 시간 내에 통과하게 됨으로써, 상기 제 1 단말(120)은 다시 핸드오버 절차를 수행하게 된다. 이러한, 빈번하고 불필요한 핸드오버 절차는 시스템의 오버 헤드를 증가시켜, 시스템 전체 성능을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 시스템 성능을 향상시키기 위한 운용 방안을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 매크로 기지국이 저속 및 고속의 사용자를 지원하고, 소형 기지국이 저속의 사용자를 지원하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 단말이 매크로 기지국에 대한 연결을 항상 유지하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 단말이 매크로 기지국에 대한 연결을 유지한 상태에서 위치 및 속도에 따라 인접한 소형 기지국과의 추가적인 연결을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 소형 기지국이 프리앰블을 전송하지 않는 상황에서, 소형 셀에 대한 동기를 획득하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 소형 기지국이 매크로 기지국의 프리앰블을 이용하여 동기를 획득하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국의 동기 획득 방법은, 매크로 기지국의 프리앰블을 수신하는 과정과, 상기 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 동기를 일치시키는 과정과, 상기 일치된 동기를 바탕으로 영역 내 단말들로 공용 파일롯 신호를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국에 대한 동기를 획득하기 위한 기지국의 방법은, 연결 중인 매크로 기지국으로부터 인접한 소형 기지국의 셀 식별자를 수신하는 과정과, 상기 셀 식별자에 대응되는 소형 기지국으로부터 공용 파일롯 신호를 수신하는 과정과, 상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국의 동기 획득 장치는, 외부 기기와 신호를 송수신하는 송수신부와, 상기 송수신 부를 통해 수신되는 매크로 기지국의 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 동기를 일치시키고, 상기 일치된 동기를 바탕으로 영역 내 단말들로 공용 파일롯 신호를 송신하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국에 대한 동기를 획득하기 위한 기지국의 장치는, 외부 기기와 신호를 송수신하는 송수신부와, 상기 송수신부를 통해 연결 중인 매크로 기지국으로부터 인접한 소형 기지국의 셀 식별자를 수신하고, 상기 셀 식별자에 대응되는 소형 기지국으로부터 공용 파일롯 신호를 수신한 후, 상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 단말이 매크로 기지국이 고속 및 저속의 사용자를 지원하고, 소형 기지국이 저속의 사용자를 지원함으로써, 핸드오버가 빈번하게 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 소형 기지국이 프리앰블을 전송하지 않음으로써, 소형 기지국의 데이터 전송률을 향상시킬 수 있으며, 상기 소형 기지국이 매크로 기지국의 프리앰블을 이용하여 동기를 획득함으로써, 단말이 CP(Cyclic Prefix) 내로 소형 기지국들로부터 신호를 수신하여 소형 셀들 간의 간섭을 회피할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 시스템 운용 방안을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 매크로 기지국과 소형 기지국의 송신 신호에 대한 단말의 수신 시점을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 동기를 획득하는 방안을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 매크로 기지국과 소형 기지국의 송신 신호에 대한 단말의 수신 시점을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 소형 기지국이 동기를 획득하기 위한 신호 흐름을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템의 소형 기지국에서 동기 획득 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템의 단말에서 소형 기지국에 대한 동기 획득 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국의 블럭 구성을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블럭 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명에서는, 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 시스템 성능을 향상시키기 위해, 소형 기지국이 프리앰블을 전송하지 않는 상황에서, 소형 셀에 대한 동기를 획득하기 위한 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다.
본 발명에서는 고속의 사용자 단말이 불필요한 핸드오버를 빈번하게 수행하는 것을 방지하기 위하여, 매크로 기지국이 저속 및 고속의 사용자들 모두를 지원하는 반면, 소형 기지국은 저속의 사용자만을 지원하도록 한다. 또한, 본 발명에서는 단말이 항상 매크로 셀에 대해 초기 접속을 수행하도록 하고, 매크로 셀에 대한 연결을 항상 유지시켜, 소형 셀에서 프리앰블을 전송하지 않도록 한다. 상기 소형 셀에서 프리앰블을 전송하지 않는 구간 동안에 추가 데이터를 전송함으로써, 전송률을 향상시킬 수 있는 이득을 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 시스템 운용 방안을 나타내고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 단말(MS-2)(230)은 고속으로 이동하는 사용자 단말로서, 상기 매크로 기지국(200)에 초기 접속을 수행하여 서비스를 제공받게 된다. 이때, 상기 제 2 단말(230)은 고속의 사용자이므로 상기 소형 기지국(210)의 영역으로 이동하더라도, 상기 소형 기지국(210)으로 핸드오버 하지 않고, 상기 매크로 기지국(200)에 대한 연결을 유지한다.
반면, 제 1 단말(220)은 저속으로 이동하는 사용자로서, 상기 매크로 기지국(200)에 초기 접속을 수행하여 서비스를 제공받게 된다. 이때, 상기 제 1 단말(220)은 저속의 사용자이므로 상기 소형 기지국(210)의 영역 내로 이동할 경우, 상기 매크로 기지국(200)과의 연결을 유지한 상태로 상기 소형 기지국(210)에 대한 추가 연결을 수행한다. 즉, 상기 제 1 단말(220)은 소형 기지국(210)으로부터 고속의 데이터 서비스를 제공받으면서, 상기 매크로 기지국(200)에 대한 연결을 유지한다.
상술한 바와 같이, 본원 발명에서 모든 단말은 상기 매크로 기지국(200)에 대해, 초기 접속하여 연결을 수행하고, 상기 매크로 기지국(200)과의 연결을 항상 유지한다. 즉, 상기 모든 단말은 초기 접속 시 상기 매크로 기지국(200)으로부터 송신된 프리앰블 신호를 수신하여 동기를 획득할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 소형 기지국(210)이 초기 동기 획득을 위한 프리앰블 신호를 전송하지 않는 것을 가정한다. 이러한 전송 구조를 통해 상기 소형 기지국(210)은 종래의 프리앰블을 전송하는 구간 동안에 다른 데이터를 전송할 수 있으므로, 데이터 전송률을 향상시킬 수 있을 것이다.
다만, 상기 소형 기지국(210)이 프리앰블 신호를 전송하지 않을 경우, 저속의 사용자가 상기 매크로 기지국(200)에서 상기 소형 기지국(210)으로 핸드오버할 때 상기 소형 기지국(210)과의 시간/프레임 동기를 맞추는데 문제가 발생될 수 있으므로, 이를 대비하여 상기 소형 기지국(210)에 대한 동기를 획득하는 방안이 제공될 필요가 있다.
도 3은 본 발명에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 매크로 기지국과 소형 기지국의 송신 신호에 대한 단말의 수신 시점을 나타내고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 매크로 기지국과 소형 기지국이 GPS 신호를 이용하여 동시에 신호를 송신(300, 310)한다고 가정하면, 상기 매크로 기지국의 경우 수백 미터에서 수 킬로미터의 반경을 가지고, 상기 소형 기지국의 경우 수십 미터의 반경을 갖기 때문에, 단말의 위치에 따라 상기 매크로 기지국의 신호와 소형 기지국의 신호를 수신하는데 시간 차이가 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 매크로 기지국에 멀리 떨어진 곳이면서 상기 소형 기지국에 상대적으로 가까운 곳에 위치한 단말의 경우, 상기 소형 기지국이 송신한 신호(310)를 수신(312)하고 소정 시간(330) 이후에 상기 매크로 기지국이 송신한 신호(300)를 수신(310)하게 된다.
그러나, 본 발명에 따른 소형 기지국에서는 프리앰블을 송신하지 않기 때문에, 상기 단말이 별도로 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득할 수 없으므로, 상기 단말의 수신 시점 차이(300)를 제거하기 위한 기법이 제안될 필요가 있다. 더욱이, 상기 소형 기지국이 실내에 설치된 경우, GPS를 이용하지 않는 경우가 많으므로, 상기 GPS를 이용하지 않고 시스템 내 동기를 맞추는 기법이 제안될 필요가 있다. 이에 따라, 이하 본 발명에서는 프리앰블을 전송하지 않는 소형 기지국에 대한 동기를 획득하는 기법에 대해 설명할 것이다.
물론, 이하 도 4 내지 도 10에서는 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는 저속의 단말이 소형 기지국의 영역으로 이동하여 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득하는 경우에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 동기를 획득하는 방안을 나타내고 있으며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 매크로 과 소형 기지국의 송신 신호에 대한 단말의 수신 시점을 나타내고 있다.
먼저, 상기 도 4를 참조하면, 소형 기지국(410)은 매크로 기지국(400)으로부터 전송되는 프리앰블 신호(402)를 수신하여 매크로 기지국(400)과 시간 및 프레임 동기를 맞추고, 맞춰진 동기에 따라 소형 기지국의 영역 내에 위치한 단말(420) 공용 파일럿 신호(404)를 송신한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 소형 기지국(410)은 매크로 기지국(400)으로부터 전송된 프리앰블 신호(402)를 수신하여 상기 단말(420)이 상기 매크로 기지국(400)의 신호와 소형 기지국(410)의 신호를 유사한 시점에 수신하도록 전송 시점을 조절하기 위한 제 1 시간 옵셋(520)을 획득하고, 상기 획득된 제 1 시간 옵셋(520)에 따라 상기 단말(420)로 신호를 송신할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 시간 옵셋(520)은 상기 소형 기지국과 매크로 기지국의 거리에 대응되는 값으로, 상기 프리앰블을 통해 결정할 수 있다. 이를 통해, 상기 소형 기지국(410)과 단말(420)은 대략적으로 동기를 일치시킬 수 있다.
물론, 상기 소형 기지국(410)과 단말(420)의 시간/프레임 동기가 정확히 일치하는 것이 아니므로, 상기 소형 기지국(410)과 단말(420) 간의 정확한 시간/프레임 동기 획득을 위해서, 상기 단말(420)은 상기 소형 기지국(410)으로부터 송신되는 기준 신호를 이용하여 시간/프레임 동기 오차를 보정할 수 있다.
즉, 상기 매크로 기지국(400)에 초기 접속을 수행하여 동기를 획득한 단말(420)은 상기 매크로 기지국(400)으로부터 상기 소형 기지국에 대한 셀 ID(406)를 수신하여, 상기 소형 기지국에 대한 공용 파일롯 신호(404)를 수신함으로써, 상기 소형 기지국에 대한 제 2 시간 옵셋(530)을 획득하여 정밀한 동기를 획득할 수 있다. 이때, 모든 소형 기지국들이 상기와 같은 방식을 통해 매크로 기지국과 동기를 맞추고, 맞춰진 동기에 따라 단말로 신호를 송신함으로써, 상기 단말이 다수 개의 소형 기지국으로부터 수신한 신호가 상기 매크로 기지국으로부터 수신된 신호와 유사한 시점 특히, CP(Cyclic Prefix) 내에 수신되도록 함으로써, 종래에 제공된 소형 기지국들 간의 간섭 회피 기법들을 적용할 수 있다. 이때, 상기 제 2 시간 옵셋(530)은 소형 기지국의 셀 반경에 따라 달라질 수 있을 것이다.
여기서, 상기 단말이 매크로 기지국과 소형 기지국에 동시에 연결된 상태라 하더라도, 상기 매크로 기지국과 소형 기지국이 서로 다른 시간 동기를 갖는 것은 비현실적이므로, 동일한 시간 및 프레임을 갖는 것을 가정한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템에서 소형 기지국이 동기를 획득하기 위한 신호 흐름을 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 매크로 기지국(604)은 610단계에서 기 설정된 주기마다 프리앰블을 송신한다. 그러면, 소형 기지국(602)은 미리 설정된 청취 구간(listening interval) 동안 상기 소형 기지국에 연결된 단말들에게 서비스를 제공하는 것을 잠시 멈추고, 상기 매크로 기지국(604)의 프리앰블을 수신한다.
이후, 상기 소형 기지국(602)은 612단계에서 상기 수신된 프리앰블을 이용하여 상기 매크로 기지국(604)과 시간/프레임 동기를 획득한다. 즉, 상기 소형 기지국(602)은 상기 매크로 기지국과의 거리 차이로 인해 발생될 수 있는 시간 옵셋을 결정하고, 상기 시간 옵셋에 따라 상기 소형 기지국(602)의 영역 내 존재하는 단말에 대한 신호 송신 시점을 결정한다. 이때, 상기 시간 옵셋은 상기 매크로 기지국과 상기 소형 기지국의 거리에 따라 결정됨으로써, 상기 매크로 기지국과의 거리가 다른 각각의 소형 기지국들은 서로 다른 시간 옵셋을 가질 수 있다. 이와 같이, 상기 소형 기지국(602)이 상기 매크로 기지국(604)과 시간/프레임 동기를 맞춘 후, 자신의 영역 내 단말(600)로 신호를 전송함으로써, 상기 소형 기지국(602)과 단말(600) 간에 대략적인 시간/프레임 동기를 맞출 수 있게 된다.
이후, 상기 단말(600)은 630단계에서 상기 매크로 기지국(604)으로부터 인접한 소형 기지국들의 셀 식별자를 수신하고, 640단계로 진행하여 상기 셀 식별자에 해당하는 소형 기지국들로부터 공용 파일롯 신호를 수신한다. 여기서, 모든 기지국에서 전송하는 공용 파일롯 신호는 해당 기지국의 셀 식별자에 특화되어 전송되기 때문에, 상기 단말(600)은 상기 매크로 기지국(604)로부터 인접한 소형 기지국들의 셀 식별자를 수신한 이후에 상기 소형 기지국(602)으로부터 전송되는 공용 파일럿 신호를 수신할 수 있다.
이후, 상기 단말(600)은 642단계로 진행하여 상기 소형 기지국(602)으로부터 수신된 공용 파일롯 신호를 바탕으로 상기 소형 기지국에 대한 시간/프레임 동기 오차를 정밀하게 보정하여 정확한 시간/프레임 동기를 획득한다. 이후, 상기 단말(600)과 소형 기지국(602)은 상기 획득된 시간/프레임 동기에 따라 신호를 송수신할 수 있다.
이후, 상기 소형 기지국(602)은 미리 설정된 청취 구간(660)이 되면, 650단계 및 652단계와 같이 상기 매크로 기지국(604)의 프리앰블을 수신하여 시간/프레임 동기를 일치시키는 과정을 재수행한다. 이때, 상기 청취 구간(620, 660)은 시스템의 성능에 영향을 미치지 않을 정도의 긴 주기로 설정할 수 있다. 즉, 상기 소형 기지국과 매크로 기지국의 위치가 변경되지 않음을 가정하고, 예외적인 상황을 대비하여 상기 청취 구간을 긴 주기로 설정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템의 소형 기지국에서 동기 획득 절차를 도시하고 있다.
상기 도 7을 참조하면, 소형 기지국은 700단계에서 매크로 기지국의 프리앰블을 수신하기 위해 미리 설정된 청취 구간(listening interval)인지 여부를 검사한다. 상기 청취 구간은 상기 소형 기지국에 연결된 단말들에 대한 서비스 제공을 잠시 중지하고 상기 매크로 기지국의 프리앰블을 수신하는 구간을 의미하는 것으로, 사업자 및 설계자에 따라 초기에 한 번만 수행될 수도 있고, 소정 주기마다 반복적으로 수행될 수도 있다.
상기 미리 설정된 청취 구간인 경우, 상기 소형 기지국은 710단계에서 매크로 기지국으로부터 프리앰블 신호를 수신하고, 720단계에서 상기 수신된 프리앰블을 이용하여 상기 매크로 기지국에 대한 시간/프레임 동기를 획득한다. 이를 통해, 상기 소형 기지국은 상기 소형 기지국 내 단말들과의 시간/프레임 동기를 대략적으로 일치시킬 수 있다. 여기서, 상기 소형 기지국은 상기 프리앰블 신호를 통해 상기 매크로 기지국의 송신 프레임에 대한 시간을 예측하고, 상기 프리앰블 신호의 송신 시각과 수신 시각을 이용하여 상기 매크로 기지국과의 거리 차이에 따른 시간 옵셋 값을 획득한 후, 상기 예측된 송신 프레임 시간에 상기 시간 옵셋 값을 적용하여 자신의 송신 시각을 결정 수 있다.
이후, 상기 소형 기지국은 730단계에서 상기 매크로 기지국에 대해 획득된 시간/프레임 동기에 맞추어 공용 파일롯 신호를 송신한다. 즉, 상기 소형 기지국은 상기 소형 기지국 내 단말들과 시간/프레임 동기를 정확히 일치시키기 위해 상기 미리 획득된 동기에 맞추어 상기 공용 파일롯 신호를 송신하며, 이를 통해 상기 단말은 상기 소형 기지국에 대한 시간/프레임 동기 오차를 정밀하게 보정할 수 있다.
이후, 상기 소형 기지국은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 계층적 셀 구조의 무선통신 시스템의 단말에서 소형 기지국에 대한 동기 획득 절차를 도시하고 있다. 여기서, 상기 단말은 저속의 사용자로서, 매크로 기지국에 대한 연결을 유지하면서 상기 소형 기지국에 대한 연결을 시도하는 단말임을 가정한다.
상기 도 8을 참조하면, 단말은 800단계에서 매크로 기지국으로부터 인접한 소형 기지국들의 셀 식별자 정보를 수신하고, 810단계로 진행하여 상기 수신된 셀 식별자에 대응되는 소형 기지국들로부터 공용 파일롯 신호를 수신한다.
이후, 상기 단말은 820단계에서 상기 공용 파일롯 신호로부터 상기 소형 기지국에 대한 미세 동기를 획득한다. 즉, 상기 단말은 상기 공용 파일롯 신호를 바탕으로 시간 옵셋 값을 획득하여 상기 소형 기지국에 대한 시간/프레임 동기 오차를 정밀하게 보정할 수 있다. 여기서, 상기 단말은 상기 공용 파일럿 신호의 송수신 시각에 따른 시간 옵셋 값을 획득하여 상기 미리 접속한 매크로 기지국에 대한 동기를 기준으로 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득할 수 있다. 이때, 상기 단말은 인접한 소형 기지국들의 공용 파일럿 신호를 CP 구간 내로 수신함으로써, 인접한 소형 기지국들 간의 신호 간섭을 제거할 수 있을 것이다.
이후, 상기 단말은 830단계에서 상기 소형 기지국에 대하여 획득된 동기를 바탕으로 상기 소형 기지국과 데이터를 송수신하고, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 소형 기지국의 블럭 구성을 도시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 소형 기지국은 송수신부(900)와 제어부(910)를 포함하여 구성되며, 상기 제어부(910)는 동기 획득부(912)를 포함하여 구성된다.
상기 송수신부(900)는 상기 제어부(910)의 제어에 따라 외부 기기와 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히, 상기 송수신부(900)는 상기 제어부(910)의 제어에 따라 기 설정된 청취 구간이 될 시, 매크로 기지국의 프리앰블을 수신하여 상기 제어부(910)로 제공하고, 상기 제어부(910)의 제어에 따라 공용 파일롯 신호를 송신한다.
상기 제어부(910)는 상기 소형 기지국의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, 본 발명에 따라 동기 획득부(912)를 포함함으로써, 상기 매크로 기지국의 프리앰블을 이용하여 상기 매크로 기지국과의 시간/프레임 동기를 일치시키기 위한 기능을 수행한다. 상기 제어부(910)는 상기 매크로 기지국과의 시간/프레임 동기를 일치시킨 후, 상기 일치된 시간/프레임 동기에 따라 신호를 송수신하기 위한 기능을 제어 및 처리하며, 특히 공용 파일롯 신호를 송신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 블럭 구성을 도시하고 있다.
상기 도 10을 참조하면, 상기 단말은 송수신부(1000)와 제어부(1010)를 포함하여 구성되며, 상기 제어부(1010)는 동기 획득부(1012)를 포함하여 구성된다.
상기 송수신부(1000)는 상기 제어부(1010)의 제어에 따라 외부 기기와 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히, 상기 송수신부(1000)는 상기 제어부(1010)의 제어에 따라 매크로 기지국으로부터 프리앰블 및 인접한 소형 기지국에 대한 셀 식별자를 수신하여 상기 제어부(1010)로 제공하고, 소형 기지국으로부터 공용 파일롯 신호를 수신하여 상기 제어부(1010)로 제공한다.
상기 제어부(1010)는 상기 단말의 전반적인 동작을 제어 및 처리하며, 특히 상기 동기 획득부(1012)를 포함함으로써, 매크로 기지국에 초기 접속 시, 상기 매크로 기지국으로부터 수신된 프리앰블을 이용하여 시간/프레임 동기를 획득하기 위한 기능을 제어 및 처리하고, 이후 상기 단말의 속도 및 위치에 따라 소형 기지국에 대한 시간/프레임 동기를 획득하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 상기 제어부(1010)는 상기 단말이 저속으로 이동하는 중에 상기 매크로 기지국으로부터 인접한 소형 기지국에 대한 셀 식별자가 수신될 시, 상기 수신된 셀 식별자에 대응되는 소형 기지국으로부터 송신되는 공용 파일롯 신호를 수신하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 상기 제어부(1010)는 소형 기지국으로부터 수신된 공용 파일롯 신호를 바탕으로 상기 소형 기지국에 대한 시간/프레임 동기를 획득하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 상기 제어부는 상기 매크로 기지국에 대하여 획득된 시간/프레임 동기를 기준으로 상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 미세 동기 오차를 계산하고, 계산된 미세 동기 오차를 바탕으로 상기 소형 기지국에 대한 시간/프레임 동기를 획득하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
400: 매크로 기지국 410: 소형 기지국
420: 단말 900: 송수신부
910: 제어부 912: 동기 획득부
1000: 송수신부 1010: 제어부
1012: 동기 획득부

Claims (16)

  1. 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국의 동기 획득 방법에 있어서,
    매크로 기지국의 프리앰블을 수신하는 과정과,
    상기 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 동기를 일치시키는 과정과,
    상기 일치된 동기를 바탕으로 영역 내 단말들로 공용 파일롯 신호를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소형 기지국은, 프리앰블 신호를 송신하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 동기를 일치시키는 과정은,
    상기 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 거리에 따른 시간 옵셋을 결정하는 과정과,
    상기 시간 옵셋을 이용하여 상기 매크로 기지국의 단말에 대한 동기를 일치시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 매크로 기지국의 프리앰블은 미리 설정된 청취 구간 동안에 수신하며,
    상기 청취 구간 동안에는 상기 소형 기지국에 연결된 단말들에 대한 서비스를 일시적으로 중단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국에 대한 동기를 획득하기 위한 기지국의 방법에 있어서,
    연결 중인 매크로 기지국으로부터 인접한 소형 기지국의 셀 식별자를 수신하는 과정과,
    상기 셀 식별자에 대응되는 소형 기지국으로부터 공용 파일롯 신호를 수신하는 과정과,
    상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 매크로 기지국에 대한 연결을 항상 유지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득하는 과정은,
    상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 상기 소형 기지국의 셀 반경에 따른 시간 옵셋을 결정하는 과정과,
    상기 시간 옵셋을 이용하여 상기 소형 기지국과의 동기를 일치시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 단말은, 고속으로 이동하는 경우 상기 소형 기지국에 대한 연결을 시도하지 않고, 저속으로 이동하는 경우 상기 소형 기지국에 대한 연결을 시도하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국의 동기 획득 장치에 있어서,
    외부 기기와 신호를 송수신하는 송수신부와,
    상기 송수신 부를 통해 수신되는 매크로 기지국의 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 동기를 일치시키고, 상기 일치된 동기를 바탕으로 영역 내 단말들로 공용 파일롯 신호를 송신하기 위한 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 소형 기지국은, 프리앰블 신호를 송신하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 프리앰블을 이용하여 매크로 기지국과의 거리에 따른 시간 옵셋을 결정하고, 상기 시간 옵셋을 이용하여 상기 매크로 기지국의 단말에 대한 동기를 일치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 송수신부를 제어하여 미리 설정된 청취 구간 동안에 상기 매크로 기지국의 프리앰블을 수신하며, 상기 청취 구간 동안에는 상기 소형 기지국에 연결된 단말들에 대한 서비스를 일시적으로 중단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 계층적 셀 구조를 갖는 무선통신 시스템에서 소형 기지국에 대한 동기를 획득하기 위한 기지국의 장치에 있어서,
    외부 기기와 신호를 송수신하는 송수신부와,
    상기 송수신부를 통해 연결 중인 매크로 기지국으로부터 인접한 소형 기지국의 셀 식별자를 수신하고, 상기 셀 식별자에 대응되는 소형 기지국으로부터 공용 파일롯 신호를 수신한 후, 상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 상기 소형 기지국에 대한 동기를 획득하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 매크로 기지국에 대한 연결을 항상 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 공용 파일롯 신호를 이용하여 상기 소형 기지국의 셀 반경에 따른 시간 옵셋을 결정하고, 상기 시간 옵셋을 이용하여 상기 소형 기지국과의 동기를 일치시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 단말은, 고속으로 이동하는 경우 상기 소형 기지국에 대한 연결을 시도하지 않고, 저속으로 이동하는 경우 상기 소형 기지국에 대한 연결을 시도하는 것을 특징으로 하는 장치.
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