KR20130026361A - 이기종 망간에 ｅｃ의 ｐｄｓｃｈ 시작심볼 결정 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템 - Google Patents

이기종 망간에 ｅｃ의 ｐｄｓｃｈ 시작심볼 결정 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템 Download PDF

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박병성
장일두
이희봉
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에릭슨 엘지 주식회사
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Abstract

이기종 망이 혼재된 HetNet 환경에서, 일 망은 EC(Extension Carrier)의 PDSCH(Physical downlink shared channel) 시작심볼 결정시에, 타 망에서 동일 주파수인 NC(Normal Carrier) BCCC(Backward Compatible Component Carrier)의 시작심볼을 고려하여 결정한다.

Description

이기종 망간에 ＥＣ의 ＰＤＳＣＨ 시작심볼 결정 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템{METHOD FOR DECIDING PDSCH START SYMBOL OF EXTENSION CARRIER AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 HetNet(Heterogeneous Network) 환경에서 EC(Extension Carrier)의 PDSCH(Physical downlink shared channel) 시작심볼에 대한 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다.
"본 연구는 방송통신위원회의 차세대통신네트워크원천기술개발사업의 연구결과로 수행되었음"(KCA-2011-10913-04002)
최근 가정 내에서 휴대전화 이용과 모바일 데이터의 수요가 지속적으로 증가하고 있는데, 이러한 추세에 따라 옥내 브로드밴드 망을 통해 이동통신 핵심망에 접속하도록 초소형 기지국을 옥내 등에 설치하여 이동통신 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 피코(pico) 기지국, 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.
이처럼 이동통신 시스템은 효율적인 시스템 구성을 위해 셀(cell) 구조를 갖는다. 셀이란 주파수를 효율적으로 이용하기 위하여 넓은 지역을 작은 구역으로 세분한 구역을 의미한다. 다중 접속 시스템(multiple access system)은 일반적으로 다중 셀을 포함한다. 일반적으로 셀 내에는 기지국을 설치하여 단말을 중계한다.
HetNet는 하나의 기지국으로 한 셀을 처리하던 방식 대신 서로 다른 크기의 영역을 담당하는 복수 개의 기지국을 중첩하여 사용하는 방식이다. 예컨대 매크로셀(macro cell) 영역 내에 소형셀(small cell), 즉 피코(pico), 펨토(femto) 셀, 릴레이(relay) 등을 추가로 설치하여 통신량이 많은 지역의 네트워크를 매크로셀에서 분산시켜 처리함으로써, capacity를 증가시키고 데이터 처리 속도를 증가시켜 네트워크의 전체 효율을 높일 수 있다.
3GPP Release(이하 'REL'이라 함) 11에 도입 예정인 EC(Extension Carrier)는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel, CRS(Common Reference Signal), PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal), PBCH(Physical Broadcast Channe), SIB(System Information Block), 페이징(Paging) 등과 같은 제어신호 및 채널을 전송하지 않기 때문에 적어도 하나의 BCCC(Backward Compatible Component Carrier)가 포함된 SCCC(Serving Component Carrier Set) 내에서 해당 BCCC에 존속되어 존재해야 하며, 이동성(mobility)은 BCCC에 대한 측정(measurement)에 기반한다. 따라서 EC는 이런 제어신호에 대한 오버헤드를 최소화하면서 peak data rate와 셀 스펙트럼 효율성을 높여 주기 때문에 CA(Carrier Aggregation)시에 연관 BCCC와 함께 UE(User Equipment)의 initial cell camping이 가용치 않은 data only carrier로서 사용된다.
특히 HetNet 환경에서 제어신호 및 채널은 간섭(interference)에 민감하게 될 것이기에 제어신호 및 채널을 전송하지 않는 EC는 이들 제어신호 및 채널들에 대해 간섭(interference)을 관리할 필요가 없는 이점을 제공하며, UE 측면에서 동일한 대역폭의 NC(Normal Carrier)를 통한 CA(Carrier Aggregation)에 비하여, RRM(Radio Resource Management) 측정을 허용치 않아 효율적인 UE 전력소모와 CCS(Cross Carrier Scheduling)의 사용으로 인한 주파수 측면에서의 eICIC(Enhanced Inter-Cell Interference Control) 기능을 제공한다.
도1은 HetNet 환경에서 EC의 사용예를 도시한 도면이다. 예컨대, 2개의 캐리어로 HetNet을 운용하는 경우, 매크로셀(macro cell)에 CC(Component Carrier)1을 BCCC로 하면서 동시에 CC1에 존속된 CC2를 EC로 설정하여 제공하는 한편, 소형셀(small cell)에서는 매크로셀의 EC에 해당하는 CC2를 BCCC로 하면서 해당 CC2에 추가적으로 존속하는 CC1을 EC로 설정하여 운용함으로써, PDCCH에 대한 CCS(Cross Carrier Scheduling) 스킴을 통해 PDCCH의 간섭을 최소화하면서 CA를 제공한다.
상기와 같은 HetNet 환경하에서 한 망에서의 EC의 시작심볼은 다른 망에서의 동일 주파수의 BCCC의 PDSCH 시작심볼을 고려하여 결정되어야 한다. 하지만 현재 HetNet 환경에서는 EC의 PDSCH 시작심볼에 대한 위치를 정의하고 있지 않다.
본 발명의 목적은 HetNet 환경에서 EC의 PDSCH 시작심볼에 대한 위치를 결정하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, HetNet 환경에서 EC의 PDSCH 시작심볼에 대한 위치를 결정하는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 개시된다. 본 발명에 의하면, 이기종 망이 혼재된 HetNet 환경에서, 일 망은 EC(Extension Carrier)의 PDSCH(Physical downlink shared channel) 시작심볼 결정시에, 타 망에서 동일 주파수인 NC(Normal Carrier) BCCC(Backward Compatible Component Carrier)의 시작심볼을 고려하여 결정한다. 이때 일 망과 타 망은 동일한 또는 서로 다른 네트워크 인터페이스를 이용한다.
본 발명에 의하면, HetNet 환경에서 EC의 PDSCH 시작심볼에 대한 위치를 다른 망의 BCCC의 PDSCH 시작심볼을 고려하여 결정함으로써, 주파수 사용 효율을 증대시키고 PDCCH에 대한 간섭을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
도1은 HetNet 환경하에서 EC의 사용예를 도시한 도면.
도2는 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면.
도3은 HetNet 환경하에서 PDSCH 시작심볼의 관계를 보여주는 도면.
도4는 HetNet 환경하에서 기지국 간의 인터페이스를 정의한 도면.
도5는 PCFICH의 CFI 값의 범위를 명시하는 테이블을 도시한 도면.
도6은 본 발명의 실시예에 따라 HetNet 환경하에서 X2, S1 인터페이스를 이용하여 PDSCH 시작심볼을 교환하는 방식을 도시한 도면.
도7은 본 발명의 실시예에 따라 NC PDSCH 시작심볼 교환을 위한 REL 11 X2-AP Load Information 메시지를 보여주는 도면.
도8은 본 발명의 실시예에 따라 NC PDSCH 시작심볼 교환을 위한 REL11 S1-AP eNB/MME X2-AP Transfer 메시지를 보여주는 도면.
도9는 NC PDSCH 시작심볼 교환을 위한 방안에 대한 비교결과를 도시한 도면.
도10은 REL 10 RRC Reconfiguration 메시지를 보여주는 도면.
도11은 본 발명의 실시예에 따라 EC의 PDSCH 시작심볼 지시를 위한 신호스킴을 비교한 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.
도2는 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면이다.
일실시예에 있어서, 이동통신망은, 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 이동통신망(예컨대, WCDMA 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 이동통신망, 또는 현재 서비스 진행중인 4G 이동통신망 등) 및 매크로 기지국(macro eNB), 초소형 기지국(Pico eNB, HeNB(Home-eNB)) 및 단말(UE)을 구성요소로 포함하는 임의의 기타 이동통신망을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 LTE의 무선접속망인 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)을 위주로 설명한다.
도2에 도시된 바와 같이, 이동통신망은 하나 이상의 네트워크 셀로 구성될 수도 있고, 이동통신망에 서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재할 수 있는 HetNet 환경을 포함한다. 이동통신망은 소규모의 네트워크 셀(예컨대, '피코셀', '펨토셀' 등)을 관리하는 초소형 기지국(Pico eNB, HeNB, relay 등)(11~15,21~23,31~33), 넓은 범위의 셀(예컨대, '매크로셀')을 관리하는 매크로 기지국(macro eNB)(10,20,30), 단말(UE)(40), SON(Self Organizing&optimizing Networks) 서버(50), MME(Mobility Management Entity)(60), S-GW(Serving Gateway)(80) 및 P-GW(PDN Gateway)(90)를 포함할 수 있다. 도2에 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 피코 기지국, 옥내용 기지국 또는 펨토 기지국, 릴레이(relay)의 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 이동통신망에서 사용되는 이동 단말기의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
초소형 기지국의 네트워크 관리 장치인 관리 서버(O&M 서버)(70)는 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)과 매크로 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 매크로/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. 또한 각 MME(61,62)는 기지국 제어기(BSC)의 기능을 수행하며, 자신에 연결된 기지국(pico eNB, HeNB, macro eNB 등)에 대하여 자원 할당, 호 제어, 핸드오버 제어, 음성 및 패킷 처리 등을 수행할 수 있다.
일실시예에 있어서, 하나의 관리 서버(70)가 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 이동통신망에서 매크로셀, 피코셀 및 펨토셀이 혼재된 네트워크 셀을 가정하였지만, 네트워크 셀은 매크로셀-피코셀, 매크로셀-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. 즉 폐쇄형 접속모드, 개방형 접속모드, 하이브리드 접속모드로 구분된다. 폐쇄형 접속모드(Closed Access mode 또는 CSG Closed mode)는 특정가입자에게만 접속을 허용하며, 개방형 접속모드(Open Access mode 또는 CSG Open mode)는 접속허용조건이 없이 어떤 가입자든 접속가능한 모드이며, 하이브리드(Hybrid)는 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. SIB 1은 기지국(HeNB, macro eNB)이 자신의 셀에 대한 정보를 모든 단말(40)에게 브로드캐스팅하는 메시지로서, CGI(Cell Global Identity)(망내에서 유일한 셀 구분인자), CSG indication(초소형 기지국임을 알려주는 인자), CSG ID(CSG에 대한 ID) 등을 포함한다.
상기의 이동통신망을 LTE망으로 가정하는 경우, LTE망은 inter-RAT망(WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. inter-RAT망 중 하나(예컨대, WiBro망)가 상기 이동통신망인 경우 역시, 타 망(LTE망, WiFI망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. 도면에는 일 망(예컨대, LTE망)과 타 망(WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)이 이격되어 도시되어 있지만, 일 망과 타 망은 오버랩(Overlay)되어 있음을 전제로 한다.
초소형 기지국(11~15,21~23,31~33) 또는/및 매크로 기지국(10,20,30)을 '기지국장치'로 통칭하여 명명하면, LTE의 기지국장치로 구성되어 있는　E-UTRAN은 IP 기반의 플랫(flat)한 구조를 가지고 단말(40)과 코어망 간의 데이터 트래픽(data traffic)을 처리한다. 이들 간의 신호 제어는 MME(60)가 담당한다. MME(60)는 기지국장치와 S-GW(Serving Gateway)(80) 간의 신호제어를 담당하고, 단말(40)로부터 인입되는 데이터를 어느 곳으로 라우팅할지를 결정한다. S-GW(80)는 기지국장치와 기지국장치 간, 3GPP 네트워크와 E-UTRAN 간의 단말 이동에 　대한 앵커(anchoring) 기능을 담당하고, P-GW(PDN(Packet Data Network) Gateway)(90)를 통해 IP 망에 접속한다. 핵심망 장비인 MME(60)/S-GW(80)는 다수 개의 기지국장치를 관장하며, 각 기지국 장치는 여러 개의 셀로 구성된다. 기지국장치와 MME(60)/S-GW(80)간에는 S1 인터페이스를 통해 C-plane/U-plane이 제어되며, 기지국장치 간 핸드오버 및 SON 기능을 위해 X2 인터페이스를 사용한다.
네트워크 인터페이스의 셋업은 시스템 중앙의 MME(60)와 연결하는 S1 인터페이스와 현재 시스템상에 존재하는 다른 셀들의 기지국장치와의 직접적인 통신을 위한 네트워크 라인인 X2 인터페이스를 설정함으로써 이루어진다. S1 인터페이스는 MME(60)와 신호를 교환함으로써 UE(40)의 이동을 지원하기 위한 OAM(Operation and
Management) 정보를 주고받는다. 또한 X2 인터페이스는 기지국장치 간에 fast handover를 위한 신호 및 load indicator 정보, Self-optimization을 위한 정보를 교환하는 역할을 수행한다.
서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재된 HetNet 환경하에서 EC를 이용한 CA의 경우 EC 자체에는 제어신호 및 채널의 일종인 PDCCH가 존재하지 않으므로 PDCCH 심볼 수를 지시하는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel) 채널이 존재하지 않기 때문에, EC를 이용하여 데이터를 수신하는 UE(40)는 EC상에서 PDSCH 시작심볼의 위치를 인지할 수 없다. 반면에, 해당 EC와 연관된 NC(Normal Carrier, backward compatible carrier) BCCC, 즉 EC에 대한 PDCCH를 신호하는 캐리어에는 PCFICH 채널이 존재하기 때문에, UE(40)는 NC BCCC의 PDSCH 시작심볼의 위치를 L1 신호에 의해 인지할 수 있다.
일반적으로 UE(40)에게 다수의 CC(Component Carrier)를 할당하여 광대역을 제공하는 REL 10 CA의 경우 이들 다수의 CC는 모두 하나의 eNB에 의해 관장되는 CC이므로, 각각의 CC를 위한 PDCCH 심볼 수, 즉 PDSCH 시작심볼의 위치는 해당 eNB 스케줄러에 의한 독자적인 결정에 기반하여 semi-statistic하게 결정되어 해당 CC를 non PDCCH serving cell로 사용하는 UE(40)에게 전용메시지인 RRC(Radio Resource Control) Reconfiguration 메시지를 통해 지시된다. 그러나, HetNet 환경하에 어떤 layer(macro cell or small cell)에서 EC로 사용하는 특정 주파수 CC의 PDSCH 시작심볼은 다른 layer에서 동일 주파수를 NC로 사용하는 PDCCH 심볼 수에 영향을 받게 된다. 도3은 HetNet 환경하에서 PDSCH 시작심볼의 관계를 보여주는 도면이다.
도3에서 (case 1)은 HetNet 환경하에서 다른 layer의 BCCC의 PDSCH 시작심볼을 고려하지 않고 자신의 layer의 BCCC와 동일한 PDSCH 시작심볼을 EC에 적용한 경우이다. 이 경우 매크로셀(macro cell)에서의 BCCC인 FA1의 시작심볼이 소형셀(small cell)에서의 EC인 FA1의 시작심볼 보다 적으면 소형셀 EC의 PDSCH 심볼에 낭비를 가져올 것이며, 반면에 소형셀에서의 BCCC인 FA2의 시작심볼이 매크로셀에서의 EC인 FA2 보다 크면 소형셀에서 BCCC FA2에서의 PDCCH의 마지막 심볼에 대한 간섭이 발생할 것이다.
또한 (Case 2~4)는 HetNet 환경에서 다른 layer의 BCCC의 PDSCH 시작심볼을 고려하면서 자신의 EC의 PDSCH 시작심볼을 결정한 경우이다. 또한, (case 2)는 (case 1)과 달리 PDCCH 디코딩 에러(decoding error)와 같은 심각한 에러는 유발되지 않을 것이다. 또한, (case 4)는 HetNet 환경에서 모든 CC에 동일한 PDSCH 시작심볼을 설정한 경우이며, 이 경우 PDCCH 자원낭비가 유발될 수 있다.
따라서, 한 망에서의 EC의 PDSCH 시작심볼은 다른 망에서의 동일 주파수의 BCCC의 PDSCH 시작심볼을 고려하여 결정되어야 한다.
이러한 문제를 회피하기 위해 기타 ICIC 관련 변수의 교환처럼 eNB간에 X2를 이용한 상호교환을 적용하는 것을 고려해 볼 수 있겠지만, macro-femto 환경의 HetNet 환경에서는 X2 인터페이스를 가지지 않기 때문에 적용이 불가능하다. 구체적으로, REL 10에서 X2 인터페이스는 도4에 도시된 바와 같이 MME(60)에 접속 제어(access control)를 가지지 않으면서 동일한 CSG ID를 가진 closed/hybrid access HeNB들 간에 또는 이들과 open acess HeNB 사이에만 가능할 뿐이다, 즉 소형셀인 피코셀에서는 X2 인터페이스를 이용하는 것이 가능하지만, 펨토셀에서는 X2 인터페이스를 사용할 수 없어 macro-pico 환경에서의 절차를 macro-femto 환경에 동일하게 적용할 수 없다. 그 해결 방안을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
현재 REL 10에서 time측에서의 eICIC를 위해 ABS를 적용하고 있으며, eNB간 ABS(Almost Blank Sub-frame) 패턴 교환을 위해 X2 인터페이스를 사용하고 있다. ABS 패턴은 셀 내에서 UE activity, User 평균전송 속도, Handover 지연, 안테나 형상, UE measurement 성능 등 여러 가지 환경에 대한 측정을 통해 운영자에 의해 결정된다. 그러나, EC의 PDSCH 시작심볼은 다른 망의 동일한 주파수의 NC의 PDSCH 시작심볼에 영향을 받게 되며, 해당 NC PDSCH는 eNB 스케줄러에 의해 동적으로 결정되므로 운영자에 의해 결정 및 설정되지 않고 다른 망의 eNB 스케줄러에 의해 제어되는 NC별 UE activity에 의해 변경된다. 따라서, ABS 패턴과 EC의 PDSCH 시작심볼의 변수는 약간의 차이가 있다. 그러나, ABS 패턴과 EC의 PDSCH 시작심볼은 REL 10 CA에서 NC SCell(Secondary Serving Cell)의 PDSCH 시작심볼 처럼 eNB 스케줄러에 의해 semi-statistic하게 변경되는 성격은 동일하지만, 새로운 값으로의 갱신주기는 ABS 패턴 정보가 EC의 PDSCH 시작심볼 보다 한층 짧은 주기가 소요될 것이다.
도9의 스킴2에 해당하는 macro-femto 환경에서 임의의 펨토셀의 ABS 패턴 정보는 운영자가 femto ABS 패턴을 결정하여 관리 서버(70)를 통해 다른 펨토셀과 해당 매크로셀에게 지시된다. 또한, macro-pico 환경에서 매크로셀의 ABS 패턴 정보는 우선적으로 운영자가 macro ABS 패턴을 결정하여 관리 서버(70)를 통해 해당 매크로셀에게 전송될 것이며, 해당 매크로셀은 X2 인터페이스를 이용해 피코셀에게 자신의 ABS 패턴을 통보할 것이다.
반면에, EC의 PDSCH 시작심볼을 ABS 패턴과 동일한 방식으로 상호 교환하는 경우에는 다음과 같이 운영자의 개입을 통한 관리 서버(70)에 의한 교환 방식과, 운영자의 개입이 없는 방식으로 구분할 수 있다.
먼저, 운영자의 개입을 통한 관리 서버(70)에 의한 교환 방식은, 도9의 스킴2에 해당하는 것으로, HetNet을 구성하는 모든 eNB 스케줄러의 역할을 운영자가 대신하기 위해 운영자가 특정 캐리어별 UE activity를 모니터링해야 하는 문제가 존재하여 망 운용에 있어서 운영자의 부담이 가중될 것이며, TTI(Transmission Time Interval) 단위로 변경될 수 있는 NC의 PDSCH 시작심볼을 망 내에 위치한 다수의 eNB 간에 PDSCH 시작심볼 동기화가 쉽지 않을 것이다.
상기 운영자의 개입이 없는 방식은 다음과 같이 두 가지로 구분할 수 있다.
첫 째는 도3의 (case 4) 처럼 운용자 뿐만 아니라, 다른 eNB와의 연동 없이 해당 캐리어의 시스템 변수에 따라 결정하는 방식으로, 도9의 스킴1이 이에 해당한다. 이 방식은 도5에 도시된 PCFICH의 CFI 값의 범위를 명시하는 테이블에 기반하여 캐리어의 대역폭 및 설정정보에 따라 최대 PDCCH 심볼 수+1로 PDSCH 시작심볼을 결정하는 것으로, 자원의 낭비는 존재할 수 있지만 망 간에 교환이 요구되지 않는다.
둘째는 도3의 (case 3) 처럼 각 eNB 스케줄러에 의해 결정된 BCCC의 PDSCH 시작심볼을 X2 인터페이스를 통해 상호 교환한ㄴ 방식으로, 도8의 스킴3이 이에 해당한다. 이 방식은 자원의 낭비 및 PDCCH 디코딩 에러를 회피할 수 있다.
도6은 다른 type의 HetNet 환경 하에서 X2와 S1 인터페이스를 이용해 NC PDSCH 시작심볼을 교환하는 방안을 보여준다. 우선 X2-AP에서 해당 정보에 관련한 변수를 살펴보면, NC의 PDSCH 시작심볼과 해당 NC의 주파수 및 새로운 시작심볼의 적용시점을 지시하기 위한 IE들이 요구될 것이며, REL10 X2-AP의 ICIC를 위한 메시지인 Load Information 메시지에 해당 IE(Information element)들을 추가하는 것이 가장 효과적일 것이다. Load Information 메시지는 도6에서 처럼 macro-pico 간에 자신의 BCCC의 PDSCH 시작심볼의 위치를 X2-AP를 통해 지시하게 될 것이며, 이는 도9의 스킴2,3에 공통 적용된다. 한편 macro-femto 간에는 X2 인터페이스가 존재치 않으므로 S1 인터페이스를 통해 해당 정보를 교환할 때 다음과 같이 두 가지 방안을 고려할 수 있다. 하나는 REL 10에 기 정의된 S1-AP 메시지에 관련 정보를 위한 새로운 IE를 추가하여 교환하는 방식이다. 다른 하나는 eNB간에 eICIC를 위해 새로운 REL 11 S1-AP 메시지를 정의하여 X2 load information 메시지를 container 형태로 포함시켜 전송하는 방식이다. 도7은 NC PDSCH 시작심볼 교환을 위한 REL 11 X2-AP Load Information 메시지에 대한 변경을 명시한다.
도7에서 하단의 IE들(7a)이 해당절차를 위한 새로운 IE들이며, 기 정의된 Invoke Indication에 새로운 값 "PDSCH Start information"을 추가한 것이다. 추가된 값의 의미를 살펴보면, 해당 메시지를 수신한 eNB는 Invoke Indication 값이 "PDSCH Start information"인 경우 NC에 대한 PDSCH start 정보를 메시지를 송신한 eNB로 전송하여 상호 교환하게 된다. 예컨대, CA의 경우 최대 5개의 셀에 해당하는 하향링크 NC의 주파수밴드를 EAFCN IE로 지시하며, 수신측에서는 해당 주파수가 자신의 layer에서 EC이므로 EC를 사용하는 UE에게 RRC 전용메시지를 통해 EC의 PDSCH 시작심볼을 지시하며, BCCC인 NC는 PCFICH 채널을 통해 직접적으로 PDSCH 시작심볼을 인지시킨다.
구체적으로 살펴보면, 도6에 도시된 바와 같이 macro-femto 간에 해당 정보교환을 위해서 S1-AP에 변경이 요구된다. 이 경우 "6a" 및 "6b"로 구분할 수 있다.
도6에서 "6a"는 REL 10 S1-AP에 eICIC를 정보 교환하기 위한 기 정의된 메시지가 존재하지 않아 SON 정보를 주고받기 위해 정의된 eNB/MME Configuration Transfer 메시지 관련 정보를 위한 새로운 IE들을 추가하여 정보를 교환하는 방식이다. 이 방식은 eNB/MME Configuration Transfer의 세부절차에 있어서 변경이 요구된다.
또한, 도6에서 "6b"는 macro-pico 간에 정보 교환을 위해 정의된 REL 11 X2-AP Load Information 메시지(도7 참조)를 새로운 REL 11 S1-AP 메시지(도8의 REL11 S1-AP eNB/MME X2-AP Transfer 메시지)에 container 형태로 포함하여 교환하는 방식이다. 이 방식은 REL 10에 기 정의된 S1-AP 절차에 있어서 어떠한 변경도 요구되지 않으며, macro-femto 간 ABS 패턴 정보의 교환을 위해서도 사용될 수 있는 방식이다. 따라서 본 발명에서는 "6b"를 제안하며, 이를 위해 NC PDSCH 시작심볼 교환을 위한 REL 11 S1-AP 메시지인 eNB/MME X2-AP Transfer 메시지(도7의 REL 11 X2-AP Load Information 메시지)를 새로이 정의하며 해당절차에 대한 세부절차를 명시한다.
도7의 REL 11 X2-AP Load Information 메시지는 도8의 새로운 S1-AP 메시지(REL11 S1-AP eNB/MME X2-AP Transfer 메시지)의 X2-AP container에 포함되어 MME(60)에 의해 송신 eNB에 의해 설정된 Target eNB-ID를 통해 target eNB로 투명하게 전달된다. 이에 대해 수신 eNB는 송신측 eNB의 X2-AP Load Information 메시지에 포함된 정보를 이용하며, 응답으로 자신의 NC PDSCH 시작심볼을 지시하는 X2-AP Load Information 메시지를 생성하여 송신 eNB에 의해 결정된 Source eNB-ID를 target eNB-ID로 결정하여 MME(60)로 전송한다. 그러면, MME(60)는 송신 eNB에 의해 설정된 Target eNB-ID를 통해 target eNB로 X2-AP container를 투명하게 전달한다. 이로써 eNB 간에 PDSCH 시작심볼에 대한 정보를 교환한다. 다른 실시예에 있어서, time 측면에서 macro-femto간의 eICIC에 ABS 패턴 정보 교환을 위해 REL11 S1-AP eNB/MME X2-AP Transfer 메시지를 사용할 수도 있다.
도9는 상기 세 가지 스킴에 대한 비교 도표이다. 도9에서 보는 것처럼 스킴2의 경우에는 운영자의 커리어별 UE activity 모니터링이 요구되며, 스킴3의 경우 운영자의 개입은 요구치 않으나 스킴2와 마찬가지로 resource wasting 및 PDCCH decoding error에 대해 100% 지원할 수 없다. 그 이유는 X2-AP, S1-AP, O&M 메시지 교환시 지연으로 인한 이기종 망간에 동일한 activation 동기화 및 SFN 최대 길이인 256ms 단위 갱신주기에 의해 256ms 동안에 UE activity에 의한 동적인 PDSCH 시작심볼의 결정이 어렵기 때문이며, 또한 각각의 망은 상대망으로부터 수신한 PDSCH 시작심볼에 따라 EC의 새로운 PDSCH 시작심볼의 위치를 다음번 SFN 0에 적용하기 위해 (각각의 망에서 EC를 사용하는 UE(40)에게 전용신호를 통해 전송하나) 항상 SFN 0에 모든 UE(40)들이 새로운 값으로 동시에 activation하는 것을 보장할 수 없으므로 개별 UE 단위의 자원낭비 및 PDCCH 디코딩 에러를 100% 회피할 수 없을 것이다.
EC는 REL10 CA에서 RRC, MAC, PHY 메시지 정의시 이미 EC의 도입을 고려하여 CrossCarrierSchedulingConfig-r10 IE 같은 IE를 메시지에 이미 포함시켰으며, EC 또한 UE 입장에서 하나의 Non-scheduling SCell로 동작하므로 도10에 정의된 REL 10 RRC Reconfiguration 메시지에 NC Non-scheduling SCell의 PDSCH 시작심볼을 지시하도록 정의된 CrossCarrierSchedulingConfig-r10 IE를 재사용할 수 있다. 다만, EC의 PDSCH 시작심볼을 위해 동일한 주파수 밴드의 다른 망에서 사용되는 BCCC NC의 PDSCH 시작심볼에 대한 결정을 위해 도9의 스킴 중에서 어느 하나를 사용하여 EC를 사용하는 UE(40)에게 결정된 값에 대한 지시를 위해 RRC Reconfiguration를 사용하게 될 것이다.
구체적인 예를 살펴보면, 도11은 각각 10MHz(PRB 개수 50)와 1.4Mhz(PRB 개수 6)인 두 개의 캐리어로 구성된 HetNet 환경에서 해당 UE에게 EC의 PDSCH 시작심볼을 지시하는 신호방안을 보여준다. 도9의 스킴3을 사용하는 경우 초기 두 개의 캐리어 상에 PDSCH 시작심볼은 eNB 스케줄러의 의해 "3", "4"이며, 매크로셀의 UE activity 증가로 PDSCH 시작심볼의 위치 증가가 요구될 경우 macro-pico 환경의 HetNet 환경(11a)이라면 X2-AP 메시지를 통해 자신의 NC에 대한 새로운 PDSCH 시작심볼을 제안하고, 이를 수신한 피코셀 또한 UE activity를 기반하여 자신의 PDSCH 시작심볼의 위치를 신호할 것이다. 이때 각각의 망은 상대망으로부터 수신한 PDSCH 시작심볼에 따라 EC의 새로운 PDSCH 시작심볼의 위치를 다음번 SFN 0에 적용하기 위해 각각의 망에서 EC를 사용하는 UE(40)에게 적절한 시간에 전용신호를 통해 전송해야 한다. "11b"는 macro-femto HetNet 환경에 적용한 것이다. 마지막으로 스킴1을 사용한다면 EC를 사용하는 UE(40)에게 전용신호를 통해 항상 동일한 EC의 PDSCH 시작심볼의 값을 지시할 것이며, 해당 캐리어의 최대 PDCCH 심볼 수 + 1의 값이며, 따라서 도11의 경우 매크로셀과 소형셀에서의 밴드 X, Y는 항상 각각의 eNB 스케줄러에 "3", "4"의 PDSCH 시작심볼로 L1 채널과 RRC 전용채널을 통해 고정적으로 신호될 것이다.
결론적으로 본 발명에서 EC의 PDSCH 시작심볼에 대한 지시를 위해 운영자의 개입과 상호 eNB 간에 정보교환 없이 각각의 eNB 스케줄러에 의해 항상 자신이 관리하는 NC BCCC의 경우 항상 해당 캐리어의 최대 PDCCH 심볼 수를 PCFICH 채널을 통해 신호하며, 연관 EC의 경우 항상 해당 캐리어의 최대 PDCCH 심볼 수 + 1의 값을 RRC 전용메시지를 통해 EC를 사용하는 UE(40)에게 신호하는 스킴1을 선호한다. 그러나 운영자의 선택에 의해 스킴3을 사용하는 경우 X2-AP, S1-AP에 도8 및 도9를 통해 명시된 메시지 구조체를 제안한다.
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(O&M 서버)
80: S-GW(Serving Gateway) 90: P-GW(PDN Gateway)

Claims (15)

  1. 이기종 망간에 EC(Extension Carrier)의 PDSCH(Physical downlink shared channel) 시작심볼 결정 방법으로서,
    일 망에서 EC의 PDSCH 시작심볼 결정시에, 타 망에서 동일 주파수인 NC(Normal Carrier) BCCC(Backward Compatible Component Carrier)의 시작심볼을 고려하여 결정하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일 망과 상기 타 망은 동일한 또는 서로 다른 네트워크 인터페이스를 이용하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일 망 및 상기 타 망 중 어느 한 망의 매크로셀과 상대 망의 피코셀 간에는 X2 인터페이스를 이용하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 매크로셀과 상기 피코셀 간에는 Release 11 S1-AP Load Information 메시지에 PDSCH 시작정보와 관련된 IE(Information Element)를 추가하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 일 망 및 상기 타 망 중 어느 한 망의 매크로셀과 상대 망의 펨토셀 간에는 MME(Mobility Management Entity)와의 S1 인터페이스를 이용하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 매크로셀과 펨토셀 간에는 새롭게 정의된 Release 11 S1-AP 메시지인 eNB/MME X2-AP Transfer 메시지를 이용하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 일 망과 상기 타 망은 상대 망으로부터 수신한 NC BCCC의 시작심볼에 따라 새로운 PDSCH 시작심볼의 위치를 각각의 망에서 EC를 사용하는 단말에게 RRC(Radio Resource Control) 전용메시지를 통해 전송하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 일 망에서 캐리어의 대역폭 및 설정정보에 따라 최대 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 심볼수+1로 PDSCH의 시작심볼을 결정하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  9. 이기종 망이 혼재된 이동통신 시스템으로서,
    일 망에서 EC(Extension Carrier)의 PDSCH(Physical downlink shared channel) 시작심볼 결정시에, 타 망에서 동일 주파수인 NC(Normal Carrier) BCCC(Backward Compatible Component Carrier)의 시작심볼을 고려하여 결정하는, 이동통신 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 일 망과 상기 타 망은 동일한 또는 서로 다른 네트워크 인터페이스를 이용하는, 이동통신 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일 망 및 상기 타 망 중 어느 한 망의 매크로셀과 상대 망의 피코셀 간에는 X2 인터페이스를 이용하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하고,
    상기 매크로셀과 상기 피코셀 간에는 Release 11 S1-AP Load Information 메시지에 PDSCH 시작정보와 관련된 IE(Information Element)를 추가하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하는, 이동통신 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 일 망 및 상기 타 망 중 어느 한 망의 매크로셀과 상대 망의 펨토셀 간에는 MME(Mobility Management Entity)와의 S1 인터페이스를 이용하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하고,
    상기 매크로셀과 펨토셀 간에는 새롭게 정의된 REL 11 S1-AP 메시지인 eNB/MME X2-AP Transfer 메시지를 이용하여 NC BCCC의 시작심볼을 교환하는, 이동통신 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 일 망과 상기 타 망은 상대 망으로부터 수신한 NC BCCC의 시작심볼에 따라 새로운 PDSCH 시작심볼의 위치를 각각의 망에서 EC를 사용하는 단말에게 RRC(Radio Resource Control) 전용메시지를 통해 전송하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 일 망에서 캐리어의 대역폭 및 설정정보에 따라 최대 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 심볼수+1로 PDSCH의 시작심볼을 결정하는, EC의 PDSCH 시작심볼 결정 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 이기종 망은, 서로 다른 크기의 영역을 담당하는 복수 개의 기지국을 중첩하여 사용하는 HetNet(Heterogeneous Network) 환경인, 이동통신 시스템.
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