KR20140000052A - 펨토 기지국의 부하 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

펨토 기지국의 부하 관리 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 펨토 기지국의 부하를 관리하는 부하 관리 장치는, 상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 사용자 수 설정부; 현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 부하 상태를 판단하는 부하 판단부; 및 상기 펨토 기지국이 과부하 상태인 경우, 상기 예비 사용자 수를 줄이고 이에 대응하여 상기 접속 가능한 일반 사용자 수를 늘리는 사용자 수 조정부;를 포함한다. 상기 부하 관리 장치는, 상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 이웃 기지국 중 저부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 핸드오버 조건 설정부;를 더 포함할 수 있다.

Description

펨토 기지국의 부하 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING LOAD OF FEMTO BASE STATION}
본 발명은 펨토 셀에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 펨토 셀의 펨토 기지국의 부하를 관리하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
펨토 셀(Femto Cell)은 펨토 기지국(Femto AP)을 통해 기존의 이동통신서비스 반경보다 훨씬 작은 지역을 대상으로 이동통신서비스를 제공하는 기술이다. 펨토 셀은 주로 가정이나 빌딩 내부와 같이 매크로 셀(Macro Cell)의 전파가 열화되는 지역이나 음영 지역에서 이동통신서비스의 품질을 보장하기 위한 목적으로 사용되거나, 매크로 셀의 커버리지 내에 설치되어 매크로 셀의 부하를 경감하기 위해 사용된다.
일반적으로 펨토 셀의 펨토 기지국은 작은 커버리지를 갖기 때문에 적은 수의 동시 사용자 수를 지원한다. 따라서 펨토 셀을 효율적으로 운영할 수 있는 방안으로 국내공개특허 제10-2011-0111374호는 펨토 셀의 운영 모드를 퍼블릭 모드, 프라이빗 모드, 플렉서블 프라이빗 모드로 구분하여 운영하는 방안을 제안하고 있다.
퍼블릭 모드는 일반적인 기지국처럼 모든 단말에게 접속을 허용하는 것이고, 프라이빗 모드는 특정 단말에게만 서비스를 제공하는 것이며, 플렉서블 프라이빗 모드는 퍼블릭 모드와 프라이빗 모드를 복합적으로 제공하는 것이다.
그러나, 국내공개특허 제10-2011-0111374호는 등록된 단말만 펨토 셀로의 접근을 허용하거나 등록된 단말에게만 접근에 우선순위를 두는 방식으로서, 접근의 기준이 적응적이지 못하고 일률적이기 때문에 효율적이지 못하다. 또한, 국내공개특허 제10-2011-0111374호는 펨토 셀 커버리지 내에 접속 수용 용량을 초과하여 사용자가 들어오게 되면 그 많은 사용자들을 모두 수용할 수 없게 되어 시스템 다운과 같은 예상치 못한 오류가 발생되는 문제가 있다.
국내공개특허 제10-2011-0111374호(2011.10.11. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 펨토 기지국의 접속 수용 용량을 용도에 따라 구분하고 그 접속 수용 용량을 적응적으로 제어하여 부하를 관리하는 펨토 기지국의 부하 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 펨토 기지국의 부하 상태에 따라 주변 펨토 기지국과의 핸드오버 트리거 조건을 제어하여 부하를 관리하는 펨토 기지국의 부하 관리 장치 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른, 펨토 기지국의 부하를 관리하는 부하 관리 장치는, 상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 사용자 수 설정부; 현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 부하 상태를 판단하는 부하 판단부; 및 상기 펨토 기지국이 과부하 상태인 경우, 상기 예비 사용자 수를 줄이고 이에 대응하여 상기 접속 가능한 일반 사용자 수를 늘리는 사용자 수 조정부;를 포함한다.
상기 부하 관리 장치는, 상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 이웃 기지국 중 저부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 핸드오버 조건 설정부;를 더 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 조건 설정부는, 상기 예비 사용자 수가 모두 소진된 경우 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정할 수 있다.
상기 핸드오버 조건 설정부는, 단말로부터 보고되는 상기 저부하 상태의 이웃 기지국의 무선 품질 정보에 양(positive)의 오프셋을 부가할 수 있다.
상기 사용자 수 조정부는, 상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 과부하가 해소되는 경우 상기 예비 사용자 수를 디폴트(default) 값으로 원복 시키고, 상기 핸드오버 조건 설정부는, 상기 완화된 핸드오버 트리거 조건을 원복 시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 펨토 기지국의 부하를 관리하는 부하 관리 장치는, 상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 사용자 수 설정부; 현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 저부하 상태를 판단하는 부하 판단부; 및 상기 저부하 상태의 펨토 기지국으로부터 과부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 강화하는 핸드오버 조건 설정부;를 포함한다.
상기 핸드오버 조건 설정부는, 상기 이웃 기지국의 과부하가 해소되는 경우, 상기 강화된 핸드오버 트리거 조건을 원복 시킬 수 있다.
상기 핸드오버 조건 설정부는, 단말로부터 보고되는 상기 과부하 상태의 이웃 기지국의 무선 품질 정보에 음(negative)의 오프셋을 부가할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 펨토 기지국의 부하 관리 방법은, 상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 단계; 현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 부하 상태를 판단하는 단계; 및 상기 펨토 기지국이 과부하 상태인 경우, 상기 예비 사용자 수를 줄이고 이에 대응하여 상기 접속 가능한 일반 사용자 수를 늘리는 단계;를 포함한다.
상기 부하 관리 방법은, 상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 이웃 기지국 중 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정하는 단계; 및 상기 과부하 상태의 펨토 기지국으로부터 상기 저부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정하는 단계는, 상기 예비 사용자 수가 모두 소진된 경우 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정할 수 있다.
상기 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 단계는, 단말로부터 보고되는 상기 저부하 상태의 이웃 기지국의 무선 품질 정보에 양(positive)의 오프셋을 부가할 수 있다.
상기 부하 관리 방법은, 상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 과부하가 해소되는 경우 상기 예비 사용자 수를 디폴트(default) 값으로 원복 시키는 단계; 및 상기 완화된 핸드오버 트리거 조건을 원복 시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 펨토 기지국의 부하 관리 방법은, 상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 단계; 현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 저부하 상태를 판단하는 단계; 과부하 상태의 이웃 기지국이 존재하는지 확인하는 단계; 및 상기 저부하 상태의 펨토 기지국으로부터 상기 과부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 강화하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 펨토 기지국의 접속 수용 용량을 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분한 후 과부하 발생시 상기 예비 사용자 수를 줄이고 상기 접속 가능한 일반 사용자 수를 늘림으로써 한정된 자원을 효율적으로 사용한다.
또한, 본 발명은 과부하 상태의 펨토 기지국에 접속한 사용자를 저부하 상태의 기지국으로 강제 핸드오버시킴으로써 과부하 상태의 펨토 기지국의 부하를 분산시켜 망 안정성을 높이고 사용자에게 안정적인 통신 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 저부하 상태의 기지국에서 과부하 상태의 펨토 기지국에 대한 핸드오버 트리거 조건을 강화함으로써 과부하 상태의 펨토 기지국에 부하가 가중되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토 기지국의 부하 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과부하 펨토 기지국과 저부하 펨토 기지국의 무선 품질을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토 기지국의 부하 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펨토 기지국의 부하 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 관리 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 상태에 따른 핸드오버 트리거 조건을 변경하는 개념을 나타낸 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 통신 시스템은 매크로 기지국(110)에 의해 서비스되는 매크로 셀(Macro cell)과 펨토 기지국(130, 150)에 의해 서비스되는 펨토 셀(Femto Cell)이 함께 존재한다. 여기서, 펨토 셀(Femto Cell)은 피코 셀(Pico cell), 마이크로 셀(Micro cell), 유비 셀(Ubi cell) 등으로 지칭되기도 한다.
통상적으로 펨토 기지국(130, 150)의 커버리지는 매크로 기지국(110)의 커버리지(10) 내에 존재할 수 있고 또는 매크로 기지국(110)의 커버리지와 일부 중첩하여 존재할 수도 있으며, 또는 매크로 기지국(110)의 커버리지 밖에 존재할 수도 있다. 펨토 기지국(130, 150)은 실내 또는 실외 음영 지역에 설치되어 서비스 품질을 향상시키거나, 혼잡 지역 또는 매크로 셀 용량 포화가 발생한 지역에서 데이터 오프로딩(Offloading) 목적으로 사용될 수 있다.
펨토 기지국(130, 150) 중 펨토 기지국은, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)에서의 Home NodeB(HNB) 또는 3GPP LTE(Long Term Evolution)에서의 Home eNodeB(HeNB) 등을 포함할 수 있다.
코어망(Core Network; CN)(190)은 접속 게이트웨이와 이동 단말(170)의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다.
펨토 기지국(130, 150)에 설정되는 접속 가능한 사용자 수는 다음과 같이 정의할 수 있다. 이러한 사용자 수는 수동으로 또는 운용 서버에 의해 자동으로 설정될 수 있다.
(1) Max_Active_User(N) : 최대 접속 가능한 전체 사용자 수로서, 상기 전체 수용 용량이다.
(2) Reserve_User(A) : 우선권이 부여된 호(이하, 우선 호)를 위한 예비 사용자 수이다.
(3) Available_Active_User(B) : 접속 가능한 일반 사용자의 수이다.
상기 사용자 수 간 관계는, Max_Active_User(N) = Reserve_User(A) + Available_Active_User(B)이다.
여기서 우선권이 부여된 호는 VoIP 호, 다른 셀로부터 핸드 인(hand-in)하는 호, 긴급 통화 호 등이나 반드시 여기에 제한되는 것은 아니다.
펨토 기지국(130, 150)은 현재 접속 중인 일반 사용자의 수에 따라 과부하 상태, 중부하 상태 및 저부하 상태로 구분될 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다. 펨토 기지국(130, 150)의 부하 상태는 일정한 주기로 판단될 수 있다.
(1) 저부하 : 0 < 현재 접속 중인 일반 사용자 수 ≤ H1
(2) 중부하 : H1 < 현재 접속 중인 일반 사용자 수 ≤ H2
(3) 과부하 : H2 < 현재 접속 중인 일반 사용자 수 ≤ N
여기서 0 < H1 < H2 < N로서 각각의 값은 운용자에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, N=16, B=3인 경우, H1은 8, H2는 12로 설정할 수 있다.
펨토 기지국(130, 150)의 상태가 상기 기준에 따라 과부하 상태로 진입하는 경우, 해당 펨토 기지국(130, 150)의 접속 가능한 일반 사용자 수(B)와 예비 사용자 수(A)는 조정된다. 즉, 예비 사용자 수(A)를 줄이고 접속 가능한 일반 사용자 수(B)를 그 줄인 수만큼 증가시켜 일반 사용자의 접속 용량을 증가시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토 기지국의 부하 상태를 나타낸 도면으로, 도 2의 (a)는 중부하 상태의 펨토 기지국을 나타내고, 도 2의 (b)는 과부하 상태의 펨토 기지국을 나타내며, 도 3의 (b)는 저부하 상태의 펨토 기지국을 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 저부하 상태와 중부하 상태의 펨토 기지국은 예비 사용자 수가 디폴트 값을 유지하는 반면, 과부하 상태의 펨토 기지국은 부하가 가중될수록 예비 사용자 수를 감소시키고 이에 대응하여 접속 가능한 일반 사용자 수를 증가시켜 최대한 일반 사용자에 대한 수용 용량을 확보한다.
다시 도 1을 참조하면, 펨토 기지국(130, 150)의 상태가 과부하 상태로 진입하는 경우, 해당 과부하 상태의 펨토 기지국(130, 150)에 현재 접속 중인 사용자들을 저부하 상태의 이웃 기지국(매크로 기지국 또는 펨토 기지국)으로 핸드오버(hand-out) 유도한다. 즉, 과부하 상태의 펨토 기지국(130, 150)은 저부하 상태의 이웃 기지국의 핸드오버 트리거 조건을 완화하여 저장한다. 펨토 기지국(130, 150)의 부하 상태가 과부하 상태에서 중부하 또는 저부하 상태로 변경되는 경우 상기 완화된 핸드오버 트리거 조건은 원복된다.
바람직하게, 과부하 상태에서 중부하 상태로 전환된 펨토 기지국은 과부하 상태로 전환될 위험이 있으므로 저부하 상태가 될 때까지는 완화된 핸드오버 트리거 조건을 유지하고 저부하 상태가 되었을 때 완화된 핸드오버 트리거 조건을 원복한다.
한편, 펨토 기지국(130, 150)의 부하 상태가 중부하 또는 저부하 상태인 경우, 해당 중부하 또는 저부하 상태인 펨토 기지국(130, 150)에 접속 중인 사용자가 과부하 상태의 펨토 기지국으로 핸드오버하지 못하도록 유도한다. 즉, 해당 중부하 또는 저부하 상태의 펨토 기지국(130, 150)은 과부하 상태의 이웃 기지국의 핸드오버 트리거 조건을 강화하여 저장한다.
일반적으로 핸드오버는 단말이 보고하는 기지국의 무선 품질에 기초하여 이루어진다. 즉 소스 기지국은 단말이 보고하는 타겟 기지국의 무선 품질이 일정 수준 이상 높고 이 상태가 일정한 시간(time to trigger) 이상 지속될 경우, 단말의 타겟 기지국으로의 핸드오버를 결정한다. 따라서 전술한 핸드오버 트리거 조건은 무선 품질이 될 수 있고, 또는 상기 일정한 시간(time to trigger), 즉 핸드오버 트리거 시간이 될 수 있으며, 또는 그 두 가지 모두가 될 수 있다.
핸드오버 트리거 조건을 완화하는 것은, 핸드오버 트리거 기준인 무선 품질에 양(positive)의 오프셋(offset)을 부가하거나, 또는 상기 핸드오버 트리거 시간(time to trigger)에 음(negative)의 오프셋(offset)을 부가하거나 또는 이 두 가지 모두를 적용하는 것일 수 있다. 예컨대, 무선 품질에 양의 오프셋을 부가하는 경우, 타겟 기지국의 무선 품질은 더 좋은 것처럼 인식되고, 단말은 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 핸드오버된다.
반대로, 핸드오버 트리거 조건을 강화하는 것은, 핸드오버 트리거 기준인 무선 품질에 음(negative)의 오프셋(offset)을 부가하거나, 또는 상기 핸드오버 트리거 시간(time to trigger)에 양(positive)의 오프셋(offset)을 부가하거나 또는 이 두 가지 모두를 적용하는 것일 수 있다. 예컨대, 무선 품질에 음의 오프셋을 부가하는 경우, 타겟 기지국의 무선 품질은 더 안 좋은 것처럼 인식되고, 단말은 종래보다 타겟 기지국으로 핸드오버될 가능성이 낮아진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과부하 펨토 기지국과 저부하 펨토 기지국의 무선 품질을 나타낸 그래프이다.
도 3에 있어서, 참조부호 310은 단말이 측정한 과부하 펨토 기지국의 무선 품질의 그래프이고, 참조부호 330은 단말이 측정한 저부하 펨토 기지국의 무선 품질의 그래프이다. 과부하 펨토 기지국에 접속 중인 단말을 저부하 펨토 기지국으로 핸드오버 유도하기 위해서, 단말이 보고하는 저부하 펨토 기지국의 무선 품질에 양(positive)의 오프셋을 부가한다. 따라서, 도 3에 있어서 양의 오프셋이 부가된 저부하 펨토 기지국의 무선 품질의 그래프는 참조부호 350과 같이 되고, 결국 셀 경계에 위치하는 단말은 저부하 상태의 펨토 기지국으로 핸드오버 유도된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펨토 기지국의 부하 관리 방법을 설명하는 흐름도로서, 부하 관리 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 먼저 펨토 기지국은 전체 수용 용량이 정해져 있고, 그 전체 수용 용량을 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하여 서비스를 제공한다. 부하 관리 장치는 이러한 펨토 기지국의 현재 접속 중인 사용자 수를 분석하여 부하 상태를 판단한다(S401). 펨토 기지국(130, 150)은 현재 접속 중인 일반 사용자의 수에 따라 과부하 상태, 중부하 상태 및 저부하 상태로 판단할 수 있다.
펨토 기지국이 과부하 상태인 경우, 부하 관리 장치는 해당 펨토 기지국의 예비 사용자 수가 남아있는지 확인한다(S403, S405). 예비 사용자 수가 남아있는 경우, 부하 관리 장치는 해당 펨토 기지국의 현재 접속 중인 사용자 수가 이전 확인 주기(T 시간 전) 때보다 증가하였는지 확인하는 과정을 수행한다(S407).
이전 확인 주기 때보다 현재 접속 중인 사용자 수가 증가한 경우, 부하 관리 장치는 상기 예비 사용자 수를 1만큼 감소시키고 이에 대응하여 상기 접속 가능한 일반 사용자 수를 1만큼 증가시킨다(S409). 반면 이전 확인 주기 때보다 현재 접속 중인 사용자 수가 증가하지 않은 경우, 부하 관리 장치는 예비 사용자 수 및 접속 가능한 일반 사용자 수를 유지한다. 최초로 과부하 상태로 판단된 경우는 당연히 이전 주기 때보다 펨토 기지국의 현재 접속 중인 사용자 수는 증가하였으므로 예비 사용자 수는 감소시키고 접속 가능한 일반 사용자 수를 증가시키는 과정을 거치게 된다.
한편, 상기 단계 S405에서 확인한 결과, 펨토 기지국의 예비 사용자 수가 남아있지 않은 경우, 즉 상기 단계 S409 과정을 거치면서 예비 사용자 수가 모두 소진되거나, 또는 긴급 호나 핸드 인 호로 인해 예비 사용자 수가 모두 소진된 상태인 경우, 부하 관리 장치는 이웃 펨토 기지국 중에서 저부하 상태의 펨토 기지국을 검색하여 선정한다(S411).
저부하 상태의 펨토 기지국이 존재하는 경우, 부하 관리 장치는 해당 과부하 상태의 펨토 기지국에 현재 접속 중인 사용자들을 저부하 상태의 이웃 펨토 기지국으로 핸드오버(hand-out) 유도하기 위해, 해당 과부하 상태의 펨토 기지국의 네이버 정보에서 저부하 상태의 이웃 기지국의 핸드오버 트리거 조건을 완화한다(S413, S415).
핸드오버 트리거 조건을 완화하는 것은, 핸드오버 트리거 기준인 무선 품질에 양(positive)의 오프셋(offset)을 부가하거나, 또는 핸드오버 트리거 시간(time to trigger)에 음(negative)의 오프셋(offset)을 부가하거나 또는 이 두 가지 모두를 적용하는 것일 수 있다. 예컨대, 무선 품질에 양의 오프셋을 부가하는 경우, 저부하 상태의 펨토 기지국의 무선 품질은 더 좋은 것처럼 인식되고, 따라서 과부하 상태의 펨토 기지국은 셀 경계에 위치하는 단말에게 저부하 상태의 펨토 기지국으로 핸드오버할 것을 지시할 수 있다.
이상과 같은 과정을 거치고 난 후 부하 관리 장치는 일정한 시간을 대기한 후 다시 전술한 과정을 반복하여 수행한다(S417).
도 4를 참조한 실시예에 따르면, 과부하 상태의 펨토 기지국은 부하가 증가할수록 예비 사용자 수를 줄이고, 대신, 접속 가능한 일반 사용자 수를 그 줄인 예비 사용자 수만큼 증가시켜 신규 호의 접속을 최대한 확보한다. 그러다 더 이상 신규 호를 수용할 수 없게 되는 경우, 이웃 펨토 기지국 중에서 저부하 상태의 펨토 기지국을 선정하여 해당 과부하 상태의 펨토 기지국에 접속 중인 사용자들을 상기 저부하 상태의 펨토 기지국으로 핸드오버 유도하여 부하를 감소시키며 신규 호의 수용 용량을 확보한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펨토 기지국의 부하 관리 방법을 설명하는 흐름도로서, 부하 관리 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 먼저 펨토 기지국은 전체 수용 용량이 정해져 있고, 그 전체 수용 용량을 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하여 서비스를 제공한다. 부하 관리 장치는 이러한 펨토 기지국의 현재 접속 중인 사용자 수를 분석하여 부하 상태를 판단한다(S501). 펨토 기지국(130, 150)은 현재 접속 중인 일반 사용자의 수에 따라 과부하 상태, 중부하 상태 및 저부하 상태로 판단할 수 있다.
펨토 기지국이 저부하 상태인 경우, 부하 관리 장치는 해당 펨토 기지국의 예비 사용자 수가 디폴트(default) 값인지 확인한다(S503, S505). 저부하 상태인 펨토 기지국이 과부하 상태에서 저부하 상태로 변경된 것일 수 있고 이를 판단하기 위해 펨토 기지국의 예비 사용자 수가 디폴트 값인지 확인한다. 과부하 상태로 진입하였던 펨토 기지국은 예비 사용자 수가 디폴트 값보다 작아져 있기 때문이다.
예비 사용자 수가 디폴트 값이 아닌 경우, 부하 관리 장치는 해당 저부하 상태의 펨토 기지국의 예비 사용자 수를 상기 디폴트 값으로 원상 복구시킨다(S507). 예비 사용자 수가 디폴트 값이 되면, 부하 관리 장치는 이웃 펨토 기지국 중에서 과부하 상태의 펨토 기지국이 존재하는지 확인한다(S509).
이웃 펨토 기지국 중에서 과부하 상태의 펨토 기지국이 없는 경우, 부하 관리 장치는 상기 저부하 상태의 펨토 기지국에 저장된 네이버 정보에 기록되어 있는 과부하 상태의 펨토 기지국으로 향하여 강화되어 있던 핸드오버 트리거 조건을 원상 복귀시킨다(S511). 이전 주기(T 시간 전) 때에도 과부하 상태의 이웃 펨토 기지국이 없었던 경우에는 강화된 핸드오버 트리거 조건이 없으므로 본 확인 과정을 거치지만 원상 복귀 프로세스는 진행되지 않는다.
반면, 이웃 펨토 기지국 중에서 과부하 상태의 펨토 기지국이 존재하는 경우, 부하 관리 장치는 상기 저부하 상태의 펨토 기지국에 저장된 네이버 정보에 기록되어 있는 상기 확인된 과부하 상태의 펨토 기지국으로 향하는 핸드오버 트리거 조건을 강화시킨다(S513). 이때, 부하 관리 장치는 해당 과부하 상태의 펨토 기지국이 이전 주기(T 시간 전) 때에도 과부하 상태였던 경우 강화된 핸드오버 트리거 조건을 그대로 유지한다.
핸드오버 트리거 조건을 강화하는 것은, 핸드오버 트리거 기준인 무선 품질에 음(negative)의 오프셋(offset)을 부가하거나, 또는 핸드오버 트리거 시간(time to trigger)에 양(positive)의 오프셋(offset)을 부가하거나 또는 이 두 가지 모두를 적용하는 것일 수 있다.
이상과 같은 과정을 거치고 난 후 부하 관리 장치는 일정한 시간을 대기한 후 다시 전술한 과정을 반복하여 수행한다(S515).
도 5를 참조한 실시예에 따르면, 저부하 상태의 펨토 기지국은 자신의 상태가 과부하 상태에서 저부하 상태로 변경된 것인 경우 줄어있던 예비 사용자 수를 원상태, 즉 디폴트 값으로 예비 사용자 수를 원상 복귀시키고, 한편, 주변에 과부하 상태의 펨토 기지국이 있는 경우 그 과부하 상태의 펨토 기지국으로 단말이 핸드오버하지 못하도록 해당 과부하 상태의 펨토 기지국으로 향하는 핸드오버 트리거 조건을 강화하여 과부하 상태의 펨토 기지국의 부하를 경감시킨다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 관리 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 부하 관리 장치는 사용자 수 설정부(610), 부하 판단부(630), 사용자 수 조정부(650), 기지국 정보 수집부(670) 및 핸드오버 조건 설정부(690)를 포함한다.
사용자 수 설정부(610)는 펨토 기지국들의 전체 수용 용량을 접속 가능한 일반 사용자 수와, 예비 사용자 수로 구분하여 설정한다. 여기서 예비 사용자 수는 우선권이 부여되는 호를 위한 것으로, 우선권이 부여된 호는 VoIP 호, 다른 셀로부터 핸드 인(hand-in)하는 호, 긴급 통화 호 등이나 반드시 여기에 제한되는 것은 아니다.
기지국 정보 수집부(670)는 펨토 기지국들의 부하 정보를 수집한다. 기지국 정보 수집부(670)는 부하 관리 장치가 펨토 기지국에 설치되는 경우 펨토 기지국 간 통신에 의해 펨토 기지국들의 부하 정보를 수집할 수 있고, 또는 부하 관리 장치가 운용 관리 서버(Operation & Management Server)에 설치되는 경우 펨토 기지국이 보고하는 부하 정보를 수신하여 펨토 기지국들의 부하 정보를 수집할 수 있다. 여기서 부하 정보는 과부하/중부하/저부하의 상태 정보일 수도 있고, 또는 미리 설정된 수용 용량에 관한 정보와 현재 접속 중인 일반 사용자 수 그리고 남아 있는 예비 사용자 수 등의 정보일 수도 있다.
부하 판단부(630)는 상기 기지국 정보 수집부(670)에서 수집된 정보에 기초하여 펨토 기지국들의 부하 상태를 판단한다. 부하 판단부(630)는 일정한 주기로 부하 상태를 판단될 수 있다.
사용자 수 조정부(650)는, 상기 부하 판단부(630)의 판단 결과에 따라, 과부하 상태로 진입한 펨토 기지국에 대해서는 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수를 조정한다. 즉, 예비 사용자 수를 줄이고 접속 가능한 일반 사용자 수를 그 줄인 수만큼 증가시켜 일반 사용자의 접속 용량을 증가시킨다. 이때, 사용자 수 조정부(650)는 과부하 상태의 펨토 기지국의 부하가 이전 주기 때보다 증가할 경우에만 예비 사용자 수를 줄이고 접속 가능한 일반 사용자 수를 증가시킬 수 있다.
또한, 사용자 수 조정부(650)는, 상기 부하 판단부(630)의 판단 결과에 따라, 과부하 상태였다가 저부하 상태로 전환된 펨토 기지국에 대해서는 예비 사용자 수를 디폴트 값으로 원상 복구시킨다.
핸드오버 조건 설정부(690)는 과부하 상태의 펨토 기지국에 대해서는 해당 펨토 기지국에 저장되는 네이버 정보에 기록된 저부하 상태의 펨토 기지국에 대한 핸드오버 트리거 조건을 완화한다.
또한, 핸드오버 조건 설정부(690)는 저부하 상태의 펨토 기지국에 대해서는 해당 펨토 기지국에 저장되는 네이버 정보에 기록된 과부하 상태의 펨토 기지국에 대한 핸드오버 트리거 조건을 강화한다.
핸드오버 조건 설정부(690)는 과부하 상태의 펨토 기지국이 저부하 상태로 전환되는 경우 상기 완화하였던 핸드오버 트리거 조건을 원상 복귀시키고, 또한 저부하 상태의 펨토 기지국의 주변에 존재하던 과부하 상태의 펨토 기지국이 저부하 상태로 전환되는 경우 그 과부하 상태의 펨토 기지국으로 향하던 강화하였던 핸드오버 트리거 조건을 원상 복귀시킨다.
핸드오버 트리거 조건을 완화하는 것은, 핸드오버 트리거 기준인 무선 품질에 양(positive)의 오프셋(offset)을 부가하거나, 또는 핸드오버 트리거 시간(time to trigger)에 음(negative)의 오프셋(offset)을 부가하거나 또는 이 두 가지 모두를 적용하는 것일 수 있다.
핸드오버 트리거 조건을 강화하는 것은, 핸드오버 트리거 기준인 무선 품질에 음(negative)의 오프셋(offset)을 부가하거나, 또는 핸드오버 트리거 시간(time to trigger)에 양(positive)의 오프셋(offset)을 부가하거나 또는 이 두 가지 모두를 적용하는 것일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 상태에 따른 핸드오버 트리거 조건을 변경하는 개념을 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 저부하 상태의 펨토 기지국 또는 중부하 상태의 펨토 기지국은 과부하 상태의 펨토 기지국으로 단말이 핸드오버하지 않도록 네이버 정보에 기록된 상기 과부하 상태의 펨토 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 강화한다(710, 730). 한편, 과부하 상태로 전환된 펨토 기지국은 접속 단말들이 저부하 상태의 펨토 기지국으로 핸드오버되도록 네이버 정보에 기록된 해당 저부하 상태의 펨토 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 완화한다(750). 그리고, 과부하 상태에서 중부하 상태로 전환된 펨토 기지국은 상기 완화한 핸드오버 트리거 조건을 원상 복귀시키지 않고 그대로 유지하고(770), 중부하 상태에서 저부하 상태로 전환되었을 때 상기 완화된 핸드오버 트리거 조건을 원상 복귀시킨다.
이상의 실시예에서 펨토 기지국의 부하 상태를 과부하, 중부하 및 저부하로 구분하였으나, 3 개의 부하 상태로 구분하지 않고, 과부하 및 저부하로만 그 부하 상태를 구분할 수도 있다. 그리고 과부하 상태의 펨토 기지국이 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 대상을 저부하 상태의 펨토 기지국으로만 설명하였으나, 펨토 기지국 이외 저부하 상태의 매크로 기지국을 완화 대상으로 할 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
610 : 사용자 수 설정부 630 : 부하 판단부
650 : 사용자 수 조정부 670 : 기지국 정보 수집부
690 : 핸드오버 조건 설정부

Claims (16)

  1. 펨토 기지국의 부하를 관리하는 부하 관리 장치에 있어서,
    상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 사용자 수 설정부;
    현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 부하 상태를 판단하는 부하 판단부; 및
    상기 펨토 기지국이 과부하 상태인 경우, 상기 예비 사용자 수를 줄이고 이에 대응하여 상기 접속 가능한 일반 사용자 수를 늘리는 사용자 수 조정부;를 포함하는 부하 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 이웃 기지국 중 저부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 핸드오버 조건 설정부;를 더 포함하는 부하 관리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 핸드오버 조건 설정부는,
    상기 예비 사용자 수가 모두 소진된 경우 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 핸드오버 조건 설정부는,
    단말로부터 보고되는 상기 저부하 상태의 이웃 기지국의 무선 품질 정보에 양(positive)의 오프셋을 부가하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 사용자 수 조정부는,
    상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 과부하가 해소되는 경우 상기 예비 사용자 수를 디폴트(default) 값으로 원복 시키고,
    상기 핸드오버 조건 설정부는,
    상기 완화된 핸드오버 트리거 조건을 원복 시키는 것을 특징으로 하는 부하 관리 장치.
  6. 펨토 기지국의 부하를 관리하는 부하 관리 장치에 있어서,
    상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 사용자 수 설정부;
    현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 저부하 상태를 판단하는 부하 판단부; 및
    상기 저부하 상태의 펨토 기지국으로부터 과부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 강화하는 핸드오버 조건 설정부;를 포함하는 부하 관리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 핸드오버 조건 설정부는,
    상기 이웃 기지국의 과부하가 해소되는 경우, 상기 강화된 핸드오버 트리거 조건을 원복 시키는 것을 특징으로 하는 부하 관리 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 핸드오버 조건 설정부는,
    단말로부터 보고되는 상기 과부하 상태의 이웃 기지국의 무선 품질 정보에 음(negative)의 오프셋을 부가하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 장치.
  9. 펨토 기지국의 부하 관리 방법에 있어서,
    상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 단계;
    현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 부하 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 펨토 기지국이 과부하 상태인 경우, 상기 예비 사용자 수를 줄이고 이에 대응하여 상기 접속 가능한 일반 사용자 수를 늘리는 단계;를 포함하는 부하 관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 이웃 기지국 중 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정하는 단계; 및
    상기 과부하 상태의 펨토 기지국으로부터 상기 저부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 단계;를 더 포함하는 부하 관리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정하는 단계는,
    상기 예비 사용자 수가 모두 소진된 경우 저부하 상태의 이웃 기지국을 선정하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 핸드오버 트리거 조건을 완화하는 단계는,
    단말로부터 보고되는 상기 저부하 상태의 이웃 기지국의 무선 품질 정보에 양(positive)의 오프셋을 부가하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 과부하 상태의 펨토 기지국의 과부하가 해소되는 경우 상기 예비 사용자 수를 디폴트(default) 값으로 원복시키는 단계; 및
    상기 완화된 핸드오버 트리거 조건을 원복시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 방법.
  14. 펨토 기지국의 부하 관리 방법에 있어서,
    상기 펨토 기지국의 전체 수용 용량을, 접속 가능한 일반 사용자 수와 예비 사용자 수로 구분하여 설정하는 단계;
    현재 접속 중인 일반 사용자 수에 기초하여 상기 펨토 기지국의 저부하 상태를 판단하는 단계;
    과부하 상태의 이웃 기지국이 존재하는지 확인하는 단계; 및
    상기 저부하 상태의 펨토 기지국으로부터 상기 과부하 상태의 이웃 기지국으로의 핸드오버 트리거 조건을 강화하는 단계;를 포함하는 부하 관리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이웃 기지국의 과부하가 해소되는 경우, 상기 강화된 핸드오버 트리거 조건을 원복시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 핸드오버 트리거 조건을 강화하는 단계는,
    단말로부터 보고되는 상기 과부하 상태의 이웃 기지국의 무선 품질 정보에 음(negative)의 오프셋을 부가하는 것을 특징으로 하는 부하 관리 방법.
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