KR20140132686A - 셀 탐색 방법 - Google Patents

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KR20140132686A
KR20140132686A KR1020140053917A KR20140053917A KR20140132686A KR 20140132686 A KR20140132686 A KR 20140132686A KR 1020140053917 A KR1020140053917 A KR 1020140053917A KR 20140053917 A KR20140053917 A KR 20140053917A KR 20140132686 A KR20140132686 A KR 20140132686A
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cell
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KR1020140053917A
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이준환
권태수
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한국전자통신연구원
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Abstract

셀 탐색 방법이 개시된다. 매크로 셀 주변에 복수의 소형 셀이 배치된 환경에서, 매크로 기지국은 연결이 확립된 단말에 대해 다른 단말과 구분될 수 있는 단말 고유 신호를 할당하고, 단말 고유 신호에 대한 정보를 복수의 소형셀 기지국들과 공유한다. 단말은 셀 탐색이 트리거되면 할당받은 단말 고유 신호를 송신하고, 복수의 소형셀 기지국들은 수신한 단말 고유 신호에 대한 측정을 수행한 후 측정 결과를 매크로 기지국에 보고한다. 매크로 기지국은 복수의 소형셀 기지국들로부터 보고된 측정 결과에 기초하여 단말에 대한 후보 소형셀 집합을 구성하고, 이를 단말에 전송한다. 따라서, 단말은 신속하고 정확하게 주변 셀을 탐색할 수 있다.

Description

셀 탐색 방법{METHOD OF CELL DISCOVERY}
본 발명은 소형 셀 향상(small cell enhancement) 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 셀 환경에서 단말이 용이하게 셀을 탐색할 수 있는 셀 탐색 방법에 관한 것이다.
휴대 가능한 이동 단말 및 태블릿 PC의 광범위한 보급과 무선 인터넷 기술을 근간으로 하는 모바일 컴퓨팅의 급속한 확대로 인하여 무선 네트워크 용량의 획기적인 증대가 요구되고 있다.
많은 연구들에서 향후 모바일 사용자들의 트래픽 사용량은 급격하게 증가할 것으로 예측되고 있다. 이와 같은 폭발적인 트래픽 증가에 따른 요구사항을 충족시키기 위한 대표적인 해결책은 진화된 물리계층 기술을 적용하거나 추가적인 스펙트럼을 할당하는 방법을 고려할 수 있다.
그러나, 주파수 변복조, 채널 코딩, 다중 안테나 등과 같은 기술들은 이미 이론적인 한계점에 도달하고 있고, 추가적인 스펙트럼의 할당을 통한 셀룰러망의 용량 증대는 근본적인 해결책이 될 수 없다.
무선통신 시스템의 용량을 더욱 개선하기 위한 노력의 일환으로 최근에는 소형셀의 다수 배치를 통해 공간적 주파수 재사용률을 극대화함으로써 사용자에게 지원 가능한 용량을 더욱 개선하는 방법이 주목을 받고 있다. 셀의 소형화는 사용자 용량 증대뿐만 아니라 역방향 송신 전력을 감소시킴으로써 단말의 전력 소모를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 단말이 초기에 임의의 셀에 접속을 시도하거나, 단말의 이동성 지원을 위한 핸드오버를 수행하기 위해서는 셀 탐색 기술이 필요하다. 소형셀 환경에서는 단말 주변에 다수의 셀이 존재할 수 있고, 작은 셀 크기로 인하여 빈번한 핸드오버가 발생할 수 있다. 소형셀 환경에서 단말의 주변 셀 탐색은 서비스 품질 및 단말의 전력 소모에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 신속하고 전력소모가 작은 효과적인 셀 탐색 방법이 필요하다.
일반적으로 셀 탐색 과정에서는 단말이 기지국들에서 방송되는 신호(예를 들면, 동기 신호)의 품질을 측정하고 비교한 후, 비교 결과에 기초하여 서빙 셀을 선택하게 된다. 특히, 핸드오버시에는 단말이 서빙 기지국으로부터 주변 셀들에 대한 정보인 측정 집합 목록(measurement set list)를 수신하도록 하여 단말이 용이하게 주변 셀을 탐색할 수 있도록 하는 방법이 사용되고 있다.
다수의 소형셀들이 밀집되어 배치된 환경에서, 단말이 네트워크로부터 제공되는 정보 없이 기지국들로부터 전송되는 신호를 측정하는 경우 단말의 이동에 따라 주변 셀 탐색 과정이 빈번하게 수행되어 셀 탐색으로 인한 오버헤드 및 전력 소모가 커지게 되는 문제점이 있다. 한편, 단말이 서빙 셀로부터 제공되는 측정 집합 목록을 활용하는 경우, 단말이 매크로 셀로부터 소형셀로 이동시 매크로 기지국이 셀 내의 단말의 위치를 파악하고 있지 못하는 경우에는 정확한 측정 집합목록을구성하기어렵거나측정집합목록의정보량이커질수있는문제점이있다. 또한, 단말이 소형셀간을 이동하는 경우에도 각 소형셀의 서비스 영역이 기존의 매크로 셀 환경과는 달리 연속적으로 정형화된 형태를 가지지 않을 수 있으므로 단말이 불규칙적인 셀 토폴로지를 효과적으로 인지하기 위한 새로운 셀 탐색 방법이 요구된다.
본 발명의 목적은 단말이 신속하고 용이하게 최적의 주변 셀을 탐색할 수 있도록 하는 셀 탐색 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 셀 탐색 방법은, 단말에서 수행되는 셀 탐색 방법으로 기지국으로부터 단말 고유 신호를 할당받는 단계 및 셀 탐색이 트리거되면 상기 단말 고유 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 셀 탐색 방법은 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 단말 고유 신호에 상응하는 후보 셀 집합 정보를 수신하는 단계 및 수신한 상기 후보 셀 집합 정보에 기초하여 셀 탐색을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말 고유 신호는 사운딩 참조 신호(SRS, Sounding Reference Signal)일 수 있고, 상기 단말 고유 신호는 복수의 소형셀 기지국이 공통으로 상기 단말을 다른 단말과 구분하여 인식할 수 있는 상기 단말 고유의 신호일 수 있다. 또한, 상기 단말 고유 신호는 상기 기지국과 복수의 소형셀 기지국간에 미리 정의된 자원을 이용하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 셀 탐색 방법은, 기지국에서 수행되는 셀 탐색 방법으로 연결이 확립된 특정 단말에 단말 고유 신호를 할당하는 단계와, 할당된 상기 단말 고유 신호의 정보를 복수의 소형셀 기지국에 전송하는 단계와, 상기 복수의 소형셀 기지국으로부터 상기 단말 고유 신호에 대한 측정 결과 정보를 수신하는 단계 및 수신한 상기 측정 결과 정보에 기초하여 상기 특정 단말의 후보 소형셀 집합을 구성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 후보 소형셀 집합은 상기 복수의 소형셀 기지국으로부터 수신한 측정 결과 중 수신 전력이 미리 설정된 기준 전력보다 큰 수신 전력을 가지는 적어도 하나의 소형셀 기지국들로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 셀 탐색 방법은 상기 기지국이 구성한 후보 소형셀 집합 정보를 상기 특정 단말에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 후보셀 집합 정보는 측정 집합 목록(measurement set list) 형태로 상기 특정 단말에 전송될 수 있다.
여기서, 상기 셀 탐색 방법은 상기 기지국이 상기 복수의 소형셀 기지국으로부터 수신한 측정 결과 중 수신 전력이 가장 큰 소형셀 기지국을 상기 특정 단말의 서빙 기지국으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 셀 탐색 방법은, 소형셀 기지국에서 수행되는 셀 탐색 방법으로 기지국으로부터 특정 단말에 할당된 단말 고유 신호의 정보를 수신하는 단계와, 수신한 상기 단말 고유 신호 정보에 기초하여 상기 단말 고유 신호에 해당하는 자원을 모니터링하는 단계와, 상기 단말 고유 신호가 수신되면, 수신된 단말 고유 신호에 대한 측정을 수행하는 단계 및 상기 단말 고유 신호에 대한 측정 결과를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 수신된 단말 고유 신호에 대한 측정을 수행하는 단계에서는, 상기 단말 고유 신호를 2회 이상 수신한 후, 수신된 각 단말 고유 신호에 측정을 수행하여 측정 결과를 획득한 후, 복수의 측정 결과에 대한 평균을 취한 결과를 상기 기지국에 전송할 수 있다.
상술한 바와 같은 셀 탐색 방법에 따르면, 매크로 셀 주변에 복수의 소형 셀이 배치된 환경에서 매크로 기지국은 연결이 확립된 단말에 대해 다른 단말과 구분될 수 있는 단말 고유 신호를 할당하고, 단말 고유 신호에 대한 정보를 복수의 소형셀 기지국들과 공유한다. 단말은 셀 탐색이 트리거되면 할당받은 단말 고유 신호를 송신하고, 복수의 소형셀 기지국들은 수신한 단말 고유 신호에 대한 측정을 수행한 후 측정 결과를 매크로 기지국에 보고한다. 매크로 기지국은 복수의 소형셀 기지국들로부터 보고된 측정 결과에 기초하여 단말에 대한 후보 소형셀 집합을 구성하고, 이를 단말에 전송한다.
따라서, 단말은 신속하고 정확하게 주변 셀을 탐색할 수 있다. 또한, 매크로 기지국이 복수의 소형셀 기지국들로부터 보고된 측정 결과에 기초하여 단말에 최적화된 후보 소형셀 집합을 구성함으로써, 단말의 셀 탐색으로 인한 오버헤드를 감소시킬 수 있고, 단말의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
도 1은 단말의 주변 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 역방향 신호 측정 기반의 소형 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 셀 탐색 방법을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 셀 탐색 절차를 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법 중 매크로 기지국에서 수행되는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법 중 소형셀 기지국에서 수행되는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법 중 단말에서 수행되는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법을 수행하는 소형셀 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 '단말'은 사용자 장비(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 이동 단말(MT: Mobile Terminal), 사용자 단말, 사용자 터미널(UT: User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS: Subscriber Station), 무선 기기(Wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선송수신유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로 지칭될 수 있다.
또한, 본 출원에서 사용하는 '기지국'또는 '셀'은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점을 말하며, 베이스 스테이션(Base Station), 노드-B(Node-B), e노드-B(eNode-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 단말의 주변 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1은 매크로 셀(110) 내에 복수의 소형셀들(120a, 120b, 120c)이 배치된 환경에서, 단말(130a, 130b)이 기지국들이 방송하는 신호를 측정하여 주변 셀을 탐색하는 방법을 나타낸다.
일반적으로 셀룰러 이동통신 시스템에서 매크로 기지국(111)은 단말(130a, 130b)의 주변 셀 탐색을 용이하게 하기 위해 단말(130a, 130b)의 주변 셀 정보를 측정 집합 목록(measurement set list)의 형태로 단말(130a, 130b)에 제공하고, 단말(130a, 130b)은 측정 집합 목록을 기반으로 보다 신속하게 주변 셀을 탐색한다. 기존의 매크로 셀 환경에서는 하나의 매크로 셀 주변에 소수의 매크로 셀이 존재하였기 때문에 측정 집합 목록을 구성하는 기지국들의 수가 많지 않았다.
반면, 도 1에 도시한 바와 같이 매크로 셀(110) 내에 많은 수의 소형 셀(120a, 120b, 120c)이 공존하는 환경에서는, 매크로 기지국(111)이 매크로 셀 내의 단말의 위치를 모르는 경우 해당 단말 주변에 존재하는 소형 셀들을 구분하기 어렵기 때문에 측정 집합 목록(measurement set list)을 구성하는 소형 셀의 수가 매우 많아질 수 있는 문제점을 지니고 있다.
또한 다수의 소형 셀들(120a)이 인접해있는 지역에 위치한 단말(130a)이 소형셀(120a)간을 이동하는 경우, 단말(130a)은 많은 수의 소형셀 기지국(120a)으로부터 송신되는 신호를 측정해야 하고, 빈번한 수신 신호의 변화로 인해 서빙 기지국 및 소형셀 기지국으로 보고해야 할 정보의 양이 증가하게 된다.
측정 집합 목록의 크기 증가, 단말이 탐색할 소형 셀 수의 증가 및 잦은 측정 보고는 시스템 및 단말의 오버헤드를 증가시키고 단말의 전력소모를 증가시키는 문제를 야기시킨다.
본 발명에서는 상술한 바와 같이 단말이 기지국으로부터 송신되는 신호인 순방향 신호(또는 하향링크 신호) 측정 기반의 셀 탐색 방법의 문제점을 해결하기 위해 단말로부터 송신되는 신호인 역방향 신호(또는 상향링크 신호) 측정 기반의 셀 탐색 방법을 제공한다.
도 2는 역방향 신호 측정 기반의 소형 셀 탐색 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 소형셀 기지국(220)이 송신한 신호를 단말(230)이 측정하는 것이 아니라, 단말(230)이 송신한 신호를 하나 이상의 소형셀 기지국들(220)이 동시에 측정하고 수신한 신호에 기반하여 해당 단말(230)을 서비스할 최적의 셀을 선택하는 셀 탐색 방법을 나타낸 것이다.
상술한 바와 같은 셀 탐색 방법을 적용하기 위해서는, 임의의 단말(230)은 다른 단말과 구분되는 고유의 신호를 방송할 수 있어야 한다. 또한, 각 소형셀 기지국(220)은 복수의 단말로부터 송신되는 신호를 단말별로 구분하여 수신할 수 있어야 한다. 즉, 단말(230)은 다수의 소형셀 기지국들(220)이 인지할 수 있는 다중 셀 전용 신호를 보유하고 있어야 한다.
본 발명에서는 다수의 소형 셀들이 각 단말로부터 수신한 신호를 구분할 수 있고 수신한 신호에 기반하여 최적의 소형 셀을 선택할 수 있는 방법을 제공한다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 매크로 기지국 및 소형셀 기지국들이 고정되어 설치되고, 단말만 이동이 가능한 경우를 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 네트워크 환경뿐만 아니라 향후에 실현될 수 있는 이동형 기지국 환경에서 단말이 이동 기지국을 탐색하거나, 이동 기지국이 주변의 다른 이동 또는 고정(정지) 기지국을 탐색하는 경우에도 적용될 수 있다.
본 발명은 다수의 소형 셀들이 단말이 송신하는 신호를 단말별로 구분하여 인지하고 측정할 수 있고, 측정 정보에 기초하여 해당 단말을 서비스할 수 있는 잠재적 소형 셀 또는 서빙 소형 셀을 결정할 수 있는 방법과, 이를 위한 단말(UE, User Equipment), 매크로 기지국(eNB, enhanced Node B) 및 소형 기지국(SeNB, Small cell eNB)의 동작 방법을 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 셀 탐색 방법을 나타내는 개념도이다.
도 3에서는, 단말이 복수 개의 소형셀들이 동시에 인지할 수 있는 단말 고유 신호를 할당받아 송신하고, 단말 주변의 소형 셀들이 단말로부터 송신된 고유 신호를 수신하는 동작을 개념적으로 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 매크로 셀과 다수의 소형 셀들이 공존하는 환경에서 매크로 기지국(310)(또는 매크로 셀)과 연결이 확립(connection establishment)되어 매크로 셀로부터 서비스를 제공 받고 있던 단말(330)은 매크로 기지국(310)으로부터 단말(330) 고유의 역방향 신호를 할당 받을 수 있다. 여기서, 단말 고유의 역방향 신호는 예를 들어 매크로 셀 내의 역방향(또는 상향링크) 사운딩 참조 신호(SRS, Sounding Reference Signal)가 될 수 있다. 사운딩 참조 신호(SRS)는 하나의 매크로 셀 내에서 단말 고유의 역방향 신호로 사용될 수 있고, 해당 단말과 매크로 기지국간에 역방향 채널을 추정하기 위한 수단으로 활용될 수 있다. 만약 매크로 기지국(310)이 자신의 셀 영역과, 인접한 소형셀 기지국(320)들에 대한 정보를 미리 알고 있는 경우, 매크로 기지국(310)은 특정 단말(330)에게 할당한 사운딩 참조 신호(SRS)와 같은 단말 고유 신호 정보를 유선 또는 무선 백홀(backhaul)을 통해 소형셀 기지국(320)들에 전달함으로써 해당 소형셀 기지국(3210들과 공유할 수 있다.
소형셀 기지국(320)들은 매크로 기지국(310)으로부터 특정 단말(330)의 단말 고유 신호에 대한 정보를 수신하면 이를 저장하고, 미리 협의된 자원 영역(340)에서 알려진 고유 신호가 수신되는가를 관찰하고, 단말의 고유 신호가 수신되는 경우 해당 신호의 측정을 수행함으로써 소형 셀로부터 서비스 받을 수 있는 단말(330)을 인지할 수 있다. 여기서, 단말 고유 신호가 전송되는 자원은 기지국(310, 320)들간 미리 협의하여 사용하거나, 관련 표준 규격에 정의하여 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 셀 탐색 절차를 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 단말(430)은 매크로 기지국(410)과 연결을 확립(connection establishment)하고, 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는다(S401).
매크로 기지국(410)으로부터 서비스를 받고 있는 단말(430)은 매크로 기지국(410)으로부터 다수의 소형셀들(420)이 단말(430)을 다른 단말로부터 고유하게 인지할 수 있는 단말 고유 신호 및 이를 위한 자원을 할당 받는다(S403). 여기서 단말 고유 신호는 단지 하나의 셀이 고유하게 인지하기 보다는 다중 소형 셀들이 인지할 수 있는 고유의 신호로 매크로 셀과 다수의 소형 셀들간 약속된 신호로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 단말 고유 신호는 다중셀 단말 고유 신호로 고려될 수 있는데, 도 4의 동작 예에서는 매크로 기지국(410)이 해당 단말(430)에 할당하는 사운딩 참조 신호(SRS)가 다중셀 단말 고유 신호로 사용되는 것으로 예시하였다. 사운딩 참조 신호는 매크로 셀 관점에서는 단일 셀 내의 고유한 신호이지만 복수개의 소형 셀 관점에서는 다중셀 고유 신호로 사용될 수 있다.
사운딩 참조 신호는 망이 현재 상향링크 물리채널이 전송되는 부분이 아닌 다른 주파수 부분에서의 상향링크 채널 상태를 추정할 수 있도록 역방향(또는 상향링크)으로 전송되는 신호로, 주기적으로 전송될 수도 있고, 비주기적으로 전송될 수도 있다.
예를 들어, 사운딩 참조 신호가 주기적으로 전송되는 경우 짧게는 2ms(즉, 매 두 서브프레임 마다) 길게는 매 160ms마다(즉, 매 16개 프레임 마다) 전송될 수 있다. 또한, 서브프레임 내에서 사운딩 참조 신호가 전송될 때에는 서브프레임의 마지막 심볼에서 전송될 수 있다. 또한, 사운딩 참조 신호(SRS)는 관심있는 전체 주파수 대역에 대한 채널 품질을 추정할 수 있도록 충분히 넓은 주파수 영역에서 전송될 수도 있고, 협대역의 사운딩 참조 신호를 주파수 영역에서 호핑(hopping)하면서 전송하도록 구성되어, 호핑되어 전송되는 사운딩 참조 신호들이 합해져 관심 주파수 대역을 커버하도록 전송될 수도 있다.
서로 다른 단말들로부터 전송되는 상향링크 데이터 전송과 사운딩 참조 신호 사이의 충돌을 피하기 위하여 단말들은 SRS 전송이 일어나는 OFDM 심볼에는 상향링크 데이터 채널의 전송을 하지 않아야 한다. 이를 위해 각 단말은 다른 단말이 사운딩 참조 신호를 전송하는 것으로 알려진 해당 서브프레임에서 서브프레임의 마지막 OFDM 심볼에서는 상향링크 데이터 채널을 전송하지 않도록 구성될 수 있다. 사운딩 참조 신호가 전송될 수 있는 서브프레임들에 대한 정보는 시스템 정보를 통해 단말에 전달될 수 있다.
한편, 서로 다른 단말들 각각에 고유한 사운딩 참조 신호를 할당하기 위해 서로 다른 위상 회전(또는 cyclic shift)을 사용하여 서로 직교하는 서로 다른 사운딩 참조 신호를 생성할 수 있다. 즉, 서로 다른 단말에게 서로 다른 위상회전이 적용되어 생성된 사운딩 참조 신호를 할당함으로써 복수의 사운딩 참조 신호가 동일한 서브프레임에서 동시에 전송될 수 있다. 또는 복수의 단말들 각각에 고유의 사운딩 참조 신호를 할당하기 위한 다른 방법으로, 서로 다른 사운딩 참조 신호에 서로 다른 주파수 이격(shift)을 적용하여 주파수 다중화하는 방법을 적용할 수도 있다.
한편, 사운딩 참조 신호가 비주기적으로 전송되는 경우에도 사운딩 참조 신호 전송의 주파수 영역 구조는 주기적 사운딩 참조 신호 전송과 동일할 수 있다. 또한, 주기적 사운딩 참조 신호 전송과 마찬가지로 비주기적 사운딩 참조 신호 역시 서브프레임의 마지막 심볼에 전송될 수 있다. 비주기적 사운딩 참조 신호 전송의 전송 시간은 상위계층 시그널링을 통해 단말별로 설정될 수 있다. 비주기적 사운딩 참조 신호 전송의 경우 단말은 기지국으로부터 명시적인 사운딩 참조 신호 트리거(trigger)가 전달되기 전까지는 실제로 사운딩 참조 신호를 전송하지 않을 수 있고, 명시적인 사운딩 참조 신호 트리거를 받으면 이미 설정된 주파수 영역 파라미터를 사용하여 바로 다음 사운딩 참조 신호 전송 시점에 한번의 비주기적 사운딩 참조 신호 전송을 수행할 수 있다. 또한, 단말은 추가적으로 트리거가 수신되면 이에 상응하여 추가적으로 사운딩 참조 신호 전송을 수행할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 다중 소형 셀 관점에서 사운딩 참조 신호가 단말 고유 신호로 인지되기 위하여 매크로 기지국(410)은 사운딩 참조 신호 관련 정보(또는 사운딩 참조 신호의 자원 할당 정보)를 유선 혹은 무선 백홀을 통해 소형셀 기지국(420)들에 전달할 수 있다(S405). 여기서, 사운딩 참조 신호 관련 정보는 예를 들어, SRS 전송 대역폭, 호핑 대역폭, 주파수 영역 상의 위치, 주파수 이격, 위상 회전(cyclic shift), 시간 영역에서의 주기, 서브프레임 오프셋 등의 자원 할당 정보를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 사운딩 참조 신호의 구성을 위한 파라미터들은 매크로 기지국(410)과 소형셀 기지국(420)들간에 미리 협의에 의해 결정될 수도 있고, 표준 규격에 정의하여 사용할 수도 있다.
매크로 기지국(410)으로부터 특정 단말(430)의 사운딩 참조 신호(SRS) 관련 정보를 수신한 소형셀 기지국(420)들은 수신한 정보를 저장하고, 향후 해당 신호를 통해 특정 단말을 인지할 수 있는 동작을 수행할 수 있게 된다(S407). 즉, 매크로 기지국(410)으로부터 특정 단말(430)의 역방향 단말 고유 신호(예를 들면, 사운딩 참조 신호)에 대한 정보를 수신한 소형셀 기지국(420)들은 미리 약속된 자원 영역에서 상기 단말 고유 신호가 수신되는가를 관찰한다. 여기서, 소형셀 기지국(420)들은 미리 지정된 자원 영역에서 주기적 또는 비주기적으로 단말 고유 신호의 검출을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 매크로 기지국(410)과 소형셀 기지국(420)들간에 단말(430)의 다중셀 역방향 고유신호에 대한 공유가 이루어진 상황에서, 단말의 이동 등으로 인하여 단말 중심의 셀 탐색이 트리거링되면(S409), 단말(430)은 매크로 기지국(410)으로부터 할당받은 단말 고유신호(예를 들면, 사운딩 참조 신호)를 송신한다(S411).
복수의 소형셀 기지국(420)들은 단말(430)로부터 송신된 다중셀 단말 고유 신호를 수신하면, 수신한 단말 고유신호에 대해 측정을 수행함으로써 특정 단말(430)과 소형 셀들간의 관계를 설정할 수 있는 정보를 획득한다(S413).
복수의 소형셀 기지국(420)들은 각각 측정 결과 정보를 무선 또는 유선 백홀을 통해 매크로 기지국(410)으로 보고한다(S415). 여기서, 복수의 소형셀 기지국(420)들은 수신한 단말 고유신호(예를 들면, SRS)에 대한 순간적 수신전력을 측정할 뿐만 아니라, 단말(430)로부터 2회 이상 전송된 단말 고유신호에 대한 측정을 수행하고, 측정값의 평균을 취함으로써 고속 페이딩(fast fading) 효과를 상쇄한 측정값을 획득하고, 이 값을 매크로 기지국(410)에 보고할 수도 있다.
매크로 기지국(410)은 복수의 소형셀 기지국(420)들로부터 보고된 측정 결과 에 기초하여 측정 정보를 수집한다(S417).
매크로 기지국(410) 또는 단말(430)의 서빙셀을 결정할 수 있는 장치는 수집한 정보에 기초하여 특정 단말(430)에 상응하는 후보 소형셀 집합을 형성할 수 있다. 여기서, 후보 소형셀 집합은 상기 특정 단말의 측정 집합 목록(measurement set list) 형태로 단말에 전송될 수 있다(S419).
구체적으로, 매크로 기지국(410)은 수집한 정보에 기초하여 소형셀 기지국의 수신 전력이 미리 설정된 임계값인 Pth이상인 소형셀 기지국을 선택하고, 선택된 소형셀 기지국들로 구성된 후보 소형셀 집합을 형성할 수 있다. 예를 들어, 단말(430)과 i번째 소형셀 기지국간의 무선 채널을 hi라 하고, 단말(430)의 송신 전력을 P라 할 때, 수신 전력은 Phi가 되므로, 후보 소형셀 집합 C는 수학식 1과 같이 설정할 수 있다.
Figure pat00001
만약 서빙 소형셀을 결정해야 하는 경우에는 수학식 2를 만족하는 소형셀 기지국을 서빙 소형셀 i*로 설정할 수 있다. 여기서, 단말(430)의 서빙 소형셀은 매크로 기지국(410) 또는 단말의 서빙 소형셀을 결정할 수 있는 다른 장치가 복수의 소형셀 기지국(421)들로부터 수신한 측정 결과에 기초하여 결정할 수 있다.
Figure pat00002
이후, 매크로 기지국(410)과 복수의 소형셀 기지국(420) 및 단말(430)은 측정 결과에 기초하여 단말의 이동성 관리 또는 기지국의 협력 송수신 등과 같은 다중셀 동작을 수행할 수 있다(S421).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법 중 매크로 기지국에서 수행되는 동작을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 매크로 기지국은 특정 단말과 연결을 확립한 후, 상기 단말에 대해 서비스를 제공한다(S501).
상기한 바와 같이 단말과 연결이 확립된 상태에서 매크로 기지국은 상기 단말을 다른 단말로부터 구분할 수 있는 단말 고유 신호 및 이를 위한 자원을 할당한다(S503). 여기서 단말 고유 신호는 다수의 소형 셀들이 인지할 수 있는 단말 고유의 신호로 예를 들어 사운딩 참조 신호(SRS)가 될 수 있고, 매크로 기지국은 단말 고유 신호 할당 정보 또는 단말 고유 신호를 위한 자원 할당 정보를 단말에 전송한다.
매크로 기지국은 단말에 할당한 단말 고유 신호 및 자원 할당 정보를 유선 또는 무선 백홀을 통해 복수의 소형셀 기지국에 전달함으로써 해당 정보를 복수의 소형셀 기지국들과 공유한다(S505).
이후, 단말의 이동이나 무선 환경의 변화 등으로 인하여 셀 탐색이 트리거링되면, 단말은 매크로 기지국으로부터 할당받은 단말 고유 신호를 송신한다. 복수의 소형셀 기지국들은 단말로부터 송신된 단말 고유 신호를 수신하고, 수신된 단말 고유 신호를 측정한 후 측정 결과를 매크로 기지국에 보고한다. 여기서 복수의 소형셀 기지국들은 무선 또는 유선 백홀을 통해 매크로 기지국에 측정 결과를 보고할 수 있다.
상술한 바와 같이 소형셀 기지국들이 측정 결과를 매크로 기지국에 보고함에 따라 매크로 기지국은 소형셀 기지국들로부터 단말 고유 신호의 측정 정보를 수집한다(S507).
이후, 매크로 기지국은 복수의 소형셀 기지국들로부터 수집한 측정 정보에 기초하여 단말의 후보 소형셀 집합을 구성한다(S509). 여기서, 매크로 기지국은 상기한 수학식 1을 이용하여 단말의 후보 소형셀 집합을 구성할 수 있다.
또한, 매크로 기지국이 단말의 서빙 소형셀을 결정할 수도 있고, 이 경우 상기한 수학식 2를 이용하여 단말의 서빙 소형셀을 결정할 수 있다.
매크로 기지국은 후보 소형셀 집합을 측정 집합 목록의 형태로 해당 단말에 전송한다(S511).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법 중 소형셀 기지국에서 수행되는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 소형셀 기지국은 매크로 기지국으로부터 단말 고유 신호의 정보 및 이에 대한 자원 할당 정보를 수신한다(S601). 여기서, 소형셀 기지국은 매크로 기지국과 유선 또는 무선 백홀을 통해 단말 고유 신호 정보를 수신할 수 있다. 단말 고유 신호는 예를 들어 사운딩 참조 신호가 될 수 있고, 단말 고유 신호의 정보 또는 단말 고유 신호에 대한 자원 할당 정보는 예를 들어, SRS 전송 대역폭, 호핑 대역폭, 주파수 영역 상의 위치, 주파수 이격, 위상 회전(cyclic shift), 시간 영역에서의 주기, 서브프레임 오프셋 등을 포함할 수 있다.
이후, 소형셀 기지국은 매크로 기지국으로부터 수신한 단말 고유 신호 및 자원 할당 정보에 기초하여 해당 자원을 모니터링하여(S603), 특정 단말로부터 단말 고유 신호가 수신되었는가를 확인한다(S605).
소형셀 기지국은 특정 단말로부터 단말 고유 신호가 수신되면, 수신된 단말 고유 신호에 대한 측정을 수행한다(S607). 여기서 소형셀 기지국은 단말 고유 신호에 대한 수신 전력을 측정할 수 있다. 또한, 소형셀 기지국은 단말 고유 신호의 순간적 수신 전력뿐만 아니라 단말 고유 신호를 2회 이상 수신한 후 수신 전력들의 평균값을 매크로 기지국에 보고할 수도 있다.
이후, 소형셀 기지국은 단말 고유 신호에 대한 측정 결과를 유선 또는 무선 백홀을 통해 매크로 기지국에 보고한다(S609).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법 중 단말에서 수행되는 동작을 나타내는 흐름도이다.
먼저 단말은 매크로 기지국과 연결을 확립하고, 매크로 기지국으로부터 서비스를 제공받는다(S701).
이후, 단말은 매크로 기지국으로부터 단말 고유 신호에 대한 할당 정보를 수신한다(S703). 여기서 단말 고유 신호에 대한 할당 정보는 단말 고유의 단말 고유 신호를 생성하기 위한 자원 할당 정보로, 예를 들어 SRS 전송 대역폭, 호핑 대역폭, 주파수 영역 상의 위치, 주파수 이격, 위상 회전(cyclic shift), 시간 영역에서의 주기, 서브프레임 오프셋 등을 포함할 수 있다.
이후, 단말은 셀 탐색이 트리거되었는가를 판단한다(S705). 여기서 셀 탐색의 트리거는 일반적인 셀 탐색 트리거 기준에 의해 발생될 수 있고, 예를 들어 단말이 매크로 기지국으로부터 멀어지거나 단말과 매크로 기지국간의 채널 환경이 나빠짐에 따라 매크로 기지국에 의해 셀 탐색이 트리거될 수 있다.
셀 탐색이 트리거되면, 단말은 매크로 기지국으로부터 할당받은 자원을 이용하여 단말 고유 신호를 생성한 후, 생성한 단말 고유 신호를 송신한다(S707). 여기서, 단말 고유 신호를 사운딩 참조 신호(SRS)가 될 수 있다.
이후, 단말은 매크로 기지국으로부터 단말 주변의 소형셀 기지국들에 대한 정보인 후보 소형셀 집합 정보를 수신한다(S709). 여기서, 후보 소형셀 집합은 측정 집합 목록의 형태로 제공될 수 있고, 상기한 수학식 1을 이용하여 구성될 수 있다.
단말은 수신한 후보 소형셀 집합 정보에 기초하여 셀 탐색을 수행한다(S711). 여기서, 단말은 후보 소형셀 집합에 포함된 소형셀 기지국들로부터 송신되는 신호를 측정한 후, 측정 결과를 매크로 기지국에 보고할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 탐색 방법을 수행하는 소형셀 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8에 도시한 소형셀 기지국은 도 4 및 도 6에 예시한 셀 탐색 방법을 수행할 수 있다.
다중 소형셀들이 동시에 인지할 수 있는 단말의 단말 고유 신호는 소형셀 기지국들에 미리 알려져야 한다. 제한된 자원을 고려할 때, 이러한 단말 고유 신호도 동적으로 할당되어야 하며, 해당 단말 고유 신호는 소형셀 기지국들에 유선 혹은 무선 백홀을 통해 알려진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소형셀 기지국(800)은 백홀 링크 송수신부(810), 단말 고유신호 처리부(820) 및 액세스 링크 송수신부(830)를 포함할 수 있다.
백홀 링크 송수신부(810)는 유선 또는 무선 송수신 인터페이스로 구성될 수 있고, 매크로 기지국으로부터 단말 고유 신호에 대한 정보를 수신하고, 단말 고유 신호에 대한 측정 결과를 매크로 기지국에 송신하는 기능을 수행한다.
단말 고유신호 처리부(820)는 백홀 링크 송수신부(810)를 통해 획득한 단말 고유 신호에 대한 정보를 동적으로 관리한다. 또한, 단말 고유신호 처리부(820)는 획득한 단말 고유 신호 정보에 기초하여 단말 고유 신호가 할당되는 자원을 모니터링하여 단말 고유 신호의 수신 여부를 확인하며, 액세스 링크 송수신부(830)를 통해 단말 고유 신호가 수신되는 경우 해당 신호를 측정하고 측정 결과를 백홀 링크 송수신부(810)를 통해 매크로 기지국에 전송한다.
액세스 링크 송수신부(830)는 기존의 기지국이 단말과 통신하는 기능을 수행한다. 특히 액세스 링크 송수신부(830)는 단말로부터 단말 고유 신호가 송신되는 경우 이를 수신한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 매크로 셀
111 : 매크로 기지국
120a, 120b, 120c : 소형셀
130a, 130b : 단말
220 : 소형셀 기지국
310 : 매크로 기지국
320 : 소형셀 기지국
330 : 단말
410 : 매크로 기지국
420 : 소형셀 기지국
430 : 단말
800 : 소형셀 기지국
810 : 백홀 링크 송수신부
820 : 단말 고유 신호 처리부
830 : 액세스 링크 송수신부

Claims (12)

  1. 단말에서 수행되는 셀 탐색 방법에 있어서,
    기지국으로부터 단말 고유 신호를 할당받는 단계; 및
    셀 탐색이 트리거되면 상기 단말 고유 신호를 송신하는 단계를 포함하는 셀 탐색 방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 셀 탐색 방법은, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 단말 고유 신호에 상응하는 후보 셀 집합 정보를 수신하는 단계; 및
    수신한 상기 후보 셀 집합 정보에 기초하여 셀 탐색을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  3. 청구항 1에서,
    상기 단말 고유 신호는 사운딩 참조 신호(SRS, Sounding Reference Signal)인 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말 고유 신호는 복수의 소형셀 기지국이 공통으로 상기 단말을 다른 단말과 구분하여 인식할 수 있는 상기 단말 고유의 신호인 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말 고유 신호는 상기 기지국과 복수의 소형셀 기지국간에 미리 정의된 자원을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  6. 기지국에서 수행되는 셀 탐색 방법에 있어서,
    연결이 확립된 특정 단말에 단말 고유 신호를 할당하는 단계;
    할당된 상기 단말 고유 신호의 정보를 복수의 소형셀 기지국에 전송하는 단계;
    상기 복수의 소형셀 기지국으로부터 상기 단말 고유 신호에 대한 측정 결과 정보를 수신하는 단계; 및
    수신한 상기 측정 결과 정보에 기초하여 상기 특정 단말의 후보 소형셀 집합을 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  7. 청구항 6에서,
    상기 단말 고유 신호는 사운딩 참조 신호(SRS, Sounding Reference Signal)인 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  8. 청구항 6에서,
    상기 후보 소형셀 집합은 상기 복수의 소형셀 기지국으로부터 수신한 측정 결과 중 수신 전력이 미리 설정된 기준 전력보다 큰 수신 전력을 가지는 적어도 하나의 소형셀 기지국들로 구성되는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  9. 청구항 6에서
    상기 셀 탐색 방법은,
    상기 기지국이 구성한 후보 소형셀 집합 정보를 상기 특정 단말에 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 후보셀 집합 정보는 측정 집합 목록(measurement set list) 형태로 상기 특정 단말에 전송되는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  10. 청구항 6에서,
    상기 셀 탐색 방법은,
    상기 기지국이 상기 복수의 소형셀 기지국으로부터 수신한 측정 결과 중 수신 전력이 가장 큰 소형셀 기지국을 상기 특정 단말의 서빙 기지국으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
  11. 소형셀 기지국에서 수행되는 셀 탐색 방법에 있어서,
    기지국으로부터 특정 단말에 할당된 단말 고유 신호의 정보를 수신하는 단계;
    수신한 상기 단말 고유 신호 정보에 기초하여 상기 단말 고유 신호에 해당하는 자원을 모니터링하는 단계;
    상기 단말 고유 신호가 수신되면, 수신된 단말 고유 신호에 대한 측정을 수행하는 단계; 및
    상기 단말 고유 신호에 대한 측정 결과를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 셀 탐색 방법.
  12. 청구항 11에서,
    상기 수신된 단말 고유 신호에 대한 측정을 수행하는 단계는,
    상기 단말 고유 신호를 2회 이상 수신한 후, 수신된 각 단말 고유 신호에 측정을 수행하여 측정 결과를 획득한 후, 복수의 측정 결과에 대한 평균을 취한 결과를 상기 기지국에 전송하는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
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