KR20150041574A - Lte 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법 - Google Patents

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KR20150041574A
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small
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이용재
휘 김
안준배
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(주)휴맥스 홀딩스
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Abstract

본 발명은 이종 네트워크(heterogeneous network)에서 스몰셀 클러스터 환경에 적용할 수 있는 매크로셀(macro cell) 기지국과 스몰셀(small cell) 기지국이 동시에 서비스할 때 스몰셀의 간섭을 회피하는 방법에 관한 것으로서, 스몰셀 기지국의 무선 자원 제어 메시지에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보를 포함시키는 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법에 관한 것이다.

Description

LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법{Method for small cell interference avoidance on the LTE dual connectivity}
본 발명은 이종 네트워크(heterogeneous network)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매크로셀(macro cell) 기지국과 스몰셀(small cell) 기지국이 동시에 서비스할 때 스몰셀의 간섭을 회피하는 방안에 관한 것이다. 즉, 스몰셀 기지국의 무선 자원 제어 메시지에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보를 포함시키는, LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법에 관한 것이다.
무선 모바일 네트워크는 이동성을 갖는 무선 통신 단말에 끊김없는 무선 통신 서비스를 제공하고, 무선 모바일 네트워크는 복수의 기지국 들로 구성된다. 기지국은 담당 셀 내에 위치한 무선 통신 단말과 무선 통신을 수행하며, 각 기지국은 하나의 셀을 운영한다.
무선 통신 단말이 하나의 셀로부터 다른 하나의 셀로 이동할 때, 목표 셀의 기지국은 무선 통신 단말과 통신을 수립하고, 소스 셀의 기지국은 무선 통신 단말과 통신을 종료하여 핸드오버가 일어난다. 핸드오버에 의해 무선 모바일 네트워크는 무선 통신 단말에 끊김없는 무선 통신 서비스를 제공한다.
스몰셀(Small cell)은 기존의 높은 전송 파워와 넓은 커버리지를 갖는 매크로셀(Macro Cell)과 달리 적은 전송 파워와 좁은 커버리지를 가진다. 예를들어 스몰셀은 10 미터에서 1 또는 2 킬로미터의 범위를 가지는 저전력 무선 액세스 노드이다.
일반적으로 안테나당 10W급 이하 소출력 기지국 장비나 피코셀(Pico Cell), 펨토셀(Femto Cell) 등을 통칭해 스몰셀이라고 부른다. 이 장비는 작은 공간을 대상으로 안정적인 무선 환경을 제공한다.
망 사업자들은 증가하는 모바일 데이터 트래픽에 대응하여 스몰셀을 사용함으로써 모바일데이터 오프로딩을 수행한다. 단순히 매크로 셀만을 사용하는 것보다 스몰셀을 함께 사용하여 데이터 오프로딩을 수행하는 것이 효율적인 것으로 알려져 있다.
본 발명의 목적은 클러스터로 관리되는 스몰셀 환경에서 사용자 단말이 클러스터 내에서의 스몰셀을 디스커버리하는 방법을 제공하고 매크로셀 기지국과 스몰셀 기지국이 동시에 단말기로 서비스를 제공할 경우 스몰셀의 간섭을 회피하는 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은, 스몰셀 기지국의 무선 자원 제어 메시지에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보를 포함시켜 스몰셀의 간섭을 회피하는 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법은 스몰셀 클러스터(small cell cluster) 내의 스몰셀들의 정보를 저장하는 단계; 단말로부터 클러스터 정보의 요청을 수신하는 단계; 및 클러스터내 스몰셀들의 정보를 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 스몰셀 정보의 제공 방법은 상기 스몰셀 클러스터의 마스터 개체에서 수행될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법은 복수의 스몰셀로 이루어진 스몰셀 클러스터(small cell cluster) 및 마스터 개체에서의 셀 디스커버리 방법에 있어서, 단말에서 스몰셀 클러스터 내 스몰셀들의 정보를 수신하는 단계; 및 상기 단말에서 상기 스몰셀의 정보를 사용하여 상기 클러스터 내의 스몰셀로 접속하는 단계를 포함한다.
상기 스몰셀 클러스터 내 스몰셀들의 정보를 수신하는 단계는 스몰셀 클러스터의 마스터 개체로부터 스몰셀들의 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스몰셀의 정보를 사용하여 상기 클러스터 내의 스몰셀로 접속하는 단계는 매크로셀에 우선하여 상기 클러스터 내의 스몰셀로 접속하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법은 매크로 셀에서 LTE 서비스를 제공하는 매크로 기지국 및 스몰셀에서 LTE 서비스를 제공하는 스몰셀 기지국 중 적어도 어느 하나에 연결되어 LTE 서비스를 제공 받는 사용자 단말이 매크로 기지국으로 송부하는 제 1 무선 자원 제어 메세지 및 스몰셀 기지국으로 송출하는 제 2 무선 자원 제어 메세지에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하여 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 LTE 복수 기지국 연결 시 제어신호의 오버헤드 감소 방법에 따르면 스몰셀 및 매크로셀은 사용자 단말로 핸드오버에 관련된 제어신호를 생략할 수 있어 데이터 오프로드 효과를 향상시킬 수 있으며, 클러스터로 관리되는 스몰셀 환경에서 매크로셀 기지국과 스몰셀 기지국이 동시에 단말기로 서비스를 제공할 경우 스몰셀의 간섭을 회피할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스몰셀 기지국의 무선 자원 제어 메시지에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보를 포함시켜 스몰셀의 간섭을 효율적으로 회피하는 효과가 있다.
도 1은 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다.
도 2는 스몰셀의 클러스터와 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다.
도 3은 시나리오 1에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 시나리오 2a에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다.
도 5는 시나리오 2b에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다.
도 6은 시나리오 3에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 매크로 기지국 및 스몰셀 기지국이 사용자 단말로 LTE 서비스를 수행하는 구성도이다.
도 16은 도 15의 사용자 단말이 매크로 기지국 및 스몰셀 기지국으로부터 수신받는 무선 자원 제어 신호를 상세히 나타낸 타이밍도이다.
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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법은 스몰셀을 클러스터로 묶고 마스터 개체에서 스몰셀 클러스터를 제어하는 구조에서, 사용자 단말이 클러스터내 스몰셀을 디스커버리하기 위한 시그널링 방법을 포함한다.
예를 들어, 본 발명은 LTE 광대역망 또는 3G WCDMA 망 하에서 스몰셀 들이 배치된 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 스몰셀들은 건물내 각 층마다 배치될 수 있다. 또한, 스몰셀들은 클러스터 방식으로 관리될 수 있다.
각 클러스터는 적어도 하나의 마스터 개체를 가진다. 마스터 개체는 백본과 연결된다. 마스터 개체는 클러스터에 속한 각 스몰셀들과 연결된다. 마스터 개체와 각 스몰셀은 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 마스터 개체는 제어신호만 스몰셀에 전송하고 데이터는 전송하지 않을 수 있다.
도 1은 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다.
도 1은 매크로 기지국(111)과 매크로셀(110) 및 스몰셀 기지국(121)과 스몰셀(120)을 개념적으로 나타낸다. 스몰셀(120)은 매크로셀(110) 상에 오버레이되어 존재하거나, 매크로셀과 독립적으로 존재할 수도 있다. 또한 스몰셀(120)은 실내 또는 실외에 위치할 수 있다. 실내에 위치하는 스몰셀들은 실내를 표시하는 육면체(130) 내에 위치하는 것으로 나타나 있다. 스몰셀을 사용하는 기술은 실내 및 실외 시나리오를 다루며, 저전력 노드를 사용할 수 있다.
도 2는 스몰셀의 클러스터와 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다. 도 2는 아래에서 설명될 여러 시나리오에서의 스몰셀과 매크로셀의 배치를 개념적으로 설명한다. 도 2를 참조하면, 매크로셀(110)은 제공되거나 제공되지 않을 수 있다. 예를 들어 스몰셀(120)은 매크로셀(110)과 함께 배치되거나 매크로셀(110) 없이 단독으로 배치될 수 있다. 스몰셀(120)은 클러스터(122)로 형성되어 제공될 수 있다. 클러스터는 스몰셀을 개념적으로 하나의 군으로 형성하는 스몰셀의 집합이다. 매크로 기지국(111)과 스몰셀 기지국(121)은 제 1 백홀(113)로 연결되어 데이터를 교환할 수 있다. 또는 스몰셀 기지국(121)은 IP망으로 연결되어 IP망을 통해 매크로 기지국(111)과 데이터를 교환할 수 있다. 예를들어, 스몰셀은 피코셀(Pico Cell) 또는 펨토셀(Femto Cell)일 수 있다. 피코셀로 이루어진 스몰셀의 경우, 매크로 기지국과 피코셀 기지국은 제 1 백홀로 연결되어 데이터를 교환할 수 있다. 펨토셀로 이루어진 스몰셀의 경우, 펨토셀 기지국은 IP망으로 연결되고, 펨토셀은 IP을 통하여 매크로 기지국으로 연결되어 데이터를 교환할 수 있다.
클러스터(122)내의 스몰셀 기지국들(121)도 제 2 백홀(123)로 연결되어 데이터를 서로 교환할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서 클러스터(122)내의 스몰셀 기지국들(121)은 제 1 백홀을 사용하여 데이터를 서로 교환할 수 있다. 예를들어, 이러한 경우 스몰셀 기지국들(121)은 매크로셀(110)을 경유함으로써 데이터를 서로 교환할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예에서, 도 7의 예에서 후술되는 바와 같이 클러스터(122)는 마스터 개체를 구비하고, 클러스터(122)내의 스몰셀들은 마스터 개체를 경유하여 데이터를 서로 교환할 수도 있다.
백홀(Backhaul)은, 예를들어, 스몰셀을 코어망 또는 백본망으로 연결하기 위하여 사용되는 전송선로 또는 망일 수 있다.
도 3은 시나리오 1에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다. 시나리오 1에 따른 스몰셀 시스템의 구성은 다음과 같다. 매크로 네트워크 상에 스몰셀이 배치된다. 그리하여, 매크로셀의 커버리지 내에 스몰셀의 커버리지가 오버레이된다. 매크로 셀과 스몰셀은 동일 채널(co-channel)을 가진다. 스몰셀은 실외(out door)에 배치된다. 스몰 셀 클러스터가 고려될 수 있다. 클러스터의 스몰셀은 Rel-10 eICIC, Rel-11 FeICIC/ CoMP에서 고려된 스몰셀들 보다 더 밀한 배치를 가진다. 이상적인 백홀(ideal backhaul)과 비이상적인 백홀(non-ideal backhaul)은 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스와 스몰셀 클러스터 및 적어도 하나의 매크로 eNB 간의 인터페이스에 대하여 고려될 수 있다. 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스에 대한 백홀(123) 및 스몰셀 클러스터 와 적어도 하나의 매크로 eNB 간의 인터페이스에 대한 백홀(113)이 도 3에 도시되어 있다. 다른 모든 인터페이스에 대하여 비 이상적인 백홀이 가정된다. 사용자들은 실외 또는 실내 모두에 분산되어 있다.
도 4는 시나리오 2a에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다. 시나리오 2a에 따른 스몰셀 시스템의 구성은 다음과 같다. 매크로 네트워크 상에 스몰셀이 배치된다. 그리하여, 매크로셀의 커버리지 내에 스몰셀의 커버리지가 오버레이된다. 매크로 셀과 스몰셀은 서로 분리된 주파수 배치를 가진다. 매크로셀과 스몰셀의 커버리지가 오버레이되나 서로 다른 주파수 배치를 가지는 것이 매크로셀(110)과 스몰셀(120)들을 이격하여 도시함으로서 도 4에 나타나 있다. 실외 스몰 셀 배치를 가진다. 스몰 셀 클러스터가 고려될 수 있다. 클러스터의 스몰셀은 Rel-10 eICIC, Rel-11 FeICIC/ CoMP에서 고려된 스몰셀들 보다 더 밀한 배치를 가진다. 이상적인 백홀(ideal backhaul)과 비이상적인 백홀(non-ideal backhaul)은 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스와 스몰셀 클러스터 및 적어도 하나의 매크로 eNB 간의 인터페이스에 대하여 고려될 수 있다. 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스에 대한 백홀(123) 및 스몰셀 클러스터와 적어도 하나의 매크로 eNB 간의 인터페이스에 대한 백홀(113)이 도시되어 있다. 다른 모든 인터페이스에 대하여 비 이상적인 백홀이 가정된다.
도 5는 시나리오 2b에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다. 시나리오 2b에 따른 스몰셀 시스템의 구성은 다음과 같다. 매크로 네트워크 상에 스몰셀이 배치된다. 그리하여, 매크로셀의 커버리지 내에 스몰셀의 커버리지가 오버레이된다. 매크로 셀과 스몰셀은 서로 분리된 주파수 배치를 가진다. 건물을 의미하는 육면체(130) 내에 스몰셀(120)이 도시된 바와 같이 실내 스몰 셀 배치를 가진다. 스몰 셀 클러스터(122)가 고려될 수 있다. 클러스터의 스몰셀은 Rel-10 eICIC, Rel-11 FeICIC/ CoMP에서 고려된 스몰셀들 보다 더 밀한 배치를 가진다. 또한, Rel-10에서 고려되는 실내 핫스팟과 같이 저밀도의 배치를 가질 수 있다. 이상적인 백홀(ideal backhaul)과 비이상적인 백홀(non-ideal backhaul)은 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스와 스몰셀 클러스터 및 적어도 하나의 매크로 eNB 간의 인터페이스에 대하여 고려될 수 있다. 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스에 대한 백홀(123) 및 스몰셀 클러스터 와 적어도 하나의 매크로 eNB 간의 인터페이스에 대한 백홀(113)이 도시되어 있다. 다른 모든 인터페이스에 대하여 비 이상적인 백홀이 가정된다.
도 6은 시나리오 3에 따른 스몰셀과 매크로셀의 배치를 나타내는 개념도이다. 시나리오 3에 따른 스몰셀 시스템의 구성은 다음과 같다. 매크로 셀의 커버리지는 제공되지 않는다. 실내 스몰 셀 배치를 가진다. 스몰 셀 클러스터가 고려된다. 클러스터의 스몰셀들은 Rel-10 eICIC, Rel-11 FeICIC/ CoMP에서 고려된 스몰셀들 보다 더 밀한 배치를 가진다. 또한, Rel-10에서 고려되는 실내 핫스팟과 같이 저밀도의 배치를 가질 수 있다.
이상적인 백홀(ideal backhaul)과 비이상적인 백홀(non-ideal backhaul)은 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스에 대하여 고려될 수 있다. 동일 클러스터 내의 스몰셀 간의 인터페이스에 대한 백홀(123)이 도시되어 있다. 다른 모든 인터페이스에 대하여 비 이상적인 백홀이 가정된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다. 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 설명한다.
도 7은 전술한 시나리오 3에 기반한 본 발명의 일 실시예를 나타낸다. 전술한 바와 같이 클러스터(122)는 마스터 개체(140)를 가진다. 마스터 개체(140)는 백본과 연결된다. 마스터 개체는 클러스터에 속한 각 스몰셀들과 연결된다(141). 마스터 개체(140)와 각 스몰셀 기지국(121)은 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 마스터 개체(140)는 제어신호만 스몰셀에 전송하고 데이터는 전송하지 않을 수 있다. 클러스터(122)내의 스몰셀들은 마스터 개체를 경유하여 데이터를 서로 교환할 수 있다. 다른 실시예에서 클러스터(122)내의 스몰셀들은 백홀을 가져 서로 데이터를 교환할 수도 있다.
먼저 마스터 개체(140)는 미리 클러스터내에 스몰셀들의 정보를 저장한다(S810). 사용자 단말(150)이 제 1 위치(710)에서 제 2 위치(720)로 위치가 변경된 경우, 사용자 단말(150)은 제 1 위치에서 사용자 단말(150)과 연결되어 있던 스몰셀의 신호를 약한 신호 세기로 수신하고, 제 2 위치에서의 주변의 다른 스몰셀의 신호를 더 강하게 수신한다. 이에 따라 사용자 단말(150)은 새로운 스몰셀과 연결을 이루기 위하여 마스터 개체로 클러스터의 정보를 요청한다(S820). 마스터 개체(140)는 사용자 단말(150)로부터 클러스터 정보 요청을 수신한다(S830). 마스터 개체(140)는 사용자 단말(150)로 클러스터내 스몰셀들의 정보를 전송한다(S830). 사용자 단말(150)은 수신한 클러스터 내 스몰셀들의 정보를 사용하여 새로운 스몰셀에 접속할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다. 제 2 실시예는 전술한 시나리오 3에 기반하여 사용자 단말이 새로운 클러스터로 클러스터를 변경하는 경우에 적용되는 스몰셀 디스커버리 방법의 예를 나타낸다. 도 9는 사용자 단말(150)이 L1층에 위치하는 상황(910)에서의 제1 마스터 개체(140a) 및 스몰셀(121a)들의 제 1 클러스터(122a)와 그에 따른 배치(deployment)를 도시하고, 사용자 단말(150)이 L2층으로 이동한 상황(920)에서의 제2 마스터 개체(140b) 및 스몰셀(121b)들의 제 2 클러스터(122b)와 그에 따른 배치를 도시한다.
도 9에 도시된 바와 같이 L1층은 제 1 마스터 개체(140a)와 제 1 클러스터(122a)로 서비스되며, L2 층은 제 2 마스터 개체(140b)와 제 2 클러스터(122b)로 서비스된다. 사용자 단말이 건물의 L1층에서 L2층으로 이동한 경우 사용자 단말에 제 1 클러스터(122a)에서 제 2 클러스터(122b)로 핸드오버가 발생한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다. 도 10을 참조하여 핸드오버의 과정을 설명한다. 마스터 개체는 클러스터내 스몰셀들의 정보를 저장한다(S1010). 제 1 마스터 개체(140a) 및 제 2 마스터 개체(140b)는 미리 각각에 대응되는 클러스터에 속한 스몰셀들의 정보를 저장하고 있을 수 있다. 제 1 마스터 개체(140a) 및 제 2 마스터 개체(140b)는 백본(191a, 191b)을 통해 데이터를 교환할 수 있다. 예를 들어 제 1 마스터 개체(140a) 및 제 2 마스터 개체(140b)는 백본을 통해 망의 컨트롤러(190)를 경유하여 각 클러스터의 정보를 교환할 수 있다. 사용자 단말(150)이 제 1 클러스터(122a)에서 제 2 클러스터(122b)로 이동한다(S1020). 이러한 경우 사용자 단말은 핸드오버 발생을 직접 판단 하거나, 마스터 개체로부터 핸드오버 상황을 전송받을 수 있다. 그리고 단말은 클러스터 정보 요청 메시지를 핸드오버 하려는 마스터 개체로 전송한다(S1030). 도 9의 예에서, 핸드오버 하려는 마스터 개체는 제 2 마스터 개체(140b)이다. 그리고 마스터 개체는 클러스터 정보 요청 메시지를 사용자 단말로부터 수신한다(S1040). 그리고 마스터 개체는 클러스터내 스몰셀들의 정보를 사용자 단말로 전송한다(S1050). 예를들어, 제 2 마스터 개체(140b)는 사용자 단말(150)로부터 클러스터 정보 요청 메시지를 수신하고, 그에 따라 사용자 단말로 제 2 클러스터(122b)내 스몰셀들의 정보를 전송할 수 있다. 사용자 단말(150)은 수신한 제 2 클러스터(122b) 내 스몰셀들의 정보를 사용하여 새로운 스몰셀(121b)에 접속할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다. 도 11은 전술한 시나리오 2b에 기반하여 동일한 하나의 클러스터(122) 내에서 사용자 단말(150)이 제 1 위치(1110)에서 제 2 위치(1120)로 이동하여 동일 클러스터(122)내의 다른 스몰셀로 접속하는 예를 나타낸다. 제 1 위치(1110)와 제 2 위치(1120)에서의 클러스터(122) 내 매크로셀(110) 및 스몰셀(121) 배치는 동일한 배치를 가진다. 도 11은 매크로셀과 스몰셀의 커버리지를 주파수 대역으로 분리하여 도시한 것으로, 전술한 시나리오 2b의 설명과 같이 매크로셀(110)의 커버리지내에 스몰셀(121)들의 커버리지가 오버레이 된다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다. 도 12를 참조하면, 먼저 마스터 개체는 미리 클러스터내에 스몰셀들의 정보를 저장한다(S1210). 사용자가 제 1 위치(1110)에서 제 2 위치(1120)로 이동한 경우, 사용자 단말(150)이 제 1 위치에서 연결되어 있던 스몰셀로부터 수신하는 신호의 세기는 약화되고 사용자 단말은 주변의 다른 스몰셀의 신호를 강하게 수신한다. 이에 따라 사용자 단말은 새로운 스몰셀과 연결을 이루기 위하여 마스터 개체로 클러스터 정보를 요청한다(S1220). 마스터 개체는 사용자 단말(150)로부터 클러스터 정보 요청을 수신한다(S1230). 마스터 개체(140)는 사용자 단말(150)로 클러스터내 스몰셀들의 정보를 전송한다(S1240). 사용자 단말은 갱신된 스몰셀의 정보를 사용하여 매크로셀보다 스몰셀로 우선적으로 접속을 시도한다(S1250). 사용자 단말은 스몰셀에 접속이 이루어 지지 않은 경우에 한하여 매크로셀에 접속을 수행한다(S1260).
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 개념도이다. 제 4 실시예는 전술한 시나리오 2b에 기반하여 사용자 단말이 새로운 클러스터로 이동하여 접속되는 스몰셀 클러스터를 변경하는 경우에 적용되는 스몰셀 디스커버리 방법의 예를 나타낸다. 도 13은 사용자 단말(150)이 L1 층에 위치하는 상황(1310)에서의 매크로셀(110), 제 1 마스터 개체(140a) 및 스몰셀(121a)들의 제 1 클러스터(122a)의 배치를 도시하고, 사용자 단말(150)이 L2 층으로 이동한 상황(1320)에서의 매크로셀(110), 제 2 마스터 개체(140b) 및 스몰셀(121b)들의 제 2 클러스터(122b)의 배치를 도시한다. L1 층과 L2 층에서의 매크로셀(110)은 서로 상이한 매크로셀 일 수 있다.
매크로셀(110)은 망의 컨트롤러(190)와 연결되어 데이터를 교환한다. 제 1 마스터 개체(140a)는 제 1 백본(191a)으로 망의 컨트롤러(190)에 연결되고, 제 2 마스터 개체(140b)는 제 2 백본(191b)으로 망의 컨트롤러(190)에 연결된다. 제 1 마스터 개체(140a)와 제 2 마스터 개체(140b)는 백본을 통하여 망의 컨트롤러에 의하여 데이터를 교환 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 마스터 개체(140a)와 제 2 마스터 개체(140b)는 각각 대응되는 스몰셀 클러스터의 스몰셀 정보를 교환할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이 L1 층은 매크로셀(110), 제 1 마스터 개체(140a) 및 제 1 클러스터(122a)로 서비스되며, L2 층은 매크로셀(110), 제 2 마스터 개체(140b) 및 제 2 클러스터(122b)로 서비스된다. 사용자 단말이 건물의 L1층에서 L2층으로 이동한 경우 매크로셀(110)은 동일하나 클러스터가 상이하여, 사용자 단말은 제 1 클러스터(122a)에서 제 2 클러스터(122b)로 핸드오버한다.
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스몰셀 디스커버리 방법을 나타내는 순서도이다. 도 14을 참조하여 핸드오버의 과정을 설명한다. 마스터 개체는 클러스터내 스몰셀들의 정보를 저장한다(S1410). 제 1 마스터 개체(140a) 및 제 2 마스터 개체(140b)는 미리 각각에 대응되는 클러스터에 속한 스몰셀들의 정보를 저장하고 있을 수 있다. 사용자 단말이 제 1 클러스터(122a)에서 제 2 클러스터(122b)로 이동한다(S1420). 그에 의하여 사용자 단말에 핸드오버가 발생한다. 사용자 단말은 핸드오버 발생을 직접 판단 하거나, 마스터 개체로부터 핸드오버 상황을 전송받을 수 있다. 그리고 단말은 클러스터 정보 요청 메시지를 핸드오버 하려는 마스터 개체(140b)로 전송한다(S1430). 도 13의 예에서, 핸드오버의 대상이되는 제 2 클러스터(122b)의 마스터 개체는 제 2 마스터 개체(140b)이다. 그리고 마스터 개체(140b)는 클러스터 정보 요청 메시지를 사용자 단말로부터 수신한다(S1440). 그리고 마스터 개체는 클러스터내 스몰셀들의 정보를 사용자 단말로 전송한다(S1450). 예를들어, 제 2 마스터 개체(140b)는 사용자 단말(150)로부터 클러스터 정보 요청 메시지를 수신하고, 그에 따라 사용자 단말로 제 2 클러스터(122b)내 스몰셀(121b)들의 정보를 전송할 수 있다. 사용자 단말은 갱신된 스몰셀의 정보를 사용하여 매크로셀 보다 스몰셀로 우선적으로 접속을 시도한다(S1460). 사용자 단말은 스몰셀에 접속이 이루어 지지 않은 경우에 한하여 메크로 셀에 접속을 수행한다(S1470).
도 15는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 매크로 기지국(111) 및 스몰셀 기지국(121)이 사용자 단말(150)으로 LTE 서비스를 수행하는 구성도이며, 도 16은 도 15를 상세히 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하 도 15 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법을 설명한다.
먼저 도 15를 참조하면, 사용자 단말(150)은 매크로 셀에서 LTE 서비스를 제공하는 매크로 기지국(111), 스몰셀에서 LTE 서비스를 제공하는 스몰셀 기지국(121), 중 적어도 어느 하나에 연결되어 LTE 서비스를 제공 받으며, 이에 대한 선택은 자동적으로 제어된다.
즉, 사용자 단말(150)과 한 개의 기지국에서 서비스 할 경우, 매크로 기지국(111)에서 사용자 단말(150)에 서비스 할 ? 스몰셀 기지국(121)은 매크로 기지국(111)을 어시스트하는 기지국이 되며, 스몰셀 기지국(121)에서 사용자 단말(150)에 서비스 할 경우 매크로 기지국(111)은 스몰셀 기지국(121)을 어시스트하는 기지국이 된다.
매크로 기지국(111) 및 스몰셀 기지국(121)에서 동시에 서비스할 경우 스몰셀 기지국(121)이 무선 자원을 주로 소유하고 있으므로 스몰셀 기지국(121)에 속해 있는 셀의 무선 자원 할당을 주로 책임진다. 이러한 무선 자원 할당은 매크로 기지국(111)과 스몰셀 기지국(121)과의 통신을 통해 이루어 진다.
무선 자원 제어 메세지의 생성은 매크로 기지국(111)에서 생성하는 제 1 옵션과 스몰셀 기지국(121)에서 생성하는 제 2 옵션이 있다.
예를 들어, 제 1 옵션에서 최초의 무선 자원 제어 메세지가 스몰셀 기지국(121)으로부터 발생 하면 매크로 기지국(111)은 사용자 단말(150)의 무선 자원 환경 설정과 사용자 단말(150)의 전송 가능한 용량을 스몰셀 기지국(121)으로 제공한다.
스몰셀 기지국(121)은 매크로 기지국(111)으로부터 제공 받은 데이터 중 적절한 변수를 판단하여 매크로 기지국(111)으로 회신한다. 이때, 매크로 기지국(111)은 스몰셀 기지국(121)에서 전송한 변수를 토대로 제 1 무선 자원 제어 메세지(S400)를 생성하여 사용자 단말(150)으로 보낸다.
제 2 옵션에서 최초의 무선 자원 제어 메세지가 스몰셀 기지국(121)으로부터 발생 하면 매크로 기지국(111)은 사용자 단말(150)의 무선 자원 환경 설정과 사용자 단말(150)의 전송 가능한 용량을 스몰셀 기지국(121)으로 제공한다.
스몰셀 기지국(121)은 매크로 기지국(111)으로부터 제공 받은 데이터 중 적절한 변수를 판단하여 제 2 무선 자원 제어 메세지(S500)를 생성하여 사용자 단말(150)으로 보낸 후 매크로 기지국(111)으로 이 결과를 송부한다.
한편, 기지국간 프로토콜(S600)은 매크로 기지국(111)과 스몰셀 기지국(121) 간 통신을 하는 것으로서, 사용자 단말(150)의 설정, 유지, 해제 등에 관한 정보를 교환하고 사용자 단말(150)의 사용자 평면의 라우팅을 제어하고 사용자 단말(150)의 무선 환경 설정 정보를 교환한다.
매크로 기지국(111) 및 스몰셀 기지국(121)이 동시에 서비스 하기 위해서 매크로 기지국(111)은 사용자 단말(150)의 무선 자원 관리 메세지 정보를 유지하고 있으며 매크로 기지국(111)의 요청으로 스몰셀 기지국(121)은 추가적인 정보를 생성하고 매크로 기지국(111)과 스몰셀 기지국(121)은 이러한 정보를 서로 교환한다. 스몰셀 기지국(121)은 기존의 서비스 셀을 재설정할 수도 있으나 매크로 기지국(111)은 스몰셀 기지국(121)에서 제공한 무선 자원 제어 메세지 환경 설정 정보를 바꾸지 않고 유지한다.
도 18은 도 15의 사용자 단말(150)이 매크로 기지국(111) 및 스몰셀 기지국(121)으로부터 수신받는 무선 자원 제어 신호를 상세히 나타낸 타이밍도이다. 여기서, 마스터 개체를 사용한 스몰 셀 클러스터에서의 셀 디스커버리 방법마스터 개체를 사용한 스몰 셀 클러스터에서의 셀 디스커버리 방법은 매크로 셀에서 LTE 서비스를 제공하는 매크로 기지국(111) 및 스몰셀에서 LTE 서비스를 제공하는 스몰셀 기지국(121) 중 적어도 어느 하나에 연결되어 LTE 서비스를 제공 받는 사용자 단말(150)이 매크로 기지국(111)으로 송부하는 제 1 무선 자원 제어 메세지(S400) 및 스몰셀 기지국(121)으로 송출하는 제 2 무선 자원 제어 메세지(S500)에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하여 전송하는 단계를 포함한다.
사용자 단말(150)은 스몰셀 기지국(121)의 간섭을 줄이기 위해 제 1 무선 자원 제어 메세지(S400) 및 제 2 무선 자원 제어 메세지(S500)에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
이때, 스몰셀 형식 정보는 스몰셀의 주파수, 대역폭, 송신 전력, 버전, 가입자 용량, 제조사 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
또한, 위치 정보는 스몰셀 기지국(121)이 설치된 위치로서, 매크로 기지국(111)과 어느 정도 간섭 거리에 있는지 파악하기 위해 사용한다.
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.

Claims (6)

  1. 스몰셀 클러스터(small cell cluster) 내의 스몰셀들의 정보를 저장하는 단계;
    단말로부터 클러스터 정보의 요청을 수신하는 단계; 및
    클러스터내 스몰셀들의 정보를 단말로 전송하는 단계를 포함하는, LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스몰셀 정보의 제공 방법은 상기 스몰셀 클러스터의 마스터 개체에서 수행되는 것을 특징으로 하는 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법.
  3. 복수의 스몰셀로 이루어진 스몰셀 클러스터(small cell cluster) 및 마스터 개체에서의 셀 디스커버리 방법에 있어서,
    단말에서 스몰셀 클러스터 내 스몰셀들의 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 단말에서 상기 스몰셀의 정보를 사용하여 상기 클러스터 내의 스몰셀로 접속하는 단계를 포함하는, LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스몰셀 클러스터 내 스몰셀들의 정보를 수신하는 단계는 스몰셀 클러스터의 마스터 개체로부터 스몰셀들의 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 스몰셀의 정보를 사용하여 상기 클러스터 내의 스몰셀로 접속하는 단계는 매크로셀에 우선하여 상기 클러스터 내의 스몰셀로 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법.
  6. 매크로 셀에서 LTE 서비스를 제공하는 상기 매크로 기지국 및 스몰셀에서 LTE 서비스를 제공하는 상기 스몰셀 기지국 중 적어도 어느 하나에 연결되어 LTE 서비스를 제공 받는 상기 사용자 단말이 상기 매크로 기지국으로 송부하는 제 1 무선 자원 제어 메세지 및 상기 스몰셀 기지국으로 송출하는 제 2 무선 자원 제어 메세지에 스몰셀 형식 정보, 위치 정보, 및 강한 간섭 표시 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하여 전송하는 단계를 포함하는, LTE 복수 기지국 연결 시 스몰셀 간섭 회피 방법.
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