KR20160030523A - 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 네트워크 아키텍처 - Google Patents

복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 네트워크 아키텍처 Download PDF

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Abstract

복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하는 스몰 셀 무선 통신 시스템을 관리하기 위한 시스템이 제공되어 있다. 일 실시형태에서, 스몰 셀 무선 통신 시스템은 제어기, 상기 제어기와 통신하는 복수의 기저대역 처리 유닛들, 전송 모듈, 및 복수의 원격 안테나 유닛들을 포함하는 관리 서브-시스템을 포함할 수 있다. 상기 제어기는 복수의 코어 네트워크들과 통신할 수 있다. 상기 코어 네트워크들 각각은 무선 통신 서비스들을 단말 장치들에 제공하기 위해 별도의 네트워크 운영자에 의해 운영될 수 있다. 상기 기저대역 처리 유닛들 각각은 적어도 하나의 대응하는 코어 네트워크로부터의 데이터 평면 데이터 및 제어 평면 데이터를 처리할 수 있다. 상기 전송 모듈은 스몰 셀 네트워크의 상기 기저대역 처리 유닛들 및 상기 원격 안테나 유닛들 간에 신호들을 통신할 수 있다. 상기 관리 서브-시스템은 각각의 코어 네트워크에 할당된 상기 기저대역 처리 유닛들의 대응하는 부분집합에 기초하여 각각의 코어 네트워크에 상기 스몰 셀 네트워크의 대응하는 용량 크기를 제공할 수 있다.

Description

복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 네트워크 아키텍처{Small cell network architecture for servicing multiple network operators}
본 개시내용은 일반적으로 기술하면 무선 통신 시스템들에 관한 것이고 더 구체적으로 기술하면 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 네트워크 아키텍처에 관한 것이다.
스몰 셀(small cell) 네트워크들은 셀룰러 통신 시스템 또는 다른 무선 통신 시스템의 범위를 확장하기 위해 건물들 또는 다른 환경들 내에 배치될 수 있다. 스몰 셀 네트워크는 무선 통신 네트워크 운영자로부터의 서비스를 제공하도록 상대적으로 적은 무선 주파수를 이용하는 액세스 포인트들(예, 펨토셀(femtocell) 기지국들, 피코셀(picocell) 기지국들 등등)의 클러스터를 포함할 수 있다. 스몰 셀 네트워크는 또한 이더넷 기반 네트워크와 같은 근거리 통신 네트워크를 통해 액세스 포인트들과 통신하는 제어기를 포함할 수 있다.
스몰 셀 네트워크들을 구현하기 위한 종래의 해결수단들에는 단점들이 보이고 있다. 예를 들어, 스몰 셀 네트워크들을 통해 공동 건물 또는 다른 구조물 내에서 복수의 네트워크 운영자들로부터의 서비스들을 제공하는 것은 각각의 네트워크 운영자에게 병렬 네트워크 아키텍처를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 병렬 네트워크 아키텍처를 제공하는 것은 스몰 셀 네트워크뿐만 아니라 상기 스몰 셀 네트워크들에 의해 서비스가 제공되는 단말 장치들로부터의 신호들을 송수신하기 위한 추가 케이블링 및 액세스 포인트들을 사용하여 각각의 네트워크 운영자로부터의 트래픽을 핸들링하기 위한 별도의 로컬 제어기와 같은 네트워크 하드웨어를 추가하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시형태들 및 특징들은 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 네트워크 아키텍처에 관한 것이다.
일 실시형태에서, 관리 서브-시스템은 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하는 스몰 셀 네트워크를 관리하기 위해 제공된다. 상기 관리 서브-시스템은 제어기 및 상기 제어기와 통신하는 복수의 기저대역 처리 유닛들을 포함할 수 있다. 상기 제어기는 복수의 코어 네트워크들과 통신할 수 있다. 각각의 코어 네트워크는 단말 장치들에 무선 통신 서비스들을 제공하기 위해 별도의 네트워크 운영자에 의해 운영된다. 상기 기저대역 처리 유닛들은 상기 제어기와 통신할 수 있다. 상기 기저대역 처리 유닛들 각각은 상기 스몰 셀 네트워크의 원격 안테나 유닛들을 통한 분배를 위해 상기 코어 네트워크들 중 하나 또는 그 이상의 코어 네트워크들로부터의 데이터 평면 데이터 및 제어 평면 데이터를 처리할 수 있다. 상기 관리 서브-시스템은 각각의 코어 네트워크에 할당된 상기 기저대역 처리 유닛들의 대응하는 부분집합에 기초하여 각각의 코어 네트워크에 상기 스몰 셀 네트워크의 대응하는 용량 크기를 제공할 수 있다.
다른 한 실시형태에서는, 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 무선 통신 시스템이 제공된다. 상기 스몰 셀 무선 통신 시스템은 관리 서브-시스템 및 복수의 원격 안테나 유닛들을 포함할 수 있다. 상기 관리 서브-시스템은 제어기 및 상기 제어기와 통신하는 복수의 기저대역 처리 유닛들을 포함할 수 있다. 상기 제어기는 복수의 코어 네트워크들과 통신할 수 있다. 각각의 코어 네트워크는 무선 통신 서비스를 단말 장치들에 제공하기 위해 별도의 네트워크 운영자에 의해 운영된다. 상기 기저대역 처리 유닛들 각각은 대응하는 코어 네트워크로부터의 데이터 평면 데이터 및 제어 평면 데이터를 처리할 수 있다. 상기 관리 서브-시스템은 각각의 코어 네트워크에 할당된 상기 기저대역 처리 유닛들의 대응하는 부분집합에 기초하여 각각의 코어 네트워크에 상기 스몰 셀 네트워크의 대응하는 용량 크기를 제공할 수 있다. 전송 모듈은 상기 스몰 셀 네트워크의 상기 기저대역 처리 유닛들과 상기 원격 안테나 유닛들 간에 신호들을 통신할 수 있다.
이러한 예시적인 실시형태들 및 특징들은 본 발명을 제한하거나 한정하기 위해 언급된 것이 아니고, 본 출원에 개시된 개념의 이해를 돕기 위한 예들로서 제공하기 위해 언급된 것이다. 본 발명의 다른 실시형태들, 이점들 및 특징들은 전체 실시 예를 검토하면 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시형태에 따른 스몰 셀 네트워크로서, 스몰 셀 네트워크를 다른 네트워크들에 인터페이스 하기 위한 관리 서브-시스템을 갖는 스몰 셀 네트워크를 보여주는 블록도이다.
도 2는 일 실시형태에 따른, 전송 모듈 및 기저대역 유닛들과의 통신들을 관리하도록 구성된 대표적인 제어기를 보여주는 블록도이다.
도 3은 일 실시형태에 따른, 스몰 셀 네트워크를 통해 통신되는 데이터에 대해 하위 계층 프로토콜 기능들을 관리하도록 구성된 대표적인 기저대역 유닛들을 보여주는 블록도이다.
도 4는 일 실시형태에 따른, 기저대역 유닛들과 통신하는 대표적인 전송 모듈을 보여주는 블록도이다.
본 발명의 특정 실시형태들 및 특징들은 복수의 네트워크 운영자들에 의해 사용 가능하며 단일의 제어기를 갖는 스몰 셀 네트워크를 제공하는 것에 관련되어 있다. 그러한 스몰 셀 네트워크는 건물들 또는 다른 적합한 환경에 배치될 수 있다.
복수의 네트워크 운영자들에 의해 사용 가능한 스몰 셀 네트워크를 위한 아키텍처는 스몰 셀 네트워크에 의해 서비스가 제공되는 건물 또는 다른 구조물에 위치해 있는 제어기, 복수의 기저대역 처리 유닛들, 및 전송 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제어기는 복수의 네트워크 운영자들의 코어 네트워크들 및 스몰 셀 네트워크 간의 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 상기 기저대역 처리 유닛들은 상기 제어기를 통해 상기 코어 네트워크들로부터 수신되는 데이터 및/또는 신호들의 하위 프로토콜 계층들(예컨대, 물리 계층, 매체 액세스 제어, 무선 자원 제어 등등)에서의 처리를 수행할 수 있다. 상기 전송 모듈은 상기 기저대역 처리 유닛들 및 원격 안테나 유닛들 또는 적합한 다른 RF 프론트-엔드 장치(RF front-end device)들 간의 공통 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 상기 원격 안테나 유닛들 또는 적합한 다른 RF 프론트-엔드 장치들은 다운링크(downlink) 신호들을 단말 장치들로 전송할 수 있고 단말 장치들로부터 업링크(uplink) 신호들을 수신할 수 있다. 상기 제어기, 상기 기저대역 처리 유닛들, 및 상기 전송 모듈은 서로 다른 네트워크 운영자들로부터의 신호들을 공통 광대역 스몰 셀 네트워크를 통해 통신하기 위한 중앙 집중식 아키텍처를 제공할 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 무선 통신 시스템이 제공된다. 상기 스몰 셀 무선 통신 시스템은 제어기, 상기 제어기와 통신하는 복수의 기저대역 처리 유닛들, 전송 모듈, 및 복수의 원격 안테나 유닛들을 포함할 수 있다. 상기 제어기는 복수의 코어 네트워크들과 통신할 수 있다. 각각의 코어 네트워크는 무선 통신 서비스들을 단말 장치들에 제공하기 위해 별도의 네트워크 운영자에 의해 운영될 수 있다. 상기 기저대역 처리 유닛들 각각은 데이터 평면 및 제어 평면 데이터를 처리할 수 있다. 상기 기저대역 처리 유닛들 각각은 대응하는 코어 네트워크용 물리 계층 처리, 매체 액세스 제어, 및/또는 무선 자원 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 전송 모듈은 스몰 셀 네트워크의 기저대역 처리 유닛들 및 원격 안테나 유닛들 간에 신호들을 통신할 수 있다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 "스몰 셀 네트워크"는 단거리에 걸쳐 허가 및/또는 비-허가 주파수 스펙트럼들에서 동작 가능한 하나 또는 그 이상의 저 출력 RF 송수신기 시스템들, 장치들, 액세스 포인트 또는 기타 RF 프론트-엔드 장치를 포함하는 무선 통신 시스템을 말한다. 예를 들어, RF 프론트-엔드 장치의 적용거리는 10미터 내지 1-2킬로미터일 수 있다. 스몰 셀 네트워크는 건물 또는 다른 적합한 배치 환경에 설치될 수 있다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 "네트워크 운영자"는 무선 통신 서비스 제공자인 실체(實體; entity)를 말한다. 네트워크 운영자는 하나 또는 그 이상의 요소들 또는 무선 통신 네트워크 기반구조를 소유, 운영, 제어, 또는 관리할 수 있다. 무선 통신 네트워크의 기반구조 요소들의 비-제한적인 예들로는 무선 네트워크 기반구조, 백홀(back haul) 기반구조, 사전설정 및 복구 시스템들 등등이 있다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 "코어 네트워크"는 무선 통신 네트워크의 사용자들에게 서비스들을 제공할 수 있는 무선 통신 네트워크 내의 장치, 장치 그룹, 및/또는 하나 또는 그 이상의 서브-시스템들을 말한다. 코어 네트워크에 의해 제공되는 서비스들의 예들로는 주파수 스펙트럼 할당, 호 집성(call aggregation), 단말 장치들 또는 사용자들의 인증, 호 교환(call switching), 서비스 호출, 다른 네트워크들에 대한 게이트웨이들 등등이 있다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 "단말 장치"는 스몰 셀 네트워크 또는 다른 셀룰러 네트워크와 같은(하지만 이들에 국한되지 않는) 무선 통신 시스템을 통해 음성 및/또는 데이터를 통신하는데 사용되는 전자 장치를 말한다. 단말 장치들 및 그러한 장치들의 비-제한적인 예들을 언급하는데 사용되는 다른 용어로는 이동국들, 이동 장치들, 액세스 단말기들, 가입자국들, 이동 단말기들, 원격국들, 사용자 단말기들, 단말기들, 가입자 유닛들, 셀룰러폰들, 스마트폰들, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant; PDA)들, 랩톱 컴퓨터들, 넷북들, e-리더들, 무선 모뎀들 등등이 있다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 "데이터 평면(data plane)"은 단말 장치들의 사용자들에 의해 디스플레이되거나 또는 사용될 음성 또는 다른 데이터와 같은 네트워크 사용자 트래픽을 통신하는데 사용되는 무선 통신 아키텍처의 평면을 말한다. 데이터 평면을 언급하기 위한 비-제한적인 예들과 대체 용어들로는 사용자 평면, 포워딩 평면(forwarding plane), 캐리어 평면(carrier plane), 베어러 평면(bearer plane) 등등이 있다.
본원 명세서에서 사용되는 용어 "제어 평면"은 코어 네트워크와 단말 장치 간에 종단간 통신 채널들을 확립하기 위한 제어 패킷들과 같은 시그널링 트래픽을 통신하는데 사용되는 무선 통신 아키텍처의 평면을 말한다.
이하 특정 실시형태들을 구체적으로 설명하기로 한다. 이러한 예시적인 예들은 본원 명세서에서 논의되는 일반적인 발명을 열람자에게 소개하도록 제공된 것이며, 개시되는 개념들의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 이하의 내용에는 다양한 추가 실시형태들 및 예들이 첨부도면들을 참조하여 설명되어 있으며, 상기 첨부도면들에서는 동일 번호는 동일 요소를 나타내며, 예시적인 실시 예들을 설명하도록 하는 지향적 설명들이 사용되고 있지만 그러한 지향적 설명들이 상기 예시적인 실시 예들과 같이 본 발명을 제한하는데 사용되어서는 아니 된다.
도 1은 스몰 셀 네트워크(100)를 보여주는 블록도이며 상기 스몰 셀 네트워크(100)는 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 다른 네트워크들에 인터페이스 하기 위한 관리 서브-시스템(101)을 지닌다. 상기 스몰 셀 네트워크(100)는 상기 관리 서브-시스템(101) 및 셀들(109a-c)에 서비스를 제각기 제공하는 원격 안테나 유닛들(108a-c)을 포함할 수 있다. 상기 관리 서브-시스템(101)은 제어기(102), 기저대역 유닛들(104a-c), 및 전송 모듈(106)을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 제어기(102), 상기 기저대역 유닛들(104a-c), 및 상기 전송 모듈(106)이 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 관리하는 헤드 엔드(head-end) 장비를 하우징하는데 사용되는 룸(room) 또는 다른 구역에 함께 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 관리 서브-시스템(101)의 구성요소들은 상기 제어기(102)용의 서브랙(sub-rack), 상기 기저대역 유닛들(104a-c)용의 서브랙, 및 상기 전송 모듈(106)을 포함하는 랙 내에 설치될 수 있다.
상기 제어기(102)는 서로 다른 네트워크 운영자들에 의해 사용되는 서로 다른 코어 네트워크들(114a, 114b)들과 통신하기 위한 표준 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 코어 네트워크들(114a, 114b)은 서로 다른 네트워크 운영자들에 의해 관리될 수 있다. 상기 제어기(102)는 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 및 상기 전송 모듈(106)을 관리할 수 있다.
상기 제어기(102)는 또한 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 상기 네트워크 운영자들의 코어 네트워크들(114a, 114b)에 대한 백홀 링크(backhaul link)들을 관리할 수 있다. 백홀 링크들은 코어 네트워크 또는 백본(backbone) 네트워크와 스몰 셀 네트워크(100) 간의 통신 링크들을 포함할 수 있다. 상기 코어 네트워크들(114a, 114b)에 대한 백홀 링크들은 게이트웨이 유닛들(112a, 112b) 및/또는 다른 적합한 스몰 셀 게이트웨이 장치들을 포함할 수 있다. 상기 코어 네트워크들(114a, 114b)에 대한 백홀 링크들은 S1, Iuh, 3GPP 인터페이스들 등등과 같은(그러나 이들에 국한되지 않는) 임의의 적합한 아키텍처를 통해 확립될 수 있다. 상기 게이트웨이 유닛들(112a, 112b)은 코어 네트워크들(114a, 114b) 및 서로 다른 스몰 셀들(109a-c)들 간의 통신을 제각기 관리할 수 있다. 추가 또는 대체 실시형태들에서, 상기 게이트웨이 유닛들(112a, 112b)은 생략될 수 있으며 상기 제어기(102)는 상기 코어 네트워크들(114a, 114b)들과 직접 통신할 수 있다.
상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 임의의 적합한 무선 통신 표준을 사용하여 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 통해 통신되는 데이터에 대하여 하위 계층 프로토콜 기능들을 관리할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 네트워킹 계층들 1-3에 대해 처리를 수행할 수 있다. 계층 1 처리는 물리(physical; PHY) 계층 처리를 포함할 수 있다. 계층 2 처리는 매체 액세스 제어(media access control; MAC) 계층 처리, 무선 링크 제어(radio link control; RLC) 처리, 및/또는 패킷 데이터 수렴 프로토콜(packet data convergence protocol; PDCP) 처리를 포함할 수 있다. 계층 3 처리는 무선 자원 제어(radio resource control; RRC) 계층 처리를 포함할 수 있다. 추가 또는 대체 실시형태들에서, 상기 제어기(102)는 계층 2 처리 및 계층 3 처리를 수행할 수 있다. 적합한 무선 통신 표준들의 비-제한적인 예들로는 3G 및 4G 표준들이 있다. 소정의 네트워크 운영자 용의 기저대역 유닛은 상기 제어기(102)를 통해 상기 코어 네트워크들(114a, 114b) 중 하나와 통신할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 각각은 대응하는 네트워크 운영자에 대하여 하위 계층 프로토콜 기능들을 관리할 수 있다. 다른 실시형태들에서, 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 중 둘 또는 그 이상의 기저대역 유닛들의 처리 자원들은 소정의 네트워크 운영자에 대하여 하위 계층 프로토콜 기능들을 관리하기 위해 조합될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 복수의 기저대역 유닛들(104a-c)은 공통 칩, 인터페이스 카드, 회로 보드, 또는 복수의 중앙 처리 유닛(central processing unit; CPU) 코어들 및/또는 복수의 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP) 코어들 및 관련 하드웨어 가속기들을 갖는 다른 하드웨어 장치상에 구현될 수 있다. 예를 들어, 복수의 기저대역 유닛들은 다중 코어 "시스템 온 칩(system on chip; SoC)" 회로 보드 상에 구현될 수 있다. 다른 실시형태들에서, 상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 별도의 회로 보드들, 인터페이스 카드들, 또는 다른 하드웨어 장치들을 사용하여 구현될 수 있다.
상기 관리 서브-시스템(101)은 스몰 셀 네트워크(100)의 확장 가능한 용량을 제공할 수 있다. 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 상기 용량은 상기 관리 서브-시스템(101) 내에 포함되는 기저대역 유닛들의 수를 증가 또는 감소시킴으로써 수정될 수 있다. 소정의 네트워크 운영자에 대하여 처리를 수행하는데 사용되는 기저대역 유닛들의 수는 상기 네트워크 운영자에 의해 사용되는 셀들(109a-c)의 수와 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 통해 상기 네트워크 운영자에 의해 서비스가 제공되는 단말 장치들의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 소정의 네트워크 운영자에 의해 제공되는 무선 통신 서비스들을 사용하여 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 통하여 통신할 수 있는 단말 장치들의 수는 상기 네트워크 운영자에 대하여 기저대역 처리를 수행하는데 사용되는 기저대역 처리 유닛들의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 지원되는 단말 장치들의 수는 상기 관리 서브-시스템(101)에 기저대역 처리 유닛(들)을 추가하여 상기 추가된 기저대역 처리 유닛(들)을 상기 제어기(102) 및 상기 전송 모듈(106)과 인터페이스 함으로써 증가될 수 있다. 각각의 네트워크 운영자에 대하여 처리를 수행하는 기저대역 유닛들의 수를 수정함으로써 상기 네트워크 운영자에 대하여 상기 스몰 셀 네트워크(100)에 의해 제공되는 용량을 수정할 수 있다.
상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 상기 전송 모듈(106)을 통하여 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c)과 통신할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 상기 전송 모듈(106)은 직접 링크를 통해 원격 안테나 유닛들(108a-c)과 통신할 수 있다. 추가 또는 대체 실시형태들에서는, 상기 전송 모듈(106)은 확장 유닛(110)을 통하여 원격 안테나 유닛들(108a-c)과 통신할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 전송 모듈은 확장 유닛(110)을 통해 상기 원격 안테나 유닛들(108a, 108b)과 통신할 수 있고 또한 직접 링크를 통해 원격 안테나 유닛(108c)과 통신할 수 있다. 상기 전송 모듈(106)은 (광섬유 케이블, 구리 케이블 등등과 같지만 이들에 국한되지 않는) 임의의 적합한 통신 매체 및 (이더넷과 같지만 이에 국한되지 않는) 임의의 적합한 통신 프로토콜을 통하여 원격 안테나 유닛들(108a-c) 및/또는 확장 유닛(110)과 통신할 수 있다.
상기 원격 안테나 유닛들(108a-c)은 상기 셀들(109a-c)에 서비스를 제공할 수 있다. 일부 실시형태들에서는, 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c) 중 하나 또는 그 이상의 원격 안테나 유닛들이 다중 입력/다중 출력(multiple-input/multiple-output; MIMO) 신호들을 수신하기 위한 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 상기 셀들(109a-c)은 임의의 적합한 지리적인 범위를 가질 수 있다. 상기 셀들(109a-c)의 비-제한적인 예들로는 펨토셀(femtocell)들, 피코셀(picocell)들, 마이크로 셀(microcell) 등등이 있다. 상기 원격 안테나 유닛들은 셀들(109a-c) 내의 단말 장치들과의 광대역 RF 통신을 수행할 수 있다. 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c) 각각은 광학/전기 디지털 전송 모듈, 아날로그-디지털 변환기, 디지털-아날로그 변환기, 하나 또는 그 이상의 필터들, 상향 변환(up-conversion) 모듈, 하향 변환(down-conversion) 모듈, 전력 증폭기, 및 저 잡음 증폭기를 포함할 수 있다.
추가 또는 대체 실시형태들에서는, 상기 제어기(102)가 기업용 근거리 통신네트워크(local area network; LAN)(116)에 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 상기 LAN(116)은 상기 스몰 셀 네트워크(100)에 의해 서비스가 제공되는 건물 또는 다른 구역 내에서 컴퓨팅 장치들 간의 데이터 통신을 용이하게 할 수 있다. 상기 제어기(102)는 인터페이스 기능을 제공할 수 있고, 상기 인터페이스 기능을 통해 데이터 트래픽이 스몰 셀 네트워크(100)에 액세스하는 장치들과 LAN(116)에 액세스하는 장치들 간에 통신될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(102)는 상기 스몰 셀 네트워크(100)에 액세스하는 단말 장치로부터 상기 LAN(116)에 연결되는 프린터로 문서를 통신할 수 있다.
추가 또는 대체 실시형태들에서는, 상기 제어기(102)가 인터넷(118)에 인터페이스 기능을 제공하거나 또는 상기 스몰 셀 네트워크(100)에 의해 서비스가 제공되는 건물 또는 다른 구역 외부의 다른 적합한 데이터 네트워크들에 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 상기 제어기(102)는 데이터 트래픽이 상기 코어 네트워크들(114a, 114b) 외의 네트워크들로 라우팅되는 것을 허용할 수 있다.
도 2는 기저대역 유닛들(104a-c) 및 전송 모듈(106)과의 통신을 관리하도록 구성된 대표적인 제어기(102)를 나타내는 블록도이다.
상기 제어기(102)는 상기 기저대역 유닛들(104a-c)에 대하여 무선 자원들을 모니터링, 할당, 및 관리할 수 있다. 각각의 무선 자원은 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c) 중 하나 또는 그 이상의 원격 안테나 유닛들에 스케줄링 및 할당될 수 있는 스몰 셀 네트워크(100)의 용량 단위를 포함할 수 있다. 무선 자원은 셀에 할당되는 캐리어 주파수, MIMO 스트림, 및/또는 소정의 스몰 셀의 셀 아이덴티티(cell identity)에 기초하여 식별될 수 있다. 상기 제어기(102)는 자동 구성 네트워크(self-organizing network; SON) 알고리즘, 사전에 결정된 스킴 등등과 같은(그러나 이들에 국한되지 않는) 임의의 적합한 처리를 통해 무선 자원들을 할당할 수 있다. 무선 자원 관리는 PHY, MAC, 및 RRC 계층들 상의 임의의 적합한 네트워크 프로토콜 계층을 통하여 구현될 수 있다.
상기 제어기(102)는 다른 구성요소들 가운데 프로세서(202) 및 메모리(204)를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(202)의 비-제한적인 예들로는 마이크로프로세서, 주문형 반도체(application-specific integrated circuit; ASIC), 상태 머신, 또는 다른 적절한 처리 장치들이 있다. 상기 프로세서(202)는 1을 포함하는 임의 수의 처리 장치들을 포함할 수 있다. 상기 프로세서(202)는 상기 메모리(204)에 저장된 컴퓨터-실행가능 프로그램 명령어들을 실행하고 그리고/또는 상기 메모리(204)에 저장된 정보에 액세스할 수 있다.
상기 메모리(204)는 상기 프로세서(202)에 의해 실행될 때 상기 프로세서(202)로 하여금 본원 명세서에 기재되어 있는 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 저장할 수 있다. 상기 메모리(204)는 컴퓨터 판독가능 명령어들을 프로세서에 제공할 수 있는, 전자, 광학, 자기, 또는 다른 저장 장치와 같은(그러나 이들에 국한되지 않는) 컴퓨터-판독가능 매체일 수 있다. 그러한 광학, 자기, 또는 다른 저장 장치들의 비-제한적인 예들로는 판독 전용 메모리(read-only memory; ROM) 장치(들), 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM) 장치(들), 자기 디스크(들), 자기 테이프(들) 또는 다른 자기 저장 장치, 메모리 칩(들), ASIC, 구성 프로세서(들), 광학 저장 장치(들), 또는 컴퓨터 프로세서가 명령어들을 판독할 수 있는 임의의 다른 매체가 있다. 상기 명령어들은 임의의 적합한 컴퓨터-프로그래밍 언어로 기록된 코드로부터 컴파일러(compiler) 및/또는 인터프리터(interpreter)에 의해 생성되는 프로세서 특정 명령어들을 포함할 수 있다. 적합한 컴퓨터 프로그래밍 언어들의 비-제한적인 예들로는 C, C++, C#, 비주얼 베이직(Visual Basic), 자바(Java), 파이톤(Python), 펄(Perl), 자바 스크립트(JavaScript), 액션 스크립트(ActionScript) 등등이 있다.
상기 메모리(204)는 스몰 셀 네트워크(100)를 관리하기 위한 하나 이상의 모듈들을 저장할 수 있다. 상기 모듈들은 무선 자원 관리(radio resource management; RRM) 모듈(206), 인터넷 프로토콜(Internet protocol; IP) 트래픽 모듈(208), 캐싱(caching) 모듈(209), SON 모듈(210), Wi-Fi 모듈(211), 애플리케이션 모듈(212), 및 전송 모듈(213)을 포함한다. 상기 RRM 모듈(206), 상기 IP 트래픽 모듈(208), 상기 캐싱 모듈(209), 상기 SON 모듈(210), 상기 Wi-Fi 모듈(211), 상기 애플리케이션 모듈(212), 및/또는 상기 전송 모듈(213)은 복수의 네트워크 운영자들에 대하여 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 자원들, 데이터 트래픽, 보안, 및 다른 실시형태들을 관리하도록 구성된다. 상기 모듈들 각각은 제어기(102)의 하나 또는 그 이상의 기능들을 수행하기 위한 상기 프로세서(202)에 의해 실행가능한 프로그램 코드를 포함할 수 있다.
비록 편의상 별도의 논리 모듈들로서 나타냈지만, 다른 구현들도 가능하다. 예를 들어, 상기 RRM 모듈(206), 상기 IP 트래픽 모듈(208), 상기 캐싱 모듈(209), 상기 SON 모듈(210), 상기 Wi-Fi 모듈(211), 상기 애플리케이션 모듈(212), 및/또는 상기 전송 모듈(213) 중 하나 또는 그 이상이 공통 모듈로 조합될 수 있다.
상기 RRM 모듈(206)은 무선 자원들을 관리할 수 있고, 서로 다른 셀들 간의 용량을 라우팅할 수 있으며, 그리고/또는 동일 셀에 서비스를 제공하는 복수의 원격 안테나 유닛들 간의 인트라 셀 핸드오버(intra-cell handover)를 관리할 수 있다. 무선 자원들을 관리하는 것은 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 성능을 최적화하는 것을 포함할 수 있다. 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 성능을 최적화하는 것은 상기 스몰 셀 네트워크(100) 등등을 사용하여 서로 다른 스몰 셀들(109a-c), 서로 다른 기저대역 유닛들(104a-c), 서로 다른 네트워크 운영자들 간의 간섭(interference)을 최소화 또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 핸드오버를 관리하는 것은 서로 다른 스몰 셀들 간의 핸드오버 및/또는 스몰 셀들 및 마크로 셀들 간의 핸드오버를 관리하는 것을 포함할 수 있다. 서로 다른 스몰 셀들 간의 핸드오버를 관리하는 것은 luh 및/또는 X2 프로토콜들을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 스몰 셀들과 마크로 셀들 간의 핸드오버를 관리하는 것은 Iuh 및/또는 S1 프로토콜들을 포함할 수 있다.
상기 제어기(102)는 또한 복수의 네트워크 운영자들에 의해 사용되는 무선 자원들을 관리할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 상기 제어기(102)는 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 각각의 네트워크 운영자에게 대응하는 프로파일을 할당할 수 있다. 각각의 네트워크 운영자에게 할당되는 프로파일은 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 네트워크 운영자에게 특정한 무선 자원들의 관리를 허용할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 제어기(102)가 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 서로 다른 네트워크 운영자들 간의 무선 자원 사용을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(102)는 서로 다른 네트워크 운영자들에 대하여 주파수 풀링(frequency pooling)을 제공할 수 있다. 상기 주파수 풀링은 상기 제어기(102) 내의 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 적합한 조합을 통해 구현될 수 있다. 주파수 풀링은 서로 다른 네트워크 운영자들 간에 무선 자원들을 협의(negotiation)하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 제어기(102)가 상기 셀들(109a-c) 간에 용량을 할당할 수 있으므로 서로 다른 원격 안테나 유닛들(108a-c)이 상기 셀들(109a-c) 내의 서로 다른 수의 단말 장치들에 서비스를 제공할 수 있게 된다. 상기 제어기(102)는 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 각각의 네트워크 운영자에 의해 직면하게 되는 스케줄 및/또는 부하에 기초하여 상기 셀들(109a-c) 간의 용량 할당을 수정할 수 있다. 하나의 비-제한적인 예에서는, 제1 네트워크 운영자에 의해 서비스가 제공되는 단말 장치들의 수가 소정의 시간기간 동안 제2 네트워크 운영자에 의해 서비스가 제공되는 단말 장치들의 수보다 적을 수 있다. 상기 제어기(102)는 소정의 시간기간 동안 제2 네트워크 운영자에 의해 서비스가 제공되는 단말 장치들의 수에 서비스를 제공하는 셀들에 더 많은 용량을 제공할 수 있다. 다른 한 비-제한적인 예에서는, 하나 또는 그 이상의 셀들에서 과다 트래픽에 직면하고 있는 네트워크 운영자는 상기 제어기(102)로부터 추가 용량을 요구할 수 있다. 상기 제어기(102)는 상기 네트워크 운영자들 간에 용량을 할당하기 위한 규정된 정책에 따라 상기 추가 용량을 제공할 수 있다.
용량 단위들(즉, 캐리어들, MIMO 스트림들 및 셀 식별자들의 수)은 소정 환경에서 다양한 네트워크 운영자들에게 가입자들에 의해 생성되는 트래픽 부하들에 기초하여 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 상기 네트워크 운영자들 간에 할당될 수 있다. 용량 단위들은 또한 서로 다른 네트워크 운영자들의 마크로 계층들에 의해 제공되는 업링크 전력 레벨들에 기초하여 분배될 수 있다.
상기 제어기(102)는 복수의 이동 네트워크 운영자(mobile network operator; MNO)들 또는 다른 네트워크 운영자들에 대하여 RRM, IP 트래픽 관리, 캐싱, 및 SON에 대한 하나 또는 그 이상의 기능들을 제공할 수 있다. 각각의 네트워크 운영자는 다른 네트워크 운영자들에 연관된 프로파일들과 무관한 대응하는 프로파일에 연관될 수 있다. 각각의 네트워크 운영자는 상기 네트워크 운영자에게 특정한 방식으로 RRM 기능들, 로컬 IP 액세스, 캐싱 정책들, SON 스킴들 등등을 고객화(customization)할 수 있다. 상기 제어기(102)는 복수의 네트워크 운영자들에 대한 여러 프로파일에 따라 RRM 기능들, 로컬 IP 액세스, 캐시 정책들, SON 스킴들을 수행할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 제어기(102)가 관리 인터페이스 기능을 제공할 수 있다. 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 감독자(administrator)는 상기 관리 인터페이스 기능에 액세스하여 하나 또는 그 이상의 네트워크 운영자들이 디폴트 시스템 구성(즉, 모든 네트워크 운영자들에 공통된 시스템 구성)을 사용할 것을 지정하게 할 수 있다. 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 감독자는 또한 상기 관리 인터페이스 기능에 액세스하여 하나 또는 그 이상의 네트워크 운영자들이 고객화된 운영자 프로파일들에 의해 지정된 시스템 구성들을 사용할 것을 지정하게 할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 서로 다른 운영들, 감독, 및 관리(Operations, Administration, and Management; OA&M) 프로파일들은 상기 제어기(102)를 통해 한정될 수 있다. OA&M 프로파일은 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 OA&M 파라미터들에 대한 소정의 네트워크 운영자의 액세스를 지정할 수 있다.
상기 IP 트래픽 모듈(208)은 상기 스몰 셀 네트워크(100)와 다른 데이터 네트워크들 간의 IP 트래픽을 관리할 수 있다. 상기 IP 트래픽 모듈(208)은 로컬 IP 트래픽 액세스(local IP traffic access; LIPA)를 관리할 수 있다. LIPA는 기업용 LAN(116)과 같은 스몰 셀 네트워크(100)에 상호 연결되는 주택, 회사 또는 다른 용도의 LAN에 대한 액세스를 제공할 수 있다. LIPA는 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 단말 장치용의 프린터들, 파일 서버들, 매체 서버들, 디스플레이들 등등과 같은 공유 자원들을 위한 홈 또는 오피스 내의 서브넷에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 상기 IP 트래픽 모듈(208)은 또한 인터넷(118)에 대한 선택적인 IP 트래픽 오프로드(selective IP traffic offload; SIPTO)를 관리할 수 있다. SIPTO는 대체 라우트들을 통해 상기 단말 장치로 또는 상기 단말 장치로부터 서로 다른 트래픽 타입들을 선택적으로 포워딩하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정한 트래픽은 네트워크 운영자 정책 및/또는 가입 정책을 사용하여 상기 제어기(102)에 의해 식별될 수 있다. 상기 식별된 트래픽은 로컬 기지국으로/로컬 기지국으로부터 직접 인터넷(118) 또는 다른 한 데이터 네트워크로 전송될 수도 있고, 그에 의해 상기 코어 네트워크들(114a, 114b)을 바이패스할 수 있게 된다.
상기 캐싱 모듈(209)은 빈번하게 요구되는 콘텐츠들의 로컬 저장을 관리할 수 있다.
상기 SON 모듈(210)은 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 자동으로 관리하기 위한 하나 또는 그 이상의 SON 알고리즘들을 포함할 수 있다. SON 알고리즘들은 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 자동으로 구성(예컨대, 새로운 원격 안테나 유닛들을 자동으로 구성 및 통합)하고, 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 자동으로 최적화하며, 그리고 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 자동으로 치유(예컨대, 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들의 고장으로 인한 손상들을 감소)하기 위한 알고리즘들을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, SON 특징들(예컨대, 커버리지 및 용량 최적화, 이동성 부하 밸런싱, 이동성 견고 최적화 등등)이 각각의 네트워크 운영자에 대해 고객화될 수 있다. 예를 들어, 상기 스몰 셀 네트워크(100)에 대한 특정한 인트라 셀 핸드오버(intra-cell handover) 및 간섭 관리 파라미터들이 각각의 네트워크 운영자용으로 사용될 수 있다. 고객화된 인트라 셀 핸드오버 및 간섭 관리 파라미터들을 사용하는 비-제한적인 예로는 각각의 네트워크 운영자에 대하여 단말 장치들에 의해 수행되는 파일럿 톤들과 서로 다른 전력 측정들에 대해 상이한 바이어스를 사용하는 것이 있다.
스몰 셀과 마크로 셀들 간의 간섭 관리 파라미터들 및 인터 셀 핸드오버는 스몰 셀 계층에 인접한 마크로 계층 무선 조건들(즉, 상기 스몰 셀 네트워크(100) 부근의 다른 무선 통신 시스템들로부터의 마크로 셀들에 대한 조건들)에 의존하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 각각의 네트워크 운영자는 특정한 마크로-스몰 셀 간섭 또는 상호작용들에 직면할 수 있다. 상기 제어기(102)는 각각의 네트워크 운영자의 중앙 집중식 SON 서버들에 의해 지정되는 SON 기능들을 구현하기 위한 명령어들, 사양들, 또는 다른 데이터를 획득하도록 상기 서로 다른 코어 네트워크들(114a, 114b)과 통신할 수 있다. 각각의 네트워크 운영자의 중앙 집중식 SON 서버들은 상기 스몰 셀 네트워크(100) 부근의 다른 무선 통신 시스템들로부터의 스몰 셀들(109a-c)과 마크로 셀들 간의 간섭 및/또는 상호작용들을 관리하기 위한 특정한 정책들을 구현할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 서로 다른 SON 계층들이 상기 제어기(102) 및 상기 코어 네트워크들(114a, 114b)에 의해 제각기 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(102)의 SON 모듈(210)에 의해 구현되는 SON 로컬 계층은 상기 스몰 셀 네트워크(100) 내의 간섭을 제어할 수 있다. 상기 코어 네트워크들(114a, 114b) 각각 상에서 실행되는 대응하는 SON 중앙 집중식 계층은 상기 스몰 셀 네트워크(100) 및 상기 스몰 셀 네트워크(100) 부근의 다른 무선 통신 시스템들로부터의 마크로 셀들 간의 간섭을 관리할 수 있다. 각각의 SON 중앙 집중식 계층은 대응하는 네트워크 운영자에게 특정한 것일 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 네트워크 운영자가 상기 운영자에 대한 코어 네트워크의 중앙 집중식 SON 서버 내의 SON 기능들을 관리할 수 있다. 상기 제어기(102)는 상기 코어 네트워크의 중앙 집중식 SON 서버에 표준 측정 피드백을 제공하도록 상기 SON 모듈(210)을 실행할 수 있다. 상기 제어기(102)는 상기 중앙 집중식 SON 서버로부터 수신된 명령어들에 기초하여 상기 스몰 셀 네트워크(100)에 구성 변경들을 적용하도록 상기 SON 모듈(210)을 실행할 수 있다.
상기 Wi-Fi 모듈(211)은 무선 LAN에 대한 Wi-Fi 제어 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 근거리 통신 네트워크(wireless local area network; WLAN) 제어기로부터 생성된 IP 트래픽은 상기 제어 링크(218)를 통해 상기 전송 모듈(106)로 그리고 상기 원격 유닛들로 라우팅될 수 있다. 상기 Wi-Fi 모듈(211)은 IP 데이터(예컨대, 인터넷 트래픽)를 상기 제어기(102)로부터 하나 또는 그 이상의 원격 안테나 유닛들(108a-c)로 라우팅할 수 있다. IP 데이터는 상기 제어기(102)로부터 상기 제어 링크(218)를 통해 상기 전송 모듈(106)로 그리고 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c)로 라우팅될 수 있다. 상기 전송 모듈(106)은 IP 데이터를 상기 제어기(102)로부터 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c)로 통신할 수 있다. 일부 실시형태들에서는, 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c)들 중 하나 또는 그 이상의 원격 안테나 유닛들이 Wi-Fi 또는 다른 무선 데이터 액세스 포인트들을 제공할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 Wi-Fi 모듈(211)이 상기 스몰 셀 네트워크(100)에 의해 제공되는 데이터 서비스들과 상기 스몰 셀 네트워크(100)가 배치되어 있는 구역에 서비스를 제공하는 Wi-Fi 또는 다른 무선 데이터 네트워크 간의 부하 밸런싱을 구현할 수 있다. 예를 들어, 각각의 네트워크 운영자는 적어도 일부 데이터 통신을 로컬 Wi-Fi 네트워크에 오프로드 하도록 하는 하나 이상의 정책들을 구현할 수 있다. 상기 Wi-Fi 모듈(211)은 상기 스몰 셀 네트워크(100)와 상기 로컬 Wi-Fi 네트워크 또는 다른 무선 데이터 네트워크 간의 데이터 통신의 부하 밸런싱을 구현할 수 있다. 상기 부하 밸런싱은 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 상기 네트워크 운영자들에 의해 서비스가 제공되는 단말 장치들의 사용자들에게 투명하게 수행될 수 있다.
상기 애플리케이션 모듈(212)은 상기 제어기(102)와의 통신을 이루는 상기 스몰 셀 네트워크(100) 또는 다른 데이터 네트워크에 대한 하나 또는 그 이상의 서버 애플리케이션들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 상기 애플리케이션 모듈(212)은 기업용 LAN(116)을 사용하는 시스템에 대한 기업 특정 애플리케이션들을 실행할 수 있다.
상기 전송 모듈(213)은 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 사용하여 상기 네트워크 운영자들의 코어 네트워크들(114a, 114b)들에 대한 백홀 링크들을 관리할 수 있다. 상기 백홀 링크들은 코어 네트워크 또는 백본 네트워크 및 상기 스몰 셀 네트워크(100) 간의 통신 링크들을 포함할 수 있다. 상기 백홀 링크들은 전송 평면 데이터를 통신하기에 적합한 하나 또는 그 이상의 프로토콜들을 사용하여 구현될 수 있다. 적합한 프로토콜들의 비-제한적인 예들로는 일반 패킷 무선 서비스(general packet radio service; GPRS) 터널링 프로토콜 사용자 평면(tunneling protocol user plane)(GTP-U), 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol; UDP), 스트림 제어 전송 프로토콜(Stream Control Transmission Protocol; SCTP), 인터넷 프로토콜 보안(Internet Protocol Security; IPsec), 이더넷 등등이 있다.
추가 또는 대체 실시형태들에서는, 상기 제어기(102)가 스몰 셀 네트워크(100)를 관리하기 위한 추가 기능들을 수행하는 하나 또는 그 이상의 모듈들을 포함할 수 있다. 그러한 기능들의 비-제한적인 예들로는 애플리케이션 로컬 서버의 제공, 동기화 네트워크 프로토콜들(예컨대, PTP IEEE 1588v2)의 구현, 보안 프로토콜들(예컨대, IPsec)의 구현, OA&M, 조인트 백홀 최적화 등등의 구현이 있다.
추가 또는 대체 실시형태들에서는, 상기 제어기(102)가 간섭 관리 기능을 수행할 수 있다. 간섭 관리 기능의 비-제한적인 예 중의 하나로는 서로 다른 스몰 셀들 간의 간섭의 관리가 있다. 인터 셀 간섭 조정은 각각의 스몰 셀에 의한 부분 주파수 재사용에 기초하여 수행될 수 있다. 간섭 관리 기능의 다른 한 비-제한적인 예로는 스몰 셀들(109a-c)에 대한 다운링크 송신기들 및/또는 업링크 수신기들에 연관된 전력 제어 파라미터들의 제어와 같은 마크로 셀들 및 스몰 셀들 간의 간섭의 관리가 있다. 스몰 셀 다운링크 송신기 전력 제어는 대략적인 전력 제어 및/또는 정밀한 전력 제어를 통해 구현될 수 있다. 대략적인 전력 제어는 주기적 다운링크 스니핑(periodic downlink sniffing)에 기초하여 수행될 수 있다. 정밀한 전력 제어는 스몰 셀 내의 단말 장치들로부터의 채널 품질 표시자 통계치들에 기초하여 수행될 수 있다.
상기 제어기(102)는 통신 링크들(214a-c)을 통해 상기 기저대역 유닛들과 통신할 수 있다. 상기 통신 링크들(214a-c)은 구리 케이블, 광섬유 케이블 등등과 같은(하지만 이들에 국한되지 않는) 임의의 적합한 통신 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(102)는 인터넷 프로토콜(internet protocol; IP) 인터페이스를 제공하는 이더넷 케이블들을 사용하여 구현되는 통신 링크들(214a-c)을 통해 통신할 수 있다. 상기 통신 링크들(214a-c)은 임의의 적합한 속도로 데이터 통신을 허용할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제어기(102)는 100Mbps, 1Gbps 등등의 속도로 상기 기저대역 유닛들(104a-c)과 통신할 수 있다.
상기 제어기(102)는 제어 신호들을 상기 제어 링크(218)를 통해 상기 전송 모듈(106)에 제공할 수 있다. 상기 제어 링크(218)는 1Gbps 접속 속도 또는 다른 적합한 접속 속도를 제공하는 이더넷 접속 또는 다른 적합한 접속과 같은(하지만 이들에 국한되지 않는) 임의의 적합한 통신 매체를 포함할 수 있다. 상기 제어기(102)는 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c) 중 하나의 특정한 원격 안테나 유닛과 통신하게 될 신호들을 선택할 수 있다. 상기 제어기(102)는 상기 특정한 원격 안테나 유닛들을 식별하는 제어 신호들을 상기 제어 링크(218)를 통해 제공할 수 있다. 상기 제어 링크(218)는 상기 제어기(102)로 하여금 상기 스몰 셀 네트워크(100)의 스몰 셀들(109a-c)에 걸친 섹터(sector)들의 라우팅을 관리할 수 있게 한다. 상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 상기 통신 링크들(214a-c)을 통해 상기 전송 모듈(106)과 복소 디지털 신호들을 통신할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 기저대역 유닛들(104a-c)이 고속 디지털 인터페이스들(220a-c)을 통해 서로 통신할 수 있다. 고속 디지털 인터페이스의 비-제한적인 예는 하이퍼링크 인터페이스(hyperlink interface)이다. 다른 실시형태들에서, 상기 고속 디지털 인터페이스들(220a-c)은 생략될 수 있다. 상기 고속 디지털 인터페이스들(220a-c)은, 도 3을 참조하여 이하에서 더 구체적으로 설명되겠지만 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 중 둘 또는 그 이상의 기저대역 유닛들로 하여금 처리 자원들을 공유할 수 있게 한다.
도 3은 스몰 셀 네트워크(100)를 통해 통신 되는 데이터에 대하여 하위 계층 프로토콜 기능들을 관리하도록 구성된 대표적인 기저대역 유닛들(104a-c)을 보여주는 블록도이다. 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 각각은 프로세서들(301a-c), RRC 모듈들(302a-c), PHY 모듈들(308a-c, 310a-c), 및 I/Q 모듈들(312a-c, 314a-c)을 제각기 포함할 수 있다.
상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 임의의 적합한 무선 통신 표준을 사용하여 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 통해 통신 되는 데이터에 대하여 하위 계층 프로토콜 기능들을 관리할 수 있다. 적합한 무선 통신 표준들의 비-제한적인 예들로는 3G 및 4G 표준들이 있다.
상기 기저대역 유닛들(104a-c) 중 하나 또는 그 이상의 기저대역 유닛들은 소정의 네트워크 운영자를 사용하여 통신 되는 데이터를 처리할 수 있다. 소정의 네트워크 운영자용의 기저대역 유닛은 상기 제어기(102)를 통해 상기 코어 네트워크들(114a, 114b) 중 하나와 통신할 수 있다. 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 각각은 상기 전송 모듈(106)을 통해 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c)과 통신할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 각각이 스몰 셀들(109a-c) 중의 대응하는 스몰 셀에 관련된 처리를 수행할 수 있다. 일부 실시형태들에서는, 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 각각이 별도의 네트워크 운영자 용의 통신을 관리할 수 있다. 다른 실시형태들에서는, 상기 기저대역 유닛들(104a-c)의 그룹들이 소정의 네트워크 운영자 용의 통신을 총괄하여 관리할 수 있다.
상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 상기 PHY 모듈들(308a-c, 310a-c)을 통한 물리 계층 처리를 수행할 수 있다. 상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 MAC 모듈들(304a-c, 306a-c)을 통한 MAC 계층 처리를 수행할 수 있다. 상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 상기 RRC 모듈들(302a-c)을 통한 RRC 처리를 수행할 수 있다. 상기 프로세서들(301a-c)은 상기 기저대역 유닛들(104a-c)의 다른 여러 모듈의 동작들을 조정할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 상기 기저대역 유닛들(104a-c)이 기저대역 처리 자원들의 풀링을 구현할 수 있다. 상기 기저대역 유닛들(104a-c)의 프로세서들(301a-c)은 고속 디지털 인터페이스들(220a-c)을 통해 상호 연결될 수 있다. 기저대역 처리 태스크들은 소정의 네트워크 운영자의 요구 용량에 기초하여 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 간에 분배될 수 있다. 일부 실시형태들에서는, 상기 기저대역 유닛들(104a-c)이 특정한 네트워크 운영자들에 링크되지 않을 수 있다. 상기 기저대역 유닛들(104a-c)은 다중-무선 액세스 기술, 다중-네트워크 운영자 서비스들, 복수의 무선 통신 기술들(예컨대, 3G, 4G) 등등을 배급할 수 있는 용량 유닛들로서 공유될 수 있다. 상기 제어기(102)는 상기 네트워크 운영자들의 공유 정책들에 기초하여 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 간의 기저대역 처리 자원들의 풀링을 관리할 수 있다.
일부 실시형태들에서는, 각각의 네트워크 운영자가 스몰 셀들(109a-c) 내에서 무선 통신을 제공하기 위한 복수의 기술들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 운영자는 상기 스몰 셀 네트워크(100)를 통해 단말 장치들에 장기간 진화(long-term evolution; LTE) 및 범용 이동 무선 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System; UMTS) 통신 서비스들 모두를 제공할 수 있다. 제1 네트워크 운영자 용의 통신들을 관리하는 기저대역 유닛(104a)은 LTE 및 UMTS 통신들을 제각기 처리하기 위한 PHY 모듈들(308a, 310a)을 포함할 수 있다. MAC 모듈(304a)은 LTE 통신들의 MAC 계층 처리를 제공할 수 있고 MAC 모듈(306a)은 UMTS 통신들의 MAC 계층 처리를 제공할 수 있다. 제2 네트워크 운영자 용의 통신들을 관리하는 기저대역 유닛(104b)은 LTE 및 UMTS 통신들을 제각기 처리하기 위한 PHY 모듈들(308b, 310b)을 포함할 수 있다. MAC 모듈(304b)은 LTE 통신들의 MAC 계층 처리를 제공할 수 있고 MAC 모듈(306b)은 UMTS 통신들의 MAC 계층 처리를 제공할 수 있다. 제2 네트워크 운영자 용의 통신들을 관리하는 기저대역 유닛(104b)은 LTE 및 UMTS 통신들을 제각기 처리하기 위한 PHY 모듈들(308c, 310c)을 포함할 수 있다. MAC 모듈(304b)은 LTE 통신들의 MAC 계층 처리를 제공할 수 있고 MAC 모듈(306b)은 UMTS 통신들의 MAC 계층 처리를 제공할 수 있다.
추가 또는 대체 실시형태들에서는, 상기 기저대역 유닛들(104a-c) 중 하나 또는 그 이상의 기저대역 유닛들이 MIMO 데이터 스트림들을 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 운영자는 MIMO를 사용하여 LTE를 구현할 수 있다. 상기 기저대역 유닛은 각각의 MIMO 스트림에 대하여 PHY 계층 처리를 제각기 수행하는 복수의 PHY 모듈들을 포함할 수 있으며, 그에 의해 병렬 처리 체인들을 제공할 수 있다.
상기 I/Q 모듈들(312a-c, 314a-c) 각각은 상기 PHY 모듈들(308a-c, 310a-c)의 대응하는 PHY 모듈로부터 수신된 데이터 스트림을 I 및 Q 성분을 포함하는 복소 디지털 신호로 변환할 수 있다. 상기 복소 디지털 신호들은 통신 링크들(216a-f)에 의해 제공되는 적합한 I/Q 인터페이스들을 통하여 상기 전송 모듈(106)에 제공될 수 있다. 상기 통신 링크들(216a-f)은 I/Q 샘플들을 통신하기 위한 디지털 인터페이스를 제공하기에 적합한 임의의 통신 매체를 포함할 수 있다. 상기 디지털 인터페이스는 직렬 디지털 인터페이스 또는 병렬 디지털 인터페이스일 수 있다.
도 4는 상기 기저대역 유닛들(104a-c)과 통신하는 대표적인 전송 모듈(106)을 보여주는 블록도이다. 믹서들(402a-f)은 상기 통신 링크들(216a-f)을 통해 수신되는 복소 디지털 신호들 및 출력 디지털 신호들의 I 및 Q 성분들을 합성할 수 있다. (가산기(summer)와 같지만 이에 국한되지 않는) 합성 모듈(404)은 상기 믹서들(402a-f)로부터 출력되는 디지털 신호들을 합성할 수 있다. 상기 합성 모듈(404)은 합성된 디지털 신호를 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c) 중 하나 또는 그 이상의 원격 안테나 유닛들에 라우팅하기 위한 백플레인(backplane)(406)에 제공할 수 있다. 상기 백플레인(406)은 신호들을 상기 원격 안테나 유닛들(108a-c)에 라우팅하기 위한 광학-전기 변환 장치들을 포함할 수 있다.
예시된 예들을 포함하여 본 발명의 실시형태들 및 특징들의 전술한 설명은 단지 예시 및 설명을 목적으로 하여 제공된 것뿐이며, 본 발명을 총망라하려고 의도된 것도 아니고 개시된 정확한 형태들로 본 발명을 제한하려고 의도된 것도 아니다. 이들의 다수의 수정, 개조, 및 용도는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 기술 분야의 숙련자에게 자명할 것이다. 개시된 각각의 예로부터의 실시형태들 및 특징들은 임의의 다른 예와 결합 될 수 있다. 상술한 예시적인 예들은 본원 명세서에서 논의된 일반적인 발명을 열람자에게 소개하기 위해 제공되며, 개시된 개념들의 범위를 제한하려는 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하는 스몰 셀(small cell) 네트워크를 관리하기 위한 관리 서브-시스템에 있어서,
    상기 관리 서브-시스템은,
    복수의 코어 네트워크들과 통신하는 제어기로서, 복수의 코어 네트워크들 각각이 무선 통신 서비스들을 단말 장치들에 제공하는 별도의 네트워크 운영자에 의해 운영되는, 제어기; 및
    상기 제어기와 통신하는 복수의 기저대역 처리 유닛들로서, 복수의 기저대역 처리 유닛들 각각이 상기 스몰 셀 네트워크의 복수의 원격 안테나 유닛들을 통한 분배를 위해 상기 복수의 코어 네트워크들 중 적어도 하나의 대응하는 코어 네트워크로부터의 데이터 평면 데이터 및 제어 평면 데이터를 처리하도록 구성되는, 복수의 기저대역 처리 유닛들;
    을 포함하며,
    상기 관리 서브-시스템은 상기 복수의 코어 네트워크들 중 각각의 코어 네트워크에 할당된 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들의 대응하는 부분집합(subset)에 기초하여 상기 복수의 코어 네트워크들 중 각각의 코어 네트워크에 상기 스몰 셀 네트워크의 대응하는 용량 크기를 제공하도록 구성되는, 관리 서브-시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 네트워크 운영자들 간에 상기 스몰 셀 네트워크에 의해 제공되는 무선 자원들을 할당하도록 구성되는, 관리 서브-시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 복수의 네트워크 운영자들 각각에 대해, 상기 스몰 셀 네트워크를 통하여 상기 네트워크 운영자의 대응하는 코어 네트워크와 통신하는 대응하는 단말 장치들의 수를 결정함으로써, 그리고
    상기 무선 자원들의 대응하는 부분을 상기 대응하는 단말 장치들의 수에 기초하여 각각의 네트워크 운영자에게 할당함으로써,
    상기 무선 자원들을 할당하도록 구성되는, 관리 서브-시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 코어 네트워크들로부터 상기 복수의 원격 안테나 유닛들로 통신 되는 신호들 간의 간섭을 최소화하도록 더 구성되는, 관리 서브-시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 코어 네트워크들 외의 적어도 하나의 데이터 네트워크와 상기 단말 장치들 중 적어도 하나의 단말 장치 간에 신호들을 통신하도록 더 구성되는, 관리 서브-시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 추가 원격 안테나 유닛들을 상기 스몰 셀 네트워크로 자동으로 통합하도록 더 구성되는, 관리 서브-시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 스몰 셀 네트워크의 적어도 하나의 구성요소의 고장으로 인한 손상들을 자동으로 감소하도록 더 구성되는, 관리 서브-시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들 각각은 상기 대응하는 코어 네트워크용 매체 액세스 제어 기능을 제공하도록 더 구성되는, 관리 서브-시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들 각각은 상기 대응하는 코어 네트워크용 무선 자원 제어 기능을 제공하도록 더 구성되는, 관리 서브-시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 관리 서브-시스템은,
    상기 복수의 기저대역 처리 유닛들 및 상기 제어기와 통신하는 전송 모듈;
    을 더 포함하며,
    상기 전송 모듈은 상기 스몰 셀 네트워크의 상기 복수의 원격 안테나 유닛들 및 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들 간에 신호들을 통신하도록 구성되며;
    상기 제어기는 상기 전송 모듈에 의해 서로 다른 코어 네트워크들로부터 상기 복수의 원격 안테나 유닛들 중 적어도 하나의 원격 안테나 유닛에 의해 서비스가 제공되는 공통 셀(common cell)로의 신호들의 통신을 조정하도록 더 구성되는, 관리 서브-시스템.
  11. 복수의 네트워크 운영자들에게 서비스를 제공하기 위한 스몰 셀 무선 통신 시스템에 있어서,
    상기 스몰 셀 무선 통신 시스템은,
    관리 서브-시스템; 및
    복수의 원격 안테나 유닛들;
    을 포함하며,
    상기 관리 서브-시스템은,
    복수의 코어 네트워크들과 통신하는 제어기로서, 복수의 코어 네트워크들 각각이 무선 통신 서비스들을 단말 장치들에 제공하는 별도의 네트워크 운영자에 의해 운영되는, 제어기;
    상기 제어기와 통신하는 복수의 기저대역 처리 유닛들로서, 복수의 기저대역 처리 유닛들 각각이 상기 스몰 셀 네트워크의 상기 복수의 원격 안테나 유닛들을 통한 분배를 위해 상기 복수의 코어 네트워크들 중 적어도 하나의 대응하는 코어 네트워크로부터의 데이터 평면 데이터 및 제어 평면 데이터를 처리하도록 구성되는, 복수의 기저대역 처리 유닛들; 및
    상기 복수의 기저대역 처리 유닛들과 통신하는 전송 모듈로서, 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들과 상기 복수의 원격 안테나 유닛들 간에 신호들을 통신하도록 구성되는, 전송 모듈;
    을 포함하며,
    상기 관리 서브-시스템은 상기 복수의 코어 네트워크들 중 각각의 코어 네트워크에 할당된 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들의 대응하는 부분집합(subset)에 기초하여 상기 복수의 코어 네트워크들 중 각각의 코어 네트워크에 상기 스몰 셀 네트워크의 대응하는 용량 크기를 제공하도록 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 네트워크 운영자들 간에 상기 스몰 셀 네트워크에 의해 제공되는 무선 자원들을 할당하도록 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 복수의 네트워크 운영자들 각각에 대해, 상기 원격 안테나 유닛을 통하여 상기 네트워크 운영자의 대응하는 코어 네트워크와 통신하는 대응하는 단말 장치들의 수를 결정함으로써, 그리고
    상기 무선 자원들의 대응하는 부분을 상기 대응하는 단말 장치들의 수에 기초하여 각각의 네트워크 운영자에게 할당함으로써,
    상기 무선 자원들을 할당하도록 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 코어 네트워크들로부터 상기 복수의 원격 안테나 유닛들로 통신 되는 신호들 간의 간섭을 최소화하도록 더 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들을 바이패스하는 제어 링크를 통해 상기 전송 모듈과 통신하며,
    상기 제어기는,
    상기 전송 모듈에 의한, 서로 다른 코어 네트워크들로부터 상기 복수의 원격 안테나 유닛들 중 적어도 하나의 원격 안테나 유닛에 의해 서비스가 제공되는 공통 셀(common cell)로의 신호들의 통신을 조정하기 위한 제어 신호들을 생성하도록 더 구성되고,
    상기 제어기는,
    상기 제어 신호들을 상기 제어 링크를 통해 상기 전송 모듈에 제공하도록 더 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 복수의 코어 네트워크들 외의 적어도 하나의 데이터 네트워크와 상기 단말 장치들 중 적어도 하나의 단말 장치 간에 신호들을 통신하도록 더 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 추가 원격 안테나 유닛들을 자동으로 통합하도록 더 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 스몰 셀 무선 통신 시스템의 적어도 하나의 구성요소의 고장으로 인한 손상들을 자동으로 감소하도록 더 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  19. 제11항에 있어서, 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들 각각은 상기 대응하는 코어 네트워크용 매체 액세스 제어 기능을 제공하도록 더 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
  20. 제11항에 있어서, 상기 복수의 기저대역 처리 유닛들 각각은 상기 대응하는 코어 네트워크용 무선 자원 제어 기능을 제공하도록 더 구성되는, 스몰 셀 무선 통신 시스템.
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