KR20160047261A

KR20160047261A - 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법

Info

Publication number: KR20160047261A
Application number: KR1020140143465A
Authority: KR
Inventors: 선종석
Original assignee: 삼성에스디에스 주식회사
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-05-02
Also published as: US9374748B2; WO2016064021A1; US20160119835A1

Abstract

본 발명은 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 관한 것이다.
본 발명은 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 있어서, 매크로 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기가 상기 매크로 셀 기지국과, 스몰 셀 기지국으로부터 신호 세기를 측정하며, 상기 스몰 셀 기지국은 CRE 값을 가진 데이터를 브로드케스트 또는 유니캐스트 하는 제1 단계; 상기 제1 단계로부터 상기 스몰 셀 기지국과 상기 매크로 셀 기지국의 신호 세기의 비교결과에 따라, 상기 스몰 셀로 핸드오프(hand off)를 수행하여 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전송하는 제2 단계; 상기 단말기를 통해 일정 측정 주기 단위로 상기 수신받은 상기 CRE Flag 값에 따라, CRE 영역에 위치한 단말기와 상기 스몰 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기를 구분하여 카운트(count)하며, 카운트한 데이터를 상기 매크로 셀 기지국으로 전송하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

Description

이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법{METHOD FOR CONTROLLING INTER-CELL INTERFERENCE IN HETEROGENEOUS NETWORK ENVIRONMENT}

본 발명은 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 이종 네트워크 환경에서 CRE(Cell Range Expansion)기법을 적용하여 스몰 셀 커버리지 영역을 임의로 확장시키며, 확장된 커버리지 영역 내에 위치한 단말의 신호간섭을 최소화할 뿐만 아니라, 최적의 ABS(Almost Blank subframe) 비율을 적용하여 전체 망의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신 시스템은 음성 및 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다.

이러한 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자들과 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(Multiple access) 시스템이다.

예를 들어, 다중 접속 시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access)시스템, FDMA(Frequency Division Multiple Access) 시스템, TDMA(Time Division Multiple Access) 시스템, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)시스템, SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple access) 시스템 등이 있다.

그리고, 우리나라에서는 향후 2020년을 5G 기술 개발을 목표로 1000배의 무선통신 용량을 향상시키기 위해 MIMO & Advanced Receiver, Smart Scheduler, eCoMP, Carrier Aggregation, New Bands, Advanced macros, HetNets Management, Flexible small cells 와 같은 다양한 기술들이 연구되고 있다.

특히, 다양한 셀(cell)이 근거리에서 공존하는 이종 네트워크(HetNets; heterogeneous network) 기술은 셀의 크기는 작아지고 셀의 개수는 늘려 전체 망의 용량을 증대시킬 수 있는 기술이다.

예를 들어, 이종 네트워크 기술은 셀의 크기를 최소화하고 셀의 개수를 늘려 전체 망의 용량을 증대시키도록 한 것으로, 이는 매크로 셀(Macro cell) 영역 내에 다수의 스몰 셀 들을 배치하여 핫 스팟 지역에서의 단말들 간의 데이터 분산효과(오프로딩;Off Loading)를 극대화시킬 수 있는 가장 효율적인 기술로 알려져 있다.

여기서, 스몰 셀은 저 전력 기지국으로 송출 파워(Power)와 설치 장소에 따라 마이크로(Micro), 피코(Pico), 펨토(Femto) 셀로 구분되며, 이러한 스몰 셀의 단순 배치만으로도 전체 망의 용량이 증대되는 효과를 기대할 수 있지만, 셀 영역 확장(CRE;Cell Range Expansion)기법을 통해 단말이 스몰 셀의 더 우수한 업링크(Uplink) 자원을 이용한다면 추가적인 물리적인 자원 할당 없이도 더 큰 망 용량 증대효과를 기대할 수 있다.

그러나, 전술한 셀 영역 확장 기법은 이종 네트워크 환경에서 동일 주파수 사용으로 인하여 그 경계 지역에 있는 단말들의 주파수 간섭현상이 발생하는 문제가 있다.

또한, 셀 영역 확장 기법을 통해 확장된 지역에 위치한 단말들은 다운링크(Downlink) 신호가 더 우수한 매크로 셀로부터 더 심각한 간섭을 받게 되는 문제가 있다.

이에 따라서, 상기 신호간섭은 단말의 처리량(throughput)을 저하시키는 가장 큰 원인이므로, 3GPP Rel-10, 11에서 이를 극복하기 위한 방안이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개 특허 제2013-0107158호 (2013.10.01.)

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 이종 네트워크 환경에서 CRE(Cell Range Expansion)기법을 적용하여 스몰 셀 커버리지 영역을 임의로 확장시키며, 확장된 커버리지 영역 내에 위치한 단말의 신호간섭을 최소화할 뿐만 아니라, 최적의 ABS(Almost Blank Subframe) 비율을 적용하여 전체 망의 성능을 대폭 향상시키는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 있어서, 매크로 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기가 상기 매크로 셀 기지국과, 스몰 셀 기지국으로부터 신호 세기를 측정하며, 상기 스몰 셀 기지국은 CRE 값을 가진 데이터를 브로드케스트 또는 유니캐스트 하는 제1 단계; 상기 제1 단계로부터 상기 스몰 셀 기지국과 상기 매크로 셀 기지국의 신호 세기의 비교결과에 따라, 상기 스몰 셀로 핸드오프(hand off)를 수행하여 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전송하는 제2 단계; 상기 단말기를 통해 일정 측정 주기 단위로 상기 수신받은 상기 CRE Flag 값에 따라, CRE 영역에 위치한 단말기와 상기 스몰 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기를 구분하여 카운트(count)하며, 카운트한 데이터를 상기 매크로 셀 기지국으로 전송하는 제3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제3 단계는 상기 매크로 셀 기지국의 커버리지 영역 내에 위치하는 상기 스몰 셀 기지국을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산하며, 계산된 ABS를 적용하여 상기 스몰 셀 기지국으로 ABS 데이터를 전송하면, 상기 스몰 셀 기지국은 상기 매크로 셀 기지국으로부터 ABS 정보를 수신받아 수신받은 ABS 데이터를 이용하여 CRE 영역에 위치한 상기 단말기를 스케쥴링(scheduling)하는 제4 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제2 단계는 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국의 신호세기 보다 크면, 상기 단말기가 상기 스몰 셀 기지국으로 핸드오프(hand off)를 수행하여 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전달하고, 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국보다 작으면, CRE 값을 적용한 상기 스몰 셀 기지국과 상기 매크로 셀 기지국의 신호 세기 비교결과에 따른 상기 단말기의 CRE Flag 값에 따라, 상기 스몰 셀 기지국으로 핸드오프를 수행하여 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전달하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제3 단계는 X2 인터페이스를 통해 상기 매트로 셀 기지국으로 주기마다 상기 카운트한 정보를 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제4 단계는 상기 스몰 셀 기지국을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산할 시, 하기의 수학식을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

여기서, α는 순수 스몰 셀이 서비스하고 있는 단말의 수를 의미하며, β는CRE 지역에서 서비스를 받는 단말의 수를 의미하며, γ는 매크로 셀에서 서비스를 받고 있는 단말의 수를 의미하며, N은 매크로 셀 내에서 스몰 셀의 개수를 의미하며, BIAS는 CRE 에 적용될 Offset(dB) 값을 의미하며, ω는 최대 성능 변수를 의미함.

또한, 본 발명은 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 있어서, 스몰 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기가 매크로 셀 기지국과 상기 스몰 셀 기지국으로부터 신호세기를 측정하며, 상기 스몰 셀 기지국은 CRE 값을 가지는 데이터를 브로드케스트 또는 유니캐스트하는 제5 단계; 상기 제5 단계로부터 상기 스몰 셀 기지국과 매크로 셀 기지국 또는 인접하는 하나 이상의 스몰 셀 기지국과 신호 세기를 비교하고, 비교결과에 따라, 상기 단말기의 CRE Flag값을 온(on) 또는 오프(off)하고 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag값을 전송하는 제6 단계; 및 상기 제6 단계로부터 상기 단말기를 통해 일정 측정주기 단위로 수신받은 CRE Flag 값에 따라, CRE 영역에 위치한 단말기와, 상기 스몰 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기를 구분하여 카운트(count)하며, 카운트한 데이터를 상기 매크로 셀 기지국으로 전송하는 제7 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭 관리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제7 단계는 상기 매크로 셀 기지국의 커버리지 영역 내에 위치하는 상기 스몰 셀 기지국을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산하며, 계산된 ABS를 적용하여 상기 스몰 셀 기지국으로 ABS 데이터를 전송하면, 상기 스몰 셀 기지국은 상기 매크로 셀 기지국으로부터 수신받은 ABS 데이터를 이용하여 상기 CRE 영역에 위치한 상기 단말기를 스케쥴링하는 제8 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 제6 단계는 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국 또는 인접하는 상기 하나 이상의 스몰 셀 기지국의 신호세기 보다 크면, 상기 단말기의 CRE Flag 값을 오프하여 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전달하고, 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국의 신호세기 보다 작으면, CRE 값을 적용한 상기 스몰 셀 기지국과 상기 매크로 셀 기지국의 신호 세기 비교결과에 따른 상기 단말기의 CRE Flag 값에 따라, 상기 매크로 셀 기지국 또는 인접하는 스몰 셀 기지국으로 핸드오프를 수행하여 상기 단말기의 CRE Flag 값을 오프 하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법을 제공할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 이종 네트워크 환경에서 CRE(Cell Range Expansion)기법을 적용하여 스몰 셀 커버리지 영역을 임의로 확장시키며, 확장된 커버리지 영역 내에 위치한 단말의 신호간섭을 최소화할 뿐만 아니라, 최적의 ABS(Almost Blank Subframe) 비율을 적용하여 전체 망의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 이종 네트워크 환경의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 제1 개략도,
도 2는 본 발명의 이종 네트워크 환경의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 제2 개략도,
도 3은 본 발명의 이종 네트워크 환경의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 제3 개략도,
도 4는 본 발명의 이종 네트워크 환경에서의 관섭관리 방법을 설명하기 위한 제1 순서도,
도 5는 본 발명의 이종 네트워크 환경에서의 관섭관리 방법을 설명하기 위한 제2 순서도이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명이 되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 뒤에 설명되는 용어들은 본 발명에서의 구조, 역할 및 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

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 "..유닛, ...부"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성요소로 구성될 수 있으며, 각 구성요소들이 수행하는 전기, 전자, 기계적 기능들은 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들 또는 기계적 요소들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.

또한, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터의 이용 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터의 이용 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 예컨데, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 이종 네트워크 환경의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 제1 개략도, 도 2는 본 발명의 이종 네트워크 환경의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 제2 개략도, 도 3은 본 발명의 이종 네트워크 환경의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 제3 개략도, 도 4는 본 발명의 이종 네트워크 환경에서의 관섭관리 방법을 설명하기 위한 제1 순서도, 도 5는 본 발명의 이종 네트워크 환경에서의 관섭관리 방법을 설명하기 위한 제2 순서도이다.

첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법은 HetNet(Heterogeneous Network)기반으로 이루어지는 이종 네트워크 환경에서, 일정 서비스 영역을 가지는 매크로 셀 기지국(100)의 영역에서 핫 스팟(Hot-Spot)위주로 서비스가 가능하도록 배치되고, 매크로 셀 기지국(100)의 서비스 영역보다 적은 서비스 영역을 가지는 다수의 저 전력 스몰 셀 기지국(200) 및 매크로 셀 기지국(100)과, 스몰 셀 기지국(200)로부터 서비스를 제공받기 위해 매크로 셀 기지국(100) 또는 스몰 셀 기지국(200)의 서비스 영역에 위치하는 복수의 단말기(300)를 포함하여 구성되되, CRE(Cell Range Expansion)기법을 적용하여 스몰 셀 기지국(200)의 서비스를 위한 커버리지 영역을 임의로 확장시키며, 최적의 ABS(Almost Blank Subframe) 비율을 가지도록 ABS를 적용하여 상기 스몰 셀 기지국(200)의 확장된 커버리지 영역 내에 위치한 단말기(300)의 매크로 셀 기지국(100)에 의한 신호간섭을 최소화할 뿐만 아니라, 전체 망의 성능을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것으로, 스몰 셀 기지국의 커버리지를 가지는 매크로 기지국 또는 인접하는 스몰 셀 기지국의 커버리지를 가지는 상기 매크로 기지국을 포함하되, 상기 스몰 셀 기지국은 CRE 기법을 이용하여 확장된 일정 커버리지 영역을 가지도록 구성되는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 있어서, 제1 단계 내지 제3 단계와, 이에 더하여 제4 단계를 포함하여 진행시킨 것이다.

여기서, 상기 HetNet은 서비스 반경이 좁은 다수의 저 전력 스몰 셀 기지국(200)을 매크로 셀 기지국(100)의 서비스 반경 내에 배치하여 구성되는 LTE 기반 네트워크 환경으로서, 매크로 셀 기지국(100)과 복수의 펨토 셀로 구성되는 스몰 셀 기지국(200)이 CSG(Closed Subscriber Group)모드로 동작하거나, 또는 매크로 셀 기지국(100)과 피코 셀로 이루어지는 스몰 셀 기지국(200)이 같이 동작하도록 제공될 수 있으며, 통상 개방형 모드 또는 하이브리드 모드로 동작하도록 제공될 수가 있다.

그리고, 스몰 셀 기지국(200)은 통상 허가된 주파수 대역을 사용하는 저 전력 무선 기지국으로서, 매크로 셀 기지국(100)보다 서비스 커버리지 영역이 작고, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 실내에서 최대 0.25W, 실외에서는 5W까지 최대 전송 Power를 가지고 가정 또는 기업 건물 실내외로 소위 핫스팟 지역에서 동작하는 피코 셀로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

여기서, 상기 CRE 기법은 스몰 셀 기지국(200)의 셀 영역을 확장시키는 것으로, 매크로 셀 기지국(100)의 데이터 트래픽 로드를 분산시킬 수 있도록 데이터 사용이 많은 단말기(300)를 매크로 셀 기지국(100)에서 스몰 셀 기지국(200)으로 서비스 셀을 변경하기 위해 스몰 셀 기지국(200)이 가진 전송 전력 기반 서비스 반경보다 특정 offset 값을 주어 단말기(300)가 매크로 셀 기지국(100)이 아닌 스몰 셀 기지국(200)으로 서비스 셀을 선택할 수 있도록 제공하는 것이다.

이때, 스몰 셀 기지국(200)의 확장된 영역(이하, CRE 영역이라 함.) 즉, 해당 CRE 셀 영역에 위치하는 단말기(300)는 매크로 셀 기지국(100)으로부터 신호 간섭 현상이 발생하게 되며, 매크로 셀 기지국(100)의 다운링크 신호 세기가 스몰 셀 기지국(200)보다 더 크기 때문에 스몰 셀 기지국(200)의 CRE 영역에 위치한 단말은 패킷이 유실될 수 있으므로, 3GPP의 Rel-10과 Rel-11에서 제시한 eICIC 기법인 셀 경계 지역의 신호 간섭현상을 완화해 줄 ABS가 적용되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 CRE 기법은 스몰 셀 기지국(200)의 커버리지 반경을 임의로 확장하기 위해 단말기(300)가 인식할 수 있는 스몰 셀 기지국(200)의 Tx power 값(BIAS)을 추가하고, 이때, 상기 CRE 영역에 위치한 단말기(300)는 매크로 셀 기지국(100)이 서빙 셀이었으나, 상기 CRE 기법에 의해 스몰 셀 기지국(200)으로 핸드오버가 발생하게 되는 한편, 단말기(300)가 전송받게 되는 실제 Tx Power 값은 매크로 셀 기지국(100)의 Tx power 값이 더 크며, 스몰 셀 기지국(200)으로부터 받는 Tx power 값은 임의의 BIAS 값을 추가한 값으로 실제 전송받게 되는 값보다 크다.

따라서, 단말기(300)는 서빙 셀인 스몰 셀 기지국(200)보다 매크로 셀 기지국(100)으로부터 받는 신호가 커서 신호 간섭이 발생하게 되므로, 매크로 셀 기지국(100)에서 비어있는 서브프레임(subframe)을 전송하는 동안, 상기 CRE 영역에 위치한 단말기(300)에게 서비스를 하여 신호 간섭을 완화할 수 있도록 3GPP Rel.11 표준에서 eICIC 기법으로써, ABS를 적용하도록 제공될 수 있다.

여기서, 상기 ABS의 적용은 X2 인터페이스를 이용하여 적용되는 것으로, 매크로 기지국(100)이 ABS 패턴을 설정하고, 설정된 정보는 매크로 셀 기지국(100)과 스몰 셀 기지국(200)이 X2 인터페이스를 통해 서로 공유하도록 하며, 이는 스몰 셀 기지국(200)이 펨토 셀일 경우에 매크로 셀 기지국(100)과 직접 연결할 수 없으므로, 펨토 셀 게이트웨이를 통해 매크로 셀 기지국(100)의 ABS 패턴 정보를 공유하도록 제공되며, 바람직하게는 스몰 셀 기지국(200)이 매크로 셀 기지국(100)으로부터 ABS 정보를 받으면 해당 ABS가 설정된 서브 프레임 시간에서는 CRE 영역에 위치하고 있는 단말기(300)에게 서비스를 스케쥴링(scheduling)하도록 제공되는 것이다.

이때, 매크로 셀 기지국(100)은 ABS 패턴 정보를 결정하여 결정된 ABS 패턴을 포함하는 무선통신데이터를 전송하도록 제공되되, 스몰 셀 기지국(200)에서 Invoke information Element를 이용하여 매크로 셀 기지국(100)으로부터 받고자 하는 ABS 패턴 정보를 요청하도록 제공될 수 있다. 즉, 매크로 셀 기지국(100)에서 해당 element에 정보를 설정하여 스몰 셀 기지국(200)에 요청하는 방식으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 40ms 단위로 ABS 패턴을 정의하도록 제공할 수 있다.

그리고, 매크로 셀 기지국(100)은 ABS 서브프레임의 수를 조절하기 위해서 스몰 셀 기지국(200)으로 리소스 상태인 단말기(300)를 위해서 할당된 ABS의 리소스 블럭(resouree block) 비율을 요청하도록 하여 미리 설정된 ABS status 정보를 받도록 제공할 수 있다.

또한, 매크로 셀 기지국(100)은 주기적으로 스몰 셀 기지국(200)으로부터 ABS 패턴을 결정하기 위한 관련 정보를 전달받아 ABS 서브프레임 수를 결정하도록 제공할 수 있다.

아울러, 매크로 셀 기지국(100)은 X2 interface를 통한 스몰 셀 기지국(200)의 유효인자 데이터 즉, 순수 스몰 셀 지역에 위치한 단말기(300)의 수와, CRE 영역에 위치한 단말기(300)의 수와, BIAS 설정 값을 포함하여 제공되는 상기 유효인자 데이터를 요청하도록 제공될 수 있다.

그리고, 상기 매크로 셀 기지국(100)은 상기 유효인자를 요청하는 주기가 Frame(10ms) 단위로 설정하도록 제공할 수 있다.

또한, 매크로 셀 기지국(100)이 관리하는 모든 스몰 셀 기지국(200)으로부터 상기 유효인자 정보를 획득하도록 제공할 수 있으며, 이때, BIAS 값이 0 인 스몰 셀 기지국(200)은 제외하도록 제공할 수 있다.

더불어, 매크로 셀 기지국(100)은 추가적인 스몰 셀 기지국(200)의 기지국 수 , 평균 BIAS 값, 최대 성능 변수 등을 계산하도록 제공되며, 이때, 최대 성능 변수는 기지국이 위치한 지역에 따라 유동적으로 값을 부여하도록 제공할 수 있다.

아울러, 매크로 기지국은 획득한 상기 유효인자를 수학식을 이용하여 ABS 비율을 계산하되, 계산된 ABS 비율은 최대 100% 중 50% 를 넘지 않고, 일정 주기 단위로 계산한 ABS 비율을 적용할 수 있을 뿐만 아니라, ABS가 될 서브프레임을 비율에 만족하도록 랜덤하게 결정하도록 제공할 수도 있다.

한편, 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 있어서, 상기 제1 단계는 매크로 셀 기지국(100)의 커버리지 영역에 위치한 단말기(300)가 상기 매크로 셀 기지국(100)과, 스몰 셀 기지국(200)으로부터 신호 세기를 측정하며, 상기 스몰 셀 기지국(200)은 CRE 값을 가진 데이터를 상기 단말기(300)가 Idle상태일 경우, SIB(System Information Block)을 이용해 브로드케스팅(broadcasting)하거나, 또는 상기 단말기(300)가 Connected 상태일 경우, RRC(Radio Resource Control)를 이용하여 유니캐스트(unicast)하도록 한 것이다.

다음으로, 상기 제2 단계는 상기 제1 단계로부터 상기 스몰 셀 기지국(200)과 상기 매크로 셀 기지국(100)의 신호 세기의 비교결과에 따라, 상기 스몰 셀 기지국(200)으로 핸드오프(hand off)를 수행하여 스몰 셀 기지국(200)에 CRE Flag 값을 전송하도록 한 것이다.

여기서, 상기 제2 단계는 상기 스몰 셀 기지국(200)의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국(100)의 신호세기 보다 크면, 상기 단말기(300)가 상기 스몰 셀 기지국(200)으로 핸드오프(hand off)를 수행하여 상기 스몰 셀 기지국(200)에 CRE Flag 값을 전달하고, 상기 스몰 셀 기지국(200)의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국(100)보다 작으면, CRE 값을 적용한 상기 스몰 셀 기지국(200)과 상기 매크로 셀 기지국(100)의 신호 세기 비교결과에 따른 상기 단말기(300)의 CRE Flag 값에 따라, 상기 스몰 셀 기지국(200)으로 핸드오프를 수행하여 상기 스몰 셀 기지국(200)에 CRE Flag 값을 전달하도록 하는 것이다.

상기 제3 단계는 상기 단말기(300)를 통해 일정 측정 주기 단위로 상기 수신받은 상기 CRE Flag 값에 따라, CRE 영역에 위치한 단말기(300)와 상기 스몰 셀 기지국(200)의 커버리지 영역에 위치한 단말기(300)를 구분하여 카운트(count)하며, 카운트한 데이터를 상기 매크로 셀 기지국(200)으로 전송하도록 한 것이다.

이때, 상기 제3 단계는 X2 인터페이스를 통해 상기 매크로 셀 기지국(100)으로 주기마다 상기 카운트한 정보를 전송하도록 한 것이다.

다음으로, 상기 제4 단계는 상기 제3 단계로부터 상기 매크로 셀 기지국(100)의 커버리지 영역 내에 위치하는 상기 스몰 셀 기지국(200)을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산하며, 계산된 ABS를 적용하여 상기 스몰 셀 기지국(200)으로 ABS 데이터를 전송하면, 상기 스몰 셀 기지국(200)은 상기 매크로 셀 기지국(100)으로부터 ABS 정보를 수신받아 수신받은 ABS 데이터를 이용하여 CRE 영역에 위치한 상기 단말기(300)를 스케쥴링하도록 한 것이다.

여기서, 상기 제4 단계는 상기 스몰 셀 기지국(200)을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산할 시, 하기의 수학을 이용하여 계산하도록 한 것이다.

[수학식]

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법은 제5 단계 내지 제8 단계를 포함하여 진행시키도록 한 것이다.

상기 제5 단계는 스몰 셀 기지국(200)의 커버리지 영역에 위치한 단말기(300)가 매크로 셀 기지국(100)과 상기 스몰 셀 기지국(200)으로부터 신호세기를 측정하며, CRE 값을 가지는 데이터를 브로드케스팅하도록 한 것이다.

상기 제6 단계는 상기 제5 단계로부터 상기 스몰 셀 기지국(200)과 매크로 셀 기지국(100) 또는 인접하는 하나 이상의 스몰 셀 기지국(200)과 신호 세기를 비교하고, 비교결과에 따라, 상기 단말기(300)의 CRE Flag값을 온(on) 또는 오프(off)하고 상기 스몰 셀 기지국(200)에 CRE Flag값을 전송하도록 한 것이다.

이때, 상기 제6 단계는 상기 스몰 셀 기지국(200)의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국(100) 또는 인접하는 상기 하나 이상의 스몰 셀 기지국(200)의 신호세기 보다 크면, 상기 단말기(300)의 CRE Flag 값을 오프하여 상기 스몰 셀 기지국(200)에 CRE Flag 값을 전달하고, 상기 스몰 셀 기지국(200)의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국(100)의 신호세기 보다 작으면, CRE 값을 적용한 상기 스몰 셀 기지국(200)과 상기 매크로 셀 기지국(100)의 신호 세기 비교결과에 따른 상기 단말기(300)의 CRE Flag 값에 따라, 상기 매크로 셀 기지국(100) 또는 인접하는 스몰 셀 기지국(200)으로 핸드오프를 수행하여 상기 단말기(300)의 CRE Flag 값을 오프 하도록 한 것이다.

상기 제7 단계는 상기 제6 단계로부터 상기 단말기(300)를 통해 일정 측정주기 단위로 수신받은 CRE Flag 값에 따라, CRE 기법에 의해 확장된 상기 스몰 셀 기지국(200)의 CRE 영역에 위치한 단말기(300)와, 상기 스몰 셀 기지국(200)의 커버리지 영역에 위치한 단말기(300)를 구분하여 카운트(count)하며, 카운트한 데이터를 상기 매크로 셀 기지국(100)으로 전송하도록 한 것이다.

상기 제8 단계는 상기 제7 단계로부터 상기 매크로 셀 기지국(100)의 커버리지 영역 내에 위치하는 상기 스몰 셀 기지국(200)을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산하며, 계산된 ABS를 적용하여 상기 스몰 셀 기지국(200)으로 ABS 데이터를 전송하면, 상기 스몰 셀 기지국(200)은 상기 매크로 셀 기지국(100)으로부터 수신받은 ABS 데이터를 이용하여 상기 CRE 영역에 위치한 상기 단말기를 스케쥴링하도록 한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이종 네트워크 환경에서의 신호 간섭관리 방법은 이종 네트워크 환경에서 CRE(Cell Range Expansion)기법을 적용하여 스몰 셀 커버리지 영역을 임의로 확장시키며, 확장된 커버리지 영역 내에 위치한 단말의 신호간섭을 최소화할 뿐만 아니라, 최적의 ABS(Almost Blank Subframe) 비율을 적용하여 전체 망의 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있는 발명이다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한, 본 발명의 권리 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100. 매크로 셀 기지국 200. 스몰 셀 기지국
300. 단말기

Claims

이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 있어서,
매크로 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기가 상기 매크로 셀 기지국과, 스몰 셀 기지국으로부터 신호 세기를 측정하며, 상기 스몰 셀 기지국은 CRE 값을 가진 데이터를 브로드케스트 또는 유니캐스트 하는 제1 단계;
상기 제1 단계로부터 상기 스몰 셀 기지국과 상기 매크로 셀 기지국의 신호 세기의 비교결과에 따라, 상기 스몰 셀로 핸드오프(hand off)를 수행하여 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전송하는 제2 단계;
상기 단말기를 통해 일정 측정 주기 단위로 상기 수신받은 상기 CRE Flag 값에 따라, CRE 영역에 위치한 단말기와 상기 스몰 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기를 구분하여 카운트(count)하며, 카운트한 데이터를 상기 매크로 셀 기지국으로 전송하는 제3 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종네트워크 환경에서의 간섭관리 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제3 단계는 상기 매크로 셀 기지국의 커버리지 영역 내에 위치하는 상기 스몰 셀 기지국을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산하며, 계산된 ABS를 적용하여 상기 스몰 셀 기지국으로 ABS 데이터를 전송하면, 상기 스몰 셀 기지국은 상기 매크로 셀 기지국으로부터 ABS 정보를 수신받아 수신받은 ABS 데이터를 이용하여 CRE 영역에 위치한 상기 단말기를 스케쥴링하는 제4 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국의 신호세기 보다 크면, 상기 단말기가 상기 스몰 셀 기지국으로 핸드오프(hand off)를 수행하여 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전달하고, 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국보다 작으면, CRE 값을 적용한 상기 스몰 셀 기지국과 상기 매크로 셀 기지국의 신호 세기 비교결과에 따른 상기 단말기의 CRE Flag 값에 따라, 상기 스몰 셀 기지국으로 핸드오프를 수행하여 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전달하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 단계는 X2 인터페이스를 통해 상기 매트로 셀 기지국으로 주기마다 상기 카운트한 정보를 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제4 단계는 상기 스몰 셀 기지국을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산할 시, 하기의 수학식을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법.

여기서, α는 순수 스몰 셀이 서비스하고 있는 단말의 수를 의미하며, β는CRE 지역에서 서비스를 받는 단말의 수를 의미하며, γ는 매크로 셀에서 서비스를 받고 있는 단말의 수를 의미하며, N은 매크로 셀 내에서 스몰 셀의 개수를 의미하며, BIAS는 CRE 에 적용될 Offset(dB) 값을 의미하며, ω는 최대 성능 변수를 의미함.
이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법에 있어서,
스몰 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기가 매크로 셀 기지국과 상기 스몰 셀 기지국으로부터 신호세기를 측정하며, 상기 스몰 셀 기지국은 CRE 값을 가지는 데이터를 브로드케스트 또는 유니캐스트하는 제5 단계;
상기 제5 단계로부터 상기 스몰 셀 기지국과 매크로 셀 기지국 또는 인접하는 하나 이상의 스몰 셀 기지국과 신호 세기를 비교하고, 비교결과에 따라, 상기 단말기의 CRE Flag값을 온(on) 또는 오프(off)하고 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag값을 전송하는 제6 단계; 및
상기 제6 단계로부터 상기 단말기를 통해 일정 측정주기 단위로 수신받은 CRE Flag 값에 따라, CRE 영역에 위치한 단말기와, 상기 스몰 셀 기지국의 커버리지 영역에 위치한 단말기를 구분하여 카운트(count)하며, 카운트한 데이터를 상기 매크로 셀 기지국으로 전송하는 제7 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭 관리 방법.
제6 항에 있어서,
상기 제7 단계는 상기 매크로 셀 기지국의 커버리지 영역 내에 위치하는 상기 스몰 셀 기지국을 통해 상기 카운트된 데이터를 획득하고, 획득한 데이터를 이용해 ABS 비율을 계산하며, 계산된 ABS를 적용하여 상기 스몰 셀 기지국으로 ABS 데이터를 전송하면, 상기 스몰 셀 기지국은 상기 매크로 셀 기지국으로부터 수신받은 ABS 데이터를 이용하여 상기 CRE 영역에 위치한 상기 단말기를 스케쥴링하는 제8 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법.
제6 항에 있어서,
상기 제6 단계는 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국 또는 인접하는 상기 하나 이상의 스몰 셀 기지국의 신호세기 보다 크면, 상기 단말기의 CRE Flag 값을 오프하여 상기 스몰 셀 기지국에 CRE Flag 값을 전달하고, 상기 스몰 셀 기지국의 신호 세기가 상기 매크로 셀 기지국의 신호세기 보다 작으면, CRE 값을 적용한 상기 스몰 셀 기지국과 상기 매크로 셀 기지국의 신호 세기 비교결과에 따른 상기 단말기의 CRE Flag 값에 따라, 상기 매크로 셀 기지국 또는 인접하는 스몰 셀 기지국으로 핸드오프를 수행하여 상기 단말기의 CRE Flag 값을 오프 하는 것을 특징으로 하는 이종 네트워크 환경에서의 간섭관리 방법.