KR20160066021A - 통신 제어 장치, 통신 제어 방법, 무선 통신 장치, 무선 통신 방법 및 무선 통신 시스템 - Google Patents

통신 제어 장치, 통신 제어 방법, 무선 통신 장치, 무선 통신 방법 및 무선 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스몰 셀이 다수 배치되는 환경에 있어서, 스몰 셀의 동작 모드의 제어를 위한 시그널링을 효율적으로 행할 수 있는 구조를 제공하기 위한 것으로, 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀을 운용하는 통신 노드의 각각과 통신하는 통신부와 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 판정부와, 상기 판정부에 의해 판정되는, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 통신부를 통하여 상기 통신 노드에 시그널링하는 시그널링부를 구비하는 통신 제어 장치를 제공한다.

Description

통신 제어 장치, 통신 제어 방법, 무선 통신 장치, 무선 통신 방법 및 무선 통신 시스템{COMMUNICATION CONTROL DEVICE, COMMUNICATION CONTROL METHOD, WIRELESS COMMUNICATION DEVICE, WIRELESS COMMUNICATION METHOD, AND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시는, 통신 제어 장치, 통신 제어 방법, 무선 통신 장치, 무선 통신 방법 및 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 통신 서비스에 있어서 취급되는 트래픽의 양은, 최근 급속히 증가하고 있다. 2015년경의 실용화가 예정되어 있는 제4 세대 셀룰러 통신 서비스에서는, 준 고정 환경에서는 최대 1Gbps, 이동 환경에서도 최대 100Mbps의 데이터 레이트를 이용 가능하게 될 전망이다. 그러나, 셀룰러 통신 시스템의 발전은 트래픽의 급증을 따라잡지 못하여, 시스템 부하의 고조에 기인하는 국소적인 데이터 레이트의 저하 및 네트워크 장해의 발생 리스크는 여전히 존재한다. 비특허문헌 1은, 이러한 리스크에 대한 대책의 하나로서, 스몰 셀의 적극적인 활용을 제안하고 있다.
매크로 셀은, 비교적 큰 셀 사이즈를 갖고, 넓은 지리적 영역을 커버하도록 서로 인접해서 배치된다. 한편, 스몰 셀은, 단독으로는 비교적 좁은 영역만을 커버한다. 스몰 셀은, 매크로 셀의 무선 통신 서비스를 보완하거나, 또는 고유의 서비스를 제공하기 위해서 사용될 수 있다.
매크로 셀의 서비스 에리어 내에서 액티브하게 동작하는 스몰 셀의 수가 많아지면, 1개의 셀의 무선 신호에 대하여 보다 많은 근방 셀로부터의 무선 신호가 간섭하게 된다. 그로 인해, 예를 들어 단말기 밀도가 낮고, 트래픽의 오프로드 효과로서의 게인이 작은 상황에서는, 액티브한 스몰 셀의 증가는 도리어 시스템 전체로서의 스루풋을 저하시킨다. 비특허문헌 2는, 액티브화(턴온)되는 스몰 셀의 비율과 용량 게인과의 관계에 관한 시뮬레이션 결과를 개시하고 있다.
NTT DOCOMO, "Text Proposal for TR36.923 on Small Cell Enhancement Scenarios", 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #72, January 28-February 1, 2013, R1-130748 LG Electronics, "Analysis and design considerations of cell on/off in small cell", 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #73, Fukuoka, Japan, May 20-242013, R1-132236
비특허문헌 2에 의해 나타나 있는 바와 같이, 스몰 셀의 액티브화/비액티브화(온/오프), 즉 동작 모드의 제어를 동적으로 행하는 것은, 시스템 용량의 최적화의 관점에서 유익할 것이다. 그러나, 스몰 셀의 동작 모드의 제어에 수반하는 시그널링의 증가는, 시그널링 오버헤드의 증대라고 하는 새로운 문제를 야기시킬 수 있다.
따라서, 스몰 셀의 동작 모드의 제어를 위한 시그널링을 효율적으로 행할 수 있는 구조가 제공되는 것이 바람직하다.
본 개시에 의하면, 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀을 운용하는 통신 노드의 각각과 통신하는 통신부와 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 판정부와, 상기 판정부에 의해 판정되는, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 통신부를 통하여 상기 통신 노드에 시그널링하는 시그널링부를 구비하는 통신 제어 장치가 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 복수의 스몰 셀을 각각 운용하는 통신 노드의 각각과 통신하는 통신 제어 장치에 있어서, 각 스몰 셀이 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 속하도록, 상기 복수의 스몰 셀을 그룹으로 분류하는 단계와, 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 단계와, 판정된 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 통신 노드에 시그널링하는 단계를 포함하는 통신 제어 방법이 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀 중 제1 스몰 셀을 운용하는 무선 통신부와, 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 제어 노드로부터 시그널링되는, 상기 제1 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹에 대해서 판정된 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지에 따라, 상기 제1 스몰 셀의 상기 동작 모드를 설정하는 제어부를 구비하는 무선 통신 장치가 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀 중 제1 스몰 셀을 운용하는 무선 통신 장치에 있어서, 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 제어 노드로부터 시그널링되는, 상기 제1 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹에 대해서 판정된 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 수신하는 단계와, 수신된 상기 제어 메시지에 따라, 상기 제1 스몰 셀의 상기 동작 모드를 설정하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법이 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀을 운용하는 복수의 통신 노드와, 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 판정부 및 상기 판정부에 의해 판정되는, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 복수의 통신 노드에 시그널링하는 시그널링부를 구비하는 통신 제어 장치를 포함하는 무선 통신 시스템이 제공된다.
본 개시에 관한 기술에 의하면, 스몰 셀의 동작 모드의 제어를 위한 시그널링을 효율적으로 행할 수 있다.
또한, 상기 효과는 반드시 한정적인 것은 아니고, 상기 효과와 함께, 또는 상기 효과 대신에, 본 명세서에 나타난 어느 하나의 효과, 또는 본 명세서로부터 파악될 수 있는 다른 효과가 발휘되어도 된다.
도 1은 본 개시에 관한 기술이 적용되는 무선 통신 시스템의 개요에 대해서 설명하기 위한 제1 설명도.
도 2는 본 개시에 관한 기술이 적용되는 무선 통신 시스템의 개요에 대해서 설명하기 위한 제2 설명도.
도 3a는 매크로 셀의 섹터 분할의 제1 예를 도시하는 설명도.
도 3b는 매크로 셀의 섹터 분할의 제2 예를 도시하는 설명도.
도 4는 제어 엔티티의 배치의 몇 가지의 예를 도시하는 설명도.
도 5는 일 실시 형태에 관한 통신 제어 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 6은 스몰 셀 그룹의 제1 구성예에 대해서 설명하기 위한 설명도.
도 7a는 제1 구성예에 있어서의 스몰 셀 그룹 단위의 스몰 셀의 액티브화에 대해서 설명하기 위한 제1 설명도.
도 7b는 제1 구성예에 있어서의 스몰 셀 그룹 단위의 스몰 셀의 액티브화에 대해서 설명하기 위한 제2 설명도.
도 8은 스몰 셀 그룹의 제2 구성예에 대해서 설명하기 위한 설명도.
도 9a는 제2 구성예에 있어서의 스몰 셀 그룹 단위의 스몰 셀의 액티브화에 대해서 설명하기 위한 제1 설명도.
도 9b는 제2 구성예에 있어서의 스몰 셀 그룹 단위의 스몰 셀의 액티브화에 대해서 설명하기 위한 제2 설명도.
도 10은 섹터마다의 동작 모드의 제어에 대해서 설명하기 위한 설명도.
도 11a는 스몰 셀 그룹의 제1 구성예에 대응하는 제어 메시지의 일례를 도시하는 설명도.
도 11b는 스몰 셀 그룹의 제2 구성예에 대응하는 제어 메시지의 일례를 도시하는 설명도.
도 12는 스몰 셀 데이터의 구성의 일례를 도시하는 설명도.
도 13은 동작 모드 테이블의 구성의 일례를 도시하는 설명도.
도 14는 일 실시 형태에 관한 통신 제어 처리의 흐름의 일례를 도시하는 시퀀스도.
도 15a는 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제1 예를 도시하는 흐름도.
도 15b는 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제2 예를 도시하는 흐름도.
도 15c는 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제3 예를 도시하는 흐름도.
도 15d는 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제4 예를 도시하는 흐름도.
도 15e는 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제5 예를 도시하는 흐름도.
도 16은 일 실시 형태에 관한 무선 통신 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 17a는 동작 모드 설정 처리의 흐름의 제1 예를 도시하는 흐름도.
도 17b는 동작 모드 설정 처리의 흐름의 제2 예를 도시하는 흐름도.
도 18은 SAS(Spectrum Access System)에 있어서의 계층적인 롤 모델에 대해서 설명하기 위한 설명도.
도 19는 관리 서버의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 20은 eNB의 개략적인 구성의 제1 예를 도시하는 블록도.
도 21은 eNB의 개략적인 구성의 제2 예를 도시하는 블록도.
도 22는 스마트폰의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 23은 카 내비게이션 장치의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
또한, 이하의 순서로 설명을 행한다.
1. 시스템의 개요
2. 통신 제어 장치의 구성예
2-1. 각 부의 구성
2-2. 스몰 셀 그룹의 구성
2-3. 제어 메시지
2-4. 데이터 구성
2-5. 처리의 흐름
3. 무선 통신 장치의 구성예
3-1. 각 부의 구성
3-2. 처리의 흐름
4. SAS(Spectrum Access System)에의 적용
5. 응용예
6. 결론
<1. 시스템의 개요>
도 1 및 도 2는, 본 개시에 관한 기술이 적용되는 무선 통신 시스템(1)의 개요에 대해서 설명하기 위한 설명도이다. 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(1)은 매크로 셀 기지국(10), 복수의 스몰 셀 기지국 및 복수의 단말 장치를 포함한다.
매크로 셀 기지국(10)은 매크로 셀(12) 내에서 제1 무선 통신 서비스를 제공하는 기지국이다. 매크로 셀 기지국(10)은, 예를 들어 법적으로 인가되거나, 또는 사용 권한 또는 우선적인 사용권을 부여받은 주파수 채널을 이용하여, 매크로 셀(12)을 운용할 수 있다. 매크로 셀 기지국(10)은 주파수 분할 복신(FDD) 방식으로 매크로 셀(12)을 운용해도 되고, 또는 시분할 복신(TDD) 방식으로 매크로 셀(12)을 운용해도 된다. 매크로 셀(12) 내에 위치하는 단말 장치는, 매크로 셀 기지국(10)에 접속할 수 있다. 도 1a의 예에서는, 단말 장치(30a)를 포함하는 복수의 단말 장치가, 매크로 셀 기지국(10)에 접속되어 있다. 매크로 셀 기지국에 접속되어 있는 단말 장치를, 매크로 셀 단말기라고도 한다.
스몰 셀 기지국(20a 및 20b)는 각각, 매크로 셀(12) 내에서 제2 무선 통신 서비스를 제공하는 기지국이다. 본 명세서에 있어서, 스몰 셀은, 펨토 셀, 나노 셀, 피코 셀, 마이크로 셀 및 릴레이 셀 등을 포함하는 개념이다. 제2 무선 통신 서비스는, 예를 들어 핫스폿에 있어서 제1 무선 통신 서비스의 용량을 증강하는, 제1 무선 통신 서비스와 실질적으로 동등한 무선 통신 서비스이어도 된다. 그 대신에, 제2 무선 통신 서비스는, 제1 무선 통신 서비스와는(예를 들어, 이용 주파수대, 무선 액세스 기술 또는 제공 사업자 등의 관점에서) 상이한 무선 통신 서비스이어도 된다. 제2 무선 통신 서비스는, 제1 무선 통신 서비스를 위한 주파수 채널을 재이용함으로써 제공되어도 된다.
일 실시 형태에 있어서, 스몰 셀 기지국은, 적어도, 액티브 모드 및 스탠바이 모드라고 하는 2개의 동작 모드에서 동작 가능하다. 본 명세서에 있어서, 액티브 모드란, 스몰 셀에 단말기가 접속하기 위해서 필요해지는 여러 가지 신호를 스몰 셀 기지국이 송신하는 모드를 말한다. 스몰 셀에 단말기가 접속하기 위해서 필요해지는 신호란, 예를 들어 다운링크상의 레퍼런스 신호(비컨 신호, 파일럿 신호 또는 동기 신호라고도 함) 및 그 밖의 제어 신호를 포함할 수 있다. 액티브 모드에서는, 스몰 셀 기지국의 무선 통신 회로 및 제어 회로에 연속적으로 전력 및 클럭이 공급된다. 한편, 스탠바이 모드란, 레퍼런스 신호 등의 제어 신호가 송신되지 않는(또는 적어도 그 송신 빈도가 억제되는) 모드를 말한다. 스탠바이 모드에서는, 스몰 셀 기지국의 무선 통신 회로에는, 예를 들어 간헐적으로 전력 및 클럭이 공급되거나, 또는 전력 및 클럭이 공급되지 않는다. 스탠바이 모드의 개념은, 비액티브 모드, 아이들 모드, 슬립 모드 및 도맨트(dormant) 모드를 포함할 수 있다. 스탠바이 모드에 있어서, 무선 통신 회로의 RF(Radio Frequency)부 또는 디지털부 또는 그 양쪽 등, 어떠한 부분이 턴오프되어도 된다. 또한, 스몰 셀 기지국은, 액티브 모드 및 스탠바이 모드와는 상이한 동작 모드에서 더 동작 가능해도 된다.
도 1의 예에 있어서, 스몰 셀 기지국(20a 및 20b)은, 스탠바이 모드에서 동작하고 있다. 스몰 셀 기지국(20a)은 스몰 셀(22a)을 위한 레퍼런스 신호를 송신하지 않는다. 따라서, 스몰 셀 기지국(20a) 근방에 위치하는 단말 장치(30b)는, 스몰 셀 기지국(20a)이 아니라 매크로 셀 기지국(10)에 접속된다. 한편, 도 2의 예에 있어서는, 스몰 셀 기지국(20a 및 20b)을 포함하는 복수의 스몰 셀 기지국이, 액티브 모드에서 동작하고 있다. 스몰 셀 기지국(20a)은 스몰 셀(22a)을 위한 레퍼런스 신호를 다운링크 상에서 송신한다. 스몰 셀 기지국(20b)은 스몰 셀(22b)을 위한 레퍼런스 신호를 다운링크 상에서 송신한다. 스몰 셀 기지국(20a) 근방에 위치하는 단말 장치(30b)는 스몰 셀 기지국(20a)에 접속된다. 스몰 셀 기지국에 접속되어 있는 단말 장치를, 스몰 셀 단말기라고도 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 스몰 셀 기지국(20a 및 20b)을 서로 구별할 필요가 없는 경우에는, 부호의 말미의 알파벳을 생략함으로써, 이들을 스몰 셀 기지국(20)이라고 총칭한다. 스몰 셀(22a 및 22b)(스몰 셀(22)) 및 단말 장치(30a 및 30b)(단말 장치(30)) 등과 같이 다른 구성 요소에 대해서도 마찬가지로 한다.
스몰 셀 기지국(20)은 백홀 링크를 통하여, 매크로 셀 기지국(10)에 접속된다. 백홀 링크는, 유선 링크여도 되고, 또는 무선 링크여도 된다. 매크로 셀 기지국(10)은 코어 네트워크(5)에 접속된다. 코어 네트워크(5)는 유저 정보의 관리, 단말기의 이동성의 관리, 패킷의 전송 및 게이트웨이 등의 역할을 각각 갖는 복수의 상위 노드를 포함한다. 스몰 셀 기지국(20)도 또한, 코어 네트워크(5)에 접속되어도 된다. 또한, 스몰 셀 기지국(20)은 패킷 데이터 네트워크(PDN)(7)를 통하여 코어 네트워크(5) 및 매크로 셀 기지국(10)에 접속되어도 된다. PDN(7)은, 예를 들어 인터넷을 포함한다.
도 1의 예와 같이, 매크로 셀(12)의 내부에 존재하는 스몰 셀 기지국(20)의 대부분이 스탠바이 모드로 설정되는 경우, 그들 스몰 셀 기지국(20)으로부터 다운링크(스몰 셀 단말기와의 사이의 액세스 링크) 상에서 신호가 송신되지 않는다. 이 경우, 매크로 셀 기지국(10)과 매크로 셀 단말기 사이에서 송수신되는 원하는 신호에 대한 간섭이 저감된다. 특히, 매크로 셀(12)에 있어서 발생하는 트래픽량이 적거나, 또는 단말기 밀도가 낮은 상황 하에서는, 스몰 셀을 활용해서 트래픽을 분산시키는 것보다도, 간섭을 저감해서 용량 게인을 얻는 쪽이 유익하다. 한편, 도 2의 예와 같이 단말기 밀도가 높아지고, 많은 트래픽이 발생하는 상황 하에서는, 몇 가지의 스몰 셀을 액티브화해서 트래픽의 부하를 매크로 셀과 액티브한 스몰 셀에 분산시킴(오프로드함)으로써, 시스템 용량의 최적화를 도모할 수 있다.
그러나, 도 1 및 도 2에서는 간명함의 목적을 위해 소수의 스몰 셀밖에 나타내고 있지 않지만, 실제 환경에 있어서 매크로 셀에 배치되는 스몰 셀 기지국의 수는, 수십개 내지 수백개에 달할 수도 있다. 따라서, 스몰 셀의 동작 모드를 동적으로 제어하기 위해서 제어 엔티티와 스몰 셀 기지국 사이에서 개별의 시그널링이 빈번히 교환되게 되면, 상당한 양의 시그널링 오버헤드가 발생한다. 그래서, 본 개시에 관한 기술에서는, 복수의 스몰 셀을 스몰 셀 그룹으로 그루핑하고, 스몰 셀 그룹 단위로 동작 모드를 제어하는 제어 엔티티를 도입함으로써, 동작 모드의 동적인 제어에 수반하는 시그널링의 증대를 억제한다.
제어 엔티티는, 어떤 관리 영역에 배치되는 복수의 스몰 셀을 스몰 셀 그룹으로 그루핑한다. 그루핑의 기준은, 어떠한 기준이어도 된다. 단, 비특허문헌 1에 기재된 클러스터링 기술에 있어서 지리적으로 서로 근접해서 배치되는 1군의 스몰 셀이 1개의 스몰 셀 클러스터를 형성하는 것에 반해, 본 개시에 관한 기술에서는, 각 스몰 셀 그룹은, 관리 영역에 걸쳐 분산적으로 배치되는 복수의 스몰 셀을 포함한다. 그것에 의해, 관리 영역 내의 트래픽 상황에 따른 액티브한 스몰 셀의 비율 조정이 용이하게 된다. 스몰 셀 그룹의 구성의 몇 가지의 예에 대해서, 재차 후술한다.
어떤 예에 있어서, 관리 영역은, 매크로 셀에 상당할 수 있다. 이 경우, 제어 엔티티는, 매크로 셀마다, 어느 스몰 셀 그룹에 속하는 스몰 셀의 동작 모드를 액티브화해야 할지를 판정한다. 다른 예에 있어서, 관리 영역은, 매크로 셀의 각 섹터에 상당할 수 있다. 이 경우, 제어 엔티티는, 섹터마다, 어느 스몰 셀 그룹에 속하는 스몰 셀의 동작 모드를 액티브화해야 할지를 판정한다. 관리 영역이 보다 클수록 시그널링 오버헤드의 삭감 효과는 높아지는 한편, 관리 영역이 보다 작을수록 동작 모드의 보다 세밀한 제어가 가능하게 된다. 도 3a를 참조하면, 매크로 셀(12)은 방위각에 있어서 등분된 6개의 섹터(14a 내지 14f)를 포함한다. 관리 영역은, 매크로 셀(12)과 동일해도 되고, 또는 섹터(14a 내지 14f)의 각각과 동일해도 된다. 매크로 셀의 섹터 분할은, 3차원적으로 행하여져도 된다. 도 3b를 참조하면, 매크로 셀(12)은 앙부각에 있어서 분할된 3개의 섹터(15a 내지 15c)를 포함한다. 섹터(15a)는 지표 부근을, 섹터(15b)는 건물(9)의 저층계를, 섹터(15c)는 건물(9)의 고층계를 각각 커버한다. 관리 영역은, 섹터(15a 내지 15c)의 각각과 동일해도 된다.
제어 엔티티는, 무선 통신에 관여하는 여러 종류의 노드에 실장되어도 된다. 도 4는, 제어 엔티티의 배치의 몇 가지의 예를 나타내고 있다. 제1 예로서, 제어 엔티티(100a)는 매크로 셀 기지국(10)에 배치된다. 제2 예로서, 제어 엔티티(100b)는 스몰 셀 기지국(20)에 배치된다. 제3 예로서, 제어 엔티티(100c)는 코어 네트워크(5) 내의 노드에 배치된다. 제4 예로서, 제어 엔티티(100d)는 PDN(7) 내의 노드에 배치된다. 어떠한 케이스라도, 제어 엔티티는, 스몰 셀을 운용하는 스몰 셀 기지국의 각각과 통신하고, 스몰 셀 그룹 단위로 결정되는 동작 모드를 스몰 셀 기지국에 시그널링한다. 그러한 구조를 실현하기 위한 예시적인 실시 형태에 대해서, 다음 단락에서 상세하게 설명한다.
<2. 통신 제어 장치의 구성예>
본 단락에서는, 매크로 셀 기지국(10)에 제어 엔티티가 실장되는 것으로 한다. 그러나, 여기서의 설명은, 다른 종류의 노드에 제어 엔티티가 실장되는 케이스에도 적용 가능하다.
도 5는, 일 실시 형태에 관한 통신 제어 장치(100)의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 통신 제어 장치(100)는 상술한 제어 엔티티가 실장된 매크로 셀 기지국(10)에 상당한다. 통신 제어 장치(100)는 무선 통신부(110), 네트워크 통신부(120), 기억부(130) 및 제어부(150)를 포함한다.
[2-1. 각 부의 구성]
(1) 무선 통신부
무선 통신부(110)는 매크로 셀(12) 내에 위치하는 단말 장치(30)에, 제1 무선 통신 서비스를 제공한다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 다운링크 상에서 레퍼런스 신호를 송신한다. 그 레퍼런스 신호는, 셀 선택 또는 셀 재선택의 수속 중에서 단말 장치(30)에 의해 탐색된다. 또한, 단말 장치(30)는, 핸드 오버 판정의 기초가 되는 셀마다의 통신 품질을, 그 레퍼런스 신호에 대해서 메저먼트를 실행함으로써 도출한다. 또한, 무선 통신부(110)는 다운링크의 브로드 캐스트 채널 상에서, 시스템 정보를 송신한다. 브로드 캐스트 채널 상의 시스템 정보는, 통상 매크로 셀(12)의 운용 주파수대 및 무선 통신부(110)의 안테나수 등의 정적인 제어 정보(화이트 리스트라고도 함)를 포함한다. 동적인 제어 정보는, 공유 채널 상의 제어 정보 영역(예를 들어, SIB(System Information Block))에서 송신될 수 있다. 무선 통신부(110)는 매크로 셀 기지국(10)에 접속되는 단말 장치(30)마다, 무선 베어러를 확립한다. 무선 베어러는, 업링크 상에서 단말 장치(30)로부터 업링크 트래픽을 수신하고, 또한 다운링크 상에서 단말 장치(30)에 다운링크 트래픽을 송신한다. 업링크 및 다운링크의 데이터 레이트는, 각 단말기의 QoS(Quality of Service) 클래스에 따라서 조정될 수 있다.
(2) 네트워크 통신부
네트워크 통신부(120)는, 매크로 셀 기지국(10)과, 코어 네트워크(5) 내의 상위 노드, 다른 매크로 셀 기지국 및 스몰 셀 기지국(20) 사이의 통신을 중개한다. 일례로서, 매크로 셀 기지국(10)이 LTE 방식 또는 LTE-A 방식으로 동작하는 경우, 네트워크 통신부(120)는, 코어 네트워크(5) 내의 S-GW(Serving-Gateway) 및 MME(Mobility Management Entity)와의 사이에서, 각각 S1-U 인터페이스 및 S1-MME 인터페이스라고 불리는 통신 링크를 확립한다. 또한, 네트워크 통신부(120)는, 다른 매크로 셀 기지국과의 사이에서 X2 인터페이스라고 불리는 통신 링크를 확립한다. 또한, 네트워크 통신부(120)는, 매크로 셀(12) 내에서 동작하는 스몰 셀 기지국(20)과의 사이에서, 상술한 백홀 링크를 확립한다. 또한, 무선 통신부(110)와 스몰 셀 기지국(20) 사이의 무선 링크가, 무선 백홀 링크로서 이용되어도 된다.
(3) 기억부
기억부(130)는, 하드 디스크 또는 반도체 메모리 등의 기억 매체를 사용하여, 매크로 셀 기지국(10)의 동작을 위한 프로그램 및 데이터를 기억한다. 기억부(130)에 의해 기억되는 데이터는, 예를 들어 후술하는 스몰 셀 데이터(131) 및 동작 모드 테이블(145)을 포함할 수 있다.
(4) 제어부
제어부(150)는, CPU(Central Processing Unit) 또는 DSP(Digital Signal Processor) 등의 프로세서를 사용하여, 통신 제어 장치(100)의 동작 전반을 제어한다. 본 실시 형태에 있어서, 제어부(150)는 통신 제어부(152), 모드 판정부(154) 및 시그널링부(156)를 포함한다.
(4-1) 통신 제어부
통신 제어부(152)는 제1 무선 통신 서비스의 제공을 제어한다. 예를 들어, 통신 제어부(152)는, 무선 통신부(110)에 의해 수신되는 업링크의 데이터 트래픽을, 그 수신처에 의존하여, 네트워크 통신부(120)로부터 코어 네트워크(5) 또는 다른 매크로 셀 기지국 또는 스몰 셀 기지국(20)에 전송시킨다. 또한, 통신 제어부(152)는, 네트워크 통신부(120)에 의해 다른 노드로부터 수신되는 다운링크의 데이터 트래픽을, 무선 통신부(110)로부터 수신처의 단말 장치(30)에 송신시킨다. 또한, 통신 제어부(152)는, 단말 장치(30)에 의해 측정되는 다운링크의 통신 품질을 나타내는 리포트(예를 들어, 메저먼트 리포트 또는 CQI(Channel Quality Indicator) 리포트)를 무선 통신부(110)에 수신시킨다. 또한, 통신 제어부(152)는, 업링크의 통신 품질을, 무선 통신부(110)에 측정시킨다.
(4-2) 모드 판정부
모드 판정부(154)는, 매크로 셀(12) 내에 배치되는 복수의 스몰 셀(22) 각각의 동작 모드를 어떠한 동작 모드로 설정해야 하는지를, 스몰 셀 그룹 단위로 판정한다. 모드 판정부(154)는 동작 모드의 판정을 주기적으로 실행해도 된다. 또한, 모드 판정부(154)는 어느 하나의 노드로부터의 판정 요구의 수신, 스몰 셀의 신규 등록 또는 폐지, 또는 모니터링되는 지표의 변화 등의 이벤트의 발생을 트리거로 하여, 동작 모드의 판정을 실행해도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 스몰 셀(22)은 각각, 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 속한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표를 사용하여, 스몰 셀 그룹 단위로 동작 모드를 판정한다. 상술한 바와 같이, 동작 모드의 후보는, 적어도 액티브 모드와 스탠바이 모드를 포함한다. 전형적으로는, 모드 판정부(154)는, 더 큰 시스템 용량이 요구되는 것을 판정 지표가 나타내는 경우에, 관리 영역에 있어서의 액티브한 스몰 셀의 밀도가 보다 높아지도록, 스몰 셀 그룹마다의 동작 모드를 결정한다. 반대로, 모드 판정부(154)는, 작은 시스템 용량밖에 요구되지 않는 것을 판정 지표가 나타내는 경우에, 관리 영역에 있어서의 액티브한 스몰 셀의 밀도가 낮아지도록, 스몰 셀 그룹마다의 동작 모드를 결정한다.
일례로서, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표는, 관리 영역에 있어서 실제로 발생한 실 트래픽량을 포함해도 된다. 다른 예로서, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표는, 관리 영역에 있어서 발생할 것으로 예측되는 예측 트래픽량을 포함해도 된다. 이들 트래픽량은, 예를 들어 단위 시간당의 비트수에 의해 표현될 수 있다. 예를 들어, 모드 판정부(154)는, 관리 영역에 존재하는 단말기의 QoS 클래스에 기초하여, 트래픽량을 예측할 수 있다. 실제로 트래픽량 또는 예측 트래픽량이 보다 높은 값을 나타낼수록, 더 큰 시스템 용량을 확보할 것이 요구된다. 반대로, 실제로 트래픽량 또는 예측 트래픽량이 낮은 값을 나타내는 경우에는, 그다지 많은 스몰 셀을 액티브화시키지 않고, 관리 영역 내의 간섭을 저감하는 것이 바람직하다.
또한 다른 예로서, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표는, 관리 영역에 존재하는 단말기수를 포함해도 된다. 여기서의 단말기수는, 단말기의 총 수이어도 되고, 또는 액티브한 단말기의 수이어도 된다. 단말기수를 계측하기 위해서, 무선 통신부(110)에 있어서의 무선 베어러의 수가 집계되어도 된다. 계측된 단말기수가 보다 높은 값을 나타낼수록, 더 큰 시스템 용량을 확보하는 것이 요구된다. 반대로, 단말기수가 낮은 값을 나타내는 경우에는, 그다지 많은 스몰 셀을 액티브화시키지 않고, 관리 영역 내의 간섭을 저감하는 것이 바람직하다.
모드 판정부(154)는, 시스템 단말기 또는 트래픽의 타입에 따라, 동작 모드의 판정을 위해서 사용하는 상기 판정 지표를 전환해도 된다. 예를 들어, M2M(Machine To Machine) 통신을 행하는 MTC(Machine Type Communication) 단말기는, 비교적 소량의 트래픽을 정상적으로 발생시킨다. 따라서, 통상의 유저 단말기에 대해서는 시스템의 부하를 보다 직접적으로 좌우하는 트래픽량이 판정 지표로서 적합한 한편, MTC 단말기에 대해서는, 집계의 용이함도 고려하면, 단말기수를 판정 지표로서 사용하는 것이 유익하다고 할 수 있다. 그래서, 모드 판정부(154)는, M2M 통신 또는 MTC 단말기를 취급하는 경우에는 판정 지표로서 단말기수를 사용하고, 그 이외의 경우에는 (실 또는 예측) 트래픽량을 판정 지표로서 사용할 수 있다.
어느 실시예에 있어서, 기억부(130)는, 판정 지표의 값과 스몰 셀 그룹마다의 동작 모드를 매핑하는 동작 모드 테이블(145)을 기억한다. 그리고, 모드 판정부(154)는 계속적으로 모니터링되는 판정 지표의 값에 대응하는 데이터를 동작 모드 테이블(145)로부터 취득하고, 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 판정한다. 이러한 구성에 의하면, 복잡한 연산을 요하지 않고, 관리 영역 내의 최신의 상황에 따라서 신속히 최적인 동작 모드를 결정할 수 있다. 모드 판정부(154)는, 시간적 조건(예를 들어, 요일 또는 시간대)에 따라, 동작 모드의 판정을 위해서 사용하는 테이블을 전환해도 된다. 예를 들어, 평일과 휴일, 또는 낮과 이른 아침/심야에서는, 트래픽이 발생하는 장소의 경향은 상이하다. 그래서, 시간적 조건에 따라서 동작 모드 테이블을 전환함으로써, 유저의 동향에 스몰 셀의 동작 모드를 보다 정확하게 맞추는 것이 가능하게 된다.
다른 실시예에 있어서, 모드 판정부(154)는 판정 지표의 값에 적합한 스몰 셀 그룹마다의 동작 모드의 최적인 패턴을, 복수의 패턴을 순차 주사하면서 판정 지표와의 적합성을 검증함으로써 판정한다. 이러한 구성에 의하면, 상술한 동작 모드 테이블을 미리 기억하지 않고, 스몰 셀 그룹 단위로 동작 모드를 동적으로 제어할 수 있다.
또한, 매크로 셀 단말기 또는 스몰 셀 단말기로서 동작하는 이동 단말기가 일시적으로 기지국 기능을 실행함으로써, 스몰 셀을 동적으로 운용하는 케이스가 있다. 본 명세서에서는, 이러한 이동 단말기를 다이내믹 AP, 다이내믹 AP에 의해 운용되는 스몰 셀을 다이내믹 셀이라고 한다. 일반적으로는 다이내믹 AP의 (프로세서, 메모리 및 배터리 등의)성능은 고정형의 기지국보다도 떨어진다. 그래서, 모드 판정부(154)는, 다이내믹 셀이 속하지 않는 제1 스몰 셀 그룹의 동작 모드를, 다이내믹 셀이 속하는 제2 스몰 셀 그룹보다도 우선적으로, 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정해도 된다. 예를 들어, 다이내믹 AP만을 포함하는(따라서, 고도의 부하 분산이 요구되는 경우만 액티브화될 수 있는) 특수한 스몰 셀 그룹이 정의되어도 된다.
(4-3) 시그널링부
시그널링부(156)는, 통신 제어 장치(100)와 각 스몰 셀 기지국(20) 사이에서 확립되는 백홀 링크를 통하여, 스몰 셀의 동작 모드의 제어를 위한 시그널링을 실행한다. 예를 들어, 시그널링부(156)는, 각 스몰 셀의 초기 등록 시에, 스몰 셀 그룹의 할당을 나타내는 할당 메시지를, 그 스몰 셀을 운용하는 스몰 셀 기지국(20)에 시그널링한다. 또한, 시그널링부(156)는, 모드 판정부(154)에 의해 판정되는, 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 각 스몰 셀 기지국(20)에 시그널링한다. 그 제어 메시지는, 전형적으로는, 백홀 링크 상에서 복수의 스몰 셀 기지국(20)에 브로드 캐스트되거나 또는 멀티 캐스트된다.
어느 실시예에 있어서, 상기 제어 메시지는, 스몰 셀 그룹마다 판정된 동작 모드를 나타내는 플래그의 세트를 포함해도 된다. 예를 들어, 동작 모드의 후보가 2개(액티브 모드 및 스탠바이 모드)이며, 스몰 셀 그룹의 총 수가 M개라고 하자. 이 경우, M 비트의 비트 열만으로, 모든 스몰 셀에 대해서 판정된 동작 모드를 특정할 수 있다. 그 대신에, 상기 제어 메시지는, 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정된 스몰 셀 그룹의 식별 정보를 포함해도 된다. 제어 메시지의 포맷의 몇 가지의 예에 대해서, 재차 후술한다.
[2-2. 스몰 셀 그룹의 구성]
(1) 제1 구성예
도 6은, 스몰 셀 그룹의 제1 구성예에 대해서 설명하기 위한 설명도이다. 도 6을 참조하면, 매크로 셀(12)이 커버하는 지리적 영역이, 격자 형상의 복수의 세그먼트로 분할되어 있다. 그리고, 경도(가로) 방향 및 위도(세로) 방향에 있어서 1개 간격으로 선택되는 세그먼트에 위치하는 스몰 셀 기지국(SBS)(20)에 의해 운용되는 스몰 셀이, 1개의 스몰 셀 그룹을 형성한다.
여기서는, 설명의 편의상, 각 세그먼트를, 경도 방향의 인덱스 m 및 위도 방향의 인덱스 n을 사용하여, 세그먼트 SG[m, n]라고 표현한다. 예를 들어, 스몰 셀 그룹 G11은, 세그먼트 SG[2i, 2j](i, j는 임의의 자연수)에 위치하는, 중공(中空) 위 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 스몰 셀 그룹 G12는, 세그먼트 SG[2i-1, 2j-1]에 위치하는, 중공 아래 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 스몰 셀 그룹 G13은, 세그먼트 SG[2i-1, 2j]에 위치하는, 중실(中實) 아래 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 스몰 셀 그룹 G14는, 세그먼트 SG[2i, 2j-1]에 위치하는, 중실 위 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 즉, 이들 스몰 셀 그룹 G11, G12, G13 및 G14의 각각은, 매크로 셀(12)에 걸쳐 분산적으로 배치되는 복수의 스몰 셀을 포함한다.
또한, 여기서는, 설명의 간명함을 위해서 스몰 셀이 균일하게 분산되어 있는 예를 나타내고 있다. 그러나, 실제로는, 스몰 셀이 존재하지 않는 세그먼트가 있어도 된다. 또한, 세그먼트마다의 스몰 셀의 수(밀도)는 상이해도 되고, 예를 들어 트래픽이 집중되는 것이 통계적으로 기지인 세그먼트에, 보다 많은 스몰 셀이 배치되어도 된다. 또한, 세그먼트의 형상 및 사이즈도, 균일하지 않아도 된다.
도 7a 및 도 7b는, 도 6에 나타낸 제1 구성예에 있어서의 스몰 셀 그룹 단위의 스몰 셀의 액티브화에 대해서 설명하기 위한 설명도이다. 제1 구성예에 있어서, 각 스몰 셀은, 단일의 스몰 셀 그룹(즉, 스몰 셀 그룹 G11, G12, G13 및 G14 중 1개)에 속한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 더 큰 시스템 용량 요건을 판정 지표가 나타내는 경우에, 보다 많은 스몰 셀 그룹의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정한다. 예를 들어, 매크로 셀(12)에 있어서, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표가 가장 낮은 값을 나타내는 경우, 스몰 셀 그룹 G11, G12, G13 및 G14 모두에 대해서, 동작 모드는 스탠바이 모드로 설정된다. 판정 지표가 어느 정도 상승하면, 도 7a에 있어서 해칭된 세그먼트로 나타낸 바와 같이, 모드 판정부(154)는 스몰 셀 그룹 G11을 액티브화한다. 판정 지표가 더 상승하면, 도 7b에 있어서 해칭된 세그먼트로 나타낸 바와 같이, 모드 판정부(154)는 스몰 셀 그룹 G12를 추가적으로 액티브화한다. 판정 지표가 더 상승을 계속하면, 모드 판정부(154)는 스몰 셀 그룹 G13, G14를 순차 추가적으로 액티브화할 수 있다.
(2) 제2 구성예
도 8은, 스몰 셀 그룹의 제2 구성예에 대해서 설명하기 위한 설명도이다. 제2 구성예에서는, 각 스몰 셀은 1개 이상의 스몰 셀 그룹에 속하고, 복수의 스몰 셀 그룹이 상이한 수의 스몰 셀을 포함한다. 예를 들어, 스몰 셀 그룹 G21은, 세그먼트 SG[2i, 2j](i, j는 임의의 자연수)에 위치하는, 중공 위 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 스몰 셀 그룹 G22는, 스몰 셀 그룹 G21에 포함되는 스몰 셀 외에, 세그먼트 SG[2i-1, 2j-1]에 위치하는, 중공 아래 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 스몰 셀 그룹 G23은, 스몰 셀 그룹 G22에 포함되는 스몰 셀 외에, 세그먼트 SG[2i-1, 2j]에 위치하는, 중실 아래 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 스몰 셀 그룹 G24는, 스몰 셀 그룹 G23에 포함되는 스몰 셀 외에, 세그먼트 SG[2i, 2j-1]에 위치하는, 중실 위 방향 삼각으로 그려진 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 제2 구성예에 있어서도, 스몰 셀 그룹 G21, G22, G23 및 G24의 각각은, 매크로 셀(12)에 걸쳐 분산적으로 배치되는 복수의 스몰 셀을 포함한다. 또한, 제1 구성예와 마찬가지로, 실제로는, 스몰 셀이 존재하지 않는 세그먼트가 있어도 된다. 또한, 세그먼트마다의 스몰 셀의 수(밀도)는 상이해도 된다.
도 9a 및 도 9b는, 도 8에 나타낸 제2 구성예에 있어서의 스몰 셀 그룹 단위의 스몰 셀의 액티브화에 대해서 설명하기 위한 설명도이다. 제2 구성예에 있어서, 모드 판정부(154)는 더 큰 시스템 용량 요건을 판정 지표가 나타내는 경우에, 보다 많은 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 그룹의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정한다. 예를 들어, 매크로 셀(12)에 있어서, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표가 가장 낮은 값을 나타내는 경우, 스몰 셀 그룹 G21, G22, G23 및 G24 모두에 대해서, 동작 모드는 스탠바이 모드로 설정된다. 판정 지표가 어느 정도 상승하면, 도 9a에 있어서 해칭된 세그먼트로 나타낸 바와 같이, 모드 판정부(154)는 스몰 셀 그룹 G21을 액티브화한다. 판정 지표가 더 상승하면, 도 9b에 있어서 해칭된 세그먼트로 나타낸 바와 같이, 모드 판정부(154)는 스몰 셀 그룹 G21 대신 스몰 셀 그룹 G22를 액티브화한다. 판정 지표가 더 상승을 계속하면, 모드 판정부(154)는 스몰 셀 그룹 G22 대신 스몰 셀 그룹 G23을, 또한 스몰 셀 그룹 G23 대신 G24를 순차 액티브화할 수 있다.
(3) 섹터마다의 동작 모드의 제어
상술한 스몰 셀 그룹의 제1 구성예 및 제2 구성예에서는, 매크로 셀(12)이 관리 영역에 상당할 수 있다. 한편, 도 10에는, 매크로 셀(12)의 각 섹터가 관리 영역에 상당하는 예가 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 매크로 셀(12)은, 6개의 섹터(14a 내지 14f)로 분할되어 있다. 모드 판정부(154)는, 이들 섹터(14a 내지 14f)에 대해서 따로따로, 스몰 셀 그룹 단위로 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 액티브한 스몰 셀의 비율은, 섹터(14a)에 대해서는 75%, 섹터(14b)에 대해서는 0%, 섹터(14c)에 대해서는 50%, 섹터(14d)에 대해서는 0%, 섹터(14e)에 대해서는 0%, 섹터(14f)에 대해서는 25%이다.
[2-3. 제어 메시지]
(1) 제1 예
도 11a는, 스몰 셀 그룹의 제1 구성예에 대응하는 제어 메시지의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 11a를 참조하면, 제어 메시지(161a)는 메세지 타입 필드(162) 및 동작 모드 필드(164)를 포함한다. 메세지 타입 필드(162)는, 제어 메시지(161a)가 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 특정하기 위한 메시지인 것을 의미하는 코드 “T1”을 나타낸다. 동작 모드 필드(164)는, 여기서는 각각 1비트의 길이를 갖는 4개의 플래그를 포함한다. 동작 모드 필드(164)의 1번째의 비트는, 스몰 셀 그룹 G11이 액티브화되어야 하는지를 의미하는 플래그이다. 이 1번째의 플래그가 “1”이면 스몰 셀 그룹 G11은 액티브화되고, 그 플래그가 “0”이면 스몰 셀 그룹 G11은 비액티브화된다. 동작 모드 필드(164)의 2번째의 비트는, 스몰 셀 그룹 G12가 액티브화되어야 하는지를 의미하는 플래그이다. 이 2번째의 플래그가 “1”이면 스몰 셀 그룹 G12는 액티브화되고, 그 플래그가 “0”이면 스몰 셀 그룹 G12는 비액티브화된다. 동작 모드 필드(164)의 3번째의 비트는, 스몰 셀 그룹 G13이 액티브화되어야 하는지를 의미하는 플래그이다. 이 3번째의 클래그가 1이면 스몰 셀 그룹 G13은 액티브화되고, 그 플래그가 “0”이면 스몰 셀 그룹 G13은 비액티브화된다. 동작 모드 필드(164)의 4번째의 비트는, 스몰 셀 그룹 G14가 액티브화되어야 하는지를 의미하는 플래그이다. 이 4번째의 플래그가 “1”이면 스몰 셀 그룹 G14는 액티브화되고, 그 플래그가 “0”이면 스몰 셀 그룹 G14는 비액티브화된다. 도 11a의 예에서는, 동작 모드 필드(164)의 비트 열은 “1100”이기 때문에, 스몰 셀 그룹 G11 및 G12에 속하는 스몰 셀의 동작 모드는 액티브 모드로, 스몰 셀 그룹 G13 및 G14에 속하는 스몰 셀의 동작 모드는 스탠바이 모드로 설정될 수 있다.
이러한 제어 메시지의 포맷에 의하면, 도 6을 사용해서 설명한 매크로 셀(12) 내에서 동작하는 다수의 스몰 셀 기지국(20)의 동작 모드를, 4비트만의 비트 열을 시그널링(예를 들어, 관리 영역 내에 브로드 캐스트)하는 것만으로, 동적으로 제어할 수 있다.
(2) 제2 예
도 11b는, 스몰 셀 그룹의 제2 구성예에 대응하는 제어 메시지의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 11b를 참조하면, 제어 메시지(161b)는 메세지 타입 필드(162) 및 액티브 그룹 필드(166)를 포함한다. 액티브 그룹 필드(166)는, 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정된 스몰 셀 그룹의 식별 정보를 나타낸다. 도 11b의 예에서는, 액티브 그룹 필드(166)는, 스몰 셀 그룹 G22의 그룹 ID만을 포함하고 있다. 그로 인해, 스몰 셀 그룹 G22에 속하는 스몰 셀의 동작 모드는 액티브 모드로, 스몰 셀 그룹 G22에 속하지 않는 스몰 셀의 동작 모드는 스탠바이 모드로 설정될 수 있다.
이러한 제어 메시지의 포맷에 의하면, 도 8을 사용해서 설명한 매크로 셀(12) 내에서 동작하는 다수의 스몰 셀 기지국(20)의 동작 모드를, 1개의(또는 소수의) 스몰 셀 그룹의 식별 정보를 시그널링(예를 들어, 관리 영역 내에 브로드 캐스트)하는 것만으로, 동적으로 제어할 수 있다.
도 11a 및 도 11b에 예시한 제어 메시지는, 새롭게 도입되는 메시지로서 정의되어도 된다. 그 대신에, 이들 제어 메시지는, 예를 들어 DTX(Discontinuous Transmission)/DRX(Discontinuous Reception) 제어용 멀티캐스트 메시지 등의 기존의 메시지를 유용하는 형식으로 정의되어도 된다.
[2-4. 데이터 구성]
(1) 스몰 셀 데이터
도 12는, 기억부(130)에 의해 기억될 수 있는 스몰 셀 데이터(131)의 구성의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 12를 참조하면, 스몰 셀 데이터(131)는 셀 ID(132), 셀 반경(133), 기지국(BS) 위치(134), 최대 수용 단말기수(135), BS 타입(136), 이용 가능 채널(137), 운용 채널(138), 수용 단말기수(139), 대역 사용률(140) 및 그룹 ID(141)라는 10개의 데이터 항목을 포함한다.
셀 ID(132)는, 각 스몰 셀(또는 스몰 셀 기지국)을 일의적으로 식별하기 위한 식별자이다. 셀 반경(133) 및 BS 위치(134)는, 각 스몰 셀의 커버리지를 특정하는 정보이다. 셀 반경(133)은 각 스몰 셀의 커버리지 반경을 나타낸다. 셀 반경은, 각 스몰 셀 기지국의 최대 송신 전력, 안테나 게인 및 안테나 높이 등의 파라미터로부터 계산되어도 된다. BS 위치(134)는, 각 스몰 셀 기지국의 지리적 위치(위도, 경도 및 고도)를 나타낸다. 최대 수용 단말기수(135)는, 각 스몰 셀 기지국이 수용 가능한 단말기수의 최댓값을 나타낸다. BS 타입(136)은, 각 스몰 셀 기지국이 고정형의 기지국인지 또는 이동형의 기지국(즉, 다이내믹 AP)인지를 나타낸다. 이용 가능 채널(137)은, 각 스몰 셀에 할당된, 또는 각 스몰 셀 기지국에 의해 서포트되는, 이용 가능한 채널의 리스트를 나타낸다. 각 채널은, 예를 들어 IMT(International Mobile Telecommunication)의 밴드 번호를 사용해서 식별될 수 있다. 운용 채널(138)은, 이용 가능한 채널 중, 각 스몰 셀의 운용을 위해서 실제로 사용되고 있는 채널의 리스트를 나타낸다. 수용 단말기수(139)는, 각 스몰 셀에 그 시점에서 접속되어 있는 단말기의 수를 나타낸다. 대역 사용률(140)은, 각 스몰 셀의 대역에 차지하는 실측되는 트래픽의 비율을 나타낸다. 그룹 ID(141)는, 각 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹을 식별하는 식별자(또는 그 리스트)를 나타낸다.
이들 데이터 항목 중, 셀 반경(133) 및 BS 위치(134)는, 각 스몰 셀의 운용이 개시될 때 등록되고, 스몰 셀 기지국의 이동 또는 구성의 변경시마다 갱신될 수 있다. 최대 수용 단말기수(135) 및 BS 타입(136)은, 각 스몰 셀의 운용이 개시될 때 등록될 수 있다. 이용 가능 채널(137)은, 각 스몰 셀의 운용이 개시될 때 할당되고, 시그널링부(156)로부터 각 스몰 셀 기지국에 시그널링될 수 있다. 운용 채널(138)은, 시그널링된 이용 가능 채널로부터 각 스몰 셀 기지국에 의해 선택되고, 통신 제어 장치(100)에 보고될 수 있다. 수용 단말기수(139) 및 대역 사용률(140)은, 각 스몰 셀이 액티브 모드에서 운용되고 있는 사이, 모드 판정부(154)에 의해 모니터링되고, 수시로 갱신될 수 있다. 그룹 ID(141)는, 각 스몰 셀의 운용이 개시될 때 모드 판정부(154)에 의해 각 스몰 셀에 할당되고, 시그널링부(156)로부터 각 스몰 셀 기지국에 시그널링될 수 있다. 각 스몰 셀에의 스몰 셀 그룹의 할당은, 관리 영역 내의 통신 상황의 변화에 의존해서 갱신되어도 된다.
도 12에 도시한 스몰 셀 데이터(131)는, 어느 1개의 관리 영역 내의 스몰 셀에 관련지어지는 레코드만을 포함한다. 그러나, 이러한 예에 한정되지 않고, 스몰 셀 데이터(131)는, 복수의 관리 영역(예를 들어, 복수의 섹터 또는 복수의 매크로 셀)에 걸쳐 존재하는 다수의 스몰 셀에 관련지어지는 레코드를 포함해도 된다.
(2) 동작 모드 테이블
도 13은, 기억부(130)에 의해 기억될 수 있는 동작 모드 테이블(145)의 구성의 일례를 도시하는 설명도이다. 동작 모드 테이블(145)은, 패턴 ID(146), 용량 레인지(147), 단말기수 레인지(148) 및 동작 모드 패턴(149)이라는 4개의 데이터 항목을 포함한다.
패턴 ID(146)는, 동작 모드 테이블(145)의 각 레코드를 일의적으로 식별하기 위한 식별자이다. 용량 레인지(147)는, 각 레코드에 관련지어지는, 관리 영역의 시스템 용량의 레인지를 나타낸다. 여기서의 시스템 용량은, 예를 들어 단위 시간당 처리 가능한 비트수(즉, 스루풋)에 의해 표현될 수 있다. 단말기수 레인지(148)는, 각 레코드에 관련지어지는, 관리 영역에 있어서 매크로 셀 및 스몰 셀에 수용되는 합계 단말기수의 레인지를 나타낸다. 동작 모드 패턴(149)은, 스몰 셀 그룹마다의 동작 모드의 설정 패턴을 나타낸다. 용량 레인지(147) 및 단말기수 레인지(148)는, 각 스몰 셀 그룹에의 스몰 셀의 할당에 변경이 있는 경우에는 갱신될 수 있다.
도 13의 예에 있어서, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표로서(실측되거나 또는 예측되는) 트래픽량이 사용되고, 최신의 트래픽량 Ccurrent가 C0보다도 작은 것으로 한다. 이 경우, 모드 판정부(154)는, 최신의 트래픽량 Ccurrent에 적합한 용량 레인지(147)를 갖는 패턴 ID=“PT0”의 레코드를 참조한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 그 레코드의 동작 모드 패턴(149)의 내용에 기초하여, 스몰 셀 그룹 G11, G12, G13 및 G14의 모든 동작 모드를 스탠바이 모드로 설정해야 한다고 결정할 수 있다. 최신의 트래픽량 Ccurrent가 C0보다도 크고 C1보다도 작은 경우, 모드 판정부(154)는, 최신의 트래픽량 Ccurrent에 적합한 용량 레인지(147)를 갖는 패턴 ID=“PT1”의 레코드를 참조한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 그 레코드의 동작 모드 패턴(149)의 내용에 기초하여, 스몰 셀 그룹 G11만을 액티브화할 수 있다. 최신의 트래픽량 Ccurrent가 C1보다도 크고 C2보다도 작은 경우, 모드 판정부(154)는 최신의 트래픽량 Ccurrent에 적합한 용량 레인지(147)를 갖는 패턴 ID=“PT2”의 레코드를 참조한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 그 레코드의 동작 모드 패턴(149)의 내용에 기초하여, 스몰 셀 그룹 G11 및 G12를 액티브화할 수 있다.
도 13의 예에 있어서, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표로서 수용 단말기수가 사용되고, 최신의 수용 단말기수 NCurrent가 N0보다도 작은 것으로 한다. 이 경우, 모드 판정부(154)는 최신의 수용 단말기수 NCurrent에 적합한 용량 레인지(147)를 갖는 패턴 ID=“PT0”의 레코드를 참조한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 그 레코드의 동작 모드 패턴(149)의 내용에 기초하여, 스몰 셀 그룹 G11, G12, G13 및 G14의 모든 동작 모드를 스탠바이 모드로 설정해야 한다고 결정할 수 있다. 최신의 수용 단말기수 NCurrent가 N0보다도 크고 N1보다도 작은 경우, 모드 판정부(154)는, 최신의 수용 단말기수 NCurrent에 적합한 용량 레인지(147)를 갖는 패턴 ID=“PT1”의 레코드를 참조한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 그 레코드의 동작 모드 패턴(149)의 내용에 기초하여, 스몰 셀 그룹 G11만을 액티브화할 수 있다. 최신의 수용 단말기수 NCurrent가 N1보다도 크고 N2보다도 작은 경우, 모드 판정부(154)는 최신의 수용 단말기수 NCurrent에 적합한 용량 레인지(147)를 갖는 패턴 ID=“PT2”의 레코드를 참조한다. 그리고, 모드 판정부(154)는, 그 레코드의 동작 모드 패턴(149)의 내용에 기초하여, 스몰 셀 그룹 G11 및 G12를 액티브화할 수 있다.
또한, 스몰 셀 그룹마다 기대되는 용량 또는 수용 단말기수가 동적으로 계산되는 경우에는, 기억부(130)는 도 13에 예시한 바와 같은 동작 모드 테이블(145)을 기억하지 않아도 된다. 또한, 용량 레인지(147) 및 단말기수 레인지(148)의 한쪽은 생략되어도 된다.
(3) 용량의 계산
관리 영역에 있어의 시스템 용량은, 그 관리 영역에 있어서의 매크로 셀(또는 그 섹터)의 용량과, 그 관리 영역에 있어서 액티브 모드에서 동작하는 제로 또는 1개 이상의 스몰 셀의 용량과의 합계에 상당한다. 일례로서, 각 셀의 용량은, 다음과 같이 계산될 수 있다. 또한, 여기서는, 각 셀이 LTE 방식에 따라서 운용되는 것으로 한다.
먼저, 관리 영역 내의, k번째의 스몰 셀 그룹에 속하는 x번째의 스몰 셀 SCk,x에 의해 사용되는 l번째의 주파수 채널의, 주파수 방향의 리소스 블록수를 NRB(k,x,l)라 한다. NRB(k,x,l)는 주파수 채널의 대역폭으로부터 도출 가능하며, 예를 들어 20㎒의 대역폭을 갖는 IMT 밴드의 주파수 방향의 리소스 블록수는 100개이다. 또한, 1개의 리소스 블록당의 부호화 비트수를 NCB _ RB라 하면, 스몰 셀 SCk,x의 l번째의 주파수 채널 상에서 처리 가능한 1초당의 부호화 비트수 MCB(k,x,l)는, 다음 식과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pct00001
또한, 상기 식에 있어서, Mod는, 변조 차수를 나타낸다. NSymbol은, 1리소스 블록당의 변조 심볼수를 나타내고, 시간 방향의 심볼수(6개 또는 7개)와 서브 캐리어수(12개)의 곱과 동일하다. NRef, NCtrl 및 NSync는, 1리소스 블록당의 레퍼런스 신호, 제어 신호 및 동기 신호의 수를 각각 나타낸다. 함수 F는, 전형적으로는, 1리소스 블록당의 변조 심볼수와 변조 차수로부터 계산되는 모든 비트로부터 제어용 비트를 뺀 수를 유도한다. 스몰 셀 SCk,x의 l번째의 주파수 채널 상에서 처리 가능한 1초당의 데이터 비트수 MDB(k,x,l)은 부호화 레이트 Rcode를 산입함으로써, 다음 식과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pct00002
식(2)에 있어서, MTail은, 부호화 시에 부가되는 테일 비트의 수를 나타낸다. 스몰 셀 SCk,x에 의해 처리 가능한 1초당의 데이터 비트수 MDB(k,x)는, 예를 들어 다음 식과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pct00003
식(3)에 있어서, 파라미터α는 조정 마진, 파라미터β는 MIMO 스트림수를 나타낸다. 이 MDB(k,x)가, 각 스몰 셀에 대해서 기대되는 용량에 상당할 수 있다. 관리 영역에 있어서의 시스템 용량(스루풋)은, 상기 용량을 집계함으로써, 다음 식과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 4]
Figure pct00004
식(4)에 있어서, MDB _Macro는, 매크로 셀(또는 섹터)의 기대 용량이다.
[2-5. 처리의 흐름]
(1) 제어 시퀀스
도 14는, 일 실시 형태에 관한 통신 제어 처리의 흐름의 일례를 도시하는 시퀀스도이다. 도 14에 도시한 시퀀스에는, 매크로 셀 기지국(10)에 상당하는 통신 제어 장치(100), 스몰 셀 기지국(20a 및 20b), 단말 장치(30a 및 30b), 및 코어 네트워크 노드(50)가 관여한다.
이 시퀀스의 첫머리에 있어서, 스몰 셀 기지국(20a)은 스탠바이 모드에서, 스몰 셀 기지국(20b)은 액티브 모드에서 각각 동작하고 있다. 단말 장치(30a)는 매크로 셀 기지국(10)에, 단말 장치(30b)는 스몰 셀 기지국(20b)에 각각 접속되어 있다. 예를 들어, 코어 네트워크 노드(50)는 단말 장치(30a) 앞으로의 다운링크 트래픽을, 매크로 셀 기지국(10)에 송신한다(스텝 S10). 매크로 셀 기지국(10)은 그 다운링크 트래픽을, 단말 장치(30a)에 전송한다(스텝 S12). 또한, 예를 들어 단말 장치(30b)는, 업링크 트래픽을 스몰 셀 기지국(20b)에 송신한다(스텝 S14). 스몰 셀 기지국(20b)은 그 업링크 트래픽을 매크로 셀 기지국(10)에 전송하고(스텝 S16), 매크로 셀 기지국(10)은 그 업링크 트래픽을 코어 네트워크 노드(50)에 더 전송한다(스텝 S18).
통신 제어 장치(100)의 모드 판정부(154)는 이러한 단말기의 접속 상황 및 통신 상황을 계속적으로 모니터링한다(스텝 S20). 그리고, 모드 판정부(154)는 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표를 사용하여, 동작 모드 판정 처리를 실행한다(스텝 S30). 여기서의 동작 모드 판정 처리에 의해, 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드가 결정된다. 또한, 동작 모드 판정 처리의 상세한 흐름의 몇 가지의 예에 대해서, 나중에 설명한다.
스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드가 결정되면, 시그널링부(156)는 판정된 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 백홀 링크 상에서 스몰 셀 기지국(20a 및 20b)에 시그널링한다(스텝 S40). 또한, 시그널링부(156)는 MME 등의 코어 네트워크 노드(50)에, 동작 모드의 판정 결과를 리포트해도 된다(스텝 S45).
여기서는, 일례로서, 스몰 셀 기지국(20a)이 속하는 스몰 셀 그룹이 액티브화되어야 함(및, 스몰 셀 기지국(20b)이 속하는 스몰 셀 그룹의 액티브 모드가 유지되어야 함)을 제어 메시지가 나타내고 있었다고 하자. 스몰 셀 기지국(20a)은, 통신 제어 장치(100)로부터 수신된 그 제어 메시지에 따라, 스몰 셀 기지국(20a)에 의해 운용되는 스몰 셀을 액티브화한다(스텝 S50).
스몰 셀 기지국(20a)에 의해 운용되는 스몰 셀이 액티브화되면, 스몰 셀 기지국(20a) 근방에 위치하는 단말 장치(30a)는, 스몰 셀 기지국(20a)으로부터 송신되는 레퍼런스 신호를 수신하는 것이 가능하게 된다(스텝 S55). 단말 장치(30a)는 예를 들어 서빙 기지국인 매크로 셀 기지국(10)으로부터의 지시 또는 주기적인 타이밍에 따라서 메저먼트를 실행하고, 서빙 셀 및 인접 셀에 대해서 레퍼런스 신호의 품질을 측정한다(스텝 S60). 여기서의 인접 셀은, 스몰 셀 기지국(20a)에 의해 운용되는 스몰 셀을 포함한다. 또한, 단말 장치(30a)가 스탠바이 중이었던 경우에는, 메저먼트 대신 셀 서치가 실행될 수 있다.
이어서, 단말 장치(30a)는, 메저먼트의 결과로서의 품질 지표의 리스트를 포함하는 메저먼트 리포트를, 매크로 셀 기지국(10)에 송신한다(스텝 S65). 여기서는, 송신된 메저먼트 리포트 중에서, 스몰 셀 기지국(20a)에 의해 운용되는 스몰 셀이 가장 양호한 품질을 나타내고 있었던 것으로 한다. 이 경우, 메저먼트 리포트를 트리거로 해서, 매크로 셀 기지국(10)을 소스 기지국, 스몰 셀 기지국(20a)을 타깃 기지국으로 하는 핸드 오버 수속이 실행된다(스텝 S70). 그리고, 단말 장치(30a)는, 예를 들어 랜덤 액세스 신호를 송신함으로써, 액티브화된 스몰 셀 기지국(20a)의 스몰 셀에의 접속을 시행한다(스텝 S80).
(2) 동작 모드 판정 처리-제1 예
도 15a는, 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제1 예를 도시하는 흐름도이다. 제1 예에 있어서, 모드 판정부(154)는, 관리 영역에 있어서 실제로 발생한 실 트래픽량을 판정 지표로서 사용하고, 기억부(130)에 의해 기억되는 동작 모드 테이블(145)을 참조한다.
도 15a를 참조하면, 먼저, 모드 판정부(154)는 관리 영역에 있어서 어느 시간 윈도우 내에서 실제로 발생한 총 트래픽량 TR을 취득한다(스텝 S110). 이어서, 모드 판정부(154)는, 동작 모드 테이블(145)에 있어서, 총 트래픽량 TR이 속하는 용량 레인지를 갖는 레코드의 동작 모드 패턴을 참조하여, 대응하는 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 취득한다(스텝 S115). 또한, 동작 모드 패턴이 상이한 복수의 동작 모드 테이블(145)이 준비되는 경우에는, 모드 판정부(154)는, 예를 들어 시간적 조건에 따라, 여기서 참조해야 할 동작 모드 테이블을 전환해도 된다(동작 모드 판정 처리의 다른 예에 있어서도 마찬가지임).
이어서, 모드 판정부(154)는 개별의 스몰 셀 기지국의 스테이터스(예를 들어, 정상 동작 중/고장중, 배터리 잔량 약간, 등)에 의존하여, 동작 모드를 조정한다(스텝 S130). 예를 들어, 몇 가지의 스몰 셀 기지국이 동작 불가능이며 시스템 용량이 부족할 것이 예측되는 경우에는, 1개 이상의 스몰 셀 그룹이 추가적으로 액티브화되어도 된다. 배터리 구동형 스몰 셀 기지국의 배터리 잔량이 역치를 하회할 경우에는, 그 스몰 셀 기지국은, 충전에 의해 배터리 잔량이 역치를 상회할 때까지, 스몰 셀 그룹으로부터(또는 용량의 계산으로부터) 제외되어도 된다. 또한, 여기서의 동작 모드의 조정은, 생략되어도 된다.
이어서, 시그널링부(156)는, 모드 판정부(154)에 의해 판정되거나 또는 조정된 동작 모드가, 전회 시그널링한 동작 모드로부터의 갱신을 포함하는지를 판정한다(스텝 S135). 여기서, 어떠한 스몰 셀 그룹의 동작 모드도 갱신되지 않는 경우에는, 그 후의 처리는 스킵된다. 동작 모드의 갱신이 있는 경우에는, 시그널링부(156)는 스몰 셀 그룹 단위의 최신 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 생성한다(스텝 S140). 그리고, 시그널링부(156)는, 생성한 제어 메시지를, 관리 영역 내의 1개 이상의 스몰 셀 기지국(20)에 브로드 캐스트(또는 멀티 캐스트)한다(스텝 S145).
(3) 동작 모드 판정 처리-제2 예
도 15b는, 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제2 예를 도시하는 흐름도이다. 제2 예에 있어서, 모드 판정부(154)는, 관리 영역에 있어서 발생할 것으로 예측되는 예측 트래픽량을 판정 지표로서 사용하고, 기억부(130)에 의해 기억되는 동작 모드 테이블(145)을 참조한다.
도 15b를 참조하면, 먼저, 모드 판정부(154)는, 관리 영역에 존재하는 단말기의 QoS 클래스에 기초하여, 예측 트래픽량 ET를 집계한다(스텝 S111). 일례로서, QoS 클래스는, 다음 4종류의 클래스를 포함한다:
- “Conversational”클래스: 음성 통화, VoIP, 비디오 회의 등
- “Streaming”클래스: 리얼타임 영상 배신 등
- “Interactive”클래스: 웹 액세스, 데이터베이스 검색 등
- “Background”클래스: 전자 메일, SMS 등
이들 4종류의 QoS 클래스는 각각 상이한 용량 요건을 갖고, QoS 클래스(또는 트래픽클래스)마다 상이한 속성이 정의되어 있다. 여기서의 속성은, 예를 들어 최대 비트 레이트, 델리버리 순서(delivery order), 비트에러 레이트, 보증(guaranteed) 비트 레이트, 전송 지연 및 트래픽 처리 프라이어리티 등을 포함한다. 따라서, 모드 판정부(154)는, 각 단말기의 QoS 클래스와 클래스마다의 이들 속성 정보를 사용하여, 예측 트래픽량 ET를 집계할 수 있다. 예를 들어, 예측 트래픽량 ET로서, 우선도가 높은 “Conversational”클래스 또는 “Streaming”클래스에 속하는 단말기의 보증 비트 레이트의 총합이 계산되어도 된다. 그 대신에, 예측 트래픽량 ET로서, 모든 클래스의 단말기의 최대 비트 레이트의 총합이 계산되어도 된다.
이어서, 모드 판정부(154)는, 동작 모드 테이블(145)에 있어서, 예측 트래픽량 ET가 속하는 용량 레인지를 갖는 레코드의 동작 모드 패턴을 참조하여, 대응하는 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 취득한다(스텝 S116).
이어서, 모드 판정부(154)는, 개별의 스몰 셀 기지국의 스테이터스에 의존하여, 동작 모드를 조정한다(스텝 S130). 또한, 여기서의 동작 모드의 조정은, 생략되어도 된다.
이어서, 시그널링부(156)는, 모드 판정부(154)에 의해 판정되거나 또는 조정된 동작 모드가, 전회 시그널링한 동작 모드로부터의 갱신을 포함하는지를 판정한다(스텝 S135). 동작 모드의 갱신이 있는 경우에는, 시그널링부(156)는 스몰 셀 그룹 단위의 최신 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 생성한다(스텝 S140). 그리고, 시그널링부(156)는, 생성한 제어 메시지를, 관리 영역 내의 1개 이상의 스몰 셀 기지국(20)에 브로드 캐스트(또는 멀티 캐스트)한다(스텝 S145).
(4) 동작 모드 판정 처리-제3 예
도 15c는, 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제3 예를 도시하는 흐름도이다. 제3 예에 있어서, 모드 판정부(154)는 관리 영역에 존재하는 단말기수를 판정 지표로서 사용하고, 기억부(130)에 의해 기억되는 동작 모드 테이블(145)을 참조한다.
도 15c를 참조하면, 먼저, 모드 판정부(154)는 관리 영역에 존재하는 단말기의 총 수 NUE를 집계한다(스텝 S112). 이어서, 모드 판정부(154)는, 동작 모드 테이블(145)에 있어서, 단말기 총 수 NUE가 속하는 단말기수 레인지를 갖는 레코드의 동작 모드 패턴을 참조하여, 대응하는 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 취득한다(스텝 S117).
이어서, 모드 판정부(154)는, 개별의 스몰 셀 기지국의 스테이터스에 의존하여, 동작 모드를 조정한다(스텝 S130). 또한, 여기서의 동작 모드의 조정은, 생략되어도 된다.
이어서, 시그널링부(156)는, 모드 판정부(154)에 의해 판정되거나 또는 조정된 동작 모드가, 전회 시그널링한 동작 모드로부터의 갱신을 포함하는지를 판정한다(스텝 S135). 동작 모드의 갱신이 있는 경우에는, 시그널링부(156)는 스몰 셀 그룹 단위의 최신 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 생성한다(스텝 S140). 그리고, 시그널링부(156)는 생성한 제어 메시지를, 관리 영역 내의 1개 이상의 스몰 셀 기지국(20)에 브로드 캐스트(또는 멀티 캐스트)한다(스텝 S145).
(5) 동작 모드 판정 처리-제4 예
도 15d는, 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제4 예를 도시하는 흐름도이다. 제4 예에 있어서, 모드 판정부(154)는 관리 영역에 있어서 실제로 발생한 실 트래픽량을 판정 지표로서 사용한다. 동작 모드 테이블(145)은 참조되지 않는다.
도 15d를 참조하면, 먼저, 모드 판정부(154)는, 관리 영역에 있어서 어느 시간 윈도우 내에서 실제로 발생한 총 트래픽량 TR을 취득한다(스텝 S110). 이어서, 모드 판정부(154)는, 관리 영역의 시스템 용량, 즉 매크로 셀(또는 섹터)의 용량과 액티브한 스몰 셀의 용량과의 합과 동일한 합계 용량 TC를 계산한다(스텝 S118).
이어서, 모드 판정부(154)는 총 트래픽량 TR과 합계 용량 TC를 비교한다(스텝 S120, S121). 여기서, 합계 용량 TC로부터 총 트래픽량 TR을 감산한 차(이하, 용량 갭이라고 함)가 역치 Th1을 하회할 경우, 용량이 실제로 부족하거나 또는 부족할 위험이 있기 때문에, 모드 판정부(154)는 스탠바이 중인 스몰 셀 그룹 중 1개를 액티브화한다(스텝 S124). 또한, 용량 갭이 역치 Th2(역치 Th2는, 플러스의 값을 취하고, 역치 Th1보다도 큼)를 상회하는 경우, 용량에 여유가 있기 때문에, 모드 판정부(154)는 액티브한 스몰 셀 그룹 중 1개를 비액티브화한다(스텝 S127). 이러한 동작 모드의 조정 및 시스템 용량 TC의 재계산은, 용량 갭이 역치 Th1과 역치 Th2에 의해 규정되는 레인지 내에 수용될 때까지 반복된다.
또한, 용량의 잉여 또는 부족은, 적어도 부분적으로, 그 시점에서 액티브 모드에서 동작하고 있는 스몰 셀 기지국의 송신 전력을 낮추거나 또는 높임으로써 조정되어도 된다.
용량 갭이 역치 Th1과 역치 Th2에 의해 규정되는 레인지 내에 수용되면, 시그널링부(156)는, 판정된 동작 모드가, 전회 시그널링한 동작 모드로부터의 갱신을 포함하는지를 판정한다(스텝 S135). 동작 모드의 갱신이 있는 경우에는, 시그널링부(156)는 스몰 셀 그룹 단위의 최신 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 생성한다(스텝 S140). 그리고, 시그널링부(156)는, 생성한 제어 메시지를, 관리 영역 내의 1개 이상의 스몰 셀 기지국(20)에 브로드 캐스트(또는 멀티 캐스트)한다(스텝 S145).
(6) 동작 모드 판정 처리-제5 예
도 15e는, 도 14에 도시한 동작 모드 판정 처리의 흐름의 제5 예를 도시하는 흐름도이다. 제5 예에 있어서, 모드 판정부(154)는 관리 영역에 있어서 실제로 발생한 실 트래픽량을 판정 지표로서 사용한다. 동작 모드 테이블(145)은 참조되지 않는다. 다이내믹 셀이 속하지 않는 스몰 셀 그룹의 동작 모드는, 다이내믹 셀이 속하는 스몰 셀 그룹보다도 우선적으로, 액티브 모드로 설정된다.
도 15e를 참조하면, 먼저, 모드 판정부(154)는 관리 영역에 있어서 어느 시간 윈도우 내에서 실제로 발생한 총 트래픽량 TR을 취득한다(스텝 S110). 이어서, 모드 판정부(154)는, 관리 영역의 시스템 용량, 즉 매크로 셀(또는 섹터)의 용량과 액티브한 스몰 셀의 용량과의 합과 동일한 합계 용량 TC를 계산한다(스텝 S118).
이어서, 모드 판정부(154)는 총 트래픽량 TR과 합계 용량 TC를 비교한다(스텝 S120, S121). 여기서, 합계 용량 TC로부터 총 트래픽량 TR을 감산한 차인 용량 갭이 역치 Th1을 하회할 경우, 모드 판정부(154)는 스탠바이 중의 스몰 셀 그룹 중 1개를 선택한다(스텝 S122). 여기서, 모드 판정부(154)는 다이내믹 셀을 포함하지 않는 스몰 셀 그룹이 있으면, 그 스몰 셀 그룹을 우선적으로 선택한다. 그리고, 모드 판정부(154)는 선택한 스몰 셀 그룹을 액티브화한다(스텝 S123). 또한, 용량 갭이 역치 Th2를 상회하는 경우, 모드 판정부(154)는 액티브한 스몰 셀 그룹 중 1개를 선택한다(스텝 S125). 여기서, 모드 판정부(154)는 다이내믹 셀을 포함하는 스몰 셀 그룹이 있으면, 그 스몰 셀 그룹을 우선적으로 선택한다. 그리고, 모드 판정부(154)는 선택한 스몰 셀 그룹을 비액티브화한다(스텝 S126). 이러한 동작 모드의 조정 및 시스템 용량 TC의 재계산은, 용량 갭이 역치 Th1과 역치 Th2에 의해 규정되는 레인지 내에 수용될 때까지 반복된다.
용량 갭이 역치 Th1과 역치 Th2에 의해 규정되는 레인지 내에 수용되면, 시그널링부(156)는, 판정된 동작 모드가, 전회 시그널링한 동작 모드로부터의 갱신을 포함하는지를 판정한다(스텝 S135). 동작 모드의 갱신이 있는 경우에는, 시그널링부(156)는 스몰 셀 그룹 단위의 최신 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 생성한다(스텝 S140). 그리고, 시그널링부(156)는, 생성한 제어 메시지를, 관리 영역 내의 1개 이상의 스몰 셀 기지국(20)에 브로드 캐스트(또는 멀티 캐스트)한다(스텝 S145).
제5 예와 같이, 다이내믹 AP가 아니고 고정형의 스몰 셀 기지국을 우선적으로 활용함으로써, 예를 들어 기지국의 이동 또는 배터리 부족에 기인하는 구성의 변경을 최소한으로 억제하여, 시스템의 안정적인 운용을 확보할 수 있다.
또한, 도 15a 내지 도 15e를 사용해서 설명한 동작 모드 판정 처리의 예는, 서로 어떻게 조합되어도 된다.
<3. 무선 통신 장치의 구성예>
[3-1. 각 부의 구성]
도 16은, 본 실시 형태에 관한 스몰 셀 기지국(20)의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 16을 참조하면, 스몰 셀 기지국(20)은 무선 통신부(210), 네트워크 통신부(220), 기억부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.
(1) 무선 통신부
무선 통신부(210)는, 매크로 셀(12) 내에 배치되는 스몰 셀(22) 내에 위치하는 단말 장치(30)에, 제2 무선 통신 서비스를 제공한다. 스몰 셀(22)은 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 속한다. 예를 들어, 무선 통신부(210)는 액티브 모드에 있어서, 다운링크 상에서 레퍼런스 신호를 송신한다. 그 레퍼런스 신호는, 셀 선택 또는 셀 재선택의 수속 중에서 단말 장치(30)에 의해 탐색된다. 또한, 단말 장치(30)는 핸드 오버 판정의 기초가 되는 셀마다의 통신 품질을, 그 레퍼런스 신호에 대해서 메저먼트를 실행함으로써 도출한다.
(2) 네트워크 통신부
네트워크 통신부(220)는, 매크로 셀 기지국(10)과의 사이에서 백홀 링크를 확립하고, 스몰 셀 기지국(20)과 매크로 셀 기지국(10) 사이의 통신을 중개한다. 또한, 백홀 링크는, 무선 통신부(210)에 의해 확립되는 무선 링크의 일부여도 된다. 그 경우에는, 네트워크 통신부(220)는 스몰 셀 기지국(20)의 구성으로부터 생략될 수 있다.
(3) 기억부
기억부(230)는, 하드 디스크 또는 반도체 메모리 등의 기억 매체를 사용하여, 스몰 셀 기지국(20)의 동작을 위한 프로그램 및 데이터를 기억한다.
(4) 제어부
제어부(240)는, CPU 또는 DSP 등의 프로세서를 사용하여, 스몰 셀 기지국(20)의 동작 전반을 제어한다. 본 실시 형태에 있어서, 제어부(240)은 통신 제어부(242) 및 모드 설정부(244)를 포함한다.
통신 제어부(242)는, 제2 무선 통신 서비스의 제공을 제어한다. 예를 들어, 통신 제어부(242)는, 무선 통신부(210)에 의해 수신되는 업링크의 데이터 트래픽을, 그 수신처에 의존하고, 네트워크 통신부(220)로부터 매크로 셀 기지국(10)에 전송시킨다. 또한, 통신 제어부(242)는 네트워크 통신부(220)에 의해 다른 노드로부터 수신되는 다운링크의 데이터 트래픽을, 무선 통신부(210)로부터 수신처의 단말 장치(30)에 송신시킨다.
모드 설정부(244)는 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를, 상술한 액티브 모드 및 스탠바이 모드를 포함하는 동작 모드의 후보 중 1개로 설정한다. 모드 설정부(244)는, 예를 들어 백홀 링크가 확립되면, 자장치의 커버리지에 관한 정보, 최대 수용 단말기수 및 기지국 타입 등의 정보를, 통신 제어 장치(100)에 등록한다. 또한, 모드 설정부(244)는, 셀 ID, 이용 가능 채널 및 그룹 ID의 할당을 나타내는 할당 메시지를, 통신 제어 장치(100)로부터 수신한다. 모드 설정부(244)는, 그 할당 메시지를 참조함으로써, 자장치에 할당된 스몰 셀 그룹을 식별한다. 또한, 모드 설정부(244)는, 통신 제어 장치(100)로부터 시그널링되는, 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 수신한다. 그 제어 메시지는, 각 스몰 셀 기지국에 의해 운용되는 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹에 대해서, 통신 제어 장치(100)에 의해 판정된 동작 모드를 특정한다. 그리고, 모드 설정부(244)는, 수신한 제어 메시지에 따라, 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를 설정한다.
예를 들어, 도 11a에 나타낸 제어 메시지(161a)에 관련하여, 자 그룹이 스몰 셀 그룹 G11일 경우, 모드 설정부(244)는 동작 모드 필드(164)의 1번째의 비트가 “1”이면, 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를 액티브 모드로 설정한다. 한편, 모드 설정부(244)는 동작 모드 필드(164)의 1번째의 비트가 “0”이면, 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를 스탠바이 모드로 설정한다.
또한, 예를 들어 도 11b에 나타낸 제어 메시지(161b)에 관련하여, 자 그룹이 스몰 셀 그룹 G21일 경우, 모드 설정부(244)는, 액티브 그룹 필드(166)이 그룹 ID “G21”을 포함하는 경우에, 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를 액티브 모드로 설정한다. 한편, 모드 설정부(244)는, 액티브 그룹 필드(166)가 그룹 ID “G21”을 포함하지 않으면, 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를 스탠바이 모드로 설정한다. 모드 설정부(244)는 통신 제어 장치(100)로부터의 시그널링을 계속적으로 모니터링한다. 모드 설정부(244)는 브로드 캐스트 또는 멀티 캐스트되는 상기 제어 메시지가 수신될 때마다, 수신된 메시지에 의해 특정되는 동작 모드를 확인한다. 그리고, 특정된 자 그룹의 동작 모드가 현재 설정되어 있는 동작 모드와 상이한 경우에는, 모드 설정부(244)는 동작 모드의 설정을 변경한다.
하나의 변형예에 있어서, 스몰 셀 기지국(20)은, 통신 제어 장치(100)로부터의 시그널링을 요하지 않고, 즉 상술한 할당 메시지를 수신하지 않고, 무선 통신부(210)에 의해 운용되는 스몰 셀에의 스몰 셀 그룹의 할당을 자율적으로 판정해도 된다. 스몰 셀 그룹의 할당은, 예를 들어 도 6 또는 도 8에 예시한 바와 같은 세그먼트와 스몰 셀 그룹의 맵핑에 기초하여, 스몰 셀 기지국(20)의 지리적 위치로부터 판정될 수 있다. 예를 들어, 스몰 셀 기지국(20)이 다이내믹 셀을 일시적으로 운용할 수 있는 이동 단말기, 즉 다이내믹 AP인 것으로 한다. 다이내믹 AP의 모빌리티는, 다이내믹 AP에의 스몰 셀 그룹의 할당의 빈번한 변경의 원인이 될 수 있다. 그러나, 다이내믹 AP가 자율적으로 스몰 셀 그룹의 할당을 판정하는 경우에는, 할당 메시지의 시그널링이 불필요하기 때문에, 스몰 셀 그룹의 할당의 빈번한 변경에 기인해서 시그널링 오버헤드가 증대되는 것을 회피할 수 있다. 지리적인 세그먼트와 스몰 셀 그룹과의 맵핑은, 통신 제어 장치(100)에 의해 브로드 캐스트 되어도 되고, 또는 어떠한 데이터 서버로부터 스몰 셀 기지국(20)에 의해 다운로드되어도 된다.
[3-2. 처리의 흐름]
도 17a는, 스몰 셀 기지국(20)에 의해 실행될 수 있는 동작 모드 설정 처리의 흐름의 제1 예를 도시하는 흐름도이다.
도 17a를 참조하면, 먼저, 모드 설정부(244)는 스몰 셀 그룹의 할당을 나타내는 할당 메시지를 수신한다(스텝 S210). 그 후, 모드 설정부(244)는, 통신 제어 장치(100)로부터의 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 특정하는 제어 메시지의 수신을 대기한다(스텝 S220). 모드 설정부(244)는 제어 메시지가 수신되면, 그 제어 메시지에 의해 특정된, 자장치가 속하는 스몰 셀 그룹의 동작 모드를 식별한다(스텝 S230). 그리고, 모드 설정부(244)는 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를, 식별한 모드로 설정한다(스텝 S240).
도 17b는, 스몰 셀 기지국(20)에 의해 실행될 수 있는 동작 모드 설정 처리의 흐름의 제2 예를 도시하는 흐름도이다. 제2 예에 있어서, 스몰 셀 기지국(20)은 다이내믹 AP이다.
도 17b를 참조하면, 먼저, 모드 설정부(244)는 스몰 셀 그룹의 할당을 판정하기 위한 스몰 셀 그룹 판정 정보를 취득한다(스텝 S210). 스몰 셀 그룹 판정 정보는, 예를 들어 관리 영역 내의 지리적인 세그먼트와 대응하는 스몰 셀 그룹을 매핑한다. 이어서, 모드 설정부(244)는 취득한 SCG 판정 정보에 따라 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 다이내믹 셀에의 스몰 셀 그룹의 할당을 판정한다(스텝 S215). 그 후, 모드 설정부(244)는 통신 제어 장치(100)로부터의 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 특정하는 제어 메시지의 수신을 대기한다(스텝 S220). 모드 설정부(244)는 제어 메시지가 수신되면, 그 제어 메시지에 의해 특정된, 스몰 셀 기지국(20)이 속하는 스몰 셀 그룹의 동작 모드를 식별한다(스텝 S230). 그리고, 모드 설정부(244)는 무선 통신부(210) 및 통신 제어부(242)의 동작 모드를, 식별한 모드로 설정한다(스텝 S240). 또한, 모드 설정부(244)는 스몰 셀 기지국(20)이 이동했는지를 판정한다(스텝 S250). 스몰 셀 기지국(20)이 이동하지 않았으면, 동작 모드 설정 처리는, 스텝 S220에 있어서의 제어 메시지의 수신 대기로 복귀된다. 스몰 셀 기지국(20)이 이동한 경우에는, SCG 판정 정보에 따라 스몰 셀 기지국(20)에 의해 운용되는 다이내믹 셀에의 스몰 셀 그룹의 할당이 다시 판정된다.
<4. SAS(Spectrum Access System)에의 적용>
미국연방 통신 위원회(FCC)에 있어서의 주파수 이용에 관한 논의에 있어서, 스펙트럼 액세스를 행하는 플레이어를 도 18에 도시하는 바와 같은 3개의 카테고리로 분류하는 트리 티아 모델(3 tiered model)이 제창되었다. 최상위의 티아 T1의 플레이어는, 법적으로 인가된 권한을 갖는 프라이머리 유저(Incumbent Access Users)이다. 중간 티아 T2의 플레이어는, 이차적이기는 해도 우선적인 사용이 인정된 프라이어리티 유저(Priority Access Users)이다. 최하위의 티아 T3의 플레이어는, 근거리 또는 저송신 전력에서의 사용 또는 옥내에서의 사용이라는 제한이 부과되기는 하지만, 승인 요건이 엄격하지 않은 일반 유저이다(Generalized Authorized Access Users). 이러한 트리 티아 모델의 SAS에 있어서, 상술한 통신 제어 장치(100)는 어떠한 티아의 플레이어(또는 서드파티)에 의해 도입되어도 된다. 예를 들어, 프라이어리티 유저(및 일반 유저)에 의해 운용되는 스몰 셀의 동작 모드를 스몰 셀 그룹 단위로 협조적으로 제어함으로써, SAS의 용량 및 시스템 전체의 소비 전력을, 적은 시그널링 오버헤드와 함께 최적으로 유지할 수 있다.
<5. 응용예>
본 개시에 관한 기술은, 여러 가지 제품에 응용 가능하다. 예를 들어, 매크로 셀 기지국(10)의 상위 노드로서, 스몰 셀의 동작 모드를 제어하는 관리 서버가, 타워 서버, 랙 서버, 또는 블레이드 서버 등의 형태로 실현되어도 된다. 또한, 관리 서버에 탑재되는 제어 모듈(예를 들어, 1개의 다이로 구성되는 집적 회로 모듈, 또는 블레이드 서버의 슬롯에 삽입되는 카드 또는 블레이드)에 있어서, 스몰 셀을 위한 동작 모드 제어 기능이 실현되어도 된다.
또한, 예를 들어 매크로 셀 기지국(10) 및 스몰 셀 기지국(20)은, 어느 하나의 종류의 eNB(evolved Node B)로서 실현되어도 된다. 스몰 eNB는, 피코 eNB, 마이크로 eNB 또는 홈(펨토) eNB 등의, 매크로 셀보다도 작은 셀을 커버하는 eNB이면 된다. 그 대신에, 매크로 셀 기지국(10) 및 스몰 셀 기지국(20)은 NodeB 또는 BTS(Base Transceiver Station) 등의 다른 종류의 기지국으로서 실현되어도 된다. 매크로 셀 기지국(10)은 무선 통신을 제어하는 본체(기지국 장치라고도 함)와, 본체와는 다른 장소에 배치되는 1개 이상의 RRH(Remote Radio Head)를 포함해도 된다. 또한, 후술하는 여러 종류의 단말기가 일시적으로 또는 반영속적으로 기지국 기능을 실행함으로써, 스몰 셀 기지국(20)으로서 동작해도 된다.
또한, 예를 들어 단말 장치(30)는, 스마트폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 노트북 PC, 휴대형 게임 단말기, 휴대형/동글형 모바일 라우터 또는 디지털 카메라 등의 모바일 단말기, 또는 카 내비게이션 장치 등의 차량 탑재 단말기로서 실현되어도 된다. 또한, 단말 장치(30)는, M2M 통신을 행하는 단말기(MTC 단말기라고도 함)로서 실현되어도 된다. 또한, 단말 장치(30)에 탑재되는 무선 통신 모듈(예를 들어, 1개의 다이로 구성되는 집적 회로 모듈)이 제공되어도 된다.
[5-1. 관리 서버에 관한 응용예]
도 19는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 관리 서버(700)의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 관리 서버(700)는 프로세서(701), 메모리(702), 스토리지(703), 네트워크 인터페이스(704) 및 버스(706)를 구비한다.
프로세서(701)는 예를 들어 CPU(Central Processing Unit) 또는 DSP(Digital Signal Processor)이면 되고, 서버(700)의 각종 기능을 제어한다. 메모리(702)는 RAM(Random Access Memory) 및 ROM(Read Only Memory)을 포함하고, 프로세서(701)에 의해 실행되는 프로그램 및 데이터를 기억한다. 스토리지(703)는 반도체 메모리 또는 하드 디스크 등의 기억 매체를 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스(704)는 서버(700)를 유선 통신 네트워크(705)에 접속하기 위한 유선 통신 인터페이스이다. 유선 통신 네트워크(705)는 EPC(Evolved Packet Core) 등의 코어 네트워크여도 되고, 또는 인터넷 등의 PDN(Packet Data Network)여도 된다.
버스(706)는 프로세서(701), 메모리(702), 스토리지(703) 및 네트워크 인터페이스(704)를 서로 접속한다. 버스(706)는 속도가 상이한 2개 이상의 버스(예를 들어, 고속 버스 및 저속 버스)를 포함해도 된다.
도 19에 도시한 관리 서버(700)가 스몰 셀 그룹 단위로 동작 모드를 제어하는 역할을 담당함으로써, 시스템 내에 다수의 스몰 셀이 배치되었다고 해도, 시그널링 오버헤드의 증대를 억제하면서, 그들 스몰 셀의 동작 모드의 제어를 일원적 또한 협조적으로 실행할 수 있다.
[5-2. 기지국에 관한 응용예]
(제1 응용예)
도 20은, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 eNB의 개략적인 구성의 제1 예를 도시하는 블록도이다. eNB(800)는, 1개 이상의 안테나(810) 및 기지국 장치(820)를 갖는다. 각 안테나(810) 및 기지국 장치(820)는 RF 케이블을 통해서 서로 접속될 수 있다.
안테나(810)의 각각은, 단일의 또는 복수의 안테나 소자(예를 들어, MIMO 안테나를 구성하는 복수의 안테나 소자)를 갖고, 기지국 장치(820)에 의한 무선 신호의 송수신을 위해서 사용된다 . eNB(800)는, 도 20에 도시한 바와 같이 복수의 안테나(810)를 갖고, 복수의 안테나(810)는, 예를 들어 eNB(800)가 사용하는 복수의 주파수 대역에 각각 대응해도 된다. 또한, 도 20에는 eNB(800)가 복수의 안테나(810)를 갖는 예를 나타냈지만, eNB(800)는 단일의 안테나(810)를 가져도 된다.
기지국 장치(820)는 컨트롤러(821), 메모리(822), 네트워크 인터페이스(823) 및 무선 통신 인터페이스(825)를 구비한다.
컨트롤러(821)는 예를 들어 CPU 또는 DSP이면 되고, 기지국 장치(820)의 상위 레이어가 다양한 기능을 동작시킨다. 예를 들어, 컨트롤러(821)는, 무선 통신 인터페이스(825)에 의해 처리된 신호 내의 데이터로부터 데이터 패킷을 생성하고, 생성한 패킷을 네트워크 인터페이스(823)를 통하여 전송한다. 컨트롤러(821)는 복수의 기저 대역 프로세서로부터의 데이터를 번들링함으로써 번들 패킷을 생성하고, 생성한 번들 패킷을 전송해도 된다. 또한, 컨트롤러(821)는 무선 리소스 관리(Radio Resource Control), 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 이동성 관리(Mobility Management), 유입 제어(Admission Control) 또는 스케줄링(Scheduling) 등의 제어를 실행하는 논리적인 기능을 가져도 된다. 또한, 그 제어는, 주변의 eNB 또는 코어 네트워크 노드와 제휴해서 실행되어도 된다. 메모리(822)는 RAM 및 ROM을 포함하고, 컨트롤러(821)에 의해 실행되는 프로그램 및 여러 가지 제어 데이터(예를 들어, 단말기 리스트, 송신 전력 데이터 및 스케줄링 데이터 등)를 기억한다.
네트워크 인터페이스(823)는, 기지국 장치(820)를 코어 네트워크(824)에 접속하기 위한 통신 인터페이스이다. 컨트롤러(821)는 네트워크 인터페이스(823)를 통하여, 코어 네트워크 노드 또는 다른 eNB와 통신해도 된다. 그 경우에, eNB(800)와, 코어 네트워크 노드 또는 다른 eNB는, 논리적인 인터페이스(예를 들어, S1 인터페이스 또는 X2 인터페이스)에 의해 서로 접속되어도 된다. 네트워크 인터페이스(823)는 유선 통신 인터페이스여도 되고, 또는 무선 백홀을 위한 무선 통신 인터페이스여도 된다. 네트워크 인터페이스(823)가 무선 통신 인터페이스일 경우, 네트워크 인터페이스(823)는 무선 통신 인터페이스(825)에 의해 사용되는 주파수 대역보다도 보다 높은 주파수 대역을 무선 통신에 사용해도 된다.
무선 통신 인터페이스(825)는, LTE(Long Term Evolution) 또는 LTE-Advanced 등의 어느 하나의 셀룰러 통신 방식을 서포트하고, 안테나(810)를 통하여, eNB(800)의 셀 내에 위치하는 단말기에 무선 접속을 제공한다. 무선 통신 인터페이스(825)는 전형적으로는, 기저 대역(BB) 프로세서(826) 및 RF 회로(827) 등을 포함할 수 있다. BB 프로세서(826)는, 예를 들어 부호화/복호, 변조/복조 및 다중화/역 다중화 등을 행해도 되고, 각 레이어(예를 들어, L1, MAC(Medium Access Control), RLC(Radio Link Control) 및 PDCP(Packet Data Convergence Protocol))이 다양한 신호 처리를 실행한다. BB 프로세서(826)는 컨트롤러(821) 대신에 상술한 논리적인 기능의 일부 또는 전부를 가져도 된다. BB 프로세서(826)는 통신제어 프로그램을 기억하는 메모리, 그 프로그램을 실행하는 프로세서 및 관련되는 회로를 포함하는 모듈이어도 되고, BB 프로세서(826)의 기능은, 상기 프로그램의 업데이트에 의해 변경 가능해도 된다. 또한, 상기 모듈은, 기지국 장치(820)의 슬롯에 삽입되는 카드 또는 블레이드여도 되고, 또는 상기 카드 또는 상기 블레이드에 탑재되는 칩이어도 된다. 한편, RF 회로(827)는, 믹서, 필터 및 증폭기 등을 포함해도 되고, 안테나(810)를 통하여 무선 신호를 송수신한다.
무선 통신 인터페이스(825)는, 도 20에 도시한 바와 같이 복수의 BB 프로세서(826)를 포함하고, 복수의 BB 프로세서(826)는, 예를 들어 eNB(800)가 사용하는 복수의 주파수 대역에 각각 대응해도 된다. 또한, 무선 통신 인터페이스(825)는 도 20에 도시한 바와 같이 복수의 RF 회로(827)를 포함하고, 복수의 RF 회로(827)는, 예를 들어 복수의 안테나 소자에 각각 대응해도 된다. 또한, 도 20에는 무선 통신 인터페이스(825)가 복수의 BB 프로세서(826) 및 복수의 RF 회로(827)를 포함하는 예를 도시했지만, 무선 통신 인터페이스(825)는 단일의 BB 프로세서(826) 또는 단일의 RF 회로(827)를 포함해도 된다.
(제2 응용예)
도 21은, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 eNB의 개략적인 구성의 제2 예를 도시하는 블록도이다. eNB(830)는, 1개 이상의 안테나(840), 기지국 장치(850) 및 RRH(860)를 갖는다. 각 안테나(840) 및 RRH(860)는, RF 케이블을 통해서 서로 접속될 수 있다. 또한, 기지국 장치(850) 및 RRH(860)는, 광섬유 케이블 등의 고속 회선으로 서로 접속될 수 있다.
안테나(840)의 각각은, 단일의 또는 복수의 안테나 소자(예를 들어, MIMO 안테나를 구성하는 복수의 안테나 소자)를 갖고, RRH(860)에 의한 무선 신호의 송수신을 위해서 사용된다. eNB(830)는, 도 21에 도시한 바와 같이 복수의 안테나(840)를 갖고, 복수의 안테나(840)는, 예를 들어 eNB(830)가 사용하는 복수의 주파수 대역에 각각 대응해도 된다. 또한, 도 21에는 eNB(830)가 복수의 안테나(840)를 갖는 예를 나타냈지만, eNB(830)는 단일의 안테나(840)를 가져도 된다.
기지국 장치(850)는 컨트롤러(851), 메모리(852), 네트워크 인터페이스(853), 무선 통신 인터페이스(855) 및 접속 인터페이스(857)를 구비한다. 컨트롤러(851), 메모리(852) 및 네트워크 인터페이스(853)는 도 20을 참조하여 설명한 컨트롤러(821), 메모리(822) 및 네트워크 인터페이스(823)와 마찬가지의 것이다.
무선 통신 인터페이스(855)는 LTE 또는 LTE-Advanced 등의 어느 하나의 셀룰러 통신 방식을 서포트하고, RRH(860) 및 안테나(840)를 통하여, RRH(860)에 대응하는 섹터 내에 위치하는 단말기에 무선 접속을 제공한다. 무선 통신 인터페이스(855)는 전형적으로는, BB 프로세서(856) 등을 포함할 수 있다. BB 프로세서(856)는 접속 인터페이스(857)를 통하여 RRH(860)의 RF 회로(864)와 접속되는 것을 제외하고, 도 20을 참조하여 설명한 BB 프로세서(826)와 마찬가지의 것이다. 무선 통신 인터페이스(855)는 도 21에 도시한 바와 같이 복수의 BB 프로세서(856)를 포함하고, 복수의 BB 프로세서(856)는 예를 들어 eNB(830)가 사용하는 복수의 주파수 대역에 각각 대응해도 된다. 또한, 도 21에는 무선 통신 인터페이스(855)가 복수의 BB 프로세서(856)를 포함하는 예를 나타냈지만, 무선 통신 인터페이스(855)는 단일의 BB 프로세서(856)를 포함해도 된다.
접속 인터페이스(857)는 기지국 장치(850)(무선 통신 인터페이스(855))를 RRH(860)와 접속하기 위한 인터페이스이다. 접속 인터페이스(857)는 기지국 장치(850)(무선 통신 인터페이스(855))와 RRH(860)를 접속하는 상기 고속 회선에서의 통신을 위한 통신 모듈이어도 된다.
또한, RRH(860)는, 접속 인터페이스(861) 및 무선 통신 인터페이스(863)를 구비한다.
접속 인터페이스(861)는 RRH(860)(무선 통신 인터페이스(863))를 기지국 장치(850)와 접속하기 위한 인터페이스이다. 접속 인터페이스(861)는 상기 고속 회선에서의 통신을 위한 통신 모듈이어도 된다.
무선 통신 인터페이스(863)는 안테나(840)를 통하여 무선 신호를 송수신한다. 무선 통신 인터페이스(863)는 전형적으로는, RF 회로(864) 등을 포함할 수 있다. RF 회로(864)는 믹서, 필터 및 증폭기 등을 포함해도 되고, 안테나(840)를 통하여 무선 신호를 송수신한다. 무선 통신 인터페이스(863)는 도 21에 도시한 바와 같이 복수의 RF 회로(864)를 포함하고, 복수의 RF 회로(864)는 예를 들어 복수의 안테나 소자에 각각 대응해도 된다. 또한, 도 21에는 무선 통신 인터페이스(863)가 복수의 RF 회로(864)를 포함하는 예를 나타냈지만, 무선 통신 인터페이스(863)는 단일의 RF 회로(864)를 포함해도 된다.
도 20에 도시한 eNB(800)는, 본 명세서에서 설명한 스몰 셀 기지국(20)으로서 이용되어도 된다. 예를 들어, 스몰 셀 기지국(20)의 통신 제어부(242) 및 모드 설정부(244)는 무선 통신 인터페이스(825)에 있어서 실장되어도 된다. 또한, 이들 기능의 적어도 일부는, 컨트롤러(821)에 있어서 실장되어도 된다.
또한, 도 20 및 도 21에 도시한 eNB(800) 및 eNB(830)는, 본 명세서에서 설명한 매크로 셀 기지국(10)으로서 이용되어도 된다. 예를 들어, 매크로 셀 기지국(10)의 통신 제어부(152), 모드 판정부(154) 및 시그널링부(156)는 무선 통신 인터페이스(825) 및 무선 통신 인터페이스(855) 및／또는 무선 통신 인터페이스(863)에 있어서 실장되어도 된다. 또한, 이들 기능의 적어도 일부는, 컨트롤러(821) 및 컨트롤러(851)에 있어서 실장되어도 된다.
[5-3. 단말 장치에 관한 응용예]
(제1 응용예)
도 22는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 스마트폰(900)의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 스마트폰(900)은, 프로세서(901), 메모리(902), 스토리지(903), 외부 접속 인터페이스(904), 카메라(906), 센서(907), 마이크로폰(908), 입력 디바이스(909), 표시 디바이스(910), 스피커(911), 무선 통신 인터페이스(912), 1개 이상의 안테나 스위치(915), 1개 이상의 안테나(916), 버스(917), 배터리(918) 및 보조 컨트롤러(919)를 구비한다.
프로세서(901)는, 예를 들어 CPU 또는 SoC(System on Chip)이면 되고, 스마트폰(900)의 애플리케이션 레이어 및 그 밖의 레이어의 기능을 제어한다. 메모리(902)는 RAM 및 ROM을 포함하고, 프로세서(901)에 의해 실행되는 프로그램 및 데이터를 기억한다. 스토리지(903)는 반도체 메모리 또는 하드 디스크 등의 기억 매체를 포함할 수 있다. 외부 접속 인터페이스(904)는 메모리 카드 또는 USB(Universal Serial Bus) 디바이스 등의 외장형 디바이스를 스마트폰(900)에 접속하기 위한 인터페이스이다.
카메라(906)는, 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등의 촬상 소자를 갖고, 촬상 화상을 생성한다. 센서(907)는, 예를 들어 측위 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 및 가속도 센서 등의 센서군을 포함할 수 있다. 마이크로폰(908)은 스마트폰(900)에 입력되는 음성을 음성 신호로 변환한다. 입력 디바이스(909)는, 예를 들어 표시 디바이스(910)의 화면 상에의 터치를 검출하는 터치 센서, 키패드, 키보드, 버튼 또는 스위치 등을 포함하고, 유저로부터의 조작 또는 정보 입력을 접수한다. 표시 디바이스(910)는, 액정 디스플레이(LCD) 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 등의 화면을 갖고, 스마트폰(900)의 출력 화상을 표시한다. 스피커(911)는 스마트폰(900)으로부터 출력되는 음성 신호를 음성으로 변환한다.
무선 통신 인터페이스(912)는, LTE 또는 LTE-Advanced 등의 어느 하나의 셀룰러 통신 방식을 서포트하고, 무선 통신을 실행한다. 무선 통신 인터페이스(912)는, 전형적으로는, BB 프로세서(913) 및 RF 회로(914) 등을 포함할 수 있다. BB 프로세서(913)는, 예를 들어 부호화/복호, 변조/복조 및 다중화/역 다중화 등을 행해도 되고, 무선 통신을 위한 다양한 신호 처리를 실행한다. 한편, RF 회로(914)는 믹서, 필터 및 증폭기 등을 포함해도 되고, 안테나(916)를 통하여 무선 신호를 송수신한다. 무선 통신 인터페이스(912)는 BB 프로세서(913) 및 RF 회로(914)를 집적한 원칩의 모듈이어도 된다. 무선 통신 인터페이스(912)는 도 22에 도시한 바와 같이 복수의 BB 프로세서(913) 및 복수의 RF 회로(914)를 포함해도 된다. 또한, 도 22에는 무선 통신 인터페이스(912)가 복수의 BB 프로세서(913) 및 복수의 RF 회로(914)를 포함하는 예를 나타냈지만, 무선 통신 인터페이스(912)는 단일의 BB 프로세서(913) 또는 단일의 RF 회로(914)를 포함해도 된다.
또한, 무선 통신 인터페이스(912)는 셀룰러 통신 방식 외에, 근거리 무선 통신 방식, 근접 무선 통신 방식 또는 무선 LAN(Local Area Network) 방식 등의 다른 종류의 무선 통신 방식을 서포트해도 되고, 그 경우에, 무선 통신 방식마다의 BB 프로세서(913) 및 RF 회로(914)를 포함해도 된다.
안테나 스위치(915)의 각각은, 무선 통신 인터페이스(912)에 포함되는 복수의 회로(예를 들어, 상이한 무선 통신 방식을 위한 회로) 사이에서 안테나(916)의 접속처를 전환한다.
안테나(916)의 각각은, 단일의 또는 복수의 안테나 소자(예를 들어, MIMO 안테나를 구성하는 복수의 안테나 소자)를 갖고, 무선 통신 인터페이스(912)에 의한 무선 신호의 송수신을 위해서 사용된다. 스마트폰(900)은 도 22에 도시한 바와 같이 복수의 안테나(916)를 가져도 된다. 또한, 도 22에는 스마트폰(900)이 복수의 안테나(916)를 갖는 예를 나타냈지만, 스마트폰(900)은 단일의 안테나(916)를 가져도 된다.
또한, 스마트폰(900)은 무선 통신 방식마다 안테나(916)를 구비해도 된다. 그 경우에, 안테나 스위치(915)는 스마트폰(900)의 구성으로부터 생략되어도 된다.
버스(917)는, 프로세서(901), 메모리(902), 스토리지(903), 외부 접속 인터페이스(904), 카메라(906), 센서(907), 마이크로폰(908), 입력 디바이스(909), 표시 디바이스(910), 스피커(911), 무선 통신 인터페이스(912) 및 보조 컨트롤러(919)를 서로 접속한다. 배터리(918)는 도면 중에 파선으로 부분적으로 나타낸 급전 라인을 통하여, 도 22에 도시한 스마트폰(900)의 각 블록에 전력을 공급한다. 보조 컨트롤러(919)는, 예를 들어 슬립 모드에 있어서, 스마트폰(900)의 필요 최저한의 기능을 동작시킨다.
도 22에 도시한 스마트폰(900)이 스몰 셀 기지국(20)으로서 동작하는 경우, 스몰 셀 기지국(20)의 통신 제어부(242) 및 모드 설정부(244)는 무선 통신 인터페이스(912)에 있어서 실장되어도 된다. 또한, 이들 기능의 적어도 일부는, 프로세서(901) 또는 보조 컨트롤러(919)에 있어서 실장되어도 된다. 또한, 스마트폰(900)은 단말 장치(30)로서 이용되어도 된다.
(제2 응용예)
도 23은, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 카 내비게이션 장치(920)의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 카 내비게이션 장치(920)는, 프로세서(921), 메모리(922), GPS(Global Positioning System) 모듈(924), 센서(925), 데이터 인터페이스(926), 콘텐츠 플레이어(927), 기억 매체 인터페이스(928), 입력 디바이스(929), 표시 디바이스(930), 스피커(931), 무선 통신 인터페이스(933), 1개 이상의 안테나 스위치(936), 1개 이상의 안테나(937) 및 배터리(938)를 구비한다.
프로세서(921)는 예를 들어 CPU 또는 SoC이면 되고, 카 내비게이션 장치(920)의 내비게이션 기능 및 그 밖의 기능을 제어한다. 메모리(922)는 RAM 및 ROM을 포함하고, 프로세서(921)에 의해 실행되는 프로그램 및 데이터를 기억한다.
GPS 모듈(924)은, GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호를 사용하여, 카 내비게이션 장치(920)의 위치(예를 들어, 위도, 경도 및 고도)를 측정한다. 센서(925)는, 예를 들어 자이로 센서, 지자기 센서 및 기압 센서 등의 센서군을 포함할 수 있다. 데이터 인터페이스(926)는, 예를 들어 도시하지 않은 단자를 통하여 차량 탑재 네트워크(941)에 접속되고, 차속 데이터 등의 차량측에서 생성되는 데이터를 취득한다.
콘텐츠 플레이어(927)는 기억 매체 인터페이스(928)에 삽입되는 기억 매체(예를 들어, CD 또는 DVD)에 기억되어 있는 콘텐츠를 재생한다. 입력 디바이스(929)는, 예를 들어 표시 디바이스(930)의 화면 상에의 터치를 검출하는 터치 센서, 버튼 또는 스위치 등을 포함하고, 유저로부터의 조작 또는 정보 입력을 접수한다. 표시 디바이스(930)는 LCD 또는 OLED 디스플레이 등의 화면을 갖고, 내비게이션 기능 또는 재생되는 콘텐츠의 화상을 표시한다. 스피커(931)는 내비게이션 기능 또는 재생되는 콘텐츠의 음성을 출력한다.
무선 통신 인터페이스(933)는, LTE 또는 LTE-Advanced 등의 어느 하나의 셀룰러 통신 방식을 서포트하고, 무선 통신을 실행한다. 무선 통신 인터페이스(933)는 전형적으로는, BB 프로세서(934) 및 RF 회로(935) 등을 포함할 수 있다. BB 프로세서(934)는, 예를 들어 부호화/복호, 변조/복조 및 다중화/역 다중화 등을 행해도 되고, 무선 통신을 위한 다양한 신호 처리를 실행한다. 한편, RF 회로(935)는 믹서, 필터 및 증폭기 등을 포함해도 되고, 안테나(937)를 통하여 무선 신호를 송수신한다. 무선 통신 인터페이스(933)는 BB 프로세서(934) 및 RF 회로(935)를 집적한 원칩의 모듈이어도 된다. 무선 통신 인터페이스(933)는 도 23에 도시한 바와 같이 복수의 BB 프로세서(934) 및 복수의 RF 회로(935)를 포함해도 된다. 또한, 도 23에는 무선 통신 인터페이스(933)가 복수의 BB 프로세서(934) 및 복수의 RF 회로(935)를 포함하는 예를 나타냈지만, 무선 통신 인터페이스(933)는 단일의 BB 프로세서(934) 또는 단일의 RF 회로(935)를 포함해도 된다.
또한, 무선 통신 인터페이스(933)는 셀룰러 통신 방식 외에, 근거리 무선 통신 방식, 근접 무선 통신 방식 또는 무선 LAN 방식 등의 다른 종류의 무선 통신 방식을 서포트해도 되고, 그 경우에, 무선 통신 방식마다의 BB 프로세서(934) 및 RF 회로(935)를 포함해도 된다.
안테나 스위치(936)의 각각은, 무선 통신 인터페이스(933)에 포함되는 복수의 회로(예를 들어, 다른 무선 통신 방식을 위한 회로) 사이에 안테나(937)의 접속처를 전환한다.
안테나(937)의 각각은, 단일의 또는 복수의 안테나 소자(예를 들어, MIMO 안테나를 구성하는 복수의 안테나 소자)를 갖고, 무선 통신 인터페이스(933)에 의한 무선 신호의 송수신을 위해서 사용된다. 카 내비게이션 장치(920)는 도 23에 도시한 바와 같이 복수의 안테나(937)를 가져도 된다. 또한, 도 23에는 카 내비게이션 장치(920)가 복수의 안테나(937)를 갖는 예를 나타냈지만, 카 내비게이션 장치(920)는 단일의 안테나(937)를 가져도 된다.
또한, 카 내비게이션 장치(920)는 무선 통신 방식마다 안테나(937)를 구비해도 된다. 그 경우에, 안테나 스위치(936)는 카 내비게이션 장치(920)의 구성으로부터 생략되어도 된다.
배터리(938)는 도면 중에 파선으로 부분적으로 나타낸 급전 라인을 통하여, 도 23에 도시한 카 내비게이션 장치(920)의 각 블록에 전력을 공급한다. 또한, 배터리(938)는 차량측에서 급전되는 전력을 축적한다.
도 23에 도시한 카 내비게이션 장치(920)가 스몰 셀 기지국(20)으로서 동작하는 경우, 스몰 셀 기지국(20)의 통신 제어부(242) 및 모드 설정부(244)는 무선 통신 인터페이스(933)에 있어서 실장되어도 된다. 또한, 이들 기능의 적어도 일부는, 프로세서(921)에 있어서 실장되어도 된다. 또한, 카 내비게이션 장치(920)는 단말 장치(30)로서 이용되어도 된다.
또한, 본 개시에 관한 기술은, 상술한 카 내비게이션 장치(920)의 1개 이상의 블록과, 차량 탑재 네트워크(941)와, 차량측 모듈(942)을 포함하는 차량 탑재 시스템(또는 차량)(940)으로서 실현되어도 된다. 차량측 모듈(942)은 차속, 엔진 회전수 또는 고장 정보 등의 차량측 데이터를 생성하고, 생성한 데이터를 차량 탑재 네트워크(941)에 출력한다.
<6. 정리>
지금까지, 도 1 내지 도 23을 사용하여, 본 개시에 관한 기술의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하였다. 상술한 실시 형태에 따르면, 복수의 스몰 셀이 배치되는 시스템에 있어서, 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각 스몰 셀이 할당되고, 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드가 스몰 셀 그룹 단위로 판정된 후에, 스몰 셀 그룹 단위의 동작 모드를 특정하는 제어 메시지가 각 스몰 셀 기지국에 시그널링된다. 따라서, 다수의 스몰 셀 기지국이 배치되는 환경에 있어서도, 스몰 셀의 동작 모드를 통지하기 위해서 엄청난 시그널링 오버헤드가 발생하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 동작 모드의 통지를 위한 시그널링 오버헤드가 적다는 사실은, 제어 엔티티로부터 스몰 셀 기지국에 동작 모드가 통지되는 빈도를 높이는 것이 허용되는 것도 의미한다. 따라서, 본 개시에 관한 기술에 의하면, 시간적으로 변화되는 트래픽 상황에 대하여 액티브한 스몰 셀의 비율을 보다 정확하게 추종시키는 것도 가능하게 된다.
그런데, 어느 스몰 셀 기지국 근방에 단말기가 존재하는 것을 조건으로 하여, 그 스몰 셀 기지국을 액티브화하는 방법도 생각된다. 그러나, GPS(Global Positioning System) 베이스의 방법 또는 도래 방향 추정(DoA:Direction of Arrival) 베이스의 방법 등의 기존의 측위법은, 스몰 셀의 셀 사이즈와 비교해서 충분한 측위 정밀도를 갖지 않는다. 또한, 스몰 셀 기지국의 설치 요구는 옥외보다도 옥내 쪽이 크지만, 옥내에 존재하는 단말기에 있어서, GPS 측위는 이용 가능하지 않은 경우가 많다. 따라서, 단말기의 측위에 기초하는 스몰 셀의 동작 모드의 제어는, 현재 시점에서, 유효하게 기능한다고는 하기 어렵다. 이에 비해, 본 개시에 관한 기술에서는, 매크로 셀 또는 그 섹터에 상당할 수 있는 비교적 넓은 관리 영역마다, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표에 따라서 스몰 셀의 동작 모드가 스몰 셀 그룹 단위로 제어된다. 따라서, 지리적으로는 어느 정도 거친 제어이면서, 액티브한 스몰 셀의 비율을 트래픽 상황에 추종해서 다양하게 변화시킬 수 있다. 그 때, 단말기의 측위는 필수적이지 않다.
또한, 본 명세서에 있어서 설명한 각 장치에 의한 일련의 제어 처리는, 소프트웨어, 하드웨어 및 소프트웨어와 하드웨어와의 조합 중 어느 것을 사용해서 실현되어도 된다. 소프트웨어를 구성하는 프로그램은, 예를 들어 각 장치의 내부 또는 외부에 설치되는 기억 매체(비일시적인 매체:non-transitory media)에 미리 저장된다. 그리고, 각 프로그램은, 예를 들어 실행시에 RAM에 읽어들여져, CPU 등의 프로세서에 의해 실행된다.
또한, 본 명세서에 있어서 흐름도를 사용해서 설명한 처리는, 반드시 흐름도에 나타난 순서로 실행되지 않아도 된다. 몇 가지의 처리 스텝은, 병렬적으로 실행되어도 된다. 또한, 추가적인 처리 스텝이 채용되어도 되고, 일부의 처리 스텝이 생략되어도 된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 개시의 기술적 범위는 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는, 어디까지나 설명적 또는 예시적인 것으로서 한정적이지 않다. 즉, 본 개시에 관한 기술은, 상기 효과와 함께, 또는 상기 효과 대신에, 본 명세서의 기재로부터 당업자에게는 명확한 다른 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1)
복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀을 운용하는 통신 노드의 각각과 통신하는 통신부와,
상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 판정부와,
상기 판정부에 의해 판정되는, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 통신부를 통하여 상기 통신 노드에 시그널링하는 시그널링부를 구비하는 통신 제어 장치.
(2)
상기 복수의 스몰 셀 그룹의 각각은, 매크로 셀 또는 상기 매크로 셀의 섹터에 상당하는 관리 영역에 걸쳐 분산적으로 배치되는 스몰 셀을 포함하는, 상기 (1)에 기재된 통신 제어 장치.
(3)
상기 판정부는, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표를 사용하여, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 판정하는, 상기 (2)에 기재된 통신 제어 장치.
(4)
상기 판정 지표는, 상기 관리 영역에 있어서 실제로 발생한 트래픽량을 포함하는, 상기 (3)에 기재된 통신 제어 장치.
(5)
상기 판정 지표는, 상기 관리 영역에 있어서 발생할 것으로 예측되는 트래픽량을 포함하는, 상기 (3)에 기재된 통신 제어 장치.
(6)
상기 판정부는, 상기 관리 영역에 존재하는 단말기의 QoS(Quality of Service) 클래스에 기초하여, 상기 트래픽량을 예측하는, 상기 (5)에 기재된 통신 제어 장치.
(7)
상기 판정 지표는, 상기 관리 영역에 존재하는 단말기수를 포함하는, 상기 (2)에 기재된 통신 제어 장치.
(8)
각 스몰 셀은, 단일의 스몰 셀 그룹에 속하고,
상기 판정부는, 더 큰 시스템 용량 요건을 상기 판정 지표가 나타내는 경우에, 보다 많은 스몰 셀 그룹의 상기 동작 모드를 상기 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정하는, 상기 (3) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(9)
상기 복수의 스몰 셀 그룹은, 상이한 수의 스몰 셀을 포함하고,
상기 판정부는, 더 큰 시스템 용량 요건을 상기 판정 지표가 나타내는 경우에, 보다 많은 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 그룹의 상기 동작 모드를 상기 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정하는, 상기 (3) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(10)
상기 판정부는, 상기 판정 지표의 값과 상기 스몰 셀 그룹마다의 상기 동작 모드를 매핑하는 테이블을 사용하여, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 판정하는, 상기 (3) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(11)
상기 판정부는, 시스템 내에서 취급되는 단말기 또는 트래픽의 타입에 따라, 상기 동작 모드의 판정을 위해서 사용하는 상기 판정 지표를 전환하는, 상기 (3) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(12)
상기 판정부는, 시간적 조건에 따라, 상기 동작 모드의 판정을 위해서 사용하는 상기 테이블을 전환하는, 상기 (10)에 기재된 통신 제어 장치.
(13)
상기 복수의 스몰 셀은, 이동 단말기에 의해 동적으로 운용되는 다이내믹 셀을 포함하고,
상기 판정부는, 상기 다이내믹 셀이 속하지 않는 제1 스몰 셀 그룹의 동작 모드를, 상기 다이내믹 셀이 속하는 제2 스몰 셀 그룹보다도 우선적으로, 상기 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정하는, 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(14)
상기 시그널링부는, 각 스몰 셀의 초기 등록 시에, 상기 스몰 셀 그룹의 할당을 나타내는 할당 메시지를, 상기 통신부를 통하여 그 스몰 셀을 운용하는 통신 노드에 시그널링하는, 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(15)
상기 복수의 스몰 셀은, 이동 단말기에 의해 일시적으로 운용되는 다이내믹 셀을 포함하고,
상기 이동 단말기는, 상기 통신 제어 장치로부터의 개별의 시그널링을 요하지 않고, 상기 다이내믹 셀에의 상기 스몰 셀 그룹의 할당을 판정하는, 상기 (1) 내지 (14) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(16)
상기 통신부는, 상기 제어 메시지를, 복수의 상기 통신 노드에 브로드 캐스트 하거나 또는 멀티 캐스트하는, 상기 (1) 내지 (15) 중 어느 한 항에 기재된 통신 제어 장치.
(17)
복수의 스몰 셀을 각각 운용하는 통신 노드의 각각과 통신하는 통신 제어 장치에 있어서, 각 스몰 셀이 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 속하도록, 상기 복수의 스몰 셀을 그룹으로 분류하는 단계와,
상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 단계와,
판정된 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 통신 노드에 시그널링하는 단계를 포함하는 통신 제어 방법.
(18)
복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀 중 제1 스몰 셀을 운용하는 무선 통신부와,
상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 제어 노드로부터 시그널링되는, 상기 제1 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹에 대해서 판정된 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지에 따라, 상기 제1 스몰 셀의 상기 동작 모드를 설정하는 제어부를 구비하는 무선 통신 장치.
(19)
복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀 중 제1 스몰 셀을 운용하는 무선 통신 장치에 있어서, 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 제어 노드로부터 시그널링되는, 상기 제1 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹에 대해서 판정된 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 수신하는 단계와,
수신된 상기 제어 메시지에 따라, 상기 제1 스몰 셀의 상기 동작 모드를 설정하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
(20)
복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀을 운용하는 복수의 통신 노드와,
상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 판정부 및
상기 판정부에 의해 판정되는, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 복수의 통신 노드에 시그널링하는 시그널링부를 구비하는 통신 제어 장치를 포함하는 무선 통신 시스템.
1 : 무선 통신 시스템
10 : 매크로 셀 기지국
12 : 매크로 셀
100 : 통신 제어 장치
110 : 무선 통신부
120 : 네트워크 통신부
130 : 기억부
131 : 스몰 셀 데이터
145 : 동작 모드 테이블
150 : 제어부
152 : 통신 제어부
154 : 모드 판정부
156 : 시그널링부
20 : 스몰 셀 기지국
22 : 스몰 셀
210 : 무선 통신부
220 : 네트워크 통신부
230 : 기억부
240 : 제어부
242 : 통신 제어부
244 : 모드 설정부
30 : 단말 장치

Claims (20)

  1. 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀을 운용하는 통신 노드의 각각과 통신하는 통신부와,
    상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 판정부와,
    상기 판정부에 의해 판정되는, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 통신부를 통하여 상기 통신 노드에 시그널링하는 시그널링부를 구비하는 통신 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스몰 셀 그룹의 각각은, 매크로 셀 또는 상기 매크로 셀의 섹터에 상당하는 관리 영역에 걸쳐 분산적으로 배치되는 스몰 셀을 포함하는, 통신 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판정부는, 시스템 용량 요건에 관련되는 판정 지표를 사용하여, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 판정하는, 통신 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 판정 지표는, 상기 관리 영역에 있어서 실제로 발생한 트래픽량을 포함하는, 통신 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 판정 지표는, 상기 관리 영역에 있어서 발생할 것으로 예측되는 트래픽량을 포함하는, 통신 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 판정부는, 상기 관리 영역에 존재하는 단말기의 QoS(Quality of Service) 클래스에 기초하여, 상기 트래픽량을 예측하는, 통신 제어 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 판정 지표는, 상기 관리 영역에 존재하는 단말기수를 포함하는, 통신 제어 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    각 스몰 셀은, 단일의 스몰 셀 그룹에 속하고,
    상기 판정부는, 더 큰 시스템 용량 요건을 상기 판정 지표가 나타내는 경우에, 보다 많은 스몰 셀 그룹의 상기 동작 모드를 상기 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정하는, 통신 제어 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 스몰 셀 그룹은, 상이한 수의 스몰 셀을 포함하고,
    상기 판정부는, 더 큰 시스템 용량 요건을 상기 판정 지표가 나타내는 경우에, 보다 많은 스몰 셀을 포함하는 스몰 셀 그룹의 상기 동작 모드를 상기 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정하는, 통신 제어 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 판정부는, 상기 판정 지표의 값과 상기 스몰 셀 그룹마다의 상기 동작 모드를 매핑하는 테이블을 사용하여, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 판정하는, 통신 제어 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 판정부는, 시스템 내에서 취급되는 단말기 또는 트래픽의 타입에 따라, 상기 동작 모드의 판정을 위해서 사용하는 상기 판정 지표를 전환하는, 통신 제어 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 판정부는, 시간적 조건에 따라, 상기 동작 모드의 판정을 위해서 사용하는 상기 테이블을 전환하는, 통신 제어 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스몰 셀은, 이동 단말기에 의해 동적으로 운용되는 다이내믹 셀을 포함하고,
    상기 판정부는, 상기 다이내믹 셀이 속하지 않는 제1 스몰 셀 그룹의 동작 모드를, 상기 다이내믹 셀이 속하는 제2 스몰 셀 그룹보다도 우선적으로, 상기 액티브 모드로 설정해야 한다고 판정하는, 통신 제어 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 시그널링부는, 각 스몰 셀의 초기 등록 시에, 상기 스몰 셀 그룹의 할당을 나타내는 할당 메시지를, 상기 통신부를 통하여 그 스몰 셀을 운용하는 통신 노드에 시그널링하는, 통신 제어 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스몰 셀은, 이동 단말기에 의해 일시적으로 운용되는 다이내믹 셀을 포함하고,
    상기 이동 단말기는, 상기 통신 제어 장치로부터의 개별의 시그널링을 요하지 않고, 상기 다이내믹 셀에의 상기 스몰 셀 그룹의 할당을 판정하는, 통신 제어 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 제어 메시지를, 복수의 상기 통신 노드에 브로드 캐스트 하거나 또는 멀티 캐스트하는, 통신 제어 장치.
  17. 복수의 스몰 셀을 각각 운용하는 통신 노드의 각각과 통신하는 통신 제어 장치에 있어서, 각 스몰 셀이 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 속하도록, 상기 복수의 스몰 셀을 그룹으로 분류하는 단계와,
    상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 단계와,
    판정된 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 통신 노드에 시그널링하는 단계를 포함하는 통신 제어 방법.
  18. 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀 중 제1 스몰 셀을 운용하는 무선 통신부와,
    상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 제어 노드로부터 시그널링되는, 상기 제1 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹에 대해서 판정된 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지에 따라, 상기 제1 스몰 셀의 상기 동작 모드를 설정하는 제어부를 구비하는 무선 통신 장치.
  19. 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀 중 제1 스몰 셀을 운용하는 무선 통신 장치에 있어서, 상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 제어 노드로부터 시그널링되는, 상기 제1 스몰 셀이 속하는 스몰 셀 그룹에 대해서 판정된 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를 수신하는 단계와,
    수신된 상기 제어 메시지에 따라, 상기 제1 스몰 셀의 상기 동작 모드를 설정하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
  20. 복수의 스몰 셀 그룹 중 적어도 하나에 각각 속하는 복수의 스몰 셀을 운용하는 복수의 통신 노드와,
    상기 복수의 스몰 셀 각각의 동작 모드를 액티브 모드로 설정해야 하는지를, 상기 스몰 셀 그룹 단위로 판정하는 판정부 및
    상기 판정부에 의해 판정되는, 상기 스몰 셀 그룹 단위의 상기 동작 모드를 특정하는 제어 메시지를, 상기 복수의 통신 노드에 시그널링하는 시그널링부를 구비하는 통신 제어 장치를 포함하는 무선 통신 시스템.
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