KR20160091843A - 이동무선백홀 망에서의 파일럿 신호 전송 방법 - Google Patents

이동무선백홀 망에서의 파일럿 신호 전송 방법 Download PDF

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KR20160091843A
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Abstract

이동무선백홀 망에서의 기지국의 파일럿 신호 전송 방법은, 단말의 위치정보 및 상기 기지국의 위치정보에 따라서, 상기 단말의 서빙 기지국, 타겟 기지국 또는 휴면 기지국으로 동작하는 단계, 상기 서빙 기지국 또는 상기 타겟 기지국으로 동작하면, 상기 단말의 위치정보를 토대로 상기 기지국에서 운용하는 복수의 빔 각각의 파일럿 신호 전송 주기를 결정하는 단계, 그리고 대응하는 파일럿 신호 전송 주기로 파일럿 신호를 전송하도록, 각 빔의 파일럿 신호에 무선자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

이동무선백홀 망에서의 파일럿 신호 전송 방법{METHOD FOR PILOT SIGNAL TRANSMISSION METHOD IN MOBILE WIRELESS BACKHAUL NETWORK}
실시 예는 이동무선백홀 망에서의 파일럿 신호 전송 방법에 관한 것이다.
다수의 사용자가 탑승하는 고속 이동체를 위한 이동무선백홀 망(mobile wireless backhaul network)에서는, 외부에 안테나를 장착한 고속 이동체가 단일 단말로 기능하여 기지국과 데이터를 송수신한다. 또한, 고속 이동체 단말은 와이파이(Wi-Fi), 펨토 셀(femto cell) 등의 기술을 이용해 고속 이동체 내부의 사용자 단말들로 데이터를 서비스한다.
이러한 방법은, 고속 이동체 외부로부터 수신되는 전파가 고속 이동체 내부를 통과하는 과정에서 발생하는 전파 손실을 극복할 수 있는 장점이 있다. 또한, 셀 경계에서 고속 이동체 단말이 그룹 핸드오버를 함으로써, 고속 이동체 내부의 수 많은 사용자 단말들이 각각 핸드오버를 하는 부담을 경감시킬 수 있다.
고속 이동체를 위한 이동무선백홀 망은, 고속 이동체 내부에 밀집한 다수의 사용자 단말이 동시에 인터넷에 접속할 수 있기 때문에 매우 높은 데이터 전송률을 필요로 한다. 그러나, 현재 구축된 셀룰러 망에서 사용되는 주파수 대역으로는 이를 만족시키는 이동무선백홀 기술을 구현하기엔 주파수 자원이 턱없이 부족하다. 이러한 이유에서, 최근 밀리미터파 대역이 차세대 이동무선백홀 주파수 대역으로 각광받고 있다.
한편 밀리미터파 대역과 같이 고주파수의 대역의 신호는 일반 셀룰러 주파수 대역의 신호보다 직진성이 강하고 전파 경로 손실이 크기 때문에, 빔포밍(beam-forming) 기술을 이용하여 커버리지를 증가시키는 기술이 필수적이다.
고속 이동체를 지원하는 이동무선백홀 망은, 기지국이 직접 통신해야 하는 고속 이동체 단말의 수가 매우 적거나 없는 경우가 대부분이다. 따라서, 모든 기지국들이 동기 신호, 파일럿 신호, 기지국 제어정보 신호 등을 지속적으로 전송하는 것은 불필요한 전력 소비를 발생시키게 된다.
실시 예가 해결하려는 과제는 불필요한 전력 소비를 최소화하기 위한 이동무선백홀 망에서의 파일럿 신호 전송 방법에 관한 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 실시 예에 따른 이동무선백홀 망에서의 기지국의 파일럿 신호 전송 방법은, 단말의 위치정보 및 상기 기지국의 위치정보에 따라서, 상기 단말의 서빙 기지국, 타겟 기지국 또는 휴면 기지국으로 동작하는 단계, 상기 서빙 기지국 또는 상기 타겟 기지국으로 동작하면, 상기 단말의 위치정보를 토대로 상기 기지국에서 운용하는 복수의 빔 각각의 파일럿 신호 전송 주기를 결정하는 단계, 그리고 대응하는 파일럿 신호 전송 주기로 파일럿 신호를 전송하도록, 각 빔의 파일럿 신호에 무선자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 고속 이동체를 지원하는 이동무선백홀 망에서 기지국의 불필요한 신호 송신을 줄여 기지국의 전력 낭비를 감소시키는 효과가 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 불필요한 파일럿 신호 전송으로 인해 무선자원이 낭비되는 것을 방지하고, 일부 파일럿 신호의 위치에 데이터를 할당하여 무선자원을 효율적으로 운영할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 이동무선백홀 망 시스템의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 실시 예에 따른 기지국 제어장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 파일럿 신호에 무선자원을 할당하는 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 실시 예에 따른 기지국을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 실시 예에 따른 기지국에서 파일럿 신호에 무선자원을 할당하는 일 예를 도시한 것이다.
도 6은 실시 예에 따른 기지국 제어장치의 기지국 제어 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 실시 예에 따른 이동무선백홀 망에서의 기지국의 파일럿 신호 전송 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등], 디지털 기지국(Digital Unit, DU), 안테나 기지국(Radio Unit, RU) 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국, DU, RU 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 실시 예에 따른 이동무선백홀 망 시스템의 일 예를 도시한 것이다.
본 문서에서, 고속 이동체(high speed moving Object)는 기차, 지하철, 고속철도, 버스 등 고속으로 이동하며 내부에 다수의 사용자가 탑승하는 이동체를 의미한다. 이동무선백홀 망 환경에서 고속 이동체는 내부에 장착된 통신 단말을 통해 단일 단말(이하, '고속 이동체 단말'이라 명명하여 사용함)로 동작함으로써, 고속 이동체 내부에 탑승한 다수의 사용자의 단말(이하, '사용자 단말'이라 명명하여 사용함)들을 대표하여 기지국과 데이터를 송수신한다.
도 1을 참조하면, 고속 이동체를 위한 이동무선백홀 망 시스템은 기지국 제어장치(100), 기지국(대표 번호 '200' 부여) 및 고속 이동체 단말(대표 번호 '300' 부여)을 포함할 수 있다.
기지국 제어장치(100)에는 복수의 기지국(200)이 광 파이버를 통해 연결될 수 있다.
각 기지국(200)은 복수의 송수신 안테나를 포함하며, 송수신 안테나를 통해 고속 이동체 단말(300)들과 데이터를 송수신할 수 있다.
고속 이동체 단말(300)은 고속 이동체 외부에 설치되는 복수의 송수신 안테나를 포함하며, 송수신 안테나를 이용하여 기지국(200)과 데이터를 송수신할 수 있다.
고속 이동체 단말(300)은 고속 이동체 내부의 유선 망을 통해 고속 이동체 내부에 위치하는 적어도 하나의 소형 셀(small cell) 또는 와이파이(Wi-Fi) 액세스 포인트(Access Point, AP)와 연결할 수 있다. 고속 이동체 단말(300)은 유선 망으로 연결된 소형 셀 또는 와이파이 AP를 통해 사용자 단말들과 데이터를 송수신할 수 있다.
고속 이동체 내부에는 인터넷을 사용하는 다수의 사용자가 탑승할 수 있다. 이에 따라, 고속 이동체 단말(300)이 다수의 사용자 단말들을 대표하여 기지국(200)과 데이터를 송수신하는 이동무선백홀 망에서는 고속의 데이터 전송률이 보장되어야 한다.
이동무선백홀 망 환경에서는 고속의 데이터 전송률을 보장하기 위해 빔포밍(beam forming) 기술이 사용될 수 있다. 이동무선백홀 망 환경에서 빔포밍 기술을 사용할 경우, 고속 이동체 단말(300)의 수신 신호 세기가 향상될 수 있다. 또한, 고속의 데이터 전송률을 제공하기 위해 밀리미터파와 같은 고주파수 대역을 이용하는 경우, 빔포밍 기술은 전파의 대기 감쇄 손실을 극복하여 커버리지를 확보할 수 있도록 지원한다.
고속 이동체를 지원하는 이동무선백홀 망 환경은, 기지국(200)이 통신해야 하는 고속 이동체 단말(300)의 수가 매우 적거나 없는 경우가 대부분이다. 따라서, 모든 기지국(200)들이 동기 신호, 파일럿 신호, 기지국 제어정보 신호 등을 지속적으로 전송하는 것은 불필요한 전력 소모를 발생시켜 전력 낭비를 발생시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 실시 예에서는 기지국들을 서빙 기지국, 타겟 기지국 및 휴면 기지국으로 분류하고, 휴면 기지국에 대해서는 최소한의 수신 동작만 가능하도록 제어하여 불필요한 신호 전송을 최소화 한다.
도 2는 실시 예에 따른 기지국 제어장치를 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 도 3은 파일럿 신호에 무선자원을 할당하는 일 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 기지국 제어장치(100)는 송수신기(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
송수신기(110)는 광 파이버를 통해 코어망 또는 각 기지국(200)과 연결하여 제어 신호 및 데이터를 송수신한다.
제어기(120)는 기지국 제어장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
제어기(120)는 각 기지국(200)으로부터 각 기지국(200)의 위치정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어기(120)는 고속 이동체 단말(300)이 현재 접속 중인 기지국으로부터 고속 이동체 단말(300)의 위치정보를 수신할 수 있다.
제어기(120)는 각 기지국(200)과 고속 이동체 단말(300)의 위치정보가 수신되면, 이를 토대로 각 기지국(200)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 각 기지국(200)의 동작 모드는, 서빙(serving) 기지국 모드, 타겟(target) 기지국 모드 및 휴면 모드를 포함할 수 있다.
서빙 기지국 모드는, 고속 이동체 단말(300)의 서빙 기지국으로 동작하는 동작 모드를 나타낸다. 제어기(120)는 고속 이동체 단말(300)이 현재 위치하는 셀의 기지국으로서, 고속 이동체 단말(300)과 통신 중인 기지국을 서빙 기지국으로 선택할 수 있다. 도 1을 예로 들면, 고속 이동체 단말(300)은 현재 d번째 기지국의 셀 내에 위치하며 d번째 기지국과 통신 중이므로, d번째 기지국이 서빙 기지국이 서빙 기지국으로 선택될 수 있다.
타겟 기지국 모드는 고속 이동체 단말(300)의 타겟 기지국으로 동작하는 동작 모드를 나타낸다. 타겟 기지국은 고속 이동체 단말(300)이 기지국간 핸드오버를 통해 다음 번에 접속 예정인 기지국을 나타낸다. 고속 이동체를 지원하는 이동무선백홀 망 환경에서 고속 이동체의 이동 경로는 고정적이다. 따라서, 제어기(120)는 각 기지국(200)의 위치정보 및 고속 이동체 단말(300)의 현재 위치정보, 그리고 기 설정된 고속 이동체 단말(300)의 이동 경로를 토대로 고속 이동체 단말(300)이 다음 번에 접속할 타겟 기지국을 선택할 수 있다. 도 1을 예로 들면, 고속 이동체 단말(300)은 현재 d번째 기지국의 셀 내에 위치하며, 고속 이동체 단말(300)의 이동 경로 상 다음 번에는 d+1번째 기지국의 셀 내로 이동할 예정이다. 따라서, 고속 이동체 단말(300)의 타겟 기지국으로 d+1번째 기지국이 선택될 수 있다.
휴면 모드는 고속 이동체 단말(300)의 초기 접속을 위한 최소한의 수신 기능만 활성화시키고, 파일럿 신호, 동기 신호, 기지국 제어정보 등의 전송을 중단하는 동작 모드를 나타낸다. 휴면 모드로 동작하는 기지국(이하, '휴면 기지국'이라 칭함)으로는, 기지국(200)들 중 서빙 기지국 및 타겟 기지국을 제외한 나머지 기지국들이 선택될 수 있다. 도 1을 예로 들면, d-1번째 기지국이 휴면 기지국으로 선택될 수 있다.
제어기(120)는 기지국(200)들을 서빙 기지국, 타겟 기지국 및 휴면 기지국으로 분류하면, 각 기지국(200)들이 대응하는 동작 모드로 동작하도록 기지국(200)들을 제어한다.
기지국 제어장치(100)에 의해 고속 이동체 단말(300)의 서빙 기지국으로 분류된 기지국은, 고속 이동체 단말(300)과 일반적인 하향링크 통신 및 상향링크 통신을 수행하도록 동작한다.
기지국 제어장치(100)에 의해 고속 이동체 단말(300)의 타겟 기지국으로 분류된 기지국은, 동기신호, 파일롯 신호, 기지국 제어정보 등을 주기적으로 전송할 수 있다.
기지국 제어장치(100)에 의해 휴면 기지국으로 분류된 기지국은, 고속 이동체 단말(300)의 초기 접속을 위한 최소한의 수신 동작을 제외한 동기 신호, 파일롯 신호, 기지국 제어정보 등 모든 신호의 전송이 중단된 휴면 모드로 동작할 수 있다. 기지국이 휴면 모드에 진입하면, 신호 전송이 중단되어 인접 기지국에 대한 불필요한 간섭 영향이 최소화되고 파일롯 오염(pilot contamination)이 방지되며, 불필요한 신호 전송으로 인한 전력 낭비가 최소화되는 효과가 있다.
기지국 제어장치(100)는 하나의 기지국을 서로 다른 고속 이동체 단말의 서빙 기지국과 타겟 기지국으로 동시에 설정할 수도 있다.
도 1을 예로 들면, 기지국 제어장치(100)는 고속 이동체 단말#0과 현재 통신 중인 d번째 기지국을 고속 이동체 단말#0의 서빙 기지국으로 분류하고, 고속 이동체 단말#1이 현재 통신 중인 d+1 기지국을 고속 이동체 단말#1의 서빙 기지국으로 분류할 수 있다. 또한, 기지국 제어장치(100)는 고속 이동체 단말#0이 다음 번 접속 예정인 d+1기지국을 고속 이동체 단말#0의 타겟 기지국으로 분류하고, 고속 이동체 단말#1이 다음 번 접속 예정인 d번째 기지국을 고속 이동체 단말#1의 타겟 기지국으로 분류할 수 있다. 이와 같이, 기지국 제어장치(100)는 하나의 기지국을 서로 다른 고속 이동체 단말(300-1, 300-2)의 서빙 기지국과 타겟 기지국으로 동시에 설정할 수 있다.
한편, 빔 포밍이 적용된 이동무선백홀 망 환경에서 서빙 기지국 또는 타겟 기지국이라 할지라도 모든 빔에 대해 파일럿 신호를 전송하는 것은 무선자원 낭비로 직결될 수 있다.
도 3은 기지국이 각 빔의 파일럿 신호에 대해 무선자원을 할당하는 일 예를 도시한 것이다. 이동무선백홀 망 환경에서 각 기지국은 독립적인 셀 아이디(Cell ID)를 가지며, 기지국에서 형성되는 각 빔은 독립적인 빔 아이디(Beam ID)를 가질 수 있다.
도 3은 기지국에서 빔포밍을 통해 12개의 빔을 운용하는 경우를 예로 들어 도시한 것이다. 도 3에서 각 칸은 하나의 무선자원 블록에 대응하며, 각 무선자원 블록에 기재된 번호는 대응하는 빔의 빔 아이디를 나타낸다. 또한, 번호가 기재된 무선자원 블록은 대응하는 빔의 파일럿 신호 전송에 할당된 무선자원을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 기지국에서 모든 빔에 대해 파일럿 신호를 전송할 경우, 많은 양의 무선자원이 파일럿 신호 전송을 위해 할당됨을 알 수 있다.
서빙 기지국과 타겟 기지국에서 운용하는 복수의 빔 중, 고속 이동체 단말(300)과 통신하기 위한 서빙 빔, 그리고 빔 간 핸드오버 또는 기지국 간 핸드오버 시 고속 이동체 단말(300)에서 비교적 세기가 크게 측정되는 몇 개의 빔을 제외한 나머지 빔들은 고속 이동체 단말(300)에서의 수신 세기가 매우 미약하다. 따라서, 고속 이동체 단말(300)에서의 수신 세기가 미약한 빔들에 대해서도 매 슬롯마다 파일럿 신호를 전송하는 것은 무선자원의 낭비로 직결될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 실시 예에서는 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 운용하는 빔들을 서빙 빔, 타겟 빔, 보조 타겟 빔, 휴면 빔 등으로 분류하고, 각각에 대해 파일럿 신호의 전송 주기(또는 전송 시점)를 다르게 제어함으로써 불필요한 파일럿 신호 전송을 최소화한다.
제어기(120)는, 서빙 기지국, 타겟 기지국 및 고속 이동체 단말(300)의 위치정보를 토대로 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 운용하는 복수의 빔들의 운용 모드를 결정할 수 있다. 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 운용하는 복수의 빔들은, 운용 모드에 따라 서빙 빔, 타겟 빔, 보조 타겟 빔 및 휴면 빔으로 분류될 있다.
서빙 빔은, 서빙 기지국에서 운용하는 빔들 중 고속 이동체 단말(300)과의 통신에 사용 중인 빔에 대응한다.
타겟 빔은, 서빙 빔과 인접한 빔들 중에서 선택되며, 고속 이동체 단말(300)이 다음 번에 접속 가능한 빔들에 대응한다.
보조 타겟 빔은, 타겟 빔과 인접한 빔들 중에서 선택되며, 각 기지국(200)과 고속 이동체 단말(300)의 위치정보만으로 타겟 빔을 판정할 경우 판정 정확도가 떨어지는 것을 대비하여, 후보 타겟 빔으로 선택될 수 있다.
휴면 빔은, 고속 이동체 단말(300)이 위치할 가능성이 없는 빔으로서, 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 운용하는 복수의 빔들 중 서빙 빔, 타겟 빔 및 보조 타겟 빔을 제외한 나머지 빔들이 휴면 빔으로 선택될 수 있다.
한편, 타겟 빔과 보조 타겟 빔은, 고속 이동체 단말(300)에서의 빔 수신 세기에 따라서 서로 바뀔 수 있다. 예를 들어, 고속 이동체 단말(300)에서의 수신 세기가 타겟 빔보다 보조 타겟 빔이 더 큰 경우, 타겟 빔은 보조 타겟 빔으로 변경되고, 보조 타겟 빔은 타겟 빔으로 변경될 수 있다.
서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 운용하는 빔들 중 서빙 빔, 타겟 빔 및 보조 타겟 빔으로 선택되는 빔의 개수는, 시스템의 설계에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 서빙 빔, 타겟 빔 및 보조 타겟 빔으로 선택되는 빔의 개수는, 각 기지국에서 형성 가능한 빔의 개수, 빔포밍 설계(빔 폭) 등에 따라 달라질 수 있다.
제어기(120)는 서빙 기지국 및 타겟 기지국이 운용하는 빔들의 운용 모드가 결정되면, 대응하는 운용 모드에 따라서 각 빔의 파일럿 신호 전송 주기(또는 전송 시점)를 다르게 제어하도록 서빙 기지국 및 타겟 기지국을 제어할 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 기지국을 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 도 5는 실시 예에 따른 기지국에서 파일럿 신호에 무선자원을 할당하는 일 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 실시 에에 따른 기지국(200)은 송수신기(210), 위치정보 획득모듈(220), 모뎀(MODEM)(230) 및 제어기(240)를 포함할 수 있다.
송수신기(210)는 RF 모듈 및 빔 형성기를 포함할 수 있다. 송수신기(210)는 제어기(240)의 제어 신호에 따라서 서로 독립적인 복수의 빔을 운용하며, 이를 통해 고속 이동체 단말(300)과 신호를 송수신한다.
위치정보 획득모듈(220)은 기지국(200)의 위치정보를 획득한다. 예를 들어, 위치정보 획득모듈(220)은 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 기지국(200)의 위치정보를 획득할 수 있다.
모뎀(230)은 기지국(200)과 고속 이동체 단말(300) 사이에 송수신되는 신호를 기저대역(baseband) 단에서 변조 또는 복조하는 기능을 수행한다.
제어기(240)는 기지국(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
제어기(240)는 상위 계층과의 인터페이스 기능을 수행할 수 있다. 제어기(240)는 상위 계층과의 인터페이스를 통해 각 고속 이동체 단말(300)로 전송할 데이터를 상위 계층으로부터 수신하거나, 각 고속 이동체 단말(300)로부터 수신한 데이터를 상위 계층으로 전달할 수 있다.
제어기(240)는 위치정보 획득모듈(220)을 통해 기지국(200)의 위치정보가 획득되면, 이를 기지국 제어장치(100)로 전달할 수 있다. 또한, 제어기(240)는 송수신기(210)를 통해 고속 이동체 단말(300)로부터 고속 이동체 단말(300)의 위치정보가 수신되면, 이를 기지국 제어장치(100)로 전달할 수도 있다.
제어기(240)는 기지국 제어장치(100)에 의해 기지국(200)의 동작 모드가 결정되면, 결정된 동작 모드로 동작하도록 기지국(200)을 제어할 수 있다.
제어기(240)는 기지국(200)이 고속 이동체 단말(300)의 서빙 기지국으로 결정되면, 고속 이동체 단말(300)과 일반적인 하향링크 통신 및 상향링크 통신을 수행하도록 송수신기(210)를 제어할 수 있다.
제어기(240)는 기지국(200)이 고속 이동체 단말(300)의 타겟 기지국으로 결정되면, 동기신호, 파일롯 신호, 기지국 제어정보 등을 주기적으로 전송하도록 송수신기(210)를 제어할 수 있다.
제어기(240)는 기지국(200)이 휴면 기지국으로 결정되면, 고속 이동체 단말(300)의 초기 접속을 위한 최소한의 수신 동작을 제외한 동기 신호, 파일롯 신호, 기지국 제어정보 등 모든 신호의 전송을 중단하도록 송수신기(210)를 제어할 수 있다.
제어기(240)는 서빙 기지국, 타겟 기지국 또는 휴면 기지국으로 동작 중에 고속 이동체 단말(300)로부터 초기 접속 요청 신호가 수신되면, 동작 모드를 초기 접속 모드로 전환할 수 있다. 제어기(240)는 초기 접속 모드에 진입하면, 초기 접속을 요청한 고속 이동체 단말(300)로 송수신기(210)에서 운용하는 모든 빔을 이용하여 동기 신호, 파일럿 신호, 기지국 제어정보를 전송하도록 송수신기(210)를 제어할 수 있다.
제어기(240)는 기지국 제어장치(100)에 의해 기지국(200)에서 운용하는 각 빔에 대한 운용 모드가 결정되면, 대응하는 운용 모드에 따라 각 빔의 파일럿 신호의 전송 주기(또는 전송 시점)를 제어할 수 있다.
서빙 빔의 경우, 고속 이동체 단말(300)과 통신 중인 빔으로서 매 슬롯마다 채널 추정이 이루어져야 한다. 따라서, 제어기(240)는 복수의 빔 중 서빙 빔으로 결정된 빔에 대해서는, 매 슬롯마다 파일럿 신호가 전송되도록 무선자원을 할당할 수 있다.
타겟 빔의 경우에는, 매 슬롯마다 서로 다른 타겟 빔의 파일럿 신호가 전송되도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 타겟 빔이 2개인 경우, 2개의 타겟 빔의 파일럿 신호가 매 슬롯마다 번갈아가며 전송될 수 있다. 따라서, 제어기(240)는 복수의 빔 중 타겟 빔으로 결정된 빔들에 대해서는, 매 슬롯마다 서로 다른 타겟 빔의 파일럿 신호가 전송되도록 무선자원을 할당할 수 있다.
보조 타겟 빔의 경우에는, 타겟 빔보다 파일럿 신호의 전송 주기가 길게 설정될 수 있다. 따라서, 제어기(240)는 복수의 빔 중 보조 타겟 빔으로 결정된 빔에 대해서는, 타겟 빔보다 더 긴 주기로 파일럿 신호가 전송되도록 무선자원을 할당할 수 있다.
휴면 빔의 경우에는, 파일럿 신호를 전송하지 않도록 제어될 수 있다. 따라서, 제어기(240)는 복수의 빔 중 휴면 빔으로 결정된 빔에 대해서는 파일럿 신호의 신호를 중단하도록 제어할 수 있다.
도 5는 하나의 서빙 빔, 타겟 빔, 보조 타겟 빔 및 휴면 빔으로 분류된 빔들에, 파일럿 신호 전송을 위한 무선 자원을 할당하는 일 예를 도시한 것이다.
도 5를 예로 들면, 서빙 기지국에서 운용하는 빔들 중 빔 #3이 서빙 빔, 빔 #0 및 #1이 타겟 빔, 빔 #10이 보조 타겟 빔으로 선택되고, 타겟 기지국에서 운용하는 빔들 중 빔 #3 및 #2가 타겟 빔, 빔 #8이 보조 타겟 빔으로 선택되며, 나머지 빔들은 휴면 빔으로 선택된다.
도 5를 참조하면, 서빙 빔으로 선택된 빔에 대해서는 매 슬롯마다 파일럿 신호를 전송하기 위한 무선자원이 할당된다. 또한, 타겟 빔으로 선택된 빔들에 대해서는, 매 슬롯마다 서로 다른 타겟 빔의 파일럿 신호를 전송하도록 무선자원이 할당된다. 또한, 보조 타겟 빔으로 선택된 빔들에 대해서는 N개의 슬롯마다 파일럿 신호를 위해 무선자원이 할당된다. 또한, 휴면 빔으로 선택된 빔들에 대해서는 파일럿 신호가 전송되지 않도록 파일럿 신호에 무선 자원을 할당하지 않는다.
한편, 제어기(240)는 고속 이동체 단말(300)로부터 타겟 빔과 보조 타겟 빔의 수신 세기가 리포팅되면, 이를 토대로 타겟 빔과 보조 타겟 빔을 변경할 수도 있다. 예를 들어, 보조 타겟 빔의 수신 세기가 타겟 빔의 수신 세기보다 더 큰 경우, 제어기(240)는 타겟 빔을 보조 타겟 빔으로 변경하고, 보조 타겟 빔을 타겟 빔으로 결정할 수도 있다.
도 6은 실시 예에 따른 기지국 제어장치의 기지국 제어 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 실시 예에 따른 기지국 제어장치(100)는 각 기지국(200) 및 고속 이동체 단말(300)의 위치정보를 수집한다(S100).
상기 S100 단계에서, 기지국 제어장치(100)는 각 기지국(200)으로부터 자신의 위치정보를 주기적으로 수신할 수 있다. 또한, 상기 S100 단계에서, 기지국 제어장치(100)는 고속 이동체 단말(300)이 현재 접속 중인 기지국으로부터 고속 이동체 단말(300)의 현재 위치정보를 수신할 수 있다.
기지국 제어장치(100)는 각 기지국(200) 및 고속 이동체 단말(300)의 위치정보가 획득되면, 이를 토대로 각 기지국(200)의 동작 모드를 결정한다(S110).
상기 S110 단계에서, 각 기지국(200)의 동작 모드는, 서빙 기지국 모드, 타겟 기지국 모드 및 휴면 기지국 모드로 구분될 수 있다.
기지국 제어장치(100)는 각 기지국(200)의 동작 모드가 결정되면, 기지국들 중 고속 이동체 단말(300)의 서빙 기지국 및 타겟 기지국으로 결정된 기지국들에 대해, 해당 기지국들이 운용하는 각 빔의 운용 모드를 결정한다(S120).
상기 S120 단계에서, 각 빔의 운용 모드는 서빙 빔 모드, 타겟 빔 모드, 보조 타겟 빔 모드 및 휴면 빔 모드로 구분될 수 있다.
기지국 제어장치(100)는 각 기지국(200)의 동작 모드 및 각 기지국(200)에서 운용하는 빔의 운용 모드가 결정되면, 이를 포함하는 제어정보를 각 기지국(200)으로 전송함으로써(S130), 각 기지국(200)의 동작을 제어한다.
한편, 고속 이동체 단말(300)은 계속 이동하므로 그 위치가 지속적으로 변경된다. 따라서, 기지국 제어장치(100)는 지속적으로 고속 이동체 단말(300)의 위치정보를 획득하여 고속 이동체 단말(300)의 서빙 기지국 및 타겟 기지국을 지속적으로 갱신할 수 있다.
도 6에서는 기지국 제어장치(100)에서 각 기지국(200) 및 고속 이동체 단말(300)의 위치정보를 토대로 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 운용하는 빔의 운용 모드를 결정하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 운용하는 빔의 운용 모드는, 대응하는 기지국에 의해 결정될 수도 있다. 이 경우, 서빙 기지국 및 타겟 기지국은 고속 이동체 단말(300)의 위치정보와 각 기지국이 운용하는 빔의 커버리지를 토대로 자신들이 운용하는 각 빔의 운용 모드를 결정할 수도 있다.
도 7은 실시 예에 따른 이동무선백홀 망에서의 기지국의 파일럿 신호 전송 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 실시 예에 따른 기지국(200)은 기지국 제어장치(100)로부터 수신되는 제어정보를 토대로 자신의 동작모드를 결정한다(S200).
기지국(200)은 기지국 제어장치(100)에 의해 자신의 동작모드가 휴면 기지국으로 결정되면(S210), 파일럿 신호, 동기 신호, 기지국 제어정보 등의 전송을 중단하고, 최소한의 수신 동작만 유지하는 휴면 모드로 동작한다(S220).
반면에, 기지국(200)은 기지국 제어장치(100)에 의해 자신의 동작모드가 서빙 기지국 또는 타겟 기지국으로 결정되면(S210), 자신이 운용하는 각 빔의 파일럿 신호 전송 주기(또는 전송 시점)를 결정한다(S230).
상기 S230 단계에서, 기지국(200)은 자신이 고속 이동체 단말(300)의 서빙 기지국 또는 타겟 기지국으로 결정되면, 기지국 제어장치(100)로부터 수신되는 제어정보를 토대로 자신이 운용하는 복수의 빔 각각의 운용 모드를 결정한다. 즉, 기지국(200)은 기지국 제어장치(100)로부터 수신되는 제어정보를 토대로 자신이 운용하는 복수의 빔을, 서빙 빔, 타겟 빔, 보조 타겟 빔 및 휴면 빔으로 분류한다.
상기 S230 단계에서, 기지국(200)은 자신이 운용하는 각 빔의 운용 모드가 결정되면, 대응하는 운용 모드에 따라서 각 빔의 파일럿 신호 전송 주기(또는 전송 시점)를 결정할 수 있다.
예를 들어, 기지국(200)은 서빙 빔으로 분류된 빔에 대해서는 매 슬롯마다 데이터 신호와 함께 파일럿 신호가 전송되도록 파일럿 신호 전송 주기(또는 전송 시점)를 결정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기지국(200)은 타겟 빔으로 분류된 빔들에 대해서는 매 슬롯마다 서로 다른 타겟 빔의 파일럿 신호가 전송되도록 각 타겟 빔의 파일럿 신호 전송 주기(또는 전송 시점)를 결정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기지국(200)은 보조 타겟 빔으로 분류된 빔들에 대해서는 타겟 빔의 파일럿 신호 전송 주기보다 더 길게 파일럿 신호 전송 주기를 결정할 수 있다. 또한, 예를 들어, 휴면 빔으로 분류된 빔들에 대해서는 파일럿 신호를 전송하지 않도록 설정할 수 있다.
기지국(200)은 상기 S230 단계를 통해 기지국(200)이 운용하는 각 빔의 파일럿 신호 전송 주기가 결정되면, 대응하는 파일럿 전송 주기에 따라서 각 빔의 파일럿 신호가 전송되도록 각 빔의 파일럿 신호에 무선자원을 할당한다(S240).
예를 들어, 기지국(200)은 서빙 빔으로 결정된 빔에 대해서는 매 슬롯마다 파일럿 신호에 무선자원을 할당할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기지국(200)은 타겟 빔으로 결정된 빔들에 대해서는, 매 슬롯마다 서로 다른 타겟 빔의 파일럿 신호에 무선자원을 할당할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기지국(200)은 보조 타겟 빔으로 결정된 빔들에 대해서는, 타겟 빔보다 더 긴 주기로 파일럿 신호에 무선자원을 할당할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기지국(200)은 휴면 빔으로 결정된 빔들에 대해서는 파일럿 신호가 전송되지 않도록 파일럿 신호에 무선자원을 할당하지 않을 수 있다.
한편, 기지국(200)은 새로운 고속 이동체 단말로부터 초기 접속 요청이 수신되면(S250), 현재 동작 모드에 상관 없이 새로운 고속 이동체 단말과의 초기 접속 절차가 완료될 때까지 기지국(200)에서 운용하는 모든 빔에 대한 파일럿 신호, 동기 신호, 기지국 제어정보를 전송하는 초기 접속 모드로 동작한다(S260, S270).
이후, 기지국(200)은 새로운 고속 이동체 단말과의 초기 접속이 완료되면(S270), 기지국 제어장치(100)로부터 수신되는 제어정보를 토대로 서빙 기지국, 타겟 기지국 및 휴면 기지국 중 하나로 동작한다.
고속 이동체 단말(300)은 계속 이동하므로 그 위치가 지속적으로 변경되며, 기지국(200)의 동작 모드는 고속 이동체 단말(300)의 위치에 따라서 달라질 수 있다. 따라서, 기지국(200)은 기지국 제어장치(100)로부터 지속적으로 제어정보를 수신하고, 수신되는 제어정보에 따라서 자신의 동작 모드 및 자신이 운용하는 각 빔의 운용 모드를 갱신할 수 있다.
실시 예에 따르면, 고속 이동체를 지원하는 이동무선백홀 망에서 기지국 제어장치는 고속 이동체 단말의 위치에 따라서 각 기지국의 동작 모드를 다르게 제어한다. 특히, 고속 이동체 단말과 통신할 가능성이 없는 일부 기지국은 최소한의 수신 동작만 수행하는 휴면 모드로 동작시킨다. 이에 따라, 기지국의 불필요한 신호 송신이 줄어 불필요한 신호 송신으로 인한 전력 낭비가 감소하는 효과가 있다.
또한, 실시 예에서는 고속 이동체 단말의 위치에 따라서 기지국이 운용하는 각 빔들의 파일럿 신호 전송 주기(또는 전송 시점)를 다르게 제어함으로써, 불필요한 파일럿 신호 전송으로 인해 무선자원이 낭비되는 것을 방지하고, 일부 파일럿 신호의 위치에 데이터를 할당하여 무선자원을 효율적으로 운영할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 이동무선백홀 망에서의 기지국의 파일럿 신호 전송 방법에 있어서,
    단말의 위치정보 및 상기 기지국의 위치정보에 따라서, 상기 단말의 서빙 기지국, 타겟 기지국 또는 휴면 기지국으로 동작하는 단계,
    상기 서빙 기지국 또는 상기 타겟 기지국으로 동작하면, 상기 단말의 위치정보를 토대로 상기 기지국에서 운용하는 복수의 빔 각각의 파일럿 신호 전송 주기를 결정하는 단계, 그리고
    대응하는 파일럿 신호 전송 주기로 파일럿 신호를 전송하도록, 각 빔의 파일럿 신호에 무선자원을 할당하는 단계를 포함하는 파일럿 신호 전송 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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