KR20170117100A - 단일 주파수 네트워크를 구성하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

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KR20170117100A
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Abstract

소위 소형 셀(SCn-SCn +3) 등의 무선 셀을 각각 제공하는 기지국(SCn-SCn + 3)의 활성화 및 비활성화를 각각 가능하게 하는 단일 주파수 네트워크를 포함하는 원격통신 시스템이 제공된다. 단일 주파수 네트워크는 복수의 무선 셀을 횡단하는 사용자 장치에 핸드오버 절차가 요구되지 않는다는 이점을 제공한다. 본 발명의 요지는, 공급되는 사용자 장치의 위치에 의존하여 소형 셀(SCn-SCn + 3)을 동작시키기 위한 전송 파라미터의 위치 기반 적응을 위한 수단을 제공한다.

Description

단일 주파수 네트워크를 구성하기 위한 방법 및 디바이스
본 발명은, 단일 주파수 네트워크(single frequency network; SFN)를 형성하는 특정 기지국(소위 소형 셀 등의 무선 셀을 각각 제공함)의 활성화 및 비활성화를 각각 가능하게 하는 SFN을 포함하는 원격통신 시스템에 관한 것이다. SFN은, SFN에서, 복수의 무선 셀을 횡단하는 사용자 장치에 대한 핸드오버 절차가 필요 없다는 이점을 제공한다.
WO 2009/058752 A1에서는, 시스템 프레임 번호를 수신하도록 구성되는 무선 송수신부(wireless transmit receive unit; WTRU)를 포함하는 시스템 정보 업데이트를 수신하기 위한 장치를 개시한다. WTRU는 또한, 수정 기간에 시스템 정보 메시지를 수신하도록 구성된다. 수정 기간은, 시스템 프레임 번호에 의해 판정되는 경계를 갖는다. WTRU는 제1 수정 변경 경계 이후에 시스템 정보 변경 통지를 수신하도록 구성되고 제2 수정 변경 경계까지 시스템 정보가 유효하다고 판정한다.
US 2012/0188878 A1에서는, 와이드 에어리어 SFN 및 로컬 에어리어 SFN에서 각각 사용자 장치(user equipment; UE)가 동작하기 위한 1차 및 2차 제어 정보의 전송을 개시한다. 제1 제어 정보는 와이드 에어리어 SFN을 통해 전송되는 한편, 제2 제어 정보는 로컬 SFN 또는 전용 채널을 통해 전송될 수 있다. 제1 제어 정보는 제2 제어 정보의 스케줄링을 포함할 수 있고, 제2 제어 정보는 동일한 SFN 내의 서로 다른 로컬 영역들에서 서로 다를 수 있다. 로컬 SFN은, 구별되는 파일럿 또는 다른 물리적 채널 파라미터를 사용해서, UE에 로컬 SFN간을 구별할 기회를 제공한다. 또한, 서로 다른 SFN임을 인지하고 서로 다른 SFN들을 구별하는 수단을 사용하여 수신하도록, 로컬 SFN 및 UE를 전하는 방법이 제공된다.
US 2008/0025240 A1에서는, SFN을 통한 데이터의 제1 전송과, 재전송이 추가적인 SFN-전송의 수신을 방해하지 않도록 스케줄링되는 비-SFN 방식의 동일한 데이터의 제2 전송 또는 재전송을 개시한다.
US 2013/0029706 A1에서는, 특정 전송 전력에서 SFN을 사용하는 무선 스펙트럼 공유를 개시하고, SFN에서는, 어떠한 위치 의존적인 리소스 사용도 제공되지 않는다.
WO 2009/124261 A2에서는, 하나 이상의 다중 주파수 네트워크(Multiple Frequency Network; MFN)의 커버리지 영역에 걸친 SFN을 통한 프로그램 가이드의 제공을 개시하고, MFN의 전송의 주파수 및 내용에 관한 정보를 제공한다.
US 2014/0226638A1에서는, SFN에서 브로드캐스팅된 시스템 정보의 검출을 교시한다.
JP2009-246860에서는, 또 다른 네트워크 배치가 설명되어 있으며, 지향성 기지국 전송기와 타이밍 오프셋의 결합이 사용된다. 지향성 안테나를 채용함으로써, 인접하는 기지국들로부터 신호 오버랩이 비교적 작은 영역만으로 되고, 이 영역에서, 전송 타이밍 오프셋들의 사용을 통해, 2개의 기지국들로부터의 신호들은 이 오버랩 영역에서 작은 시간 오프셋을 갖고 수신된다.
다양한 유형의 통신 콘텐츠를 복수 유형의 엔드 디바이스에 제공하기 위해 넓게 배치된 무선 통신 시스템이 공지되어 있다. 이러한 시스템은, 시간 슬롯당 주파수 또는 일반적으로는 대역폭 등의 전송 리소스를 공유함으로써 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 액세스 시스템일 수 있다. 공지된 다중 액세스 시스템은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템, 시분할 다중 액세스(TDMA) 시스템, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 시스템, LTE-A 등의 표준의 Long Term Evolution(LTE) 계열의 패밀리 멤버, 또한 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템을 말한다.
무선 다중 액세스 통신 시스템은 다수의 무선 단말에 대한 통신을 동시에 지원한다. 무선 통신 네트워크는, 다수의 무선 디바이스에 대한 통신을 지원할 수 있는 다수의 기지국을 포함할 수 있다. 무선 디바이스는 사용자 장치 및 원격 엔드 디바이스를 포함한다. SFN은, 복수의 전송기가 동일한 주파수 채널 또는 동일한 주파수 범위에서(예를 들면, LTE/LTE-A 등의 OFDMA 시스템일 경우, 서브 캐리어 주파수들의 동일한 범위에서) 동일한 신호를 동시에 사용자 장치에 전송하는 브로드캐스트 네트워크이다. 단순화된 형태의 SFN은 저전력 동일-채널 리피터, 부스터 또는 브로드캐스트 변환기에 의해 구축될 수 있다. SFN의 목적은, 무선 스펙트럼의 효율적인 활용과 핸드오버를 위한 시그널링 노력의 회피이다. SFN은 또한, 다중 주파수 네트워크(MFN)에 비해 커버리지 영역을 증가시키며, 이는 총 수신 신호 강도가 전송기들간의 위치에서 증가할 수 있기 때문이다.
공지된 셀룰러 모바일 무선 시스템들에서, 현재 존재하는 소위 매크로 셀 네트워크 토폴로지는, 보다 작은 무선 셀들, 소위 "소형 셀"의 확립에 의해 강화되고 있다. 동종 네트워크 토폴로지에서 이종 네트워크 토폴로지로의 이 발전은, 작은 범위의 셀들을 제공하는 추가 기지국들을 설치함으로써 행해지고 있다. 모바일 네트워크 오퍼레이터는 현재, 다수의 모바일 사용자가 끊임없이 존재하는 기차역, 쇼핑 센터 등의 가장 번잡한 핫 스폿에 주로 초점을 맞추고 있다. 매크로 셀 및 소형 셀은 서로 다른 주파수 범위에서 운영될 수 있다. 매크로 셀 레이어는, 대개 저주파수에 의해 확립될 수 있고, 소형 셀 레이어는 대개 고주파수에서 동작한다. 소형 셀은, 백홀 연결을 통해 모바일 네트워크 오퍼레이터의 코어 네트워크에 연결될 수 있다.
사용자 장치는, 레이어 내에서 뿐만 아니라 셀 핸드오버 절차에 의해 매크로 셀 레이어와 소형 셀 레이어 사이에서 이동될 수 있다. 이러한 핸드오버는, 모바일 디바이스 내의 미리 정해진 구성에 따라 행해지는 다운링크 기준 신호에 대해 측정되는 수신 필드 강도의 측정뿐만 아니라 기본 셀 특정 정보의 수신에 적어도 의거하고 있다. 측정 결과는, 모바일 엔드 디바이스로부터 서빙 기지국, 소위 "서빙 eNB"로 전송된다. 공지된 핸드오버 절차 동안, 새로운 무선 셀, 소위 "타겟 eNB"가 모바일 디바이스의 곧 있을 핸드오버를 위해 준비된다. 이것은, 코어 네트워크에서 백홀 연결에 의해, LTE인 경우 S1 인터페이스를 통해 또는 관련 기지국 사이에서 LTE인 경우 S2 인터페이스를 통해 행해진다.
종래기술에 따르면, 시그널링 오버헤드는 세 가지 측면: 무선 인터페이스, 무선 액세스 네트워크(RAN), 및 코어 네트워크(CM)에 따른 각각의 셀 핸드오버 절차들로부터 기인한다. 또한, 핸드오버 절차는, 세 가지: 모바일 디바이스, 관련 기지국, 및 코어 네트워크에서의 컴퓨팅 성능이 필요하다. 또한, 네트워크의 대역폭 제한 전송 경로에서의 지연이 발생한다.
이러한 단점으로 인해, 빠르게 이동하는 모바일 디바이스는 하나의 셀로부터 다른 셀로 자주 이동하면 안 된다. 그 결과 빠르게 움직이는 모바일 디바이스는 종종 매크로 셀 레이어에서 유지된다. 따라서, 빠르게 움직이는 모바일 디바이스는 종종 소형 셀 레이어가 제공하는 혜택을 누릴 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 극복하고, 특히, 셀들간을 횡단하는 고속 진행 사용자 장치의 빈번한 핸드오버를 피하는 원격통신 시스템을 제공하는 것이다. 따라서, 해결되어야 할 문제는 리소스 효율적으로 시그널링 오버헤드를 감소시키는 것이다.
이 목적은 청구항 1에 따른 SFN을 구성하는 방법에 의해 해결된다.
따라서, 단일 주파수 네트워크를 구성하는 방법이 제공되고, 이 방법은, 적어도 하나의 사용자 장치의 위치를 검출하고, 검출된 사용자 장치 위치의 함수로서 단일 주파수 네트워크를 형성하는 복수의 기지국의 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하는 것을 포함한다.
단일 주파수 네트워크는, 공통 네트워크를 함께 구축하는 다양한 소형 셀들을 포함하며, 이는 사용자 장치에게 단일 네트워크로서 나타난다. 이는 네트워크에서 동일한 전송 리소스가 적용되기 때문이며, 이에 따라 하나의 소형 셀로부터 다른 소형 셀로의 핸드오버가 요구되지 않다. 따라서, 이 사용자 장치, 기지국, 및 임의의 다른 네트워크 구성 요소는 핸드오버용 시그널링 정보를 전송하는 것을 회피할 수 있어, 에너지 소비 및 리소스 할당 등 각각의 시그널링에 내포되는 노력의 추가 회피와 함께, 감소된 전송 오버헤드의 이점을 제공한다.
사용자 장치의 세트들은 이용 가능한 기지국들의 서브셋과만 통신하기 때문에, 비활동 기지국들은 비활성화될 수 있다. 따라서, 사용자 장치가 하나의 위치로부터 다른 위치로 이동할 때, 제1 위치에서 공급을 담당하는 기지국들은 제2 위치에서는 더 이상 요구되지 않을 수 있다. 제2 위치에 위치된 사용자 장치는 현재 근접한 다른 기지국을 필요로 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 하나의 양태는, 사용자 장치의 위치를 찾아내고, 이 측정된 위치에서 요구되는 기지국들의 서브세트를 얻고, 이어서 활성화한다. 다른 방법 단계에서, 사용자 장치의 공급에 더 이상 적합하지 않은 보다 먼 기지국들은 비활성화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 양태는, 하나의 경우에 요구되거나 다른 경우에 요구되지 않는 기지국들의 서브세트들을 정의하는 것이다. 네트워크의 이러한 파티셔닝은, 전체 SFN에 각각 기여하는 무선 셀들의 클러스터들을 내포하는 기지국들의 클러스터들을 정의함으로써 달성된다. MFN 시나리오에서, 하나의 무선 셀은 또한 직교 리소스들을 적용해서 다른 무선 셀과 구별되며 SFN 클러스터의 정의에 대해 유지하고 있다. 기지국들의 클러스터는 시간당 주파수 등 동일한 리소스를 공유하는 다수의 기지국으로서 정의될 수 있다(제1 SFN 클러스터). 따라서, 기지국들 및 그에 따른 무선 셀들의 추가 클러스터는 (제1 SFN 클러스터와 비교해서) 직교 리소스들을 사용해서 동작될 수 있다. 무선 셀들 및/또는 무선 셀들의 클러스터들 사이의 간섭 회피를 위해, 후술하는 소위 가드 영역들(Guard Resions)이 마련될 수 있다.
일반적으로, 본 발명은 특정 수의 클러스터들에 제한되지 않고, 클러스터는 사용자 장치 앞쪽에 있거나, 근접되거나, 사용자 장치에 서빙하고 있는 것으로 정의되거나, 또는 사용자 장치가 이미 지나가서 이에 따라 비활성화되는 클러스터일 수 있다. 사용자 장치 및 기지국의 상대 위치의 정보는 기지(旣知)의 위치 검출 기술에 의해 판정될 수 있다. 이것은, 기지국의 위치를 알아내고 사용자 장치의 위치를 알아내는 것을 포함할 수 있다. 또한, 전술한 위치들 중 적어도 하나를 이미 알고 있는 경우일 수 있다. 정적 기지국은 예를 들면, 단지 사용자 장치의 위치를 알아내도록 중앙 디바이스에 그 위치를 전송할 수 있다. 사용자 장치의 위치를 복수 회 알아낼 경우, 방향 및/또는 속도를 얻을 수 있다. 따라서, 현재 위치를 추정하는 것뿐만 아니라 향후 위치를 추정할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자 장치가 기지국에 접근하고 있는지의 여부를 식별할 수 있다. 향후의 서빙 셀이 적시에 활성화될 수 있다.
기지국의 활성화 또는 비활성화는 전송 전력을 온으로 하거나 오프로 하는 것을 의미하지만, 본 발명은 이러한 정의에 제한되지 않는다. 사용자 장치에 의해 기지국이 인식되지 못하게 하는 전송 파라미터들에 따라 기지국들이 사전에 동작하는 경우일 수 있다. 활성화는, 사용자 장치가 기지국의 존재를 인식하고 신호를 수신할 수 있게 기지국이 동작하도록 전송 파라미터를 스위칭하는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 활성화는 기지국이 이전에 완전히 오프되는 것을 요하지 않는다. 사용자 장치의 관점에서, 기지국은 그것의 활성화에 의해 가시화된다. 비활성화에 대한 정의는 동일한 특징을, 즉 비활성화가 완전한 오프를 요하지 않음을 갖는다. 활성화는 기지국의 제1의 낮은 전송 전력을 높은 전송 전력으로 증가시키는 것이고, 기지국을 비활성화할 때는 그 반대임을 의미할 수도 있다. 활성화는, 사용자 장치가 접근할 때, 해당 사용자 장치에 순간적으로 보이지 않는 리소스에서 동작하는 기지국이 사용자 장치에 대해 볼 수 있는 리소스(즉, 이전에 사용된 리소스에 직교하는 리소스)에서 동작하는 특정 SFN 클러스터에 할당된다는 것을 의미할 수도 있고, 비활성화할 때는 그 반대임을 의미할 수도 있다.
사용자 장치는 인간 사용자에 의해 자유롭게 운반될 수 있거나 기차 또는 자동차 등의 차량에 위치되거나 그에 부착될 수 있다. 결과적인 이동 거동이 검출될 수 있고 그에 따라 전송 파라미터가 조정될 수 있다. 사용자 장치의 캐리어가 고속으로 진행할 경우, 기지국은 짧은 기간 내에 새로운 전송 파라미터에 따라 재구성될 필요가 있다. 또한, 전송 파라미터는 그에 따라 적응될 수 있다. 예를 들면, 지나가는 기차는 높은 전송 전력을 요구할 수 있는 반면, 보행자는 더 작은 전송 전력을 요구할 수 있다. 이러한 유형의 전력 조정은, 사용자 장치가 어느 위치에 머무르고 이에 따라 어느 무선 셀에 머무르는 추정 시간을 고려한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 사용자 장치가 적어도 하나의 기지국에 접근할 경우에, 이 적어도 하나의 기지국이 활성화된다. 이것은, 가까이 있는 사용자 장치가, 이전에는 멀리 떨어졌던 기지국에 의해 서빙될 수 있다는 이점을 제공한다. 또한 SFN 영역이, 사용자 장치의 도착에 앞서 사전에 기능하도록 확립될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 사용자 장치가 기지국을 지나갔을 경우 이 기지국은 비활성화될 수 있다. 이것은, 더 이상 필요하지 않은 기지국이 오프될 수 있거나 적응된 전송 파라미터의 사용하에서 동작될 수 있다는 이점을 제공한다. 따라서, 비사용 기지국은, 다른 SFN의 확립 등의 다른 일에 그들의 서비스를 제공할 수 있다. 환언하면, 비활성화란 사용자 장치와의 디스커넥션 또는 다른 서비스의 제공을 의미한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, SFN은, 각각의 직교 리소스들을 사용하여 기지국들의 서브세트들을 동작시킴으로써 클러스터들로 파티셔닝된다. 이것는, 동일한 전송 파라미터의 사용하에서 다양한 소형 셀들이 동작될 수 있고, 이에 따라 이용 가능한 기지국들의 서브세트가 활성화될 수 있고, 기지국들의 다른 서브세트가 비활성화될 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 위치는 이동 거동을 추정하기 위해 반복적으로 검출된다. 이것은, 더 많은 위치들이 보간되어 사용자 장치의 속도 및 방향 등의 이동 정보를 얻을 수 있다는 이점을 제공한다. 이 방법으로 이동 벡터를컴퓨팅할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 위치의 검출은, 미리 정의된 스케줄, 미리 정의된 시간 주기 및 미리 정의된 사용자 장치 거동 프로파일 중 하나에 따라 반복적으로 달성된다. 이것은, 추정이 계획되어 상황 특정 거동 프로파일을 얻을 수 있다는 이점을 제공한다. 중요한 상황이 발생할 경우 측정률을 높일 수 있다. 사용자 장치가 방향을 빈번하게 바꿀 경우, 더 많은 측정을 취할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 전송 파라미터는 적어도 하나의 사용자 장치의 복수의 검출 위치의 함수로서 구성된다. 이것은, 전송 설정의 마련에 대해 사용자 장치의 이동 거동을 고려할 수 있다는 이점을 제공한다. 예를 들면, 고속 주행 사용자 장치에 대해 전송 전력을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 위치를 검출하는 것은 사용자 장치의 존재를 검출하는 것, 사용자 장치의 위치를 검출하는 것, 궤적을 검출하는 것, 이동 방향을 검출하는 것, 이동 거동을 검출하는 것, 이동 거동을 추정하는 것, 제공된 이동 프로파일을 판독하는 것 및 추정된 이동 프로파일을 고려하는 것 중 적어도 하나를 포함한다. 이것은 다양한 위치 검출 기술이 적용될 수 있다는 이점을 제공한다. 위치 검출은 위치의 직접 측정뿐만 아니라 이미 저장된 위치 정보의 판독을 포함한다. 또한, 예를 들면 위성(즉 GPS) 시스템에 의한 글로벌 포지셔닝(global positioning)을 사용해서 얻어진 정보를 이용해서, 보고 장치 자체에 의해 위치를 시그널링할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 예를 들면 이전에 검출된 위치 정보에 의거하여 위치가 예측될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하는 것은, 제1 전송 파라미터 세트에 따라 동작되는 제1 기지국 클러스터를 형성하는 것, 및 제2 전송 파라미터 세트에 따라 동작되는 제2 기지국 클러스터를 적어도 형성하는 것을 포함한다. 이것은, 제1 리소스 세트(예를 들면, 제1 시간-주파수-격자에서 동작)를 사용하여 기지국들을 동작시키고 제1 리소스 세트와 직교하는 제2 리소스 세트(예를 들면, 제2 시간-주파수-시간-주파수-격자)를 사용하여 다른 기지국들을 동작시킴으로써 클러스터가 정의될 수 있는 이점을 제공한다. 당업자는 클러스터를 독립적으로 동작시키는 추가 방법을 알고 있다. 클러스터링된 기지국은 예를 들면 지리적인 거리에 의해 다른 기지국과 구별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 제1 기지국 클러스터는 검출된 위치의 함수로서 활성화되고, 또한, 제2 기지국 클러스터는 검출된 위치의 함수로서 비활성화된다. 이것은, 기지국의 서브세트들을 공동으로 동작시키기 위해 위치 정보가 사용될 수 있다는 이점을 제공한다. 또한, 제1 기지국 그룹의 활성화는 제2 기지국 그룹의 비활성화를 트리거할 수 있고, 그 반대도 가능하다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 사용자 장치는, GSM, UMTS, LTE 계열 표준 중 하나, 및 IEEE 802.11 계열 표준 중 하나를 포함하는 표준 그룹 중의 하나에 따라 동작한다. 이것은, 다양한 레거시 표준의 양태가 본 발명의 교시와 결합될 수 있다는 이점을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 사용자 장치는, 모바일 디바이스, 모바일 폰, 셀 폰, 핸드헬드 컴퓨터, 노트북, 넷북, PDA, 페이저, 태블릿 컴퓨터, 무선 모듈, 무선 센서, 네비게이션 시스템 및 엔터테인먼트 디바이스의 그룹 중의 하나에 의해 형성된다. 이것은 다양한 레거시 장치의 양태가 본 발명의 교시와 결합될 수 있다는 이점을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 기지국들의 동기화, 기지국들의 제어, 기지국들의 세트들의 파티셔닝, 기지국들의 세트들의 통합(merging), 적어도 하나의 전송 파라미터의 구성, 및 적어도 하나의 기지국으로의 전송 콘텐츠의 제공 중 적어도 하나를 행하는 디바이스(예를 들면, 클러스터 관리 유닛)가 동작된다. 이는, 중앙 장치가, 네트워크를 관리하고 전반적인 네트워크 제어 작업을 행하기 위해 마련된다는 이점을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, "적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하는 것"은, 기지국을 활성화하는 것, 기지국을 비활성화하는 것, 전송 전력을 증가시키는 것, 전송 전력을 감소시키는 것, 제1 동작 모드(예를 들면, MFN)와 다른 동작 모드(예를 들면, 제2 SFN) 사이를 스위칭하는 것, 제1 전송 방식(예를 들면, 제1 SFN 클러스터)과 다른 전송 방식(예를 들면, 제2 SFN 클러스터) 사이를 스위칭하는 것, 기지국과 적어도 하나의 사용자 장치 사이의 연결을 확립하는 것 및 기지국과 적어도 하나의 추가 기지국 사이의 연결을 확립하는 것 중 하나를 포함한다. 이는, 전송 거동이 사용자 장치의 특정 상황에 적응될 수 있다는 이점을 제공한다. 사용자 장치가 접근할 경우에 전송 전력을 증가시킬 필요가 있을 수 있다(예를 들면, 휴면 상태로부터 활동 상태로 천이). 사용자 장치의 이동 거동이 기지국들간의 추가적인 통신을 요구할 경우, 이들은 서로간에 연결을 확립하여 전송 파라미터들을 처리할 수 있다.
상기 목적은 또한, 복수의 무선 셀에 의해 형성되는 SFN을 구성하는 디바이스에 의해 해결되고, 이것은, 적어도 하나의 사용자 장치의 위치를 검출하는 위치 판정 유닛, 및 검출된 사용자 장치 위치의 함수로서 복수의 기지국의 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하도록 배치되는 클러스터 관리 유닛을 포함하고, 각각의 무선 기지국은 무선 셀을 제공한다.
상기 목적은 또한, SFN을 구성하기 위한 시스템의 의해 해결되고, 이것은, SFN을 형성하기 위한 무선 셀을 각각 제공하는 복수의 기지국, 적어도 하나의 사용자 장치의 위치를 검출하기 위한 위치 판정 유닛, 및 검출된 사용자 장치 위치의 함수로서 상기 복수의 기지국의 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하도록 배치되는 클러스터 관리 유닛을 포함한다.
SFN을 구성하기 위한 시스템은 사전에 정의된 양태에 따라 동작될 수 있다. 이 시스템은 통신 공급자 또는 네트워크 오퍼레이터에 의해 구현될 수 있다. 중앙 제어 유닛이 구현될 수 있거나 또는 각각의 기능은 네트워크에 걸쳐 분산되어 분산 방식으로 제공될 수 있다. 이 시스템은 수동적일 수 있으므로 일반적으로 알려진 사용자 장치(예를 들면 이미 출시된 레거시 모바일 디바이스)와 양립 가능하다. 사용자 장치가 제공된 방법 및/또는 시스템에 기여하지 않을 경우, 네트워크 측에서 또는 사용자 장치 외부에 있는 디바이스에 의해 위치 검출이 달성될 수 있다.
다음에서, 적어도 하나의 모바일 디바이스가 일반적으로 기차 또는 차량에 탑재되는 시나리오에 대해 설명한다. 당업자는 이러한 양태들이 단지 예시적인 것이며, 기술된 시나리오들은 모바일 디바이스를 수송하기 위한 다른 캐리어들과 함께 처리될 수 있음을 인식하고 있다. 그들은 예를 들면 사람에 의해 운반되거나 추가적인 이동 디바이스에 부착될 수 있다. 따라서 고속도로 또는 철도라는 개념이 또한 추가 시나리오에서 달성될 수 있다.
고속 이동 사용자 장치는, 예를 들면 독일의 ICE, 프랑스의 TGV 또는 일본의 신칸센 등의 최신 고속 기차의 승객이 동작시키는 것이다. 이러한 기차는 250km/h 이상의 속도로 주행할 수 있다. 또한, 고속도로에서 차량 탑재 디바이스는 물론 디바이스를 갖는 자동차 운전자가 고속으로 특정 방향으로 이동할 수 있다. 이 이동 동작으로 인해 빈번한 핸드오버가 발생해서 시그널링 오버헤드가 발생한다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 네트워크 오퍼레이터는 현재 큰 매크로 셀을 공급하는 경향이 있어서, 상기 핸드오버 시나리오는 드물게 발생한다. 따라서 이러한 디바이스는 짧은 거리, 보다 높은 데이터 속도 및 낮은 활용이 되는 소형 셀에서는 이점이 없을 수 있지만, 동작에 많은 노력이 드는 많은 수의 매크로 셀에 의해 공급된다.
현재의 모바일 네트워크의 셀-기반 아키텍처는, 항상 각 단말에 대해 자리잡는(또는 연결되는) 최선의 셀이 있고 정확히 하나의 서빙 셀을 정의하는 네트워크 관리에 유리하다는 가정하에 구축된다. 이 접근 방식은, 실제 네트워크 토폴로지 및 새로운 기술에 적응함으로써 극복된다. 이종 네트워크는 예를 들면 오버랩되는 대형 및 소형 셀을 포함한다. 현재 표준은 동시에 복수의 셀에 병렬 연결을 허용한다. 전송 채널들의 다양화를 달성하기 위해, 복수의 기지국들로부터 사용자 장치로의 동시 통신을 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다.
본 발명은, 최적의 또는 다수의 최적의 공급 엔티티의 판정을 요하지 않고, 위치 고정 기지국(BS) 또는 위치 고정 원격 무선 헤드(즉, RRH)에 의해 모바일 디바이스를 공급하기 위한 개선된 네트워크 아키텍처를 제공한다. 이 아키텍처는 본질적으로 현재 아키텍처에 대한 많은 최적화를 통합하고, 또한 단일 서빙 셀 및 전용 핸드오버의 단점을 극복한다.
SFN에서, 모든 기지국(BS) 및 원격 무선 헤드(RRH)는 거의 동일한 신호를 전송한다. 따라서, BS 또는 RRH 각각으로부터 신호를 수신하는 수신 단말에는 차이가 없다. 물리적으로 상이한 복수의 채널로부터의 신호가 중첩될 경우, 단일 전송기의 복수의 지연 수신 경로로서 처리될 것이다. SFN 내의 단말의 이동성은, 제1 기지국(또는 RRH)에 의해 서빙되는 영역 밖으로 제2 기지국(또는 RRH)의 커버리지 영역으로 가는 단말은 항상 동일한 신호를 수신하므로, 핸드오버를 필요로 하지 않는다. 단일 주파수 네트워크에서 사용되는 리소스는 항상 동기되게 동일한 콘텐츠에 대해 사용된다. 구체적으로 단일 엔드 디바이스에 대해 제공되는 콘텐츠는 또한, 엔드 디바이스 범위 밖에 있는 영역에서 브로드캐스팅된다. 따라서, 단일 주파수 네트워크(SFN)는 일반적으로 데이터 브로드캐스팅, 소위 브로드캐스트 모드에 사용된다.
본 발명은 일반적으로 소형 셀에 국한되지 않고, 오히려 모든 종류의 기지국(BS) 또는 원격 무선 헤드(RRH)를 다루지만, 당업자는 다수의 무선 셀 및 그들의 동작을 위한 각각의 하드웨어 구성 요소를 확립하는 추가 방법을 이해하고 있다.
본 발명은 예를 들면 철도 트랙 또는 고속도로를 따라 다수의 연결된 소형 셀을 마련함으로써 구현될 수 있는 위치 의존 단일 주파수 네트워크(SFN)를 제공한다. 따라서, 경로, 예를 들면 철도 트랙 또는 고속도로를 따른 다수의 단말은, LTE 표준에 따라 동작되는 디지털 SFN의 많은 소형 셀들에 의해 지원될 수 있다.
SFN은 본 발명에 따라 극복되는 단점뿐만 아니라 이점을 지닌다. 핸드오버 방지의 이점은 적어도, 추가적인 노력이 필요한 핸드오버 준비 및 시그널링이 없다는 것이다. 또한, 고속 이동 단말에 대한 비교적 소형 셀들의 단점이 극복된다. 소형 셀들의 장점 및 더 나은 사용자 장치의 제공은 고속 이동 단말에서도 인정된다.
SFN의 단점은 리소스 소비이며, 이것은 SFN이 단일 셀로서 처리되어 SFN 전체에 적용되는 것이다. 본 발명의 요지는, 상이한 단말에 대해 SFN 내의 리소스를 다르게 사용해서 상이한 신호 및 데이터를 송신하기 때문에 설명된 기술들과 상반된다. 이는 현재 알려진 SFN의 적응을 의미하며, 이는 각 프로토콜 스택의 적응으로 행해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 이 양태는 레거시 시스템의 작은 적응만으로 곧바로 실현될 수 있다. 본 발명의 주요 양태는, 크기가 큰 SFN 내에서 축소된 크기의 구별되는 SFN 클러스터들의 매우 동적인 형성 및 상기 SFN 클러스터들간의 가드 영역의 확립이며, 이에 의해 상이한 신호들 및 데이터가 상이한 단말 그룹에 전송될 수 있다.
이러한 리소스 사용에 대한 기준은, 공급된 단말들의 거리, 또는 상이한 단말들에 전송된 신호가 서로 크게 간섭하지 않는다는 지견에 의거한다. 시간, 주파수 또는 코드 도메인이 충분히 다른 리소스는 직교한다고 정의된다. 또한, 공간 거리가 충분히 큰 경우에 리소스가 직교한다. 또한, 격리 또는 간섭 회피에 의해 얻어지는 가상 거리가 직교 리소스로 되게 한다. 지리적인 거리 때문에 간섭이 없는 리소스는 시간, 주파수 또는 코드 도메인에서 오버랩될 수 있지만 여전히 어떠한 왜곡 없이 상이한 신호를 전할 수 있다.
엔드 디바이스들의 거리는, 예를 들면 소형 셀 자체에 의해 또는 중앙 위치 판정 유닛에 의해, 예를 들면 복수의 소형 셀에 의해 정의되는 SFN에서 판정될 수 있다. 소형 셀들이 지리적인 위치를 나타낼 수 있도록, 소형 셀을 통해 업링크 통신이 제공될 수 있으며, 그 지리적 위치는 본 발명의 양태에 따라 네트워크 파라미터를 적응시키데 고려될 수 있다.
중앙에 위치한 RCU(Resource Control Unit)는, SFN 내의 소형 셀들을 통해 엔드 디바이스에 리소스를 제공할 수 있으며, 이것은 동일한 소형 셀 또는 인접한 소형 셀 내에서 주파수, 시간 또는 코드 도메인이 직교한다. 서로 거리가 충분한 소형 셀들 또는 디바이스들에 할당되는 리소스(그 거리로 인해 직교함)는 동일하거나, 적어도 시간, 주파수 및 코드 도메인이 직교하지 않을 수 있다. 이것은, 그들의 먼 위치로 인해 이미 직교하는 것과 같은 경우이다. 따라서, 소형 셀들 및 그에 연결된 단말들은 각각의 위치의 함수로서 SFN 클러스터들로 동적으로 나뉠 수 있다. 각 SFN 클러스터 내에서 리소스는 서로 직교하게 할당된다. SFN 클러스터는 리소스와 관련해서 이미 직교하게 충분히 떨어져 있다.
SFN 클러스터 내의 사용자 장치와의 통신에 요구되는 소형 셀들의 서브셋만을 동작시킬 필요가 있다. 기차의 예에서, 기차 앞과 기차 뒤의 사용 중이 아닌 소형 셀들은, 에너지 절약 목적으로 또는 다른 SFN 클러스터로서의 사용을 위해, 대응하는 SFN-클러스터간의 거리에 의거하여 사용 불가능 또는 적어도 비활성이다. 따라서, SFN의 활동 소형 셀들은 기차가 존재하는 곳에서만 동작하므로 기차와 함께 이동하는 것처럼 보이다. 사용자 장치에 근접한 셀들만이 활성화된다. 본 발명에 따르면, 근접함은, 예를 들면 미리 정의된 반경과 비교되는 위치 측정값에 의해 검출될 수 있다. 이러한 반경은 전송 전력의 적응에 의해 동적으로 정의될 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조해서 단지 예로서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 이동 차량(여기에서는 철도 기차), 및 소형 셀 활성화 및 비활성화 절차를 갖는 SFN을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따라 각각의 네트워크 구성 요소를 갖는 SFN을 구성하기 위한 시스템을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따라 각각의 네트워크 구성 요소를 갖는 SFN을 구성하기 위한 또 다른 시스템을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따라 SFN을 동작시키기 위한 시스템의 사용 시나리오를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 양태에 따라 SFN을 동작시키는 방법을 제공하는 플로차트.
도 6은 본 발명의 또 다른 양태에 따라 SFN을 동작시키는 방법을 제공하는 또 다른 플로차트.
도 7a는 본 발명의 일 양태에 따른 사용자 장치 클러스터들의 확립을 나타내는 도면.
도 7b는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 또 다른 사용자 장치 클러스터들의 확립을 나타내는 도면.
도 7c는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 또 다른 사용자 장치 클러스터들의 확립을 나타내는 도면.
도 8a는 본 발명의 일 양태에 따른 LTE(long term evolution) 시간/주파수 그리드를 나타내는 도면.
도 8b는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 또 다른 LTE 시간/주파수 그리드를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 양태에 따른 기준 디바이스에 의한 위치 판정을 위한 시그널링 양태를 나타내는 도면.
이하에서 동일한 개념은 달리 지시되지 않는 한 동일한 참조 부호로 표시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따라, 3개의 시간 인스턴스에서의 기차 형태의 이동 차량과 소형 셀 활성화 및 비활성화 절차를 갖는 SFN을 나타낸다. 기차가 좌측에서 우측으로 진행하는 동안, 기차 앞의 소형 셀이 SFN(또는 그 특정 클러스터)에 추가되거나 활성화되고, 기차가 통과한 후의 뒤는 활성 기지국이 비활성화되거나 SFN(그 특정 클러스터)에서 제거된다.
차량에서, 채널 품질은 금속 케이지, 금속의 외피 및 금속 기화 창과 관련해서 자동차 또는 차량 설계에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서, 기차에는 종종 리피터 또는 중계 노드가 장비된다. 본 발명에 따르면, 개개의 이동국이 소형 셀에 직접 연결되어 있는지의 여부 또는 기차에 탑재된 리피터 또는 중계 노드와의 연결을 유지하고 있는지의 여부는 관련성이 적다. 예를 들면, 각 왜건 상에 정확히 하나의 리피터 또는 중계 노드가 설치되는 것을 상정할 수 있다. 리피터와 중계 노드의 차이점은, 리피터가 기차 또는 소형 셀 내의 이동국들간의 연결을 증폭시키는 반면, 중계 노드는 다수의 이동국을 외부로 제시하고 이에 따라 그들의 연결을 묶는다는 것이다. 후자는 중계 노드와 소형 셀 사이의 단일 연결로 될 수 있다. 이러한 연결은 높은 대역폭을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 빠르게 이동하는 모바일 폰들의 그룹에 대해 빈번한 셀 핸드오버 절차를 회피하는 방법을 제공한다. 복수의 셀이 단일 주파수 네트워크(SFN)를 형성하고 현재 위치에 따라 리소스가 할당되고, SFN에서 지속적으로 새 무선 셀들이 활성화 및 비활성화된다. 이는 예를 들면 단일 클러스터를 조작해서 행해질 수 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 차량의 이동 거동의 속도에 의존하여 적응이 동적으로 행해진다.
무선 셀을 활성화 또는 비활성화하기 위한 적절한 시점은 적어도 다음 후술하는 세 가지 방법으로 판정될 수 있다.
첫째로, 이것은 위치 검출에 의해 달성될 수 있다. 위치를 판정하기 위해 마련되는 유닛, 예를 들면 위치 판정 유닛(position determination unit; PDU)이 제공되어, 디바이스들과 무선 셀들 사이의 실제 활동 접속에 의거하여 위치를 검출한다. 또한, 예를 들면 다운링크 기준 신호에 대한 수신 신호 강도의 측정이, 적어도 하나의 기준 디바이스에 의해, 또한 모바일 네트워크에 의해 개시 및/또는 수집되는 측정에 의해 달성될 수 있다. 위치 검출에 적합한 측정을 행하기 위해 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기능, 예를 들면 GPS를 제공하는 이동 차량 내의 기준 디바이스를 동작시키는 것도 가능하다.
둘째로, 기지국의 활성화는 클러스터 파티셔닝에 의해 행해질 수 있다. 클러스터 파티셔닝 유닛(cluster partitioning unit; CPU)은 예를 들면 이동 패턴들의 평가 결과에 의해 디바이스들을 그룹화하고 SFN의 확장을 판정해서, 서로 다른 단말들의 그룹들간에서, 예를 들면 개별 SFN 클러스터들간에서 필요한 직교성을 부여한다. 이 경우, 위치 검출 유닛에 의해 얻어지는 정보를 사용할 수 있다.
셋째로, 리소스 제어가 행해질 수 있다. 소위 RCU(Resource Control Unit)는 무선 인터페이스에서, 예를 들면 LTE 또는 LTE-Advanced의 시간-주파수 그리드에서 리소스(예를 들면, 소형 셀 레이어에 의해 제공됨)를 관리할 수 있고, SFN 클러스터 내의 서로 다른 모바일 디바이스들에 대한 리소스들간의 직교성을 부여하거나 및/또는 SFN 클러스터들간의 직교성을 부여할 수 있다. 이 목적을 위해, RCU는 CPU로부터 정보를 얻을 수 있다.
위치 검출을 위한 또 다른 방법들을 사용할 수 있고 전술한 기술들의 양태들을 조합할 수도 있음을 이해할 것이다. 일반적으로, 필요한 방향 및 속도 정보는 다양한 방식으로 얻을 수 있다. 위치를 판정하기 위해 여기에 열거되는 예시적 옵션들을 아래에 보다 상세히 설명한다.
전술한 기능 유닛들은 로직 기능 블록들로서 이해되어야 한다. 그들은, SFN CMU(SFN Cluster Management Unit) 등의 도 2에 나타난 것과 같은 일반적인 물리적 유닛(physical unit)에 의해 구현되거나, 중앙 위치에서 별개의 수단들에 의해 구현될 수 있다. 이러한 구성 요소는 마찬가지로, 시스템 전체에 걸쳐, 예를 들면 소형 셀 기지국 또는 MME(Mobility Management Entity)의 하위 부분으로서 분산될 수 있다. 도 3에 나타난 바와 같이, 시스템의 특정 하위 부분에 단지 부분적으로 분산되는 중앙 집중형 및 분산형 기능 블록들의 이종 구현도 가능하다. 어떤 구현이 최적인지는 옵션 1(중앙 집중형), 옵션 2(분산형) 및 옵션 3(혼합형) 등의 각각의 실시예에 크게 의존한다. 전술한 양태들에 더해서, 필요한 기능을 제공하는 해당 엔티티들간의 통신을 가능하게 하기 위해 그에 따라 적응된 프로토콜들이 제시된다.
도 2는 옵션 1(중앙 집중형 SFN CMU)에 따라 SFN을 조작하기 위해 상술한 세 가지 기능 블록을 보유하는 중앙에 위치한 SFN CMU를 나타낸다. 이 예는 2개의 공간적으로 분리된 SFN 클러스터를 나타낸다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 중앙 리소스 할당 유닛과 적어도 하나의 로컬 리소스 할당 유닛 사이의 분업이 달성된다. 중앙 리소스 제어 유닛(central resource control unit; Central RCU)은 개개의 SFN 클러스터들간의 간섭 회피를 보장한다. 로컬 리소스 제어 유닛(Local RCU 또는 클러스터 특정 RCU라고 함)은 SFN 클러스터 내의 서로 다른 장치들간의 간섭 회피를 제공한다. 이것은, MAC 프로토콜 레이어의 스케쥴링 기능을 구현하도록 마련될 수 있다. 따라서, 로컬 리소스 제어 유닛(RCU)은 SFN 클러스터의 복수의 전송기, 예를 들면 다수의 소형 셀 또는 원격 무선 헤드의 거동을 제어한다.
도 3은 상술한 옵션 3에 따라 SFN을 동작시키기 위한 SFN CMU의 기능 블록들의 부분적 분산 배치를 나타낸다. 각 SFN 클러스터x는 로컬 RCUx가 할당되며, 로컬 RCUx는 중앙에 배치된 "Central RCU"에 의해 제공되는 리소스 풀의 리소스를 할당한다. 또한, 공간적으로 먼 2개의 SFN 클러스터가 도면에 나타나 있다.
새로운 무선 셀을 활성화할 경우, 각각의 동기화 정보가 교환되어, 새로운 무선 셀은 이미 존재하는 SFN의 거동에 원활하고 신속하게 통합될 수 있다. 고도의 동기화를 부여하기 위한 시간-기준으로서, GPS 등의 위성 기반 포지셔닝 시스템에 의해 제공되는 시간 신호가 사용될 수 있다.
활성화의 일환으로서, 추가된 무선 셀은, SFN의 특정 서브세트, 예를 들면 특정 위치 의존 SFN 클러스터에서 동작하도록 구성될 수 있다. 사용되는 파라미터는 적어도 다음과 같다.
· 다운링크 캐리어 주파수(dl-CarrierFreq)
· 다운링크 대역폭(dl-Bandwidth)
· "Physical Hybrid ARQ Indicator Channel"의 Configuration Details
· 모바일 네트워크 식별자의 리스트(PLMN ID)
· 페이징 영역의 특징 식별(Tracking Area Code)
· 셀 ID 특징(셀 아이덴티티)
· 업링크 캐리어 주파수(ul CarrierFreq)
· 업링크 대역폭(ul-Bandwidth)
이 리스트는 단지 예시로서 제공된다. 궁극적으로 더 적은 또는 추가 구성 파라미터(예를 들면 MIB(Master Information Block) 또는 위치 의존 SFN의 다른 유형의 SIB(System Information Block)에서 적용되는 것)가 전송된다.
따라서, 셀의 명확한 구별 없이, 또한 공급자에 의한 특정의 미리 정의된 서빙 셀 또는 특정 수의 서빙 셀 없이, 광역 커버리지 및 디바이스-특정 지원을 위한 단일 주파수 네트워크의 사용에 의거하여, 모바일 디바이스의 공급을 위한 새로운 네트워크 아키텍처를 제공하는 방법이 제안된다. 따라서, 셀룰러 모바일 무선 네트워킹의 양태가 위치-기반 및 네트워크-제어 원격통신 시나리오에 통합된다. 또한, 본 발명의 주제는, SFN 내의 소형 셀들 및 단말들의 그룹에 대한 위치-의존적 리소스 할당, 특히 무선 액세스 네트워크(RAN)에서 고속-이동 단말의 셀 핸드오버 절차 및 디스커넥션의 방지, 코어 네트워크(CN)에서의 고속 이동 단말에 대한 셀 핸드오버 절차 및 트래킹 에어리어 업데이트(TAU)의 방지, 및 SFN 내에서의 직교 SFN 클러스터 등의 셀 서브세트들의 형성 등의 특징을 제공한다.
그러므로, 단말은, 복잡한 다중 셀 수신 구성 없이, 단말에 대해 의도되는 신호가 전송되면, 모든 수신 가능한 셀에 의해 서빙받을 수 있고, 이에 따라 더 양호한 수신, 더 높은 데이터 레이트 및/또는 낮은 채널 코딩 오버헤드로 되게 된다. 또한, SFN에서 소형 셀에 의한 고속 이동 단말의 개선된 처리는, 비교적 짧은 무선 인터페이스, 양호한 통화 품질 및 높은 데이터 처리량을 갖고 달성된다. 단말은, 핸드오버가 없고 디스커넥션이 없는 것과 같은 사실상의 동일 셀과 통신한다. 따라서, 단말은 다수의 셀들을 포함하는 셀룰러 네트워크 토폴로지의 존재를 인식하지 않는다. 네트워크의 백홀에서, 빈번한 핸드오버 및 빈번한 TAU(Tracking Area Update)도 발생하지 않다. 리소스 할당은, 단말들과 소형 셀들 사이의 통신으로부터 얻어진 이미 존재하는 정보가 사용될 수 있기 때문에, 고가이며 노동 집약적인 포지셔닝 방법 없이 달성될 수 있다.
이하, 본 발명의 다음의 추가 실시예 및 양태 등을 설명된다 :
· 파트 A : 리소스의 관리
· 파트 B : RCU의 구현을 위한 옵션
· 파트 C : SFN 클러스터들의 결합 및 분리
· 파트 D : IDLE 모드에서의 단말의 위치 검출
· 파트 E : 소형 셀들의 활성화 및 비활성화
· 파트 F : 본 발명의 추가 양태들
제시된 양태들은 이해의 개선을 위해 다양한 부분들에 있어 설명되었지만, 본 발명의 요지를 제공하기 위해 조합될 수 있다.
파트 A : 리소스의 관리
RCU는 소형 셀들로부터 개별 단말을 위한 리소스에 관한 요청을 수신하고 리소스(예를 들면 LTE 리소스)의 할당에 의해 이들 요청에 응한다. 이러한 리소스는 요청하는 소형 셀 내에서 제공되고, 이는 SFN에서 달성되므로, 인접한 소형 셀들에서도 한 번만 제공이 행해진다. 인접한 소형 셀들은 예를 들면 특정 지리적 반경 내에 있는 것, 예를 들면 반경 2km 이내인 것이다. 이러한 소형 셀들은 SFN 클러스터를 형성할 수 있다. 이 반경 밖, 예를 들면 SFN 클러스터 밖의 소형 셀들은 추가 사용자 장치(UE)의 공급을 위해 동일한 리소스가 할당될 수 있다.
단말 및 소형 셀의 특정 위치에 관한 정보는 일 예에서 위치 판정 유닛(Position Determination Unit; PDU)에 의해 수집된다. 클러스터 파티셔닝 유닛(Cluster Partitioning Unit; CPU)은 SFN 클러스터로서 간추려지는 소형 셀들 및 단말들을 판정한다. 또는, CPU는, 단말이 최적으로 공급될 수 있도록 동일한 이동 거동 및/또는 위치의 복수의 소형 셀들을 그룹으로 간추린다. 결과적인 그룹 정보는 리소스 제어 유닛(RCU)에 통신된다. 3개의 유닛 PDU, CPU 및 RCU는 개별적으로 또는 도 2에 나타나는 바와 같이 단일 SFN CMU(SFN Cluster Management Unit)로서 동작할 수 있다. 또한, 이러한 유닛들은 단일 물리적 유닛의 공통 기능을 제공하기 위해 간추려질 수 있거나, 또는 예를 들면 소형 셀들간에 분산될 수 있다.
도 4는 상술한 바와 같이 PDU, RCU 또는 CPU에 의해 제공되는 세 가지 하위 기능 중 적어도 하나를 제공하는 SFN CMU(SFN Cluster Management Unit)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, UE3은 UE1 및 UE2에 의해 이미 파퓰레이팅된 SFN에 들어가고, 그 후, 모든 UE는 SFN 클러스터 관리 유닛에 의해 관리된다.
도 4는 상술한 바와 같이 세 가지 기능 PDU, RCU 및 CPU를 제공하는 SFN 클러스터 관리 유닛을 개략적인 도시로 나타낸다. 도 4는 또한, SFN을 형성하는 세 개의 소형 셀(SC1 내지 SC3)을 나타낸다. 이 예시적인 SFN에서, 사용자 장치 UE1 및 사용자 장치 UE2가 서빙받고 있으며, 사용자 장치 UE3은 SFN 밖의 위치로부터 접근해서 통합될 것이다. 도 4는 또한 UE3가 접속하는 3개의 무선 셀(SC1 내지 SC3)을 포함하는 SFN을 나타낸다. SFN 클러스터의 형성이 가능한 동안, 단말은 또한 개별적으로 공급될 수도 있다. 동일한 리소스가 공급되는 단말들간의 소위 인접 또는 거리 제한이 판정되고 리소스 할당을 위해 고려된다.
파트 B : RCU의 구현을 위한 옵션
RCU(Resource Control Unit)는 적어도 다음 세 가지 옵션에 따라 구현될 수 있다.
· 옵션 1 : 리소스가 중앙 집중식으로 할당된다. 도 2에 따르면, 리소스 제어를 위한 중앙 집중식으로 위치된 유닛(RCU)은 리소스를 소형 셀들의 모든 그룹, 예를 들면 SFN의 모든 SFN 클러스터들에 할당하고, SFN 클러스터 내의 서로 다른 모바일 디바이스를 위한 리소스들간에 필요한 직교성뿐만 아니라, 서로 다른 SFN 클러스터간들에 필요한 직교성을 확립한다. RCU는 정보를 획득하고 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU)으로부터 수신된 정보를 평가한다.
· 옵션 2 : 로컬 RCU가 각각의 SFN 클러스터에 할당된다. 각 SFN 클러스터에 대한 리소스 할당은 개별적으로 달성된다. 따라서, SFN 클러스터 내의 서로 다른 모바일 디바이스들을 위한 리소스들간에 직교성이 부여될 수 있다. 서로 다른 SFN 클러스터들간의 직교성은, 클러스터 파티셔닝을 위한 유닛(CPU)으로부터 관련 정보를 수신하고 평가하고, 특히 인접한 클러스터 SFN들간에서 할당된 리소스에 관한 정보를 지속적으로 공유하는 RCU에 의해 달성될 수 있다.
· 옵션 3 : 옵션 1 및 2의 양태를 미리 정의된 리소스 풀 및 로컬 스케줄링과 결합한다.
중앙 집중식으로 배치될 수 있는 리소스 제어를 위한 제1 유닛(RCU)은 제1 소형 셀 그룹에 리소스 풀을 제공한다. 제2 소형 셀 그룹은 제1 그룹에 충분히 멀리 떨어져 있을 경우 동일하거나 오버랩되는 리소스 풀을 할당받을 수 있다. 제1 소형 셀 그룹은, 제1 기차 또는 비히클에, 일반적으로 각각의 단말들, 리피터들 또는 중계 노드들을 공급하는 동적으로 정의된, 예를 들면 SFN 클러스터M일 수 있다. 따라서, 제2 소형 셀 그룹, 예를 들면 SFN 클러스터N은 제2 기차 또는 차량에 공급한다. 각각의 SFN 클러스터 내의 단말에 대해 실제로 할당된 리소스는, Central RCU에 의해 정의되는 리소스 풀 중에서 도 3에 나타난 바와 같이 RCUm 또는 RCUn 등의 제2 분산형 리소스 제어 유닛에 의해 판정된다.
도 5는 옵션 3에 대한 예시적인 메시지 플로우 도면을 제공한다. 도시된 유닛들은 도 4를 참조해서 이미 제시된 것과 같은 유닛들이다. 통신 시스템은, 중앙에 위치한 리소스 할당 유닛(소위 "Central RCU")뿐만 아니라, 스케줄러 기능을 갖는 클러스터 특정 리소스 할당 유닛(소위 "Local RCU")을 제공한다. 후자는, 클러스터 내의 데이터 전체가 개별 SFN 소형 셀에 할당되고 동일한 리소스 사용 하에서 동기화되게 전송됨을 보장한다. 이 기능은, 소형 셀 SC1 내지 SC3으로 이루어지는 각각의 SFN 클러스터 내의 소형 셀 SC1(도 5에 도시됨) 또는 임의의 다른 유닛(도 5에서는 단순화를 위해 나타내지 않음)에 의해 제공될 수 있다. "Central RCU"는 예를 들면, 위치 판정 유닛(Position Determination Unit; PDU) 및/또는 클러스터 파티셔닝 유닛(Cluster Partitioning Unit; CPU)으로부터 수신된 다양한 정보를 고려해서 다수의 (이웃) SFN 클러스터들의 리소스 사용을 조정하는 역할을 할 수 있다.
도 5는 도 4에서 설명되는 시나리오에 대한 옵션 3에 관한 예시적인 제1 메시지 플로우 도면을 나타낸다. 사용자 장치 UE3이 SFN에 들어가기에 앞서, 기지국 SC1 내지 SC3이 결합되어 SFN 클러스터를 형성하고, 단말 UE1 및 UE2는 이 SFN 클러스터를 통해 서빙받는다. 이 절차는 본 발명의 양태에 따른 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU)에 의해 판정된다. 중앙 리소스 제어 유닛(Central RCU)은 단계 2에서 스케쥴러 기능을 포함하는 로컬 RCU에, 각각의 사용자 장치(UE)를 위한 리소스를 나타낸다. 단계 3에서 UE로의 전송을 위한 코어 네트워크로부터의 데이터가 수신될 경우, 로컬 RCU는 기지국(SC1)에서 단계 4a 및 4b에서 SFN 클러스터의 모든 기지국에서 UE에의 동기 전송을 위해 준비한다.
사용자 장치(UE3)가 도 5를 참조해서 앞서 기술된 바와 같이 SFN에 들어가면, 단계 6에서 UL 시그널링이 되어, 이것이 기지국(SC3)에 의해 수신될 수 있다. 기지국(SC3)은 단계 7에서 도 5에 나타난 바와 같이 직접 또는 SFN 클러스터 관리 유닛을 통해 위치 판정 유닛(PDU)에 통지한다. PDU는, 추가 단계 8에서 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU)에의 보고 및 과거 위치 보고의 평가에 의해 이동 프로파일과 관련하여 이용 가능한 추가적인 정보를 갖고 필요하고 가능했을 경우에 위치를 판정한다. CPU는 단계 10에서 클러스터에 UE3을 통합하고, 중앙 리소스 제어 유닛(Central RCU)에 통지한다. Central RCU는 UE3의 공급을 보장하고, 이에 따라 선택적 단계 13에서 각 SFN 클러스터에 대해 리소스 풀을 재구성하여, 기지국(SC1)의 로컬 RCU는 새로운 조인트 사용자 장치(UE3)에 공급할 수 있다. 추가적인 단계 14에서, SFN 클러스터 내의 할당된 리소스를 통해 동기화되게 전송될 수 있는 UE1 내지 UE3으로의 전송을 위한 코어 네트워크로부터의 데이터가 수신될 경우, SFN 클러스터는 기지국 SC1 내지 SC3을 포함한다. 각각 단계 15a 내지 15c를 참조한다.
옵션 3에 대한 추가적인 메시지 플로우 도면이 도 6에 나타나 있다. 따라서, 이하에서는 앞서 제시한 도 5와 관련해 추가적인 양태만을 설명한다. SFN 클러스터에 대한 리소스는 로컬 RCU(또는 "클러스터-특정 RCU")에 의해 제어되므로, 도 4를 참조하면, 예를 들면 기지국 SC1에 의해, CPU는 로컬 RCU에 어떤 셀 및 UE가 SFN 클러스터 각각에 속하는지를 통지해야 한다. 이것은 단계 10에서 행해질 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 시나리오에 대한 옵션 3에 관한 또 다른 예시적인 제2 메시지 플로우 도면을 나타낸다.
기지국(SC1)의 Local RCU는, SFN 클러스터 내의 UE가 공급받는 리소스가 적응 후에도 충분한지의 여부를 확인하고, 필요하다면 단계 12에서, 중앙 리소스 제어 유닛(Central RCU)으로부터 추가적인 리소스를 요구한다. Central RCU는 단계 13에서 추가 리소스를 제공함으로써 응할 수 있다. 코어 네트워크로부터의 데이터가 단계 14에서 UE1 내지 UE3에 전송을 위해 수신될 경우(SFN 클러스터 내의 할당된 리소스를 통해 동기화되게 전송될 수 있음), SFN 클러스터는 기지국(SC1 내지 SC3)을 포함한다. 단계 15a 내지 15c를 각각 참조한다.
파트 C : SFN 클러스터들의 결합 및 분리
예를 들면 차량이 접근하거나 추월할 경우와 같이 너무 짧은 거리로 인해 직교성 요건이 만족되지 않을 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, RCU는 직교성이 다시 확립될 수 있게 리소스 풀 또는 개개의 리소스를 분할할 수 있다. LTE 관련해서, 이것은 시간/주파수 그리드에서 유익한 리소스 할당에 의해 일어날 수 있다. 이것은 도 7a 내지 도 7c에 도시되어 있다.
도 7a는 유효하게 우측으로 이동하는 SFN 클러스터1 및 유효하게 좌측으로 이동하는 추가 SFN 클러스터2를 나타낸다. 2개의 단말들의 그룹 사이의 충분히 큰 거리로 인해, 이 시점에서 대응하는 SFN 클러스터 내의 리소스는 서로 직교한다. 이해되는 바와 같이, 그것은 클러스터가 아닌 이동하는 단말들의 그룹들이지만, 클러스터를 형성하는 소형 셀들의 연속적인 활성화 및 비활성화로 인해 클러스터들의 가상적인 이동이 있다.
Dx,y는 LTE 또는 LTE-Advanced의 시간/주파수 그리드의 리소스, 예를 들면 리소스 블록 또는 리소스 요소, 또는 심지어 캐리어 주파수 및 시간 간격의 서로 다른 그룹핑을 나타낸다. 제1 인덱스 "x"는 SFN 클러스터를 나타내고, 제2 인덱스 "y"는 엔드 디바이스들의 그룹 내의 UE를 식별한다. D23은 제2 SFN 클러스터로부터의 제3 엔드 디바이스 UE23에 대해 할당되는 각각의 시간/주파수 그리드 내의 리소스를 의미한다. 동일한 인덱스가 엔드 디바이스들에 사용된다.
도 7a는, 예를 들면 길이나 2개의 평행한 철도 트랙 상의 단말들의 그룹과 같이, 유효하게 서로 접근하고 있는 2개의 SFN 클러스터를 나타낸다. SFN 클러스터1은 우측으로 이동하는 한편, SFN 클러스터2는 좌측으로 이동한다. 2개의 SFN 클러스터들간의 서로의 거리가 충분히 크기 때문에, 할당된 리소스는 영향을 받는 2개의 SFN 클러스터에 대해 여전히 직교한다. 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU)은, 위치 판정 유닛(PDU)으로부터 수신된 정보로부터, 2개의 이동하는 SFN 클러스터가 접근하고 있으며 리소스의 재구성이 가까운 미래에 필요함을 미리 유도할 수 있다. 따라서, RCU는 할당된 리소스와 관련해 SFN 클러스터1 및 2의 2개의 서브세트의 결합을 위해 준비할 수 있다. 할당된 리소스는 만나는 동안 전체적으로 또는 부분적으로 오버랩될 수 있다.
도 7b는 SFN 클러스터1 및 SFN 클러스터2를 도시하며, 이들은 동일한 위치에 있거나 또는 적어도 부분적으로 오버랩될 수 있다. RCU는 2개의 리소스 그리드를 결합할 때 SFN 클러스터간의 직교성을 확립한다.
도 7b는 2개의 SFN 클러스터1 및 2가 오버랩되는 위치를 나타낸다. 이 지점에서 상대 거리가 너무 짧아서 2개의 영향을 받는 리소스 그리드1 및 2간에 직교성이 확립되지 않는다. 따라서, 2개의 그룹의 단말들을 간섭 없는 방식으로 공급하기 위해, 리소스 제어 장치(RCU)는 리소스를 적시에 재할당해야 한다. LTE/LTE-Advanced의 경우, 이것은, 도 7b에 나타난 바와 같이 시간/주파수 그리드 내에서 달성된다. "결합된 리소스 격자(Combined Resource Lattice)1+2"는 2개의 SFN 클러스터의 단말에 의해 사용되는 리소스를 포함한다. 각 시간/주파수 그리드의 리소스가 제한되기 때문에, 결합된 시간/주파수 그리드에서 엔드 디바이스는 이전보다 적은 리소스만을 사용할 수 있다(예를 들면 그룹1의 UE13; UE1,4 및 UE1,5 및 그룹2의 모든 단말 UE2,z).
도 7c는 우측으로 이동하는 SFN 클러스터1 및 좌측으로 이동하는 SFN 클러스터2를 다시 나타낸다. 단말들의 그룹들은 이제 서로 지나쳤고 2개의 클러스터들간의 거리가 다시 직교성을 확립한다. 2개의 SFN 클러스터들간의 거리는, 시간/주파수 그리드의 이용 가능한 리소스가, 영향을 받는 2개의 SFN 클러스터들간에서 직교하도록 다시 충분히 크다. 따라서, 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU)은, 위치 판정 유닛(PDU)으로부터 수신한 정보에 의거하여, 리소스의 재구성에 의해 2개의 SFN 클러스터들의 분리를 트리거한다. 분리 후의 리소스의 할당은 도 7a에 나타난 바와 같이 2개의 단말 그룹이 만나기 이전과 동일할 수 있다. 또한, 다음에 설명하는 바와 같이 사용되지 않는 보호 영역으로서 소위 가드 영역(Guard Region)을 도입해야 할 필요가 있을 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 2개의 상이한 네트워크 토폴로지를 나타낸다. 도 8a는 오버랩이 없음을 나타낸다. 가드 영역은 이 예에서 필요하지 않다. 도 8b는 가드 영역을 갖는 부분 오버랩을 나타낸다. 도 8a는 4개의 비오버랩 셀들에 대한 예시적인 LTE 시간/주파수 그리드를 나타낸다. 도 8a 및 도 8b에서의 문자 W, X, Y,...는 단말 또는 단말 그룹을 위한 리소스를 나타낸다.
도 8a는 오버랩이 없음을 나타낸다. 본 도 8a에서, 다음의 참조 부호는 본 발명의 양태를 설명하기 위해 사용된다.
- E, F, G, H, K, M, J 및/또는 X : 하나의 리소스 격자(resource lattice)에만 존재.
- W, Y 및/또는 N : 2개의 (인접한) 리소스 격자에 존재.
- Z : 3개의 (인접한) 격자에 존재.
도 8b는 영역을 커버하는 4개의 부분적으로 오버랩되는 셀들에 대한 예시적인 LTE 시간/주파수 그리드를 나타낸다. 본 도 8b에서, 다음의 참조 부호는 본 발명의 양태를 설명하기 위해 사용된다.
- J, M, X : 하나의 리소스 격자에만 존재.
- N, Y : 2개의 (인접한) 리소스 격자에 존재.
- W, Z : 3개의 (인접한) 격자에 존재.
- 가드 영역은 "-"로 표시.
도 8b에서 무선 셀3 및 2의 커버리지 영역뿐만 아니라 무선 셀1 및 3의 커버리지 영역은 부분적으로 오버랩되므로(무선 셀1 및 2는 중첩되지 않음), 위치#1 및/또는 #2에서 이미 사용되고 있는 해당 리소스는 다른 단말 그룹들에 대한 위치#3에서 사용될 수 없다.
영역에 대한 리소스 할당은 매우 동적일 수 있다. 따라서, 보호 영역의 확립은 매우 동적일 수 있다. 이러한 보호 영역은, 간섭을 피하기 위해 2개의 소형 셀들간에 또는 클러스터들간에 위치되는 가드 영역에 의해 확립될 수 있다. 이러한 영역은, 사용되는 전송 리소스와 관련해, 소형 셀들 및/또는 소형 셀들의 클러스터들 등의 인접하는 엔티티들이 직교성을 유지함을 보장한다.
파트 D : IDLE 모드에 있는 단말들의 위치 검출
단말들/소형 셀들의 그룹들에서 또는 개별적으로, 위치 의존적인 리소스 할당은, 일반적으로 복잡한 위치 검출 기술을 필요로 하지 않으며, 소형 셀들과 통신하는 디바이스들에 관한 이미 존재하는 정보에 의존할 수 있다. 이것은, CONNECTED 모드로 동작되는 단말에 적용된다. 소형 셀과의 업링크 연결에서 타이머에 의거하여 통신하는 IDLE 모드의 단말들의 위치가 추정될 필요가 있다. 그들이 많은 다른 장치들과 함께 움직임이므로, 그들 중 적어도 하나는 업링크 상에서 통신해서, 몇몇 업링크 연결들, 소위 Tracking Area Update 후에, 이들 디바이스들간의 로컬 관계 및 SFN 클러스터의 단일 단말의 이동이 얻어질 수 있다. 따라서, 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU)은, 엔드 디바이스들에 대해 서빙하는 데 필요한 위치 및 소형 셀들의 서브세트를 추정할 수 있다. 또는, 자신의 위치를 찾아내도록 마련된 단말은, 특정 범위, 예를 들면 미리 정의된 범위를 떠날 때 네트워크에 알릴 수 있다.
파트 E : 소형 셀들의 활성화 및 비활성화
특히 일정 기간 동안 동작이 필요하지 않은 시나리오에서, 소형 셀들의 제어된 활성화 및 비활성화에 대해, 적어도 다음 절차가 적용될 수 있다.
1) 인접 관계에 의거한 절차
소형 셀들은 그들간에 연결되어 각각의 인접한 소형 셀에 대한 정보를 보유한다. 각 셀은 다음 접근 방식 중 하나에 따라 동작될 수 있다.
· 적어도 하나의 추가 단말과의 업링크 연결을 이미 실행 중이거나 확립화하려고 하는 각 활성화 소형 셀은 인접한 다수의 n개의 인접한 소형 셀들을 활성화한다.
· 특정 기간(t) 동안 인접한 셀에 대한 업링크 연결을 유지하지 않은 각 활성화 소형 셀은 특정 수의 m개의 가장 가까운 인접한 소형 셀들에 통지한다.
· 특정 기간(t) 동안 업링크 연결을 갖지 않는 특정 수의 k개의 인접한 소형 셀들과 함께 각 활성화 소형 셀은 비활성화되고 각각의 인접한 소형 셀들은 역시 통지받는다.
이런 방식으로, 각 기차에 앞에, 소위 활성화 소형 셀들의 웨이브가 선행하고 그 후 비활성화 소형 셀들의 웨이브가 추종된다. 파라미터 n, m, k 및 t는 디바이스들의 현재 속도 또는 평균 속도에 의존하여 정의되거나 고정된다.
2) 소형 셀 레이어들의 무선 셀들의 측정에 의거한 절차. 기차 또는 차량에서는, 소형 셀 레이어에서의 다운링크 신호 강도 측정을 정기적으로 행하도록 구성되는 일반적으로 이동국, 소위 기준 디바이스가 운반된다. 측정 결과의 수신처인 무선 액세스 네트워크(RAN)와 위치 판정 유닛(PDU) 사이에서, 이 정보(또는 그 정보로부터 얻어진 위치 정보)가 교환된다. 또한, 제어 신호가, 도 9에 나타난 바와 같이, PDU와 SFN 클러스터 관리 유닛(이 예에서는 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU) 및 리소스 제어 유닛(RCU)을 포함함) 사이에서 교환된다. 여기서, 기차는 기준 모바일 디바이스(UERef)를 운반할 수 있고, 측정 구성(Measurement Configuration) 및 보고는 오직 매크로 셀 레이어에서만 행해질 수 있다. 결과적으로 PDU는, 일반적으로 상기 매크로 셀(MC)로부터 또는 상기 모바일 네트워크 오퍼레이터의 네트워크 도메인(예를 들면, 무선 액세스 네트워크(RAN) 및/또는 코어 네트워크(CN))으로부터 모바일 디바이스(들)의 (그룹의) 위치에 관한 정보를 얻을 수 있다.
도 9는, 기준 디바이스(추가적인 디바이스들의 그룹에서 운반됨)에 의한 위치 판정을 위한 시그널링 양태를 도시한다. 측정 결과의 구성 및 전달은 매크로 셀(MC)에 의해 행해질 수 있다.
도 9에 나타난 바와 같이, 기차는, 다운링크 신호 강도를 측정하도록 구성될 수 있는 기준 모바일 디바이스(UERef)를 운반할 수 있다. 측정 구성 및 보고는 오직 Macro Cell MC 레이어에서만 행해질 수 있다. 결과적으로, PDU는, 모바일 네트워크 오퍼레이터의 도메인(예를 들면, 무선 액세스 네트워크(RAN) 및/또는 코어 네트워크(CN))으로부터 기준 모바일 디바이스(UERef)의 위치에 관한 정보를 얻을 수 있다.
또는, 측정 구성 및 보고는 소형 셀 레이어 자체를 통해 행해질 수 있다(도 9에 도시되지 않음).
매크로 셀 레이어를 통한 측정은 인터-주파수(inter-frequency) 측정에 관련된 한편 소형 셀 레이어를 통한 측정은 인트라 주파수(intra-frequency) 측정에 관련된다.
네트워크는, 적어도 하나의 기준 디바이스의 측정 결과를 추가의 모바일 디바이스들의 측정 결과로부터 구별하도록 마련될 수 있다. 이는, 이상적으로는 네트워크에 보내기 전에 다운링크 신호 강도 측정의 결과의 분석을 통해 구현될 수 있다. 예를 들면, 측정 결과는 기준 디바이스에 의해 지정될 수 있거나 또는 대응하는 이동 단말 자체가 이상적으로는 네트워크 상에 등록할 때 기준 디바이스로서 표시될 수 있다.
기준 모바일 디바이스(UERef)는, 기차에 설치되고 UERef와 상관되어 이동하는 것으로 식별된 다른 UE에 논리적으로 링크된 자율 디바이스일 수 있다. 기준 모바일 디바이스는 대안적으로 리피터 또는 중계국의 형태일 수 있으며, 기차 캐리지 내의 UE에 대한 연결은 이 리피터 또는 중계국을 통해 이루어질 수 있다.
측정 결과를 기지국에 전송할 때, 소형 셀 레이어의 각 무선 셀은 측정 결과들의 개개의 특징에 의해, 예를 들면 SFN 전송 포인트 식별자에 의해 명확하게 식별되어야 한다. 별도의 셀 ID를 사용할 수도 있다. 철도 라인을 따른 모든 무선 셀들의 아이덴티티가 네트워크측에 알려져 있기 때문에, 기준 디바이스의 측정 결과는 다음과 같이 평가될 수 있다. 증가하는 다운링크 신호 강도를 갖는 소형 셀 레이어의 해당 무선 셀들은 각각의 SFN 클러스터에 부가될 수 있고, 감소하는 수신 필드 강도를 갖는 소형 셀 레이어의 해당 무선 셀들은 각각의 SFN 클러스터로부터 제거된다.
이동 단말이 SFN 클러스터 내의 별개의 무선 셀을 고유하게 식별하기 위해서, 다운링크 방향으로의 개개의 SFN 전송 포인트 식별자(예를 들면, 별개의 셀 ID)의 보급을 가능하게 할 수 있다. 이들 다양한 SFN 전송 포인트 식별자들은, SFN 클러스터를 형성하는 무선 셀들의 그룹에 의해 제공되는 공유 다운링크 리소스들의 세트, 또는 심지어 정확히 동일한 다운링크 리소스(예를 들면, 타임 슬롯/프레임의 공통 세트 및/또는 주파수의 공통 세트를 사용)를 통해 전송될 수 있는 한편, 각각의 무선 셀은 자신의 SFN 전송 포인트 식별자를 전송한다. 따라서, 전송 무선 셀에서(및 수신 모바일 단말에서) 직교 코드(예를 들면, 적절한 자동 및 교차 상관 특성을 갖는 특정 길이의 사전 정의된 비트 시퀀스)를 사용하는 것이 유익할 수 있다. 상기 직교 코드들은,
· 개별 SFN 전송 포인트 식별자 자체로서(즉, 직교 코드가 무선 셀의 개별 셀 ID를 나타낼 수 있음); 또는
· 개별 SFN 전송 포인트 식별자들에 대한 확산 작업 행하는 데(즉, 코드 분할 다중화 방법들은 동일한 무선 리소스에서 별개의 셀 ID들의 보급에 사용될 수 있음); 또는
· 개별 SFN 전송 포인트 식별자에 대한 순환 시프트 동작을 행하는 데(예를 들면, 무선 셀 특정 타이밍 옵셋을 가짐); 또는
· 상기의 조합
에 사용될 수 있다.
이렇게 함으로써, 단순히 사용된 코드들/시퀀스들의 상관 특성을 적용함으로써, 공중을 통한 전송 후에 개별 SFN 전송 포인트 식별자를 수신 단말들이 얻게 할 수 있다. 모바일 단말은, 그 측정 리포트 또는 임의의 다른 적절한 업링크 메시지에, 검출된 개별 SFN 전송 포인트 식별자(또는 그에 관한 정보)를 포함시킬 수 있다.
3) 네트워크 측에서 검출되는 위치에 의거함
네트워크는, 예를 들면 네트워크 기반 위치 결정 절차에 의해, 차량에 탑재되는 모바일 디바이스, 소위 기준 디바이스의 위치 및 속도를 주기적으로 판정할 수 있다. 이어서, 제어 정보는, 네트워크 기반 위치 결정 방법들의 수행을 담당하는 엔티티와, 위치 판정 유닛(PDU), 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU) 및 리소스 제어 유닛(RCU)의 리스트로부터의 적어도 하나의 유닛 사이에 교환될 수 있다.
특정 모바일 디바이스가 차량에 부착되어 있는 것과 같은 정보는 네트워크 측에 저장될 수 있다.
일반적으로 철도 라인을 따른 SFN의 무선 셀의 지리적 위치들은 알려져 있다. 따라서, SFN 클러스터 관리 유닛에 의한 기차의 판정된 위치를 사용해서, 소형 셀 레이어의 무선 셀들은 계획된 기차 경로를 따라 각각의 SFN 클러스터에 추가될 수 있거나 및/또는 소형 셀 레이어의 더 이상 사용되지 않는 무선 셀들은 기차 또는 차량이 지나간 후에 비활성화된다.
4) 기차 또는 일반적으로 차량 자체에 의해 판정되는 위치에 의거함
기차 자체는, 현재 위치(및 속도)를 측정하는 GPS 등의 GNSS 모듈, 및 아마도 기차의 현재 또는 예상 위치, 속도, 궤적, 또는 규칙적인 간격으로 네트워크로 향함에 관한 어시스턴스 데이터 등과 함께, 위치(및 속도) 측정값을 보고하는 무선 모듈을 제공할 수 있다. 보고되는 위치 데이터는 SFN 클러스터 관리 유닛에 제공된다.
정보는, 고속으로 제공됨에 있어 보다는, 저속으로 보다 정확하게 및/또는 보다 빈번하게 제공될 수 있다. 특정 모바일 디바이스가 빠른 이동 차량과 관련됨을 나타내는 정보가 모바일 네트워크 오퍼레이터의 도메인(예를 들면, 무선 액세스 네트워크(RAN) 및/또는 코어 네트워크(CN))에 저장될 수 있다. 다소 복잡한 거동, 정확한 경로를 갖는 특성 및 고정된 타임테이블 갖는 자동차 등의 서로 다른 움직임 거동을 갖는 단말들은, 서로 다른 주기의 위치 검출이 할당될 수 있다. 또는, 이러한 정보는, 경로 및 타임테이블이 네트워크 측에 알려져 있으므로, 전송된 정보로부터 얻어질 수 있다.
당업자는, 소형 셀들의 활성화 및/또는 비활성화에 대한 전술한 접근 방식의 양태가 다른 기술과 결합되거나 강화될 수 있음을 이해할 것이다.
따라서, SFN의 셀들의 서브세트의 위치 의존 선택은, 철도를 따르는 기차와 동일한 속도로 이동하는 기차를 수반하게 된다. 기차에서 운반되는 모바일 디바이스, 리피터 또는 중계 노드는, 핸드오버 등의 다른 셀로의 셀 이동 절차 없이, 그리고 다른 주파수 레이어로의 이동 없이 장시간 동안 소형 셀 레이어에 의해 서빙될 수 있다.
파트 F : 일반 양태
본 발명은 또한, 하나의 기차 내의 단말들 및 또 다른 기차 내의 다른 단말들의 경우와 같이 서로 명확하게 분리될 수 없는 단말들의 그룹까지 커버한다. 고속도로 시나리오를 고려하면, 클러스터 파티셔닝 유닛(CPU) 및 위치 판정 유닛(PDU)은 어느 단말들이 고속도로의 어느 부분에 위치하는지를 인식한다. 리소스가 장시간 동안 할당되지 않을 경우, 다른 디바이스와의 직교성을 보장하기 위해, 방향 및 속도를 포함하는 이동의 예측이 수행된다. 전술한 기차 시나리오에서 대응하는 그룹보다 더 동적일 수 있는 일정하게 이동하는 단말들의 그룹들이 정의될 수 있다. 설명된 양태들은 자율 주행 시나리오에서도 사용될 수 있으며, 속도, 가속도, 제동, 차선 선택, 경로 선택 등과 같은 움직임 거동을 고려할 수 있다. 따라서 동일한 속도로 이동하는 자동차의 수송 또는 라인을 형성하는 다른 장치와의 조정이 행해질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는, 다운타운 위치 등의 특정 관심 영역을 커버하기 위해, 예를 들면 이미 알고 있는 모바일 네트워크에서 독립적으로 이동하는 디바이스들을 지원하는 것이다. 리소스 할당은, 업링크 신호를 수신함으로써 단말 자체 또는 기지국에 의해, 또는 다른 수단에 의해 판정될 수 있는 개별 단말의 위치에 의거하여 행해진다.
당업자는 본 발명의 요지를 구현하기 위한 추가적인 방법을 이해할 것이다. 설명된 방법은 예를 들면 각각의 원격통신 프로토콜에 의해 달성될 수 있으며, 방법 단계들을 행하기 위한 명령들을 저장함으로써 적어도 하나의 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 제안된 사용자 장치 중 일부는, 필요할 경우 추가 네트워크 디바이스와의 통신하에서 원격통신 시스템을 공동으로 제공하도록 동작될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전송 리소스를 공유하는 단일 주파수 네트워크를 형성하는 다수의 기지국이 동일한 신호를 동시에 전송하는 단일 주파수 네트워크를 형성하도록, 복수의 기지국의 개별 기지국을 구성(configuration)하는 방법으로서,
    적어도 하나의 사용자 장치의 위치를 검출하는 단계; 및
    검출된 사용자 장치 위치의 함수로서, 상기 단일 주파수 네트워크를 형성하는 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국의 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기지국은, 상기 적어도 하나의 기지국에 접근하는 사용자 장치에 응해서 활성화되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기지국은, 상기 적어도 하나의 기지국으로부터 멀어지는 사용자 장치에 응해서 비활성화되는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단일 주파수 네트워크는, 각각의 직교 리소스들(orthogonal resources)을 사용하는 기지국들의 동작 서브세트들로 이루어지는 클러스터들로 분할(partition)되는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치는 이동 거동을 추정하기 위해 반복적으로 검출되고, 이 이동 거동의 추정은 상기 단일 주파수 네트워크를 형성하는 기지국들을 구성(configuration)하는 데 사용되는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치를 검출하는 단계는, 미리 정의된 스케줄, 미리 정의된 기간들 및 미리 정의된 사용자 장치 거동 프로파일 중 하나에 따라 반복적으로 달성되는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전송 파라미터는, 적어도 하나의 사용자 장치의 복수의 검출 위치들의 함수로서 구성되는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치를 검출하는 단계는, 사용자 장치의 존재를 검출하는 것, 사용자 장치의 위치를 검출하는 것, 궤적을 검출하는 것, 이동 방향을 검출하는 것, 이동 거동을 검출하는 것, 이동 거동을 추정하는 것, 제공된 이동 프로파일을 판독하는 것 및 추정된 이동 프로파일을 고려하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하는 단계는, 제1 전송 파라미터 세트에 따라 동작되는 제1 기지국 클러스터를 형성하는 것, 및 제2 전송 파라미터 세트에 따라 동작되는 제2 기지국 클러스터를 적어도 형성하는 것을 포함하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기지국 클러스터는 상기 검출된 위치의 함수로서 활성화되고, 또한 상기 제2 기지국 클러스터는 상기 검출된 위치의 함수로서 비활성화되는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 장치는, GSM, UMTS, LTE 계열 표준 중 하나, 및 IEEE 802.11 계열 표준 중 하나를 포함하는 표준 그룹 중 하나에 따라 동작되는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 장치는, 모바일 디바이스, 모바일 폰, 셀 폰, 핸드헬드 컴퓨터, 노트북, 넷북, PDA, 페이저, 태블릿 컴퓨터, 무선 모듈, 무선 센서, 네비게이션 시스템 및 엔터테인먼트 디바이스의 그룹 중 하나에 의해 형성되는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    기지국들의 동기화, 기지국들의 제어, 기지국 세트들의 파티셔닝, 기지국 세트들의 통합(merging), 적어도 하나의 전송 파라미터의 구성, 및 적어도 하나의 기지국으로의 전송 콘텐츠의 제공 중 적어도 하나를 행하기 위한 디바이스가 동작되는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하는 단계는, 상기 기지국을 활성화하는 것, 상기 기지국을 비활성화하는 것, 전송 전력을 증가시키는 것, 전송 전력을 감소시키는 것, 제1 동작 모드와 또 다른 동작 모드 사이를 스위칭하는 것, 제1 전송 방식과 또 다른 전송 방식 사이를 스위칭하는 것, 기지국과 적어도 하나의 사용자 장치 사이의 연결을 확립하는 것 및 기지국과 적어도 하나의 추가 기지국 사이의 연결을 확립하는 것 중 하나를 포함하는 방법.
  15. 다수의 기지국이 동시에 동일한 신호를 전송하며 복수의 무선 셀에 의해 형성되는 단일 주파수 네트워크를 구성하기 위한 디바이스로서,
    적어도 하나의 사용자 장치의 위치를 검출하는 위치 판정 유닛; 및
    검출된 사용자 장치 위치의 함수로서 복수의 기지국의 적어도 하나의 전송 파라미터를 구성하도록 배치되는 클러스터 관리 유닛 ― 각각의 기지국은 무선 셀을 제공함 ― 을 포함하는 디바이스.
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