KR20220017172A - 무선 통신시스템에서 네트워크 운영 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20220017172A
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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 기지국의 방법은: 제 2 기지국들 각각으로부터 해당 단말들의 트래픽 부하 (traffic load)들의 총 합과 관련된 정보 및 해당 제 2 기지국의 위치와 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정, 상기 제 1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제 1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하들의 합을 식별하는 과정, 상기 식별된 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 큰지 여부를 식별하는 과정, 상기 식별된 부하들의 합이 상기 데이터 레이트들의 합보다 클 경우, 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 단말들 중 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 식별하는 과정, 및 상기 특정 단말로 상기 특정 단말이 제 2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신시스템에서 네트워크 운영 장치 및 방법 {APPARATUS TO OPERATE NETWORK AND METHOD THEREOF IN WIRELESS COMMNICATION SYSTEM}
본 개시는 무선 통신 시스템에서 네트워크 운영 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 이동 기지국을 기반으로 초고밀도 네트워크를 운영하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 세대를 거듭하면서 발전한 과정을 돌아보면 음성, 멀티미디어, 데이터등 주로 인간 대상의 서비스를 위한 기술이 개발되어 왔다. 5G (5th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것으로 전망되고 있다. 네트워크에 연결된 사물의 예로는 차량, 로봇, 드론, 가전제품, 디스플레이, 각종 인프라에 설치된 스마트 센서, 건설기계, 공장 장비 등이 있을 수 있다. 모바일 기기는 증강현실 안경, 가상현실 헤드셋, 홀로그램 기기 등 다양한 폼팩터로 진화할 것으로 예상된다. 6G (6th-generation) 시대에는 수천억 개의 기기 및 사물을 연결하여 다양한 서비스를 제공하기 위해, 개선된 6G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 6G 통신 시스템은 5G 통신 이후 (Beyond 5G) 시스템이라 불리어지고 있다.
2030년쯤 실현될 것으로 예측되는 6G 통신 시스템에서 최대 전송 속도는 테라(즉, 1000기가) bps, 무선 지연시간은 100마이크로초(μsec)이다. 즉, 5G 통신 시스템 대비 6G 통신 시스템에서의 전송 속도는 50배 빨라지고 무선 지연시간은 10분의 1로 줄어든다.
이러한 높은 데이터 전송 속도 및 초저(ultra low) 지연시간을 달성하기 위해, 6G 통신 시스템은 테라헤르츠(terahertz) 대역 (예를 들어, 95기가헤르츠(95GHz)에서 3테라헤르츠(3THz)대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 테라헤르츠 대역에서는 5G에서 도입된 밀리미터파(mmWave) 대역에 비해 더 심각한 경로손실 및 대기흡수 현상으로 인해서 신호 도달거리, 즉 커버리지를 보장할 수 있는 기술의 중요성이 더 커질 것으로 예상된다. 커버리지를 보장하기 위한 주요 기술로서 RF(radio frequency) 소자, 안테나, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)보다 커버리지 측면에서 더 우수한 신규 파형(waveform), 빔포밍(beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(massive multiple-input and multiple-output (MIMO)), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술 등이 개발되어야 한다. 이 외에도 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(orbital angular momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(reconfigurable intelligent surface) 등 새로운 기술들이 논의되고 있다.
또한 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위해, 6G 통신 시스템에서는 상향링크(uplink, 단말 송신)와 하향링크(downlink, 기지국 송신)가 동일 시간에 동일 주파수 자원을 동시에 활용하는 전이중화(full duplex) 기술, 위성(satellite) 및 HAPS(high-altitude platform stations)등을 통합적으로 활용하는 네트워크 기술, 이동 기지국 등을 지원하고 네트워크 운영 최적화 및 자동화 등을 가능하게 하는 네트워크 구조 혁신 기술, 스펙트럼 사용 예측에 기초한 충돌 회피를 통한 동적 주파수 공유 (dynamic spectrum sharing)기술, AI (artificial intelligence)를 기술 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(end-to-end) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원((mobile edge computing (MEC), 클라우드 등)을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발이 이루어지고 있다. 뿐만 아니라 6G 통신 시스템에서 이용될 새로운 프로토콜의 설계, 하드웨어 기반의 보안 환경의 구현 및 데이터의 안전 활용을 위한 메커니즘 개발 및 프라이버시 유지 방법에 관한 기술 개발을 통해 디바이스 간의 연결성을 더 강화하고, 네트워크를 더 최적화하고, 네트워크 엔티티의 소프트웨어화를 촉진하며, 무선 통신의 개방성을 높이려는 시도가 계속되고 있다.
이러한 6G 통신 시스템의 연구 및 개발로 인해, 사물 간의 연결뿐만 아니라 사람과사물 간의 연결까지 모두 포함하는 6G 통신 시스템의 초연결성(hyper-connectivity)을 통해 새로운 차원의 초연결 경험(the next hyper-connected experience)이 가능해질 것으로 기대된다. 구체적으로 6G 통신 시스템을 통해 초실감 확장 현실(truly immersive extended reality (XR)), 고정밀 모바일 홀로그램(high-fidelity mobile hologram), 디지털 복제(digital replica) 등의 서비스 제공이 가능할 것으로 전망된다. 또한 보안 및 신뢰도 증진을 통한 원격 수술(remote surgery), 산업 자동화(industrial automation) 및 비상 응답(emergency response)과 같은 서비스가 6G 통신 시스템을 통해 제공됨으로써 산업, 의료, 자동차, 가전 등 다양한 분야에서 응용될 것이다.
상술한 바와 같이, 무선 통신 시스템의 발전에 따라, 무선 통신 시스템에서 효율적으로 기지국을 운용하는 방안이 요구되고 있다.
본 개시의 일 측면은 무선 통신 시스템에서 네트워크를 운영하는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 다른 측면은 무선 통신 시스템에서 이동 기지국을 기반으로 초고밀도 네트워크를 운영하는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 또 다른 측면은 무선 통신 시스템에서 이동 기지국을 효율적으로 추가 및 변경할 수 있는 초고밀도 네트워크 운영 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 또 다른 측면은 무선 통신 시스템에서 초고밀도 네트워크 운영 상황을 기반으로 기지국들을 효율적으로 운영할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 기지국의 방법은: 제 2 기지국들 각각으로부터 해당 단말들의 트래픽 부하 (traffic load)들의 총 합과 관련된 정보 및 해당 제 2 기지국의 위치와 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정, 상기 제 1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제 1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하들의 합을 식별하는 과정, 상기 식별된 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 큰지 여부를 식별하는 과정, 상기 식별된 부하들의 합이 상기 데이터 레이트들의 합보다 클 경우, 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 단말들 중 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 식별하는 과정, 및 상기 특정 단말로 상기 특정 단말이 제 2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 단말의 방법은: 상기 단말이 연결되어 있는 제 2 기지국들 중 특정 제 2 기지국이 설정 조건을 만족할 경우, 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제2 기지국임을 식별하는 과정, 상기 제2 기지국들 중 상기 특정 제 2 기지국과 다른 제 2 기지국으로 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제2 기지국임을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 포함하며, 상기 설정 조건은 상기 특정 제 2 기지국을 통해 상기 단말이 수신하는 데이터의 데이터 레이트(data rate)가 임계 값 미만이라는 조건을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 단말의 방법은: 노말 동작 모드에서 노말 단말 모드로 동작하는 중에 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 제1 기지국과 백홀 링크(backhaul link)를 통해 데이터를 직접 송/수신하는 제2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 제1 정보를 수신하는 과정, 상기 제1 정보를 기반으로 상기 노말 단말 동작 모드에서 기지국 동작 모드로 전환하는 과정, 상기 기지국 동작 모드에서 상기 제2 기지국으로 동작하는 중에 상기 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 제2 정보를 수신하는 과정, 상기 제2 정보를 기반으로 상기 기지국 동작 모드에서 상기 노말 단말 동작 모드로 전환하는 과정을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 기지국은: 상기 제 1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제 1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하 (traffic load)들의 합을 식별하고, 상기 식별된 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 큰지 여부를 식별하고, 상기 식별된 부하들의 합이 상기 데이터 레이트들의 합보다 클 경우, 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 단말들 중 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 식별하는 제어부 및 상기 제 2 기지국들 각각으로부터 해당 단말들의 트래픽 부하 (traffic load)들의 총 합과 관련된 정보 및 해당 제 2 기지국의 위치와 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 특정 단말로 상기 특정 단말이 제 2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 정보를 송신하는 송수신부를 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 단말은: 상기 단말이 연결되어 있는 제 2 기지국들 중 특정 제 2 기지국이 설정 조건을 만족하는 경우, 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제 2 기지국임을 식별하는 제어부 및 상기 제 2 기지국들 중 상기 특정 제 2기지국과 다른 제 2 기지국으로 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제 2 기지국임을 지시하는 정보를 송신하는 송수신부를 포함하고, 상기 설정 조건은 상기 특정 제 2 기지국을 통해 상기 단말이 수신하는 데이터의 데이터 레이트(data rate)가 임계 값 미만이라는 조건을 포함한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 제안하는 단말은: 노말 단말 동작 모드에서 노말 단말로 동작하는 중에 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 제1 기지국과 백홀 링크(backhaul link)를 통해 데이터를 직접 송/수신하는 제2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 제1 정보의 수신을 기반으로 그 동작 모드를 상기 노말 단말 동작 모드에서 기지국 동작 모드로 전환하고, 상기 기지국 동작 모드에서 상기 제2 기지국으로 동작하는 중에 상기 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 제2 정보를 수신을 기반으로 상기 기지국 동작 모드에서 상기 노말 단말 동작 모드로 전환하는 제어부 및 상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 수신하는 송수신부를 포함한다.
본 개시는 통신 시스템에서 기지국을 효율적으로 운용하는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다.
또한, 본 개시는 통신 시스템에서 차량을 단말 및 기지국 동작이 모두 가능하게 한다는 이점을 가진다.
본 개시의 다른 측면은 통신 시스템에서 차량 기반의 이동 기지국을 이용하여 초고밀도 네트워크의 설계를 가능하게 한다는 이점을 가진다.
본 개시의 다른 측면은 통신 시스템에서 초 고밀도 네트워크의 설계를 이용하여 각 단말의 QoS (Quality of Service)를 높이는 것이 가능하게 한다는 이점을 가진다.
도 1은, 본 개시의 다양한 실시 예들에 통신 시스템에서 사용되는 기지국 운용 모델에 대해서 설명하는 도면이다.
도 2는, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 사용되는 차량 기지국에 대해서 설명하는 도면이다.
도 3은, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크를 운영하는 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화를 운영하는 방법 중 신규 차량 기지국 배치 결정 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화를 위한 방법 중 신규 차량 기지국 선정 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화 방법 중 차량 기지국 배치 영역 변경 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화를 위한 방법 중 기존 차량 기지국 동작 중지 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화 방법 중 차량 기지국 불량 방지 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 단말기의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 기재된다. 이는 본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경 (modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물 (alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징 (예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 개시에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 개시에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성 요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 디바이스와 제 2 사용자 디바이스는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 디바이스를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
임의의 구성 요소 (예: 제 1 구성 요소)가 다른 구성 요소 (예: 제 2 구성 요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 임의의 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 또 다른 구성 요소 (예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 임의의 구성 요소 (예: 제 1 구성 요소)가 다른 구성 요소 (예: 제 2 구성 요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소와 상기 다른 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소 (예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)", "~하는 능력을 가지는 (having the capacity to)", "~하도록 설계된 (designed to)", "~하도록 변경된 (adapted to)", "~하도록 만들어진 (made to)", 또는 "~를 할 수 있는 (capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된 (또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된 (specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 디바이스"라는 표현은, 그 디바이스가 다른 디바이스 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된 (또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서 (예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서 (generic-purpose processor) (예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 개시의 다양한 실시 예들을 설명하기에 앞서, 본 개시에서 사용되는 송신 장치는 기지국(base station: BS), 노드 비(node B), 향상된 노드 비(evolved node B: eNB), 차세대 노드 비(next generation node B: gNB) 등 중 어느 하나가 될 수 있다.
또한, 본 개시에서 사용되는 송신 장치는 단말기, 사용자 단말기(user equipment: UE), 이동 단말기(mobile station: MS) 등 중 어느 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 송신 장치는 전자 장치가 될 수 있으며, 상기 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 컴퓨터 장치, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시 예들을 설명하기에 앞서, 본 개시에서 사용되는 수신 장치는 기지국, 노드 비, 향상된 노드 비, 차세대 노드 비 등 중 어느 하나가 될 수 있다.
또한, 본 개시에서 사용되는 수신 장치는 단말기, 사용자 단말기, 이동 단말기 등 중 어느 하나가 될 수 있다. 또한, 상기 수신 장치는 전자 장치가 될 수 있으며, 상기 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 컴퓨터 장치, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
도 1은, 본 개시의 다양한 실시 예들에 통신 시스템에서 사용되는 기지국 운용 모델에 대해서 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템에서는 기지국 (100) 은 고정된 장소에 설치되며, 서비스 커버리지, 일 예로 셀에서 사용자 단말기(user equipment, 110)에 서비스를 제공한다.
한편, 초고밀도 네트워크는 현재 고정된 위치에 배치되는 기지국을 고려하여 설계된 네트워크이다. 하지만, 다수의 기지국들을 고정된 위치들에 배치하는 것은 효율적인 초고밀도 네트워크 운용을 방해하는 요소가 될 수 있다. 그 이유는 다수의 기지국들을 고밀도로 배치할 경우 시간 및 공간에 따라 변하는 데이터 트래픽에 의해 필요하지 않은 기지국이 존재할 수 있고, 또한 특정 기지국에는 데이터 트래픽의 과부하가 발생할 수 있기 때문이다.
따라서, 고정된 위치의 기지국을 기반으로 한 초고밀도 네트워크는 에너지 측면 및 비용 효율성 측면에서 오히려 효율적이지 않은 동작이 발생할 수 있는 한계를 지닌다. 또한, 모든 기지국들이 고정된 위치들에 설치되기 때문에 특정 사용자 단말기 혹은 사용자 단말기 그룹이 복잡한 도시 환경에서 건물 등과 같은 장애물에 의해 특정 기지국에 의한 신호 감쇄를 심하게 겪는 경우에 해당 사용자 단말기 혹은 사용자 단말기 그룹에 대한 서비스 품질 (QoS: quality of service, 이하 “QoS”라 칭하기로한다)이 급격히 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 고정된 위치에 설치되는 기지국뿐만 아니라, 이동성을 가지는 기지국, 일 예로 차량 기지국을 고려하여 초고밀도 네트워크를 운영하는 방안을 제안한다. 여기서, 차량 기지국은 필요에 따라 사용자 단말기로서 동작할 수도 있고, 기지국으로도 동작할 수도 있다. 상기 차량 기지국이 사용자 단말기로서 동작할 경우, 상기 차량 기지국은 노말(normal) 사용자 단말기와 마찬가지로 상기 차량 기지국이 연결되어 있는 매크로(macro) 기지국(혹은 마스터(master) 기지국) 또는 스몰(small) 기지국 (혹은 슬레이브(slave) 기지국)의 제어에 의해 데이터를 송/수신하는 사용자 단말기로 동작한다.
이와는 달리, 상기 차량 기지국이 기지국으로 동작할 경우, 상기 차량 기지국은 상기 스몰 기지국과 마찬가지로 상기 매크로 기지국과 백홀 링크(backhaul link)를 통해 연결되어, 다른 사용자 단말기에 대한 스몰 기지국으로서 동작한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 기반 초고밀도 네트워크의 효율적인 운용을 위한 다양한 동작 방안들을 제안한다. 일 예로, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 사용자 단말기들의 트래픽을 고려하여 초고밀도 네트워크에 포함되는 차량 기지국들을 스몰 기지국으로 동작하도록 제어할 지 혹은 노말 사용자 단말기들로 동작하도록 제어할 지를 결정하는 방안을 제안한다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는, 일 예로 복잡한 도시 환경에서 빈번하게 발생되는 장애물들에 의한 신호 감쇄로 인한 QoS 저하를 방지하기 위해 사용자 단말기들이 위치하는 장소에 기지국이 존재할 수 있는 초고밀도 네트워크 구조가 제안된다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서, 사용자 단말기들이 위치하는 장소에 기지국이 존재하는 것을 가능하게 하기 위하여 이동성을 가지는 기지국을 통해 사용자 단말기들에 대한 일 예로 (LoS: line of sight, 이하 “LoS”라 칭하기로 한다)을 유지하는 것이 가능하도록 하는 방안을 제안한다.
한편, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 일 예로, 도심 환경에서 흔하게 볼 수 있는 차량을 이동 기지국으로 사용하는 경우에 대해서 설명하지만, 상기 이동 기지국은 상기 차량뿐만 아니라 이동성을 가질 수 있고, 기지국으로서 운용될 수 있다면 어떤 제한도 가지지 않음에 유의하여야만 할 것이다.
도 2는, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 사용되는 차량 기지국에 대해서 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예들 중에서 차량을 이동기지국으로 활용할 경우, 다수의 사용자 단말기에 QoS 만족을 시킬 수 있는 차량 기지국 선정 및 차량 기지국의 이동성을 고려한 네트워크를 제안한다. 또한, 본 개시에서는 차량 기지국을 선정하는 방법 및 차량 기지국 기반 네트워크에서 기지국 추가, 변경 제거하는 방법을 제안한다.
먼저, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 차량 기반의 이동 기지국을 이용한 초고밀도 네트워크를 운영하는 방법을 설명한다. 도 2를 참조하면, 차량(201)은 단말로의 동작 및 기지국으로의 동작이 모두 가능한 구조이다. 상기 차량이 단말로 동작하는 경우와 기지국으로 동작하는 경우 모두에서 서버로부터 데이터를 요구한다. 차량이 기지국 역할을 하는 경우 차량은 자신의 데이터 및 차량과 연결되어 있는 단말로만 이용되는 다른 차량(202)의 데이터를 매크로(macro) 기지국(204)에 요청한다. 단말로만 동작하는 차량 (202)은 매크로 기지국과 직접 연결될 수 없고, 스몰(small) 기지국 (205)과 연결된 액세스 링크 (access link)를 통해서 데이터를 받을 수 있다. 사용자 단말(203)은 다수의 기지국과 동시에 연결을 하고 있는 사용자 중심 (user-centric) 네트워크로 동작한다. 사용자 단말 혹은 단말로만 동작하는 차량은 다수의 스몰 기지국과 동시에 연결을 맺고 있는 네트워크 구조 (200) 를 갖는다. 즉, 사용자 단말 (203)은 다수의 스몰 기지국과 액세스 링크를 통해 연결이 가능한 구조이고, 기지국 (204) 다수의 단말에게 네트워크 서비스 제공이 가능하다.
도 3은, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크를 운영하는 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 먼저 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 네트워크 최적화 방식은 네트워크 최적화를 판단하는 주체에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 네트워크 최적화를 판단하는 주체에 따라 차량 기지국 기반의 네트워크 최적화 방식은 중앙 집중형 방식, 분산 기반 방식 및 하이브리드 최적화 방식으로 분류될 수 있다.
첫 번째로, 상기 중앙 집중형 방식에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 중앙 집중형 방식은 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 매크로 기지국인 경우의 네트워크 최적화 방식을 나타낸다. 일 예로, 상기 매크로 기지국은 다수의 스몰 기지국들이 전송하는 측정 보고들을 기반으로 현재 차량 기지국들 중 일부 차량 기지국들을 다른 차량 기지국들로 교체할지 여부와, 현재 차량 기지국들 중 일부 차량 기지국들에 대한 스몰 기지국으로서의 동작을 중지시킬지 여부와, 현재 운영되고 있는 차량 기지국들 이외의 새로운 차량 기지국들을 추가할지 여부 등을 판단한다. 본 발명의 다양한 실시 예들에서, 상기 스몰 기지국이 전송하는 측정 보고는 상기 스몰 기지국이 상기 매크로 기지국으로부터 수신하는 기준 신호에 대한 기준 신호 수신 전력 (RSRP: reference signal received power, 이하 'RSRP'라 칭하기로 한다.) 등을 포함할 수 있으며, 상기 측정 보고에 포함되는 파라미터들은 상기 스몰 기지국과 매크로 기지국과의 채널 품질을 나타낼 수 있는 파라미터들이라면 어떤 파라미터들이라도 상관없음은 물론이다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 중앙 집중형 방식에서 상기 매크로 기지국은 일 예로, 현재 운영되고 있는 차량 기지국들 이외의 새로운 차량 기지국들을 추가할 지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 중앙 집중형 방식에서 상기 매크로 기지국은 일 예로, 현재 차량 기지국들이 운영되고 있는 영역의 배치를 변경할 지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 중앙 집중형 방식에서 상기 매크로 기지국은 일 예로, 현재 운영되고 있는 차량 기지국들 이외의 새로운 차량 기지국들을 동작 중지할지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 중앙 집중형 방식에서 상기 매크로 기지국은 일 예로, 현재 운영되고 있는 차량 기지국들의 불량이 판단될 경우, 상기 차량 기지국들의 기지국 역할을 박탈하고, 노말 단말로 동작하도록 운영할지 여부를 결정할 수 있다.
두 번째로, 상기 분산 기반 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 분산 기반 방식은 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 현재 스몰 기지국으로 동작을 수행하고 있는 차량인 경우의 네트워크 최적화 방식을 나타낸다. 상기 분산 기반 방식에서는, 현재 스몰 기지국으로 동작하고 있는 차량이 계속 스몰 기지국으로 동작할지 혹은 사용자 단말기로 동작할지 여부를 직접 결정할 수 있다. 즉, 상기 분산 기반방식에서는 필요에 따라 차량이 스스로 스몰 기지국으로 동작할 지 혹은 사용자 단말기로 동작할지를 직접 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 분산 기반 방식에서 현재 스몰 기지국으로 운영되는 차량은 계속 스몰 기지국으로 동작할지 혹은 사용자 단말기로 동작할지 여부를 직접 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 분산 기반 방식에서 현재 스몰 기지국으로 운영되는 차량은 상기 차량 기지국의 불량이 판단될 경우, 스스로 계속 스몰 기지국으로 동작할지 혹은 사용자 단말기로 동작할지 여부를 직접 결정할 수 있다.
세 번째로, 상기 하이브리드 최적화 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 하이브리드 최적화 방식은 상기 중앙 집중형 방식과 분산 기반 방식이 조합된 방식을 나타낸다. 즉, 상기 하이브리드 최적화 방식에서는, 상기 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 매크로 기지국과 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량 둘 다가 될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 현재 스몰 기지국으로 동작하고 있는 차량은 일 예로, 상기 차량과 연결된 사용자 단말기간의 액세스 링크 성능 혹은 상기 차량과 매크로 기지국간의 백홀 링크 성능이 저하되는 경우 상기 스몰 기지국으로서의 동작을 중지하고, 노말 사용자 단말기로서 동작할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 매크로 기지국은 일 예로, 다수의 스몰 기지국들로부터 수신하는 주기적인 측정 보고들을 기반으로 스몰 기지국으로 동작할 차량을 새롭게 추가하거나 혹은 기존 차량 기지국들 중 스몰 기지국으로 동작할 필요가 없는 차량 기지국에 대해 스몰 기지국 동작을 중단하고, 사용자 단말기로 동작할 것을 요청하는 정보를 송신할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면 상기 매크로 기지국은 상기 매크로 기지국이 네트워크를 운영하는 영역 중 사용자 단말기가 요구하는 데이터 레이트보다 스몰 기지국이 액세스 링크를 통해 실제로 송신하는 트래픽 부하가 적을 경우, 스몰 기지국으로 동작할 차량을 새롭게 추가할지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 매크로 기지국이 스몰 기지국으로 동작할 차량을 새롭게 추가할 것으로 결정할 경우, 상기 매크로 기지국이 할당할 수 있는 백홀 링크의 수보다 상기 사용자 단말기가 요구하는 데이터 레이트보다 스몰 기지국이 액세스 링크를 통해 실제로 송신하는 트래픽 부하가 적은 영역이 더 많을 경우, 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량의 배치 영역을 변경할지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량은 상기 매크로 기지국에서 백홀 링크를 통해 송신하는 데이터 레이트가 특정 값 미만일 경우, 스스로 노말 단말로 동작할지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량은 상기 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량의 불량을 판단할 경우, 스스로 노말 단말로 동작할지 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 매크로 기지국은 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량의 불량을 판단할 경우, 기지국의 역할을 박탈하고 노말 단말로 동작하도록 운영할지 여부를 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따라, 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화를 위한 프로토콜은 1) 신규 차량 기지국 배치 결정 프로토콜, 2) 신규 차량 기지국 선정 프로토콜, 3) 차량 기지국 배치 영역 변경 프로토콜, 4) 기존 차량 기지국 동작 중지 프로토콜 및 5) 차량 기지국 불량(malfunction) 방지 프로토콜 등의 프로토콜 단계로 나뉠 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화를 운영하는 방법 중 신규 차량 기지국 배치 결정 방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저 도 4에 도시되어 있는 상기 신규 차량 기지국 배치 결정 방법은 상기 하이브리드 최적화 방식을 기반으로 하며, 일 예로 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 매크로 기지국일 경우의 신규 차량 기지국 배치 결정 방법임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 매크로 기지국이 커버하는 전체 서비스 영역을 Amacro라 정의하기로 하고, 상기 전체 서비스 영역을 미리 설정되어 잇는 면적을 가지는 영역, 즉 서브 서비스 영역으로 나눈 개수를 Narea라고 정의하기로 한다. 또한, 사용자 단말기들이 요구하는 데이터 레이트 (data rate)들의 합이 커지는 서비스 영역들의 개수를 Ndemand 라고 정의하기로 한다. 또한, 매크로 기지국이 할당할 수 있는 백홀 링크들의 개수를 Nb라고 정의하기로 한다.
먼저, 다수의 스몰 기지국들 각각은 매크로 기지국으로 상기 다수의 스몰 기지국들 각각이 현재 서비스를 제공하고 있는 사용자 단말기들의 트래픽 부하 (traffic load)의 총 합을 전송한다. 그러면, 상기 매크로 기지국은 상기 다수의 스몰 기지국들 각각으로부터 상기 다수의 스몰 기지국들 각각이 현재 서비스를 제공하고 있는 사용자 단말기들의 트래픽 부하의 총 합을 수신하게 된다 (401). 상기 매크로 기지국은 각 스몰 기지국의 트래픽 부하 및 각 스몰 기지국의 위치를 기반으로 추가적인 차량 기지국의 배치가 필요한지 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서, 일 예로 상기 매크로 기지국은 상기 전체 서비스 영역 Amacro를 Narea로 나눈다 (402). Amacro를 Narea로 나눌 경우, 상기 매크로 기지국이 네트워크 운영을 담당하는 영역, 즉 전체 서비스 영역을 Narea로 나눈 균일한 크기의 각 영역, 즉 각 서브 서비스 영역이 식별된다. 상기 매크로 기지국은 상기 각 서브 서비스 영역에 위치하는 스몰 기지국이 상기 각 영역에 존재하는 사용자 단말기에 전송하는 트래픽 부하의 합을 계산한다 (403).
상기 각 서브 서비스 영역에 위치하는 스몰 기지국으로부터 수신한 트래픽 부하의 합이 상기 매크로 기지국이 실제 액세스 링크를 통해 전송하는 데이터 레이트의 합보다 클 경우, 상기 매크로 기지국은 신규 차량 기지국을 추가적으로 배치할 필요가 있다고 결정한다 (404).
상기 신규 차량 기지국의 배치가 결정된 경우 (407), 상기 매크로 기지국은 Nb가 Ndemand 보다 크면 (408) 신규 차량 기지국을 선정하지만 (409), Nb가 Ndemand 보다 작을 경우 (408), 차량 기지국의 배치 영역을 변경한다 (410).
즉, 상기 매크로 기지국은 Nb가 Ndemand 보다 클 경우, 복수의 서브 서비스 영역 중 상기 각 서브 서비스 영역에 위치하는 스몰 기지국으로부터 수신한 트래픽 부하의 합이 상기 매크로 기지국이 실제로 액세스 링크를 통해 전송하는 데이터 레이트의 합보다 큰 서브 서비스 영역에 신규 차량 기지국을 선정한다 (409). 신규 차량 기지국을 선정하는 방법과 관련해서는 도 5 에서 자세히 후술하므로, 여기서는 생략하도록 한다.
또한 상기 매크로 기지국은 Nb가 Ndemand 보다 작을 경우, 현지 차량 기지국으로 유지되고 있는 사용자 단말기를 모두 노말 단말로 변경 한 후, 데이터 레이트의 요구가 가장 큰 서브 영역 순으로 순차적으로 신규 차량 기지국을 배치한다 (410). 차량 기지국의 배치 영역 변경 방법과 관련해서는 도 6 에서 자세히 후술하므로, 여기서는 생략하도록 한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화를 위한 방법 중 신규 차량 기지국 선정 방법을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저 도 5에 도시되어 있는 상기 신규 차량 기지국 선정 방법은 하이브리드 최적화 방식을 기반으로 하며, 일 예로 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 매크로 기지국일 경우의 신규 차량 기지국 선정 방법임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 주변 스몰 기지국의 액세스 링크 성능 저하 혹은 주변 스몰 기지국과 매크로 기지국 사이의 백홀 링크 성능 저하로 인해 QoS 가 저하된 용자 단말기 주변 차량 단말들을 신규 차량 기지국 후보로 선정한다 (501). 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면 신규 차량 기지국 후보는 일 예로, QoS 만족이 되지 않는 사용자 단말들과 근접한 거리에 있는 차량들을 차량 기지국 후보로 선정할 수 있으며, 상기 사용자 단말기들과 연결을 유지하고 있는 스몰 기지국과 연결된 차량들이 새로운 차량 기지국 후보로 선정될 수 있다.
상기 매크로 기지국은 상기 신규 차량 기지국 후보들 각각에게 직교하는 참조 신호를 할당하면서, 상기 참조 신호를 송신할 수 있는 시간 및 주파수 자원을 할당한다. 상기 참조 신호는 일 예로, 채널 추정을 위해 이용될 수 있다. 상기 매크로 기지국은 상기 신규 차량 기지국 후보 각각에게 다른 참조 신호 ID (Identification)를 할당한다 (502). 상기 매크로 기지국은 참조 신호 세트에 대한 정보를 기반으로 상기 신규 차량 기지국 선정 동작을 할 경우 상기 신규 차량 기지국 후보들의 개수와 동일한 개수의 참조 신호를 상기 신규 차량 기지국 후보들 각각에게 할당한다 (502). 상기 매크로 기지국은 상기 신규 차량 기지국 후보들 주변에 존재하는 스몰 기지국들에게 상기 신규 차량 기지국 후보에게 할당한 상기 참조 신호 정보를 송신한다 (503). 상기 신규 차량 기지국 후보들 각각이 상기 할당된 참조 신호를 스몰 기지국으로 상기 매크로 기지국으로부터 할당된 상기 시간, 주파수 자원을 이용하여 송신한다. 상기 참조 신호를 수신한 상기 스몰 기지국은 신규 차량 기지국 후보들 각각의 채널 상태를 도출한다 (504). 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 참조 신호는 일 예로 CRS (Cell Reference Signal), CSI-RS (Channel State Information - Reference Signal), DMRS (Demodulation Reference Signal) 등을 이용할 수 있다.
초고밀도 네트워크는 다수의 스몰 기지국이 존재하므로, 다수의 스몰 기지국과 좋은 채널 상태를 갖는 차량은 기지국으로 동작할 때 확률적으로 다수의 사용자 단말기들 좋은 채널 상태를 가진다.
따라서, 상기 참조 신호를 기반으로 채널 상태를 추정한 상기 스몰 기지국들은 상기 매크로 기지국으로 상기 신규 차량 후보들 각각의 채널 상태를 보고한다 (504).
신규 차량 기지국 후보들 각각은 상기 할당된 참조 신호를 상기 매크로 기지국으로 전송한다. 상기 매크로 기지국은 상기 신규 차량 기지국 후보들이 전송하는 참조 신호를 기반으로 상기 신규 차량 기지국 후보들 각각의 채널 상태를 추정한다 (505). 상기 매크로 기지국은 상기 추정된 채널 상태를 기반으로 백홀 링크의 채널 용량을 추정하고, 상기 스몰 기지국들이 보고한 채널 상태를 기반으로 상기 신규 차량 기지국 후보들 각각의 액세스 링크의 용량을 추정한다. (505)
상기 추정된 백홀 링크의 채널 용량에서 상기 신규 차량 기지국 후보들 각각이 필요한 데이터 트래픽을 제외한 백홀 링크 용량을 Cb 라고 정의하기로 한다. 또한, 상기 스몰 기지국들의 보고를 기반으로 추정한 채널 상태를 기반으로 도출한 상기 신규 차량 기지국 후보들 각각의 액세스 링크의 용량의 평균을 Ca 라고 정의한다.
상기 매크로 기지국은 상기 신규 차량 기지국 후보들 중 Ca, Cb 중 더 작은 값을 최대로 하는 상기 신규 차량 기지국 후보를 신규 차량 기지국으로 선정한다. 즉, 매크로 기지국은 상기 신규 차량 기지국 후보들 중 min(Ca, Cb)가 최대로 하는 상기 신규 차량 기지국 후보를 상기 신규 차량 기지국으로 선정한다 (506). 상기 매크로 기지국은 상기 선택된 신규 차량 기지국에게 신규 스몰 기지국 ID을 할당하고, 주변 스몰 기지국들과의 연결을 위한 상기 주변 스몰 기지국들의 정보를 전달한다. 상기 매크로 기지국은 상기 선택된 신규 새로운 차량 기지국에게 기지국으로의 동작을 요청하고, 백홀 링크 연결을 구성한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화 방법 중 차량 기지국 배치 영역 변경 방법을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 먼저 도 6에 도시되어 있는 상기 차량 기지국 배치 영역 변경 방법은 하이브리드 최적화 방식을 기반으로 하며, 일 예로 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 매크로 기지국일 경우의 차량 기지국 배치 영역 방법임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 스몰 기지국으로 동작하는 차량, 즉 차량 기지국이 할당되어 있는 영역 외의 다른 영역에서 추가적인 차량 기지국이 필요한 경우에는 차량 기지국을 신규 배치하거나, 배치 영역을 변경한다.
위에서와 같이 사용자 단말기들이 요구하는 데이터 레이트 (data rate)들의 합이 커지는 서브 서비스 영역들의 개수를 Ndemand 라고 정의하기로 한다. 또한, 매크로 기지국이 할당할 수 있는 백홀 링크들의 개수를 Nb라고 정의하기로 한다.
상기 매크로 기지국이 할당 가능한 백홀 링크의 수, 즉 생성 가능한 빔(beam)의 수를 고려하여 차량 기지국이 필요한 서브 서비스 영역에 새로운 차량 기지국을 할당하고, 백홀 링크를 할당한다.
상기 매크로 기지국은 Nb 보다 Ndemand가 작을 경우, 추가적인 차량 기지국이 가장 필요한 서브 서비스 영역에 백홀 링크를 더 할당하여 추가적인 차량 기지국을 선정한다 (601).
본 개시의 다양한 실시 예들에 따라 상기 매크로 기지국은 Nb 보다 Ndemand가 클 경우, 차량 기지국의 배치 영역을 변경한다. 즉, 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량을 모두 노말 단말로 변경한다 (602). 다음으로, 각 서브 서비스 영역에 포함된 사용자 단말기들의 데이터 레이트 요구의 합이 가장 큰 서브 서비스 영역 순으로 상기 각 서브 서비스 영역을 배열한다 (603). 즉, Ak를 전체 서비스 영역 중 k 번째 서브 서비스 영역으로 정의하고, Ri k를 Ak 영역에 존재하는 사용자 단말기 i의 데이터 레이트의 합으로 정의할 경우,
Figure pat00001
가 큰 순서대로, Ak를 배열한다. 상기
Figure pat00002
가 큰 순서대로 Ak 영역에 상기 매크로 기지국이 할당할 수 있는 백홀 링크의 수 (Nb )와 동일한 수의 신규 차량 기지국을 배치한다 (604). 다만, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 서브 서비스 영역들 각각에서 해당 사용자 단말기들에 대한 요구 데이터 레이트들의 합대로 배열하고, 이에 기반하여 상기 서브 서비스 영역에 위치하는 사용자 단말기들 중 일부는 스몰 기지국으로 운영을 하고, 상기 스몰 기지국으로 운영되는 사용자 단말기들의 개수와 동일한 수의 다른 스몰 기지국을 노말 단말로 운영하는 방법이 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화를 위한 방법 중 기존 차량 기지국 동작 중지 방법을 설명하는 도면이다.
도 7를 참조하면, 먼저 도 7에 도시되어 있는 상기 기존 차량 동작 중지 방법은 하이브리드 최적화 방식을 기반으로 하며, 일 예로 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량일 경우의 기존 차량 동작 중지 방법임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 현재 스몰 기지국으로 동작하는 차량은 일 예로, 상기 차량 기지국과 연결된 사용자 단말기들과 상기 차량 기지국 사이의 액세스 링크 품질이 저하되거나, 매크로 기지국과의 백홀 링크 품질이 저하되면 기지국으로의 동작을 중지한다. 즉, 상기 차량 기지국과 연결된 사용자 단말기들 중 특정 비율 혹은 특정 수 이상의 상기 사용자 단말기의 QoS가 일정 값 미만일 경우 상기 차량 기지국은 기지국으로의 동작을 중지하고, 노말 단말로 동작한다.
상기 사용자 단말기의 QoS를 측정하는 기준의 일 예로 기준 신호의 RSRP , 신호 대 잡음/간섭비 (SINR: signal to interference plus noise ratio, 이하 'SINR'로 칭하기로 한다.) 등이 이용될 수 있다. 즉, 상기 차량 기지국은 일 예로 연결된 사용자 단말기들의 실제 액세스 링크의 RSRP가 미리 설정된 RSRP 값 이하가 되는 경우 (701), 또는 SINR이 미리 설정된 SINR 값 이하가 되는 경우 기존 차량 기지국은 기지국으로의 동작을 중지하고 노말 단말로서 동작을 한다. 상기 차량 기지국은 상기 기지국 동작 중지 조건이 만족되는 경우, 상기 매크로 기지국에게 자신의 기지국 동작 중지를 요청한다 (702). 상기 매크로 기지국은 상기 기존 차량 기지국이 사용자 단말기로 동작하기 위한 사용자 단말기 ID를 할당하고, 주변 스몰 기지국 정보를 전송하여 상기 차량 기지국이 주변 스몰 기지국들과 연결할 수 있도록 한다 (703). 상기 차량 기지국은 상기 주변 스몰 기지국 정보를 이용하여, 상기 주변 스몰 기지국들과 새로운 액세스 링크 연결을 통해 노말 단말로 동작을 시작한다 (704).
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 차량 기지국 기반의 초고밀도 네트워크 최적화 방법 중 차량 기지국 불량 방지 방법을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 먼저 도 8에 도시되어 있는 상기 신규 차량 기지국 배치 결정 방법은 상기 하이브리드 최적화 방식을 기반으로 하며, 일 예로 네트워크 최적화를 판단하는 주체가 매크로 기지국 및 스몰 기지국으로 동작하는 차량 모두일 경우의 차량 기지국 불량 방지 방법임에 유의하여야만 할 것이다.
먼저, 차량 기지국의 불량 (malfunction)을 아래와 같이 정의한다. 상기 차량 기지국이 기지국으로의 동작을 할 때, 상기 매크로 기지국과의 백홀 링크가 미리 설정된 값 이상이지만 상기 차량 기지국과 연결된 사용자 단말기들과의 액세스 링크 성능이 저하되어 다수의 사용자 단말기들의 QoS가 저하되어도, 상기 차량 기지국이 기지국으로의 동작을 중지하지 않고 계속하여 기지국으로 동작하는 모든 상태를 차량 기지국의 불량으로 정의한다.
상기 차량 기지국에 연결된 사용자 단말기가 상기 차량 기지국으로부터 수신하는 데이터 레이트가 미리 정해진 값 미만으로 유지되거나, 각 사용자 단말기가 측정한 액세스 링크의 품질이 미리 정해진 값 미만으로 유지되는 시간이 미리 정해진 시간을 초과 또는 상기 액세스 링크의 품질이 미리 정해진 값 미만으로 내려가는 횟수가 미리 정해진 회수를 초과하여도 상기 차량 기지국이 계속 기지국으로써 동작을 할 경우, 상기 차량 기지국에 연결된 사용자 단말기들은 상기 차량 기지국을 불량으로 판단한다 (801). 상기 차량 기지국을 불량으로 판단한 사용자 단말기들은 연결을 유지하고 있는 다른 스몰 기지국으로 상기 차량 기지국의 불량 가능성을 보고하고, 상기 스몰 기지국은 상기 매크로 기지국에 해당 차량 기지국의 불량 가능성을 보고한다 (802). 상기 매크로 기지국에 보고된 리포트가 일정 수 이상인 경우, 상기 매크로 기지국은 상기 차량 기지국을 불량으로 판단한다 (803). 상기 매크로 기지국은 불량으로 판단된 상기 차량 기지국과의 백홀 링크 연결을 끊고, 상기 차량 기지국의 역할을 박탈한다 (804).
또한, 본 개시의 다양한 실시 예에 따라 상기 매크로 기지국은 상기 차량 기지국에 백홀 링크를 통해 전송되는 데이터의 데이터 레이트 중 특정 사용자 단말기의 데이터 레이트가 일정 비율 이상 증가하는 경우 상기 차량 기지국을 불량으로 판단하고, 기지국 역할을 박탈한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 기지국의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9을 참조하면, 기지국 (900)은 수신기 (910), 송신기 (920) 및 제어기 (930)등을 포함한다.
상기 제어기 (930)은 상기 기지국 (900)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 빔 할당을 제어하는 동작에 관련된 동작을 수행하도록 제어한다. 상기 제어기가 (930)이 빔 동작을 제어하는 동작은 도 1 내지 도 8에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 수신기 (910)는 상기 제어기 (930)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보 등을 수신한다.
상기 송신기 (920)는 상기 제어기 (930)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보 등을 송신한다.
도 9에서는 상기 수신기 (910), 송신기 (920) 및 제어기 (930)가 별도의 유닛들로 구현되어 있으나, 상기 수신기 (910), 송신기 (920) 및 제어기 (930) 중 적어도 두 개는 하나로 통합될 수 있다. 또한, 상기 수신기 (910), 송신기 (920) 및 제어기 (930)는 적어도 하나의 프로세서로도 구현될 수 있다.
도 10는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 단말기의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10를 참조하면, 단말기 (1000)은 수신기 (1010), 송신기 (1020) 및 제어기 (1030) 등을 포함한다.
상기 제어기 (1030)은 상기 단말기(1000)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 빔 할당을 제어하는 동작에 관련된 동작을 수행하도록 제어한다. 상기 제어기 (1030)의 이 빔 할당과 관련된 동작을 제어하는 동작은 도 1 내지 도 8에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 수신기 (1010)는 상기 제어기 (1030)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보 등을 수신한다.
상기 송신기 (1020)는 상기 제어기 (1030)의 제어에 따라 각종 메시지, 정보 등을 송신한다.
도 10에서는 상기 수신기 (1010), 송신기 (1020) 및 제어기 (1030)가 별도의 유닛들로 구현되어 있으나, 상기 수신기 (1010), 송신기 (1020) 및 제어기 (1030) 중 적어도 두 개는 하나로 통합될 수 있다. 또한, 상기 수신기 (1510), 송신기 (1020) 및 제어기 (1030)는 적어도 하나의 프로세서로도 구현될 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성될 수 있다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 리드 온니 메모리(read only memory: ROM), 전기적 삭제 가능 프로그램가능 리드 온니 메모리(electrically erasable programmable read only memory: EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 ROM(compact disc-ROM: CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile disc: DVD) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(internet), 인트라넷(intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 억세스(access)될 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 다양한 실시 예들을 수행하는 장치에 억세스될 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장 장치가 본 개시의 다양한 실시 예들을 수행하는 장치에 억세스될 수도 있다.
상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예들에 따라 단수 형태 또는 복수 형태로 표현되었다. 그러나, 단수 형태 또는 복수 형태의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 형태 또는 복수 형태의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수 형태로 표현된 구성 요소라하더라도 단수 형태로 구성되거나, 단수 형태로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수 형태로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (26)

  1. 무선 통신 시스템에서 제 1 기지국의 방법에 있어서,
    제 2 기지국들 각각으로부터 해당 단말들의 트래픽 부하 (traffic load)들의 총 합과 관련된 정보 및 해당 제 2 기지국의 위치와 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 과정;
    상기 제 1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제 1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하들의 합을 식별하는 과정;
    상기 식별된 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 큰지 여부를 식별하는 과정;
    상기 식별된 부하들의 합이 상기 데이터 레이트들의 합보다 클 경우, 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 단말들 중 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 식별하는 과정; 및
    상기 특정 단말로 상기 특정 단말이 제 2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 포함하는 제 1 기지국의 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 기지국들은 상기 제1 기지국과 백홀 링크(backhaul link)를 통해 데이터를 직접 송/수신하며,
    상기 단말들 각각은 상기 제2 기지국으로 동작하지 않을 경우 상기 제 2 기지국들과 액세스 링크 (access link)를 통해 데이터를 송/수신하는 노말 단말로 동작함을 특징으로 하는 제 1 기지국의 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 특정 제 2기지국의 해당 단말들 중 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 식별하는 과정은:
    상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들 중 후보 단말들을 선택하는 과정;
    상기 후보 단말들 각각에 대해 참조신호 ID (identification), 주파수 및 시간 자원을 할당하는 과정;
    상기 후보 단말들에 할당된 참조 신호들에 관련된 제 1 정보를 상기 제 2 기지국들로 송신하는 과정;
    상기 후보 단말들 각각으로부터 참조 신호를 수신하는 과정;
    상기 후보 단말들 각각으로부터 수신된 참조 신호를 기반으로 상기 후보 단말들 각각과 상기 제 1 기지국간의 채널 상태를 추정하는 과정;
    상기 후보 단말들 각각에 대해 추정된 채널 상태를 기반으로 상기 후보 단말들 각각에 대한 백홀 링크 용량 및 액세스 링크 용량을 추정하는 과정;
    상기 후보 단말들에 대해 추정된 백홀 링크 용량들 및 액세스 링크 용량들을 기반으로 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 선택하는 과정을 포함하는 제 1 기지국의 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 후보 단말들에 대해 추정된 백홀 링크들 및 액세스 링크 용량들을 기반으로 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 선택하는 과정은:
    상기 후보 단말들 각각에 대해, 해당 후보 단말의 추정된 백홀 링크 용량에서 해당 후보 단말에서 필요로 하는 데이터 트래픽을 제외한 백홀 링크 용량인 제 1 백홀 링크 용량과, 상기 후보 단말들의 추정된 액세스 링크 용량들의 평균인 제 1 액세스 링크 용량을 식별하는 과정; 및
    상기 제 1 백홀 링크 용량과 상기 제 1 액세스 링크 용량 중 최소값을 최대화 시키는 후보 단말을 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말로 선택하는 과정을 포함하는 제 1 기지국의 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 식별된 트래픽 부하들의 합이 상기 데이터 레이트들의 합보다 클 경우,
    상기 제 1 기지국이 할당 가능한 백홀 링크들의 개수가 상기 제 1 영역들의 개수 미만일 경우, 상기 제 2 기지국들 중 노말 단말로 동작할 적어도 일부의 제 2 기지국을 선택하는 과정; 및
    상기 적어도 일부의 제 2 기지국으로 해당 제 2 기지국이 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 제 1 기지국의 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1 기지국이 할당 가능한 백홀 링크들의 개수가 상기 제 1 영역들의 개수 미만일 경우, 상기 제 2 기지국들 중 노말 단말로 동작할 적어도 일부를 선택하는 과정은:
    상기 제 1 영역들 각각에 대해서, 해당 제 1 영역에 위치하는 단말들이 요구하는 데이터 레이트의 합을 식별하는 과정; 및
    상기 제 1 영역들의 요구 데이터 레이트들의 합들을 기반으로, 상기 제 1 영역들에 위치하는 단말들 중 적어도 일부로 제 2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 정보를 송신하고, 상기 제 2 기지국들 중 적어도 일부로 노말 단말로 동작할 것을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 제 1 기지국의 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 기지국들이 임계 시간 동안 임계 데이터 양 이상의 데이터를 수신하는 제 2 기지국을 포함할 경우 상기 임계 시간 동안 임계 데이터 양 이상의 데이터를 수신하는 제 2 기지국을 오류가 발생된 제 2 기지국으로 식별하는 과정; 및
    상기 오류가 발생된 제 2 기지국이 해당 제 2 기지국이 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 제 1 기지국의 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 기지국들 중 적어도 하나의 제 2 기지국으로부터 상기 제 2 기지국들 중 상기 적어도 하나의 제 2 기지국을 제외한 다른 제 2 기지국이 불량임을 지시하는 정보를 임계 횟수 이상 수신하는 과정;
    상기 임계 회사 이상 불량임을 지시하는 정보가 수신되는, 상기 다른 제 2 기지국을 불량 제 2 기지국으로 식별하는 과정; 및
    상기 불량 제 2 기지국으로 해당 제 2 기지국이 노말 단말로 동작할 것이 요청됨을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 제 1 기지국의 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,
    상기 단말이 연결되어 있는 제 2 기지국들 중 특정 제 2 기지국이 설정 조건을 만족할 경우, 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제2 기지국임을 식별하는 과정; 및
    상기 제2 기지국들 중 상기 특정 제 2 기지국과 다른 제 2 기지국으로 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제2 기지국임을 지시하는 정보를 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 설정 조건은 상기 특정 제 2 기지국을 통해 상기 단말이 수신하는 데이터의 데이터 레이트(data rate)가 임계 값 미만이라는 조건을 포함하는 단말의 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 설정 조건은 상기 단말이 측정한 액세스 링크 품질이 액세스 링크 품질 임계값 미만으로 유지되는 시간이 임계 시간을 초과하는 조건을 더 포함하는 단말의 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,
    노말 동작 모드에서 노말 단말 모드로 동작하는 중에 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 제1 기지국과 백홀 링크(backhaul link)를 통해 데이터를 직접 송/수신하는 제2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 제1 정보를 수신하는 과정;
    상기 제1 정보를 기반으로 상기 노말 단말 동작 모드에서 기지국 동작 모드로 전환하는 과정;
    상기 기지국 동작 모드에서 상기 제2 기지국으로 동작하는 중에 상기 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 제2 정보를 수신하는 과정; 및
    상기 제2 정보를 기반으로 상기 기지국 동작 모드에서 상기 노말 단말 동작 모드로 전환하는 과정을 포함하는 단말의 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단말이 노말 단말로 동작하고 있는 중에,
    상기 제1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 특정 제 2 기지국이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 클 경우,
    상기 특정 제2 기지국의 해당 단말들 중 제2 기지국으로 운영될 특정 단말이 상기 단말로 선택됨을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 단말의 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 단말이 상기 제2 기지국으로 동작하고 있는 중에,
    상기 제1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 특정 제 2 기지국이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 크고, 상기 제 1 기지국이 할당 가능한 백홀 링크들의 개수가 상기 제1 영역들의 개수 미만일 경우,
    상기 제 2 기지국들 중 노말 단말로 동작할 적어도 일부의 제2 기지국이 상기 단말로 선택됨을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 단말의 방법.
  14. 통신 시스템에서 제 1 기지국에 있어서,
    상기 제 1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제 1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하 (traffic load)들의 합을 식별하고, 상기 식별된 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 제 2 기지국들의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 큰지 여부를 식별하고, 상기 식별된 부하들의 합이 상기 데이터 레이트들의 합보다 클 경우, 상기 특정 제 1 영역에 위치하는 해당 단말들 중 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 식별하는 제어부; 및
    상기 제 2 기지국들 각각으로부터 해당 단말들의 트래픽 부하 (traffic load)들의 총 합과 관련된 정보 및 해당 제 2 기지국의 위치와 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 특정 단말로 상기 특정 단말이 제 2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 정보를 송신하는 송수신부를 포함하는 제 1 기지국
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제 2 기지국들은 상기 제 1 기지국과 백홀 링크 (backhaul link)를 통해 데이터를 직접 송/수신하며,
    상기 단말들 각각은 상기 제 2 기지국으로 동작하지 않을 경우 상기 제 2 기지국들과 액세스 링크 (access link)를 통해 데이터를 송/수신하는 노말 단말로 동작함을 특징으로 하는 제 1 기지국.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들 중 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 식별하는 과정에서, 상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들 중 후보 단말들을 선택하고, 상기 후보 단말들 각각으로부터 수신된 참조 신호를 기반으로 상기 후보 단말들 각각과 상기 제 1 기지국간의 채널 상태를 추정하고, 상기 후보 단말들에 대해 추정된 백홀 링크 용량들 및 액세스 링크 용량들을 기반으로 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 선택하고,
    상기 송수신부는 상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들 중 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말들을 식별하는 과정에서, 상기 후보 단말들 각각에 대해 참조신호 ID (identification), 주파수 및 시간 자원을 할당하고, 상기 후보 단말들에 할당된 참조신호들과 관련된 제 1 정보를 상기 기지국들로 송신하고, 상기 후보 단말들 각각으로부터 참조 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 후보 단말들에 대해 추정된 백홀 링크들 및 액세스 링크 용량들을 기반으로 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말을 선택하는 과정에서, 상기 후보 단말들 각각에 대해 해당 후보 단말의 추정된 백홀 링크 용량에서 해당 후보 단말에서 필요로 하는 데이터 트래픽을 제외한 백홀 링크 용량인 제 1 백홀 링크 용량과, 상기 후보 단말들의 추정된 액세스 링크 용량들의 평균인 제 1 액세스 링크 용량을 식별하고, 상기 제 1 백홀 링크 용량과 상기 제 1 액세스 링크 용량 중 최소값을 최대화 시키는 후보 단말을 상기 제 2 기지국으로 운영될 특정 단말로 선택하는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 식별된 트래픽 부하들의 합이 상기 데이터 레이트들의 합보다 클 경우,
    상기 제어부는 상기 제 1 기지국이 할당 가능한 백홀 링크들의 개수가 상기 제 1 영역들의 개수 미만일 경우, 상기 제 2 기지국들 중 노말 단말로 동작할 적어도 일부를 선택하고,
    상기 송수신부는 상기 적어도 일부의 제 2 기지국으로 해당 제 2 기지국이 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
  19. 제18항에 있어서
    상기 제어부는 상기 제 1 기지국이 할당 가능한 백홀 링크들의 개수가 상기 제 1 영역들의 개수 미만일 경우, 상기 제 2 기지국들 중 노말 단말로 동작할 적어도 일부를 선택하면서, 상기 제 1 영역들 각각에 대해서 해당 제 1 영역에 위치하는 단말들이 요구하는 데이터 레이트의 합을 식별하고,
    상기 송수신부는 상기 제 1 영역들의 요구 데이터 레이트들의 합들을 기반으로, 상기 제 1 영역들에 위치하는 단말들 중 적어도 일부로 제 2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 정보를 송신하고, 상기 제 2 기지국들 중 적어도 일부로 노말 단말로 동작할 것을 지시하는 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 2 기지국들이 임계 시간 동안 임계 데이터 양 이상의 데이터를 수신하는 제 2 기지국을 포함할 경우, 상기 임계 시간 동안 임계 데이터 양 이상의 데이터를 수신하는 제 2 기지국을 오류가 발생된 제 2 기지국으로 식별하고,
    상기 송수신부는 상기 오류가 발생된 제 2 기지국이 해당 제 2 기지국이 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 제 1 기지국.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 2 기지국들 중 적어도 하나의 제 2 기지국들로부터 상기 제 2 기지국들 중 상기 적어도 하나의 제 2 기지국을 제외한 다른 제 2 기지국이 불량임을 지시하는 정보를 임계 횟수 이상 수신할 경우, 상기 다른 제 2 기지국을 불량 제 2 기지국으로 식별하고,
    상기 송수신부는 상기 제 2 기지국들 중 적어도 하나의 제 2 기지국들로부터 상기 제 2 기지국들 중 상기 적어도 하나의 제 2 기지국을 제외한 다른 제 2 기지국이 불량임을 지시하는 정보를 임계 횟수 이상 수신하고, 상기 불량 제 2 기지국으로 해당 제 2 기지국이 노말 단말로 동작할 것이 요청됨을 지시하는 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
  22. 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    상기 단말이 연결되어 있는 제 2 기지국들 중 특정 제 2 기지국이 설정 조건을 만족하는 경우, 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제 2 기지국임을 식별하는 제어부; 및
    상기 제 2 기지국들 중 상기 특정 제 2기지국과 다른 제 2 기지국으로 상기 특정 제 2 기지국이 불량 제 2 기지국임을 지시하는 정보를 송신하는 송수신부를 포함하며,
    상기 설정 조건은 상기 특정 제 2 기지국을 통해 상기 단말이 수신하는 데이터의 데이터 레이트(data rate)가 임계 값 미만이라는 조건을 포함하는 단말.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 설정 조건은 상기 단말이 측정한 액세스 링크 품질이 액세스 링크 품질 임계 값 미만으로 유지되는 시간이 임계 시간을 초과하는 조건을 더 포함하는 단말.
  24. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    노말 단말 동작 모드에서 노말 단말로 동작하는 중에 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 제1 기지국과 백홀 링크(backhaul link)를 통해 데이터를 직접 송/수신하는 제2 기지국으로 운영될 것임을 지시하는 제1 정보의 수신을 기반으로 그 동작 모드를 상기 노말 단말 동작 모드에서 기지국 동작 모드로 전환하고, 상기 기지국 동작 모드에서 상기 제2 기지국으로 동작하는 중에 상기 제1 기지국으로부터 상기 단말이 상기 노말 단말로 동작할 것임을 지시하는 제2 정보를 수신을 기반으로 상기 기지국 동작 모드에서 상기 노말 단말 동작 모드로 전환하는 제어부; 및
    상기 제 1 정보 및 상기 제 2 정보를 수신하는 송수신부를 포함하는 단말.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 단말이 노말 단말로 동작하고 있는 중에,
    상기 제1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 특정 제 2 기지국이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 클 경우,
    상기 특정 제2 기지국의 해당 단말들 중 제2 기지국으로 운영될 특정 단말이 상기 단말로 선택됨을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 단말.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 단말이 상기 제2 기지국으로 동작하고 있는 중에,
    상기 제1 기지국의 서비스 영역이 포함하는 제1 영역들 중 특정 제 1 영역에 위치하는 특정 제 2 기지국이 해당 단말들로 송신하는 트래픽 부하들의 합이 상기 특정 제 2 기지국의 해당 단말들에 대한 데이터 레이트(data rate)들의 합보다 크고, 상기 제 1 기지국이 할당 가능한 백홀 링크들의 개수가 상기 제1 영역들의 개수 미만일 경우,
    상기 제 2 기지국들 중 노말 단말로 동작할 적어도 일부의 제2 기지국이 상기 단말로 선택됨을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 단말.
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