WO2011105699A2 - 펨토 기지국들 간 채널을 설정하는 방법 - Google Patents

펨토 기지국들 간 채널을 설정하는 방법 Download PDF

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WO2011105699A2
WO2011105699A2 PCT/KR2011/000393 KR2011000393W WO2011105699A2 WO 2011105699 A2 WO2011105699 A2 WO 2011105699A2 KR 2011000393 W KR2011000393 W KR 2011000393W WO 2011105699 A2 WO2011105699 A2 WO 2011105699A2
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smart
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임재원
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엘지전자 주식회사
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    • H04W76/00—Connection management
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    • H04W76/12—Setup of transport tunnels
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    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems
    • H04W84/045—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems using private Base Stations, e.g. femto Base Stations, home Node B

Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication system, and more particularly, to a femto base station in a mobile communication system.
  • Second generation mobile communication refers to digital transmission and reception of voice, such as CDMA and GSM.
  • GPRS has been proposed.
  • the GPRS is a technology for providing a packet switched data service based on the GSM system.
  • Third generation mobile communication refers to the ability to transmit and receive images and data as well as voice, and the Third Generation Partnership Project (3GPP) developed the mobile communication system (IMT-2000) technology, and radio access technology (Radio Access). Technology, referred to as RAT).
  • IMT-2000 technology and radio access technology (RAT), for example, WCDMA, are collectively called UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) in Europe.
  • UTRAN stands for UMTS Terrestrial Radio Access Network.
  • the third generation mobile communication is evolving to the fourth generation mobile communication.
  • the 4G mobile communication technology has been proposed as a Long-Term Evolution Network (LTE) technology under standardization in 3GPP and an IEEE 802.16 technology under standardization in IEEE.
  • LTE Long-Term Evolution Network
  • IEEE 802.16 technology under standardization in IEEE.
  • E-UTRAN Evolved-UTRAN
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • OFDM uses multiple orthogonal subcarriers.
  • OFDM uses orthogonality between inverse fast Fourier Transform (IFFT) and fast Fourier Transform (FFT).
  • IFFT inverse fast Fourier Transform
  • FFT fast Fourier Transform
  • the transmitter performs IFFT on the data and transmits it.
  • the receiver recovers original data by performing FFT on the received signal.
  • the transmitter uses an IFFT to combine multiple subcarriers, and the receiver uses a corresponding FFT to separate multiple subcarriers.
  • a femtocell refers to a micro mobile base station connected to a mobile core network through a broadband network installed indoors such as a home or an office. Femtocells have various advantages in increasing indoor coverage, improving call quality, and efficiently providing a variety of wired and wireless convergence services.
  • Such femtocells are being standardized under the name Home eNodeB in 3GPP WCDMA and LTE groups, and femtocells are actively being researched in 3GPP2.
  • 3GPP proposes to classify into a Closed Subscriber Group (CSG) femtocell and an Open Access femtocell according to an access permission policy for femtocells.
  • CSG femtocell only the user terminals allowed in the femtocell allow access to the femtocell.
  • An open access femtocell refers to a femtocell in which a femtocell services an unlimited number of UEs.
  • 3GPP assigns a CSG ID to the femtocell to check whether it is a CSG femtocell, and the Femto-cell White List, which stores the CSG ID list of femtocells accessible to the UEIM (universal subscriber identity module) of the femtocell support terminal. Is defined.
  • the femtocell periodically transmits the CSG ID using the control channel to check the CSG femtocell of the mobile station.
  • FIGS. 1 and 2 Various schemes have been proposed for implementing such a femtocell in an existing mobile communication network as illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • Figure 1 is an exemplary view showing a femtocell-based network structure according to the prior art.
  • M-BS macro base station
  • femto-BS femto-BS: hereinafter referred to as 'f-BS'
  • the femto base station (f-BS) is connected to and controlled by a femtocell network controller (FNC) through the Internet and provides a service to a user.
  • FNC femtocell network controller
  • the FNC may be a HeNB Gateway mainly having a function of a Mobility Management Entity (MME) of a core network or a femtocell control and traffic processing.
  • MME Mobility Management Entity
  • the terminal measures the signal of the cells of the surrounding cell and transmits it to its femto base station, through which the femto base station recognizes and manages the presence of neighboring cells in the vicinity.
  • the femto base stations exchange information via a direct link or an indirect link through the FNC.
  • the femto base station and the macro base station exchange information via an FNC and a Radio Network Controller (RNC) or a Mobility Management Entity (MME) that controls the femto base station in a mobile communication network.
  • RNC Radio Network Controller
  • MME Mobility Management Entity
  • the first reason for the need for cooperative communication between neighboring femtocells is that when each femtocell is adjacent, interference may cause a deterioration of the wireless communication environment of each femtocell. Many methods have been devised to solve the interference problem between adjacent cells, and control data necessary for this need to be transferred between femtocells.
  • the second reason for the cooperative communication between adjacent femtocells is to support fast handover (HO) between two femtocells.
  • HO fast handover
  • a terminal moves between macro base stations (Macro BS) since the data of the terminal required for handover is transmitted through the backbone network of the macro base station capable of guaranteeing QoS, the handover of the terminal When an over occurs, handover can be performed quickly.
  • the femtocell transmits data necessary for handover with a neighbor base station via a cellular core network through a wired broadband network that cannot guarantee QoS. This can happen.
  • the research on the femtocell handover is currently under study under the theme of HeNB Mobility Enhancement in 3GPP LTE RAN3 WG.
  • the necessity of cooperative communication between adjacent femtocells is the case when it is necessary to transfer user data between adjacent femtocells. If data communication occurs between terminals connected to adjacent femtocells, data transmission delay may occur when the corresponding data are transmitted to the femtocell through the broadband network of the femtocell and again through the broadband network to the adjacent femtocell. To solve this problem, it is necessary to quickly transmit data through a channel directly connected between adjacent femtocells.
  • an embodiment of the present invention aims to enable efficient direct communication between femtocells adjacent to each other.
  • an embodiment of the present invention provides an architecture that enables direct communication between femtocells adjacent to each other.
  • an embodiment of the present invention provides a method for enabling direct communication between the femtocells adjacent to each other.
  • an embodiment of the present invention proposes a method for implementing generation of a channel between adjacent femtocells through a smart grid network. That is, when a direct communication channel is required between adjacent femtocells, a method for transmitting and receiving data between adjacent femtocells through NAN and WAN of a smart grid network is proposed.
  • a method for establishing a channel with another femto base station by a first femto base station includes a first smart meter to which the first femto base station is connected.
  • Transmitting information about the femto control station Transmitting, by the first femto base station, information about one or more other femto base stations neighboring to the femto control station; Receiving, by the first femto base station, information about a second smart meter to which the at least one other femto base station is connected from the femto control station; When there is data to be transmitted to the other femto base station, determining whether to establish a channel through the first smart meter and the second smart meter; In accordance with the determination, transmitting a channel establishment request message including information on the other femto base station and information on the second smart meter to the first smart meter; When receiving a response message from the other femto base station through the first smart meter, it may include transmitting and receiving the data through the channel established through the first and second smart meter with the other femto base station.
  • Information on the first smart meter may be included in the status report message and transmitted.
  • Information about the one or more other femto base stations may be included in the measurement report message and transmitted.
  • Information on the second smart meter may be included in a system information message for a neighbor cell and received.
  • the system information message may further include one or more of information about the other femto base station and an identifier in a smart grid zone in which the smart meter is located.
  • the channel establishment request message may further include one or more of information on the first femto base station, a parameter indicating a reason for channel establishment, and an identifier in a smart grid zone in which the smart meter is located.
  • the information on the neighboring one or more other femto base stations may be obtained by measurement by the first femto base station or by measurement by a terminal connected to the first femto base station.
  • a method for establishing a channel for the first femto base station in a first smart meter connected to the first femto base station is presented.
  • the channel setting method may further include: transmitting, by the first smart meter, information about itself to a first femto base station connected to the first smart meter; Receiving, by the first smart meter, a connection request message from the first femto base station to a second femto base station; Identifying a second smart meter to which the second femto base station is connected based on the connection request message; And transmitting the connection request message to the identified second smart meter.
  • a femto base station transmits information about the first smart meter to which it is connected and information about one or more other femto base stations neighboring to the femto control station, and the one or more other femto base stations are connected.
  • the transceiver In response to a determination by the processor, the transceiver transmits a channel establishment request message including information on the other femto base station and information on the second smart meter to the first smart meter, and through the first smart meter.
  • the other femto base station and the data can be transmitted and received through the channels set through the first and second smart meters.
  • data communication can be performed more quickly through a smart grid network.
  • FIG. 1 is an exemplary diagram showing a femtocell-based network structure according to the prior art.
  • FIG. 2 shows a handover process in the system shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 illustrates a concept of a smart grid recently proposed.
  • FIG. 4 shows an architecture in which a femto base station and a smart grid are combined.
  • FIG. 5 shows a channel setting method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a channel setting method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating three channel setting methods illustrated in FIGS. 4 to 6 as signal flows.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating the femto base station 200 and the smart grid 600 according to the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the term terminal may be referred to as a user equipment (UE), a mobile equipment (ME), or a mobile station (MS).
  • the UE may be a portable device having a communication function such as a mobile phone, a PDA, a smart phone, a laptop, or the like, or may be a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device.
  • the term femto base station is used hereinafter, the femto base station may be referred to as Home (e) NodeB.
  • FIG. 2 illustrates a concept of a smart grid recently proposed.
  • the smart grid refers to a next-generation power grid that optimizes energy efficiency by exchanging real-time information in both directions by integrating IT technology to existing power grids such as power plants, substations, power stations, and power consumers. do. Thus, power providers and consumers can interact with each other to increase efficiency.
  • smart grid technology integrates IT technology into the power grid so that it knows the amount of electricity used, the amount of supply and the state of the power line.
  • the power supply can be flexibly adjusted because the power usage is monitored in real time. It is not necessary to maintain the maximum amount of power during periods of low power consumption, which can reduce the amount of electricity that is thrown away. It can also prevent the breakdown of the power grid due to overload.
  • the smart meter 600 is a device that distinguishes between a supplier and a user, and manages, monitors, and controls the energy supply and demand of the user.
  • Functions of the smart meter 600 may include electricity reading, demand response commands, pricing information, connect / disconnect commands, and the like.
  • the smart meter 60 is connected to devices, such as a refrigerator, a TV, a washing machine, and the like, to form a home area network (HAN).
  • the smart meter 60 may be connected to the micro grid.
  • the smart meter 60 may use ZigBee, Wifi, and the like as a wireless communication method to connect with devices in the HAN, and may use a power line communication (PLC) as a wired communication method. .
  • PLC power line communication
  • the smart meter 600 may perform two-way communication with a provider or smart meters through a smart grid network.
  • FIG 3 illustrates an architecture in which a femto base station and a smart grid are combined according to an embodiment of the present invention.
  • one or more smart meters are connected to a Home Appliance (HA) such as, for example, a refrigerator, washing machine, TV, as well as one or more femto base station 200 ).
  • HA Home Appliance
  • the smart meters 610 and 620 support near field communication, such as WiFi, Bluetooth, Wireless USB, and USN.
  • the terminals 110 and 120 also support not only cellular communication but also short-range communication such as WiFi, Bluetooth, Wireless USB, and USN. Therefore, the smart meters 610 and 620 and the terminals 110 and 120 may communicate with each other.
  • the first and second femto base stations 210 and 220 support at least two interfaces. That is, the first femto base station 210 supports a first interface with the first terminal 110 and a second interface with the first smart meter 610. Similarly, the second femto base station 220 also supports at least two interfaces. In addition, the first and second femto base stations 210 and 220 support a third interface connected to the Internet.
  • the first interface of the first or second femto base station 210 or 220 may be, for example, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, IEEE 802.16, Zigbee, Wifi, Bluetooth, and the like.
  • the second interface of the first or second femto base station 210 or 220 may be Zigbee, Wifi, PLC, Bluetooth, USN, or the like. Through this connection, the first or second femto base station 210 or 220 may exchange control information with the first or second smart meter 610 or 620. In addition, the first or second femto base station 210 or 220 may be connected to the smart grid network through the connection with the first or second smart meter 610 or 620.
  • the third interface of the first or second femto base station 210 or 220 allows the femto base station 200 to be connected to a mobile communication core network through the Internet.
  • the mobile communication core network includes a serving gateway (S-GW) and a mobility management entity (MME). Therefore, the smart meter 600 may also communicate with the mobile communication network through the femto base station 200.
  • S-GW serving gateway
  • MME mobility management entity
  • the smart meter 600, the HA, and the femto base station 200 form a smart grid home area network (HAN) through a connection between them.
  • HAN smart grid home area network
  • the first femto base station (FBS1) 210 may transmit and receive data with the neighboring second femto base station (FBS2) 220 through the smart grid network to which the first smart meter 610 is connected.
  • the smart meters 600 are connected to a control center (eg, Smart Grid Operation / Control Center) through an access point (AP) to be controlled.
  • a control center eg, Smart Grid Operation / Control Center
  • AP access point
  • the smart meters 600 are connected to each other to form a neighborhood area network (NAN).
  • NAN neighborhood area network
  • AMI advanced metering interface
  • the NAN is connected to a wide area network (WAN) through an access point (AP) and is controlled by a smart grid operation / control center located in the WAN.
  • WAN wide area network
  • AP access point
  • smart grid operation / control center located in the WAN.
  • the smart meters may be directly connected to the WAN and connected to each other between the smart meters 600 through the WAN.
  • WiMAX, 3GPP LTE, and RF mesh technologies may be wirelessly connected in a manner of being connected between the smart meters 600, and wired PLCs, optical, and coaxial cables.
  • 3GPP LTE, WiMAX it is possible to establish a reliable connection in terms of distributed automation, and to be connected quickly.
  • NANs are interconnected by RF meshes between smart meters, direct communication between smart meters is possible. Even without using RF mesh, communication between smart meters is possible through AP.
  • Channel setting methods according to embodiments of the present invention may be divided into three methods according to how the smart grid network connected to the femto base station is configured.
  • data is transmitted through a smart grid network capable of guaranteeing QoS, and thus data can be transferred between femto base stations faster than conventional data transmission through a femto base station's broadband network to an adjacent femto base station.
  • channel scheduling may be changed according to channel generation purposes, thereby minimizing the power consumption of the femto base station.
  • FIG. 4 illustrates a channel setting method according to an embodiment of the present invention.
  • each smart meter when the smart meters are connected to each other in a mesh type, it shows by way of example to establish a channel between the adjacent femto base stations.
  • each smart meter When the smart meters are connected to each other in a mesh type, each smart meter has routing information, so communication between the smart meters is possible through the corresponding information.
  • the routing protocol in the mesh type network structure is not described in detail in the present specification because various research results have already been published and used.
  • the first femto base station 210 when the first femto base station 210 needs to perform direct communication with an adjacent second femto base station 220, the first femto base station 210 is connected to itself The channel setting request message is transmitted to the first smart meter 610.
  • the first smart meter 610 transmits the channel setting request message to the second smart meter 620 connected to the second femto base station 220.
  • the second smart meter 620 transmits the channel establishment request message to the second femto base station 220.
  • the second femto base station 220 transmits a response message, and the response message is transmitted to the first femto base station 210 via the second smart meter 620 and the first smart meter 610. If a channel is established between the first femto base station 210 and the second femto base station 220 through the above procedure, direct communication can be performed.
  • FIG. 5 shows a channel setting method according to another embodiment of the present invention.
  • the first femto base station 210 When the first femto base station 210 needs to directly communicate with an adjacent second femto base station 220, the first femto base station 210 sets up a channel with a first smart meter 610 connected thereto. Send the request message.
  • the first smart meter 610 transmits the channel setting request message to the AP.
  • the AP transmits to a second smart meter 620 connected to the second femto base station 220. Then, the second smart meter 620 transmits the channel establishment request message to the second femto base station 220.
  • the second femto base station 220 transmits a response message, and the response message passes through the AP, the second smart meter 620, and the first smart meter 610 to the first femto base station 210. Delivered. If a channel is established between the first femto base station 210 and the second femto base station 220 through the above procedure, direct communication can be performed.
  • FIG. 6 shows a channel setting method according to another embodiment of the present invention.
  • the first femto base station 210 When the first femto base station 210 needs to directly communicate with an adjacent second femto base station 220, the first femto base station 210 sets up a channel with a first smart meter 610 connected thereto. Send the request message.
  • the first smart meter 610 transmits the channel establishment request message to a node in the smart grid core network, for example, a control center.
  • a node in the smart grid core network such as a control center, forwards the channel establishment request message to a second smart meter 620 connected to the second femto base station.
  • the second smart meter 620 transmits the channel establishment request message to the second femto base station 220.
  • the second femto base station 220 transmits a response message, and the response message is transmitted through a node in the smart grid core network, for example, a control center, the second smart meter 620, and the first smart meter 610. It is delivered to the first femto base station 210.
  • a node in the smart grid core network for example, a control center, the second smart meter 620, and the first smart meter 610. It is delivered to the first femto base station 210.
  • the channel setup method illustrated in FIG. 6 is similar to the methods illustrated in FIGS. 4 and 5, but the generation and operation of a channel between corresponding neighboring femto base stations are controlled by a node in the smart grid core network, for example, a control center. It may be. That is, whether to manage the channel traffic or allow the channel generation may be controlled by a node in the smart grid core network, for example, a control center.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating three channel setting methods illustrated in FIGS. 4 to 6 as signal flows.
  • the first and second femto base stations 210 and 220 are connected to the first and second smart meters 610 and 620, respectively, using wireless communication methods such as Zigbee, WLAN, and UWB.
  • the first and second femto base stations 210 and 220 continuously communicate with the first and second smart meters 610 and 620, and thus are controlled by the first and second smart meters 610 and 620. Under control or through the smart meters, data transmission between the first and second femto base stations 210 and 220 is maintained.
  • the first femto base station (FBS # 1) 210 transmits to the femto control station (FNC) 290 a report message including information on which smart meter it is connected to, for example, FBS_status_report (S101). ).
  • the report message for example, the FBS_status_report message, may include an FBS ID parameter indicating an ID of the first femto base station 210 and an ID of connected smart meter parameter indicating an ID of a currently connected smart meter.
  • the ID for the smart meter may be obtained by the first femto base station that the first smart meter 210 broadcasts periodically. Alternatively, the ID of the smart meter may be obtained from the first smart meter when the first femto base station 210 accesses the first smart meter 210.
  • the second femto base station (FBS # 2) 220 sends a femto control station (FNC) 290 a report message containing information on which smart meter it is connected to, eg, FBS_status_report. (S102).
  • FNC femto control station
  • the first femto base station (FBS # 1) 210 periodically searches for neighboring cells (S103).
  • the search may be directly performed by the first femto base station (FBS # 1) 210.
  • the terminal connected to the first femto base station (FBS # 1) 210 may perform a search and transmit a result of the execution to the first femto base station 210.
  • the first femto base station (FBS # 1) 210 transmits a measurement report message (Measurement Report message) including the result of the search to the femto control station (FNC) 290 (S104).
  • the measurement report message includes a parameter indicating an ID of the first femto base station (FBS # 1) 210 (for example, an ID of the FBS # 1), and a parameter indicating an ID of a discovered neighbor base station (for example, an ID of neighbor).
  • FBS and a parameter (eg, RSSI of neighbor FBS) indicating the signal strength of the searched neighbor BS.
  • the femto control station (FNC) 290 identifies neighboring femto base stations located adjacent to the first femto base station (FBS # 1) 210. The femto control station (FNC) 290 then determines whether there was a status report message previously received from the identified neighboring femto base stations. If there is the received status report message, check the information on the smart meters in the status report message. In addition, the femto control station (FNC) 290 is the first femto base station (FBS # 1) 210 system information for the neighboring cell including information on the smart meter to which the identified neighboring femto base station is connected respectively; ).
  • the neighbor cell system information message may further include a parameter indicating an ID of the neighbor femto base station.
  • the neighbor cell system information message may further include a parameter indicating an ID of a smart grid zone in which the corresponding base station is located.
  • the ID of the smart grid zone may be used as an identifier for identifying the corresponding smart grid zone when the smart grid network is divided into zones.
  • the smart grid zone ID enables a faster discovery of a specific smart meter by searching for smart meters in zone units in a smart grid network, and assigns identifiers that can be used as identifiers of smart meters for different regions. Ensure that resources are allocated efficiently.
  • the identifier resource may use an IP address (IPv4, IPv6), an internal identifier code in a specific smart grid network, or the like.
  • the first femto base station (FBS # 1) 210 receives and stores system information about a neighbor cell.
  • the first femto base station (FBS # 1) 210 determines whether it is necessary to establish a channel with the second femto base station 220 (S106). When the channel needs to be set up, it is necessary to send and receive control information for avoiding interference, to handle handover of the terminal, or to transmit and receive data of the terminals.
  • the first femto base station (FBS # 1) 210 determines whether the channel setting with the second femto base station 220 can be performed through the first smart meter. That is, the first femto base station (FBS # 1) 210 checks whether there is a smart meter to which the second femto base station 220 is connected. This may be done through parameters in the received neighbor cell system information message.
  • the first femto base station (FBS # 1) 210 connects to the first smart meter 610 to which it is connected request message, for example Inter Femto The Connection Request message is transmitted (S107).
  • the first smart meter 610 is a second smart meter 620 to which the second femto base station is connected when the smart grid network to which it is connected configures a smart meter-to-meter mesh type as shown in FIG. 4. ), And transmits the connection request message to the second smart meter 620 through the smart grid network.
  • the first smart meter 610 transmits the connection request message to the AP, and the AP requests the connection. Deliver a message to the second smart meter.
  • the control center may control the channel setting. That is, it is possible to control whether generation of the channel and traffic processing of the channel.
  • the second smart meter 620 transmits to the second femto base station.
  • the connection request message may include a parameter (eg, Requesting FBS ID) indicating an ID of the first femto base station (FBS # 1) 210 and a parameter (eg, Receiver FBS ID) indicating an ID of a femto base station to receive the message. ), A parameter indicating why the channel should be set (e.g. Reason), a parameter indicating the ID of the smart meter to which it is connected (e.g. an ID of the connected Smart Meter), and a femto base station to which the message should be received is connected. It may include one or more of the parameters indicating the ID of the smart meter.
  • the ID of the smart meter to which the femto base station to receive the message is connected may be obtained through the neighbor cell system information message.
  • the connection request message may further include a parameter indicating an ID of the smart grid zone.
  • Information included in a parameter (for example, Reason) indicating a reason for the channel setting is used to determine a channel operation method between adjacent femto base stations according to the information. That is, after the channel is created, the channel can be operated in a manner most suitable for the above reason, and femto base stations can operate the channel only when necessary, thereby minimizing power consumption.
  • the default value of the information is that the femto base station continues to listen for a connection with the smart meter for communication with an adjacent femto base station.
  • connection response message for example, an Inter Femto Connection Response message
  • the connection response message may include a parameter indicating an ID of a femto base station to which a response is made, that is, a second femto base station, a parameter indicating an ID of a receiver of the response message, that is, a first femto base station, and a parameter indicating whether to accept a connection request.
  • a parameter indicating an ID of a femto base station to which a response is made that is, a second femto base station
  • a parameter indicating an ID of a receiver of the response message that is, a first femto base station
  • a parameter indicating whether to accept a connection request For example, it may include an Agreement parameter) and a Reason parameter indicating a reason for the acceptance or rejection.
  • the first femto base station 210 When the first femto base station 210 receives the response message, the first femto base station 210 confirms the parameter for the acceptance of the response message. If it is confirmed that the connection request is approved, the channel setting is completed, and data is transmitted and received with the second femto base station 220 through the set channel. In this case, the channel passes through the first smart meter and the second smart meter.
  • the method according to the invention described thus far can be implemented in software, hardware, or a combination thereof.
  • the method according to the present invention may be stored in a storage medium (eg, internal memory, flash memory, hard disk, etc.) and may be executed by a processor (eg a microprocessor). It can be implemented as codes or instructions within a program. This will be described with reference to FIG. 8.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating the femto base station 200 and the smart grid 600 according to the present invention.
  • the femto base station 200 includes a storage means 201, a controller 202, and a transceiver 203.
  • the smart grid 600 includes a storage means 601, a controller 602, and a transceiver 603.
  • the storage means 202, 602 store the method shown in FIGS. 3 to 6.
  • the controllers 202 and 602 control the storage means 201 and 601 and the transceivers 203 and 603. Specifically, the controllers 202 and 602 execute the methods stored in the storage means 201 and 601 respectively. The controllers 202 and 602 transmit the aforementioned signals through the transceivers 203 and 603.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 펨토 기지국이 다른 펨토 기지국과 채널을 설정하는 방법이 제시된다, 상기 채널 설정 방법은 상기 제1 펨토 기지국이 자신이 접속되어 있는 제1 스마트 미터에 대한 정보를 펨토 제어국으로 전송하는 단계와; 상기 제1 펨토 기지국이 자신의 주변에 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로 전송하는 단계와; 상기 제1 펨토 기지국이 상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국이 접속되어 있는 제2 스마트 미터에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로부터 수신하는 단계와; 상기 다른 펨토 기지국으로 전송할 데이터가 있는 경우, 상기 제1 스마트 미터 및 제 2 스마트 미터를 통해 채널을 설정할 지 여부를 결정하는 단계와; 상기 결정에 따라, 상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보 및 상기 제2 스마트 미터에 대한 정보를 포함하는 채널 설정 요청 메시지를 상기 제1 스마트 미터로 전송하는 단계와; 상기 제1 스마트 미터를 통하여 상기 다른 펨토 기지국으로부터의 응답 메시지를 수신하면, 상기 다른 펨토 기지국과 상기 제1 및 제2 스마트 미터를 통해 설정된 채널을 통해 상기 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

펨토 기지국들 간 채널을 설정하는 방법
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 이동 통신시스템에서의 펨토 기지국에 관한 것이다.
2세대 이동 통신이라 함은 음성을 디지털로 송수신하는 것을 일컫는 것으로서, CDMA, GSM 등이 있다. 상기 GSM에서 나아가 GPRS가 제안되었는데, 상기 GPRS는 상기 GSM 시스템을 기반으로, 패킷 교환 데이터 서비스(packet switched data service)를 제공하기 위한 기술이다.
3세대 이동 통신은 음성뿐 만이 아니라, 영상과 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 것을 일컫는 것으로서, 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 이동통신 시스템(IMT-2000) 기술을 개발하였고, 무선 접속 기술(Radio Access Technology: RAT라함)로서 WCDMA를 채택하였다. 이와 같이 IMT-2000 기술과 무선 접속 기술(RAT) 예컨대 WCDMA를 모두 합쳐서, 유럽에서는 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)라 부른다. 그리고, UTRAN이라 함은 UMTS Terrestrial Radio Access Network의 약자이다.
한편, 상기 3세대 이동 통신은 4세대 이동 통신으로 진화하고 있다.
상기 4세대 이동 통신 기술은 3GPP에서 표준화중인 장기 진화된 망(Long-Term Evolution Network: LTE) 기술과 IEEE에서 표준화 중인 IEEE 802.16 기술이 제시되었다. 상기 LTE에서는 E-UTRAN(Evolved-UTRAN)이라는 용어가 사용된다.
상기 4세대 이동 통신 기술에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)이 도입되었다. OFDM은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은IFFT(inverse fast Fourier Transform)와 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기는 데이터에 대해 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기는 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다수의 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하며, 수신기는 다중 부반송파들을 분리하기 위해 대응하는 FFT를 사용한다.
한편, 상기 3세대 또는 4세대 이동 통신 시스템에서 멀티미디어 컨텐츠, 스트리밍 등 고용량 서비스와 양방향 서비스를 지원하기 위해 셀 용량을 늘리는 시도는 계속되고 있다.
셀 용량을 늘리기 위해서 높은 주파수 대역을 사용하고 셀 반경을 줄이는 접근이 있어왔다. 피코 셀(pico cell)등 셀 반경이 작은 셀을 적용하면 기존 셀룰라 시스템에서 쓰던 주파수 보다 높은 대역을 사용할 수 있게 되어, 더 많은 정보를 전달하는 것이 가능한 장점이 있다. 그러나 같은 면적에 더 많은 기지국을 설치해야 하므로 비용이 많이 들게 되는 단점 있다.
이와 같이 작은 셀을 사용하여 셀 용량을 올리는 접근중에 최근 에는 펨토셀(femtocell)이 제안되었다.
펨토셀은 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 브로드밴드 네트워크를 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 초소형 이동통신 기지국을 말한다. 펨토셀은 실내 커버리지(Coverage)를 확대하고 통화 품질을 향상시키며 다양한 유무선융합 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 다양한 장점을 가지고 있다
이와 같은 펨토셀에 대해서 3GPP WCDMA와 LTE 그룹에서 Home eNodeB란 이름으로 표준화가 진행되고 있고, 3GPP2 에서도 펨토 셀에 대한 연구가 활발히 진행중이다.
특히, 3GPP에서는 펨토셀에 대한 접근허용정책에 따라 CSG(Closed Subscriber Group) 펨토셀과 Open Access 펨토셀로 구분하는 것을 제안하고 있다. CSG 펨토셀의 경우 해당 펨토셀에 허용된 사용자 단말에 한해서 펨토셀에 대한 접근을 허용한다. Open Access 펨토셀은 펨토셀이 서비스 가능한 단말들에 대해 제한 없이 서비스를 하는 펨토셀을 말한다.
또한, 3GPP에서는 CSG 펨토셀인지 확인을 위해 펨토셀에 CSG ID를 배정하고 펨토셀 지원 단말의 USIM(universal subscriber identity module)에 해당 단말이 접근할 수 있는 펨토셀의 CSG ID 리스트를 저장하는 Femto-cell White List에 대해 정의하고 있다. 해당 펨토셀은 이동단말의 CSG 펨토셀 확인을 위해 CSG ID를 주기적으로 제어 채널을 사용하여 전송하게 된다.
이와 같은 펨토셀을 기존의 이동통신 망에 구현하는 방안에 대해서 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 구조가 제시되고 있다.
먼저, 도 1은 종래 기술에 따른 펨토셀 기반의 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 넓은 영역을 서비스 하는 매크로 기지국(M-BS: Macro Base station)와 사용자 기반으로 설치되는 다수의 펨토 기지국(femto-BS: 이하 ‘f-BS’라 함)이 나타나 있다.
상기 펨토 기지국(f-BS)은 인터넷을 통해 펨토셀 제어국(FNC: Femtocell Network Controller)와 연결되어 제어를 받으며, 사용자에게 서비스를 제공한다.
상기 FNC의 기능 및 사양은 여러 표준에서 다르게 표기되지만, 본 명세서에서는 FNC를 펨토 기지국들을 제어하는 기능을 가지는 셀룰러 네트워크 엔티티로 정의한다. 예를 들어, 3GPP LTE의 경우 FNC는 핵심망의 MME(Mobility Management Entity)나 펨토셀의 제어 및 트래픽 처리의 기능을 주로 가지는 HeNB Gateway가 될 수 있다.
단말은 주변의 셀들의 신호를 측정하여 자신의 펨토 기지국에게 전달하며, 상기 펨토 기지국은 이를 통해 주변에 이웃 셀의 존재를 인지하고 관리한다. 또한 상기 펨토 기지국들간에는 직접 링크(direct link) 또는 상기 FNC를 통한 간접링크를 통하여 정보를 주고 받는다. 그리고 상기 펨토 기지국과 상기 매크로 기지국간에는 FNC와 RNC(Radio Network Controller) 혹은 이동 통신 망에서 상기 펨토기지국을 제어하는 MME(Mobility Management Entity)를 통하여 정보를 주고 받는다.
한편, 현재 IEEE 802.16m 및 3GPP LTE 등의 표준화 단체에서는 인접 펨토셀들 간 협력통신 및 데이터 전달에 대한 연구를 진행 중에 있다.
인접 펨토셀들 간에 협력통신이 필요한 이유 중 첫 번째는 각 펨토셀이 인접해 있을 때, 간섭이 발생하여 각 펨토셀의 무선 통신 환경을 악화시킬 수 있기 때문이다. 이러한 인접하는 셀들 간 간섭문제를 해결하기 위해 많은 방법이 고안되어 왔으며, 이에 필요한 제어 데이터들이 펨토셀 간에 전달될 필요가 있다.
인접 펨토셀들 간에 협력통신이 필요한 이유 중 두 번째로는, 두 펨토셀들 간 빠른 핸드오버(Hanover; HO)를 지원하기 위해서이다. 기존에 단말이 매크로 기지국들(Macro BS)간에서 이동할 때에 사용하는 핸드오버 방법은, 핸드오버에 필요한 단말의 데이터를 QoS를 보장할 수 있는 매크로 기지국의 백본망을 통해 전달하기 때문에, 단말의 핸드오버 발생시 빠르게 핸드오버를 수행할 수 있다. 하지만 단말이 인접해 있는 펨토셀들 간에 핸드오버를 수행하려 할 때, 펨토셀은 QoS를 보장할 수 없는 유선 브로드밴드망을 통해 셀룰러 핵심망을 경유하여 이웃 기지국과 핸드오버에 필요한 데이터를 전달하기 때문에 핸드오버 지연이 발생할 수 있다. 이러한 펨토셀간 핸드오버에 대한 연구는 3GPP LTE RAN3 WG에서 HeNB Mobility Enhancement라는 주제로 현재 연구가 진행 중에 있다.
인접 펨토셀들 간에 협력통신이 필요한 이유 중 마지막으로, 인접한 펨토셀들 간 사용자 데이터를 전달할 필요가 있을 경우이다. 인접한 펨토셀들에 각각 접속되어 있는 단말들 간에 데이터 통신이 발생한다면, 해당 데이터들이 펨토셀의 브로드밴드망을 통해, 셀룰러 핵심망을 경유하여 다시 브로드밴드망을 통하여 인접 펨토셀로 전달되면 데이터 전송 지연이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 인접펨토셀들간에 직접 연결되어 있는 채널을 통해 빠르게 데이터를 전송할 필요가 있다.
이러한 펨토셀간 직접 데이터 전송에 대한 문제는 3GPP LTE SA2 WG에서 LIPA (Local IP Access)라는 주제로 현재 연구가 진행 중에 있다.
그러나 지금까지 연구된 펨토셀들 간에 직접 통신은 무선 자원을 통하여 채널을 생성하는 것들이었는데, 이는 주파수 자원의 할당의 문제, 스케쥴링의 문제, 펨토셀들 간의 위치가 서로 커버리지는 겹치지만 직접 통신은 불가능한 위치에 있을 수 있는 hidden node 문제 등의 이유로 구현에 어려움이 따른다.
따라서, 본 발명의 일 실시예는 상기 서로 인접하는 펨토셀들 간에 효율적으로 직접 통신을 수행할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 상기 서로 인접하는 펨토셀들 간에 직접 통신을 수행할 수 있게 하는 아키텍처를 제공한다. 또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 상기 서로 인접하는 펨토셀들 간에 직접 통신을 수행할 수 있게 하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예는 인접 펨토셀간 채널의 생성을 스마트 그리드 네트워크를 통하여 구현하는 방법을 제안한다. 즉, 인접 펨토셀들 간에 직접 통신 채널이 필요한 경우, 스마트 그리드 네트워크의 NAN, WAN을 통해 인접 펨토셀들간에 데이터를 송수신하는 방법을 제안한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 펨토 기지국이 다른 펨토 기지국과 채널을 설정하는 방법이 제시된다, 상기 채널 설정 방법은 상기 제1 펨토 기지국이 자신이 접속되어 있는 제1 스마트 미터에 대한 정보를 펨토 제어국으로 전송하는 단계와; 상기 제1 펨토 기지국이 자신의 주변에 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로 전송하는 단계와; 상기 제1 펨토 기지국이 상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국이 접속되어 있는 제2 스마트 미터에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로부터 수신하는 단계와; 상기 다른 펨토 기지국으로 전송할 데이터가 있는 경우, 상기 제1 스마트 미터 및 제 2 스마트 미터를 통해 채널을 설정할 지 여부를 결정하는 단계와; 상기 결정에 따라, 상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보 및 상기 제2 스마트 미터에 대한 정보를 포함하는 채널 설정 요청 메시지를 상기 제1 스마트 미터로 전송하는 단계와; 상기 제1 스마트 미터를 통하여 상기 다른 펨토 기지국으로부터의 응답 메시지를 수신하면, 상기 다른 펨토 기지국과 상기 제1 및 제2 스마트 미터를 통해 설정된 채널을 통해 상기 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 스마트 미터에 대한 정보는 상태 보고 메시지 내에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보는 측정 보고 메시지 내에 포함되어 전송될 수 있다. 상기 제2 스마트 미터에 대한 정보는 이웃 셀에 대한 시스템 정보 메시지 내에 포함되어 수신될 수 있다. 상기 시스템 정보 메시지는 상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보와, 상기 스마트 미터가 위치한 스마트그리드 존 내의 식별자 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 채널 설정 요청 메시지는 상기 제1 펨토 기지국에 대한 정보와, 채널 설정의 이유를 나타내는 파라미터와, 상기 스마트 미터가 위치한 스마트그리드 존 내의 식별자 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보는 상기 제1 펨토 기지국이 측정하여 획득한 것이거나, 상기 제1 펨토 기지국에 접속된 단말에 의해 측정되어 획득된 것일 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따르면,제1 펨토 기지국과 접속된 제1 스마트 미터에서 상기 제1 펨토 기지국을 위해 채널을 설정하는 방법이 제시된다. 상기 채널 설정 방법은 상기 제1 스마트 미터가 자신에 대한 정보를 자신과 접속된 제1 펨토 기지국으로 전송하는 단계와; 상기 제1 스마트 미터가 상기 제1 펨토 기지국으로부터 제2 펨토 기지국과의 연결 요청 메시지를 수신하는 단계와; 상기 연결 요청 메시지를 기반으로, 상기 제2 펨토 기지국이 접속된 제2 스마트 미터를 확인하는 단계와; 상기 확인된 제2 스마트 미터로 상기 연결 요청 메시지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 펨토 기지국이 제시된다. 상기 펨토 기지국은 자신이 접속되어 있는 제1 스마트 미터에 대한 정보와, 자신의 주변에 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로 전송하고, 상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국이 접속되어 있는 제2 스마트 미터에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로부터 수신하는 송수신부와; 상기 다른 펨토 기지국으로 전송할 데이터가 있는 경우, 상기 제1 스마트 미터 및 제 2 스마트 미터를 통해 채널을 설정할 지 여부를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서에 의한 결정에 따라 상기 송수신부는 상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보 및 상기 제2 스마트 미터에 대한 정보를 포함하는 채널 설정 요청 메시지를 상기 제1 스마트 미터로 전송하고, 상기 제1 스마트 미터를 통하여 상기 다른 펨토 기지국으로부터의 응답 메시지를 수신하면, 상기 다른 펨토 기지국과 상기 제1 및 제2 스마트 미터를 통해 설정된 채널을 통해 상기 데이터를 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 펨토셀들 간에 간섭 제어, 빠른 핸드오버, 사용자 데이터를 위한 직접 통신이 필요한 경우에, 스마트그리드 네트워크를 통해 보다 빠르게 데이터 통신을 수행할 수 있도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 펨토셀 기반의 네트워크 구조를 나타낸 예시도이다.
도 2은 도 1에 도시된 시스템에서의 핸드오버 과정을 나타낸다.
도 3은 최근에 새롭게 제안되는 스마트 그리드(Smart Grid)의 개념을 나타낸다.
도 4은 펨토 기지국과 스마트 그리드가 결합되는 아키텍처를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 설정 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 채널 설정 방법을 나타낸다.
도 7은 도 4 내지 도 6에 도시된 세 가지의 채널 설정 방법들을 신호 흐름으로 나타낸 예시도이다.
도 8는 본 발명의 따른 상기 펨토 기지국(200), 스마트 그리드(600)의 구성 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 단말이라는 용어가 사용되나, 상기 단말은 UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 UE는 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.
또한, 이하 펨토 기지국이라는 용어가 사용되나, 상기 펨토 기지국은 Home (e)NodeB로 불릴 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 최근에 새롭게 제안되는 스마트 그리드(Smart Grid)의 개념을 나타낸다.
상기 스마트 그리드(Smart Grid)는 기존의 전력망, 예컨대 발전소, 변전소, 송전소, 전력 소비자 등에 IT 기술을 접목해 전력공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하고자 하는 차세대 전력망을 의미한다. 따라서, 전력 공급자와 소비자가 서로 상호작용하면서 효율성을 높일 수 있다.
스마트 그리드를 설명하려면 우선 현재의 전력 시스템에 대해서 알아야 하는데, 사용되는 전기는 실제 사용량보다 10% 정도 많이 생산하도록 설계돼 있다. 이는 전력의 최대소비량에 맞춰진 양으로 혹시라도 더 많이 사용할 경우에 대비해 전기를 미리 확보해 놓은 것이다. 연료는 물론 각종 발전설비도 추가적으로 필요하다. 그러나 버리는 전기 또한 많아 에너지 효율이 떨어지며, 또한 석탄, 석유, 가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출도 늘어난다.
따라서, 꼭 필요한 만큼 전기를 생산하거나 생산량에 맞춰 전기를 사용할 수 있다면 전기를 더 효율적으로 사용하면서 지구온난화도 막을 수 있다. 이를 달성하기 위해, 전력망에 IT기술을 융합해 전기사용량과 공급량, 전력선의 상태까지 알 수 있게 하는 것이 스마트 그리드 기술이다.
이 기술을 이용하면 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓸 수 있고, 전자제품이 자동으로 전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 것도 가능하다.
전력생산자 입장에서는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력 공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다. 전력 사용이 적은 시간대에 최대전력량을 유지하지 않아도 되므로 버리는 전기를 줄일 수 있고, 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 탄력적인 운영도 가능하다. 또 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.
상기 스마트 그리드의 네트워크 구성요소 중 스마트 미터(600)는 공급자와 사용자간을 구별하는 포인트가 되는 장치로서, 사용자의 에너지 공급과 수요에 대해 관리, 모니터링, 제어할 수 있게 해준다.
상기 스마트 미터(600)의 기능으로는 전력량 판독(electricity reading), 요구 응답 명령(demand response commands), 가격 정보(pricing information), 연결/해제 명령(connect/disconnect commands) 등이 있을 수 있다. 상기 스마트 미터(60)는 가정용 장치들, 예컨대, 냉장고, TV, 세탁기 등과 같은 장치들과 연결되어 HAN(Home Area Network)을 구성한다. 또한, 상기 스마트 미터(60)는 마이크로 그리드와 연결될 수 있다.
상기 스마트 미터(60)는 상기 HAN 내부의 장치들과 연결하기 위해 무선통신방식으로는 ZigBee, Wifi등을 사용하고, 유선통신방식으로는 전력망 통신 방식(Power Line Communication; PLC) 등을 사용할 수 있다.
상기 스마트 미터(600)는 스마트 그리드 네트워크를 통해 공급자, 도는 스마트 미터들과 쌍방향 통신을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 펨토 기지국과 스마트 그리드가 결합되는 아키텍처를 나타낸다.
도 3을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 스마트 미터(610, 620)는 예컨대 냉장고, 세탁기, TV와 같은 홈어플라이언스(Home Appliance: HA)와 연결되어 있을 뿐만 아니라, 하나 이상의 펨토 기지국(200)과 연결된다.
상기 스마트 미터(610, 620)는 근거리 통신, 예컨대 WiFi, 블루투스, Wireless USB, USN등을 지원한다. 그리고, 상기 단말(110, 120)도 셀룰러 통신 뿐만이 아니라, 상기 근거리 통신, 예컨대 WiFi, 블루투스, Wireless USB, USN등을 지원한다. 따라서, 상기 스마트 미터(610, 620)와 상기 단말(110, 120)은 상호 통신할 수 있다.
제1 및 제2 펨토 기지국(210, 220)은 적어도 2개 이상의 인터페이스를 지원한다. 즉, 상기 제1 펨토 기지국(210)은 상기 제1 단말(110)과의 제1 인터페이스와, 상기 제1 스마트 미터(610)와의 제2 인터페이스를 지원한다. 마찬가지로 상기 제2 펨토 기지국(220)도 적어도 2개 이상의 인터페이스를 지원한다. 또한, 상기 제1 및 제2 펨토 기지국(210, 220)은 인터넷과 연결되는 제3 인터페이스를 지원한다.
구체적으로, 상기 제1 또는 제2 펨토 기지국(210 또는 220)의 상기 제1 인터페이스는 예컨대 GSM, CDMA, WCDMA, LTE, IEEE 802.16, Zigbee, Wifi, 블루투스 등일 수 있다.
상기 제1 또는 제2 펨토 기지국(210 또는 220)의 상기 제2 인터페이스는 Zigbee, Wifi, PLC, 블루투스, USN 등일 수 있다. 이러한 연결을 통해 상기 제1 또는 제2 펨토 기지국(210 또는 220)은 상기 제1 또는 제2 스마트 미터(610 또는 620)와 제어 정보를 교환할 수 있다. 또한, 상기 제1 또는 제2 스마트 미터(610 또는 620)와의 연결을 통해 상기 제1 또는 제2 펨토 기지국(210 또는 220)은 스마트 그리드 네트워크에 접속할 수 있다.
또한, 상기 제1 또는 제2 펨토 기지국(210 또는 220)의 상기 제3 인터페이스는 상기 펨토 기지국(200)이 상기 인터넷을 통해 이동통신 코어 네트워크와 연결될 수 있도록 한다. 상기 이동통신 코어 네트워크는 서빙 게이트웨이(S-GW)와 MME(Mobility Management Entity)를 포함한다. 따라서, 상기 스마트 미터(600)는 상기 펨토 기지국(200)을 통해 이동통신 네트워크와도 통신을 수행할 수 있다.
이상과 같이 상기 스마트 미터(600), 상기 HA, 상기 펨토 기지국(200)은 상호 간의 연결을 통해 스마트 그리드 HAN(Home Area Network)을 구성한다.
따라서, 제1 펨토 기지국(FBS1)(210)은 상기 제1 스마트 미터(610)가 연결되어 있는 스마트 그리드 네트워크를 통해 이웃하는 제2 펨토 기지국(FBS2)(220)과 데이터를 송수신할 수 있다.
한편, 상기 스마트 미터(600)들은 AP(Access Point)를 통해 제어 센터(예컨대 Smart Grid Operation/Control Center)와 연결되어 제어를 받는다.
그리고, 상기 스마트 미터들(600)은 상호 연결되어, NAN(Neighborhood Area Network)을 구성한다. 이러한 NAN 통해, 분산자동화(distributed automation) 및 AMI(Advanced Metering Interface)기능이 수행될 수 있도록 하여, 상기 HAN에 지능적인 에너지 공급이 이루어질 수 있도록 한다. 상기 NAN은 AP(Access Point)를 통해 WAN(Wide Area Network)에 연결되며 WAN에 위치한 Smart Grid Operation/Control Center에 제어를 받는다.
한편, 상기 스마트 미터들(600)간에 NAN을 구성하지 않고, 상기 스마트 미터들이 WAN에 직접 접속하여 WAN을 통해 스마트 미터들(600)간에 서로 연결될 수도 있다. 예를 들면 상기 스마트 미터들(600)들 간에 연결되는 방식으로 무선으로는 WiMAX, 3GPP LTE, RF 메쉬(mesh) 기술들이 있을 수 있으며, 유선으로는 PLC, 광, 동축 케이블 등이 있다. 상기 스마트 미터들(600) 간에 3GPP LTE, WiMAX등의 장거리 통신방식으로 연결되는 경우, 분산자동화 측면에서 신뢰성있는 연결을 구축할 수 있게 하고, 빠르게 연결될 수 있도록 한다. 특히 스마트 미터들간 RF 메쉬로 상호연결되어 NAN을 구성하는 경우 스마트 미터들간 직접적인 통신이 가능하게 된다. RF 메쉬를 사용하지 않더라도 AP를 통해 스마트 미터들간 통신이 가능하다.
지금까지는 본 발명의 일 실시예에 따라 펨토 기지국과 스마트 그리드가 결합되는 아키텍처를 설명하였으나, 이하에서는 이와 같은 아키텍처 하에서 인접하는 펨토 기지국들 간에 채널 설정 방법을 제안한다.
본 발명의 실시예들에 따른 채널 설정 방법들은 펨토 기지국과 연결되어 있는 스마트 그리드 네트워크가 어떠한 방식으로 구성되어 있는가에 따라 세가지 방법으로 나눌 수 있다.
먼저 첫 번째로 스마트 미터들간 메쉬 방식으로 연결되어 있는 경우와, 두 번째로 스마트 미터들이 AP와 연결되어 NAN 네트워크를 구성하는 경우, 마지막으로 스마트 미터들이 스마트 그리드 WAN 네트워크에 직접 접속해 있는 경우에 따라 인접 펨토 기지국들간 스마트 그리드 네트워크를 통한 채널 설정 방법이 달라질 수 있다.
위 세가지 경우 모두 QoS를 보장할 수 있는 스마트 그리드 네트워크를 통해 데이터를 전송하므로, 기존에 펨토 기지국의 브로드밴드망을 통해 인접 펨토 기지국으로 데이터를 전송하는데 비해 빠르게 펨토 기지국 간 데이터를 전달할 수 있다. 또한 채널 생성 목적에 따라 채널 스케줄링을 방식을 다르게 하여, 펨토기지국의 전력소모를 최소화 할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 위 세가지 방법을 각기 설명하기로 한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 설정 방법을 나타낸다.
도 4를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 스마트 미터들은 서로 메쉬 타입으로 연결되어 있는 경우, 인접하는 펨토 기지국들 간에 채널을 설정하는 것을 예시적으로 나타낸다. 상기 스마트 미터들이 서로 메쉬 타입으로 연결되어 있는 경우에는 각 스마트 미터들이 라우팅에 대한 정보를 가지고 있어서 해당 정보를 통해 스마트 미터들간 통신이 가능하다. 메쉬 타입의 네트워크 구조에서 라우팅 프로토콜에 대한 내용은 여러 연구결과가 이미 발표되어 사용되고 있기 때문에 본 명세서에서는 상세하게 설명하지 않기로 한다.
도면을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제1 펨토 기지국(210)이 인접하는 제2 펨토 기지국(220)과 직접 통신을 수행할 필요가 있을 경우, 상기 제1 펨토 기지국(210)은 자신과 연결된 제1 스마트 미터(610)으로 채널 설정 요청 메시지를 전송한다. 상기 제1 스마트 미터(610)는 상기 채널 설정 요청 메시지를 상기 제2 펨토 기지국(220)과 연결된 제2 스마트 미터(620)으로 전송한다. 그러면, 상기 제2 스마트 미터(620)는 상기 채널 설정 요청 메시지를 상기 제2 펨토 기지국(220)으로 전송한다. 상기 제2 펨토 기지국(220)은 응답 메시지를 전송하고, 상기 응답 메시지는 상기 제2 스마트 미터(620), 상기 제1 스마트 미터(610)을 거쳐 상기 제1 펨토 기지국(210)으로 전달된다. 이와 같은 절차를 통해 상기 제1 펨토 기지국(210)과 제2 펨토 기지국(220)간에 채널이 설정되면, 직접 통신을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 설정 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스마트 미터들(610, 620)이 서로 AP(Access Point)를 통해 연결되어 있는 경우 인접 펨토셀간 채널이 설정되는 것을 보여준다.
제1 펨토 기지국(210)이 인접하는 제2 펨토 기지국(220)과 직접 통신을 수행할 필요가 있을 경우, 상기 제1 펨토 기지국(210)은 자신과 연결된 제1 스마트 미터(610)으로 채널 설정 요청 메시지를 전송한다. 상기 제1 스마트 미터(610)는 상기 채널 설정 요청 메시지를 AP로 전송한다. 상기 AP는 상기 제2 펨토 기지국(220)과 연결된 제2 스마트 미터(620)으로 전송한다. 그러면, 상기 제2 스마트 미터(620)는 상기 채널 설정 요청 메시지를 상기 제2 펨토 기지국(220)으로 전송한다. 상기 제2 펨토 기지국(220)은 응답 메시지를 전송하고, 상기 응답 메시지는 상기 AP, 상기 제2 스마트 미터(620), 상기 제1 스마트 미터(610)을 거쳐 상기 제1 펨토 기지국(210)으로 전달된다. 이와 같은 절차를 통해 상기 제1 펨토 기지국(210)과 제2 펨토 기지국(220)간에 채널이 설정되면, 직접 통신을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 채널 설정 방법을 나타낸다.
도 6을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 스마트 미터들(610, 620)이 smart grid WAN을 통해 smart grid 핵심망에 연결되는 경우, 인접펨토셀간 채널이 설정되는 것을 보여준다. 이 경우는 스마트 미터들이 smart grid 핵심망에 의해 직접 관리되므로, 인접 펨토셀간 통신을 위한 스마트 미터들간 통신도 smart grid 핵심망에 의해 제어될 수 있다.
제1 펨토 기지국(210)이 인접하는 제2 펨토 기지국(220)과 직접 통신을 수행할 필요가 있을 경우, 상기 제1 펨토 기지국(210)은 자신과 연결된 제1 스마트 미터(610)으로 채널 설정 요청 메시지를 전송한다. 상기 제1 스마트 미터(610)는 상기 채널 설정 요청 메시지를 스마트 그리드 핵심망 내의 노드, 예컨대 제어 센터로 전달한다. 상기 스마트 그리드 핵심망 내의 노드, 예컨대 제어 센터는 상기 채널 설정 요청 메시지를 상기 제2 펨토 기지국과 연결된 제2 스마트 미터(620)로로 전달한다. 그러면, 상기 제2 스마트 미터(620)는 상기 채널 설정 요청 메시지를 상기 제2 펨토 기지국(220)으로 전송한다. 상기 제2 펨토 기지국(220)은 응답 메시지를 전송하고, 상기 응답 메시지는 상기 스마트 그리드 핵심망 내의 노드, 예컨대 제어 센터, 상기 제2 스마트 미터(620), 상기 제1 스마트 미터(610)을 거쳐 상기 제1 펨토 기지국(210)으로 전달된다.
도 6에 도시된 채널 설정 방법은 도 4 및 도 5에 도시된 방법들과 유사하지만, 해당 인접 펨토 기지국들 간 채널의 생성 및 동작이 상기 스마트 그리드 핵심망 내의 노드, 예컨대 제어 센터에 의해 제어를 받을 수도 있다. 즉, 해당 채널 트래픽의 관리나 채널 생성에 대한 허용여부가 상기 상기 스마트 그리드 핵심망 내의 노드, 예컨대 제어 센터에 의해 제어될 수 있다.
도 7은 도 4 내지 도 6에 도시된 세 가지의 채널 설정 방법들을 신호 흐름으로 나타낸 예시도이다.
이하 설명하면서, 세 가지의 채널 설정 방법들에 모두 적용되는 공통되는 사항들을 중심으로 설명하되, 필요에 따라 구분이 필요한 경우 각 방법에 대한 추가 사항을 설명하기로 한다.
먼저 제1 및 제2 펨토 기지국(210, 220)은 무선 통신, 예컨대 Zigbee, WLAN, UWB등의 무선통신 방식을 사용하여 상기 제1 및 제2 스마트 미터(610, 620)과 각기 접속되어 있다. 그리고, 먼저 제1 및 제2 펨토 기지국(210, 220)은 상기 제1 및 제2 스마트 미터(610, 620)와 지속적으로 통신하여, 상기 제1 및 제2 스마트 미터(610, 620)에 의한 제어를 받거나, 상기 스마트미터들을 통해 제1 및 제2 펨토 기지국(210, 220) 간에 데이터 전달이 가능한 상태를 유지한다.
1) 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)는 펨토 제어국(FNC)(290)에게 자신이 어떤 스마트 미터에 접속되어 있는지에 대한 정보를 포함하는 보고 메시지, 예컨대 FBS_status_report를 전송한다(S101). 상기 보고 메시지, 예컨대 FBS_status_report 메시지는 제1 펨토 기지국(210)의 ID를 나타내는 FBS ID 파라미터와, 현재 접속되어 있는 스마트 미터에 대한 ID를 나타내는 an ID of connected smart meter 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 스마트 미터에 대한 ID는 상기 제1 스마트 미터(210)가 주기적으로 브로드캐스트하는 것을 상기 제1 펨토 기지국이 획득한 것일 수 있다. 혹은 상기 스마트 미터에 대한 ID는 것을 상기 제1 펨토 기지국(210)이 상기 제1 스마트 미터(210)에 접속할 때, 상기 제1 스마트 미터로부터 획득한 것일 수 있다.
2) 마찬가지로, 제2 펨토 기지국(FBS#2) (220)는 펨토 제어국(FNC)(290)에게 자신이 어떤 스마트 미터에 접속되어 있는지에 대한 정보를 포함하는 보고 메시지, 예컨대 FBS_status_report를 전송한다(S102).
3) 한편, 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)은 인접하는 셀들을 주기적으로 탐색한다(S103). 상기 탐색은 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)이 직접할 수 있다. 대안적으로, 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)에 접속한 단말이 탐색을 수행하고, 그 수행결과를 상기 제1 펨토 기지국(210)에 전송하는 것일 수 있다.
4) 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)은 상기 탐색의 결과를 포함하는 측정 보고 메시지(Measurement Report 메시지)를 상기 펨토 제어국(FNC)(290)으로 전송한다(S104). 상기 측정 보고 메시지는 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)의 ID를 나타내는 파라미터(예컨대 an ID of the FBS#1)와, 검색된 이웃 기지국의 ID를 나타내는 파라미터(예컨대, an ID of neighbor FBS), 검색된 이웃 기지국의 신호세기를 나타내는 파라미터(예컨대 RSSI of neighbor FBS)가 포함될 수 있다.
5) 그러면, 상기 펨토 제어국(FNC)(290)은 상기 측정 보고 메시지를 수신하면, 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)에 인접하여 위치하는 이웃 펨토 기지국들을 확인한다. 그리고, 상기 펨토 제어국(FNC)(290)은 상기 확인된 이웃 펨토 기지국들로부터 이전에 수신된 상태 보고 메시지가 있었는지 판단한다. 상기 수신된 상태보고 메시지가 있었던 경우, 상기 상태 보고 메시지 내에 있던 스마트 미터들에 대한 정보를 확인한다. 그리고, 상기 펨토 제어국(FNC)(290)은 상기 확인된 이웃 펨토기지국들이 각기 접속된 스마트 미터에 대한 정보를 포함하는 이웃 셀에 대한 시스템 정보를 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)으로 전송한다. 상기 이웃 셀 시스템 정보 메시지는 상기 이웃 펨토 기지국의 ID를 나타내는 파라미터를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 이웃 셀 시스템 정보 메시지는 해당 기지국이 위치해 있는 스마트 그리드 존(Smart Grid Zone)의 ID를 나타내는 파라미터를 더 포함할 수도 있다. 여기서 상기 스마트 그리드 존의 ID는 상기 스마트 그리드 네트워크가 지역(zone)별로 세분화 되어 있는 경우에, 해당 스마트 그리드 존을 식별하기 위한 식별자로서 사용될 수 있다. 상기 스마트 그리드 존 ID 는 스마트 그리드 네트워크에서 존(Zone) 단위로 스마트 미터를 탐색함으로써, 특정 스마트 미터를 보다 빠르게 탐색할 수 있도록 하며, 스마트 미터의 식별자로서 사용될 수 있는 식별자들을 지역별로 다르게 할당하여 식별자 자원을 효율적으로 할당할 수 있도록 한다. 식별자 자원은 IP주소(IPv4, IPv6), 특정 스마트 그리드 네트워크 내의 내부 식별자 코드 등을 사용할 수 있다.
6) 한편, 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)를 수신하여 이웃 셀에 대한 시스템 정보를 저장한다.
그리고 추후 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)은 상기 제2 펨토 기지국(220)과 채널을 설정해야 할 필요가 있는지를 판단한다(S106). 상기 채널을 설정해야 할 때라 함은 간섭 회피를 위해 제어 정보를 주고 받아야 할 때, 혹은 단말의 핸드오버를 처리하기 위해, 혹은 단말들의 데이터를 송수신하기 위해서이다.
또한, 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)은 상기 제2 펨토 기지국(220)과의 채널 설정을 제1 스마트 미터를 통해 수행할 수 있는지를 확인한다. 즉, 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)은 상기 제2 펨토 기지국(220)이 접속되어 있는 스마트 미터가 있는지를 확인한다. 이는 상기 수신한 이웃 셀 시스템 정보 메시지 내의 파라미터를 통해서 이루어질 수 있다.
7) 상기 판단에 따라 채널을 설정해야 할 필요가 있는 경우, 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)은 자신이 접속되어 있는 제1 스마트 미터(610)에게 연결 요청 메시지, 예컨대 Inter Femto Connection Request 메시지를 전송한다(S107).
그러면, 상기 제1 스마트 미터(610)는 자신이 연결되어 있는 스마트 그리드 네트워크가 도 4에서와 같이 스마트 미터간 메쉬 타입을 구성하는 경우, 상기 제2 펨토 기지국이 연결되어 있는 제2 스마트 미터(620)를 확인한 후, 상기 스마트 그리드 네트워크를 통해 상기 제2 스마트 미터(620)로 상기 연결 요청 메시지를 전달한다.
한편, 상기 제1 스마트 미터(610)는 자신이 연결되어 있는 스마트 그리드 네트워크가 도 5에서와 같이 AP를 통해 연결되어 있는 경우, 상기 AP로 상기 연결 요청 메시지를 전달하고, 상기 AP는 상기 연결 요청 메시지를 상기 제2 스마트 미터로 전달한다.
다른 한편, 그러면, 상기 제1 스마트 미터(610)는 자신이 연결되어 있는 스마트 그리드 네트워크가 도 6에서와 같이 제어 센터를 통해 연결되는 스마트 그리드 WAN에 해당하는 경우, 상기 연결 요청 메시지를 상기 제어 센터로 전달한다. 그러면, 상기 제어 센터는 상기 연결 요청 메시지를 상기 제2 스마트 미터로 전달한다. 이때 상기 제어 센터는 상기 채널 설정에 대한 제어를 할 수 있다. 즉 해당 채널의 생성 가부와 해당 채널의 트래픽 처리 등에 대해 제어할 수 있다.
이와 같이 상기 연결 요청 메시지를 전달받으면, 상기 제2 스마트 미터(620)는 제2 펨토 기지국으로 전달한다.
한편, 상기 연결 요청 메시지는 상기 제1 펨토 기지국(FBS#1)(210)의 ID를 나타내는 파라미터(예컨대, Requesting FBS ID), 메시지를 수신해야 할 펨토 기지국의 ID를 나타내는 파리미터(예컨대 Receiver FBS ID), 채널 설정을 해야 하는 이유를 나타내는 파라미터(예컨대 Reason), 자신이 접속된 스마트 미터의 ID 를 나타내는 파라미터(예컨대 an ID of the connected Smart Meter), 상기 메시지를 수신해야 할 펨토 기지국이 접속되어 있는 스마트 미터의 ID를 나타내는 파라미터 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서 상기 메시지를 수신해야 할 펨토 기지국이 접속되어 있는 스마트 미터의 ID는 상기 이웃 셀 시스템 정보 메시지를 통해서 획득된 것일 수 있다. 또한, 상기 연결 요청 메시지는 스마트 그리드 존의 ID를 나타내는 파라미터를 더 포함할 수 있다.
상기 채널 설정을 해야 하는 이유를 나타내는 파라미터(예컨대 Reason) 내에 포함된 정보는 해당 정보에 따라 인접 펨토 기지국들 간의 채널 운용 방식을 결정하는 데에 이용된다. 즉, 채널이 생성된 후 상기 이유에 가장 적합한 방식으로 채널이 운용될 수 있도록 하고, 펨토 기지국들이 필요한 시간에만 상기 채널을 운용가능하게 함으로써 전력소모를 최소화 할 수 있다. 상기 정보의 기본 값은 펨토기지국이 인접한 펨토 기지국과의 통신을 위해서 스마트 미터와의 연결에 대해 계속해서 수신 대기 상태를 유지하는 것이다.
8) 상기 연결 요청 메시지를 전달받은 제2 펨토 기지국(220)은 연결 응답 메시지, 예컨대 Inter Femto Connection Response 메시지를 상기 제2 스마트 미터(220)로 전달한다(S108). 상기 연결 응답 메시지는 위의 S107 과정과 역순으로 상기 제1 펨토 기지국으로 전달된다.
상기 연결 응답 메시지는 응답을 하는 펨토 기지국, 즉 제2 펨토 기지국의 ID를 나타내는 파라미터와, 응답 메시지의 수신자, 즉 제1 펨토 기지국의 ID를 나타내는 파라미터와, 연결 요청에 대한 승낙 가부를 나타내는 파라미터(예컨대 Agreement 파라미터), 상기 승낙의 가부의 이유를 나타내는 Reason 파라미터를 포함할 수 있다.
9) 상기 제1 펨토 기지국(210)이 상기 응답 메시지를 수신하면, 상기 응답 메시지 내의 승낙 가부에 대한 파라미터를 확인한다. 연결 요청이 승인된 것으로 확인되면, 채널 설정을 완료하고, 상기 설정된 채널을 통해 상기 제2 펨토 기지국(220)과 데이터를 송수신한다. 이때 상기 채널은 상기 제1 스마트 미터, 제2 스마트 미터를 경유한다.
여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도 8를 참조하여 설명하기로 한다.
도 8는 본 발명의 따른 상기 펨토 기지국(200), 스마트 그리드(600)의 구성 블록도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 상기 펨토 기지국(200)는 저장 수단(201)와 컨트롤러(202)와 송수신부(203)를 포함한다. 그리고, 상기 스마트 그리드(600)는 저장 수단(601)와 컨트롤러(602)와 송수신부(603)를 포함한다
상기 저장 수단들(202, 602)은 도 3 내지 도 6에 도시된 방법을 저장한다.
상기 컨트롤러들(202, 602)은 상기 저장 수단들(201, 601) 및 상기 송수신부들(203, 603)을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들(202, 602)은 상기 저장 수단들(201, 601)에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들(202, 602)은 상기 송수신부들(203, 603)을 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (15)

  1. 제1 펨토 기지국이 다른 펨토 기지국과 채널을 설정하는 방법으로서,
    상기 제1 펨토 기지국이 자신이 접속되어 있는 제1 스마트 미터에 대한 정보를 펨토 제어국으로 전송하는 단계와;
    상기 제1 펨토 기지국이 자신의 주변에 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로 전송하는 단계와;
    상기 제1 펨토 기지국이 상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국이 접속되어 있는 제2 스마트 미터에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로부터 수신하는 단계와;
    상기 다른 펨토 기지국으로 전송할 데이터가 있는 경우, 상기 제1 스마트 미터 및 제 2 스마트 미터를 통해 채널을 설정할 지 여부를 결정하는 단계와;
    상기 결정에 따라, 상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보 및 상기 제2 스마트 미터에 대한 정보를 포함하는 채널 설정 요청 메시지를 상기 제1 스마트 미터로 전송하는 단계와;
    상기 제1 스마트 미터를 통하여 상기 다른 펨토 기지국으로부터의 응답 메시지를 수신하면, 상기 다른 펨토 기지국과 상기 제1 및 제2 스마트 미터를 통해 설정된 채널을 통해 상기 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스마트 미터에 대한 정보는 상태 보고 메시지 내에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보는 측정 보고 메시지 내에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스마트 미터에 대한 정보는 이웃 셀에 대한 시스템 정보 메시지 내에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 시스템 정보 메시지는
    상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보와, 상기 스마트 미터가 위치한 스마트그리드 존 내의 식별자 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 채널 설정 요청 메시지는
    상기 제1 펨토 기지국에 대한 정보와, 채널 설정의 이유를 나타내는 파라미터와, 상기 스마트 미터가 위치한 스마트그리드 존 내의 식별자 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보는
    상기 제1 펨토 기지국이 측정하여 획득한 것이거나,
    상기 제1 펨토 기지국에 접속된 단말에 의해 측정되어 획득된 것인 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  8. 제1 펨토 기지국과 접속된 제1 스마트 미터에서 상기 제1 펨토 기지국을 위해 채널을 설정하는 방법으로서,
    상기 제1 스마트 미터가 자신에 대한 정보를 자신과 접속된 제1 펨토 기지국으로 전송하는 단계와;
    상기 제1 스마트 미터가 상기 제1 펨토 기지국으로부터 제2 펨토 기지국과의 연결 요청 메시지를 수신하는 단계와;
    상기 연결 요청 메시지를 기반으로, 상기 제2 펨토 기지국이 접속된 제2 스마트 미터를 확인하는 단계와;
    상기 확인된 제2 스마트 미터로 상기 연결 요청 메시지를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 연결 요청 메시지는
    상기 제1 펨토 기지국에 대한 정보와, 채널 설정의 이유를 나타내는 파라미터와, 상기 스마트 미터가 위치한 스마트그리드 존 내의 식별자 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 설정 방법
  10. 펨토 기지국으로서,
    자신이 접속되어 있는 제1 스마트 미터에 대한 정보와, 자신의 주변에 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로 전송하고, 상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국이 접속되어 있는 제2 스마트 미터에 대한 정보를 상기 펨토 제어국으로부터 수신하는 송수신부와;
    상기 다른 펨토 기지국으로 전송할 데이터가 있는 경우, 상기 제1 스마트 미터 및 제 2 스마트 미터를 통해 채널을 설정할 지 여부를 결정하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서에 의한 결정에 따라 상기 송수신부는 상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보 및 상기 제2 스마트 미터에 대한 정보를 포함하는 채널 설정 요청 메시지를 상기 제1 스마트 미터로 전송하고, 상기 제1 스마트 미터를 통하여 상기 다른 펨토 기지국으로부터의 응답 메시지를 수신하면, 상기 다른 펨토 기지국과 상기 제1 및 제2 스마트 미터를 통해 설정된 채널을 통해 상기 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 스마트 미터에 대한 정보는 상태 보고 메시지 내에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보는 측정 보고 메시지 내에 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 스마트 미터에 대한 정보는 이웃 셀에 대한 시스템 정보 메시지 내에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
  14. 제13항에 있어서, 상기 시스템 정보 메시지는
    상기 다른 펨토 기지국에 대한 정보와, 상기 스마트 미터가 위치한 스마트그리드 존 내의 식별자 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
  15. 제10항에 있어서, 상기 이웃하는 하나 이상의 다른 펨토 기지국에 대한 정보는
    상기 제1 펨토 기지국이 측정하여 획득한 것이거나,
    상기 제1 펨토 기지국에 접속된 단말에 의해 측정되어 획득된 것인 것을 특징으로 하는 펨토 기지국.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470872B1 (ko) * 2012-03-29 2014-12-09 주식회사 케이티 Ｗｉ－Ｆｉ망 설계를 위한 ＡＰ 최적 채널 할당 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140062719A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Qualcomm Incorporated Using smart meters as reliable crowd-sourcing agents
WO2015058339A1 (zh) * 2013-10-21 2015-04-30 华为技术有限公司 基站间的路由方法、服务网关和基站
KR102250991B1 (ko) * 2015-04-16 2021-05-12 한국전자통신연구원 이종 네트워크 환경에서 기지국을 관리하는 제어기 및 그 관리 방법, 기지국 관리 시스템
CN110417934B (zh) * 2019-08-28 2022-04-22 北京智芯微电子科技有限公司 基于IPv6的智能电网分层地址配置方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090043226A (ko) * 2007-10-29 2009-05-06 에스케이 텔레콤주식회사 통합기지국 및 상기 통합기지국을 이용한 패킷서비스 방법,장치 및 시스템
KR20090060405A (ko) * 2006-07-14 2009-06-12 키네토 와이어리즈 인코포레이션 Ｉｕ 인터페이스에 대한 일반 액세스

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080039086A1 (en) 2006-07-14 2008-02-14 Gallagher Michael D Generic Access to the Iu Interface
US8594678B2 (en) * 2007-04-18 2013-11-26 Qualcomm Incorporated Backhaul network for femto base stations
US8824364B2 (en) * 2009-09-16 2014-09-02 At&T Mobility Ii Llc Targeting communications in a femtocell network
US8533153B2 (en) * 2011-07-14 2013-09-10 General Electric Company Storing data following a power outage and without a proper time source

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090060405A (ko) * 2006-07-14 2009-06-12 키네토 와이어리즈 인코포레이션 Ｉｕ 인터페이스에 대한 일반 액세스
KR20090043226A (ko) * 2007-10-29 2009-05-06 에스케이 텔레콤주식회사 통합기지국 및 상기 통합기지국을 이용한 패킷서비스 방법,장치 및 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101470872B1 (ko) * 2012-03-29 2014-12-09 주식회사 케이티 Ｗｉ－Ｆｉ망 설계를 위한 ＡＰ 최적 채널 할당 방법

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