WO2016010280A1 - 기지국제어장치 및 기지국제어장치의 동작 방법 - Google Patents

기지국제어장치 및 기지국제어장치의 동작 방법 Download PDF

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WO2016010280A1
WO2016010280A1 PCT/KR2015/006571 KR2015006571W WO2016010280A1 WO 2016010280 A1 WO2016010280 A1 WO 2016010280A1 KR 2015006571 W KR2015006571 W KR 2015006571W WO 2016010280 A1 WO2016010280 A1 WO 2016010280A1
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WO
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base station
operation mode
base stations
state
small
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PCT/KR2015/006571
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English (en)
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나민수
김영락
김태근
류탁기
문성호
최수용
김태형
민경식
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에스케이텔레콤 주식회사
연세대학교 산학협력단
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/12—Access point controller devices

Definitions

  • the present invention performs a CA function in a heterogeneous network environment by performing operation control of a base station operation and a carrier aggregation (CA) function suitable for a heterogeneous network environment where several base stations forming cells of different sizes coexist in the same region.
  • CA carrier aggregation
  • the present invention relates to a base station control device and a method of operating the base station control device to obtain an optimal system throughput.
  • LTE-Advanced communication system that can support high-speed communication service in a wider frequency band in the existing LTE system has emerged.
  • CA Carrier Aggregation
  • the data rate can be increased in proportion to the number of used frequency bands CC.
  • the macro base station and the small base station have different frequency bands, for example, the macro base station has an f1 frequency band, and the small base station has an f2 frequency.
  • the band is used.
  • the macro base station additionally uses the f2 frequency band and the small base station additionally uses the f1 frequency band, where the macro base station and the small base station coexist. You can expect to increase system throughput.
  • the increased system throughput due to the CA function can be obtained as expected due to the increased interference caused by the macro base station and the small base station using the same frequency band. No situation can arise.
  • An object of the present invention is to provide a base station control apparatus and a base station control apparatus for performing an operation control of a base station and a CA function suitable for a heterogeneous network environment to obtain an optimal system throughput through a CA function in a heterogeneous network environment. To provide a method of operation.
  • the base station control apparatus with respect to a plurality of base stations having a carrier aggregation (CA) function using two or more frequency bands, the total load of the base station in the operating on state of the plurality of base stations Checking load check unit; A base station operating unit controlling an on or off operation of each of the plurality of base stations according to the checked total load; And a CA operation mode control unit configured to differently determine an operation mode of the frequency combining function for the base station in the operation on state, according to the number of base stations in the operation on state among the plurality of base stations.
  • CA carrier aggregation
  • the plurality of base stations include a macro base station, at least one small base station forming a cell included in the cell coverage of the macro base station, wherein the base station operating unit, the at least one small base station of the plurality of base stations You can control operation on or off only for each.
  • the CA operation mode control unit may determine an operation mode of the frequency combining function that is set such that interference is reduced as the number of base stations in the operation on state increases.
  • the CA operation mode control unit when the number of base stations in the operating on state is less than or equal to the first threshold number, the first operation mode of the frequency combining function, and the number of base stations in the operating on state is the first threshold number and the first number.
  • the second operation mode of the frequency combining function is determined when the number of second thresholds is greater than one threshold number.
  • the third operation mode of the frequency combining function is determined. You can decide.
  • the first operation mode is a mode in which interference is greatest and the third operation mode is a mode in which interference is least generated.
  • the base station in the operation on state includes a macro base station, at least one small base station for forming a cell included in the cell coverage of the macro base station, the first operation mode, the macro base station and the at least one
  • the macro base station is a mode in which a small base station of the same mode uses at least two or more frequency bands, and wherein the second operation mode includes at least one of the at least two frequency bands that are equally used in the first operation mode.
  • the third operation mode uses a part of the specific frequency band by the macro base station for a specific frequency band used by the macro base station and the at least one small base station in the second operation mode.
  • the at least one small base station except for the part It is used the remainder of the constant-frequency-band mode.
  • the base station operating unit when the checked total load increases more than a predetermined load threshold value more than the previous confirmed full load, operates at least one base station among the base stations in the operation off state, and the checked full load is immediately preceding.
  • the load threshold value is reduced by more than the identified total load, at least one base station among operating base stations may be operated off.
  • a base station control apparatus for a plurality of base stations having a frequency combining function using two or more frequency bands, the load for confirming the overall load of the base station in the operating on state of the plurality of base stations Confirmation step; A base station operating step of controlling operation on or off for each of the plurality of base stations according to the identified total load; And a CA operation mode control step of differently determining an operation mode of a frequency combining function for the base station in the operating on state according to the number of base stations in the operating on state among the plurality of base stations.
  • the operation mode of the frequency combining function may be determined such that interference is generated less.
  • the base station operation step it is possible to control the operation on or off for each of at least one small base station included in the plurality of base stations.
  • the base station control apparatus by performing the operation control of the base station operation and the carrier aggregation (CA) function suitable for heterogeneous network environment, it is optimal through the CA function in the heterogeneous network environment Achieve the effect of achieving system throughput.
  • CA carrier aggregation
  • FIG. 1 is an exemplary view showing a heterogeneous network environment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a base station control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exemplary view showing different kinds of operation modes of the frequency combining function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a control flowchart illustrating a method of operating a base station control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an example in which one macro base station 10 and several small base stations 1, 2 ... 6 coexist.
  • the macro base station 10 and the cells C1, C2... C6 included in the cell coverage C10 of the macro base station 10 are formed.
  • Small base stations (1, 2 ... 6) coexist.
  • each macro base station including the macro base station 10 exists, and each of the small base stations 1, 2, ... 6 exists in the cell C10 of the macro base station 10. At least one small base station may exist in a cell of the macro base station.
  • the small cells C1, C2 ... C6 of the small base stations 1, 2 ... 6 are contained in the macro cell C10 of the macro base station 10, interference is avoided.
  • Different frequency bands are used, for example, the macro base station 10 uses the f1 frequency band, and the small base stations 1, 2 ... 6 use the f2 frequency band.
  • the f1 frequency band is suitable for macrocells because it is advantageous in forming a wide coverage because the distance loss is small at a relatively low frequency band.
  • the f2 frequency band is suitable for small cells that form a small coverage because the signal attenuation due to distance loss is large due to a relatively high frequency band.
  • CC multi-component frequency bands
  • CA function carrier aggregation function
  • the macro base station 10 may operate in a CA function, and may use one or more frequency bands (for example, f2, f3 ...) in addition to the f1 frequency band as a basic CC.
  • the small base stations 1, 2 ... 6 operate in a CA function, and may use one or more frequency bands (e.g., f1, f3 ...) in addition to the f2 frequency band as a basic CC.
  • the macro base station 10 and the small base stations 1, 2 ... 6 operate in a CA function, thereby providing system throughput in the region where the macro base station 10 and the small base stations 1, 2 ... 6 coexist.
  • the increased system throughput due to the CA function can be obtained as expected due to the increased interference caused by the macro base station and the small base station using the same frequency band. No situation can arise.
  • the base station operation and the CA function suitable for the heterogeneous network environment can be obtained through the CA function.
  • the present invention proposes a base station control apparatus for realizing a base station operation and an operation control method of a CA function suitable for heterogeneous network environments.
  • the base station control apparatus 100 of the present invention for a plurality of base stations having a frequency combining function or a CA function using two or more frequency bands, A load checking unit 110 for checking a total load, a base station operating unit 120 for controlling operation on or off for each of the plurality of base stations according to the checked total load, and the plurality of According to the number of base stations in the operating on state of the base station of the, the operation mode control unit 130 for determining the operation mode of the frequency combining function for the base station in the operating on state differently.
  • the load checking unit 110 confirms the total load of the base station in the operating on state among the plurality of base stations with respect to the plurality of base stations having the CA function.
  • the plurality of base stations includes a macro base station and at least one small base station forming a cell included in the cell coverage of the macro base station.
  • the description will be made by referring to the macro base station 10 and the small base station 1, 2... 6 present in the cell C10 of the macro base station 10 as a plurality of base stations. .
  • the load checking unit 110 is in operation on state for a plurality of base stations having a CA function, that is, the macro base station 10 and the small base stations 1, 2, ... 6 mentioned in the above-mentioned examples. Check the overall load of the base station.
  • the base station control apparatus 100 of the present invention can control the operation on (On) or off (Off) for each of a plurality of base stations, that is, macro base station 10 and small base station (1, 2, ... 6) Can be.
  • the base station control apparatus 100 of the present invention basically keeps the macro base station 10 in the operation on state at all times, and operates the operation on (On) or off only for the small base stations (1, 2, ... 6). It is preferable to control (Off).
  • the macro base station 10 is always in operation on state, and among the small base stations 1, 2, ... 6 included in the macro cell C10, some small base stations (eg, 1, 3, 5) are operated. On, some small base stations (eg 2, 4, 6) may be in an off state.
  • the load The identification unit 110 may check the total load of the base station, that is, the macro base station 10 and the small base station 1, 3, 5 which are in an operation on state among the plurality of base stations.
  • each macro base station including the macro base station 10 and each small base station including the small base station 1, 2, ... 6 are connected through a central base station management system (not shown),
  • Each base station may share the load situation, such as its traffic volume, the number of access terminals, etc. with other base stations.
  • the base station control apparatus 100 of the present invention may be a device interlocked with the base station management system (not shown) or included in the base station management system (not shown).
  • the load check unit 110 based on the load status of the macro base station 10 and the small base station (for example, 1, 3, 5) in the operation on state that is confirmed through the base station management system (not shown), the macro The total load on the base station 10 and the small base stations 1, 2, ... 6 can be checked.
  • the total load may mean a load based on at least one of the total traffic amount of each base station (eg, macro base station 10, small base station 1, 3, 5) and the total number of access terminals.
  • the base station operation unit 120 may operate on or off for each of the macro base station 10 and the small base station 1, 2, ... 6 according to the total load checked by the load checking unit 110. Off).
  • the base station operating unit 120 basically maintains the operation on state for the macro base station 10, and the load checking unit 110 only for the small base station 1, 2, ... 6 It is desirable to control the operation On or Off according to the total load identified in the).
  • the base station operating unit 120 operates at least one base station among the base stations that are in the operation off state when the total load checked by the load checking unit 110 increases by more than a preset load threshold than the immediately confirmed total load. Turn on.
  • the base station operating unit 120 when the total load confirmed by the load check unit 110 is reduced by more than the load threshold than the previous confirmed full load, the operation of at least one base station among the base station in the operating on state.
  • the small base stations 1, 3, 5 are in an on state, and the small base stations 2, 4, 6 are in operation. It is assumed that this operation is off.
  • the base station operating unit 120 checks whether the total load checked by the load check unit 110 is increased by more than the load threshold value ⁇ or more than the previously confirmed total load or by the load check unit 110. Check if the total load is reduced by more than the load threshold value ( ⁇ ) than the last confirmed total load.
  • the base station operating unit 120 at least one small base station among the small base station (2, 4, 6) in the operation off state, when the total load confirmed this time increases more than the load threshold ( ⁇ ) than the previous confirmed full load. (Example: 2) can be turned on additionally.
  • the base station operating unit 120 at least one small base station among the small base station (1, 3, 5) in the operating on state, when the total load identified this time is reduced by more than the load threshold ( ⁇ ) than the previous confirmed full load (E.g. 3) can be turned off.
  • the above-described load threshold value? is a value which is statistically obtained in advance for the small base station operation on / off trigger.
  • the base station control apparatus 100 of the present invention is a small base station according to the total load of the base station in the operating on state in a heterogeneous network environment where the macro base station 10 and the small base stations 1, 2 ... 6 coexist. (1,2 ... 6) can be flexibly controlled to increase the system throughput by activating and operating a large number of small base stations as the total load increases.
  • the CA operation mode control unit 130 in the base station control apparatus 100 of the present invention the base station which is in operation on state among the plurality of base stations, namely the macro base station 10 and the small base station (1, 2, ... 6) According to the number, the operation mode of the frequency combining function, that is, the CA function, for the base station in the operating on state is determined differently.
  • the CA operation mode control unit 130 may determine the operation mode of the CA function that is set such that interference becomes smaller as the number of base stations in the operation on state increases.
  • the number of base stations in the operating on state will be the number depending on how many small base stations are in the operating on state.
  • the macro base station 10 will always be counted as a base station that is in a fixed operating on state because it is always on. Because.
  • the CA operation mode control unit 130 according to the number of the small base station in the operating on state of the macro base station 10 and the small base station (1, 2.. .6), the more interference, The operation mode of the CA function set to be generated small can be determined.
  • the operation mode of the CA function three operation modes such as a first operation mode, a second operation mode, and a third operation mode will be described with reference to an example.
  • the first operation mode is a mode in which interference is generated the most compared to other operation modes
  • the third operation mode is the interference most compared to other operation modes. This mode is small.
  • the CA operation mode control unit 130 determines the first operation mode of the CA function when the number of small base stations (eg, 1, 3, 5) that are in the operating on state is less than or equal to the first threshold number ( ⁇ 1), and operates in the operating on state. Enable the macro base station 10 and the small base station (eg, 1, 3, 5) to operate the CA function in the first operation mode.
  • the first operation mode is a mode in which the base station, that is, the macro base station 10 and the small base station (eg, 1, 3, 5), which are in an operation on state, uses at least two frequency bands in the same manner.
  • CA operation mode control unit 130 the number of small base stations (for example, 1,2,3,4,5) in the operating on state is the first critical number ( ⁇ 1) and the second critical number ( ⁇ 2, ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2), the second operation mode of the CA function is determined, and the macro base station 10 and the small base station (e.g. 1,2,3,4,5) that are in operation on state are set to the second operation mode.
  • the number of small base stations for example, 1,2,3,4,5
  • the second operation mode of the CA function is determined, and the macro base station 10 and the small base station (e.g. 1,2,3,4,5) that are in operation on state are set to the second operation mode.
  • the second operation mode is a mode in which the macro base station 10 stops using the at least one frequency band among at least two or more frequency bands used in the same manner as the first operation mode.
  • the CA operation mode control unit 130 performs the third operation of the CA function when the number of small base stations (eg, 1,2,3,4,5,6) in the operation on state is greater than or equal to the second threshold number ( ⁇ 2).
  • the mode is determined to cause the macro base station 10 and the small base station (eg, 1,2,3,4,5,6) that are in the operation on state to operate the CA function in the third operation mode.
  • the macro base station 10 may be used for a specific frequency band used by the macro base station 10 and the small base station (eg, 1,2,3,4,5,6) in the second operation mode.
  • the small base station eg, 1,2,3,4,5,6
  • the first threshold number ( ⁇ 1) and the second threshold number ( ⁇ 2) is a value calculated in advance for the switching trigger for each operation mode using statistical values of the system throughput according to each operation mode of the CA function. It is preferable.
  • the macro base station 10 and the small base stations 1, 2 ... 6 combine / operate using two f1 and f2 frequency bands through the CA function.
  • the operation mode of the CA function will be described.
  • both the base station that is, the macro base station 10 and the small base station (eg, 1, 3, 5), which are in an operation on state, have two or more frequency bands, that is, the f1 frequency band and the f2. Perform the CA function using the same frequency band.
  • This first operation mode is a mode suitable for a state in which a relatively small number of small base stations are operated on or activated according to the total load.
  • the first operation mode is an environment that interferes with each other in the frequency band used by the macro base station and the small base station. However, since the number of activated small base stations is small, the throughput increase due to the frequency reuse is greater than the attenuation of the SINR. To help.
  • the macro base station 10 stops using the at least one frequency band, for example, the f2 frequency band, which has been used in the same manner as the above-described first operation mode.
  • the macro base station 10 stops using the f2 frequency band in the second operation mode.
  • the base station can use the frequency band f1, and the small base station (eg, 1,2,3,4,5) can still perform the CA function using the frequency bands f1 and f2.
  • This second operation mode is a mode suitable for a situation in which an appropriate number of small base stations are activated according to the total load.
  • the macro base station and the small base station exist in the f1 frequency band, but in the f2 frequency band, the macro base station and the small base station are operated. There is no interference.
  • the small base stations in the f2 frequency band can see a relatively high SINR gain, thereby helping to increase system throughput.
  • the macro base station 10 uses a portion a of the f1 frequency band for a specific frequency band such as the f1 frequency band used in the second operation mode described above, and the small base station ( Example: 1,2,3,4,5,6) is a mode that uses the remainder (b) of the frequency band f1 except part (a).
  • the macro base station 10 performs the CA function using only two f1 and f2 frequency bands, in the third operation mode, the macro base station 10 does not perform the CA function but the f1 frequency band.
  • the small base station eg, 1,2,3,4,5,6 can perform the CA function using the remainder (b) and f2 frequency band of the f1 frequency band.
  • the characteristic feature of the third operation mode is that the macro base station and the small base station separately use the f1 frequency band.
  • This third operation mode is a mode suitable for a situation in which a relatively large number of small base stations are activated according to the total load.
  • the majority of terminals are connected to the small base station rather than the macro base station due to the offloading effect.
  • the terminal selects a base station to be connected according to the quality of the received signal, a few base stations having a good reception signal quality of the macro base station are basically connected to the macro base station. Therefore, part (a) of the f1 frequency band may be allocated for the few terminals described above, and the rest (b) of the other f1 frequency band may be allocated for the CA function of the small base station.
  • the third operation mode since the interference between the macro base station and the small base station is eliminated in the f2 frequency band, it is possible to increase the system throughput according to the SINR gain of the small base station.
  • the base station control apparatus 100 of the present invention in a heterogeneous network environment where the macro base station 10 and the small base stations 1, 2 ... 6 coexist, turn on / off the operation of the small base station according to the total load. It is possible to perform the operation control of the base station operation and the CA function suitable for the heterogeneous network environment by controlling fluidly and switching to the operation mode of the CA function in consideration of the interference situation depending on the number of activated small base stations which are in the operation on state.
  • the base station control apparatus 100 of the present invention by performing the operation control of the base station operation and CA function suitable for the heterogeneous network environment, it is possible to obtain the optimum system throughput through the CA function in the heterogeneous network environment To achieve.
  • the operation method of the base station control apparatus 100 checks the total load of the base station which is in an operation-on state among the plurality of base stations with respect to the plurality of base stations having the CA function (S100).
  • the description will be made by referring to the macro base station 10 and the small base station 1, 2... 6 present in the cell C10 of the macro base station 10 as a plurality of base stations. .
  • the operation method of the base station control apparatus 100 includes a plurality of base stations having a CA function, that is, the macro base station 10 and the small base station 1, 2, mentioned as examples of the foregoing. ... 6), check the total load of the base station in the operating on state (S100).
  • the operation method of the base station control apparatus 100 includes whether the total load identified in step S100 is greater than or equal to the predetermined load threshold value than the previously confirmed total load, that is, the load variation amount is the load threshold value ( ⁇ ). It is determined whether or not (S110).
  • the small base stations 1, 2, ... 6 included in the macro cell C10 the small base stations 1, 3, 5 are in an on state and the small base stations 2, It is assumed that 4 and 6 are in the off state.
  • the operation method of the base station control apparatus 100 may include at least one small base station (e.g., a small base station 2, 4, 6) in an off state when the load change amount is greater than or equal to the load threshold value ⁇ . : 2) can be further operated on (S120).
  • at least one small base station e.g., a small base station 2, 4, 6
  • the load change amount is greater than or equal to the load threshold value ⁇ . : 2
  • S120 small base station
  • the operation method of the base station control apparatus 100 in an embodiment of the present invention whether the total load confirmed in step S100 was more than the predetermined load threshold than the previous confirmed full load, that is, the load change amount-load threshold value ( (eta) or more (S115).
  • the operation method of the base station control apparatus 100 may include at least one small base station among the small base stations 1, 3, and 5 that are in an on state when the load change amount is greater than -load threshold value ⁇ .
  • Example: 3 can be further turned off (S125).
  • the operation mode of the frequency combining function that is, the CA function, for the base station in the operating on state is determined differently.
  • the three operation modes such as the first operation mode, the second operation mode, and the third operation mode as the operation mode of the CA function will be described in more detail with reference to the examples.
  • the operation method of the base station control apparatus 100 determines whether the number of the small base stations in the operation on state is less than or equal to the first threshold number ⁇ 1 (S130).
  • the operation method of the base station control apparatus 100 when the number of small base stations (for example, 1, 3, 5) in the operating on state is less than or equal to the first critical number ( ⁇ 1) (S130 Yes),
  • the first operation mode of the CA function is determined to cause the base station, that is, the macro base station 10 and the small base station (eg, 1, 3, 5), which are in the operation on state, to operate the CA function in the first operation mode (S135).
  • the macro base station 10 and the small base station 10 that are in an operation on state may use two or more frequency bands, that is, the f1 frequency band and the f2 frequency band. Can perform CA functions.
  • the operation method of the base station control apparatus 100 determines whether the number of the small base stations in the operation on state is greater than or equal to the second critical number ⁇ 2 (S140).
  • the operation method of the base station control apparatus 100 includes the number of the small base stations (eg, 1,2,3,4,5) in the operation on state, the first critical number ( ⁇ 1) and the second. If it is between the critical number ( ⁇ 2, ⁇ 1 ⁇ 2) (S140 No), the second operation mode of the CA function is determined, and the base station, that is, macro base station 10 and the small base station (e.g. 1,2,3) 4, 5 to operate the CA function in the second operation mode (S145).
  • the base station that is, macro base station 10 and the small base station (e.g. 1,2,3) 4, 5 to operate the CA function in the second operation mode (S145).
  • the macro base station 10 stops using the f2 frequency band. Without performing the CA function, the f1 frequency band is used, and the small base station (eg, 1,2,3,4,5) can still perform the CA function using the f1 and f2 frequency bands.
  • the operation method of the base station control apparatus 100 the number of small base stations (eg, 1,2,3,4,5,6) in the operating on state is the second critical number ( ⁇ 2) ) Or more (S140 Yes), the third operation mode of the CA function is determined to allow the base station, i.
  • the CA function is operated in the third operation mode (S150).
  • the macro base station 10 does not perform the CA function among the macro base station 10 and the small base station (eg, 1,2,3,4,5,6) that are in operation on state.
  • the small base station e.g. 1,2,3,4,5,6
  • small base stations e.g. 1,2,3,4,5,6 perform the CA function using the remainder of the f1 frequency band (b) and the f2 frequency band. can do.
  • the method of operating the base station control apparatus 100 unless the base station management function through the above-described step S100 to S150 (Off) (S160 No), the above-described step S100 to S150 Base station management function will continue through (1).
  • the base station control apparatus by performing the operation control of the base station operation and CA function suitable for the heterogeneous network environment, the optimal system throughput through the CA function in the heterogeneous network environment To achieve the effect.
  • the method of operating a base station control apparatus may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Magneto-optical media and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

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Abstract

본 발명은, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 주파수집합(Carrier Aggregation, CA) 기능의 동작 제어를 수행하여, 이기종 네트워크 환경에서 CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있도록 하는 기지국제어장치 및 기지국제어장치의 동작 방법을 개시하고 있다.

Description

기지국제어장치 및 기지국제어장치의 동작 방법
본 발명은 서로 다른 크기의 셀을 형성하는 여러 기지국이 동일한 지역에 공존하는 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 주파수집합(Carrier Aggregation, CA) 기능의 동작 제어를 수행하여, 이기종 네트워크 환경에서 CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있도록 하는 기지국제어장치 및 기지국제어장치의 동작 방법에 관한 것이다.
기존의 LTE 시스템에서 보다 넓은 주파수대역을 고속의 통신서비스를 지원할 수 있는 LTE-Advanced 통신시스템이 새롭게 등장하였다.
이러한 LTE-A의 핵심 기술 중 하나인 주파수집합(Carrier Aggregation, CA)은, 두 개 혹은 그 이상의 다중 단위 주파수대역(Component Carrier, CC)을 결합하여 운용함으로써, 보다 넓은 대역폭으로 데이터를 전송하여 시스템 쓰루풋(Throughput)을 증가시키는 기술이다.
이에, 주파수집합 기능(이한, CA 기능이라 함)으로 동작하는 기지국에서는, 2 이상의 주파수대역(CC)를 이용함으로써 이용 주파수대역(CC)의 개수에 비례하게 데이터 전송률을 높일 수 있다.
한편, 최근에는 서로 다른 크기의 셀을 형성하는 여러 기지국이 동일한 지역에 공존하는 이기종 네트워크 환경이 등장하였다. 이러한 이기종 네트워크 환경에서는, 일반적인 매크로기지국 외, 더 작은 셀 커버리지를 가지는 다양한 종류의 소형기지국들이 배치함으로써 다양한 종류의 기지국들이 중첩된 영역에서 매크로셀 및 소형셀을 형성하며 사용자에게 무선의 통신서비스를 제공한다.
이러한 이기종 네트워크 환경에서는, 매크로셀 내에 소형셀이 포함되는 경우가 대부분이기 때문에, 매크로기지국 및 소형기지국이 서로 간 간섭을 회피하고자 서로 다른 주파수대역, 예컨대 매크로기지국은 f1 주파수대역, 소형기지국은 f2 주파수대역을 이용하고 있다.
이때, 이기종 네트워크 환경에서 매크로기지국 및 소형기지국이 CA 기능으로 동작한다면, 매크로기지국이 추가로 f2 주파수대역을 이용하고 소형기지국이 추가로 f1 주파수대역을 이용함으로써, 매크로기지국 및 소형기지국이 공존하는 지역의 시스템 쓰루풋 증가를 기대할 수 있을 것이다.
헌데, 이기종 네트워크 환경에서는, 매크로기지국 및 소형기지국에서 CA 기능으로 동작한다면, 매크로기지국 및 소형기지국이 서로 동일한 주파수대역을 이용함에 따른 간섭 증가 때문에, 오히려 CA 기능에 따른 시스템 쓰루풋 증가를 기대 만큼 얻을 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
따라서, 이기종 네트워크 환경에서 CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있는, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 CA 기능의 동작 제어가 필요하게 된다.
본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 CA 기능의 동작 제어를 수행하여, 이기종 네트워크 환경에서 CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있도록 하는 기지국제어장치 및 기지국제어장치의 동작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국제어장치는, 2 이상의 주파수대역을 이용하는 주파수결합(Carrier Aggregation, CA) 기능을 갖는 다수의 기지국에 대하여, 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인하는 부하확인부; 상기 확인한 전체 부하에 따라, 상기 다수의 기지국 각각에 대한 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 기지국운용부; 및 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국 개수에 따라, 상기 운용 온 상태인 기지국에 대한 주파수결합 기능의 동작모드를 상이하게 결정하는 CA동작모드제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 다수의 기지국은, 매크로기지국, 상기 매크로기지국의 셀 커버리지에 포함되는 셀을 형성하는 적어도 하나의 소형기지국을 포함하며, 상기 기지국운용부는, 상기 다수의 기지국 중 상기 적어도 하나의 소형기지국 각각에 대해서만 운용 온 또는 오프를 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 CA동작모드제어부는, 상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 많을수록, 간섭이 작게 발생되도록 설정된 주파수결합 기능의 동작모드를 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 CA동작모드제어부는, 상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 제1임계개수 이하인 경우 상기 주파수결합 기능의 제1동작모드, 상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 상기 제1임계개수 및 상기 제1임계개수 보다 많은 제2임계개수 사이인 경우 상기 주파수결합 기능의 제2동작모드를 결정하고, 상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 상기 제2임계개수 이상인 경우 상기 주파수결합 기능의 제3동작모드를 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1동작모드, 제2동작모드 및 제3동작모드 중, 상기 제1동작모드는 간섭이 가장 크게 발생되는 모드이고, 상기 제3동작모드는 간섭이 가장 작게 발생되는 모드이다.
구체적으로, 상기 운용 온 상태인 기지국에는, 매크로기지국, 상기 매크로기지국의 셀 커버리지에 포함되는 셀을 형성하는 적어도 하나의 소형기지국이 포함되며, 상기 제1동작모드는, 상기 매크로기지국 및 상기 적어도 하나의 소형기지국이 적어도 2 이상의 주파수대역을 동일하게 이용하는 모드, 상기 제2동작모드는, 상기 제1동작모드에서 동일하게 이용하는 상기 적어도 2 이상의 주파수대역 중 적어도 하나의 주파수대역에 대하여, 상기 매크로기지국이 이용 중단하는 모드, 상기 제3동작모드는, 상기 제2동작모드에서 상기 매크로기지국 및 상기 적어도 하나의 소형기지국이 동일하게 이용하는 특정 주파수대역에 대하여, 상기 매크로기지국이 상기 특정 주파수대역의 일부를 이용하고 상기 적어도 하나의 소형기지국이 상기 일부를 제외한 상기 특정 주파수대역의 나머지를 이용하는 모드이다.
구체적으로, 상기 기지국운용부는, 상기 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 기 설정된 부하임계치 이상 증가한 경우, 운용 오프 상태인 기지국 중에서 적어도 하나의 기지국을 운용 온 시키고, 상기 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 상기 부하임계치 이상 감소한 경우, 운용 온 상태인 기지국 중에서 적어도 하나의 기지국을 운용 오프 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국제어장치의 동작 방법은, 2 이상의 주파수대역을 이용하는 주파수결합 기능을 갖는 다수의 기지국에 대하여, 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인하는 부하확인단계; 상기 확인한 전체 부하에 따라, 상기 다수의 기지국 각각에 대한 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 기지국운용단계; 및 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국 개수에 따라, 상기 운용 온 상태인 기지국에 대한 주파수결합 기능의 동작모드를 상이하게 결정하는 CA동작모드제어단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 CA동작모드제어단계는, 상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 많을수록, 간섭이 작게 발생되도록 설정된 주파수결합 기능의 동작모드를 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 기지국운용단계는, 상기 다수의 기지국에 포함되는 적어도 하나의 소형기지국 각각에 대해서만 운용 온 또는 오프를 제어할 수 있다.
본 발명의 기지국제어장치 및 기지국제어장치의 동작 방법에 의하면, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 주파수집합(Carrier Aggregation, CA) 기능의 동작 제어를 수행하여, 이기종 네트워크 환경에서 CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있도록 하는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이기종 네트워크 환경을 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수결합 기능의 동작모드의 상이한 종류를 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국제어장치의 동작 방법을 나타내는 제어 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은, 하나의 매크로기지국(10) 및 여러 개의 소형기지국(1,2...6)이 공존하는 예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 이기종 네트워크 환경에서는, 매크로기지국(10), 매크로기지국(10)의 셀 커버리지(C10)에 포함되는 셀(C1,C2...C6)을 형성하는 소형기지국(1,2...6)이 공존한다.
물론, 이기종 네트워크 환경에서는, 매크로기지국(10)을 비롯한 여러 개의 매크로기지국이 존재하고, 매크로기지국(10)의 셀(C10) 내에 소형기지국(1,2,...6)이 존재하듯이 각 매크로기지국의 셀 내에는 적어도 하나의 소형기지국이 존재할 수 있다.
다만, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 도 1과 같이 하나의 매크로기지국(10)을 언급하고, 매크로기지국(10)의 셀(C10) 내에 존재하는 소형기지국(1,2...6)을 언급하여 설명하도록 한다.
이러한, 이기종 네트워크 환경에서는, 매크로기지국(10)의 매크로셀(C10) 내에 소형기지국(1,2...6)의 소형셀(C1,C2...C6)이 포함되기 때문에, 간섭을 회피하고자 서로 다른 주파수대역, 예컨대 매크로기지국(10)은 f1 주파수대역, 소형기지국(1,2...6)은 f2 주파수대역을 이용하고 있다.
여기서, f1 주파수대역은, 상대적으로 낮은 주파수대역으로 거리 손실이 작아 넓은 커버리지를 형성하는데 유리하기 때문에, 매크로셀에 적합하다.
반면, f2 주파수대역은, 상대적으로 높은 주파수대역으로 거리 손실에 의한 신호 감쇄가 크기 때문에 작은 커버리지를 형성하는 소형셀에 적합하다.
더 나아가, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2...6)은, 두 개 혹은 그 이상의 다중 단위 주파수대역(Component Carrier, CC)을 결합하여 운용함으로써 보다 넓은 대역폭으로 데이터를 전송하여 시스템 쓰루풋(Throughput)을 증가시키는 기술의, 주파수집합(Carrier Aggregation) 기능(이하, CA 기능이라 함)을 갖는다.
즉, 매크로기지국(10)은, CA 기능으로 동작하여, 기본 CC로서의 f1 주파수대역 외에 추가로 하나 이상의 주파수대역(예 : f2,f3...)을 이용할 수 있다. 또한, 소형기지국(1,2...6)은, CA 기능으로 동작하여, 기본 CC로서의 f2 주파수대역 외에 추가로 하나 이상의 주파수대역(예 : f1, f3...)을 이용할 수 있다.
이처럼, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2...6)은, CA 기능으로 동작함으로써 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2...6)이 공존하는 지역의 시스템 쓰루풋 증가를 도모할 수 있다.
헌데, 이기종 네트워크 환경에서는, 매크로기지국 및 소형기지국에서 CA 기능으로 동작한다면, 매크로기지국 및 소형기지국이 서로 동일한 주파수대역을 이용함에 따른 간섭 증가 때문에, 오히려 CA 기능에 따른 시스템 쓰루풋 증가를 기대 만큼 얻을 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명에서는, 전술과 같이 CA 기능을 갖는 매크로기지국 및 소형기지국이 공존하는 이기종 네트워크 환경에서, CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있도록 하는, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 CA 기능의 동작 제어 방안을 제안하고자 한다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 CA 기능의 동작 제어 방안을 실현하는 기지국제어장치를 제안한다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국제어장치에 대해 보다 구체적으로 설명하겠다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기지국제어장치(100)는, 2 이상의 주파수대역을 이용하는 주파수결합 기능 즉 CA 기능을 갖는 다수의 기지국에 대하여, 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인하는 부하확인부(110)와, 상기 확인한 전체 부하에 따라, 상기 다수의 기지국 각각에 대한 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 기지국운용부(120)와, 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국 개수에 따라, 상기 운용 온 상태인 기지국에 대한 주파수결합 기능의 동작모드를 상이하게 결정하는 CA동작모드제어부(130)을 포함한다.
부하확인부(110)는, CA 기능을 갖는 다수의 기지국에 대하여, 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인한다.
여기서, 다수의 기지국은, 매크로기지국, 매크로기지국의 셀 커버리지에 포함되는 셀을 형성하는 적어도 하나의 소형기지국을 포함한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 다수의 기지국으로서, 매크로기지국(10) 및 매크로기지국(10)의 셀(C10) 내에 존재하는 소형기지국(1,2...6)을 언급하여 설명하도록 한다.
이에, 부하확인부(110)는, CA 기능을 갖는 다수의 기지국, 다시 말해 전술의 예로서 언급한 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2,...6)에 대하여, 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인한다.
본 발명의 기지국제어장치(100)는, 다수의 기지국, 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2,...6) 각각에 대한 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어할 수 있다.
이때, 본 발명의 기지국제어장치(100)는, 기본적으로 매크로기지국(10)를 항상 운용 온 상태로 유지하고, 소형기지국(1,2,...6)에 대해서만 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 것이 바람직하다.
따라서, 매크로기지국(10)은 항상 운용 온 상태이고, 매크로셀(C10) 내에 포함되는 각 소형기지국(1,2,...6) 중에서 일부 소형기지국(예 : 1,3,5)는 운용 온 상태, 일부 소형기지국(예 : 2,4,6)은 운용 오프 상태일 수 있다.
만약, 도 1에 도시된 바와 같이, 매크로셀(C10) 내에 포함되는 각 소형기지국(1,2,...6) 중 소형기지국(1,3,5)이 운용 온 상태인 경우라면, 부하확인부(110)는, 다수 기지국 중 운용 온 상태인 기지국, 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,3,5)의 전체 부하를 확인할 수 있다.
여기서, 이기종 네트워크 환경에서 매크로기지국(10)를 비롯한 각 매크로기지국 및 소형기지국(1,2,...6)을 비롯한 각 소형기지국은, 중앙의 기지국관리시스템(미도시)을 통해 연결되어, 각 기지국(매크로기지국, 소형기지국)은 자신의 트래픽량, 접속단말 개수 등과 같은 부하 상황을 다른 기지국과 공유할 수 있다.
그리고, 본 발명의 기지국제어장치(100)는, 전술한 기지국관리시스템(미도시)와 연동하거나, 또는 기지국관리시스템(미도시)에 포함되는 장치일 수 있다.
이에, 부하확인부(110)는, 기지국관리시스템(미도시)을 통해 확인되는 운용 온 상태의 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,3,5)의 부하 상황을 근거로, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2,...6)에 대한 전체 부하를 확인할 수 있다.
여기서, 전체 부하란, 각 기지국(예 : 매크로기지국(10), 소형기지국(1,3,5))의 트래픽 총량 및 접속단말 총 개수 중 적어도 하나에 근거한 부하를 의미할 수 있다.
기지국운용부(120)는, 부하확인부(110)에서 확인한 전체 부하에 따라, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2,...6) 각각에 대한 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면, 기지국운용부(120)는, 기본적으로 매크로기지국(10)에 대해서는 항상 운용 온 상태를 유지하고, 소형기지국(1,2,...6)에 대해서만 부하확인부(110)에서 확인한 전체 부하에 따라 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 기지국운용부(120)는, 부하확인부(110)에서 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 기 설정된 부하임계치 이상 증가한 경우, 운용 오프 상태인 기지국 중에서 적어도 하나의 기지국을 운용 온 시킨다.
한편, 기지국운용부(120)는, 부하확인부(110)에서 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 상기 부하임계치 이상 감소한 경우, 운용 온 상태인 기지국 중에서 적어도 하나의 기지국을 운용 오프 시킨다.
전술과 같이, 매크로셀(C10) 내에 포함되는 각 소형기지국(1,2,...6) 중, 소형기지국(1,3,5)이 운용 온 상태이고 소형기지국(2,4,6)이 운용 오프 상태인 경우를 가정하여 설명하겠다.
이 경우, 기지국운용부(120)는, 부하확인부(110)에서 금번 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 부하임계치(η) 이상으로 증가하였는지, 아니면 부하확인부(110)에서 금번 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 부하임계치(η) 이상으로 감소하였는지 확인한다.
이에, 기지국운용부(120)는, 금번 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 부하임계치(η) 이상 증가한 경우, 운용 오프 상태인 소형기지국(2,4,6) 중에서 적어도 하나의 소형기지국(예 : 2)를 추가로 운용 온 시킬 수 있다.
한편, 기지국운용부(120)는, 금번 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 부하임계치(η) 이상 감소한 경우, 운용 온 상태인 소형기지국(1,3,5) 중에서 적어도 하나의 소형기지국(예 : 3)를 추가로 운용 오프 시킬 수 있다.
이때, 전술의 부하임계치(η)는, 소형기지국 운용 온/오프 트리거(trigger)를 위해 사전에 통계적으로 구해진 값인 것이 바람직하다.
이처럼, 본 발명의 기지국제어장치(100)는, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2...6)이 공존하는 이기종 네트워크 환경에서, 운용 온 상태의 기지국의 전체 부하에 따라 소형기지국(1,2...6)의 운용 온/오프를 유동적으로 제어하여 전체 부하가 증가할수록 많은 수의 소형기지국을 활성화시켜 운용함으로써, 시스템 쓰루풋 증가를 도모할 수 있다.
헌데, 이기종 네트워크 환경에서는, 활성화된 소형기지국의 수가 많아질수록 시스템 쓰루풋이 증가하는 반면 간섭 역시 증가하게 되며, 추가적으로 CA 기능으로 동작한다면 CA 기능을 통해 이용되는 주파수대역에 따라 간섭 상황이 달라지기 때문에, 오히려 CA 기능에 따른 시스템 쓰루풋 증가를 기대 만큼 얻을 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명에서는, 전술과 같이 이기종 네트워크 환경에서 부하(트래픽량, 접속단말 개수)에 따라 소형기지국(1,2...6)의 운용 온/오프를 유동적으로 제어함과 동시에, CA 기능에 따른 최적의 시스템 쓰루풋을 얻고자 한다.
이를 위해, 본 발명의 기지국제어장치(100) 내 CA동작모드제어부(130)는, 다수의 기지국 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2,...6) 중 운용 온 상태인 기지국 개수에 따라, 운용 온 상태인 기지국에 대한 주파수결합 기능 즉 CA 기능의 동작모드를 상이하게 결정한다.
보다 구체적으로, CA동작모드제어부(130)는, 운용 온 상태인 기지국 개수가 많을수록, 간섭이 작게 발생되도록 설정된 CA 기능의 동작모드를 결정할 수 있다.
이때, 운용 온 상태인 기지국 개수는, 운용 온 상태인 소형기지국이 몇 개인지에 따르는 개수일 것이다.
이는, 전술에서 언급한 바와 같이, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2.. .6) 중에서, 매크로기지국(10)은 항상 운용 온 상태이므로 고정적으로 운용 온 상태인 기지국으로서 카운팅될 것이기 때문이다.
따라서, CA동작모드제어부(130)는, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2.. .6) 중 운용 온 상태인 소형기지국 개수에 따라서, 운용 온 상태인 소형기지국 개수가 많을수록, 간섭이 작게 발생되도록 설정된 CA 기능의 동작모드를 결정할 수 있다.
그리고, CA 기능의 동작모드로서, 제1동작모드, 제2동작모드 및 제3동작모드, 이렇게 3개의 동작모드를 예로서 언급하여 설명하겠다.
여기서, 제1동작모드, 제2동작모드 및 제3동작모드 중, 제1동작모드는 다른 동작모드에 비해 간섭이 가장 크게 발생되는 모드이고, 제3동작모드는 다른 동작모드에 비해 간섭이 가장 작게 발생되는 모드이다.
CA동작모드제어부(130)는, 운용 온 상태인 소형기지국(예 : 1,3,5)의 개수가 제1임계개수(μ1) 이하인 경우 CA 기능의 제1동작모드를 결정하여, 운용 온 상태인 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,3,5)으로 하여금 제1동작모드로 CA 기능을 동작하도록 한다.
이때, 제1동작모드는, 운용 온 상태인 기지국 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,3,5)이 적어도 2 이상의 주파수대역을 동일하게 이용하는 모드이다.
한편, CA동작모드제어부(130)는, 운용 온 상태인 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5)의 개수가 제1임계개수(μ1) 및 제2임계개수(μ2, μ1< μ2) 사이인 경우 CA 기능의 제2동작모드를 결정하여, 운용 온 상태인 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5)으로 하여금 제2동작모드로 CA 기능을 동작하도록 한다.
이때, 제2동작모드는, 전술한 제1동작모드에서 동일하게 이용하는 적어도 2 이상의 주파수대역 중 적어도 하나의 주파수대역에 대하여, 매크로기지국(10)이 이용 중단하는 모드이다.
한편, CA동작모드제어부(130)는, 운용 온 상태인 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)의 개수가 제2임계개수(μ2) 이상인 경우 CA 기능의 제3동작모드를 결정하여, 운용 온 상태인 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)으로 하여금 제3동작모드로 CA 기능을 동작하도록 한다.
이때, 제3동작모드는, 제2동작모드에서 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)이 동일하게 이용하는 특정 주파수대역에 대하여, 매크로기지국(10)이 특정 주파수대역의 일부를 이용하고 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)이 상기 일부를 제외한 특정 주파수대역의 나머지를 이용하는 모드이다.
여기서, 제1임계개수(μ1) 및 제2임계개수(μ2)는, CA 기능의 각 동작모드에 따른 시스템 쓰루풋의 통계치를 이용하여 각 동작모드에 대한 스위칭 트리거를 위해 사전에 통계적으로 산출된 값인 것이 바람직하다.
이하에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2...6)가 CA 기능을 통해 두 개의 f1, f2 주파수대역을 이용하여 결합/운용하는 것을 예로서 언급하여, CA 기능의 동작모드를 설명하겠다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1동작모드에서는, 운용 온 상태인 기지국 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,3,5)이 모두, 2 이상의 주파수대역 즉 f1 주파수대역 및 f2 주파수대역을 동일하게 이용하여 CA 기능을 수행한다.
이러한 제1동작모드는, 전체 부하에 따라 상대적으로 적은 개수의 소형기지국이 운용 온 상태 즉 활성화된 상황에 적합한 모드이다. 제1동작모드는, 매크로기지국과 소형기지국이 이용하는 주파수대역에서 서로에게 간섭을 미치는 환경이지만, 활성화된 소형기지국의 개수가 적기 때문에 SINR의 감쇄보다 주파수 재사용에 따른 쓰루풋 증가량이 커 전체적인 시스템 쓰루풋 증가에 도움을 준다.
한편, 제2동작모드에서는, 전술의 제1동작모드에서 동일하게 이용하던 적어도 하나의 주파수대역 예컨대 f2 주파수대역에 대하여 매크로기지국(10) 만이 이용을 중단하는 모드이다.
전술과 같이, 매크로기지국(10)이 두 개의 f1 주파수대역 및 f2 주파수대역 만을 이용하여 CA 기능을 수행하는 경우라면, 제2동작모드에서 매크로기지국(10)은 f2 주파수대역 이용을 중단함으로써 CA 기능을 수행하지 않고 f1 주파수대역을 이용하고, 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5)은 여전히 f1, f2 주파수대역을 이용하여 CA 기능을 수행할 수 있다.
이러한 제2동작모드는, 전체 부하에 따라 적정 개수의 소형기지국이 활성화된 상황에 적합한 모드로서, f1 주파수대역에서는 매크로기지국과 소형기지국 간의 간섭이 존재하지만, f2 주파수대역에서는 매크로기지국과 소형기지국 간의 간섭이 존재하지 않는다.
즉, 제2동작모드는, f2 주파수대역에서 매크로기지국을 운용하지 않음으로써, f2 주파수대역에서 소형기지국들은 상대적으로 높은 SINR 이득을 볼 수 있어, 시스템 쓰루풋 증가에 도움을 준다.
한편, 제3동작모드에서는, 전술의 제2동작모드에서 동일하게 이용하던 특정 주파수대역 예컨대 f1 주파수대역에 대하여, 매크로기지국(10)이 f1 주파수대역의 일부(a)를 이용하고, 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)이 일부(a)를 제외한 f1 주파수대역의 나머지(b)를 이용하는 모드이다.
전술과 같이, 매크로기지국(10)이 두 개의 f1 주파수대역 및 f2 주파수대역 만을 이용하여 CA 기능을 수행하는 경우라면, 제3동작모드에서 매크로기지국(10)은 CA 기능을 수행하지 않고 f1 주파수대역의 일부(a)를 이용하고, 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)은 f1 주파수대역의 나머지(b) 및 f2 주파수대역을 이용하여 CA 기능을 수행할 수 있다.
제3동작모드에서 특징적인 점은, f1 주파수대역을 매크로기지국과 소형기지국이 구분하여 독립적으로 이용한다는 점이다.
이러한 제3동작모드는, 전체 부하에 따라 상대적으로 많은 개수의 소형기지국이 활성화된 상황에 적합한 모드이다. 소형기지국의 개수가 매우 많은 상황에서는 오프로딩 효과에 의해 대다수의 단말이 매크로기지국 보다는 소형기지국에 접속된다. 특히, 단말이 수신신호의 품질에 따라 접속할 기지국을 선택한다면, 매크로기지국에는 매크로셀의 중앙 쪽에 위치하여 기본적으로 매크로기지국의 수신신호 품질이 좋은 소수의 단말이 접속된다. 따라서 f1 주파수대역 중 일부(a)는 전술한 소수의 단말을 위해 할당하고, 그 외 f1 주파수대역의 나머지(b)는 소형기지국의 CA 기능을 위해 할당할 수 있다.
이에, 제3동작모드에서는, 제2동작모드와 마찬가지로, f2 주파수대역에서 매크로기지국과 소형기지국 간의 간섭이 제거되기 때문에, 소형기지국의 SINR 이득에 따른 시스템 쓰루풋의 증가 효과를 볼 수 있다.
이처럼, 본 발명의 기지국제어장치(100)는, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2...6)이 공존하는 이기종 네트워크 환경에서, 전체 부하에 따라 소형기지국의 운용 온/오프를 유동적으로 제어하고, 운용 온 상태인 활성화 소형기지국의 개수에 따라 달라지는 간섭 상황을 고려한 CA 기능의 동작모드로 스위칭 제어하는, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 CA 기능의 동작 제어를 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 기지국제어장치(100)에 의하면, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 CA 기능의 동작 제어를 수행함으로써, 이기종 네트워크 환경에서 CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있도록 하는 효과를 달성한다.
이하에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국제어장치의 동작 방법을 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해 전술한 도 1 내지 도 3의 참조번호를 언급하여 설명하겠다.
본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, CA 기능을 갖는 다수의 기지국에 대하여, 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인한다(S100).
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 다수의 기지국으로서, 매크로기지국(10) 및 매크로기지국(10)의 셀(C10) 내에 존재하는 소형기지국(1,2...6)을 언급하여 설명하도록 한다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, CA 기능을 갖는 다수의 기지국, 다시 말해 전술의 예로서 언급한 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2,...6)에 대하여, 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인한다(S100).
이후, 본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, S100단계에서 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 기 설정된 부하임계치 이상 증가였는지, 즉 부하변화량이 부하임계치(η) 이상인지 판단한다(S110).
이하에서는 설명의 편의를 위해, 매크로셀(C10) 내에 포함되는 각 소형기지국(1,2,...6) 중, 소형기지국(1,3,5)이 운용 온 상태이고 소형기지국(2,4,6)이 운용 오프 상태인 경우를 가정하여 설명하겠다.
본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 부하변화량이 부하임계치(η) 이상인 경우, 운용 오프 상태인 소형기지국(2,4,6) 중에서 적어도 하나의 소형기지국(예 : 2)를 추가로 운용 온 시킬 수 있다(S120).
한편, 본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, S100단계에서 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 기 설정된 부하임계치 이상 감소였는지, 즉 부하변화량이 -부하임계치(η) 이상인지 판단한다(S115).
본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 부하변화량이 -부하임계치(η) 이상인 경우, 운용 온 상태인 소형기지국(1,3,5) 중에서 적어도 하나의 소형기지국(예 : 3)를 추가로 운용 오프 시킬 수 있다(S125).
본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, S120단계 또는 S125단계를 통해서 운용 온된 상태의 소형기지국 개수가 변경되면, 매크로기지국(10) 및 소형기지국(1,2,...6) 중 운용 온 상태인 소형기지국 개수에 따라, 운용 온 상태인 기지국에 대한 주파수결합 기능 즉 CA 기능의 동작모드를 상이하게 결정한다.
이하에서는, CA 기능의 동작모드로서, 제1동작모드, 제2동작모드 및 제3동작모드, 이렇게 3개의 동작모드를 예로서 언급하여 보다 구체적으로 설명하겠다.
본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 운용 온 상태인 소형기지국의 개수가 제1임계개수(μ1) 이하인지 여부를 판단한다(S130).
본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 운용 온 상태인 소형기지국(예 : 1,3,5)의 개수가 제1임계개수(μ1) 이하인 경우(S130 Yes), CA 기능의 제1동작모드를 결정하여, 운용 온 상태인 기지국 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,3,5)으로 하여금 제1동작모드로 CA 기능을 동작하도록 한다(S135).
이에, 도 3을 언급하여 설명하면, 운용 온 상태인 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,3,5)은, 2 이상의 주파수대역 즉 f1 주파수대역 및 f2 주파수대역을 동일하게 이용하여 CA 기능을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 운용 온 상태인 소형기지국의 개수가 제2임계개수(μ2) 이상인지 여부를 판단한다(S140).
본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 운용 온 상태인 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5)의 개수가 제1임계개수(μ1) 및 제2임계개수(μ2, μ1< μ2) 사이인 경우(S140 No), CA 기능의 제2동작모드를 결정하여, 운용 온 상태인 기지국 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5)으로 하여금 제2동작모드로 CA 기능을 동작하도록 한다(S145).
이에, 도 3을 언급하여 설명하면, 운용 온 상태인 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5) 중, 매크로기지국(10)은 f2 주파수대역 이용을 중단함으로써 CA 기능을 수행하지 않고 f1 주파수대역을 이용하고, 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5)은 여전히 f1, f2 주파수대역을 이용하여 CA 기능을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 운용 온 상태인 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)의 개수가 제2임계개수(μ2) 이상인 경우(S140 Yes), CA 기능의 제3동작모드를 결정하여, 운용 온 상태인 기지국 즉 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)으로 하여금 제3동작모드로 CA 기능을 동작하도록 한다(S150).
이에, 도 3을 언급하여 설명하면, 운용 온 상태인 매크로기지국(10) 및 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6) 중, 매크로기지국(10)은 CA 기능을 수행하지 않고 f1 주파수대역의 일부(a)를 이용하고, 소형기지국(예 : 1,2,3,4,5,6)은 f1 주파수대역의 나머지(b) 및 f2 주파수대역을 이용하여 CA 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치(100)의 동작 방법은, 전술한 S100 내지 S150단계를 통한 기지국 관리기능이 오프(Off)되지 않는 한(S160 No), 전술한 S100 내지 S150단계를 통한 기지국 관리기능을 지속적으로 수행할 것이다(①).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 기지국제어장치의 동작에 따르면, 이기종 네트워크 환경에 적합한 기지국 운용 및 CA 기능의 동작 제어를 수행함으로써, 이기종 네트워크 환경에서 CA 기능을 통해 최적의 시스템 쓰루풋을 얻을 수 있도록 하는 효과를 달성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국제어장치의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

Claims (9)

  1. 2 이상의 주파수대역을 이용하는 주파수결합(Carrier Aggregation, CA) 기능을 갖는 다수의 기지국에 대하여, 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인하는 부하확인부;
    상기 확인한 전체 부하에 따라, 상기 다수의 기지국 각각에 대한 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 기지국운용부; 및
    상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국 개수에 따라, 상기 운용 온 상태인 기지국에 대한 주파수결합 기능의 동작모드를 상이하게 결정하는 CA동작모드제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 기지국은, 매크로기지국, 상기 매크로기지국의 셀 커버리지에 포함되는 셀을 형성하는 적어도 하나의 소형기지국을 포함하며,
    상기 기지국운용부는,
    상기 다수의 기지국 중 상기 적어도 하나의 소형기지국 각각에 대해서만 운용 온 또는 오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CA동작모드제어부는,
    상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 많을수록, 간섭이 작게 발생되도록 설정된 주파수결합 기능의 동작모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 CA동작모드제어부는,
    상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 제1임계개수 이하인 경우 상기 주파수결합 기능의 제1동작모드를 결정하고,
    상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 상기 제1임계개수 및 상기 제1임계개수 보다 많은 제2임계개수 사이인 경우 상기 주파수결합 기능의 제2동작모드를 결정하고,
    상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 상기 제2임계개수 이상인 경우 상기 주파수결합 기능의 제3동작모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 운용 온 상태인 기지국은, 매크로기지국, 상기 매크로기지국의 셀 커버리지에 포함되는 셀을 형성하는 적어도 하나의 소형기지국을 포함하며,
    상기 제1동작모드는, 상기 매크로기지국 및 상기 적어도 하나의 소형기지국이 적어도 2 이상의 주파수대역을 동일하게 이용하는 모드,
    상기 제2동작모드는, 상기 제1동작모드에서 동일하게 이용하는 상기 적어도 2 이상의 주파수대역 중 적어도 하나의 주파수대역에 대하여, 상기 매크로기지국이 이용 중단하는 모드,
    상기 제3동작모드는, 상기 제2동작모드에서 상기 매크로기지국 및 상기 적어도 하나의 소형기지국이 동일하게 이용하는 특정 주파수대역에 대하여, 상기 매크로기지국이 상기 특정 주파수대역의 일부를 이용하고 상기 적어도 하나의 소형기지국이 상기 일부를 제외한 상기 특정 주파수대역의 나머지를 이용하는 모드인 것을 특징으로 하는 기지국제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국운용부는,
    상기 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 기 설정된 부하임계치 이상 증가한 경우, 운용 오프 상태인 기지국 중에서 적어도 하나의 기지국을 운용 온 시키고,
    상기 확인한 전체 부하가 직전의 확인된 전체 부하 보다 상기 부하임계치 이상 감소한 경우, 운용 온 상태인 기지국 중에서 적어도 하나의 기지국을 운용 오프 시키는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치.
  7. 2 이상의 주파수대역을 이용하는 주파수결합 기능을 갖는 다수의 기지국에 대하여, 상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국의 전체 부하를 확인하는 부하확인단계;
    상기 확인한 전체 부하에 따라, 상기 다수의 기지국 각각에 대한 운용 온(On) 또는 오프(Off)를 제어하는 기지국운용단계; 및
    상기 다수의 기지국 중 운용 온 상태인 기지국 개수에 따라, 상기 운용 온 상태인 기지국에 대한 주파수결합 기능의 동작모드를 상이하게 결정하는 CA동작모드제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치의 동작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 CA동작모드제어단계는,
    상기 운용 온 상태인 기지국 개수가 많을수록, 간섭이 작게 발생되도록 설정된 주파수결합 기능의 동작모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치의 동작 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기지국운용단계는,
    상기 다수의 기지국에 포함되는 적어도 하나의 소형기지국 각각에 대해서만 운용 온 또는 오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국제어장치의 동작 방법.
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