KR101612470B1 - 적응형 멀티 캐리어 셀 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 라디오 유닛을 포함하는 라디오 유닛 그룹이 하나의 디지털 유닛과 연동하며, 상기 복수의 라디오 유닛에 포함되어 있는 멀티 캐리어 셀 관리 장치가 멀티 캐리어 셀을 관리하기 위하여 멀티 캐리어 기능을 제공하는 단말이 진입한 기본 캐리어 셀에 부하 조절이 필요한지 판단한다. 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한 것으로 판단하면, 단말이 서비스 제공을 위해 사용할 수 있는 또 다른 주파수로 서비스를 제공하며 라디오 유닛이 포함되어 있는 동일한 라디오 유닛 그룹에 있는 제1 라디오 유닛에 의한 제1 캐리어 셀이 활성화 상태가 되도록 제어하고, 활성화된 제1 캐리어 셀을 통해 상기 단말로 서비스를 제공한다.

Description

적응형 멀티 캐리어 셀 관리 장치 및 방법{Apparatus and method for adaptive multi-carrier cell management}
본 발명은 적응형 멀티 캐리어 셀 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
LTE(Long Term Evolution)의 차세대 표준인 광대역 LTE(Long Term Evolution-Advanced)에서는 CA(주파수 집성: Carrier Aggregation)와 MC(멀티 캐리어: Multi Carrier) 기능을 지원하기 위하여, 다중 컴포넌트 캐리어(multiple component carrier)를 사용한다. 이에 따라 기지국(RRU: Remote Radio Unit)의 수의 증가가 예상되는데, 기지국 수의 증가는 소모 전력의 계속적인 상승을 야기한다.
또한, 심화되는 속도 및 서비스 경쟁에 의해 최대 5 CC(요소 반송파, Component Carrier)까지 서비스가 지원되는 것이 예상되는 대도시의 경우, 운영비용(OPEX: Operating Expenditure)의 큰 증가가 예상된다.
따라서, 운영비용의 감소 및 소모 전력의 감소를 통해 전력 극성수기의 전원 수급 안정화를 통해, 시스템의 안정성을 확보할 뿐만 아니라 환경 보호를 위한 녹색 기술(green technology) 개발을 위해, 무선 부하 및 단말 역량에 따른 적응적인 멀티 캐리어 전력 관리 시스템의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 기지국의 부하 및 단말의 지원 주파수 대역 그리고 주파수 집성 역량에 따라 멀티 캐리어 셀의 상태를 관리할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 복수의 라디오 유닛을 포함하는 라디오 유닛 그룹이 디지털 유닛과 연동하며, 상기 복수의 라디오 유닛에 포함되어 있는 멀티 캐리어 셀 관리 장치가 멀티 캐리어 셀을 관리하는 방법은,
멀티 캐리어 기능을 제공하는 단말이 상기 복수의 라디오 유닛 중 어느 하나의 라디오 유닛에 의해 형성된 기본 캐리어 셀에 진입하면, 상기 기본 캐리어 셀의 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계; 상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한 것으로 판단하면, 상기 단말의 멀티 캐리어 기능에 따라, 상기 기본 캐리어 셀에서의 주파수와 상이한 다른 주파수로 서비스를 제공하되 상기 기본 캐리어 셀을 형성하는 라디오 유닛이 속한 라디오 유닛 그룹에 포함되어 있는 제1 라디오 유닛에 의해 형성된 제1 캐리어 셀이 활성화 상태가 되도록 제어하는 단계; 및 상기 활성화된 제1 캐리어 셀을 통해 상기 단말로 서비스를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계는, 상기 기본 캐리어 셀에서 사용되고 있는 PRB(Physical Resource Block) 사용량이 미리 설정한 PRB 임계값 보다 큰지 확인하는 단계; 상기 기본 캐리어 셀에서 네트워크에 연결되어 있는 단말의 수가 미리 설정한 단말수 임계값 보다 큰지 확인하는 단계; 및 상기 PRB 사용량이 상기 PRB 임계값보다 크거나, 상기 단말의 수가 상기 단말수 임계값 보다 크면, 상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계는, 상기 PRB 사용량이 미리 설정한 두 개의 PRB 임계값 사이에 있으며, 상기 단말의 수가 미리 설정한 두 개의 단말수 임계값 사이에 있으며, 상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단말로 서비스를 제공하는 단계 이후에, 상기 제1 캐리어 셀에 접속한 단말이 존재하는지 확인하는 단계; 및 상기 제1 캐리어 셀에 접속한 단말이 없는 경우, 상기 기본 캐리어 셀만 활성화 상태를 유지하도록 하고, 상기 제1 캐리어 셀의 상태를 활성화 상태에서 비활성화 상태가 되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 라디오 유닛 중 상기 기본 캐리어 셀의 상태만 활성화 상태이고, 상기 기본 캐리어 셀을 형성하는 라디오 유닛 이외에 라디오 유닛 그룹에 속한 라디오 유닛에 의해 형성되는 캐리어 셀은 비활성화 상태를 유지하며, 상기 복수의 라디오 유닛이 단말에 서비스를 제공하기 위해 사용하는 주파수 대역은 서로 상이할 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 복수의 라디오 유닛을 포함하는 라디오 유닛 그룹이 하나의 디지털 유닛과 연동하며, 상기 복수의 라디오 유닛에 포함되어 있는 멀티 캐리어 셀 관리 장치가 멀티 캐리어 셀을 관리하는 방법은,
상기 복수의 라디오 유닛 중 어느 하나의 라디오 유닛에 의해 형성된 기본 캐리어 셀에 진입한 단말이 주파수 집성 기능을 제공하는지 확인하는 단계;
상기 단말이 주파수 집성 기능을 제공하면, 상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계; 부하 조절이 필요한 것으로 판단하면, 주파수 집성이 필요한지 확인하는 단계; 및 주파수 집성이 필요한 것으로 확인하면, 상기 기본 캐리어 셀과 부하 조절을 위해 활성화된 제1 캐리어 셀을 통해 상기 단말로 서비스를 제공하는 단계를 포함한다.
상기 주파수 집성이 필요한지 확인하는 단계는, 상기 주파수 집성이 필요한 것으로 확인하면, 상기 단말이 주파수 집성 서비스를 제공할 수 있는 컴포넌트 캐리어 수를 확인하는 단계; 및 상기 단말이 서비스 제공을 위해 사용할 수 있는 상기 기본 캐리어 셀에서 사용되는 주파수와 상이한 또 다른 주파수로 서비스를 제공하되, 상기 라디오 유닛이 속한 라디오 유닛 그룹에 포함되어 있는 적어도 하나 이상의 라디오 유닛들에 의해 각각 형성되는 적어도 하나 이상의 캐리어 셀이 활성화 상태가 되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 서비스를 제공하는 단계 이후에, 상기 주파수 집성이 지속적으로 필요한지 판단하는 단계; 상기 주파수 집성이 필요하지 않은 것으로 판단하면, 주파수 집성을 중단하고 집성 서비스 휴지 시간을 모니터링하기 위한 타이머를 구동하는 단계; 상기 타이머의 구동이 완료되었는지 확인하는 단계; 및 상기 타이머의 구동이 완료되었으면, 상기 단말에 서비스를 제공하던 기본 서빙 셀과 기본 캐리어 셀을 제외한 나머지 셀의 상태를 비활성화 상태로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 복수의 라디오 유닛을 포함하는 라디오 유닛 그룹이 하나의 디지털 유닛과 연동하며, 상기 복수의 라디오 유닛에 포함되어 있는 멀티 캐리어 셀 관리 장치는,
라디오 유닛에 의해 형성된 서비스 제공을 위한 셀 영역 내에 위치한 하나 이상의 단말 정보를 관리하는 단말 관리부; 및 상기 라디오 유닛에 의해 형성된 기본 캐리어 셀 상태를 관리하고, 상기 기본 캐리어 셀의 부하 조절 여부를 결정하며, 상기 단말 관리부로부터 전달받은 단말 정보를 토대로 단말로 멀티 캐리어 기능 또는 주파수 집성 기능 중 어느 하나의 기능을 통해 서비스를 제공할지 여부를 확인하는 무선 네트워크 관리부를 포함한다.
상기 무선 네트워크 관리부는, 주파수 집성 기능이 활성화 상태에서 비활성화 상태로 변경되면, 미리 설정한 시간만큼 타이머를 구동할 수 있다.
본 발명에 따르면 단말의 역량에 따라 복수의 셀들을 대상으로 다중 캐리어 전력 관리 기능을 제공할 수 있으며, 활성화된 FA의 부하 상태에 따라 복수의 셀들을 대상으로 다중 캐리어 전력 관리 기능을 제공할 수 있다.
또한, 단말에 이동 발생 시에도 복수의 셀들을 대상으로 다중 캐리어 전력 관리 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 멀티 캐리어 셀 관리를 위한 환경을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 셀 관리 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 상태 변경에 대한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 상태 변경에 대한 예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 적응형 멀티 캐리어의 셀을 관리하는 장치 및 방법에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적응형 멀티 캐리어 셀 관리를 위한 환경을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 디지털 유닛(DU: Digital Unit)(10)에는 복수의 라디오 유닛(RU: Radio Unit) 그룹(20, 30, 40)들이 연결되어 있다. 그리고 하나의 라디오 유닛 그룹(20)은 복수의 라디오 유닛(20-1, 20-2, 20-3)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 복수의 라디오 유닛(20-1, 20-2, 20-3) 각각이 서비스를 위해 생성하는 셀 영역을 '캐리어 셀(CC: Carrier Cell)'이라 지칭한다. 각각의 라디오 유닛(20-1, 20-2, 20-3)이 단말에 서비스를 제공하기 위하여 사용하는 주파수 대역은 상이하다.
본 발명의 실시예에서는 하나의 라디오 유닛 그룹(20)에 세 개의 라디오 유닛, 즉 캐리어 셀(20-1, 20-2, 20-3)이 포함되는 것을 예로 하여 설명하나 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 그리고 세 개의 라디오 유닛(20-1, 20-2, 20-3) 중 첫 번째 라디오 유닛(20-1)이 사용하는 주파수 대역은 1.8GHz, 두 번째 라디오 유닛(20-2)이 사용하는 주파수 대역은 900MHz, 세 번째 라디오 유닛(20-3)이 사용하는 주파수 대역은 2.1GHz인 것을 예로 하여 설명하며, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 세 개의 라디오 유닛(20-1, 20-2, 20-3) 중 첫 번째 라디오 유닛(20-1)이 형성하는 셀 내에서는 기본 주파수를 통해 단말에 서비스를 제공하는 것을 예로 하여 설명한다. 이를 위해 첫 번째 라디오 유닛(20-1)이 생성하는 셀을 기본 캐리어 셀이라 지칭한다.
디지털 유닛(10)에는 단말이 임의의 라디오 유닛(20, 30, 40)에서 서비스를 사용자에게 제공하던 중에, 해당 라디오 유닛의 서비스 영역에 부하가 발생하는 등의 여러 이유로 라디오 유닛의 변경이 필요한지 여부를 판단하는 셀 관리 장치(도면, 미도시)가 포함되어 있다.
여기서 다양한 셀 상태나 단말 상태 정보를 갱신하면서 단말에 서비스를 제공하는 라디오 유닛(20, 30, 40)의 변경 여부를 결정하고, 변경을 결정하면 어떠한 라디오 유닛으로 변경할지 여부를 판단하는 셀 관리 장치(100)의 구조에 대해 도 2를 참조로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 셀 관리 장치의 구조도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 셀 관리 장치(100)는 무선 리소스 관리부, 기저대역 모듈(130), 사용자/제어 평면 제어부(140), 장치 관리부(150), 노드 관리부(160), 무선 액세스부(170) 및 네트워크 인터페이스 관리부(180)를 포함한다. 그리고 무선 리소스 관리부는 단말 관리부(110) 및 무선 네트워크 관리부(120)를 포함한다.
무선 리소스 관리부의 단말 관리부(110)는 서비스 영역에 위치한 하나 이상의 단말들 각각에 대한 단말 정보를 관리한다. 여기서 단말 정보는 단말의 식별 정보, 주파수 집성 또는 멀티 캐리어의 기능을 제공할 수 있는지 여부에 대한 기능 정보, 네트워크 연결 여부 정보 등을 포함한다. 단말 정보는 단말로부터 직접 수신하거나, 단말의 위치 정보를 관리하는 다른 구성 요소(도면 미도시)들로부터 수신하며, 이에 대한 사항은 이미 알려진 것으로 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
무선 네트워크 관리부(120)는 라디오 유닛(20, 30, 40)들에 의해 형성된 단말에 서비스를 제공하는 영역인 기본 캐리어 셀의 상태를 관리한다. 여기서 셀의 상태는 셀이 활성화 또는 비활성화 되어 있는지 여부를 확인하고, 비활성화인 셀의 활성화가 필요한지 여부를 확인한다. 또한 셀 별로 서비스를 제공받고 있는 단말의 수를 파악하며, 상향 링크/하향 링크의 PRB(Physical Resource Block) 사용량에 대한 정보도 관리한다. 이에 대해서는 이후 상세히 설명한다.
또한, 무선 네트워크 관리부(120)는 기본 캐리어 셀 이외의 셀 상태가 언락(unlocked) 상태를 유지하도록 제어한다. 그리고 언락 상태에 있는 캐리어 셀 중 부하 조절의 필요에 의해 락(locked) 상태로 상태 변환이 필요한 경우가 발생하면, 해당 셀을 형성하는 라디오 유닛으로 셀의 활성화를 요청한다. 그리고 셀이 활성화 상태에서 비활성화 상태로 변환되면, 미리 설정한 시간만큼 타이머를 구동한다. 여기서 타이머는 무선 네트워크 관리부(120) 내부에 포함될 수도 있고, 별도로 구현될 수도 있다.
또한, 무선 네트워크 관리부(120)는 타이머 구동이 완료되었는지 여부를 확인한다. 그리고 무선 네트워크 관리부(120)는 주파수 집성 기능을 제공하는 단말이 셀 영역에 진입하는 경우, 부하 조절을 위한 주파수 집성이 필요한지 여부도 확인한다. 이에 대해서는 이후 설명한다.
기저대역 모듈(130)은 상향 링크/하향 링크의 기저대역 신호를 프로세싱한다.
사용자/제어 평면 제어부(140)는 사용자 평면과 제어 평면을 제어한다.
장치 관리부(150)는 무선 자원을 감시하여 장애 여부를 감시하고 관리하며, 셀 관리 장치(100)의 구성을 관리하기도 한다. 또한, 셀 관리 장치(100)의 성능을 관리한다.
노드 관리부(160)는 기지국의 하드웨어와 하드웨어 자원을 관리한다.
무선 액세스부(170)는 단말의 무선 액세스를 담당한다.
네트워크 인터페이스 관리부(180)는 네트워크 노드 간 인터페이스를 제어한다.
여기서 기저대역 모듈(130), 사용자/제어 평면 제어부(140), 장치 관리부(150), 노드 관리부(160), 무선 액세스부(170) 및 네트워크 인터페이스 관리부(180)의 각각의 기능과, 각 구성 요소들 사이의 연결 관계는 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
이러한 셀 관리 장치(100)를 이용하여 적응형 멀티 캐리어의 셀을 관리하는 방법에 대해 도 3 및 도 4를 참조로 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 단말이 멀티 캐리어 기능을 제공하는 단말인지 아니면 집성 기능을 제공하는 단말인지에 따라 제1 실시예와 제2 실시예로 구분하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 관리 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 단말이 주파수 집성 기능을 제공하지 않는 단말인 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 셀 관리 장치(100)의 무선 네트워크 관리부(120)는 단말이 새로 셀 영역으로 진입하여 네트워크에 접속을 시도하려고 한다고 가정한다. 그러면, 단말이 접속한 셀의 상태를 확인한 후에 부하 분산이 필요한지 판단한다(S100).
여기서 단말이 접속한 셀은 기본 주파수를 통해 서비스를 제공하는 영역으로, 해당 셀 영역을 '기본 캐리어 셀'이라고 지칭하며, 기본 캐리어 셀은 항상 언락(unlocked) 상태를 유지한다. 그리고 무선 네트워크 관리부(120)가 부하 조절이 필요한지 판단하는 기준으로는, 단말이 접속한 기본 캐리어 셀을 통해 서비스를 제공받고 있는 단말의 총 수 또는 기본 캐리어 셀의 부하 상태 정보 등의 여러 정보를 이용하여 판단할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 정보로 한정하여 설명하지 않는다.
만약 무선 네트워크 관리부(120)가 단말이 접속한 기본 캐리어 셀에 부하 조절이 필요하지 않은 것으로 판단하면, 단말은 접속한 기본 캐리어 셀에서 사용자에게 기본 주파수로 서비스를 제공한다.
그러나, 기본 캐리어 셀에 미리 설정한 수치를 초과하는 단말들이 네트워크에 접속해 있거나, 기본 캐리어 셀에 과부하가 발생하여 부하 분산이 필요한 것으로 판단하면, 무선 네트워크 관리부(120)는 기본 캐리어 셀이 속한 라디오 그룹 유닛 내에 또 다른 라디오 유닛 중 운용자가 각 주파수 별로 할당한 우선 순위 중 가장 높은 우선 순위의 캐리어를 지원하는 셀을 활성화하도록 제어한다(S110).
그리고 활성화 된 셀 또는 비활성화 상태에 있는 셀의 상태가 지속적으로 유지되도록 한다(S120). S110 단계에서 우선 순위가 높은 캐리어를 제1 캐리어라 지칭하며, 제1 캐리어 셀은 기본 캐리어 셀이 속한 라디오 그룹 유닛 내 복수의 라디오 유닛들 중, 단말이 통신 서비스를 사용자에게 제공할 수 있는 기본 주파수 이외의 주파수(이하, 설명의 편의를 위하여 '제1 주파수'라 지칭함)를 지원하는 라디오 유닛에 의해 형성되는 캐리어 셀을 의미한다.
그리고 제1 캐리어 셀에 연결된 단말이 있는지 여부를 지속적으로 확인한다(S120). 여기서 연결된 단말이라 함은, 단말이 셀 캠핑 온(cell camping on)을 완료하고 위치 등록이 필요한 경우 위치 등록을 시도한 뒤에는 아이들(idle) 상태를 유지한다. 그리고 서비스 요청이 발생하면 아이들 상태에서 연결(connected) 상태로 상태가 변경된다. 셀에 연결된 단말의 수가 0개 이상인지를 판단하는 S120 단계는 위치 등록을 완료한 뒤 서비스 요청이 발생하여 셀에 연결된 상태의 단말이 있는지 여부를 확인하는 것이다.
S110 단계에서 활성화 된 제1 캐리어 셀이 계속해서 단말들에 서비스를 제공하는 경우, 제1 캐리어 셀의 상태가 계속 활성화 된 상태가 되도록 유지한다. 그러나 S120 단계에서 제1 캐리어 셀에 연결 된 단말이 하나도 없는 경우 해당 셀을 계속 활성화 상태로 유지하는 것은 무의미 하므로 제1 캐리어 셀의 상태가 비활성화 상태가 되도록 제어한다(S140).
무선 네트워크 관리부(120)는 새로운 단말이 셀에 진입할 때까지 또는 셀에 진입해 있는 또 다른 단말이 새로운 네트워크 연결이 필요할 경우와 등의 상황이 발생할 때까지, 기본 캐리어 셀 및 활성화된 다른 캐리어 셀의 부하 조절 여부를 지속적으로 판단한다.
단말이 기지국 접속을 요구할 때 해당 단말에 의해 부하 분산 요구가 발생하는 경우, S100 단계에서 해당 단말의 정보와 셀 정보를 토대로 비 활성화 된 캐리어 중 가장 높은 우선 순위의 캐리어 셀을 활성화 시키고 해당 캐리어 셀로 부하 분산을 수행한다. 부하 분산은 단말의 주파수간 품질 측정(Inter-frequency measurement) 수행 및 품질 조건을 만족하는 이벤트의 보고를 통한 일반적인 주파수 간 부하 분산(load balancing) 방법을 따른다.
도 3의 경우에 대해 예를 들어 추가로 설명하면, 멀티 캐리어 기능만을 제공하고 주파수 집성 기능은 제공하지 않는 단말이 기본 캐리어 셀에 진입하는 경우, 무선 네트워크 관리부(120)는 기본 캐리어 셀의 상태를 토대로 부하 조절이 필요한지 여부를 확인한다. 여기서 부하 조절 필요 여부를 결정하기 위하여, 무선 네트워크 관리부(120)는 기본 캐리어 셀의 상향 링크 또는 하향 링크의 PRB 사용량이 미리 설정한 임계 값(이하, 'PRB 임계값'이라 지칭함)보다 큰지 여부 또는 기본 캐리어 셀에서 네트워크에 연결되어 있는 단말의 수가 미리 설정한 임계 수치(이하, '단말수 임계값'이라 지칭함)보다 큰지 여부를 확인한다.
만약 기본 캐리어 셀에서 사용되고 있는 PRB 사용량이 PRB 임계 값 보다 클 경우 또는 네트워크에 연결되어 있는 단말의 수가 단말수 임계값보다 클 경우, 무선 네트워크 관리부(120)는 부하 분산이 필요한 것으로 결정한다. 그러면, 무선 네트워크 관리부(120)는 단말이 지원하는 멀티 캐리어 기능에 따라 복수의 컴포넌트 캐리어 중 가장 우선 순위가 높은 컴포넌트 캐리어의 셀 상태를 락 상태에서 언락으로 변경하도록 셀을 형성하는 라디오 유닛으로 요청한다. 그리고, 해당 단말로 언락 된 캐리어 셀에 대한 인터 주파수 측정(Inter-frequency measurement)을 수행하도록 하고, 단말로부터 전송되는 인터 주파수 측정 결과에 따라 언락된 캐리어 셀로 핸드오버를 통한 부하 분산을 수행한다.
이 외에도 네트워크에 연결되어 있는 단말의 수가 미리 설정한 두 개의 임계 수치 사이에 있으며, PRB 사용량 역시 미리 설정한 두 개의 임계 값 사이에 있을 경우, 무선 네트워크 관리부(120)는 부하 분산이 필요한 것으로 결정한다.
무선 네트워크 관리부(120)가 부하 분산이 필요한 것으로 결정하는 정보는 상기에서 언급한 세 가지 경우 이외에도 발생할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 경우로 한정하여 설명하지 않는다.
한편, 단말이 멀티 캐리어의 기능뿐만 아니라 주파수 집성 기능도 제공하는 단말인 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 셀 관리를 수행한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 무선 네트워크 관리부(120)는 단말 관리부(110)에 저장된 정보를 토대로 기본 캐리어 셀에 새로 진입한 단말이 주파수 집성 기능을 제공하는 단말인지 여부를 확인한다.
주파수 집성 기능을 제공하는 단말인 것으로 확인되면, 무선 네트워크 관리부(120)는 단말이 진입한 기본 주파수 셀에 부하 조절이 필요한지 여부를 확인한다(S200).
예를 들어, 기본 캐리어 셀의 PRB 사용량이 PRB 임계 값 보다 클 경우 또는 네트워크에 연결되어 있는 단말의 수가 미리 설정한 단말수 임계값보다 클 경우, 무선 네트워크 관리부(120)는 부하 조절에 의한 부하 분산이 필요한 것으로 결정한다. 부하 조절이 필요한 것으로 확인하면, 무선 네트워크 관리부(120)는 단말이 지원하는 컴포넌트 캐리어 중 가장 우선 순위가 높은 컴포넌트 캐리어의 셀 상태를 락 상태에서 언락으로 변경하도록 제어한다(S202).
S202 단계는 상기 도 3에서 멀티 캐리어 단말의 부하 분산을 수행하는 것과 동일한 방법으로 해당 단말을 언락 된 셀로 이동시킨다. 만약 부하 조절이 필요하지 않은 경우에는, 해당 단말은 기본 캐리어 셀에 접속하도록 하고(S201), 해당 단말이 요구하는 데이터율(data rate)을 모니터링하면서 주파수 집성이 필요한지 여부를 계속 모니터링한다.
그리고 나서, 무선 네트워크 관리부(120)는 기본 주파수 캐리어와 상태가 단말이 지원 가능한 컴포넌트 캐리어들 사이에 주파수 집성이 필요한지 여부를 확인한다(S203). 여기서 주파수 집성이 필요한지 여부는, 해당 단말의 상향 링크/하향 링크 버퍼에 버퍼링되어 있는 데이터 양이 주파수 집성을 활성화하기 위해 미리 설정한 임계값 이상인 경우 등을 예로 할 수 있다. 주파수 집성이 필요한지 여부를 결정하는 사항들은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 어느 한가지로 한정하여 설명하지 않는다.
만약 무선 네트워크 관리부(120)가 컴포넌트 캐리어 사이에 주파수 집성이 필요한 것으로 판단하면, 무선 네트워크 관리부(120)는 단말의 능력에 따라 언락되지 않은 캐리어 셀이 있는 경우 이 셀들도 언락을 수행하며, 언락된 모든 캐리어 셀을 통해 단말로 주파수 집성 서비스(CA)를 제공한다(S205).
예를 들어, 임의의 단말이 3개의 컴포넌트 캐리어를 대상으로 주파수 집성을 수행할 수 있다고 가정한다. 그러면 초기에 단말의 호 접속 단계에서는 기존 주파수 셀에만 접속하도록 하거나, 부하 분산이 필요한 경우 제1 캐리어 셀로 접속되도록 한다(기본 캐리어+제1 캐리어 언락 상태). 단말이 데이터의 송수신을 시작하여 주파수 집성이 필요한 경우, 3개의 캐리어를 모두 사용해야 하기 때문에, 기본 캐리어, 제1 캐리어 및 제2 캐리어 셀까지 모두 언락 상태가 되도록 하여 서비스를 제공한다.
S205 단계 이후에, 무선 네트워크 관리부(120)는 주파수 집성을 통해 단말에 서비스를 제공하는 주파수 집성이 필요하지 않아 비활성화 상태가 되도 좋은지 판단한다(S206). 만약 S206 단계에서 주파수 집성이 더 이상 필요하지 않은 것으로 판단되면, 무선 네트워크 관리부(120)는 주파수 집성을 중단하고 집성 서비스 휴지(pause) 시간을 모니터링하는 타이머를 구동한다(S207).
그리고 무선 네트워크 관리부(120)는 S207 단계에서 구동한 타이머가 만료되었는지 확인한다(S208). 만약 타이머가 만료된 뒤에도 여전히 주파수 집성 서비스를 활성화 시킬 필요가 없는 경우, 언락 된 캐리어 셀 중 기본 서빙 셀(PCell)에 해당하는 캐리어 셀 및 기본 캐리어 셀을 제외한 나머지 셀들의 상태를 락 상태로 변경한다(S209). 그러나, 비활성화 조건을 만족하지 않고 다시 활성화가 필요한 것으로 판단되면, S205 단계 이후의 절차를 지속적으로 수행한다.
이상에서 설명한 방법을 통해 하나의 라디오 유닛 그룹에 세 개의 라디오 유닛, 즉, 세 개의 컴포넌트 캐리어 셀이 존재하는 환경에서, 멀티 캐리어 기능을 제공하는 단말을 위해 셀의 상태를 변경하는 예에 대해 도 5를 참조로 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 셀 상태 변경에 대한 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 FA로 표시한 셀이 기본 주파수 셀에 해당하며, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 셀에 진입한 단말이 없는 경우에 무선 네트워크 관리부(120)가 인식하는 기본 주파수 셀의 정보는 표와 같다.
그리고, 멀티 캐리어 기능을 제공하는 단말과 기본 주파수 셀에서만 통신 서비스를 제공할 수 있는 단말이 모두 셀 내에 진입한다고 가정한다. 그러면 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 무선 네트워크 관리부(120)는 셀 내에 위치한 단말의 수와, 두 단말에 의해 발생되는 PRB 사용량, 그리고 각각의 단말에서 제공하는 기능에 따라 기본 주파수 셀을 통해서만 서비스를 제공하는지 멀티 캐리어 기능을 통해서도 서비스를 제공할 수 있는지 여부를 확인할 수 있다.
도 5의 (b)에서는 PRB 사용량이 90이고, 만약 미리 설정한 임계값이 80이라고 가정한다면, PRB의 현재 사용량이 임계값 보다 많이 때문에, 제2 FA로 표시한 컴포넌트 캐리어 셀의 상태를 락 상태에서 언락 상태로 변경하도록 한다. 그리고 멀티미디어 캐리어 기능을 제공하는 단말은 제2 FA로 표시된 컴포넌트 캐리어 셀을 통해 서비스를 제공받도록 한다.
멀티미디어 캐리어 기능을 제공하는 단말이 제2 FA로 표시된 제1 캐리어 셀로을 이탈하거나 아이들 상태로 천이하여 제1 캐리어 셀에 접속된 단말이 없는 경우, 다시 도 5의 (c)와 같이 무선 네트워크 관리부(120)는 제2 FA로 표시된 컴포넌트 캐리어 셀의 상태를 다시 락 상태로 변경하도록 하여, 단말이 컴포넌트 캐리어 셀을 통해 서비스를 이용하지 않도록 한다.
한편 주파수 집성 기능을 제공하는 단말이 셀 내에 진입하는 경우의 셀 상태 변경에 대해 도 6을 참조로 예를 들어 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 셀 상태 변경에 대한 예시도이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 셀 내부에 단말이 진입하지 않은 상태에서, (b)에 나타낸 바와 같이 두 개의 단말이 진입하였다고 가정한다. 이때, 하나의 단말은 기본 주파수를 통해서만 서비스를 제공할 수 있는 단말이고, 다른 단말은 주파수 집성 기능을 제공하는 단말이라 가정한다.
두 단말의 초기 접속 시에는 주파수 집성이 가능한 단말의 경우도 주파수 집성 서비스를 바로 활성화 시킬 필요는 없으며, 해당 셀의 PRB 사용량이 80인 경우 부하 분산을 시도할 필요가 없기 때문에 기본 주파수 셀을 통해서 접속이 이루어 질 수 있다. 그 이후 주파수 집성 서비스가 가능한 단말이 주파수 집성 활성화 조건을 만족하는 경우, 도 6의 예시에서는 단말의 순방향 버퍼에 있는 데이터 양이 단말의 현 무선 상태에서(SINR에 의해 표시 가능) 전송 가능한 TB(Transport Block) 크기로 특정 TTI(Transmission Time Interval, LTE TTI=1ms) 동안 전송해도 전송하지 못할 정도의 양을 초과하는 경우, 무선 네트워크 관리부(120)는 제1 캐리어 셀의 상태를 언락으로 변경하고 주파수 집성 서비스를 시작하게 된다.
버퍼에 버퍼링된 데이터가 없거나 해당 단말이 셀을 이탈하는 경우, 무선 네트워크 관리부(120)는 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이 제2 FA의 셀 상태를 변경하여, 무의미한 전력 사용을 방지한다.
도 6에서는 주파수 집성 기능을 통해 두 개의 셀을 통해 단말이 데이터를 송수신하도록 하는 것을 나타내었으나, 제3 FA라 나타낸 셀까지 모두 이용하여 데이터를 송수신할 수도 있으며, 최대 제5 FA까지 주파수 집성 서비스가 가능하다. 그 예에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (12)

  1. 복수의 라디오 유닛을 포함하는 라디오 유닛 그룹이 디지털 유닛과 연동하며, 상기 복수의 라디오 유닛에 포함되어 있는 멀티 캐리어 셀 관리 장치가 멀티 캐리어 셀을 관리하는 방법에 있어서,
    멀티 캐리어 기능을 제공하는 단말이 상기 복수의 라디오 유닛 중 어느 하나의 라디오 유닛에 의해 형성된 기본 캐리어 셀에 진입하면, 상기 기본 캐리어 셀의 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계;
    상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한 것으로 판단하면, 상기 단말의 멀티 캐리어 기능에 따라, 상기 기본 캐리어 셀에서의 주파수와 상이한 다른 주파수로 서비스를 제공하되 상기 기본 캐리어 셀을 형성하는 라디오 유닛이 속한 라디오 유닛 그룹에 포함되어 있는 제1 라디오 유닛에 의해 형성되어 있으며, 복수의 주파수 각각에 미리 할당된 우선 순위 중 가장 높은 우선 순위의 캐리어를 지원하는 셀인 제1 캐리어 셀이 활성화 상태가 되도록 제어하는 단계; 및
    상기 활성화된 제1 캐리어 셀을 통해 상기 단말로 서비스를 제공하는 단계
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계는,
    상기 기본 캐리어 셀에서 사용되고 있는 PRB(Physical Resource Block) 사용량이 미리 설정한 PRB 임계값 보다 큰지 확인하는 단계;
    상기 기본 캐리어 셀에서 네트워크에 연결되어 있는 단말의 수가 미리 설정한 단말수 임계값 보다 큰지 확인하는 단계; 및
    상기 PRB 사용량이 상기 PRB 임계값보다 크거나, 상기 단말의 수가 상기 단말수 임계값 보다 크면, 상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계는,
    상기 PRB 사용량이 미리 설정한 두 개의 PRB 임계값 사이에 있으며, 상기 단말의 수가 미리 설정한 두 개의 단말수 임계값 사이에 있으며, 상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말로 서비스를 제공하는 단계 이후에,
    상기 제1 캐리어 셀에 접속한 단말이 존재하는지 확인하는 단계; 및
    상기 제1 캐리어 셀에 접속한 단말이 없는 경우, 상기 기본 캐리어 셀만 활성화 상태를 유지하도록 하고, 상기 제1 캐리어 셀의 상태를 활성화 상태에서 비활성화 상태가 되도록 제어하는 단계
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 라디오 유닛 중 상기 기본 캐리어 셀의 상태만 활성화 상태이고, 상기 기본 캐리어 셀을 형성하는 라디오 유닛 이외에 라디오 유닛 그룹에 속한 라디오 유닛에 의해 형성되는 캐리어 셀은 비활성화 상태를 유지하며,
    상기 복수의 라디오 유닛이 단말에 서비스를 제공하기 위해 사용하는 주파수 대역은 서로 상이한 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  7. 복수의 라디오 유닛을 포함하는 라디오 유닛 그룹이 하나의 디지털 유닛과 연동하며, 상기 복수의 라디오 유닛에 포함되어 있는 멀티 캐리어 셀 관리 장치가 멀티 캐리어 셀을 관리하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 라디오 유닛 중 어느 하나의 라디오 유닛에 의해 형성된 기본 캐리어 셀에 진입한 단말이 주파수 집성 기능을 제공하는지 확인하는 단계;
    상기 단말이 주파수 집성 기능을 제공하면, 상기 기본 캐리어 셀에 대한 부하 조절이 필요한지 판단하는 단계;
    부하 조절이 필요한 것으로 판단하면, 주파수 집성이 필요한지 확인하는 단계; 및
    주파수 집성이 필요한 것으로 확인하면, 상기 기본 캐리어 셀과 부하 조절을 위해 활성화되어 있으며, 복수의 주파수 각각에 미리 할당된 우선 순위 중 가장 높은 우선 순위의 캐리어를 지원하는 셀인 제1 캐리어 셀을 통해 상기 단말로 서비스를 제공하는 단계
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주파수 집성이 필요한지 확인하는 단계는,
    상기 주파수 집성이 필요한 것으로 확인하면, 상기 단말이 주파수 집성 서비스를 제공할 수 있는 컴포넌트 캐리어 수를 확인하는 단계; 및
    상기 단말이 서비스 제공을 위해 사용할 수 있는 상기 기본 캐리어 셀에서 사용되는 주파수와 상이한 또 다른 주파수로 서비스를 제공하되, 상기 라디오 유닛이 속한 라디오 유닛 그룹에 포함되어 있는 적어도 하나 이상의 라디오 유닛들에 의해 각각 형성되는 적어도 하나 이상의 캐리어 셀이 활성화 상태가 되도록 제어하는 단계
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 서비스를 제공하는 단계 이후에,
    상기 주파수 집성이 지속적으로 필요한지 판단하는 단계;
    상기 주파수 집성이 필요하지 않은 것으로 판단하면, 주파수 집성을 중단하고 집성 서비스 휴지 시간을 모니터링하기 위한 타이머를 구동하는 단계;
    상기 타이머의 구동이 완료되었는지 확인하는 단계; 및
    상기 타이머의 구동이 완료되었으면, 상기 단말에 서비스를 제공하던 기본 서빙 셀과 기본 캐리어 셀을 제외한 나머지 셀의 상태를 비활성화 상태로 변경하는 단계
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 방법.
  10. 복수의 라디오 유닛을 포함하는 라디오 유닛 그룹이 하나의 디지털 유닛과 연동하며, 상기 복수의 라디오 유닛에 포함되어 있는 멀티 캐리어 셀 관리 장치에 있어서,
    라디오 유닛에 의해 형성된 서비스 제공을 위한 셀 영역 내에 위치한 하나 이상의 단말 정보를 관리하는 단말 관리부; 및
    상기 라디오 유닛에 의해 형성된 기본 캐리어 셀 상태를 관리하고, 상기 기본 캐리어 셀의 부하 조절 여부를 결정하며, 상기 단말 관리부로부터 전달받은 단말 정보를 토대로 단말로 멀티 캐리어 기능 또는 주파수 집성 기능 중 어느 하나의 기능을 통해 서비스를 제공할지 여부를 확인하며, 주파수 집성 기능이 활성화 상태에서 비활성화 상태로 변경되면, 미리 설정한 시간만큼 타이머를 구동하는 무선 네트워크 관리부
    를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 장치.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 단말 정보는 단말의 식별 정보, 주파수 집성 또는 멀티 캐리어의 기능을 제공할 수 있는지 여부에 대한 기능 정보 및 네트워크 연결 여부 정보를 포함하는 멀티 캐리어 셀 관리 장치.
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