KR101706040B1 - 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 펨토셀 커버리지와 매크로셀 커버리지가 인접된 상태에서 상기 펨토셀 커버리지를 조절하기 위한 시스템에 있어서, 사용자 단말로부터의 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단하고, 핸드오버가 필요한 경우 펨토셀 기지국으로 핸드오버를 요청하는 매크로셀 기지국, 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우 또는 상기 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우, 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 상기 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 펨토셀 기지국을 포함한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 주변에 간섭 원이 설치되어 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지보다 축소된 경우 또는 주변에 간섭 원이 제거되어 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지보다 확장되는 경우에도 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지를 자동으로 유지할 수 있다.

Description

펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법{System and Method for controlling coverage of Femtocell Base Station}
본 발명은 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우 또는 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우, 기 저장된 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 이동통신 서비스는 음성 서비스 위주의 사업 모델을 중심으로 진행되어 왔다. 그러나 최근 HSDPA, Mobile WiMAX 등의 다양한 고속 데이터 서비스 시스템이 등장하면서 무선 데이터 서비스로 사업의 무게 중심이 옮겨가고 있다.
그러나 이러한 고속 데이터 서비스를 제공하는 시스템도 채널 용량이 수 Mbps에 불과하며, 이러한 채널용량을 기지국 커버리지 내에 위치한 수백명의 사용자가 나눠쓰게 됨으로써 개인당 가용한 다운로드속도는 수십~수백 Kbps에 불과하다. 따라서 유선 및 무선랜의 수십 Mbps 속도를 경험한 사용자들에게는 만족도 측면에서 크게 떨어지는 실정이다.
이러한, 문제를 해결하기 위한 방안으로 반도체 기술의 발전에 따라, 저렴하게 제작 가능하며, 가정 또는 실내에 설치하여 소수의 사용자(1~4 내외)가 사용함으로써 이동통신 시스템에서도 가입자당 수 Mbps에 달하는 전송용량을 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
이와 관련하여, 최근에는 옥내에 설치되어 1~4명 정도의 가입자를 대상으로 서비스하기 위한 개인용 기지국인 펨토셀(Femtocell)이 제안되고 있다. 이러한, 펨토셀은 1,000조 분의 1(10의-15 제곱)을 뜻하는 펨토(Femto)와 이동통신에서 1개 기지국이 담당하는 서비스 구역 단위를 뜻하는 셀(Cell)을 합친 것으로서, 기존 이동통신 서비스 반경보다 훨씬 작은 지역을 커버하는 서비스를 지칭하는 것으로, DSL모뎀처럼 생긴 초소형 기지국을 가정내 유선IP 망에 연결해 사용자 단말로 유무선통신을 자유롭게 사용할 수 있게 해 준다. 아울러, 옥내 중계기를 통하지 않고 곧바로 기지국에서 교환기로 이동통신데이터를 전송하기 때문에 통신사업자는 네트워크 구축 비용을 절감하면서 주파수 부하를 줄이고 통화품질까지 향상시킬 수 있으며, 음성통화뿐 아니라 와이파이같은 초고속 인터넷 서비스 또한 제공할 수 있다.
이와 같은 펨토셀의 커버리지(Coverage)에 있어서, 이상적인 경우, 집안에서는 펨토셀 기지국이 서비스를 담당하고 문을 나서면 외부(Out-Door)의 매크로셀 기지국이 서비스를 담당하는 것이다.
그러나, 무선 매체의 특징상 이와 같이 명확한 커버리지의 구분이 어려우며, 매크로셀 커버리지 대비 상대적으로 매우 작은 펨토셀 커버리지는 매크로셀 기지국의 출력에 따라 큰 영향을 받게 되어, 잦은 핸드오버를 일으키게 된다.
결국, 이러한 현상은 펨토셀 기지국과 사용자 단말사이의 안정적인 연결에 장애 요인으로 작용하게 되어 현실적인 펨토셀 상용화에 가장 큰 장애 요인으로 인식되고 있다.
그러므로, 매크로셀 기지국과의 간섭 영향을 최소화하고 펨토셀내 가입자들에게 최대의 전송속도를 제공하기 위해서는 최적의 펨토셀 커버리지를 확보하여야 한다.
그러나, 주변에 간섭 원이 설치되는 경우, 펨토셀 커버리지가 최소한 확보되어야 하는 영역보다 작아지는 현상이 발생할 수 있다. 이런 경우 사용자 단말이 펨토셀 기지국이 설치된 빌딩 내에 위치하면, 사용자 단말은 매크로셀로 연결되어 "Camp on"이 발생할 수 있고, 펨토 존(Femto Zone)만을 위한 특화된 LBS 서비스가 제대로 이루어지지 않게 된다.
또한, 주변에 간섭 원이 제거되어 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지보다 확장되면, 매크로셀 기지국으로부터 서비스를 받고 있는 사용자 단말이 펨토셀을 지나갈 경우 불필요한 핸드오버가 발생할 수 있으며, 이에 따른 무선 자원의 낭비가 있다.
또한, 펨토셀 커버리지가 줄어들수록 핸드오버 수는 늘어나므로 지속적으로 커버리지가 줄어드는 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.
또한, 펨토셀 기지국은 매크로셀 기지국과 동일한 주파수 대역을 사용하게 되므로, 단말기의 변경이 필요하지 않다는 장점은 있으나, 매크로셀 기지국과 펨토셀간의 핸드오프 문제, 인접 펨토셀간의 주파수 간섭으로 인한 통화품질 저하 문제, 및 시스템간 동기화 문제 등이 발생하는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 주변에 간섭 원이 설치되는 경우에도 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지를 자동으로 유지할 수 있는 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 주변에 간섭 원이 제거되어 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지보다 확장되는 경우에도 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지를 자동으로 유지할 수 있는 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 펨토셀 커버리지와 매크로셀 커버리지가 인접된 상태에서 상기 펨토셀 커버리지를 조절하기 위한 시스템에 있어서, 사용자 단말로부터의 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단하고, 핸드오버가 필요한 경우 펨토셀 기지국으로 핸드오버를 요청하는 매크로셀 기지국, 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우 또는 상기 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우, 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 상기 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 펨토셀 기지국을 포함하는 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 사용자 단말 또는 매크로셀 기지국과의 통신을 위한 통신 인터페이스부, 상기 통신 인터페이스부를 통해 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우, 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하는 인증부, 상기 인증부의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 제1 송신전력 제어부를 포함하는 펨토셀 기지국이 제공된다.
상기 펨토셀 기지국은 상기 통신 인터페이스부를 통해 상기 사용자 단말로부터 측정 보고 메시지가 수신된 경우, 상기 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단하고, 핸드오버가 필요한 경우 상기 인증부에 사용자 인증을 요청하는 핸드오버 여부 판단부, 상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 기 저장된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 사용자 단말이 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버되지 않도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 요청하는 제2 송신전력 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 펨토셀 기지국은 사용자 단말 정보가 저장된 사용자 정보 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.
상기 인증부는 상기 핸드오버 요청에 포함된 사용자 단말 정보가 상기 사용자 정보 데이터베이스 또는 홈 위치 등록기에 등록되어 있는지의 여부를 이용하여 사용자 인증을 수행한다.
상기 제1 송신전력 제어부는 상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 사용자 단말이 핸드오버되도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시켜 상기 사용자 단말이 핸드오버되지 않도록 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 매크로셀 기지국과 인접된 펨토셀 기지국이 펨토셀 커버리지를 조절하는 방법에 있어서, (a) 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우 또는 상기 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우, 기 저장된 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하는 단계, (b) 상기 (a) 단계의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 단계를 포함하는 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 방법이 제공된다.
상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우 상기 (b) 단계는, 상기 (a) 단계의 판단결과 인증된 사용자인 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 사용자 단말이 핸드오버되도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시켜 상기 사용자 단말이 핸드오버 되지 않도록 한다.
상기 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우 상기 (b) 단계는, 상기 (a) 단계의 판단결과 인증된 사용자인 경우 현재 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 사용자 단말이 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버되지 않도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 요청한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주변에 간섭 원이 설치되는 경우에도 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지를 자동으로 유지할 수 있다.
또한, 주변에 간섭 원이 제거되어 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지보다 확장되는 경우에도 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지를 자동으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 최적 커버리지 설정이 가능한 펨토셀 기지국의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 커버리지가 확장된 경우의 커버리지 조절 방법을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 커버리지가 축소된 경우의 커버리지 조절 방법을 나타낸 도면.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
이하에서는 매크로셀을 관장하는 기지국을 매크로셀 기지국이라 명명하여 사용하고, 펨토셀을 관장하는 기지국을 펨토셀 기지국이라 명명하여 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템은 건물 내부를 펨토셀 커버리지(Femtocell Coverage)(A)로 설정하여 통신 서비스를 제공하기 위한 펨토셀 기지국(200), 펨토셀 기지국(200)과 인접되어 매크로셀(B)을 관장하는 매크로셀 기지국(300), 건물 외벽을 경계로 펨토셀 커버리지(A)로 설정된 건물 내부 또는 매크로셀 커버리지(B)로 설정된 건물 외부에 위치하여, 해당 커버리지로의 핸드오버를 수행하고, 그에 따른 통신 서비스를 제공받는 사용자 단말(100a, 100b)을 포함한다.
여기서, 매크로 셀의 경우 출력이 20W로 설정되어, 500~1000m의 커버리지를 갖는 반면, 펨토셀의 경우 출력이 수십 mW로 설정되어, 10~20m의 커버리지를 갖는다. 이를 통해 펨토셀은 가정 또는 실내와 같은 건물 내부에 구현되어 소수의 사용자(1~4 내외)에게 가입자당 수 Mbps에 달하는 전송용량을 갖는 통신 서비스를 제공한다.
사용자 단말(100a, 100b)은 주기적으로 RSRQ(Reference Signal Received Quality), RSRP(Reference Signal Received Power) 등을 측정하여 자신이 위치하고 있는 커버리지에 존재하는 매크로셀 기지국(300) 또는 펨토셀 기지국(200)으로 측정 보고 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 RSRQ는 사전 정의된 신호의 수신된 전력과 동일한 주파수 대역 내의 수신된 노이즈 전력 간의 비율을 말하고, 상기 RSRP는 고려된 측정 주파수 대역폭 내에서 셀-특정(cell-specific) 기준 신호가 할당된 자원 요소에 분배된 전력을 선형 평균한 것을 말한다.
즉, 제1 사용자 단말(100a)은 매크로셀 기지국(300)으로 측정 보고 메시지를 전송하고, 제2 사용자 단말(100b)은 펨토셀 기지국(200)으로 측정 보고 메시지를 전송한다.
상기 매크로셀 기지국(300)은 제1 사용자 단말(100a)로부터의 측정 보고 메시지를 이용하여 상기 제1 사용자 단말(100a)의 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버가 필요한 경우 펨토셀 기지국(200)으로 핸드오버를 요청한다.
상기 펨토셀 기지국(200)은 상기 매크로셀 기지국(300)으로부터 핸드오버가 요청된 경우, 기 저장된 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 상기 펨토셀 커버리지(A)를 조절함과 동시에 상기 제1 사용자 단말(100a)의 핸드오버를 제어한다.
즉, 주변으로부터의 간섭이 감소되면 펨토셀 커버리지는 확장되는데, 이때 매크로셀 커버리지(B)에 위치하는 제1 사용자 단말(100a)이 매크로셀 커버리지(B)와 펨토셀 커버리지(A)의 경계로 이동하게 되면, 상기 매크로셀 기지국(300)은 상기 펨토셀 기지국(200)으로 상기 제1 사용자 단말(100a)의 핸드오버를 요청하게 된다.
그러면, 상기 펨토셀 기지국(200)은 상기 제1 사용자 단말(100a)이 인증된 사용자인지를 판단한다. 상기 판단결과 인증된 사용자인 경우, 상기 펨토셀 기지국(200)은 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 제1 사용자 단말(100a)이 핸드오버되도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시켜 상기 제1 사용자 단말(100a)이 핸드오버 되지 않도록 한다. 여기서, 상기 최적 펨토셀 커버리지에 대한 정보는 미리 저장되어 있다.
다시 말하면, 주변으로부터의 간섭이 감소되어 펨토셀 커버리지가 확장되면, 커버리지 변화로 인하여 인증되지 않은 사용자가 펨토셀로의 핸드오버될 가능성이 있는데, 이 경우, 상기 펨토셀 기지국(200)은 펨토셀의 송신 전력을 감소시켜 상기 제1 사용자 단말(100a)이 핸드오버되지 않도록 한다.
또한, 상기 펨토셀 기지국(200)은 자신의 커버리지(A)에 있는 제2 사용자 단말(100b)로부터 측정 보고 메시지를 수신한 경우, 상기 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단하고, 핸드오버가 필요한 경우 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단한다. 그런 다음 상기 펨토셀 기지국(200)은 상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 제2 사용자 단말(100b)이 매크로셀 기지국(300)으로 핸드오버되지 않도록 한다.
즉, 주변으로부터의 간섭이 증가되면 펨토셀 커버리지는 축소되는데, 이때, 펨토셀 커버리지(A)에 위치하는 제2 사용자 단말(100b)이 매크로셀 커버리지(B)와 펨토셀 커버리지(A)의 경계로 이동하게 되면, 상기 펨토셀 기지국(200)은 상기 제2 사용자 단말(100b)로부터의 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 결정한다.
그런 다음 상기 펨토셀 기지국(200)은 핸드오버가 필요한 경우 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하고, 해당 사용자가 인증된 사용자인 경우 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 제2 사용자 단말(100b)이 매크로셀 기지국(300)으로 핸드오버되지 않도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 매크로셀 기지국(300)으로 핸드오버를 요청한다.
다시 말하면, 간섭의 증가로 펨토셀 커버리지가 축소되면, 펨토셀 커버리지 변화로 인하여 인증된 사용자가 매크로셀 기지국(300)으로 핸드오버될 가능성이 있는데, 이때, 상기 펨토셀 기지국(200)은 송신전력을 증가시켜 상기 제2 사용자 단말(100b)이 매크로셀 기지국(300)으로 핸드오버되지 않도록 한다.
또한, 상기 펨토셀 기지국(200)은 사용자 단말(100)이 펨토셀 커버리지 경계에 위치하지 않고 펨토셀 커버리지가 축소된 경우, 일정시간 동안 핸드오버가 발생하지 않으면 송신 전력을 소량 증가시킨다.
또한, 상기 펨토셀 기지국(200)은 건물 외부의 매크로셀 커버리지(B)와 구분하여 건물 내부를 펨토셀 커버리지(A)로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 무선 신호를 송출한다.
또한, 펨토셀 기지국(200)은 등록된 사용자 단말 예컨대, 건물 거주자의 사용자 단말 이외에 다른 사용자 단말들이 건물주변에서 일정시간 펨토셀 커버리지(A)에 위치하더라도 사용자 인증을 획득하지 못하도록 구현함으로써, 등록된 사용자 단말에 한해 통신 서비스를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 최적 커버리지 설정이 가능한 펨토셀 기지국의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 최적 커버리지 설정이 가능한 펨토셀 기지국(200)은 사용자 단말 또는 매크로셀 기지국과의 통신을 위한 통신 인터페이스부(202), 사용자 정보가 저장된 사용자 정보 데이터베이스(204), 인증부(206), 제1 송신전력 제어부(208)를 포함한다.
상기 사용자 정보 데이터베이스(204)에는 해당 펨토셀 기지국(200)의 사용이 가능한 사용자의 단말번호 등의 정보가 저장되어 있다.
상기 인증부(206)는 상기 통신 인터페이스부(202)를 통해 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우, 사용자 정보를 조회하여 해당 사용자가 인증된 사용자인지를 판단한다.
즉, 상기 인증부(206)는 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우, 기 저장된 사용자 정보 데이터베이스(204) 또는 홈위치 등록기(미도시)로부터 사용자 정보를 조회하여 상기 사용자가 해당 펨토셀 기지국을 사용할 수 있도록 권한이 부여된 사용자인지를 판단한다.
상기 제1 송신전력 제어부(208)는 상기 인증부(206)의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어한다.
즉, 상기 제1 송신전력 제어부(208)는 상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 사용자 단말이 핸드오버되도록 한다. 다시 말하면, 상기 제1 송신 전력 제어부(208)는 상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지라고 판단하여 현재의 송신 전력을 그대로 유지한다. 그러면, 상기 사용자 단말은 자동으로 핸드오버 된다.
또한, 상기 사용자가 인증된 사용자가 아닌 경우, 상기 제1 송신전력 제어부(208)는 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시켜 상기 사용자 단말이 핸드오버되지 않도록 한다.
다시 말하면, 상기 제1 송신 전력 제어부(208)는 상기 사용자가 인증된 사용자가 아니면, 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지보다 확장되어 인증되지 않은 사용자까지 핸드오버를 요청한다고 판단하여 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시킨다. 그러면, 인증되지 않은 사용자 단말은 핸드오버되지 않고, 매크로셀 기지국을 통해 통신 서비스를 제공받게 된다.
상기와 같이 구성된 시스템은 주변으로부터의 간섭이 감소되어 펨토셀 커버리지가 확장된 경우, 커버리지 변화로 인하여 인증되지 않은 사용자가 펨토셀로의 핸드오버 발생 가능성이 있는 경우에 이용된다.
또한, 상기 펨토셀 기지국(200)은 주변으로부터의 간섭 증가로 펨토셀 커버리지가 축소된 경우, 펨토셀 커버리지 변화로 인하여 인증된 사용자가 매크로셀 기지국으로 핸드오버될 가능성이 있는 경우를 위해 핸드오버 여부 판단부(210), 제 2송신전력 제어부(212)를 추가로 포함한다.
상기 핸드오버 여부 판단부(210)는 상기 통신 인터페이스부(202)를 통해 상기 사용자 단말로부터 측정 보고 메시지가 수신된 경우, 상기 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단하고, 핸드오버가 필요한 경우 상기 인증부(206)에 사용자 인증을 요청한다.
그러면, 상기 인증부(206)는 기 저장된 사용자 정보 데이터베이스(204) 또는 홈위치 등록기(미도시)로부터 사용자 정보를 조회하여 상기 사용자가 펨토셀 기지국(200)을 사용할 수 있는 권한이 부여된 사용자인지를 판단한다.
상기 제2 송신전력 제어부(212)는 상기 인증부(206)의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어한다.
즉, 상기 제2 송신전력 제어부(212)는 상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 사용자 단말이 매크로셀 기지국으로 핸드오버되지 않도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 요청한다.
다시 말하면, 상기 제2 송신 전력 제어부(212)는 상기 사용자가 인증된 경우, 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지보다 축소되어 인증된 사용자까지 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 요청한다고 판단하여 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시킨다. 그러면, 인증된 사용자 단말은 매크로셀 기지국으로 핸드오버되지 않고 펨토셀 기지국을 통해 통신 서비스를 제공받게 된다.
또한, 제2 송신 전력 제어부(212)는 상기 사용자가 인증된 사용자가 아니면, 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지라고 판단하여 현재의 송신 전력을 그대로 유지한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 커버리지가 확장된 경우의 커버리지 조절 방법을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 매크로셀 기지국은 자신이 관장하는 매크로셀 커버리지에 있는 사용자 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한다(S300). 즉, 상기 사용자 단말은 주기적으로 RSRQ, RSRP 등을 측정하여 자신이 위치하는 커버리지에 있는 매크로셀 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송한다.
상기 매크로셀 기지국은 사용자 단말로부터의 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단한다(S302). 즉, 상기 매크로셀 기지국은 각 기지국에 의한 RSRQ, RSRP 등이 포함된 측정 보고 메시지내의 각 RSRQ, RSRP 등을 비교하여 그 값이 가장 센 기지국이 자신이 아닌 경우 핸드오버를 수행해야 한다고 판단한다.
상기 S302의 판단으로 핸드오버가 필요한 경우(S304), 상기 매크로셀 기지국은 펨토셀 기지국으로 핸드오버를 요청한다(S306). 상기 핸드오버 요청은 매크로셀 기지국 정보, 사용자 단말 정보 등을 포함한다.
상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버 요청을 수신한 펨토셀 기지국은 기 저장된 사용자 정보를 조회하여(S308), 해당 사용자가 인증된 사용자인지를 판단한다(S310). 즉, 상기 펨토셀 기지국은 사용자 정보 데이터베이스 또는 홈위치 등록기에 상기 사용자 단말 정보가 등록되어 있는지를 판단한다. 상기 판단결과 상기 사용자 단말 정보가 등록된 경우, 상기 펨토셀 기지국은 상기 사용자가 인증된 사용자라고 판단한다.
상기 S310의 판단결과 상기 사용자가 인증된 사용자인 경우, 상기 펨토셀 기지국은 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 사용자 단말이 핸드오버되도록 한다(S312).
만약, 상기 S310의 판단결과 상기 사용자가 인증된 사용자가 아닌 경우, 상기 펨토셀 기지국은 현재 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시켜 상기 사용자 단말이 핸드오버되지 않도록 한다(S314).
만약, 상기 S304에서 핸드오버가 필요하지 않은 경우, 상기 매크로셀 기지국은 상기 사용자 단말에 통신 서비스를 제공한다(S316).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펨토셀 커버리지가 축소된 경우의 커버리지 조절 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 펨토셀 기지국은 자신이 관장하는 펨토셀 커버리지에 있는 사용자 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한다(S400). 즉, 상기 사용자 단말은 주기적으로 RSRQ, RSRP 를 측정하여 자신이 위치하는 커버리지에 있는 펨토셀 기지국으로 측정 보고 메시지를 전송한다.
상기 펨토셀 기지국은 사용자 단말로부터의 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단한다(S402). 즉, 상기 펨토셀 기지국은 각 기지국에 의한 RSRQ, RSRP 등이 포함된 측정 보고 메시지내의 각 RSRQ, RSRP 등을 비교하여 그 값이 가장 센 기지국이 자신이 아닌 경우 핸드오버를 수행해야 한다고 판단한다.
상기 S402의 판단으로 핸드오버가 필요한 경우(S404), 상기 펨토셀 기지국은 기 저장된 사용자 정보를 조회하여(S406), 해당 사용자가 인증된 사용자인지를 판단한다(S408). 즉, 상기 펨토셀 기지국은 사용자 정보 데이터베이스 또는 홈위치 등록기에 사용자 단말 정보가 등록되어 있는지를 판단한다. 상기 판단결과 상기 사용자 단말 정보가 등록된 경우, 상기 펨토셀 기지국은 상기 사용자가 인증된 사용자라고 판단한다.
상기 S408의 판단결과 상기 사용자가 인증된 경우, 상기 펨토셀 기지국은 현재 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 사용자 단말이 매크로셀 기지국으로 핸드오버되지 않도록 한다(S410).
만약, 상기 S408의 판단결과 상기 사용자가 인증된 사용자가 아닌 경우, 상기 펨토셀 기지국은 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 요청한다(S412).
만약, 상기 S404에서 핸드오버가 필요하지 않은 경우, 상기 펨토셀 기지국은 상기 사용자 단말에 통신 서비스를 제공한다(S414).
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상과 같이 본 발명의 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 시스템 및 방법은 주변에 간섭 원이 설치되어 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지보다 축소된 경우 또는 주변에 간섭 원이 제거되어 펨토셀 커버리지가 최적 펨토셀 커버리지보다 확장되는 경우에도 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적의 커버리지를 자동으로 유지할 필요가 있는 경우에 적합하다.
100 : 사용자 단말 200 : 펨토셀 기지국
202 : 통신 인터페이스부 204 : 사용자 정보 데이터베이스
206 : 인증부 208 : 제1 송신전력 제어부
210 : 핸드오버 여부 판단부 212 : 제2 송신 전력 제어부
300 : 매크로셀 기지국

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 사용자 단말 또는 매크로셀 기지국과의 통신을 위한 통신 인터페이스부;
    상기 통신 인터페이스부를 통해 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우, 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하는 인증부; 및
    상기 인증부의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 제1 송신전력 제어부를 포함하되,
    상기 통신 인터페이스부를 통해 상기 사용자 단말로부터 측정 보고 메시지가 수신된 경우, 상기 측정 보고 메시지를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 판단하고, 핸드오버가 필요한 경우 상기 인증부에 사용자 인증을 요청하는 핸드오버 여부 판단부; 및
    상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 사용자 단말이 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버되지 않도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 요청하는 제2 송신전력 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 기지국.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    사용자 단말 정보가 저장된 사용자 정보 데이터베이스를 더 포함하는 펨토셀 기지국.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 인증부는 상기 핸드오버 요청에 포함된 사용자 단말 정보가 상기 사용자 정보 데이터베이스 또는 홈 위치 등록기에 등록되어 있는지의 여부를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 기지국.
  6. 사용자 단말 또는 매크로셀 기지국과의 통신을 위한 통신 인터페이스부;
    상기 통신 인터페이스부를 통해 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우, 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하는 인증부; 및
    상기 인증부의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 상기 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 제1 송신전력 제어부를 포함하되,
    상기 제1 송신전력 제어부는 상기 사용자가 인증된 경우, 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 사용자 단말이 핸드오버되도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시켜 상기 사용자 단말이 핸드오버되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 기지국.
  7. 삭제
  8. 매크로셀 기지국과 인접된 펨토셀 기지국이 펨토셀 커버리지를 조절하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우 또는 상기 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우, 기 저장된 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하는 단계; 및
    (b) 상기 (a) 단계의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우,
    상기 (b) 단계는 상기 (a) 단계의 판단결과 인증된 사용자인 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 사용자 단말이 핸드오버되도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 감소시켜 상기 사용자 단말이 핸드오버 되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 방법.
  9. 매크로셀 기지국과 인접된 펨토셀 기지국이 펨토셀 커버리지를 조절하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 매크로셀 기지국으로부터 핸드오버가 요청된 경우 또는 상기 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우, 기 저장된 사용자 정보를 조회하여 인증된 사용자인지를 판단하는 단계; 및
    (b) 상기 (a) 단계의 판단결과에 따라 송신전력을 제어하여 펨토셀 커버리지를 조절함과 동시에 사용자 단말의 핸드오버를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 매크로셀 기지국으로의 핸드오버가 필요한 경우,
    상기 (b) 단계는 상기 (a) 단계의 판단결과 인증된 사용자인 경우 현재 펨토셀 커버리지가 기 설정된 최적 펨토셀 커버리지가 되도록 송신전력을 증가시켜 상기 사용자 단말이 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버되지 않도록 하고, 인증된 사용자가 아닌 경우 현재 펨토셀 커버리지가 유지되도록 송신전력을 유지하여 상기 매크로셀 기지국으로 핸드오버를 요청하는 것을 특징으로 하는 펨토셀 기지국의 커버리지 조절을 위한 방법.



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