KR101740203B1 - 무선 통신 시스템에서 셀 형성 지시를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 셀 형성/셀 형성 해제 지시를 전송하는 방법 및 장치가 제공된다. 제1 eNB(evolved NodeB)는 능동 안테나 시스템(AAS; active antenna system)에서 상기 제1 eNB에 의해 관리되는 셀의 셀 형성/셀 형성 해제를 지시하는 셀 형성/셀 형성 해제 지시를 제2 eNB로 전송한다. 상기 셀 형성은 상기 셀의 주 커버리지는 변하지 않고 유지되나 상기 셀의 경계(edge)는 부하 요구(load demand)에 따라 조정될 수 있음을 의미한다. 상기 셀 형성 해제는 상기 셀의 커버리지가 원래의 커버리지로 되돌아가는 것을 의미한다.

Description

무선 통신 시스템에서 셀 형성 지시를 전송하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING CELL SHAPING INDICATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 셀 형성(cell shaping) 지시를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

UMTS(universal mobile telecommunications system)는 유럽 시스템(European system), GSM(global system for mobile communications) 및 GPRS(general packet radio services)를 기반으로 하여 WCMDA(wideband code division multiple access)에서 동작하는 3세대(3rd generation) 비동기(asynchronous) 이동 통신 시스템이다. UMTS의 LTE(long-term evolution)가 UMTS를 표준화하는 3GPP(3rd generation partnership project)에 의해서 논의 중이다.

3GPP LTE는 고속 패킷 통신을 가능하게 하기 위한 기술이다. LTE 목표인 사용자와 사업자의 비용 절감, 서비스 품질 향상, 커버리지 확장 및 시스템 용량 증대를 위해 많은 방식이 제안되었다. 3GPP LTE는 상위 레벨 필요조건으로서 비트당 비용 절감, 서비스 유용성 향상, 주파수 밴드의 유연한 사용, 간단한 구조, 개방형 인터페이스 및 단말의 적절한 전력 소비를 요구한다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.

도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. 단말(10)은 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.

EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(system architecture evolution (SAE) gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있으며, 외부 네트워크와 연결된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.

사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 일반적인 E-UTRAN 및 EPC의 구조의 블록도이다. 도 2를 참조하면, eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 단말(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택 및 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다. 도 3-(a)는 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택의 블록도이고, 도 3-(b)는 LTE 시스템의 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다.

단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.

물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.

도 4는 물리 채널 구조의 일 예를 나타낸다.

물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.

전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.

단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.

L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.

논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑된다.

제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.

트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.

논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑될 수 있는 MTCH를 포함한다.

RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.

PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.

RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

도 3-(a)를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능들을 수행할 수 있다.

도 3-(b)를 참조하면, RLC/MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면을 위하여 동일한 기능들을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 UE 측정 보고 및 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 관리, LTE_IDLE에서의 페이징 시작 및 게이트웨이와 UE 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.

RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 아이들 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.

RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC 컨텍스트도 eNB에 저장되지 않는다.

RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access netowkr)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.

RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.

페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.

사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.

단말과 eNB 간에 메시지를 전송하기 위해 사용되는 시그니쳐 시퀀스에 서로 다른 원인 값들이 맵핑되는 것으로 알려져 있다. 게다가, CQI(channel quality indicator) 또는 경로 손실 및 원인 또는 메시지 크기는 초기 프리앰블에 포함을 위한 후보로 알려져 있다.

단말이 네트워크에 접속하기를 원하고 메시지가 전송되도록 결정하면, 메시지는 목적(purpose)에 링크될 수 있으며, 원인 값은 결정될 수 있다. 또한, 이상적 메시지의 크기는 모든 부가적 정보 및 다른 서로 다른 대체 가능한 크기를 식별하여 결정될 수 있다. 부가적인 정보를 제거하거나 대체 가능한 스케줄링 요청 메시지가 사용될 수 있다.

단말은 프리앰블의 전송, UL 간섭, 파일럿 전송 전력, 수신기에서 프리앰블을 검출하기 위해 요구되는 SNR 또는 그 조합을 위해 필요한 정보를 얻는다. 이 정보는 프리앰블의 초기 전송 전력의 계산을 허용해야만 한다. 메시지의 전송을 위해 동일한 채널이 사용되는 것을 보장하기 위해, 주파수 관점에서 프리앰블의 근방에서 UL 메시지를 전송하는 것이 유리하다.

네트워크가 최소한의 SNR로 프리앰블을 수신하는 것을 보장하기 위해, 단말은 UL 간섭 및 UL 경로 손실을 고려해야 한다. UL 간섭은 오직 eNB에서 결정될 수 있으므로, 프리앰블의 전송에 앞서 eNB에 의하여 브로드캐스트되고 단말에 의하여 수신되어야 한다. UL 경로 손실은 DL 경로 손실과 유사하게 고려될 수 있으며, 셀의 몇몇 파일럿 신호의 송신 전력이 단말에게 알려지면, 수신된 RX 신호 세기로부터 단말에 의하여 추정될 수 있다.

프리앰블의 검출을 위해 필요한 UL SNR은 일반적으로 Rx 안테나의 수 및 수신기 성능과 같은 eNB 구성에 따라 달라진다. 다소 정적인 파일럿의 송신 전력을 전송하고, 변화하는 UL 간섭으로부터 필요한 UL SNR를 분리하여 전송하고 및 메시지와 프리앰블 간에 요구되는 가능한 전력 오프셋을 전송하는데 이점이 있을 수 있다.

프리앰블의 초기 전송 전력은 아래 공식에 따라 대략적으로 계산될 수 있다.

전송 전력 = TransmitPilot - RxPilot + UL간섭 + 오프셋 + SNRRequired

그러므로, SNRRequired, ULInterference, TransmitPilot 및 오프셋의 어떤 조합도 브로드캐스트 될 수 있다. 원칙적으로, 단 하나의 값만이 브로드캐스트 되어야 한다. 비록 3GPP LTE에서 UL 간섭이 주로 UMTS 시스템보다 더 일정한 이웃 셀 간섭이라 하더라도, 이는 현재의 UMTS 시스템에서 본질적이다.

위에서 설명된 것처럼 단말은 프리앰블의 전송을 위한 초기 UL 전송 전력을 결정한다. eNB의 수신기는 셀의 간섭과 비교되는 상대 수신 전력뿐만 아니라 절대 수신 전력도 추정할 수 있다. eNB는 간섭과 비교되는 수신 신호 전력이 eNB에게 알려진 임계치보다 크면 프리앰블이 검출되었다고 간주한다.

단말은 초기 추정된 프리앰블의 전송 전력이 부적합하더라도 프리앰블을 검출할 수 있도록 파워 램핑을 수행한다. 다음 랜덤 액세스 시도 전에, 만약 ACK 또는 NACK 가 단말에 의해 수신되지 않으면, 다른 프리앰블은 대부분 전송될 것이다. 검출의 확률을 증가시키기 위해 프리앰블은 서로 다른 UL 주파수에 전송될 수 있고, 및/또는 프리앰블의 전송 전력은 증가 될 수 있다. 그러므로 검출될 프리앰블의 실제 전송 전력은 처음 UE에 의해 계산된 프리앰블의 초기 전송 전력에 대응할 필요가 없다.

단말은 가능한 UL 전송 포맷을 반드시 결정하여야 한다. 단말에 의해 사용되는 MCS 및 다수의 자원 블럭을 포함할 수 있는 전송 포맷은 주로 두 파라미터에 의해 결정된다. 구체적으로 두 파라미터는 eNB의 SNR 및 전송되기 위하여 요구되는 메시지의 크기이다.

실제로 단말 메시지 크기의 최대, 또는 페이로드, 그리고 요구되는 최소 SNR은 각각 전송 포맷에 대응한다. UMTS에서, 프리앰블의 전송 이전에 추정된 초기 프리앰블 전송 전력, 프리앰블과 전송 블럭 간의 필요한 오프셋, 최대로 허용되는 또는 이용가능한 단말 전송 전력, 고정된 오프셋 및 부가적인 마진을 고려하여 전송을 위한 어떤 전송 포맷이 선택될 수 있는지를 결정할 수 있다. 네트워크가 시간 및 주파수 자원 예약을 필요로 하지 않기 때문에, UMTS에서 프리앰블은 단말에 의해 선택된 전송 포맷에 대한 어떠한 정보도 포함할 필요가 없다. 그러므로 전송포맷은 전송된 메시지와 함께 표시된다.

프리앰블을 수신시 올바른 전송 포맷을 선택한 후 필요한 시간 및 주파수 자원을 예약하기 위해, eNB는 단말이 전송하고자 하는 메시지의 크기 및 단말에 의해 성취되는 SNR을 인식해야 한다. 그러므로, 단말은 대부분 DL에서 측정된 경로 손실 또는 초기 프리앰블 전송 전력의 결정을 위한 몇몇의 동일한 측정을 고려하므로, 최대 허용 또는 가용 단말 전송 전력과 비교한 단말 송신 전력은 eNB에게 알려지지 않았기 때문에, 수신된 프리앰블에 따르면 eNB는 단말에 의해 성취되는 SNR을 추정할 수 없다.

eNB는 DL에서 추정된 경로 손실 및 UL에서 추정된 경로 손실을 비교하여 차이를 계산할 수 있다. 그러나, 만약 파워 램핑이 사용되고 프리앰블을 위한 단말 전송 전력이 초기 계산된 단말 전송 전력과 대응하지 않는다면 이 계산은 불가능하다. 더욱이 실제 단말 전송 전력 및 단말이 송신하도록 의도되는 송신 전력의 정밀도는 매우 낮다. 그러므로 경로 손실을 코드화 또는 하향링크 및 메시지 크기 CQI 추정의 코드화 또는 시그니처에서 UL의 원인 값을 코드화하는 것이 제안된다.

자가 구성 네트워크(SON; self-organizing networks) 향상은 3GPP LTE-rel-12에서 고려되는 새로운 기능 및 새로운 배치를 위해서뿐만 아니라 기존 기능의 상호 운용성을 위해 필요하다. 3GPP LTE rel-11에서, 실패가 발생한 단말 타입을 확인하기 위해 이동성 강화 최적화 (MRO; mobility robustness optimization)가 향상되었다. 다른 SON 사용 사례는 유사한 개선이 필요할 수 있다. 예를 들어, 이동성 부하 밸런싱(MLB; mobility load balancing)는 셀 범위 확장(CRE; cell range expansion)을 지원하는 단말들과 지원하지 않는 단말들 간을 구별할 수 없다.

능동 안테나(active antennas)를 통해 배치를 다양하게 만드는 다수의 수직 및 수평 빔이 생성된다. 능동 안테나를 통해 변화하는 부하 조건을 처리하기 위한 동적 셀 분할/병합이 가능하다. 예를 들어, 실제 트래픽 믹스, 트래픽 위치 및 사용자 수요에 따라, 빔이 용량을 정확하게 분배하기 위하여 조정될 수 있다. 이에 따라 능동 안테나는, 피코 셀의 고정된 배치가 비싸지만 그럼에도 불구하고 네트워크는 혼잡 상황에 직면할 수 있는, 교외와 농촌 지역에 특별히 유용하다. SON은 액티브 안테나를 기반으로 네트워크 배치를 자동화할 수 있다.

SON 향상 및 능동 안테나 시스템(AAS; active antenna system)를 기반으로 하는 배치를 위한 새로운 기능이 논의되었다. AAS의 배치 가능 시나리오 및 AAS에 대해 부가적으로 요구되는 SON 기능이 논의될 필요가 있다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 셀 형성 지시를 전송하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 셀 형성(cell shaping) 또는 셀 형성 해제(cell un-shaping)의 계획을 이웃 eNB(eNodeB)에 알리거나, 셀 형성 또는 셀 형성 해제가 완료되었다는 이벤트를 이웃 eNB에 알리는 방법을 제공한다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 제1 eNB(evolved NodeB)에 의한 셀 형성(cell shaping) 지시를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 능동 안테나 시스템(AAS; active antenna system)에서 상기 제1 eNB에 의해 관리되는 셀의 셀 형성을 지시하는 셀 형성 지시를 제2 eNB로 전송하는 것을 포함하며, 상기 셀 형성은 상기 셀의 주 커버리지는 변하지 않고 유지되나 상기 셀의 경계(edge)는 부하 요구(load demand)에 따라 조정될 수 있음을 의미한다.

상기 셀 형성 지시는 상기 셀의 셀 형성이 완료되었음을 지시할 수 있다. 상기 방법은 상기 제2 eNB로 상기 셀 형성 지시를 전송하기 전에 상기 셀의 셀 형성을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 셀 형성 지시는 상기 셀의 셀 형성이 수행될 것임을 지시할 수 있다. 상기 방법은 상기 제2 eNB로 상기 셀 형성 지시를 전송한 후에 상기 셀의 셀 형성을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 제1 eNB(evolved NodeB)에 의한 셀 형성 해제(cell un-shaping) 지시를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 능동 안테나 시스템(AAS; active antenna system)에서 상기 제1 eNB에 의해 관리되는 셀의 셀 형성 해제를 지시하는 셀 형성 해제 지시를 제2 eNB로 전송하는 것을 포함하며, 상기 셀 형성 해제는 상기 셀의 커버리지가 원래의 커버리지로 되돌아가는 것을 의미한다.

상기 셀 형성 해제 지시는 상기 셀의 셀 형성 해제가 완료되었음을 지시할 수 있다. 상기 방법은 상기 제2 eNB로 상기 셀 형성 해제 지시를 전송하기 전에 상기 셀의 셀 형성 해제를 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 셀 형성 해제 지시는 상기 셀의 셀 형성 해제가 수행될 것임을 지시할 수 있다. 상기 방법은 상기 제2 eNB로 상기 셀 형성 해제 지시를 전송한 후에 상기 셀의 셀 형성 해제를 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 제1 eNB(evolved NodeB)에 의한 핸드오버 절차를 거절하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 제1 eNB에 의해 관리되는 셀의 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정하고, 상기 셀의 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정한 직후에 제2 eNB로부터 핸드오버 요청 메시지를 수신하고, 및 상기 셀의 셀 형성 해제를 지시하는 원인 정보를 포함하는 핸드오버 준비 실패 메시지를 전송하는 것을 포함하며, 상기 셀 형성 해제는 상기 셀의 커버리지가 원래의 커버리지로 되돌아가는 것을 한다.

셀 형성 또는 셀 형성 해제가 이웃 eNB에 알려질 수 있다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN 및 EPC의 구조의 블록도이다.
도 3은 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택 및 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다.
도 4는 물리 채널 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 AAS를 위한 빔포밍 조정의 시나리오를 나타낸다.
도 6은 AAS를 위한 셀 형성 조정의 시나리오를 나타낸다.
도 7은 AAS를 위한 셀 분할 조정의 시나리오를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지시를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지시를 전송하는 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지시를 전송하는 방법의 또 다른 예를 나타낸다.
도 11은 이웃 eNB 간의 셀 형성 동작의 일 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 형성 지시를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 형성 해제 지시를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 절차를 거절하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16 기반 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

능동 안테나 시스템(AAS; active antenna system)은 방사 패턴(radiation pattern)이 동적으로 조절이 가능한 안테나 배열 시스템(antenna array system)이 장착된 기지국을 말한다. AAS는 종래 기지국에 설치된 것의 대안적인 안테나 시스템을 도입한다. AAS 내의 안테나 배열 시스템과 송신기 및 수신기 간의 상호작용은 종래 기지국과 종래 안테나 시스템과 상이할 수 있다.

AAS 배치 시나리오가 설명된다. 3GPP TR 37.840 V12.0.0 (2013-03)의 Section 5를 참조할 수 있다.

1) 틸트(Tilt) 및 방사 패턴 제어

안테나는 일반적으로 고정된 빔폭(beamwidth)으로 제조되고, 안테나 제조 업체는 전형적으로 그들의 종래 생산 라인 내에서 제한된 개수의 빔폭 변화를 제공한다. 종래 기지국 설비는 지면 방향으로 안테나 응답의 주 로브(main lobe)를 지향하게 하기 위해 종종 안테나에 물리적 틸트를 도입한다. 안테나 틸트는 원하는 셀 커버리지를 최적화하고 인접 셀로/로부터의 간섭을 최소화하기 위하여 선택된다. 일부 설비는 안테나 틸트 각의 원격 제어를 용이하게 하는 위상 쉬프트의 조정을 허용하는 원격 전기적 틸트(RET; remote electrical tilt) 장치를 사용한다.

AAS는 전자 수단을 통하여 방사 패턴의 빔폭 뿐만 아니라 고도와 방위 각도도 동적으로 제어할 수 있다. 전자 제어는 기계적인 제어와 함께 이용될 수 있다. AAS 방사 패턴은 특정 배치 시나리오 및 가능한 경우에 트래픽 패턴을 변경하기 위하여 조정될 수 있다. AAS 방사 패턴은 커버리지와 빔포밍 이득 목적을 위해 독립적인 상향링크와 하향링크와 같이 다른 링크에 대해 독립적으로 최적화될 수 있다.

틸트와 빔폭 제어의 개념은 안테나 패턴의 조정에 의해 셀이 수직 또는 수평으로 분할되는 셀 분할 기술에 의해 확장될 수 있다. 예를 들어, 하나의 셀 파티션(partition)은 BS에 가까이 위치하고, 다른 셀 파티션은 BS로부터 멀리 떨어져 위치할 수 있다.

2) MIMO (multiple-input multiple-output)

MIMO는 빔포밍, 다이버시티, 공간 다중화 등과 같은 다양한 공간 프로세싱 기술을 포함하는 일반적인 용어이다. 각각의 간략한 설명은 다음과 같다.

- 빔포밍: 전용 참조 신호를 이용한 데이터 복조가 단말에 의해 지원될 때 단말을 향하여 형성된 전용 빔의 사용

- 다이버시티: 예를 들어, SFBC(spatial-frequency block code) 또는 FSTD(frequency switching transmit diversity) 또는 양자의 조합의 사용을 통한 공간 및 주파수 영역에서 공동으로 최적화하기 위한 다이버시티 기술의 사용

- 공간 다중화: 이용 가능한 안테나들의 조합에 의해 생성된 복수의 공간 레이어를 사용하여 하나의 단말(SU-MIMO) 또는 복수의 단말(MU-MIMO)로 복수의 신호 스트림 전송

3) 서로 다른 반송파 주파수에서의 안테나 동작 차별화

AAS는 서로 다른 반송파 주파수에서 서로 다른 무선 액세스 기술(RAT)에 대해 서로 다른 안테나 사용을 지원한다. 예를 들어, AAS는 LTE 반송파에 대한 4개의 가상 안테나 및 HSPA(high-speed packet access) 또는 GSM 반송파에 대한 2개의 안테나를 생성할 수 있다.

4) RB(또는 단말) 별 송수신

각 단말은 단말의 이동을 추적하는 자신의 빔을 얻을 수 있다. 공간 다중화, 빔포밍 및 전송 다이버시티를 지원하기 위한 현재 사양은 하나의 자원 블록 내에 하나의 단말에 송수신 스케줄링을 할 수 있는 기능을 포함한다. 예를 들어, 이것은 이동성에 대한 조정과 함께 개별 단말들에 빔포밍을 허용한다.

AAS 기지국은 광역(wide area), 중간 범위(medium range) 및 로컬 영역(local area) 커버리지에 배치될 수 있다.

- 광역 커버리지 배치 시나리오는 일반적으로 기지국 안테나가 안테나 기둥, 지붕 꼭대기 또는 1층(street level)보다 높은 위치에 있는 야외 매크로 환경에서 발견된다. 광역 커버리지에 대해 설계된 AAS 기지국을 매크로 AAS라고 한다.

- 중간 범위 커버리지 배치 시나리오는 일반적으로 AAS 기지국이 지붕 꼭대기보다 낮은 위치에 있는 야외 아마이크로 환경에서 발견된다. 중간 범위 커버리지에 대해 설계된 AAS 기지국을 마이크로 AAS라고 한다.

- 로컬 영역 기지국 배치 시나리오는 일반적으로 안테나가 천장 또는 벽에 위치된 실내(사무실, 지하철 역 등)에서 발견된다. 로컬 영역 커버리지에 대한 배치 시나리오는 또한 시장, 시내 중심가, 기차역과 같은 야외 핫스팟 지역에서도 발견될 수 있다. 로컬 영역 커버리지에 대해 설계된 AAS 기지국을 피코 AAS라고 한다.

종래 기지국이 고정된 빔 패턴을 가정하는 반면, AAS 기지국의 방사 패턴은 동적으로 조정될 수 있다. 통합적이지 않은(un-coordinated) 배치를 기반으로 한 종래 기지국과 AAS 기지국의 공존이 고려될 수 있다. 공존 요구사항을 연구하기 위해 기존을 결과를 기반으로 하는 분석 방법이 사용될 수 있고, 필요한 경우 추가 시뮬레이션이 보완될 수 있다. 다음 초기 시나리오는 AAS BS의 공간적 특성을 연구하기 위한 목적으로 확인된다:

- 다른 E-UTRA 매크로 AAS 기지국과 함께 위치한 E-UTRA 매크로 AAS 기지국

- 종래 E-UTRA 매크로 기지국과 함께 위치한 E-UTRA 매크로 AAS 기지국

상기 설명된 배치/공존 시나리오를 기반으로, AAS의 배치 시나리오는 아래의 표 1에 기재된 바와 같이 세 가지 측면으로 분류될 수 있다.

	가능한 시나리오	더 필요한 배치의 양
셀 분할	- 두 부분으로 분할(내측 영역 및 외측 영역)	중간(medium)
	- 각 단말의 이동 추적	높음(high)
주파수 및 RAT 할당	- 셀의 모든 파티션에 동일한 주파수	중간(medium)
	- 각 파티션에 따라 다른 주파수	중간(medium)
	- 각 파티션에 따라 다른 RAT	높음(high)
공존 시나리오	- 다른 매크로 AAS 기지국과 함께 위치한 매크로 AAS 기지국	중간(medium)
	- 종래 매크로 기지국과 함께 위치한 매크로 AAS 기지국	중간(medium)

표 1을 참조하면, 셀 분할과 관련하여 내측 부분과 외측 부분으로 분할된 셀이 기본 배치 시나리오로 간주된다. 보다 정확하고 적응적인 빔 조정을 가정하면, 각 단말의 이동 추적에 의한 단말 별 송수신이 가능한 시나리오일 것이다.

각 셀 파티션에 대한 주파수 및 RAT 할당과 관련하여, 세 가지 가능한 옵션이 있으며, 이는 1) 모든 파티션에 대해 동일한 주파수를 할당, 2) 각 파티션에 대해 다른 주파수를 할당, 3) 각 파티션에 대해 다른 RAT을 할당하는 것이다. 세 옵션 중, 각 파티션에 대해 다른 RAT을 할당하는 것은 다른 옵션에 비하여 네트워크의 관점에서 더 많은 노력(예를 들어, RAT 간 핸드오버, 셀 ID 할당 및 사용 케이스에 대해 더 논의 필요)이 요구된다.

공존 시나리오와 관련하여, 만약 서로 함께 위치한 AAS 기지국들 간에 연동(interworking) SON 메커니즘이 개발되면, 그때 종래 기지국과 함께 위치한 AAS 기지국의 케이스로 사용될 수 있다. 그러나, 이 경우 호환성 문제는 고려되어야 한다.

그러므로, 먼저 다음 AAS 배치 시나리오에 초점을 맞추는 것이 바람직하다.

- 내측 영역 및 외측 영역으로 분할된 셀,

- 셀의 모든 파티션에 대해 동일한 주파수를 할당하거나 각 파티션에 다른 주파수를 할당, 및

- 다른 매크로 AAS 기지국과 함께 위치한 매크로 AAS 기지국

AAS 기본 배치 시나리오가 설명된다. 많은 단말이 집중되는 경우 용량을 최적하기 위하여 적용될 수 있는 AAS 동작에 대하여, 빔포밍, 셀 형성(cell shaping), 셀 분할을 포함하는 시나리오들이 논의되어 왔다. 이러한 시나리오들은 높은 밀도의 단말들로부터 높은 트래픽 요구를 가정한다. 단말들은 공간 상에서 일시적으로 또는 영구적으로 집중될 수 있다. AAS 기반 배치는 용량을 최적화하기 위하여 사용된다.

도 5는 AAS를 위한 빔포밍 조정의 시나리오를 나타낸다. 빔포밍은 각 셀의 커버리지가 변경되지 않고 유지되는, 적응적인 또는 재구성할 수 있는 안테나 시스템을 도입한다. 도 5를 참조하면, eNB1은 트래픽 핫스팟을 향하여 안테나를 구성한다. 빔포밍에 따라 셀 경계 간섭이 없으며, 트래픽 핫스팟에서 단말 이동성 협력도 없다. 또한, 각 eNB에서 서빙/이웃 셀 업데이트 및/또는 기능 재구성이 없다. 또한, OAM(operations, administration and maintenance)에서 구성 업데이트가 없다. 모든 셀 커버리지에서 동일한 물리 셀 ID(PCI; physical cell ID)가 사용된다. 이러한 조정은 빠른 시간 스케일(fast time scale)로 고려된다(무선 자원 관리(RRM; radio resource management)를 따라). 빔포밍이 셀 커버리지의 재형성을 일으키는 경우, 변경의 트리거는 OAM 재구성(예를 들어, 취합된 KPI(key performance indicator) 기반)일 수 있다. 또는 셀 커버리지가 영향 받지 않는 경우, 제어 유닛은 기지국이다(수행 기반).

도 6은 AAS를 위한 셀 형성 조정의 시나리오를 나타낸다. 셀 형성은 각 셀의 주 커버리지는 변하지 않고 유지되나 셀의 경계는 부하 요구(load demand)에 따라 조정될 수 있는, 적응적인 또는 재구성할 수 있는 안테나 시스템을 도입한다. 도 6을 참조하면, 셀 1은 트래픽 핫스팟 주위에 형성된다. 셀 형성에 따라 셀 경계 간섭이 없으며, 트래픽 핫스팟에서 단말 이동성 협력도 없다. 또한, 각 eNB에서 서빙/이웃 셀 업데이트 및/또는 기능 재구성이 없다. 또한, OAM에서 구성 업데이트가 없다. 모든 셀 커버리지에서 동일한 PCI가 사용된다. 이러한 조정은 중간 시간 스케일(medium time scale)로 고려된다(매 1시간 또는 더 드물게). 변경의 트리거는 OAM 재구성(예를 들어, 취합된 KPI 기반)일 수 있다. 또는 변경이 미리 계획된 경우, 제어 유닛은 기지국일 수 있다(수행 기반).

도 7은 AAS를 위한 셀 분할 조정의 시나리오를 나타낸다. 셀 분할은 보다 많은 안테나 빔을 포함하도록 안테나 시스템을 변경하여, 선택된 기지국에 높은 단계의 섹터화(수직, 수평 또는 그 조합)를 도입한다. 각 안테나 빔은 변경 전보다 더 작은 영역을 커버한다. 그러나, 조합된 빔의 주 커버리지는 분할 이전의 주 셀 커버리지에 대응한다. 도 7을 참조하면, 셀 1은 트래픽 핫스팟을 지원하기 위하여 셀 1a와 셀 1b로 분할된다. 셀 1a와 셀 1b 간의 셀 경계 간섭이 발생할 수 있고, 트래픽 핫스팟에서 셀 1에 연결된 단말들의 이동성이 변경될 수 있다. 또한, ANR(automatic neighbor relation), PCI, 이웃 셀 리스트(NCL; neighbor cell list) 등을 포함하는 서빙/이웃 셀 업데이트 및 이동성 강화 최적화(MOR; mobility robustness optimization), 향상된 셀간 간섭 협력(eICIC; enhanced inter-cell interference coordination) 등을 포함하는 기능 재구성이 각 eNB에서 수행될 수 있다. 또한, OAM에서 새로운 구성 업데이트가 있을 수 있다. 각 빔은 서로 다른 PCI를 방송한다. 셀 분할 절차는 긴 시간 스케일(long term time scale)로 고려된다(매 1시간마다 또는 더 드물게 - 하루에 몇 번). 변경의 트리거는 OAM 재구성(예를 들어, 취합된 KPI 기반)일 수 있다. 또는 셀 커버리지가 영향 받지 않고 분할이 미리 계획된 경우, 제어 유닛은 기지국이다(수행 기반). 셀 분할의 지시가 OAM 및 이웃 eNB에서 필요할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따라 셀 형성의 시나리오가 집중된다.

상술한 접근을 기반으로, MRO 메커니즘에 대하여 현재 표준의 향상을 요구하는 몇 가지 이슈가 존재한다. 즉, 셀 형성 기능이 셀 커버리지 영역의 동적인 변경의 원인이 되므로, 단말은 AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는 셀과 일반 셀을 구별할 필요가 있다. 비록 단말이 셀의 형성된 부분으로 핸드오버 된다고 하더라도, 단말은 셀 커버리지의 동적 변경으로 인해 셀을 떠나야 할 수 잇다. 그러므로, eNB가 단말의 핸드오버를 결정할 때, eNB는 타겟 셀이 AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는지 여부를 알아야 할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라서, eNB는 셀이 AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는지 여부를 지시할 수 있다. 해당 지시를 수신하면, 서빙 eNB는 단말이 핸드오버 될 수도 있는 이웃 셀이 셀 형성 기능을 지원하는지 여부를 알 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지시를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다. 도 8을 참조하면, 이웃 eNB는 무선 채널을 통해 단말들에게 자신의 셀에 관한 지시를 방송한다. 해당 지시를 수신하면, 단말은 수신한 지시를 서빙 eNB로 보고한다. 따라서, 서빙 eNB는 이웃 셀이 셀 형성 지시를 지원하는지 여부를 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지시를 전송하는 방법의 또 다른 예를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 이웃 eNB는 무선 채널을 통해 단말들에게 자신의 셀에 관한 지시를 방송한다. 만약 수신한 지시가 이웃 셀이 AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원한다는 정보를 포함하면, 단말은 서빙 eNB로 측정 결과를 보고하지 않는다. 따라서, 단말은 이웃 셀로 핸드오버 될 수 없다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지시를 전송하는 방법의 또 다른 예를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 이웃 eNB는 X2 인터페이스를 통해 단말의 서빙 eNB에게 자신의 셀에 관한 지시를 전송한다. 따라서, 서빙 eNB는 이웃 셀이 셀 형성 지시를 지원하는지 여부를 알 수 있다.

서빙 eNB는 해당 지시와 관련된 셀로 단말을 핸드오버 할지 여부를 결정할 때, 단말 또는 이웃 eNB로부터 얻은 지시를 고려할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는 셀을 위한 PCI가 유보될 수 있다. eNB는 이웃 eNB로 유보된 PCI 범위 정보를 방송할 수 있다. 표 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는 셀을 위한 PCI의 할당의 일 예를 나타낸다. 예를 들어, 사업자(operator)가 AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는 셀을 위하여 K+1개의 PCI를 유보하면, PCI 할당의 예는 다음과 같을 수 있다.

PCI	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ...	N N+1 N+2 N+3 ... N+K	... 499 500 501 502 503
셀	일반 셀을 위한 PCI 범위	AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는 셀을 위한 PCI 범위	일반 셀을 위한 PCI 범위

표 2를 참조하면, N부터 N+K까지의 PCI가 AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는 셀을 위하여 유보되며, 나머지 PCI는 일반 셀을 위하여 유보된다. AAS에 의하여 셀 형성 기능을 지원하는 셀을 위하여 유보된 PCI와 일반 셀을 위하여 유보된 PCI는 겹치지 않는다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 셀(셀 1)이 높은 트래픽 부하 상태에 있을 때, 셀 1을 관리하는 eNB(eNB1)는 셀 1의 단말을 받기 위하여 이웃 eNB(eNB2)에게 이웃 eNB의 셀(셀 2)셀 1을 향하여 을 형성할 것을 요청할 수 있다.

도 11은 이웃 eNB 간의 셀 형성 동작의 일 예를 나타낸다. 도 11을 참조하면, eNB1에 의해 관리되는 셀 1은 셀의 경계에서 eNB2에 의해 관리되는 셀 2를 향하여 형성된다. 셀 1의 주 커버리지는 변경되지 않는다. 셀 2를 향하여 셀 1을 형성하고 셀 2의 단말을 받아들임으로써, 셀 2에서 요구되는 트래픽의 양(또는 단말의 개수)이 높을 때, eNB2는 높은 부하 상태에서 벗어날 수 있다. 또한, 셀 1이 높은 부하 상태에 있을 때, eNB2가 셀 1을 향하여 셀 2를 형성하고 셀 1의 단말을 받아들일 수도 있다.

문제는 셀 형성 이전의 실제 셀 커버지리와 셀 형성 이후의 커버리지 영역이 다를 수 있다는 점이다. 그러므로, eNB가 자신의 셀의 셀 형성 또는 셀 형성 해제(cell un-shaping)을 계획했을 때, 그 계획을 이웃 eNB에 알려야 한다. 또는, eNB는 자신의 셀이 셀 형성 또는 셀 형성 해제를 완료했음을 이웃 eNB에 알려야 한다. 이하, 셀 형성은 셀의 주 커버리지는 변하지 않고 유지되나 셀의 경계는 부하 요구에 따라 조정될 수 있음을 의미한다. 셀 형성 해제는 셀의 커버리지가 원래의 커버리지로 되돌아가는 것을 의미한다. 즉, 셀 형성은 도 11-(a)에서 도 11-(b)로의 동작일 수 있으며, 셀 형성 해제는 도 11-(b)에서 도 11-(a)로의 동작일 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 형성 지시를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.

도 12-(a)를 참조하면, 단계 S100에서, eNB1는 셀 형성을 수행할 것을 결정하고 셀 형성을 수행한다. 단계 S101에서, eNB1는 셀 형성을 수행했음을 지시하는 셀 형성 지시를 전송한다. 따라서, eNB1는 자신이 셀 형성을 완료했음을 eNB2에 알릴 수 있다.

도 12-(b)를 참조하면, 단계 S110에서, eNB1는 셀 형성을 수행할 것을 결정한다. 단계 S111에서, eNB1는 셀 형성을 수행할 것임을 지시하는 셀 형성 지시를 전송한다. 따라서, eNB1는 셀 형성 결정을 한 후에 셀 형성의 계획을 eNB2에 알릴 수 있다. 단계 S112에서, eNB1는 셀 형성을 수행한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 형성 해제 지시를 전송하는 방법의 일 예를 나타낸다.

도 13-(a)를 참조하면, 단계 S200에서, eNB1는 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정하고 셀 형성 해제를 수행한다. 단계 S201에서, eNB1는 셀 형성 해제를 수행했음을 지시하는 셀 형성 해제 지시를 전송한다. 따라서, eNB1는 자신이 셀 형성 해제를 완료했음을 eNB2에 알릴 수 있다.

도 13-(b)를 참조하면, 단계 S210에서, eNB1는 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정한다. 단계 S211에서, eNB1는 셀 형성 해제를 수행할 것임을 지시하는 셀 형성 해제 지시를 전송한다. 따라서, eNB1는 셀 형성 해제 결정을 한 후에 셀 형성 해제의 계획을 eNB2에 알릴 수 있다. 단계 S212에서, eNB1는 셀 형성 해제를 수행한다.

또한, eNB가 셀 형성 해제를 결정한 직후에 이웃 eNB로부터 핸드오버 요청 메시지를 수신한 경우, eNB는 핸드오버 실패를 방지하기 위하여 핸드오버 요청을 거절할 필요가 있고, 이웃 eNB에게 적절한 거절 이유를 알려야 할 필요가 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 절차를 거절하는 방법의 일 예를 나타낸다.

도 14-(a)를 따르면, 단계 S300에서, eNB1은 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정한다. 단계 S301에서, eNB2는 핸드오버를 결정하고, 이에 따라 단계 S302에서, 핸드오버 요청 메시지를 eNB1으로 전송한다. 즉, eNB1은 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정한 직후에 eNB2로부터 핸드오버 요청 메시지를 수신한다. 그러므로 단계 S303에서, eNB1은 핸드오버 준비 실패 메시지를 eNB2로 전송한다. 이때 타겟 셀(예를 들어 eNB1의 셀)이 셀 형성 해제를 계획하고 있음을 지시하는 원인 정보가 함께 전송될 수 있다. 단계 S304에서, eNB1은 셀 형성 해제를 수행한다. 단계 S305에서, eNB1은 셀 형성 해제를 수행했음을 지시하는 셀 형성 해제 지시를 전송한다. 따라서, eNB1은 자신이 셀 형성 해제를 완료했음을 eNB2에 알릴 수 있다.

도 14-(a)를 따르면, 단계 S310에서, eNB1은 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정한다. 단계 S311에서, eNB2는 핸드오버를 결정하고, 이에 따라 단계 S312에서, 핸드오버 요청 메시지를 eNB1으로 전송한다. 즉, eNB1은 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정한 직후에 eNB2로부터 핸드오버 요청 메시지를 수신한다. 그러므로 단계 S313에서, eNB1은 핸드오버 준비 실패 메시지를 eNB2로 전송한다. 이때 타겟 셀(예를 들어 eNB1의 셀)이 셀 형성 해제를 계획하고 있음을 지시하는 원인 정보가 함께 전송될 수 있다. 단계 S314에서, eNB1는 셀 형성 해제를 수행할 것임을 지시하는 셀 형성 해제 지시를 전송한다. 따라서, eNB1는 셀 형성 해제 결정을 한 후에 셀 형성 해제의 계획을 eNB2에 알릴 수 있다. 단계 S315에서, eNB1는 셀 형성 해제를 수행한다.

도 15는 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

제1 eNB(800)는 프로세서(processor; 810), 메모리(memory; 820) 및 RF부(radio frequency unit; 830)를 포함할 수 있다. 프로세서(810)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

제2 eNB(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)를 포함할 수 있다. 프로세서(910)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)는 무선 주파수 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 상술된 본 발명의 특징에 따라 구현될 수 있는 방법들은 순서도를 기초로 설명되었다. 편의상 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로 설명되었으나, 청구된 본 발명의 특징은 단계들 또는 불록들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 다른 단계와 상술한 바와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템에서 제1 eNB(evolved NodeB)에 의한 셀 형성(cell shaping) 지시를 전송하는 방법에 있어서,
   셀의 셀 형성을 수행하고,
   상기 셀의 상기 셀 형성을 수행한 이후, 능동 안테나 시스템(AAS; active antenna system)에서 상기 제1 eNB에 의해 관리되는 상기 셀의 상기 셀 형성을 지시하는 셀 형성 지시를 제2 eNB로 전송하는 것을 포함하되,
   상기 셀 형성은 상기 셀의 주 커버리지는 변하지 않고 유지되나 상기 셀의 경계(edge)는 부하 요구(load demand)에 따라 조정될 수 있음을 의미하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 셀 형성 지시는 상기 셀의 셀 형성이 완료되었음을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 무선 통신 시스템에서 제1 eNB(evolved NodeB)에 의한 셀 형성 해제(cell un-shaping) 지시를 전송하는 방법에 있어서,
   셀의 셀 형성 해제를 수행하고,
   상기 셀의 상기 셀 형성 해제를 수행한 이후, 능동 안테나 시스템(AAS; active antenna system)에서 상기 제1 eNB에 의해 관리되는 상기 셀의 상기 셀 형성 해제를 지시하는 셀 형성 해제 지시를 제2 eNB로 전송하는 것을 포함하되,
   상기 셀 형성 해제는 상기 셀의 커버리지가 원래의 커버리지로 되돌아가는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 셀 형성 해제 지시는 상기 셀의 셀 형성 해제가 완료되었음을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 무선 통신 시스템에서 제1 eNB(evolved NodeB)에 의한 핸드오버 절차를 거절하는 방법에 있어서,
    상기 제1 eNB에 의해 관리되는 셀의 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정하고;
    상기 셀의 셀 형성 해제를 수행할 것을 결정한 직후에 제2 eNB로부터 핸드오버 요청 메시지를 수신하고; 및
    상기 셀의 셀 형성 해제를 지시하는 원인 정보를 포함하는 핸드오버 준비 실패 메시지를 전송하는 것을 포함하며,
    상기 셀 형성 해제는 상기 셀의 커버리지가 원래의 커버리지로 되돌아가는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 셀의 셀 형성 해제를 수행하고; 및
    상기 셀의 셀 형성 해제를 수행한 후 셀 형성 해제 지시를 상기 제2 eNB로 전송하는 것을 더 포함하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 셀 형성 해제 지시는 상기 셀의 셀 형성 해제가 완료되었음을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    셀 형성 해제 지시를 상기 제2 eNB로 전송하고; 및
    상기 셀 형성 해제 지시를 전송한 후, 상기 셀의 셀 형성 해제를 수행하는 것을 더 포함하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 셀 형성 해제 지시는 상기 셀의 셀 형성 해제가 수행될 것임을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.

Images