KR102106105B1 - 기지국 및 이에 의한 셀 커버리지의 확장 방법 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 기지국 및 이에 의한 셀 커버리지의 확장 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 셀 커버리지의 확장 방법은, 기지국에 포함된 복수의 라디오 유닛에 대하여, 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀을 할당하는 서브 셀 할당 단계; 및 상기 서브 셀의 서비스 영역에 대응하여, 상기 복수의 라디오 유닛 각각의 하향링크(downlink) 송신시점을 어드벤스(Advance)시키고, 상향링크 수신시점(uplink)을 딜레이(Delay)시킬 수 있다.

Description

기지국 및 이에 의한 셀 커버리지의 확장 방법 {BASE STATION AND METHOD FOR EXPANDING CELL COVERAGE}
본 발명은 이동통신 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기지국이 서비스하는 셀의 커버리지를 확장할 수 있는 방법 및 이를 위한 기지국에 관한 것이다.
3GPP에서 규정한 LTE(Long Term Evolution)의 셀 커버리지는 PRACH(Physical Random Access Channel)의 프리앰블 포맷(Preamble format)에 따른 가드 타임(guard time), CP(cyclic prefix) 등에 따라 결정된다.
아래의 표 1은 LTE PRACH의 프리앰블 포맷별 지원 가능한 셀 커버리지의 크기를 나타내고 있는데, 표 1에 도시된 바와 같이, 최대 지원 가능한 셀 커버리지의 크기는 포맷 3에서 100.16km이다.
[표 1]
Figure 112017126139914-pat00001
최근 LTE 서비스를 이용한 재난 망 서비스나 해상 LTE 서비스 등 다양한 분야에서 100km 이상의 셀 커버리지를 서비스할 필요성이 증가하고 있으므로, 이를 위한 방안이 요구된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 이에 의한 셀 커버리지의 확장 방법은 기지국에 의해 지원 가능한 셀 커버리지의 크기를 확장하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 이에 의한 셀 커버리지의 확장 방법은 셀 커버리지의 확장에 따라 발생할 수 있는 서비스 품질의 하락을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기지국에 의한 셀 커버리지의 확장 방법은, 기지국에 포함된 복수의 라디오 유닛에 대하여, 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀을 할당하는 서브 셀 할당 단계; 및 상기 서브 셀의 서비스 영역에 대응하여, 상기 복수의 라디오 유닛 각각의 하향링크(downlink) 송신시점을 어드벤스(Advance)시키고, 상향링크 수신시점(uplink)을 딜레이(Delay)시키는 타이밍 설정단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 서브 셀 할당 단계는, 셀 커버리지의 확장 범위에 대응하여, 상기 서브 셀을 상기 셀의 중심에서부터 점차 멀어지는 방향으로 추가하여 할당할 수 있다.
여기서 상기 타이밍 설정단계는, 상기 셀의 중심에서 상기 서브 셀까지의 거리에 비례하여, 상기 하향링크 송신시점의 어드벤스 시간간격 및 상기 상향링크 수신시점의 딜레이 시간간격을 각각 설정할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 의한 셀 커버리지의 확장방법은, 상기 이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(TA: Timing Advance)의 설정값(NTA) 범위를 확장하는 타이밍 어드벤스 확장 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 타이밍 어드벤스 확장 단계는, 랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지에 설정된 예비 비트(reserved bit)를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 추가하여, 상기 설정값(NTA)의 범위를 0~4095로 확장할 수 있다.
여기서 상기 복수의 라디오 유닛은, 각각 서로 다른 서브 밴드 주파수로 상기 복수의 서브 셀을 각각 서비스할 수 있다.
여기서 상기 복수의 라디오 유닛은, 상기 셀의 중심에서 가장 근거리에 위치하는 서브 셀을 서비스하는 제1 라디오 유닛 및 상기 제1 라디오 유닛보다 원거리의 서브 셀을 서비스하는 제2 라디오 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 의한 셀 커버리지의 확장방법은, 상기 제2 라디오 유닛의 랜덤액세스채널(RACH: Random Access Channel)에 설정되는 송수신 가능 구간 내에 차단 윈도우를 포함하여, 상기 차단 윈도우 동안 RACH 프리앰블(preamble) 신호를 전송하는 이동 단말에 대하여는 상기 제2 라디오 유닛에 대한 접속시도를 중단시키는 차단 윈도우 설정단계를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 차단 윈도우 설정단계는, 상기 차단 윈도우 동안 상기 RACH 프리앰블 신호를 전송하는 이동 단말에게, 상기 이동단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(timing advance)값을 기 설정된 한계값 이상으로 설정하여 전송할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 의한 셀 커버리지의 확장방법은, 상기 제2 라디오 유닛의 수신 가능 구간 내에 서비스 윈도우를 더 포함하여, 상기 서비스 윈도우 동안 상기 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동단말에게 상기 한계값 미만의 타이밍 어드밴스값을 전송하는 서비스 윈도우 설정단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 셀 커버리지의 확장방법은, 기지국의 랜덤 액세스 채널(RACH: Random Access Channel)에 설정된 PRACH 프리앰블 포맷에서, 가드 타임(GT: Guard time)을 확장하는 가드 타임 확장 단계; 및 이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(TA: Timing Advance)의 설정값(NTA) 범위를 확장하는 타이밍 어드벤스 확장 단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 가드 타임 확장 단계는, 상기 PRACH 프리앰블 포맷에서, 상기 이동단말이 전송하는 RACH 프리앰블 신호에 포함되는 CP(Cyclic Prefix)에 대응하여 할당된 CP 시간을 상기 가드 타임에 포함시킬 수 있다.
여기서 상기 타이밍 어드벤스 확장 단계는, 랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지에 설정된 예비 비트(reserved bit)를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 추가하여, 상기 설정값(NTA)의 범위를 0~4095로 확장할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 의한 셀 커버리지의 확장방법은, 기지국이 상기 이동 단말의 RACH 프리앰블을 수신하는 RACH 서브 프레임과 연속되는 서브 프레임에 PUSCH를 할당하는 경우, 상기 RACH 프리앰블용으로 할당된 주파수 영역은 제외하도록 설정하는 ISI(Inter-Symbol Interference) 방지 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상술한 셀 커버리지의 확장 방법들을 실행하기 위하여 매체에 저장된 프로그램을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기지국은, 서로 다른 범위의 서브 셀을 서비스하는 복수의 라디오 유닛 각각을 통해 이동 단말로부터 RACH(Random Access Channel) 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 라디오 유닛에 대하여 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀을 할당하고, 상기 서브 셀의 서비스 영역에 대응하여, 상기 복수의 라디오 유닛 각각의 하향링크 송신시점을 어드벤스(advance)시키고, 상향링크 수신시점을 딜레이(delay)시키는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 기지국은, 랜덤 액세스 채널(RACH: Random Access Channel)을 통하여, 이동 단말이 전송하는 RACH 프리앰블(preamble) 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 랜덤 액세스 채널에 설정된 PRACH 프리앰블 포맷에서 가드 타임(GT: Guard time)을 확장하고, 이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(TA: Timing Advance)의 설정값(NTA) 범위를 확장하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 이에 의한 셀 커버리지의 확장 방법이 달성할 수 있는 일부의 효과는 다음과 같다.
i) 기지국에 의해 지원 가능한 셀 커버리지의 크기를 확장할 수 있다.
ii) 셀 커버리지의 확장에 따라 발생할 수 있는 서비스 품질의 하락을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 셀 커버리지의 확장 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 랜덤 액세스 채널(RACH)에서의 RACH 프리앰블 신호의 수신을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 및 복수의 라디오 유닛을 나타내는 개략도이다.
도 3은 복수의 라디오 유닛 각각에 대한 송수신 가능 구간을 도시하는 도면이다.
도 4는 송수신 가능 구간에 설정되는 차단 윈도우 및 서비스 윈도우를 도시하는 도면이다.
도 5는 차단 윈도우에서 수신되는 RACH 프리앰블 및 서비스 윈도우에서 수신되는 RACH 프리앰블을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 셀 커버리지 확장을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 기지국의 가드 타임 확장을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9 및 도10은 본 발명의 일 실시예에 의한 셀 커버리지 확장방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 '~부(유닛)', '모듈' 등으로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시예들에 대해 설명한다.
도1은 랜덤 액세스 채널(RACH)에서의 RACH 프리앰블 신호(10)의 수신을 나타내는 개략도이다.
랜덤 액세스 채널(RACH: Random Access Channel)은 셀 커버리지 내에 위치하는 이동 단말이 초기 상향링크(uplink) 동기를 획득하기 위해서 사용하는 채널일 수 있다. 예를들어, RACH는 이동 단말의 전원을 켰을 때나, 혹은 휴지(idle) 모드에 있다가 다시 활성(active) 상태로 변환되면서 기지국과의 상향링크 동기를 다시 설정해야 될 시점 등에 사용될 수 있다. 여기서, RACH는 전송 계층에서 정의되는 것으로서, 실제 물리계층에서는 PRACH(Physical Random Access Channel)에 해당한다.
RACH는 기본적으로 다중 사용자를 지원하는 것으로, 다수의 사용자들을 위하여 복수의 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)들이 설정되어 있을 수 있다. 따라서, 각 이동 단말은 기지국에 접속할 때 복수의 프리앰블 시퀀스 중에서 어느 하나를 임의로 선택하고, 선택된 프리앰블 시퀀스를 포함하는 RACH 프리앰블 신호(MSG 1)를 기지국으로 전송할 수 있다.
이 경우, 기지국은 RACH 프리앰블 신호(10)에 대응하여, 이동 단말의 프리앰블 시퀀스 번호(RA Preamble ID), MSG 3 전송시 사용할 상향 링크 획득(grant) 정보, 이동 단말의 상향링크 송신 시점을 설정하기 위한 타이밍 어드벤스(TA: Timing Advance) 등을 설정할 수 있으며, 이를 랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지(MSG 2)에 포함하여 이동단말로 전송할 수 있다.
이후, 이동 단말은 기지국으로부터 수신한 타이밍 어드벤스(TA)값을 이용하여 상향 링크의 송신시점을 업데이트할 수 있으며, 상향 링크 획득 정보를 이용하여 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지(MSG3) 등을 기지국으로 전송하여, 기지국과 연결할 수 있다.
즉, 이와 같은 RACH 프로세스를 통하여, 이동 단말을 기지국과 연결되어 이동통신 서비스 등을 제공받을 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, RACH 프리앰블 신호(10)에는 CP(Cyclic Prefix)(11) 및 프리앰블 시퀀스(Preamble Sequence)(12)가 포함될 수 있으며, RACH 프리앰블 신호(10)를 수신하는 기지국의 서브 프레임(송수신 가능 구간) 내에는 가드 타임(GT: Guard Time)이 포함될 수 있다. RACH는 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP), 특히 3GPP 기술 규격 그룹 무선 액세스 네트워크, 진화된 범용 지상파 무선 액세스(E-UTRA), 물리 채널들 및 변조라는 제목의 3GPP TS 36.211 v9.1.0에 의해 제시된 표준들 및/또는 프로토콜들에 따라 규정된다.
이동 단말이 기지국에 접근(Access)하기 위해서는, RACH 프리앰블 신호(10)를 기지국의 송수신 가능 구간 내에 전송하여야 한다. 기지국은 송수신 가능 구간 내에 RACH 프리앰블 신호(10)를 전송한 이동 단말에 한하여, 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송하는 등 RACH 프로세스를 진행할 수 있다.
예를 들어, 도 1의 송수신 가능 구간이 PRACH의 프리앰블 포맷 3에 대응하는 경우, 기지국으로부터 100.16km 이내에 위치한 이동 단말은 송수신 가능 구간 내에 RACH 프리앰블 신호(10)를 기지국으로 전송하는 것이 가능하다. 반면에, 100.16km를 초과하는 위치의 이동 단말의 경우, RACH 프리앰블 신호(10)가 전송되는데 소요되는 시간에 의하여, 송수신 가능 구간을 도과하여 RACH 프리앰블 신호(10)를 기지국으로 전송하게 된다. 즉, 100.16km를 초과한 거리에 위치한 이동 단말이 전송하는 RACH 프리앰블 신호(10)는 기지국이 수신하지 못하게 된다.
여기서, 기지국의 셀 커버리지의 크기는 가드 타임(GT)에 의하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 대략 0.1ms의 가드 타임(GT)은 약 15킬로미터들을 이동하는 신호를 위한 왕복 지연에 대응한다. 즉, 가드 타임(GT)으로 약 0.1 ms가 설정되는 경우에는 최대 약 15킬로미터까지의 반경을 갖는 셀 커버리지를 지원할 수 있다. 여기서, 기지국으로부터의 거리가 멀어질수록 신호의 왕복 지연시간이 길어지므로, 가드 타임(GT)을 길게 설정할수록 멀리 떨어진 이동 단말까지 셀 커버리지를 확장하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(100) 및 복수의 라디오 유닛(200a, 200b, 200c, 200d)을 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(Base Station, BS)(100)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.
또한, 기지국(100)으로 접근하는 이동 단말은 이동국(Mobile Station, MS), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동국, 가입자국, 휴대 가입자국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(100)은 복수의 라디오 유닛(radio unit)(200a, 200b, 200c, 200d) 과 연결될 수 있다. 여기서, 라디오 유닛(200a, 200b, 200c, 200d)은 RRH(remote radio head)를 지칭할 수도 있다. 도 2는 4개의 라디오 유닛을 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시예일뿐이며, 기지국(100)에는 2개 이상의 라디오 유닛이 연결될 수 있다.
복수의 라디오 유닛(200a, 200b, 200c, 200d) 각각은 서로 다른 범위의 서브 셀(300a, 300b, 300c)을 서비스할 수 있다. 즉, 기지국(100)은 복수의 라디오 유닛(200a, 200b, 200c)에 대하여 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀(300a, 300b, 300c)들을 할당할 수 있다.
이때, 서브 셀(300a, 300b, 300c)들은, 도2에 도시한 바와 같이, 기지국(100)으로부터 점차 멀어지는 방향으로 추가될 수 있다. 예를 들어, 제 1 라디오 유닛(200a)은 소정 지점(예를 들어, 기지국 또는 라디오 유닛의 위치)을 중심으로 제 1 반경의 서브 셀(예를 들어, 0 내지 100km 이내의 범위)(300a)을 서비스할 수 있고, 제 2 라디오 유닛(200b)은 소정 지점을 중심으로 제 1 반경보다 원거리에 위치한 제 2 반경의 서브 셀(예를 들어, 100km 내지 200km 이내의 범위)(300b)을 서비스할 수 있으며, 제 3 라디오 유닛(200c)은 소정 지점을 중심으로 제 2 반경보다 원거리에 위치한 제 3 반경의 서브 셀(예를 들어, 200km 내지 300km 이내의 범위)(300c)을 서비스할 수 있다. 이 경우, 기지국(100)의 전체 셀 커버리지는, 각 서브 셀(300a, 300b, 300c)들의 서비스 영역들을 중첩한 영역에 대응한다.
다만, 앞서 살핀 바와 같이, LTE PRACH의 프리앰블 포맷을 포맷 3으로 설정하는 경우도, 각각의 라디오 유닛(200a, 200b, 200c)들이 서비스를 제공할 수 있는 최대 셀 커버리지는 0 내지 100km에 해당한다. 즉, 100km를 초과하는 범위에서 전송하는 이동 단말들의 신호는 라디오 유닛(200a, 200b, 200c)의 송수신 가능 구간을 초과하므로, 일반적으로는 제2 반경의 서브 셀이나 제3 반경의 서브 셀로부터는 신호를 송수신하는 것이 불가능하다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 의한 기지국(100)에서는, 라디오 유닛(200a, 200b, 200c)들의 하향링크(downlink) 송신시점과 상향링크(uplink) 수신시점을 변경함으로써, 각각의 서브 셀(300a, 300b, 300c)들로부터 신호를 송수신하도록 구현할 수 있다.
즉, 제2 라디오 유닛(200b)의 경우, 기지국의 위치로부터 100 내지 200km 이내의 범위에 위치하는 이동 단말과 신호를 송수신하기 위하여, 제2 라디오 유닛(200b)의 하향링크 송신시점을 어드벤스(advance)시킬 수 있으며, 상향링크 수신시점은 딜레이(delay)시킬 수 있다. 구체적으로, 제2 라디오 유닛(200b)이 이동 단말로 전송하는 하향링크 신호는 적어도 100km를 이동해야 한다. 따라서, 기지국(100)은 이를 고려하여 100km를 전송하는데 소요되는 시간만큼 앞서서, 미리 하향 링크 신호를 전송하도록 하향링크 송신시점을 설정할 수 있다. 반대로, 기지국(100)이 이동단말로부터 상향링크 신호를 수신하는 경우에는, 100km를 전송하는데 소요되는 시간을 고려하여, 상향 링크 신호를 수신하는 상향 링크 수신시점을 미리 지연시켜서 설정할 수 있다. 이를 통하여, 제2 라디오 유닛(200b)은 제2 반경의 서브 셀에 대하여 서비스를 제공하는 것이 가능하다.
마찬가지로, 제3 라디오 유닛(200c)에 대하여도 동일한 방식으로 하향링크 송신시점과 상향링크 수신시점을 각각 어드벤스시키거나 딜레이시켜, 제3 반경의 서브 셀에 대한 서비스를 제공하는 것이 가능하다. 즉, 신호를 200km의 전송하는데 소요되는 시간을 고려하여, 하향링크 송신시점을 어드벤스시키고, 상향링크 수신시점을 딜레이시킬 수 있다.
반면에, 제1 라디오 유닛(200c)의 경우에는, 추가적인 하향링크 송신시점이나 상향링크 수신시점의 어드벤스나 딜레이를 설정하지 않을 수 있다.
한편, 복수의 라디오 유닛(200a, 200b, 200c, 200d) 각각은 이동 단말의 서비스 저하를 방지하기 위해 서로 다른 서브 밴드 주파수로 서브 셀(300a, 300b, 300c) 각각을 서비스할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)의 주파수 대역이 10MHz인 경우, 10MHz의 주파수 대역를 복수의 서브 밴드로 분할하여 각각의 서브 밴드를 각 라디오 유닛이 이용하도록 할 수 있다.
도 3은 복수의 라디오 유닛(200a, 200b, 200c) 각각에 대한 송수신 가능 구간을 도시하는 도면이다.
도 3은 기지국(100)에 연결된 제 1 라디오 유닛(200a)에 대해 설정되는 제 1 송수신 가능 구간(250a), 제 2 라디오 유닛(200b)에 대해 설정되는 제 2 송수신 가능 구간(250b) 및 제 3 라디오 유닛(200c)에 대해 설정되는 제 3 송수신 가능 구간(250c)을 도시하고 있다.
제 1 라디오 유닛(200a)이 가장 근거리의 서브 셀을 서비스하며, 제 2 라디오 유닛(200b)은 제 1 라디오 유닛(200a)의 서브 셀보다 원거리의 서브 셀을 서비스하고, 제 3 라디오 유닛(200c)은 제 2 라디오 유닛의 서브 셀보다 원거리의 서브 셀을 서비스하는 것으로 가정한다.
도 3은 기지국(100)에 3개의 라디오 유닛(200a, 200b, 200c)이 연결된 경우를 도시하고 있는데, 이는 하나의 실시예일뿐이며, 기지국(100)에는 2개 이상의 라디오 유닛이 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 가장 근거리의 서브 셀을 서비스하는 제 1 라디오 유닛(200a)에 대해서는 가장 먼저 제 1 송수신 가능 구간(250a)이 설정되고, 다음 거리의 서브 셀을 서비스하는 제 2 라디오 유닛(200b)에 대해서는 소정의 시간 딜레이된 후 제 2 송수신 가능 구간(250b)이 설정되고, 가장 원거리의 서브 셀을 서비스하는 제 3 라디오 유닛(200c)에 대해서는 가장 오랜 시간 딜레이된 후 제 3 송수신 가능 구간(250c)이 설정될 수 있다.
소정 지점으로부터 멀리 떨어진 이동 단말일수록 신호의 송수신 거리가 멀어질 것이기 때문에 라디오 유닛(200a, 200b, 200c)에서의 RACH 프리앰블 신호의 수신 타이밍은 늦어질 수 밖에 없다. 즉, 제 1 라디오 유닛(200a)이 0 내지 100km의 서브 셀을 서비스하고, 제 2 라디오 유닛(200b)이 100km 내지 200km의 서브 셀을 서비스하는 경우, 0 내지 100km의 서브 셀에 위치하는 이동 단말은 제 1 송수신 가능 구간(250a) 내에 RACH 프리앰블 신호를 전송할 수 있으나, 100km 내지 200km의 서브 셀에 위치하는 이동 단말은 거리상의 문제로 제 1 송수신 가능 구간(250a) 내에 RACH 프리앰블 신호를 전송할 수 없다. 따라서, 100km 내지 200km의 서브 셀을 서비스하는 제 2 라디오 유닛(200b)에 대해서는 제 1 송수신 가능 구간(250a)보다 소정 시간 딜레이된 타이밍에 제 2 송수신 가능 구간(250b)을 설정하는 것이다.
도 4는 송수신 가능 구간에 설정되는 차단 윈도우 및 서비스 윈도우를 도시하는 도면이고, 도 5는 차단 윈도우에서 수신되는 RACH 프리앰블 신호 및 서비스 윈도우에서 수신되는 RACH 프리앰블 신호를 도시하는 도면이다.
여기서, 도 3과 같이 각 라디오 유닛(200a, 200b, 200c)에 대해 서로 다른 타이밍의 송수신 가능 구간을 설정하더라도, 이동 단말에 대한 서비스 품질이 저하되는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 제 1 라디오 유닛(200a)이 0 내지 100km의 서브 셀을 서비스하고, 제 2 라디오 유닛(200b)이 100km 내지 200km의 서브 셀을 서비스하는 경우, 100km 내지 200km의 서브 셀에 위치한 이동 단말이 제 1 라디오 유닛(200a)으로 RACH 프리앰블 신호를 전송하는 경우가 있을 수 있다. 마찬가지로, 제 3 라디오 유닛(200c)이 서비스하는 서브 셀에 위치하는 이동 단말이 제 1 라디오 유닛(200a)이나 제 2 라디오 유닛(200b)으로 RACH 프리앰블 신호를 전송하는 경우가 있을 수 있다. 여기서, 제2 라디오 유닛(200b)의 서브 셀에 위치하는 이동 단말이 제1 라디오 유닛(200a)으로 계속하여 RACH 프리앰블 신호를 전송하더라도, 제1 라디오 유닛(200a)은 접속이 불가하다. 그러나, 해당 이동단말은 제1 라디오 유닛(200a)으로 RACH 프리앰블 신호를 반복적으로 전송하여 접속을 시도할 수 있다. 이 경우, 제1 라디오 유닛(200a)의 서브 셀에 위치하는 다른 이동 단말의 RACH 프리앰블 신호의 전송 성공률이 낮아지게 되므로, 제1 라디오 유닛(200a)에 대한 접근이 어려워지는 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 송수신 가능 구간 내에 차단 윈도우(251b, 251c) 및 서비스 윈도우(253b, 253c)를 설정하여 위와 같은 서비스 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 가장 근거리의 서브 셀을 서비스하는 제 1 라디오 유닛(200a)의 송수신 가능 구간(250a)에는 차단 윈도우나 서비스 윈도우가 설정되지 않지만, 제 1 라디오 유닛(200a)의 서브 셀보다 원거리의 서브 셀을 서비스하는 제 2 라디오 유닛(200b)이나 제 3 라디오 유닛(200c)의 송수신 가능 구간(250b, 250c)에는 차단 윈도우(251b, 251c) 및 서비스 윈도우(253b, 253c)가 설정될 수 있다.
기지국(100)은 차단 윈도우(251b, 251c) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말에 대해서는, 이동 단말이 RACH 프리앰블 신호를 전송한 라디오 유닛으로 다시 RACH 프리앰블 신호를 전송하지 않게 하고, 서비스 윈도우(253b, 253c) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말은 해당하는 라디오 유닛으로의 접근을 허용할 수 있다.
도 5는 제 2 라디오 유닛(200b)의 송수신 가능 구간(250)을 도시하고 있는데, 제 2 라디오 유닛(200b)이 100 내지 200km의 서브 셀을 서비스하고 있는 경우, 소정 지점으로부터 100km 이내에 위치한 이동 단말은 차단 윈도우(251b) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송할 것이고, 100km 이후에 위치한 이동 단말은 서비스 윈도우(253b) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송할 것이다. 도 5의 도면부호 510은 100km 이내(예를 들어, 99km)에 위치한 이동 단말로부터 전송된 RACH 프리앰블 신호를 나타내고, 도면부호 520은 100km 이후(예를 들어, 101km)에 위치한 이동 단말로부터 전송된 RACH 프리앰블 신호를 나타낸다. 도면부호 510의 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말은 서브 셀의 위치 상 제 1 라디오 유닛(200a)으로 RACH 프리앰블 신호를 전송하여야 하나, 도 5는 해당 이동 단말이 제 2 라디오 유닛(200b)으로 RACH 프리앰블 신호를 전송한 경우를 도시하고 있다.
기지국(100)은 차단 윈도우(251b, 251c) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말이 동일한 라디오 유닛으로 다시 RACH 프리앰블 신호를 전송하지 못하도록 기 설정된 값 보다 큰 타이밍 어드밴스의 설정값(이하, NTA)을 이동 단말로 전송할 수 있다. 3GPP TS36.321에서 정의된 최대의 NTA의 값은 1282이나, 본 발명에 따른 기지국(100)은 차단 윈도우(251b, 251c) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말에 대해서는 1282보다 큰 값의 NTA를 전송할 수 있다. 구체적으로, 1282보다 큰 값의 NTA를 이동 단말에게 할당하기 위해, 기지국(100)은 NTA의 할당을 위해 마련된 11bits에서 사용되지 않는 비트들을 NTA에 할당하고, 또한, 랜덤 액세스 응답 메시지(RAR message)의 페이로드(payload)의 예비 비트(reserved bit) 1비트를 이용하여 NTA의 값을 0 내지 4095로 확장시킬 수 있다.
기지국(100)은 차단 윈도우(251b, 251c) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말에 대해 3GPP TS36.321 등의 표준에서 정한 방법에 따라 NTA를 먼저 계산하고, 계산된 NTA에 기 설정된 값(예를 들어, 1282)를 더한 후, 더한 결과 값의 NTA를 랜덤 액세스 응답 메시지를 통해 이동 단말로 전송할 수 있다. 기 설정된 값보다 큰 NTA를 수신한 이동 단말은 자신이 RACH 프리앰블 신호를 전송하였던 라디오 유닛으로 다시 RACH를 프리앰블 신호전송하지 않아야 한다는 것을 알고, 다른 라디오 유닛으로 RACH 프리앰블 신호를 전송하게 된다. 기지국(100)은 서비스 윈도우(253b, 253c) 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말에 대해서는 3GPP TS36.321 등의 표준에서 정한 방법에 따라 NTA를 계산하여 이동 단말로 전송하고, 이동 단말에 대한 기지국(100)의 접근을 허용할 수 있다.
도 6 및 도7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 셀 커버리지의 확장을 나타내는 개략도이다.
기지국(100)은 랜덤 액세스 채널에 설정된 PRACH 프리앰블 포맷에서, 가드 타임을 추가적으로 확장시킬 수 있다. 가드 타임이 증가하게 되면, 기지국(100)이 이동단말로부터 RACH 프리앰블 신호를 수신할 수 있는 거리가 증가하므로, 셀 커버리지를 확장하는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 도7에 도시한 바와 같이, PRACH 프리앰블 포맷 3에서는 가드 타임이 0.72ms이고 CP 지속시간은 0.68ms로 설정될 수 있다. 여기서, 0.72ms에 해당하는 셀 커버리지는 107.25km에 해당한다. 이때, 가드 타임에 CP 지속시간을 더 포함하도록 하는 경우에는, 가드 타임이 1.4ms로 확장되므로 셀 커버리지를 210km까지 확장시킬 수 있다.
한편, 이동 단말이 위치할 수 있는 영역이 약 2배 정도 증가하였으므로, 이동단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스의 설정값의 범위도 기존에 비하여 확장시킬 필요가 있다. 구체적으로, 랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지에 설정된 예비 비트(reserved bit)를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 더 추가하여, 상기 설정값(NTA)의 범위를 0~4095로 확장할 수 있다.
다만, 도7에 도시한 바와 같이, CP 시간을 가드 타임에 포함시키는 경우에는, 프리앰블 시퀀스가 RACH 서브 프레임을 초과할 수 있으며, 다음 서브 프레임에 설정되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)에 부호 간 간섭(ISI: Inter-Symbol Interference)을 일으킬 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, 기지국은 이동 단말의 RACH 프리앰블을 수신하는 RACH 서브 프레임과 연속되는 서브 프레임에 PUSCH를 할당하는 경우에는, RACH 프리앰블용으로 할당된 주파수 영역은 제외하도록 설정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(100)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(100)은 수신부(810) 및 제어부(830)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(100)은 이동 단말로 통신 서비스를 제공하기 위한 자명한 다른 구성들을 포함할 수 있다.
수신부(810)는 랜덤 액세스 채널(RACH: Random Access Channel)을 통하여, 이동 단말이 전송하는 RACH 프리앰블 신호를 수신할 수 있다. 실시예에 따라서는, 수신부(810)가 서로 다른 범위의 서브 셀을 서비스하는 복수의 라디오 유닛 각각을 통하여, 이동 단말로부터 RACH 프리앰블 신호를 수신할 수 있다.
제어부(830)는 셀 커버리지의 확장 범위에 대응하여, 각각의 라디오 유닛에 대하여 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀들을 할당할 수 있다. 여기서, 서브 셀들은 셀의 중심으로부터 점차 멀어지는 방향으로 추가할 수 있으며, 서브 셀의 추가를 통하여 셀 커버리지를 확장시킬 수 있다. 또한, 제어부(830)는 각각의 서브 셀에 할당한 라디오 유닛에 대하여, 하향링크 송신시점 및 상향링크 수신시점을 재설정할 수 있다. 즉, 서브 셀의 서비스 영역에 따라, 하향링크 송신시점을 어드벤스시키고, 상향링크 수신시점을 딜레이시켜, 각각의 서브 셀에 위치하는 이동단말들의 신호를 송수신하도록 할 수 있다.
추가적으로, 제어부(830)는 가장 근거리의 서브 셀을 서비스하는 라디오 유닛보다 원거리의 서브 셀을 서비스하는 라디오 유닛에 대해서는, 수신 가능 기간 구간 내에 차단 윈도우 및 서비스 윈도우를 설정할 수 있다. 차단 윈도우 및 서비스 윈도우는 앞서 설명하였으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
이외에도, 제어부(830)는 각 라디오 유닛의 송수신 가능 구간 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말에 대해 기지국(100)으로의 접근을 허용하되, 차단 윈도우 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말에 대해서는 기 설정된 값보다 큰 NTA를 이동 단말로 전송하여 해당 이동 단말이 동일한 라디오 유닛으로 RACH 프리앰블 신호를 다시 전송하지 못하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제어부(830)는 랜덤 액세스 채널에 설정된 PRACH 프리앰블 포맷에서 가드 타임을 확장시키는 방식으로 셀 커버리지를 증가시킬 수 있다. 즉, PRACH 프리앰블 포맷에서 설정된 CP 시간을 가드 타임에 더 포함하도록 하여, 가드 타임을 확장시킬 수 있다. 이 경우, 기지국이 이동단말로부터 RACH 프리앰블 신호를 수신할 수 있는 거리가 증가하게 되므로, 셀 커버리지를 확장하는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 이동 단말이 위치할 수 있는 영역이 증가하게 되므로, 이에 대응하여 타이밍 어드벤스의 설정값 범위를 기존에 비하여 확장시킬 수 있다. 구체적으로, 랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지에 설정된 예비 비트(reserved bit)를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 추가하여, 각각의 이동 단말이 위치에 대응하도록 타이밍 어드벤스를 설정하는 것이 가능하다.
다만, CP 시간을 가드 타임에 포함시키는 경우에는, 프리앰블 시퀀스가 RACH 서브 프레임을 초과할 수 있으며, 다음 서브 프레임에 설정되는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)에 부호 간 간섭(ISI: Inter-Symbol Interference)을 일으킬 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, 제어부(830)는 이동 단말의 RACH 프리앰블을 수신하는 RACH 서브 프레임과 연속되는 서브 프레임에 PUSCH를 할당하는 경우에는, RACH 프리앰블용으로 할당된 주파수 영역은 제외하도록 설정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 기지국에서의 셀 커버리지의 확장방법을 나타내는 순서도이다.
도9를 참조하면, 서브 셀 할당 단계(S110)에서는, 기지국에 포함된 복수의 라디오 유닛에 대하여 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀을 할당할 수 있다. 여기서, 서브 셀은 셀의 중심(기지국의 위치)에서 점차 멀어지는 방향으로 추가될 수 있으며, 각각의 서브 셀의 추가에 의하여 셀 커버리지를 확장할 수 있다. 예를들어, 제1 서브 셀은 기지국의 위치를 기준으로 0~100km 범위, 제2 서브 셀은 100~200km 범위, 제3 서브 셀은 200~300km 범위를 서비스 영역으로 가질 수 있다.
타이밍 설정단계(S120)에서는, 서브 셀의 서비스 영역에 대응하여, 복수의 라디오 유닛 각각의 하향링크 송신시점 및 수신시점을 설정할 수 있다. 각각의 서브 셀의 서비스 영역이 상이하며, 기지국으로부터 일정거리 이상 떨어진 위치의 서비스 영역을 가지는 라디오 유닛의 경우, 거리에 의한 신호의 전송시간이 소요될 수 있다. 따라서, 각각의 라디오 유닛은 하향링크 송신시점을 어드벤스시켜 미리 이동단말에게 신호를 전송하고, 이동 단말로부터 수신하는 상향링크 수신시점은 딜레이시켜 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 하향링크 송신시점을 어드벤스 시키는 어드벤스 시간간격과, 상향링크 수신시점의 딜레이 시간간격은 셀의 중심에서 각각의 서브 셀까지의 거리에 비례하여 설정할 수 있다.
타이밍 어드벤스 확장단계(S130)에서는 이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스의 설정값 범위를 확장할 수 있다. 구체적으로, 랜덤 액세스 응답 메시지에 설정된 예비 비트를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 추가하여, 상기 설정값(NTA)의 범위를 0~4095로 확장할 수 있다. 확장된 타이밍 어드벤스의 설정값은 이후 차단 윈도우를 이용하여 이동단말의 접속시도를 중단시키는데 활용될 수 있다.
차단 윈도우 및 서비스 윈도우 설정단계(S140)에서는, 원거리의 서브 셀을 서비스하는 라디오 유닛의 랜덤 액세스 채널에 설정되는 송수신 가능 구간 내에 차단 윈도우 및 서비스 윈도우를 포함할 수 있다. 기지국에는, 셀의 중심에서 가장 근거리에 위치하는 서브 셀을 서비스하는 제1 라디오 유닛과, 제1 라디오 유닛보다 원거리의 서브 셀을 서비스하는 제2 라디오 유닛이 포함될 수 있다. 이 경우, 각각의 라디오 유닛들은 서로 다른 서브 밴드 주파수로 각각의 서브 셀에 서비스를 수행할 수 있다. 다만, 제1 라디오 유닛의 서브 셀에 위치하는 이동 단말이 제2 라디오 유닛으로 접속을 시도하는 경우가 있을 수 있으며, 이러한 이동 단말의 접속시도에 의하여 제2 라디오 유닛의 서비스 품질이 저하되는 문제 등이 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 제2 라디오 유닛의 송수신 가능 구간 내에 차단 윈도우를 설정하고, 차단 윈도우 내에 RACH 프리앰블 신호를 전송하는 이동단말에 대하여는 제2 라디오 유닛에 대한 접속시도를 중단시킬 수 있다. 구체적으로, 차단 윈도우 동안 RACH 프리앰블 신호를 전송하는 이동 단말에게, 상기 이동단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스값을 기 설정된 한계값 이상으로 설정하여 전송할 수 있다. 이 경우, 각각의 이동 단말은 제2 라디오 유닛에 대한 접속이 차단되었음을 확인하고, 제1 라디오 유닛으로의 접속을 시도할 수 있다.
한편, 제2 라디오 유닛의 서비스 윈도우 내에 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동 단말에 대하여는 상기 한계값 미만의 타이밍 어드밴스값을 전송하여, 제2 라디오 유닛으로 접속하도록 할 수 있다.
도10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기지국에서의 셀 커버리지 확장방법을 나타내는 순서도이다.
도10을 참조하면, 가드 타임 확장 단계(S210)를 통하여 기지국의 랜덤 액세스 채널에 설정된 PRACH 프리앰블 포맷에서, 가드 타임을 확장시킬 수 있다. 구체적으로, 이동단말이 전송하는 RACH 프리앰블 신호에 포함되는 CP의 지속시간(duration)에 대응하여 할당되는 CP 시간을 가드 타임에 포함시킬 수 있다. 이 경우, 확장된 가드 타임에 대응하는 거리만큼 셀 커버리지를 확장시킬 수 있다.
타이밍 어드벤스 확장단계(S220)에서는, 이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스의 설정값 범위를 확장시킬 수 있다. 셀 커버리지가 확장되는 만큼 각각의 이동단말이 분포하는 위치가 상이할 수 있으며, 그에 대응하여 타이밍 어드벤스의 설정값의 범위도 확장시킬 필요가 있다. 따라서, 랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지에 설정된 예비 비트(reserved bit)를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 추가하여, 상기 설정값(NTA)의 범위를 0~4095로 확장할 수 있다.
ISI 방지 단계(S230)에서는, 기지국이 이동 단말의 RACH 프리앰블 신호를 수신하는 RACH 서브 프레임과 연속되는 서브 프레임에 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 할당하는 경우, RACH 프리앰블용으로 할당된 주파수 영역은 제외하도록 설정할 수 있다. 앞서, 가드 타임 확장 단계(S210)를 통하여 CP 시간을 가드 타임에 포함시켰으므로, 프리앰블 시퀀스가 RACH 서브 프레임을 초과할 수 있으며, 이 겨우 다음 서브 프레임에 설정되는 PUSCH에 부호간 간섭(ISI: Inter-Symbol Interference)이 발생할 위험이 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, ISI 방지 단계(S230)에서는 이동 단말의 RACH 프리앰블을 수신하는 RACH 서브 프레임과 연속되는 서브 프레임에 PUSCH를 할당하는 경우에는, RACH 프리앰블용으로 할당된 주파수 영역은 제외하도록 설정할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 작성된 프로그램은 매체에 저장될 수 있다.
상기 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 기지국
200a, 200b, 200c, 200d: 라디오 유닛
810: 수신부
830: 제어부

Claims (17)

  1. 기지국에 의한 셀 커버리지의 확장 방법에 있어서,
    기지국에 포함된 복수의 라디오 유닛에 대하여, 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀을 할당하는 서브 셀 할당 단계; 및
    상기 서브 셀의 서비스 영역에 대응하여, 상기 복수의 라디오 유닛 각각의 하향링크(downlink) 송신시점을 어드벤스(Advance)시키고, 상향링크 수신시점(uplink)을 딜레이(Delay)시키는 타이밍 설정단계를 포함하는 것으로,
    상기 서브 셀 할당 단계는
    상기 라디오 유닛에 할당되는 각각의 서브 셀의 서비스 영역을, 소정지점으로부터 점차 멀어지는 방향으로 추가하여 상기 셀 커버리지를 확장하고,
    상기 기지국의 셀 커버리지는
    상기 서브 셀들의 서비스 영역들을 중첩한 영역인 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 타이밍 설정단계는
    상기 소정지점에서 상기 서브 셀의 서비스영역까지의 거리에 비례하여, 상기 복수의 라디오 유닛 각각에 대한 상기 하향링크 송신시점의 어드벤스 시간간격 및 상기 상향링크 수신시점의 딜레이 시간간격을 설정하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  4. 제1항에 있어서,
    이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(TA: Timing Advance)의 설정값(NTA) 범위를 확장하는 타이밍 어드벤스 확장 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 타이밍 어드벤스 확장 단계는
    랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지에 설정된 예비 비트(reserved bit)를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 추가하여, 상기 설정값(NTA)의 범위를 0~4095로 확장하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 라디오 유닛은
    각각 서로 다른 서브 밴드 주파수로 상기 복수의 서브 셀을 각각 서비스하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 라디오 유닛은
    상기 셀의 중심에서 가장 근거리에 위치하는 서브 셀을 서비스하는 제1 라디오 유닛 및 상기 제1 라디오 유닛보다 원거리의 서브 셀을 서비스하는 제2 라디오 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  8. 기지국에 의한 셀 커버리지의 확장 방법에 있어서,
    기지국에 포함된 복수의 라디오 유닛에 대하여, 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀을 할당하는 서브 셀 할당 단계; 및
    상기 서브 셀의 서비스 영역에 대응하여, 상기 복수의 라디오 유닛 각각의 하향링크(downlink) 송신시점을 어드벤스(Advance)시키고, 상향링크 수신시점(uplink)을 딜레이(Delay)시키는 타이밍 설정단계를 포함하고,
    상기 복수의 라디오 유닛은
    상기 셀의 중심에서 가장 근거리에 위치하는 서브 셀을 서비스하는 제1 라디오 유닛 및 상기 제1 라디오 유닛보다 원거리의 서브 셀을 서비스하는 제2 라디오 유닛을 포함하며,
    상기 제2 라디오 유닛의 랜덤액세스채널(RACH: Random Access Channel)에 설정되는 송수신 가능 구간 내에 차단 윈도우를 포함하여, 상기 차단 윈도우 동안 RACH 프리앰블(preamble) 신호를 전송하는 이동 단말에 대하여는 상기 제2 라디오 유닛에 대한 접속시도를 중단시키는 차단 윈도우 설정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 차단 윈도우 설정단계는
    상기 차단 윈도우 동안 상기 RACH 프리앰블 신호를 전송하는 이동 단말에게, 상기 이동단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(timing advance)값을 기 설정된 한계값 이상으로 설정하여 전송하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 라디오 유닛의 수신 가능 구간 내에 서비스 윈도우를 더 포함하여, 상기 서비스 윈도우 동안 상기 RACH 프리앰블 신호를 전송한 이동단말에게 상기 한계값 미만의 타이밍 어드밴스값을 전송하는 서비스 윈도우 설정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  11. 기지국에 의한 셀 커버리지의 확장 방법에 있어서,
    기지국의 랜덤 액세스 채널(RACH: Random Access Channel)에 설정된 PRACH 프리앰블 포맷에서, 가드 타임(GT: Guard time)을 확장하는 가드 타임 확장 단계; 및
    이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(TA: Timing Advance)의 설정값(NTA) 범위를 확장하는 타이밍 어드벤스 확장 단계를 포함하는 것으로,
    상기 가드 타임 확장 단계는
    상기 PRACH 프리앰블 포맷에서, 상기 이동단말이 전송하는 RACH 프리앰블 신호에 포함되는 CP(Cyclic Prefix)에 대응하여 할당된 CP 시간을 상기 가드 타임에 포함시키는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 타이밍 어드벤스 확장 단계는
    랜덤 액세스 응답(RAR: Random Access Response) 메시지에 설정된 예비 비트(reserved bit)를, 3GPP TS36.321에서 상기 타이밍 어드벤스 설정값(NTA)으로 정의된 11비트에 추가하여, 상기 설정값(NTA)의 범위를 0~4095로 확장하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  14. 제11항에 있어서,
    기지국이 상기 이동 단말의 RACH 프리앰블 신호를 수신하는 RACH 서브 프레임과 연속되는 서브 프레임에 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)를 할당하는 경우, 상기 RACH 프리앰블용으로 할당된 주파수 영역은 제외하도록 설정하는 ISI(Inter-Symbol Interference) 방지 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 커버리지의 확장방법.
  15. 하드웨어와 결합하여, 제1항, 제3항 내지 제11항, 제13항 내지 제14항 중 어느 하나의 항의 셀 커버리지의 확장 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장된 프로그램.
  16. 셀 커버리지를 확장하기 위한 기지국에 있어서,
    서로 다른 범위의 서브 셀을 서비스하는 복수의 라디오 유닛 각각을 통해 이동 단말로부터 RACH(Random Access Channel) 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 라디오 유닛에 대하여 각각 서로 다른 서비스 영역을 가지는 서브 셀을 할당하고, 상기 서브 셀의 서비스 영역에 대응하여, 상기 복수의 라디오 유닛 각각의 하향링크 송신시점을 어드벤스(advance)시키고, 상향링크 수신시점을 딜레이(delay)시키는 제어부를 포함하는 것으로,
    상기 제어부는
    상기 라디오 유닛에 할당되는 각각의 서브 셀의 서비스 영역을, 소정지점으로부터 점차 멀어지는 방향으로 추가하고,
    상기 기지국의 셀 커버리지는
    상기 서브 셀들의 서비스 영역들을 중첩한 영역인 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 셀 커버리지를 확장하기 위한 기지국에 있어서,
    랜덤 액세스 채널(RACH: Random Access Channel)을 통하여, 이동 단말이 전송하는 RACH 프리앰블(preamble) 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 랜덤 액세스 채널에 설정된 PRACH 프리앰블 포맷에서 가드 타임(GT: Guard time)을 확장하고, 이동 단말의 상향링크 송신시점을 설정하는 타이밍 어드벤스(TA: Timing Advance)의 설정값(NTA) 범위를 확장하는 제어부를 포함하는 것으로,
    상기 제어부는
    상기 PRACH 프리앰블 포맷에서, 상기 이동단말이 전송하는 RACH 프리앰블 신호에 포함되는 CP(Cyclic Prefix)에 대응하여 할당된 CP 시간을 상기 가드 타임에 포함시키는 것을 특징으로 하는 기지국.
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