KR20090116079A - 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이동단말(UE)로부터 전송된 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 기지국(NodeB)으로부터 수신하여, 이로부터 해당 이동단말(UE)과 해당 기지국간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동단말의 이동방향을 계산하고, 이 계산된 결과에 따라 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할지 여부를 결정하고, 빔 포밍이 결정된 경우, 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누어 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하되, 해당 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당함으로써 무선 품질을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이동단말, 기지국 제어기, 빔 포밍, 스크렘블링 코드

Description

기지국 제어기의 빔 포밍 시스템 및 방법{Beam forming system and method for Radio Network Controller}
본 발명은 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 자신이 속한 영역(Domain)의 무선(Radio) 자원을 제어하는 기지국 제어기(RNC Radio Network Controller)에서의 빔 포밍(Beam Forming) 기술에 관련한 것이다.
빔 포밍(Beam Forming) 기술은 기지국 셀(Cell)을 섹터(Sector) 별로 나누어, 가입자의 방향으로 전파를 집중시키고, 타 가입자의 간섭신호는 저하시켜 전파를 송수신함으로써 신호품질을 향상시키는 스마트 안테나(Smart Antenna) 기술을 말한다.
예를들어, WCDMA 기지국(NodeB) 셀을 3개의 섹터로 관리한다면, 120 도의 각도를 가진 3개의 영역으로 관리할 수 있으며, 이동단말(UE : User Equipment)이 위치하는 영역으로만 기지국(NodeB)이 전파를 집중시킴으로써 신호품질을 높일 수 있게 된다.
보다 우수한 무선품질 제공의 필요성에 따라 본 발명자는 빔 포밍시 간섭을 최소화할 수 있는 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 빔 포밍시 간섭을 최소화할 수 있는 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명은 이동단말(UE)로부터 전송된 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 기지국(NodeB)으로부터 수신하여, 이로부터 해당 이동단말(UE)과 해당 기지국간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동단말의 이동방향을 계산하고, 이 계산된 결과에 따라 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할지 여부를 결정하고, 빔 포밍이 결정된 경우, 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누어 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하되, 해당 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누어 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하되, 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당함으로써 하나의 셀 전체의 간섭(Interferense)을 줄일 수 있어 더 많은 이동단말을 수용할 수 있고, 일정 시 간내에 처리되는 데이터의 양(Throughput)을 증가시킬 수 있으며, 효율적인 이동단말 즉, 가입자 관리가 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
도 1 은 GSM 방식의 WCDMA 시스템 개요도로, 기지국 제어기(RNC : Radio Network Controller)(100)는 기지국(NodeB)(200)으로부터 전송된 제어신호를 처리하고, 이동단말(UE : User Equipment)(300)의 접속 및 핸드오버 등을 제어하며, 회선 교환 서비스를 위한 서킷망(Circuit Network)과, 데이터 서비스를 위한 패킷망(Packet Network)과 연동된다.
도 2 는 본 발명에 따른 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템의 일 실시예에 따른 블럭도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 빔 포밍 시스템은 기지국 제어기(100)에 탑재되는 소프트웨어 또는 하드웨어 또는 이 둘을 결합한 형태로 존재할 수 있으며, 정보 수신부(110)와, 위치 계산부(120)와, 빔 포밍 결정부(130)와, 빔 포밍 처리부(140)를 포함하여 이루어진다.
상기 정보 수신부(110)는 이동단말(UE)로부터 전송된 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 기지국(200)으로부터 수신한다.
호 접속된 이동단말(UE)은 기지국 제어기(100)에서 빔 포밍(Beam forming) 결정시, 해당 이동단말(UE : User Equipment)이 위치하는 영역으로 기지국(NodeB) 으로부터 방사된 전파를 집중시키기 위하여 연결된 기지국(200)으로 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 전송한다.
예컨대, 상기 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보는 GPS 송수신 기능을 탑재한 이동단말로부터 획득된 이동단말 위치정보일 수 있다.
상기 위치 계산부(120)는 상기 정보 수신부(110)에 의해 수신된 빔포밍 관련정보로부터 해당 이동단말과 해당 기지국간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동단말의 이동방향을 계산한다.
예컨대, GPS 송수신 기능을 탑재한 이동단말로부터 시간차를 두고 이동단말의 위치정보를 수신하여 비교하면, 해당 이동단말과 해당 기지국간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동단말의 이동방향을 계산할 수 있다.
상기 빔 포밍 결정부(130)는 상기 위치 계산부(120)에 의해 계산된 결과에 따라 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할지 여부를 결정한다.
WCDMA 시스템은 이용자 수가 적은 지역에서는 각 기지국 셀을 비분할 셀로 운용하다가, 이용자 수가 증가하게 되면, 한정된 무선 자원을 이용해 많은 수의 이용자 즉, 이동단말(UE)을 수용하기 위해, 기지국 제어기(100)의 제어하에 빔 포밍(Beam Forming) 기술을 이용해 각 기지국(200) 셀(Cell)을 여러개의 섹터(Sector)로 분할하여 지향성 안테나 빔 패턴으로 전파를 전송한다.
상기 위치 계산부(120)에 의해 기지국과 이동단말간의 거리와, 이동단말의 이동속도와, 이동단말의 이동방향이 계산되어 이동단말의 위치가 결정되면, 상기 빔 포밍 결정부(130)는 해당 이동단말에 대해 빔 포밍을 수행할지 여부를 결정한다. 예컨대, 해당 기지국 셀에 위치한 이동단말의 수가 특정 수 이상일 경우, 빔 포밍을 수행할 것을 결정하도록 구현할 수 있다.
상기 빔 포밍 처리부(140)는 상기 빔 포밍 결정부(130)에 의해 빔 포밍이 결정된 경우, 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누어 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하되, 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당한다.
상기 빔 포밍 결정부(130)에 의해 해당 이동단말에 대해 빔 포밍할 것이 결정되면, 상기 빔 포밍 처리부(140)는 도 3 에 도시한 바와 같이, 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누고, 해당 이동단말이 위치하는 방향으로 전파를 집중시킴으로써 타 이동단말의 간섭신호는 저하시켜 전파를 송수신하도록 하여 무선신호 품질을 향상시킨다.
이 때, 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당함으로써 각 섹터별로 분리하여 신호를 처리할 수 있게 되므로, 일정 시간내에 처리되는 데이터의 양(Throughput)을 증가시킬 수 있으며, 또한 효율적인 이동단말 즉, 가입자 관리가 가능하다.
WCDMA 시스템은 확산 코드를 도청 방지 등의 목적으로 다수의 스크렘블링 코드를 이용해 신호를 처리하며, 각 셀은 1개의 일차 스크렘블링 코드(PSC : Primary Scrambling Code)와 15개의 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 수용할 수 있다.
현재까지는 전송 신호에 대해 일차 스크렘블링 코드(PSC : Primary Scrambling Code)를 사용해 신호를 변환해왔고, 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)는 특별한 목적 외에는 사용하지 않았으나, 본 발명의 경우 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 각 섹터별로 다운링크 또는 업링크되는 데이터에 대해 각각 할당하여 사용함으로써 각 섹터별로 신호를 분리하여 처리할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 빔 포밍 처리부(140)가 각 섹터별로 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC) 할당시, 일차 스크렘블링 코드(PSC : Primary Scrambling Code)와는 다른 채널 범위에 이차 스크렘블링 코드(SSC)를 할당하도록 구현할 수도 있다. 예컨대, 상기 채널 범위는 도 4 에 도시한 바와 같은 GSM에서 규정한 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number)일 수 있다.
즉, 이 실시예는 일차 스크렘블링 코드(PSC)와 이차 스크렘블링 코드(SSC)가 동일한 채널 범위에 할당될 경우, 서로 다른 채널 범위에 할당되는 경우 보다 간섭(Interference)이 더 많이 발생하기 때문에, 간섭을 줄이기 위해 각 섹터별로 상이하게 할당되는 이차 스크렘블링 코드(SSC)를 일차 스크렘블링 코드(PSC : Primary Scrambling Code)와는 다른 채널 범위에 할당하도록 한 실시예이다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 상기 빔 포밍 처리부(140)가 지정 물리 채널(DPCH : Dedicated Physical Channel)에 대한 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하도록 구현할 수 있다.
WCDMA 시스템은 전송이 요구되는 패킷 데이터의 특성 및 길이에 따라 전송 채널을 적절하게 선택하여 전송된다(패킷 스케쥴링 기능). 전송 채널 중 지정 물리 채널(DPCH : Dedicated Physical Channel)은 폐루프 전력제어와 핸드오프가 지원되어 전파 환경 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 채널이기 때문에, 빔 포밍(Beam Forming)을 통해 이동단말(UE : User Equipment)이 위치하는 영역으로만 전파를 집중시킴으로써 무선 품질을 높일 수 있도록 하는데 있어서 유리하다.
이상에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템의 빔 포밍 동작을 도 5 를 참조하여 간략하게 알아본다. 도 5 는 본 발명에 따른 기지국 제어기의 빔 포밍 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
호(Call) 연결된 상태에서, 이동단말(300)이 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 전송하면, 이 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보는 기지국(200)으로 전송되고, 단계 S110 에서 기지국 제어기(100)가 이동단말(300)로부터 전송된 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 기지국(200)으로부터 수신하게 된다.
상기 단계 S110 에 의해 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보가 수신되면, 기지국 제어기(100)는 단계 S120 에서 수신된 빔포밍 관련정보로부터 해당 이동단말(300)과 해당 기지국(200)간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동 단말의 이동방향을 계산한다.
해당 이동단말(300)과 해당 기지국(200)간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동단말의 이동방향 계산과 관련해서는 기 설명하였으므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
그 다음, 기지국 제어기(100)는 단계 S130 에서 상기 단계 S120 에 의해 계산된 결과에 따라 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할지 여부를 결정한다. 빔 포밍 수행 여부 결정에 관련해서는 기 설명하였으므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
마지막으로, 상기 단계 S130 에 의해 빔 포밍 결정시, 기지국 제어기(100)는 단계 S140 에서 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누어 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하되, 해당 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당한다.
따라서, 빔 포밍 수행시, 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당함으로써 각 섹터별로 분리하여 신호를 처리할 수 있게 되므로, 일정 시간내에 처리되는 데이터의 양(Throughput)을 증가시킬 수 있으며, 또한 효율적인 이동단말 즉, 가입자 관리가 가능하다. 위와 같이함에 의해 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 얻을 수 있게 된다.
한편, 상기 단계 S140 에서 일차 스크렘블링 코드(PSC)와는 다른 채널 범위에 이차 스크렘블링 코드(SSC)를 할당하도록 구현함으로써 일차 스크렘블링 코드(PSC)와 이차 스크렘블링 코드(SSC)를 동일한 채널 범위에 할당할 경우 빈번히 발생할 수 있는 간섭(Interference)을 줄일 수 있어, 보다 우수한 무선 품질을 얻을 수 있게 되므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 얻을 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 이동통신 시스템의 기지국 또는 이동단말 관리 기술 분야, 빔 포밍 기술 분야 및 이들의 응용 기술 분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
도 1 은 GSM 방식의 WCDMA 시스템 개요도
도 2 는 본 발명에 따른 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템의 일 실시예에 따른 블럭도
도 3 은 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나눈 예를 도시한 도면
도 4 는 GSM에서 규정한 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number)를 도시한 도면
도 5 는 본 발명에 따른 기지국 제어기의 빔 포밍 방법의 일 실시예에 따른 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기지국 제어기 110 : 정보 수신부
120 : 위치 계산부 130 : 빔 포밍 결정부
140 : 빔 포밍 처리부 200 : 기지국
300 : 이동단말

Claims (5)

  1. 이동단말로부터 전송된 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 기지국으로부터 수신하는 정보 수신부와;
    상기 정보 수신부에 의해 수신된 빔포밍 관련정보로부터 해당 이동단말과 해당 기지국간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동단말의 이동방향을 계산하는 위치 계산부와;
    상기 위치 계산부에 의해 계산된 결과에 따라 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할지 여부를 결정하는 빔 포밍 결정부와;
    상기 빔 포밍 결정부에 의해 빔 포밍이 결정된 경우, 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누어 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하되, 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당하는 빔 포밍 처리부를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 포밍 처리부가:
    상기 이차 스크렘블링 코드(SSC) 할당시, 일차 스크렘블링 코드(PSC : Primary Scrambling Code)와는 다른 채널 범위에 이차 스크렘블링 코드(SSC)를 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 빔 포밍 처리부가:
    지정 물리 채널(DPCH : Dedicated Physical Channel)에 대한 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하는 것을 특징으로 하는 기지국 제어기의 빔 포밍 시스템.
  4. 이동단말로부터 전송된 빔 포밍(Beam Forming) 관련정보를 기지국으로부터 수신하는 단계와;
    상기 단계에 의해 수신된 빔포밍 관련정보로부터 해당 이동단말과 해당 기지국간의 거리와, 해당 이동단말의 이동속도와, 해당 이동단말의 이동방향을 계산하는 단계와;
    상기 단계에 의해 계산된 결과에 따라 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할지 여부를 결정하는 단계와;
    상기 단계에 의해 빔 포밍 결정시, 기지국의 셀을 각도에 따라 여러 개의 섹터(Sector)로 나누어 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하되, 해당 이동단말이 위치하는 섹터에 따라 상이한 이차 스크렘블링 코드(SSC : Second Scrambling Code)를 할당하는 단계를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국 제어기의 빔 포밍 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이차 스크렘블링 코드(SSC)를 할당하는 단계에서;
    일차 스크렘블링 코드(PSC : Primary Scrambling Code)와는 다른 채널 범위에 이차 스크렘블링 코드(SSC)를 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국 제어기의 빔 포밍 방법.
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