KR20150042822A - 이종 네트워크들에서의 주파수 대역 선택 - Google Patents

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KR20150042822A
KR20150042822A KR1020157006178A KR20157006178A KR20150042822A KR 20150042822 A KR20150042822 A KR 20150042822A KR 1020157006178 A KR1020157006178 A KR 1020157006178A KR 20157006178 A KR20157006178 A KR 20157006178A KR 20150042822 A KR20150042822 A KR 20150042822A
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홀게르 클라우센
레스터 호
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알까뗄 루슨트
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Abstract

소규모 셀 기지국, 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 무선 원격 통신 네트워크가 기술된다. 소규모 셀 기지국은 매크로 기지국이 제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역 및 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공하는 무선 원격 통신 네트워크에 배치 가능하고, 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된 제1 무선 빔을 포함하고, 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함하고, 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열되고, 소규모 셀 기지국은: 소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하도록 동작 가능한 송신 로직 -소규모 셀 주파수 대역은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나를 포함함-; 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 신호 품질을 측정하고 또한 최고 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하도록 동작 가능한 수신 로직; 및 소규모 셀 주파수 대역으로서 제외된 주파수 대역과 다른 주파수 대역을 선택하도록 동작 가능한 송신 주파수 대역 선택 로직을 포함한다. 이 접근법을 통하여 매크로 기지국들과 소규모 셀 기지국의 양쪽은 주파수 대역들을 공유할 수 있다. 최고 신호 품질 주파수 대역을 세트에서 제외하고 해당 고품질 주파수 대역이 소규모 셀 기지국에 의해 이용되는 것을 배제함으로써, 무선 원격 통신 네트워크의 전체적 성능이 향상된다.

Description

이종 네트워크들에서의 주파수 대역 선택{FREQUENCY BAND SELECTION IN HETEROGENEOUS NETWORKS}
본 발명은 소규모 셀 기지국, 방법, 컴퓨터 프로그램 제품 및 무선 원격 통신 네트워크와 관련된다.
무선 원격 통신 시스템들이 알려져 있다. 그와 같은 시스템들에서, 이동 통신 장치들(예를 들어, 이동 전화기들)은 네트워크 제공자들에 의해 제공되는 기지국들과 통신하도록 동작 가능하다.
알려진 무선 원격 통신 시스템들에서, 무선 커버리지는 셀들로 알려진 지역들 내에서, 이동 전화기들, 또는 아이패드들 또는 다른 유사한 태블릿들과 같은 무선 장치들과 같은 네트워크 연결 가능 장치들에게 제공된다. 기지국은 무선 커버리지를 제공하기 위해 각각의 셀에 자리 잡는다. 전형적으로, 각각의 셀에서의 네트워크 연결 가능 장치들은 기지국으로부터 정보 및 데이터를 수신하고 또한 기지국에게 정보 및 데이터를 송신하도록 동작 가능하다.
사용자 장비는 무선 통신 시스템을 통해 여기저기를 돌아다닌다. 무선 커버리지 지역들을 지원하는 기지국들이 전형적으로 제공된다. 사용자 장비에게 넓은 커버리지 지역을 제공하기 위해 그와 같은 많은 기지국들이 제공되고 지리적으로 분포되어 있다.
사용자 장비가 기지국에 의해 서빙되는 지역 내에 있을 때, 연관된 무선 링크들상에서 사용자 장비와 기지국 간의 통신들이 확립될 수 있다. 각각의 기지국은 전형적으로 서비스의 지리적인 지역 내에 다수의 섹터를 지원한다. 전형적으로, 기지국 내의 상이한 안테나는 각각의 연관된 섹터를 지원한다. 각각의 기지국은 다중 안테나를 갖는다.
전통적 기지국들은 비교적 넓은 지리적 지역들 및 종종 매크로 셀들이라고 지칭되는 그런 셀들에서 커버리지(coverage)를 제공한다. 더 작은 규모의 셀들이 매크로 셀들 내에 제공되는 이종 네트워크를 제공하는 것이 가능하다. 그와 같은 더 작은 규모의 셀들은 때때로 마이크로 셀들, 피코 셀들 또는 펨토 셀들로서 지칭된다. 소규모 셀을 확립하기 위한 하나의 방식은 매크로 셀의 커버리지 지역 내에 상대적으로 제한된 범위를 갖는 커버리지를 제공하는 소규모 셀 기지국을 제공하는 것이다. 소규모 셀 기지국의 송신 전력은 비교적 낮고, 따라서 각각의 소규모 셀은 매크로 셀의 것과 비교해 작은 커버리지 지역을 제공하는데, 예컨대 사무실 또는 가정을 감당한다.
그러한 소규모 셀들은 매크로 셀에 의해 제공되는 통신 커버리지가 부실한 경우에 또는 사용자가 코어 네트워크와 통신하기 위하여 소규모 셀 기지국에 의해 국지적으로 제공되는 대안 통신 링크를 사용하기를 원하는 경우에 전형적으로 제공된다.
그와 같은 소규모 셀 기지국들의 배치가 장점들을 제공할 수 있지만, 예상치 못한 결과들이 발생할 수 있다.
따라서, 소규모 셀 기지국들의 배치를 위한 향상된 기술을 제공하는 것이 요망된다.
제1 양태에 따라, 매크로 기지국이 제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역 및 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공하는 무선 원격 통신 네트워크(wireless telecommunication network)에 배치 가능한 소규모 셀 기지국이 제공되는데, 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된(angularly spaced) 제1 무선 빔을 포함하고, 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함하고, 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열되고, 소규모 셀 기지국은: 소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하도록 동작 가능한 송신 로직 - 소규모 셀 주파수 대역은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나를 포함함-; 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 신호 품질을 측정하고 또한 최고 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역(excluded frequency band)으로서 식별하도록 동작 가능한 수신 로직; 및 소규모 셀 주파수 대역으로서 제외된 주파수 대역과 다른 주파수 대역을 선택하도록 동작 가능한 송신 주파수 대역 선택 로직을 포함한다.
제1 양태는 예를 들어 매크로 셀들 내의 소규모 셀들의 배치가 이종 무선 원격 통신 네트워크의 성능에 영향을 미칠 수 있다는 점을 인식한다. 특히, 제1 양태는 매크로 셀들이 지역 커버리지를 제공하고 또한 소규모 셀들 사이의 커버리지 갭들을 채워주면서, 소규모 셀들이 주요 용량을 제공하는 네트워크를 제공하는 것이 바람직할 수 있다는 것을 인식한다. 소규모 셀들이 핫스폿들에 대한 큰 용량을 동작시키고 제공하는 것을 가능하게 하기 위해, 매크로 셀에 의해 이용되고 있는 주파수 대역과는 별개의 주파수 대역상에서 이러한 소규모 셀들을 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 이것은 매크로 셀 방식 트래픽에 이용 가능한 반송파들의 수를 제한하는데, 이는 바람직하지 않다. 매크로 셀들과 소규모 셀들의 동일 채널 작동(co-channel operation)은 스펙트럼 효율성을 향상시킬 수 있지만, 소규모 셀들과 매크로 셀들 사이의 간섭이 고려될 필요가 있다. 야외 배치에 있어서, 간섭 문제들은 벽들의 건물 차폐 효과들과 핫스폿 커버리지를 위한 이동성에 대한 더 높은 요구 때문에 주거지에서의 소규모 셀 배치들에 대한 것보다 더 심각하다. 주파수들의 부분적 재이용을 제공하는 것이 가능한데, 이 경우에 소규모 셀들은 매크로 셀들에 의해 이용되는 스펙트럼의 부분을 재이용하며 이것은 어느 정도까지는 간섭 및 이동성 문제들을 극복하게 할 수 있지만, 이는 여전히 성능 부족으로 이어진다. 특히, 별개의 채널들을 이용하여 소규모 셀들과 기존 매로크 셀들 사이의 간섭을 회피하지만, 주요 단점은 이것이 매크로 셀 용량(이는 이미 네트워크 성능에 대해 제한 요인이 될 수 있음)을 제한시키고 또한 지역당 스펙트럼 효율성이 낮다는 것이다. 또한, 더 높은 주파수 재이용을 통해 스펙트럼 효율성을 향상시키기 위해서 네트워크가 매크로 셀 및 소규모 셀들 모두에 의해 이용되는 모든 주파수 대역들의 재이용을 구성하는 것이 가능하기는 하지만, 매크로 셀 성능 및 소규모 셀은 열화되고, 균일하지 않은 처리량 분포라는 결과를 낳는다. 게다가, 이 배치는 고속 이동 사용자들이 자신이 통과하고 있을 수 있는 소규모 셀에게 항상 충분히 빨리 핸드오버할 수는 없으므로 단절된 호들의 수의 증가를 가져온다. 반송파들의 부분적 재이용은 좋은 타협책이고, 이동성 문제들에 직면하지 않고서 양호한 스펙트럼 효율성을 제공한다. 그러나, (소규모 셀들과 매크로 셀들 사이의 최소 거리에 대한 요구와 같이) 소규모 셀들이 실효적으로 배치될 수 있는 로케이션들의 관점에서 여전히 단점들이 남아 있다.
따라서, 소규모 셀 기지국이 제공된다. 이 소규모 셀 기지국은 무선 원격 통신 네트워크에 배치 가능할 수 있다. 무선 원격 통신 네트워크는 그 각각이 제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역과 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공할 수 있는 마이크로 기지국들을 포함할 수 있다. 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된 제1 무선 빔을 포함할 수 있고, 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함할 수 있다. 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열될 수 있다. 이것은 그에 의해 제1 및 제2 무선 빔들이 각도적으로 서로 간에 이격되고 또한 매크로 기지국으로부터 반지름 방향으로 방사하는 배치이다. 소규모 셀 기지국은 소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하는 송신 로직을 포함할 수 있다. 소규모 셀 주파수 대역은 제1 주파수 대역 또는 제2 주파수 대역 중 어느 하나일 수 있다. 소규모 셀 기지국은 예를 들어 제1 주파수 대역 및/또는 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 품질을 측정하는 수신 로직을 또한 포함할 수 있다. 수신 로직은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역으로부터 제외된 주파수 대역을 또한 식별할 수 있다. 제외된 주파수 대역은 최고 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나일 수 있다. 일단 제외된 주파수 대역이 식별되었다면, 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역이 아닌 주파수 대역을 소규모 셀에 의한 사용을 위해 선택할 수 있다.
따라서, 이 접근법을 통하여 매크로 기지국들과 소규모 셀 기지국 모두는 주파수 대역들을 공유할 수 있다. 다시 말하면 매크로 기지국에 의해 이용되는 주파수 대역들의 세트가 또한 소규모 셀 기지국에 의해 이용될 수 있는 주파수 대역들의 세트와 동일할 수 있다. 최고의 신호 품질 주파수 대역을 세트로부터 제외하고 또한 해당 고 품질 주파수 대역이 소규모 셀 기지국에 의해 이용되는 것을 배제시킴으로써, 무선 원격 통신 네트워크의 전체적 성능이 향상된다. 특히, 모든 지역들이 매크로 셀들과 소규모 셀들에 의해 감당될 수 있고 또한 전통적 동일 채널 배치들과 비교하여 소규모 셀과 매크로 셀 성능 모두가 증가하는 셀 구조가 산출된다. 소규모 셀 기지국들이 수신된 매크로 셀 신호가 더 낮은 품질에 있는(이것은 전형적으로 최대 안테나 이득 방향에 있지 않은) 주파수 대역만을 이용하기 때문에 소규모 셀 성능은 증가한다. 이것은 소규모 셀이 실효적으로 배치될 수 있는 매크로 셀까지의 거리에 관한 더 많은 융통성 및 향상된 커버리지를 얻게 한다. 게다가, 각각의 로케이션이 매크로 셀 안테나가 최고 이득을 제공하는 주파수 대역에 의해서만 서빙되고 이것은 섹터들 사이의 높은 간섭 영역들을 회피시키기 때문에 매크로 셀 성능이 증가한다. 게다가, 소규모 셀들은 매크로 셀이 그 주파수 대역상에서 사용자들을 서빙하지 않는 그런 지역들만을 재이용하기 때문에, 동일 채널 소규모 셀들로부터의 간섭 영향이 거의 없다. 이런 셀 구조가, 각각의 로케이션에서 하나의 매크로 셀 주파수 대역이 소규모 셀 간섭으로부터 "클린(clean)"하고 또한 지리적 재이용 덕분에 어떤 고속 이동 매크로 셀 사용자도 소규모 셀에게 핸드오버할 필요가 없고 그 대신에 클린 매크로 셀 주파수 대역상에서 이를 통과해 이동할 수 있는 유용한 특성을 유지한다는 것을 알 것이다. 이것은 고속 이동 사용자들에 대한 핸드오버 지연들로 인한 호 단절들을 방지한다.
일 실시예에서, 매크로 기지국은 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 추가 영역들을 제공하고, 소규모 셀 주파수 대역은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 수신 로직은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터의 수신된 전송들의 신호 품질을 측정하고 또한 더 높은 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하도록 동작 가능하고; 및 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역과 다른 그런 주파수 대역들 중 적어도 하나를 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능하다. 그러므로, 매크로 기지국에 의해 이용되는 주파수 대역들의 세트가 3개 이상인 실시예들에서, 수신 로직은 그런 주파수 대역들의 각각의 신호 품질을 측정하고 또한 주파수 대역들의 세트 내의 최강 신호 품질을 갖는 주파수 대역을 제외된 주파수 대역인 것으로서 식별할 수 있다. 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역을 포함하지 않는 하나 이상의 주파수 대역들을 소규모 셀 기지국에 의한 사용을 위해 이후 선택할 수 있다. 예를 들어, 송신 주파수 대역 선택 로직은 최악의 측정 신호 품질을 가진 주파수 대역을 선택하고 이후 다음 차례의 최악의 것을 선택하고, 그런 식으로 계속할 수 있다. 다시금, 이것은 소규모 셀 기지국이 매크로 셀과의 동일 채널 간섭을 야기할 가능성이 가장 큰 주파수 대역과는 다른 주파수 대역들을 활용할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역과 다르고 최저 신호 품질을 갖는 그런 주파수 대역들 중 하나를 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능하다. 따라서, 송신 주파수 대역 선택 로직은 최저 신호 품질을 갖는 것으로 측정된 해당 주파수 대역을 소규모 셀 기지국에 의한 전송들을 위해 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역과는 다른 그러한 모든 주파수 대역들을 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능하다. 따라서, 소규모 셀 기지국은 제외된 주파수 대역을 포함하지 않는 주파수 대역들의 그룹을 전송들에 사용하기 위한 서브세트로서 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 수신 로직은 SINR(a signal to noise plus interference ratio), 총 셀 전력에 대한 파일럿 전력의 비(a ratio of a pilot power to a total cell power) 및 수신된 전송들의 파일럿 전력 중 적어도 하나에 기초하여 신호 품질을 측정하도록 동작 가능하다.
일 실시예에서, 주파수 대역은 반송파 또는 부 반송파들의 그룹들 중 하나를 포함한다.
제2 양태에 따라, 매크로 기지국이 제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역과 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공하는 무선 원격 통신 네트워크에 배치 가능한 소규모 셀 기지국을 구성하는 방법이 제공되는데, 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된 제1 무선 빔을 포함하고, 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함하고, 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열되고, 방법은: 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 신호 품질을 측정하고 및 최고 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하는 단계; 제외된 주파수 대역과는 다른 주파수 대역을 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계; 및 소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 매크로 기지국은 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 추가 영역들을 제공하고, 소규모 셀 주파수 대역은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 측정 단계는 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터의 수신된 전송들의 신호 품질을 측정하고 및 더 높은 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하는 단계를 포함하고; 및 선택 단계는 제외된 주파수 대역과는 다른 그런 주파수 대역들 중 적어도 하나를 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 선택 단계는 제외된 주파수 대역과 다르고 최저 신호 품질을 갖는 그런 주파수 대역들 중 하나를 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 선택 단계는 제외된 주파수 대역과 다른 그런 모든 주파수 대역들을 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 측정 단계는 SINR, 총 셀 전력에 대한 파일럿 전력의 비 및 수신된 전송들의 파일럿 전력중 적어도 하나에 기초하여 신호 품질을 측정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 주파수 대역들은 반송파들 및 부 반송파들의 그룹들 중 적어도 하나를 포함한다.
제3 양태에 따라, 컴퓨터상에서 실행될 때, 제1 양태의 방법 단계들을 실행하도록 동작 가능한 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
제4 양태에 따라, 다음을 포함하는 무선 원격 통신 네트워크가 제공된다: 제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역과 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공하도록 동작 가능한 적어도 하나의 매크로 기지국 - 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된 제1 무선 빔을 포함하고, 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함하고, 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열됨-; 및 소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하도록 동작 가능한 송신 로직 - 소규모 셀 주파수 대역은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나를 포함함-; 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 신호 품질을 측정하고 또한 최고 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하도록 동작 가능한 수신 로직; 및 제외된 주파수 대역과는 다른 주파수 대역을 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능한 송신 주파수 대역 선택 로직을 포함하는 적어도 하나의 소규모 셀 기지국.
일 실시예에서, 매크로 기지국은 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 추가 영역들을 제공하고, 소규모 셀 주파수 대역은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 적어도 하나를 포함하고, 여기서 수신 로직은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터의 수신된 전송들의 신호 품질을 측정하고 또한 더 높은 신호 품질을 갖는 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하도록 동작 가능하고; 및 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역과는 다른 그런 주파수 대역들 중 적어도 하나를 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능하다.
일 실시예에서, 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역과 다르고 최저 신호 품질을 갖는 그런 주파수 대역들 중 하나를 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능하다.
일 실시예에서, 송신 주파수 대역 선택 로직은 제외된 주파수 대역과 다른 그러한 모든 주파수 대역들을 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능하다.
일 실시예에서, 수신 로직은 SINR, 총 셀 전력에 대한 파일럿 전력의 비 및 수신된 전송들의 파일럿 전력 중 적어도 하나에 기초하여 신호 품질을 측정하도록 동작 가능하다.
일 실시예에서, 주파수 대역들은 반송파들 및 부반송파들의 그룹들 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 무선 커버리지의 제2 영역은 복수의 각도 이격된 제2 무선 빔을 포함한다.
일 실시예에서, 각각의 각도 이격된 제2 무선 빔들은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 기지국으로부터 방사하도록 배열된다.
일 실시예에서, 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 각도를 이등분하면서 기지국으로부터 방사하도록 배열된다.
일 실시예에서, 기지국은 동일한 수의 제1 및 제2 무선 빔들을 지원한다.
일 실시예에서, 기지국은 제3 무선 주파수상에서 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하도록 동작 가능하고, 제3 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 기지국으로부터 방사하도록 배열된다.
일 실시예에서, 기지국은 각도 이격된 제1 무선 빔들 중 적어도 하나를 송신하도록 동작 가능한 제1 안테나, 및 제2 무선 빔을 송신하도록 동작 가능한 제2 안테나를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 안테나들 중 적어도 하나는 안테나 기둥(antenna column)을 포함한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 안테나들 중 적어도 하나는 안테나 배열을 포함한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 안테나들은 서로에 대하여 물리적인 각도를 이룬다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 안테나들 중 적어도 하나는 빔 성형 기술에 의해 제1 및 제2 빔들 중 적어도 하나를 형성하도록 동작 가능한 안테나 배열을 포함한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 안테나들은 제1 빔들 중 적어도 하나와 제2 빔들 중 적어도 하나를 형성하도록 동작 가능한 단일 안테나 배열을 포함한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 무선 주파수들은 상이한 무선 반송파들을 포함한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 무선 주파수들은 단일 무선 반송파 내의 적어도 하나의 부 반송파를 포함한다.
추가의 특정한 및 양호한 양태들이 첨부된 독립 청구항들 및 종속 청구항들에서 제시된다. 종속 청구항들의 특징들은 독립 청구항들의 특징들과 적절히 조합될 수 있고, 청구항들에 명시적으로 제시된 것들 이외의 조합들로 조합될 수 있다.
장치 특징부가 기능을 제공하도록 동작 가능하다고 기술되는 경우, 이것은 그 기능을 제공하거나 또는 그 기능을 제공하도록 적응되거나 구성되는 장치 특징부를 포함한다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 실시예들이 이제 첨부 도면들을 참조하여 더욱 기술될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 원격 통신 네트워크의 주요 구성요소들을 도해한다.
도 2는 3개의 섹터를 갖는 기지국에 대한 전통적인 및 대안적인 단일 다중 반송파 기지국 설정들을 도식적으로 도해하고 또한 매크로 셀들을 위한 (대안적) 오프셋 구성을 보여준다(우변 그림).
도 3은 전통적인 및 대안적인 셀 구성 양쪽에서의 다중 셀 설정을 도식적으로 도해한다.
도 4는 몇몇 실시예들에 따른 두 가지 안테나 구현 접근법을 도식적으로 도해한다.
도 5는 3개의 기둥 배열을 이용하는 오프셋 안테나 패턴을 도식적으로 도해한다.
도 6은 일 실시예에 따른 다중 주파수 대역 또는 다중 반송파 배치에서의 매크로 셀들과 소규모 셀들의 공동 구성을 도해한다.
도 7은 실시예들의 다중 반송파 네트워크의 구성과 종래 접근법 사이의 비교를 도해한다.
도 8은 실시예들의 다중 반송파 네트워크의 결과적 구성과 종래 접근법 사이의 비교를 도해한다.
도 9는 7개의 매크로 셀 사이트에 대한 실시예들의 네트워크에 대한 SINR 분포 및 주파수 할당과 종래 접근법과의 비교를 예시한다.
도 10은 저밀도 소규모 셀 배치들에 대한 대안들을 가진 실시예들의 네트워크의 성능 비교를 예시한다.
도 11은 고밀도 소규모 셀 배치들에 대한 대안들을 가진 실시예들의 네트워크의 성능 비교를 예시한다.
개관
실시예들을 더욱 상세하게 논의하기 전에, 먼저 개관이 제공될 것이다. 실시예들은 더 상세하게 아래 기술되는 것처럼 매크로 셀들이 도 3(우변)에 도시된 바와 같이 구성되는 이종 무선 네트워크의 성능을 개선하기 위해 적절한 주파수 대역들의 선택을 제공한다. 이 배치는 모든 반송파들에 대한 섹터들이 도 3(좌변)에 도시된 바와 같이 중첩하는 현행의 매크로 셀 구성들과는 다르다. 섹터 오프셋 셀 구조(sector-offset cell structure)는 매크로 셀 배치들만 있는 구성에도 유익하지만, 이런 이종 무선 네트워크 구성에서도 추가 장점들을 갖는다.
소규모 셀들은 이들이 매크로 셀에 대한 로케이션에 의존하여 한번에 항상 하나의 주파수 대역만을 재이용하도록 구성된다. 이것은 도 7(좌변)에 도시된 종래의 공유 반송파 구성과 비교하여 도 7(우변)에 예시된다. 음영 처리(shading)는 매크로 셀들과 소규모 셀들에 의해 이용되는 반송파를 표시한다(적색=반송파 1, 청색=반송파 2).
이 배치는 핸드오버 지연들로 인해 고속 이동 사용자들로부터의 호들이 단절되는 것을 방지하기 위해 하나의 매크로 셀 반송파를 "클린(clean)"하게 유지한다(즉, 해당 반송파는 이 로케이션에서 소규모 셀들과 공유되지 않는다). 하나의 클린 반송파가 각각의 로케이션에서 이용 가능하고 또한 고속 이동 사용자들이 해당 클린 반송파에 의해 서빙된다면, 핸드오버 문제들은 회피될 수 있다. 이 셀 구조는 각각의 로케이션에서 클린 매크로 셀 반송파의 이런 유용한 속성을 보유한다.
이 구성은 하기 단계들을 통한 자동 구성 처리에 의해 달성될 수 있다:
(1) 소규모 셀은 양쪽 (또는 모든) 주파수 대역들 또는 반송파들상에서의 매크로 셀 신호 품질의 측정들(예를 들어, SINR, Ec/Io, 또는 파일럿 전력)을 실행한다;
(2) 소규모 셀은 각각의 주파수 대역상에서 측정되는 최대값을 결정한다;
(3) 소규모 셀은 그 자신의 전송들에 대해 최저의 측정된 최대값을 가진 주파수 대역을 선택한다.
결과적 구조의 예가 도 8(우변)에 도시된다. 결과적 SINR 분포 및 반송파 할당의 예는 도 9(우변)에 도시된다.
이 접근법은 기존 간섭 문제들을 해결하고 또한 완전 주파수 재이용을 허용하는 매크로 셀과 소규모 셀들 양쪽의 셀 방식 구조 및 주파수 구성을 구성하는 방법을 제공한다. 구조는 전용 반송파 기준 배치와 비교하여 셀 방식 네트워크 처리량을 평균적으로는 130%까지 증가시키고 경계부 사용자 처리량을 200%까지 향상시킬 수 있고, 또한 부분 주파수 재이용 배치들을 상당한 정도로 능가할 수 있다.
무선 원격 통신 네트워크
도 1은 일 실시예에 따른 무선 원격 통신 네트워크(10)의 주요 구성요소들을 도식적으로 도해한다. 사용자 장비(50)는 무선 원격 통신 시스템의 여기저기를 돌아다닌다. 무선 커버리지의 지역들(30)을 지원하는 기지국들(20)이 제공된다. 사용자 장비(50)에게 넓은 커버리지 지역을 제공하기 위해 다수의 그와 같은 기지국(20)이 제공되고 또한 지리적으로 분포되어 있다.
사용자 장비가 기지국(30)에 의해 서빙되는 지역 내에 있을 때, 연관된 무선 링크들상에서 사용자 장비와 기지국 간에 통신이 확립될 수 있다. 각각의 기지국은 전형적으로 서비스의 지리적인 지역(30) 내에 다수의 섹터를 지원한다.
전형적으로, 기지국 내의 상이한 안테나는 각각의 연관된 섹터를 지원한다. 각각의 기지국(20)은 다중 안테나를 갖는다. 도 1이 전형적 통신 네트워크에 존재할 수 있는 사용자 장비 및 기지국들의 총 수의 작은 부분 집합을 도해한다는 것을 알 것이다.
셀 방식 네트워크들에서의 한가지 문제는 셀에 걸쳐서 SINR의 분포가 불균일하다는 것이다. 셀들은 셀 중심부에서 달성될 수 있는 매우 큰 데이터 전송률들을 이끌어 내지만 셀 경계부에서 및 셀의 섹터들 사이에서 매우 부족한 데이터 전송률들을 초래하는 식으로 기지국들에 의해서 지원된다. 지리적 지역에 걸쳐서 제공되는 한 기지국 및 일련의 인접 기지국들에 의해 지원되는 전형적 3 섹터 셀은 셀 경계부(cell edge)에서 및 섹터들 사이에서 부족한 데이터 전송률들을 초래하는 부족한 SINR들을 낳는다.
간섭 문제는 반송파들 또는 부 반송파들과 같은 이용 가능한 주파수 대역들의 일부분들이 경계부 사용자들을 위해 남겨지고 그에 의해 그런 경계부 사용자들에 대해 이용가능한 SINR을 증가시키도록 간섭을 조정함으로써 LTE에서 해결될 수 있다. 그러한 배치의 한 가지 결점은 이것이 무선 통신 네트워크 내에서의 주파수 재이용을 감소시키고 그러므로 전체적 네트워크 용량을 희생하도록 작용할 수 있다는 것이다. 셀 경계부 전송률들을 증가시키기 위한 또 다른 방식은 네트워크를 구성하고 또한 이웃 셀들에서 상이한 반송파들을 사용하기 위해 배열할 때 정적 주파수 계획을 통합하는 것이 될 것이다. 이런 방식으로, 셀 경계부의 SINR들은 이웃 셀들이 상이한 반송파들을 이용하는 방식으로 주파수들을 계획함으로써 향상될 수 있다. 그러한 접근법은 전형적으로 GSM 네트워크들에서 사용될 수 있다. 그러한 배치는 전형적으로 주파수 재이용 인자를 감소시키고 또한 주어진 지리적 지역에 걸쳐서 낮은 스펙트럼 효율성으로 이어질 수 있다.
LTE와 같은 융통성 있는 시스템들에서 간섭은 조정될 수 있다. 그와 같은 조정은 전형적으로 정적 주파수 설계와 비교하여 더 동적인 간섭 완화 접근법을 제공한다. 셀 경계부 사용자들을 위해 스펙트럼의 일부를 남겨둠으로써 및 네트워크 운영에 영리한 스케줄링을 통합시킴으로써, 네트워크의 전체적인 운영은 다소의 전체적 용량을 포기함으로써 향상될 수 있다. 스펙트럼의 일부를 남겨둠으로써, 더 낮은 주파수 재이용 인자가 채택되고 또한 전체적 셀 성능이 경계부 사용자들의 이익을 위해서 희생된다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 간섭 조정 방법들은 UMTS 및 CDMA 2000과 같은 몇몇 네트워크 아키텍처들에서 사용되지 않을 수 있다는 것을 알 것이다.
몇몇 네트워크들은 MIMO(multiple input multiple output) 방식으로 실행하도록 동작 가능하고 그러므로 다중 기지국의 공동 전송들은 보강 방식으로 말단 사용자에서 합산되어 SINR이 최대화되도록 한다. 그와 같은 방법들에 따라, 2개의 주파수 대역상의 전송들이 채택될 수 있고, 전형적으로 두 개 이상의 안테나들이 기지국의 각각의 섹터에서의 적절한 전송들을 지원하는 데에 요구될 수 있다.
다중 반송파가 기지국에서 이용 가능하다면(이는 대부분의 지역들에서 그리고 대부분의 운영자들에 대해 그러함), 현저하게 셀 경계부 데이터 전송률들 및 전체적 데이터 전송률들을 향상시킬 수 있는 대안 셀 구성이 구현될 수 있다는 것이 인식된다.
3 섹터 매크로 셀에 대해, 그 섹터들이 시프팅되어 섹터들이 제1 반송파에서의 부족한 성능의 지역을 향하여 포인팅하도록 하는 애스펙트(aspect)들이 제2 반송파를 제공하는데, 예를 들어 그런 섹터들은 방사상으로 시프팅되어 이들이 제1 반송파의 섹터들 "사이에서" 방사하도록 된다. 3 섹터 매크로 셀의 경우에, 예를 들어, 제2 반송파상에서 무선 커버리지의 섹터들을 지원하는 주 빔들 또는 빔 패턴들은 제1 반송파상에서 커버리지의 섹터들을 지원하는 빔 패턴들에 대하여 60°만큼 시프팅된다. 섹터들에서의 그런 시프트는 수정된 안테나들을 요구할 수 있지만, 비용 상승은 결과적 이익들과 비교해 작다. 제1 반송파에 상대적으로 제2 반송파의 빔 패턴을 시프팅시키는 것의 결과로서, 특정 기지국의 셀 경계부들에서 및 섹터들 사이 모두에서, 부족한 SINR의 영역들이 이들이 전형적으로 함께 자리 잡은(co-located) 반송파 배치와 비교하여 더 이상 함께 자리 잡지 않도록 배치된다. 다시 말하면, 각각의 반송파에서의 부족한 커버리지 영역들은 더 이상 중첩하지 않는다.
사용자 장비, 예를 들어, 이동 전화기들은 이들이 전형적으로 임의의 주어진 지리적 로케이션에서 최상의 이용 가능한 반송파에게의 핸드오버 또는 자동 대기(camping) 절차들에 의해 지원받도록 작동한다는 것이 이해할 것이다. 다시 말하면, 사용자 장비가 사용자 장비에서 최고의 SINR 또는 최고 수신 전력을 갖는 것으로 관측하는 반송파가 서비스에 가장 매력적인 것으로 보인다. 셀의 일부 영역들에서 제1 반송파보다 더 높은 SINR을 제공하도록 배열되는 제2 반송파는 완전한 재이용 상태에 여전히 있는 주파수 재이용 인자를 감소시키지 않고서, 특히 셀 경계부들에서 사용자 데이터 전송률들의 현저한 증가를 이끌어 낼 수 있다.
이 일반 원리는 임의 수의 섹터들 및 임의 수의 반송파들 또는 부 반송파들까지 확장될 수 있고, 일반적으로 UMTS, CDMA 및 LTE와 같은 상이한 네트워크 제공 프로토콜들 및 에어 인터페이스들에 적용 가능할 수 있다
섹터 오프셋 배치
도 2는 전통적 기지국 구성과 다중 주파수 대역(반송파 또는 부 반송파) 기지국 설정의 양쪽을 도해한다. 도 2에 도식적으로 도해된 시나리오들에서, 2개의 반송파가 제공된다. 각각의 반송파는 3개의 섹터에서 지리적 영역에 대한 커버리지를 제공한다. 도 2의 좌변에 도시되는 전통적 구현에서, 반송파들 1 및 2는, 이들의 빔 패턴들이 실질적으로 나란히 놓이고(collocate) 또한 실질적으로 동일한 방향들로 지향되어, 부족한 SINR 지역들이 실질적으로 동일한 지리적 로케이션들에서, 즉 섹터들 사이에서 및 기지국 셀 경계부에서 양쪽 반송파들상에서 경험되는 전체적 다중 반송파 구성으로 이어지도록 제공된다.
도 2의 우변에, 반송파들의 대안 구성이 도식적으로 도해된다. 이 시나리오에서, 반송파 1의 각각의 섹터를 지원하는 주 빔은 제2 반송파의 각각의 섹터를 지원하는 주 빔에 관하여 오프셋된다. 바꾸어 말하면, 도 2에 예시된 것과 같이, 반송파 2의 빔 패턴은 반송파 1상에서 지원되는 빔 패턴에 관하여 60°만큼 시프팅된다. 그러므로 섹터들은 서로에 대하여 오프셋된다. 그러나, 섹터들이 기지국 커버리지 기하 구조를 고려할 때 단순화된 구축물에 불과하고 또한 각각의 섹터가 더 복잡한 빔 패턴의 일부로서 기지국으로부터 방사하는 주 빔에 의해 지원된다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서 기술되는 실시예들의 상대적 섹터 오프셋 덕분에, 제1 반송파와 제2 반송파상에서 경험되는 부족한 SINR을 가진 지역들이 전통적 배치에서 그런 것보다 덜 중첩하는 경향이 있는 한편, 네트워크 내의 인접한 기지국들 및 셀들에 걸친 전체 주파수 재이용이 가능하게 된다.
도 3은 실시예에 따른 네트워크 설정을 도식적으로 도해하는데, 해당 네트워크는 각각이 무선 커버리지의 셀들을 지원하는 복수의 기지국을 포함한다. 도 3에 도시된 각각의 기지국에게 2개의 반송파를 제공한 결과로서 및 각각의 기지국에서 제1 반송파에 대하여 제2 반송파의 빔 패턴을 오프세팅한 결과로서, 셀 경계부들에서의 그런 사용자들에 대해 SINR의 상당한 향상을 제공하고 또한 셀 및 섹터 경계들에 관하여 부족한 SINR을 회피함으로써 향상된 전체적인 네트워크 용량을 제공하는 결과적 무선 커버리지 영역이 네트워크 내에 제공될 수 있다. 그러한 배치는, 단일 기지국에 의해 지원되는 셀들 사이의 셀 내에서 및 상이한 기지국들에 의해 지원되는 셀들 사이의 셀 간에서 모두 더 빈번한 핸드오버 또는 셀 선택 처리들이 네트워크 내에서 일어나는 것을 요구할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 기술되는 양태들이 각각의 기지국에서 섹터 오프셋들을 갖는 그러한 다중 반송파 구성을 제공하기 위해 새로운 안테나 구성을 전형적으로 요구한다는 것이 또한 이해될 것이다.
상이한 반송파들에 대해 상이한 반송파 오프셋 패턴들을 달성하기 위해, 기지국 및 기지국의 RF 단에 제공되는 안테나 시스템들은 적절한 수정을 필요로 할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 요구된 반송파 오프셋 패턴들을 달성하는 다양한 방식들이 있다.
도 4는 두 가지 가능한 구현 접근법을 도식적으로 도해한다.
하나의 옵션은 각각의 섹터에 대한 빔 패턴들이 각각의 반송파에 대해 하나씩 제공되는, 두 개의 각도를 이루며 개별적으로 급전되는 안테나 기둥(antenna column)을 포함하는 레이돔(radome)을 이용하여 달성될 수 있다. 그러한 배치에서, 두 개의 신호(각각의 반송파에 대해 하나씩)가 요구되고 두 개의 RF 경로가 요구된다. 각각의 RF 경로는 양쪽 대역들을 지원하기 위해 하나의 증폭기를 이용하는 배치와 비교하여 절반 전력을 제공할 필요가 있을 뿐이다.
게다가, 몇몇 가능한 안테나 배열 배치들이 각각의 안테나 소자에 대한 별개의 RF 경로들을 이미 통합했을 수 있고 이것들이 디지털로 급전될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다시 말하면, 기존 안테나 배열은 섹터에서의 각각의 반송파에 대해 상이하거나 오프셋된 빔 패턴을 제공하는 제안된 스킴을 지원할 수 있을 것이다. LTE와 4G 네트워크들에 대해 다중 RF 경로가 표준화된 MIMO 스킴들을 지원하기 위해 전형적으로 요구될 것이라는 점이 또한 이해될 것이다.
도 4는 또한 각각의 반송파에 대한 상이한 패턴들이 다중 기둥 배열을 이용하는 빔 성형 접근법을 통해 제공되는 구현을 도식적으로 도해한다. 제1 구현과 비교하여, 두 개의 광대역 RF 단이 이용될 수 있는데, 각각은 절반 전력이 제공된다. 게다가, 피더 네트워크가 4개의 기둥의 각각에 급전하기 위해 안테나에 요구된다.
도 5는 도 4에서 도식적으로 도해되는 것과 같이 3개의 기둥 배열을 이용하여 달성될 수 있는 오프셋 안테나 패턴을 도식적으로 도해한다. 3개의 기둥 배열에 의해 형성되는 빔들이 실질적으로 서로에 대하여 오프셋된다는 것을 알 수 있는데, 예시된 경우에 해당 오프셋은 60°의 영역을 갖는다.
도 4에 도식적으로 도해되는 각각의 구현 접근법들이 표준 레이돔 사이즈들과 맞아떨어질 수 있고 그러므로 기지국 안테나 시스템의 시각적 도드라짐을 증가시키지 않는다는 것이 이해될 것이다.
소규모 셀 주파수 대역 선택
다중 주파수 대역 또는 다중 반송파 배열에서의 매크로 셀들과 소규모 셀들의 공동 구성은 도 6에 도해된 바와 같다.
양쪽 (또는 모든) 주파수 대역들 또는 반송파들은 매크로 셀들에 의해 이용된다. 소규모 셀들에 대해, 단 하나의 (또는 하나를 제외한 모든) 반송파가 매크로 셀에 대한 소규모 셀의 로케이션에 의존하여 재이용된다. 전체적 구성은 하기 단계들에 의해 달성된다:
(1) 반송파 1(도 6의 적색 음영 처리)에 대해, 소규모 셀들은 매크로 셀 섹터들 사이의 (삼각형으로 도시된) 지역에서만 이 반송파를 이용하는데, 이 지역에서 매크로 셀 성능은 그런 섹터들 사이의 주파수 재이용으로 인한 간섭 때문에 부족하다. 게다가, 이 지역에서 매크로 셀로부터 수신되는 전력은 이들이 매크로 셀로부터의 최고 안테나 이득의 방향으로부터 오프셋되기 때문에 다른 지역들과 비교하여 더 낮다. 그 결과, 낮은 전력을 가진 소규모 셀들이 매크로 셀에게 비교적 가깝게 배치된 때에라도 잘 동작한다.
(2) 반송파 2(도 6의 청색 음영 처리)에 대해, 매크로 셀 안테나 패턴은 각각의 섹터에 대해 최대 이득의 방향이 반송파 1상에서 2개의 섹터 사이의 섹터 간 경계를 향하여 포인팅하도록 오프셋된다.
(3) 반송파 2(도 6의 청색 음영 처리)에 대해, 소규모 셀들은 (1)에서와 같이 섹터들 사이의 지역에서 동일한 방식으로 구성된다. 실시예들의 소규모 셀 구성과의 매크로 셀 반송파들의 이런 조합은 소규모 셀들과 매크로 셀들의 양쪽을 위한 유리한 속성들을 낳는다.
(4) 셀 선택은, 소규모 셀들에게의 사용자 장비의 오프로딩을 최대화하기 위해 소규모 셀들의 SINR 또는 파일럿 Ec/Io가 미리 정의된 값을 초과할 때 이들에게 우선 순위가 매겨지도록 구성된다.
성능 비교
시스템 레벨 시뮬레이션들이 상기 언급된 실시예들의 구성의 성능을, 분리된 반송파 구성 및 부분 공유된 반송파 구성과 같은 기존 대안들과 비교하기 위해 실행되었다. 부분 공유된 반송파 기준에 대해, 공유된 반송파상의 매크로 셀 전력은 향상된 전체적 성능을 위해 10dB 만큼 감소되었다. 반송파들과 기지국들의 수는 모든 비교 경우들에 대해 동일하다. 소규모 셀들의 상이한 밀도들이 시뮬레이팅되었다.
도 10은 저밀도 소규모 셀 배치들에 대한 성능 비교 및 SINR 분포들을 보여준다. 섹터 오프셋을 가진 실시예들의 구조는 평균적으로는 130% 만큼 및 셀 경계부 처리량에 대해서는 200% 만큼 분리된 반송파 배치들을 능가한다. 기존의 부분 공유된 반송파 구성들과 비교하여, 실시예들은 평균적으로는 80% 및 셀 경계부에서는 100%의 전송률 향상들을 제공한다. 이 향상은 실시예들이 부족한 SINR의 지역들을 상당하게 감소시킨 SINR 분포들에서 명백히 알 수 있다.
도 11은 고밀도 소규모 셀 배치에 대한 성능 비교를 보여 준다. 여기서 전체적 성능은 거의 전 지역 커버리지를 제공하는 대단히 많은 수의 소규모 셀들에 의해 거의 완전히 지배된다. 그 결과, 스킴들 사이의 차이들은 더 작아진다. 그러나, 실시예들의 구성은 최상으로 유지된다. SINR 분포들을 살펴볼 때, 실시예들에서의 매크로 셀 성능이 다른 스킴들에서보다 훨씬 좋다는 것을 알 수 있다(매크로 셀 로케이션들 주위의 높은 SINR의 지역들을 참조).
따라서, 실시예들이:
- 기존 셀 구조들과 비교하여 성능을 상당한 정도로 (평균적으로 130%까지 및 경계부 처리량에서 200%까지의 향상으로) 증가시키고;
- 각각의 로케이션에서 클린 매크로 셀 반송파가 고속 이동 사용자들에 대한 핸드오버 실패들을 방지하는 데에 이용 가능하다는 유용한 속성을 보유하고;
- 소규모 셀들이 자신들의 로케이션 기반 반송파 할당 덕분에 매크로 셀로부터의 더 작은 간섭을 관측하기 때문에 소규모 셀들에 대한 배치 로케이션들의 융통성을 향상시키고;
- 부분 공유된 반송파 구성에서와 같이, 매크로 반송파들 사이의 부하 조절을 요구하지 않는
셀 구조를 제공한다는 것을 알 수 있다.
통상의 기술자는 전술한 여러 방법의 단계들이 프로그래밍된 컴퓨터들에 의해 실행될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다. 본 명세서에서, 몇몇 실시예들은 기계 또는 컴퓨터 판독가능하고 기계 실행 가능하거나 컴퓨터 실행 가능한 명령어 프로그램을 인코딩하는 프로그램 저장 디바이스, 예를 들어, 디지털 데이터 저장 매체를 포괄하는 것으로 또한 의도되는데, 여기서 상기 명령어는 전술한 방법들의 단계들 중 일부 또는 전부를 수행한다. 프로그램 저장 디바이스는, 예를 들어, 디지털 메모리, 자기 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 저장 매체, 하드 드라이브, 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체일 수 있다. 실시예들은 또한 전술한 방법들의 상기 단계들을 실행하도록 프로그래밍된 컴퓨터들을 포괄하도록 의도된다.
"프로세서" 또는 "로직"으로 표지되는 임의의 기능 블록들을 포함하는, 도면들에 도시된 다양한 요소들의 기능은 전용 하드웨어 뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 결합하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 이용하여 제공될 수 있다. 이러한 기능들은, 프로세서에 의해 제공될 때, 단일의 전용 프로세서에 의해, 단일의 공유 프로세서에 의해, 또는 복수의 개별 프로세서에 의해 제공될 수 있는데, 그 중 몇몇은 공유될 수 있다. 또한, "프로세서" 또는 "컨트롤러" 또는 "로직"이라는 용어의 명시적 사용을 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 배타적으로 지칭하는 것으로 해석해서는 안되며, 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 회로(ASIC: application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 비휘발성 스토리지를 묵시적으로 포함할 수 있는데, 이것들에만 한정되지는 않는다. 종래 및/또는 관례적인 다른 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 유사하게, 도면들에 도시된 임의의 스위치들은 개념적인 것에 불과하다. 이들의 기능은 프로그램 로직의 연산을 통해, 전용 로직을 통해, 프로그램 제어 및 전용 로직의 상호 작용을 통해, 또는 심지어 수동으로 수행될 수 있고, 특정 기술은 맥락을 따라 더 구체적으로 이해됨에 따라 구현자가 선택할 수 있다.
통상의 기술자는 본 명세서에서의 임의의 블록도가 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적 회로의 개념도를 나타낸다는 것을 알 것이다. 마찬가지로, 임의의 플로우 차트, 흐름도, 상태 천이도, 의사 코드 등은 컴퓨터 판독가능한 매체 내에 실질적으로 표현되어 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 그렇게 실행될 수 있는 (그러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되어 있는지의 여부에는 상관 없음) 다양한 프로세스들을 나타낸다는 것을 알 것이다.
설명 및 도면들은 본 발명의 원리를 예시한 것에 지나지 않는다. 따라서 본 명세서에서 명시적으로 설명하거나 도시되지는 않았지만 통상의 기술자라면 본 발명의 원리를 구체화하고 본 발명의 사상과 범위 내에 포함되는 다양한 배치들을 안출할 수 있다는 것을 알 것이다. 더욱이, 본 명세서에 기재된 모든 예들은 주로 명백히, 독자로 하여금 본 발명의 원리 및 관련 기술 분야를 진전시키는 데에 본 발명자(들)가 기여한 개념을 이해하는 데에 도움을 주기 위한 교시의 목적으로만 의도된 것이고, 그러한 특정적으로 기재된 예들 및 조건들에만 한정되지 않는 것으로 해석해야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 양태 및 실시예를 기재한 본 명세서의 모든 진술 및 이것들의 특정적 예들은 이들의 등가물을 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims (14)

  1. 매크로 기지국이 제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역 및 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공하는 무선 원격 통신 네트워크에 배치 가능한(deployable) 소규모 셀 기지국(small cell base station)으로서 - 상기 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된(angularly spaced) 제1 무선 빔을 포함하고, 상기 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함하고, 상기 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 상기 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열됨 -:
    소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하도록 동작 가능한 송신 로직 - 상기 소규모 셀 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 하나를 포함함 -;
    상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 신호 품질을 측정하고, 최고 신호 품질을 갖는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하도록 동작 가능한 수신 로직; 및
    상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 상기 제외된 주파수 대역과 다른 주파수 대역을 선택하도록 동작 가능한 송신 주파수 대역 선택 로직
    을 포함하는 소규모 셀 기지국.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매크로 기지국은 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 추가 영역들을 제공하고, 상기 소규모 셀 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역 및 상기 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 적어도 하나를 포함하고,:
    상기 수신 로직은 상기 제1 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터의 수신된 전송들의 신호 품질을 측정하고, 더 높은 신호 품질을 갖는 상기 제1 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 하나를 상기 제외된 주파수 대역으로서 식별하도록 동작 가능하고;
    상기 송신 주파수 대역 선택 로직은 상기 제외된 주파수 대역과는 다른 주파수 대역들 중 적어도 하나를 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능한
    소규모 셀 기지국.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송신 주파수 대역 선택 로직은 상기 제외된 주파수 대역과 다르고 최저 신호 품질을 갖는 주파수 대역들 중 하나를 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능한 소규모 셀 기지국.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신 주파수 대역 선택 로직은 상기 제외된 주파수 대역과 다른 모든 주파수 대역들을 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능한 소규모 셀 기지국.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신 로직은 SINR(signal to noise plus interference ratio), 총 셀 전력에 대한 파일럿 전력의 비, 및 수신된 전송들의 파일럿 전력 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신호 품질을 측정하도록 동작 가능한 소규모 셀 기지국.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 대역들은 반송파들 및 부 반송파들의 그룹들 중 적어도 하나를 포함하는 소규모 셀 기지국.
  7. 매크로 기지국이 제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역과 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공하는 무선 원격 통신 네트워크에 배치 가능한 소규모 셀 기지국을 구성하는 방법으로서 - 상기 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된 제1 무선 빔을 포함하고, 상기 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함하고, 상기 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 상기 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열됨-:
    상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 신호 품질을 측정하고, 최고 신호 품질을 갖는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하는 단계;
    상기 제외된 주파수 대역과는 다른 주파수 대역을 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계; 및
    소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하는 단계
    를 포함하는 소규모 셀 기지국 구성 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 매크로 기지국은 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 추가 영역들을 제공하고, 상기 소규모 셀 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역 및 상기 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 적어도 하나를 포함하고,:
    상기 측정 단계는 상기 제1 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터의 수신된 전송들의 신호 품질을 측정하고, 더 높은 신호 품질을 갖는 상기 제1 주파수 대역, 상기 제2 주파수 대역 및 적어도 하나의 추가 주파수 대역 중 하나를 상기 제외된 주파수 대역으로서 식별하는 단계를 포함하고;
    상기 선택 단계는 상기 제외된 주파수 대역과 다른 주파수 대역들 중 적어도 하나를 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계를 포함하는
    소규모 셀 기지국 구성 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 선택 단계는 상기 제외된 주파수 대역과 다르고 최저 신호 품질을 갖는 주파수 대역들 중 하나를 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계를 포함하는 소규모 셀 기지국 구성 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선택 단계는 상기 제외된 주파수 대역과 다른 모든 주파수 대역들을 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하는 단계를 포함하는 소규모 셀 기지국 구성 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 단계는 SINR(signal to noise plus interference ratio), 총 셀 전력에 대한 파일럿 전력의 비 및 수신된 전송들의 파일럿 전력 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신호 품질을 측정하는 단계를 포함하는 소규모 셀 기지국 구성 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주파수 대역들은 반송파들 및 부 반송파들의 그룹들 중 적어도 하나를 포함하는 소규모 셀 기지국 구성 방법.
  13. 컴퓨터상에서 실행될 때, 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법 단계들을 실행하도록 동작 가능한 컴퓨터 프로그램 제품.
  14. 무선 원격 통신 네트워크로서:
    제1 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제1 영역과 제2 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제2 영역을 제공하도록 동작 가능한 적어도 하나의 매크로 기지국 - 상기 무선 커버리지의 제1 영역은 복수의 각도 이격된 제1 무선 빔을 포함하고, 상기 무선 커버리지의 제2 영역은 적어도 제2 무선 빔을 포함하고, 상기 제2 무선 빔은 인접한 각도 이격된 제1 무선 빔들 사이에서 상기 매크로 기지국으로부터 방사하도록 배열됨 -; 및
    적어도 하나의 소규모 셀 기지국
    을 포함하며, 상기 적어도 하나의 소규모 셀 기지국은,
    소규모 셀 주파수 대역을 이용하는 무선 커버리지의 제3 영역을 제공하도록 동작 가능한 송신 로직 - 상기 소규모 셀 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 하나를 포함함 -;
    상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역을 이용하는 매크로 기지국들로부터 수신되는 전송들의 신호 품질을 측정하고, 최고 신호 품질을 갖는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 제2 주파수 대역 중 하나를 제외된 주파수 대역으로서 식별하도록 동작 가능한 수신 로직; 및
    상기 제외된 주파수 대역과 다른 주파수 대역을 상기 소규모 셀 주파수 대역으로서 선택하도록 동작 가능한 송신 주파수 대역 선택 로직
    을 포함하는 무선 원격 통신 네트워크.
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