KR101449767B1

KR101449767B1 - Apparatus and method for controlling transmission output of a mobile communication terminal

Info

Publication number: KR101449767B1
Application number: KR1020090100370A
Authority: KR
Inventors: 박병성; 이정승
Original assignee: 에릭슨 엘지 주식회사
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2014-10-14
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: KR20110043308A

Abstract

본 발명은 인접 셀로의 간섭을 최소화하기 위해 이동통신 단말의 송신 출력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 송신 출력 제어 장치 및 방법은, 매크로셀 기지국에 의한 하향 링크 수신 신호의 전력 및 ROT(rise over thermal)를 주기적으로 측정하고, 하향 링크 수신 신호의 전력을 이용하여 기준 ROT를 설정하며, ROT가 기준 ROT보다 클 경우 기준 ROT를 이용하여 펨토셀 기지국 사용자의 송신 출력을 산출한다. The present invention relates to an apparatus and method for controlling transmission power of a mobile communication terminal to minimize interference to an adjacent cell. A transmission output control apparatus and method are provided for periodically measuring power and ROT (rise over thermal) of a downlink received signal by a macro cell base station, setting a reference ROT using power of a downlink received signal, If it is larger than the ROT, the transmission output of the femtocell base station user is calculated using the reference ROT.

펨토셀 기지국, 매크로셀 기지국, 단말, 송신 출력 제한 Femtocell base station, macro cell base station, terminal, transmission power limitation

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a transmission output control apparatus and a transmission output control method for a mobile communication terminal,

본 발명은 이동통신 기술분야에 관한 것으로, 특히 인접 셀로의 간섭을 최소화하기 위해 이동통신 단말의 송신 출력을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile communication technology field, and more particularly, to an apparatus and method for controlling transmission power of a mobile communication terminal to minimize interference to an adjacent cell.

최근에 통신 및 컴퓨터 네트워크, 반도체 기술의 비약적인 발전으로 인해 무선통신망을 이용한 다양한 서비스가 제공되고 있을 뿐만 아니라 수요자들의 요구 사항은 날이 갈수록 수준이 높아지고 있으며, 전세계 무선 인터넷 서비스 시장은 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 다양한 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.Recently, due to the rapid development of communication, computer network and semiconductor technology, not only various services using wireless communication networks have been provided, but the demand of users has been increasing day by day, and the global wireless Internet service market has been exploding Trend. Accordingly, a service provided by a mobile communication system using a wireless communication network is being developed not only as a voice service, but also as a multimedia communication service for transmitting various data.

현재 CDMA(Code Division Multiple Access) 2000, EV-DO(Evolution Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), WLAN(Wireless Local Area Network)의 무선 데이터 서비스가 상용화되어, 최근 댁내에서 휴대전화 이용과 모바일 데이터의 수요가 지속적으로 증가하고 있는데, 이러한 추세에 따라 특히, 댁내 브로드밴드 망을 통해 이동통신 핵심망에 접속할 수 있도록 댁내 설치 가능한 소형 기지국(이하 "펨토셀 기지국")을 설치하여 이동통신 서비스를 제공하는 방법이 제안되고 있다. 하나의 기지국이 관할하는 셀 영역의 크기를 줄임으로써 높은 주파수 대역을 사용하는 차세대 네트워크 시스템의 효율을 높일 수 있고, 작은 크기의 셀을 여러 개 사용하는 것은 주파수 재사용 횟수를 늘릴 수 있는 측면에서 유리하다. 또한 기존에 하나의 기지국이 넓은 셀 영역을 커버할 때 발생하였던 전파 감쇄로 인한 채널 상황 악화 문제, 음영지역 사용자에 대한 서비스 불능 문제 등을 개선시킬 수 있다는 점에서 펨토셀 기지국을 통한 서비스 방법이 장점을 갖는다. 이러한 이점들을 바탕으로 기존의 기지국(이하 "매크로셀 기지국")과 펨토셀 기지국을 결합한 방식이 대두되고 있다.Wireless data services of CDMA (Code Division Multiple Access) 2000, EV-DO (Evolution Data Only), WCDMA (Wideband CDMA), and WLAN (Wireless Local Area Network) have been commercialized. Recently, According to this tendency, in particular, a method of providing a mobile communication service by installing a small-sized base station (hereinafter referred to as "femtocell base station") that can be installed at home so as to be able to access a mobile communication core network through a home broadband network is proposed . It is possible to increase the efficiency of a next generation network system using a high frequency band by reducing the size of a cell area covered by a single base station and to use multiple small size cells is advantageous in terms of increasing the frequency reuse frequency . In addition, it is possible to improve the problem of channel condition deterioration due to radio wave attenuation which occurred when a single base station covers a wide cell area and the problem of inability to service a user in a shadow area. Thus, a service method through a femtocell base station is advantageous . Based on these advantages, a combination of an existing base station (hereinafter referred to as "macro cell base station") and a femtocell base station is emerging.

매크로셀과 인접하거나 중첩된 영역에서 사용자의 링크 성능 개선을 위해 사용되는 펨토셀 기지국이, 인접 매크로셀과 동일한 주파수 대역에서 동작할 경우 하향링크상에서 인접 매크로셀 사용자에게 간섭을 일으킬 수 있기 때문에 저출력으로 사용되거나 하향링크 간섭을 예측하여 펨토셀 기지국의 송신 출력을 제어할 필요가 있다.If the femtocell base station used to improve the link performance of the user in the adjacent or overlapped area of the macro cell operates in the same frequency band as the neighboring macro cell, it may cause interference to the adjacent macro cell user on the downlink, Or it is necessary to control the transmission power of the femtocell base station by estimating the downlink interference.

일예로, 펨토셀 기지국의 송신 출력은 초기 시스템 설치시 결정된 값, 또는 펨토셀 기지국의 자기 구성 방법에 의해 결정된 값이 사용되며, 펨토셀 기지국 주변의 매크로셀 기지국 또는 다른 펨토셀 기지국으로부터의 간섭 환경 변화에 따라 펨토셀 기지국의 출력이 자동적으로 조정되지 않는다. 즉 펨토셀 기지국은 사용자의 서비스 영역을 확보할 수 있는 정도의 고정된 송신 출력을 사용한다. 펨토셀 기지국의 송신 출력은 링크 성능에 따라 수동적으로 또는 관리 서버를 통해 조정될 수 있다.For example, the transmission power of the femtocell base station is determined by a value determined at the initial system installation or a value determined by the self-configuration method of the femtocell base station. In response to the interference environment change from the macrocell base station or other femtocell base stations around the femtocell base station, The output of the base station is not automatically adjusted. That is, the femtocell base station uses a fixed transmission output to secure the service area of the user. The transmission power of the femtocell base station can be adjusted manually or according to the link performance through the management server.

펨토셀 기지국의 송신 출력이 셀내 사용자의 실제 링크 성능을 반영하지 못하기 때문에 셀 사용자의 링크 성능이 열화 되었거나 또는 과도한 출력으로 인접셀의 성능을 열화 시킬 경우 셀 사용자의 서비스 중에는 이를 개선시킬 수 없는 문제점이 있다. The transmission power of the femtocell base station does not reflect the actual link performance of the user in the cell. Therefore, when the link performance of the cell user deteriorates or the performance of the adjacent cell deteriorates due to excessive output, there is a problem that it can not be improved during the service of the cell user have.

본 발명은 인접 기지국으로의 간섭을 최소화하기 위해 펨토셀 기지국 내 서비스중인 이동통신 단말의 송신 출력을 제어하는 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for controlling the transmission power of a mobile communication terminal in service in a femtocell base station in order to minimize interference to an adjacent base station.

본 발명의 펨토셀 기지국과 매크로셀 기지국을 포함하는 이동통신 시스템의 송신출력제어장치는, 매크로셀 기지국에 의한 하향 링크 수신 신호의 전력 및 ROT(rise over thermal, "열잡음")를 주기적으로 측정하는 측정부; 상기 하향 링크 수신 신호의 전력을 이용하여 기준 ROT를 설정하는 기준 ROT 설정부; 및 상기 ROT가 상기 기준 ROT보다 클 경우 상기 기준 ROT를 이용하여 펨토셀 기지국 사용자의 송신 출력을 산출하는 출력 산출부를 포함한다.A transmission output control apparatus of a mobile communication system including a femtocell base station and a macro cell base station according to the present invention includes: a measurement unit that periodically measures power and ROT (rise over thermal, "thermal noise") of a downlink received signal by a macro cell base station part; A reference ROT setting unit configured to set a reference ROT using the power of the downlink received signal; And an output calculating unit for calculating a transmission output of the femtocell base station user using the reference ROT when the ROT is greater than the reference ROT.

또한, 본 발명의 송신 출력 제어 방법은, a) 매크로셀 기지국에 의한 하향 링크 수신 신호의 전력 및 ROT를 주기적으로 측정하는 단계; b) 상기 하향 링크 수신 신호의 전력을 이용하여 기준 ROT를 설정하는 단계; 및 c) 상기 ROT가 상기 기준 ROT보다 클 경우 상기 기준 ROT를 이용하여 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력을 산출하는 단계를 포함한다.Also, the transmission power control method of the present invention includes the steps of: a) periodically measuring power and ROT of a downlink received signal by a macro cell base station; b) setting a reference ROT using the power of the downlink received signal; And c) calculating the transmission power of the femtocell user terminal using the reference ROT if the ROT is greater than the reference ROT.

본 발명에 따르면, 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력을 제한하여 인접셀 기지국 셀 사용자로의 간섭을 줄여 링크 성능 및 주파수 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the transmission power of the femtocell user terminal is limited to reduce the interference to the neighboring cell base station cell user, thereby improving link performance and frequency efficiency.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions will not be described in detail if they obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a configuration of an exemplary mobile communication network in which the present invention can be implemented. Fig.

일실시예에 있어서, 이동통신망은, 예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA와 같은 2G 이동통신망, WiFi와 같은 무선인터넷, WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)와 같은 휴대인터넷 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망(예컨대, WCDMA 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 이동통신망, 또는 LTE, 향후 개발될 4G 등을 포함하는 임의의 기타 이동통신망을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 LTE의 무선접속망인 E-UTRAN을 위주로 설명한다.In one embodiment, the mobile communication network is a mobile communication network such as a Global System for Mobile communication (GSM), a 2G mobile communication network such as CDMA, a wireless Internet such as WiFi, a Wireless Broadband Internet (WiBro), and a World Interoperability for Microwave Access (3G mobile communication network such as WCDMA or CDMA2000, High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) or 3.5G mobile communication network such as High Speed Uplink Packet Access (HSUPA)) or LTE But not limited to, any other mobile communication network including 4G to be developed. Hereinafter, the E-UTRAN, which is a radio access network of LTE, will be mainly described.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신망은 하나 이상의 네트워크 셀로 구성될 수 있고, 이동통신망에 서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재할 수 있다. 이동통신망은 좁은 범위의 네트워크 셀(이하, '펨토셀'이라 함)을 관리하는 펨토셀 기지국(11~15, 21~23, 31~33), 넓은 범위의 셀(이하, '매크로셀'이라 함)을 관리하는 매크로셀 기지국(10,20,30), 단말(UE)(40), SON(Self Organizing&optimizing Networks) 서버(50) 및 MME(Mobility Management Entity)(60)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 각 구성요소의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명이 실시될 수 있는 이동통신망의 각 구성요소의 개수가 도면에 도시된 개수에 제한되는 것은 아니다.As shown in FIG. 1, the mobile communication network may be composed of one or more network cells, and different kinds of network cells may be mixed in the mobile communication network. The mobile communication network includes femtocell base stations 11 to 15, 21 to 23 and 31 to 33 for managing a narrow range of network cells (hereinafter referred to as 'femtocells'), a wide range of cells (hereinafter referred to as 'macro cells' 20, and 30, a UE 40, a SON (Self Organizing & Optimizing Networks) server 50, and an MME (Mobility Management Entity) The number of each component shown in FIG. 1 is illustrative, and the number of each component of the mobile communication network in which the present invention can be implemented is not limited to the number shown in the drawings.

매크로셀 기지국(10,20,30)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 1km 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 매크로셀 기지국(10,20,30)은 도심지에서 섹터(Sector) 방식의 다중 FA(Multi FA)를 사용하거나, 산간지역 등에서 단일 FA(Omni FA)를 사용한다. 다중 FA의 일예로서, WCDMA에서 매크로셀 기지국(10,20,30)은 4FA를 사용한다.For example, the macro cell base stations 10, 20 and 30 may be used in an LTE network, a WiFi network, a WiBro network, a WiMax network, a WCDMA network, a CDMA network, a UMTS network, But is not limited to, the characteristics of the base station that manages the cell. The macro cell base stations 10, 20 and 30 use multi-FAs of a sector type in a city center or use a single FA (Omni FA) in an inter-mountain area or the like. As an example of multiple FAs, macrocell base stations 10, 20, 30 in WCDMA use 4FA.

펨토셀 기지국(11~15,21~23,31~33)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 수십 m 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 펨토셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The femtocell base stations 11 to 15 and 21 to 23 and 31 to 33 can be used in a mobile communication system such as an LTE network, a WiFi network, a WiBro network, a WiMax network, a WCDMA network, a CDMA network, but is not limited to, the characteristics of a femtocell base station that manages cells having radii of < RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

이동통신망을 구성하는 네트워크 셀은 매크로셀 및 펨토셀을 포함할 수 있다. 매크로셀은 매크로셀 기지국(10,20,30)에 의해 관리될 수 있고, 펨토셀은 펨토셀 기지국(11~15,21~23,31~33)에 의해 관리될 수 있다. 펨토셀 기지국 (11~15,21~23,31~33)이나 매크로셀 기지국(10,20,30)은 각각 독자적으로 코어망의 접속성을 가질 수 있다.The network cell constituting the mobile communication network may include a macro cell and a femtocell. The macro cell can be managed by the macro cell base stations 10, 20 and 30, and the femtocell can be managed by the femtocell base stations 11 to 15, 21 to 23 and 31 to 33. The femtocell base stations 11 to 15, 21 to 23, and 31 to 33 and the macrocell base stations 10, 20, and 30 can independently have connectivity of the core network.

단말(UE)(40)은 GSM망, CDMA망과 같은 2G 이동통신망, LTE망, WiFi망과 같은 무선인터넷망, WiBro망 및 WiMax망과 같은 휴대인터넷망 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망에서 사용되는 무선 이동 단말기의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일실시예에 있어서, 단말(40)은 매크로셀 기지국 (10,20,30) 가입자 단말 또는/및 펨토셀 기지국(11~15,21~23,31~33) 가입자 단말일 수 있다.The UE 40 is used in a portable Internet network such as a GSM network, a 2G mobile communication network such as a CDMA network, a wireless Internet network such as an LTE network and a WiFi network, a WiBro network and a WiMax network or a mobile communication network supporting packet transmission But is not limited to, the features of the wireless mobile terminal. In one embodiment, the terminal 40 may be a subscriber terminal of the macro cell base station 10, 20, 30 or / and a subscriber terminal of the femtocell base station 11 ~ 15, 21 ~ 23, 31 ~ 33.

SON 서버(50)는 매크로셀/펨토셀 기지국 설치 및 최적화를 수행하고 각 기지국에 필요한 기본 파라미터 또는 데이터를 제공하는 기능을 하는 임의의 서버를 포함할 수 있다.SON server 50 may include any server that performs macrocell / femtocell base station installation and optimization and functions to provide basic parameters or data required for each base station.

MME(60)는 단말(40)의 호 처리 등을 관리하기 위하여 사용되는 임의의 개체를 포함할 수 있다.The MME 60 may include any entity used for managing call processing and the like of the terminal 40.

일실시예에 있어서, 하나의 네트워크 관리 장치가 SON 서버(50)와 MME(60)의 기능을 모두 수행할 수 있고, SON 서버(50) 및 MME(60)는 하나 이상의 매크로셀 기지국(10,20,30)과 하나 이상의 펨토셀 기지국(11~15,21~23,31~33)을 관리할 수 있다.In one embodiment, one network management device may perform both SON server 50 and MME 60 functions, and SON server 50 and MME 60 may perform functions of SON server 50 and MME 60, 20, and 30) and one or more femtocell base stations 11 to 15, 21 to 23, and 31 to 33.

상기 이동통신망에서 매크로셀 및 펨토셀이 혼재된 네트워크 셀을 가정하였지만, 네트워크 셀은 매크로셀 또는 펨토셀만으로도 구성 가능하다.Although the network cell in which the macro cell and the femtocell are mixed is assumed in the mobile communication network, the network cell may be configured by only a macro cell or a femtocell.

상기의 이동통신망을 LTE망으로 가정하는 경우, LTE망은 inter-RAT망(WiFi 망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. inter-RAT망 중 하나(예컨대, WiBro망)가 상기 이동통신망인 경우 역시, 타 망(LTE망, WiFI망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. 도면에는 일 망(예컨대, LTE망)과 타 망(WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)이 이격되어 도시되어 있지만, 일 망과 타 망은 오버레이(Overlay)되어 있음을 전제로 한다.When the mobile communication network is assumed to be an LTE network, the LTE network is interworked with an inter-RAT network (WiFi network, WiBro network, WiMax network, WCDMA network, CDMA network, UMTS network, GSM network, etc.). (LTE network, WiFi network, WiMax network, WCDMA network, CDMA network, UMTS network, GSM network, etc.) when one of the inter-RAT networks (e.g., WiBro network) is the mobile communication network. (WiFi network, WiMax network, WCDMA network, CDMA network, UMTS network, GSM network, etc.) are shown apart from one another in the drawing, (Overlay).

상기에서는 네트워크 셀을 매크로셀 또는/및 펨토셀을 가정하였지만, 이외에도 이동통신망의 네트워크 셀은 마이크로셀(Micro-cell), 피코셀(Pico-cell), 셀 확장용으로 사용되는 릴레이(relay) 등을 포함한다. 본 발명은 이러한 네트워크 셀을 관장하는 기지국(매크로셀 기지국, 마이크로셀 기지국, 피코셀 기지국, 펨토셀 기지국, 릴레이)에서 인접 셀로의 간섭을 최소화하기 위해 송신 전력을 제어하는 경우에 사용된다.In the above description, the network cell is assumed to be a macro cell or a femtocell, but the network cell of the mobile communication network may be a micro-cell, a pico-cell, a relay used for cell expansion, . The present invention is used in the case where transmission power is controlled in order to minimize interference from a base station (macro cell base station, microcell base station, pico cell base station, femtocell base station, relay) managing neighboring cells to adjacent cells.

펨토셀 기지국은 펨토셀 내에서의 목표로 하는 링크 성능을 확보하고 주변 사용자들로의 간섭을 최소화하도록 펨토셀 기지국 주변 간섭상황을 고려하여 수학식 1과 같이 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력을 산출할 수 있다.The femtocell base station can calculate the transmission power of the femtocell user terminal as shown in Equation (1) by considering the femtocell base station peripheral interference condition to secure the target link performance in the femtocell and minimize the interference to the neighboring users.

수학식 1에서 SINR(Signal noise Ratio)과 ROT(rise over thermal)는 각각 다음의 수학식 2, 3과 같이 정의된다.In Equation (1), SINR (signal noise ratio) and ROT (rise over thermal) are defined by the following Equations 2 and 3, respectively.

수학식 2, 3 에서,

은 펨토셀 기지국에서 수신되는 간섭 성분을,

은 펨토셀 기지국에서 수신되는 잡음 성분을,

은 펨토셀 사용자와 펨토셀 기지국 사이의 경로 손실을 나타낸다.In Equations 2 and 3,

The interference component received from the femtocell base station,

A noise component received from the femtocell base station,

Represents the path loss between the femtocell user and the femtocell base station.

도 2는 매크로셀 내에서 펨토셀 기지국을 운용하는 경우의 상향 링크 간섭 상황을 보이는 개략도이다. 펨토셀 기지국로부터 멀리 떨어진 매크로셀 사용자(210a)로부터의 약한 간섭을 일으키는 경우 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력이 낮아져서 펨토셀 사용자(110a)의 매크로셀 간섭 또한 낮아지게 된다. 그러나, 매크로셀 사용자(210b)가 펨토셀에 근접하여 강한 간섭을 일으키는 경우에는 펨토셀사용자(110b)는 이를 극복하여 원하는 성능을 확보하기 위해 강한 송신 출력을 사용하게 되고 이는 매크로셀 간섭을 증가시켜 매크로셀 상향 링크 성능을 저하시킨다.2 is a schematic diagram illustrating an uplink interference situation when a femtocell base station is operated in a macrocell. In the case of causing weak interference from the macrocell user 210a located far away from the femtocell base station, the transmission power of the femtocell user terminal is lowered and the macrocell interference of the femtocell user 110a is also lowered. However, when the macrocell user 210b generates strong interference close to the femtocell, the femtocell user 110b overcomes the strong interference and uses strong transmission power to secure the desired performance. This increases the macrocell interference, Thereby degrading the uplink performance.

본 발명의 펨토셀 기지국은 측정 또는 예측되는 ROT와 기준 ROT인 ROT_threshold 를 설정하여 ROT와 ROT_threshold의 관계에 따라 펨토셀 사용자의 송신 출력을 제한한다.The femtocell base station of the present invention sets the ROT _threshold , which is a measured or predicted ROT and a reference ROT, to limit the transmission power of the femtocell user according to the relationship between the ROT and the ROT _threshold .

펨토셀 기지국에서 측정 또는 예측되는 ROT가 ROT_threshold 보다 작을 경우 수학식 1을 이용하여 펨토셀 사용자의 송신 출력을 설정하고, 펨토셀 기지국에서 측정 또는 예측되는 ROT가 ROT_threshold 보다 클 경우 다음의 수학식 4를 이용하여 펨토셀 사용자의 송신 출력을 제한할 수 있다.If the measured or predicted ROT at the femtocell base station is ROT _threshold The transmission power of the femtocell user is set using Equation (1), and when the ROT measured or predicted at the femtocell base station is ROT _threshold The transmission power of the femtocell user can be limited by using Equation (4) below.

수학식 4에서 SINR_target은 펨토셀 사용자의 송신 출력 제어에 사용되는 기준 값으로 이동통신 시스템 관리자에 의하여 설정될 수 있다.In Equation (4), the SINR _target can be set by a mobile communication system administrator as a reference value used for transmission power control of a femtocell user.

한편, 펨토셀 기지국에서의 ROT는 인접한 매크로셀 사용자의 송신 신호 세기에 영향을 받기 때문에 도 3에서와 같이 펨토셀 기지국(300a, 300b)의 위치에 따라서 펨토셀 기지국에서 측정 또는 예측되는 ROT는 달라지게 된다. 즉, 펨토셀 기지국(300a)이 인접 매크로셀 기지국(400)에 근접해 있을 경우 매크로셀 사용자(410a)는 매크로셀 기지국(400)으로부터 강한 신호를 받기 때문에 전력 제어에 의해 약한 신호를 송출하며, 펨토셀에서의 ROT는 감소하게 된다. 반면에 펨토셀 기지국(300b)이 인접 매크로셀 기지국(400)으로부터 멀리 떨어져 있을 경우 매크로셀 사용자(410b)는 매크로셀 기지국(400)으로부터 약한 신호를 받기 때문에 전력 제어에 의해 강한 신호를 송출하며, 펨토셀에서의 ROT는 증가하게 된다. 따라서, 펨토셀 기지국(300a, 300b)의 위치와 관계없이 펨토셀 사용자의 송신 출력 제어에 동일한 ROT_threshold를 적용하면 매크로셀 및 펨토셀의 상향 링크 성능에 영향을 미치게 된다.Meanwhile, since the ROT in the femtocell base station is affected by the transmission signal strength of the adjacent macrocell user, the ROT measured or predicted by the femtocell base station varies depending on the location of the femtocell base stations 300a and 300b as shown in FIG. That is, when the femtocell base station 300a is close to the neighboring macrocell base station 400, the macrocell user 410a receives a strong signal from the macrocell base station 400, and therefore transmits a weak signal by power control, The ROT is reduced. On the other hand, when the femtocell base station 300b is far from the neighboring macro cell base station 400, the macro cell user 410b receives a weak signal from the macro cell base station 400, The ROT in the first step increases. Therefore, if the same ROT _threshold is applied to the transmission power control of the femtocell user regardless of the femtocell base stations 300a and 300b, the uplink performance of the macrocell and the femtocell is affected.

이와 같은 하향 링크 수신 신호 세기와 펨토셀에서의 ROT와의 관계를 이용하여 인접 매크로셀 기지국(400)으로부터의 하향 링크 수신 신호 전력을 I_total 이라 하면, 다음의 수학식 5를 이용하여 펨토셀 기지국(300a, 300b)에 따른 ROT_threshold를 산출할 수 있다.Using the relationship between the downlink received signal strength and the ROT in the femtocell, the downlink received signal power from the adjacent macro cell base station 400 is _expressed as I _total , It is possible to calculate the ROT _threshold according to the femtocell base stations 300a and 300b using the following Equation (5).

ROT_threshold=α-β·I_total ROT _threshold =? -? I _total

수학식 5에서 α, β는 ROT_threshold 산출을 위한 보정 계수를 나타낸다.In Equation (5),? And? Represent correction coefficients for calculating the ROT _threshold .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말의 송신 출력 제어 장치를 보이는 블록도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말의 송신 출력 제어를 위한 순서를 보이는 플로우챠트이다.FIG. 4 is a block diagram showing a transmission output control apparatus of a mobile communication terminal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for transmission output control of a mobile communication terminal according to an embodiment of the present invention.

우선, 측정부(510)에서는 매크로셀로부터 수신되는 하향 링크 수신 신호 전력 I_total 을 주기적으로 측정한다(S110). 기준 ROT 설정부(520)에서는 수학식 5를 이용하여 기준 ROT(Rise over Thermal)로 설정되는 ROT_threshold를 산출한다(S120). 출력 산출부(530)에서는 측정 또는 예측되는 ROT와 ROT_threshold의 크기를 비교하여(S130), 측정 또는 예측되는 ROT가 ROT_threshold 보다 클 경우 다음의 수학식 4에서와 같이 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력을 산출할 수 있고(S140), 펨토셀에서 측정 또는 예측되는 ROT가 ROT_threshold 보다 작을 경우 수학식 1에서와 같이 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력을 산출할 수 있다(S150). 또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력을 제어하기 위한 장치(500)에는 출력 산출부(530)에서 산출된 송신 출력을 이용하여 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.First, in the measuring unit 510, the downlink received signal power I _total (S110). The reference ROT setting unit 520 calculates a ROT _threshold to be set as a reference ROT using Equation 5 (S120). The output calculation unit 530 compares the measured or predicted ROT with the size of the ROT _threshold (S130). If the measured or predicted ROT is greater than the ROT _threshold , the transmission output of the femtocell user terminal is calculated as shown in Equation (4) (S140). If the ROT measured or predicted in the femtocell is smaller than the ROT _threshold , the transmission power of the femtocell user terminal can be calculated as in Equation (1) (S150). The apparatus 500 for controlling the transmission output of the femtocell user terminal further includes a control unit for controlling the transmission output of the femtocell user terminal using the transmission output calculated by the output calculating unit 530 can do.

도 6은 매크로셀 사용자의 위치에 따른 상향 링크 송신 출력과 산출된 SINR을 보이는 예시도이다. 즉, 한 면이 10m 인 정사각형이고 외벽의 투과 손실이 5dB를 갖는 실내의 중심에 펨토셀 기지국(500)이 매크로셀 기지국(600)으로부터 35m(d₀) 떨어져 있고, 펨토셀 사용자가(510) 펨토셀 기지국(500)으로부터 2m(d₁) 떨어져 있을 경우 매크로셀 기지국(600)의 위치 변화(d₂)에 따라서 펨토셀 및 매크로셀에서 측정되는 상향 링크 송신 출력과 상향 링크 SINR을 나타낸다.6 is an exemplary diagram illustrating an uplink transmission output and a calculated SINR according to a location of a macrocell user. That is, the femtocell base station 500 is separated from the macrocell base station 600 by 35 m (d ₀ ) at the center of the room having a square of 10 m on one side and a transmission loss of 5 dB on the outer wall, (D ₂ ) of the macrocell base station 600 when the distance is 2 m (d ₁ ) from the femtocell 500, the uplink transmission power and the uplink SINR measured in the femtocell and macrocell.

도 7은 매크로셀 사용자(810)가 펨토셀 기지국(700)으로부터 2m 이내로 근접해 있는 경우 펨토셀 기지국(700)과 매크로셀 기지국(800)의 위치에 따른 ROT 및 수학식 5를 이용하여 산출된 ROT_threshold를 보이는 예시도이다.7 shows the ROT _threshold calculated using the ROT according to the positions of the femtocell base station 700 and the macrocell base station 800 and the ROT _threshold calculated using Equation 5 when the macrocell user 810 is within 2 m from the femtocell base station 700 FIG.

도 8은 ROT에 따른 상향 링크 송신 출력을 보이는 그래프이다. 매크로셀 기지국과 펨토셀 기지국 사이의 거리가 35m이고, 펨토셀 기지국과 펨토셀 사용자 사 이의 거리가 2m인 상황에서 간섭을 일으키는 매크로셀 사용자는 펨토셀 기지국과의 거리(d₂)가 1~50m로 변화할 경우에 펨토셀 사용자 단말의 상향 링크 송신 전력이 제한되는 예를 보이고 있다. 펨토셀 기지국의 ROT_threshold가 20dB로 설정되었다고 가정하면, 매크로셀 사용자가 펨토셀 기지국에 근접함에 따라 ROT는 증가하게 되며, ROT>ROT_threshold인 영역(d₂<5m)에서는 펨토셀 사용자 단말의 송신 출력이 제한되어 더 이상 증가하지 않게 된다.8 is a graph illustrating uplink transmission power according to ROT. When the distance between the macro cell base station and the femtocell base station is 35 m, and the distance between the femtocell base station and the femtocell user is 2 m, the macro cell user causing the interference changes the distance d ₂ from 1 to 50 m The uplink transmission power of the femtocell user terminal is limited. Assuming that the ROT _threshold of the femtocell base station is set to 20 dB, the ROT increases as the macrocell user approaches the femtocell base station. In the region (d ₂ <5 m) where the ROT> ROT _threshold , And no longer increases.

도 9는 송신 전력 제한에 따른 상향 링크 성능 분포를 보이는 그래프이다. 펨토 기지국에 상향 링크 간섭을 일으키는 매크로셀 사용자가 2m로 근접하여 강한 간섭을 일으키는 경우를 가정하면, 펨토셀 기지국 셀 사용자 단말의 송신 출력을 제한하지 않을 경우 펨토셀 기지국이 매크로셀 기지국으로부터 멀리(예를 들어, 800m) 떨어져 있어도 매크로셀 기지국의 상향 SINR은 -5dB 이하로 펨토셀 기지국 셀 사용자가 없는 경우에 비해 상향 링크 성능이 매우 열학해진다. 매크로셀 기지국 셀 사용자가 펨토셀 기지국에 아주 근접하여 펨토셀 사용자 단말의 송신출력에 의해 매크로셀 기지국의 상향 링크 성능이 열화될 것으로 예상되는 상황에서 하향 링크 예측치 I_total로부터 ROT_threshold를 결정하여 펨토셀 기지국 셀 사용자 단말의 송신 출력을 제한하였을 경우 펨토셀 기지국 상향 링크의 SINR은 -10 dB를 유지하면서 매크로셀 기지국 상향 링크 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.9 is a graph showing an uplink performance distribution according to transmission power limitation. Assuming that a macrocell user causing uplink interference to the femto base station is close to 2 m to cause strong interference, if the transmission power of the femtocell base station cell user terminal is not limited, the femtocell base station may be away from the macrocell base station , 800 m), the uplink SINR of the macrocell base station is less than -5 dB, and the performance of the uplink is very high compared to the case where there is no femtocell base station cell user. The macro cell base station cell user is close to the femtocell base station and the uplink performance of the macrocell base station is predicted to deteriorate due to the transmission output of the femtocell user terminal, the ROT _threshold is determined from the downlink predicted value I _total , When the transmission power of the MS is limited, it can be confirmed that the uplink performance of the macrocell BS is improved while maintaining the SINR of the femtocell base station uplink at -10 dB.

본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어 나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.Although the present invention has been described in connection with certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. You should know. It is also contemplated that such variations and modifications are within the scope of the claims appended hereto.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신망의 구성을 보이는 예시도.1 is an exemplary view showing a configuration of a mobile communication network according to an embodiment of the present invention;

도 2 및 3은 본 발명의 실시예에 따른 매크로셀 기지국과 펨토셀 기지국의 관계를 보이는 예시도.FIG. 2 and FIG. 3 are views illustrating a relationship between a macro cell base station and a femtocell base station according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말의 송신 출력 제어 장치를 보이는 블록도.4 is a block diagram showing a transmission output control apparatus of a mobile communication terminal according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말의 송신 출력 제어를 위한 순서를 보이는 플로우챠트.5 is a flowchart illustrating a procedure for controlling transmission power of a mobile communication terminal according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예의 매크로셀 기지국내 사용자의 위치에 따른 상향 링크 송신 출력과 SINR을 보이는 예시도.6 is a diagram illustrating an example of an uplink transmission output and an SINR according to a location of a domestic user of a macrocell base in an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예의 매크로셀 기지국과 펨토셀 기지국의 위치에 따른 ROT와 ROT_threshold를 보이는 예시도.FIG. 7 is a diagram illustrating ROT and ROT _thresholds according to positions of a macro cell base station and a femtocell base station according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 8은 본 발명의 실시예의 ROT에 따른 상향 링크 송신 출력을 보이는 예시도.8 is a diagram illustrating an uplink transmission output according to an ROT in an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예의 송신 전력 제한에 따른 상향 링크 성능 분포를 보이는 예시도.9 is a diagram illustrating an uplink performance distribution according to a transmission power limitation in an embodiment of the present invention.

Claims

A transmission output control apparatus of a mobile communication system including a femtocell base station and a macro cell base station,

A measuring unit periodically measuring a power of a downlink received signal and rise over thermal (ROT) by a macro cell base station;

A reference ROT setting unit configured to set a reference ROT having a different value according to a position of the femtocell base station using the power of the downlink received signal; And

And an output calculating unit for calculating a transmission output of the femtocell user terminal using the reference ROT when the ROT is greater than the reference ROT.

The method according to claim 1,

And a control unit for controlling a transmission output of a user terminal in the femtocell base station using the calculated transmission power.

3. The apparatus of claim 2, wherein the reference ROT setting unit comprises:

And the reference ROT is set by Equation (1).

(1)

ROT _threshold =? -? I _total

(ROT _threshold is a correction factor for indicating an inversely proportional relationship between the reference ROT and I _total , and I _total is a power of a downlink received signal by the macro cell base station)

The apparatus as claimed in claim 3,

And calculates the transmission output using Equation (2) when the ROT is smaller than the reference ROT.

(2)

(

The transmission power of the femtocell user terminal,

A noise component received from the femtocell base station,

A path loss, a signal noise ratio (SINR) and a rise over thermal (ROT) between the femtocell user and the femtocell base station are defined by Equations (3) and (4)

(3)

(4)

(

Is an interference component received at the femtocell base station)

5. The apparatus according to claim 4,

And calculates the transmission output using Equation (5) when the ROT is larger than the reference ROT.

(5)

(

A transmission output of a user terminal in the femtocell base station,

Is a reference value used for transmission power control of the user terminal in the femtocell base station)

A transmission power control method of a mobile communication system including a femtocell base station and a macro cell base station,

a) periodically measuring a power of a downlink received signal and a rise over thermal (ROT) by a macro cell base station;

b) setting a reference ROT having a different value according to a location of the femtocell base station using power of the downlink received signal; And

c) calculating transmission power of the femtocell user terminal using the reference ROT when the ROT is greater than the reference ROT.

The method according to claim 6,

and d) controlling the transmission power of the user terminal in the femtocell base station using the calculated transmission power.

8. The method of claim 7, wherein step b)

And the reference ROT is set by the following equation (1).

(1)

ROT _threshold =? -? I _total