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LTE/LTE-A 배타적 접속 펨토셀에 대한 검출 성능 평가
Performance evaluation of LTE/LTE-A closed subscriber group femto-cell discovery 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.38 no.4, 2014년, pp.451 - 455  

주양익 (Division of Electrical and Electronics Engineering, Korea Maritime and Ocean University)

초록
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LTE (Long Term Evolution) 및 LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) 망에서는 사용자에 대한 시스템 용량 향상을 위해 펨토셀(femto-cell)을 이용한 계층적(hierarchical) 셀 구조를 고려하며, LTE/LTE-A에서 고려되는 펨토셀은 일반적으로 특정 개인 및 집단에 제한된 접속을 허용하는 배타적 접속(Closed Subscriber Group; CSG) 펨토셀로 구현된다. 하지만 이러한 배타적 접속 펨토셀이 보편화되기 위해서는 배타적 접속 펨토셀로의 진입(inbound) 핸드오버(handover) 지연시간 문제를 해결해야 한다. 특정 단말(User Equipment; UE)에게만 접속이 허용된 배타적 접속 펨토셀은 제한된 지역에만 분포하여 셀 검출 시도의 빈도가 낮을 수 밖에 없으므로 일반적인 매크로셀(macro-cell)에 비해 셀 검출에 보다 많은 시간이 소요되며, 이로 인한 진입 핸드오버 지연이 발생한다. 이러한 배타적 접속 펨토셀에 대한 검출을 고려하지 않은 LTE/LTE-A 단말을 이용하여 접속이 허용된 배타적 접속 펨토셀 검출을 시도할 경우 현재 표준에서 제시하는 셀 검출에 대한 성능 기준을 충족시키지 못할 수 있으며, 따라서 본 논문에서는 현재 LTE/LTE-A 표준에 따른 기본적인 셀 검출 방식을 이용하여 LTE 배타적 접속 펨토셀에 대한 검출 성능평가를 수행하고 문제점을 분석하여, LTE 배타적 접속 펨토셀에 대한 진입 핸드오버 지연 문제를 해결할 수 있는 근거를 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In LTE (Long Term Evolution)/LTE-A (Long Term Evolution-Advanced) networks, hierarchical macro/femto-cell structure is adopted to enhance system capacity. Such a femto-cell is deployed as a Closed Subscriber Group (CSG) eNB. However, the inbound handover to CSG cell experiences longer delay than nor...

주제어

#셀 검출   #배타적 접속 펨토셀   #진입 핸드오버   #홈 기지국  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 하지만 현재 상용화된 대부분의 LTE/LTE-A 단말은 배타적 접속 펨토셀에 대한 표준 확정이 지연됨에 따라 이에 대한 고려가 설계에 반영되지 않았으므로, 표준에서 제시한 요구사항을 충족시키기 어려울 것으로 예상된다. 따라서 다음 절에서는 리스트셀 및 검출셀의 수에 대한 환경 요인을 가변하면서 배타적 접속 펨토셀 검출 성능을 평가하고자 한다.
  • 하지만, 현재 상용화된 LTE/LTE-A 단말은 표준화 일정의 지연으로 인해 배타적 접속 펨토셀에 대한 고려가 부족한 상황이므로, 배타적 접속 펨토셀의 수요가 증가할 경우 이에 대한 채널 측정 성능이 표준 요구사항을 충족시키지 못할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 LTE/LTE-A 시스템 환경에서 단말의 배타적 접속펨토셀 검출 성능 평가를 수행하였으며, 이를 통해 배타적 접속 펨토셀 검출에 대한 표준 요구사항을 만족시킬 수 있는 적절한 기준을 제시하였다. 그러 므로 본 논문의 성능 평가 결과는 LTE/LTE-A 단말 물리계층 소프트웨어 구현 시, 채널 측정 스케쥴러 설계의 근거로 활용될 수 있다.
  • 따라서 본 논문에서는 현재 LTE/LTE-A 표준[4]에 따른 기본적인 셀 검출 방식을 이용하여 LTE 배타적 접속 펨토셀에 대한 검출 성능 평가를 수행하고, 이에 대한 문제점을 분석하여, LTE 배타적 접속 펨토셀에 대한 진입 핸드오버 지연 문제를 해결할 수 있는 근거를 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LTE/LTE-A 시스템에서 계측정 셀 배치는 어떻게 구성되는가? LTE/LTE-A 시스템에서는 용량 증대를 위해 계층적 셀 배치를 적용하며, 계층적 셀 배치는 매크로셀을 구성하는 eNB (evolved Node B)와 펨토셀을 구성하는 HeNB (Home eNB)로 구성된다. 이 때 HeNB가 접속이 승인된 특정 단말들에 대해서만 접속을 허용하는 경우 배타적 접속 펨토셀로 정의한다.
배타적 접속 펨토셀로의 진입 핸드오버에 타겟 배타적 접속 펨토셀의 MIB와 SIB1을 사전에 획득하여 CGI를 확인해야 하는 이유는 무엇인가? 하지만 배타적 접속 펨토셀로의 진입 핸드오버의 경우에는 단말 스스로 해당 타겟 펨토셀에 대한 접속 가능 여부를 사전에 판단해야하므로 타겟 배타적 접속 펨토셀의 MIB (Master Information Block)와 SIB1 (System Information Block Type1)을 사전에 획득하여 CGI (Cell Global Identifier)를 확인해야하며, 그 이유는 다음과 같다. 증가된 eNB의 수로 인해 중복되는 PCI (Physical Cell Identifier)를 갖는 eNB가 특정 지역에 둘 이상 존재하고 그 eNB들 중 하나로 핸드오버를 시도하는 경우, 핸드오버를 위한 측정 보고 (measurement report) 메시지에 포함된 PCI로는 측정보고 메시지를 수신한 현재 서빙셀이 단말이 핸드오버를 시도하고자하는 타겟셀을 명확히 구분할 수없는 상황이 발생하게 된다. 이를 LTE/LTE-A 표준에서는 PCI 혼동(PCI confusion) 문제로 정의하며, 이로 인해 배타적 접속 펨토셀로의 진입 핸드오버는 일반적인 매크로셀 핸드오버에 비해 타겟셀의 CGI 획득을 위한 추가 지연이 발생한다.
배타적 접속 펨토셀에 접속이 허용된 LTE/LTE-A 단말의 물리계층 소프트웨어를 구현할 때 표준에 제시된 요구사항 충족만을 위한 보수적인 정책에 따라 구현한다면 어떤 문제를 초래하는가? 배타적 접속 펨토셀에 접속이 허용된 LTE/LTE-A 단말의 물리계층 소프트웨어를 구현할때 표준에 제시된 요구사항 충족만을 위한 보수적인 정책에 따라 구현한다면, 접속이 허용된 배타적 접속 펨토셀에 대한 사용도(utilization)가 감소되어 매크로셀의 사용자 수용 용량이 부족한 경우 시스템 전체의 QoS (Quality of Service) 저하를 초래할수 있다. 배타적 접속 펨토셀 사용도 저하는 통신 사업자 과금 정책에 따라 통신 요금 증가를 야기할 수 있으며, 배타적 접속 펨토셀로의 적절한 트래픽 오프로딩(traffic offloading)이 이루어지지 않아 통신 서비스 전반의 품질 저하로 이어질 수 있다.
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참고문헌 (4)

  1. C. H. Lee and J. H. Kim, "System information acquisition schemes for fast scanning of femtocells in 3GPP LTE networks," IEEE Communications Letters, vol. 17, no. 1, pp. 131-134, 2013. 

    상세보기 crossref

  2. H. D. Bae and N. H. Park, "Impact of reading system information in inbound handover to LTE femtocell", Proceeding of 16th Asia-Pacific Conference on Communications (APCC), pp. 476-480, 2010. 

  3. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Requirements for Support of Radio Resource Management, 3GPP TS 36.133 v11.5.0, July 2013. 

  4. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol Specification, 3GPP TS 36.331 v11.4.0, June 2013. 

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