LTE 펨토셀 & SON

LTE SON 기술

  • Self-Configuration
    • 기지국 설치시 초기동작에 필요한 파라메터 자체적으로 수집/분석
    • 초기 부트업 과정
    • PCI 식별
    • NR 설정
    • 코어 망과 연결
  • Self-Optimization
    • 기지국 운용 & 유지보수
    • 기지국간 간섭 최소화 위한 신호세기 제어
    • RACH 최적화
    • HO 파라메터 최적화
    • 인접 기지국간 부하 균등조절
    • 전원절감
  • Self-Healing
    • 운용중 장애 파악하여 복구
    • SW장애시 : 초기화, 백업을 재설치, 장애복구 SW 시작, 새로 다운로드, 재구성
    • HW장애시 : 백업 HW 동작, 성능이나 기능을 축소하여 동작하도록 운용

HeNB SON 개요

  • Macrocell과 차별화 : 소규모 공간 지원, 사무실, 가정
  • 사업자의 CAPEX, OPEX를 감소 / 장비제조업체의 신규시장 창출 / 사용자 서비스의 질적개선
  • HeNB(Home evloved UTRAN Node B) : 펨토셀을 지원하는 초소형 기지국

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  • 펨토셀 제한
    • 설치후 구성이 완료되기 전까지 무선 송출 금지
    • 스펙트럼 간섭이 있다면 서비스 중지
    • CSG (폐쇄 가입자 그룹) 사용
    • 펨토셀이 사전의 셀 설계와 무관하게 사용자가 설치하므로 스스로 최적화 하여야 함

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HeNB SON 요소기술 #1 – 구성정보 자동설정 (전원을 켜고 운용 전 상태)

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  • 네트워크 인터페이스 설정
    • HeNB GW : HeNB와 S-GW간 메시지 중계, HeNB에게는 MME로 인식됨, MME에게는 HeNB로 인식됨
    • S1 : MME와 통신
      • S1-MME : HeNB <--> ECP(Evolved Packet Core)
      • S1-U : HeNB <--> S-GW
    • X2 : 다른 eNB/HeNB와 통신(같은 GW에서 CSG간 핸드오버 발생시 제한적으로 사용)

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  • OAM 연동 : 주변 셀 정보의 효율적 관리 위해
    • HeMS(Home eNode B Management System) 연동 : 초기 전원이 켜졌을때
    • 무선 구성 데이터, 전송 구성 데이터 획득
    • 자신의 정보 제공 -> 인증 -> SW 와 운용파라메터

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  • 물리계층 식별자(PCI) 자동부여 : 자신의 셀영역에서 유일
    • 할당 프레임워크 : 분산방법, 중앙집중방법
  • ANR(Automatic Neighbor Relation)
    • HeNB에서 NRT(Neighbor Relation Table)을 관리 : 이웃 감지 / 이웃 제거
    • OAM과 상호연동 : NR(Neighbor Relation)을 추가/갱신
    • 초기에는 OAM으로 부터 받고, S1/X2 또는 단말로부터 정보 획득

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HeNB SON 요소기술 #2 – 운용정보 자동설정 (운용 상태)

  • Basic 자동 설정
    • CCO : coverage & capacity optimization
      • 최적화 커버리지 : 연속적 커버리지, 사용자는 셀 경계 몰라도 됨, Idel/Active에서 UL/DL 제공
      • 최적화 용량 : 커버리지 최적화가 우선되지만 용량 최적화를 고려하여야 함.
    • RO : RACH(Random Access Control Channel) Optimization
  • Radio 자동 설정
    • MRO (Mobility Robustness Optimization) : 핸드오버 파라미터 정보 자동조정
      • 너무 늦은 HO 검출 파라미터
      • 너무 이른 HO 검출 파라미터
      • 잘못된 셀로의 HO 검출 파라미터
      • 불필요한 HO로 인한 망자원 비효율 감소 위한 파라미터
      • 셀 재선택 파라미터
    • ES (Energy Saving) : 에너지 효율적 관리
      • 커버리지, 용량, QoS 유지하면서 최적화

HeNB 사용자 접근 모드

  • 개방형 (Open Access Mode) : 모든 가입자에게 서비스, eNB와 같은 모드
  • 폐쇄형 (Close Access Mode) : CSG멤버에게만 서비스, CSG 비멤버는 eNB만 사용하므로 심각한 간섭
  • 혼합형 (Hybrid Access Mode) : CSG멤버에게만 우선적인 서비스 (전송율 보장, 필요시 비멤버는 접근취소)

HeNB 요소기술

  • Idel Mode Mobility Control : 단말의 셀 선택/재선택 관련 기술
    • Initail Cell Selection : 초기에 아무 정보 없이 셀 선택
    • Stored Information Cell Selection : 사전에 저장된 정보로 셀 선택
    • Capmed Normally 상태 : 적당한 셀 선택후 셀 진입한 상태
    • Capmed on Anycell 상태 : 적당한 셀이 없어 서비스 불가하지만 긴급호, 셀진입만 허용 상태
  • Active Mode Mobility Control : 단말이 세션을 선정 후 이동시 HO
    • Inbound Handover : eNB -> (폐쇄형/혼합형)HeNB
    • Outbound Handover : HeNB -> eNB, 기존 메크로간 HO 절차와 같음.
    • HeNB간 Handover : (폐쇄형/혼합형)HeNB -> (폐쇄형/혼합형)HeNB, PCI 혼동이 있을 수도 있음
  • 간섭제어 : 주변 기지국 단말에 영향 주는 무선레벨의 간섭을 제어
    • OFDMA : 셀 경계에서 간섭으로 인한 성능 감소 문제발생로 인해 해결방안 필요
      • Interference randomization
      • Interference Coordination
      • Antenna Technique
    • 채널 사용방식
      • Co-Channel : 공용채널, 매크로와 팸토가 전체 주파수 공유 (매크로-펨토 간섭 있음)
      • Partial Co-Channel : 부분 공용 채널, 펨토는 매크로의 일부 대역만 공유 (매크로-펨토 간섭 있음)
      • Dedicate Channel : 전용채널, 매크로와 펨토는 다른 주파수 대역 사용 (팸토-펨토 간섭 있음)
    • 주파수 분배방법
      • FFE (Fractional Frequency Reuse) : 주파수 재사용집합을 최대3개 부분으로 나눔
      • SFR (Soft Frequency Reuse) : 주파수 재사용율이 1에 가까우면 셀 안쪽으로 주파수 분배
      • PFF (Partial Frequency Reuse) : SFR과 유사
    • 셀간 간섭 조정방법
      • Load Information : 기지국간 X2로 부하정보를 교환 (TS 36.423)
  • 펨토셀 인터페이스 : 펨토셀 주변의 장치와 인터페이스
    • HeNB <-> MME
    • HeNB <--S1-MME--> HeNB GW

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