LTE-Advanced 펨토셀 기지국의 RLF 감소를 위한 핸드오버 파라미터 최적화기술

Abstract

본 논문에서는 4세대 이동통신 기술표준인 LTE/LTE-A 시스템에서 기존 실외 기지국인 eNB에 집중되는 이동통신 트래픽 부하를 경감시키고 실내 사용자에게 만족스런 통신품질을 제공하여 더많은 가입자를 수용하기 위해 적용되고 있는 초소형 실내 기지국인 펨토셀(FemtoCell)에서 발생할 수있는 다양한 유형의 핸드오버 문제의 최적화 방법을 제시하였다. LTE/LTE-A에서는 펨토셀의 최적설치와 운용을 위해 자가구성네트워크(SON) 기술이 제안되고 있으며, 특히 실내 사용자의 펨토셀간이동시 발생할 수 있는 링크절체(RLF)에 의한 핸드오버 문제의 최소화를 위해 핸드오버 파라미터를최적화하는 MRO 기능이 적용된다. 펨토셀간의 핸드오버에서는 너무 이른 핸드오버, 너무 늦은 핸드오버 그리고 잘못된 셀로의 핸드오버의 세 가지 유형의 핸드오버 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 세 가지 유형의 핸드오버에서 발생하는 RLF에 의한 핸드오버 문제를 해결하기 위한 효과적인핸드오버 파라미터 최적화 방안을 제시하고 분석하였다. 본 논문에서 제안하는 MRO 기법은 단말기에서 측정된 펨토셀들의 수신신호 강도를 기반으로 서빙셀과 타겟셀의 CIO 값을 적응적으로 조정할수 있는 최적화 기법이다. 다섯 개의 펨토셀로 구성된 모의실험환경에 대한 성능분석 연구결과 본 논문에서 제안한 MRO 기법은 이 알고리즘을 적용하지 않은 환경에 비해 약 80% 정도의 성능개선 효과를 제공한다. 따라서 본 논문에서 제안한 펨토셀의 핸드오버 문제 해결과 최적화를 위한 MRO 기법은 실내 사용자를 위한 LTE-A시스템의 펨토셀 환경에서 효과적인 RLF 방지와 개선을 위해 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

The Self-Organizing Network(SON) technology has been developed in 3GPP Release10 and 11 standard, so called the LTE-Advanced system, for automatic configuration, operationand maintenance of indoor and outdoor base-stations. In particular, the Femtocell, also called aHeNB(Home eNB), is tending to be deployed not only to accommodate indoor mobile communicationusers, but also to diverge heavy traffic load concentrated to the outdoor base-station(eNB).The Femtocell is connected to the indoor wired communication networks such as Internet. Insuch LTE/LTE-A Femtocell systems, three types of handover problems such as too late handover,too early handover and to wrong cell handover problems may occur due to inappropriatehandover parameters configuration and its resulting radio link failure(RLF). In this paper, aMobility Robustness Optimization(MRO) algorithm is proposed to tackle the three handoverproblems in the LTE-A Femtocell systems. Simulation results show that the proposed MRO algorithmis capable to improve such handover problems up to 80% by optimizing handover parametersautomatically. The proposed MRO algorithm will play an important role in providingbetter communication services to the users in the LTE-A indoor environment where many Femtocellsare deployed.