KR101810633B1

KR101810633B1 - 셀룰러 이동통신시스템에서의 시스템 운용 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101810633B1
Application number: KR1020140184925A
Authority: KR
Inventors: 박순기
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2017-12-19
Also published as: US20160183233A1; US9769717B2; KR20160075217A

Abstract

이동통신시스템에서 복수의 안테나 어셈블리를 포함하는 기지국은 울트라 광대역을 복수의 단위대역(unit-band, UB)으로 나누고, 상기 복수의 안테나 어셈블리에 의해 복수의 빔을 형성하며, 각 빔에 대하여 상기 복수의 UB들로 구분되는 복수의 빔 요소 반송파를 동일한 UB에 소속된 빔 요소 반송파들로 그룹핑하여 복수의 셀로 운용하고, 상기 복수의 셀 중에서 하나의 셀을 단말의 이동을 위한 셀로 설정한다.

Description

셀룰러 이동통신시스템에서의 시스템 운용 방법 및 장치{METHOD FOR APPARATUS FOR OPERATING SYSTEM IN CELLULAR MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 셀룰러 이동통신시스템에서의 시스템 운용 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 고주파수 대역을 사용하는 셀룰러 이동통신시스템에서의 시스템 운용 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신시스템에서 모바일 트래픽 폭증에 대비하기 위한 방법에는 크게 세 가지가 있다. 첫 번째는 주파수의 스펙트럼 효율을 높이는 것이고, 두 번째는 사용 주파수를 늘리는 것이고, 세 번째는 소형셀을 조밀화시키는 것이다.

두 번째 방법의 경우 기존 셀룰러 주파수로 사용될 주파수가 부족하기 때문에 이동통신으로 사용하고 있지 않은 고주파수 대역(예를 들면, mmWave)을 이동통신시스템에 사용하기 위한 새로운 기술 개발이 필요하다. 그러나 고주파수를 사용하는 경우 기존 이동통신에서 사용하던 주파수에 비하여 장애물에 의한 감쇄가 매우 커서 고주파수는 LOS(Line-of-Sight) 환경에서의 백홀용으로 사용되는 것이 고려되었지만 NLOS(Non-LOS) 환경에서도 통신이 가능해야 하는 셀룰러 이동통신시스템에 사용하기는 어려운 주파수로 취급되어 왔다.

본 발명이 해결하려는 과제는 셀룰러 이동통신시스템에서 고주파 대역의 주파수 자원을 운용하기 위한 셀룰러 이동통신시스템에서의 시스템 운용 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 이동통신시스템에서 복수의 안테나 어셈블리를 포함하는 기지국의 시스템 운용 방법이 제공된다. 시스템 운용 방법은 울트라 광대역을 복수의 단위대역(unit-band, UB)으로 나누는 단계, 상기 복수의 안테나 어셈블리에 의해 복수의 빔을 형성하는 단계, 각 빔에 대하여 상기 복수의 UB들로 구분되는 복수의 빔 요소 반송파를 동일한 UB에 소속된 빔 요소 반송파들로 그룹핑하여 복수의 셀로 운용하는 단계, 그리고 상기 복수의 셀 중에서 하나의 셀을 단말의 이동을 위한 셀로 설정하는 단계를 포함한다.

상기 시스템 운용 방법은 상기 동일한 UB에 소속된 빔 요소 반송파 중에서 간섭을 토대로 빔 요소 반송파들을 페어링하여 동일한 자원을 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 할당하는 단계는 복수의 단말로부터의 피드백 정보를 토대로 간섭을 추정하는 단계, 그리고 상기 간섭이 발생하지 않는 빔 요소 반송파들을 페어링하는 단계를 포함하고, 상기 피드백 정보는 검출되는 빔 요소 반송파의 기준 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 설정하는 단계는 각 셀을 구성하는 복수의 빔 요소 반송파를 통해 공통의 기준 신호를 송신하는 단계, 그리고 상기 단말에 의해 상기 공통의 기준 신호로부터 측정된 수신 세기의 평균 값을 토대로 셀 핸드오버가 결정되면, 상기 셀 핸드오버를 지원하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 설정하는 단계는 각 셀을 구성하는 복수의 빔 요소 반송파로부터 각각 고유의 기준 신호를 송신하는 단계, 그리고 상기 단말에 의해 상기 기준 신호의 수신 세기를 토대로 빔 스위칭이 결정되면, 상기 빔 스위칭을 지원하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 시스템 운용 방법은 상기 단말이 유휴 상태인 경우 상기 단말이 거주하고 있는 셀의 시스템 정보를 통해 빔 트래킹에 관련된 측정 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 단계, 그리고 상기 단말이 접속 상태인 경우 접속된 셀의 전용 채널을 통해서 상기 측정 제어 정보를 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 빔 트래킹을 토대로 상기 단말에 의해 셀 핸드오버 또는 빔 스위칭이 결정될 수 있다.

상기 설정하는 단계는 상기 단말이 거주하는 있는 빔 내 복수의 빔 요소 반송파 중에서 상기 단말의 이동을 위한 셀의 빔 요소 반송파를 제외한 나머지 빔 요소 반송파들을 집성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 단말의 이동을 위한 셀은 이웃 기지국과 동일한 UB의 셀 또는 상기 이웃 기지국과 다른 UB의 셀일 수 있다.

상기 설정하는 단계는 상기 설정된 셀에서 상기 단말이 현재 접속한 빔을 중심으로 1-티어(tier)에 해당하는 적어도 하나의 이웃빔들의 사전 자원 준비를 실행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 설정하는 단계는 상기 단말이 상기 설정된 셀의 서빙빔에서 타겟빔으로 무선 접속 링크를 변경하는 단계, 사전 자원 준비된 빔 중에서 사전 자원 준비가 필요 없어진 빔들의 자원 해제를 수행하는 단계, 그리고 사전 자원 준비가 필요한 새로운 빔들의 사전 자원 준비를 실행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 변경하는 단계는 상기 단말이 서빙빔과의 무선 접속 링크에 오류가 검출된 경우에 상기 타겟빔으로 무선 접속 링크의 오류를 복구하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 복구하는 단계는 상기 단말의 컨텍스트 정보가 없는 경우에, 이웃 기지국으로부터 상기 단말의 컨텍스트 정보를 요청하여 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 타겟빔은 상기 서빙빔을 관할하는 기지국이 관할하는 빔이거나 상기 서빙빔을 관할하는 기지국과 다른 기지국이 관할하는 빔을 포함할 수 있다.

상기 타겟빔은 상기 서빙빔이거나 상기 서빙빔과 다른 빔을 포함할 수 있다.

상기 설정하는 단계는 상기 적어도 하나의 이웃빔들의 사전 자원 준비 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 이동통신시스템에서 복수의 빔을 운용하는 기지국의 시스템 운용 장치가 제공된다. 시스템 운용 장치는 프로세서, 그리고 송수신기를 포함한다. 상기 프로세서는 울트라 광대역을 복수의 단위대역(unit-band, UB)으로 나누고, 복수의 빔은 각각 복수의 UB를 사용하는 복수의 빔 요소 반송파를 포함하고, 동일한 UB를 사용하는 빔 요소 반송파들을 그룹핑하여 복수의 UB 그룹핑 셀을 운용하며, 상기 복수의 셀 중에서 하나의 셀을 단말의 이동을 위한 셀로 설정하여 상기 단말의 이동을 지원한다. 그리고 상기 송수신기는 단말 또는 인접 기지국과 상기 단말의 이동을 위한 시그널링을 송수신한다.

상기 프로세서는 상기 동일한 UB에 소속된 빔 요소 반송파들 중에서 간섭이 서로 없는 빔 요소 반송파들을 페어링하여 동일한 자원을 할당할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 단말이 거주하는 있는 빔 내 복수의 빔 요소 반송파 중에서 상기 단말의 이동을 위한 셀의 빔 요소 반송파를 제외한 나머지 빔 요소 반송파들을 집성하여 운용할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 설정된 셀에서 상기 단말이 현재 접속한 빔을 중심으로 1-티어(tier)에 해당하는 적어도 하나의 이웃빔들의 사전 자원 준비를 실행하고, 상기 단말이 서빙빔에서 타겟빔으로 무선 접속 링크를 변경한 경우에, 사전 자원 준비된 빔 중에서 사전 자원 준비가 필요 없어진 빔들의 자원 해제를 수행하고, 사전 자원 준비가 필요한 새로운 빔들의 사전 자원 준비를 실행할 수 있다.

상기 송수신기는 이웃 기지국으로부터 단말의 컨텍스트 정보 요청을 수신하고, 상기 프로세서는 해당 단말의 컨텍스트 정보를 확인하고, 상기 송수신기를 통해 상기 해당 단말의 컨텍스트 정보를 전송할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 밀리미터파 기반의 울트라 대역을 사용하는 기지국에서 무선 자원 관리를 효과적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 한 개의 기지국에 장착된 다수의 어레이 안테나 모듈에 의해 형성되는 다수의 스팟빔들로 구성된 기지국의 서비스 커버리지의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 하나의 스팟빔의 광대역 주파수 대역 운용 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스팟빔과 UB 요소 반송파들에서의 단말의 이동을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 기지국의 어레이 안테나 어셈블리들에 의해 형성되는 다수의 스팟빔들로 구성된 기지국의 서비스 커버리지의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10c 및 도 10d는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 특정 UB에 해당하는 BCC들에 대한 자원관리적인 측면에서의 시스템 운용 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 UB에 해당하는 BCC들에 대한 자원관리적인 측면에서의 시스템 운용 방법의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 에에 따른 단말에서의 빔 트랙킹 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 동일 기지국 내에서의 단말의 빔 스위칭을 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 빔 스위칭 절차를 세부적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 서로 다른 기지국간 단말의 빔 스위칭을 나타낸 도면이다.
도 17 내지 도 19는 도 16에 도시된 빔 스위칭 절차를 세부적으로 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 서로 다른 시스템간 빔 스위칭을 설명하기 위한 시스템 모델의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 도 20의 시스템 모델에 근거하여 5G 시스템에서 4G 시스템으로의 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.
도 22는 도 20의 시스템 모델에 근거하여 4G 시스템에서 5G 시스템으로의 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.
도 23는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 동일 기지국의 동일 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 동일 기지국의 다른 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 다른 기지국의 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 다른 기지국의 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 장치를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은 사용자 장비(user equipment, UE), 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, UE, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNB), 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS) 등을 지칭할 수도 있고, 노드B, eNB, BS, ABS, HR-BS AP, RAS, BTS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 셀룰러 이동통신시스템에서의 시스템 운용 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.

도 1을 참고하면, 기지국(100)은 복수의 어레이 안테나 어셈블리(110)를 포함한다.

어레이 안테나 어셈블리(110)는 복수의 어레이 안테나 모듈을 포함할 수 있다. 각각의 어레이 안테나 모듈은 복수의 안테나 소자를 포함할 수 있다.

어레이 안테나 어셈블리(110)는 복수의 안테나 소자의 배열 및 형상, 전력(power) 및 위상 제어에 따라서 브로드사이드(Broadside), 엔드파이어(End-fire) 및 체비셰프(Chevyshev) 등과 같은 빔 패턴을 생성할 수 있다.

복수의 어레이 안테나 어셈블리(110)가 협력하여 하나의 빔을 형성할 수도 있다. 하나의 어레이 안테나 어셈블리(110) 내의 하나의 어레이 안테나 모듈이 하나의 빔을 형성할 수도 있고, 어레이 안테나 모듈 내의 하나의 안테나 소자가 하나의 빔을 형성할 수도 있다.

도 2는 도 1에 도시된 한 개의 기지국에 장착된 다수의 어레이 안테나 모듈에 의해 형성되는 다수의 스팟빔들로 구성된 기지국의 서비스 커버리지의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 기지국(100)의 57개의 어레이 안테나 어셈블리(110)들이 각각 엔드파이어 빔을 형성하여 기지국(100)의 서비스 커버리지(1)를 구성할 수 있다. 이때 각 어레이 안테나 모듈(112)에 의해 형성된 빔을 스팟빔이라 하며, 스팟빔이 커버하는 영역을 스팟빔 커버리지라 한다. 즉 다수의 스팟빔 커버리지로 기지국(100)의 서비스 커버리지(1)를 형성할 수 있다.

도 2에서는 하나의 스팟빔 커버리지를 기존의 셀 커버리지와 차별화하기 위하여 커버리지 내에 삼각형을 추가한 형태로 도시하였으며, 이 삼각형은 기지국(100)의 한 곳으로부터 어레이 안테나 어셈블리(110)에 의해 형성된 스팟빔 커버리지를 의미한다. 즉 기지국(100)은 57개의 어레이 안테나 어셈블리(110)을 포함하고, 각각의 어레이 안테나 어셈블리(110)로부터 예를 들어 엔드 파이어 형태의 빔을 생성하여 57개의 스팟빔 커버리지를 형성할 수 있다. 그리고 57개의 스팟빔 커버리지들이 합쳐져서 기지국(100)의 서비스 커버리지(1)가 형성될 수 있다.

이와 같이, 기지국(100)의 서비스 커버리지(1)를 위해 57개의 스팟빔을 이용하는 방법은 기존 복수의 소형셀을 배치하는 방법과 비교해 단위면적당 유사한 용량을 확보할 수 있으며 구축 및 유지비용을 절감시킬 수 있다.

하나의 스팟빔은 울트라 광대역을 사용한다. 울트라 광대역은 밀리미터파를 기반으로 하는 주파수 대역을 의미할 수 있다. 이와 같이, 기지국(100)은 울트라 광대역을 무선자원으로서 운용함으로써, 대용량의 서비스를 제공할 수 있고 기지국(100)에 접속하는 단말도 대용량의 서비스를 요구할 수 있다. 울트라 광대역은 예를 들면 SHF(super high frequency) 대역 또는 EHF(extremely high frequency) 대역을 나타낼 수 있다.

기지국(100)은 울트라 광대역을 복수의 단위대역(unit-band, UB)으로 나누어 운용할 수 있다.

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 하나의 스팟빔의 광대역 주파수 대역 운용 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3을 참고하면, 하나의 스팟빔은 울트라 광대역 전체를 하나의 빔 요소 반송파(Beam Component Carrier, BCC)로 사용할 수 있다.

도 4를 참고하면, 하나의 스팟빔은 울트라 광대역 전체를 복수의 UB로 나누어 운용할 수 있으며, 하나의 스팟빔은 복수의 UB들로 구분되는 복수의 BCC들로 사용할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스팟빔과 UB로 나눈 UB 요소 반송파에서의 단말의 이동을 나타낸 도면이다.

도 5를 참고하면, 단말(200)이 현재 빔(Bh)의 UB2 BCC에 거주하고 있는 상태에서 단말(200)은 세 가지 경우의 이동이 이루어질 수 있다.

단말(200)은 빔(Bn)의 UB2 BCC로 이동할 수 있고(1), 빔(Bn)의 UB2 BCC와 다른 주파수 대역인 UB3 BCC로 이동할 수도 있으며(2), 현재 빔(Bh)과 동일한 빔인 현재 빔(Bh)의 UB2 BCC와 다른 주파수 대역인 UB3 BCC로 이동할 수도 있다(3).

단말(200)이 다른 빔(Bn)의 UB2 BCC로 이동하는 것을 동일 주파수간의 빔 스위칭(Intra-Frequency beam switching)이라 하고, 단말(200)이 현재 빔(Bh)과 다른 빔(Bn)의 UB3 BCC로 이동하는 것을 다른 주파수간의 빔 스위칭(Inter-Frequency beam switching)이라 하며, 단말(200)이 현재 빔(Bh)과 동일한 빔(Bh)의 UB3 BCC로 이동하는 것을 다른 주파수간의 빔스위칭 (Inter-Frequency switching)이라 한다.

도 6을 참고하면, 빔(Bh)의 UB2 BCC에서 서비스를 받고 있는 단말(200)이 반송파 집성(Carrier Aggregation, CA) 능력을 가지고 있는 경우, 단말(200)이 현재 거주하고 있는 빔(Bh)의 UB2 BCC가 주(Primary) BCC가 되고 빔(Bh)의 UB2 BCC를 제외한 나머지 BCC들이 CA의 대상이 될 수 있다.

또한 도 7을 참고하면, 모든 빔에서 단말(200)이 이동할 수 있는 주파수 대역을 UB2 BCC로만 제한하는 경우, 단말(200)은 UB2 BCC로만 빔 스위칭하며, 단말(200)이 거주하는 해당 빔의 UB2 BCC를 제외한 나머지 UB BCC들이 CA의 대상이 될 수 있다.

한편, 도 5 및 도 7에서, 빔(Bh)과 빔(Bn)을 운용하는 기지국이 동일한 기지국일 수도 있지만, 서로 다른 기지국일 수도 있다.

예를 들어, 도 5에서 빔(Bh)을 운용하는 기지국과 빔(Bn)을 운용하는 기지국이 서로 다른 경우에 단말(200)이 빔(Bn)의 UB2 BCC로 이동할 수 있다. 이러한 경우, 빔(Bh)의 UB2 BCC와 빔(Bn)의 UB2 BCC는 반드시 다른 셀로 정의될 수 밖에 없으므로, 동일 주파수간 및 다른 기지국간의 핸드오버(Intra-Frequency Inter-BS handover)이며, 동시에 동일 주파수간 다른 기지국간 및 다른 빔간 스위칭(Intra-frequency Inter-BS Inter-Beam switching)이라고도 할 수 있다. 또한 단말(200)이 빔(Bn)의 UB3 BCC로 이동하는 것을 다른 주파수간 및 다른 기지국간의 핸드오버(Inter-Frequency Inter-BS handover)라 할 수 있으며, 동시에 다른 주파수간 및 다른 기지국간 및 다른 빔간 스위칭(Inter-frequency Inter-BS beam switching)이라고 할 수도 있다.

그리고 도 5의 (1), (2), (3)에서 단말의 이동은 빔 스위칭(beam switching)이자 동시에 핸드오버로 정의될 수도 있다. 이 경우에 (1)은 동일 주파수간 및 동일 기지국간의 핸드오버(Intra-frequency Intra-BS handover)로 정의되고, (2)는 다른 주파수간 및 동일 기지국간의 핸드오버(Inter-frequency Intra-BS handover)로 정의되며, (3)은 다른 기지국간 동일 기지국간 및 동일 빔간 핸드오버(Inter-frequency Intra-BS Intra-beam handover)로 정의될 수 있다.

도 8은 도 1에 도시된 기지국의 어레이 안테나 어셈블리들에 의해 형성되는 다수의 스팟빔들로 구성된 기지국의 서비스 커버리지의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 8을 참고하면, 다수의 스팟빔 커버리지로 구성된 기지국(100)의 서비스 커버리지(1)에서, 기지국(100)은 특정 UB 예를 들면, UB2에 해당하는 모든 BCC(도 8에서는 57개)들을 하나의 셀로 운용할 수 있다. 하나의 셀로 운용한다는 의미는 동일한 셀 참조 신호(Cell Reference Signal, CRS)을 갖고 개별적인 UB2에 해당하는 57개의 BCC 자원이 아닌 1개의 BCC 자원처럼 운용한다는 것을 의미한다.

이와 같이 어떤 특정 주파수 대역의 UB2 BCC들을 그룹핑하고 그 대역이 도 8에 도시한 바와 같이 기지국(100)의 서비스 커버리지(1)를 커버하거나 기존의 섹터 셀이 커버리지에 해당한다면, 이 동일 UB의 그룹핑된 셀을 커버리지 계층에 소속된 셀로 보고 이러한 셀을 단말(200)의 유휴(idle) 상태에서의 이동성(즉, 셀 선택 및 재선택 혹은 유휴 핸드오버) 그리고 접속상태에서의 이동성(즉, 핸드오버)를 위한 셀로 이용할 수 있다.

복수의 스팟빔의 특정 UB에 소속된 UB BCC들 각각을 하나의 셀로 운용하여 단말(200)의 데이터 오프로딩용인 커패시티(Capacity) 계층으로 사용될 수 있다.

복수의 스팟빔의 특정 UB에 소속된 BCC들을 그룹핑하여 생성된 하나의 셀들은 셀의 커버리지가 큰 경우 단말(200)의 이동[셀 (재)선택 및 핸드오버]을 위한 커버리지 계층으로 이용할 수 있고 셀의 커버리지가 상대적으로 작은 경우 커패시티 계층으로 사용될 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 9a 및 도 9b를 참고하면, 기지국(100a, 100b)은 각각 특정 UB(예를 들면, UB2)에 해당하는 BCC들을 그룹핑하여 하나의 셀을 도 8과 같이 생성하여 도 9b와 같이 단말(200)의 이동을 위한 커버리지 계층으로 사용할 수 있다.

단말은 동일한 기지국(100a 또는 100b) 내 다른 빔의 UB2 BCC로 스위칭할 수 있고, 기지국(100a)의 UB2 BCC 그룹핑 셀과 기지국(100b)의 UB2 BCC 그룹핑 셀 사이에서 단말(200)의 동일 주파수간 및 다른 기지국간의 핸드오버[또는 셀 (재)선택]를 수행할 수 있다.

기지국(100a, 100b)은 기지국(100a, 100b)은 단말이 하나의 빔 내에서 UB2 BCC 그룹핑 셀에 거주하면 해당 빔 내의 다른 UB들의 BCC 그룹핑 셀들을 CA에 이용할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, UB2 BCC가 소속된 셀은 하나 이상의 UB2 BCC가 그룹핑되어 생성되는 셀을 의미할 수도 있고, UB2 BCC 하나로 이루어진 셀을 의미할 수도 있다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 방법의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.

도 10a 및 도 10b를 참고하면, 기지국(100a, 100b)은 각각 서로 다른 특정 UB(예를 들면, UB2 또는 UB3)를 단말(200)의 이동을 위한 커버리지 계층으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 10b에 도시한 바와 같이 기지국(100a)은 UB2에 소속된 BCC들을 그룹핑하여 하나의 셀로 운용하고 UB2 BCC 그룹핑 셀을 커버리지 계층으로 설정한다. 그리고 기지국(100b)은 UB3에 소속된 BCC들을 그룹핑하여 하나의 셀로 운용하고 UB3 BCC 그룹핑 셀을 커버리지 계층으로 설정한다. 이와 같이, 기지국(100a, 100b)이 서로 다른 대역의 BCC 그룹핑 셀을 커버리지 계층으로 운용하면, 기지국(100a, 100b)간 간섭을 회피할 수 있다.

단말은 동일한 기지국(100a 또는 100b) 내 다른 빔의 UB2 BCC로 빔 스위칭할 수 있고, 기지국(100a)의 UB2 BCC 그룹핑 셀과 기지국(100b)의 UB3 BCC 그룹핑 셀 사이에서 단말(200)의 다른 주파수간 및 다른 기지국간의 핸드오버[또는 셀 (재)선택]를 수행할 수 있다.

기지국(100a)은 단말이 기지국(100a)의 하나의 빔 내에서 UB2 BCC 그룹핑 셀에 거주하면 해당 빔 내의 다른 UB들의 BCC 그룹핑 셀을 CA에 이용할 수 있다. 마찬가지로, 기지국(100b)은 단말이 기지국(100b)의 하나의 빔 내에서 UB3 BCC 그룹핑 셀에 거주하면 해당 빔 내의 다른 UB들의 BCC 그룹핑 셀을 CA에 이용할 수 있다.

도 10c 및 도 10d는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도면이다.

도 10c에 도시한 바와 같이, 기지국(100a, 100b)은 각각 서로 다른 UB(예를 들면, UB2, UB3 및 UB4)에 해당하는 BCC들을 지역적으로 각각 그룹핑하여 운용할 수도 있다. 이와 같이 운용하면, 단말은 동일한 기지국(100a 또는 100b) 내 동일 빔의 서로 다른 UB BCC로 빔 스위칭할 수 있다.

이러한 운용 방법은 기지국간 및 UB BCC 그룹핑 셀간 간섭을 회피할 수 있다.

또한 도 10d에 도시한 바와 같이, 하나의 기지국(100a, 100b)에서 특정 UB(예를 들면, UB2)에 해당하는 모든 BCC들을 하나의 셀로 운용하지 않고 세 개의 셀로 지역적으로 각각 그룹핑하여 운용할 수도 있다.

도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 실시 예에 따른 특정 UB에 해당하는 BCC들에 대한 자원관리적인 측면에서의 시스템 운용 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 11a을 참고하면, 기지국(100a)이 서로 다른 빔(Ba~Bn)에 대한 UB2에 해당하는 모든 BCC들을 개별적인 셀로 운용하는 경우에, 기지국(100a)은 각 스팟빔(Ba~Bn)의 UB2 BCC 셀에 대하여 개별적으로 스케줄링이 가능하도록 시스템을 운용할 수 있다.

각 스팟빔의 UB2 BCC 셀에서 기지국(100a)이 트래픽과 제어에 대한 자원 할당을 위해 FDD(Frequency Division Duplex) 모드와 TDD(Time Division Duplex) 모드로 운용할 수 있다.

기지국(100a)은 TDD의 경우 시간 영역에서 UB2에 대한 자원을 DL 자원과 UL 자원으로 할당할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100a)은 T1 시간에서 UB2에 대한 자원을 DL 자원으로 할당하고, T2 시간에서 UB2에 대한 자원을 UL 자원으로 할당할 수 있다.

기지국(100a)은 FDD의 경우 UB2에 대한 자원을 DL 전용 또는 UL 전용으로 할당할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100a)은 T1 및 T2 시간에서 UB2에 대한 자원을 DL 자원으로 할당할 수 있다. 도 11a에서, UB2는 DL 전용으로 할당된 것을 도시하였다. 이 경우에 UB2가 아닌 다른 UB들이 UL 용도로 할당될 수 있다.

이와 같은 시스템 운용 방법은 하나의 BCC가 셀이 되므로 기지국 용량이 증가하는 장점이 있지만 빈번한 핸드오버가 일어나기 때문에 단말의 이동 성능을 보장할 수 없다.

도 11b를 참고하면, 기지국(100a)이 서로 다른 빔(Ba~Bn)에 대한 UB2에 해당하는 모든 BCC들을 그룹핑하여 하나의 셀로 운용하는 경우에, 기지국(100a)은 그룹핑된 스팟빔(Ba~Bn)의 UB2 BCC 셀에 대하여 통합적 스케줄링이 가능하도록 시스템을 운용할 수 있다.

도 11a에서와는 달리, 각 빔의 UB2에 소속된 모든 BCC들이 개별적인 셀 자원으로 운용되지 않고 하나의 셀 자원으로 운용되므로, 빔간 간섭이 없고 실제 기존 셀룰러 시스템에서와 유사한 매크로 셀 효과를 제공할 수 있다.

각 빔의 UB2에 소속된 모든 BCC들이 그룹핑된 UB2 BCC 그룹핑 셀에서 기지국(100a)이 트래픽과 제어에 대한 자원 할당을 위해 FDD 모드와 TDD 모드로 운용될 수 있다. TDD의 경우 시간 영역에서 UB2에 대한 자원이 하향링크(DL) 자원과 상향링크(UL) 자원으로 할당될 수 있다. 예를 들어, 기지국(100a)은 T1 시간에서 UB2에 대한 자원을 DL 자원으로 할당하고, T2 시간에서 UB2에 대한 자원을 UL 자원으로 할당할 수 있다.

또한 FDD의 경우 UB2에 대한 자원은 DL 전용 또는 UL 전용으로 할당될 수 있다. 도 11b에서, UB2는 DL 전용으로 할당된 것을 도시하였다. 이 경우에 UB2가 아닌 다른 UB들이 UL 용도로 할당될 수 있다.

도 11a와 같이 개별 빔의 특정 UB에 대한 BCC별 개별적 자원을 도 11b와 같이 통합된 자원으로 운용하는 경우 기지국 용량 측면에서 기지국 용량이 줄어드는 단점이 존재할 수 있으나, 빔간 간섭이 작아지고 핸드오버가 상대적으로 빈번하지 않기 때문에 단말의 이동 성능이 개선된다. 특히 DL에서의 JT(Joint Transmission) 및 UL에서의 JR(Joint Reception)과 같은 소프트 결합을 수행함으로써 신호 및 데이터의 수신 감도를 향상시킬 수도 있다.

한편, 도 11b와 같은 시스템 운용 시 용량 절감의 단점을 해결하기 위하여 도 12와 같은 방법을 사용할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 특정 UB에 해당하는 BCC들에 대한 자원관리적인 측면에서의 시스템 운용 방법의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 12를 참고하면, 기지국(100a)은 기본적으로 도 11b와 같이 시스템을 운용한다. 이때 DL에서 각 빔의 RS(Reference Signal)를 단말(UE1, UE2)에서 감지하고 기지국(100a)에 이 정보를 피드백한다고 가정한다.

기지국(100a)은 단말(UE1)의 피드백 정보로부터 단말(UE2)이 거주하는 UB2 BCC에 대한 빔 RS가 검출되지 않았다면 또는 추가적으로 단말(UE2)의 피드백 정보로부터 단말(UE1)이 거주하는 UB2 BCC에 대한 빔 RS가 검출되지 않았다면 단말(UE1)이 거주하는 UB2 BCC와 단말(UE2)이 거주하는 UB2 BCC간에는 간섭이 없다고 추정할 수 있다. 따라서 기지국(100a)은 단말(UE1, UE2)을 위해 동일한 UB2에 대한 데이터 영역의 자원을 동일한 시간에 할당할 수 있다. 즉 기지국(100a)은 서로 간섭이 없는 BCC들을 페어링하고, 페어링된 BCC들에 동일한 자원을 할당함으로써, 페어링된 BCC들간에는 데이터 영역에 서로 다른 정보를 전송할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시 에에 따른 단말에서의 빔 트랙킹 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참고하면, 기지국의 하향링크 빔을 통해 단말을 위한 신호 및 데이터가 송신되고, 단말의 상향링크 빔을 통해 기지국으로 단말의 신호 및 데이터가 송신된다.

단말은 6개의 A, B, C, D, E 및 F의 어레이 안테나 포트를 포함할 수 있고, 단말은 복수의 안테나를 포함할 수 있다.

단말은 기지국의 측정 지시에 따라 빔 트랙킹을 수행한다. 측정 지시는 측정 제어 정보를 포함할 수 있다.

단말은 물리계층에서 빔별 신호 세기 측정을 수행할 수 있다. 단말은 A, B, C, D, E, F의 모든 어레이 안테나 포트로부터 CRS(Common Reference Signal) 및 빔 RS를 수신하고, 어레이 안테나 포트별 측정값을 획득한다. 포트별 CRS 측정값은 평균값을 포함하며, 셀 (재)선택 또는 핸드오버에 이용된다. 포트별 빔 RS 측정값은 최적 빔을 찾고 UL 포트 선정에 이용된다.

UB BCC 그룹핑 셀의 각 BSS는 공통의 CRS를 전송하며, 각 BSS는 고유의 빔 RS를 전송한다.

단말은 빔 RS의 세기가 가장 크게 입력되는 방향으로 상향링크 빔을 전송한다.

단계 I(PHASE I)에서, 단말은 빔 트랙킹을 통해 하향링크 빔의 신호 세기가 가장 크게 입력되는 A 안테나 포트를 이용하여 UL 빔을 형성할 수 있다.

단계 Ⅱ(PHASE Ⅱ)에서, 단말 자체의 회전 등과 같이 급작스런 단절이 발생하여 빔 RS의 수신 세기가 작아질 수 있다. 이러한 경우, 단계 Ⅲ(PHASE Ⅲ)에서와 같이, 단말은 빔 트랙킹을 하면서 해당 빔에 대한 빔 RS의 수신 세기가 가장 좋은 안테나 포트를 찾아서 해당 빔에 캠핑을 하거나 다시 찾은 안테나 포트로 UL 빔을 형성할 수 있다.

단말이 빔 내의 셀 혹은 빔을 변경하는 과정에서, 단말이 유휴 상태인 경우 안테나 포트별로 다른 주파수(inter-frequency) 및 동일 주파수(intra-frequency)에 해당하는 CRS 및 빔 RS 측정을 수행하여 최선의 셀을 찾아 거주하고, 최선의 빔과 그 빔이 들어오는 포트를 주기적으로 확인한다. 이러한 과정에서 단말이 서비스를 위한 접속 요구 시 최선의 셀과 최선이 빔에 해당하는 포트로 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

반면, 단말이 서비스를 받고 있는 접속된 상태에서는 단말이 현재 접속하고 있는 커버리지 계층에 해당하는 셀에 거주하면서 해당 셀에 소속된 빔 RS를 측정하면서 최적의 빔과 그에 따른 최적의 UL 빔을 전송한다.

빔 트래킹에 관련된 측정 제어 정보는 기지국에서 결정하며, 측정 제어 정보는 단말이 유휴 상태에서는 해당 빔의 해당 셀의 시스템 정보를 통해 전송될 수 있고 단말이 접속된 상태에서는 접속된 전용 채널을 통해서 전송될 수 있다.

또한 단말은 빔 트랙킹을 수행하면서 현재 접속된 빔보다 더 좋은 전파 특성을 제공하는 빔이 검색되면, 검색된 빔으로 빔 스위칭할 수 있다. 이때 스위칭할 빔이 현재 접속된 빔과 동일한 기지국에서 관할하는 빔일 수도 있고, 서로 다른 기지국에서 관할하는 빔일 수도 있다.

이하의 설명에서는 하나의 BCC가 하나의 셀로 운용되는 경우를 가정하여 설명하고 있지만, 아래에서 설명되는 모든 내용이 앞에서 언급한 각 빔의 특정 대역의 BCC들을 그룹핑하여 하나의 셀로 운용하는 경우에 확장하여 적용될 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 동일 기지국 내에서의 단말의 빔 스위칭을 나타낸 도면이다.

도 14를 참고하면, 기지국(100)은 복수의 빔을 운용하며, 복수의 빔에 각각 빔 식별자(ID) 및 고유의 빔 RS를 할당한다.

단말(200)은 복수의 빔 중에서 빔(IDg)에 접속되어 있다.

기지국(100)은 단말(200)이 접속된 빔(IDg)의 이웃빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)에 대해 사전 자원 준비를 실행한다.

단말(200)은 빔 트랙킹을 수행하면서 빔(IDg)보다 더 좋은 전파 특성을 제공하는 빔(IDf)으로 이동할 수 있다.

단말(200)이 동일 기지국 내 빔(IDg)에서 빔(IDf)으로의 스위칭에 따라서 사전 준비된 빔 중에서 사전 준비가 필요 없는 빔(IDa, IDb, IDc)에 대해 사전 준비된 자원을 해제하고 새롭게 사전 준비가 필요한 빔(IDh, IDi, IDj)에 대해 사전 자원 준비를 실행한다.

도 15는 도 14에 도시된 빔 스위칭 절차를 세부적으로 나타낸 도면이다.

도 15를 참고하면, 단말(200)이 현재 접속된 빔(이하, "서빙빔"이라 함)(ID g)을 관할하는 기지국(100)은 서빙빔(IDg)의 이웃빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)들에 대한 사전 자원 준비를 결정한다(S1502).

기지국(100)은 서빙빔(IDg)을 중심으로 1-티어(tier)에 해당하는 모든 이웃빔들의 사전 자원 준비를 결정하거나 설정된 제1 이벤트 혹은/그리고 OAM/히스토리/단말 속도 등과 같은 정보를 이용하여 이웃빔들에 대한 선택적 사전 자원 준비를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 제1 이벤트에는 이웃 셀 신호 세기가 미리 지정된 임계값보다 커지는 경우를 의미할 수 있다. OAM은 현재 셀 주변의 셀 정보를 의미하고, 히스토리는 단말의 셀 이동 정보와 해당 셀의 거주 시간을 포함할 수 있다.

기지국(100)은 이웃빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)을 모두 관할하기 때문에 사전 자원 준비가 결정된 이웃빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)에 대한 사전 자원 준비를 실행한다.

기지국(100)은 서빙빔(IDg)의 이웃빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)에 대한 사전 자원 준비를 결정하고 사전 자원 준비를 실행한 이후에 각 빔의 사전 자원 준비 정보를 포함한 RRC 연결 재구성 리스트 정보(RRC Connection Reconfiguration List Info)라는 RRC 메시지를 서빙빔(IDg)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1504). 각 빔의 사전 자원 준비 정보에는 각 빔으로의 랜덤 접속을 위한 전용 프리앰블 정보를 포함할 수 있다.

단말(200)은 각 빔의 사전 자원 준비 정보를 수신하면 RRC 연결 재구성 리스트 정보(RRC Connection Reconfiguration List Info)의 응답으로 RRC 연결 재구성 리스트 정보 완료(RRC Connection Reconfiguration List Info Complete)라는 RRC 메시지를 서빙빔(IDg)을 통해 기지국(100)으로 전송한다(S1506).

서빙빔(IDg)을 중심으로 이웃빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)에 대한 사전 자원 준비 정보를 가지고 있는 단말(200)은 서빙빔(IDg) 및 이웃빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)에 대한 신호 품질을 계속 측정하고 빔간의 신호 품질을 비교하면서 최적의 타겟빔을 결정한다(S1508). 결정된 타겟빔이 기지국(100)에서 관할하는 빔(IDf)이라고 가정한다.

단말(200)은 RRC 상태 지시(RRC Status Indication)라는 RRC 메시지를 서빙빔(IDg)을 통해 기지국(100)으로 전송하여 타겟빔(IDf)으로 이동할 것임을 기지국(100)에게 알려 준다(S1510). RRC 상태 지시(RRC Status Indication)의 전송은 생략될 수도 있다.

RRC 상태 지시(RRC Status Indication)를 수신한 기지국(100)은 단말(200)이 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로 이동한다는 것을 인지하고, 서빙빔(IDg)으로의 하향링크 트래픽 혹은/그리고 수신한 상향링크 트래픽을 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로 포워딩을 처리한다(S1512).

단말(200)이 무선 접속 링크를 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로 이동을 결정하면, 사전 자원 준비 정보로부터 타겟빔(IDf)에 해당하는 전용 프리앰블을 타겟빔(IDf)을 통해 기지국(100)으로 전송한다(S1514).

타겟빔(IDf)에 해당하는 전용 프리앰블을 수신한 기지국(100)은 타겟빔(IDf)에 해당하는 전용 프리앰블이 사전 예약된 프리앰블인지 확인하고 사전 예약된 프리앰블이면 랜덤 접속 응답(Random Access Response, RAR)을 타겟빔(IDf)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1516).

랜덤 접속 응답(RAR)을 수신한 단말(200)은 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete)라는 RRC 메시지를 기지국(100)에 전송함으로써(S1518), 타겟빔(IDf)에서의 새로운 무선 접속 설정을 완료한다. RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete)는 단말(200)이 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로 이동하였다는 정보를 포함할 수 있다.

기지국(100)은 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete)를 통해서 단말(200)이 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로 이동하였음을 인지한다. 기지국(100)은 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로의 트래픽 포워딩을 수행할 수 있으며, 이때 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로의 트래픽 포워딩이 단계(S1512)에서 이미 수행했다면, 트래픽 포워딩은 생략될 수 있다.

단말(200)이 기지국(100)이 관할하는 빔(IDg)에서 빔(IDf)으로 이동하였더라도 트래픽 경로 정보가 변경될 수도 있는데, 기지국(100)은 빔 이동으로 하향링크 트래픽 경로 정보가 변경된다면 경로 스위치 요청(Path Switch Request)라는 S1AP(S1 Application Protocol) 메시지를 통해 MME(300)에 경로 변경 정보를 전송할 수 있다(S1520).

경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 수신한 MME(300)는 변경된 하향링크 트래픽 경로 정보를 업데이트하고, 경로 스위치 요청(Path Switch Request)의 응답으로 경로 스위치 요청 확인(Path Switch Request Ack)이라는 S1AP 메시지를 기지국(100)에 전송한다(S1522). 이때 MME(300)에서도 상향링크 트래픽 경로 정보를 변경하고 싶다면 변경된 상향링크 트래픽 경로 정보를 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)에 포함시킬 수 있다.

단말(200)이 서빙빔(IDg)에서 타겟빔(IDf)으로의 이동이 완료되면, 이전 접속된 빔(IDg)에 기반하여 사전 자원 준비된 빔들에 대하여 사전 자원 준비가 필요 없는지를 검토하고 사전 자원 준비가 필요가 없어진 빔들에 대한 자원 해제를 수행한다(S1524). 이러한 사전 자원 준비된 빔의 자원 해제 여부의 검토는 설정된 제2 이벤트와 같은 측정 기반 등의 방법을 사용할 수 있다. 제1 이벤트와는 반대로 제2 이벤트는 이웃 셀의 신호 세기가 설정된 임계값보다 작거나 같아지는 경우를 의미할 수 있다. 자원의 해제도 사전 자원 준비와 마찬가지로 제1 이벤트 및 OAM/히스토리/단말 속도와 같은 정보 등을 이용하여 종합적으로 판단하여 결정될 수 있다.

그리고 기지국(100)은 새로 접속된 빔(IDf)의 이웃빔 중에서 사전 자원 준비가 새롭게 필요한 빔을 검토하고 사전 자원 준비가 필요한 새로운 빔들에 대한 사전 자원 준비를 결정하고, 실행할 수 있다(S1526).

예를 들어, 단말(200)이 이동한 빔(IDf)의 이웃빔에는 빔(IDa, IDg, IDe, IDh, IDi, IDj)이 포함된다. 따라서 이전빔(IDg)에 기반하여 사전 자원 준비된 빔(IDa, IDb, IDc, IDd, IDe, IDf)에서 빔(IDb, IDc, IDd)은 사전 자원 준비가 필요 없어진 빔에 해당한다. 따라서 기지국(100)은 빔(IDb, IDc, IDd)에 대해 자원 해제를 결정하고 자원 해제를 수행할 수 있다.

그리고 빔(IDh, IDi, IDj)는 이전빔(IDg)에 기반하여 사전 자원 준비된 빔(IDa, IDg, IDe, IDh, IDi, IDj)이 아니므로 사전 자원 준비가 새롭게 필요한 빔에 해당된다. 따라서 기지국(100)은 기지국(100)의 빔(IDh, IDi, IDj)에 대해서는 사전 자원 준비를 결정하고 사전 자원 준비를 실행할 수 있다.

기지국(100)은 각 빔의 사전 자원 준비 정보에서 자원 해제가 필요한 빔들과 새로운 빔의 사전 자원 준비 정보를 가공하여 자원 해제가 필요한 빔에 대한 정보는 해제 리스트에 추가하고 새로운 빔의 사전 자원 준비 정보는 추가 변경 리스트에 추가한다.

기지국(100)은 해제 리스트와 추가 변경 리스트를 포함한 RRC 연결 재구성 정보 리스트 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List)를 서빙빔(IDf)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1528).

RRC 연결 재구성 정보 리스트 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List)를 수신한 단말(200)은 해제 리스트(Release List)와 추가 변경 리스트(AddModList)의 정보를 이용하여 각 빔의 사전 자원 준비 정보들을 업데이트한다. 단말(200)은 각 빔의 사전 자원 준비 정보 엔트리에서 해제 리스트에 있는 빔들의 정보를 삭제하고 추가 변경 리스트(AddModList)에 있는 빔의 사전 자원 준비 정보들을 추가하거나 변경한다.

다음, 단말(200)은 RRC 연결 재구성 정보 리스트 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List)의 응답으로 RRC 연결 재구성 정보 리스트 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List Complete)를 서빙빔(IDf)을 통해 기지국(100)으로 전송한다(S1530).

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 서로 다른 기지국간 단말의 빔 스위칭을 나타낸 도면이다.

도 16을 참고하면, 서로 다른 기지국에 소속된 빔 사이에 단말이 이동할 수 있다.

기지국(100a, 100b, 100c)은 기지국 식별자로 구분되고, 빔은 빔 식별자(IDi, IDj, IDk, IDl, IDm, IDn, IDh, IDv, IDw, IDx)로 구분된다.

단말(200)이 접속한 빔(IDn)을 관할하는 기지국(100a)은 서빙 기지국(100a)이 된다. 단말(200)은 서빙 기지국(100a)의 서빙빔(IDn)에 접속하여 데이터를 송수신하고 있다.

기지국(100a)은 서빙빔(IDn)의 이웃빔(IDj, IDk, IDi, IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비를 실행한다.

단말(200)은 빔 트랙킹을 수행하면서 서빙빔(IDn)과 이웃빔들의 신호 품질을 계속 측정하면서 최적의 타겟빔을 결정할 수 있다. 이때 타겟빔이 서빙 기지국(100a)과 다른 기지국(100c)에서 관할하는 빔(IDh)일 수 있다.

단말(200)은 서빙 기지국(100a)의 서빙빔(IDn)보다 더 신호 품질이 양호한 기지국(100c)의 타겟빔(IDh)으로 이동할 수 있다. 또는 단말(200)은 서빙 기지국(100a)의 서빙빔(IDn)의 무선 접속 링크에 오류가 발생한 경우에 최적의 타겟빔으로 이동할 수 있다.

기지국(100c)은 단말(200)이 다른 기지국(100c)의 타겟빔(IDh)으로의 이동에 따라서 사전 준비된 빔 중에서 사전 준비가 필요 없는 빔(IDj, IDk, IDl)에 대해 사전 준비된 자원을 해제하고 새롭게 사전 준비가 필요한 빔(IDv, IDw, IDx)에 대해 사전 자원 준비를 실행한다.

도 17 내지 도 19는 도 16에 도시된 빔 스위칭 절차를 세부적으로 나타낸 도면이다.

도 17을 참고하면, 단말(200)이 현재 접속된 서빙빔(IDn)을 관할하는 기지국(100a)은 서빙빔(IDn)의 이웃빔(IDj, IDk, IDi, IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비를 결정한다(S1702). 이웃빔(IDj, IDk)은 기지국(100a)이 관할하며, 이웃빔 (IDj)은 기지국(100b)이 관할하며, 이웃빔(IDh, IDm, IDl)은 기지국(100c)이 관할한다.

기지국(100a)은 서빙빔(IDn)과 동일한 기지국(100a)이 관할하는 이웃빔(IDj, IDk)에 대한 사전 자원 준비 결정이 이루어졌다면 즉각적으로 이웃빔(IDj, IDk)에 대한 사전 자원 준비를 수행한다. 그리고 기지국(100a)은 이웃빔(IDj, IDk)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함한 RRC 연결 재구성 리스트 정보 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info)를 서빙빔(IDn)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1704). 빔(IDj, IDk)에 대한 사전 자원 준비 정보에는 각 빔(IDj, IDk)으로의 랜덤 접속을 위한 전용 프리앰블 정보를 포함할 수 있다.

단말(200)은 RRC 연결 재구성 리스트 정보 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info)의 응답으로 RRC 연결 재구성 리스트 정보 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info Complete)를 서빙빔(IDn)을 통해 기지국(100a)으로 전송한다(S1706).

또한 기지국(100a)은 서빙빔(IDn)을 관할하는 기지국(100a)과 다른 기지국(100b)이 관할하는 이웃빔(IDi)에 대한 사전 자원 준비가 결정되었다면, 기지국(100b)로 준비 리스트 정보 요청(Preparation List Info Request)이라는 X2AP 메시지를 전송한다(S1708). 이때 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)는 서빙빔(IDn)과 기지국(100a)이 관할하는 이웃빔(IDj, IDk)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함할 수 있다.

준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 수신한 기지국(100b)은 빔(IDi)에 대한 사전 자원 준비를 실행한다(S1710).

기지국(100b)은 빔(IDi)에 대한 사전 자원 준비가 완료되면 빔(IDi)에 대한 사전 자원 준비 정보를 준비 리스트 정보 요청 확인(Preparation List Info Request Ack)이라는 X2AP 메시지에 포함시켜 기지국(100a)으로 전송한다(S1712). 빔(IDi)에 대한 사전 자원 준비 정보에는 각 빔(IDi)으로의 랜덤 접속을 위한 전용 프리앰블 정보를 포함할 수 있다.

준비 리스트 정보 확인 메시지(Preparation List Info Ack)를 수신한 기지국(100a)은 기지국(100b)에서 단말(200)을 위해 사전 자원 준비된 빔(IDi)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함한 RRC 연결 재구성 리스트 정보 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info)를 서빙빔(IDn)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1714).

RRC 연결 재구성 리스트 정보 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info)를 수신한 단말(200)은 RRC 연결 재구성 리스트 정보 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info Complete)를 서빙빔(IDn)을 통해 기지국(100a)으로 전송한다(S1716).

또한 기지국(100a)은 서빙빔(IDn)을 관할하는 기지국(100a)과 다른 기지국(100c)이 관할하는 이웃빔(IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비가 결정되었다면, 기지국(100c)으로 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 전송한다(S1718). 이때 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)는 서빙빔(IDn)과 기지국(100a)이 관할하는 이웃빔(IDj, IDk)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함할 수 있다.

준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 수신한 기지국(100c)은 빔(IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비를 실행한다(S1720).

타겟 기지국(100c)은 빔(IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비가 완료되면 빔(IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함한 준비 리스트 정보 요청 확인 메시지(Preparation List Info Request Ack)를 기지국(100a)으로 전송한다(S1722). 빔(IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비 정보는 각 빔(IDh, IDm, IDl)으로의 랜덤 접속을 위한 전용 프리앰블 정보를 포함할 수 있다.

준비 리스트 정보 확인 요청 메시지(Preparation List Info Ack)를 수신한 기지국(100a)은 기지국(100c)에서 단말(200)을 위해 사전 자원 준비된 빔(IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함한 RRC 연결 재구성 리스트 정보 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info)를 서빙빔(IDn)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1724).

RRC 연결 재구성 리스트 정보 메시지(RRC Connection Reconfigruation List Info)를 수신한 단말(200)은 응답으로 RRC 연결 재구성 리스트 정보 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration List Info Complete)를 서빙빔(IDn)을 통해 기지국(100a)으로 전송한다(S1726).

기지국(100a)은 기지국(100c)이 보유하지 않은 기지국(100b)의 빔(IDi)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함한 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 기지국(100c)으로 전송한다(S1728).

준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 수신한 기지국(100c)은 응답으로 준비 리스트 정보 요청 확인 메시지(Preparation List Info Reqeust Ack)를 기지국(100a)으로 전송한다(S1730).

또한 기지국(100a)은 기지국(100b)이 보유하지 않은 기지국(100c)의 빔(IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함한 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 기지국(100b)으로 전송한다(S1732).

준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 수신한 기지국(100b)은 수신 응답으로 준비 리스트 정보 요청 확인 메시지(Preparation List Info Reqeust Ack)를 기지국(100a)으로 전송한다(S1734).

도 18을 참고하면, 단말(200)은 도 17에서 도시한 단계들을 통해 서빙빔(IDn)의 이웃빔(IDj, IDk, IDi, IDh, IDm, IDl)에 대한 사전 자원 준비 정보를 가지게 된다.

단말(200)은 서빙빔(IDn) 및 이웃빔(IDj, IDk, IDi, IDh, IDm, IDl)에 대한 신호 품질을 측정하고, 빔간의 신호 품질을 비교하면서 최적의 타겟빔을 결정한다(S1802). 단말(200)에서 결정된 타겟빔(IDh)이 서빙빔(IDg)을 관할하는 기지국(100a)과 다른 기지국(100c)에서 관할하는 빔이라고 가정한다. 아래에서는 기지국(100c)을 타겟 기지국이라 한다.

단말(200)은 RRC 상태 지시 메시지(RRC Status Indication)를 서빙빔(IDn)을 통해 기지국(100a)으로 전송함으로써(S1804), 타겟 기지국(100c)의 타겟빔(IDh)으로 이동할 것임을 기지국(100a)에 알려 준다. RRC 상태 지시 메시지(RRC Status Indication)의 전송은 생략될 수도 있다.

RRC 상태 지시 메시지(RRC Status Indication)를 수신한 기지국(100a)은 단말(200)이 서빙빔(IDn)에서 다른 타겟 기지국(100c)의 타겟빔(IDh)으로 이동한다는 것을 인지하고, 서빙빔(IDn)으로의 하향링크 트래픽 혹은/그리고 수신한 상향링크 트래픽을 서빙빔(IDn)에서 기지국(100c)의 타겟빔(IDf)으로 포워딩을 처리한다(S1806).

또한 기지국(100a)은 무손실 데이터 핸드오버를 위해 SN(sequence number) 상태 정보를 포함한 SN 상태 전송(SN Status Transfer)이라는 X2AP 메시지를 타겟 기지국(100c)의 타겟빔(IDf)으로 전송한다(S1808). SN 상태 정보는 타겟 기지국(100c)이 다음 패킷 전송에 설정할 SN 및 단말(200)이 수신하지 못한 SN 정보를 포함할 수 있다.

단말(200)은 무선 접속 링크를 기지국(100a)의 서빙빔(IDn)에서 타겟 기지국(100c)의 타겟빔(IDh)으로 이동을 결정하면, 사전 자원 준비 정보로부터 타겟빔(IDh)에 해당하는 전용 프리앰블을 타겟빔(IDh)을 통해 타겟 기지국(100c)으로 전송한다(S1810).

타겟빔(IDh)에 해당하는 전용 프리앰블을 수신한 타겟 기지국(100c)은 타겟빔(IDh)에 해당하는 전용 프리앰블이 사전 예약된 프리앰블인지 확인하고 예약된 프리앰블이면 랜덤 접속 응답(RAR)을 타겟빔(IDh)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1812).

랜덤 접속 응답(RAR)을 수신한 단말(200)은 RRC 연결 재구성 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration Complete)를 기지국(100)에 전송함으로써(S1814), 타겟빔(IDh)에서의 새로운 무선 접속 설정을 완료한다. RRC 연결 재구성 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration Complete)는 단말(200)이 서빙빔(IDn)에서 타겟빔(IDh)으로 이동하였다는 정보를 포함할 수 있다.

타겟 기지국(100c)은 앵커 변경 요청 메시지(Anchor Change Request)라는 X2AP 메시지를 빔(IDh)을 통해 기지국(100a)으로 전송하여(S1816), 기지국(100a)의 빔(IDn)으로부터 데이터 포워딩을 요청할 수 있다.

앵커 변경 요청 메시지(Anchor Change Request)를 수신한 기지국(100a)은 단말(200)이 빔(IDn)에서 타겟 기지국(100c)의 빔(IDh)으로 이동하였다는 것을 인지하고, 빔(IDn)에서 빔(IDh)으로의 트래픽 포워딩을 수행한다. 이때 단계(S1806)에 의해 빔(IDn)에서 빔(IDh)으로의 트래픽 포워딩이 이미 수행되었다면, 트래픽 포워딩을 또 수행할 필요는 없다.

또한 기지국(100a)은 무손실 데이터 핸드오버를 위해 SN 상태 전송 메시지(SN Status Transfer)를 타겟빔(IDf)을 통해 기지국(100c)으로 전송할 수 있다. 이 또한 단계(S1808)에 의해 이미 수행되었다면, SN 상태 전송 메시지(SN Status Transfer)의 전송 또한 수행할 필요는 없다.

단말(200)이 기지국(100a)이 관할하는 빔(IDn)에서 타겟 기지국(100c)이 관할하는 빔(IDh)으로 이동하였다면 트래픽 경로 정보가 변경되는데, 기지국(100c)은 빔 이동으로 하향링크 트래픽 경로 정보가 변경된다면 경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 통해 MME(300)로 경로 변경 정보를 전송할 수 있다(S1818).

경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 수신한 MME(300)는 변경된 하향링크 트래픽 경로 정보를 업데이트하고, 응답으로 경로 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)를 기지국(100c)에 전송한다(S1820). 이때 MME(300)에서도 상향링크 트래픽 경로 정보를 변경하고 싶다면 변경된 상향링크 트래픽 경로 정보를 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)에 포함시킬 수 있다.

다음, 도 19를 참고하면, 단말(200)이 서빙 기지국(100a)에서 타겟 기지국(100c)의 빔(IDh)으로의 이동이 완료되면, 기지국(100c)은 서빙 기지국(100c)이 된다.

서빙 기지국(100c)은 단말(200)이 이전 접속된 빔(IDg)에 기반하여 사전 자원 준비된 빔들에 대하여 사전 자원 준비가 필요 없는지를 검토하고 사전 자원 준비가 필요가 없어진 빔들에 대한 자원 해제를 수행한다(S1902).

또한 서빙 기지국(100c)은 새로 접속된 빔(IDh)의 이웃빔 중에서 사전 자원 준비가 새롭게 필요한 빔을 검토하고 사전 자원 준비가 필요한 새로운 빔들에 대한 사전 자원 준비를 결정하고, 실행할 수 있다(S1904).

예를 들어, 단말(200)이 이동한 빔(IDh)의 이웃빔에는 빔(IDn, IDm, IDi, IDx, IDw, IDv)이 포함된다. 따라서 이전빔(IDn)에 기반하여 사전 자원 준비된 빔(IDj, IDk, IDi, IDh, IDm, IDl)에서 기지국(100a)의 빔(IDj, IDk)과 기지국(100c)의 빔(IDl)은 사전 자원 준비가 필요가 없어진 빔에 해당한다. 따라서 서빙 기지국(100c)은 기지국(100a)의 빔(IDj, IDk)과 기지국(100c)의 빔(IDl)에 대해 자원 취소를 결정할 수 있다. 그리고 기지국(100b)의 빔(IDv, IDw)과 기지국(100c)의 빔(IDx)은 이전빔(IDn)에 기반하여 사전 자원 준비된 빔(IDj, IDk, IDi, IDh, IDm, IDl)이 아니므로 사전 자원 준비가 새롭게 필요한 빔에 해당된다. 따라서 서빙 기지국(100c)은 기지국(100b)의 빔(IDv, IDw)과 기지국(100c)의 빔(IDx)에 대해서는 사전 자원 준비를 결정하고 사전 자원 준비를 실행할 수 있다.

서빙 기지국(100c)은 해제 및 추가 변경 리스트에 각각 해당 정보를 추가하고, 해제 및 추가 변경 리스트를 포함한 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 기지국(100a)에 전송한다(S1906). 해제 리스트에는 기지국(100a)의 빔(IDj, IDk) 및 기지국(100c)의 빔(IDl)의 정보가 추가되고, 추가 변경 리스트에는 서빙 기지국(100c)의 빔(IDx)에 대한 사전 자원 준비 정보가 추가될 수 있다.

준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 수신한 기지국(100a)은 사전 자원 준비 정보 엔트리를 업데이트한다(S1908). 즉 기지국(100a)은 해제 리스트에 포함된 빔(IDj, IDk)의 사전 준비된 자원을 해제하고, 사전 자원 준비 정보 엔트리에서 빔(IDj, IDk, IDl)의 사전 자원 준비 정보들을 삭제하며, 사전 자원 준비 정보 엔트리에 추가 변경 리스트에 포함된 빔(IDx)의 사전 자원 준비 정보를 추가한다.

기지국(100a)은 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)의 응답으로 준비 리스트 정보 요청 확인 메시지(Preparation List Info Request Ack)를 서빙 기지국(100c)으로 전송한다(S1910).

마찬가지로, 서빙 기지국(100c)은 해제 및 추가 변경 리스트에 각각 해당 정보를 추가하고, 해제 및 추가 변경 리스트를 포함한 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 이용하여 기지국(100b)에 전송한다(S1912). 해제 리스트에는 기지국(100a)의 빔(IDj, IDk) 및 기지국(100c)의 빔(IDl)의 정보가 추가되고, 추가 변경 리스트에는 서빙 기지국(100c)의 빔(IDx)에 대한 사전 자원 준비 정보가 추가될 수 있다.

준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 수신한 기지국(100b)은 사전 자원 준비 정보 엔트리를 업데이트한다(S1914). 즉 기지국(100b)은 해제 리스트에 포함된 빔(IDj, IDk)의 사전 준비된 자원을 해제하고, 사전 자원 준비 정보 엔트리에서 빔(IDj, IDk, IDl)의 사전 자원 준비 정보들을 삭제하며, 사전 자원 준비 정보 엔트리에 추가 변경 리스트에 포함된 빔(IDx)의 사전 자원 준비 정보를 추가한다.

그리고 기지국(100b)은 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 통해서 단말(200)이 기지국(100c)의 빔(IDh)으로 이동했음을 인지할 수 있다. 따라서 기지국(100b)은 자신이 관할하는 빔(IDh)의 이웃빔(IDv, IDw)에 대하여 사전 자원 준비를 실행한다(S1916).

기지국(100b)은 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)의 응답으로 새롭게 사전 자원 준비된 빔(IDv, IDw)의 사전 자원 준비 정보를 포함한 준비 리스트 정보 요청 확인 메시지(Preparation List Info Request Ack)를 서빙 기지국(100c)으로 전송한다(S1918).

서빙 기지국(100c)은 새롭게 사전 자원 준비된 기지국(100b)의 빔(IDv, IDw)에 대한 사전 자원 준비 정보를 추가 변경 리스트에 추가하고, 추가 변경 리스트를 포함한 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)를 기지국(100a)으로 전송한다(S1920).

기지국(100a)은 준비 리스트 정보 요청 메시지(Preparation List Info Request)에 대한 응답으로 준비 리스트 정보 요청 확인 메시지(Preparation List Info Reqeust Ack)를 기지국(100c)으로 전송한다(S1922). 준비 리스트 정보 요청 확인 메시지(Preparation List Info Reqeust Ack)는 사전 자원 준비 정보 엔트리에 기지국(100b)의 빔(IDv, IDw)에 대한 사전 자원 준비 정보를 추가하였다는 정보를 포함할 수 있다.

서빙 기지국(100c)은 각 빔의 사전 자원 준비 정보에서 자원 해제가 필요한 빔들과 새로운 빔의 사전 자원 준비 정보를 가공하여 자원 해제가 필요한 빔에 대한 정보는 해제 리스트에 추가하고 새로운 빔의 사전 자원 준비 정보는 추가 변경 리스트에 추가한다.

서빙 기지국(100c)은 해제 리스트와 추가 변경 리스트를 포함한 RRC 연결 재구성 정보 리스트 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List)를 서빙빔(IDh)을 통해 단말(200)로 전송한다(S1924).

RRC 연결 재구성 정보 리스트 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List)를 수신한 단말(200)은 각 빔의 사전 자원 준비 정보 엔트리를 업데이트한다. 단말(200)이 관리하는 각 빔의 사전 자원 준비 정보 엔트리에서 자원 취소가 필요한 빔들의 정보를 삭제하고 새롭게 사전 자원 준비된 빔의 사전 자원 준비 정보들을 추가하거나 변경한다.

다음, 단말(200)은 RRC 연결 재구성 정보 리스트 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List)의 응답으로 RRC 연결 재구성 정보 리스트 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration Info List Complete)를 서빙 기지국(100c)으로 전송한다(S1926).

이상에서는 동일 기지국에서의 빔 스위칭 및 서로 다른 기지국으로의 빔 스위칭에 대해 설명하였다. 아래에서는 서로 다른 시스템간 빔 스위칭 절차에 대해 설명한다.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 서로 다른 시스템간 빔 스위칭을 설명하기 위한 시스템 모델의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 20에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 기반의 울트라 대역을 사용하는 기지국(100a)을 포함하는 5G 시스템이 연결되는 코어망은 5G 코어(10)로 정의하고, 기존 LTE 시스템과 같은 4G 시스템의 코어망은 4G 코어(20)로 정의한다. 이러한 시스템 모델에 근거하여 5G 시스템에서 4G 시스템으로의 핸드오버 절차 및 4G 시스템에서 5G 시스템으로의 핸드오버 절차에 대해 도 21 및 도 22를 참고하여 자세하게 설명한다.

도 21은 도 20의 시스템 모델에 근거하여 5G 시스템에서 4G 시스템으로의 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.

도 21을 참고하면, 단말(200)이 5G 시스템의 기지국(100a)이 관할하는 하나의 빔에 접속하여 데이터를 송수신하는 중에 기지국(100a)이 설정된 이벤트 등에 기반하여 4G 시스템으로의 이동을 결정할 수 있다. 이벤트는 예를 들면, 4G 시스템의 기지국(이하, "eNB"라 함)(100b)이 관할하는 셀의 신호 세기가 설정된 임계값보다 큰 경우를 의미할 수 있다. 또한 이벤트는 5G 시스템의 기지국(100a)이 관할하는 셀 중에서 주셀(PCell)이 설정된 임계값보다 낮고 4G 시스템의 eNB(100b)가 관할하는 셀의 신호 세기가 설정된 임계값보다 높은 경우를 의미할 수 있다. 이때 설정된 임계값들은 서로 다른 값일 수 있다.

기지국(100a)은 설정된 이벤트가 발생하게 되면 이 이벤트를 발생시킨 4G 시스템의 eNB(100b)가 관할하는 셀에 대한 사전 자원 준비를 결정한다(S2102). 이러한 사전 자원 준비는 측정 기반 혹은/그리고 OAM/히스토리/단말 속도 등과 같은 정보를 종합적으로 판단하여 결정될 수 있다.

기지국(100a)에서 eNB(100b)의 어떤 셀에 대한 사전 자원 준비 결정에 따라 준비 리스트 정보 필요(Preparation List Info Required)라는 S1AP 메시지를 5G 코어(10)로 전송한다(S2104). 예를 들어, 단말(200)이 기지국(100a)의 셀 a에 거주하였다고 가정하면, 셀 a의 단말(200) 위치에서 4G 시스템의 eNB(100b)가 관할하는 셀(x, y)의 신호 세기가 설정된 임계값보다 큰 경우에 기지국(100a)은 eNB(100b)에게 셀(x, y)에 대한 사전 자원 준비를 결정할 수 있다. 5G 코어(10)는 해당 4G 코어(20)를 찾아서 포워드 재위치 요청(Forward Relocation Request)이라는 SGx-C 메시지를 4G 코어(20)로 전송한다(S2106).

4G 코어(20)는 eNB(100b)에게 핸드오버 요청(HO Request)이라는 LTE-S1AP 메시지를 전송한다(S2108).

eNB(100b)는 해당 셀로의 핸드오버를 위해 필요로 하는 유효한 정보를 가공하고, 자신의 셀로 랜덤 접속할 전용 프리앰블을 결정하는 등의 사전 자원 준비를 실행한다(S2110). 유효한 정보는 예를 들면, 단말이 접속할 4G 시스템의 타겟 셀 정보를 포함할 수 있다.

eNB(100b)는 eNB(100b)의 해당 셀에 대한 사전 자원 준비 정보를 포함한 핸드오버 요청 확인(HO Request Ack)이라는 LTE-S1AP 메시지를 4G 코어(20)에 전송한다(S2112).

4G 코어(20)는 포워드 재위치 요청 메시지(Forward Relocation Request)의 응답으로, 포워드 재위치 응답(Forward Relocation Response)이라는 SGx-C 메시지를 5G 코어(10)로 전송한다(S2114).

5G 코어(10)는 기지국(100a)으로 준비 리스트 정보 명령(Preparation List Info Command)이라는 S1AP 메시지를 전송한다(S2116).

기지국(100a)은 사전 자원 준비된 4G 시스템의 eNB(100b)의 해당 셀로 핸드오버를 결정한다(S2118).

기지국(100a)이 사전 자원 준비된 4G 시스템의 eNB(100b)의 해당 셀로 핸드오버를 결정했다면, 기지국(100a)은 이동 명령(MobilityFrom5GCommand)이라는 RRC 메시지를 단말(200)에 전송한다(S2120). 이동 명령은 5G 시스템으로부터 4G 시스템으로 이동할 것을 알리는 정보를 포함할 수 있다.

단말(200)은 eNB(100b)의 해당 셀에 해당하는 전용 프리앰블을 eNB(100b)로 전송하고, eNB(100b)로부터 랜덤 접속 응답(RAR)을 수신하여 eNB(100b)의 해당 셀로의 랜덤 접속 절차를 완료한다.

다음, 단말(200)은 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete)라는 LTE-RRC 메시지를 해당 4G 시스템의 eNB(100b)로 전송한다(S2122).

eNB(100b)는 핸드오버 알림(HO Notify)이라는 LTE-S1AP 메시지를 4G 코어(20)에 전송한다(S2124).

4G 코어(20)는 재위치(Relocation)가 완료되었음을 포워드 재위치 완료 알림(Forward Relocation Complete Notification)이라는 SGx-C 메시지를 5G 코어(10)로 전송한다(S2126).

5G 코어(10)는 해당 기지국(100a)의 단말 컨텍스트(Context)를 삭제하기 위하여 단말 컨텍스트 해제 요청(UE Context Release Request)이라는 S1AP 메시지를 기지국(100a)에 전송한다(S2128).

또한 5G 코어(10)는 포워드 재위치 완료 알림 메시지(Forward Relocation Complete Notification)의 응답으로 포워드 재위치 완료 알림 확인(Forward Relocation Complete Notification Ack)이라는 SGx-C 메시지를 4G 코어(20)로 전송한다(S2130).

도 22는 도 20의 시스템 모델에 근거하여 4G 시스템에서 5G 시스템으로의 핸드오버 절차를 나타낸 도면이다.

도 22를 참고하면, 단말(200)이 4G 시스템의 eNB(100b)가 관리하는 하나의 셀에 접속하여 데이터를 송수신하는 중에 eNB(100b)가 설정된 이벤트 등에 기반하여 5G 시스템으로의 이동을 결정할 수 있다.

eNB(100b)는 설정된 이벤트가 발생하게 되면 이 이벤트를 발생시킨 5G 시스템의 기지국(110a)이 관할하는 빔에 대한 사전 자원 준비를 결정한다(S2202). 이러한 사전 자원 준비는 측정 기반 혹은/그리고 OAM/히스토리/단말 속도 등과 같은 정보를 종합적으로 판단하여 결정될 수 있다.

eNB(100b)는 5G 시스템의 기지국(100a)의 어떤 빔에 대한 사전 자원 준비 결정에 따라 준비 리스트 정보 필요(Preparation List Info Required)라는 LTE-S1AP 메시지를 4G 코어(20)로 전송한다(S2204).

4G 코어(20)는 해당 5G 코어(10)를 찾아서 포워드 재위치 요청 메시지(Forward Relocation Request)를 5G 코어(10)에 전송한다(S2206).

5G 코어(10)는 기지국(100a)에게 준비 리스트 정보 요청(Preparation List Info Request)라는 S1AP 메시지를 전송한다(S2208).

기지국(100a)은 해당 빔으로의 핸드오버를 위해 필요로 하는 유효한 정보를 가공하고, 자신의 빔으로 랜덤 접속할 전용 프리앰블을 결정하는 등의 사전 자원 준비를 실행한다(S2210). 유효한 정보는 예를 들면, 단말이 접속할 빔 정보를 포함할 수 있다.

기지국(100a)은 기지국(100a)의 해당 빔의 사전 자원 준비 정보를 포함한 준비 리스트 정보 요청 확인(Preparation List Info Request Ack)이라는 S1AP 메시지를 5G 코어(10)에 전송한다(S2212).

5G 코어(10)는 포워드 재위치 응답(Forward Relocation Response)이라는 SGx-C 메시지를 4G 코어(20)로 전송한다(S2214).

4G 코어(20)는 eNB(100b)로 핸드오버 명령(HO Command)이라는 LTE-S1AP 메시지를 전송한다(S2216).

eNB(100b)는 사전 자원 준비된 5G 시스템의 기지국(100a)의 해당 빔으로 핸드오버를 결정한다(S2218).

eNB(100b)가 5G 시스템의 기지국(100a)의 해당 빔으로 핸드오버를 결정했다면, eNB(100b)은 이동 명령(MobilityFromEUTRACommand)이라는 LTE-RRC 메시지를 단말(200)에 전송한다(S2220). 이동 명령은 4G 시스템으로부터 5G 시스템으로 이동할 것을 알리는 정보를 포함할 수 있다.

단말(200)은 기지국(100a)의 해당 빔의 전용 프리앰블을 기지국(100a)로 전송하고, 기지국(100a)로부터 랜덤 접속 응답(RAR)을 수신하여 기지국(100a)의 해당 빔으로의 랜덤 접속 절차를 완료한다.

다음, 단말(200)은 RRC 연결 재구성 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete)라는 RRC 메시지를 5G 시스템의 기지국(100a)의 해당 빔을 통해 기지국(100a)으로 전송한다(S2222).

기지국(100a)은 핸드오버 알림(Handover Notify)라는 S1AP 메시지를 5G 코어(10)에 전송한다(S2224).

5G 코어(10)는 재위치(Relocation)가 완료되었음을 포워드 재위치 완료 알림(Forward Relocation Complete Notification)이라는 SGx-C 메시지를 4G 코어(20)로 전송한다(S2226).

4G 코어(20)는 eNB(100b)의 단말 컨텍스트를 삭제하기 단말 컨텍스트 해제 요청(UE Context Release Request)라는 LTE-S1AP 메시지를 eNB(100b)에 전송한다(S2228).

또한 4G 코어(20)는 포워드 재위치 완료 알림 메시지(Forward Relocation Complete Notification)의 응답으로 포워드 재위치 완료 알림 확인(Forward Relocation Complete Notification Ack)이라는 SGx-C 메시지를 5G 코어(10)로 전송한다(S2230).

한편, 단말(200)이 접속한 무선 접속 링크에 오류가 발생할 수 있다. 단말(200)은 무선 링크 오류(Radio Link. Failure, RLF)가 발생한 경우에 RLF 복구 절차를 수행한다. RLF 복구 절차에 대해서 도 23 내지 도 26을 참고로 하여 자세하게 설명한다.

도 23는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 동일 기지국의 동일 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.

도 23을 참고하면, 단말(200)이 서빙 기지국(100)의 서빙빔(IDg)에 접속하여 데이터를 송수신하는 중에 RLF가 발생한 경우에 빔을 재선택하는 과정에서 동일한 기지국(100)의 동일한 빔(IDg)을 재선택하여 RLF 복구를 시도할 수 있다.

구체적으로, 단말(200)은 기지국(100)의 서빙빔(IDg)에 접속하여 데이터를 송수신하고 있다.

단말(200)이 RLF를 검출하면(S2302), 실질적인 RLF 복구를 위해 빔 서치를 수행한다(S2304). 그리고 빔 서칭 결과 단말(200)은 서빙빔(IDg)이었던 빔(IDg)을 재선택할 수 있다.

단말(200)은 시스템 정보를 통해 기지국(100)으로부터 수신한 빔(IDg)의 랜덤 접속 프리앰블 풀에서 랜덤하게 랜덤 접속 프리앰블을 선택하고, 선택한 랜덤 접속 프리앰블을 기지국(100)의 빔(IDg)을 통해 전송함으로써(S2306), 랜덤 접속을 시도한다.

기지국(100)은 랜덤 접속 프리앰블을 수신하면 이에 대한 응답인 랜덤 접속 응답(RAR)을 단말(200)로 전송한다(S2308).

단말(200)은 RRC 연결 재설정 요청 메시지(RRC Connection Reestablishment Request)를 기지국(100)의 빔(IDg)을 통해 전송한다(S2310).

기지국(100)은 RRC 연결 재설정 요청 메시지(RRC Connection Reestablishment Request)에 포함된 논리적인 단말 식별자(Logical UE-ID)를 가지고 해당 단말 컨텍스트가 있는지를 확인한다(S2312). 또한 기지국(100)은 빔(IDg)에 대한 사전 자원 준비 정보가 있는지 확인한다(S2314).

이때 단말(200)이 서빙 기지국(100)의 서빙빔(IDg)으로 RLF 복구를 시도하였으므로, 기지국(100)에는 단말 컨텍스트가 존재하며, 해당 빔(IDg)에 대한 사전 자원 준비 정보도 가지고 있다.

기지국(100)은 단말 컨텍스트와 빔(IDg)에 대한 사전 자원 준비 정보가 있으면, 서빙빔(IDg)에서 설정된 RNTI를 가지고 단말(200)이 충돌 기반으로 랜덤 접속을 시도했기 때문에 단말(200)의 C-RNTI를 변경하여 기지국(100)의 빔 설정을 다시 수행한다(S2316).

기지국(100)은 변경된 단말의 컨텍스트 정보를 포함한 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)를 단말(200)에 전송한다(S2318).

단말(200)은 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)에 대한 응답으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지(RRC Connection Reestablishment Complete)를 빔(IDg)을 통해 기지국(100)에 전송한다(S2320).

도 24는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 동일 기지국의 다른 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.

도 24를 참고하면, 단말(200)이 기지국(100)의 서빙빔(IDg)에 접속하여 데이터를 송수신하는 중에 RLF가 발생한 경우에 빔을 재선택하는 과정에서 동일한 기지국(100)의 다른 빔을 재선택하여 RLF 복구를 시도할 수 있다.

단말(200)이 RLF를 검출하면(S2402), 실질적인 RLF 복구를 위해 빔 서치를 수행한다(S2404). 그리고 빔 서칭 결과 단말(200)은 RLF 검출 전 서빙빔(IDg)과는 다른 기지국(100)의 빔(IDf)을 재선택할 수 있다.

단말(200)은 시스템 정보를 통해 기지국(100)으로부터 수신한 해당 빔(IDf)의 랜덤 접속 프리앰블 풀에서 랜덤하게 랜덤 접속 프리앰블을 선택하고(S2406), 선택한 랜덤 접속 프리앰블을 기지국(100)의 빔(IDf)을 통해 전송함으로써(S2408), 랜덤 접속을 시도한다.

기지국(100)은 랜덤 접속 프리앰블을 수신하면 이에 대한 응답인 랜덤 접속 응답(RAR)을 단말(200)로 전송한다(S2408).

단말(200)은 RRC 연결 재설정 요청 메시지(RRC Connection Reestablishment Request)를 기지국(100)의 빔(IDf)을 통해 전송한다(S2410).

기지국(100)은 RRC 연결 재설정 요청 메시지(RRC Connection Reestablishment Request)에 포함된 논리적인 단말 식별자(Logical UE-ID)를 가지고 해당 단말 컨텍스트가 있는지를 확인한다(S2412). 또한 기지국(100)은 빔(IDg)에 대한 사전 자원 준비 정보가 있는지 확인한다(S2414).

단말(200)이 기지국(100)으로 RLF 복구를 시도하였으므로, 기지국(100)에는 단말 컨텍스트가 존재할 수 있다. 그러나 단말(200)이 기지국(100)의 서빙빔(IDg)과 다른 빔(IDf)으로 RLF 복구를 시도하였으므로, 앞에서 기술된 사전 자원 준비 절차를 통해서 빔(IDf)에 대한 사전 자원 준비가 되어 있을 수도 있고 되어 있지 않을 수도 있다.

빔(IDf)에 대한 사전 자원 준비 정보가 존재하는 경우(S2416), 기지국(100)은 단말(200)이 충돌 기반으로 랜덤 접속을 시도했기 때문에 단말(200)의 C-RNTI를 변경하여 기지국(100)의 빔 설정을 다시 수행한다(S2418).

한편, 빔(IDf)에 대한 사전 자원 준비 정보가 존재하는 경우(S2416), 기지국(100)은 빔(IDf)에 대한 새로운 RNTI로 사전 자원 준비를 실행한다(S2420).

기지국(100)은 변경 또는 새롭게 설정된 단말(200)의 컨텍스트 정보를 포함한 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)를 단말(200)에 전송한다(S2422).

단말(200)은 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)에 대한 응답으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지(RRC Connection Reestablishment Complete)를 빔(IDf)을 통해 기지국(100)에 전송한다(S2424).

단말(200)이 기지국(100)이 관할하는 빔(IDg)에서 빔(IDf)으로 이동하였더라도 트래픽 경로 정보가 변경될 수도 있는데, 기지국(100)은 빔 이동으로 하향링크 트래픽 경로 정보가 변경된다면 경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 통해 MME(3000에 경로 변경 정보를 전송할 수 있다(S2426).

경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 수신한 MME(300)는 변경된 하향링크 트래픽 경로 정보를 업데이트하고, 응답으로 경로 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)를 기지국(100)에 전송한다(S2428). 이때 MME(300)에서도 상향링크 트래픽 경로 정보를 변경하고 싶다면 변경된 상향링크 트래픽 경로 정보를 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)에 포함시킬 수 있다.

그리고 앞에서 설명된 핸드오버 방법에서 기술된 방법에 따라서 단말(200)이 빔(IDg)에서 빔(IDf)으로 이동함에 따라 사전 자원 준비 절차 및 사전 준비된 자원 해제 절차가 수행될 수 있다.

도 25는 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 다른 기지국의 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.

도 25를 참고하면, 단말(200)이 기지국(100a)의 빔(IDn)에 접속하여 데이터를 송수신하는 중에 RLF가 발생한 경우에 빔을 재선택하는 과정에서 다른 기지국(100c)의 빔(IDh)을 재선택하여 RLF 복구를 시도할 수 있다.

구체적으로, 단말(200)은 기지국(100a)의 빔(IDn)에 접속하여 데이터를 송수신하고 있다.

단말(200)이 RLF를 검출하면(S2502), 실질적인 RLF 복구를 위해 빔 서치를 수행한다(S2504). 그리고 빔 서칭 결과 단말(200)은 기지국(100c)의 빔(IDh)을 재선택할 수 있다.

단말(200)은 시스템 정보를 통해 기지국(100c)으로부터 수신한 빔(IDh)의 랜덤 접속 프리앰블 풀에서 랜덤하게 랜덤 접속 프리앰블을 선택하고, 선택한 랜덤 접속 프리앰블을 기지국(100)의 빔(IDh)을 통해 전송함으로써(S2506), 랜덤 접속을 시도한다.

기지국(100c)은 랜덤 접속 프리앰블을 수신하면 이에 대한 응답인 랜덤 접속 응답(RAR)을 단말(200)로 전송한다(S2508).

단말(200)은 RRC 연결 재설정 요청 메시지(RRC Connection Reestablishment Request)를 기지국(100c)의 빔(IDh)을 통해 전송한다(S2510).

기지국(100c)은 RRC 연결 재설정 요청 메시지(RRC Connection Reestablishment Request)에 포함된 논리적인 단말 식별자(Logical UE-ID)를 가지고 해당 단말 컨텍스트가 있는지를 확인한다(S2512). 단말(200)이 서빙 기지국(100a)이 아닌 다른 기지국(100c)으로 RLF 복구를 시도하였으므로, 기지국(100c)에는 단말 컨텍스트가 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다.

도 25에서는 기지국(100c)에 단말 컨텍스트가 존재하는 경우에 대해 설명하며, 기지국(100c)에 단말 컨텍스트가 존재하지 않는 경우에 대해서는 도 26을 통해서 설명하기로 한다.

기지국(100c)에 단말 컨텍스트가 존재하면(S2514), 기지국(100c)은 빔(IDf)에 대한 사전 자원 준비 정보가 있는지 확인한다(S2516). 앞에서 기술된 사전 자원 준비 절차를 통해서 빔(IDh)에 대한 사전 자원 준비가 되어 있을 수도 있고 되어 있지 않을 수도 있다.

빔(IDh)에 대한 사전 자원 준비 정보가 존재하는 경우(S2518), 기지국(100c)은 단말(200)이 충돌 기반으로 랜덤 접속을 시도했기 때문에 단말(200)의 C-RNTI를 변경하여 기지국(100)의 빔 설정을 다시 수행한다(S2520).

한편, 빔(IDh)에 대한 사전 자원 준비 정보가 존재하는 경우(S2518), 기지국(100c)은 빔(IDf)에 대한 새로운 RNTI로 사전 자원 준비를 실행한다(S2522).

기지국(100c)은 변경 또는 새롭게 설정된 단말(200)의 컨텍스트 정보를 포함한 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)를 단말(200)에 전송한다(S2524).

단말(200)은 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)에 대한 응답으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지(RRC Connection Reestablishment Complete)를 빔(IDh)을 통해 기지국(100c)에 전송한다(S2526).

그리고 앞에서 설명한 바와 같이, 단말(200)이 기지국(100a)이 관할하는 빔(IDn)에서 다른 기지국(100c)이 관할하는 빔(IDh)으로 이동하였다면 트래픽 경로 정보가 변경되는데, 기지국(100c)은 빔 이동으로 하향링크 트래픽 경로 정보가 변경된다면 경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 통해 MME에 경로 변경 정보를 전송할 수 있다.

그리고 경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 수신한 MME는 변경된 하향링크 트래픽 경로 정보를 업데이트하고, 수신 응답으로 경로 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)를 기지국(100c)에 전송할 수 있다. 이때 MME에서도 상향링크 트래픽 경로 정보를 변경하고 싶다면 변경된 상향링크 트래픽 경로 정보를 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)에 포함시킬 수 있다.

그리고 앞에서 설명된 핸드오버 방법에서 기술된 방법에 따라서 단말(200)이 기지국(100a)이 관할하는 빔(IDn)에서 다른 기지국(100c)이 관할하는 빔(IDh)으로 이동함에 따라 사전 자원 준비 절차 및 사전 준비된 자원 해제 절차가 수행될 수 있다.

도 26은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 링크 오류 발생 시 다른 기지국의 빔으로의 무선 링크 오류 복구 절차를 나타낸 도면이다.

도 26을 참고하면, 기지국(100c)은 단말 컨텍스트가 존재하지 않는 경우에 이웃 기지국(예를 들면, 100b)으로 해당 단말(200)의 사전 자원 준비 정보를 요청할 수 있다. 이를 위해 기지국(100c)은 이웃 기지국(100b)으로 컨텍스트 페치 요청(Context Fetch Request)이라는 X2AP 메시지를 전송한다(S2602).

컨텍스트 페치 요청(Context Fetch Request)을 수신한 이웃 기지국(100b)은 이 메시지 내의 단말 식별자(UE-ID)에 해당하는 단말 컨텍스트가 존재하는지 확인하고, 컨텍스트 페치 요청(Context Fetch Request)에 대한 응답으로, 컨텍스트 페치 요청 확인(Context Fetch Request Ack)이라는 X2AP 메시지를 기지국(100c)으로 전송한다(S2604). 이웃 기지국(100b)은 단말 식별자(UE-ID)에 해당하는 단말 컨텍스트가 존재하면, 해당 단말 컨스트 정보를 컨텍스트 페치 요청 확인(Context Fetch Request Ack)에 포함시켜 전송할 수 있다.

기지국(100c)은 이웃 기지국(100b)으로부터 단말 컨텍스트 정보 획득에 실패하면(S2606), 빔 서치 단계(도 25의 S2504)를 수행한다.

반면, 기지국(100c)은 이웃 기지국(100b)으로부터 단말 컨텍스트 정보 획득에 성공하면(S2606), 랜덤 접속 응답(RAR)을 통해 할당된 새로운 RNTI로 기지국(100c)의 빔(IDh)에 대한 사전 자원 준비를 실행한다(S2608).

기지국(100c)은 새롭게 설정된 단말(200)의 컨텍스트 정보를 포함한 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)를 빔(IDh)을 통해 단말(200)에 전송한다(S2610).

단말(200)은 RRC 연결 재설정 메시지(RRC Connection Reestablishment)에 대한 응답으로 RRC 연결 재설정 완료 메시지(RRC Connection Reestablishment Complete)를 빔(IDh)을 통해 기지국(100c)에 전송한다(S2612).

단말(200)이 기지국(100a)이 관할하는 빔(IDn)에서 다른 기지국(100c)이 관할하는 빔(IDh)으로 이동하였다면 트래픽 경로 정보가 변경되는데, 기지국(100c)은 빔 이동으로 하향링크 트래픽 경로 정보가 변경된다면 경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 통해 MME에 경로 변경 정보를 전송할 수 있다.

또한 경로 스위치 요청 메시지(Path Switch Request)를 수신한 MME는 변경된 하향링크 트래픽 경로 정보를 업데이트하고, 수신 응답으로 경로 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)를 통해 기지국(100c)에 전송할 수 있다. 이때 MME에서도 상향링크 트래픽 경로 정보를 변경하고 싶다면 변경된 상향링크 트래픽 경로 정보를 스위치 요청 확인 메시지(Path Switch Request Ack)에 포함시킬 수 있다.

도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템 운용 장치를 나타낸 도면이다.

도 27을 참고하면, 시스템 운용 장치(2700)는 프로세서(2710), 송수신기(2720) 및 메모리(2730)를 포함한다. 시스템 운용 장치(2700)는 밀리미터파 기반의 울트라 대역을 사용하는 기지국에 포함되거나 그 기지국 자체일 수 있다.

프로세서(2710)는 도 3 내지 도 12를 토대로 설명한 시스템 운용 방법에 해당하는 기능을 수행한다. 이러한 시스템 운용 방법을 토대로 단말은 빔 스위칭을 수행할 수 있고, 핸드오버를 수행할 수 있으며, RLF 복구를 시도할 수 있다. 프로세서(2710)는 단말의 빔 스위칭, 핸드오버 및 RLF 복구를 지원할 수 있다.

송수신기(2720)는 단말 또는 인접 기지국과 트래픽, 메시지 및 제어 신호를 송수신한다.

메모리(2730)는 도 3 내지 도 12를 토대로 설명한 시스템 운용을 위해 필요한 정보들을 저장한다. 메모리(2730)는 단말의 빔 스위칭, 핸드오버 및 RLF 복구 지원을 위해 필요한 정보들을 저장할 수 있다.

또한 메모리(2730)는 프로세서(2710)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)을 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(2710)는 메모리(2730)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행한다.

프로세서(2710)와 메모리(2730)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(2720)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims

이동통신시스템에서 복수의 안테나 어셈블리를 포함하며, 울트라 광대역을 주파수 자원으로 운용하는 기지국의 시스템 운용 방법으로서,
상기 울트라 광대역을 복수의 단위대역(unit-band, UB)으로 나누는 단계,
상기 복수의 안테나 어셈블리에 의해 복수의 스팟 빔을 형성하는 단계,
각 스팟 빔에 대하여 상기 복수의 UB들로 구분되는 복수의 빔 요소 반송파를 동일한 UB에 소속된 빔 요소 반송파들로 그룹핑하여 복수의 셀로 운용하는 단계,
상기 복수의 셀 중에서 하나의 셀을 단말의 이동을 지원하기 위한 셀로 설정하는 단계
서로 간섭이 발생하지 않는 셀들을 페어링하여 복수의 단말을 위해 동일한 시간에 동일한 UB에 대한 데이터 영역의 주파수 자원을 할당하는 단계, 그리고
페어링된 셀들에 동일한 자원을 할당하여 해당 데이터 영역에 서로 다른 정보를 전송하는 단계
를 포함하는 시스템 운용 방법.
삭제
제1항에서,
상기 할당하는 단계는
상기 복수의 단말로부터의 피드백 정보를 토대로 간섭을 추정하는 단계, 그리고
상기 간섭이 발생하지 않는 빔 요소 반송파들을 페어링하는 단계를 포함하고,
상기 피드백 정보는 검출되는 빔 요소 반송파의 기준 신호에 대한 정보를 포함하는 시스템 운용 방법.
제1항에서,
상기 설정하는 단계는
각 셀을 구성하는 복수의 빔 요소 반송파를 통해 공통의 기준 신호를 송신하는 단계, 그리고
상기 단말에 의해 상기 공통의 기준 신호로부터 측정된 수신 세기의 평균 값을 토대로 셀 핸드오버가 결정되면, 셀 핸드오버를 지원하는 단계를 포함하는 시스템 운용 방법.
제1항에서,
상기 설정하는 단계는
각 셀을 구성하는 복수의 빔 요소 반송파로부터 각각 고유의 기준 신호를 송신하는 단계, 그리고
상기 단말에 의해 상기 기준 신호의 수신 세기를 토대로 빔 스위칭이 결정되면, 빔 스위칭을 지원하는 단계를 더 포함하는 시스템 운용 방법.
제1항에서,
상기 단말이 유휴 상태인 경우 상기 단말이 거주하고 있는 셀의 시스템 정보를 통해 빔 트래킹에 관련된 측정 제어 정보를 상기 단말로 전송하는 단계, 그리고
상기 단말이 접속 상태인 경우 접속된 셀의 전용 채널을 통해서 상기 측정 제어 정보를 전송하는 단계
를 더 포함하며,
상기 빔 트래킹을 토대로 상기 단말에 의해 셀 핸드오버 또는 빔 스위칭이 결정되는 시스템 운용 방법.
제1항에서,
상기 설정하는 단계는 상기 단말이 거주하는 있는 빔 내 복수의 빔 요소 반송파 중에서 상기 단말의 이동을 위한 셀의 빔 요소 반송파를 제외한 나머지 빔 요소 반송파들을 집성하는 단계를 포함하는 시스템 운용 방법.
제1항에서,
상기 단말의 이동을 위한 셀은 이웃 기지국과 동일한 UB의 셀 또는 상기 이웃 기지국과 다른 UB의 셀인 시스템 운용 방법.
제1항에서,
상기 설정하는 단계는 상기 설정된 셀에서 상기 단말이 현재 접속한 빔을 중심으로 1-티어(tier)에 해당하는 적어도 하나의 이웃빔들의 사전 자원 준비를 실행하는 단계를 포함하는 시스템 운용 방법.
제9항에서,
상기 설정하는 단계는
상기 단말이 상기 설정된 셀의 서빙빔에서 타겟빔으로 무선 접속 링크를 변경하는 단계,
사전 자원 준비된 빔 중에서 사전 자원 준비가 필요 없어진 빔들의 자원 해제를 수행하는 단계, 그리고
사전 자원 준비가 필요한 새로운 빔들의 사전 자원 준비를 실행하는 단계를 더 포함하는 시스템 운용 방법.
제10항에서,
상기 변경하는 단계는 상기 단말이 서빙빔과의 무선 접속 링크에 오류가 검출된 경우에 상기 타겟빔으로 무선 접속 링크의 오류를 복구하는 단계를 포함하는 시스템 운용 방법.
제11항에서,
상기 복구하는 단계는 상기 단말의 컨텍스트 정보가 없는 경우에, 이웃 기지국으로부터 상기 단말의 컨텍스트 정보를 요청하여 수신하는 단계를 포함하는 시스템 운용 방법.
제10항에서,
상기 타겟빔은 상기 서빙빔을 관할하는 기지국이 관할하는 빔이거나 상기 서빙빔을 관할하는 기지국과 다른 기지국이 관할하는 빔을 포함하는 시스템 운용 방법.
제10항에서,
상기 타겟빔은 상기 서빙빔이거나 상기 서빙빔과 다른 빔을 포함하는 시스템 운용 방법.
제9항에서,
상기 설정하는 단계는 상기 적어도 하나의 이웃빔들의 사전 자원 준비 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 시스템 운용 방법.
이동통신시스템에서 복수의 빔을 포함하고 울트라 광대역을 주파수 자원으로 운용하는 기지국의 시스템 운용 장치로서,
상기 울트라 광대역을 복수의 단위대역(unit-band, UB)으로 나누고, 복수의 안테나 어셈블리에 의해 복수의 스팟 빔을 형성하며, 상기 복수의 UB들로 구분되는 복수의 빔 요소 반송파를 각 스팟 빔에 대하여 동일한 UB에 소속된 빔 요소 반송파들로 그룹핑하여 복수의 셀로 운용하고, 서로 간섭이 발생하지 않는 셀들을 페어링하여 복수의 단말을 위해 동일한 시간에 동일한 UB에 대한 데이터 영역의 주파수 자원을 할당하며, 페어링된 셀들에 동일한 자원을 할당하여 해당 데이터 영역에 서로 다른 정보를 전송하도록 하는 프로세서, 그리고
단말 또는 인접 기지국과 상기 단말의 이동을 위한 시그널링을 송수신하는 송수신기
를 포함하는 시스템 운용 장치.
삭제
제16항에서,
상기 프로세서는 상기 단말이 거주하는 있는 빔 내 복수의 빔 요소 반송파 중에서 상기 단말의 이동을 위한 셀의 빔 요소 반송파를 제외한 나머지 빔 요소 반송파들을 집성하여 운용하는 시스템 운용 장치.
제16항에서,
상기 프로세서는 상기 복수의 셀 중에서 하나의 셀을 단말의 이동을 지원하기 위한 셀로 설정하고, 상기 설정된 셀에서 상기 단말이 현재 접속한 빔을 중심으로 1-티어(tier)에 해당하는 적어도 하나의 이웃빔들의 사전 자원 준비를 실행하고,
상기 단말이 서빙빔에서 타겟빔으로 무선 접속 링크를 변경한 경우에, 사전 자원 준비된 빔 중에서 사전 자원 준비가 필요 없어진 빔들의 자원 해제를 수행하고, 사전 자원 준비가 필요한 새로운 빔들의 사전 자원 준비를 실행하는 시스템 운용 장치.
제16항에서,
상기 송수신기는 이웃 기지국으로부터 단말의 컨텍스트 정보 요청을 수신하고,
상기 프로세서는 해당 단말의 컨텍스트 정보를 확인하고, 상기 송수신기를 통해 상기 해당 단말의 컨텍스트 정보를 전송하는 시스템 운용 장치.