KR100944093B1

KR100944093B1 - 셀 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법

Info

Publication number: KR100944093B1
Application number: KR1020090021726A
Authority: KR
Inventors: 천성덕; 이승준; 박성준; 이영대
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-02-24
Also published as: ATE556557T1; JP2011515941A; KR20090099474A; JP5688007B2; CN101978743B; CN101978743A; RU2450488C1; CN103501519B; CN103501519A

Abstract

사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법을 제공한다. UE의 서빙(serving) 셀에 계층 셀 구조(HCS: hierarchical cell structure)가 사용되면, 상기 사용자 기기가 낮은 이동성을 가질 때, 첫 번째 방식으로 셀 선택 방법을 수행하고, 상기 사용자 기기가 높은 이동성을 가질 때, 두 번째 방식으로 셀 선택 방법을 수행한다. 상기 사용자 기기가 낮은 이동성을 가질 때, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 HCS 우선순위가 가장 높은 모든 측정된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 절차를 수행하거나, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀이 없다면 HCS 우선순위에 상관없이 모든 측정된 셀들에 대하여 랭킹 절차를 수행한다. 상기 사용자 기기가 높은 이동성을 가질 때, 모든 측정된 셀들에 대하여 상기 랭킹 절차를 수행하는데. 상기 측정된 셀들 중, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하고 서빙 셀 보다 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들이 있다면, 상기 랭킹 절차는 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 가장 높은 HCS 우선순위를 가진 셀들에 대하여 수행된다. 그렇지 않으면, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하고 서빙 셀 보다 높거나 동일한 HCS 우선순위를 가진 셀들이 있다면, 상기 랭킹 절차는 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 가장 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들에 대하여 수행되고, 그렇지 않으면, 상기 랭킹 절차는 HCS 우선순위에 상관없이 수행한다.

무선통신, WCDMA, 셀 구조, 셀 선택

Description

셀 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법{A CELL SELECTION METHOD FOR GENERATING A LAYER STRUCTURE USING A CELL QUALITY}

본 발명은 유럽식 IMT-2000 시스템인 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템에서 단말이 서비스를 제공 받을 셀을 고르는 방법에 관한 것으로, 특히 여러 개의 셀들이 계층 구조를 이루고 있는 상황에서, 단말이 각 셀들의 품질을 고려하여 자신이 서비스를 제공받을 셀을 선택하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조를 나타낸 그림이다. UMTS시스템은 크게 단말(User Equipment; UE)과 UTMS 무선접속망(UMTS Terrestrial Radio Access Network; UTRAN) 및 핵심망(Core Network; CN)으로 이루어져 있다. UTRAN은 한 개 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems; RNS)으로 구성되며, 각 RNS는 하나의 무선망제어기(Radio Network Controller; RNC)와 이 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(Node B)으로 구성된다. 하나의 Node B에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재한다.

도 2는 UMTS에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조를 보이고 있다. 이러한 무 선 프로토콜 계층들은 단말과 UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다. 각각의 무선 프로토콜 계층들에 대해 설명하자면, 먼저 제 1계층인 PHY 계층은 다양한 무선전송기술을 이용해 데이터를 무선 구간에 전송하는 역할을 한다. PHY 계층은 무선 구간의 신뢰성있는 데이터 PHY 계층은 상위 계층인 MAC 계층과 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용(Dedicated)전송채널과 공용(Common)전송채널로 나뉜다.

제 2계층에는 MAC, RLC, PDCP, 및 BMC 계층이 존재한다. 먼저 MAC 계층은 다양한 논리채널(Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화(Multiplexing)의 역할도 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽 채널(Traffic Channel)로 나뉜다. MAC 계층은 세부적으로 관리하는 전송채널의 종류에 따라 MAC-b 부계층(Sublayer), MAC-d 부계층, MAC-c/sh 부계층, MAC-hs 부계층, 및 MAC-e 부계층으로 구분된다. MAC-b 부계층은 시스템 정보(System Information)의 방송을 담당하는 전송채널인 BCH(Broadcast Channel)의 관리를 담당하고, MAC-c/sh 부계층은 다른 단말들과 공유되는 FACH(Forward Access Channel)나 DSCH (Downlink Shared Channel) 등의 공용전송채널을 관리하며, MAC-d 부계층은 특정 단말에 대한 전용전송채널인 DCH(Dedicated Channel)의 관리를 담당한다. 또한, 하향 및 상향으로 고속 데이터 전송을 지원하기 위해 MAC-hs 부계층은 고속 하향 데이터 전송을 위한 전송채널인 HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel)를 관리하며, MAC-e 부계층은 고속 상향 데이터 전송을 위한 전송채널인 E-DCH (Enhanced Dedicated Channel)를 관리한다.

RLC 계층은 각 무선 베어러(Radio Bearer; RB)의 QoS에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송을 담당한다. RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 한 개 또는 두 개의 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Unacknowledged Mode, 무응답모드) 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 RLC 모드를 제공하고 있다. 또한, RLC는 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할도 하고 있으며, 이를 위해 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 및 연결하는 기능도 수행한다.

PDCP 계층은 RLC 계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해, PDCP 계층은 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행하는데, 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. PDCP 계층은 헤더압축이 기본 기능이기 때문에 PS domain에만 존재하며, 각 PS 서비스에 대해 효과적인 헤더압축 기능을 제공하기 위해 RB 당 한 개의 PDCP entity가 존재한다.

그 외에도 제 2계층에는 BMC (Broadcast/Multicast Control) 계층이 RLC 계층의 상위에 존재하여, 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message)를 스케쥴링하고, 특정 셀에 위치한 단말들에게 방송하는 기능을 수행한다.

제 3계층의 가장 하부에 위치한 RRC (Radio Resource Control, 무선자원제어) 계층은 제어평면에서만 정의되며, RB들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 제 1 및 제 2계층의 파라미터들을 제어하고, 또한 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 및 제 2계층에 의해 제공되는 논리적 path를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.

다음은 휴지모드(Idle Mode)에 있는 휴지 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다. 기본적으로 셀을 선택하는 목적은 기지국으로부터 서비스를 받기 위하여 망에 등록을 하기 위해서 이다. 여기에, 단말의 이동성으로 인하여 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 떨어지게 되면, 단말은 데이터의 전송 품질을 유지하기 위한 목적으로 다른 셀을 재-선택한다. 이하, 신호의 세기나 신호와 잡음(Noise)/간섭(Interference)의 비와 관련된 물리적 신호의 특성을 간단히 신호 특성이라고 약칭한다.

위와 같이 무선 환경에 따른 신호 특성에 따라 셀을 선택하는 방법이 있으며, 아래와 같은 기준도 단말이 셀을 선택하는 과정이 필요한 경우이다.

- 단말 능력(UE capability)

- 가입자 정보(Subscriber Information)

- 캠프 로드 발랜싱(Camp load balancing)

- 트래픽 로드 발랜싱(Traffic load balancing)

이하는 WCDMA에서 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다.

단말은 초기에 전원이 켜지면 무선 통신을 위한 PLMN 과 RAT을 선택하고, 단말이 검색 가능한 모든 주파수 밴드에서 기지국과의 신호측정 과정을 통하여 도 3의 조건이 만족하는 셀 중에서 가장 강한 신호특성 값을 가지는 셀을 선택하여 접속한다. WCDMA시스템 에서는 신호 측정의 대상이 되는 값으로 CPICH RSCP, CPICH Ec/N0, Carrier RSSI를 사용하고 있다.

본 발명은 셀 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법에 관한 것 이다. 종래기술에서는 셀 선택을 수행했으나, 불필요하게 무선자원을 낭비했다. 따라서, 종래기술을 이런 점을 충분히 고려하지 않아서 적합한 해결책을 제공하지 못했다.

본 발명자들은 서비스 불능(out-of-service) 상황에 대한 시험결과에 따라 상기 종래기술의 단점을 인식했다. 이런 인식을 바탕으로 이하 설명된 여러 특징들을 발명했으며, 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법을 제공하여 무선 자원의 보다 효율적인 이용을 할 수 있게 되었다.

본 발명은 서비스 불능(out-of-service) 상황의 발생을 줄이고자, 셀 선택 (재선택) 절차를 개선하기 위해 착상되었다. 흔히 말하는 서비스 불능 상황이란 이동 단말기가 이동 통신 네트워크로부터 여러 가지 이유로 특정 서비스를 못 받는 상황을 의미한다. 이런 서비스 불능 상황을 해소하기 위해 이동 단말기는 전박적인 셀 검색 절차를 수행해야 하며, 이는 배터리 소모 및 사용자가 느낄 수 있는 정도의 지연을 초래한다.

셀 선택(재선택)의 절차에는 H 기준값(H criterion) 및 S 기준값(S criterion)을 포함한 다양한 조건들을 이용한다. 본 발명의 발명자들은 선행기술 의 셀 선택(재선택) 절차에 단점이 있다는 것을 인식했다. 이는 선행기술에서는 주로 H 기준값을 고려했고, 나중에 S 기준값을 부수적으로 고려하거나 아에 S 기준값을 제대로 고려하지 않았다. 이런 문제 인식을 토대로, 본 발명은 H 기준값 보다 S 기준값을 더욱 강조하고 중요시하여 셀 선택 및 재선택을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법에 대한 발명적 개념들과 특징들은 현재의 3GPP 기술에서 진보된 롱 텀 에볼류션(LTE: Long Term Evolution) 시스템 또는 다른 소위 말하는 4G 통신 시스템을 기초로 설명되어 있으나, 그 구체적인 사항들은 여기 설명된 특징들을 한정할 의도는 아니며 여러 이동 및/또는 무석 통신 시스템 및 방식에 적용 가능하다.

이하 “단말”이라는 용어는 여러 종류의 사용자 장치, 그 예로 이동 통신 단말, 사용자 기기(UE: user equipment), 이동 장치(ME: mobile equipment) 및 무선 기술을 지원하는 다양한 장치들을 의미한다.

이동 전화통신에 있어서, 셀 선택이란 이동 단말기가 적합한 (대상) 셀을 검색하는 절차를 의미한다. 셀 선택을 수행한 결과 어떤 셀이 선택되면 그 선택된 셀을 캠핑된(camped-on) 셀이라고 부른다. 셀에 캠핑되어 있다면, 이동 단말기는 (이후 설명 될) 여러 가지의 셀 재선택 기준에 따라 보다 좋은 셀을 정기적으로 검색하며 더 좋은 셀을 찾으면 그 더 좋은 셀을 선택하게 된다.

보통, 큰 셀(매크로 셀: macro cell)들은 많은 사용자들을 지원할 수는 없으 나, 고속으로 움직이는 사용자들은 지원할 수 있다. 보통, 작은 셀(마이크로 또는 피토 셀: micro/pico cell)들은 많은 사용자들을 지원할 수 있지만, 고속으로 움직이는 사용자들은 지원할 수 없다. 이런 문제는 다양한 크기를 가진 여러 개의 중첩되는 셀들을 정의하여 복수의 셀 계층들이 형성된 계층 셀 구조(HCS: hierarchical cell structure)의 사용으로 해결 할 수 있다. 이러한 셀 구조는 네트워크로 하여금 지리적 구역을 효과적으로 이용하고 보다 많은 사용자들을 수용할 수 있다.

사용자 기기(UE)가 HCS의 어떤 셀 계층에 존재해야 할지를 결정하기 위해 HCS 우선순위(HCS_PRIO)를 정의한다. 이런 우선순위 정보는 셀 방송 정보의 일부(즉, 이웃(neighbor) 셀들에 대해서는 SIB 11 및 SIB 12를 이용, 서빙(serving) 셀들에 대해서는 SIB13 및 SIB14를 이용)를 이용하여 전송될 수 있다.

이웃(neighbor) 셀들에 대해서는 이런 우선순위 정보는 RRC 측정 제어 메시지의 일부로 전송될 수도 있다. HCS 셀들은 0-7까지의 우선순위를 부여할 수 있으며, 0이 가장 낮은 우선순위, 7은 가장 높은 우선순위를 의미할 수 있다.

셀 재선택 기준에는 H 기준값 (H criterion: 즉, HCS가 사용될 때 이용되는 HCS 기준값이며, 시스템 정보에 전송된 정보를 기초로, 또는 대상(candidate) 셀의CPICH/P-CPCCH로 부터의 측정을 기초로 산출된 양수(positive) 또는 음수(negative) 값), S 기준값 (S criterion: 즉, 대상 셀의 수신 품질이 충분한지를 확인하는데 사용되는 선택(selection) 또는 자격(eligibility) 및 R 기준값 (R criterion: 즉, S 기준값을 만족하는 셀들을 랭킹(ranking)하는데 이용되는 단말이 사용하는 랭킹 기준값)이 있다.

도 3에서, 단말은 측정한 신호의 세기와 품질이 시스템에서 정의하는 특정 값 (세기: Qrxlevmin+Pcompensation, 품질: Qqualmin)보다 큰 셀을 선택한다는 것을 알 수 있다. 여기에서 Qrxlevmin, Qqualmin, Pcompensation 값은 기지국에서 시스템 정보(SI)를 통하여 단말에게 알려 주는 값이다. 그리고, 단말은 망으로 서비스를 요청(예:Originating Call)하거나 망으로부터 서비스(예:Terminating Call)를 받기 위하여 휴지 모드에서 대기한다. 휴지 모드의 단말은 현재 서비스를 받고 있는 셀과 인접한 셀의 신호 측정을 통하여 좀 더 좋은 신호 특성을 가지는 셀을 재-선택하는 과정을 반복하게 된다.

도 4는, WCDMA에서 셀을 재-선택하는 방법을 나타내는 순서도로서, 휴지 단말은 주기적으로 측정과정을 통하여 서비스를 받고 있는 셀과의 신호특성 값(Rs)과 인접 셀들과의 신호의 특성 값(Rn)이 도3의 조건을 만족하는 셀 중에서, 특정한 시간(Treselection)동안 Rn > Rs라는 조건을 만족하면 Rn에 해당하는 셀 중에서 신호세기와 품질을 비교하는 랭킹절차(Ranking-Process)를 통하여 가장 큰 특성 값을 가지는 셀을 선택한다. 즉, 현재 서비스를 받고 있는 셀보다 가장 좋은 신호 특성을 가지는 다른 셀을 선택하는 것이다. Rs와 Rn은 도 5의 수식의 계산과정을 통하여 나온 값이며, Treselection은 SI를 통하여 기지국이 단말에게 알려주는 값으로서, 특정 셀을 반복적으로 선택하는 것을 방지하기 위하여 특정 시간이상 셀 선택의 조건을 만족해야 한다는 제약을 두기 위해 사용한다.

도 5는 R기준의 계산 방법을 보여주고 있다.

도 5에서 Qmeas,s 은 단말이 현재 서비스를 받고 있는 셀에 대하여 측정한 CPICH Ec/N0 값을 말하며, Qmeas,n은 단말에서 인접 셀들에 대하여 측정한 CPICH Ec/N0 값을 말한다. 단말이 현재 서비스를 받고 있는 셀에 대하여 가중치를 두기 위하여 Qhysts가 쓰이며, 현재 접속한 셀과 변경 할 셀과의 편차(bias)를 줄 수 있도록 Qoffsets,n을 사용하거나 MBMS 서비스 지원하는 셀에 대하여 가중치를 주기 위해 Qoffmbms를 사용한다. WCDMA 셀 선택의 방법과 같이 신호 특성에 기반한 셀 선택 방법은 단말이 수신 신호 특성이 좋은 셀을 선택하여 기지국으로부터 서비스 받음으로써, 송신자 보낸 신호를 수신자가 해석할 때의 오류를 최소화 하기 위한 방법이다. 단말은 선택가능 한 셀들을 대상으로, R기준값을 구한다음, 랭킹을 수행하여, 상기 랭킹을 통하여 가장 신호가 좋은 셀을 재선택 한다.

그런데 WCDMA에서는 HCS(Hierarchical cell structure) 라는 기능을 필요한 경우, 사용하기도 한다.

도6은 HCS에 따른 셀의 구조의 예시를 보여주고 있다. 즉, 하나의 지역에는 여러 개의 셀이 존재하는 데, 각 셀의 반경이 다른 것이다. 상기 그림에서, 주파수 O, N, M은 같을 수도 있고 다를 수도 있으며, 상기는 하나의 예시이다. 상기 그림에서 Priority C의 셀들이 가장 큰 반경을 가지고, Priority A의 셀들이 가장 낮은 priority를 가진다.

상기의 그림과 같은 HCS는, 예를 들어 단말의 속도에 따라서 단말의 셀 이동에 따른 변화를 줄이기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 그림의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하는 단말 A와 단말 B가 있다고 가정해 보자. 그리고 단말 A는 시 속 5km, 그리고 단말 B는 시속 50km으로 이동한다고 가정해 보자. 상기 두 단말이 모두 priority A인 셀만을 선택한다면, 단위 시간 동안 단말 B는 단말 A보다 10배나 자주 셀을 변경하게 된다. 단말이 셀을 자주 변경하게 되면, 잦은 cell update로 인하여 단말의 전력소모 및 무선자원의 낭비가 발생한다. 따라서 이 경우, 기지국은 단말의 속도에 따라서, 속도가 빠른 단말은 Priority C의 셀들, 즉 반경이 큰 셀들을 선택하도록 하고, 속도가 느린 단말은 priority A의 셀들, 즉 반경이 작은 셀들을 선택하도록 하여, 단말이 효율적으로 동작하도록 한다.

상기의 경우처럼 HCS의 기능을 사용하는 경우, 단말의 동작은 달라져야 한다. 도 7은 H 기준값을 계산하는 과정으로 도시한다. 이는 다음과 같다. 따라서, HCS가 사용되는 경우, 셀 선택 방법은 다음과 같다.

1. 현재의 serving cell이 HCS를 사용한다고 지시할 경우, 단말은 다음의 조건에 해당하는 셀들을 판별한다.

a. 단말이 저속 이동을 하는 경우:

i. H>=0을 만족하는 셀들 중에서, 가장 높은 HCS_PRIO값을 가진 측정된 모든 셀

ii. 만약 H>=0을 만족하는 셀이 없다면, HCS_PRIO에 관계없이, 측정된 모든 셀

b. 단말이 고속 이동을 하는 경우:

i. H>=0을 만족하는 셀들 중에서, 현재의 serving cell보다 낮은 HCS priority를 가진 셀이 있는 경우(조건 1):

1. 현재 serving cell보다 HCS priority가 낮은 셀들 중에서, H>=0을 만족하는 셀 들 중에서 그 중 가장 높은 HCS_PRIO값을 가진 측정된 모든 셀들

ii. 그 외의 경우, (즉 상기 조건 1을 만족하지 않는 경우):

1. 만약 현재 serving cell의 HCS priority보다 같거나 높은 HCS Priority를 가진 셀들 중에서, H>=0을 만족하는 셀이 있는 경우 (조건 2):

a. 현재의 serving cell보다 같거나 높은 HCS Priority를 가진 셀들 중에서, H>=0을 만족시키는 측정된 모든 셀들 중에서 가장 낮은 HCS_Prio값을 가지는 셀들

2. 그 외의 경우 (즉 상기 조건 2를 만족하지 않는 경우)

a. HCS priority를 고려하지 않고, 모든 측정된 셀

2. 상기 1의 과정에서 판별된 셀 중에서 S 기준을 만족하는 셀들 중에서, 단말은 R기준에 따른 랭킹과정을 수행하여, 가장 품질이 좋은 셀을 선택하고, 그 셀로 cell reselection을 수행한다.

상기의 설명에서S 기준이 언급되었는데, S 기준은 단말이 어떤 셀이 최소 품질 보장 조건을 만족하는지 그렇지 않은지를 판별하는 데에 쓰인다. 즉, 페이징 이라던지 RRC연결을 수행함에 있어서 필요한 최소 조건을 특정 셀이 만족하는지를 정할 때 S 기준이 사용된다.

상기에서 HCS가 설정된 경우의 단말의 cell reselection과정이 설명되었는데, 상기의 동작에 따르면, 단말은 경우에 따라서, camping을 할 수 있는 cell을 선택하지 못하여, 서비스를 제대로 받지 못하는 상황이 발생한다.

예를 들어 다음과 같은 셀 구성을 생각할 수 있다.

종래의 동작을 따르면 단말은 다음의 동작을 수행한다.

단계 1: 필요한 측정 수행.

셀 A, B 및 C 측정

단계 2: 기준값 H>=0를 만족하는 셀이 있는지 확인.

셀 A 및 C가 H 기준값 만족.

단계 3: 단계 2에서 확인된 셀들 중 최대 HCS_PRIO값을 식별.

셀 A 및 C 중에서, 셀 A가 최대 HCS_PRIO 값인4를 가짐.

단계 4: 단계3에서 식별된 HCS_PRIO 값을 가진 셀들을 식별.

최대 HCS_PRIO 값을 가진 셀은 셀A 밖에 없다.

단계 5: 단게4에서 식별된 셀들 중 S 기준값을 만족하는 셀들 확인.

셀 A는 S 기준값 만족 못 함.

단계 6: 단계5에서 식별된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 수행.

랭킹(ranking) 대상 셀 없음.

상기의 표 1에서, 단말은 cell C를 선택해야 하나, 종래의 기술에 따르면, 단말은 그 어느 셀도 선택하지 못한다 즉, 종래의 기술에 따르면, 단말이 H 기준에 맞는 셀을 선택한 후 S기준에 맞는 기준의 셀 중에서 가장 좋은 셀을 고르게 된다. 따라서, H기준에 따라 동작하는 과정에서, S 기준을 만족하지 않으면서 H기준을 만족하는 셀이 있다면, 단말은 HCS PRIO를 적절하지 못한 값으로 설정하는 문제가 발생한다. 이 경우, 단말은 서비스를 제공 받을 셀을 찾지 못하므로, 호를 시작하거나 받을 수 없는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명은 HCS 기능을 사용하는 시스템에서, 단말이 적절하게 자신이 서비스를 제공 받을 서비스에서 생성된 데이터를 효과적으로 PS망, 또는 PS서비스만을 지원하는 무선 프로토콜에서 전송할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

이를 위해서, 본 발명은, 단말이 서비스를 제공받을 셀을 고르는 과정에서, 특히 현재의 serving cell이 HCS를 사용한다고 알려올 경우, 단말은 자신이 측정을 수행한 셀들에 대해서, H기준을 이용하여 선택 가능한 셀들의 목록을 정할 때, S기준을 고려할 것을 제안한다.

바람직하게, 본 발명은, 단말이 H기준을 적용함에 있어서, H기준을 적용하는 셀은 S기준을 이미 만족한 셀로 한정할 것을 제안한다.

바람직하게, 본 발명은, 단말이 H기준을 적용함에 있어서, 각각의 셀이 H기준을 만족하는 경우, 추가적으로 상기 셀이S기준을 만족하는 지를 검사하고, S기준이 만족되면서 H기준을 만족하는 셀들을 이용하여 Ranking과정을 수행할 것을 제안한다.

다음은, 본 발명에 따른 단말 동작의 예시이다. HCS가 사용될 경우, cell selection과정은 다음과 같다.

1. 단말은, 자신이 측정을 수행한 셀들에 대해서, S 기준을 만족하는 셀들이 어떤 셀들인지를 판별한다. 그리고 그렇게 판별된 셀들 만을 대상으로, 다음의 2번째 과정을 수행한다.

2. 1의 과정을 만족하는 셀, 즉 S기준을 만족한 셀들 중에서, 단말은 다음의 조건을 추가적으로 만족시키는 셀들을 판별한다.

a. 단말이 저속 이동을 하는 경우:

b. 단말이 고속 이동을 하는 경우:

ii. 그 외의 경우, (즉 상기 조건 1을 만족하지 않는 경우):

a. 현재의 serving cell보다 같거나 높은 HCS Priority를 가진 셀들 중에서, H>0을 만족시키는 측정된 모든 셀들 중에서 가장 낮은 HCS_Prio값을 가지는 셀들

2. 그 외의 경우 (즉 상기 조건 2를 만족하지 않는 경우)

a. HCS priority를 고려하지 않고, 모든 측정된 셀

3. 단말은 2의 과정을 거쳐서 판별된 셀 들 중에서, R기준에 따른 랭킹과정을 수행하여, 가장 품질이 좋은 셀을 선택하고, 그 셀로 cell reselection을 수행한다.

HCS가 사용될 경우, 본 발명의 또 다른 구현 방법에 따른, cell selection과정은 다음과 같다.

a. 단말이 저속 이동을 하는 경우:

i. H>=0을 만족하고 S기준을 만족시키는 셀들 중에서, 가장 높은 HCS_PRIO값을 가진 측정된 모든 셀

ii. 만약 H>=0을 만족하고 동시에 S기준을 만족시키는 셀이 없다면, HCS_PRIO에 관계없이, S기준을 만족시키는 측정된 모든 셀

b. 단말이 고속 이동을 하는 경우:

i. H>=0을 만족하고 S기준을 만족시키는 셀들 중에서, 현재의 serving cell보다 낮은 HCS priority를 가진 셀이 있는 경우(조건 1):

1. 현재 serving cell보다 HCS priority가 낮은 셀들 중에서, H>=0을 만족하고 동시에 S기준을 만족하는 셀 들 중에서 그 중 가장 높은 HCS_PRIO값을 가진 측정된 모든 셀들

ii. 그 외의 경우, (즉 상기 조건 1을 만족하지 않는 경우):

1. 만약 현재 serving cell의 HCS priority보다 같거나 높은 HCS Priority를 가진 셀들 중에서, H>=0을 만족하고 동시에 S기준을 만족하는 셀이 있는 경우 (조건 2):

a. 현재의 serving cell보다 같거나 높은 HCS Priority를 가진 셀들 중에서, H>=0을 만족시키고 또한 S기준을 만족시키는 측정된 모든 셀들중에서 가장 낮은 HCS_Prio값을 가지는 셀들

2. 그 외의 경우 (즉 상기 조건 2를 만족하지 않는 경우)

a. HCS priority를 고려하지 않고, S기준을 만족시키는 모든 측정된 셀

2. 상기 1의 과정에서 판별된 셀 중에서, 단말은 R기준에 따른 랭킹과정을 수행하여, 가장 품질이 좋은 셀을 선택하고, 그 셀로 cell reselection을 수행한다.

상기의 표 1에 따른 예에서, 본 발명에 따른 동작의 결과는 다음과 같다..

단계 1: 필요한 측정 수행.

셀 A, B 및 C 측정

단계 2: 기준값 S를 만족하는 셀이 있는지 확인.

셀 B 및 C가 S 기준값 만족.

단계 3: 단계 2에서 확인된 셀들 중 기준값 H>=0를 만족하는 셀이 있는지 확인.

셀 B 및 C 중에서, 셀 C가 H 기준값 만족.

단계 4: 단계3에서 확인한 셀들 중 최대 HCS_PRIO 값 식별.

최대 HCS_PRIO 값 3을 가진 셀은 셀C.

단계 5: 단게4에서 식별된 HCS_PRIO 값을 가진 셀들 확인.

셀 C만 최대 HCS_PRIO 값 가짐.

단계 6: 단계5에서 식별된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 수행.

셀 C가 랭킹(ranking) 대상 셀.

본 발명의 효과에 대해서는, 이상, 설명한 바와 같이 본 발명은 HCS기능을 사용하는 셀 구조에서, 단말이 셀을 선택함에 있어서, H기준과 S기준을 적절하게 사용하도록 하여, 단말이 안정적으로 서비스를 제공받는 효과가 있다.

본 발명의 개념과 특징들에 대하여 보다 추가적인 사항들을 이하 설명한다.

내용 #1

서빙 셀이서 HCS가 이용되지 않으면, UE는 S 기준값을 만족하는 모든 셀들을 랭킹(ranking)하는 대상은:

- 모든 측정 셀들.

서빙 셀에서 HCS가 이용되면, UE는 S 기준값을 만족하는 모든 셀들을 랭킹(ranking)하는 대상:

1. 낮은 이동성(low-mobility)에 있다면,

- 기준값 H >= 0를 만족하는 셀들 중, HCS_PRIO가 가장 높은 모든 측정 셀들.

- 기준값 H >= 0를 만족하는 셀들이 없다면, HCS 우선숭위와 관계없이 모든 측정 셀들.

상기와 같이, UE가 낮은 이동성(low-mobility)을 가지며 H>=0 조건을 만족하는 셀이 있다면, UE는 이하를 수행 함:

단계1: 필요한 측정 수행.

단계 2: 기준값 H>=0을 만족하는 셀이 있는지 확인.

단계 3: 단계 2에서 확인한 셀들 중 가장 높은 HCS_PRIO 값을 식별.

단계 4: 단계 3에서 식별한 셀들 중 HCS_PRIO를 가진 셀들 식별.

단계 5: 단계 4에서 식별한 셀들 중 S 기준값을 만족하는 셀들 식별.

단계 6: 단계 5에서 식별한 셀들에 대해 랭킹 수행.

상기 절차는 가장 높은 HCS_PRIO 및 H>=0를 가진 셀이 S 기준값을 만족하면 보통 수행 가능하다. 그러나, 가장 높은 HCS_PRIO 및 H>=0를 가진 셀이 S 기준값을 불만족하면 UE는 그 어떤 셀도 선택할 수 없다.

셀(A, B, C)들의 사례 및 특징은 다음과 같을 수 있다:

위 단계들을 적용하면, 이하 결과가 발생할 수 있다:

단계 1: 필요한 측정 수행.

셀 A, B 및 C 측정

단계 2: 기준값 H>=0를 만족하는 셀이 있는지 확인.

셀 A 및 C가 H 기준값 만족.

단계 3: 단계 2에서 확인된 셀들 중 최대 HCS_PRIO값을 식별.

셀 A 및 C 중에서, 셀 A가 최대 HCS_PRIO 값인4를 가짐.

단계 4: 단계3에서 식별된 HCS_PRIO 값을 가진 셀들을 식별.

최대 HCS_PRIO 값을 가진 셀은 셀A 밖에 없다.

셀 A는 S 기준값 만족 못 함.

단계 6: 단계5에서 식별된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 수행.

랭킹 대상 셀 없음.

따라서, 위 상황에서, S 기준값을 만족하는 셀들은 있지만, 랭킹 리스트에는 어떠한 셀도 없다. UE가 최상 품질의 셀을 재선택하지 못하는 문제가 발생된다.

선행기술은 랭킹 할 셀이 항상 있다는 전제하에서 설명되어 있으며, 랭킹할 셀이 없을 경우에 대해서는 구체적인 언급이 없다. 따라서, 상기 상황에서 단계 6 이후의 UE 반응은 명확하지 않다. 따라서, 통일되지 못한 UE 반응을 초래할 수 있다. 다음과 같은 해석을 고려해 볼 수 있다.

방안 1: 단계 6의 결과 랭킹할 셀이 없다는 것을 인식한 후, UE는 “네트워크 없음”으로 판단. 결국, UE는 최초의 셀 선택을 수행하게 되고, 긴 중단 기간을 초래한다.

방안 2: UE는 아무 것도 안 함. 즉, 랭킹할 셀이 없으니 형재 서빙 셀에 계속 캠핑을 한다. 그러나, 이 것이 의문스러운 이유는 그 서빙 셀이 랭킹을 위한 대상 셀들에 포함되는 것으로 보통 간주되며, 서빙 셀에 대하여 S 기준값이 만족되지 않으면 UE는 계속 최상이 아닌 셀에 계속 캠핑을 하게 된다.

이를 해결하는 하나의 방안으로써, 랭킹을 위한 대상 셀들을 선택할 때 UE는 H 기준값 및S 기준값을 모두 고려하게 하는 것이다. 이렇게 하면, S 기준값을 만족하는 셀들이 있지만 랭킹을 위한 대상 셀이 없는 상황을 유리하게 방지할 수 있다.

내용 #2

해석 A

상기 내용에 따라, 첫 번째로 가능한 구현은 UE가 H 기준값을 먼저 확인하고, 나중에 S 기준값을 확인하는 것이다. 이런 구현에서는, UE가 낮은 이동성(low-mobility)을 가지며 H>=0를 만족하는 셀이 있다면, UE 동작은 다음과 같다:

단계1: 필요한 측정 수행.

단계 2: 기준값 H>=0을 만족하는 셀이 있는지 확인.

단계 4: 단계 3에서 식별한 셀들 중 HCS_PRIO를 가진 셀들 식별.

단계 6: 단계 5에서 식별한 셀들에 대해 랭킹 수행.

해석 B

또 다른 구현으로 UE는 first checks S 기준값을 먼저 확인하고, 나중에 H 기준값을 확인하는 것이다. 이런 구현에서는, UE가 낮은 이동성(low-mobility)을 가지며 H>=0를 만족하는 셀이 있다면, UE 동작은 다음과 같다:

단계1: 필요한 측정 수행.

단계 2: S 기준값 을 만족하는 셀이 있는지 확인.

단계 3: 단계 2에서 확인한 셀들 중 기준값 H>=0을 만족하는 셀에 있는지 확인

단계 4: 단계 3에서 식별한 셀들 중 가장 높은 HCS_PRIO를 가진 셀들 식별.

단계 5: 단계 4에서 식별한 셀들 중 HCS_PRIO를 가진 셀들 식별.

단계 6: 단계 5에서 식별한 셀들에 대해 랭킹 수행.

이하에는, 상기해석 A 및 B에 따라 UE 반응을 분석해본다. 다음 사례 상황을 생각해볼 수 있다:

해석 A에 따른 셀 재선택

상기 절차에 따라 다음과 같은 동작이 이루어질 수 있다:

단계 1: 필요한 측정 수행.

셀 A, B 및 C 측정

단계 2: 기준값 H>=0를 만족하는 셀이 있는지 확인.

셀 A 및 C가 H 기준값 만족.

단계 3: 단계 2에서 확인된 셀들 중 최대 HCS_PRIO값을 식별.

셀 A 및 C 중에서, 셀 A가 최대 HCS_PRIO 값인4를 가짐.

단계 4: 단계3에서 식별된 HCS_PRIO 값을 가진 셀들을 식별.

최대 HCS_PRIO 값을 가진 셀은 셀A 밖에 없다.

셀 A는 S 기준값 만족 못 함.

단계 6: 단계5에서 식별된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 수행.

랭킹(ranking) 대상 셀 없음.

해석 B에 따른 셀 재선택

상기 절차에 따라 다음과 같은 동작이 이루어질 수 있다:

단계 1: 필요한 측정 수행.

셀 A, B 및 C 측정

단계 2: 기준값 S를 만족하는 셀이 있는지 확인.

셀 B 및 C가 S 기준값 만족.

셀 B 및 C 중에서, 셀 C가 H 기준값 만족.

단계 4: 단계3에서 확인한 셀들 중 최대 HCS_PRIO 값 식별.

최대 HCS_PRIO 값 3을 가진 셀은 셀C.

단계 5: 단게4에서 식별된 HCS_PRIO 값을 가진 셀들 확인.

셀 C만 최대 HCS_PRIO 값 가짐.

단계 6: 단계5에서 식별된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 수행.

셀 C가 랭킹(ranking) 대상 셀.

다른 반응들을 수정하는 방안

상기 사례들을 봤을 때, UE가 캠핑할 수 있는 셀이 있다는 것이 분명하다. 즉, 셀 C는 H 기준값 및 S 기준값을 모두 만족한다. 그러나, 해석 B에서는 랭킹 할 셀이 있으나, 해석 A에서는 랭킹 할 셀이 없다. 해석 A에 따른 동작은 UE가 관련 있는 셀을 재선택할 수 없는 문제가 있다. UE는 “네트워크 없음”으로 판단하여 전체 검색을 수행하여 지연을 초래한다.

구현 A의 가장 큰 문제는 가장 높은 HCS_PRIO 값을 선택할 때 S 기준값을 제대로 고려하지 않는다는 것이다. (즉, S 기준값을 만족하지 못하지만H 기준값을 만족하는 셀은 가장 높은 HCS_PRIO 값을 결정 과정에 악영향을 미친다.) 따라서, 선행기술 절차를 수정하여, H 기준값 관련 절차 수행 때 S 기준값도 고려해야 할 것이다.

방안 1: H 기준값 관련 절차에 S 기준값을 만족하는 셀 고려criterion.

상기 내용은 항상 랭킹 할 셀이 있다는 전제 하에 설명했다. 그러나, 랭킹 할 셀이 없다면 선행기술에서는 구체적인 방안이 없다. 따라서, 랭킹 할 셀이 없을 경우 UE의 반응이 불명확하며 이는 통일되지 못한 UE 동작을 초래한다.

방안 2: 랭킹 할 셀이 없을 경우에 대하여 구체적인 사항들을 고려할 지의 요부

이를 해결하는 가장 쉬운 방법은, 랭킹을 위한 대상 셀들을 선택할 때 UE가 H 기준값 및S 기준값을 모두 고려하게 하는 것이다. 이렇게 하면, S 기준값을 만족하는 셀들이 있지만 랭킹을 위한 대상 셀이 없는 상황을 유리하게 방지할 수 있다.

셀 재선택 평가 과정(Cell Reselection Evaluation Process)

셀 재선택 기준/조건(criteria)

이하의 셀 재선택 조건들은 intra-frequency 셀, inter-frequency 셀 및 inter-RAT 셀에 사용된다:

HCS를 위한 품질 레벨 임계치 기준값 H는 계층적인 셀 재선택 규칙이 적용될 때에 따라 우선순위 랭킹 여부를 결정할 때 사용되며, 다음과 같이 정의 됨:

시스템 정보(SI: system information)에 HCS가 사용되지 않는다고 지시되어 있다면, 품질 레벨 임계치 기준값H는 적용되지 않는다.

셀 랭킹 기준값 R 의 정의는:

여기서, 시그널링 된 값 Qoffmbms는 MBMS PL에 속하는 셀(서빙 또는 이웃 셀)들에만 적용되며,

여기서:

TEMP_OFFSETn은 H 및 R 기준값들에 오프셋(offset)을 가하는데, 이는 PENALTY_TIMEn 기간 동안 이웃 셀에 대하여 타이머(timer) Tn 시작 후에 수행.

TEMP_OFFSETn 및 PENALTY_TIMEn은 HCS 사용이 시스템 정보에서 지시될 경우에만 적용된다.

타이머 Tn은 각 이웃 셀에 대하여 적용된다. Tn은 이하 조건들이 사실(true)로 될 때 0에서부터 시작됨:

- 만약 HCS_PRIOn <> HCS_PRIOs 및

Qmeas,n >= Qhcsn

또는

- 만약 HCS_PRIOn = HCS_PRIOs 및

- serving FDD 및 neighbor FDD 셀에 대하여, 셀 선택 및 재선택을 위한 품질 측정이 서빙 셀에서 CPICH RSCP로 세팅 됨, 및:

Qmeas,n > Qmeas,s + Qoffset1s,n

- serving FDD 및 neighbor FDD 셀에 대하여, 셀 선택 및 재선택을 위한 품질 측정이 서빙 셀에서 CPICH Ec/No 로 세팅 됨, 및:

Qmeas,n > Qmeas,s + Qoffset2s,n

- 다른 모든 serving 및 neighbor 셀들:

Qmeas,n > Qmeas,s + Qoffset1s,n

관련된 이웃 셀(associated neighbor cell)에 대한 Tn은 상기 조건등 주 하나라도 만족되지 않는 순간 정지 시킨다. Any value calculated for TOn 를 위해 산출된 그 어떤 값은 관련 타이머 Tn 이 동작 할 때만 유효하며; 그렇지 않으면 TOn 은 0으로 세팅한다.

셀 제선택 때, 타이머 Tn 은 해당 셀이 새 서빙 셀의 이웃 셀이 아니거나, 또는 타이머 Tn을 시작 시키는 상기 조건들이 새 서빙 셀의 파라미터들로 더 이상 만족되자 않으면 정지시킬 것이다. 셀 재선택 때, 타이머 Tn은 해당 셀들에 대하여 계속 동작되며, 그 해당 셀들이 새 서빙 셀의 이웃이라면 그 새 서빙 셀에 방송되는 파라미터들로 상기 조건들을 평가할 것이다.

셀 재선택 파라미터(parameters)들은 시스템 정보(system information)에 방송되어 제공될 수 있다.

셀 재선택에 사용되는 셀 선택S 기준값은 이하 상황일 때 만족된다:

여기서 :

사용자 기기(UE: user equipment)의 서빙(serving) 셀에 계층 셀 구조(HCS: hierarchical cell structure)가 사용되지 않으면,

- 모든 측정 셀들 중 S기준값을 만족하는 셀들에 대하여 랭킹 수행.

사용자 기기(UE: user equipment)의 서빙(serving) 셀에 계층 셀 구조(HCS: hierarchical cell structure)가 사용되면,

1. 상기 사용자 기기가 낮은 이동성을 가질 때,

- 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 HCS 우선순위가 가장 높은 모든 측정된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 절차를 수행하거나,

- 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀이 없다면 HCS 우선순위에 상관없이 모든 측정된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 절차를 수행하는 단계와;

2. 상기 사용자 기기가 높은 이동성을 가질 때,

- 모든 측정된 셀들에 대하여 상기 랭킹(ranking) 절차를 수행하는데. 상기 측정된 셀들 중,

- 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하고 서빙(serving) 셀 보다 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들이 있다면,

- 서빙(serving) 셀 보다 더 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들 중에서, 상기 랭킹(ranking) 절차는 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 가장 높은 HCS 우선순위를 가진 셀들에 대하여 수행되고,

- 그렇지 않으면,

- HCS 우선순위에 상관없이 기준값 S 를 만족하는 모든 셀들에 대하여 수행.

셀들은 상기 설명된 R 기준값에 따라 랭킹되는데, Qmeas,n 및 Qmeas,s 를 구할 것이며, FDD, TDD 및 GSM 셀 각각에 대하여 CPICH RSCP, P-CCPCH RSCP 및 평균 수신 신호 레벨을 이용하여 R 기준값들을 산출한다.

오프셋 값 Qoffset1s,n 은 Qoffsets,n을 위해 사용되어 Rn을 산출하고, t히스테리시스(hysteresis) 값 Qhyst1s은 Qhysts을 위해 사용되며 Rs를 산출한다. UE가 RRC 연결 모드 상태(connected mode states) CELL_PCH 또는 URA_PCH에서 동작할 때, 히스테리시스(hysteresis) 값 Qhysts는 Qhyst1s,PCH 값을 가지고 Rs를 산출하는데, 이는 SIB4에 제공되었더라면 해당된다. UE가 RRC 연결 보드 상태(connected mode state) CELL_FACH에서 동작할 때, 히스테리시스(hysteresis) 값 Qhysts는 Qhyst1s,FACH값을 가지고 Rs를 산출하는데, 이는 SIB4에 제공되었더라면 해당된다.

시스템 정보에 HCS의 사용이 지시되면, TEMP_OFFSET1n가 TEMP_OFFSETn를 위 해 사용되어 Ton을 산출한다. 시스템 정보에 HCS가 사용되지 않고 있다고 지시되면, TEMP_OFFSETn는 Rn를 산출할 때 이용되지 않는다. 가장 높은 R 값을 가진 셀이 최상으로 랭킹된 셀이다.

TDD 또는 GSM 셀이 최상의 셀로 랭킹됐으면, UE는 그 TDD 또는 GSM 셀로 셀 재선택을 수행한다.

FDD 셀이 최상의 셀로 랭킹됐고 셀 선택 및 재선택을 위한 품질 측정CPICH RSCP로 세팅되어 있다면, UE는 그 FDD 셀로 셀 재선택을 수행한다. 이 셀이 적합하지 않다고 판단되면, UE는 여기에 따라 작동할 것이다.

FDD 셀이 최상의 셀로 랭킹되었고, 셀 선택 및 재선택을 위한 품질 측정이CPICH Ec/No로 세팅되어 있다면, UE는 FDD 셀들에 대하여 상기 R 기준값에 따라 두 번째 랭킹을 수행하는데, 측정량 CPICH Ec/No를 이용하여 Qmeas,n 및 Qmeas,s를 산출하고, FDD 셀들의 R 값들을 계산한다. 오프셋 값 Qoffset2s,n는 Qoffsets,n를 위해 사용되어 Rn를 산출하는데, 히스테리시스(hysteresis) 값 Qhyst2s는 Qhysts를 위해 사용되어 Rs를 산출한다. UE가 RRC 연결 모스 상태(connected mode states) CELL_PCH 또는 URA_PCH에서 동작할 대, 히스테리시스(hysteresis) 값 Qhysts는 Qhyst2s,PCH를 이용하여 Rs를 계산하는데, SIB4에 제공되었다면 가능하다. UE가 RRC 연결 모드 상태(connected mode state) CELL_FACH에서 동작할 때, 히스테리시스(hysteresis) 값 Qhysts는 Qhyst2s,FACH값을 이용하여 Rs를 계산하는데, SIB4에 제공되었더라면 해당된다. 시스템 정보에 HCS의 사용이 지시되면, TEMP_OFFSET2n값을 이용하여 Ton을 계산한다. 시스템정보에 HCS가 이용되자 않는다고 지시되면, TEMP_OFFSETn가 Rn 계산시 적용되지 않는다. 이런 두 번째 랭킹 이후에, UE는 최상의 랭킹된 FDD셀로 셀 재선택을 수행한다.이 셀이 적합하지 않다고 판단되면, UE 여기에 따라 적합하게 동작할 것이다.

모든 경우, UE가 새로운 셀을 재선택 하는 것은 다음 조건들이 만족될 때 만 수행 됨:

- 새로운 셀이 서빙 셀 보다 시간 구간 Treselection 동안 더 좋은 랭킹을 가질 경우. UE가 RRC 연결 모드 상태(connected mode states) CELL_PCH 또는 URA_PCH에서 동작할 때, 시간 구간 Treselections,PCH 가 SIB4 내에 제공되었더라면 적용되며, UE가 RRC 연경 모드 상태(connected mode state) CELL_FACH에서 동작하면 시간 구간 Treselections,FACH가, SIB4 내에 제공되었더라면 적용된다. HCS에 대하여 단말의 높은 이동성 상태(high mobility state)가 검출되지 않으면, HCS 규칙에 따라 서빙 셀이 랭킹되지 않으면, 모든 랭킹된 셀들이 서빙 셀 보다 더 좋은 랭킹을 가지는 것으로 간주한다.

추가적으로, UE는 다음과 같은 스케일링(scaling) 규칙들을 Treselections 또는 Treselections,PCH 또는 Treselections,FACH:에 적용한다:

- intra-frequency 셀들 및 높은 이동성 상태(high mobility state) 미검출:

- 스케일링(scaling) 적용 안 함.

- intra-frequency 셀들 및 높은 이동성 상태(high mobility state) 검출:

- Treselections 또는 Treselections,PCH 또는 Treselections,FACH 값에 IE "Speed dependent ScalingFactor for_Treselection"를 곱한다 (시스템 정보에 보내졌으면).

- inter-frequency 셀들 및 높은 이동성 상태(high mobility state) 미검출:

- Treselections 또는 Treselections,PCH 또는 Treselections,FACH 값에 IE "Inter-Frequency ScalingFactor for Treselection"를 곱한다 (시스템 정보에 보내졌으면).

- inter-frequency 셀들 및 높은 이동성 상태(high mobility state) 검출:

- Treselections 또는 Treselections,PCH 또는 Treselections,FACH 값에 IE "Speed dependent ScalingFactor for_Treselection" (시스템 정보에 보내졌더라면) 및 IE "Inter-Frequency ScalingFactor for Treselection" (시스템 정보에 보내졌더라면) 모두 곱한다.

- inter-RAT 셀들 및 높은 이동성(high mobility state) 미검출:

- Treselections 또는 Treselections,PCH 또는 Treselections,FACH 값에 IE "Inter-RAT ScalingFactor for_Treselection" 값을 곱한다 (시스템 정보에 보내졌더라면).

- inter-RAT 셀들 및 높은 이동성(high mobility state) 검출:

- Treselections 또는 Treselections,PCH 또는 Treselections,FACH 값에 IE “Speed dependent ScalingFactor for_Treselection” (시스템 정보에 보내졌더라면) 및 IE “Inter-RAT ScalingFactor for_Treselection" (시스템 정보에 보내졌더라면) 모두 곱한다.

스케일링(scaling)이 Treselections 또는 Treselections,PCH에 적용 될 경 우, UE는 모든 스케일링 후에 그 결과 값을 가장 근접한 두 자리 수로 반올림한다. 스케일링(scaling)이 Treselections,FACH에 적용되면, UE는 모든 스케일링 후에 그 결과 값을 가장 근접한 0.2초 단위로 반올림한다.

- UE가 현재 셀이 캠핑한지 1초 이상 초과했을 경우.

상기에 설명된 바와 같이, 본 발명의 여러 실시예들은 셀 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법에 관한 것이며, 더 효과적인 무선자원 이용의 결과를 가진다.

본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서, 계층 셀 구조(HCS: hierarchical cell structure)가 사용되는 지를 확인하는 단계; 시스템 정보로부터 H 기준값과 관련된 파라미터를 판독하는 단계; 셀들을 측정하는 단계; 상기 측정된 셀들 중 S 기준값을 만족하는 셀들을 식별하는 단계; S 기준값을 만족하는 셀에 대하여 H 기준값을 만족하는지를 확인하는 단계; 및 S 기준값 및 H 기준값을 모두 만족하는 셀들 중 가장 높은 R 기준값을 가진 셀을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법을 제시한다.

상기 HCS는 복수 개의 셀 계충들을 형성하는 서로 겹치는 셀들을 정의하여 상기 사용자 기기(UE)의 서빙(serving) 셀이 HCS에 해당하면 이용될 수 있다. 상기 S 기준값은 대상(candidate) 셀의 수신 품질이 충분한지를 확인하는데 이용되는 선택(selection) 또는 자격(eligibility) 기준값이고, 상기 H 기준값은 HCS가 사용될 때 이용되는 HCS기준값으며 시스템 정보(system information)에 보내어진 정보를 기초로 산출된 양수(positive) 또는 홀수(negative)이고, 상기 R 기준값은 UE가 이 용하여 S 기준값을 만족하는 셀들의 등급을 매기는 랭킹(ranking) 기준값이다. 상기 측정된 셀들은 검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 신호 측정 절차들을 기지국과 수행하여 결정되며, 특정 셀 선택 조건들을 만족하는 셀들 중에서 가장 강한 신호 특성 값을 가진 셀을 선택하여 상기 선택된 셀에 접근(access)이 수행된다.

또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서, 사용자 기기(UE: user equipment)의 서빙(serving) 셀에 계층 셀 구조(HCS: hierarchical cell structure)가 사용되면, 상기 사용자 기기가 낮은 이동성을 가질 때, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 HCS 우선순위가 가장 높은 모든 측정된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 절차를 수행하거나, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀이 없다면 HCS 우선순위에 상관없이 모든 측정된 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 절차를 수행하는 단계와; 상기 사용자 기기가 높은 이동성을 가질 때, 모든 측정된 셀들에 대하여 상기 랭킹(ranking) 절차를 수행하는데. 상기 측정된 셀들 중, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하고 서빙(serving) 셀 보다 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들이 있다면, 서빙(serving) 셀 보다 더 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들 중에서, 상기 랭킹(ranking) 절차는 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 가장 높은 HCS 우선순위를 가진 셀들에 대하여 수행되고, 그렇지 않으면, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하고 서빙(serving) 셀 보다 높거나 동일한 HCS 우선순위를 가진 셀들이 있다면, 서빙(serving) 셀 보다 높거나 동일한 HCS 우선순위를 가진 셀들 중에서, 상기 랭킹(ranking) 절차는 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 가장 낮 은 HCS 우선순위를 가진 셀들에 대하여 수행되고, 그렇지 않으면, 상기 랭킹(ranking) 절차는 HCS 우선순위에 상관없이 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법을 제시한다.

상기HCS는 복수 개의 셀 계충들을 형성하는 서로 겹치는 셀들을 정의하여 상기 사용자 기기(UE)의 서빙(serving) 셀이 HCS에 해당하면 이용된다. 상기 UE는 낮은 이동성 또는 높은 이동성을 가진다는 것은 특정 시간 기간 동안에 수행되는 셀 재선택 개수를 기초로 하거나 네트워크로부터 RRC 시그널링(signaling)을 기초로 결정된다. 상기 측정된 셀들은 검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 신호 측정 절차들을 기지국과 수행하여 결정되며, 특정 셀 선택 조건들을 만족하는 셀들 중에서 가장 강한 신호 특성 값을 가진 셀을 선택하여 상기 선택된 셀에 접근(access)이 수행된다. 상기 신호 측정 절차에는 CPICH RSCP, CPHIC Ec/N0 및 캐리어(Carrier) RSSI 중에서 적어도 하나가 이용된다. 상기 랭킹(ranking) 절차는 랭킹할 때 대상(candidate) 셀들을 선택할 때 H 기준값 및 S 기준값 모두 고려하여 측정된 셀들의 상대적 신호 강도 또는 셀들 간의 범위(coverage) 중첩 정도를 나타내는 결과를 얻는다. 상기 랭킹(ranking) 절차는 R 기준값을 기초로 수행되며, 셀 선택 또는 재선택은 랭킹을 수행해본 결과 최고 품질을 가진 하나 또는 그 이상의 셀들에 대하여 수행된다. 상기 HCS 우선순위는 UE가 HCS의 어느 셀 계층에 있어야 하는지를 정의한다. 상기 HCS 우선순위는 시스템 정보 블록(SIB) 형태로 셀 방송 정보의 일부로 전송되거나, 그 대안으로 이웃(neighbor) 셀들에 대해서는 상기 HCS 우선순위는 RRC 측정 제어 메시지의 일부로 전송된다. 상기 S 기준값은 대 상(candidate) 셀의 수신 품질이 충분한지를 확인하는데 이용되는 선택(selection) 또는 자격(eligibility) 기준값이고, 상기 H 기준값은 HCS가 사용될 때 이용되는 HCS기준값으며 시스템 정보(system information)에 보내어진 정보 및 상기 대상(candidate) 셀의 CPICH/P-CPCCH로부터의 측정들을 기초로 산출된 양수(positive) 또는 홀수(negative)이다.

여기 설명된 다양한 특징들 및 개념들은 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 그 예로, 본 발명의 셀 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법을 위해 컴퓨터, 단말기 또는 네트워크 장치에 의해 수행될 수 있는 컴퓨터 프로그램에는 다양한 기능을 수행하는 하나 또는 그 이상의 프로그램 코드 부분들로 구성될 수 있다. 유사하게, 본 발명의 셀 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법을 위해 컴퓨터, 단말기 또는 네트워크 장치에 의해 수행될 수 있는 소프트웨어 툴(tool)에는 다양한 기능을 수행하는 프로그램 코드 부분들로 구성될 수 있다. 여기 설명된 일부 특징들은 GSM, 3GPP, LTE, IEEE, 4G 등과 같은 여러 종류의 표준들과 관련되어 있다. 이런 예시적인 표준들은 제한적인 것이 아니며 다른 관련 표준 및 기술들도 여기 설명된 여러 특징들과 개념들에 적용 가능하다.

여기 설명된 여러 특징들과 개념들은 셀 품질을 이용하여 계층구조를 이루는 셀 선택 방법을 수행하는데 적합하게 구성된 다양한 사용자 기기들(이동 단말기, 핸드폰, 무선 통신장치, 등) 및/또는 네트워크 객체들에 적용 및 응용 가능하다.

그리고, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시 적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조를 도시한다

도 2는 UMTS에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조를 도시한다.

도 3은 시스템에서 정의한 특정 값 보다 높은 신호 강도와 품질을 가진 셀을 단말이 선택하는데 사용되는 조건들을 정의하는 예시적인 공식들을 도시한다.

도 4는 WCDMA에서 셀을 재-선택하는 방법을 나타내는 순서도이다.

도 5는 셀들에 대한 랭킹 과정을 수행하는 단말이 사용하는 R기준값의 계산 공식들을 도시한다.

도 6은 예시적인 계층 셀 구조(HCS: hierarchical cell structure) 개념을 나타낸 도면이다.

도 7은 H 기준값을 구하는 예시적인 계산 공식들을 도시한다.

Claims

이동 통신 시스템에 있어서,

계층 셀 구조(HCS: hierarchial cell structure)가 사용되는 지를 확인하는단계;

계층 셀 구조(HCS)가 사용되는 경우 시스템 정보를 이용한 계층 셀 구조에서의 셀선택 기준값인 H 기준값과 관련된 파라미터인 RRC 측정제어 메시지 또는 SIB(system information block)를 판독하는 단계;

검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 신호 측정 절차를 기지국과 수행하여 셀들을 측정하는 단계;

상기 측정된 셀들 중에서 셀의 품질을 판단하는 S 기준값을 만족하는 셀들을 식별하는 단계;

상기 S 기준값을 만족하는 셀에 대하여 상기 H 기준값을 만족하는지를 확인하는 단계; 및

상기 S 기준값 및 상기 H 기준값을 모두 만족하는 상기 셀들 중에서 해당 셀들에 대한 내림차순 또는 올림차순의 랭킹을 정하는데 사용되는 R 기준값 중에서 가장 높은 R 기준값을 가진 셀을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 HCS는 복수 개의 셀 계층들을 형성하는 서로 겹치는 셀들을 정의하여 상기 사용자 기기(UE)의 서빙(serving) 셀이 HCS에 해당하면 이용되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 S 기준값은 대상(candidate) 셀의 수신 품질이 충분한지를 확인하는데 이용함에 있어 선택(selection)하거나 또는 기준이 되는 자격(eligibility) 기준값이고, 상기 H 기준값은 상기 HCS가 사용될 때 이용되는 기준값이며 시스템 정보(system information)를 기초로 산출된 양수(positive) 또는 음수(negative) 값이고, 상기 R 기준값은 UE가 S 기준값을 만족하는 셀들의 등급을 매기는 내림차순 또는 올림차순의 랭킹(ranking) 정함에 있어서의 기준값인 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택방법.
제1항에 있어서,

상기 측정된 셀들은 검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 신호 측정 절차들을 기지국과 수행하여 결정되며, 특정 셀 선택 조건들을 만족하는 셀들 중에서 가장 강한 신호 특성 값을 가진 셀을 선택하여 상기 선택된 셀에 접근(access)이 수행되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
이동 통신 시스템에 있어서,

사용자 기기(UE: user equipment)의 서빙(serving) 셀에 계층 셀 구조(HCS: hierarchial cell structure)가 사용되면,

상기 사용자 기기가 적용되는 통신표준에 의해 정의되는 낮은 이동성을 가질때,

검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 기지국과 신호 측정 절차를 수행하여 측정된 셀들 중에서 셀의 품질을 판단하는 S 기준값 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 신호 측정 절차를 기지국과 수행하여 측정한 HCS 우선순위는 상기 사용자 기기가 HCS의 어떤 셀 계층에 존재해야 하는 경우 유리한지를 결정하기 위한 순위로 정의되며, 상기 HCS 우선순위가 높은 셀들에 대하여 내림차순 또는 올림차순의 랭킹(ranking) 절차를 수행하거나, 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀이 없다면 HCS 우선순위에 상관없이 상기 측정된 HCS 우선순위가 높은 셀들에 대하여 랭킹(ranking) 절차를 수행하는 단계와;

상기 사용자 기기가 적용되는 통신표준에 의해 정의되는 높은 이동성을 가질 때,

검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 신호 측정 절차를 기지국과 수행하여 측정된 모든 셀들에 대하여 상기 랭킹(ranking) 절차를 수행하는데, 상기 측정된 셀들 중,

기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하고 서빙(serving) 셀 보다 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들이 있다면, 서빙(serving) 셀 보다 더 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들 중에서, 상기 랭킹(ranking) 절차는 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 가장 높은 HCS 우선순위를 가진 셀들에 대하여 수행되고,

그렇지 않으면,

기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하고 서빙(serving) 셀 보다 높거나 동일한 HCS 우선순위를 가진 셀들이 있다면, 서빙(serving) 셀 보다 높거나 동일한 HCS 우선순위를 가진 셀들 중에서, 상기 랭킹(ranking) 절차는 기준값 S 및 기준값 H≥0를 만족하는 셀들 중 가장 낮은 HCS 우선순위를 가진 셀들에 대하여 수행되고, 그렇지 않으면, 상기 랭킹(ranking) 절차는 HCS 우선순위에 상관없이 수행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 HCS는 복수 개의 셀 계층들을 형성하는 서로 겹치는 셀들을 정의하여 상기 사용자 기기(UE)의 서빙(serving) 셀이 HCS에 해당하면 이용되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제5항에 있어서.

상기 UE는 상기 정의된 낮은 이동성 또는 상기 정의된 높은 이동성을 가진다는 것은 특정 시간 기간 동안에 수행되는 셀 재선택 개수를 기초로 하거나 네트워크로부터 RRC 시그널링(signaling)을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제5항에 있어서,

상기 측정된 셀들은 검색 가능한 모든 주파수 대역에 대하여 신호 측정 절차들을 기지국과 수행하여 결정되며, 특정 셀 선택 조건들을 만족하는 셀들 중에서 가장 강한 신호 특성 값을 가진 셀을 선택하여 상기 선택된 셀에 접근(access)이 수행되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 신호 측정 절차에는 CPICH RSCP, CPICH Ec/No 및 캐리어(carrier) RSSI 중에서 적어도 하나가 이용되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 랭킹(ranking) 절차는 내림차순 또는 올림차순의 랭킹을 할 때 대상(candidate) 셀들을 선택할 때 H 기준값 및 S 기준값 모두 고려하여, 측정된 상대적 신호 강도 또는 셀들 간의 범위(coverage) 중첩 정도를 나타내는 결과를 얻는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제10항에 있어서,

상기 랭킹(ranking) 절차는 R 기준값을 기초로 수행되며, 셀 선택 또는 재선택은 랭킹을 수행해본 결과 최고 품질을 가진 하나 또는 그 이상의 셀들에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제5항에 있어서,

상기 HCS 우선순위는 UE가 HCS의 어느 셀 계층에 있어야 하는지를 정의하는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제12항에 있어서,

상기 HCS 우선순위는 시스템 정보 블록(SIB) 형태로 셀 방송 정보의 일부로 전송되거나, 그 대안으로 이웃(neighbor) 셀들에 대해서는 상기 HCS 우선순위는 RRC 측정 제어 메시지의 일부로 전송되는 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.
제5항에 있어서,

상기 S 기준값은 대상(candidate) 셀의 수신 품질이 충분한지를 확인하는데 이용되는 선택(selection) 또는 자격(eligibility) 기준값이고, 상기 H 기준값은 HCS가 사용될 때 이용되는 HCS기준값으며 시스템 정보(system information)에 보내어진 정보 및 상기 대상(candidate) 셀의 CPICH/P-CPCCH로부터의 측정들을 기초로 산출된 양수(positive) 또는 홀수(negative)인 것을 특징으로 하는 사용자 기기(UE: user equipment)를 위한 셀 선택 방법.