KR101231053B1 - 이종 통신 환경에서의 ｒａｔ 탐색 및 선택 시스템 및 그 방법 - Google Patents

이종 통신 환경에서의 ｒａｔ 탐색 및 선택 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법 및 이동통신단말에 관한 것이다. 본 RAT 탐색 및 선택 방법은, 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템과의 통신신호의 수신강도를 측정하는 단계와, 이동통신 단말의 이동속도를 산출하고 이동속도를 평균하여 이동성을 산출하는 단계와, 수신강도에 관련된 정보와 이동성 중 적어도 하나를 이용하여 이동통신 단말이 접속한 무선 통신 시스템의 변경을 결정하는 단계와, 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 이종 무선 통신 시스템 중 새로이 접속할 이종 무선 통신 시스템을 선택하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 수신강도와 이동성을 이용하여 신속하고 효율적으로 RAT을 탐색하고, 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템을 변경할 수 있다.
이종, 통신 환경, RAT, 탐색, 수신강도, 변화량, 예상치, 이동속도, 이동성

Description

이종 통신 환경에서의 ＲＡＴ 탐색 및 선택 시스템 및 그 방법{Discovery and Selection System and Method of ＲＡＴ on Heterogeneous Wireless Environment}
본 발명은 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이종 통신 환경에서 이동단말의 수신감도와 이동성에 기초하여 최적의 무선 통신 시스템을 검색하여 선택할 수 있도록 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 이동통신 무선접속방식의 환경 적응형 자율제어 기술 연구의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-007-01, 과제명: 이동통신 무선접속방식의 환경 적응형 자율제어 기술 연구].
현재 무선 통신 시스템은, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 및 3GPP2에서 제시한 2G/3G를 기반으로 한 이동통신 시스템, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 제시하는 BWA(Broadband Wireless Access or WiMAX), 및 WLAN(Wireless Local Access Network)등의 시스템이 서비스 를 제공하고 있다. 이러한 이종의 무선 통신 시스템은 보다 고속의 광대역 서비스를 제공하기 위한 진화과정에 있으며, 사용자 및 사업자의 요구사항에 따라서 이종 무선 통신 시스템간의 연동기능을 통해서 서비스를 제공하려는 형태로 진화하고 있다.
특히, 3GPP에서는 3G Evolution 시스템(3G LTE or LTE-Advanced)에 대한 표준화를 통해서 기존의 이동통신 시스템과 근거리에서 고속의 데이터 통신이 가능한 WLAN 시스템에 대한 연동방식에 대한 표준화가 진행되고 있으며, 연동방식에 따라 다음과 같은 6단계의 시나리오를 구성하고 그에 대한 세부적인 동작절차 및 기능을 정의하고 있다. 현재 3GPP에서 제시하는 3GPP시스템과 WLAN과의 연동 시나리오는 다음과 같다.
1. Common billing and customer care
2. 3GPP system based Access Control and Charging
3. Access to 3GPP System PS based Service
4. Service Continuity
5. Seamless Service
6. Access to 3GPP System CS based Services
또한, IEEE 802.21에서는 IEEE 시스템 및 이동통신 시스템과 같은 서로 다른 액세스 시스템에 대한 연동을 위한 표준화를 진행하고 있다. 현재 IEEE 802.21에서는 MIH(Media Independent Handover)라는 목적을 가지고 이종 (heterogeneous)의 접근 네트워크(Access Network)들 간의 무결절(Seamless) 핸드오버를 제공하는 것 을 목표로 하고 있으며, WLAN(IEEE 802.11 계열), BWA(IEEE 802.16계열), 그리고IEEE 802.3과 같은 IEEE 계열의 핸드오버(Handover) 시나리오 및 3GPP 및 3GPP2와 같은 이동통신 시스템들과의 핸드오버 시나리오 대한 표준을 진행하고 있다. 특히, IEEE 802.21에서는 MIH의 구조 및 기능, Event/Information/Trigger Service에 대한 규격과 이종 네트워크 간의 핸드오버 절차를 표준화 목표로 하고 있다.
한편, E2R Project에서는 동적 스펙트럼 할당이 가능하고 다수의 이종 접속 시스템이 배치된 무선 네트워크에서 배치된 시스템의 정보를 방송할 수 있는 CPC(Cognitive Pilot Channel, Common Pilot Channel)를 제시하였다. E2R Project에서 제시하는 CPC의 구현방식은 Out-band CPC 혹은 In-band CPC로 나누어 볼 수 있다. Out-band CPC는 CPC정보를 전용으로 전송할 수 있는 특정 주파수 채널을 이용하여 CPC 서비스를 제공하는 형태이며, In-band CPC는 기존 무선 통신 시스템의 채널을 이용하여 CPC 서비스를 제공하는 형태이다.
이와 같이 다수의 무선 통신 시스템들이 서로 연동하는 향후의 이동 네트워크 환경과 이를 지원하기 위해서 다중 모드 혹은 멀티모드 기능을 가진 이동단말의 출현으로 인해서 이종 액세스 시스템에서 최적의 액세스 시스템을 인식하여 서비스를 제공받는 기능이 필요하게 된다.
특히 이런 형태의 연동에 있어서, 연동된 시스템의 탐색을 위해서 이동통신 단말의 무선접속 기능을 담당하는 모듈은 주기적으로 활성화되거나 다른 외부적인 방법(광고, 표지판)으로 무선 통신 시스템의 검색을 시작해야 하는 문제점이 있다. 또한 이종 액세스 시스템의 네트워크 간의 연동을 관리하기 위한 기능개체가 존재하지 않으므로 연동되는 무선 통신 시스템의 정보를 생성하여 이동통신 단말로 전달할 수 없으며, 이동통신 단말은 이동패턴과 위치에 따른 RAT(Radio Access Technology) 탐색 및 선택이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 이종 무선 통신 시스템의 네트워크 간의 연동을 관리하여 이동통신 단말의 이동패턴과 위치에 따라 신속하고 효율적으로 RAT(Radio Access Technology) 탐색 및 선택할 수 있도록 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법 및 이동통신단말을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템과의 통신신호의 수신강도를 측정하는 단계; 상기 이동통신 단말의 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도를 평균하여 이동성을 산출하는 단계; 상기 수신강도에 관련된 정보와, 상기 이동성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 이동통신 단말이 접속한 무선 통신 시스템의 변경을 결정하는 단계; 및 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 이종 무선 통신 시스템 중 새로이 접속할 이종 무선 통신 시스템을 선택하는 단계를 포함하는 것 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법에 의해 달성될 수 있다.
상기 목적은, 접속된 무선 통신 시스템과의 통신신호의 수신강도를 측정하는 수신강도 측정부; 이동통신 단말의 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도를 평균하 여 이동성을 산출하는 이동성 산출부; 및, 상기 수신강도에 관련된 정보와, 상기 이동통신 단말의 이동성을 이용하여 상기 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템의 접속 변경 여부를 결정하고, 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 이종 무선 통신 시스템 중 새로이 접속할 무선 통신 시스템을 선택하는 탐색 및 선택 제어부를 포함하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 가능한 이동통신 단말에 의해서도 달성될 수 있다.
본 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템 및 그 방법에 따르면, 수신강도와 이동성을 이용하여 신속하고 효율적으로 RAT을 탐색하고, 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템을 변경할 수 있다. 또한, 이동통신 단말의 위치에서 최적의 통신 품질을 제공할 수 있는 이종의 무선 통신 시스템을 탐색하여 접속할 수 있으므로, 이동통신 단말의 통신 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 이종 통신 환경에서의 RAT(Radio Access Technology) 탐색 및 선택 시스템 및 그 방법은, 이종 무선 통신 시스템 간의 연동망을 통해 제공된 각각의 이종 무선 통신 시스템들의 위치정보와, 이동통신 단말의 이동패턴과 수신강도를 이용하여 RAT를 탐색하여 최적의 통신을 제공할 수 있는 무선 통신 시스템을 선택할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템의 구 성도이다.
본 RAT 탐색 및 선택 시스템은, JRRM(Joint Radio Resource Management)(5), CPC(Cognitive Pilot Channel,Common Pilot Channel) 서버(10), 각 무선 통신 시스템의 기지국, 및 이동통신 단말(50)을 포함한다.
JRRM(5)은 각 무선 통신 시스템의 리소스 정보를 이용하여 각 무선 통신 시스템의 로드(Load) 정보를 생성하며, 생성된 로드 정보를 각 무선 통신 시스템을 통해 이동통신 단말(50)로 전달하거나, 최적의 무선 통신 시스템을 선택하여 이동통신 단말(50)로 RAT의 우선순위에 대한 정보를 제공하기도 한다.
각 무선 통신 시스템으로는, WiFi 시스템, WiBro(Wireless Broadband Internet) 시스템, WiMax 시스템, 3G/B3G 무선 네트워크(Radio Network) 시스템 등을 들 수 있다.
WiFi 시스템은, 무선 네트워크를 하이파이 오디오처럼 편리하게 사용하도록 한다는 뜻으로서, WLAN(Wireless LAN) 시스템과 동일하게 사용된다. 즉, WiFi 시스템은, 전파나 적외선 전송방식을 이용하는 근거리 통신망으로서, 핫스팟으로 불리는 무선랜 기지국이 구비되어야 하며, 핫스팟을 설치하기 위해서는 기지국 역할을 하는 AP가 필요하다.
WiBro 시스템은 2.3GHz 주파수를 사용하는 초고속 휴대 인터넷으로서, AP로부터 약 5~6 km 떨어진 거리에서도 서비스가 가능하고, 데이터의 전송속도는 1Mbps 정도이다.
WiMax 시스템은 기존의 WLAN 시스템의 응답 반경이 수십 미터밖에 되지않아 수많은 AP가 필요하고 가용성에 한계가 있다는 단점을 극복하기 위해 개발된 것으로서, 전파의 도달 반경이 약 30 km이고, 데이터 전송속도가 70Mbps 정도이다.
3G/B3G 무선 네트워크 시스템은, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 규격화 작업이 진행중인 기술을 이용하는 시스템이다.
이러한 무선 통신 시스템과 이동통신 단말(50)과의 통신을 위해 RNC(Radio Network Controller)(13), NB(Node-B)(15), eNB(20), BS(Base Station)(25), AP(Access Point)(30), CPC BS(35) 등의 기지국이 구비되어 있다.
RNC(13)는 무선망 제어부로서, 비동기 방식 국제 이동 통신-2000(IMT-2000) 시스템을 비롯한 3G/B3G 무선 네트워크 시스템의 기지국에 대한 제어 기능을 하는 무선 접속망(RAN)의 구성 요소이다. RNC(13)는 3G/B3G 무선 네트워크 시스템의 무선 자원 관리를 위한 기능과 무선 가입자망에서의 기지국에 대한 관리 및 무선망 제어부와 다른 망 요소 간의 인터페이스에 대한 관리 기능을 수행한다. 여기서, 기지국은 NB(15)로 지칭된다.
BS(25)는 WiMax 시스템에서의 무선통신을 지원하는 기지국이며, AP(30)는 WiFi 시스템에서의 무선통신을 지원하는 기지국을 나타내고, CPC BS(35)는 CPC 서버(10)와의 무선통신을 지원하는 기지국이다.
한편, CPC 서버(10)는, 사업자가 제시하는 이종 무선 통신 시스템의 위치정보를 관리하는 데이터베이스를 가지는 서버로서, 이동통신 단말(50)로 각 무선 통신 시스템의 위치정보를 제공한다. CPC는 E2R 프로젝트에서 제시되었으며, 다수의 이종 무선 통신 시스템이 배치된 무선 네트워크에서 동적 스펙트럼의 할당이 가능하고 배치된 시스템의 정보를 방송할 수 있다.
CPC 서버(10)에서 무선 통신 시스템의 위치정보를 이동통신 단말(50)로 제공하는 방법은, 인밴드(In-band) 방식과 아웃밴드(Out-band) 방식이 있다. 인밴드 방식은 기존의 무선 통신 시스템의 채널을 이용하여 CPC 서비스를 제공할 수 있으며, 도 1에서 CPC BS를 거치지 않고, 직접 각 무선 통신 시스템의 기지국들을 통해 이동통신 단말(50)로 각 무선 통신 시스템의 위치정보를 제공한다. 아웃밴드 방식은 CPC 정보를 전용으로 전송할 수 있는 특정 주파수 채널을 이용하여 CPC 서비스를 제공하며, 도 1에서 CPC BS를 통해 이동통신 단말(50)로 각 무선 통신 시스템의 위치정보를 제공한다.
따라서, 인밴드 방식을 사용할 경우, 이동통신 단말(50)은 무선 통신 시스템에 접속한 후, CPC 정보를 수신하게 되며, 아웃밴드 방식을 사용할 경우, 이동통신 단말(50)은 후술할 CPC 모듈을 활성화하여 CPC 정보를 수신하게 된다.
또한, CPC 서버(10)는 Reactive 방식과 Proactive 방식으로 CPC 정보를 전송할 수 있다. Reactive 방식으로 CPC 정보를 전송할 경우, 도 2a에 도시된 바와 같이, CPC 서버(10)에서 하향 링크로 CPC 정보를 방송하고, 이동통신 단말(50)에서는 CPC 정보를 주기적으로 수신한다. Proactive 방식으로 CPC 정보를 전송할 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이, 이동통신 단말(50)에서 CPC 정보를 요청하면, CPC 서버(10)에서 요청에 응답하여 CPC 정보를 이동통신 단말(50)로 제공한다.
이때, CPC 서버(10)에서 이동통신 단말(50)로 제공하는 CPC 정보는, 위치 좌 표 정보, 사용 주파수 대역 정보, RAT 타입 정보, 셀 반경, 셀 에지 마진을 포함한다. 여기서, 셀 반경(Radius)(r)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 무선 통신 시스템에서 통신을 수행할 수 있는 통신범위의 반경을 나타내고, 셀 에지 마진(Cell edge margin)(ε)은, 통신범위에서 외곽에 해당하는 영역으로서 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진내에 위치하면 무선 통신 시스템의 변경을 고려하게 된다.
한편, Proactive 방식에서처럼, 이동통신 단말(50)에서 CPC 정보를 요청할 경우, 이동통신 단말(50)은 이동통신 단말(50)의 위치 좌표와, 인식자를 포함하는 LI_REQ(Location Information Request) 메시지를 CPC 서버(10)로 전송하고, CPC 서버(10)에서는 이동통신 단말(50)의 위치 좌표에서 접속가능한 무선 통신 시스템의 RAT 타입, 주파수 대역, 셀 반경, 셀 에지 마진을 포함하는 CPC 정보를 LI_RSP(Location Information Response) 메시지로 제공한다.
도 4는 도 1의 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템의 이동통신 단말(50)의 구성도이다.
본 이동통신 단말(50)은, SDR(Software Defined Radio) 기술 기반으로 재구성이 가능한 멀티모드 단말로서, RAT 모듈(51), CPC 모듈(53), GPS 모듈(55), 셀룰러 모듈(57), 이동성 산출부(61), 수신강도 측정부(59), 재배치 제어부(65), 탐색 및 선택 제어부(63), USIM(Universal Subscriber Identity Module)(67)를 포함한다.
USIM(67)은 USIM 카드 또는 UIM 카드는 W-CDMA 휴대전화용 사용자 식별 카드이나, 본 발명에서는 이동통신 단말(50)의 위치 정보, 각 RAT의 우선순위 정보, 이 동통신 단말(50)의 성능을 저장하는 용도로 사용된다. 여기서, 위치 정보는, 이동통신 단말(50)의 위치 좌표 정보, 사용 주파수 대역 정보, RAT 타입 정보, 셀 반경, 셀 에지 마진 등을 포함한다. 각 RAT의 우선순위 정보는, 이동통신 단말(50)의 위치에 따라 해당 위치에서 접속가능한 무선 통신 시스템의 리스트와, 접속가능한 무선 통신 시스템이 여러 개 존재할 때, 동일한 조건에서 이동통신 단말(50)에서 무선 통신 시스템을 선택하는 우선 순위에 대한 정보를 포함한다.
RAT 모듈(51)은, WCDMA, IEEE 802.16, IEEE 802.11 중 하나의 무선 접근 기술을 통해 이동통신 단말(50)이 해당 무선 접근 기술을 이용하여 정보를 송수신할 수 있도록 통신한다.
CPC 모듈(53)은, 아웃밴드 방식으로 CPC BS를 통해 CPC 정보가 제공되는 경우, CPC 서버(10)에 저장된 CPC 정보를 제공받기 위해 활성화된다.
GPS 모듈(55)은, 24개의 위성을 이용하여 위성으로부터 제공된 위성신호를 해석함으로써, 이동통신 단말(50)이 위치한 곳의 3차원적 위치에 대한 정보를 생성한다.
셀룰러 모듈(57)은, GPS 모듈(55)을 구비하지 아니하거나, GPS 신호가 잡히지 않는 실내나 지하와 같은 지역에서 삼각측량법을 이용하여 이동통신 단말(50)의 위치를 파악하기 위해 사용된다.
이동성 산출부(61)는, 이동통신 단말(50)의 위치를 측정하여 이동성(Mobility Degree)(Δmt)을 산출하고, 셀 에지 인자를 산출한다.
이동성 산출부(61)는, 이동성을 측정하기 위해, 특정 시간동안 이동통신 단말(50)이 이동한 이동거리를 측정하여 이동통신 단말(50)의 이동속도를 산출하고, 이를 이용하여 이동성을 산출한다. 먼저, 이동통신 단말(50)의 이동속도를 측정하기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, GPS 모듈(55)이나 셀룰러 모듈(57)로부터 일정 시간 간격(t)으로 이동통신 단말(50)의 위치를 제공받아 이동통신 단말(50)의 이동속도(mt)를 측정하고, 이를 이용하여 이동성(Δmt)을 산출한다. 이동성(Δmt)을 산출하는 식은 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112008087549533-pat00001
Figure 112008087549533-pat00002
여기서, n은 이동성을 측정한 횟수이고, α는 가중 인자로서, 이동성이 특정 임계치보다 작은 경우에는 저 이동성으로 정의하고, 임계치보다 같거나 큰 경우에는 고 이동성으로 정의하며, 특정 시점이 지난 후에는 측정 윈도우(Measurement Window)의 크기에서 가중 인자를 이용하여 측정 시간별 가중치를 조정한다. 측정 윈도우는 속도의 측정시 시간폭을 기준으로 설정되며, 측정 윈도우의 크기가 크면 소정 시간 동안의 이동성이 평균적으로 나타나고, 측정 윈도우의 크기가 크면 좀 더 상세하게 이동성을 산출할 수 있다.
셀 에지 인자(Cell Edge Factor)(et)는, 이동통신 단말(50)이 통신 가능 범위의 셀 에지 부근에 존재하는지를 검사하기 위한 지수로서, CPC 정보에 포함되는 셀 에지 마진을 이용하여 이동통신 단말(50)의 위치를 도출하여 셀 에지 인자의 적용여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 이동통신 단말(50)의 위치를 lt, 셀 반경을 r, 셀 에지 마진을 ε이라 하면, r-ε≤lt≤r 인 경우에는 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진내에 위치하는 것이므로, 셀 에지 인자를 적용시키고, 이외의 경우에는 셀 에지 인자를 적용하지 아니한다.
수신강도 측정부(59)는, 이동통신 단말(50)의 무선 통신 시스템으로부터 수신되는 신호를 이용하여 주기적으로 수신강도를 측정하고, 측정된 수신강도를 이용하여 수신강도 변화량(Δpt) 및 수신강도 예상치를 산출한다. 수신강도와 수신강도 변화량(Δpt)는 다음의 수학식 2를 통해 산출되고, 수신강도 예상치는 수학식 3을 통해 산출된다.
Figure 112008087549533-pat00003
Figure 112008087549533-pat00004
Figure 112008087549533-pat00005
만약, 도 6에서와 같이, 이동통신 단말(50)의 수신강도가 점점 감소하고 있는 경우, 수신강도 변화량(Δpt)은 0 미만이고, 수신강도 예상치는 이전의 수신강도보다 작아질 것이다. 이는 채널 환경이 나빠진다는 것을 뜻하며, 수신강도 예상치가 미리 설정된 임계치보다 낮아질 경우, 탐색 및 선택 제어부(63)는 RAT 탐색을 수행하여 다른 무선 통신 시스템을 선택한다. 반면, 수신강도 변화량이 0 이상이면, 수신강도 예상치는 이전의 수신강도보다 커지고, 채널 환경이 좋아진다는 것을 뜻한다.
탐색 및 선택 제어부(63)는, 이동통신 단말(50)의 전원인가시에는 이동성 산출부(61)에서 측정된 이동통신 단말(50)의 위치를 입력받고, 해당 위치에 부합되는 무선 통신 시스템의 리스트를 USIM(67)로부터 인출한다.
만약, USIM(67)에 해당 위치에 부합되는 무선 통신 시스템의 리스트가 존재하지 아니하면, 탐색 및 선택 제어부(63)는, Reactive 방식인지 Proactive 방식인지에 따라, USIM(67)의 정보를 갱신한다.
먼저, Proactive 방식인 경우, 탐색 및 선택 제어부(63)는 CPC 모듈(53)을 동작시켜 이동통신 단말(50)의 위치를 CPC 서버(10)로 제공하고, CPC 서버(10)로부터 해당 위치에서 접속가능한 무선 통신 시스템에 대한 CPC 정보를 제공받는다. 탐색 및 선택 제어부(63)는, 향후 무선 통신 시스템의 탐색을 위해, CPC 서버(10) 로부터 새로이 제공된 CPC 정보를 USIM(67)에 저장한다.
한편, Reactive 방식인 경우, 탐색 및 선택 제어부(63)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 주기적으로 CPC 서버(10)로부터 LI_ADV(Location Information Advertisement) 메시지를 통해 CPC 정보를 제공받는다(S700). 탐색 및 선택 제어부(63)는, 수신된 CPC 정보가 USIM(67)에 존재하지 아니하거나 변경된 경우(S710-N), CPC 정보를 저장하거나 갱신하고(S715), 수신된 CPC 정보가 USIM(67)에 존재하는 경우에는 LI_ADV 메시지를 무시한다(S720).
탐색 및 선택 제어부(63)는, 수신강도 측정부(59)와 이동성 산출부(61)로부터 수신강도와 이동성을 제공받아 RAT의 탐색 및 변경 여부를 결정한다. 탐색 및 선택 제어부(63)는 수신강도의 변화량이 0 미만이고, 수신강도 예상치가 미리 설정된 임계치 이하이면, 이동통신 단말(50)의 이동성이 미리 설정된 임계치 이상인지 판단하고, 이동성이 임계치 이상이면, 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진에 속하는지 여부를 판단한다. 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진에 속하면, 탐색 및 선택 제어부(63)는 USIM(67)로부터 해당 위치의 RAT 리스트를 읽어온다. 만약, USIM(67)에 해당 위치의 RAT 리스트가 존재하지 아니하면, 탐색 및 선택 제어부(63)는, CPC 서버(10)에 CPC 정보를 요청하고 수신된 정보를 통해 접속할 RAT를 선택한다.
한편, 탐색 및 선택 제어부(63)는, 수신강도의 변화량이 0 미만이나 수신강도 예상치가 미리 설정된 임계치 이하가 아닌 경우, 이동성이 임계치 이상이 아닌 경우, 각각 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진내에 위치하지 않는 경우에는, 탐색 및 선택 제어부(63)는 측정 윈도우의 크기를 조정한다. 즉, 측정 윈도우의 크기를 작게 하여 세밀한 측정을 수행하도록 함으로써, 이동통신 단말(50)이 접속되어 있는 무선 통신 시스템을 변경할 필요가 있는지 여부를 다시 판단하게 된다.
재배치 제어부(65)는, 탐색 및 선택 제어부(63)에 의해 선택된 무선 통신 시스템으로 접속할 수 있도록 해당 RAT에 접속절차를 수행한다. 그리고 선택된 RAT을 포함하는 RAT 리스트가 USIM(67)에 저장되어 있지 아니한 경우, 재배치 제어부(65)는 RAT 리스트를 USIM(67)에 저장한다.
이러한 구성에 의한 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템에서 초기 전원 인가시 RAT을 탐색 및 선택하는 과정을 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
전원이 인가되면(S800), GPS 모듈(55) 또는 셀룰러 모듈(57)이 작동하여 이동통신 단말(50)의 위치를 파악한다. 탐색 및 선택 제어부(63)는 GPS 모듈(55)이 장착되어 있지 아니하거나, GPS 모듈(55)을 동작시킬 수 없는 경우(S805-N), 셀룰러 모듈(57)을 동작시켜 삼각측량법을 이용하여 이동통신 단말(50)의 위치를 파악하도록 한다(S825,S830). 위치가 파악되면, 탐색 및 선택 제어부(63)는 해당 위치에 대응되는 USIM(67)을 읽어 RAT 리스트가 USIM(67)에 저장되어 있는지 파악한다(S835,S840).
RAT 리스트가 USIM(67)에 저장되어 있는 경우, 탐색 및 선택 제어부(63)는 해당 위치에서 현재 셀룰러 모듈(57)을 통해 사용하고 있는 CDMA 나 WCDMA 와 같은 무선 통신 시스템이 우선순위를 갖는지를 파악한다(S845). 우선순위를 갖는다면 RAT 검색을 종료한다. 만약, 우선순위를 갖지 않는다면, S865 단계로 진행하여 RAT 리스트에서 우선순위를 갖는 무선 통신 시스템을 선택한다.
RAT 리스트가 USIM(67)에 저장되어 있지 아니한 경우, S850 단계로 진행하여 탐색 및 선택 제어부(63)는 CPC 모듈(53)을 동작시켜 CPC 서버(10)로 LI_REQ 메시지를 전송하여 해당 위치에서의 RAT 리스트를 요청한다(S855). LI_RSP 메시지를 수신하면(S860), S865 단계로 진행하여 탐색 및 선택 제어부(63)는 해당 RAT 리스트에서 우선순위를 갖는 무선 통신 시스템을 선택한다.
한편, GPS 모듈(55)이 동작하는 경우, 이동통신 단말의 위치를 파악하고(S810), USIM(67)을 읽어 해당 위치에 대한 RAT 리스트가 USIM(67)에 저장되어 있는지를 판단하고(S815,S820), RAT 리스트가 USIM(67)에 저장되어 있는 경우에는 S865 단계로 진행하여 우선순위를 갖는 무선 통신 시스템을 선택한다. RAT 리스트가 USIM(67)에 저장되어 있지 아니한 경우, 탐색 및 선택 제어부(63)는 CPC 모듈(53)을 동작시켜 CPC 서버(10)로 RAT 리스트를 요청하고(S850,S855), CPC 서버(10)로부터 제공된 LI_RSP 메시지를 수신하여 RAT 리스트에서 우선순위를 갖는 무선 통신 시스템을 선택한다(S860,S865).
재배치 제어부(65)는 CPC 서버(10)로부터 제공된 RAT 리스트를 USIM(67)에 저장하고(S870), RAT 모듈(51)을 동작시켜 해당 무선 통신 시스템을 통해 통신가능하도록 한다(S875).
이러한 구성에 의한 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템에서 RAT을 탐색 및 선택하는 과정을 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
이동통신 단말(50)이 전원이 켜져있는 동안, 수신강도 측정부(59)에서는 이동통신 단말(50)로 입력되는 신호의 수신강도 변화량, 수신강도 예상치를 산출하고, 이동성 산출부(61)에서는 GPS 모듈(55) 또는 셀룰러 모듈(57)에서 측정된 이동통신 단말(50)의 위치를 제공받아 이동성 및 셀 에지 인자를 산출한다(S900).
수신강도 측정부(59)와 이동성 산출부(61)에서 측정된 결과는 탐색 및 선택 제어부(63)로 전달되고, 탐색 및 선택 제어부(63)에서는 먼저 수신강도 변화량이 0미만이면(S905), 수신강도 예상치가 미리 설정된 임계치 이하인지 여부를 판단한다(S910). 수신강도 예상치가 임계값 이하이면, 이동통신 단말(50)의 이동성이 미리 설정된 임계치 이상인지 여부를 판단하고(S915), 이동성이 임계치 이상이면 셀 에지 인자를 작동시켜 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진내에 위치하는지 여부를 판단한다(S920). 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마지내에 위치하면, 탐색 및 선택 제어부(63)는 USIM(67)을 읽어 USIM(67)에 저장된 정보에서 이동통신 단말(50)이 위치하는 해당 위치에서의 RAT 리스트가 존재하는지 여부를 판단하고(S925,S935), RAT 리스트가 존재하면 해당 RAT 리스트를 인출한다. 그런 다음, 탐색 및 선택 제어부(63)는 RAT 리스트에서 우선순위를 갖는 무선 통신 시스템을 선택한다(S935). 그러면, RAT 모듈(51)은 해당 무선 통신 시스템의 RAT을 이용하여 이동통신 단말(50)과 무선 통신 시스템간의 정보를 송수신한다(S940).
한편, USIM(67)에 해당 위치의 RAT 리스트가 존재하지 아니하면, 탐색 및 선택 제어부(63)는, CPC 서버(10)에 LI_REQ 메시지를 전송하여 CPC 정보를 요청하고(S950), LI_RSP 메시지를 통해 수신된 RAT 리스트에서 우선순위에 따라 접속할 RAT를 선택한다(S955,S935). 그리고 재배치 제어부(65)는, RAT 리스트를 비롯한 CPC 정보를 USIM(67)에 저장한다.
한편, 탐색 및 선택 제어부(63)는, 수신강도의 변화량이 0 미만이나 수신강도 예상치가 미리 설정된 임계치 이하가 아니면(S910-N), 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마지내에 위치하는지 여부를 판단한다(S960). 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진내에 위치하면, 탐색 및 선택 제어부(63)는 측정 윈도우의 크기를 조절하고(S965), 초기 단계로 되돌아가 변경된 측정 윈도우에 따라 수신강도 측정부(59)와 이동성 산출부(61)에서 다시 수신강도 및 이동성을 산출하도록 한다. 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진내에 위치하지 아니하면 초기 단계로 되돌아가 탐색 및 선택과정을 반복하도록 한다(S960-N).
또한, 탐색 및 선택 제어부(63)는, 이동성이 임계치 이상이 아닌 경우(S915-N), 이동통신 단말(50)이 셀 에지 마진내에 위치하지 않는 경우에는(S920-N), 측정 윈도우의 크기를 조정한 다음(S965), 초기 단계로 되돌아 간다. 즉, 측정 윈도우의 크기를 작게 하여 세밀한 측정을 수행하도록 함으로써, 이동통신 단말(50)이 접속되어 있는 무선 통신 시스템을 변경할 필요가 있는지 여부를 다시 판단하게 된다.
이러한 구성에 의한 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템에서는, 이동통신 단말(50)의 수신강도, 이동성, 셀 내의 위치에 따라, 이동통신 단말(50)이 접속할 수 있는 이종의 무선 통신 시스템의 탐색 여부를 결정하고, 탐색된 무선 통신 시스템을 우선순위에 따라 선택할 수 있도록 한다.
또한, 이종 무선 통신 시스템에 관한 정보를 제공받을 수 있으며, 이동통신 단말(50)의 수신강도와 이동성에 따라 이종 무선 통신 시스템의 변경을 결정하고, 무선 통신 시스템을 선택할 수 있다. 따라서, 이동통신 단말(50)의 통신 품질이 저하되면, 이동통신 단말(50)의 위치에서 최적의 통신 품질을 제공할 수 있는 이종의 무선 통신 시스템을 탐색하여 접속할 수 있으므로, 이동통신 단말(50)의 통신 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 수신강도와 이동성에 따라 무선 통신 시스템의 변경이 요구될 때, USIM(67)에 저장된 RAT 리스트를 검색하고, USIM(67)에 이동통신 단말(50)의 위치에 대응되는 RAT 리스트가 존재하지 아니하는 경우에만 CRC 서버로 RAT 리스트를 요청하므로 통신 트래픽을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 첨부된 도면 및 상세한 설명의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백하다 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템의 구성도,
도 2a는 Proactive 방식의 CPC 정보 교환 과정을 보인 메시지 시퀀스 차트,
도 2b는 Reactive 방식의 CPC 정보 교환 과정을 보인 메시지 시퀀스 차트,
도 3은 셀 반경, 셀 에지 마진을 나타낸 개념도,
도 4는 도 1의 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템의 이동통신 단말의 구성도,
도 5는 이동통신 단말의 시간에 따른 이동을 나타낸 그래프,
도 6은 이동통신 단말의 시간에 따른 수신강도의 변화를 나타낸 그래프
도 7은 Reactive 방식으로 USIM의 정보를 갱신하는 과정을 보인 흐름도,
도 8은 도 1의 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템에서 초기 전원 인가시 RAT을 탐색 및 선택하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 9는 도 1의 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 시스템에서 전원이 인가되고 있는 중에 RAT을 탐색 및 선택하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50 : 이동통신 단말 51 : RAT 모듈
53 : CPC 모듈 55 : GPS 모듈
57 : 셀룰러 모듈 59 : 수신강도 측정부
61 : 이동성 산출부 63 : 탐색 및 선택 제어부
65 : 재배치 제어부 67 : USIM

Claims (10)

  1. 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템과의 통신신호의 수신강도를 측정하는 단계;
    상기 수신강도를 이용하여 수신강도 변화량을 산출하고, 상기 수신강도 변화량을 이용하여 수신강도 예상치를 산출하는 단계;
    상기 이동통신 단말의 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도를 평균하여 상기 이동통신 단말의 이동 정도를 나타내는 이동성을 산출하는 단계;
    상기 수신강도 예상치와 상기 이동성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 이동통신 단말이 접속한 무선 통신 시스템의 변경을 결정하는 단계; 및
    상기 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 이종 무선 통신 시스템 중 새로이 접속할 이종 무선 통신 시스템을 선택하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신강도 변화량이 0 미만이고, 상기 수신강도 예상치가 미리 설정된 임계치를 이하이면, 상기 이동성에 따라, 상기 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템의 변경을 결정하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동성이 미리 설정된 임계치 이상이고, 상기 이동통신 단말이 현재 접속된 무선 통신 시스템의 통신가능범위 내의 외곽영역인 셀 에지 마진에 속하는 경우, 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속할 수 있는 이종 무선 통신 시스템의 탐색하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동통신 단말내에 저장된 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 무선 통신 시스템의 리스트를 인출하여 새로이 접속할 이종 무선 통신 시스템을 선택하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템의 변경이 결정되면, 사업자가 제시하는 이종 무선 통신 시스템의 위치정보를 관리하는 CPC 서버로 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 이종 무선 통신 시스템의 리스트를 요청하는 단계;
    상기 CPC 서버로부터 제공된 무선 통신 시스템의 리스트에서 새로이 접속할 무선 통신 시스템을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신강도 변화량이 0 미만이고 상기 수신강도 예상치는 임계치 이상이며 상기 이동통신 단말이 셀 에지 마진 내에 속하는 경우,
    상기 수신강도 변화량이 0 미만이고 상기 수신강도 예상치는 임계치 이하이며 상기 이동성은 임계치보다 작은 경우,
    상기 수신강도 변화량이 0 미만이고 상기 수신강도 예상치는 임계치 이하이며 상기 이동성은 임계치보다 작으면서 상기 이동통신 단말이 셀 에지 마진내에 속하지 않는 경우 중 하나를 만족하면, 상기 수신강도의 측정 시간 간격과 상기 이동속도의 측정 시간 간격을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 방법.
  8. 접속된 무선 통신 시스템과의 통신신호의 수신강도를 측정하고, 상기 수신강도에 대한 변화량을 산출하여 수신강도 예상치를 산출하는 수신강도 측정부;
    이동통신 단말의 이동속도를 산출하고, 상기 이동속도를 평균하여 상기 이동통신 단말의 이동 정도를 나타내는 이동성을 산출하는 이동성 산출부; 및
    상기 수신강도 예상치와, 상기 이동통신 단말의 이동성을 이용하여 상기 이동통신 단말이 접속된 무선 통신 시스템의 접속 변경 여부를 결정하고, 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 이종 무선 통신 시스템 중 새로이 접속할 무선 통신 시스템을 선택하는 탐색 및 선택 제어부;를 포함하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 가능한 이동통신 단말.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탐색 및 선택 제어부는, 상기 수신강도 변화량이 0 미만이고, 상기 수신강도 예상치가 미리 설정된 임계치를 이하이고, 상기 이동성이 미리 설정된 임계치 이상이고, 상기 이동통신 단말이 현재 접속된 무선 통신 시스템의 통신가능범위내의 외곽인 셀 에지 마진에 속하는 경우, 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속할 수 있는 이종 무선 통신 시스템의 변경을 결정하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 가능한 이동통신 단말.
  10. 제 8 항에 있어서,
    사업자가 제시하는 이종 무선 통신 시스템의 위치정보를 관리하는 CPC 서버로 상기 이동통신 단말의 위치에서 접속가능한 이종 무선 통신 시스템의 리스트를 요청하는 CPC 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 통신 환경에서의 RAT 탐색 및 선택 가능한 이동통신 단말.
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