KR101405454B1 - 멀티캐리어 시스템에서의 핸드오버 방법 - Google Patents

Abstract

단말이 서빙셀에서 타겟셀로 이동하는 경우, 사용중인 캐리어를 서빙셀의 기본 캐리어로 전환한 다음에 타겟셀로 핸드오버한다. 이 때 서빙셀의 기본 캐리어로 동작하는 단말이 사용중인 캐리어를 타겟셀의 기본주파수로 전환하여 핸드오버를 수행한다. 그리고 단말이 타겟셀로 완전 진입한 경우에는, 타겟셀이 사용 가능한 캐리어들에서 최적의 캐리어를 선택하여 단말이 최적의 캐리어로 주파수 전환을 하도록 한다.

Description

멀티캐리어 시스템에서의 핸드오버 방법{Method for handover in multi-carrier system}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 멀티캐리어를 사용하는 경우, 핸드오버를 수행하는 방법에 관한 것이다.

현재 IMT(international mobile telecommunication)-Advanced 시스템은 데이터 전송 속도를 보다 향상시키고, 하나의 단말이 보다 많은 복합 서비스를 동시에 제공받을 수 있도록 하고 있다. 복합 서비스로는 QPS(quadruple play service)와 같이 인터넷 전화, 초고속 양방향 서비스(high-speed interactive), 대용량 데이터 전송(large data transfer) 및 이동성 IP-TV 등이 포함될 수 있다.

이를 위해, IMT-Advanced 시스템에서는 주파수 대역도 400MHz 대역에서 4GHz 대역까지 광범위하게 사용할 수 있도록 권고되고 있고, 이를 기반으로 무선 통신 시스템에서는 하나의 셀(또는 기지국)이 광대역을 위한 멀티캐리어(multi component carrier for wider bandwidth)로 동작될 수 있다.

그러나 3GPP LTE(3rd generation partnership project long term evolution) 또는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 16m 등에서 멀티캐리어로 동작되는 셀에서, 각 캐리어는 대역폭/이중 거리(bandwidth/duplex-distance) 등의 주파수 특성, 또는 운용 캐리어의 개수 등 사용자의 정책에 따라, 캐리어별 셀 커버리지(cell-coverage)가 서로 다를 수 있게 된다. 그 결과 인접셀 사이에 연속적인 접속(contiguous connection)이 형성되지 않고 셀간 통신이 단절되거나, 또는 핸드오버 단계에서 서빙셀과 타겟셀의 캐리어간 데이터 전달(data forwarding)이 수행되지 못하게 되어, 핸드오버가 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 멀티캐리어를 사용하는 무선 통신 시스템에서 효율적으로 핸드오버를 수행하는 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 멀티캐리어를 사용하는 무선 통신 시스템에서 기본 캐리어를 사용하여 핸드오버를 수행하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 방법은, 복수의 캐리어를 사용하는 셀간에 핸드오버를 하는 방법이며, 단말이 서빙셀에서 사용중인 캐리어를 상기 서빙셀의 기본 캐리어로 전환하는 단계; 및 상기 서빙셀의 기본 캐리어로 동작하는 단말이 타겟셀로 핸드오버하는 단계를 포함한다. 여기서, 각 셀은 하나의 기본 캐리어와 적어도 하나의 부가 캐리어를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 방법은, 단말이 서빙셀에서 타겟셀로 핸드오버하는 방법이며, 상기 타겟셀이 하나의 기본 캐리어와 적어도 하나의 부가 캐리어를 포함하는 경우, 상기 타겟셀에서 사용하는 캐리어들 각각에 대한 셀 커버리지 조정이 가능한지를 판단하는 단계; 상기 셀 커버리지 조정이 가능하지 않은 경우, 상기 단말이 상기 타겟셀로 진입한 조건을 만족하면, 상기 단말이 동작하는 캐리어들 중에서 최적의 캐리어를 선택하여 상기 단말이 동작하도록 하는 인트라 주파수 전환 절차를 수행하는 단계; 및 상기 셀 커버리지 조정이 가능한 경우, 상기 단말이 동작하는 캐리어를 상기 타겟셀의 기본 캐리어로 전환하는 핸드오버를 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 방법은, 복수의 캐리어를 사용하는 셀 내부에서 기지국이 핸드오버를 수행하는 방법에서, 상기 기지국이 단말로부터 해당 셀에서 사용중인 캐리어들에 대한 수신 신호 세기 정보를 포함하는 측정 정보를 수신하는 단계; 상기 측정 정보를 토대로 상기 단말이 사용 가능한 캐리어들을 포함하는후보 리스트를 생성하는 단계; 상기 후보 리스트에 포함되는 캐리어들 각각에 대하여, 단말의 액세스 가능성, 캐리어의 자원 가용성, 그리고 사용 단가 중 적어도 하나를 체크하는 단계; 상기 후보 리스트에 포함되는 캐리어들 각각에 대한 체크 결과를 토대로, 상기 단말에 대한 최적 캐리어를 선택하는 단계; 및 상기 단말로 상기 최적 캐리어로의 전환을 요청하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 멀티캐리어로 동작되는 무선 통신시스템에서, 각 캐리어의 셀 커버리지가 달라도 기본 캐리어를 이용하여 핸드오버를 수행함으로써, 인접한 셀간의 커버리지의 연속성이 보장된다. 따라서 멀티캐리어간에 핸드오버로 인한 통신 단절이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한 멀티캐리어를 가지는 시스템 내부에서의 모든 시그널링은 기본 캐리어를 통해서 전달함으로써, 핸드오버 시그널링 체계를 단순화시키고 시그널링 오버헤드를 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티캐리어 셀에서 사용하는 캐리어별 개수와 각 캐리어의 셀 커버리지를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 핸드오버 동작을 수행하는 것을 단계적으로 나타낸 도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 셀내에서의 캐리어간 핸드오버 동작들을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 인트라 주파수 전환 핸드오버 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 아이들 모드로 동작하는 단말에서 이루어지는 핸드오버 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 유형 설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 과정 중, 멀티캐리어로 동작하는 서빙셀에서 멀티캐리어로 동작하는 타겟셀로 이동하는 경우의 핸드오버 과정을 나타낸 예시도이다.
도 10은 도 9에 예시된 핸드오버 과정의 구체적인 흐름도이다.

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

본 명세서에서, 멀티캐리어(Multi-Components Carriers or Multi-carriers, 이하에서는 MCC라고도 칭함)는 기본 캐리어(BCC: Backward Component Carrier)와 부가 캐리어(NBC: Non-Backward Component Carrier)로 구성되며, BCC는 PCC(Primary Component Carrier)를 내포하고, NBC는 SCC(Secondary Component Carrier)를 내포한다. 또한 본 발명의 실시 예에서는 캐리어(carrier)는 상황에 따라 반송파 혹은 주파수(frequency)와 같은 의미로 혼용된다. 따라서 기본 캐리어는 기본 주파수라고도 할 수 있으며, 부가 캐리어는 부가 주파수라고도 할 수 있다.

기본 캐리어는 BCC(Backward Component Carrier)를 나타낸다. 기본 캐리어는 릴리즈 버전(예를 들어, LTE Rel.8 or LTE Rel.10)에 관계 없이 모든 단말이 액세스 가능한 캐리어이며, 인접 셀간의 커버리지 연속성을 보장하는 캐리어이다. 멀티캐리어는 적어도 하나의 기본 캐리어를 포함한다.

이러한 기본 캐리어(BCC), 부가 캐리어(NBC)는 다운링크 및 상향링크별 로그 개수가 서로 다를 수 있다. 멀티캐리어를 가지는 셀에서 각 캐리어는 서로 다른 셀커버리지를 가질 수 있다.

각 셀은 캐리어별로 신호를 전송할 수 있으며, 셀을 식별하기 위한 식별 정보를 가진다. 여기서 셀의 식별 정보로는 GCI(global cell identification)이 사용될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

단말(Terminal, UE)는 하나 이상의 캐리어를 수용할 수 있으며, 이동국(Mobile Station, MS), 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한 셀(ell)은 경우에 따라 기지국(base station, BS)을 의미하기도 하며, 여기서 기지국은, 노드B(Node B), 액세스 포인트(access point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 멀티캐리어 시스템에서의 핸드오버 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구조를 나타낸 도이다.

첨부한 도 1에 도시된 무선 통신 시스템은, 멀티캐리어(MCC)를 가지는 셀과 싱글 캐리어(Lone component carrier 또는 single component carrier)를 가지는 셀을 포함하며, 단말은 멀티캐리어 셀 또는 싱글캐리어 셀을 거치면서 이동할 수 있다. 도 1에서 화살표는 단말의 이동 경로를 나타낸다. 예를 들어, 단말이 4개의 인접셀을 거치면서 이동하는 과정에서, 멀티캐리어셀에서 멀티캐리어 셀로 이동하는 제1 경우(Case.1), 멀티캐리어 셀에서 싱글캐리어 셀로 이동하는 제2 경우(Case.2), 싱글캐리어 셀에서 멀티캐리어 셀로 이동하는 제3 경우(Case.3), 싱글캐리어 셀에서 싱글캐리어 셀로 이동하는 경우(Case.4)가 발생할 수 있다. 여기서 멀티캐리어 셀은 예를 들어, LTE Rel. 10 프로토콜에 따라 동작하며, 싱글캐리어 셀은 LTE Rel. 8 프로토콜에 따라 동작할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티캐리어 셀에서 사용하는 캐리어별 개수와 각 캐리어의 셀 커버리지를 나타낸 도이다.

멀티캐리어 셀에 사용되는 멀티캐리어들은 기본적으로 기본 캐리어 타입과 부가 캐리어 타입으로 구성된다. 멀티캐리어 셀은 예를 들어, 도 2에서와 같이, 3개의 캐리어를 토대로 동작할 수 있으며, 이 3개의 캐리어 중에서 하나의 캐리어는 기본 캐리어(BCC#1)로 동작하며, 나머지 두개의 캐리어는 부가 캐리어(NBC#1, NBC#2)로 동작한다. 기본 캐리어(BCC#1)는 릴리즈 버전에 관계없이 모든 단말이 액세스 가능한 캐리어이며, 인접 셀간의 커버리지 연속성을 보장하는 캐리어이다.

각 캐리어의 셀 커버리지는 대역폭/듀플렉스 거리 등의 주파수 특성, 또는 운용 캐리어 개수 등의 통신 사업자의 정책에 따라 서로 다를 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 핸드오버 동작을 수행하는 것을 단계적으로 나타낸 도이다.

단말(10)이 첨부한 도 3에 도시되어 있듯이, 서빙셀(SC)에서 타겟셀(TC)로 이동하는 과정에서 핸드오버가 발생할 수 있으며, 일련의 핸드오버 동작(H1~H5)들이 단계적으로 수행될 수 있다.

즉, 단말(10)이 서빙셀(SC)을 빠져 나가는 과정에서 밖으로 향하는 방향 즉, 외부 방향(Outward direction)으로 발생하는 최적 캐리어 선택 절차(H1~H3)와, 단말(10)이 타겟셀(TC)로 진입하는 과정에서 안으로 향하는 방향 즉, 내부 방향(Inward direction)으로 발생하는 최적 캐리어 선택 절차(H4,H5)가 단계적으로 수행될 수 있다.

여기서, 핸드오버는 멀티캐리어로 동작하는 서빙셀(SC)과 타겟셀(TC)을 전제로 하며, 도 3에 예시된 바와 같이, 단말(10)이 밖으로 향하는 방향에서 발생하는 최적 캐리어 선택 절차는 제1 인트라 주파수 전환 핸드오버 즉, Intra-IFHO(inter frequency handover)(NBC#a1->NBC#a2)(H1), 제2 인트라 주파수 전환 핸드오버(NBC#a2->BCC#a1)(H2), 그리고 상호 주파수 전환 핸드오버(Inter-IFHO)(BBC#a1->BCC#b1)(H3)를 포함한다.

반면 단말(10)이 타겟셀로 진입하는 과정에서 내부 방향으로 발생하는 최적 캐리어 선택 절차는 제1 인트라 주파수 전환 핸드오버(BBC#b1->NBC#b2)(H4), 제2 인트라 주파수 전환 핸드오버(NBC#b2->NCC#b1)(H5)을 포함한다.

이러한 핸드오버 동작들을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 셀내에서의 핸드오버 동작들을 나타낸 도이다. 구체적으로 단말(10)이 멀티캐리어 셀인 서빙셀(SC)에서 멀티캐리어 셀인 타겟셀(TC)로 이동하는 제1 경우(Case.1)에, 도 4는 단말(10)이 서빙셀(SC)을 빠져 나가는 과정에서 외부 방향으로 발생하는 최적 캐리어 선택 절차를 예시하고 있으며, 도 5는 단말(10)이 타겟셀(TC)로 진입하는 과정에서 내부 방향으로 발생하는 최적 방송파 선택 절차를 예시하고 있다. 여기서 서빙셀(SC)은 하나의 기본 캐리어(BCC#a)와 4개의 부가 캐리어(NBC#a1~NBC#a4)를 포함하며, 타겟셀(TC)도 하나의 기본 캐리어(BCC#b)와 4개의 부가 캐리어(NBC#b1~NBC#b4)를 포함하는 것을 예로 하였다.

첨부한 도 4에서, 단말(10)이 외부 방향으로 인접셀로 이동해 감에 따라, 수신 신호 세기 등이 임계치 이하로 떨어진 임의의 캐리어에서 인접한 다른 캐리어를 선택할 수 있다. 예를 들어, 부가 캐리어(예: NBC#a1)에서 인접한 다른 부가 캐리어(NBC# a2 또는 NBC# a3 또는 NBC# a4) 또는 기본 캐리어(BBC# a)를 선택할 수 있다. 이와 같이 셀내에서 임의 캐리어에서 다른 캐리어를 선택하는 절차를 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO)라고 할 수 있으며, 인트라 주파수 전환 핸드오버는 셀 내에서 사용 가능한 캐리어들을 토대로, 현재 서빙중인 캐리어에서 임의 타겟 캐리어로 전환하는 것을 나타낸다. 도 4에서 서빙중인 하나의 캐리어에 대하여 임의 다른 캐리어로의 전환을 수행하는 복수의 인트라 주파수 전환 핸드오버 중에서 하나가 선택적으로 수행될 수 있다. 이러한 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO)는 RF 스위칭을 통해 이루어질 수 있다.

한편, 단말(10)이 타겟셀(TC)로 완전 진입한 다음에도 도 5에서와 같이, 단말(10)이 내부 방향으로 이동함에 따라 현재 서빙중인 캐리어를 토대로 인트라 내부 핸드 오버(점선으로 표시됨)가 발생될 수 있다. 특히, 단말(10)이 타겟셀(TC)로 완전 진입한 경우, 임의 캐리어를 토대로 하는 트래픽을 인접하는 캐리어로 분산시키는 인트라 내부 주파수간의 부하 밸런싱(intra-inter frequency load balancing, Intra-IFLB)를 수행한다. 인프라 내부 주파수 부하 밸런싱(Intra-IFLB)은 도 5에서 실선으로 표시되어 있다.

이러한 멀티캐리어로 동작되는 무선 통신시스템에서, 각 캐리어는 대역폭/듀플렉스 거리 등의 주파수 주파수 특성, 또는 운용 캐리어 개수 등의 통신 사업자의 정책에 따라 캐리어별 셀 커버리지가 서로 다를 수 있다. 이러한 경우 인접셀간의 연속적인 접속(Contiguous connection)이 형성되지 않고, 이로 인해 셀간 통신이 단절되거나 또는 핸드오버 단계에서 서빙셀과 타겟셀의 캐리어간 데이터 포오딩(data Forwarding)이 수행되지 못하므로 핸드오버가 정상적으로 이루어 지지 않을 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따르면 각 셀의 기본 캐리어를 이용하여 멀티캐리어간의 핸드오버를 수행함으로써, 핸드오버로 인하여 멀티캐리어간에 통신 두절이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 단말(10)이 셀내에서 외부 방향 또는 인접 방향으로 이동함에 따라 발생되는 인트라 주파수 전환 핸드오버 절차 즉, 셀 내부 핸드 오버 방법에 대하여 먼저 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 인트라 주파수 전환 핸드오버 방법의 흐름도이다.

인트라 주파수 전환 핸드오버 방법은 위에서 살펴본 바와 같이, 단말(10)이 이동함에 따라 현재 위치한 셀에서 서빙중인 캐리어가 통신의 연속성(continuous coverage)를 만족하지 못하는 경우에, 해당 셀에서 제공하는 다른 캐리어를 선택하는 최적 캐리어 선택 절차이다.

단말(10)은 첨부한 도 6에 도시되어 있듯이, 현재 사용중인 캐리어의 수신 신호 세기를 측정하고(S100), 측정된 수신 신호 세기가 설정된 임계치 이하로 떨어진 경우에는 해당 캐리어의 커버리지를 벗어나서 통신의 연속성이 제공되고 있지 못하는 상태로 판단한다(S110). 이 경우, 단말(10)은 해당 셀 내에서 제공되는 다른 캐리어들에 해당하는 신호의 수신 신호 세기를 측정하고(S120), 측정된 다른 캐리어들의 수신 신호 세기를 포함하는 측정 정보를 해당 셀의 기지국(20)으로 전송한다(S130).

기지국(20)은 단말(10)로부터 전송된 각 캐리어의 측정 정보를 이용하여 단말(10)이 사용 가능한 인접 캐리어 후보 리스트를 생성한다(S140). 그리고 생성된 사용 가능한 인접 캐리어 후보 리스트(설명의 편의상 이하, '후보 리스트'라고 명명함)를 토대로 인트라 주파수 전환 핸드오버를 위한 최적의 캐리어를 선택한다. 여기서 후보 리스트는 측정된 캐리어별 식별 정보에 대응하여 측정된 수신 신호 세기, 셀 커버리지를 포함할 수 있다.

다음, 기지국(20)은 후보 리스트에 포함된 각 후보 캐리어들에 대하여 하기의 동작을 수행한다(S150). 구체적으로, 후보 리스트에 포함된 임의 캐리어에 대하여 액세스 가능성(accessibility)를 체크한다(S160). 즉, 단말(10)이 해당 캐리어를 액세스가능한지를 판단한다. 예를 들어, 기지국(20)은 단말(10)의 무선 프로토콜 버전이 설정된 버전보다 낮은 경우에는 특정 캐리어를 액세스하지 못하는 것으로 판단할 수 있다. 일례로 LTE Rel.8 무선 프로토콜 버전의 단말은 특정 캐리어 (NBC)를 액세스하지 못할 수 있다.

또한 기지국(20)은 후보 리스트에 포함되는 캐리어에 대하여 가용 자원을 체크한다(S170). 즉, 캐리어의 자원 가용성(resource availability)을 체크하여 핸드오버 트래픽을 수용할 수 있는지를 판단한다. 여기서 자원 가용성을 체크하기 위한 파라미터로서, 캐리어별로 UE-AMBR(per User aggregate maximum bit rate), 또는 RB(resource block)별 GBR(guaranteed bit rate) 등이 사용될 수 있다.

또한 기지국(20)은 후보 리스트에 포함되는 캐리어들에 대한 사용 단가(Unit Cost)를 추정한다(S180). 여기서 단가 추정시, 후보 캐리어를 사용하는 과금 비용(charging cost), 단말의 이동 속도와 해당 캐리어의 커버리지를 고려한 주파수의 추가 전환 비용(reconfiguration-cost) 등을 고려할 수 있다.

이러한 단계(S160, S170, S180)들을 후보 리스트에 포함되는 모든 캐리어들에 대하여 수행한 다음에(S190), 각 캐리어들에 대한 체크 결과, 단말(10)에 액세스 가능하면서 가용 자원이 핸드오버 트래픽을 수용할 수 있을 정도로 충분한 캐리어들 중에서, 가장 저렴한 사용 단가를 가지는 캐리어를 최적 캐리어(best carrier)로 선택한다(S200). 이후, 기지국(20)은 단말(10)이 현재 서빙 중인 캐리어 즉, 통신의 연속성을 제공하고 있지 못하는 캐리어를 선택된 최적 캐리어로 변경한다.

이러한 인트라 주파수 전환 핸드오버 절차에서 선택된 최적 캐리어는 다음의 조건을 만족한다.

[수학식 1]

F ( Sc ) = F (x1, x2, x3, x4…, xn ),

여기서, F()는 캐리어 선택 함수를 나타내며, F 에서 고려되는 파라미터 x1은 캐리어의 액세스 가능성(accessibility of component carrier)을 나타내고, x2는 캐리어의 자원 가용성(resource availability of component carrier), x3는 캐리어의 대역폭당 사용 단가(unit cost per bandwidth of component carrier)를 나타내며, x4는 캐리어의 수신 신호 세기 및 셀 커버리지를 나타내며, xn 은 다른 사용 가능한 파라미터를 나타낸다.

그러나 본 발명의 실시 예에 따른 캐리어 선택 함수는 위에 기술된 파라미터를 고려하는 것에 한정되지 않으며, 통신 서비스 사업자의 정책에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 기지국(20)이 서빙하는 캐리어를 선택된 최적 캐리어로 변경함에 따라, 단말(10)은 변경된 최적 캐리어에 따른 신호를 수신하게 된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 아이들 모드로 동작하는 단말에서 이루어지는 핸드오버 방법을 나타낸 흐름도이다.

단말(10)은 아이들(idle) 상태에서 아이들 모드 캠핑(camping)을 지원하기 위하여 연속 커버리지(Continuous coverage)를 유지하여야 한다. 이를 위하여, 단말(10)은 현재 서빙중인 캐리어를 기본 캐리어(BCC)로 전환한다.

구체적으로, 첨부한 6에 도시되어 있듯이, 단말(10)은 현재 서빙중인 캐리어를 확인하고(S300), 현재 서빙중인 캐리어가 기본 캐리어(BCC)가 아닌 경우, 현재 서빙중인 캐리어를 아이들 모드 캠핑이 가능한 기본 캐리어로 전환한다(S310). 이러한 과정은 위에 기술된 핸드오버 절차 중, 셀내에서 임의 캐리어에서 다른 캐리어를 선택하는 절차인 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO)를 통하여 이루어진다. 한편, 현재 서빙중인 캐리어가 기본 캐리어(BCC)인 경우에는 현재 캐리어를 그대로 유지한다.

다음에는 단말이 서빙셀에서 타겟셀로 이동하는 경우, 각 셀에서 사용되는 캐리어의 유형에 따라 핸드오버 유형을 설정하는 과정에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 유형 설정 과정을 나타낸 흐름도이다.

단말(10)이 액티브 모드에서 서빙셀에서 타겟셀로 이동하는 경우, 서빙셀과 타겟셀에서 각각 사용되는 캐리어가 싱글 캐리어인지 또는 멀티캐리어 인지에 따라 핸드오버 유형이 결정된다.

첨부한 도 8에서와 같이, 단말(10)은 서빙셀에서 타겟셀로 이동하는 경우, 사용중인 캐리어와 인접셀들의 캐리어의 수신 신호 세기를 측정하고 측정 결과를 포함하는 측정 정보를 서빙셀로 전송한다(S400, S410).

서빙셀은 현재 서빙셀의 캐리어의 수신 신호 세기가 설정값 이하인 상태에서, 인접셀들의 캐리어들의 수신 신호 세기 중에서 가장 높은 값의 세기를 가지는 캐리어에 해당하는 인접셀을 타겟셀로 설정하고, 설정된 타겟셀로의 핸드오버를 준비한다.

핸드오버를 위하여, 서빙셀의 캐리어의 구성 즉, 싱글 캐리어인지 멀티캐리어인지를 확인하고(S420), 확인 결과에 따라 타겟셀의 캐리어가 싱글 캐리어인지 멀티캐리어인지를 확인한다(S430).

확인 결과, 서빙셀이 싱글 캐리어고 타겟셀이 싱글 캐리어인 경우, 일반 핸드오버(Normal handover)를 수행한다(S440).

한편 서빙셀이 싱글 캐리어고 타겟셀이 멀티캐리어인 경우, 타겟셀의 캐리어별로 커버리지 조정 관리가 동적으로 가능한지를 판단한다(S450). 판단 결과, 타겟셀의 캐리어별 커버리지가 동적으로 조정 가능한 경우, 일반 핸드오버를 수행한다(S460). 즉, 통신 서비스 사업자 운용 정책 등에 따라 각 캐리어의 송출 전력이 실시간 동적으로 조정되어 인접한 셀간에 연속적 커버리지(continuous coverage) 조건을 만족시키면, 인트라 주파수 전환 핸드오버 과정 없이 일반 핸드오버(Normal handover)를 수행한다.

그러나 타겟셀의 캐리어별 커버리지가 동적으로 조정할 수 없는 경우에는, 단말(10)이 타겟셀로 완전 진입한 조건을 만족하고 있는지를 판단한다(S470). 여기서, 타겟셀로 완전 진입한 조건이란, 타겟셀에서의 수신 신호 세기(Rs)가 설정 시간(Dt) 동안 감소되지 않는 조건을 나타낸다. 이러한 조건을 판단하기 위한 수신 신호 세기(Rs)와 설정 시간(Dt)는 가변적으로 설정될 수 있으며, 시스템 환경에 따라 동적으로 설정되는 운용 파라미터다.

위의 단계(S470)에서, 타겟셀에 멀티캐리어가 사용되고 캐리어별 커버리지가 동적으로 조정할 수 없지만 단말(10)이 타겟셀로 완전 진입한 조건을 만족하고 있는 경우에는, 셀 내부 핸드오버 즉, 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO: Inter-Frequency Handover)를 수행한다(S480). 구체적으로, 서빙셀의 싱글 캐리어에서 타겟셀의 멀티캐리어로 주파수를 전환하는 핸드오버를 수행한다. 그리고 단말(10)이 완전하게 진입한 타겟셀 내에서 이동함에 따라, 타겟셀내의 멀티캐리어들 사이에서의 주파수 전환을 위하여, 인트라 주파수 전환 핸드오버 및 인트라 주파수 부하 밸런싱이 복합된 핸드오버(Intra-IFHO + Intra-IFLB(inter frequency load valancing)를 수행한다(S490).

한편, 위의 단계(S450, S470)에서, 타겟셀에 멀티캐리어가 사용되고 캐리어별 커버리지가 동적으로 조정할 수 없고 단말(10)이 타겟셀로 완전 진입한 조건을 만족하지 않는 경우에는, 핸드오버를 수행하지 않고 액티브 모드로 복귀한다(S500).

한편 단계(S420)에서 서빙셀이 멀티캐리어고, 타겟셀이 싱글 캐리어인 경우(S510), 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO)를 수행한다. 즉, 서빙셀의 멀티캐리어에서 타겟셀의 싱글 캐리어로 주파수를 전환하는 핸드오버를 수행한다(S520).

한편 서빙셀이 멀티캐리어고 타겟셀이 멀티캐리어인 경우, 위의 단계(S450~S500)와 같이 타겟셀의 캐리어별로 커버리지 조정 관리가 동적으로 가능한지를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 핸드오버를 수행한다.

다음에는 위에 기술된 핸드오버 유형 중, 단말이 멀티캐리어로 동작하는 서빙셀에서 멀티캐리어로 동작하는 타겟셀로 이동하는 유형이 설정된 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 과정 중, 멀티캐리어로 동작하는 서빙셀에서 멀티캐리어로 동작하는 타겟셀로 이동하는 경우의 핸드오버 과정을 나타낸 예시도이며, 도 10은 도 9에 예시된 핸드오버 과정의 구체적인 흐름도이다.

첨부한 도 9에서와 같이, 단말(10)이 멀티캐리어로 동작하는 서빙셀(SC)에서 멀티캐리어로 동작하는 타겟셀(TC)로 이동하는 경우, 단말(10)이 서빙셀(SC) 내부에서 이동함에 따라 먼저, 서빙셀(SC) 내에서의 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO)가 수행된다. 즉, 서빙셀(SC)의 멀티캐리어들을 토대로, NBC#a1→ NBC#a2, NBC#a2→NBC#a3, NBC#a3→NBC#a4, NBC#a4→BBC#a와 같은 핸드오버가 수행된다(HO-Step.1)

다음, 단말(10)은 서빙셀(SC)의 기본 캐리어(BCC#a)를 이용하여 타겟셀(TC)로의 일반 핸드오버를 수행한다. 즉, 서빙셀(SC)의 기본 캐리어(BCC#a)에서 타겟셀(TC)의 기본 캐리어(BCC#b)로 전환하는 일반 핸드오버를 수행한다(HO-Step.2). 이때 기본 캐리어(BCC#a, BCC#b)는 서빙셀(SC)과 타겟셀(TC)간에 연속적 커버리지(continuous coverage)를 가능하게 해주는 캐리어 역할을 한다.

이후 단말(10)이 타겟셀(TC) 내부로 완전히 진입한 경우, 단말(10)은 타겟셀(TC)에서 가용한 멀티캐리어간의 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO) 및 인트라 내부 주파수 부하 밸런싱(Intra-IFLB)을 수행한다(HO-Step.3)

이러한 핸드오버 과정을 도 10을 토대로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 10에서와 같이, 단말(10)은 서빙셀(SC) 내부에서 타겟셀(TC) 방향으로 빠져 나오면서 인트라 주파수 전환 핸드오버(Intra-IFHO)(HO-Step.1)를 수행한다(S600,S610). 즉, 서빙셀(SC)의 멀티캐리어중에서 부가 캐리어(NBC#a)에서 기본 캐리어(BCC#a)로 전환하는 핸드오버를 수행한다.

다음, 단말(10)은 기본 캐리어를 이용하여 서빙셀(SC)에서 타겟셀(TC)로의 일반 핸드오버를 수행한다. 즉, 서빙셀(SC)의 기본 캐리어(BCC#a)에서 타겟셀(TC)의 기본 캐리어(BCC#b)로 전환하는 일반 핸드오버를 수행한다. 이때 기본 캐리어(BCC#a, BCC#b)는 서빙셀(SC)과 타겟셀(TC)간에 연속적 커버리지(continuous coverage)를 가능하게 해주는 캐리어 역할을 한다.

구체적으로 단말(10)의 서빙셀(SC)이 타겟셀(TC)로 핸드오버를 요청하면(S620, S630), 타겟셀(TC)은 타겟셀(TC)의 기본 캐리어(BCC#b)를 통보하는 핸드오버 응답을 수행한다(S640). 한편 서빙셀(SC)은 핸드오버를 요청한 이후에는 단말(10)로 제공되는 하향 링크 데이터(DL)의 전송을 중지하고, 기본 캐리어(BCC#a)로 수신되는 데이터를 버퍼링한다(S650). 이러한 상태에서 서빙셀(SC)은 타겟셀(TC)로부터의 핸드오버 응답을 수신하면 단말(10)로 타겟셀(TC)의 기본 캐리어(BCC#b)로의 핸드오버를 명령한다(S660, S670).

단말(10)은 서빙셀(SC)로부터의 핸드오버 명령에 따라 주파수 재구성 즉, 현재의 캐리어를 서빙셀의 기본 캐리어(BCC#a)에서 타겟셀의 기본 캐리어(BCC#b)로 전환하는 동작을 수행한다(S680). 이 때, 단말(10)은 서빙셀(SC)로의 상향 링크 데이터 전송을 중지하고 기본 캐리어(BCC#a)로 송신하고자 하는 데이터를 버퍼링한다(S690). 한편 서빙셀(SC)은 단말(10) 관련 데이터를 타겟셀(TC)로 포워딩한다. 이후, 단말(10)은 타겟셀(TC)로의 접속을 위한 랜덤 액세스 절차를 수행하여 타겟셀(TC)로의 핸드오버를 완료한다(S700, S710).

단말(10)이 서빙셀(SC)에서 타겟셀(TC)로의 진입을 완료한 다음에 타겟셀(TC) 내부로 이동함에 따라(S720), 타겟셀 즉, 현재의 서빙셀(TC)이 사용 가능한 멀티캐리어 사이의 인트라 내부 주파수 부하 밸런싱(Intra-IFLB)이 가능하면, 현재의 서빙셀(TC)이 주파수 재구성을 수행한다. 현재의 서빙셀(TC)은 단말(10)과 전용 시그널링(예를 들어, RRC Connection Re-configuration, RRC Connection Re-configuration Complete)을 이용하여 멀티캐리어간의 부하 밸러싱 기능을 수행한다(S730).

구체적으로 현재의 서빙셀(TC)이 단말(10)의 이동에 따라 현재의 기본 캐리어(BCC#b)에서 서빙셀에서 사용하는 멀티캐리어 중의 하나인 부가 캐리어(예를 들어, BCC#b1)로의 주파수 전환을 단말(10)로 명령한다(S740). 이에 따라 단말(10)은 현재의 서빙 주파수를 기본 캐리어(BCC#b )에서 부가 캐리어(BCC#b1)로 전환하고, 전환 동작이 완료되면 이를 현재의 서빙셀(TC)로 보고한다(S750, S760).

이러한 핸드오버를 수행하기 위하여 각 셀에서 이루어지는 시그널링(ex: SRB: Signaling Radio Bearer) 절차는 해당 셀의 기본 캐리어를 토대로 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

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

Claims (15)

1. 복수의 캐리어를 사용하는 셀간에 핸드오버를 하는 방법에서,
   각 셀은 하나의 기본 캐리어와 적어도 하나의 부가 캐리어를 포함하는 환경에서, 상기 단말이 타겟셀로 핸드오버하기 전에, 단말이 서빙셀에서 사용중인 캐리어가 상기 서빙셀의 기본 캐리어인지를 확인하는 단계;
   상기 서빙셀에서 사용중인 캐리어가 상기 서빙셀의 기본 캐리어가 아닌 경우에, 상기 사용중인 캐리어를 상기 서빙셀의 기본 캐리어로 전환하는 단계; 및
   상기 서빙셀의 기본 캐리어로 동작하는 단말이 상기 타겟셀로 핸드오버하는 단계
   를 포함하는, 핸드오버 방법.
2. 제1항에 있어서
   상기 핸드오버하는 단계는,
   상기 서빙셀의 기본 캐리어로 동작하는 상기 단말이 사용중인 캐리어를 상기 타겟셀의 기본 캐리어로 전환하여 상기 핸드오버를 수행하는, 핸드오버 방법.
3. 제2항에 있어서
   상기 단말이 상기 타겟셀로 핸드오버하여 진입한 경우, 상기 타겟셀이 사용 가능한 캐리어들에서 최적의 캐리어를 선택하여 상기 단말이 최적의 캐리어로 주파수 전환을 하도록 하는 단계; 및
   상기 타겟셀이 임의 캐리어의 트래픽을 인접한 캐리어로 분산시키는 주파수 부하 밸런싱 절차를 수행하는 단계
   를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
4. 제3항에 있어서
   상기 주파수 전환을 하도록 하는 단계는,
   해당 셀에서 단말이 사용 가능한 캐리어들 중에서, 각 캐리어들에 대한 단말의 액세스 가능성, 캐리어의 자원 가용성, 그리고 캐리어의 사용 단가 중 적어도 하나를 고려하여, 최적 캐리어를 선택하고, 상기 단말로 선택된 최적 캐리어로의 전환을 요청하는, 핸드오버 방법.
5. 제1항에 있어서
   각 셀에서 이루어지는 시그널링 절차는 해당 셀의 기본 캐리어를 토대로 수행되는, 핸드오버 방법.
6. 제1항에 있어서
   아이들 모드 상태의 단말이, 현재 동작중인 캐리어를 확인하는 단계; 및
   상기 확인되는 캐리어가 현재 위치한 셀의 기본 캐리어가 아닌 경우, 상기 동작중인 캐리어를 상기 기본 캐리어로 전환하는 단계
   를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서
   상기 각 셀의 캐리어는 셀 커버리지가 서로 다른, 핸드오버 방법.
8. 단말이 서빙셀에서 타겟셀로 핸드오버 하는 방법에서,
   상기 타겟셀이 하나의 기본 캐리어와 적어도 하나의 부가 캐리어를 포함하는 경우,
   상기 타겟셀에서 사용하는 캐리어들 각각에 대한 셀 커버리지 조정이 가능한지를 판단하는 단계;
   상기 셀 커버리지 조정이 가능하지 않은 경우, 상기 단말이 상기 타겟셀로 진입한 조건을 만족하면, 상기 단말이 동작하는 캐리어들 중에서 최적의 캐리어를 선택하여 상기 단말이 동작하도록 하는 인트라 주파수 전환 절차를 수행하는 단계; 및
   상기 셀 커버리지 조정이 가능한 경우, 상기 단말이 동작하는 캐리어를 상기 타겟셀의 기본 캐리어로 전환하는 핸드오버를 수행하는 단계
   를 포함하는, 핸드오버 방법.
9. 제8항에 있어서
   상기 인트라 주파수 전환 절차를 수행하는 단계는,
   상기 단말이 상기 타겟셀에서 수신하는 신호의 세기가 설정 시간 동안 감소되지 않는 진입 조건이 만족되는 경우에, 상기 인트라 주파수 전환 절차를 수행하는, 핸드오버 방법.
10. 제8항에 있어서
    상기 서빙셀이 복수의 캐리어를 사용하고, 상기 타겟셀이 복수의 캐리어를 사용하는 경우,
    상기 인트라 주파수 전환 절차를 수행하는 단계는,
    상기 타겟셀이 임의 캐리어의 트래픽을 인접한 캐리어로 분산시키는 주파수 부하 밸런싱 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는, 핸드오버 방법.
11. 복수의 캐리어를 사용하는 셀 내부에서 기지국이 핸드오버를 수행하는 방법에서,
    상기 기지국이 단말로부터 해당 셀에서 사용중인 캐리어들에 대한 수신 신호 세기 정보를 포함하는 측정 정보를 수신하는 단계;
    상기 측정 정보를 토대로 상기 단말이 사용 가능한 캐리어들을 포함하는 후보 리스트를 생성하는 단계;
    상기 후보 리스트에 포함되는 캐리어들 각각에 대하여, 단말의 액세스 가능성, 캐리어의 자원 가용성, 그리고 사용 단가 중 적어도 하나를 체크하는 단계;
    상기 후보 리스트에 포함되는 캐리어들 각각에 대한 체크 결과를 토대로, 상기 단말에 대한 최적 캐리어를 선택하는 단계; 및
    상기 단말로 상기 최적 캐리어로의 전환을 요청하는 단계
    를 포함하고,
    상기 체크하는 단계는,
    상기 후보 리스트에 포함되는 각각의 캐리어들에 대하여,
    해당 캐리어를 상기 단말이 액세스할 수 있는지를 나타내는 액세스 가능성을 체크하며, 상기 단말의 무선 프로토콜 버전이 설정된 버전보다 낮은 경우, 해당 캐리어를 액세스 하지 못하는 것으로 판단하는 단계;
    해당 캐리어에 할당된 자원이 핸드오버에 사용되는 트래픽을 수용할 수 있는지를 나타내는 자원 가용성을 체크하는 단계; 및
    해당 캐리어에 대한 과금 비용, 단말의 이동 속도 그리고 해당 캐리어의셀 커버리지 중 적어도 하나를 토대로 상기 캐리어의 사용 단가를 체크하는 단계
    중 적어도 하나를 포함하는, 핸드오버 방법.
12. 삭제
13. 제11항에 있어서
    상기 최적 캐리어를 선택하는 단계는
    상기 후보 리스트에 포함되는 캐리어들 중에서 단말이 액세스가능하고 자원이 핸드오버 트래픽을 수용가능한 조건을 만족하면서, 사용단가가 최저인 캐리어를 최적 캐리어로 선택하는, 핸드오버 방법.
14. 제11항에 있어서
    상기 셀의 캐리어들은 셀 커버리지가 서로 다르며,
    상기 최적 캐리어를 선택하는 단계는 캐리어의 셀 커버리지를 추가적으로 고려하여 상기 최적 캐리어를 선택하는, 핸드오버 방법.
15. 제11항에 있어서
    상기 셀은 하나의 기본 캐리어와 적어도 하나의 부가 캐리어를 포함하는, 핸드오버 방법.

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