KR101417150B1 - 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템 - Google Patents

기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템 Download PDF

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Abstract

SRS를 이용하여 기지국과 릴레이 간의 단말 이동성을 제공할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 제공된다. 기지국에서 릴레이로 이동하는 단말의 이동성을 제공하는 시스템 및 방법에 의하면, 릴레이가 단말이 기지국 영역에서 전송한 제1 SRS(Sounding Reference Signal)의 수신세기를 측정하여 단말이 자신의 영역으로 진입하고 있는지를 확인하고, 단말의 진입을 확인함에 따라, 릴레이가 기지국으로 단말의 진입을 통보한다. 이때 릴레이는 단말의 서비스를 위해 자원을 할당하고 관리한다. 그리고, 기지국은 제1 SRS의 정보 변경을 위한 메시지를 단말로 전송하고, 단말이 메시지의 SRS 설정정보를 이용하여 제2 SRS를 릴레이로 전송한다. 이 경우 제1 SRS는 제2 SRS 보다 송신세기가 큰 신호며, 제1 SRS의 수신세기는 릴레이에서 측정 가능하다.
이동통신망, 릴레이, 기지국, SRS, 이동성

Description

기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템{METHOD FOR PROVIDING MOBILITY BETWEEN NODE-B AND RELAY, AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신망에서 SRS(Sounding Reference Signal)를 이용하여 기지국(eNB: enhanced Node B)과 릴레이(Relay) 간의 단말(UE: User Equipment) 이동성을 제공할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템에 관한 것이다.
최근에 통신 및 컴퓨터 네트워크, 반도체 기술의 비약적인 발전으로 인해 무선통신망을 이용한 다양한 서비스가 제공되고 있을 뿐만 아니라 수요자들의 요구 사항은 날이 갈수록 수준이 높아지고 있으며, 전세계 무선 인터넷 서비스 시장은 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 다양한 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.
ITU-R에서는 3세대 이후의 차세대 이동통신 시스템인 IMT-Advanced의 표준화 작업을 진행하고 있다. IMT-Advanced는 정지 및 저속 이동상태에서 1Gbps, 고속 이 동상태에서 100Mbps의 데이터 전송률로 IP 기반의 멀티미디어 서비스 지원을 목표로 하고 있다.
현재 3GPP는 IMT-Advanced의 요구사항을 충족시키기 위한 시스템 표준으로 OFDMA/SC-FDMA 전송방식 기반인 LTE(Long Term Evolution) 시스템을 개선한 LTE-Advanced를 준비하고 있다. LTE-Advanced는 IMT-Advanced를 위한 유력한 후보 중의 하나이다. LTE-Advanced를 위해 논의가 진행중인 주요 기술로는 릴레이(Relay), 스펙트럼 집성, 상하향 링크 MIMO, 셀간 간섭 제어 등의 기술들이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 릴레이는 셀 내의 음영 지역 해소를 목적으로 사용할 수 있으며, 셀 경계 지역에 릴레이를 설치하여 효과적인 셀 커버리지 확장(커버리지 확장용: 음영지역을 커버하기 위해 사용됨)과 Throughput을 향상시킬 목적으로 사용될 수 있다(Throughput 향상용: 서비스의 데이터 량을 고속화하여 품질을 향상시키기 위해 사용됨). 릴레이 시스템은 기지국(eNB)과 단말(UE) 간 통신 과정에서 릴레이(Relay)를 거쳐 통신을 수행한다. 릴레이는 백홀 링크(Backhaul Link)에 있어 유선이 아닌 무선 백홀을 이용하므로 새로운 기지국의 추가나 유선 백홀의 설치가 필요없는 장점이 있다. 단 LTE-Advanced 시스템에서 릴레이는 현재 표준화 작업중인 Rel-8 단말과의 Backward Compatibility를 만족시켜야 하는 요구조건이 있다.
릴레이는 기지국과 통신을 하는 무선 백홀의 주파수 밴드에 따라 In-Band Relay와 Out-Band Relay가 있다. 기지국과 릴레이간 링크(Backhaul Link)에 사용되는 주파수 밴드가 릴레이와 단말이 링크(Access Link)에 사용되는 주파수 밴드와 같은 경우를 "In-Band Relay(기지국과 릴레이가 동일한 주파수 대역을 사용함)", 다른 경우를 "Out-Band Relay(기지국과 릴레이가 상이한 주파수 대역을 사용함)"라고 한다. Out-Band Relay를 사용하면 추가의 주파수 자원이 필요하므로 주파수 사용 효율이 떨어지지만, 릴레이 적용시 발생하는 문제점 중 하나인 SI 현상을 방지할 수 있다. SI란 릴레이의 송신 안테나와 수신 안테나에서 동일 시간에 동일 밴드로 신호를 송/수신할 경우에 송신 안테나의 신호에 의해 수신 안테나에 발생하는 간섭(Interference)을 말한다. 반면에 In-Band Relay는 주파수 자원의 낭비는 없으나 SI 현상을 방지하기 위한 별도의 기술이 필요하다.
구체적으로, Out-Band Relay는 기지국과 릴레이가 서로 다른 주파수를 사용하여 서로 간의 간섭을 최소화할 수 있지만, FA(Frequency Allocation)를 독립적으로 사용하므로 주파수 활용성에서 좋지 않다. In-Band Relay는 릴레이가 커버하는 셀에 대해 자신의 물리계층 셀 식별자(PCI: Physical Cell Identity)를 가짐으로써 독립적인 셀로 간주하는 Own Cell 방식과, 기지국과 동일한 구성정보를 가짐으로써 동일한 셀로 간주하는 Same Cell 방식이 있다. Own Cell 방식은 커버리지 확장용에는 간섭이 적지만 Throughput 향상용에서는 기지국과 간섭이 크게 작용하고, Same Cell 방식은 기지국과 자원을 공유하므로 자원에 대한 스케쥴 기능이 필요하다.
LTE 망에서는 릴레이에 대한 이동성에 대해 논의중에 있으며, 이에 대해 현재까지는 정립된 바가 없다. 도 2를 참조하여 기지국 셀간 이동시의 일반적인 핸드오버 절차를 설명하면 다음과 같다.
단말(UE)이 PCI=1의 기지국 커버리지 내에서 서비스를 받고 있다(Call Setup).
단말(UE)이 PCI=2의 기지국 커버리지로 이동시, 단말(UE)은 해당 셀의 Reference Signal를 통해 PCI=2를 탐색하고, 핸드오버를 요청하기 위해 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 전송한다.
기지국(eNB)은 단말(UE)의 연속적인 서비스를 위해 해당 셀의 자원(주파수 자원, 전송 채널, 전송 파워 등)을 설정하고, 설정된 자원을 바탕으로 해당 정보를 단말(UE)에게 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지 내 mobilityControlInformation을 통해 알려준다.
단말(UE)은 RRC Connection Reconfiguration 메시지 내 정보를 이용하여 내부 설정을 마치고, RRC 연결 재구성 완료(Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 기지국(eNB)으로 전송한다.
상기와 같은 핸드오버 절차에 있어서, 단말(UE)은 Down Link Reference Signal의 PCI를 보고 이웃 셀을 탐색하여 핸드오버 절차를 수행한다. 그러나, In-Band 릴레이(Relay)가 Own Cell의 구조가 아닌 Same cell인 경우에(릴레이가 독립적인 셀을 갖지 않으므로 릴레이와 기지국의 PCI는 동일함), 단말이 기지국 영역에서 릴레이 영역내로 진입하게 되면 릴레이의 셀을 기지국의 셀과 동일한 셀(Cell)로 간주하기 때문에, 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 기지국으로 전송할 수 없다. 따라서 릴레이(Relay)와 기지국(eNB) 간 이동 시점을 구분할 수 없어 릴레이를 통해 커버리지 확대 및 Throughput 향상에 대한 이득을 얻을 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이동통신망에서 SRS를 이용하여 기지국과 릴레이 간의 단말 이동성을 제공할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, SRS를 이용하여 기지국과 릴레이 간의 단말 이동성을 제공할 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 제공된다. 기지국에서 릴레이로 이동하는 단말의 이동성을 제공하는 시스템 및 방법에 의하면, 릴레이가 단말이 기지국 영역에서 전송한 제1 SRS(Sounding Reference Signal)의 수신세기를 측정하여 단말이 자신의 영역으로 진입하고 있는지를 확인하고, 단말의 진입을 확인함에 따라, 릴레이가 기지국으로 단말의 진입을 통보한다. 이때 릴레이는 단말의 서비스를 위해 자원을 할당하고 관리한다. 그리고, 기지국은 제1 SRS의 정보 변경을 위한 메시지를 단말로 전송하고, 단말이 메시지의 SRS 설정정보를 이용하여 제2 SRS를 릴레이로 전송한다. 이 경우 제1 SRS는 제2 SRS 보다 송신세기가 큰 신호며, 제1 SRS의 수신세기는 릴레이에서 측정 가능하다.
또한 릴레이에서 기지국으로 이동하는 단말의 이동성을 제공하는 시스템 및 방법에 의하면, 릴레이가 단말이 자신의 영역에서 전송한 제1 SRS의 수신세기를 측정하여 단말이 자신의 영역을 벗어나고 있는지를 확인하고, 단말의 진출을 확인함에 따라, 기지국으로 단말의 진출을 통보한다. 이때 릴레이는 단말의 서비스를 위 해 할당했던 자원을 회수하고, 단말에 대한 제어를 기지국으로 이관한다. 그리고 기지국은 단말의 서비스를 위해 자원을 할당하고 관리한다. 또한 릴레이는 제1 SRS의 정보 변경을 위한 메시지를 단말로 전송하고, 단말은 메시지의 SRS 설정정보를 이용하여 제2 SRS를 기지국으로 전송한다. 이 경우 제2 SRS는 제1 SRS 보다 송신세기가 큰 신호이며, 제2 SRS의 수신세기는 릴레이에서 측정 가능하다.
본 발명에 의하면, 릴레이(Relay)와 기지국(eNB) 간 이동 시점을 구분할 수 있어 릴레이를 통한 커버리지 확대 및 Throughput 향상에 대한 이득을 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한 본 발명은 릴레이를 이용하여 보다 정확하게 위치를 추적할 수 있는 이점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면이다.
일실시예에 있어서, 이동통신망은, 예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA와 같은 2G 이동통신망, LTE망, WiFi와 같은 무선인터넷, WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)와 같은 휴대인터넷 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망(예컨 대, WCDMA 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 이동통신망, 또는 향후 개발될 4G 등) 및 기지국(eNB)(30), 릴레이(Relay)(21~25) 및 단말(UE)(10)을 구성요소로 포함하는 임의의 기타 이동통신망을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 이동통신망은 하나 이상의 네트워크 셀로 구성될 수 있고, 이동통신망에 서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재할 수 있다. 이동통신망은 좁은 범위의 네트워크 셀(피코셀)을 관리하는 릴레이(Relay)(21~25), 넓은 범위의 셀(매크로셀)을 관리하는 기지국(eNB)(30), 단말(UE)(10), SON(Self Organizing&optimizing Networks) 서버(40) 및 MME(50)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 각 구성요소의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명이 실시될 수 있는 이동통신망의 각 구성요소의 개수가 도면에 도시된 개수에 제한되는 것은 아니다.
기지국(eNB)(30)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 1km 내외의 반경을 갖는 매크로셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 기지국(30)은 도심지에서 섹터(Sector) 방식의 다중 FA(Multi FA)를 사용하거나, 산간지역 등에서 단일 FA(1FA)를 사용한다. 다중 FA의 일예로서, WCDMA에서 옥외용 기지국(30)은 4FA를 사용한다.
릴레이(21~25)는 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 수십 m 내외의 반경을 갖는 피코셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
릴레이(21~25)는 셀 내의 음영 지역 해소를 목적으로 사용하며, 셀 경계 지역에 릴레이(21~25)를 설치하여 효과적인 셀 커버리지 확장과 Throughput을 향상시킬 수 있다. 기지국(30)과 단말(10) 간 통신 과정에 릴레이(21~25)를 거쳐 통신을 수행하는데, 릴레이(21~25)는 백홀 링크에 있어 유선이 아닌 무선 백홀을 이용한다. 본 발명에서는 기지국(30)과 릴레이(21~25) 간 링크(Backhaul Link)에 사용되는 주파수 밴드가 릴레이(21~25)와 단말(10) 간 링크(Access Link)에 사용되는 주파수 밴드와 같은 In-Band Relay를 고려한다. 특히 본 발명은 In-Band Relay 중 기지국(30)과 동일한 구성정보(예컨대, PCI)를 갖고 기지국(30)과 자원을 공유하는 Same Cell을 대상으로 한다. 기지국(30)과 동일한 PCI를 갖는 Same Cell 릴레이 환경은 도 4와 같다.
이동통신망을 구성하는 네트워크 셀은 매크로셀 및 피코셀을 포함할 수 있다. 매크로셀은 기지국(30)에 의해 관리될 수 있고, 피코셀은 릴레이(21~25)에 의해 관리될 수 있다.
릴레이(21~25)나 기지국(30)은 각각 독자적으로 코어망의 접속성을 가질 수 있다.
단말(UE)(10)은 GSM망, CDMA망와 같은 2G 이동통신망, LTE망, WiFi망과 같은 무선인터넷망, WiBro망 및 WiMax망과 같은 휴대인터넷망 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망에서 사용되는 무선 이동 단말기의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일실시예에 있어서, 단말(10)은 매크로셀 가입자 단말 또는 /및 피코셀 가입자 단말일 수 있다.
SON 서버(40)는 기지국/릴레이 설치 및 최적화를 수행하고 각 기지국/릴레이에 필요한 기본 파라미터 또는 데이터를 제공하는 기능을 하는 임의의 서버를 포함할 수 있다.
MME(50)는 단말(10)의 호 처리 등을 관리하기 위하여 사용되는 임의의 개체를 포함할 수 있다.
일실시예에 있어서, 하나의 네트워크 관리 장치가 SON 서버(40)와 MME(50)의 기능을 모두 수행할 수 있고, SON 서버(40) 및 MME(50)는 하나 이상의 기지국(30)과 하나 이상의 릴레이(21~25)를 관리할 수 있다.
상기 이동통신망에서 매크로셀 및 피코셀이 혼재된 네트워크 셀을 가정하였지만, 네트워크 셀은 매크로셀 또는 피코셀만으로도 구성 가능하다.
LTE 상향링크 채널에는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel), PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), PRACH(Physical Random Access Channel), SRS(Sounding Reference Signal) Channel이 사용된다. PRACH는 초기 동기를 맞추기 위하여 단말이 전송하는 LTE 상향링크 채널이다. PUCCH는 LTE 상향링크 제어 채널로서, CQI 정보 및 ACK/NACK 등을 포함한다. PUSCH는 LTE 상향링크 데이터 채널이다. SRS는 LTE 상향링크의 RS(Reference Signal) 중 하나로 단말(10)이 주기적으로 전송함으로써, PRACH를 이용하여 상향링크의 초기 동기를 맞춘 단말(10)의 동기를 유지하게 한다. 또한, 상향링크의 채널 품질을 알려주어 기지국 상향링크 스케쥴러의 입력 정보로 이용한다.
이처럼 LTE 상향링크에서는 PRACH를 이용하여 초기 동기를 설정하고, PRACH를 통하여 초기 동기를 맞춘 단말(10)은 SRS를 주기적으로 전송하여 타이밍 정보를 측정하여 상향링크의 동기를 유지한다.
참고적으로, 본 발명에서 이용되는 SRS 전송 절차는 도 5와 같은 절차에 의해 수행된다. SRS는 Channel Quality와 Timing을 측정하기 위해 사용되며, 다음과 같은 절차에 의해 수행된다.
기지국(eNB)(30)은 SIB(System Information Block) 메시지를 통해 자신의 공통 채널(Common Channel) 정보를 전송한다(501). 이때 SIB2(System Information Block type 2)에 SRS에 대한 일반적인 정보(수신 타이밍 및 채널 품질 평가를 위한 정보)가 포함되어 있다.
단말(10)은 서비스를 요청하기 위해 RRC 연결 요청(Connection Request) 메시지를 기지국(eNB)(30)으로 전송한다(502).
RRC 연결 요청(Connection Request) 메시지를 수신한 기지국(30)은 해당 단말(10)을 위해 자원을 할당하고 RRC 연결 요청(Connection Request) 메시지에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지를 단말(10)로 전송한다(503). 이때 단말(10)마다 독자적으로 SRS를 위해 사용될 SRS-Dedicated 정보와 Uplink에 사용될 Power Control 정보를 RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지에 실어 보낸다. SRS-Dedicated 정보 내에는 SRS를 송신할 대역폭(Bandwidth)과 송신 주기 등이 포함되고, Uplink Power Control 정보 내에는 송신 파워의 인자(Factor)가 포함된다.
단말(10)은 RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지 내 정보를 이용하여 내부 설정을 마치고 RRC 연결 설정 완료(Connection Setup Complete) 메시지를 기지국(30)으로 전송한다(504).
단말(10)은 SRS-Common/Dedicated와 Uplink Power Control 정보를 이용하여 주기적으로 SRS를 기지국(30)으로 전송한다(505).
단말(10)과 MME(50) 간 NAS(Non Access Stratum) 절차를 이용하여 단말(10)이 받고자 하는 서비스를 협의한다(506).
기지국(30)은 단말(10)이 받고자 하는 서비스에 맞는 자원을 할당하고 할당된 자원을 바탕으로 해당 정보를 단말(10)에게 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지 내 mobilityControlInformation을 통해 알려주며(507), 이때 SRS의 정보 변경이 필요한 경우 SRS-Dedicated와 Uplink Power Control 정보를 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지에 실어 전송한다.
단말(10)은 RRC (Connection Reconfiguration) 메시지 내 정보를 이용하여 내부 설정을 마치고 RRC 연결 재구성 확인(Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 기지국(30)으로 전송한다(508).
단말(10)은 SRS-Common/Dedicated와 Uplink Power Control 정보를 이용하여 주기적으로 SRS를 기지국(30)으로 전송한다(509).
상기의 SRS 전송 절차는 릴레이(21~25)에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다. 간략하게 살펴보면, 릴레이(21~25 중 어느 하나로서, 예컨대 21) 영역 내에서 서비스를 요청하기 위해 단말(10)이 전송한 RRC Connection Request 메시지를 수신 한 릴레이(21)는 해당 단말(10)을 위해 자원을 할당하고 RRC 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 RRC 연결 설정 메시지를 단말(10)로 전송하는데, 이때 단말(10)마다 독자적으로 SRS를 위해 사용될 SRS-Dedicated 정보와 Uplink에 사용될 Power Control 정보를 실어 보낸다. SRS-Dedicated 정보 내에는 SRS를 송신할 Bandwidth와 송신 주기 등이 포함되고, Uplink Power Control 정보 내에는 송신 파워의 Factor가 포함된다. 이후에 단말(10)은 RRC 연결 설정 메시지 내 정보를 이용하여 내부 설정을 마치고 RRC 연결 설정 완료 메시지를 릴레이(21)로 전송한다. 이로써 단말(10)은 SRS-Common/Dedicated와 Uplink Power Control 정보를 이용하여 주기적으로 SRS를 릴레이(21)로 전송하게 된다.
기지국(30)과 릴레이(21~25) 간 단말(10)의 이동성에 대한 절차는, 단말(10)이 기지국(30) 영역에서 릴레이(21~25) 영역으로 이동하는 경우의 제1 핸드오버 절차(도 6)와, 단말(10)이 릴레이(21~25) 영역에서 기지국(30) 영역으로 이동하는 경우의 제2 핸드오버 절차(도 7 참조)로 구분할 수 있다.
도 6을 참조하여 제1 핸드오버 절차를 살펴보면 다음과 같다.
단말(10)이 기지국(30)을 통해 서비스를 받고 있다(601). 이때 단말(10)은 기지국(30)을 통해 호 설정시 수신한 정보를 바탕으로 SRS를 주기적으로 전송한다(602). 기지국(30) 기반에서 서비스를 받고 있는 단말(10)이 전송하는 SRS 송신세기는 크기 때문에 기지국(30) 뿐만 아니라 릴레이(21~25)까지 충분히 수신할 수 있다(602). 여기서 단말(10)은 기지국(30)을 기준으로 SRS 송신세기를 정하며, 단말(10)이 전송하는 SRS에는 대역폭, 송신주기, 송신파워에 관한 정보(SRS 송신세 기)가 포함된다. 일실시예에 있어서, SRS는 단말(10)의 RRC 연결 요청(Connection Request)에 대한 응답으로 기지국(30)이 RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지를 통해 단말(10)로 전송한 SRS-Dedicated 정보와 Power Control 정보를 바탕으로 전송된다. 다른 실시예에 있어서, 릴레이(21~25) 영역에서 기지국(30) 영역으로 단말이 이동한 경우(하기의 도 7 참조), SRS는 릴레이(21~25)가 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지(도 7의 "707" 단계)를 통해 단말(10)로 전송한 SRS-dedicated/Uplink Power Control 정보를 바탕으로 전송된다.
여기서 기지국(30)을 기준으로 정해지는 단말(10)의 SRS 송신세기는 기본적으로 후술될 릴레이(21~25)을 기준으로 정해지는 단말(10)의 SRS 송신세기 보다는 크다. 양자의 구분을 위해 전자를 제1 SRS 송신세기라 칭하고, 후자를 제2 SRS 송신세기라 칭한다.
만약 단말(10)이 릴레이(21~25 중 어느 하나임) 영역으로 이동하면(603), 해당 릴레이(예컨대, 21)는 단말(10)로부터 수신되는 SRS를 지속적으로 탐색하여 제1 SRS 송신세기를 측정한 결과인 SRS 수신세기(이를 구분을 위하여 제1 SRS 수신세기라 칭함)가 임계치(Threshold_high)를 만족하는지를 감시한다(604).
단말(10)이 릴레이(21) 영역으로 이동하게 되면, 제1 SRS 송신세기에 대한 측정 결과인 제1 SRS 수신세기가 점점 커지게 된다. 릴레이(21) 입장에서는 단말(10)이 접근하게 되면, 제1 SRS 수신세기는 점점 커지고(제1 SRS 송신세기는 고정되어 있음), 멀어지게 되면 제1 SRS 수신세기는 점점 작아지게 된다(제1 SRS 송신세기는 고정되어 있음). 따라서 임계치(Threshold_high)는 단말(10)의 접근시 제 1 SRS 수신세기가 점점 커지는 것을 고려하고 또한 제1 SRS 송신세기가 제2 SRS 송신세기 보다 크다는 점을 고려하여(결국 제1 SRS 송신세기의 측정 결과인 제1 SRS 수신세기가 제2 SRS 송신세기의 측정 결과인 제2 SRS 수신세기 보다 크게 됨) 충분히 높은 임계치를 설정한다.
만약 제1 SRS 수신세기가 임계치(Threshold_high) 이상이면, 릴레이(21)는 단말(10)이 릴레이(21)의 영역에 들어왔음을 기지국(30)으로 통보한다(605).
릴레이(21) 영역으로 단말(10)이 이동했음을 통보받은 기지국(30)은 해당 단말(10)에 대한 서비스를 위해 할당하던 자원을 더 이상 사용하지 않고 릴레이(21)가 서비스를 지속적으로 유지하도록 자원관리를 릴레이(21)로 넘긴다(606). 릴레이(21)는 해당 단말(10)을 서비스하기 위해 자원을 할당하고 관리한다.
그리고, 기지국(30)은 단말(10)이 제1 SRS 송신세기를 릴레이(21)에 맞게 수정할 수 있도록, RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지 내에 SRS-dedicated/Uplink Power Control 정보를 실어 단말(10)에게 통보한다(607).
이제 단말(10)은 릴레이(21)를 통해 서비스를 받게 된다(608). 이때 단말(10)은 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지를 통해 수신한 정보를 바탕으로 SRS를 지속적으로 릴레이(21)에게 전송한다(609). 이때 단말(10)은 릴레이(21)를 기준으로 제2 SRS 송신세기를 정하며, 단말(10)이 전송하는 SRS에는 대역폭, 송신주기, 송신파워에 관한 정보(SRS 송신세기)가 포함된다. SRS는 기지국(30)이 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지를 통해 단말(10)로 전송한 SRS-Dedicated 정보와 Power Control 정보를 바탕으로 전송된다.
여기서 릴레이(21)를 기준으로 새롭게 정해지는 단말(10)의 제2 SRS 송신세기는 기본적으로 제1 SRS 송신세기 보다 작다. 왜냐하면 일반적으로 단말(10)과 릴레이(21)의 거리가 단말(10)과 기지국(30)의 거리보다 짧으므로, 릴레이(21)를 통해 서비스하는 단말(10)이 전송하는 제2 SRS 송신세기는 기존 송신하던 제1 SRS 송신세기에 비해 약하게 송신될 것이다. 따라서 단말(10)이 릴레이(21)를 통해 서비스받게 되면 단말(10)이 송신하는 제2 SRS 송신세기를 기지국(30)이 수신하지 못하거나 미약하게 될 것이다.
도 7을 참조하여 제2 핸드오버 절차를 살펴보면 다음과 같다.
단말(10)이 릴레이(21~25 중 어느 하나임)를 통해 서비스를 받고 있다(701). 이때 단말(10)은 릴레이(예컨대 21)를 통해 호 설정시 수신한 정보를 바탕으로 SRS를 주기적으로 전송한다(702). 릴레이(21) 기반에서 서비스를 받고 있는 단말(10)이 전송하는 제2 SRS 송신세기는 제1 SRS 송신세기보다 작기 때문에 기지국(30)에서는 제2 SRS 송신세기에 대한 측정 결과로서의 제2 SRS 수신세기를 수신하지 못하거나 미약하게 수신할 것이다. 여기서 단말(10)은 릴레이(21)를 기준으로 제2 SRS 송신세기를 정하며, 단말(10)이 전송하는 SRS에는 대역폭, 송신주기, 송신파워에 관한 정보(SRS 송신세기)가 포함된다. 일실시예에 있어서, SRS는 단말(10)의 RRC 연결 요청(Connection Request)에 대한 응답으로 릴레이(21)가 RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지를 통해 단말(10)로 전송한 SRS-Dedicated 정보와 Power Control 정보를 바탕으로 전송된다. 다른 실시예에 있어서, 기지국(30) 영역에서 릴레이(21) 영역으로 단말이 이동한 경우(상기 도 6 참조), SRS는 기지국(30) 이 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지(도 6의 "607" 단계)를 통해 단말(10)로 전송한 SRS-dedicated/Uplink Power Control 정보를 바탕으로 전송된다.
여기서 릴레이(21)를 기준으로 정해지는 단말(10)의 제2 SRS 송신세기는 기본적으로 기지국(30)을 기준으로 정해지는 단말(10)의 제1 SRS 송신세기 보다는 작다. 따라서 SRS 송신세기를 측정한 결과로서의 제2 SRS 수신세기는 제1 SRS 수신세기 보다 작다.
만약 단말(10)이 릴레이(21) 영역에서 기지국(30) 영역으로 이동하면(703), 기지국(30)은 단말(10)로부터 수신되는 SRS를 지속적으로 탐색하여 제2 SRS 송신세기를 측정한 결과인 제2 SRS 수신세기가 임계치(Threshold_low)를 만족하거나 수신되지 않는지를 감시한다(704).
단말(10)이 릴레이(21)에서 기지국(30) 영역으로 이동하게 되면, 제2 SRS 송신세기에 대한 측정 결과인 제2 SRS 수신세기가 점점 작아지게 된다. 릴레이(21) 입장에서는 단말(10)이 멀어지게 되면, 제2 SRS 수신세기는 점점 작아지고(제2 SRS 송신세기는 고정되어 있음), 가까워지면 제2 SRS 수신세기는 점점 커지게 된다(제2 SRS 송신세기는 고정되어 있음). 따라서 임계치(Threshold_low)는 단말(10)이 멀어지게 되면 제2 SRS 수신세기가 점점 작아지는 것을 고려하고 또한 제2 SRS 송신세기가 제1 SRS 송신세기 보다 작다는 점을 고려하여(결국 제2 SRS 송신세기의 측정 결과인 제2 SRS 수신세기가 제1 SRS 송신세기의 측정 결과인 제1 SRS 수신세기 보다 작게 됨) 낮은 임계치를 설정한다.
만약 제2 SRS 수신세기가 임계치(Threshold_high) 이하이면, 릴레이(21)는 단말(10)이 릴레이(21)의 영역을 벗어났음을 기지국(30)으로 통보한다(705).
릴레이(21) 영역에서 단말(10)이 벗어났음을 통보받은 기지국(30)은 해당 단말(10)을 서비스하기 위해 자원을 할당하고 관리한다. 이때 릴레이(21)는 할당하던 자원을 더 이상 사용하지 않고 기지국(30)이 서비스를 지속적으로 유지하도록 단말(10)에 대한 제어를 기지국(30)으로 넘긴다(706).
그리고, 릴레이(21)는 단말(10)이 제2 SRS 송신세기를 기지국(30)에 맞게 수정할 수 있도록, RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지 내에 SRS-dedicated/Uplink Power Control 정보를 실어 단말(10)에게 통보한다(707).
이제 단말(10)은 기지국(30)을 통해 서비스를 받게 된다(708). 이때 단말(10)은 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지를 통해 수신한 정보를 바탕으로 SRS를 지속적으로 기지국(30)에게 전송한다(709). 이때 단말(10)은 기지국(30)을 기준으로 제1 SRS 송신세기를 정하며, 단말(10)이 전송하는 SRS에는 대역폭, 송신주기, 송신파워에 관한 정보(SRS 송신세기)가 포함된다. SRS는 릴레이(21)가 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지를 통해 단말(10)로 전송한 SRS-Dedicated 정보와 Power Control 정보를 바탕으로 전송된다.
여기서 기지국(30)을 기준으로 새롭게 정해지는 단말(10)의 제1 SRS 송신세기는 기본적으로 제2 SRS 송신세기 보다 크다. 왜냐하면 일반적으로 단말(10)과 기지국(30)의 거리가 단말(10)과 릴레이(21)의 거리 보다 더 멀리 존재하므로, 기지국(30)을 통해 서비스하는 단말(10)이 전송하는 제1 SRS 송신세기는 기존 송신하던 제2 SRS 송신세기에 비해 강하게 송신될 것이다. 따라서 단말(10)이 기지국(30)을 통해 서비스받게 되면 단말(10)이 송신하는 제1 SRS 송신세기는 크기 때문에 기지국(30) 뿐만 아니라 릴레이(21~25)까지 충분히 수신할 수 있다.
MME(50)는 상기 도 6 및 도 7의 제1 및 제2 핸드오버 절차에 기인하여 릴레이 정보를 바탕으로 단말(10)의 위치를 유추(추적)할 수 있다. 이는 릴레이(21~25)를 이용하여 보다 정확하게 위치를 추적할 수 있는 이점이 있다. 즉 기지국 셀 반경은 크지만 릴레이 셀 반경은 작으므로 릴레이(21~25)의 셀 식별자를 바탕으로 단말(10)의 위치를 보다 정밀하게 추정할 수 있다. 또한 GPS가 미 탑재된 단말에 대해서도 정확한 위치추적이 가능하다.
본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
도 1은 LTE망에서 릴레이 형상을 도시한 도면.
도 2는 일반적인 핸드오버 절차를 도시한 도면.
도 3은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명이 실시될 수 있는 기지국과 릴레이 간에 동일한 PCI를 사용하는 이동통신망 환경을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 이용되는 SRS 전송 절차를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 기지국에서 릴레이로의 이동성 제공 절차를 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 릴레이에서 기지국으로의 이동성 제공 절차를 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 단말(UE) 21~25: 릴레이(Relay)
30: 기지국(eNB) 40: SON 서버
50: MME

Claims (18)

  1. 이동통신망에서 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법으로서,
    릴레이가 단말이 기지국 영역에서 전송한 제1 SRS(Sounding Reference Signal)의 수신세기를 측정하여 상기 단말이 자신의 영역으로 진입하고 있는지를 확인하는 단계;
    상기 단말의 진입을 확인함에 따라, 상기 릴레이가 기지국으로 상기 단말의 진입을 통보하는 단계; 및
    상기 릴레이가 상기 단말의 서비스를 위해 자원을 할당하고 관리하는 단계를 포함하는 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국이 상기 제1 SRS의 정보 변경을 위한 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 메시지의 SRS 설정정보를 이용하여 제2 SRS를 상기 릴레이로 전송하는 단계를 더 포함하는 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 SRS는 상기 제2 SRS 보다 송신세기가 큰 신호며,
    상기 제1 SRS의 수신세기는 상기 릴레이에서 측정 가능한, 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  4. 이동통신망에서 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법으로서,
    릴레이가 단말이 자신의 영역에서 전송한 제1 SRS(Sounding Reference Signal)의 수신세기를 측정하여 상기 단말이 자신의 영역을 벗어나고 있는지를 확인하는 단계;
    상기 단말의 진출을 확인함에 따라, 상기 릴레이가 기지국으로 상기 단말의 진출을 통보하는 단계; 및
    상기 릴레이가 상기 단말의 서비스를 위해 할당했던 자원을 회수하고, 상기 단말에 대한 제어를 상기 기지국으로 이관하는 단계를 포함하는 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기지국이 상기 단말의 서비스를 위해 자원을 할당하고 관리하는 단계;
    상기 릴레이가 상기 제1 SRS의 정보 변경을 위한 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 메시지의 SRS 설정정보를 이용하여 제2 SRS를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 SRS는 상기 제1 SRS 보다 송신세기가 큰 신호이며,
    상기 제2 SRS의 수신세기는 상기 릴레이에서 측정 가능한, 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 릴레이는, 상기 기지국과 동일한 물리계층 셀 식별자(PCI)를 갖는, 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    릴레이 정보를 바탕으로 상기 단말의 위치를 추적하는 단계를 더 포함하는 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  9. 제2항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메시지는 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지이며,
    상기 SRS 설정정보는, SRS-Dedicated 정보와 Uplink Power Control 정보를 포함하며,
    SRS-Dedicated 정보는 SRS를 송신할 Bandwidth와 송신 주기를 포함하고, Uplink Power Control 정보는 송신 파워의 Factor를 포함하는, 기지국과 릴레이 간의 이동성 제공 방법.
  10. 셀 간 이동성 제공을 위한 이동통신 시스템으로서,
    단말이 기지국 영역에서 전송한 제1 SRS(Sounding Reference Signal)의 수신세기를 측정하여 상기 단말이 자신의 영역으로 진입하고 있는지를 확인하며, 상기 단말의 진입을 확인함에 따라 기지국으로 상기 단말의 진입을 통보하고 상기 단말의 서비스를 위해 자원을 할당하고 관리하는 릴레이; 및
    상기 릴레이의 상기 통보에 응답하여 상기 제1 SRS의 정보 변경을 위한 메시지를 상기 단말로 전송하는 기지국을 포함하는 이동통신 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 메시지의 SRS 설정정보를 이용하여 제2 SRS를 상기 릴레이로 전송하는 상기 단말을 더 포함하는 이동통신 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 SRS는 상기 제2 SRS 보다 송신세기가 큰 신호며,
    상기 제1 SRS의 수신세기는 상기 릴레이에서 측정 가능한, 이동통신 시스템.
  13. 셀 간 이동성 제공을 위한 이동통신 시스템으로서,
    단말이 자신의 영역에서 전송한 제1 SRS(Sounding Reference Signal)의 수신세기를 측정하여 상기 단말이 자신의 영역을 벗어나고 있는지를 확인하며, 상기 단말의 진출을 확인함에 따라 기지국으로 상기 단말의 진출을 통보하고 상기 단말의 서비스를 위해 할당했던 자원을 회수하며, 상기 단말에 대한 제어를 상기 기지국으로 이관하고, 상기 제1 SRS의 정보 변경을 위한 메시지를 상기 단말로 전송하는 릴레이; 및
    상기 단말의 서비스를 위해 자원을 할당하고 관리하는 상기 기지국을 포함하는 이동통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메시지의 SRS 설정정보를 이용하여 제2 SRS를 상기 기지국으로 전송하는 상기 단말을 더 포함하는 이동통신 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 SRS는 상기 제1 SRS 보다 송신세기가 큰 신호이며,
    상기 제2 SRS의 수신세기는 상기 릴레이에서 측정 가능한, 이동통신 시스템.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 릴레이는, 상기 기지국과 동일한 물리계층 셀 식별자(PCI)를 갖는, 이동통신 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    릴레이 정보를 바탕으로 상기 단말의 위치를 추적하는 MME를 더 포함하는 이 동통신 시스템.
  18. 제11항, 제12항, 제14항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메시지는 RRC 연결 재구성(Connection Reconfiguration) 메시지이며,
    상기 SRS 설정정보는, SRS-Dedicated 정보와 Uplink Power Control 정보를 포함하며,
    SRS-Dedicated 정보는 SRS를 송신할 Bandwidth와 송신 주기를 포함하고, Uplink Power Control 정보는 송신 파워의 Factor를 포함하는, 이동통신 시스템.
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