KR101467801B1

KR101467801B1 - 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법 및 이를 지원하는 이동 단말

Info

Publication number: KR101467801B1
Application number: KR1020097017085A
Authority: KR
Inventors: 윤애란; 김용호; 류기선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2014-12-04
Also published as: WO2008108591A2; US20100120392A1; US8406726B2; WO2008108591A3; KR20090123862A

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 이동 단말의 위치나 채널 상황에 관계없이 긴급 호 연결을 최단 시간 내에 기지국에 요청하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이동 단말이 상향링크로 긴급 호 연결을 요청할 때, 기지국은 이동 단말의 신호 품질이 기준치 이하거나, 이동 단말의 신호 품질이 중계국을 경유한 경우의 신호 품질보다 열악한 경우 이동 단말-중계국-기지국의 통신 경로를 설정함으로써, 열악한 채널 하에서 레인징이 반복되거나 긴급 데이터의 전송이 수차례 반복되는 것을 방지하여 긴급 구조 서비스가 신속하게 수행되도록 한다.

Description

이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법 및 이를 지원하는 이동 단말{METHOD OF EMERGENCY COMMUNICATION IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND MOBILE STATION SUPPORTING THE SAME}

본 발명은 이동통신 시스템에서 이동 단말의 위치나 채널 상황에 관계없이 긴급 호 연결을 최단 시간 내에 기지국에 요청하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

직교주파수 분할 다중화 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA)을 지원하는 이동통신 시스템에서 이동 단말이 새로운 셀에 진입하면 해당 셀의 기지국과 초기화 과정을 수행하는데, 이와 같은 초기화 과정의 하나로 레인징(Ranging)이 포함된다. 레인징이란 이동 단말에서 OFDMA의 물리계층(PHY)을 지원하기 위해 기지국의 수신 프레임(Rx frame)을 정렬하고, 해당 수신 임계값 내에서 수신되는 올바른 타이밍 오프셋과 전력 조절값을 구하는 과정을 말한다.

OFDMA 기반의 레인징 과정을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

기지국과 이동 단말 간의 레인징 절차는 크게 이동 단말의 파워가 온(on)되거나 셀 간 이동으로 핸드오버가 이루어질 때 수행되는 초기 레인징(Initial Ranging)과, 서빙 기지국(Serving BS)과 주기적으로 수행하거나 기지국에서 신호상태가 불량한 것으로 판단될 때 이동 단말에게 요구하여 수행되는 주기적 레인징 (Periodic ranging)으로 구분할 수 있다. 이하, 초기 레인징 절차에 대해 살펴보기로 한다.

이동 단말은 기지국과 하향링크 동기(DL Sync)를 맞추고 상향링크 전송 파라미터(Uplink Transmitter parameter)를 획득한다(S101). 이어서, 이동 단말은 프레임 구조(Frame Structure)안에 할당된 레인징 부채널(Ranging Subchannel)의 슬롯들(Slots) 중 어느 하나를 임의로 선택한다(S102). 그리고 레인징 요구 메시지(RNG-REQ message)를 임의의 초기 레인징 코드(Initial Ranging CODE)를 이용하여 상기 선택된 슬롯을 통해 기지국으로 전달한다(S103).

OFDMA를 이용하는 광대역 무선 접속 시스템에서 이동 단말은 상향링크 전송 파라미터를 조정하기 위한 레인징 요청과 상향링크 대역 요청을 특히 CDMA 코드를 이용하여 수행할 수 있다. 이 경우, 기지국은 상향링크 채널 서술자 메시지(Uplink Channel Descriptor message; UCD message)를 통해 레인징과 대역요청을 위한 CDMA 코드 집합을 방송 형태로 이동 단말들에게 전달하고, 이동 단말은 UCD 메시지에 포함된 CDMA 코드 중에 용도에 맞는 레인징 모드를 임의로 선택하여 레인징을 위해 할당된 상향링크 대역으로 전송한다. 선택 가능한 레인징 모드의 종류에는 초기 레인징, 핸드오버 레인징, 주기적 레인징 및 대역요청 레인징 등이 있다. 레인징을 위한 상향링크 대역인 레인징 구간은 기지국이 상향링크 맵(Uplink Map; UL-MAP)에 포함되는 상향링크 맵 정보 요소(Uplink Map Information Element; UM_IE)를 통해 이동 단말들에게 경쟁적으로 할당한다.

이동 단말로부터 CDMA 코드(또는 레인징 코드)를 수신한 기지국은 레인징 응 답 메시지(RNG-RSP message)를 통해 상향링크 전송 동기화에 필요한 전송 전력 조정 값, 시간, 주파수 조정 값 등의 결정(adjustment) 값과 레인징 상태(status) 등을 설정하여 이동 단말에게 전달한다(S104). 여기서, 상향링크 전송 파라미터의 조정이 완료된 경우 레인징 상태(status)는 'success'로 설정되며, 이 경우 기지국은 CDMA 할당 정보 요소(CDMA_Allocation_IE)를 이동 단말에 전송함으로써 해당 이동 단말이 레인징 요청 메시지(RNG-REQ)를 전송할 수 있도록 상향링크 대역(Uplink bandwidth)을 할당한다(S105). 그러나 레인징 상태(status)가 'continue' 이면 단말은 S102 과정으로 돌아가 status가 'success'가 될 때까지 이후의 과정들(S103∼S105)을 반복한다.

상향링크 대역을 할당받은 이동 단말은 자신의 식별자(MAC 주소)를 포함하는 레인징 요청 메시지(RNG-REQ)를 기지국에 전달한다(S106). 레인징 요청 메시지를 수신한 기지국은 기본관리연결식별자(Basic Management CID) 및 제1관리연결식별자(Primary Management CID)를 포함하는 레인징 응답 메시지(RNG-RSP)를 이동 단말에게 전달한다(S107).

이상 설명한 초기 레인징 과정은 경쟁 기반의 상향링크 구간을 통해 수행되므로, 동일한 시간대에 레인징을 수행하는 이동 단말이 다수인 경우 이동 단말 간에 서로 충돌이 발생할 수 있다. 즉, 기지국에 레인징 요청을 전달하였으나 일정 시간 동안 기지국으로부터 레인징 응답이 수신되지 않으면 이는 충돌이 발생한 것이므로 이동 단말은 기지국에 재차 레인징 응답을 전송한다.

그러나, 이동 단말이 긴급 구조 서비스를 요청하거나 긴급 데이터를 전송하 고자 할 경우, 위와 같은 레인징 요청의 충돌로 인해 긴급 호 연결이 지연된다면 이는 심각한 문제를 야기할 수 있다. 또한, 이동 단말이 셀의 경계부에 위치하거나 파워가 약한 상태라면 상기 충돌과는 별도로 기지국으로 여러 번 레인징 요청을 해야 하는 문제가 발생하며, 특히 상향링크 대역 요청을 통해 자원을 할당받았다 하더라도 긴급 데이터가 한 번에 전송되지 못하여 여러 번 자원 할당 요청을 해야 하므로 역시 긴급 호 연결이 지연되는 문제가 있다.

Technical Problem

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이동 단말의 채널 상황에 따라 이동 단말-기지국 또는 이동 단말-중계국-기지국 등으로 호의 연결 경로를 다양하게 설정함으로써, 긴급 상황에서 지연 없는 긴급 호 연결 서비스가 제공될 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

Technical Solution

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 단말로부터 직접 수신된 긴급 코드의 신호 품질값이 중계국을 경유한 긴급 코드의 신호 품질값 이상이면, 기지국과 단말 사이의 직접 통신 경로를 설정하고, 상기 단말의 레인징 요청을 위한 상향링크 대역을 할당하고, 상기 단말로부터 상기 상향링크 대역을 통해 긴급 데이터 크기 및 이동 단말 정보가 수신되면, 상기 단말의 서비스 플로우 설정 요청을 위한 상향링크 대역을 할당하며, 상기 단말로부터 상기 할당된 대역을 통해 서비스 플로우 설정 요청을 수신하는 과정을 포함하는 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법에 관한 것이다. 여기에, 상기 이동 단말의 서비스 플로우 요청에 대하여, 해당 서비스의 지원 여부를 이동 단말에 통보하는 단계가 더 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 양태는 기지국으로부터 방송된 긴급 코드들 중 임의의 긴급 코드를 상기 기지국에 전송하고, 레인징 요청을 위해 상기 기지국에 의해 할당된 상향링크 대역을 통해 긴급 데이터 크기 및 이동 단말 정보를 상기 기지국에 의해 설정된 통신 경로로 전송하며, 서비스 플로우 설정 요청을 위해 상기 기지국에 의해 할당된 상향링크 대역을 통해 서비스 플로우 설정 요청을 상기 기지국에 의해 설정된 통신 경로로 전송하는 과정을 포함하는 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법에 관한 것이다. 이동 단말은 상기 이동 단말의 서비스 플로우 요청에 대하여, 해당 서비스의 지원 여부를 기지국으로부터 통보받을 수 있다.

상기 두 가지 양태에 있어서, 상기 긴급 호 연결 요청은 상기 기지국이 미리 방송한 상향링크 채널 정보에서 임의의 긴급 코드를 선택하여 상기 기지국으로 전송하는 방식으로 수행된다.

바람직하게는, 상기 레인징 요청을 위한 상향링크 대역을 할당하는 과정에서, 상기 기지국이 상향링크 맵의 상향링크 정보 요소를 통해 상기 할당된 상향링크 대역에 대한 정보를 단말에 전송할 수 있다.

한편, 상기 긴급 호 연결 요청을 위해 이동 단말이 기지국으로 전송하는 긴급 코드의 신호 품질값이 소정의 기준치 이상인 경우라면 이동 단말과 기지국 간에 직접적인 전송 경로를 설정할 수 있다.

선택적으로, 상기 긴급 호 연결 요청을 위해 이동 단말이 기지국에 직접 전송한 긴급 코드의 신호 품질값과, 주변의 중계국을 경유하여 전송한 긴급 코드의 신호 품질값을 비교하여 더 양호한 쪽을 통신 경로로 설정할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 단말로부터 직접 수신된 긴급 코드 및 상기 중계국을 경유한 긴급 코드는 긴급 코드의 전송 시작점을 구별하기 위한 코드를 포함할 수 있다.

또는, 상기 단말로부터 직접 수신된 긴급 코드 및 상기 중계국을 경유한 긴급 코드는 서로 다른 긴급 코드 전송 대역을 통해 전송될 수 있다.

Advantageous Effects

본 발명에 의하면, 이동 단말의 채널 상황에 따라 긴급 구조 서비스를 제공받기 위한 최적의 통신 경로를 자동으로 설정할 수 있으므로, 채널 열화로 인한 레인징의 반복 또는 긴급 데이터의 반복 전송을 최소화하여 지연 없는 긴급 구조 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 긴급 구조 서비스를 제공받기 위한 통신 경로 형성의 시나리오를 도시한 것이다.

도 2는 도 1에서 경로 1을 통해 이루어지는 긴급 구조 요청 시나리오를 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

도 3은 도 1의 경로 2를 통해 이루어지는 긴급 구조 요청 시나리오를 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

도 4는 긴급 구조 서비스망에서 긴급 구조가 수행되는 과정을 도시한 신호 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 이동 단말의 구성을 도시한 블록도이다.

Best Mode for Carrying Out the Invention

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

일반적으로 무선 긴급 서비스(Wireless Emergency Service)는 크게 무선 긴급 구조 서비스(Wireless Emergency Rescue Service)와 무선 긴급 경보 서비스(Wireless Emergency Alert Service)로 구분할 수 있다. 무선 긴급 구조 서비스는 사용자에게 화재, 범죄 및 기타 긴급 상황이 발생하였을 때 해당 사용자의 이동 단말의 위치를 파악하여 안전한 구조를 지원하는 서비스를 가리킨다. 무선 긴급 경보 서비스는 일정 지리적 위치 내에 있는 무선 가입자들에게 폭풍우 경고, 임박한 지진 및 해일 예고, 화생방 사고 등과 같은 긴급 통지를 제공하는 서비스로서, 경보 발송을 위해 특정 지역에 존재하는 모든 이동 단말을 대상으로 메시지를 일괄적으로 방송(broadcast)하는 기능을 수행한다.

본 발명은 이 중 무선 긴급 구조 서비스를 겨냥하여 제안된 것으로서, 긴급 호 연결을 위한 경로 설정에 있어서 이동 단말의 위치 및 채널 상황에 따라 중계국(Relay Station; RS)을 상기 통신 경로에 선택적으로 포함시켜 호 연결 과정에서 발생할 수 있는 통신 지연을 최소화하도록 한다.

한편, 중계국은 크게 두 가지 방식으로 구분할 수 있다. 첫째는 아날로그 방 식으로서 중계국이 기지국으로부터 수신한 신호를 단순히 증폭하여 이동 단말로 전송하는 역할을 담당한다. 둘째는 무선랜(wireless LAN)의 접근점(Access Pointer; AP)이나 이동통신 시스템의 기지국이 백본(backbone)과 유선으로 연결되는 것과는 달리 무선으로 이동 단말과 통신할 수 있고, 전원은 주위의 통신 환경을 통하여 지속적으로 공급받을 수 있다. 또한, 상기 첫째 방식의 중계국과 달리 신호의 증폭뿐만 아니라 수신한 신호를 해석(decoding)하고 가공한 후 다음 프레임을 통하여 이동 단말이나 기지국에 전송하기 위한 것이다. 본 발명에서의 중계국은 상기 둘째 방식의 중계국을 전제로 한다.

본 발명에서 이동 단말은 현재 속한 셀에서 초기화 과정을 거쳐 기지국에 등록이 된 상태에서 긴급 구조 서비스를 요청한다는 것을 전제 조건으로 한다. 여기서, 이동 단말이 셀에 진입하여 기지국에 초기화되는 과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

이동 단말은 새로운 셀에 진입한 후 가장 최근에 사용했던 다운링크 채널(downlink channel)을 시작으로 채널 스캔을 수행하여 사용 가능한 다운링크 채널을 찾고 기지국과 동기를 맞춘다. 그리고, 기지국으로부터 방송되는 상향채널 기술자 메시지(Uplink Channel Descriptor Message; UCD Message)를 수신하여 레인징(Ranging)을 수행함으로써 상향링크 전송 파라미터를 맞추고 기본 연결 식별자(basic Connection ID)와 우선 연결 식별자(primary Connection ID)를 획득한다.

레인징 과정이 수행된 후, 기지국은 이동 단말에 대한 인증을 실시하고, 인증된 이동 단말은 비로소 기지국에 등록된다. IP(Internet Protocol)로 관리되는 이동 단말은 기지국으로부터 2차 관리 연결 식별자(second management Connection ID)를 할당받아 IP를 설정한다. IP 연결을 마친 이동 단말은 현재 날짜와 시간을 설정하고, TFTP 서버로부터 이동 단말의 구성 파일을 다운받아 미리 준비된 서비스에 대한 연결을 설정한다.

이와 같은 상태에서 이동 단말에 긴급 상황이 발생하여 기지국으로 긴급 구조 서비스를 요청하려는 경우, 이동 단말과 기지국 사이에 통신 경로를 설정하기 위해 다음의 2가지 경우를 생각해볼 수 있다. 참고로, 도 1은 긴급 구조 서비스를 제공받기 위한 통신 경로 형성의 시나리오를 도시한 것이다.

＜실시예 1＞

본 실시예는 이동 단말의 채널 상태가 기준치 이상으로 양호하거나, 레인징을 통한 채널 조정이 별도로 필요하지 않거나, 단말의 전력 소비를 고려할 필요가 없어 이동 단말과 기지국 간에 긴급 구조 서비스 제공을 위한 통신 경로가 직접적으로 설정되는 경우에 관한 것이다. 도 2는 이와 같은 경우 즉, 도 1에서 경로 1로 도시되는 경우의 시나리오를 설명하기 위한 신호 흐름도이다.

평소에 기지국은 상향링크 채널 서술자 메시지(UCD message) 내에 긴급 코드(emergency CDMA code)를 포함시켜 셀 내의 이동 단말들에게 방송(broadcasting)하고 있다(이동 단말과 기지국 간의 일반 동작 단계).

표 1은 UCD 메시지와 그에 포함되는 레인징 관련 TLV 파라미터의 일례를 나타낸다.

[표 1]

이동 단말에 긴급 상황이 발생하면, 이동 단말은 기지국으로부터 수신한 상기 UCD 메시지에 포함된 긴급 코드(emergency CDMA code)들 중에서 임의의 긴급 코드를 선택하고, 이를 미리 할당된 제1 상향링크 대역(일례로, UIUC=12 에 의해 할당된 부채널, 심볼로 구성된 슬롯)을 통해 기지국으로 전송한다(S301). 여기서, UIUC=12는 레인징 및 대역요청(CDMA Ranging and CDMA Bandwidth Request)을 지정한다고 가정한다. 표 2는 표 1의 UCD 메시지에 포함된 레인징 및 대역요청을 위한 CDMA 코드 및 긴급 코드와 관련된 TLV 파라미터의 일례를 도시하고 있다.

[표 2]

제1 상향링크 대역은 상향링크 맵 정보 요소(UL-MAP_IE)를 통해 기지국이 이동 단말들에게 할당한 경쟁 기반의 레인징 구간으로서, 레인징 용도에 따라 초기 레인징 구간, 핸드오버 레인징 구간, 주기적 레인징 구간, 대역요청 레인징 구간 및 긴급 호 요청 레인징 구간으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 긴급 호 요청을 위한 레인징 구간은 다른 목적의 구간들과 별도로 할당될 수도 있고, 다른 목적의 구간들과 동일한 구간에 할당될 수도 있다.

여기서, UL-MAP 은 할당 개시 시간(Allocation Start Time)과 관련된 버스트의 옵셋에 대한 상향링크 사용 방법을 정의하기 위한 것으로서, 표 3은 상기 상향링크 맵의 정보 요소(UL-MAP_IE)에 대한 일례를 도시한다.

[표 3]

표 3에서, 상향링크 맵을 구성하는 정보 요소는 각 CID(Connection ID) 별로 UIUC(Uplink Interval Usage Code)에 의해 용도가 정해지고, Duration에 의해 각 레인징 구간의 위치가 규정된다. 여기서 UL-MAP에서 사용되는 UIUC 값에 따라 레인징 구간별 용도가 정해지며, 각 구간은 그 이전 IE 시작점으로부터 UL-MAP IE에서 규정된 Duration만큼 떨어진 지점에서 시작한다.

이동 단말로부터 긴급 코드를 수신한 기지국은 이동 단말과 기지국 간의 채널 상태가 양호한지 여부를 판단한다(S302). 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같 다.

기지국뿐만 아니라 이동 단말에 인접한 중계국들(일례로, 도 1의 RS ＃1, RS ＃2) 역시 이동 단말로부터 긴급 코드를 수신하는데, 중계국들은 이동 단말로부터 긴급 코드를 수신할 때의 상향링크 신호 품질값(이동 단말과 중계국 간의 신호 품질값) 정보를 저장한다. 그리고, 평소 기지국으로부터 수신한 UCD 메시지에서 임의의 긴급 코드를 선택하고, 이를 미리 할당된 제1 상향링크 대역을 통해 기지국으로 전송한다.

기지국은 이동 단말로부터 긴급 코드를 직접 수신할 때의 신호 품질값과 중계국들로부터 긴급 코드를 수신할 때의 신호 품질값을 비교하여 어떤 통신 경로를 설정할 것인지를 판단한다. 이와 같은 신호 품질값의 비교는 경우에 따라 다음의 2가지 방법이 이용될 수 있다.

첫째로, 이동 단말이 긴급 코드를 전송하는 구간과 중계국이 긴급 코드를 전송하는 구간이 동일한 경우에는 하나의 상향링크 프레임에 대한 수신 시간 차이를 이용한다. 즉, 중계국은 이동 단말로부터 긴급 코드를 수신하고, 바로 다음 프레임에 임의의 긴급 코드를 실어 기지국으로 전송한다. 따라서, 다음 프레임을 통해 전송되는 긴급 코드가 두 개 이상이라면 해당 개수만큼의 중계국이 존재한다는 것을 의미한다. 이때, 이동 단말이 이전 프레임을 통해 기지국으로 전송한 긴급 코드의 신호 품질값이 다음 프레임을 통해 전송된 긴급 코드의 신호 품질값보다 우수할 경우에는 기지국과 이동 단말 간에 직접적인 통신 경로를 설정할 것을 결정한다. 만약, 그렇지 않은 경우에는 중계국을 경유하여 통신 경로를 설정할 것을 결정한다.

둘째로, 이동 단말이 긴급 코드를 전송하는 구간과 중계국이 긴급 코드를 전송하는 구간이 서로 상이한 경우에는 각 구간별로 수신된 긴급 코드의 신호 품질값을 비교하여 통신 경로를 결정한다.

이상의 설명으로부터 알 수 있듯이 기본적으로 기지국은 이동 단말로부터 직접 수신한 긴급 코드와 중계국으로부터 수신한 긴급 코드를 구분할 수 있어야 한다. 이를 위해, 이동 단말과 중계국의 긴급 코드 전송 대역이 동일한 경우에는 상향링크 프레임에 긴급 코드의 전송 시작점(source)을 구별하기 위한 소정의 코드 정보가 포함될 수 있다. 또한, 이동 단말과 중계국의 긴급 코드 전송 대역이 서로 상이한 경우에는 각 대역을 구분하여 긴급 코드를 수신한다.

S302 단계의 판단 결과, 이동 단말의 채널 상태가 기준치 이상으로 양호하거나, 레인징을 통한 채널 조정이 불필요하거나, 이동 단말의 채널 상태가 양호하지는 않지만 해당 이동 단말의 전력 소모를 고려할 필요가 없으면, 기지국은 해당 이동 단말이 레인징 요청을 수행할 수 있도록 상향링크 맵(UL-MAP)의 상향링크 정보 요소(일례로, CDMA-Allocation_IE)를 통해 제3 상향링크 대역을 할당한다(S303). 표 4는 기지국이 전송하는 상향링크 정보 요소(CDMA-Allocation_IE)의 일례를 도시한다.

[표 4]

이동 단말은 제3 상향링크 대역을 통해 차후 전송할 긴급 데이터의 크기 및 이동 단말 정보 등을 기지국으로 전송하여 상향링크 대역 할당을 요청하고(S304), 이를 수신한 기지국은 상향링크 맵(UL-MAP)을 통해 다시 해당 이동 단말에 제4 상향링크 대역을 할당한다(S305).

이동 단말은 제4 상향링크 대역을 통하여 서비스 플로우(service flow) 설정을 위한 메시지(DSA-REQ)를 기지국으로 전송한다(S306). 이때, DSA-REQ 메시지는 긴급 구조 서비스를 설정하기 위한 것이므로 해당 메시지의 트래픽 우선 순위 항목(Traffic Priority)은 가장 높게(일례로, Traffic Priority=7) 설정하는 것이 바람직하다. 또한, DSA-REQ 메시지의 상향링크 제공 스케줄 타입(Uplink Grant Scheduling type)으로 긴급 서비스(Emergency Service)를 설정할 수 있다. 표 5는 DSA-REQ 메시지에 포함된 상향링크 제공 스케줄 타입(Uplink Grant Scheduling type) 항목의 일례를 도시한다.

[표 5]

기지국은 DSA-REQ 메시지를 통해 이동 단말의 정보를 확인하고, 이동 단말이 요청하는 긴급 구조 서비스의 제공 가능 여부를 포함한 응답 메시지(DSA-RSP)를 해당 이동 단말로 전송한다(S307). 이때, 긴급 구조 서비스의 제공 여부를 미리 정해진 소정의 허락 코드를 통해 설정할 수 있다. 표 6은 이러한 허락 코드의 일례를 도시하고 있다.

[표 6]

여기서, 긴급 구조 서비스가 제공되는 경우라면 허락 코드를 18로 설정(Confirmation Code=18)하여 전송하고, 긴급 구조 서비스가 제공되지 않는 경우라면 허락 코드를 1∼17 중 어느 하나로 설정(Confirmation Code=1∼17)하여 거부(reject)를 통보한다.

이후, 이동 단말은 DSA-RSP 메시지에 대한 수신 확인 메시지(DSA-ACK)를 기지국에 전송하고(S308), 기지국과 호를 연결하여 긴급 구조 서비스를 제공받는다.

＜실시예 2＞

본 실시예는 이동 단말과 기지국 사이에 위치하는 중계국을 통하여 통신 경로를 설정하는 경우에 관한 것이다. 도 3은 이와 같은 경우 중에서 특히 도 1의 경로 2를 통해 이루어지는 긴급 구조 요청 시나리오를 설명하기 위한 신호 흐름도이 다.

이동 단말에 긴급 상황이 발생하면, 이동 단말은 기지국으로부터 수신한 상기 UCD 메시지에 포함된 긴급 코드(emergency CDMA code)들 중에서 임의의 긴급 코드를 선택하고, 이를 미리 할당된 제1 상향링크 대역(일례로, UIUC=12 에 의해 할당된 부채널, 심볼로 구성된 슬롯)을 통해 주변의 중계국으로 전송한다(S401). 도 1에서 보듯, 이동 단말의 주변에 2개의 중계국이 존재한다고 할 때, 중계국 ＃1 및 중계국 ＃2에 긴급 코드가 수신되면, 각 중계국은 이동 단말로부터 긴급 코드를 수신할 때의 상향링크 신호 품질값(이동 단말과 중계국 간의 신호 품질값) 정보를 메모리에 저장한다. 그리고, 각 중계국은 기지국으로부터 미리 수신한 UCD 메시지에서 임의의 긴급 코드를 선택하여 기지국으로 전송한다(S402).

기지국은 중계국을 경유하지 않고 직접 수신되는 이동 단말의 신호 품질값과 각 중계국을 경유하여 수신되는 이동 단말의 신호 품질값들을 비교하여 최적의 통신 경로를 선택한다(S403).

기지국은 각 중계국이 상기 저장된 신호 품질 정보를 상향링크로 전송할 수 있도록 상향링크 맵(UL-MAP)의 상향링크 정보 요소(일례로, CQICH-Allocation_IE 또는 REP-RFQ)를 통하여 제2 상향링크 대역을 할당하고(S404), 각 중계국은 제2 상향링크 대역을 통해 상기 저장된 신호 품질 정보(일례로, CQICH) 또는 상기 상향링크 정보 요소에 대한 수신 확인 메시지(일례로, REP-RSP)를 기지국에 전송한다(S405).

S403 단계에서 중계국 ＃1을 경유하는 통신 경로가 선택된 경우, 기지국은 상향링크 맵(UL-MAP)의 상향링크 정보 요소(CDMA-Allocation_IE)를 통하여 해당 이동 단말이 레인징 요청을 수행할 수 있도록 중계국 ＃1에 제3 상향링크 대역을 할당한다(S406).

이동 단말이 제3 상향링크 대역을 통해 차후 전송할 긴급 데이터의 크기 및 이동 단말 정보 등을 중계국으로 전송하면, 중계국은 해당 정보들을 다시 기지국으로 전송한다(S407). 그리고, 이를 수신한 기지국은 상향링크 맵(UL-MAP)을 통해 해당 이동 단말에 제4 상향링크 대역을 할당한다(S408).

이동 단말은 제4 상향링크 대역을 통해 서비스 플로우(service flow)를 설정하기 위한 메시지(DSA-REQ)를 중계국으로 전송하고, 중계국은 이를 다시 기지국으로 전송한다(S409). 이때, DSA-REQ 메시지는 긴급 구조 서비스를 설정하기 위한 것이므로 해당 메시지의 트래픽 우선 순위 항목(Traffic Priority)은 가장 높게(일례로, Traffic Priority=7) 설정되는 것이 바람직하다. 또한, DSA-REQ 메시지의 상향링크 제공 스케줄 타입(Uplink Grant Scheduling type) 항목은 긴급 서비스(Emergency Service)로 설정될 수 있다.

기지국은 DSA-REQ 메시지를 통해 이동 단말의 정보를 확인하고, 이동 단말이 요청하는 긴급 구조 서비스의 제공 가능 여부를 포함한 응답 메시지(DSA-RSP)를 중계국을 통해 해당 이동 단말로 전송한다(S410). 이때, 긴급 구조 서비스의 제공 여부를 미리 정해진 소정의 허락 코드를 통해 설정할 수 있다. 여기서, 긴급 구조 서비스가 제공되는 경우라면 허락 코드를 18로 설정(Confirmation Code=18)하여 전송하고, 긴급 구조 서비스가 제공되지 않는 경우라면 허락 코드를 1∼17 중 어느 하 나로 설정(Confirmation Code=1∼17)하여 거부(reject)를 통보할 수 있다.

이후, 이동 단말은 DSA-RSP 메시지에 대한 수신 확인 메시지(DSA-ACK)를 중계국을 통해 기지국에 전송하고(S411), 기지국과 호를 연결하여 긴급 구조 서비스를 제공받는다.

상기 S403 단계에서 중계국이 수신한 이동 단말의 상향링크 신호 품질 정보를 S407 단계를 통해 기지국으로 전송할 수도 있다. 즉, 이동 단말이 DSA-REQ 메시지를 기지국으로 전송하기 위해 중계국에 대역 요청 헤더(bandwidth request header)에 전송하면, 중계국은 여기에 해당 상향링크 대역 요청을 위한 정보 및 중계국과 이동 단말 간의 신호 품질 정보를 더하여 기지국으로 전송한다.

이를 위해 기지국은 중계국이 긴급 코드를 수신한 상태에서 이동 단말의 신호 품질 정보를 파악할 필요가 있을 경우, 중계국에 CDMA-Allocation_IE에 의해 할당되는 대역이 상기 대역 요청 헤더(bandwidth request header)와 CINR 보고 헤더(CINR report header)를 전송하기에 충분한 대역을 할당한다.

각 중계국으로부터 대역 요청 헤더(bandwidth request header)와 CINR 보고 헤더(CINR report header)를 수신한 기지국은 각각의 중계국에 대한 신호 품질 정보를 비교하여 최적의 경로를 설정할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예 1의 S301, S303, S308 단계 및 실시예 2의 S401, S406, S411 단계는 이동 단말이 접속망에 등록하는 절차(network entry) 없이 즉, 이동 단말이 접속망에 인증을 받는 절차 없이 수행될 수 있다. 망은 이동 단말이 긴급 코드를 전송해온 경우에 한하여 상기 절차를 생략할 수 있도록 수락한다. 이 경우, 초기 레인징 절차는 긴급 코드의 전송 구간을 통해 수신된 데이터에 대해 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 기지국에서 긴급 구조 서비스에 대한 QoS, SFID, CID 등을 미리 설정해서 이동 단말에게 알려줄 수도 있으므로, 실시예 1의 S306 단계 및 실시예 2의 S409 단계 역시 생략 가능하다.

한편, 실시예 1 또는 실시예 2에 의해 기지국에 긴급 구조를 위한 호가 연결되었을 때, 긴급 구조 서비스망에서 긴급 구조가 수행되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 이와 같은 과정을 도시한 신호 흐름도이다.

우선, 긴급 구조 서비스망을 구성하는 각종 요소(entity)를 간단히 살펴보기로 한다.

ESME(Emergency Service Message Entity)는 긴급 구조 서비스와 관련된 메시지 처리 및 라우팅을 담당하며, ESNE 및 ALI DB 엔진과 연동하여 긴급 구조 서비스와 관련된 기능을 수행한다.

MPC(Mobile Position Center)는 이동 단말의 위치를 수집하기 위하여 PDE, MSC와 연동하는 한편 위치 정보 관리 기능을 수행한다.

MSC(Mobile Switching Center)는 무선 이동 통신 가입자 간 또는 무선 이동 통신 가입자와 공중 망 간의 호 설정 및 중계 기능을 담당하고, 긴급 구조 서비스 망과 연동 기능을 수행한다.

ESNE(Emergency Service Network Entity)는 긴급 호에 대하여 MSC와 연동 처리를 담당하며, 일반적인 음성과 농아를 위한 통신 장치 및 전신 입력 서비스 (Teletypewriter service)에 대한 연결 처리와 라우팅을 담당한다.

PDE(Position Determining Entity)는 단말기의 지리적 위치 계산 기능을 제공하며, 다양한 측위 방법 및 고유의 측위 알고리즘을 사용하여 단말의 위치를 측정하는 기능을 수행한다.

ALI(Automatic Location Identification)는 긴급 호를 요청한 사용자의 전화번호와 관련된 이름과 위치 정보를 제공한다.

이상과 같은 망 구성 요소들을 통해 긴급 구조 서비스가 이루어지는 과정은 다음과 같다.

이동 단말로부터 긴급 구조를 위한 호가 발생하면(S501), MSC(Mobile Switching Center)는 MPC(Mobile Position Center)로 해당 이동 단말의 위치 정보를 요청한다(S502).

MPC는 상기 요청에 대해 수신 확인 메시지(ACK)를 전송한다(S503). 이때, 수신 확인 메시지는 이동 단말의 위치 정보를 포함하고 있지 않으며, 다만 정상적으로 위치 정보 요청이 접수되었음을 알리기 위한 것이다.

MSC는 MPC로부터 위치 정보 요청 승인이 나면 긴급 구조 호를 긴급 구조 서비스망에 전달한다(S504).

MPC는 긴급 구조 서비스망과 비동기적으로 PDE(Position Determining Entity)에 위치 정보를 요청하여 이를 획득한다(S505).

ESME(Emergency Service Network Entity)는 전달받은 긴급 구조 서비스 요청에 대한 위치 정보를 무선 코어망의 MPC에 요청하고(S506), PDE로부터 MPC를 경유 하여(S507) 위치 정보를 제공받는다(S508).

마지막으로, 본 발명의 긴급 통신 방법을 지원하는 이동 단말의 구조를 살펴보기로 한다. 도 5는 본 발명의 이동 단말의 구성을 도시한 블록도이다.

이동 단말은 원하는 기능을 선택하거나 정보를 입력받기 위한 입력부(501)와, 이동 단말을 운용하기 위한 다양한 정보를 보여주기 위한 표시부(503)과, 이동 단말이 동작하는 데에 필요한 각종 프로그램 및 수신측에 전송할 데이터를 저장하는 메모리부(505)와, 외부 신호를 수신하고 수신측에 데이터를 전송하기 위한 무선통신부(507)와, 디지털 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하고 증폭하여 스피커(SP)로 출력하거나, 마이크(MIC)로부터의 음성신호를 증폭하고 디지털신호로 변환하는 음성처리부(509)와, 이동 단말의 전체 구동을 제어하기 위한 제어부(511)를 포함하여 이루어진다.

특히, 제어부(511)는 무선통신부(507)을 통하여, 상기 기지국으로 긴급 호 연결을 요청하고, 상기 기지국에 직접 또는 주변의 중계국을 경유하여 상기 기지국에 레인징 및 대역 할당을 요청하며, 상기 레인징 및 대역 할당의 요청 경로를 통해 상기 기지국에 긴급 구조를 위한 서비스 플로우의 설정을 요청한다. 제어부(511)는 이를 위해 상향링크 맵 또는 상향링크 맵의 상향링크 정보요소로부터 기지국에 의해 할당된 상향링크 대역을 확인한다.

또한, 제어부(511)는 상기 서비스 플로우 요청에 대하여, 해당 서비스의 지원 여부를 무선통신부(507)을 통해 기지국으로부터 통보받을 수 있다.

한편, 본 발명의 이동 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러 폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명은 이동통신 시스템에서 이동 단말의 위치나 채널 상황에 관계없이 긴급 호 연결을 최단 시간 내에 기지국에 요청하게 하는 방법 및 장치에 관한 것으로, IEEE 802.16e, IEEE 802.16m 및 이와 호환성을 갖는 시스템의 기지국, 중계국 및 단말 등에 적용될 수 있다.

Claims

이동통신 시스템에서 긴급 통신을 지원하는 방법에 있어서,

단말로부터 직접 수신된 긴급 코드의 신호 품질값이 중계국을 경유한 긴급 코드의 신호 품질값 이상이면, 기지국과 상기 단말 사이의 직접 통신 경로를 설정하고, 상기 단말의 레인징 요청을 위한 제3 상향링크 대역을 할당하는 단계;

상기 단말로부터 상기 제3 상향링크 대역을 통해 긴급 데이터 크기 및 이동 단말 정보가 수신되면, 상기 단말의 서비스 플로우 설정 요청을 위한 제4 상향링크 대역을 할당하는 단계; 및

상기 단말로부터 상기 제4 상향링크 대역을 통해 서비스 플로우 설정 요청을 수신하는 단계

를 포함하는 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 레인징 요청을 위한 제3 상향링크 대역을 할당하는 단계는,

상기 기지국에서 상향링크 맵의 상향링크 정보 요소를 통해 상기 제3 상향링크 대역에 대한 정보를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말로부터 직접 수신된 긴급 코드 및 상기 중계국을 경유한 긴급 코드는,

긴급 코드의 전송 시작점을 구별하기 위한 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말로부터 직접 수신된 긴급 코드 및 상기 중계국을 경유한 긴급 코드는,

서로 다른 긴급 코드 전송 대역을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말로부터 상기 제4 상향링크 대역을 통해 서비스 플로우 요청이 수신되면, 해당 서비스의 지원 여부를 상기 단말에 통보하는 단계를 더 포함하는 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
이동통신 시스템에서 긴급 통신을 지원하는 방법에 있어서,

단말로부터 직접 수신된 긴급 코드의 신호 품질값이 중계국을 경유한 긴급 코드의 신호 품질값 미만이면, 신호 품질값이 가장 큰 중계국을 통한 경로를 설정하고, 상기 중계국에 저장된 신호 품질값의 수신을 위한 제2 상향링크 대역을 할당 하는 단계;

상기 경로로 설정된 중계국으로부터 신호 품질값이 수신되면, 상기 단말의 레인징 요청을 위한 제3 상향링크 대역을 할당하는 단계;

상기 중계국을 경유하여 상기 제3 상향링크 대역을 통해 긴급 데이터 크기 및 이동 단말 정보가 수신되면, 상기 단말의 서비스 플로우 설정 요청을 위한 제4 상향링크 대역을 할당하는 단계; 및

상기 중계국을 경유하여 상기 제4 상향링크 대역을 통해 서비스 플로우 설정 요청을 수신하는 단계

를 포함하는 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 중계국에 저장된 신호 품질값은,

상기 중계국이 상기 단말로부터 긴급 코드를 수신하면서 측정한 신호 품질값인 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제3 상향링크 대역을 할당하는 단계는,

상향링크 맵의 상향링크 정보 요소를 통해 상기 제3 상향링크 대역에 대한 정보를 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 단말로부터 직접 수신된 긴급 코드 및 상기 중계국을 경유한 긴급 코드는,

긴급 코드의 전송 시작점을 구별하기 위한 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 단말로부터 직접 수신된 긴급 코드 및 상기 중계국을 경유한 긴급 코드는,

서로 다른 긴급 코드 전송 대역을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 중계국을 경유하여 상기 제4 상향링크 대역을 통해 서비스 플로우 요청이 수신되면, 해당 서비스의 지원 여부를 상기 단말에 통보하는 단계를 더 포함하는 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
이동통신 시스템에서 긴급 통신을 지원하는 방법에 있어서,

기지국으로부터 방송된 긴급 코드들 중 임의의 긴급 코드를 상기 기지국에 전송하는 단계;

레인징 요청을 위해 상기 기지국에 의해 할당된 제3 상향링크 대역을 통해 긴급 데이터 크기 및 이동 단말 정보를 상기 기지국에 의해 설정된 통신 경로로 전송하는 단계; 및

서비스 플로우 설정 요청을 위해 상기 기지국에 의해 할당된 제4 상향링크 대역을 통해 서비스 플로우 설정 요청을 상기 기지국에 의해 설정된 통신 경로로 전송하는 단계

를 포함하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 기지국에 의해 설정된 통신 경로는,

단말이 상기 기지국에 직접 전송한 긴급 코드의 신호 품질값이 중계국을 경유한 긴급 코드의 신호 품질값 이상인 경우 상기 기지국과 상기 단말 사이의 직접 통신 경로이고, 상기 단말이 상기 기지국에 직접 전송한 긴급 코드의 신호 품질값이 중계국을 경유한 긴급 코드의 신호 품질값 미만이 경우 신호 품질값이 가장 큰 중계국을 통한 경로인 것을 특징으로 하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 긴급 데이터 크기 및 이동 단말 정보를 전송하는 단계는,

상기 기지국으로부터 수신된 상향링크 맵의 상향링크 정보 요소에서 상기 레인징 요청을 위해 할당된 제3 상향링크 대역을 확인하는 단계를 포함하는, 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 상기 서비스 플로우 설정 요청에 대응하는 서비스의 지원 여부를 통보받는 단계를 더 포함하는 이동통신 시스템에서의 긴급 통신 방법.