KR101468400B1 - 라디오 통신을 위한 사용자 단말기 및 그 동작 방법 - Google Patents

라디오 통신을 위한 사용자 단말기 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

제 1 라디오 액세스 네트워크 및 제 2 라디오 액세스 네트워크를 포함하는 라디오 통신을 위한 네트워크에서 사용자 단말기의 동작 방법이 제공된다. 사용자 단말기는 제 1 라디오, 제 2 라디오, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함한다. 제 1 라디오는 안테나들에 접속하기 위한 2개의 포트들을 포함한다. 2개의 안테나들 중 적어도 하나는 라디오들의 각각에 스위칭 가능하게 접속 가능하다. 이 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 각 포트가 각각의 안테나에 접속되도록 2개의 안테나들을 제 1 라디오에 접속하고, 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 2개의 안테나들로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 제 1 라디오에서 데이터를 수신하는 단계; 제 2 안테나를 제 1 라디오에 대한 접속으로부터 제 2 라디오에 대한 접속으로 스위칭하는 단계; 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 제 1 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 제 1 라디오에서 데이터를 수신하는 단계; 및 제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 제 2 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 제 2 라디오에서 데이터를 수신하는 단계.

Description

라디오 통신을 위한 사용자 단말기 및 그 동작 방법{A USER TERMINAL FOR RADIO COMMUNICATIONS, AND METHOD OF OPERATION THEREOF}
본 발명은 전기통신에 관한 것이며, 특히 라디오 통신에 관한 것이다.
3GPP 시스템 아키텍처 진화형과 같은 라디오 전기통신용 네트워크들은, GSM(Global System for Mobile communication), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), WLAN(Wireless Local Area Network), WiMAX(Worldwide Interoperability for Wireless Access), 및 LTE(Long Term Evolution) 형태들 중에서와 같이, 다양한 형태의 라디오 액세스 기술들(RAT들: radio access technologies)을 포함한다는 점에서 이종(heterogeneous)인 것으로 알려져 있다. 이러한 이종 네트워크들은 네트워크 사용자들 및 네트워크 운용자 둘다에 이점들을 가진다. 사용자 단말기는 관련 시간에 가장 적절한 RAT로 스위칭할 수 있다. 운용자는 네트워크 사용 및 성능을 개선하기 위해 RAT들 사이에 로드-공유를 행할 수 있다.
이러한 알려진 이종 네트워크들이 가진 문제점은 사용시, 사용자 단말기들이 RAT의 하나 이상의 형태와 접속할 수 있기 위해, 사용자 단말기들이 부가의 하드웨어 구성요소들을 요구한다는 점이다. 이것은 사용자 단말기들의 엄격한 내부 공간 요건들을 충족시키는데 있어서 문제점들을 유발할 수 있다. 예를 들면, 3GPP(Third Generation Partnership Project) SAE(System Architecture Evolution)에서 2개의 상이한 형태의 네트워크들에 선택 가능하게 접속할 수 있는 소위 "듀얼 모드(dual mode)" 사용자 단말기들은 2개의 별도의 라디오들을 가지며, 예를 들면, GSM용 하나와 UMTS용 하나, UMTS용 하나와 LTE용 하나, 또는 적당한 3GPP 라디오(예를 들어, GSM, UMTS 또는 LTE)용 하나와 논-3GPP 라디오(예를 들어, WLAN, WiMAX, 3GPP2)용 하나이다. 두 라디오들은, 예를 들어, RAT들 사이의 사용자 단말기와의 호 접속의 핸드오버 절차의 일부로서, 다중 RAT들에 대한 신호 품질 측정들 동안 병렬로 동작되어야 한다. 따라서, 라디오들은 별도의 안테나들을 가진다.
소프트웨어 정의된 일부 라디오들은 하나 이상의 형태의 RAT와의 접속 가능하며, 예를 들면 이러한 인터페이스들은 GSM과 UMTS RAT들 둘다와 선택 가능하게 접속하기에 충분한 스펙트럼 범위를 가질 수 있다. 그러나, 모든 관련 주파수 범위들(예를 들면, GSM에 대해 900MHz 내지 IEEE 801.11a에 대해 5 GHz)이 단일 인터페이스에 의해 다루어지지 않아서, 실제로는 다중 RAT 접속 가능한 사용자 단말기는 거의 항상 다중 라디오들을 포함할 것이다.
다른 배경기술로서, 다중-입력 다중-출력(MIMO: Multiple-Input Multiple-Output) 시스템들이 알려져 있다. MIMO는 라디오 통신 시스템들의 성능을 개선하기 위해, 기본적으로 전송기 및 대응하는 수신기 둘다에서 다중 안테나들을 이용한다. MIMO는 프리코딩(precoding), 공간 멀티플렉싱 및 다이버시티 코딩(diversity coding) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
반대로, 단일-입력 단일-출력(SISO: Single-Input Single-Output) 기능은 전송기 또는 수신기 어느 것도 다중 안테나들로 동작하는 것이 아니라, 각 단부에 단일 안테나가 있는 경우이다.
다른 형태의 시스템은 다중-입력 단일-출력(MISO: Multiple-Input Single-Output) 시스템이다. 이것은 단일 수신 안테나를 구비한 수신기가 다중 안테나들을 구비한 전송기로부터 전송되는 신호들을 수신하는 경우이다. 예로는 단일 안테나를 구비한 사용자 단말기로의 다운링크 전송하는 다중 안테나들을 구비한 기지국이다.
다른 형태의 시스템은 단일-입력 다중-출력(SIMO: Single-Input Multiple-Output) 시스템이다. 여기서, 다중 안테나들을 구비한 수신기는 단일 안테나를 구비한 전송기로부터의 신호를 수신한다. 예로는 단일 안테나를 구비한 사용자 단말기로부터 다중 안테나들을 구비한 기지국으로의 업링크 전송된 신호들의 수신이다.
독자는 첨부된 독립 청구항을 참조하고, 일부 양호한 특징들은 종속 청구항들에 개설되어 있다.
본 발명의 예는, 제 1 라디오 액세스 네트워크 및 제 2 라디오 액세스 네트워크를 포함하는 라디오 통신을 위한 네트워크에서 사용자 단말기의 동작 방법이다. 사용자 단말기는 제 1 라디오, 제 2 라디오, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함한다. 제 1 라디오는 안테나들에 접속하기 위한 2개의 포트들을 포함한다. 2개의 안테나들 중 적어도 하나는 라디오들의 각각에 스위칭 가능하게 접속 가능하다. 이 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
각 포트가 각각의 안테나에 접속되도록 2개의 안테나들을 제 1 라디오에 접속하고, 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 2개의 안테나들로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 제 1 라디오에서 데이터를 수신하는 단계; 제 2 안테나를 제 1 라디오에 대한 접속으로부터 제 2 라디오에 대한 접속으로 스위칭하는 단계; 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 제 1 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 제 1 라디오에서 데이터를 수신하는 단계; 및 제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 제 2 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 제 2 라디오에서 데이터를 수신하는 단계.
제 1 액세스 네트워크로부터 2개의 안테나들로의 라디오 통신 접속은 MIMO 접속 또는 다운링크 단일-입력 다중-출력(SIMO) 접속과 같은 다중-안테나 수신 접속들을 포함할 수 있다. 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 제 1 안테나로 및 제 2 액세스 네트워크로부터 제 2 안테나로의 라디오 통신 접속들은 단일-입력 단일-출력(SISO) 접속 또는 다운링크 다중-입력 단일-출력(MISO) 접속들과 같은 단일-안테나 라디오 수신 접속들을 포함할 수 있다.
사용자 단말기에서 데이터 수신은 제 1 라디오의 동작으로 계속될 수 있으며, 하나의 안테나를 통해 다중-안테나 라디오 통신-가능한 라디오가 될 수 있고, 동시에, 다른 안테나를 이용하여 링크 품질 측정이 가능하며, 예를 들면, 핸드오버-후보 라디오 액세스 네트워크에 대한 링크 품질에 대해 측정이 가능하다.
바람직하게, 제 1 라디오는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 가능하고, 2개의 안테나들에 대한 상기 라디오 통신 접속은 MIMO 접속이다. 바람직하게, 안테나들 중 각기 하나에 대한 라디오 통신 접속들의 하나 또는 각각은 단일-입력 단일-출력(SISO) 접속 또는 다운링크 다중-입력 단일-출력(MISO) 접속이다.
한 라디오에서 다른 라디오로의 부분적 또는 완전한 스위칭이 가능하다. 예를 들면, 제 1 라디오는 리턴될 수 있다. 다른 가능성은 제 2 라디오에 대한 서비스 세션의 완전한 스위치가 발생하는 것이며, 이것은 핸드오버로서 알려져 있다. 핸드오버에서, 안테나들 중 하나를 통한 제 1 라디오에 대한 라디오 통신 링크는 적어도 안테나들 중 다른 하나를 통한 제 2 라디오에 대한 라디오 통신 링크가 확립될 때가지 유지되고, 이후, 제 1 라디오에 대한 링크는 해제된다. 따라서, 호 세션은 데이터 손실 없이 명백하게 무결절 방식으로 핸드오버될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 예의 방식으로 도면들을 참조하여 지금부터 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이종 네트워크를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 네트워크에 이용하기 위한 사용자 단말기를 도시한 도면.
도 3은, 모바일이 호-접속되는 라디오 액세스 기술(RAT) 이외의 이종 네트워크의 다른 RAT에 대한 신호 품질 측정을 위한, 도 2에 도시된 사용자 단말기의 절차를 도시한 도면.
도 4는 신호 품질 측정 절차를 위한 메시지 시퀀스도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이종 네트워크를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 네트워크에서 이용하기 위한 사용자 단말기를 도시한 도면.
도 7은, 사용자 단말기가 호-접속되는 RAT로부터 다른 라디오 접속 기술(RAT)로의 호-접속의 핸드오버를 위한, 도 6에 도시된 사용자 단말기의 절차를 도시한 도면.
도 8은 핸드오버 절차를 위한 메시지 시퀀스도.
네트워크, 네트워크에서 이용된 사용자 단말기 및 시스템간 측정 방법의 관점에서 제 1 예가 지금부터 기술된다.
네트워크
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전기통신을 위한 이종 네트워크(2)는 적어도 2개의 상이한 형태들의 라디오 액세스 기술들(RAT들)로서 알려진 다수의 라디오 액세스 네트워크들(4)을 포함한다. 도 1에는 단순화를 위해 2개의 라디오 액세스 네트워크들이 도시되어 있다. 라디오 액세스 네트워크들(4) 중 하나는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 형태의 RAT(6)이고, UMTS 형태의 기지국 제어기(10)에 접속되는 UMTS 기지국(8)을 포함한다. 다른 라디오 액세스 네트워크(4)는 GSM(Global System for Mobile communications) 형태의 RAT(9)이고, GSM 형태의 기지국 제어기(14)에 접속된 GSM 기지국(12)을 포함한다. 라디오 액세스 네트워크들은 다른 기지국들(도시되지 않음)을 포함한다. 예를 들면, 네트워크(2)의 커버리지 내에 사용자 단말기(16)가 도시되어 있다.
사용자 단말기
사용자 단말기(16)는 도 2에 더욱 상세히 도시되어 있다. 사용자 단말기는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 라디오(18), MIMO-불가능한 라디오(20), 및 2개의 안테나들(24, 26)로 구성된 안테나 시스템(22)을 포함한다. MIMO 라디오(18)는 2개의 신호 입력/출력 포트들을 구비하며, 포트들 각각은 예를 들면, 다소의 오버랩핑 시간들에서, 예를 들면 동시에 다중-입력 신호들을 수신하기 위해 각각의 안테나에 접속하기 위한 것이다. 이것은 다중-입력 수신이다. 논-MIMO 라디오(20)는 하나의 신호 입력/출력 포트를 구비한다. 라디오들(18, 20)은 라디오 신호 생성기들 및 디코더들을 포함하는 라디오들, 달리 말하면 라디오 전송기-수신기들("트랜시버들(transceivers)")이다. 하나의 안테나(24)는 MIMO 라디오(18)에 접속된다. 다른 안테나(26)는 스위치(28)에 접속되어, 이를 통해 안테나(26)는 MIMO 라디오(18) 또는 논-MIMO 라디오(20)에 선택 가능하게 접속된다.
시스템간 측정 동작
이동 단말기로부터 이동 단말기 주위의 다양한 기지국들로의 라디오 통신의 품질 측정들은 주기적으로 이루어진다. 이것은 제 2 기지국에 대한 핸드오버가 제 1 기지국과의 라디오 접속에 적절한지의 여부를 결정하기 위한 것이다. 이러한 측정들은 시스템간 측정들로서 알려져 있으며, 제 1 기지국 및 제 2 기지국은 상이한 라디오 액세스 기술(RAT) 형태이다.
지금부터, 사용자 단말기가 3번, 즉, (A) 시스템간 측정 전, (B) 시스템간 측정 중, 및 (C) 시스템간 측정 후가 도시된 도 3을 참조한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기의 두 안테나들(24, 26)은 초기에, 기지국들 중 하나와의 MIMO 라디오 통신을 위해 스위치(28)를 통해 MIMO 라디오(18)에 접속된다. 데이터는 음성 호 접속과 같은 서비스 세션의 일부로서 사용자 단말기에 의해 수신된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 제 2 안테나(26)는 논-MIMO 인터페이스(20)에 접속되도록 스위칭된다. 따라서, 제 1 기지국에 대한 사용자 단말기의 현재 라디오 접속은 2개의 안테나들(24, 26) 중 바로 제 1 안테나(24)를 통해서 유지되고, 결과적으로, 라디오(18)는 SISO 동작 모드에 있고, 따라서 MIMO 동작에 있을 때보다 낮은 데이터 레이트를 가진다. 라디오 링크 품질의 측정을 위해 이용된 테스트 신호들은 타겟 기지국으로부터 제 2 안테나(26)를 통해 수신되어, 논-MIMO 라디오(20)로 넘겨진다.
이러한 링크 품질 측정 단계가 완료되면, 도 3c에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기의 두 안테나들(24, 26)은 기지국들 중 하나와의 MIMO 라디오 통신을 위해 스위치(28)를 통해 MIMO 라디오(18)에 재접속된다.
도 3에 도시된 동작에서 네트워크와 사용자 단말기 사이의 메시징 및 처리 단계들의 시퀀스의 예가 도 4에 더욱 상세히 도시된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기는 MIMO 동작(단계 a) 중이다. (MIMO 라디오(18)는 도 4에서 소스 라디오 인터페이스(SRI: source radio interface)로 칭해진다). 제 1 라디오 액세스 네트워크의 기지국으로부터의 이러한 MIMO 접속을 이용하여, 패킷들이 고속 데이터 레이트로 사용자 단말기에 다운링크 전송된다(단계 b). 주기적으로, 사용자 단말기는 예를 들면, 신호대 잡음비를 검출함으로써 이러한 라디오 링크 양단의 링크 품질을 측정한다(단계c). 측정 보고는 사용자 단말기로부터 기지국으로 전송된다(단계 d).
기지국에서, 측정된 링크 품질이 미리 결정된 문턱값 아래로 진행했다는 것이 결정된다(단계 e). 이 경우, 다른 라디오 액세스 기술(RAT)의 기지국에 대한 링크 품질의 측정을 하는 요청이 사용자 단말기에 전송된다(단계 f). 따라서, 링크 품질을 측정할 RAT 및 그 RAT 내의 셀에 관한 정보가 사용자 단말기에 전송된다(단계 g). 네트워크(2)는, 측정이 요청되고 측정을 실행하는 것에 관련되는 예상 시간을 자각하여, 데이터가 사용자 단말기에 전송되는 레이트를 감소시킨다(단계 h).
다음 단계와 같이, 사용자 단말기는 논-MIMO 인터페이스(20)(측정을 위한 타겟 인터페이스이며, 따라서 도 4를 참조하면 타겟 라디오 인터페이스(TRI: target radio interface)이다) 사이에 접속을 만들도록(단계 i) 스위치를 활성화한다.
다음 단계(단계 j)와 같이, 스위치(28)는, 소스 라디오 인터페이스(SRI: source radio interface), 즉 MIMO 인터페이스(18)가 사용자 단말기가 단일-입력 단일-출력 동작을 가지고 타겟 라디오 인터페이스, 즉 논-MIMO 인터페이스(20)도 또한 동작하도록 스위칭된다. 데이터 패킷들은 MIMO 인터페이스(18)에 대해 감소된 데이터 레이트로 사용자 단말기에 계속 다운링크 전송되고(도 4에서 k로 표시), 사용자 단말기는 논-MIMO 인터페이스(20)를 통해 링크 품질의 측정을 수행한다(단계 l).
전체 데이터 레이트에 대한 영향을 감소시키기 위해 측정이 신속하게 최상으로 행해진다. 이것은 SISO 접속 모드가 인터페이스(18)에서 MIMO 접속 모드 대신 이용될 때 데이터 레이트의 감소가 있기 때문이다. 정확도를 위한 알려진 재전송 방식은, 하이브리드 자동 재전송 요청(HARQ: Hybrid Automatic Retransmission reQuest) 방식으로 알려져 있으며, 다운링크 및 업링크 둘다의 데이터 접속시 이용된다. 측정이 발생하고 있을 때, HARQ 재전송 요청들의 증가가 흔히 있으며, 이것은 데이터 레이트를 더 감소시킨다.
라디오 액세스 기술(RAT)에 대한 신호 품질의 측정들에 있어서, 예를 들면, IEEE 802.11에 따라, 비콘 또는 파일럿 신호들이 이용된다. 이들 신호들은 예를 들면 100ms의 전송 기간들을 연관시킨다. 측정을 위해 요구된 시간은 이러한 전송 기간들을 허용할 만큼 충분히 길게 설정되어야 한다.
측정이 수행되었으면, 측정 보고가 사용자 단말기(16)에서 네트워크(2)로 전송된다(단계 m). 그 후, 사용자 단말기는 도 4에서 소스 라디오 인터페이스(SRI)로 칭해지는 MIMO 라디오(18)를 이용하여 MIMO 동작으로 다시 스위칭된다(단계 n). 제 1 라디오 액세스 네트워크의 기지국으로부터의 이러한 MIMO 접속을 이용하여, 다운링크 데이터 레이트는 증가되어(단계 o), 패킷들이 고속 데이터 레이트로 사용자 단말기에 다운링크 전송된다(단계 p). 제 2 인터페이스(20)(도 4에서 타겟 라디오 인터페이스(TRI)로 칭해짐)는 그 후에 비활성화된다(단계 q).
대안적인 다른 유사한 실시예(도시되지 않음)에서, 측정된 링크 품질의 문턱값과의 비교는 네트워크(2)의 기지국 대신 사용자 단말기에서 이루어진다. 문턱값이 초과되면, 측정 구성 데이터에 대한 요청은, 측정 요청이 사용자 단말기에 전송되는(도 4의 단계 f) 대신 네트워크(2)로 전송된다. 따라서, 이 실시예에서, 시스템간 측정에 대한 트리거를 생성하는 것은 사용자 단말기이다.
이 실시예에서, 하이브리드 자동 재전송 요청(HARQ) 메커니즘은, MIMO 가능한 라디오(18)에서 MIMO 동작 모드 대신에 SISO 동작 모드를 일시적으로 이용하는 결과로서 발생하는 에러들을 포함하는 수신된 신호들의 에러들을 정정하도록 추구함으로써 전체 전송 정확도를 개선시키기 위해 이용된다. 전체 데이터 레이트를 높게 유지하기 위하여, SISO 동작의 지속구간은 짧게 유지된다; 달리 말하면, MIMO로부터 SISO로 된 후 다시 MIMO로의 스위칭이 고속으로 행해진다. 특히, 이것을 상당히 고속으로, 즉 수 밀리초 내에 행함으로써, 도입된(및 HARQ 재전송 방식을 이용하도록 정정된) 에러들의 레벨은 비교적 작다. 이것은 라디오 신호들의 고속 페이딩에 의해 유발된 에러들의 레벨과 유사하다. 따라서, 타겟 라디오 인터페이스, 즉 논-MIMO 라디오가 스위치를 통해 안테나에 접속되는 즉시 측정이 시작된다.
다른 예
다른 예, 즉 네트워크, 네트워크에 이용된 사용자 단말기 및 핸드오버 방법에 대해 지금부터 기술된다.
네트워크
도 5에 도시된 바와 같이, 무선 전기통신을 위한 대안적인 이종 네트워크(2')는 적어도 2개의 상이한 형태들의 라디오 액세스 기술들(RAT들)로서 알려진 다수의 라디오 액세스 네트워크들(4')을 포함한다. 도 5에는 단순화를 위해 2개의 라디오 액세스 네트워크들이 도시되어 있다. 라디오 액세스 네트워크들(4') 중 하나는 UMTS 형태의 RAT(6')이고, UMTS 기지국(8')을 포함한다. 다른 라디오 액세스 네트워크(4')는 GSM 형태의 RAT(6')이고, GSM 기지국을 포함한다. 서브네트워크들은 다른 기지국들(도시되지 않음)을 포함한다. 예를 들면, 네트워크(2')의 커버리지 내에 사용자 단말기(16')가 도시되어 있다.
네트워크(2')는 UMTS 기지국(8'), GSM 기지국(12'), 및 다수의 RAT 기능, 즉 UMTS 및 GSM 기능 둘다를 가진 중앙 기지국 제어기(17)를 포함한다. 코어 네트워크(19)의 일부인 이러한 중앙 제어기(17)는 UMTS 기지국(8')과 GSM 기지국(12') 둘다에 접속된다.
사용자 단말기
사용자 단말기(16')는 도 6에 더욱 상세히 도시되어 있다. 사용자 단말기는 제 1 다중-입력 다중-출력(MIMO) 라디오(18'), 제 2 MIMO 라디오(20'), 및 2개의 안테나들(24', 26')로 구성된 안테나 시스템(22')을 포함한다. MIMO 라디오들(18' 및 20')의 각각은 2개의 신호 입력/출력 포트들을 구비하며, 포트들 각각은 각각의 안테나에 접속하기 위한 것이다. 하나의 안테나(24')는 제 1 스위치(28')에 접속되고, 이를 통해, 안테나(24')는 제 1 MIMO 라디오(18') 또는 제 2 MIMO 라디오(20')에 선택 가능하게 접속된다. 다른 안테나(26')는 제 2 스위치(28")에 접속되어, 이를 통해 안테나(26')는 제 1 MIMO 라디오(18') 또는 제 2 MIMO 라디오(20')에 선택 가능하게 접속된다.
핸드오버 동작
지금부터, 사용자 단말기가 3번, 즉, (A) MBB(make before break) 핸드오버 전, (B) MBB 핸드오버 중, 및 (C) MBB 핸드오버 후가 도시된 도 7을 참조한다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 사용자 단말기의 두 안테나들(24', 26')은 초기에, 기지국들 중 하나와의 MIMO 라디오 통신을 위해 스위치들(28', 28")를 통해 제 1 MIMO 가능한 라디오(18')에 접속된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 핸드오버의 제 1 단계에서, 제 2 안테나(26')는 제 2 MIMO 가능한 인터페이스(20')에 접속되도록 제 2 스위치(28")에 의해 스위칭된다. 따라서, 제 1 기지국에 대한 사용자 단말기의 라디오 접속은 SISO 동작 모드로 동작하는 제 1 MIMO 가능한 인터페이스(18')에 접속된 제 1 안테나(24')를 통해 유지되고, 또한, SISO 동작 모드로 동작하는 제 2 MIMO 가능한 인터페이스(20')에 접속된 제 2 안테나(26')를 통해 유지된다.
핸드오버의 제 2 단계에서, 도 7c에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(24')는 제 2 MIMO 가능한 인터페이스(20')에 접속된 제 1 스위치(28')에 의해 스위칭된다. 따라서, 사용자 단말기의 두 안테나들(24', 26')은 제 2 라디오 액세스 네트워크에 사용자 단말기를 접속하는데 있어서 MIMO 동작 모드로 동작하는 제 2 MIMO 가능한 라디오(20')에 접속된다. 당연히, 제 1 라디오 액세스 네트워크(제 1 라디오(18')를 통해)로의 사용자 단말기의 라디오 접속은 이로써 중단된다.
2 개의 단계("make before break") 속성으로 인해, 핸드오버는 명백하게 무결절이며, 달리 말하면, 사용자의 관점에서 인지되지 않고 핸드오버로 인해 데이터의 손실이 그다지 없다.
제 1 MIMO 가능한 인터페이스(18')와 연관된 제 1 라디오 액세스 기술의 라디오 액세스 네트워크("소스(source)" RAN)와 제 2 MIMO 가능한 인터페이스(20')와 연관된 제 2 라디오 액세스 기술의 라디오 액세스 네트워크("타겟(target)" RAN)가 있다. 따라서, 제 1 MIMO 가능한 라디오(18')는 소스 라디오 인터페이스(SRI)로 표시되고, 제 2 MIMO 가능한 라디오(20')는 타겟 라디오 인터페이스(TRI)로 표시된다.
소스 RAN 및 타겟 RAN 모두는, 핸드오버 동안 MIMO 보다는 SISO 동작 모드가 MIMO 가능한 라디오들(18', 20')에 이용되기 때문에, 핸드오버 전의 짧은 시간으로부터 핸드오버 후의 짧은 시간까지 사용자 단말기에 대한 다운링크 데이터 트래픽을 감소시키도록 지시된다. RAN은 연관된 기지국 제어기에 접속된 기지국과 같은 라디오 액세스 네트워크이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 더욱 상세한 핸드오버 처리는 다음과 같다: 먼저, 사용자 단말기(16')는 안테나들(24', 26')을 통한 소스 RAN(30)로의 라디오 접속으로 SRI(18')를 이용하여 MIMO 동작 중에 있다(단계 a'). 이러한 MIMO 라디오 접속을 이용하여, 소스 RAN(30)과 사용자 단말기 사이에 데이터가 전송된다. 일부 시점에서, 예를 들면, 링크 품질에서 상당한 하락을 나타내는 링크 품질 측정으로 인해, 소스 RAN과의 라디오 접속을, 여기서는 타겟 RAN으로 표시된 다른 RAN과의 라디오 접속으로 핸드오버하기 위하여 네트워크(2')의 소스 RAN(30)에서 결정이 이루어진다(단계 b'). 따라서, 소스 RAN(30)은 사용자 단말기에 핸드오버 명령을 전송하며, 명령은 타겟 RAN(32)의 식별자들과, 타겟 RAN(32)의 어떤 셀이 접속될지를 포함한다. 응답으로서, 사용자 단말기는 타겟 라디오 인터페이스(20')를 활성화시킨다(단계 d'). 네트워크(2')의 소스 RAN(30)은 그 후에 사용자 단말기(16')에 대한 데이터 레이트를 고속 데이터 레이트로부터 저속 데이터 레이트로 감소시킨다(단계 e').
사용자 단말기는 소스 라디오 인터페이스(18')의 단일-입력 단일-출력(SISO) 동작으로 스위칭된다(단계 f). 타겟 RAN(32)은 그 후에 사용자 단말기(16')의 타겟 라디오 인터페이스(20')에 대한 라디오 접속을 확립한다(단계 g').
따라서, 사용자 단말기는 두 소스 RAN(30) 및 타겟 RAN(32)에 대한 SISO 모드 라디오 접속들을 위해 구성된다(도 7b에 도시된 바와 같음).
타겟 RAN(32)은 그 후에 낮은 데이터 레이트로 데이터 패킷들을 다운링크 전송하기 시작한다(단계 h'). 사용자 단말기(16')는 그 후에 두 인터페이스들(18', 20') 상으로 데이터를 수신하며(단계 l') 각각은 SISO 모드로 동작한다.
사용자 단말기(16')는 소스 라디오 인터페이스(18')를 통한 업링크로부터의 업링크(사용자 평면) 데이터를 타겟 라디오 인터페이스(20')를 통한 업링크로 스위칭한다(단계 j').
사용자 단말기(16')는 소스 라디오 인터페이스(18')를 통해 어떠한 데이터 패킷들도 다운링크 수신되지 않는 것을 감지한다(단계 k'). 따라서, 사용자 단말기는 "핸드오버 완료(Handover Complete)" 명령을 타겟 RAN(32)에 전송하고(단계 l'), 그 후에, 두 안테나 접속들(도 7c에 도시된 바와 같이)을 타겟 라디오 인터페이스로 스위칭하여, 타겟 라디오 인터페이스(20')를 통한 MIMO 동작이 발생한다(단계 m'). 타겟 RAN(32)은 그 후에 데이터 레이트를 이전에 언급된 고속 데이터 레이트로 증가시킨다(단계 n'). 사용자 단말기(16')는 그 후에 소스 라디오 인터페이스(18')를 비활성화한다(단계 o').
일부 다른 옵션들
일부 실시예들에서, 사용자 단말기의 제 2 라디오 및/또는 대응하는 제 2 라디오 액세스 네트워크는 MIMO 가능하지 않다.
일부 실시예들에서, 핸드오버 동작에 있어서, 대응하는 라디오 접속에 의해 각 라디오에서 서비스 세션의 데이터 수신 단계 후에, 데이터를 수신하는 것은 제 1 라디오에서 중지되지만, 데이터의 수신은 서비스 세션을 계속하도록 제 2 라디오에서(제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 제 2 안테나로의 라디오 접속을 통해) 계속된다. 이러한 방식으로, 제 1 라디오 액세스 네트워크와의 접속으로부터 제 2 라디오 액세스 네트워크와의 접속으로 사용자 단말기의 명백하게 무결절인 핸드오버가 이루어진다.
일부 실시예들에서, 사용자 단말기에 대한 적어도 하나의 다운링크 라디오 접속은 단일-입력 다중-출력(SIMO) 접속이다. 일부 실시예들에서, 사용자 단말기에 대한 적어도 하나의 다운링크 라디오 접속은 다중-입력 단일-출력(MISO) 접속이다.
일반
본 발명은 그 본질적 특성들을 벗어나지 않고 다른 특정 형태들로 구현될 수 있다. 개시된 실시예들은 모든 측면들에서 단지 예시적일 뿐 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 기술에 의하기보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 표시된다. 특허청구범위의 등가의 취지 및 범위 내에 있는 모든 변경들은 그 범위 내에 포함된다.
2; 네트워크
4; 라디오 액세스 네트워크들
8; UMTS 기지국
10; UMTS 형태의 기지국 제어기
14; GSM 형태의 기지국 제어기
16; 사용자 단말기

Claims (13)

  1. 제 1 라디오 액세스 네트워크 및 제 2 라디오 액세스 네트워크를 포함하는 라디오 통신을 위한 네트워크에서 사용자 단말기의 동작 방법으로서, 상기 사용자 단말기는 제 1 라디오, 제 2 라디오, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하고, 상기 제 1 라디오는 안테나들에 접속하기 위한 2개의 포트들을 포함하고, 상기 2개의 안테나들 중 적어도 하나는 상기 라디오들의 각각에 스위칭 가능하게 접속 가능한, 상기 사용자 단말기의 동작 방법에 있어서:
    각 포트가 각각의 안테나에 접속되도록 상기 2개의 안테나들을 상기 제 1 라디오에 접속하고, 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 2개의 안테나들로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 데이터를 상기 제 1 라디오에서 수신하는 단계;
    상기 제 2 안테나를 상기 제 1 라디오에 대한 접속으로부터 상기 제 2 라디오에 대한 접속으로 스위칭하는 단계;
    상기 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 1 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 데이터를 상기 제 1 라디오에서 수신하는 단계; 및
    제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 2 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 데이터를 상기 제 2 라디오에서 수신하는 단계를 포함하는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 라디오는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 가능하고, 상기 2개의 안테나들에 대한 상기 라디오 통신 접속은 MIMO 접속 또는 다운링크 단일-입력 다중-출력(SIMO) 접속을 포함하는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나에 대한 상기 라디오 통신 접속과 상기 제 2 안테나에 대한 상기 라디오 통신 접속 중 적어도 하나는 단일-입력 단일-출력(SISO) 접속 또는 다운링크 다중-입력 단일-출력(MISO) 접속을 포함하는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 2 안테나로의 상기 라디오 통신 접속을 이용하여, 상기 사용자 단말기와 상기 제 2 라디오 액세스 네트워크 사이의 라디오 링크 품질을 측정하는 단계를 더 포함하는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 라디오들 중 하나에 접속된 상기 안테나들 중 하나를 상기 2개의 라디오들 중 다른 하나와의 접속으로 스위칭하는 단계; 및
    상기 2개의 안테나들에 대한 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 데이터를 상기 라디오 액세스 네트워크들 중 하나로부터 상기 2개의 라디오들 중 하나에서 수신하는 단계를 더 포함하는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 안테나들 중 하나를 상기 2개의 라디오들 중 다른 하나와의 접속으로 스위칭하는 상기 단계는 상기 제 2 안테나를 다시 상기 제 1 라디오와의 접속으로 스위칭하는 것이고, 상기 2개의 안테나들에 대한 라디오 통신 접속을 통해 상기 라디오 액세스 네트워크들 중 하나로부터 상기 라디오들 중 하나에서 데이터를 수신하는 상기 단계는 상기 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 1 라디오에서 데이터를 수신하는 것인, 사용자 단말기의 동작 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 라디오는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 가능하고, 상기 안테나들 중 하나를 상기 2개의 라디오들 중 다른 하나와의 접속으로 스위칭하는 상기 단계는 상기 제 1 안테나를 상기 제 2 라디오와의 접속으로 스위칭하는 것이고, 상기 라디오 액세스 네트워크들 중 하나로부터 상기 2개의 안테나들에 대한 라디오 통신 접속을 통해 상기 라디오들 중 하나에서 데이터를 수신하는 상기 단계는 상기 제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 2 라디오에서 데이터를 수신하는 것인, 사용자 단말기의 동작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    서비스 세션이, 두 안테나들을 통한 상기 제 1 라디오와의 상기 라디오 통신 접속으로부터 두 안테나들을 통한 상기 제 2 라디오와의 상기 라디오 통신 접속으로의 전이 동안, 단일 안테나들에 대한 라디오 통신 접속들을 통해 계속되어, 상기 제 1 라디오 액세스 네트워크와의 접속으로부터 상기 제 2 라디오 액세스 네트워크와의 접속으로 상기 사용자 단말기의 명백하게 무결절 핸드오버(apparently seamless handover)를 달성하는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 라디오는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 가능하지 않고, 상기 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 1 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 상기 제 1 라디오에서 데이터를 수신하는 상기 단계가 중지되어, 서비스 세션이, 제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 2 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 상기 제 2 라디오에서 데이터를 수신함으로써 계속되는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 라디오들 각각은 전송 신호 생성기들 및 수신된 신호 디코더들을 포함하는, 사용자 단말기의 동작 방법.
  11. 무선 라디오 통신을 위한 사용자 단말기로서, 상기 사용자 단말기는 제 1 라디오, 제 2 라디오, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 포함하고, 상기 제 1 라디오는 안테나들에 접속하기 위한 2개의 포트들을 포함하고, 상기 2개의 안테나들 중 적어도 하나는 상기 라디오들의 각각에 사용시 스위칭 가능하게 접속 가능한, 상기 사용자 단말기에 있어서:
    사용시, 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 2개의 안테나들로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 데이터를 상기 제 1 라디오에서 수신하도록, 상기 2개의 안테나들을 상기 제 1 라디오에 선택 가능하게 접속하고;
    상기 제 1 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 1 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 데이터를 상기 제 1 라디오에서 수신하도록, 상기 제 2 라디오에 대한 상기 제 2 안테나의 접속을 선택 가능하게 스위칭하고,
    제 2 라디오 액세스 네트워크로부터 상기 제 2 안테나로의 라디오 통신 접속을 통해 전달되는 데이터를 상기 제 2 라디오에서 수신하도록 동작 가능한 스위치를 포함하는, 사용자 단말기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 라디오는 다중-입력 다중-출력(MIMO) 가능하고, 다중 안테나 라디오 통신 접속은 MIMO 접속인, 사용자 단말기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 라디오는 MIMO 가능한, 사용자 단말기.
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