KR101531187B1 - 핸드오버들 동안 업링크 전력 제어 파라미터들의 전달 - Google Patents

핸드오버들 동안 업링크 전력 제어 파라미터들의 전달 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법을 제공한다. 소스 기지국은 모바일 유닛이 타겟 기지국으로 핸드오버되어야 하는지를 결정한다. 타겟 기지국은 자신과 연관된 업링크 전력 제어 파라미터들을 소스 기지국으로 전송하고, 상기 소스 기지국은 업링크 전력 제어 파라미터들을 모바일 유닛으로 전송한다.

Description

핸드오버들 동안 업링크 전력 제어 파라미터들의 전달{TRANSFER OF UPLINK POWER CONTROL PARAMETERS DURING HANDOVERS}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것이며, 특히 통신 시스템들에서의 핸드오버(handover)들에 관한 것이다.
때때로 사용자 장비(user equipment) 또는 통신 유닛(communication unit)이라고 칭해지는 모바일 유닛(mobile unit)은 제 1(소스) 기지국의 커버리지 영역(coverage area)로부터 제 2(타겟) 기지국의 커버리지 영역으로 이동할 수 있다. 제 1 기지국으로부터 제 2 기지국으로 제어를 전달하는 프로세스(process)는 종종 핸드오버 또는 핸드오프(handoff)라고 칭해진다.
핸드오버가 모바일 유닛이 셀룰러 네트워크(cellular network) 내에서, 그리고 심지어 외부에서 이동하는 능력을 허용할지라도, 핸드오버 동안 발생하는 문제점들이 존재한다. 핸드오버 문제점들은 모바일 유닛 및 제 2 기지국 사이의 접속에서의 지연들 및 모바일 유닛이 타겟 기지국으로 이동할 때 부정확한 전력 레벨로 전송하는 것을 포함한다.
종래 기술의 제 1 해결책은 타겟 기지국으로부터 적절한 전력 제어 파라미터들을 획득하기 위하여 40 내지 100ms 동안 대기하는 것을 포함한다. 그러나, 이것은 게이밍 오버 IP 및 보이스 오버 IP(gaming over IP and voice over IP)와 같은 레이턴시에 민감한 애플리케이션(latency sensitive application)들에 대해 드롭된 패킷(dropped packet)들 및/또는 처리량의 손실을 초래한다. 제 2 해결책은 단순히 모바일 유닛이 자신이 소스 기지국에서 사용하고 있었던 전력 세팅(power setting)에서 전송하도록 하는 것이다. 그러나, 상이한 기지국들에서의 업링크 간섭 조건(uplink interference condition)들의 잠재적인 차이 뿐만 아니라, 업링크 전력 제어 파라미터들의 가능한 차이들이 제공되면, 모바일 유닛은 적절한 전력 레벨로 전송하지 못할 것이며; 너무 높은 전력 레벨은 과도한 간섭을 초래하므로, 감소된 시스템 성능을 초래하는 반면, 너무 낮은 전력은 사용자에 대한 서비스 품질(quality of service) 저하를 초래한다.
레거시 UMTS 시스템(legacy UMTS system)들에 비하여 상당히 상이한 3GPP의 LTE(롱 텀 에볼루션)의 2개의 중요한 특징들은 업링크에서 소프트 핸드오버(soft handover)가 지원되지 않는다는 것 및 업링크에서 개방 루프 전력 제어(open loop power control)가 사용될 것이라는 것이다. 소프트 핸드오버가 지원되지 않는다는 것은 모바일 유닛이 현재 서빙 기지국(serving base station)으로부터 접속해제되고 나서, 타겟 기지국으로 재접속하고, 자신의 전송을 재시작해야 한다는 것을 의미한다.
업링크에서 개방 링크 전력 제어를 사용하는 것은 모바일 유닛이 서빙 기지국에서 특정 타겟 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(SINR)를 성취하기 위하여 자신의 전송 전력을 자율적으로 조정한다는 것을 의미한다.
그러므로, 3GPP LTE 시스템들에서, UE가 자신의 현재 서빙 기지국으로부터 타겟 기지국으로 스위칭한 이후에 적절한 전력 레벨로 전송할 수 있기 이전에 잠재적으로 긴 절차가 수행될 필요가 있다.
적절한 전송 전력이 결정될 때까지 전송을 지연한 결과는 여분의 레이턴시여서, 처리량의 손실을 초래한다. 보이스 오버 IP(VoIP) 또는 비디오 전화(Video Telephony; VT)와 같은 레이턴시에 민감한 애플리케이션들에 대하여, 이 여분의 레이턴시는 드롭된 음성 패킷들을 초래하여, 셀 스위치 동안 수용불가능한 음성 품질을 초래할 수 있다. UE가 자신이 타겟 기지국으로 스위칭한 이후에도 단순히 자신이 소스 기지국으로 전송하고 있었던 전력 레벨로 전송하는 것이 또한 가능하지만, 이것은 전력 레벨이 너무 높은 경우에 불필요한 높은 간섭 레벨들을 초래하거나, 또는 전력 레벨이 너무 낮은 경우에 서비스 품질(QoS) 저하를 초래할 수 있다.
그러므로, 핸드오버 시의 전송에서의 지연들, 드롭된 음성 패킷들, 수용불가능한 음성 품질, 또는 증가된 간섭 레벨들을 초래하지 않는 핸드오버를 수행하는 방법이 필요하다.
본 발명은 핸드오버 완료 이전에 모바일 유닛으로 업링크 전력 제어 파라미터를 전송함으로써 종래 기술의 문제점들에 대한 해결책을 제공한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 타겟 기지국으로부터의 전달 업링크 전력 제어 파라미터들이 핸드오버 절차 동안 소스 기지국에 의해 모바일 유닛으로 전송된다. 이것은 모바일 유닛이 새로운 타겟 기지국으로 적절한 전력 세팅에서 전송하는 것을 즉시 시작하는데 필요한 모든 파라미터들을 가지도록 하여, 적절한 전력 제어 파라미터들을 획득하기 위하여 대기하거나 또는 부정확한 전력 세팅으로 전송하는 문제들을 피하도록 한다.
이로써, 본 발명은 모바일 유닛이 적절한 업링크 전력 레벨로 전송하기 전에 새로운 타겟 기지국에서 브로드캐스팅(broadcasting)될 전력 제어 파라미터들을 대기할 필요성을 제거한다. 이것은 새로운 기지국으로의 핸드오버 동안 40ms로부터 100ms까지의 지연을 줄인다. 이것은 모바일 유닛이 새로운 기지국에 동기화된 직후에 적절한 전력 세팅에서 전송하도록 하는데, 이는 전력 제어 파라미터들이 이용가능할 때까지 이동국이 부정확한 전력 세팅으로 전송하거나 전송을 지연시킴으로써 발생하는 QoS 저하 또는 과도한 간섭의 발생을 피한다.
도 1은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 통신 유닛, 소스 기지국 및 타겟 기지국 사이의 메시지 흐름을 도시한 도면.
도 1은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따른 모바일 유닛 또는 사용자 장비(UE)(101)라고도 칭해지는 통신 유닛, 소스 기지국(103) 및 타겟 기지국(105) 사이의 메시지 흐름(100)을 도시한다. 도 1은 핸드오버 절차 동안 업링크 전력 제어 세팅들이 타겟 기지국으로부터 소스 기지국을 통하여 모바일 유닛으로 전달되는 본 발명의 일 예시적인 실시예를 도시한다. 이것은 모바일 유닛이 타겟 기지국에 접속한 직후에 적절한 전력 세팅에서 전송하도록 하여, 지연의 40 내지 100ms를 줄인다.
UE(101)는 소스 기지국(103)으로 측정치 보고 메시지(111)를 전송한다. 측정치 보고 메시지(111)는 바람직하게는, UE(101)가 또 다른 기지국으로 핸드오프되어야 하는지를 결정하는데 있어서 소스 기지국(103)을 돕는데 유용한 파라미터들을 포함한다. 일 예시적인 실시예에서, 측정치 보고 메시지(111)는 UE(101)가 소스 기지국(103)으로부터 측정하는 경로 손실(path loss) 및 UE(101)가 타겟 기지국(105)으로부터 측정하는 경로 손실을 포함한다. 추가적으로, 측정치 보고 메시지(111)는 바람직하게는, 타겟 기지국(105)의 식별자(identification)를 포함한다.
소스 기지국(103)은 측정치 보고 메시지(111)에서 전송된 측정치들을 평가하고, UE(101)가 타겟 기지국(105)으로 전달되어야 하는지를 결정한다(112). 이 핸드오버 결정은 예를 들면, UE(101) 및 타겟 기지국(105) 사이의 경로 손실이 UE(101) 및 소스 기지국(103) 사이의 경로 손실보다 상당히 더 작을 때 핸드오버 결정을 행할 수 있다. 이 예에서, 경로 손실의 차이가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우에, 소스 기지국(103)은 UE(101)가 타겟 기지국(105)으로 핸드오버되어야 한다는 결정을 행할 것이다.
소스 기지국(103)이 타겟 기지국(105)으로의 UE(101)의 핸드오버가 보증된다고 결정하는 경우에, 소스 기지국(103)은 타겟 기지국(105)으로 핸드오버 요청 메시지(113)를 전송한다. 일 예시적인 실시예에서, 핸드오버 요청 메시지(113)는 바람직하게는 통신 네트워크 내의 기지국들을 접속시키는 X2 인터페이스를 통하여 전송된다. 일 예시적인 실시예에서, 핸드오버 요청 메시지(113)는 또한 서비스 품질(QoS) 속성들과 같은 UE(101)의 접속과 관련된 정보를 포함한다.
타겟 기지국(105)은 자신이 UE(101)를 지원할 수 있는지를 평가하기 위하여 승인 제어(114)를 수행한다. 일 예시적인 실시예에서, 타겟 기지국(105)은 자신이 UE(101)를 성공적으로 핸들링할 수 있을 것인지를 결정하기 위하여 자신(105)에서의 리소스들(resources)의 현재 로딩(loading) 및 가용성을 이용한다.
타겟 기지국(105)은 핸드오버 요청 ACK 메시지(115)를 소스 기지국(103)으로 전송한다. 타겟 기지국(105)이 자신이 UE(101)의 핸드오버를 수용할 것이라고 결정하는 경우에, 핸드오버 요청 ACK 메시지(115)는 타겟 기지국이 자신의 브로드캐스트 메시지 내에서 전송하는 업링크 전력 제어 파라미터들을 포함한다. 예를 들면, 핸드오버 요청 ACK 메시지(115)는 바람직하게는, 타겟 기지국(105)에서의 업링크 간섭 레벨 및 타겟 기지국(105)에서의 타겟 신호 대 간섭-플러스-잡음 비(SINR)를 포함한다.
소스 기지국(103)은 UE(101)로 핸드오버 명령 메시지(116)를 전송한다. 핸드오버 명령 메시지(116)는 타겟 기지국(105)에 접속하도록 UE(101)에 통지하고, 타겟 기지국(105)에 대한 업링크 전력 제어 파라미터들을 포함한다.
그 후, UE(101)는 소스 기지국(103)으로부터 분리되고, 타겟 기지국(105)과 동기화된다(117). 동기화는 바람직하게는, 타겟 기지국(105)과의 랜덤 액세스 절차를 포함한다. 이 절차는 업링크에서 UE(101)에 대한 적절한 타이밍을 획득한다. 일 예시적인 실시예에서, 동기화 절차는 30 내지 40 밀리초 정도 전송의 중단을 초래하는데, 이는 종래 기술에서의 서비스 중단보다 상당히 더 작다.
UE(101)는 자신(101)이 핸드오버 명령 메시지(116)에서 수신한 타겟 기지국(105)에 대한 업링크 전력 제어 파라미터들을 사용함으로써 정확한 전력 레벨로 초기 메시지(118)를 전송한다.
본 발명이 본 발명의 일부 예들에 관하여 설명되었지만, 본 발명이 상기 설명으로 제한되지 않는 것이 아니라, 오히려, 다음의 청구항들에서 설명된 범위로만 제한되도록 의도된다.
101: 사용자 장비 103: 소스 기지국
105: 타겟 기지국 111: 측정치 보고 메시지
113: 핸드오버 요청 메시지 115: 핸드오버 요청 ACK 메시지
116: 핸드오버 명령 메시지 118: 초기 메시지

Claims (10)

  1. 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법에 있어서:
    상기 소스 기지국에 의해 상기 모바일 유닛의 핸드오버 요청을 개시하는 단계;
    상기 타겟 기지국으로의 상기 모바일 유닛의 핸드오버를 완료하기 전에, 상기 타겟 기지국과 연관된 업링크 전력 제어 파라미터들을 상기 소스 기지국으로 전송하는 단계; 및
    상기 소스 기지국으로부터 상기 모바일 유닛으로 상기 업링크 전력 제어 파라미터들을 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 타겟 기지국과 연관된 상기 업링크 전력 제어 파라미터들을 상기 소스 기지국으로 전송하는 단계는 핸드오버 요청 확인 메시지의 부분으로서 상기 타겟 기지국과 연관된 상기 업링크 전력 제어 파라미터들을 상기 소스 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 기지국으로부터 상기 모바일 유닛으로 상기 업링크 전력 제어 파라미터들을 전송하는 단계는 핸드오버 명령의 부분으로서 상기 업링크 전력 제어 파라미터들을 상기 소스 기지국으로부터 상기 모바일 유닛으로 전송하는 단계를 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 전력 제어 파라미터들은 상기 타겟 기지국에서의 업링크 간섭 레벨을 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 전력 제어 파라미터들은 상기 타겟 기지국에서의 타겟 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(SINR)를 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 전력 제어 파라미터들은 상기 타겟 기지국에서의 프랙셔널 전력 제어 파라미터(fractional power control parameter)들을 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 모바일 유닛과 상기 타겟 기지국 사이의 경로 손실 측정치를 상기 모바일 유닛으로부터 전송하는 단계를 더 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 모바일 유닛과 상기 타겟 기지국 사이에서 전송할 때 상기 경로 손실 측정치를 이용하는 단계를 더 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 전력 제어 파라미터들을 사용하여 상기 모바일 유닛으로부터 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 업링크 전력 제어 파라미터들 및 상기 모바일 유닛과 상기 타겟 기지국 사이의 경로 손실 측정치를 사용하여 상기 모바일 유닛으로부터 상기 타겟 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 소스 기지국으로부터 타겟 기지국으로 모바일 유닛의 핸드오버를 수행하기 위한 방법.
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