KR101574352B1 - 접속을 제한하는 셀이 존재하는 혼합 주파수에서 간섭 완화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 네트워크의 설정 및 단말이 측정한 간섭 상황에 따라 단말이 기지국의 접속 제한을 해제할 수 있도록 한다. 이를 통해 본 발명은 단말이 대상 셀로의 접속 제한으로 인해 기존의 셀에 머물러 있으면서 대상 셀에 큰 간섭을 미치는 상황을 회피하여 혼합 주파수에서 단말 및 접속 제한을 하는 셀들의 서비스 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

무선통신, 혼합 주파수, 주파수 간섭, LTE,

Description

접속을 제한하는 셀이 존재하는 혼합 주파수에서 간섭 완화 방법{METHOD OF MITIGATING INTERFERENCE IN MIXED FREQUENCY}

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 네트워크의 설정 및 단말이 측정한 간섭 상황에 따라 단말이 기지국이 접속 제한을 해제할 수 있도록 한다. 이를 통해 본 발명은 단말이 대상 셀로의 접속 제한으로 인해 기존의 셀에 머물러 있으면서 대상 셀에 큰 간섭을 미치는 상황을 회피하여 혼합 주파수에서 단말 및 접속 제한을 하는 셀들의 서비스 품질을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 망구조를 나타낸 그림이다. E-UTRAN시스템은 기존 UTRAN시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UTRAN 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고도 불린다.

E-UTRAN은 eNB(e-NodeB; 이하 기지국으로 약칭)들로 구성되며, eNB들간에는 X2 인터페이스를 통해 연결된다. eNB는 무선인터페이스를 통해 단말(User Equipment; 이하 단말로 약칭)과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC (Evolved Packet Core)에 연결된다.

EPC에는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving-Gateway) 및 PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW 는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 gateway이며, PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 gateway이다.

단말과 망사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이중에서 제 1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 단말과 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 2와 도3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층 (Physical Layer), 데이터링크계층 (Data Link Layer) 및 네트워크계층 (Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면 (User Plane, U-plane)과 제어신호 (Signaling) 전달을 위한 제어평면 (Control Plane, C-plane)으로 구분된다. 도 2와 도3의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3 (제3계층)로 구분될 수 있다. 이러한 무선 프로토콜 계층들은 단말과 E-UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다.

이하에서 상기 도 2의 무선프로토콜 제어평면과 도3의 무선프로토콜 사용자평면의 각 계층을 설명한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.

제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층 에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에는 RLC계층은 존재하지 않을 수도 있다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(RRC_CONNECTED)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.

망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터 를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

물리채널(Physical Channel)은 시간축상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축상에 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 서브캐리어(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(가령, 첫 번째 심볼)의 특정 서브캐리어들을 이용할 수 있다. 하나의 서브프레임은 0.5 ms이며, 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 2개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.

이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 휴지 상태(RRC_IDLE state)라고 부른다. RRC_CONNECTED state의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE state의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE state 단말은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC_CONNECTED state로 이동해야 한다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC Idle state 에 머무른다. RRC_IDLE state에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED state로 천이한다. Idle state에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

RRC계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.

NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED (EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접착(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 접착(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM- REGISTERED 상태가 된다.

단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM-IDLE (EPS Connection Management) 및 ECM_CONNECTED두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결(RRC connection)을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED상태가 된다. ECM-IDLE의 상태에 있는 MME 는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 배경(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 재 선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트랙킹 구역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.

다음은, 시스템 정보(System Information)에 관한 설명이다. 상기 시스템 정보(System Information)는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수정보를 포함한다. 따라서 단말은 기지국에 접속하기 전에 시스템 정보를 모두 수신하고 있어야 하고, 또한 항상 최신의 시스템 정보를 가지고 있어야 한다. 그리고 상기 시스템 정보는 한 셀 내의 모든 단말이 알고 있어야 하는 정보이므로, 기지국은 주 기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.

상기 시스템 정보는 MIB, SB, SIB등으로 나뉜다. MIB(Master Information Block)는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역(Bandwidth)같은 것을 알 수 있도록 한다. SB(Scheduling Block)은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기등을 알려준다. SIB(System Information Block)은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향 무선 채널의 정보만을 포함한다.

종래기술에서 혼합 주파수(mixed frequency)와 같이 동일한 주파수에 일반적 셀과 특정 가입자 그룹의 접속만을 허용하는 셀이 존재할 경우, 접속 제한으로 인한 간섭 문제가 단말 및 기지국의 서비스 품질에 큰 영향을 미친다. 예를 들어 단말이 일반적 셀에 접속하고 있으면서 접속 제한된 셀에 근접하는 경우, 단말은 접근이 제한된 셀에 큰 간섭을 미치게 된다. 단말 역시 접속이 제한된 셀로부터 점점 큰 간섭을 받게 되게 단말의 서비스 품질 역시 나빠지게 되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 종래기술보다 효과적으로 무선 통신 시스템상에서 접속을 제한하는 셀이 존재하는 혼합 주파수에서 종래기술에서 발생되는 간섭을 완화 시키는 방법을 제시하고자 한다.

상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 단말이 셀(cell)을 접속하는 방법으로서, 특정 셀에 단말의 접속이 허용 되는지 또는 허용 되지 않는지를 판단하는 단계와; 만약 상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 허용 되지 않는다고 판단되면, 상기 특정 셀에 대하여 무선 신호 품질을 확인하는 단계와; 만약 상기 특정 셀에 대한 상기 무선 신호 품질이 특정 무선 조건을 만족하면, 상기 특정 셀을 접속 가능한 셀로 고려하는 단계와; 그리고 상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 이전에 허용되지 않았더라도 상기 단말이 상기 특정 셀에 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 무선 신호 품질은 단말에 의해 측정된 상기 특정 셀에 대한 하향 경로 손실 값(downlink path loss value)인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 하향 경로 손실 값이 임계값 보다 클 경우에 상기 특정 무선 조건이 만족 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 특정 셀에 대한 상기 하향 경로 손실 값과 현재 접속된 셀에 대한 하향 경로 손실 값의 차이가 임계값 보다 클 경우에 상기 특정 무선 조건이 만족 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 임계값이 상기 특정 셀을 관리하는 네트워크로부터 전송된 시스템 정보 (system information)를 통해서 수신 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 임계값이 상기 특정 셀 또는 상기 현재 접속된 셀을 관리하는 네트워크로부터 전송된 시스템 정보 (system information)를 통해서 수신 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 단말이 CSG (closed subscriber group) 멤버가 아니라면 상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 허용되지 않는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, CSG 지시자 및 CSG 식별자를 네트워크로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 특정 셀의 접속은 상기 수신된 CSG 지시자 및 CSG 식별자를 확인하여 판단 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 모든 단계들은 셀 재선택 (reselection) 과정 중에 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 모든 단계들은 핸드오버 (handover) 과정 중에 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 단말이 자신이 멤버로 속하지 않은 CSG 셀과 같이 접속이 제한되는 셀로 가까이 접근하였을 때, 상기 단말이 대상 셀로의 접속 제한으로 인해 기존의 셀에 머물러 있으면서 대상 셀에 큰 간섭을 미치는 상황을 해결할 수 있다. 이를 통해 해당 기지국의 셀의 상향 링크 품질이 향상된다. 또한, 본 발명을 통하여 상기 단말 역시 접속이 제한되는 셀의 서비스 영역 안에 머무르면서 접속이 제한되는 셀로부터 간섭을 심하게 받는 상황을 벗어날 수 있으므로, 상기 단말의 서비스 품질 역시 향상된다.

본 발명은 3GPP 통신기술, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템 또는 LTE (Long Term Evolution) 시스템, 통신 장치 및 통신 방법에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 유무선 통신에도 적용될 수도 있다.

본 발명의 기본 개념은 무선 통신 시스템상에서 단말이 셀(cell)을 접속하는 방법으로서, 특정 셀에 단말의 접속이 허용 되는지 또는 허용 되지 않는지를 판단하는 단계와; 만약 상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 허용 되지 않는다고 판단되면, 상기 특정 셀에 대하여 무선 신호 품질을 확인하는 단계와; 만약 상기 특정 셀에 대한 상기 무선 신호 품질이 특정 무선 조건을 만족하면, 상기 특정 셀을 접속 가능한 셀로 고려하는 단계와; 그리고 상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 이전에 허용되지 않았더라도 상기 단말이 상기 특정 셀에 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 단말의 셀 접속 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 무선 이동통신 단말기를 제안한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

일반적으로, 네트워크가 단말에게 제공하는 서비스는 아래와 같이 세가지 타입으로 구분할 수 있다. 또한, 어떤 서비스를 제공받을 수 있는지에 따라 단말은 셀의 타입 역시 다르게 인식한다. 아래에서 먼저 서비스 타입을 서술하고, 이어 셀의 타입을 서술한다.

1) Limited service 이 서비스는 응급 호(Emergency call) 및 재해경보시스템(Earthquake and Tsunami Warning System; ETWS)를 제공하며, 수용가능 셀(acceptable cell)에서 제공할 수 있다.

2) Normal service 이 서비스는 일반적 용도의 범용 서비스(public use)를 의미하여, 일반적 셀(suitable or normal cell)에서 제공할 수 있다.

3) Operator service 이 서비스는 통신망 사업자를 위한 서비스를 의미하며, 이 셀은 통신망 사업자만 사용할 수 있고 일반 사용자는 사용할 수 없다.

셀이 제공하는 서비스 타입과 관련하여, 셀의 타입은 아래와 같이 구분될 수 있다.

1) Acceptable cell 단말이 제한된(Limited) 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 해당 단말 입장에서, 금지(barred)되어 있지 않고, 단말의 셀 선택 기준을 만족시키는 셀이다.

2) Suitable cell 단말이 일반(Normal) 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 acceptable 셀의 조건을 만족시키며, 동시에 추가 조건들을 만족시킨다. 추가적인 조건으로는, 이 셀이 해당 단말이 접속할 수 있는 PLMN 소속이어야 하고, 단말의 트랙킹 구역(Tracking Area) 갱신 절차의 수행이 금지되지 않은 셀이어야 한다. 해당 셀이 CSG 셀이라고 하면, 단말이 이 셀에 CSG 멤버로서 접속이 가능한 셀이어야 한다.

3) Barred cell 셀이 시스템 정보를 통해 금지된 셀(Barred cell)이라는 정보를 방송을 하는 셀이다.

4) Reserved cell 셀이 시스템 정보를 통해 지정된 셀(Reserved cell)이라는 정보를 방송을 하는 셀이다.

도 4는 휴지 모드에서 셀을 선택하는 단말 동작에 대한 절차를 나타내는 예시도 이다.

첫 번째 단계로, 단말은 자신이 서비스 받고자 하는 망(Public Land Mobile Network; 이하 PLMN으로 약칭 함)과 통신하기 위한 라디오접속기술(Radio Access Technology; 이하 RAT으로 약칭 함)을 선택한다. PLMN과 RAT 정보는 단말의 사용자가 선택을 할 수도 있으며, USIM에 저장되어 있는 것을 사용할 수도 있다.

두 번째 단계로, 상기 단말은 측정한 기지국과 신호세기나 품질이 특정한 값보다 큰 셀 중에서, 가장 큰 값을 가지는 셀을 선택한다(Cell Selection). 그리고, 상기 기지국이 주기적으로 보내는 SI를 수신한다. 상기 말하는 특정한 값은 데이터 송/수신에서의 물리적 신호에 대한 품질을 보장받기 위하여 시스템에서 정의된 값을 말한다. 따라서, 적용되는 RAT에 따라 그 값은 다를 수 있다.

세 번째 단계로, 상기 단말은 망으로부터 서비스(예: 호출(Paging))를 받기 위하여 자신의 정보(예:IMSI)를 등록한다. 여기서, 상기 단말은 셀을 선택 할 때 마다 접속하는 망에 등록을 하는 것은 아니며, SI로부터 받은 망의 정보(예: 트랙킹 구역 식별자 (Tracking Area Identity; TAI))와 자신이 알고 있는 망의 정보가 다른 경우에 망에 등록을 한다.

네 번째 단계로, 상기 단말은 서비스 받고 있는 상기 기지국으로부터 측정한 신호의 세기와 품질의 값이 인접한 셀의 기지국으로부터 측정한 값보다 낮다면, 상기 단말이 접속한 상기 기지국의 셀 보다 더 좋은 신호 특성을 제공하는 다른 셀 중 하나를 선택한다. 이 과정을 상기 두 번째 단계의 초기 셀 선택(Initial Cell Selection)과 구분하여 셀 재 선택(Cell Re-Selection)이라 한다. 이때, 신호특성의 변화에 따라 빈번히 셀이 재 선택되는 것을 방지하기 위하여 시간적인 제약조건을 둘 수도 있다.

다음은 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다. 단말의 전원이 켜지면 단말은 적절한 품질의 셀을 선택하여 서비스를 받기 위한 준비 절차들을 수행해야 한다.

RRC 휴지(RRC_IDLE) 상태인 단말은 항상 적절한 품질의 셀을 선택하여 이 셀을 통해 서비스를 제공받기 위한 준비를 하고 있어야 한다. 예를 들어, 전원이 막 켜진 단말은 네트워크에 등록을 하기 위해 적절한 품질의 셀을 선택해야 한다. RRC 연결(RRC_CONNECTED) 상태에 있던 상기 단말이 RRC_IDLE에 진입하면, 상기 단말은 RRC_IDLE에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC_IDLE 상태와 같은 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택 (Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 상기 셀 선택은 상기 단말이 상기 RRC_IDLE 상태로 머물러 있을 셀을 현재 결정하지 못한 상태에서 수행하는 것이므로, 가능한 신속하게 셀을 선택하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 일정 기준 이상의 무선 신호 품질을 제공하는 셀이라면, 비록 이 셀이 단말에게 가장 좋은 무선 신호 품질을 제공하는 셀이 아니라고 하더라도, 단말의 셀 선택 과정에서 선택될 수 있다.

이하는 LTE 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다. 상기 단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN을 검색하고 서비스를 받을 수 있는 적절한 PLMN을 선택한다. 이어, 선택한 PLMN이 제공하는 셀들 중에서 상기 단말이 적절한 서비스를 제공받을 수 있는 신호 품질과 특성을 가진 셀을 선택한다. 여기서, 셀 선택 과정은 크게 두 가지로 나뉜다. 먼저 초기 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 상기 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 상기 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 상기 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 이후, 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 다음은 저장된 정보를 활용하는 셀 선택 과정으로, 이 과정에서는 무선 채널에 대해 상기 단말에 저장되어 있는 정보를 활용 하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀 선택을 한다. 따라서 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 상기 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(suitable) 셀을 찾지 못하면, 상기 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.

상기 셀 선택 과정에서 상기 단말이 사용하는 셀 선택 기준은 다음 표 1의 공식과 같을 수 있다.

위 셀 선택 기준에서 사용되는 인자들은 아래와 같다.

- Q_rxlevmeas 측정된 셀의 수신 레벨 (RSRP).

- Q_rxlevmin 셀에서의 최소 필요 수신 레벨 (dBm)

- Q_{rxlevminoffset} Qrxlevmin 에 대한 오프셋(offset)

- Pcompensation max(P_EMAX - P_UMAX, 0) (dB)

- P_EMAX 단말이 해당 셀에서 전송해도 좋은 최대 전송 전력 (dBm)

- P_UMAX 단말의 성능에 따른 단말 무선 전송부(RF)의 최대 전송 전력(dBm)

상기 표 1에서, 단말은 측정한 신호의 세기가 세기와 품질이 서비스를 제공하는 셀이 정한 특정 값보다 큰 셀을 선택한다는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 표 1에서 사용되는 파라미터들은 시스템 정보를 통해 방송되고, 상기 단말은 이 파라미터 값들을 수신하여 셀 선택 기준에 사용한다.

셀 선택 기준을 만족하는 셀을 상기 단말이 선택하면, 상기 단말은 해당 셀의 시스템 정보로부터 해당 셀에서 상기 단말의 RRC_IDLE 모드 동작에 필요한 정보를 수신한다. 상기 단말이 RRC_IDLE 모드 동작에 필요한 모든 정보를 수신한 후, 망으로 서비스를 요청(예:Originating Call)하거나 망으로부터 서비스(예: Terminating Call)를 받기 위하여 휴지 모드에서 대기한다.

상기 단말이 일단 셀 선택 과정을 통해 어떤 셀을 선택한 이후, 단말의 이동성 또는 무선 환경의 변화 등으로 단말과 기지국간의 신호의 세기나 품질이 바뀔 수 있다. 따라서 만약 선택한 셀의 품질이 저하되는 경우, 단말은 더 좋은 품질을 제공하는 다른 셀을 선택할 수 있다. 이렇게 셀을 다시 선택하는 경우, 일반적으로 현재 선택된 셀보다 더 좋은 신호 품질을 제공하는 셀을 선택한다. 이런 과정을 셀 재선택(Cell Reselection)이라고 한다. 상기 셀 재선택 과정은, 무선 신호의 품질 관점에서, 일반적으로 단말에게 가장 좋은 품질을 제공하는 셀을 선택하는데 기본적인 목적이 있다. 무선 신호의 품질 관점 이외에, 네트워크는 주파수 별로 우선 순위를 결정하여 단말에게 알릴 수 있다. 이러한 우선 순위를 수신한 단말은, 셀 재선택 과정에서 이 우선 순위를 무선 신호 품질 기준보다 우선적으로 고려하게 된다.

위와 같이 무선 환경의 신호 특성에 따라 셀을 선택 또는 재선택하는 방법이 있으며, 셀 재선택시 재선택을 위한 셀을 선택하는데 있어서, 셀의 라디오접속기술(Radio Access Technology, 이하 RAT으로 약칭 함)과 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.

- Intra-frequency 셀 재선택 단말이 사용중인 셀과 같은 라디오 기술(RAT)과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택

- Inter-frequency 셀 재선택 단말이 사용중인 셀과 같은 라디오 기술(RAT)과 다른 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택

- Inter-RAT 셀 재선택 단말이 사용중인 라디오 기술과 다른 라이오 기술(RAT)을 사용하는 셀을 재선택

한편, 이동통신망 사업자 외에 개인이나 또는 특정 사업자 또는 집단 소유의 기지국을 통해 3G 또는 EPS (Evolved Packet System) 서비스를 제공할 수도 있다. 이러한 기지국을 홈 노드 B(Home Node B, HNB) 또는 (Home eNB; HeNB)라고 부른다. 이후, 상기 HNB와 HeNB 둘을 총칭하여 H(e)NB라고 일컫는다. 상기 H(e)NB는 기본적으로 특정 사용자 그룹(Closed Subscriber Group, CSG) 에게만 특화된 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 단 H(e)NB의 동작 모드 설정에 따라 CSG 외에 다른 사용자들에게도 서비스를 제공할 수도 있다.

도 5는 H(e)NB 게이트웨이 (gateway, GW)를 이용하여 H(e)NB를 운용하는 E-UTRAN 의 망구조를 나타내는 예시도 이다.

도 5에 도시되어 있듯이, HeNB들은 HeNB GW를 통해 EPC에 연결되거나 직접 EPC에 연결된다. 여기서, 상기 HeNB GW는 MME에게는 일반적인 eNB처럼 보인다. 또한, 상기 HeNB GW는 상기 HeNB에게는 상기 MME처럼 보인다. 따라서, HeNB와 HeNB GW 사이에는 S1 인터페이스로 연결되며, 상기 HeNB GW와 상기 EPC 역시 S1 인터페이스로 연결된다. 또한, HeNB와 EPC가 직접 연결될 경우에도 S1 인터페이스로 연결된다. HeNB의 기능은 일반적인 eNB의 기능과 대부분 같다.

일반적으로 H(e)NB는 이동통신망 사업자가 소유한 (e)NB와 비교하여 무선 전송 출력이 낮다. 따라서 H(e)NB가 제공하는 서비스 영역(coverage)는 (e)NB가 제공하는 서비스 영역에 비하여 작은 것이 일반적이다. 이 같은 특성 때문에 서비스 영역 관점에서 종종 H(e)NB가 제공하는 셀은 (e)NB가 제공하는 macro 셀과 대비하여 femto 셀로 분류된다. 한편 제공하는 서비스 관점에서, H(e)NB가 CSG 그룹에게만 서비스를 제공할 때에, 이 H(e)NB가 제공하는 셀은 CSG 셀이라고 일컫는다.

각 CSG는 각기 고유의 식별 번호를 가지고 있으며, 이 식별 번호를 CSG ID(CSG identity)라고 부른다. 단말은 자신이 멤버로 속한 CSG의 목록을 가질 수 있고, 이 CSG 목록은 단말의 요청 또는 네트워크의 명령에 의해 변경될 수 있다. 일반적으로 하나의 H(e)NB는 한 개의 CSG를 지원할 수 있다.

H(e)NB는 자신이 지원하는 CSG의 CSG ID를 시스템 정보를 통해 전달하여, 해당 CSG의 멤버 단말만이 접속하도록 한다. 단말은 CSG 셀을 발견하였을 때, 이 CSG 셀이 어떤 CSG를 지원하는지를 시스템 정보에 포함된 CSG ID를 읽어서 확인할 수 있다. CSG ID를 읽은 단말은 자신이 해당 CSG 셀의 멤버일 경우에만 해당 셀을 접속할 수 있는 셀로 간주한다.

H(e)NB라고 해서 항상 CSG 단말에게만 접속을 허용할 필요는 없다. H(e)NB의 구성 설정에 따라 CSG 멤버가 아닌 단말의 접속도 허용할 수가 있다. 어떤 단말에게 접속을 허용할지는 H(e)NB의 구성 설정에 따라 바뀌는데, 여기서 구성 설정은 H(e)NB의 동작 모드의 설정을 의미한다. H(e)NB의 동작 모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하는지에 따라 아래의 3가지로 구분된다.

1) Closed access mode 특정 CSG 멤버에게만 서비스를 제공하는 모드. H(e)NB는 CSG 셀을 제공한다.

2) Open access mode 일반 (e)NB처럼 특정 CSG 멤버라는 제약이 없이 서비스를 제공하는 모드. H(e)NB은 CSG 셀이 아닌 일반적 셀을 제공한다.

3) Hybrid access mode 특정 CSG 멤버에게는 CSG 서비스를 제공할 수 있고, 비 CSG 멤버에게도 일반 셀처럼 서비스를 제공하는 모드. CSG 멤버 UE에게는 CSG 셀로 인식이 되고, 비 CSG 멤버 UE에게는 일반 셀처럼 인식이 된다. 이러한 셀을 Hybrid cell이라고 부른다.

H(e)NB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인 일반적인 셀인지를 단말에게 알려서, 단말이 해당 셀에 접속할 수 있는지 없는지를 알게 한다. Closed access mode로 운영되는 H(e)NB는 자신이 CSG 셀이라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. Open access mode로 운영되는 H(e)NB는 자신이 CSG 셀이 아니라는 것을 시스템 정보를 통해 방송한다. 이와 같이 H(e)NB는 자신이 서비스하는 셀이 CSG 셀인지 아닌지를 알려주는 1비트의 CSG 지시자(CSG indicator)를 시스템 정보 속에 포함시킨다. 예를 들어 CSG셀은 CSG 지시자를 TRUE로 설정해서 방송한다. 만약 서비스하는 셀이 CSG 셀이 아닌 경우에 CSG 지시자를 FALSE로 설정하거나 또는 CSG 지시자 전송을 생략하는 방법을 사용할 수도 있다. 단말은 (e)NB가 제공하는 일반적 셀을 CSG 셀과 구분할 수 있어야 하기 때문에, 일반적 (e)NB 역시 CSG 지시자 (예, FALSE)를 전송하여 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수 있다. 또한, 일반적 (e)NB는 CSG 지시자를 전송하지 않음으로 단말이 자신이 제공하는 셀 타입이 일반적 셀임을 알게 할 수도 있다. 표 2는 셀 타입 별로 해당 셀에서 전송하는 CSG 관련 파라미터를 나타낸다. 이어 표 3은 셀 타입 별 접속을 허[[표 3]

용하는 단말의 종류를 나타낸다.

[표 2]

[표 3]

도 6은 본 발명에 따라 단말이 기지국의 접속 모드 (access mode)를 확인하는 방법을 나타내는 첫 번째 예시도 이다.

첫 번째 단계로, 단말은 대상 셀이 어떤 타입의 셀인지 확인하기 위해 먼저 대상 셀의 시스템 정보에 있는 CSG 지시자를 확인한다. 상기 CSG 지시자를 확인한 후에, 두 번째 단계로, 만약 상기 CSG 지시자가 대상 셀이 CSG 셀이라고 지시하고 있으면 상기 단말은 상기 해당 셀을 CSG 셀로 인식한다. 이후, 상기 단말은 자신이 대상 셀의 CSG 멤버인지 확인하기 위해 시스템 정보에 있는 CSG 식별자 (CSG identity 또는 CSG identifier)를 확인한다. 상기 단말이 상기 CSG 식별자로부터 자신이 대상 셀의 CSG 멤버임을 확인하면, 해당 셀을 접속 가능한 CSG 셀로 인식한다.

만약, 상기 단말이 상기 CSG 식별자로부터 자신이 대상 셀의 CSG 멤버가 아니라는 것을 확인하면, 해당 셀을 접속 가능하지 않는 셀로 간주한다. 상기 첫 번째 단계에서 만약 상기 CSG 지시자가 대상 셀이 CSG 셀이 아니라고 지시하고 있으면, 상기 단말은 상기 대상 셀을 일반적 셀로 인식한다. 또한, 상기 첫 번째 단계에서 CSG지시자가 전송되고 있지 않으면, 상기 단말은 상기 대상 셀을 일반적 셀로 인식한다.

일반적으로, 특정 주파수에서 CSG셀과 macro셀이 동시에 운용될 수 있다. 이러한 주파수를 혼합 캐리어 주파수(mixed carrier frequency)라고 부른다. 네트워크는 혼합 캐리어 주파수에서 특정 물리계층 셀 식별자들을 CSG 셀 용으로 따로 예약해둘 수 있다. 물리계층 셀 식별자는 E-UTRAN 시스템에서는 PCI (Physical Cell Identity)라고 불리고, UTRAN에서는 PSC (Physical scrambling code)라고 불린다. 서술의 편의를 위해 물리계층 식별자를 PCI로 표현한다. 혼합 캐리어 주파수에서 CSG 셀은 현재 주파수에서 CSG용으로 예약된 PCI들에 대한 정보를 시스템 정보를 통해 알려준다. 이 정보를 수신한 단말은, 해당 주파수에서 어떤 셀을 발견하였을 때 이 셀의 PCI로부터 이 셀이 CSG 셀인지 또는 CSG 셀이 아닐 수 있는지 판단할 수 있다. 이 정보를 단말이 어떻게 활용하는지 아래에서 두 가지 단말의 경우에 대해 살펴본다.

첫 번째로, CSG 관련 기능을 지원하지 않거나 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가지고 있지 않은 단말의 경우, 이 단말은 셀 선택/재선택 과정에서 CSG 셀을 선택 가능한 셀로 간주할 필요가 없다. 이 경우 단말은 셀의 PCI만 확인하고, 만약 PCI가 CSG로 예약된 PCI라면 해당 셀을 셀선택/재선택 과정에서 바로 제외할 수 있다. 일반적으로 어떤 셀의 PCI는 단말이 물리계층이 해당 셀의 존재를 확인하는 단계에서 바로 알 수 있다.

두 번째로, 자신이 멤버로 속한 CSG 목록을 가진 단말의 경우, 상기 단말이 혼합 캐리어 주파수에서 주변의 CSG 셀들에 대한 목록을 알고 싶을 때에는, 전체 PCI 범위에서 발견되는 모든 셀의 시스템 정보의 CSG 식별자를 일일이 확인하는 대신, CSG 용으로 예약된 PCI를 가진 셀만 발견하면 해당 셀이CSG 셀이라는 것을 알 수 있다.

일반적으로, 혼합 주파수(mixed frequency)와 같이 동일한 주파수에 macro 셀과 CSG 셀이 함께 존재할 경우 신호 간섭은 단말 및 기지국의 서비스 품질 관점에서 큰 문제가 된다. 예를 들어, 단말이 macro 셀에 접속해 있으면서 접속이 제한된 CSG 셀로 가까이 접근하게 되면, 상기 단말은 해당 CSG 셀로 점점 큰 간섭을 미치게 된다. 즉, 접근이 제한된 단말이 해당 CSG 셀에 점점 가까이 접근하면, 해당 셀의 상향 링크 품질이 접근이 제한된 단말로부터의 간섭으로 인해 점점 나빠지게 된다. 또한, 단말에 입장에서도 접근이 제한된 셀로 가까이 가면 접속이 제한된 CSG 셀로부터 점점 큰 간섭을 받게 되어 단말의 서비스 품질 역시 나빠지게 된다.

경우에 따라서, 단말의 접속이 제한된 채로 상기 단말이 상기 CSG 셀에 더 가까이 가게 되면, 상기 단말은 더 이상 자신이 서비스를 받고 있던 기존의 macro 셀과의 통신 링크 품질이 정상적인 통신이 불가능할 정도로 더 나빠질 수 있고, 이 경우 상기 단말의 통신 링크는 두절된다. 이와 같이 네트워크가 혼합 주파수를 운영하여 상기 CSG셀과 같이 상기 단말에게 접속 제한을 가하는 셀이 macro 셀 안에 다수 존재할 경우 상기 단말은 접속 제한을 가하는 셀의 서비스 영역에 들어갈 때마다 단말의 품질은 저하되고, 접속 제한을 하는 상기 셀 역시 접속 제한을 당하는 상기 단말로부터 수시로 간섭을 받게 되어 상향 수신 신호 품질이 저하되고, 이는 해당 셀의 성능을 저하시킨다.

따라서, 본 발명은 단말이 접속이 제한된 셀의 영역에 가까이 접근하는 상황에서 상기 단말이 특정 조건을 만족하는 경우에, 상기 단말이 접속이 제한된 상기 셀에 미치는 간섭을 없애기 위해서 해당 셀이 상기 단말에게 접속을 허용할 수 있도록 하는 방법을 제안한다. 여기서, 상기 무선 조건은 상기 단말의 접속이 제한된 셀에 대하여 측정하는 하향(DL) 경로 손실 값이 어떤 임계 값을 넘어서는 것일 수 있다. 또한, 상기 무선 조건은 상기 단말의 접속이 제한된 셀에 대하여 측정하는 DL 경로 손실값과 상기 단말이 현재 접속하고 있는 셀에 대하여 측정하는 DL 경로 손실값의 차이가 어떤 임계값을 넘어서는 것일 수 있다. 상기 무선 조건에서의 임계값은 상기 단말의 접속을 제한하는 기지국에 의해 시스템 정보를 통해 방송되거나 상기 단말에게 각각 전송될 수 있다. 또한, 상기 무선 조건에서의 임계값은 상기 단말이 현재 접속하고 있는 기지국에 의해 시스템 정보를 통해 방송되거나 상기 단말에게 각각 전송될 수 있다.

또한, 상기 단말의 접속을 제한하는 기지국이 접속 지시자를 전송할 수 있어서, 만약 상기 기지국이 이 접속 지시자를 전송하는 경우에 상기 단말은 상기 무선 조건을 만족하는 해당 기지국의 셀을 접속 가능한 셀로 인식할 수도 있다. 만약, 상기 기지국이 이 접속 지시자를 전송하고 이 값이 접속 제한이 무선 조건에 따라 무시될 수 있다고 설정되어 있으면, 상기 단말은 상기 무선 조건을 만족하는 해당 기지국의 셀을 접속 가능한 셀로 인식할 수도 있다. 만약, 상기 기지국이 이 접속 지시자를 전송하지 않는 경우에는 상기 단말은 상기 무선 조건에 관계 없이 해당 기지국의 접속 제한을 따를 수도 있다. 만약, 상기 기지국이 이 접속 지시자를 전송하고 이 값이 접속 제한이 무시되어선 안된 수 있다고 설정되어 있으면, 상기 단말은 상기 무선 조건에 관계 없이 해당 기지국의 접속 제한을 따를 수도 있다. 여기서, 상기 접속 지시자는 상기 임계값이 될 수 있다.

상기 단말에게 가해지는 접속 제한은 CSG 셀의 멤버가 아닌 단말에게 가해지는 접속 제한일 수 있다. 상기 접속이 제한된 셀에 상기 무선 조건을 만족하는 단말이 접속을 할 경우, 상기 단말은 네트워크에게 상기 무선 조건이 만족하여 접속한다(또는 접속하였다)는 사실을 알려서, 네트워크가 해당 단말의 접속을 예외적으로 허용할 수 있도록 할 수 있다. 위와 같은 과정들은 단말의 셀 재선택 과정 또는 단말의 핸드오버 과정에서 사용될 수 있다.

도 7은 특정 셀에 접속하고 있는 단말이 단말의 접속을 제안할 수 있는 셀에 접근할 때, 본 발명을 따르는 단말의 동작을 나타내고 있다.

먼저, 상기 단말은 대상 셀이 해당 단말의 접속을 제한할 수 있는지 대상 셀의 시스템 정보 등을 통해 확인한다. 이후, 상기 단말은 상기 대상 셀이 해당 단말의 접속을 제한하지 않는 것을 확인하면, 단말은 대상 셀을 접속 가능한 셀로 인식한다. 하지만, 만약 상기 대상 셀이 해당 단말의 접속을 제한하는 것을 확인하면, 상기 단말은 대상 셀에 대한 간섭 상황을 확인하기 위해 대상 셀에 대한 무선 조건 (radio condition)을 검사한다. 만약 상기 대상 셀에 대한 상기 무선 조건이 만족하면, 상기 단말은 상기 단말에 가해지는 접속 제한을 무시하고 대상 셀을 접속 가능한 셀로 인식한다. 반면, 만약 상기 대상 셀에 대한 상기 무선 조건이 만족하지 못하면, 상기 단말은 상기 대상 셀이 상기 단말에 가하는 접속 제한을 받아들이고 상기 대상 셀을 접속 제한된 셀로 인식하고, 상기 대상 셀에 접속을 시도하지 않는다.

여기서, 만약 상기 과정이 셀 (재)선택 과정 중에 발생하는 단말의 경우라면, 상기 대상 셀을 접속 가능한 셀로 인식한 후 상기 단말은 연결 (재)설정 요청 메시지 (connection (re)setup request message)에 자신이 상기 무선 조건을 만족하여 전송하는 단말이라는 정보를 포함하여 네트워크에 알릴 수 있다.

또한, 만약 상기 과정이 핸드오버 과정 중에 발생하는 단말의 경우라면, 상기 대상 셀을 접속 가능한 셀로 인식한 후 상기 단말은 핸드 오버 완료를 알리는 메시지 (handover complete message)에 자신이 상기 무선 조건을 만족하여 전송하는 단말이라는 정보를 포함하여 네트워크에 알릴 수 있다.

도 8은 특정 셀에 접속하고 있는 단말이 CSG 셀에 접근하는 본 발명의 실시예로서, 본 발명을 따르는 단말의 동작을 나타내고 있다.

상기 도 8에 도시되어 있듯이, 먼저 단말은 대상 셀이 어떤 타입의 셀인지 확인하기 위해 먼저 상기 대상 셀의 시스템 정보에 있는 CSG 지시자 (CSG indicator)를 확인한다. 만약, 상기 CSG 지시자가 상기 대상 셀이 CSG 셀이라고 지시하고 있으면 상기 단말은 해당 셀을 CSG 셀로 인식하고, 상기 단말은 자신이 대상 셀의 CSG 멤버인지 확인하기 위해 상기 시스템 정보에 있는 CSG 식별자(CSG identity)를 확인한다. 상기 단말이 상기 CSG 식별자로부터 자신이 상기 대상 셀의 CSG 멤버임을 확인하면, 상기 단말은 상기 해당 셀을 멤버 CSG 셀로 인식한다. 만약 상기 단말이 상기 CSG 식별자로부터 자신이 상기 대상 셀의 CSG 멤버가 아니라는 것을 확인하면, 본 발명에 따라 상기 단말은 상기 대상 셀에 대한 간섭 상황을 확인하기 위해 상기 대상 셀에 대한 무선 조건을 검사한다. 만약 상기 무선 조건이 만족하면, 상기 단말은 비록 상기 대상 셀의 CSG 멤버가 아니지만 상기 대상 셀을 접속 가능한 셀로 인식한다. 반면에, 만약 상기 무선 조건이 만족하지 않으면 상기 단말은 대상 셀을 접속 가능하지 않은 셀로 인식한다. 상기 과정에서 만약 상기 CSG 지시자가 상기 대상 셀이 CSG 셀이 아니라고 지시하고 있으면, 상기 단말은 대상 셀을 일반적 셀로 인식한다. 또한, 만약 상기 CSG지시자가 전송되고 있지 않다고 상기 단말에 의해 감지되면 (예: timeout), 상기 단말은 상기 대상 셀을 일반적 셀로 인식할 수도 있다.

여기서, 만약 상기 과정이 셀 (재)선택 과정 중에 발생하는 단말의 경우라면, 상기 대상 셀을 접속 가능한 셀로 인식한 후 상기 단말은 연결 (재)설정 요청 메시지 (connection (re)setup request message)에 자신이 상기 무선 조건을 만족하여 전송하는 단말이라는 정보를 포함하여 네트워크에 알릴 수 있다.

또한, 만약 상기 과정이 핸드오버 과정 중에 발생하는 단말의 경우라면, 상기 대상 셀을 접속 가능한 셀로 인식한 후 상기 단말은 핸드 오버 완료를 알리는 메시지 (handover complete message)에 자신이 상기 무선 조건을 만족하여 전송하는 단말이라는 정보를 포함하여 네트워크에 알릴 수 있다.

본 발명에 따라서, 단말이 자신이 멤버로 속하지 않은 CSG 셀과 같이 접속이 제한되는 셀로 가까이 접근하였을 때, 상기 단말이 대상 셀로의 접속 제한으로 인해 기존의 셀에 머물러 있으면서 대상 셀에 큰 간섭을 미치는 상황을 해결할 수 있다. 이를 통해 해당 기지국의 셀의 상향 링크 품질이 향상된다. 또한, 본 발명을 통하여 상기 단말 역시 접속이 제한되는 셀의 서비스 영역 안에 머무르면서 접속이 제한되는 셀로부터 간섭을 심하게 받는 상황을 벗어날 수 있으므로, 상기 단말의 서비스 품질 역시 향상된다.

큰 간섭을 미치는 단말의 접속만을 허용한 기지국은, 이후 네트워크 운영 정책에 따라 해당 단말을 계속 머물게 하던지, 또는 단말이 가용할 다른 주파수가 있는 경우 단말이 다른 주파수의 셀로 접속하도록 단말의 이동성을 유도할 수 있다.

본 발명은 기지국이 단말이 미치는 간섭과 관계 없이 엄격하게 접속 제한 규칙을 적용할 수 있는 시나리오를 배제하지 않고 있다. 단말이 접속 제한을 무시할 수 있는 무선 조건을 검사할 때 조건에 사용되는 파라미터를 기지국이 전송하지 않거나 또는 접속 제한을 단말이 반듯이 따라야 한다는 지시자를 기지국이 전송함으로써, 단말이 접속 제한을 반드시 따르도록 기지국이 단말의 셀 접속 관련 행동을 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따라 단말이 셀 (재)선택 과정 중 멤버가 아닌 CSG (Closed Subscriber Group) 셀에 접속하는 단말의 기지국 접속 과정을 나타내는 예시도 이다.

먼저, 단말은 기지국으로부터 CSG 지시자 및 CSG 식별자를 포함하는 시스템 정보를 수신한다. 이후, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 추가적으로 무선 조건 파라미터 또는 접속 지시자등의 정보를 수신한다. 여기서, 상기 추가적으로 수신되는 상기 무선 조건 파라미터 또는 접속 지시자의 정보는 상기 CSG 지시자 및 CSG 식별자를 포함하는 시스템 정보와 같이 포함 되어서 단말에 제공될 수도 있고, 단말에 방송되는 또 다른 시스템 정보에 포함 되어서 제공될 수도 있고, 또는 전용 메시지를 통해서 단말 각각에 제공될 수도 있다. 상기 무선 조건 파라미터는 상기 접속 지시자와 동일 할 수도 있고 다를 수도 있다. 이후, 상기 단말은 상기 수신된 CSG 지시자 및 CSG 식별자를 확인 하여 해당 셀이 자신이 접속할 수 있는 셀인지를 확인한다. 만약 상기 해당 셀에 접속이 불가하다고 확인된 경우, 상기 단말은 상기 수신된 접속 지시자를 확인하여 상기 해당 셀이 무선 조건을 만족할 경우 접속을 허용하는지를 확인한다. 만약 상기 접속 지시자가 접속을 허용할 수 있다고 지시하는 경우, 상기 단말은 간섭 상황 확인을 위해 무선 조건 검사를 수행한다. 만약 상기 무선 조건 검사가 만족되면, 상기 단말은 해당 기지국의 접속 불가 제약을 무시하고 상기 해당 셀을 접속 가능 셀로 간주한 후에 상기 해당 셀에 접속을 시작한다.

도 10은 본 발명에 따라 단말이 핸드오버 과정 중 멤버가 아닌 CSG (Closed Subscriber Group) 셀에 접속하는 단말의 기지국 접속 과정을 나타내는 예시도 이다

먼저, 단말은 기존 기지국(source base station)으로부터 CSG 지시자 및 CSG 식별자를 포함하는 시스템 정보를 수신한다. 이후, 상기 단말은 핸드오버 하고자 하는 타겟 기지국(target base station)으로부터 추가적으로 무선 조건 파라미터 또는 접속 지시자등의 정보를 수신한다. 여기서, 상기 추가적으로 수신되는 상기 무선 조건 파라미터 또는 접속 지시자의 정보는 단말에게 방송되는 시스템 정보에 포함 되어서 단말에 제공될 수도 있고, 전용 메시지를 통해서 단말 각각에 제공될 수도 있다. 상기 무선 조건 파라미터는 상기 접속 지시자와 동일 할 수도 있고 다를 수도 있다. 이후, 상기 단말은 상기 수신된 CSG 지시자 및 CSG 식별자를 확인 하여 해당 셀이 자신이 접속할 수 있는 셀인지를 확인한다. 만약 상기 해당 셀에 접속이 불가하다고 확인된 경우, 상기 단말은 상기 수신된 접속 지시자를 확인하여 상기 해당 셀이 무선 조건을 만족할 경우 접속을 허용하는지를 확인한다. 만약 상기 접속 지시자가 접속을 허용할 수 있다고 지시하는 경우, 상기 단말은 간섭 상황 확인을 위해 무선 조건 검사를 수행한다. 만약 상기 무선 조건 검사가 만족되면, 상기 단말은 해당 기지국의 접속 불가 제약을 무시하고 상기 해당 셀을 접속 가능 셀로 간주한다. 이후, 핸드오버를 위한 추가적인 메시징 과정 후에 상기 단말은 상기 해당 셀에 접속을 시작한다.

이하, 본 발명에 따른 단말을 설명한다.

본 발명에 따른 단말은 무선상에서 데이터를 서로 주고 받을 수 있는 서비스를 이용할 수 있는 모든 형태의 단말을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단말은 무선 통신 서비스를 이용할 수 있는 이동통신 단말기(예를 들면, 사용자 장치(UE), 휴대폰, 셀룰라폰, DMB폰, DVB-H폰, PDA 폰, 그리고 PTT폰 등등)와, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 디지털 TV와, GPS 네비게이션와, 휴대용 게임기와, MP3와 그 외 가전 제품 등등을 포함하는 포괄적인 의미이다.

본 발명에 따른 단말은, 본 발명이 예시하고 있는 효율적인 시스템 정보 수신을 위한 기능 및 동작을 수행하는데 필요한 기본적인 하드웨어 구성(송수신부, 처리부 또는 제어부, 저장부등)을 포함할 수도 있다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국의 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UTRAN의 망 구조이다.

도 2는 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 제어평면 구조를 나타낸 예시도 이다.

도 3은 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 사용자평면 구조를 나타낸 예시도 이다.

도 4는 휴지 모드에서 셀을 선택하는 단말 동작에 대한 절차를 나타내는 예시도 이다.

도 5는 H(e)NB 게이트웨이 (gateway; GW)를 이용하여 H(e)NB를 운용하는 E-UTRAN 의 망구조를 나타내는 예시도 이다.

도 6은 본 발명에 따라 단말이 기지국의 접속 모드 (access mode)를 확인하는 방법을 나타내는 예시도 이다.

도 7은 본 발명에 따라 접속이 제한될 수 있는 셀에서 단말이 수행하는 절차를 나타내는 예시도 이다.

도 8은 본 발명에 따라 멤버가 아닌 단말의 접속이 제한될 수 있는 CSG (Closed Subscriber Group) 셀에서 단말이 수행하는 절차를 나타내는 예시도 이다.

도 9는 본 발명에 따라 단말이 셀 (재)선택 과정 중 멤버가 아닌 CSG (Closed Subscriber Group) 셀에 접속하는 단말의 기지국 접속 과정을 나타내는 예시도 이다.

도 10은 본 발명에 따라 단말이 핸드오버 과정 중 멤버가 아닌 CSG (Closed Subscriber Group) 셀에 접속하는 단말의 기지국 접속 과정을 나타내는 예시도 이다.

Claims (11)

1. 무선 통신 시스템상에서 단말이 셀(cell)을 접속하는 방법으로서,

   제 1 시스템 정보 (system information)를 통해서 CSG (closed subscriber group) 지시자 (indicator) 및 CSG 식별자 (identity)를 수신하는 단계와;

   상기 수신된 CSG 지시자 및 CSG 식별자을 확인 하여 특정 셀에 단말의 접속이 허용 되는지 또는 허용 되지 않는지를 판단하는 단계와;

   만약 상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 허용 되지 않는다고 판단되면, 상기 특정 셀에 대하여 무선 신호 품질을 확인하는 단계와;

   만약 상기 특정 셀에 대한 상기 무선 신호 품질이 특정 무선 조건을 만족하면, 상기 특정 셀을 접속 가능한 셀로 고려하는 단계와; 그리고

   상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 이전에 허용되지 않았더라도 상기 단말이 상기 특정 셀에 접속하는 단계에 있어서,

   상기 무선 신호 품질은 상기 단말에 의해 측정된 상기 특정 셀에 대한 하향 경로 손실 값(downlink path loss value)이며,

   상기 특정 셀에 대한 상기 하향 경로 손실 값과 현재 접속된 셀에 대한 하향 경로 손실 값의 차이가 임계값 보다 클 경우에 상기 특정 무선 조건이 만족 되며,

   상기 임계값이 상기 특정 셀을 관리하는 네트워크로부터 전송된 제 2 시스템 정보 (system information)를 통해서 수신되며, 그리고

   상기 제 1 시스템 정보는 상기 제 2 시스템 정보와 다른 시스템 정보임을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 단말의 셀 접속 방법.
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7. 제 1항에 있어서, 상기 수신된 CSG 지시자 및 CSG 식별자를 확인한 결과 상기 단말이 상기 특정 셀의 CSG (closed subscriber group) 멤버가 아니라면 상기 특정 셀에 상기 단말의 접속이 허용되지 않는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 단말의 셀 접속 방법.
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10. 제 1항에 있어서, 상기 모든 단계들은 셀 재선택 (reselection) 과정 중에 수행되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 단말의 셀 접속 방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 모든 단계들은 핸드오버 (handover) 과정 중에 수행되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 단말의 셀 접속 방법.

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