KR101581146B1 - 무선 통신 시스템에서 있어서 회선 교환 서비스를 위한 통신 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 LTE(Long Term Evolution)에 캠프온 중인 단말에 의해 수행되는 통신 방법이 제공된다. 상기 방법은 CSFB(Circuit Switched fallback) 제어 메시지를 네트워크로부터 수신하되, 상기 CSFB 제어 메시지는 CS 서비스를 위한 우선순위 정보를 포함하고, 상기 CS 서비스의 트리거 여부를 결정하고, 상기 CS 서비스가 트리거 되었음이 결정되면, 상기 우선순위 정보에 따라 적어도 하나의 셀의 주파수에 우선순위를 적용하고, 상기 적용된 우선순위를 기반으로 이동 절차를 수행하고, 선택된 inter-RAT 셀과 RRC(Radio Resource Control) 연결 확립 절차를 수행하고, 및 상기 CS 서비스를 개시하는 것을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 있어서 회선 교환 서비스를 위한 통신 방법 및 이를 지원하는 장치{METHOD OF COMMUNICATION FOR CIRCUIT SWITCHED SERVICE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 회선 교환 서비스(circuit switched service)를 위한 통신 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.

넓은 커버리지를 가지는 macro cell의 특정 위치에 서비스 영역이 작은 마이크로 셀(micro cell), 펨토 셀(femto cell), 피코 셀(pico cell)등이 설치될 수 있다.

모바일 장치로 대표되는 단말(User Equipment; UE)의 이동으로 인하여, 현재 제공되는 서비스의 품질이 저하되거나 보다 나은 서비스를 제공할 수 있는 셀이 감지될 수 있다. 따라서, 단말은 새로운 셀로 이동할 수 있는데, 이를 단말의 이동 수행이라 한다.

CSFB(Circuit Switched fallback)은 음성 및 SMS를 기존의 2G/3G 회선 교환망(circuit switched network) 상으로 전달하는 표준화된 솔루션이다. CSFB 솔루션은 레거시 2G/3G 네트워크상의 최소의 변경을 요구한다는 점에서 많은 사업자에 의해 넓은 범위에서 지원되었으며, CSFB는 데이터 서비스만을 위해 사용되는 LTE 네트워크의 초기 사용예에도 적합하다.

CS 서비스가 트리거되면, 단말이 RRC 아이들 상태에 있는 경우, CSFB는 단말이 RRC 아이들 상태에서 CS RAT(Radio Access Technology)의 셀을 직접 선택하기 보다 LTE와 RRC(Radio Resource Control)을 확립할 것을 요구한다. 이와 같은 절차들은 불필요한 딜레이를 야기하며, 서비스 품질의 저하를 발생시킬 수 있다. 따라서, 단말이 CS 서비스를 보다 빨리 개시하는 것을 허용하는 통신 방법이 제안될 필요가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 무선 통신 시스템에서 CS 서비스를 위한 통신 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 LTE(Long Term Evolution)에 캠프온 중인 단말에 의해 수행되는 통신 방법이 제공된다. 상기 방법은 CSFB(Circuit Switched fallback) 제어 메시지를 네트워크로부터 수신하되, 상기 CSFB 제어 메시지는 CS 서비스를 위한 우선순위 정보를 포함하고, 상기 CS 서비스의 트리거 여부를 결정하고, 상기 CS 서비스가 트리거 되었음이 결정되면, 상기 우선순위 정보에 따라 적어도 하나의 셀의 주파수에 우선순위를 적용하고, 상기 적용된 우선순위를 기반으로 이동 절차를 수행하고, 선택된 inter-RAT 셀과 RRC(Radio Resource Control) 연결 확립 절차를 수행하고, 및 상기 CS 서비스를 개시하는 것을 포함한다.

상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 우선화(prioritization) 적용이 허용됨을 지시하면, 상기 우선순위를 적용하는 것은 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 적어도 하나의 주파수에 대하여 상기 우선순위를 적용하는 것을 포함할 수 있다. 상기 우선순위는 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 주파수의 임의의 우선순위 보다 높을 수 있다.

상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 주파수에 역우선화(de-prioritization) 적용이 허용됨을 지시하면, 상기 우선순위를 적용하는 것은 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 적어도 하나의 주파수에 상기 우선순위를 적용하는 것을 포함할 수 있다. 상기 우선순위는 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 주파수의 임의의 우선순위보다 낮을 수 있다.

상기 이동을 수행하는 것은 상기 적용된 우선순위를 기반으로할 수 있다.

상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 단말이 LTE를 위한 능력치를 비활성화(disable)하는 것이 허용됨을 지시하면, 상기 우선순위 정보를 기반윽로 이동 절차를 수행하는 것은 상기 이동에 대하여 임의의 LTE 셀을 배제하고 및 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀과 상기 이동 절차를 수행하는 것을 포함할 수 있다.

상기 CSFB 정보는 시스템 정보 획득 지시자를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 시스템 정보 획득 지시자에 대한 응답으로 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀로부터 시스템 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다.

상기 방법은 시간 구간을 지시하는 시간 구간 설정 메시지를 수신하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 시간 구간은 상기 단말이 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀로 일시적으로(temporarily) 이동하는 것이 허용되는 시간 인터벌일 수 있다. 상기 시스템 정보를 획득하는 것은 상기 시간 구간 내에 수행될 수 있다.

상기 RRC 연결 확립 절차를 수행하는 것은 상기 획득된 시스템 정보를 기반으로 할 수 있다.

상기 우선순위 정보는 상기 우선순위의 유효성에 대한 타이머와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 CS 서비스의 트리거시 상기 타이머를 시작시키고 및 상기 타이머가 만료되고 및 상기 개시된 CS 서비스가 종료되면, 상기 우선순위 없이 상기 이동 절차를 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 우선순위가 더 이상 적용되지 않음을 지시하는 시그널링 메시지를 수신하고 및 상기 우선순위 없이 상기 이동 절차를 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 동작하는 무선 장치가 제공된다. 상기 무선 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부 및 상기 RF부와 기능적으로 결합되어 동작하는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 CSFB(Circuit Switched fallback) 제어 메시지를 네트워크로부터 수신하되, 상기 CSFB 제어 메시지는 CS 서비스를 위한 우선순위 정보를 포함하고, 상기 CS 서비스의 트리거 여부를 결정하고, 상기 CS 서비스가 트리거 되었음이 결정되면, 상기 우선순위 정보에 따라 적어도 하나의 셀의 주파수에 우선순위를 적용하고, 상기 적용된 우선순위를 기반으로 이동 절차를 수행하고, 선택된 inter-RAT 셀과 RRC(Radio Resource Control) 연결 확립 절차를 수행하고, 및 상기 CS 서비스를 개시하도록 설정된다.

본 발명에 따르면, 단말은 CS 서비스의 트리거시 RRC 연결 확립 절차를 수행할 것이 강제되지 않는다. 더 나아거, 단말은 특정 지속시간(e.g. 페이징 구간)에 CS RAT의 셀(들)의 시스템 정보를 획득 및 저장할 수 있으며, CS RAT의 셀과의 RRC 연결 확립 절차를 위해 저장된 시스템 정보를 사용할 수 있다. 따라서, 단말이 일단 LTE에 연결되고 연결 모드 또는 아이들 모드에서의 이동을 통해 CS RAT 셀로 이동하는 레거시 CSFB 메커니즘과 비교하여, CS 서비스의 개시에 개입되는 딜레이가 감소할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 RRC 아이들 상태의 단말의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 RRC 연결 재확립 절차를 나타내는 도면이다.
도 8은 기존의 측정 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 단말에게 설정된 측정 설정의 일 예를 나타낸다.
도 10은 측정 식별자를 삭제하는 예를 나타낸다.
도 11은 측정 대상을 삭제하는 예를 나타낸다.
도 12는 CSFB를 위한 통신 방법의 예시를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시에에 따른 통신 방법의 예시를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.

EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-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-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

단말과 네트워크 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.

도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.

서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.

MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.

RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.

사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.

RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다.

RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 확립되면, 단말은 RRC 연결(RRC connected) 상태에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들(RRC idle) 상태에 있게 된다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 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 시간 영역에서 여러 개의 OFDM 심벌과 주파수 영역에서 여러 개의 부반송파(Sub-carrier)로 구성된다. 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌(Symbol)들로 구성된다. 자원블록은 자원 할당 단위로, 복수의 OFDM 심벌들과 복수의 부반송파(sub-carrier)들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 OFDM 심벌들(예, 첫번째 OFDM 심볼)의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. TTI(Transmission Time Interval)는 서브프레임 전송의 단위시간이다.

이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.

RRC 상태란 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태, 연결되어 있지 않은 경우는 RRC 아이들 상태라고 부른다. RRC 연결 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC 아이들 상태의 단말은 E-UTRAN이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트랙킹 구역(Tracking Area) 단위로 CN(core network)이 관리한다. 즉, RRC 아이들 상태의 단말은 큰 지역 단위로 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RRC 연결 상태로 이동해야 한다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 아이들 상태에 머무른다. RRC 아이들 상태의 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN과 RRC 연결을 확립하고, RRC 연결 상태로 천이한다. RRC 아이들 상태에 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.

RRC 계층 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 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.

단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 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 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 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.

시스템 정보는 단말이 기지국에 접속하기 위해서 알아야 하는 필수 정보를 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 주기적으로 상기 시스템 정보를 전송한다.

3GPP TS 36.331 V8.7.0 (2009-09) "Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.2.2절에 의하면, 상기 시스템 정보는 MIB(Master Information Block), SB(Scheduling Block), SIB System Information Block)로 나뉜다. MIB는 단말이 해당 셀의 물리적 구성, 예를 들어 대역폭(Bandwidth) 같은 것을 알 수 있도록 한다. SB은 SIB들의 전송정보, 예를 들어, 전송 주기 등을 알려준다. SIB은 서로 관련 있는 시스템 정보의 집합체이다. 예를 들어, 어떤 SIB는 주변의 셀의 정보만을 포함하고, 어떤 SIB는 단말이 사용하는 상향링크 무선 채널의 정보만을 포함한다.

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) 제한적 서비스(Limited service): 이 서비스는 응급 호출(Emergency call) 및 재해 경보 시스템(Earthquake and Tsunami Warning System; ETWS)를 제공하며, 수용가능 셀(acceptable cell)에서 제공할 수 있다.

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

3) 사업자 서비스(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) 수용가능 셀(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) 정규 셀(Suitable cell) : 단말이 정규 서비스를 제공받을 수 있는 셀. 이 셀은 수용가능 셀의 조건을 만족시키며, 동시에 추가 조건들을 만족시킨다. 추가적인 조건으로는, 이 셀이 해당 단말이 접속할 수 있는 PLMN(Public Land Mobile Network) 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) 금지된 (Barred cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 금지된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.

4) 예약된 셀(Reserved cell) : 셀이 시스템 정보를 통해 예약된 셀이라는 정보를 브로드캐스트하는 셀이다.

도 4는 RRC 아이들 상태의 단말의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 4는 초기 전원이 켜진 단말이 셀 선택 과정을 거쳐 네트워크 망에 등록하고 이어 필요할 경우 셀 재선택을 하는 절차를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 단말은 자신이 서비스 받고자 하는 망인 PLMN(public land mobile network)과 통신하기 위한 라디오 접속 기술(radio access technology; RAT)를 선택한다(S410). PLMN 및 RAT에 대한 정보는 단말의 사용자가 선택할 수도 있으며, USIM(universal subscriber identity module)에 저장되어 있는 것을 사용할 수도 있다.

단말은 측정한 기지국과 신호세기나 품질이 특정한 값보다 큰 셀 중에서, 가장 큰 값을 가지는 셀을 선택한다(Cell Selection)(S420). 이는 전원이 켜진 단말이 셀 선택을 수행하는 것으로서 초기 셀 선택(initial cell selection)이라 할 수 있다. 셀 선택 절차에 대해서 이후에 상술하기로 한다. 셀 선택 이후 단말은, 기지국이 주기적으로 보내는 시스템 정보를 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.

단말은 망 등록 필요가 있는 경우 망 등록 절차를 수행한다(S430). 단말은 망으로부터 서비스(예:Paging)를 받기 위하여 자신의 정보(예:IMSI)를 등록한다. 단말은 셀을 선택 할 때 마다 접속하는 망에 등록을 하는 것은 아니며, 시스템 정보로부터 받은 망의 정보(예:Tracking Area Identity; TAI)와 자신이 알고 있는 망의 정보가 다른 경우에 망에 등록을 한다.

단말은 셀에서 제공되는 서비스 환경 또는 단말의 환경 등을 기반으로 셀 재선택을 수행한다(S440). 단말은 서비스 받고 있는 기지국으로부터 측정한 신호의 세기나 품질의 값이 인접한 셀의 기지국으로부터 측정한 값보다 낮다면, 단말이 접속한 기지국의 셀 보다 더 좋은 신호 특성을 제공하는 다른 셀 중 하나를 선택한다. 이 과정을 2번 과정의 초기 셀 선택(Initial Cell Selection)과 구분하여 셀 재선택(Cell Re-Selection)이라 한다. 이때, 신호특성의 변화에 따라 빈번히 셀이 재선택되는 것을 방지하기 위하여 시간적인 제약조건을 둔다. 셀 재선택 절차에 대해서 이후에 상술하기로 한다.

도 5는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S510). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S520). RRC 연결 설정 메시지를 수신한 후, 단말은 RRC 연결 모드로 진입한다.

단말은 RRC 연결 확립의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 설정 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S530).

도 6은 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다. RRC 연결 재설정(reconfiguration)은 RRC 연결을 수정하는데 사용된다. 이는 RB 확립/수정(modify)/해제(release), 핸드오버 수행, 측정 셋업/수정/해제하기 위해 사용된다.

네트워크는 단말로 RRC 연결을 수정하기 위한 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 보낸다(S610). 단말은 RRC 연결 재설정에 대한 응답으로, RRC 연결 재설정의 성공적인 완료를 확인하기 위해 사용되는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 네트워크로 보낸다(S620).

다음은 단말이 셀을 선택하는 절차에 대해서 자세히 설명한다.

전원이 켜지거나 셀에 머물러 있을 때, 단말은 적절한 품질의 셀을 선택/재선택하여 서비스를 받기 위한 절차들을 수행한다.

RRC 아이들 상태의 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 상태에 있던 상기 단말이 RRC 아이들 상태에 진입하면, 상기 단말은 RRC 아이들 상태에서 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, 상기 단말이 RRC 아이들 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 아이들 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.

이제 3GPP TS 36.304 V8.5.0 (2009-03) "User Equipment (UE) procedures in idle mode (Release 8)"을 참조하여, 3GPP LTE에서 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다.

단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN(public land mobile network)을 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.

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.

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 RAT와 주파수(frequency) 특성에 따라 다음과 같은 셀 재선택 방법이 있을 수 있다.

- Intra-frequency 셀 재선택 : 단말이 캠핑(camp) 중인 셀과 같은 RAT과 같은 중심 주파수(center-frequency)를 가지는 셀을 재선택

- Inter-frequency 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 셀과 같은 RAT과 다른 중심 주파수를 가지는 셀을 재선택

- Inter-RAT 셀 재선택 : 단말이 캠핑 중인 RAT와 다른 RAT을 사용하는 셀을 재선택

셀 재선택 과정의 원칙은 다음과 같다

첫째, 단말은 셀 재선택을 위하여 서빙 셀(serving cell) 및 주변 셀(neighboring cell)의 품질을 측정한다.

둘째, 셀 재선택은 셀 재선택 기준에 기반하여 수행된다. 셀 재선택 기준은 서빙 셀 및 주변 셀 측정에 관련하여 아래와 같은 특성을 가지고 있다.

Intra-frequency 셀 재선택은 기본적으로 랭킹(ranking)에 기반한다. 랭킹이라는 것은, 셀 재선택 평가를 위한 지표값을 정의하고, 이 지표값을 이용하여 셀들을 지표값의 크기 순으로 순서를 매기는 작업이다. 가장 좋은 지표를 가지는 셀을 흔히 best ranked cell이라고 부른다. 셀 지표값은 단말이 해당 셀에 대해 측정한 값을 기본으로, 필요에 따라 주파수 오프셋 또는 셀 오프셋을 적용한 값이다.

Inter-frequency 셀 재선택은 네트워크에 의해 제공된 주파수 우선순위에 기반한다. 단말은 가장 높은 주파수 우선순위를 가진 주파수에 머무를(camp on) 수 있도록 시도한다. 네트워크는 브로드캐스트 시그널링(broadcast signling)를 통해서 셀 내 단말들이 공통적으로 적용할 또는 주파수 우선순위를 제공하거나, 단말별 시그널링(dedicated signaling)을 통해 단말 별로 각각 주파수 별 우선순위를 제공할 수 있다.

Inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 파라미터(예를 들어 주파수별 오프셋(frequency-specific offset))를 주파수별로 제공할 수 있다.

Intra-frequency 셀 재선택 또는 inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 주변 셀 리스트(Neighbouring Cell List, NCL)를 단말에게 제공할 수 있다. 이 NCL은 셀 재선택에 사용되는 셀 별 파라미터(예를 들어 셀 별 오프셋(cell-specific offset))를 포함한다

Intra-frequency 또는 inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 셀 재선택 금지 리스트(black list)를 단말에게 제공할 수 있다. 금지 리스트에 포함된 셀에 대해 단말은 셀 재선택을 수행하지 않는다.

이어서, 셀 재선택 평가 과정에서 수행하는 랭킹에 관해 설명한다.

셀의 우선순위를 주는데 사용되는 랭킹 지표(ranking criterion)은 수학식 1와 같이 정의된다.

여기서, Rs는 서빙 셀의 랭킹 지표, Rn은 주변 셀의 랭킹 지표, Qmeas,s는 단말이 서빙 셀에 대해 측정한 품질값, Qmeas,n는 단말이 주변 셀에 대해 측정한 품질값, Qhyst는 랭킹을 위한 히스테리시스(hysteresis) 값, Qoffset은 두 셀간의 오프셋이다.

Intra-frequency에서, 단말이 서빙 셀과 주변 셀 간의 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qffoset=Qoffsets,n 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우에는 Qoffset = 0 이다.

Inter-frequency에서, 단말이 해당 셀에 대한 오프셋(Qoffsets,n)을 수신한 경우 Qoffset = Qoffsets,n + Qfrequency 이고, 단말이 Qoffsets,n 을 수신하지 않은 경우 Qoffset = Qfrequency 이다.

서빙 셀의 랭킹 지표(Rs)과 주변 셀의 랭킹 지표(Rn)이 서로 비슷한 상태에서 변동하면, 변동 결과 랭킹 순위가 자꾸 뒤바뀌어 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택을 할 수 있다. Qhyst는 셀 재선택에서 히스테리시스를 주어, 단말이 두 셀을 번갈아가면서 재선택하는 것을 막기 위한 파라미터이다.

단말은 위 식에 따라 서빙 셀의 Rs 및 주변 셀의 Rn을 측정하고, 랭킹 지표 값이 가장 큰 값을 가진 셀을 best ranked 셀로 간주하고, 이 셀을 재선택한다.

상기 기준에 의하면, 셀의 품질이 셀 재선택에서 가장 주요한 기준으로 작용하는 것을 확인할 수 있다. 만약 재선택한 셀이 정규 셀(suitable cell)이 아니면 단말은 해당 주파수 또는 해당 셀을 셀 재선택 대상에서 제외한다.

도 7은 RRC 연결 재확립 절차를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 단말은 SRB 0(Signaling Radio Bearer #0)을 제외한 설정되어 있던 모든 무선 베어러(radio bearer) 사용을 중단하고, AS(Access Stratum)의 각종 부계층을 초기화 시킨다(S710). 또한, 각 부계층 및 물리 계층을 기본 구성(default configuration)으로 설정한다. 이와 같은 과정중에 단말은 RRC 연결 상태를 유지한다.

단말은 RRC 연결 재설정 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 수행한다(S720). RRC 연결 재확립 절차 중 셀 선택 절차는 단말이 RRC 연결 상태를 유지하고 있음에도 불구하고, 단말이 RRC 아이들 상태에서 수행하는 셀 선택 절차와 동일하게 수행될 수 있다.

단말은 셀 선택 절차를 수행한 후 해당 셀의 시스템 정보를 확인하여 해당 셀이 적합한 셀인지 여부를 판단한다(S730). 만약 선택된 셀이 적절한 E-UTRAN 셀이라고 판단된 경우, 단말은 해당 셀로 RRC 연결 재확립 요청 메시지(RRC connection reestablishment request message)를 전송한다(S740).

한편, RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 위한 셀 선택 절차를 통하여 선택된 셀이 E-UTRAN 이외의 다른 RAT을 사용하는 셀이라고 판단된 경우, RRC 연결 재확립 절차를 중단되고, 단말은 RRC 아이들 상태로 진입한다(S750).

단말은 셀 선택 절차 및 선택한 셀의 시스템 정보 수신을 통하여 셀의 적절성 확인은 제한된 시간 내에 마치도록 구현될 수 있다. 이를 위해 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 개시함에 따라 타이머를 구동시킬 수 있다. 타이머는 단말이 적합한 셀을 선택하였다고 판단된 경우 중단될 수 있다. 타이머가 만료된 경우 단말은 RRC 연결 재확립 절차가 실패하였음을 간주하고 RRC 아이들 상태로 진입할 수 있다. 이 타이머를 이하에서 무선 링크 실패 타이머라고 언급하도록 한다. LTE 스펙 TS 36.331에서는 T311이라는 이름의 타이머가 무선 링크 실패 타이머로 활용될 수 있다. 단말은 이 타이머의 설정 값을 서빙 셀의 시스템 정보로부터 획득할 수 있다.

단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락한 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 메시지(RRC connection reestablishment message)를 전송한다.

셀로부터 RRC 연결 재확립 메시지를 수신한 단말은 SRB1에 대한 PDCP 부계층과 RLC 부계층을 재구성한다. 또한 보안 설정과 관련된 각종 키 값들을 다시 계산하고, 보안을 담당하는 PDCP 부계층을 새로 계산한 보안키 값들로 재구성한다. 이를 통해 단말과 셀간 SRB 1이 개방되고 RRC 제어 메시지를 주고 받을 수 있게 된다. 단말은 SRB1의 재개를 완료하고, 셀로 RRC 연결 재확립 절차가 완료되었다는 RRC 연결 재확립 완료 메시지(RRC connection reestablishment complete message)를 전송한다(S760).

반면, 단말로부터 RRC 연결 재확립 요청 메시지를 수신하고 요청을 수락하지 않은 경우, 셀은 단말에게 RRC 연결 재확립 거절 메시지(RRC connection reestablishment reject message)를 전송한다.

RRC 연결 재확립 절차가 성공적으로 수행되면, 셀과 단말은 RRC 연결 재설정 절차를 수행한다. 이를 통하여 단말은 RRC 연결 재확립 절차를 수행하기 전의 상태를 회복하고, 서비스의 연속성을 최대한 보장한다.

이하에서 네트워크 등록에 대해 설명한다.

PLMN(public land mobile network)은 모바일 네트워크 운영자에 의해 배치 및 운용되는 네트워크이다. 각 모바일 네트워크 운영자는 하나 또는 그 이상의 PLMN을 운용한다. 각 PLMN은 MCC(Mobile Country Code) 및 MNC(Mobile Network Code)로 식별될 수 있다. 셀의 PLMN 정보는 시스템 정보에 포함되어 브로드캐스트된다.

PLMN 선택, 셀 선택 및 셀 재선택에 있어서, 다양한 타입의 PLMN들이 단말에 의해 고려될 수 있다.

HPLMN(Home PLMN) : 단말 IMSI의 MCC 및 MNC와 매칭되는 MCC 및 MNC를 가지는 PLMN.

EHPLMN(Equivalent HPLMN): HPLMN과 등가로 취급되는 PLMN.

RPLMN(Registered PLMN): 위치 등록이 성공적으로 마쳐진 PLMN.

EPLMN(Equivalent PLMN): RPLMN과 등가로 취급되는 PLMN.

각 모바일 서비스 수요자는 HPLMN에 가입한다. HPLMN 또는 EHPLMN에 의하여 단말로 일반 서비스가 제공될 때, 단말은 로밍 상태(roaming state)에 있지 않는다. 반면, HPLMN/EHPLMN 이외의 PLMN에 의하여 단말로 서비스가 제공될 때, 단말은 로밍 상태에 있으며, 그 PLMN은 VPLMN(Visited PLMN)이라고 불리운다.

단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN(public land mobile network)을 검색하고 서비스를 받을 수 있는 적절한 PLMN을 선택한다. PLMN은 모바일 네트워크 운영자(mobile network operator)에 의해 배치되거나(deploy) 운영되는 네트워크이다. 각 모바일 네트워크 운영자는 하나 또는 그 이상의 PLMN을 운영한다. 각각의 PLMN은 MCC(mobile country code) 및 MNC(mobile network code)에 의하여 식별될 수 있다. 셀의 PLMN 정보는 시스템 정보에 포함되어 브로드캐스트된다. 단말은 선택한 PLMN을 등록하려고 시도한다. 등록이 성공한 경우, 선택된 PLMN은 RPLMN(registered PLMN)이 된다. 네트워크는 단말에게 PLMN 리스트를 시그널링할 수 있는데, 이는 PLMN 리스트에 포함된 PLMN들을 RPLMN과 같은 PLMN이라 고려할 수 있다. 네트워크에 등록된 단말은 상시 네트워크에 의하여 접근될 수(reachable) 있어야 한다. 만약 단말이 ECM-CONNECTED 상태(동일하게는 RRC 연결 상태)에 있는 경우, 네트워크는 단말이 서비스를 받고 있음을 인지한다. 그러나, 단말이 ECM-IDLE 상태(동일하게는 RRC 아이들 상태)에 있는 경우, 단말의 상황이 eNB에서는 유효하지 않지만 MME에는 저장되어 있다. 이 경우, ECM-IDLE 상태의 단말의 위치는 TA(tracking Area)들의 리스트의 입도(granularity)로 오직 MME에게만 알려진다. 단일 TA는 TA가 소속된 PLMN 식별자로 구성된 TAI(tracking area identity)및 PLMN 내의 TA를 유일하게 표현하는 TAC(tracking area code)에 의해 식별된다.

이하에서 측정 및 측정 보고에 관해 설명하도록 한다.

이동 통신 시스템에서 단말의 이동성(mobility) 지원은 필수적이다. 따라서, 단말은 현재 서비스를 제공하는 서빙 셀(serving cell)에 대한 품질 및 이웃셀에 대한 품질을 지속적으로 측정한다. 단말은 측정 결과를 적절한 시간에 네트워크에게 보고하고, 네트워크는 핸드오버 등을 통해 단말에게 최적의 이동성을 제공한다.

단말은 이동성 지원의 목적 이외에 사업자가 네트워크를 운영하는데 도움이 될 수 있는 정보를 제공하기 위해, 네트워크가 설정하는 특정한 목적의 측정을 수행하고, 그 측정 결과를 네트워크에게 보고할 수 있다. 예를 들어, 단말이 네트워크가 정한 특정 셀의 브로드캐스트 정보를 수신한다. 단말은 상기 특정 셀의 셀 식별자(Cell Identity)(이를 광역(Global) 셀 식별자라고도 함), 상기 특정 셀이 속한 위치 식별 정보(예를 들어, Tracking Area Code) 및/또는 기타 셀 정보(예를 들어, CSG(Closed Subscriber Group) 셀의 멤버 여부)를 서빙 셀에게 보고할 수 있다.

이동 중의 단말은 특정 지역의 품질이 매우 나쁘다는 것을 측정을 통해 확인한 경우, 품질이 나쁜 셀들에 대한 위치 정보 및 측정 결과를 네트워크에 보고할 수 있다. 네트워크는 네크워크의 운영을 돕는 단말들의 측정 결과의 보고를 바탕으로 네트워크의 최적화를 꾀할 수 있다.

주파수 재사용(Frequency reuse factor)이 1인 이동 통신 시스템에서는, 이동성이 대부분 동일한 주파수 밴드에 있는 서로 다른 셀 간에 이루어진다. 따라서, 단말의 이동성을 잘 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 이웃 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이 서빙 셀의 중심 주파수와 동일한 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 동일 주파수 측정(intra-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 동일 주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고하여, 해당되는 측정 결과의 목적이 달성되도록 한다.

이동 통신 사업자는 복수의 주파수 밴드를 사용하여 네트워크를 운용할 수도 있다. 복수의 주파수 밴드를 통해 통신 시스템의 서비스가 제공되는 경우, 단말에게 최적의 이동성을 보장하기 위해서는, 단말은 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 이웃 셀들의 품질 및 셀 정보를 잘 측정할 수 있어야 한다. 이와 같이, 서빙 셀의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 셀에 대한 측정을 다른 주파수 측정(inter-frequency measurement)라고 부른다. 단말은 다른 주파수 측정을 수행하여 측정 결과를 네트워크에게 적절한 시간에 보고할 수 있어야 한다.

단말이 이종(heterogeneous) 네트워크에 대한 측정을 지원할 경우, 기지국 설정에 의해 이종 네크워크의 셀에 대한 측정을 할 수도 있다. 이러한, 이종 네트워크에 대한 측정을 inter-RAT(Radio Access Technology) 측정이라고 한다. 예를 들어, RAT는 3GPP 표준 규격을 따르는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 및 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)을 포함할 수 있으며, 3GPP2 표준 규격을 따르는 CDMA 2000 시스템 역시 포함할 수 있다.

도 8은 기존의 측정 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.

단말은 기지국으로부터 측정 설정(measurement configuration) 정보를 수신한다(S810). 측정 설정 정보를 포함하는 메시지를 측정 설정 메시지라 한다. 단말은 측정 설정 정보를 기반으로 측정을 수행한다(S820). 단말은 측정 결과가 측정 설정 정보 내의 보고 조건을 만족하면, 측정 결과를 기지국에게 보고한다(S830). 측정 결과를 포함하는 메시지를 측정 보고 메시지라 한다.

측정 설정 정보는 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다.

(1) 측정 대상(Measurement object) 정보: 단말이 측정을 수행할 대상에 관한 정보이다. 측정 대상은 셀내 측정의 대상인 intra-frequency 측정 대상, 셀간 측정의 대상인 inter-frequency 측정 대상, 및 inter-RAT 측정의 대상인 inter-RAT 측정 대상 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들어, intra-frequency 측정 대상은 서빙 셀과 동일한 주파수 밴드를 갖는 이웃 셀을 지시하고, inter-frequency 측정 대상은 서빙 셀과 다른 주파수 밴드를 갖는 이웃 셀을 지시하고, inter-RAT 측정 대상은 서빙 셀의 RAT와 다른 RAT의 이웃 셀을 지시할 수 있다.

(2) 보고 설정(Reporting configuration) 정보: 단말이 측정 결과를 언제 보고하는지에 관한 보고 조건 및 보고 타입(type)에 관한 정보이다. 보고 조건은 측정 결과의 보고가 유발(trigger)되는 이벤트나 주기에 관한 정보를 포함할 수 있다. 보고 타입은 측정 결과를 어떤 타입으로 구성할 것인지에 관한 정보이다.

(3) 측정 식별자(Measurement identity) 정보: 측정 대상과 보고 설정을 연관시켜, 단말이 어떤 측정 대상에 대해 언제 어떤 타입으로 보고할 것인지를 결정하도록 하는 측정 식별자에 관한 정보이다. 각 측정 식별자는 하나의 측정 대상과 하나의 보고 설정을 연관시킨다. 복수의 측정 식별자를 설정함으로써, 하나 이상의 보고 설정이 동일한 측정 대상과 연관 되는 것 뿐만 아니라, 하나 이상의 측정 대상이 동일한 보고 설정과 연관 되는것도 가능하다. 측정 식별자는 측정 보고 내에서 참조 번호로서 사용될 수 있다. 측정 식별자 정보는 측정 보고 메시지에 포함되어, 측정 결과가 어떤 측정 대상에 대한 것이며, 측정 보고가 어떤 보고 조건으로 발생하였는지를 나타낼 수 있다.

(4) 양적 설정(Quantity configuration) 정보: 양적 설정 정보는 측정의 양을 정의하고, 모든 이벤트 평가 및 그 측정 타입의 관련 보고를 위해 사용되는 연관된 필터링을 정의한다. 하나의 필터는 측정 양(measurement quantity) 마다 설정될 수 있다.

(5) 측정 갭(Measurement gap) 정보: 하향링크 전송 또는 상향링크 전송이 스케쥴링되지 않아, 단말이 서빙 셀과의 데이터 전송에 대한 고려 없이 오직 측정을 하는데 사용될 수 있는 구간인 측정 갭에 관한 정보이다.

단말은 측정 절차를 수행하기 위해, 측정 대상 리스트, 보고 설정 리스트 및 측정 식별자 리스트를 가지고 있다.

3GPP LTE에서 기지국은 단말에게 하나의 주파수 밴드에 대해 하나의 측정 대상만을 설정할 수 있다. 3GPP TS 36.331 V8.5.0 (2009-03) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Radio Resource Control (RRC); Protocol specification (Release 8)"의 5.5.4절에 의하면, 다음 표와 같은 측정 보고가 유발되는 이벤트들이 정의되어 있다.

이벤트	보고 조건
Event A1	Serving becomes better than threshold
Event A2	Serving becomes worse than threshold
Event A3	Neighbour becomes offset better than serving
Event A4	Neighbour becomes better than threshold
Event A5	Serving becomes worse than threshold1 and neighbour becomes better than threshold2
Event B1	Inter RAT neighbour becomes better than threshold
Event B2	Serving becomes worse than threshold1 and inter RAT neighbour becomes better than threshold2

단말의 측정 결과가 설정된 이벤트를 만족하면, 단말은 측정 보고 메시지를 기지국으로 전송한다.

도 9는 단말에게 설정된 측정 설정의 일 예를 나타낸다.

먼저, 측정 식별자 1(901)은 intra-frequency 측정 대상과 보고 설정 1을 연결하고 있다. 단말은 셀내 측정(intra frequency measurement)을 수행하며, 보고 설정 1이 측정 결과 보고의 기준 및 보고 타입을 결정하는데 사용된다.

측정 식별자 2(902)는 측정 식별자 1(901)과 마찬가지로 intra-frequency 측정 대상과 연결되어 있지만, intra-frequency 측정 대상을 보고 설정 2에 연결하고 있다. 단말은 측정을 수행하며, 보고 설정 2이 측정 결과 보고의 기준 및 보고 타입를 결정하는데 사용된다.

측정 식별자 1(901)과 측정 식별자 2(902)에 의해, 단말은 intra-frequency 측정 대상에 대한 측정 결과가 보고 설정 1 및 보고 설정 2 중 어느 하나를 만족하더라도 측정 결과를 전송한다.

측정 식별자 3(903)은 inter-frequency 측정 대상 1과 보고 설정 3을 연결하고 있다. 단말은 inter-frequency 측정 대상 1에 대한 측정 결과가 보고 설정 1에 포함된 보고 조건을 만족하면 측정 결과를 보고한다.

측정 식별자 4(904)은 inter-frequency 측정 대상 2과 보고 설정 2을 연결하고 있다. 단말은 inter-frequency 측정 대상 2에 대한 측정 결과가 보고 설정 2에 포함된 보고 조건을 만족하면 측정 결과를 보고한다.

한편, 측정 대상, 보고 설정 및/또는 측정 식별자는 추가, 변경 및/또는 삭제가 가능하다. 이는 기지국이 단말에게 새로운 측정 설정 메시지를 보내거나, 측정 설정 변경 메시지를 보냄으로써 지시할 수 있다.

도 10은 측정 식별자를 삭제하는 예를 나타낸다. 측정 식별자 2(902)가 삭제되면, 측정 식별자 2(902)와 연관된 측정 대상에 대한 측정이 중단되고, 측정 보고도 전송되지 않는다. 삭제된 측정 식별자와 연관된 측정 대상이나 보고 설정은 변경되지 않을 수 있다.

도 11은 측정 대상을 삭제하는 예를 나타낸다. inter-frequency 측정 대상 1이 삭제되면, 단말은 연관된 측정 식별자 3(903)도 또한 삭제한다. inter-frequency 측정 대상 1에 대한 측정이 중단되고, 측정 보고도 전송되지 않는다. 그러나, 삭제된 inter-frequency 측정 대상 1에 연관된 보고 설정은 변경 또는 삭제되지 않을 수 있다.

보고 설정이 제거되면, 단말은 연관된 측정 식별자 역시 제거한다. 단말은 연관된 측정 식별자에 의해 연관된 측정 대상에 대한 측정을 중단한다. 그러나, 삭제된 보고 설정에 연관된 측정 대상은 변경 또는 삭제되지 않을 수 있다.

이제 CSFB(Circuit Switched fallback)에 대하여 설명한다.

CSFB는 기존 2G/3G 회선 교환망 상으로 음성 및 SMS를 전달하는 표준화된 솔루션이다. CSFB 솔루션은 레거시 2G/3G 네트워크상 변화를 최소화할 것을 요구한다는 점에서 많은 사업자에 의해 광대하게 지원되왔으며, CSFB는 데이터 서비스만을 위해 사용되는 LTE 네트워크의 초기 사용예에 매우 적합하다.

3GPP 릴리즈 8에서 정의되는 CSFB는 데이터 서비스를 E-UTRAN에 캠프온 중인 단말을 위해 기존 회선 교환 네트워크를 재활용하여 음성 서비스를 가능케하는 메커니즘이다. 음성 서비스가 개시될 경우, 단말은 LTE로부터 CS 음성 호출이 확립될 수 있는 레거시 2G/3G 회선 교환 네트워크로 이동한다. CSFB는 기본망인 LTE 및 GERAN, UTRAN 또는 CDMA 2000 1xRTT와 같은 CS 액세스 기술을 지원하는 단말에 적용될 수 있따. 네트워크 관점에서, 기존 CS 네트워크의 커버리지는 E-UTRAN의 커버리지를 오버레이되며, CSFB 개시시 단말은 가용한 2G/3G 기술 중 하나로 향할 수 있다. CSFB 및 관련된 기능/절차를 위한 일반적인 구조적 강화는 표준에 기술되어 있다.

본 명세서에서, “CS RAT”이란 용어는 GERAN, UTRAN 및/또는 CDMA 2000 1xRTT와 같이 CS 서비스를 지원하는 특정 RAT을 나타내기 위해 사용된다. 그리고, “CS RAT 셀”이란 용어는 CS RAT을 기반으로 한 셀을 나타내기 위해 사용된다.

도 12는 CSFB를 위한 통신 방법의 예시를 나타내는 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 단말은 LTE 셀에 캠프온 중이다(S1210).

CS 서비스가 트리거 된다(S1220). CS 네트워크로 연결을 요구하는 CS 서비스는 MO(Mobile Originated) CS 호출, MT(Mobile Terminating) CS 호출, 응급 호출일 수 있다.

CS 서비스가 트리거되면, 단말은 LTE 셀과 RRC 연결을 확립할 것이 요구된다. 따라서, 단말은 LTE 셀과 RRC 연결 확립 절차를 수행한다(S1230).

단말이 확장된 서비스 요청(extended service request)라 불리는 특정 NAS 메시지를 MME로 전송함으로써 CSFB가 개시된다. 확장된 서비스 요청은 CS 도메인에서 발생된 페이징 메시지에 대한 응답으로 전송될 수 있으며, MT 호출의 경우 MME를 경유하여 E-UTRAN으로 라우팅될 수 있다.

CSFB에 대한 확장된 서비스 요청을 수신하면, MME는 eNB로 관련된 CSFB 절차를 트리거할 것을 지시한다. eNB가 MME로부터 CSFB 지시자를 수신하면, 단말과의 inter-RAT 이동 절차를 사용하여 CSFB를 수행한다(S1240).

CSFB는 inter-RAT 이동 절차를 트리거한 네트워크에 의해 수행될 수 있다. CSFB에 적용될 수 있는 inter-RAT 이동 절차는 리다이렉션(redirection), 핸드오버 및 셀 변경 명령(cell change order)일 수 있다.

- 리다이렉션: 리다이렉션 절차는 리다이렉션 정보를 포함하는 RRC 연결 릴리즈 메시지를 전송하는 eNB에 의해 수행될 수 있다. 리다이렉션 정보는 단말이 이동하기에 필요로하는 RAT/주파수를 지시한다. 리다이렉션 정보를 수신하면, 단말은 E-UTRAN과의 RRC 연결을 릴리즈하고 지시된 RAT/주파수상의 셀로 캠프온을 위한 셀 선택을 수행하고, 선택된 셀과 새로운 RRC 연결을 확립한다. 리다이렉션 절차는 GERAN, UTRAN 및 CDMA2000 1xRTT에 대하여 적용될 수 있다.

- 핸드오버: 다른 RAT으로의 핸드오버는 핸드오버 지시(handover command)로서 MobilityFromE-UTRACommand 메시지로부터 이동을 개시시킨 eNB에 의해 수행된다. 핸드오버 지시는 타겟 셀 내에서 사용될 무선 자원 설정을 포함한다. 단말이 핸드오버 시지를 수신하면, E-UTRAN과 RRC 연결을 릴리즈하고, 핸드오버 지시에 포함된 무선 자원 설정을 사용하여 타겟 셀로 접근한다. E-UTRA로부터 다른 RAT으로의 핸드오버 절차는 GERAN, UTRAN 및 CDMA2000 1xRTT로의 CSFB에 적용될 수 있다. MobilityFromE-UTRACommand 메시지가 CSFB를 위해 GERAN 또는 UTRAN으로 전송되면, 이는 NAS에서의 핸드오버 실패 경우에 사용되기 위한 CSFB 지시자를 포함한다.

- 셀 변경 명령: CCO(Cell Change Order)는 CSFB를 위해 사용될 수 있다. CCO는 오직 GERAN으로의 CSFB에 적용될 수 있다.

단말은 RRC 연결 확립 절차를 위하여 CS RAT 셀로부터 시스템 정보를 획득한다(S1250).

S1250 단계에서 획득된 것을 기반으로 단말은 CS RAT 셀과 RRC 연결 확립 절차를 수행하고(S1260). CS 서비스를 개시한다(S1270).

E-UTRAN에서의 RRC 연결은 CSFB 이후에 해제되는 특징이 있다. 이것은 단말이 리다이렉트된 RAT 내에서 CSFB에 의해 가능한 음성 호출을 제공받는 동안, 데이터 서비스는 저하되거나 또는 심지어 중단될 수 있음을 의미한다. 음성 호출이 종료된 후, 이후 데이터 서비스를 위해 단말은 E-UTRAN으로 되돌아가는 것이 바람직하다. E-UTRAN으로의 회귀는 네트워크의 제어에 의해 수행되며, 즉 이를 위한 단말의 자발적 동작은 정의되지 않는다.

음성은 CSFB에 따라 CS 도메인 상으로 전달되므로, 단말은 먼저 CSFB를 가능케 하는 3G/2G 네트워크 내에서 EPC 및 CS 도메인에 접근한다. EPS 및 CS 도메인 모두에 대한 등록은 두 번의 독립적은 등록 절차를 수행하는 것보다 등록을 위해 하나로 ‘결합된(combined)’ 등록 절차를 수행함으로써 효율적으로 수행된다. 결합된 등록은 NAS 계층에서 접근 절차(attach procedure) 및 위치 영역 업데이트 절차(location area update procedure)에 적용될 수 있다.

결합된 등록과 관련하여, 트래킹 영역 및 지역/라우팅간 맵핑은 MME 내에서 관리될 수 있는데, 이는 MME로 하여금 CS 네트워크의 적절한 셀을 향하여 CSFB를 트리거하는 것을 가능케 한다.

CS 서비스가 트리거되면, 단말이 현재 RRC 아이들 상태에 있는 경우, CSFB는 단말이 RRC 아이들 상태에 있는 동안 CS RAT의 셀을 직접 선택하기 보다 LTE와 RRC 연결을 맺도록 요구한다. 이는 불필요한 지연을 야기하며, 이 딜레이는 CS 서비스의 서비스 품질 저하를 야기할 수 있다. 단말이 보다 빨리 CS 서비스를 개시하는 것을 허용하는 고속 CS 네트워크 선택 메커니즘(rapid CS network selection mechanism)이 유용해질 수 있다. 이하에서는 고속 CS 네트워크 선택 메커니즘을 기반으로한 통신 방법에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명에서 LTE 셀 및/또는 CS RAT의 셀에 대한 우선순위 적용하는 것 및 RRC 연결 확립을 가속화하는 것(accelerating)에 있어서, 네트워크로부터 단말로 추가적인 시그널링 메시지가 전송된다. 이 시그널링 메시지는 CSFB 제어 메시지라 불리울 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시에에 따른 통신 방법의 예시를 나타내는 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 단말은 LTE 셀에 캠프온 중이다(S1310).

단말은 CSFB 제어 메시지를 네트워크로부터 수신한다(S1320). CSFB 제어 메시지는 단말이 CS RAT의 셀(들) 및/또는 LTE 셀(들)에 대한 우선순위를 적용하는 것이 허용되는지 여부를 설정하기 위하여 전송될 수 있다. 우선순위의 개념적 범위는 특정 RAT의 셀(들)에 대하여 보다 높은 우선순위를 적용하는 것 및 보다 낮은 우선순위를 적용하는 것을 포함한다. 이하에서, 높은 우선순위의 적용은 우선화(prioritization)이라 하고 낮은 우선순위를 적용하는 것은 역우선화(de-prioritization)이라 한다.

CSFB 제어는 RRC 연결 확립 절차를 가속화하기 위해 단말이 CS RAT의 셀(들)의 시스템 정보를 획득 및 저장하는 것이 허용되는지 여부를 설정하기 위하여 전송될 수 있다.

CSFB 제어 메시지는 AS 또는 NAS 시그널링을 통해 전송될 수 있다. CSFB 제어 메시지가 AS 시그널링을 통해 전송되면, 이 메시지는 RRC 메시지이고, 브로드캐스트 시그널링 또는 전용 시그널링에 의해 전송된다. CSFB 제어 메시지는 NAS 시그널링을 통해 전송된다. CSFB 제어 메시지가 NAS 시그널링에 의해 전송되면, 이 메시지는 트래킹 영역 업데이트 허용 메시지(Tracking Area Update accept message) 또는 접근 허용 메시지(Attach accept message)일 수 있다.

CSFB 제어 메시지는 우선순위 정보 및 시스템 정보 획득 정보를 포함할 수 있다. 우선순위 정보는 단말이 inter-RAT 이동을 위해 특정 우선순위를 적용하는 것을 지시할 수 있다. 시스템 정보 획득 정보는 CS RAT의 시스템 정보를 획득하기 위한 메커니즘을 지시할 수 있다. 시스템 정보 획득 정보는 오버레이된 CS RAT 셀(e.g. UMTS)로의 연결 확립을 가속화하기 위해 제공될 수 있다.

단말은 시스템 정보 획득 정보를 기반으로 CS RAT 셀의 시스템 정보를 획득한다(S1330). CSFB 제어 정보와 같은 추가 시그널링 메시지를 수신한 경우, LTE 셀에 캠프온한 단말은 inter-RAT 셀의 시스템 정보를 획득하는 것이 허용될 수 있다. 단말은 CS RAT 셀의 시스템 정보의 획득을 시도하고, CS RAT 셀의 식별 정보와 함께 시스템 정보를 저장한다. 단말이 CS RAT 셀과 연결을 맺을 때, 단말이 CS RAT의 유효한 시스템 정보를 가지고 있으면, 단말은 저장된 시스템 정보를 적용한다. 이로써 단말은 연결을 맺기 직전에 CS RAT 셀로부터 시스템 정보를 읽어들이는 것을 생략할 수 있다.

이하의 메커니즘은 LTE 셀과 연결을 맺고 캠프온 중인 단말에 의해 사용될 수 있으며, 이는 오버레이된 CS RAT 셀로의 RRC 연결 확립을 가속화하기 위하여 CS RAT 셀의 시스템 정보를 획득하기 위함이다.

1) LTE 셀과의 연결을 릴리즈 하지 않은 상태에서, 단말은 임시적으로 LTE 셀로부터 CS RAT 셀로 이동하여 CS RAT 셀의 시스템 정보를 읽어들일 수 있다. 여기서 시스템 정보는 CS RAT 셀로 캠프온하고 CS RAT 셀과 연결을 맺기위해 요구되는 시스템 정보이다. 단말이 CS RAT 셀이 캠프온하기에 적절한 것으로 결정하면, 단말은 이후의 사용을 위해 CS RAT 셀의 획득된 시스템 정보를 저장한다. 단말은 특정 개수까지의 CS RAT 셀들에 대한 시스템 정보를 저장할 수 있다.

이를 위해, 서빙 셀은 단말이 CS RAT 셀의 시스템 정보를 읽어들이는 것이 허용되는 시간 구간을 단말에 설정할 수 있다. 시간 구간은 RRC 연결 상태의 단말로 RRC 시그널링 메시지를 통해 설정될 수 있다. 시간 구간은 RRC 아이들 상태의 단말에 대하여 시스템 정보를 통해 설정도리 수 있다. 시간 구간과 관련된 정보는 CSFB 제어 메시지의 시스템 정보 획득 정보에 포함될 수 있다.

시간 구간은 비-페이징 인터벌 내에 설정될 수 있다. 시간 구간은 특정 시간 인터벌 또는 복수의 시간 인터벌의 패턴으로 설정될 수 있다.

시간 구간이 설정되면, 단말은 이 구간동안 LTE 제어 채널에 대한 모니터링을 묵인하는 것이 허용되며, 시간 구간동안 단말은 CS RAT 셀의 시스템 정보를 읽어들이는 것을 시도한다. 단말이 시스템 정보를 읽어들이는 것이 요구되는 CS RAT 셀은 서빙 LTE 셀에 의해 지시될 수 있다. 단말은 단말에 의해 획득된 CS RAT 셀의 시스템 정보를 보고하는 것이 요청될 수 있다.

단말은 CS RAT 셀의 시스템 정보를 읽어들이는 것 및 저장된 CS RAT 셀의 시스템 정보의 관리와 관련하여 아래와 같은 운영을 적용한다.

- 단말은 CS RAT 셀의 시스템 정보를 읽어들이는 것을 시도함에 있어서, CS RAT의 복수의 주파수 중에 높은 우선순위를 가지는 주파수의 셀에 대해 먼저 시스템 정보를 읽어들이도록 시도한다. 서빙 LTE 셀은 단말이 우선적으로 읽어들이기를 시도하는 UMTS 주파수들에 대한 우선순위를 지시할 수 있다.

- 단말은 CS RAT 셀의 시스템 정보를 읽어들이는 것을 시도함에 있어서, CS RAT의 관심 주파수 상의 베스트 랭크 셀에 대해 먼저 시스템 정보를 읽어들이도록 시도한다.

- 단말은 단말에 대한 비-페이징 경우에 CS RAT 셀의 시스템 정보를 읽어들이도록 시도한다.

- 단말은 보다 새로운 버전의 시스템 정보로 저장된 시스템 정보를 업데이트 하기 위하여 CS RAT 셀의 시스템 정보를 주기적으로 읽어들일 수 있다.

2) LTE 셀은 오버레이된 CS RAT 셀의 시스템 정보를 브로드캐스트한다. LTE 셀에 캠프온 중인 단말은 CS RAT 셀상의 CS 서비스를 위해 준비하고, LTE 셀로부터으ㅢ CS RAT 셀의 방송된 정보를 읽어들임으로써 오버레이된 CS RAT 셀의 시스템 정보의 업데이트를 시도한다.

획득 및 저장된 CS RAT 셀의 시스템 정보는 특정 시간 또는 설정된 시간 동안 유효한 것이라 고려될 수 있다.

저장된 CS RAT 셀의 시스템 정보를 관리하기 위하여, 단말은 저장된 CS RAT 셀의 시스템 정보가 최신의 것인지 여부와 관련하여 유효성 체크(validity check)수행을 시도한다. 체크를 활용하기 위하여, LTE 셀은 오버레이된 CS RAT 셀의 시스템 정보의 밸류 태그(value tag(s))를 CS RAT 셀의 셀 식별 정보와 함께 제공할 수 있다. 단말이 유효성 체크 중에 LTE 셀로부터 CS RAT 셀의 밸류 태그를 읽고, 상기 밸류 태그를 고려되는 CS RAT 셀에 대한 저장된 셀 식별 정보와 관련한 밸류 태그와 비교한다.

다시 도 13을 참조하면, CS 서비스가 트리거된다(S1340).

CS 네트워크로의 연결을 요구하는 서비스는 MO(Mobile Originated) CS 호출, MT(Mobile Termination) CS 호출 또는 응급 호출일 수 있다.

CSFB를 요구하는 서비스 요청(Service Request) 또는 확장된 서비스 요청(Extended Service Request)이 NAS 계층에서 트리거되면, 단말은 CS 네트워크로의 연결을 요구하는 서비스가 트리거되었다고 결정할 수 있다.

서비스를 위하여 CS 지원 RAT(CS-supporting RAT)으로의 연결을 요구하는 서비스 요청 또는 확장된 서비스 요청이 NAS 계층에서 트리거되면, 단말은 CS 네트워크로의 연결을 요구하는 서비스가 트리거되었다고 결정할 수 있다.

서비스를 하기로 한 CN(Core Network) 도메인이 CS 네트워크임을 지시하는 페이징 메시지 또는 페이징 지시를 단말이 수신하면, 단말은 CS 네트워크로의 연결을 요구하는 서비스가 트리거되었다고 결정할 수 있다.

CS 서비스의 트리거에 따라, 단말은 CS 우선순위를 기반으로 이동 절차를 수행한다(S1350). 이동 절차는 이하와 같이 단말에 의해 수행될 수 있다.

1) 단말이 RRC 아이들 상태에 있을 때, 단말은 CS RAT의 주파수들의 재선택 우선순위가 LTE 주파수의 어떠한 우선순위보다 높다고 고려하고 CS RAT(e.g. UMTS)로 셀 재선택을 수행한다. 즉, 단말은 CS RAT의 셀(들)에 우선화를 사용하여 셀 재선택을 수행할 수 있다. 예를 들어, CS RAT의 주파수의 재선택 우선순위는 최우선순위로 설정된다.

2) 단말이 RRC 아이들 상태에 있을 때, 단말은 LTE 주파수들의 재선택 우선순위가 임의의 CS RAT 주파수 주파수 우선순위보다 낮다고 고려하고 CS RAT(e.g. UMTS)로 셀 재선택을 수행한다. 즉, 단말은 LTE 셀(들)에 역우선화를 사용하여 셀 재선택을 수행할 수 있다. 예를 들어, LTE 주파수들의 재선택 우선순위는 최저우선순위로 설정된다.

3) 단말은 LTE 주파수를 재선택에 고려하지 않는 등 LTE 능력을 비활성화(disable)한다. 이어, 단말은 CS RAT 셀과 셀 재선택 및/또는 핸드오버를 수행할 수 있다.

4) 단말이 RRC 연결 상태에 있을 때, 단말은 LTE 셀과의 RRC 연결을 릴리즈한다.

CS RAT의 타겟 셀이 선택되면, 단말은 RRC 연결 확립 절차를 수행한다(S1360). 단말이 CS RAT 셀의 유효한 저장된 시스템 정보를 이미 가지고 있으면, 단말은 시스템 정보를 읽어들이는 동작을 생략하는 것이 허용되고, RRC 연결 확립 절차는 시스템 정보를 기반으로 수행된다.

RRC 연결이 확립된 후, 단말은 CS 서비스를 개시한다(S1370).

한편, CS RAT의 셀의 우선화 및 LTE 셀의 역우선화는 일시적으로 적용되고 CS 서비스가 완료된 후에는 종료되는 것이 바람직할 수 있다. 다시 말하여, 우선화/역우선화의 지속시간 및 LTE 능력치의 가용은 제한될 수 있다. 이에 따라, 셀 재선택 능력에 대한 우선화/역우선화의 지속시간 또는 LTE 능력의 비활성화의 지속시간이 만료된 후, 단말은 캠프온할 LTE 셀로 이동해아 한다. 이와 같은 제한사항을 위하여, 이하와 같은 메커니즘이 적용될 수 있다.

1) 시간 기반: 우선화/역우선화 및/또는 LTE 능력치의 비활성화는 특정 타이머가 구동죽인 경우에 한하여 적용된다. 타이머가 종료되면, 단말은 셀 재선택을 위한 CS RAT(UMTS와 같은)의 주파수에 및 LTE 주파수에 대한 본래 우선순위를 사용하도록 되돌아가거나 또는 LTE 능력치를 활성화(enable)한다.

타이머는 CS 서비스의 트리거에 따라 단말이 우선화/역우선화 및/또는 LTE 능력치의 비활성화하기 시작한 때 시작된다. 타이머의 값은 특정 값이거나 또는 LTE 네트워크와 같은 네트워크에 의해 설정될 수 있다. 타이머와 관련된 정보는 CSFB 제어 메시지의 우선순위 정보에 포함될 수 있다.

2) 네트워크 지시: 서빙 네트워크는 단말에 우선화/역우선화 및/또는 LTE 능력치의 비활성화를 적용함을 중단할 것을 지시한다. 서빙 네트워크는 LTE 또는 CS RAT일 수 있다. 이 지시는 RRC 시그널링을 통해 단말에 전송될 수 있다.

3) 관심 CS 서비스의 서비스 지속시간: 단말은 우선화/역우선화 및/또는 LTE 능력치의 비활성화에 의해 가능하게된 CS 서비스가 종료되면, 우선화/역우선화 및/또는 LTE 능력치의 비활성화의 적용을 중단한다.

4) 관심 CS 서비스를 위해 단말이 이동한 CS 네트워크에서 단말의 상태: 단말이 CS 네트워크에서 RRC 아이들 상태로 진입하면, 단말은 우선화/역우선화 및/또는 LTE 능력치의 비활성화 적용을 중단한다.

본 발명에 있어서, 단말은 LTE 네트워크로의 연결중에 EPS 및 CS 네트워크를 모두 등록할 수 있다.

본 발명에 따르면, CS 서비스가 트리거된 상황에서 CS 서비스 개시에 개입되는 딜레이가 레거시 CSFB 메커니즘에 비하여 감소되고, 단말은 먼저 LTE에 접근한 후 연결 모드 이동 또는 아이들 모드 이동에 의해 CS RAT 셀로 이동한다.

도 14는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타낸 블록도이다. 이 장치는 도 13을 참조하여 상술한 실시예에 따른 단말의 운영을 구현한다.

무선 장치(1400)는 프로세서(1410), 메모리(1420) 및 RF부(radio frequency unit, 1430)을 포함한다. 프로세서(1410)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로세서(1410)는 네트워크로부터 CSFB 제어 메시지를 수신하도록 설정될 수 있다. 프로세서(1410)는 CSFB 제어 메시지에 따라 CS RAT의 셀의 시스템 정보를 획득하고 및 획득된 시스템 정보를 저장하도록 설정된다. 프로세서(1410)는 CSFB 제어 메시지에 따라 CS RAT 셀의 우선화 및/또는 LTE 셀의 역우선화를 적용하도록 설정된다. 프로세서(1410)는 CSFB 제어 메시지에 따르면 LTE 능력치를 비활성화하도록 설정된다. 프로세서(1410)는 우선화/역우선화 및/또는 LTE 기능의 비활성화를 기반으로 이동 절차를 수행하도록 설정된다. 도 13의 실시예는 프로세서(1410) 및 메모리(1420)에 의하여 구현될 수 있다.

RF부(1430)은 프로세서(1410)와 연결되어 무선 신호를 송신 및 수신한다.

프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

1. 무선 통신 시스템에서 LTE(Long Term Evolution)에 캠프온 중인 단말에 의해 수행되는 통신 방법에 있어서,
   CSFB(Circuit Switched fallback) 제어 메시지를 네트워크로부터 수신하되, 상기 CSFB 제어 메시지는 CS 서비스를 위한 우선순위 정보 및 inter-RAT 셀로부터 시스템 정보를 획득할 것을 지시하는 시스템 정보 획득 지시자를 포함하고;
   상기 시스템 정보 획득 지시자에 대한 응답으로 적어도 하나의 inter-RAT 셀로부터 시스템 정보를 획득하고;
   상기 CS 서비스의 트리거 여부를 결정하고;
   상기 CS 서비스가 트리거 되었음이 결정되면,
   상기 우선순위 정보에 따라 적어도 하나의 셀의 주파수에 우선순위를 적용하고;
   상기 적용된 우선순위를 기반으로 이동 절차를 수행하고;
   상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀 중 선택된 inter-RAT 셀과 RRC(Radio Resource Control) 연결 확립 절차를 수행하고; 및
   상기 CS 서비스를 개시하는 것;을 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 우선화(prioritization) 적용이 허용됨을 지시하면, 상기 우선순위를 적용하는 것은 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 적어도 하나의 주파수에 대하여 상기 우선순위를 적용하는 것을 포함하되,
   상기 우선순위는 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 주파수의 임의의 우선순위 보다 높은 것을 특징으로 하는 통신 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 주파수에 역우선화(de-prioritization) 적용이 허용됨을 지시하면, 상기 우선순위를 적용하는 것은 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 적어도 하나의 주파수에 상기 우선순위를 적용하는 것을 포함하되,
   상기 우선순위는 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 주파수의 임의의 우선순위보다 낮은 것을 특징으로 하는 통신 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 이동을 수행하는 것은 상기 적용된 우선순위를 기반으로함을 특징으로 하는 통신 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 단말이 LTE를 위한 능력치를 비활성화(disable)하는 것이 허용됨을 지시하면,
   상기 우선순위 정보를 기반으로 이동 절차를 수행하는 것은:
   상기 이동에 대하여 임의의 LTE 셀을 배제하고; 및
   상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀과 상기 이동 절차를 수행하는 것;을 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서, 상기 방법은,
   시간 구간을 지시하는 시간 구간 설정 메시지를 수신하는 것을 더 포함하되, 상기 시간 구간은 상기 단말이 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀로 일시적으로(temporarily) 이동하는 것이 허용되는 시간 인터벌이고,
   상기 시스템 정보를 획득하는 것은 상기 시간 구간 내에 수행됨을 특징으로 하는 통신 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 RRC 연결 확립 절차를 수행하는 것은 상기 획득된 시스템 정보를 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 우선순위 정보는 상기 우선순위의 유효성에 대한 타이머와 관련된 정보를 포함하고,
   상기 방법은,
   상기 CS 서비스의 트리거시 상기 타이머를 시작시키고; 및
   상기 타이머가 만료되고 및 상기 개시된 CS 서비스가 종료되면, 상기 우선순위 없이 상기 이동 절차를 수행하는 것;을 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 우선순위가 더 이상 적용되지 않음을 지시하는 시그널링 메시지를 수신하고; 및
    상기 우선순위 없이 상기 이동 절차를 수행하는 것;을 더 포함함을 특징으로 하는 통신 방법.
11. 무선 통신 시스템에서 동작하는 무선 장치에 있어서, 상기 무선 장치는,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(Radio Frequency) 부; 및
    상기 RF부와 기능적으로 결합되어 동작하는 프로세서;를 포함하되, 상기 프로세서는,
    CSFB(Circuit Switched fallback) 제어 메시지를 네트워크로부터 수신하되, 상기 CSFB 제어 메시지는 CS 서비스를 위한 우선순위 정보 및 inter-RAT 셀로부터 시스템 정보를 획득할 것을 지시하는 시스템 정보 획득 지시자를 포함하고,
    상기 시스템 정보 획득 지시자에 대한 응답으로 적어도 하나의 inter-RAT 셀로부터 시스템 정보를 획득하고;
    상기 CS 서비스의 트리거 여부를 결정하고,
    상기 CS 서비스가 트리거 되었음이 결정되면,
    상기 우선순위 정보에 따라 적어도 하나의 셀의 주파수에 우선순위를 적용하고,
    상기 적용된 우선순위를 기반으로 이동 절차를 수행하고,
    상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀 중 선택된 inter-RAT 셀과 RRC(Radio Resource Control) 연결 확립 절차를 수행하고, 및
    상기 CS 서비스를 개시하도록 설정된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 우선화(prioritization) 적용이 허용됨을 지시하면, 상기 우선순위를 적용하는 것은 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 적어도 하나의 주파수에 대하여 상기 우선순위를 적용하는 것을 포함하되,
    상기 우선순위는 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 주파수의 임의의 우선순위 보다 높은 것을 특징으로 하는 무선 장치.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 주파수에 역우선화(de-prioritization) 적용이 허용됨을 지시하면, 상기 우선순위를 적용하는 것은 상기 적어도 하나의 LTE 셀의 적어도 하나의 주파수에 상기 우선순위를 적용하는 것을 포함하되,
    상기 우선순위는 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀의 주파수의 임의의 우선순위보다 낮은 것을 특징으로 하는 무선 장치.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 이동을 수행하는 것은 상기 적용된 우선순위를 기반으로함을 특징으로 하는 무선 장치.
15. 제 11항에 있어서,
    상기 CS 서비스를 위한 우선순위 정보가 상기 단말이 LTE를 위한 능력치를 비활성화(disable)하는 것이 허용됨을 지시하면,
    상기 우선순위 정보를 기반으로 이동 절차를 수행하는 것은:
    상기 이동에 대하여 임의의 LTE 셀을 배제하고; 및
    상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀과 상기 이동 절차를 수행하는 것;을 포함함을 특징으로 하는 무선 장치.
16. 삭제
17. 제 11항에 있어서, 상기 프로세서는,
    시간 구간을 지시하는 시간 구간 설정 메시지를 수신하는 것을 더 수행하도록 설정되되, 상기 시간 구간은 상기 단말이 상기 적어도 하나의 inter-RAT 셀로 일시적으로(temporarily) 이동하는 것이 허용되는 시간 인터벌이고,
    상기 시스템 정보를 획득하는 것은 상기 시간 구간 내에 수행됨을 특징으로 하는 무선 장치.
18. 제 17항에 있어서, 상기 RRC 연결 확립 절차를 수행하는 것은 상기 획득된 시스템 정보를 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
19. 제 11항에 있어서,
    상기 우선순위 정보는 상기 우선순위의 유효성에 대한 타이머와 관련된 정보를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 CS 서비스의 트리거시 상기 타이머를 시작시키고, 및
    상기 타이머가 만료되고 및 상기 개시된 CS 서비스가 종료되면, 상기 우선순위 없이 상기 이동 절차를 수행하는 것을 더 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
20. 제 11항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 우선순위가 더 이상 적용되지 않음을 지시하는 시그널링 메시지를 수신하고, 및
    상기 우선순위 없이 상기 이동 절차를 수행하도록 설정된 것을 특징으로하는 무선 장치.

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