KR101592537B1 - 단말, 단말의 핸드오버 방법 및 기지국의 핸드오버 지원 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 핸드오버 방법은 복수의 펨토 셀을 포함하는 매크로 셀에서 단말의 핸드오버 방법에 있어서, 상기 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국에게 상기 단말이 접근 가능한 펨토 셀 정보를 요청하는 단계, 상기 매크로 기지국으로부터 상기 펨토 셀 정보를 수신하는 단계, 그리고 상기 펨토 셀 정보를 기초로 주변 펨토 셀을 스캔하는 단계를 포함한다.

펨토셀, 핸드오버, 매크로, OSG, CSG

Description

단말, 단말의 핸드오버 방법 및 기지국의 핸드오버 지원 방법{TERMIANL, METHOD FOR HANDOVER OF THEREOF AND SUPPORTING METHOD FOR HANDOVER OF BASE STATION}

본 발명은 단말, 단말의 핸드오버 방법 및 기지국의 핸드오버 지원 방법에 관한 것이다.

단말이 하나의 기지국이 관장하는 셀에서 다른 기지국이 관장하는 셀로 이동하는 경우에 단말은 핸드오버(handover) 절차를 수행한다. 이 때, 단말이 원래 접속하고 있는 기지국은 핸드오버 후에 접속할 기지국 리스트를 방송한다. 단말은 기지국 리스트를 스캔하고 그 결과를 기초로 핸드오버를 수행한다.

한편, 펨토 셀(femto cell)은 예를 들면 반경 30m 이내의 지역을 대상으로 무선 통신 서비스가 제공되는 영역을 의미한다. 펨토 셀을 관리하는 펨토 기지국은 사무실이나 가정집에 설치된다.

펨토 셀보다 큰 영역의 셀을 관리하는 매크로 셀(macro cell) 내에는 많은 펨토 셀이 중첩되어 있을 수 있다. 단말이 매크로 셀에서 펨토 셀로 핸드오버를 하는 경우, 매크로 기지국은 이웃하는 다른 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국 리스트뿐만 아니라 해당 매크로 셀에 중첩하는 복수의 펨토 기지국 리스트를 단말에게 방송한다. 그러면 매크로 기지국이 방송하는 정보량이 급격히 많아지며, 이를 수신한 단말의 탐색 절차에도 부하가 크게 걸린다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 펨토 셀과 매크로 셀이 중첩하는 환경에서 단말이 매크로 셀에서 펨토 셀로 핸드오버할 때 매크로 기지국이 단말에게 방송하는 정보량을 최소화하고, 단말의 셀 탐색에 걸리는 부하를 줄이는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 핸드오버 방법은 복수의 펨토 셀을 포함하는 매크로 셀에서 단말의 핸드오버 방법에 있어서, 상기 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국에게 상기 단말이 접근 가능한 펨토 셀 정보를 요청하는 단계, 상기 매크로 기지국으로부터 상기 펨토 셀 정보를 수신하는 단계, 그리고 상기 펨토 셀 정보를 기초로 주변 펨토 셀을 스캔하는 단계를 포함한다.

상기 펨토 셀 정보는 공개 펨토 셀 정보 또는 접근 가능한 사적 펨토 셀 정보를 포함할 수 있다.

상기 핸드오버를 위한 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 펨토 셀은 복수의 펨토 그룹으로 나뉘며, 상기 매크로 기지국으로부터 상기 복수의 펨토 그룹을 표시하는 펨토 그룹 프리앰블를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 펨토 그룹 프리앰블을 기초로 상기 복수의 펨토 그룹을 스캔하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 펨토 셀 정보를 요청하는 단계는 상기 단말의 식별자 및 상기 복수의 펨토 그룹 중 상기 단말이 속한 펨토 그룹의 인덱스를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 펨토 셀 정보를 수신하는 단계는, 상기 단말이 속한 펨토 그룹의 펨토 셀 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오버 지원 방법은 복수의 펨토 셀을 포함하는 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국의 핸드오버 지원 방법에 있어서, 단말로부터 상기 단말이 접근 가능한 펨토 셀 정보를 요청받는 단계, 그리고 상기 단말에게 상기 펨토 셀 정보를 전송하는 단계를 포함한다.

상기 펨토 셀 정보는 공개 펨토 셀 정보 또는 접근 가능한 사적 펨토 셀 정보를 포함할 수 있다.

상기 복수의 펨토 셀은 복수의 펨토 그룹으로 나뉘며, 상기 단말에게 상기 복수의 펨토 그룹을 표시하는 펨토 그룹 프리앰블을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 펨토 셀 정보를 요청받는 단계는, 상기 단말의 식별자 및 상기 복수의 펨토 그룹 중 상기 단말이 속한 펨토 그룹의 인덱스를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 단말에게 상기 펨토 셀 정보를 전송하는 단계는, 상기 단말이 속한 펨토 그룹에 속한 펨토 셀 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 단말은 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국에게 접근 가능한 펨토 셀 정보를 요청하는 전송부, 상기 매크로 기지국으로부터 상기 펨토 셀 정보를 수신하는 수신부, 그리고 상기 펨토 셀 정보를 기초로 주변 펨토 셀을 스캔하는 탐지부를 포함한다.

상기 펨토 셀 정보는 상기 매크로 셀에 포함되어 있는 복수의 펨토셀 중 공개 펨토 셀 정보 또는 접근 가능한 사적 펨토 셀의 정보를 포함할 수 있다.

상기 핸드오버를 위한 시스템 정보를 수신하는 메모리를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 펨토 셀은 복수의 펨토 그룹으로 나뉘며, 상기 수신부는 상기 복수의 펨토 그룹을 표시하는 펨토 그룹 프리앰블을 수신할 수 있다.

상기 탐지부는 상기 펨토 그룹 프리앰블을 기초로 상기 복수의 펨토 그룹을 스캔할 수 있다.

상기 전송부는 상기 단말의 식별자 및 상기 복수의 펨토 그룹 중 상기 단말이 속한 펨토 그룹의 인덱스를 전송할 수 있다.

상기 수신부는 상기 단말이 속한 펨토 그룹에 속한 펨토 셀 정보를 수신할 수 있다.

본 발명에 따르면 복수의 펨토 셀과 매크로 셀이 중첩하는 환경에서 단말이 매크로 셀에서 펨토 셀로 핸드오버할 때 매크로 기지국이 단말에게 방송하는 정보 량을 최소화하고, 단말이 셀 탐색을 할 때 걸리는 부하를 줄일 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 단말(terminal)은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 기지국(base station, BS)은, 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 도면을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 단말, 단말의 핸드오버 방법 및 기지국의 핸드오버 지원 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 도면이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 매크로 기지국(macro base station)(100), 복수의 펨토 기지국(femto base station)(200) 및 단말(300)을 포함한다.

매크로 기지국(100)은 매크로 셀(macro cell)(10)을 관리한다. 매크로 셀(10)은 복수의 펨토 기지국(210, 220, 230, 240)이 각각 관리하는 복수의 펨토 셀(21, 22, 23, 24)을 포함한다. 매크로 셀(10)은 펨토 셀(20)보다 큰 영역의 셀을 의미하며 매크로의 사전적 정의에 한정되지 않는다.

펨토 기지국(200)은 30m 범위의 지역을 대상으로 무선 통신 서비스를 제공하는 초소형 기지국을 의미하는 것으로서 펨토 셀(20)을 관리하며, 예를 들면 가정이나 빌딩 내부와 같이 다른 셀의 전파가 열화되는 음영 지역에 설치하여 이동 통신 서비스의 품질을 확보한다. 여기서 펨토 기지국(200) 및 팸토 셀(20)은 펨토(femto)의 사전적 정의에 한정되지 않고 그 보다 큰 단위 또는 작은 단위의 이름을 갖는 초소형 기지국 및 초소형 셀의 범위까지 포함하는 용어이다.

펨토 셀(20)은 사적(private) 펨토 셀(21, 22) 및 공개(public) 펨토 셀(23, 24)로 나뉜다.

사적 펨토 셀(21, 22)은 폐쇄 가입자 그룹(closed subscriber group, CSG)라고도 하며, 해당 펨토 셀을 통하여 데이터를 송수신할 수 있는 대상이 미리 제약되어 있는 펨토 셀이다. 사적 펨토 셀(21, 22) 은 해당 펨토 셀을 통하여 데이터를 송수신 할 수 있는 접근 가능 사적 펨토 셀(21) 및 접근 불가능 사적 펨토 셀(22)을 포함한다.

공개 펨토 셀(23, 24)은 공개 가입자 그룹(open subscriber group)이라고도 하며, 해당 펨토 셀을 통하여 데이터를 송수신할 수 있는 대상이 미리 제약되어 있지 않고 모든 단말에게 허용되는 펨토 셀이다.

한편, 복수의 펨토 셀(20)은 복수의 펨토 그룹으로 나뉠 수 있다. 예를 들어 하나의 매크로 셀(10)에 포함되어 있는 펨토 셀(20)을 세 개의 펨토 그룹으로 나눌 수 있으며, 이러한 정보는 펨토 기지국(200)이 방송하는 프리앰블에 포함될 수 있다.

단말(300)은 무선 채널의 종단점으로 펨토 기지국(100) 또는 매크로 기지국(200)에 접속하고 데이터를 송수신한다.

이제 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 핸드오버 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 핸드오버 방법을 순서대로 도시한 흐름도이다.

도 2를 참고하면, 매크로 기지국(100)은 단말(300)에게 주변 매크로 셀 리스트를 전송하며, 이와 함께 펨토 그룹 프리앰블 리스트를 전송한다(S210). 펨토 그 룹 프리앰블이란 펨토 기지국(200)에서 전송하는 프리앰블로서 펨토 셀 식별자와 수신 신호 강도(received signal strength indication, RSSI) 값을 획득하기 위한 프리앰블이며, 해당 펨토 셀(20)이 복수의 펨토 그룹 중 어느 펨토 그룹에 속하는지를 인덱스(index) 등으로 표시한다.

한편, 주변 매크로 셀 리스트 및 펨토 그룹 프리앰블 리스트는 MOB_NBR_ADV(mobile neighbor advertisement) 메시지를 통하여 전달 된다.

단말(300)은 전송받은 펨토 그룹 프리앰블 리스트를 기초로 펨토 기지국(200)으로부터의 그룹 프리앰블을 스캔하여(S220), 단말(300)이 어느 펨토 그룹에 속한 펨토 셀 영역에 진입했는지를 탐지한다(S230).

그런 후 단말(300)은 매크로 기지국(100)에 펨토 셀 리스트를 요청한다(S240). 이 때 단말(300)이 요청하는 펨토 셀 리스트는 매크로 셀(10)내에 존재하는 모든 펨토 셀 리스트가 아니라 복수의 펨토 그룹 중 탐지된 하나의 펨토 그룹에 속하는 펨토 셀 리스트를 요청한다.

단말(300)의 펨토 셀 리스트 요청은 MOB_FEM_REQ(mobile femtocell request)메시지를 통하여 전송되며, MOB_FEM_REQ 메시지는 요청하는 단말(300)의 식별자(identifier) 및 요청하는 펨토 그룹의 인덱스를 포함할 수 있다.

매크로 기지국(100)은 단말(300)에게 전송할 펨토 셀 리스트를 최적화한다(S250). 여기서 펨토 셀 리스트를 최적화 하는 단계(S250)는 매크로 셀(10)에 속하는 복수의 펨토 셀(20) 중 단말(300)이 요청한 펨토 그룹에 속하는 펨토 셀 리스트이며, 그 중 접근 가능 사적 펨토 셀(21) 및 공개 펨토 셀(23, 24)의 리스트이 다.

이어서 매크로 기지국(100)은 최적화된 펨토 셀 리스트를 요청한 단말(300)에게 전송, 즉 유니캐스트(unicast)한다(S260). 매크로 기지국(100)의 펨토 셀 리스트 전송은 MOB_FEM_RSP(mobile femtocell response) 메시지를 통하여 이루어 진다.

그런 후 단말(300)은 전송받은 펨토 셀 리스트를 기초로 주변 펨토 셀을 스캔하고(S270), 그 중 목적 펨토 기지국(200)으로 핸드오버 절차를 수행한다(S280).

이와 같이 하나의 매크로 셀(10)에 포함된 펨토 셀(20)을 복수의 펨토 그룹으로 나누고 단말(300)은 그 중 필요한 펨토 그룹에 속한 펨토 셀 리스트를 매크로 기지국(100)에 요청하며, 매크로 기지국(100)은 해당 펨토 그룹에 속한 펨토 셀 중에서 접근 불가능 펨토 셀(22)을 제외한 펨토 셀 리스트를 단말(300)에게 전송하는 유니캐스트 방식을 채택함으로써, 매크로 기지국(100)이 단말에게 전송하는 정보 량을 줄일 수 있다. 또한 단말(300)은 최적화된 펨토 셀 리스트를 수신하여 이를 기초로 스캔하므로, 주변 펨토 셀 스캔에 걸리는 부하를 줄일 수 있어 효율적인 스캔이 가능하다.

이제 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 단말에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말을 개략적으로 도시하는 블록도이다.

도 3을 참고하면, 단말(300)은 메모리(310), 탐지부(320), 전송부(330) 및 수신부(340)를 포함한다.

메모리(310)는 네트워크로부터 전송받은 시스템 정보를 저장하고 있으며, 시스템 정보는 핸드오버에 필요한 매크로 기지국(100) 및 펨토 기지국(200)의 매핑(mapping) 정보일 수 있다. 또한 메모리(310)는 매크로 기지국(100)으로 수신한 펨토 그룹 프리앰블 리스트 및 펨토 셀 리스트를 저장할 수 있다.

탐지부(320)는 상기 메모리(310)에 저장된 펨토 그룹 프리앰블 리스트를 기초로 펨토 그룹을 스캔하거나, 펨토 셀 리스트를 기초로 주변 펨토 셀을 스캔한다.

전송부(330)는 매크로 기지국(100)에게 펨토 셀 리스트를 요청하거나, 핸드오버 절차에 필요한 신호를 매크로 기지국(100) 또는 펨토 기지국(200)에 전송한다.

수신부(340)는 매크로 기지국(100)으로부터 주변 매크로 셀 리스트, 펨토 그룹 프리앰블 리스트 및 펨토 셀 리스트를 수신하며, 매크로 기지국(100) 또는 펨토 기지국(200)으로부터 핸드오버 절차에 필요한 신호를 수신한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 도면이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 핸드오버 방법을 순서대로 도시한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말을 개략적으로 도시하는 블록도이다.

Claims (21)

1. 복수의 펨토 셀을 포함하는 매크로 셀에서 단말의 핸드오버 방법에 있어서,

   상기 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국으로부터 수신한 팸토 그룹 프리앰블 리스트를 이용하여 복수의 펨토 그룹을 스캔하여 상기 단말이 진입한 펨토 그룹을 검출하는 단계,

   상기 매크로 기지국에게 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 리스트를 요청하는 단계,

   상기 매크로 기지국으로부터 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 중에서 상기 단말이 접근 불가능한 펨토 셀을 제외한 펨토 셀 리스트를 수신하는 단계, 그리고

   수신한 상기 펨토 셀 리스트를 기초로 주변 펨토 셀을 스캔하는 단계

   를 포함하는 핸드오버 방법.
2. 제1항에서,

   상기 펨토 셀 리스트는 공개 펨토 셀 정보 또는 접근 가능한 사적 펨토 셀 정보를 포함하는 핸드 오버 방법.
3. 제1항에서,

   핸드오버를 위한 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 방법.
4. 제1항에서,

   상기 복수의 펨토 셀은 상기 복수의 펨토 그룹으로 나뉘며,

   상기 펨토 그룹 프리앰블 리스트는 상기 복수의 펨토 그룹을 표시하는 펨토 그룹 프리앰블을 포함하는 핸드오버 방법.
5. 삭제
6. 제4항에서,

   상기 펨토 셀 리스트를 요청하는 단계는 상기 단말의 식별자 및 상기 복수의 펨토 그룹 중 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 인덱스를 전송하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
7. 삭제
8. 복수의 펨토 셀을 포함하는 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국의 핸드오버 지원 방법에 있어서,

   단말로 복수의 펨토 그룹에 대응하는 펨토 그룹 프리앰블을 나타내는 펨토 그룹 프리앰블 리스트를 전송하는 단계,

   상기 단말로부터 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 리스트의 요청을 수신하는 단계, 그리고

   상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 중에서 상기 단말이 접근 불가능한 펨토 셀을 제외한 펨토 셀 리스트를 상기 단말로 전송하는 단계

   를 포함하는 핸드오버 지원 방법.
9. 제8항에서,

   상기 단말이 접근 불가능한 펨토 셀을 제외한 펨토 셀 리스트는 공개 펨토 셀 정보 또는 접근 가능한 사적 펨토 셀 정보를 포함하는 핸드오버 지원 방법.
10. 제8항에서,

    상기 복수의 펨토 셀은 복수의 펨토 그룹으로 나뉘는 핸드오버 지원 방법.
11. 제10항에서,

    상기 펨토 셀 리스트의 요청을 수신하는 단계는 상기 단말의 식별자 및 상기 복수의 펨토 그룹 중 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 인덱스를 수신하는 단계를 포함하는 핸드오버 지원 방법.
12. 삭제
13. 매크로 셀을 관리하는 매크로 기지국에게 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 리스트를 요청하는 전송부,

    복수의 펨토 그룹에 대응하는 펨토 그룹 프리앰블을 나타내는 펨토 그룹 프리앰블 리스트를 수신하고, 상기 매크로 기지국으로부터 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 중에서 상기 단말이 접근 불가능한 펨토 셀을 제외한 펨토 셀 리스트를 수신하는 수신부, 그리고

    상기 팸토 그룹 프리앰블 리스트를 이용하여 상기 복수의 펨토 그룹을 스캔하여 상기 단말이 진입한 펨토 그룹을 검출하고, 상기 펨토 셀 리스트를 기초로 주변 펨토 셀을 스캔하는 탐지부

    를 포함하는 단말.
14. 제13항에서,

    상기 단말이 접근 불가능한 펨토 셀을 제외한 펨토 셀 리스트는 상기 매크로 셀에 포함되어 있는 복수의 펨토 셀 중 공개 펨토 셀 정보 또는 접근 가능한 사적 펨토 셀의 정보를 포함하는 단말.
15. 제14항에서,

    핸드오버를 위한 시스템 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 단말.
16. 제14항에서,

    상기 복수의 펨토 셀은 상기 복수의 펨토 그룹으로 나뉘는 단말.
17. 삭제
18. 제14항에서,

    상기 전송부는 상기 단말의 식별자 및 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 인덱스를 전송하는 단말.
19. 삭제
20. 하나의 셀 내 복수의 펨토 셀을 그룹화한 복수의 펨토 그룹에 각각 대응하는 펨토 그룹 프리앰블을 포함하는 펨토 그룹 프리앰블 리스트를 단말로 전송하고, 최적화된 펨토 셀 리스트를 상기 단말로 전송하는 수단,

    상기 펨토 그룹 프리앰블 리스트를 수신한 단말로부터 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 리스트의 요청을 수신하는 수단, 그리고

    상기 펨토 셀 리스트의 요청에 따라서, 상기 단말이 진입한 펨토 그룹의 펨토 셀 중에서 상기 단말이 접근 불가능한 펨토셀을 제외시켜 상기 단말에게 전송할 펨토 셀 리스트를 최적화하는 수단

    을 포함하는 기지국.
21. 제20항에서,

    상기 단말이 접근 불가능한 펨토 셀을 제외한 펨토 셀 리스트는 공개 펨토 셀 정보 또는 접근 가능한 사적 펨토 셀 정보를 포함하는 기지국.

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