KR101707683B1

KR101707683B1 - 무선 통신 시스템상에서 단말의 측정 보고를 네트워크로 전송하는 방법

Info

Publication number: KR101707683B1
Application number: KR1020100058237A
Authority: KR
Inventors: 김선희; 정성훈; 이승준; 천성덕; 박성준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-06-18
Publication date: 2017-02-16
Also published as: US8478200B2; US20130265903A1; US20100330921A1; KR20100138775A; EP2446658A4; WO2010151064A3; US9125102B2; CN102461242A; WO2010151064A2; CN102461242B; EP2446658A2

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), LTE 시스템 (Long Term Evolution System) 또는 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서 단말과 네트워크 사이에 무선 전용채널이 할당되지 않았지만, RRC연결이 존재하는 단말이, RRC 연결을 맺을 네트워크를 찾지 못하는 경우, 상기 단말이 측정 로그를 네트워크에게 전송하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.

Description

무선 통신 시스템상에서 단말의 측정 보고를 네트워크로 전송하는 방법{METHOD OF TRANSMITTING A MEASUREMENT REPORT IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System), LTE 시스템 (Long Term Evolution System) 또는 LTE-A (LTE-Advanced) 시스템에서 단말과 네트워크 사이에 무선 전용채널이 할당되지 않았지만, RRC연결이 존재하는 단말이, RRC 연결을 맺을 네트워크를 찾지 못하는 경우, 상기 단말이 측정 로그를 상기 네트워크에게 전송하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조를 나타낸 그림이다. UMTS시스템은 크게 단말(User Equipment; UE)과 UTMS무선접속망(UMTS Terrestrial 무선 Access 네트워크; UTRAN) 및 핵심망(Core 네트워크; CN)으로 이루어져 있다. UTRAN은 한 개 이상의 무선망부시스템(무선 네트워크 Sub-systems; RNS)으로 구성되며, 각 RNS는 하나의 무선망제어기(무선 네트워크 Controller; RNC)와 이 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(Node B)으로 구성된다. 하나의 Node B에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재한다.

도 2는 UMTS에서 사용하는 무선 프로토콜의 구조를 보이고 있다. 이러한 무선 프로토콜 계층들은 단말과 UTRAN에 쌍(pair)으로 존재하여, 무선 구간의 데이터 전송을 담당한다. 각각의 무선 프로토콜 계층들에 대해 설명하자면, 먼저 제 1계층인 PHY 계층은 다양한 무선전송기술을 이용해 데이터를 무선 구간에 전송하는 역할을 한다. PHY 계층은 무선 구간의 신뢰성 있는 데이터 PHY 계층과 상위 계층인 MAC 계층과 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용(Dedicated)전송채널과 공용(Common)전송채널로 나뉜다.

제 2계층에는 MAC, RLC, PDCP, 및 BMC 계층이 존재한다. 먼저 MAC 계층은 다양한 논리채널(Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화(Multiplexing)의 역할도 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널(Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽 채널(Traffic Channel)로 나뉜다. MAC 계층은 세부적으로 관리하는 전송채널의 종류에 따라 MAC-b 부계층(Sublayer), MAC-d 부계층, MAC-c/sh 부계층, MAC-hs/ehs 부계층, 및 MAC-e/es 또는 MAC-i/is 부계층으로 구분된다. MAC-b 부계층은 시스템 정보(System Information)의 방송을 담당하는 전송채널인 BCH(Broadcast Channel)의 관리를 담당하고, MAC-c/sh 부계층은 다른 단말들과 공유되는 FACH(Forward Access Channel) 공용전송채널을 관리하며, MAC-d 부계층은 특정 단말에 대한 전용전송채널인 DCH(Dedicated Channel)의 관리를 담당한다. 또한, 하향 및 상향으로 고속 데이터 전송을 지원하기 위해 MAC-hs/ehs 부계층은 고속 하향 데이터 전송을 위한 전송채널인 HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel)를 관리하며, MAC-e/es 또는 MAC-i/is 부계층은 고속 상향 데이터 전송을 위한 전송채널인 E-DCH (Enhanced Dedicated Channel)를 관리한다.

RLC 계층은 각 무선베어러 (무선 Bearer; RB)의 QoS에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송을 담당한다. RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 한 개 또는 두 개의 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Unacknowledged Mode, 무응답모드) 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 RLC 모드를 제공하고 있다. 또한, RLC는 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할도 하고 있으며, 이를 위해 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 및 연결하는 기능도 수행한다.

PDCP 계층은 RLC 계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해, PDCP 계층은 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행하는데, 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. PDCP 계층은 헤더압축이 기본 기능이기 때문에 주로 패킷(PS) 도메인에 존재하며, 각 패킷 서비스에 대해 효과적인 헤더압축 기능을 제공하기 위해 RB 당 한 개의 PDCP 엔터티가 존재한다. 또한 PDCP 계층이 음성 도메인에 존재하는 경우 헤더압축 기능을 제공하지 않는다.

그 외에도 제 2계층에는 BMC (Broadcast/Multicast Control) 계층이 RLC 계층의 상위에 존재하여, 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message)를 스케줄링하고, 특정 셀에 위치한 단말들에게 방송하는 기능을 수행한다.

제 3계층의 가장 하부에 위치한 RRC (Radio Resource Control, 무선자원제어) 계층은 제어평면에서만 정의되며, RB들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 제 1 및 제 2계층의 파라미터들을 제어하고, 또한 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 및 제 2계층에 의해 제공되는 논리적 path를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.

종래기술에서 네트워크가 셀의 범위를 정하거나, 이동성 관리 설정, 셀의 용량 재설정 및 공용 채널 설정의 동작을 수행하기 위해서 단말은 네트워크에게 단말의 측정 로그를 전송하였다.

하지만, 단말이 언제 또는 어떠한 무선환경에서 상기 측정로그를 수행하였는지를 종래기술을 통해서 네트워크는 명확하게 파악할 수 없었다. 특히, 단말이 연결되어 있는 특정 셀의 무선 환경이 좋지 않거나 혹은 상기 단말이 비정상적인 동작을 수행할 때 상기 측정로그를 상기 네트워크로 효율적으로 전송하지 못하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 종래기술보다 효과적으로 무선 통신 시스템상에서 단말의 측정 결과 또는 측정 로그를 네트워크로 전송하는 방법을 제시하고자 한다.

특히, 본 발명은 효과적인 Minimization Driving Test (MDT) 수행을 위해서 단말의 측정 로그를 남기는 방법을 제시하고자 한다.

상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 측정 결과(measurement result)를 전송하는 방법으로서, 휴지 상태(dormant state)에서 out-of-service 구역 탐색에 사용 될 측정 구성(measurement configuration) 제 1 네트워크로부터 수신하는 단계와; 상기 휴지 상태(dormant state)로 천이하는 단계에 있어서, 상기 휴지 상태는 전용 무선 자원(dedicated radio resource)이 RRC(Radio Resource Control) 연결 모드(RRC connected mode) 단말에 할당되지 않은 상태이며; 상기 휴지 상태에서 상기 out-of-service 구역을 탐색하는 단계와; 만약 상기 out-of-service 구역이 탐색되면 상기 측정 결과를 저장하는 단계와; 그리고 상기 저장된 측정 결과를 제 2 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 측정 구성(measurement configuration)은 CELL_DCH 그리고 CELL_FACH 상태 중 하나의 상태에서 수신되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 휴지 상태(dormant state)는 CELL_PCH 상태, CELL_FACH 상태 그리고 URA_PCH 상태 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저장된 측정 결과는 상기 out-of-service 구역이 탐색될 때에 측정된 값인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저장된 측정 결과는 상기 out-of-service 구역이 탐색되기 전 가장 최근에 측정된 값인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 네트워크는 상기 제 2 네트워크와 동일한 네트워크인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 네트워크는 상기 제 2 네트워크와 다른 네트워크인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 단말이 상기 휴지 상태에서 특정 시간 구간 동안 RRC 연결 가능한 네트워크를 찾지 못하면 상기 out-of-service 구역이 탐색되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 측정 구성은 MDT(Minimization Driving Test) 구성인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 측정 로그(measurement log)를 전송하는 방법으로서, 단말이 RRC(Radio Resource Control) 연결 모드에 있는 동안 상기 단말에게 전용 무선 자원(dedicated radio resource)이 할당되지 않았을 때에 특정 시간 구간 동안 RRC(Radio Resource Control) 연결 가능한 네트워크를 검색하는 단계와; 만약 상기 단말이 상기 특정 시간 구간 동안에 상기 RRC 연결 가능한 네트워크를 검색하지 못하면, 상기 측정 로그를 저장하는 단계와; 그리고 상기 저장된 측정 로그를 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 RRC 연결 가능한 네트워크는 RRC 연결 가능한 RNC(Radio Network Control) 또는 RRC 연결 가능한 셀인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 RRC 연결 모드는 CELL_PCH 모드, CELL_FACH 모드 그리고 URA_PCH 모드 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저장된 측정 로그는 상기 단말이 상기 특정 시간 구간 동안에 상기 RRC 연결 가능한 네트워크를 검색하지 못할 때에 측정된 값인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저장된 측정 로그는 상기 단말이 상기 특정 시간 구간 동안에 상기 RRC 연결 가능한 네트워크를 검색하지 못하기 전 가장 최근에 측정된 값인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 UMTS 시스템에서 Cell_DCH 상태가 아닌 Connected 모드 단말이 MDT를 위하여 효율적으로 단말 로그를 측정하는 방법이다. 본 발명으로 네트워크가 상기 단말의 측정 로그를 바탕으로 셀의 범위를 정하거나, 이동성 관리 설정, 셀의 용량 재설정 및 공용 채널 재설정 과정을 수행할 수 있다. 이는 즉, 네트워크가 유지보수 및 이동성 관리 설정등의 적절한 파라미터 설정을 위하여 수행되던 수동적인 드라이브 테스트를 없이, 단말이 전송하여 주는 정보를 이용하여 네트워크 파라미터 설정을 효율적으로 할 수 있으며, 이는 네트워크의 유지보수 비용을 줄이게 하는데 큰 효과가 있다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 UTRAN의 망 구조이다.
도 2는 종래 및 본 발명이 적용되는 무선 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 3은 휴지 모드에서 셀을 선택하는 단말 동작에 대한 절차를 나타내는 예시도 이다.
도 4는 본 발명에 따라 단말이 측정 보고를 네트워크로 전송하는 방법을 나타내는 첫 번째 예시도 이다.
도 5는 본 발명에 따라 단말이 측정 보고를 네트워크로 전송하는 방법을 나타내는 두 번째 예시도 이다.

본 발명은 3GPP 통신기술, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템, LTE (Long Term Evolution) 시스템, 또는 LTE-A (LTE-Advanced) 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 측정 결과(measurement result)를 전송하는 방법으로서, 휴지 상태(dormant state)에서 out-of-service 구역 탐색에 사용 될 측정 구성(measurement configuration) 제 1 네트워크로부터 수신하는 단계와; 상기 휴지 상태(dormant state)로 천이하는 단계에 있어서, 상기 휴지 상태는 전용 무선 자원(dedicated radio resource)이 RRC(Radio Resource Control) 연결 모드(RRC connected mode) 단말에 할당되지 않은 상태이며; 상기 휴지 상태에서 상기 out-of-service 구역을 탐색하는 단계와; 만약 상기 out-of-service 구역이 탐색되면 상기 측정 결과를 저장하는 단계와; 그리고 상기 저장된 측정 결과를 제 2 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 결과를 전송하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 무선 이동통신 단말기를 제안한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템상에서 측정 로그(measurement log)를 전송하는 방법으로서, 단말이 RRC(Radio Resource Control) 연결 모드에 있는 동안 상기 단말에게 전용 무선 자원(dedicated radio resource)이 할당되지 않았을 때에 특정 시간 구간 동안 RRC(Radio Resource Control) 연결 가능한 네트워크를 검색하는 단계와; 만약 상기 단말이 상기 특정 시간 구간 동안에 상기 RRC 연결 가능한 네트워크를 검색하지 못하면, 상기 측정 로그를 저장하는 단계와; 그리고 상기 저장된 측정 로그를 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 로그를 전송하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 무선 이동통신 단말기를 제안한다.

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

먼저, 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다. 상기 RRC 상태란 단말의 RRC(Radio Resource Control)가 네트워크(예; UTRAN)의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 Connected 상태 (Connected mode), 연결되어 있지 않은 경우는 IDLE 모드라고 부른다. Connected 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 상기 UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 상기 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 IDLE 모드 단말은 상기 UTRAN이 해당 단말의 존재를 셀 단위로 파악할 수 없다.

일반적으로, UMTS 시스템에서 Connected 상태의 단말은 CELL_DCH 상태, CELL_FACH 상태, CELL_PCH 상태 및 URA_PCH 상태를 지닐 수 있다. 상기 CELL_DCH 상태는 단말과 UTRAN이 서로 상향 링크 전용 물리 채널과 하향 링크 전용 물리 채널이 할당되어 있고, 상기 CELL_DCH 상태에서 단말은 음성 통신이나 데이터 통신을 할 수 있다. 여기서, 상기 네트워크는 CELL_DCH 상태에서 단말을 현재 ACTIVE SET 에 따라서 셀 단위로 관리한다. 상기 CELL_FACH 상태는 상기 단말과 UTRAN 간에 서로 전용 물리 채널이 할당되어 있지 않은 상태이다. 다만 CELL_FACH 상태의 단말은 하향 공용 무선 자원(예를 들면, MBMS 수신을 위한 HS-DSCH 혹은 FACH)을 연속적으로 모니터링 할 수 있다. 또한 상기 CELL_FACH 상태의 단말은 미리 정의된 상향 공용 무선 자원을 이용하거나 상향 공용 무선자원(예를 들면. RACH 혹은 E-DCH)를 통하여 데이터 전송할 것이 생성되면 바로 전송할 수 있다. 따라서, 상기 CELL_FACH 상태에서 단말은 작은 크기의 패킷 데이터를 송수신을 즉시 할 수 있다. 상기 네트워크는 상기 CELL_FACH 상태의 단말의 위치를 단말이 이전 전송한 CELL_UPDATE 메시지로 알려준 셀 레벨로 알아낸다. 상기 CELL_PCH 상태의 단말은 데이터 전송할 것은 없지만, 네트워크의 관리 차원에서 단말을 셀(CELL) 단위로 연결 관리를 한다. 이 때, 상기 네트워크는 상기 CELL_PCH 상태의 단말이 이전 CELL_FACH 상태에서 전송하였던 CELL_UPDATE 메시지로 알려준 셀 레벨로 단말의 위치를 파악한다. 또한 상기 CELL_PCH 단말은 DRX 주기마다 호출(paging) 채널을 모니터링 한다. 상기 CELL_PCH 상태의 단말은 상향 링크 전송할 것이 발생하면, 상기 단말은 단말의 상태를 상기 CELL_FACH 상태로 변경한다. 상기 URA_PCH상태의 단말은 데이터 전송할 것은 없지만, 네트워크 관리 차원에서 단말을 등록 구역(Registration Area) 단위로 연결 관리를 한다. 이 때, 상기 네트워크는 상기 URA_PCH 상태의 단말이 이전 CELL_FACH 상태에서 전송하였던 URA_UPDATE 메시지로 알려준 등록 구역(Registration Area) 단위로 단말의 위치를 파악한다. 상기 URA_PCH 상태의 단말도 상기 CELL_PCH 상태의 단말과 마찬가지로 상기 URA_PCH 단말은 DRX 주기마다 호출(paging) 채널을 모니터링 한다. 또한 상기 단말은 상향 링크 전송할 것이 발생하면, 상기 단말의 상태를 상기 CELL_FACH 상태로 변경한다. 네트워크 연결관리 차원에서 셀(CELL) 단위 관리 보다 등록 구역(Registration Area) 단위 관리가 더 적은 시그널 링 로드(signaling load)가 발생하므로, 만약 동일한 CELL_PCH 상태의 단말이 CELL_UPDATE 메시지를 전송하기 위하여 일정 횟수 이상으로 CELL_FACH 상태로 변경 후, 해당 메시지를 전송하면, 해당 단말은 URA_PCH 상태로 변경된다.

일반적으로, 네트워크가 단말의 상태를 상기 CELL_DCH상태에서 상기 CELL_PCH 상태나 URA_PCH 상태로 변화시킨 것은 단말이 일정 기간 동안 단말의 상향링크 데이터가 없을 때, 비록 상기 단말이 상기 네트워크에 전송할 데이터가 없더라도 나중을 대비하여 만약 데이터가 발생하면 빠르게 단말과의 연결설정을 맺기 위하여 RRC 연결(Connection)을 맺어 놓기 위함이다. 왜냐하면, 만약 상기 네트워크가 단말 상태를 IDLE 모드로 변경하도록 RRC 연결(Connection)을 지우면, 상기 단말이 다시 전송할 데이터가 생성되었을 때, 상기 네트워크는 다시 RRC 연결(Connection)을 맺어 다시 데이터 전송을 수행해야 한다. 이는 잦은 패킷 데이터 전송 시 패킷 전송 지연을 야기할 수 있다. 따라서 만약, 상기 네트워크가 상기 단말의 상태를 상기 CELL_DCH 상태에서 상기 CELL_PCH 상태로 바꾸었을 때 상기 단말이 적절한 셀(Suitable Cell)을 찾지 못한 것은 상기 네트워크가 단말의 무선상황이 좋다고 여겼으나, 상기 단말의 실제 무선 품질을 안 좋을 수 있다. 즉, 상기 네트워크는 정확한 단말의 무선 품질을 모르거나 혹은 네트워크가 잘못된 설정을 하여 단말이 비정상적인 동작을 수행한 것일 것이다.

일반적으로, 사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 IDLE 모드에 머무른다. IDLE 모드 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태 (예를 들면, CELL_DCH 상태, CELL_FACH 상태)로 천이한다. Idle 모드 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 UTRAN으로부터 호출(paging) 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

상기 네트워크가 단말에게 제공하는 서비스는 3가지 타입으로 구분할 수 있다. 어떤 서비스를 제공받을 수 있는지에 따라 단말은 셀의 타입 역시 다르게 인식한다. 아래에서 먼저 서비스 타입을 서술하고, 이어 셀의 타입을 서술한다.

먼저, Limited service가 있다. 이 서비스는 응급 호(Emergency call) 및 ETWS를 제공하며, Acceptable Cell에서 제공할 수 있다. 다음은, Normal service가 있다. 이 서비스는 일반적 용도의 범용 서비스(public use)를 의미하여, Suitable Cell에서 제공할 수 있다. 마지막으로, Operator service가 있다. 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 다음과 같이 구분될 수 있다.

먼저, Acceptable Cell이 있다. 이 셀에서 단말은 상기 Limited 서비스를 제공받을 수 있다. 상기 셀은 해당 단말 입장에서, barred되어 있지 않고, 상기 단말의 셀 선택 기준을 만족시키는 셀이다. 다음은 Suitable Cell이 있다. 이 셀에서 단말은 상기 Normal 서비스를 제공받을 수 있다. 상기 셀은 Acceptable Cell의 조건을 만족시키며, 동시에 추가 조건들을 만족시킨다. 상기 추가적인 조건으로는, 이 셀이 해당 단말이 접속할 수 있는 PLMN 소속이어야 하고, 단말의 Location Area 갱신 절차의 수행이 금지되지 않은 셀이어야 한다. 다음은 Barred Cell이 있다. 상기 셀은 시스템 정보를 통해 Barred Cell이라는 정보를 방송을 하는 셀이다. 마지막으로, Reserved Cell이 있다. 상기 셀은 시스템 정보를 통해 Reserved Cell이라는 정보를 방송을 하는 셀이다.

도 3은 휴지 모드에서 셀을 선택하는 단말 동작에 대한 절차를 나타내는 예시도 이다. 즉, 단말의 전원이 켜진 후 IDLE 모드 단말이 수행하는 동작들을 서술한다.

먼저, 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.

이후, 상기 단말은 측정한 기지국과 신호세기나 품질이 특정한 값보다 큰 셀 중에서, 가장 큰 값을 가지는 셀을 선택한다(Cell Selection). 셀 선택 절차에 대해서 아래에서 상술하기로 한다. 셀 선택 이후 단말은, 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.

이후, 상기 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, SI로부터 받은 망의 정보(예: Location Area Identity; LAI)와 자신이 알고 있는 망의 정보가 다른 경우에 망에 등록을 한다.

이후, 상기 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 상기 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.

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

일반적으로, IDLE 모드 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. CELL_DCH 상태에 있던 단말이 IDLE 모드에 진입하면, 이 단말은 자신이 머무를 셀을 선택해야 한다. 이와 같이, IDLE 모드 단말이 서비스 대기 상태로 머물고 있기 위해서 어떤 조건을 만족하는 셀을 고르는 과정을 셀 선택 (Cell Selection)이라고 한다. 중요한 점은, 셀 선택은 단말이 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 단말이 셀을 선택하는 방법 및 절차에 대하여 상술한다. 단말은 초기에 전원이 켜지면 사용 가능한 PLMN을 검색하고 서비스를 받을 수 있는 적절한 PLMN을 선택한다. 이어, 선택한 PLMN이 제공하는 셀들 중에서 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 단말이 무선 채널에 대한 사전 정보가 없다. 따라서 단말은 적절한 셀을 찾기 위해 모든 무선 채널을 검색한다. 각 채널에서 단말은 가장 강한 셀을 찾는다. 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 단말에 저장되어 있는 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀 선택을 한다. 따라서 초기 셀 선택 과정에 비해 셀 선택이 신속할 수 있다. 단말이 셀 선택 기준을 만족하는 셀을 찾기만 하면 해당 셀을 선택한다. 만약 이 과정을 통해 셀 선택 기준을 만족하는 적절한(Suitable) 셀을 찾지 못하면, 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.

다음은 상기 셀 선택 과정에서 단말은 사용하는 셀 선택 기준을 설명한다.

상기 셀 선택 기준에서 사용되는 인자들은 아래와 같다.

ㅇ Qrxlevmeas 측정된 셀의 수신 레벨 (RSRP).

ㅇ Qrxlevmin 셀에서의 최소 필요 수신 레벨 (dBm)

ㅇ Qrxlevminoffset Qrxlevmin 에 대한 오프셋(offset)

ㅇ Pcompensation max(PEMAX - PUMAX, 0) (dB)

ㅇ PEMAX 단말이 해당 셀에서 전송해도 좋은 최대 전송 전력 (dBm)

ㅇ PUMAX 단말의 성능에 따른 단말 무선 전송부(RF)의 최대 전송 전력(dBm)

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

셀 선택 기준을 만족하는 셀을 단말이 고르면, 단말은 해당 셀의 시스템 정보(System Information)으로부터 해당 셀에서 단말의 IDLE 모드 동작에 필요한 정보를 수신한다. 단말이 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.

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. 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.

하지만, 기본적으로 기존의 서빙 셀이 어느 일정 수준 이상의 무선 품질을 만족하면, 단말은 서빙 셀을 변경하지 않는다. 따라서 단말은 단말의 서빙 셀의 무선 품질이 어떤 임계 값 보다 떨어지게 되면, System Information으로 수신한 이웃 셀에 대한 측정을 시작한다. 이웃 셀에 대한 측정은 그 셀이 서빙 셀과 같은 중심 주파수를 지니는 셀인지, 다른 중심주파수를 지니는 셀인지 또는 다른 RAT type을 지니는 셀인지에 따라 각기 다른 임계 값을 지니고 있다.

단말은 셀 재선택을 위하여 서빙 셀 및 이웃 셀의 품질(및 기타 속성들, 예를 들어 방송 정보에 포함된 정보)을 측정한다. 이러한 셀 재선택은 셀 재선택 기준에 기반하여 수행된다. 셀 재선택 기준은 서빙 셀 및 이웃 셀 측정에 관련하여 아래와 같은 특성을 가지고 있다.

Intra-frequency 셀 재선택은 기본적으로 ranking에 기반한다. 여기서 ranking이라는 것은, 셀 재선택 평가를 위한 지표 값을 정의하고, 이 지표 값을 이용하여 셀들을 지표 값의 크기 순으로 순서를 매기는 작업이다. 여기서 가장 좋은 지표를 가지는 셀을 흔히 best ranked cell이라고 부른다. 셀 지표 값은 단말이 해당 셀에 대해 측정한 값을 기본으로, 필요에 따라 주파수 오프셋(frequency offset) 또는 셀 오프셋(cell offset)을 적용한 값이다.

Inter-frequency 셀 재선택은 네트워크에 의해 제공된 주파수 우선순위에 기반한다. 단말은 가장 높은 주파수 우선순위를 가진 주파수에 camp on 하도록 시도한다. 네트워크는 방송 시그널링(broadcast signaling)를 통해서 셀 내 단말들이 공통적으로 적용할 또는 주파수 우선순위를 제공하거나, 단말 별 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 주파수 별로 제공할 수 있다.

Intra-frequency 또는 inter-frequency 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 이웃 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)을 단말에게 제공할 수 있다. Black list에 포함된 셀에 대해 단말은 셀 재선택을 수행하지 않는다.

이어서, 셀 재선택 평가 과정에서 수행하는 ranking에 관해 설명한다. 셀을 ranking하는데 사용되는 셀의 지표 값은 다음 수학식 2와 같이 정의된다. 아래에서 아래 첨자 s는 서빙 셀을 의미하며, n은 이웃 셀을 의미한다.

상기 수학식 2에서 사용하는 용어들에 대해 보다 상술하면 다음과 같다.

단말은 상기 수학식 2에 따라 서빙셀의 Rs 및 이웃 셀들의 Rn 을 측정하고 이 R값이 가장 큰 값을 best ranked 셀로 간주하고 이 셀을 재선택한다. 이를 흔히 R-기준(R-criterion)이라고 부른다. 상기 R에 대한 정의에 따르면, R 기준에 의한 셀 재선택은 셀의 품질이 셀 재선택에서 가장 중요한 기준으로 작용하는 것을 확인할 수 있다. 상기 R값의 비교 시 Treselection이라는 시간 동안 비교 상태가 유지 되어야만 셀 재선택이 발생한다. 만약 재선택한 셀이 Suitable Cell이 아니면 단말은 해당 주파수 또는 해당 셀을 셀 재선택 대상에서 제외한다.

CELL_DCH 상태의 단말이 물리 계층으로부터 수신되는 동기화 정보(예를 들면, in sync info, out of sync info)를 이용하여, 즉 일정 시간 내에 N개의 out of sync info를 수신하면, 무선 링크의 문제를 인식한다. 반면, Cell_FACH, Cell_PCH 및 URA_PCH 상태의 단말은 셀 재선택 과정을 수행하며, 이러한 셀 재선택 과정 중 일정 시간 내에 정상적인 서비스를 수행할 수 있는 어떠한 셀도 찾지 못한 경우, 상기 단말은 이를 무선 링크에 문제가 있다고 여긴다. 이를 Out of Service Area를 검출했다고 여긴다.

Cell_DCH 단말은 무선링크의 문제를 인식하고, 일정 시간 내에 무선환경이 개선되었는지를 물리 계층에서 수신되는 동기화 정보(in sync info, out of sync info)를 이용한다. 이는 일정 시간 내에 N개의 연속적인 In sync info를 수신하면 무선환경이 개선되었다고 인식하고, 그렇지 않으면 무선링크가 실패했다고 여긴다. 반면, Cell_FACH, Cell_PCH 및 URA_PCH 상태의 단말은 무선링크의 문제를 인식한 이후, 즉 Out of Service Area를 검출한 이후, 일정 기간 내에 정상적인 서비스를 수행할 수 있는 어떠한 셀을 찾지 못한 경우 이를 무선 링크가 실패했다고 여기고 단말은 연결된 모든 무선자원을 해제하고 IDLE 모드로 상태 천이를 수행한다. 만약 일정 기간 이내에 정상적인 서비스를 수행하는 셀을 찾은 경우 무선 링크가 복귀 되었다고 여긴다. 이를 In Service를 검출했다고 여기고, 단말이 Re-entering Service에 들어갔다고 여긴다.

일반적으로 Out of service Area와 In service Area는 Cell_FACH, Cell_PCH 및 URA_PCH 상태의 전용 무선 채널이 할당되지 않은 단말에만 적용된다. Out of Service Area는 전용 무선 채널이 할당되지 않는 Connected 상태의 단말이 무선 링크가 문제가 있다고 판단하는 셀 영역이다.

다음은 Out of Service Area에 대하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이 셀 재선택 과정은 단말이 좀 더 좋은 셀을 선택하고, 해당 선택한 셀로 camp on 하기 위함이다. 단말이 정상적인 상태에 위치됨(Camped Normally state) 혹은 어떤 셀 상태에 위치됨(Camped on Any Cell state)에 있을 경우, 상기 단말은 서빙셀의 시스템 정보(System Information) 내의 측정 제어(measurement control) 내에서 알려주는 이웃 셀들 (예를 들면 intra-frequency, inter-frequency 및 inter-RAT cell들)을 모니터 하고 해당 셀을 검출하고, 동기화를 맞춘다. 상기 단말은 서빙셀의 CPICH Ec/Io 혹은 CPICH RSCP level등의 하향 무선 링크의 품질을 측정하고, 적어도 매 DRX 주기마다 서빙셀의 셀 선택기준을 평가한다. 셀 선택 기준은 앞서 언급되어 있다. 즉, 상기 단말은 상기 서빙셀의 셀 선택 기준 값이 일정 시간 동안, 즉 Nserv 만큼의 연속적인 DRX 주기 동안, 상기 셀 선택 조건을 만족하지 못하면, 상기 단말은 현재의 측정 조건과 상관없이, 모든 수신한 이웃 값에 대한 측정을 시작한다. 만약 모든 셀을 측정 하였는데 어떤 새로운 Suitable Cell을 찾지 못하면 상기 단말은 선택된 PLMN을 위한 초기 셀 선택 과정을 수행한다. 예를 들어, CELL_PCH 상태 혹은 URA_PCH상태의 단말이 12초가 지났음에도 불구하고 아직 새로운 셀을 선택하지 못하였으면 상기 단말은 Out of service Area에 있다고 간주된다. 이후 단말이 PLMN 선택을 한 뒤, Acceptable Cell을 찾으면 단말은 다시 IDLE 상태로 간 뒤, 다른 주파수(frequency)나 다른 RAT에서 Suitable Cell을 찾은 뒤 단말은 해당 셀에 위치(Camp On)된다. 만약 상기 단말이 PLMN 선택 이후 Acceptable Cell을 찾지 못하면 계속 Acceptable Cell을 찾을 때까지 기다린다.

다시 말하면, CELL_FACH 상태, CELL_PCH 상태 및 URA_PCH 상태의 단말은 셀 재선택 과정을 수행한다. 하지만, 이러한 정상적인 셀 재선택 과정을 통하여 상기 단말이 더 품질이 좋은 셀로 이동하지 못하고, 상기 단말의 무선 품질이 서빙셀이 초기 셀 선택 과정의 조건의 셀 선택 기준 값 보다 더 나쁠 수 있다. 이 경우, 어떤 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행하는 데, 이 때 일정 시간 동안에 초기 셀 선택 과정을 통하여 Suitable Cell을 찾지 못했으면, 이는 하향 무선 링크에 문제가 생겨서 이를 복구하려 했으나 못한 것으로 해석 할 수 있다. 따라서, 만약 Cell_FACH, Cell_PCH 혹은 URA_PCH 상태의 단말이 위에서 언급한 일정 시간 내에 Suitable Cell을 찾지 못하면 단말은 해당 단말이 Out of Service Area에 있다고 간주한다. 또한, 단말이 CELL_DCH 상태에서 CELL_PCH혹은 URA_PCH 상태로 상태 변화한 경우 단말은 바로 Suitable Cell을 찾지 못하면 Out of Service Area에 있다고 간주한다.

CELL_FACH, Cell_PCH 혹은 URA_PCH 단말이 Out of Service Area를 검출하게 되면, 상기 단말은 앞에서 언급한 셀 선택과정을 수행하고, 특정 타이머(예를 들면 T307 timer)를 구동한다. 만약, 상기 특정 타이머가 동작하는 동안 단말이 Suitable Cell을 찾아 In Service Area 에 들어가게 되면 단말은 동작하는 상기 특정 타이머를 멈춘다. 이 때가 바로 Re-entering Service area 에 단말이 있을 때이다. 이 후 상기 단말은 Re-entering service area 이유(cause)로 CELL UPDATE를 메시지를 네트워크에게 전송한다. 만약, 상기 특정 타이머가 만료될 때까지 상기 단말이 In Service Area를 검출하지 못하면 상기 단말은 Idle 모드로 빠지게 된다.

이어서 Minimization Driving Test (MDT)에 대해서 설명한다. MDT의 주요 목적은 coverage optimization을 하기 위해서 기존 사업자들이 실제 자동차를 이용해서 시행하던 테스트를 효율적인 방법으로 교체 하겠다는 것이다. 즉, Coverage Hole을 검출하는 것이다. Coverage는 새로운 기지국, 빌딩이 건설되거나 사용자의 이용 환경에 따라서 달라진다. 따라서 사업자는 주기적으로 driving test를 해야만 하고, 많은 비용과 리소스 낭비가 발생한다. MDT는 실제로 사업자가 coverage를 측정하는 대신 사용자들의 단말을 이용한다는 개념을 가지고 있다. 이 새로운 기능은 RRC 구조에 영향을 줄 수 있다.

다음은, 단말이 언제 상기 단말의 측정 로그를 남기는 지에 대하여 논한다. 일반적으로, 단말은 드라이브 테스트를 최대한 줄이기 위하여 특정 시점에서 단말 로그를 측정한다. 측정 로그는 아래 언급된 미리 정의된 트리거 조건이 발생하면, 상기 네트워크 환경을 측정한다. 표 1는 단말 로그 측정을 언제 수행할 지에 대한 트리거 조건을 예시하고 있다.

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 단말이 로그를 남기기 위한 측정 트리거 조건은 크게 주기적 방법과 이벤트 트리거 방법으로 나뉜다. 이벤트 트리거 방법으로는 단말이 측정한 하향 무선 링크의 품질이 어떤 기준 값 보다 적거나, 무선 링크 실패로 인한 RRC 메시지 전송 시, 혹은 상향 무선 링크 접속 실패 시이다.

일반적으로, 단말이 측정 로그를 남기기 위한 방법으로 주기적 방법과 이벤트 트리거 방법이 존재한다. 가장 간단한 방법은 주기적 방법으로 네트워크가 단말이 로그를 남길 일정 시간 주기를 알려주어 일정주기마다 상기 단말이 로그를 측정하여 네트워크에게 알려주는 것이다. 하지만, 만약 네트워크가 너무 작은 일정 주기를 설정하여 주면, 단말은 너무 잦은 불필요한 로그를 측정할 수 있고, 너무 큰 일정 주기를 설정하여 주면, 상기 일정 주기 이후 로그 측정 전 이미 무선 환경이 매우 나빠져 있을 수 있다. 이 경우, 실제 유용한 시점의 단말 로그 정보가 아닐 수 있다. 주기적 방법과 반대로 이벤트 트리거 방법은 어떤 조건이 되면, 단말이 상기 단말의 로그를 측정한다. 이벤트 트리거 방법은 주기적 방법에 비해 실제 단말의 로그 측정이 필요한 경우에만 로그를 측정하므로, 불필요한 단말의 로그 측정이 없이 효율적인 로그 측정이 가능하다. 이러한, 이벤트 트리거 방법은 다음과 같이 단말의 로그 측정을 단말의 하향 무선 링크의 무선 품질을 보고 측정하는 방법이 존재하고, RACH Access 실패와 같이 단말의 상향 무선 링크의 무선 품질을 보고 측정하는 방법이 존재한다. 만약, 단말이 CELL_PCH 상태 혹은 URA_PCH 상태에 존재하는 경우, 단말은 상향 링크로 전송할 데이터가 없으므로 이 경우는 단말이 하향 무선 링크의 무선 품질을 보고 단말 로그를 측정해야 한다. 단말이 하향 무선 링크의 무선 품질을 보고 측정하는 경우는 무선 링크 실패(radio link failure; RLF) 이후 RRC Reestablishment 전송 시점과 서빙셀의 하향 무선 링크 품질이 어떤 특정 임계 값보다 낮아지는 경우, 이렇게 두 가지가 존재한다.

앞서 언급된 것처럼, 단말이 측정 로그를 남기기 위한 이벤트 트리거 조건 중 하나는, 무선 링크 실패(RLF)로 인한 RRC Reestablishment시 단말이 상기 단말의 로그를 측정하는 것이다. 이 때, 상기 단말은 다음과 같은 과정으로 무선 링크 실패(RLF)를 인식하게 된다. 즉, 상기 단말이 어느 일정 시간 구간 동안 계속 물리 계층으로부터 하향 무선 링크의 라디오 품질이 안 좋다고 알려주는 특정 개수 이상의 Out-of-sync를 수신하게 되면, 상기 단말은 무선 링크가 문제가 있다고 알게 된다. 이후 상기 단말은 일정 시간 내에 상기 무선 링크의 문제가 해결되면, 즉, 어떤 일정 시간 내에 물리 계층으로부터 하향 무선 링크의 품질이 좋아졌다고 연속적으로 알려주는 특정 개수 이상의 In-sync를 수신하게 되면 상기 단말은 무선 링크 문제가 해결되었다고 판단한다. 만약 상기 단말이 일정 시간 내에 연속적인 특정 개수 이상의 In-sync를 수신하지 못하면 무선 링크가 실패했다고 판단하고, 즉 상기 단말이 RLF가 발생하였다고 인식하고 상기 단말은 기 할당된 모든 무선 자원을 해제하고, 상기 단말의 상태를 IDLE 모드로 변경한 뒤, 다시 적절한 셀을 찾는다. 이후 상기 단말은 RRC Reestablishment과정을 수행하거나 Cell Update 과정을 수행한다. 즉, 무선 링크 실패로 인한 Reestablishment 시는 특정 순간에는 비록 무선 환경이 안 좋더라도 일정 시간 내에 무선 링크 문제가 복구되면, 해당 시점은 무선 링크 실패가 발생하지 않았으므로, 단말의 로그 측정을 수행하지 않는다. 반면, 다른 하나의 이벤트 트리거 조건인 서빙셀의 하향 무선 링크 품질이 어떠한 임계 값 이상으로 낮아질 때 단말이 로그 측정을 수행하는 것은 순간적인 서빙셀의 하향 무선 링크 품질이 안 좋은 경우에도 상기 단말이 계속 로그 측정을 수행하게 된다. 반대로, 만약 상기 임계 값이 너무 낮으면, 하향 무선 링크 품질이 좋지 않아도 상기 단말의 로그 측정을 할 수가 없다. 따라서 단말이 불필요하게 로그 측정을 하지 않으면서 네트워크에게 필요한 정보를 전송하는 가장 효율적인 방안은 RLF 발생 이후의 Reestablishment 시에 단말이 상기 단말의 로그 측정을 수행하는 것일 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 연결된(Connected) 상태 단말이 RLF가 발생하면, 상기 단말과 네트워크는 RLF가 발생한 그 셀 내에 Coverage Hole이 존재하여 상기 단말과 네트워크가 연결된 무선 링크가 실패하였다고 여긴다. 또한, 상기 Coverage Hole 검출은 앞서 설명한 MDT의 가장 중요한 목적이기 때문에 상기 단말로부터 수신한 RLF가 발생한 셀의 무선 환경정보는 상기 네트워크에게 매우 중요하다. 하지만, 앞서 설명한 바와 같이 LTE와 달리 UMTS시스템에서는 연결된(Connected) 상태인 Cell_FACH, Cell_PCH 혹은 URA_PCH상태의 단말은 RLF를 인식하지 못한다. 하지만, UMTS 시스템에서는 좀 더 빠른 데이터 송수신의 필요성 등의 이유로 해당 단말을 IDLE 모드가 아닌 CELL_FACH 상태 혹은 CELL_PCH, URA_PCH 상태로 네트워크가 단말에게 상태 변경을 요청할 수 있기 때문에, Connected 상태의 단말과 네트워크는 정상적인 데이터 송수신이 이루어 지도록 연결설정이 되어야 한다. 따라서, 만약 Cell_FACH, Cell_PCH 혹은 URA_PCH 상태 단말이 네트워크와 정상적인 데이터 송수신이 이루어 지지 않는다면, 이 또한 해당 셀은 Coverage Hole이 존재한다고 여길 수 있다. 또한, 많은 스마트 폰의 보급으로 적은 양의 데이터를 송수신 하는 Cell_FACH 상태의 단말이 늘어나고, 잦은 데이터 전송에 따른 빠른 연결 설정을 위하여 존재하는 Cell_PCH 혹은 URA_PCH 상태의 단말이 점점 늘어나고 있어서 해당 상태의 단말이 정상적인 데이터 송수신이 이루어 지지 않을 때 네트워크에게 해당 셀의 네트워크 환경 정보를 알려주는 것은 MDT를 위하여 더 더욱 중요해 지고 있다.

앞서 설명한 것처럼, 단말이 Cell_DCH로부터 Cell_PCH 혹은 URA_PCH 상태로 상태 천이 후에 Suitable Cell을 찾지 못하였거나, Cell_FACH, Cell_PCH 혹은 URA_PCH 상태의 단말이 셀 재선택 과정이 수행되는 도중, 서빙셀의 무선 링크 품질이 갑자기 나빠지고, 일정 시간 안에 계속 단말이 Suitable Cell을 못 찾는 경우, 상기 단말은 Out of Service Area를 검출할 수 있다. 그런데, 예를 들어 상기 단말이 Out of Service Area를 검출한 경우, 다시 Suitable Cell을 찾으면, 상기 단말은 Re-entering Service 이유(cause)로 CELL UPDATE 메시지를 전송한다. 이후 이 메시지를 수신한 네트워크는 상기 단말이 이전에 Out of Service Area를 검출하여 다시 셀을 찾았다는 사실을 알게 된다. 하지만, 이전 Out of Service Area를 검출한 셀이 언제, 어떻게, 어디에 존재했는지는 모른다. 단지 단말이 Out of Service Area 상태에 있었다는 것만 안다. 하지만, 단말이 전송하는 MDT를 위한 측정정보를 이용하여 네트워크는 해당 셀에 Coverage Hole 이 있다고 여기고, 셀 반경 재설정, 혹은 여타 다른 파라미터 설정을 하려고 할 것이다. 이때, 네트워크가 실제 필요한 것은 Coverage Hole이 존재한다고 예측되는 그 셀에 단말이 언제 어떻게 어디에 존재하고, 그 때의 무선 환경이 어떠했냐는 것일 것이다. 따라서 네트워크는 단말이 언제 Out of Service Area를 검출했을 때 무선환경이 어떠했는지 혹은 Out of Service Area를 검출하기 바로 직전 측정했던 서빙셀 및 이웃 셀에 대한 무선환경이 어떠했는지 아는 것이 필요하다. 또한, 앞서 말한 바와 같이 CELL_FACH 상태, CELL_PCH 상태 혹은 URA_PCH 상태의 단말이 접속할 수 없는 PLMN 때문에 Suitable Cell의 셀 선택을 할 수 없다던가 하는 단말의 비 정상적 동작을 수행할 때의 상기 네트워크 환경을 측정하는 것은 네트워크가 적절한 채널 설정을 하는데 도움을 줄 것이다. 왜냐하면, 앞서 말한 단말의 상태는 Connected 모드이기 때문에, 네트워크는 이미 IDLE 모드 단말이 PLMN 선택을 할 때, 단말이 전송하는 이용 가능한 PLMN을 알고 있기 때문이다.

본 발명에서는 단말과 네트워크 사이에 RRC Connection은 존재하지만 단말이 네트워크로부터 전용 무선 자원을 할당 받지 못한 상태에서, 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정기간 동안 못 찾은 경우, 상기 단말은 그 시점의 무선 환경 측정값을 저장하고, 이후 상기 저장한 측정값을 상기 네트워크 또는 다른 네트워크에 제공하는 방법을 제안한다.

본 발명에서 단말이 상기 단말의 측정 로그를 남기는 이유는 네트워크가 상기 단말의 측정 로그를 바탕으로 셀의 범위를 정하거나, 이동성 관리 설정, 셀의 용량 재설정 및 공용 채널 설정을 수행할 수 있기 때문이다. 이러한 네트워크의 설정을 돕기 위하여 수행하는 단말의 측정 로그 정보는, 단말이 연결되어 있는 특정 셀의 무선 환경이 좋지 않거나 혹은 단말이 비정상적인 동작을 수행할 때 더욱 더 유익할 것이다. 왜냐하면, 네트워크는 단말이 무선 환경이 좋지 않거나 정상동작을 수행하지 않는 셀에 대하여, 셀의 범위를 다시 정하거나 해당 셀의 채널 설정정보를 적절하게 다시 설정하는 등의 과정을 수행할 것이기 때문이다.

본 발명에서 단말의 RRC 상태가 CELL_FACH 상태이면, 단말과 네트워크 사이에 RRC Connection은 존재하지만 단말이 네트워크로부터 전용 무선 자원을 할당 받지 못한 상태라고 판단한다.

본 발명에서 단말의 RRC 상태가 CELL_PCH 혹은 URA_PCH 상태이면, 단말과 네트워크 사이에 RRC Connection은 존재하지만 단말이 네트워크로부터 전용 무선 자원을 할당 받지 못한 상태라고 판단한다.

본 발명에서 단말이 Out of Service Area를 검출하면, 상기 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정 기간 동안 못 찾았다고 판단한다.

본 발명에서 상기 단말이 일정 시간 이내에 Normal Service를 네트워크로부터 제공받지 못하면, 상기 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정 기간 동안 못 찾았다고 판단한다.

본 발명에서 상기 단말이 일정 시간 이내에 Suitable Cell을 찾지 못하면, 상기 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정 기간 동안 못 찾았다고 판단한다.

본 발명에서 상기 단말이 저장하는 무선 환경 측정 값은, 상기 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정기간 동안 못 찾았다고 판단하는 시점에서의 무선 환경 측정 값일 수 있다.

본 발명에서 상기 단말이 저장하는 무선 환경 측정 값은, 상기 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정기간 동안 못 찾았다고 판단하는 시점에서, 가장 최근에 측정하였던 이용 가능한 무선 환경 측정 값일 수 있다.

상기 단말은, 상기와 같이 상기 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정 기간 동안 못 찾았다고 판단할 때마다 네트워크 환경을 반복적으로 측정하고 이를 저장하여 둔다.

본 발명에서, 상기와 같이 상기 단말이 RRC Connection을 맺을 네트워크를 일정 기간 동안 못 찾은 이후, 단말이 일정 기간 내에 다시 단말과 네트워크 사이의 RRC Connection이 존재하는 네트워크를 찾으면, 단말은 그 시점의 무선 환경 측정값을 저장한다.

본 발명에서, 상기와 같이 상기 단말이 RRC Connection을 맺은 네트워크를 일정 기간 동안 못 찾은 이후, 단말이 일정 기간 내에 다시 단말과 네트워크 사이의 RRC Connection이 존재하는 네트워크를 찾지 못하여, 이후 단말이 네트워크와 RRC Connection이 존재하지 않는 IDLE 모드 상태 변화한 뒤, 다시 RRC Connection을 맺을 이전 연결된 네트워크 혹은 다른 네트워크를 찾으면, 단말은 그 시점의 무선 환경 측정값을 저장한다.

본 발명에서 단말이 측정 및 저장하는 무선 환경은 다음과 같을 수 있다. 먼저, 상기 단말은 서빙셀을 측정하여 이를 저장할 수 있다. 또한, 상기 단말은 상기 서빙셀이 전송한 이웃 셀 리스트 내에 포함된 셀을 측정하여 이를 저장할 수 있다. 또한, 상기 단말은 각 측정할 셀의 위치 정보 및 시간정보를 측정하여 이를 저장할 수 있다. 또한, 상기 단말은 각 측정할 셀의 Primary Scrambling Code(PSC) 혹은 Global Cell ID를 측정하여 이를 저장할 수 있다.

표2에는 단말이 어떤 무선 환경을 측정 할 지가 구체적으로 예시하고 있다.

본 발명에서는 상기 단말의 측정값을 단말이 상향 링크 데이터를 전송할 수 있을 때, 전송하는 상향 링크 데이터와 함께 상기 단말의 측정값 들을 상기 네트워크 혹은 다른 네트워크에 제공하는 방법을 제안한다.

도 4는 본 발명에 따라 단말이 측정 보고를 네트워크로 전송하는 방법을 나타내는 첫 번째 예시도 이다.

먼저, 네트워크는 MDT를 위한 설정정보(MDT configuration)로 언제 단말이 MDT를 위하여 무선환경의 측정 값을 저장하는지 단말에게 알려줄 수 있다. 여기서, 상기 네트워크는 상기 단말이 Out of Service Area를 검출하면, 무선환경의 측정 값을 저장하라고 알려줄 수 있고, 상기 단말이 Out of Service Area를 검출할 시점 이후에 언제 다시 무선환경의 측정값을 저장하는지 주기정보를 주어 알려줄 수도 있다. 여기서, 상기 주기정보는 어떤 특정 값일 수도 있고, 무한대의 값을 나타낼 수도 있다. 이후, 상기 단말은 Out of Service Area를 검출하면, 그때 상기 단말의 무선환경의 측정 값을 저장할 수 있다. 상기 무선 환경 측정값은 Out of Service Area가 검출된 시점이거나 그 시점에 이용 가능한 이전 측정값일 수도 있다. 상기 단말이 Out of Service Area를 검출한 이후, 상기 단말의 상태가 Idle 모드로 변경되기 전에, Suitable Cell을 찾아서 In Service에 있게 되면, 상기 단말은 그 때 상기 단말의 무선환경 측정값을 저장할 수도 있다. 상기 저장된 무선환경 측정값은 상기 단말이 CELL_FACH 상태에서 In Service 상태에 있거나 혹은 네트워크로부터 새로운 설정정보를 받아 상기 단말이 CELL_DCH 상태로 이동한 경우, Measurement Report 메시지와 함께 상기 네트워크에게 전송될 수 있다. 또는 CELL Update 메시지와 함께 상기 네트워크에 전송될 수 있다. 이 때 상기 측정값은 다른 RRC 메시지 또는 NAS 메시지 전송 시, 해당 메시지와 함께 전달될 수도 있다. 또한, 상기 RRC 메시지 또는 상기 NAS 메시지가 상기 네트워크로부터 성공적으로 수신했다는 응답이 수신되면, 예를 들어 Measurement Report 메시지에 대한 RLC ACK을 수신하면, 상기 단말은 저장된 측정값을 삭제할 수 있다. 상기 도 4에서 만약 상기 단말이 Out of Service Area에서 In Service로 다시 들어갔을 경우에 상기 단말은 상기 네트워크 환경을 측정하지 않고 기록하지 않을 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따라 단말이 측정 보고를 네트워크로 전송하는 방법을 나타내는 두 번째 예시도 이다.

먼저, 네트워크는 MDT를 위한 설정정보(MDT configuration)로 언제 단말이 MDT를 위하여 무선환경의 측정 값을 저장하는지 알려줄 수 있다. 여기서, 상기 네트워크는 상기 단말이 Out of Service Area를 검출하면, 무선환경의 측정 값을 저장하라고 알려줄 수 있고, 상기 단말이 Out of Service Area를 검출할 시점 이후에 언제 다시 무선환경의 측정값을 저장하는지 주기정보를 주어 알려줄 수도 있다. 여기서, 상기 주기정보는 어떤 특정 값일 수도 있고, 무한대의 값을 나타낼 수도 있다. 이후, 상기 단말은 Out of Service Area를 검출하면, 그 때 상기 단말의 무선환경의 측정 값을 저장할 수 있다. 무선 환경 측정값은 Out of Service Area가 검출된 시점이거나 그 시점에 이용 가능한 이전 측정값일 수도 있다. 상기 단말이 Out of Service Area를 검출한 이후, 상기 단말이 일정 시간 동안 계속 Suitable Cell을 찾지 못하여 단말의 상태가 Idle 모드로 상태 천이된 경우, 상기 단말은 그 때 상기 단말의 무선환경 측정값을 저장할 수도 있다. 상기 단말이 Idle 모드에서 RRC Connection을 맺은 뒤, CELL_DCH 상태 혹은 CELL_FACH 상태가 되었을 때, 상기 단말은 Measurement Report 메시지와 함께 혹은 Cell Update 메시지와 함께 단말의 무선 환경 측정값을 새로이 선택된 다른 네트워크에 전송할 수도 있다. 또한, 상기 단말은 다른 RRC 메시지 또는 NAS 메시지를 통해서 단말의 무선환경 측정값을 상기 메시지와 함께 전송할 수도 있다. 또한, 상기 RRC 메시지 또는 NAS 메시지가 네트워크로부터 성공적으로 수신했다는 응답이 오면, 예를 들어 상기 단말이 상기 네트워크로부터 Measurement Report 에 대한 RLC ACK을 수신하면, 상기 단말은 기록된 정보를 삭제할 수도 있다.

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.

Claims

무선 통신 시스템상에서 단말이 네트워크로 측정 결과(measurement result)를 전송하는 방법으로서,
상기 단말이 RRC(Radio Resource Control) 연결 모드에 있는 동안 상기 네트워크로부터 측정 구성(measurement configuration)을 수신하는 단계와;
상기 단말이 out-of-service 구역 내에 있다고 간주되고, 상기 RRC 연결 모드에서 RRC Idle 모드로 전환된 후에, 상기 측정 구성에 따라서 상기 측정 결과를 로깅(logging)하는 단계에 있어서,
상기 단말이 위치 정보 및 시간 정보를 로깅하고,
상기 시간 정보는 상기 측정 결과를 로깅하는 로깅 구간을 나타내는 시간 값을 포함하고,
상기 단말이 특정 시간 구간 동안 적절한 셀을 찾지 못하면, 상기 단말은 out-of-service 구역 내에 있다고 간주되고; 그리고
상기 로깅된 측정 결과를 상기 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 결과를 전송하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 로깅된 측정 결과는 상기 out-of-service 구역이 탐색될 때에 측정된 값인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 결과를 전송하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 로깅된 측정 결과는 상기 out-of-service 구역이 탐색되기 전 가장 최근에 측정된 값인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 결과를 전송하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 측정 구성은 MDT(Minimization Driving Test) 구성인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 결과를 전송하는 방법.
무선 통신 시스템상에서 단말이 네트워크로 측정 로그(measurement log)를 전송하는 방법으로서,
상기 네트워크로부터 측정 구성(measurement configuration)을 수신하는 단계에 있어서,
상기 단말이 RRC(Radio Resource Control) 연결 가능한 네트워크에 연결되고;
상기 단말이 RRC 연결 모드에서 RRC Idle 모드로 전환하는 단계와;
상기 단말이 out-of-service 구역 내에 있다고 간주되고, 상기 RRC 연결 모드에서 상기 RRC Idle 모드로 전환된 후에, 상기 측정 구성에 따라서 상기 측정 로그를 저장하는 단계에 있어서,
상기 단말이 위치 정보 및 시간 정보를 로깅하고,
상기 시간 정보는 상기 측정 로그를 저장하는 로깅 구간을 나타내는 시간 값을 포함하고,
상기 단말이 특정 시간 구간 동안 적절한 셀을 찾지 못하면, 상기 단말은 out-of-service 구역 내에 있다고 간주되고; 그리고
상기 저장된 측정 로그를 상기 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 로그를 전송하는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 RRC 연결 가능한 네트워크는 RRC 연결 가능한 RNC(Radio Network Control) 또는 RRC 연결 가능한 셀인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 로그를 전송하는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 저장된 측정 로그는 상기 단말이 상기 특정 시간 구간 동안에 상기 RRC 연결 가능한 네트워크를 검색하지 못할 때에 측정된 값인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 로그를 전송하는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 저장된 측정 로그는 상기 단말이 상기 특정 시간 구간 동안에 상기 RRC 연결 가능한 네트워크를 검색하지 못하기 전 가장 최근에 측정된 값인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 측정 로그를 전송하는 방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제