KR101832760B1

KR101832760B1 - 무선 접속 시스템에서 효율적인 이종망간 핸드오버 수행방법

Info

Publication number: KR101832760B1
Application number: KR1020110038261A
Authority: KR
Inventors: 이성근
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2018-02-27
Also published as: US9578581B2; US20160112926A1; KR20120120585A; US20140050200A1; WO2012148166A2; WO2012148166A3; US9237486B2

Abstract

본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 통신 방식이 상이한 두 네트워크가 혼재하는 상황에서 효율적인 핸드오버를 수행하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 이종망간 핸드오버(InterRAT HO)를 지원하는 단말이 제 1 타입 셀에서 핸드오버를 수행하는 방법은, 상기 제 1 타입 셀과 통신 방식이 상이한 제 2 타입 셀을 탐색하는 단계; 상기 탐색 결과 발견된 제 2 타입 기지국으로부터 최소 수신신호 품질 값 및 신호 품질 오프셋 정보를 수신하는 단계; 상기 발견된 제 2 타입 기지국의 신호 품질 측정 값, 전력 보상 값, 상기 최소 수신신호 품질 값 및 상기 신호 품질 오프셋 정보를 고려하여 상기 발견된 제 2 타입 기지국의 서비스 가능 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 서비스 가능한 경우 상기 발견된 제 2 타입 기지국으로 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 접속 시스템에서 효율적인 이종망간 핸드오버 수행방법{Method of efficient inter-RAT Handover in a Wireless Access System}

본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 통신 방식이 상이한 두 네트워크가 혼재하는 상황에서 효율적인 핸드오버를 수행하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

듀얼 모드 휴대 단말기는 통신 방식이 다른 2개의 무선통신(radio technology)을 지원하는 휴대 단말기로서, 이종의 통신망이 혼재된 지역에서 주로 사용된다. 듀얼 모드 휴대 단말기의 대표적인 예로서, LTE(Long Term Evolution) 방식의 무선통신과 CDMA(Code Divisional Multiple Access) 방식의 무선 통신이 모두 이용 가능한 이동 단말기가 주목 받고 있다. CDMA의 한 방식으로 eHRPD(enhanced High-Rate Packet Data) 방식을 들 수 있다. eHRPD는 LTE와의 무선 통신 네트워크 상호 운용성을 대비해 3GPP2 표준 위원회에서 개발한 1xEV-DO 상위 계층 프로토콜 스택의 새로운 버전이다.

본 발명에서는 LTE 망과 eHRPD 망 모두와 통신할 수 있는 듀얼모드 단말기로 예를 들어 설명하지만, 다른 방식의 무선 통신 역시 적용할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

단말이 두 개의 상이한 통신 방식을 지원할 경우, 일반적으로 통신 사업자 관점에서는 단말이 보다 진보된 통신 방식(High radio technology)을 통하여 서비스 받기를 선호한다. 즉, 단말이 LTE와 eHRPD를 모두 지원할 경우 단말이 LTE 망을 통하여 서비스 받기를 선호한다. 그러나, 기존 eHRPD가 광범위하게 설치된 지역에서 LTE 망으로의 전환이 개시되는 초기 서비스 단계에서는 LTE 보다는 eHRPD 망의 서비스 지역(coverage)이 넓게 된다. 이러한 환경에서 단말이 LTE 망의 커버리지 경계에 위치하게 되면, 망에 의해 설정된 핸드오버(network configured handover) 조건에 의해서 eHRPD로 핸드오버를 수행할 수 있다. 반대로, 단말이 eHRPD 망을 통해 서비스를 받는 경우 주기적으로 LTE 셀을 찾게 되고 LTE 셀을 찾은 단말은 망의 제어(network control) 없이 LTE 셀로 바로 접속을 시도하게 된다. 이때 단말이 LTE 셀의 셀 에지(Cell edge)나 음영지역 등의 약전계에 위치하는 경우 다시 망에 설정된 핸드오버 조건을 판단하고, 만족되는 경우 eHRPD 로 핸드오버를 수행하게 된다. 단말이 해당 조건을 만족하는 지역에 머무는 한, 상술한 현상(즉, ping pong 현상)이 반복적으로 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 LTE 망에서 eHRPD 망으로 핸드오버를 수행하는 조건과 eHRPD 망에서 LTE 망으로 핸드오버를 수행하는 조건이 상이함에 기인한다. 따라서, 본 발명에서는 상술한 문제점을 해결할 수 있는 핸드오버 수행 조건을 정의하고, 이를 바탕으로 효율적인 핸드오버를 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 둘 이상의 이종망이 혼재하는 상황에서 듀얼모드 단말이 효율적으로 핸드오버를 수행할 수 있는 방법 및 그를 수행하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.

특히, LTE망과 eHRPD 망이 혼재하는 상황에서 단말이 LTE 망과 eHRPD 망 사이에서 반복적으로 핸드오버를 수행하는 현상을 최소화하기 위한 방법 및 이를 수행하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 이종망간 핸드오버(InterRAT HO)를 지원하는 단말이 제 1 타입 셀에서 핸드오버를 수행하는 방법은, 상기 제 1 타입 셀과 통신 방식이 상이한 제 2 타입 셀을 탐색하는 단계; 상기 탐색 결과 발견된 제 2 타입 기지국으로부터 최소 수신신호 품질 값 및 신호 품질 오프셋 정보를 수신하는 단계; 상기 발견된 제 2 타입 기지국의 신호 품질 측정 값, 전력 보상 값, 상기 최소 수신신호 품질 값 및 상기 신호 품질 오프셋 정보를 고려하여 상기 발견된 제 2 타입 기지국의 서비스 가능 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 서비스 가능한 경우 상기 발견된 제 2 타입 기지국으로 핸드오버를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 신호 품질 오프셋 정보는 제 1 오프셋 정보 및 제 2 오프셋 정보를 포함하고, 상기 제 1 오프셋 정보는 상기 최소 수신신호 품질 값을 보정하기 위한 오프셋이고, 상기 제 2 오프셋 정보는 상기 제 1 타입 셀로부터 상기 제 2 타입 셀로 수행되는 이종망간 핸드오버에만 적용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 판단하는 단계는, 상기 신호 품질 측정 값에서 상기 최소 수신신호 품질 값, 상기 전력 보상 값, 상기 제 1 오프셋 정보 및 상기 제 2 오프셋 정보를 뺀 값이 0보다 큰 경우 서비스 가능한 경우로 판단하도록 수행될 수 있다.

또한, 상기 제 2 오프셋 정보는 상기 제 2 타입 셀로부터 상기 제 1 타입 셀로의 핸드오버 이벤트를 위해 미리 설정된 문턱값(Threshold)에서 이력값(Hysteresis) 및 상기 최소 수신신호 품질 값을 차감하는 방법으로 상기 제 2 타입 셀에서 계산되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 신호 품질 오프셋 정보 및 상기 최소 수신신호 품질 값은 시스템정보블록 타입 1(SystemInformationBlockType1)에 포함되어 수신되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 제 1 타입 셀은 eHRPD 셀이고, 상기 제 2 타입 셀은 LTE 셀인 것이 바람직하다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 이종망간 핸드오버(InterRAT HO)를 지원하는 단말의 제 1 타입 셀로부터 제 2 타입 셀로의 핸드오버를 지원하는 방법은 상기 제 2 타입 셀에서, 상기 제 2 타입 셀로부터 상기 제 1 타입 셀로의 핸드오버 이벤트에 적용되는 신호 품질 오프셋 정보를 결정하는 단계; 및 상기 신호 품질 오프셋 정보 및 최소 수신신호 품질 값을 상기 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 결정하는 단계는 미리 설정된 문턱값(Threshold)에서 이력값(Hysteresis) 및 상기 최소 신호 품질 값을 차감하도록 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 신호 품질 오프셋 정보 및 상기 최소 수신신호 품질 값은 시스템정보블록 타입 1(SystemInformationBlockType1)에 포함되어 전송되는 것이 바람직하다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 접속 시스템에서 이종망간 핸드오버(InterRAT HO)를 지원하는 단말 장치는 프로세서; 및 상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함한다. 여기서 상기 프로세서는 제 1 타입 셀에서 상기 제 1 타입 셀과 통신 방식이 상이한 제 2 타입 셀을 탐색하고, 상기 탐색 결과 발견된 제 2 타입 기지국으로부터 최소 수신신호 품질 값 및 신호 품질 오프셋 정보가 수신되면, 상기 발견된 제 2 타입 기지국의 신호 품질 측정 값, 전력 보상 값, 상기 최소 수신신호 품질 값 및 상기 신호 품질 오프셋 정보를 고려하여 상기 발견된 제 2 타입 기지국의 서비스 가능 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 서비스 가능한 경우 상기 발견된 제 2 타입 기지국으로 핸드오버를 수행하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 상기 신호 품질 측정 값에서 상기 최소 수신신호 품질 값, 상기 전력 보상 값, 상기 제 1 오프셋 정보 및 상기 제 2 오프셋 정보를 뺀 값이 0보다 큰 경우 상기 서비스 가능한 경우로 판단할 수 있다.

또한, 상기 제 2 오프셋 정보는 상기 제 2 타입 셀로부터 상기 제 1 타입 셀로의 핸드오버 이벤트를 위해 미리 설정된 문턱값(Threshold)에서 이력값(Hysteresis) 및 상기 최소 수신신호 품질 값을 차감하는 방법으로 상기 제 2 타입 셀에서 계산될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 실시예들을 이용함으로써, 보다 효율적인 이종망간 핸드오버 조건이 정의될 수 있다.

둘째, 본 발명의 실시예들을 통해 LTE 약전계 지역에서 단말이 LTE와 eHRPD사이를 반복적으로 움직이는 현상을 감소시킬 수 있다. 따라서 불필요한 단말의 성능 저하를 줄일 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 나타낸다.
도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(U-Plane, User-Plane) 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 LTE 망과 eHRPD 망 사이에서 핸드오버를 결정하는 과정의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 주된 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 나타낸다.

E-UMTS 시스템은 WCDMA UMTS 시스템에서 진화한 시스템으로 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 크게 단말(User Equipment; UE)과 기지국, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)로 구성된다. 통상적으로 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시 송신할 수 있다. AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때, 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. 하나의 eNB에는 하나 이상의 셀(cell)이 존재한다. eNB 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. CN(Core Network)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. AG는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다. TA는 복수의 셀들로 구성되며, 단말은 특정 TA에서 다른 TA로 이동할 경우, AG에게 자신이 위치한 TA가 변경되었음을 알려준다.

도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 나타낸다.

E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템이다. E-UTRAN은 기지국(eNB)들로 구성되고 eNB들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. X2 사용자 평면 인터페이스(X2-U)는 eNB들 사이에 정의된다. X2-U 인터페이스는 사용자 평면 PDU의 비보장 전달(non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스(X2-CP)는 두 개의 이웃 eNB 사이에 정의된다. X2-CP는 eNB 간의 컨텍스트(context) 전달, 소스 eNB와 타겟 eNB 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다. eNB는 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다. S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 eNB와 S-GW(Serving Gateway) 사이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 eNB와 MME(Mobility Management Entity) 사이에 정의된다. S1 인터페이스는 EPS(Evolved Packet System) 베어러 서비스 관리 기능, NAS(Non-Access Stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다.

도 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(U-Plane, User-Plane) 구조를 나타낸다.

무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 도 2의 프로토콜 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호 접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에 RLC 계층은 존재하지 않을 수 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. 단말의 RRC 계층과 무선 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

eNB를 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 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 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.

전송채널의 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.

이하에서는 LTE 망과 eHRPD 망을 함께 지원하는 일반적인 듀얼모드 단말이, 두 망이 공존하는 환경에서 핸드오버를 결정하는 방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, eHRPD 망에서 LTE 망으로 핸드오버를 수행하는 조건을 설명한다.

단말은 eHRPD 망을 통해 서비스받는 동안 주기적으로 LTE 셀을 탐색하고, LTE 셀이 발견된 경우 발견된 셀이 서비스가 가능한지 여부를 판단한다. 해당 LTE 셀이 서비스 가능하다고 판단되면 단말은 핸드오버를 수행한다. 발견된 LTE 셀의 서비스 가능 여부를 판단하는 규칙은 아래 수학식 1과 같다.

수학식 1에서, Qrxlevmeas는 발견된 셀의 측정된 수신 레벨 값(Measured cell RX level value)으로, 수신 레벨은 참조 신호 수신 전력(RSRP:Reference Signal Received Power, 단위: dBm)을 의미한다. 또한, Qrxlevmin은 셀에서 최소한으로 요구되는 수신 레벨 값으로, 역시 RSRP값으로 나타낼 수 있다. Pcompensation은 전력 보상 상수이다.

즉, 발견된 셀의 RSRP 측정 값이 최소 요구치에 상수를 더한 값보다 큰 경우 단말은 발견된 셀이 서비스 가능하다고 판단하게 된다.

다음으로, LTE 망에서 eHRPD 망으로 핸드오버를 수행하는 조건을 설명한다.

LTE 망에서 eHRPD 망으로의 핸드오버 결정은, 망이 어떤 핸드오버 이벤트를 사용하는지 여부에 따라 결정된다. 예를 들어, 3GPP 표준에서 정의하는 바와 같이 서빙 LTE 셀의 신호 품질이 미리 설정된 기준치보다 낮으면 핸드오버를 트리거하는 A2 이벤트나, LTE 서빙 셀의 신호 품질이 미리 설정된 기준치보다 낮은 동시에 이웃 이종망(즉, eHRPD 망)의 신로 품질이 다른 기준치보다 높은 경우 핸드오버를 트리거하는 B2 이벤트 등이 있다. 결국, A2 이벤트나 B2 이벤트가 적용되는 망에서는 LTE 서빙 셀의 신호품질이 특정 문턱값보다 낮으면 단말은 eHRPD 망으로 핸드오버를 수행하게 된다.

이벤트 트리거 조건으로 RSRP를 사용할 경우 LTE 서빙 셀의 신호 품질이 특정 문턱값보다 낮은지 여부를 판단하는 기준은 아래 수학식 2와 같다.

Qrxlevmeas는 단말에서 측정된 LTE 망의 수신 신호품질 레벨이다. 또한, Threshold는 기 설정된 문턱값이며, Hysteresis는 이력값으로 각각 LTE 망에 의해 시그널링(signaling)으로 단말에게 전달된다. 위 수학식 2의 조건이 만족되면 단말은 측정 보고(measurement report) 메시지를 LTE 망으로 보내고, LTE 망은 단말이 eHRPD로 이동하도록 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 보낸다.

그런데, 단말이 상기 수학식 1 및 수학식 2를 동시에 만족하는 경우 단말은 LTE 망과 eHRPD 망 사이에서 반복적으로 핸드오버를 수행하게 된다. 아래 예시는 단말이 LTE 망과 eHRPD 망 사이에는 반복적 핸드오버(즉, ping pong)를 수행하게 되는 설정 값(configuration) 이며 실제 미국 버라이존(Verizon) 망에 적용된 값들이다.

Qrxlevmin : -120 dBm,

Threshold : -100 dBm,

Hysteresis : 3 dBm,

Pcompensation : 0,

TriggerQuantity : RSRP,

InterRAT handover event : A2

따라서 단말의 RSRP가 -103dBm (수학식 2)보다 나쁘고, -120 dBm (수학식 1)보다 좋은 경우(즉 단말이 LTE 약전계에 속하는 경우), 단말은 eHRPD 망과 LTE 망 사이에서 반복적 핸드오버를 수행하게 된다.

다만, 3GPP 표준에서는 LTE 셀을 단말이 찾을 때 High quality PLMN이라는 개념을 사용하고 있다. 이는 LTE 셀의 RSRP값이 -110 dBm 보다 크면 High Quality 셀로 보는 개염이다. 이러한 개념을 도입하더라도 -103 dBm > RSRP > -110 dBm 영역에서 반복적 핸드오버가 발생함에는 변함이 없다.

이러한 문제점은 전술된 바와 같이 LTE 망에서 eHRPD 망으로 핸드오버를 수행하는 조건과 eHRPD 망에서 LTE 망으로 핸드오버를 수행하는 조건이 상이함에 기인한다. 따라서, 본 발명에서는 상술한 문제점을 해결할 수 있는 핸드오버 수행 조건을 정의하고, 이를 바탕으로 효율적인 핸드오버를 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다. 구체적으로, LTE 망에서 eHRPD 망으로 핸드오버를 수행하는 조건과 eHRPD 망에서 LTE 망으로 핸드오버를 수행하는 조건 중 하나의 조건을 좀 더 강화하여 핑퐁현상을 줄이고자 한다. 단, LTE 망에서 eHRPD 망으로 핸드오버하는 조건을 강화하면 서비스가 중단될 위험이 있으므로, 본 발명에서는 eHRPD 망에서 LTE 망으로 움직이는 조건을 강화하는 것이 바람직하다. 즉, eHRPD 망을 통해 단말이 서비스를 받고 있더라도 LTE 망의 신호 품질이 좋지 않은 경우에는 eHRPD 망에 머무르도록 하는 것이 바람직하다. 강화된 조건은 LTE 망으로부터 단말이 수신하는 정보를 수정하는 방법으로 구현될 수 있다.

예를 들어, eHRPD 망에서 LTE 셀을 탐색하는 경우 단말은 LTE 망으로부터 마스터 정보블럭(MIB: Master Information Block)와 시스템 정보블럭(SIB: System Information Block) 타입 1(Type1)만을 수신하여 수학식 1에 나타난 바와 같은 eHRPD 망에서 LTE 망으로 핸드오버를 수행하는 조건을 계산한다. 따라서, SIB Type1에 "q-RxLevminOffsetInterRAT" 정보를 삽입한다. q-RxLevminOffsetInterRAT 정보가 삽입된 SIB Type1의 인코딩의 일례가 아래 표 1과 같이 나타나 있다.

표 1을 참조하면, 셀 선택정보(cellSelectionInfo)에 Qrxlevmin(q- RxLevMin) 정보, QrxlevminOffset(q- RxLevMinOffset) 정보 및 RxlevminOffsetInterRAT(q- RxLevminOffsetInterRAT) 정보가 포함된다. QrxlevminOffset 정보는 Qrxlevmin에 적용되는 오프셋 정보이고, RxLevminOffsetInterRAT 정보는 본 발명에서 정의하는, 단말이 eHRPD 망에서 LTE 망으로 핸드오버를 수행하는 조건을 강화하기 위한 오프셋 값이다. 그에 따라 단말이 eHRPD 망에서 LTE 망으로 핸드오버를 수행하는 조건인 수학식 1은 아래 수학식 3과 같이 변경된다. 수학식 3에서 QrxlevminOffset은 0인 것으로 가정한다.

그런데, 단말이 LTE 망에서 eHRPD 망으로의 핸드오버를 수행하는 조건으로 이벤트 A2 또는 B2를 사용하는 경우, LTE 망은 RxLevminOffsetInterRAT 값을 수학식 2를 고려하여 아래 수학식 4와 같이 결정한다.

이때, Threshold는 이벤트 A2인 경우 a2에서 기존 Threshold를 뺀 값이 되고, 이벤트 B2인 경우 b2에서 Threshold1을 뺀 값이 될 수 있다.

이벤트 A2 및 B2를 보다 상세히 설명하면 아래와 같다.

이벤트 A2는 서빙 셀의 신호 품질이 문턱값보다 낮은 경우를 말한다. 보다 구체적으로, Ms + Hys < Thresh 인 경우를 말한다. 여기서 Ms 는 어떤 오프셋도 적용되지 않은 서빙 셀의 신호 측정 결과이다. 또한, Hys 는 본 이벤트를 위한 히스테리시스(즉, 본 이벤트를 위해 reportConfigEUTRA 내에서 정의됨) 파라미터를 의미한다. 아울러, Thresh 는 본 이벤트를 위한 문턱값 파라미터 (즉, 본 이벤트를 위해 reportConfigEUTRA 내에서 정의된 a2-Threshold)를 의미한다.

다음으로, 이벤트 B2는 서빙 셀의 신호품질이 문턱값 1 (threshold1)보다 나쁘고, 이웃 이종셀의 신호품질이 문턱값 2(threshold2)보다 우수한 경우를 말한다. 보다 구체적으로, Ms + Hys < Thresh1 및 Mn + Ofn - Hys > Thresh2 인 경우를 말한다. 여기서 Ms 의 의미는 이벤트 A2에서 설명된 바와 같다. Hys 는 본 이벤트를 위한 히스테리시스(즉, 본 이벤트를 위해 reportConfigInterRAT 내에서 정의됨) 파라미터를 의미한다. Mn 은 어떠한 오프셋도 적용되지 않은 이웃 이종셀의 신호 품질을 의미한다. 또한, Ofn 은 이웃 이종셀의 주파수의 주파수 특정의 오프셋(즉, 이웃 이종셀의 주파수에 대응되는 measObject 내에서 정의된 offsetFreq)을 의미한다. Thresh1 은 본 이벤트를 위해 reportConfigInterRAT 내에서 정의된 b2-Threshold1을 의미하고, Thresh2 는 본 이벤트를 위해 reportConfigInterRAT 내에서 정의된 b2-Threshold2를 의미한다. 한편, 전술된 이벤트에 관한 설명은 3GPP TS36.331 (RRC) 표준 문서를 통해 그 기재가 보충될 수 있다.

전술된 이벤트에 관한 설명은 3GPP TS36.331 (RRC) 표준 문서를 통해 그 기재가 보충될 수 있다.

결국, 단말이 eHRPD 망에서 LTE망으로 핸드오버하는 조건은, 수학식 4를 다시 수학식 3에 대입함에 따라 아래 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.

이제, 수학식 5와 수학식 2를 비교하면, Pcompensation 값만큼이 핑퐁현상을 발생시키는 값이 된다. Pcompensation은 아래 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.

수학식 6에서 P_{EMAX_H}는 단말이 해당 셀에서 상향링크 전송시 적용하는 최대 전송 전력 레벨을 의미하고, P_PowerClass는 단말의 전력 클래스(power class)에 따른 최대 무선 출력전력을 의미한다. 여기서 P_PowerClass는 LTE 망이 알 수 없는 단말 특정의 값이므로, LTE 망이 Pcompensation의 값을 알지는 못한다. 그러나, Pcompensation은 보통 무시될 수 있는 매우 작은 값을 같거나 '0'의 값을 가진다. 결국, 수학식 4와 같이 LTE 망에서 결정된 RxLevminOffsetInterRAT 값을 단말이 수학식 3과 같이 eHRPD 망에서 LTE 망으로의 핸드오버를 결정하는 기준으로 판단하도록 함에 따라 핑퐁 현상을 최대한 억제시킬 수 있게 된다.

상술한 바에 따른 핸드오버 결정과정을 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 LTE 망과 eHRPD 망 사이에서 핸드오버를 결정하는 과정의 일례를 나타낸다.

먼저, 단말은 eHRPD 망에 연결되어 서비스를 받는다(S401).

eHRPD 망에서 서비스를 받는 동안, 단말은 주기적으로 셀 선택을 위해 주변의 LTE 망을 탐색하게 되고(S402), LTE 망이 발견된 경우(S403) MIB 및 SIBtype1을 LTE 망으로부터 수신하여 RxLevminOffsetInterRAT 값을 획득하고, 상술한 수학식 3에 따른 조건을 만족하는지 여부를 판단한다(S404).

보다 상세히, 수학식 3에서는 QrxlevminOffset값을 생략한 형태였으나, QrxlevminOffset 값까지 고려하고, 셀 선택을 위한 수신레벨(Srxlev)가 0보다 높은 경우 핸드오버 조건을 만족한다고 하면, 수학식 3은 아래 수학식 7로 다시 표현될 수 있다.

즉, 수학식 7의 Srxlev가 0보다 큰 경우 단말은 eHRPD 망에서 LTE 망으로의 핸드오버 조건이 만족되는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 수학식 7의 Srxlev가 0보다 큰 경우 단말은 LTE 망으로 핸드오버를 수행하고(S405), 그렇지 못한 경우 계속하여 eHRPD 망을 통하여 서비스받게 된다.

상술한 핸드오버 결정 방법에서 eHRPD 망과 LTE 망의 용어는 각각 eHRPD 기지국과 LTE 기지국 또는 eHRPD 셀과 LTE 셀로 대체될 수 있다.

단말 및 기지국 구조

이하, 본 발명의 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국을 설명한다.

단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다. 이러한 송신단과 수신단의 일례를 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 좌측은 송신단의 구조를 나타내고, 우측은 수신단의 구조를 나타낸다. 송신단과 수신단 각각은 안테나(5, 10), 프로세서(20, 30), 전송모듈(Tx module(40, 50)), 수신모듈(Rx module(60, 70)) 및 메모리(80, 90)를 포함할 수 있다. 각 구성 요소는 서로 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 이하 각 구성요소를 보다 상세히 설명한다.

안테나(5, 10)는 전송모듈(40, 50)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(60, 70)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다.

안테나, 전송모듈 및 수신모듈은 함께 무선통신(RF) 모듈을 구성할 수 있다.

프로세서(20, 30)는 통상적으로 수신단과 송신단 전체의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다.

특히, 단말의 프로세서는 eHRPD 망을 통하여 서비스를 받는 경우 주변의 LTE 기지국을 탐색하고, 탐색된 LTE 기지국으로부터 MIB 및 SIBtype1을 수신하여 핸드오버 조건을 판단하고, 조건이 만족된 경우에만 LTE 망으로 핸드오버를 시도할 수 있다. 이때, LTE 기지국으로부터 RxLevminOffsetInterRAT 정보를 수신하여 핸드오버 조건 만족 여부를 판단함에 적용하여 불필요한 반복적 핸드오버를 감소시킬 수 있다.

또한, LTE 기지국의 프로세서는 Qrxlevmin 값, Threshold 값 및 Hysteresis 값을 이용하여 RxLevminOffsetInterRAT 값을 계산하고, 이를 단말에 시그널링 해줄 수 있다.

이 외에도 단말의 프로세서는 상술한 실시예들에 개시된 동작 과정의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다.

전송 모듈(40, 50)은 프로세서(20, 30)로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(10)에 전달할 수 있다.

수신 모듈(60, 70)은 외부에서 안테나(5, 10)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(20, 30)로 전달할 수 있다.

메모리(80, 90)는 프로세서(20, 30)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 메모리(80, 90)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

한편, 기지국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims

무선 접속 시스템에서 이종망간 핸드오버(InterRAT HO)를 지원하는 단말이 제 1 타입 기지국에서 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
상기 제1 타입 기지국과 통신 방식이 상이한 제2 타입 기지국으로부터 오프셋 정보를 획득하되, 상기 오프셋 정보는 상기 제1 타입 기지국으로부터 상기 제2 타입 기지국으로의 InterRAT HO에만 적용되는, 오프셋 정보 획득 단계;
"Srxlev" 가 상기 오프셋 정보가 지시하는 오프셋 값보다 큰 경우, 상기 제2 타입 기지국으로의 핸드오버를 수행하는, 핸드오버 수행 단계;를 포함하되,
상기 오프셋 값은 상기 제2 타입 기지국으로부터 상기 제1 타입 기지국으로의 핸드오버를 위해 미리 결정된 문턱 값에서 히스테리시스 (hysteresis) 값과 "Qrxlevmin" 를 감하여 산출되고,
상기 "Srxlev" 는 하기의 수학식에 의해 산출되고,
[수학식]
Srxlev = Qrxlevmeas - (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) - Pcompensation,
여기서, 상기 "Srxlev" 는 InterRAT HO가 아닌 셀 선택을 위한 수신 레벨을 의미하고,
"Qrxlevmeas"는 상기 제2 타입 기지국의 측정된 수신 레벨 값을 의미하고,
상기 "Qrxlevmin"는 상기 제2 타입 기지국에서 요구되는 최소 수신 레벨 값을 의미하고,
"Qrxlevminoffset"는 상기 "Qrxlevmin"에 적용되는 오프셋 정보를 의미하고,
"Pcompensation"는 전력 보상 상수를 의미하는, 핸드오버 수행방법.
제 1항에 있어서,
상기 "Srxlev" 가 상기 오프셋 값 이하인 경우, 상기 제1 타입 기지국으로부터의 서비스를 유지하는, 서비스 유지 단계;를 더 포함하는, 핸드오버 수행방법.
제 1항에 있어서,
상기 "Qrxlevmin"에 대한 정보는 상기 제2 타입 기지국으로부터 전송되는, 핸드오버 수행방법.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 타입 기지국은 eHRPD 셀이고, 상기 제 2 타입 기지국은 LTE 셀인, 핸드오버 수행방법.
무선 접속 시스템에서 이종망간 핸드오버(InterRAT HO)를 지원하는 단말 장치에 있어서,
프로세서; 및
상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되,
상기 프로세서는,
제1 타입 기지국과 통신 방식이 상이한 제2 타입 기지국으로부터 오프셋 정보를 획득하되, 상기 오프셋 정보는 상기 제1 타입 기지국으로부터 상기 제2 타입 기지국으로의 InterRAT HO에만 적용되고,
"Srxlev" 가 상기 오프셋 정보가 지시하는 오프셋 값보다 큰 경우, 상기 제2 타입 기지국으로의 핸드오버를 수행하는 것을 특징으로 하고,
상기 오프셋 값은 상기 제2 타입 기지국으로부터 상기 제1 타입 기지국으로의 핸드오버를 위해 미리 결정된 문턱 값에서 히스테리시스 (hysteresis) 값과 "Qrxlevmin" 를 감하여 산출되고,
상기 "Srxlev" 는 하기의 수학식에 의해 산출되고,
[수학식]
Srxlev = Qrxlevmeas - (Qrxlevmin + Qrxlevminoffset) - Pcompensation,
여기서, 상기 "Srxlev" 는 InterRAT HO가 아닌 셀 선택을 위한 수신 레벨을 의미하고,
"Qrxlevmeas"는 상기 제2 타입 기지국의 측정된 수신 레벨 값을 의미하고,
상기 "Qrxlevmin"는 상기 제2 타입 기지국에서 요구되는 최소 수신 레벨 값을 의미하고,
"Qrxlevminoffset"는 상기 "Qrxlevmin"에 적용되는 오프셋 정보를 의미하고,
"Pcompensation"는 전력 보상 상수를 의미하는, 단말 장치.
제 5항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 "Srxlev" 가 상기 오프셋 값 이하인 경우, 상기 제1 타입 기지국으로부터의 서비스를 유지하는 것을 특징으로 하는, 단말 장치.
제 5항에 있어서,
상기 "Qrxlevmin"에 대한 정보는 상기 제2 타입 기지국으로부터 전송되는, 단말 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제 1 타입 기지국은 eHRPD 셀이고, 상기 제 2 타입 기지국은 LTE 셀인, 단말 장치.
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