KR101839924B1

KR101839924B1 - 무선 통신 시스템에서 시스템 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR101839924B1
Application number: KR1020170009208A
Authority: KR
Inventors: 신권석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2018-03-19

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 시스템 정보를 획득하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 시스템 정보를 획득하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 제1 시스템 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩하는 과정과, 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, 데이터베이스(database, DB)에 저장된 제2 시스템 정보를 식별하는 과정과, 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한 정보인지 여부를 결정하는 과정과, 상기 제2 시스템 정보가 유효한 정보로 결정된 경우, 상기 DB를 이용하여 상기 제2 시스템 정보를 획득하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 시스템 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ACQUIRING SYSTEM INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 셀의 시스템 정보를 획득하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.

유휴 상태의 단말이 셀 선택 및/또는 재선택 절차를 수행하는 경우, 상기 유휴 상태의 단말은 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신해야 하기 때문에 단말의 소모 전력이 낭비되는 문제가 야기된다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 무선 통신 시스템에서 미리 저장된 시스템 정보를 이용하여 셀의 시스템 정보를 획득하기 위한 방법을 제안한다.

또한, 본 발명은 단말이 수신한 시스템 정보를 데이터베이스에 저장하기 위한 방법을 제안한다.

또한, 본 발명은 단말이 셀의 시스템 정보를 획득하기 위해 이용되는 데이터베이스의 일부 항목을 삭제 및/또는 추가하기 위한 방법을 제안한다.

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.

본 발명은, 무선 통신 시스템에서 시스템 정보(system information)를 획득하는 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은, 기지국으로부터 제1 시스템 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩하는 과정과, 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, 셀 ID 별로 구분되는 적어도 하나의 시스템 정보를 포함하는 데이터베이스(database, DB)에 저장된 제2 시스템 정보를 식별하는 과정과, 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한 정보인지 여부를 결정하는 과정과, 상기 제2 시스템 정보가 유효한 정보로 결정된 경우, 상기 DB를 이용하여 상기 제2 시스템 정보를 획득하는 과정을 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제1 시스템 정보는 상기 기지국의 셀 ID 정보를 포함하고, 상기 DB에 저장된 제2 시스템 정보를 식별하는 과정은, 상기 DB에 포함된 상기 적어도 하나의 시스템 정보 중 상기 셀 ID 정보에 대응하는 시스템 정보를 식별하는 과정을 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제1 시스템 정보는 시스템 정보 블록 1(system information block 1, SIB1)을 포함하고, 상기 셀 ID 정보는 셀 글로벌 ID(Cell Global Identity, CGI)를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제1 시스템 정보는, 상기 제1 시스템 정보에 대한 태그 (tag)를 나타내는 제1 변수(parameter)를 포함하고, 상기 DB는, 상기 제2 시스템 정보와 관련된 태그를 나타내는 제2 변수 및 상기 제2 시스템 정보가 저장된 시점을 나타내는 제3 변수를 포함하고, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한 정보인지 여부를 결정하는 과정은, 상기 제1 변수와 상기 제2 변수가 일치하는지 여부를 결정하는 과정과, 상기 제3 변수가 나타내는 시점이 3시간 이내인지 여부를 확인하는 과정을 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제1 시스템 정보는, 제1 SIB1을 포함하고, 상기 제1 변수는, 상기 제1 SIB1에 포함된 systemInfoValueTag를 포함하고, 상기 제2 변수는, 상기 제2 시스템 정보를 저장하기 위해 이용된 제2 SIB1에 포함된 systemInfoValueTag를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 적어도 하나의 시스템 정보 각각은 시스템 정보에 대한 태그를 나타내는 변수와 셀 DB에 저장된 시간을 나타내는 변수와 함께 셀 DB에 저장된다.

또한, 본 발명에서, 상기 적어도 하나의 시스템 정보 각각은 SIB1에 기반하여 저장되고, 상기 셀 ID는 상기 SIB1에 포함된 CGI를 포함하고, 상기 시스템 정보에 대한 태그를 나타내는 변수는 상기 SIB1에 포함된 systemInfoValueTag를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 DB에 저장된 제2 시스템 정보를 식별하지 못한 경우, 상기 기지국으로부터 상기 제1 시스템 정보의 후속 시스템 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 후속 시스템 정보를 디코딩하는 과정과, 상기 DB에 상기 디코딩된 후속 시스템 정보를 저장하는 과정을 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 DB에 상기 디코딩된 후속 시스템 정보를 저장하는 과정은, 상기 디코딩된 후속 시스템 정보와 함께, 상기 제1 시스템 정보에 포함된 셀 ID, 시스템 정보 값 태그를 나타내는 변수, 또는 상기 후속 시스템 정보가 DB에 저장된 시점을 나타내는 변수 중 적어도 하나를 상기 DB에 더 저장하는 과정을 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제2 시스템 정보가 유효한 정보로 결정되지 않은 경우, 상기 DB에서 식별된 제2 시스템 정보를 삭제하는 과정과, 상기 기지국으로부터 상기 제1 시스템 정보의 후속 시스템 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 후속 시스템 정보를 디코딩하는 과정과, 상기 DB에 상기 디코딩된 후속 시스템 정보를 저장하는 과정을 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 단말은 유휴 모드(idle mode)로 동작한다.

또한, 본 발명에서, 상기 디코딩된 제1 시스템 정보 및 상기 획득된 제2 시스템 정보를 이용하여 단말에 저장된 시스템 정보를 갱신하는 과정과, 슬립 모드(sleep mode)로 진입하는 과정을 더 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 기지국으로부터 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩하는 과정은, 상기 기지국으로부터 MIB 및 SIB1을 수신하는 과정과, 상기 수신된 MIB 및 SIB1을 디코딩하는 과정을 포함한다.

또한, 본 발명은, 무선 통신 시스템에서 시스템 정보를 획득하는 단말에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부와, 상기 송수신부와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는, 기지국으로부터 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩하고, 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, 데이터베이스(database, DB)에 저장된 제2 시스템 정보를 식별하고, 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한 정보인지 여부를 결정하고, 상기 제2 시스템 정보가 유효한 정보로 결정된 경우, 상기 DB를 이용하여 상기 제2 시스템 정보를 획득하도록 제어한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 단말은 셀 선택 및/또는 재선택 절차를 수행하는 경우 보다 적은 전력을 이용하여 시스템 정보를 획득할 수 있다.

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

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 아이들 상태의 단말 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결 재설정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 시스템 정보의 전송을 예시한다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 시스템 정보의 변경을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 시스템 정보 획득 절차를 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 페이징 시점을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 유휴 상태의 단말이 시스템 정보를 갱신하는 일반적인 절차의 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 새로운 셀의 시스템 정보를 획득하기 위한 단말의 동작 절차를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템 정보를 획득하는 경우의 단말의 전력 소비량을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 새로운 셀의 시스템 정보를 획득하기 위한 단말의 동작 절차를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시스템 정보를 획득하는 경우의 단말의 전력 소비량을 나타낸다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템 정보를 획득하는 단말의 동작 절차를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

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.

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.

본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

시스템 일반

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.

도 1에서 무선 프레임의 시간 영역에서의 크기는 T_s=1/(15000*2048)의 시간 단위의 배수로 표현된다. 하향링크 및 상향링크 전송은 T_f=307200*T_s=10ms의 구간을 가지는 무선 프레임으로 구성된다.

도 1의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 1 무선 프레임은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD에 모두 적용될 수 있다.

무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 무선 프레임은 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 20개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스가 부여된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 연속적인 2개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 서브프레임 i는 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.

FDD에서 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 주파수 도메인에서 구분된다. 전이중 FDD에 제한이 없는 반면, 반이중 FDD 동작에서 단말은 동시에 전송 및 수신을 할 수 없다.

하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.

도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다.

타입 2 무선 프레임은 각 153600*T_s=5ms의 길이의 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 각 하프 프레임은 30720*T_s=1ms 길이의 5개의 서브프레임으로 구성된다.

TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다.

표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.

표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다.

DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

각 서브프레임 i는 각 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다.

상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.

하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환되는 시점을 전환 시점(switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성(Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프-프레임에만 존재한다.

모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.

이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수 있으며, 방송 정보로서 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.

표 2는 스페셜 서브프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.

도 1의 예시에 따른 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 N^DL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.

상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.

PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.

기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: system information block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

EPDCCH(enhanced PDCCH)는 단말 특정(UE-specific) 시그널링을 나른다. EPDCCH는 단말 특정하게 설정된 물리 자원 블록(PRB: physical resource block)에 위치한다. 다시 말해, 상술한 바와 같이 PDCCH는 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들에서 전송될 수 있으나, EPDCCH는 PDCCH 이외의 자원 영역에서 전송될 수 있다. 서브프레임 내 EPDCCH가 시작되는 시점(즉, 심볼)은 상위 계층 시그널링(예를 들어, RRC 시그널링 등)을 통해 단말에 설정될 수 있다.

EPDCCH는 DL-SCH와 관련된 전송 포맷, 자원 할당 및 HARQ 정보, UL-SCH와 관련된 전송 포맷, 자원 할당 및 HARQ 정보, SL-SCH(Sidelink Shared Channel) 및 PSCCH(Physical Sidelink Control Channel)과 관련된 자원 할당 정보 등을 나를 수 있다. 다중의 EPDCCH가 지원될 수 있으며, 단말은 EPCCH의 세트를 모니터링할 수 있다.

EPDCCH는 하나 또는 그 이상의 연속된 진보된 CCE(ECCE: enhanced CCE)를 이용하여 전송될 수 있으며, 각 EPDCCH 포맷 별로 단일의 EPDCCH 당 ECCE의 개수가 정해질 수 있다.

각 ECCE는 복수의 자원 요소 그룹(EREG: enhanced resource element group)으로 구성될 수 있다. EREG는 ECCE의 RE에의 매핑을 정의하기 위하여 사용된다. PRB 쌍 별로 16개의 EREG가 존재한다. 각 PRB 쌍 내에서 DMRS를 나르는 RE를 제외하고, 모든 RE는 주파수가 증가하는 순서대로 그 다음 시간이 증가하는 순서대로 0 내지 15까지의 번호가 부여된다.

단말은 복수의 EPDCCH를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 단말이 EPDCCH 전송을 모니터링하는 하나의 PRB 쌍 내 하나 또는 두 개의 EPDCCH 세트가 설정될 수 있다.

서로 다른 개수의 ECCE가 병합됨으로써 EPCCH를 위한 서로 다른 부호화율(coding rate)이 실현될 수 있다. EPCCH는 지역적 전송(localized transmission) 또는 분산적 전송(distributed transmission)을 사용할 수 있으며, 이에 따라 PRB 내 RE에 ECCE의 매핑이 달라질 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.

하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법

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.

도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 아이들 상태의 단말 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 5는 초기 전원이 켜진 단말이 셀 선택 과정을 거쳐 네트워크 망에 등록하고 이어 필요할 경우 셀 재선택을 하는 절차를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 단말은 자신이 서비스 받고자 하는 망인 PLMN(public land mobile network)과 통신하기 위한 라디오 접속 기술(radio access technology; RAT)를 선택한다(S510). 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)(S520). 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(S530). 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(S540). 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 6은 본 발명이 적용될 수 있는 RRC 연결을 확립하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

단말은 RRC 연결을 요청하는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 네트워크로 보낸다(S610). 네트워크는 RRC 연결 요청에 대한 응답으로 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 보낸다(S620). 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(S630).

도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 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(S710). 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(S720).

단말의 셀 선택/재선택 절차

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.

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.

다음으로 단말은 저장된 정보를 활용하거나, 셀에서 방송하고 있는 정보를 활용하여 셀을 선택할 수 있다. 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 셀을 찾지 못하면, 단말은 초기 셀 선택 과정을 수행한다.

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.

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

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

- 인터-RAT(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 이웃 셀(neighboring cell)의 품질을 측정한다.

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

인트라-주파수 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.

인터-주파수 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 signaling)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. 브로드캐스트 시그널링을 통해 제공되는 셀 재선택 우선순위를 공용 우선순위(common priority)라고 할 수 있고, 단말별로 네트워크가 설정하는 셀 재선택 우선 순위를 전용 우선순위(dedicated priority)라고 할 수 있다. 단말은 전용 우선순위를 수신하면, 전용 우선순위와 관련된 유효 시간(validity time)를 함께 수신할 수 있다. 단말은 전용 우선순위를 수신하면 함께 수신한 유효 시간으로 설정된 유효성 타이머(validity timer)를 개시한다. 단말은 유효성 타이머가 동작하는 동안 RRC 아이들 모드에서 전용 우선순위를 적용한다. 유효성 타이머가 만료되면 단말은 전용 우선순위를 폐기하고, 다시 공용 우선순위를 적용한다.

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

인트라-주파수 셀 재선택 또는 인터-주파수 셀 재선택을 위해 네트워크는 단말에게 셀 재선택에 사용되는 이웃 셀 리스트(Neighboring 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

인트라-주파수 또는 인터-주파수 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.

시스템 정보(System Information)

단말은 셀 탐색 절차를 통하여 셀과 동기를 맞추고, 셀의 물리계층 ID를 획득하며 셀 무선 프레임 타이밍을 획득한다. 그리고, 단말은 이러한 과정을 성공적으로 완료하면, 셀 시스템 정보를 획득하여야 한다. 시스템 정보는 일반적으로 단말이 셀에 접속하기 위해서 그리고 일반적으로 네트워크 내에서 및 특정 셀 내에서 적절하게 동작하기 위해서 단말이 알아야 하는 정보를 의미한다.

시스템 정보와 관련된 구체적인 사항은 3GPP TS 36.331 문서를 참조함으로써 본 문서에 병합될 수 있다(incorporated by reference).

LTE/LTE-A 시스템에서는 RRC_IDLE 모드 및 RRC_CONNECTED 모드 단말의 동작에 필요한 기본적인 파라미터들(즉, 시스템 정보)을 여러 개의 정보 블록(Information Block)들로 나누어 브로드캐스팅한다.

시스템 정보는 마스터 정보 블록(MIB: Master Information Block)과 복수의 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block)으로 나뉜다. 이하, SIB 타입 x(SystemInformationBlockTypex)를 간단히 'SIB x'로 지칭한다.

표 3은 시스템 정보에 포함되는 컨텐츠(content)를 간략히 예시하는 표이다.

표 3을 참조하면, MIB는 제한되고 가장 필수적이고 셀로부터 다른 정보를 획득하기 위하여 필요한 가장 빈번하게 전송되는 파라미터를 포함한다.

MIB는 하향링크 셀 대역폭에 대한 정보를 포함한다. MIB 내에서 4비트가 하향링크 대역폭을 가리키는데 사용되어, 16개까지의 서로 다른 대역폭을 지시할 수 있다.

또한, MIB는 셀의 PHICH 설정에 대한 정보를 포함한다. 단말은 DL-SCH(즉, PDSCH)를 수신하기 위하여 필요한 PDCCH 상의 L1/L2 제어 시그널링을 수신하기 위해서는 PHICH 설정을 알고 있어야 한다. MIB 내에서 3 비트가 PHICH 설정에 대한 정보를 지시하며, 여기서 1 비트는 PHICH 구간이 하나의 OFDM 심볼 혹은 세 개의 OFDM 심볼을 점유하는지 나타내고, 나머지 2 비트는 제어 영역 내에서 PHICH를 위해 예약된 자원의 양을 알려준다.

또한, MIB는 해당 MIB가 전송되는 무선 프레임의 시스템 프레임 번호(SFN)를 포함한다.

SIB 1은 셀 접속에 관련된 정보들(PLMN ID, 트래킹 영역 코드, 셀 선택 파라미터, 주파수 밴드)을 포함하고, 특히 SIB 1을 제외한 다른 SIB들의 스케줄링 정보를 포함한다.

이외에도, 각 시스템 정보는 정보 블록으로 구분되어 단말에게 제공된다.

표 3에 예시된 SIB 번호, 각 SIB에 포함된 컨텐트 등은 하나의 예시에 불과하고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 시스템 정보의 전송을 예시한다.

도 8을 참조하면, MIB는 40 ms의 주기를 가지는 고정된 스케줄을 사용하고, 40 ms 주기 내에서 반복된다. MIB의 첫 번째 전송은 시스템 프레임 번호(SFN: System Frame Number) mod 4 = 0 인 무선 프레임의 서브프레임 #0에서 스케줄되고, 40 ms의 주기 내에서 다른 모든 무선 프레임의 서브프레임 #0에서 반복된다.

SIB 1은 80 ms의 주기를 가지는 고정된 스케줄을 사용하고, 80 ms 주기 내에서 반복된다. SIB 1의 첫 번째 전송은 SFN mod 8 = 0 인 무선 프레임의 서브프레임 #5에서 스케줄되고, 80 ms 주기 내에서 SFN mod 2 = 0 인 다른 모든 무선 프레임의 서브프레임 #5에서 반복된다.

네트워크는 SIB을 브로드캐스팅할 뿐만 아니라 전용 시그널링(dedicated signaling)(예를 들어, RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfiguration) 메시지)을 통해 동일한 파라미터 값을 포함하는 SIB 1을 단말에게 제공할 수 있다.

SIB 1을 제외한 SIB들은 시스템 정보(SI: SystemInformation) 메시지에서 전달된다.

SIB의 SI 메시지에의 매핑은 SIB 1에 포함된 스케줄링 정보 리스트(schedulingInfoList)에 의해 설정될 수 있다. 스케줄링 정보 리스트(schedulingInfoList)는 각 SI 메시지에 대한 스케줄링 정보(schedulingInfo)를 포함하고, 스케줄링 정보(schedulingInfo)는 SI 메시지의 전송 주기(si-Periodicity) 및 SIB 매핑 정보(sib-MappingInfor)를 포함한다.

이때, 각 SIB는 단일 SI 메시지에만 포함되고 해당 SI 메시지에서 최대 한번 포함된다. 동일한 스케줄링 요구사항(즉, 전송 주기)을 가지는 SIB들은 동일한 SI 메시지에 매핑될 수 있다. SIB 2(SystemInformationBlockType2)는 항상 스케줄링 정보 리스트 내 SI 메시지들의 리스트에서 첫 번째에 해당하는 SI 메시지에 매핑된다. 다중의 SI 메시지들은 동일한 주기를 가지고 전송된다.

SI 메시지는 동적 스케줄링을 사용하여 시간 영역의 윈도우(이하, 'SI 윈도우'라고 지칭한다.) 내에서 전송된다. SIB 1은 SI 윈도우 길이(si-WindowLength)를 설정한다.

각 SI 메시지는 하나의 SI 윈도우와 연관되고, 서로 다른 SI 메시지의 SI 윈도우는 겹치지 않는다. 즉, 하나의 SI 윈도우 내에서는 한 개의 SI 메시지만이 전송된다.

SI 윈도우의 길이는 모든 SI 메시지에 대하여 동일하다. SI 윈도우 내에서, 해당 SI 메시지는 MBSFN 서브프레임, TDD에서 상향링크 서브프레임, 그리고 SFN mod 2 = 0 인 무선 프레임의 서브프레임 #5 이외의 서브프레임에서 여러 번 전송될 수 있다.

시스템 정보는 셀 내 접속한 모든 단말에게 공통적으로 적용되며, 단말은 올바른 동작을 위해 항상 최신의 시스템 정보를 유지하여야 한다. 시스템 정보가 변경되는 경우, 기지국이 새로운 시스템 정보를 전송하는 시점을 단말은 미리 알고 있어야 한다.

상술한 바와 같이, 시스템 정보가 변경되었음을 알리기 위하여, 또한 시스템 정보를 재획득하도록 단말을 트리거하기 위하여 페이징 메시지가 이용될 수 있다.

시스템 정보의 변경(ETWS, CMAS 및 EAB 파라미터 이외)은 특정 무선 프레임에서만 일어난다. 즉, 변경 주기(modification period)가 사용된다. 시스템 정보는 스케줄링에 의한 정의에 따라 변경 주기 내에서 동일한 컨텐츠를 가지고 여러 번 전송된다. 변경 주기 경계는 SFN mod m=0인 SFN 값으로 정의된다. 여기서, m은 변경 주기를 구성하는 무선 프레임 번호이다. 변경 주기는 시스템 정보에 의해 설정된다.

도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 시스템 정보의 변경을 예시하는 도면이다.

네트워크가 시스템 정보(일부)를 변경할 때, 처음 단말에게 변경을 통지한다. 즉, 변경 주기 내에서 수행된다. 다음 변경 주기에서, 네트워크는 업데이트된 시스템 정보를 전송한다. 도 10에서 서로 다른 음영은 서로 다른 시스템 정보를 나타낸다. 변경 통지를 수신하면, 단말은 다음 변경 주기가 시작될 때부터 즉시 새로운 시스템 정보를 획득한다. 단말은 새로운 시스템 정보를 획득할 때까지 이전에 획득한 시스템 정보를 적용한다.

RRC_IDLE 모드인 단말 및 RRC_CONNECTED 모드인 단말에게 시스템 정보의 변경에 대하여 알려주기 위하여 페이징 메시지가 사용된다. 단말이 시스템 정보 변경(systemInfoModification) 필드를 포함하는 페이징 메시지를 수신하면, 단말은 시스템 정보가 다음 변경 주기 경계에서 변경된다고 알게 된다. 다만, 단말이 시스템 정보 내에서 변경에 대한 정보를 수신하더라도, 단말은 어떠한 시스템 정보가 변경되는지 등과 같은 더 상세한 정보는 단말에게 제공되지 않는다.

SIB 1은 SI 메시지 내에서 변경이 발생되었음을 지시하는 시스템 정보 값 태그(systemInfoValueTag)를 포함한다. 단말은 이전에 저장된 SI 메시지가 아직 유효한지 확인하기 위하여(예를 들어, 커버리지 밖에서 커버리지 내로 돌아온 경우 등) 시스템 정보 값 태그를 이용할 수 있다. 또한, 단말은 저장된 시스템 정보가 성공적으로 유효하다고 확인한 시점으로부터 3시간이 지나면 유효하지 않다고 간주할 수 있다.

네트워크는 일부 시스템 정보(예를 들어, ETWS 정보, CMAS 정보, 시간 정보와 같이 일정하게 변경되는 파라미터(SIB 8, SIB 16), EAB 파라미터)가 변경될 때, 시스템 정보 값 태그를 업데이트하지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 네트워크는 일부 시스템 정보가 변경될 때, 페이징 메시지 내 시스템 정보 변경(systemInfoModification) 필드를 포함하지 않을 수 있다.

변경 주기 경계가 지난 후 SIB 1 내 systemInfoValueTag를 체크하거나, 페이징이 수신되지 않은 경우, 매 변경 주기에서 변경 주기 동안 적어도 modificationPeriodCoeff 횟수(예를 들어, 2, 4, 8, 16)만큼 시스템 정보 변경(systemInfoModification) 지시를 찾아보려고 시도함으로써 단말은 저장된 시스템 정보가 유효하다고 확인할 수 있다.

변경 주기 동안 단말이 페이징 메시지를 수신하지 못하면, 단말은 시스템 정보가 다음 변경 주기 경계에서 변경되지 않을 거라고 가정할 수 있다. RRC_CONNECTED 모드인 단말이 변경 주기 동안 하나의 페이징 메시지를 수신하면, 단말은 ETWS 정보, CMAS 정보 및 EAB 파라미터 이외의 시스템 정보가 다음 변경 주기에서 변경되는지 여부를 시스템 정보 변경(systemInfoModification)이 존재 여부에 따라 판단할 수 있다.

RRC_CONNECTED인 ETWS 및/또는 CMAS 지원 가능한 단말은 ETWS 및/또는 CMAS 통지가 존재하는지 여부를 체크하기 위하여 매 기본 페이징 사이클(defaultPagingCycle) 마다 적어도 한 번 페이징을 읽으려고 시도한다.

도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 시스템 정보 획득 절차를 예시하는 도면이다.

단말은 네트워크에 의해 브로드캐스트되는 AS(access stratum) 및 NAS(non-access stratum) 시스템 정보를 획득하기 위하여 시스템 정보 획득 절차를 이용한다. 시스템 정보 획득 절차는 RRC_IDLE 모드인 단말 및 RRC_CONNECTED 모드인 단말 모두에게 적용된다.

셀 선택(예를 들어, 단말 전원이 켜질 때) 및 셀 재선택, 핸드오버 완료 후, 다른 무선 접속 기술(RAT: Radio Access Technology)에 진입할 때, 커버리지 밖에서 커버리지 내로 진입할 때, 시스템 정보가 변경되었다는 통지를 수신하였을 때, ETWS 통지가 존재한다는 지시를 수신하였을 때, CMAS 통지가 존재한다는 지시를 수신하였을 때, EAB 파라미터가 변경되었다는 지시를 수신하였을 때, 최대 유효 지속 기간(maximum validity duration)을 도과하였을 때, 단말은 시스템 정보 획득 절차를 개시한다.

도 10을 참조하면, 단말은 네트워크로부터 MIB를 수신한다(S1001).

MIB는 BCCH에 매핑되고, BCH/PBCH에서 전송된다. 상술한 바와 같이, MIB는 SFN mod 4 = 0 인 무선 프레임의 서브프레임 #0에서 스케줄되고, 해당 주기 내에서 다른 모든 무선 프레임의 서브프레임 #0에서 반복된다. 그리고, PBCH는 무선 프레임의 서브프레임 #0의 두 번째 슬롯의 처음 4개의 OFDM 심볼 내에서 중심의 72 서브캐리어를 점유한다.

단말은 MIB로부터 수신한 파라미터를 사용하여 네트워크로부터 SIB 1을 수신한다(S1002). 그리고, SIB 1으로부터 획득한 스케줄링 정보 리스트(schedulingInfoList)를 기반으로, 네트워크로부터 시스템 정보를 수신한다(S1003).

SIB 1은 SFN mod 8 = 0 인 무선 프레임의 서브프레임 #5에서 스케줄되고, 80 ms 주기 내에서 SFN mod 2 = 0 인 다른 모든 무선 프레임의 서브프레임 #5에서 반복된다.

반면, SIB 1을 제외한 나머지 SIB는 동일한 전송 주기를 가지는 SIB 별로 SI에 매핑되어 전송된다. 상술한 바와 같이, SI 윈도우 길이, SI 메시지 전송 주기는 SIB 1에서 스케줄링된다.

모든 SIB는 BCCH에 매핑되고 DL-SCH/PDSCH에서 전달된다. SIB을 위한 PDCCH는 SI-RNTI(system information-RNTI)에 의해 스크램블된 CRC가 부착된 DCI를 전달하고, PDCCH로부터 SIB를 전달하는 PDSCH가 식별된다. SIB를 위한 PDSCH 자원 할당 정보는 DCI 포맷 1A, 1C가 이용된다. 즉, DCI 포맷 1A, 1C는 SI-RNTI에 의해 스크램블된다.

단말은 PDCCH 상의 SI-RNTI를 디코딩함으로써 SI 메시지를 전달하는 PDSCH의 구체적인 시간 영역 스케줄링(및 다른 정보, 예를 들어, 주파수 영역 스케줄링, 사용된 전송 포맷 등)을 획득할 수 있다. 하나의 SI-RNTI가 SIB 1뿐만 아니라 모든 SI 메시지를 어드레스하기 위하여 사용된다.

단말은 시스템 정보 획득 절차를 통해 획득한 시스템 정보를 이미 저장되어 있는 시스템 정보에 덮어쓸 수 있다(overwrite).

단말의 페이징 시점(paging occasion)

도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 페이징 시점을 설명하기 위한 도면이다.

3GPP LTE/LTE-A 시스템은 단말의 전력 소모를 최소화하기 위해 단말의 불연속 수신(DRX: discontinuous reception) 기법을 정의한다.

DRX를 사용하는 단말은 매 Paging 사이클(즉, DRX cycle)마다 한 번의 페이징 시점(paging occasion)에서만 페이징 메시지가 전송되는지 모니터링한다.

하나의 페이징 프레임(PF: Paging Frame)은 하나 이상의 페이징 시점(들)을 포함할 수 있는 하나의 무선 프레임을 의미한다.

하나의 페이징 시점(PO: Paging Occasion)은 페이징 메시지를 어드레싱(addressing)하는 PDCCH 상에 전송되는 P-RNTI가 존재할 수 있는 하나의 서브프레임을 의미한다. 즉, 페이징 시점(paging occasion)은 단말이 페이징 메시지를 체크하는 PF 내 특정 서브프레임으로 정의된다.

PF 및 PO는 단말의 IMSI 및 DRX 값을 이용하여 결정된다. 단말은 자신의 IMSI 및 DRX 값을 이용해서 PF 및 PO를 계산할 수 있다. 또한, eNB 또한 MME로부터 전달받은 IMSI 값을 통해 단말 별로 PF 및 PO를 계산할 수 있다.

DRX 파라미터(즉, 페이징/PCCH 구성 정보)는 공통적인 무선 자원 설정을 특정하기 위하여 사용되는 RRC 메시지인 공통 무선 자원 설정('RadioResourceConfigCommon') IE에 포함되어 전송될 수 있다. 공통 무선 자원 설정 IE는 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지 또는 SI 메시지와 같은 RRC 메시지를 통해 전송될 수 있다. SI 메시지는 하나 이상의 SIB을 전송하기 위하여 사용되는 메시지이다.

또한, 단말은 어태치 요청(Attach Request) 또는 TAU 요청(Tracking Area Update Request) 메시지를 통해 자신의 DRX 사이클을 요청할 수도 있다. 이때, 단말이 요청할 수 있는 DRX 사이클 길이 세트는 시스템 정보(system information) 내에서 사용된 길이 세트와 동일하다.

표 4는 공통 무선 자원 설정 IE 내 PCCH 구성 정보를 예시한다.

표 4를 참조하면, PCCH 구성 정보는 기본 페이징 사이클 길이를 지시하는 'defaultPagingCycle' 필드와 페이징 프레임(Paging Frame) 및 페이징 시점(Paging Occasion)을 획득하기 위한 파라미터인 'nB'를 포함한다.

'defaultPagingCycle' 필드는 기본 페이징 사이클 길이로 {rf32, rf64, rf128, rf256}의 값 중 어느 하나로 설정될 수 있다. rf는 무선 프레임(radio frame)을 의미하고, rf 뒤의 숫자는 무선 프레임의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 'defaultPagingCycle'=rf32이면 페이징 기본 사이클은 32개의 무선 프레임으로 구성되고, 'defaultPagingCycle'=rf64이면 페이징 기본 사이클은 64개의 무선 프레임으로 구성된다.

'nB' 파라미터의 값은 'T'의 배수로 지시된다(4T, 2T, T, T/2, T/4, T/8, T/16 또는 T/32). 예를 들어, 'nB'=fourT이면 'nB' 파라미터의 값은 4*T이고, 'nB'= quarterT이면 'nB' 파라미터의 값은 T/4이다.

여기서, 'T'는 단말의 DRX 사이클을 나타낸다. 'T'는 단말 특정(UE specific)한 DRX 사이클(상위 계층에 의해 할당된 경우)과 시스템 정보에서 브로드캐스팅되는 기본 DRX 사이클('defaultPagingCycle' 필드 값) 중 가장 짧은 값으로 결정된다. 단말 특정 DRX 사이클이 상위 계층에 의해 설정되지 않은 경우, 기본 DRX 사이클로 결정된다.

PF는 아래 수학식 1에 따라 정해진다.

수학식 1에서 N은 min(T,nB)를 나타내고, UE_ID은 (IMSI mod 1024)를 나타낸다.

단말은 위와 같이 결정된 PF의 모든 서브프레임을 모니터링하지 않으며, 아래 수학식 2와 표 5(또는 표 6)에 따라 결정된 PO에 의해 식별된 서브프레임만을 모니터링한다.

수학식 2에서 Ns는 max(1,nB/T)를 나타낸다.

표 5는 FDD에서 PO를 결정하기 위한 서브프레임 패턴을 예시한다.

표 6은 TDD에서 PO를 결정하기 위한 서브프레임 패턴을 예시한다.

앞서 수학식 2에서 결정된, i_s 값을 표 5 및 6에 적용하여 PO에 해당하는 서브프레임 인덱스가 결정된다. 즉, 단말은 결정된 PF 내에서 PO에 해당하는 서브프레임만을 모니터링한다. 도 11의 예시에서 단말의 DRX 사이클이 320ms(즉, 32 무선 프레임=rf32) 경우, 위의 수학식 1에 기반하여 무선 프레임 4와 무선 프레임 36이 PF로 정해질 수 있다. 그리고, 단말은 위의 수학식 2와 표 5(또는 표 6)에 기반하여 정해진 PO인 무선 프레임 4의 서브프레임 9와 무선 프레임 36의 서브프레임 9에서만 페이징 메시지를 모니터링한다.

LTE(-A) 시스템에서, 정지 중인(또는 이동 중이 아닌) 유휴(또는 대기) 상태(idle mode)의 단말은 기지국에서 설정된 페이징 사이클(paging cycle) 즉, IDLE DRX 주기에 따라 페이징 메시지(paging message)를 확인할 수 있다.

이 경우, 단말은 상기 IDLE DRX 주기에 따라 상기 단말을 지원하는 서빙 셀(serving cell)의 전력(power)를 측정하여, 조건에 따라 인접 셀(neighboring cell)의 존재를 확인하는 과정을 반복하여 수행할 수 있다.

예를 들어, 단말은 서빙 셀로부터 전송된 신호의 수신 품질이 낮은 경우 즉, 서빙 셀의 신호의 수신 전력이 낮다고 판단되는 경우에 인접 셀의 동기 신호(sync signal)를 수신하는 과정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 단말은 인접 셀의 신호에 대한 수신 품질을 측정할 수 있다.

반면, 정지 중인 유휴 상태의 단말과 달리, 이동 중인 유휴 상태의 단말은, 셀 재선택(cell reselection) 조건에 따라, 서빙 셀보다 수신 품질이 더 높은(또는 양호한) 인접 셀로 이동하는 과정을 더 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 유휴 상태의 단말이 인접 셀로 이동하는 경우, 단말은 새로운 셀의 시스템 정보(system information)을 획득해야 한다. 이에 따라, 단말은 획득한 시스템 정보를 이용하여 기존의 시스템 정보를 갱신(update)할 수 있다.

유휴 상태 단말의 시스템 정보 갱신

도 12는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 유휴 상태의 단말이 시스템 정보를 갱신하는 일반적인 절차의 예를 나타낸다. 도 12는 단지 설명을 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 12를 참고하면, 유휴 상태의 단말은 전력 소모를 줄이기 위하여 불연속적 수신(Discontinuous Reception, DRX) 동작을 수행할 수 있다.

S1205 단계에서, 단말은 기지국으로부터 페이징 메시지(paging message)를 수신할 수 있다.

예를 들어, 불연속적인 수신 동작이 적용되는 시스템인 경우, 단말은 기지국에서 설정된 IDLE 주기마다 페이징 채널(paging channel)을 모니터링(monitoring)하여 페이징 메시지를 수신할 수 있다.

페이징 메시지를 수신하기 위하여, 단말은 슬립 모드(sleep mode)에서 동작 모드(wake-up mode)로 변경된다.

여기에서, 동작 모드는 무선 자원 제어 연결 모드(RRC connected mode)를 의미할 수 있다.

S1210 단계에서, 단말은 셀 별 수신 품질을 측정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 셀 별로 동기 신호를 수신하여 각 셀에 대해 동기를 맞출 수 있다. 이 후, 단말은 셀 특정 기준 신호(cell-specific reference)의 수신 품질을 측정할 수 있다. 여기에서, 수신 품질은 RSRP(Reference Signal Received Power), RSSI(Received Signal Strength Indicator), RSRQ(Reference Signal Received Quality) 등일 수 있다.

이 경우, 단말은 서빙 셀 뿐만 아니라, 인접 셀에서 송신되는 신호에 대한 수신 품질을 측정할 수 있다.

S1215 단계에서, 단말은 이웃 셀의 수신 품질과 서빙 셀의 수신 품질을 비교할 수 있다. 여기에서, 단말은 S1210 단계에서 측정된 수신 품질들을 이용할 수 있다.

이웃 셀의 수신 품질이 서빙 셀의 수신 품질보다 더 낮은 경우, 단말은 셀 재선택 절차를 수행하지 않고, 슬립 모드로 진입한다(S1225 단계). 상기 슬립 모드는 단말이 후속 페이징 메시지를 수신하기 전까지 지속될 수 있다.

반면, 이웃 셀의 수신 품질이 서빙 셀의 수신 품질보다 더 높은 경우(주로, 단말이 셀들의 경계면 상에 있는 경우), 단말은 이웃 셀로의 셀 재선택 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말은 기지국과의 상위 계층 시그널링(higher layer signaling, 예: 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 시그널링)을 이용할 수 있다.

이웃 셀에 진입한 후, S1220 단계에서, 단말은 이웃 셀(진입한 셀)의 시스템 정보를 획득하고 획득된 정보를 이용하여 기존의 시스템 정보를 갱신할 수 있다. 이웃 셀의 시스템 정보에 기반하여, 단말은 이웃 셀 내에서 적절하게 동작할 수 있다.

시스템 정보를 획득하고 갱신한 후, S1225 단계에서, 단말은 슬립 모드로 진입할 수 있다. 상기 슬립 모드는 단말이 후속 페이징 메시지를 수신하기 전까지 지속될 수 있다.

상술한 바와 같이, 유휴 상태의 단말이 셀 재선택을 수행하기 위해서는 동작 모드로 전환하여 새로운 셀의 시스템 정보를 획득해야 한다.

이 때, 단말이 시스템 정보를 획득하기 위하여 동작 모드로 전환하게 되면 단말의 전력 소비가 발생하게 된다.

따라서, 단말의 전력 소비를 줄이기 위하여, 보다 효율적으로 새로운 셀의 시스템 정보를 획득하는 방식이 고려될 필요가 있다.

단말이 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신하는 실시 예

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 새로운 셀의 시스템 정보를 획득하기 위한 단말의 동작 절차를 나타낸다. 도 13은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 13을 참고하면, 단말은 새로운 셀의 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신하는 경우가 가정된다.

S1305 단계에서, 단말은 MIB(Master Information Block) 및 SIB(System Information Block)1을 기지국으로부터 수신할 수 있다. 여기에서, MIB 및 SIB1은 고정 주기로 브로드캐스팅된다. 예를 들어, MIB의 전송 주기는 40ms이고, SIB1의 전송 주기는 80ms일 수 있다.

이에 따라, 단말은 40ms이내 매 0번 서브프레임(subframe#0)마다 반복적으로 전송되는 MIB를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 80ms이내 매 짝수 번째 라디오 프레임(radio frame)의 5번 서브프레임(subframe#5)마다 반복적으로 전송되는 SIB1을 수신할 수 있다.

S1310 단계에서, 단말은 MIB 및 SIB1을 디코딩(decoding)할 수 있다. 여기에서, 디코딩되는 SIB1 메시지는 아래의 표 7과 같은 정보를 포함할 수 있다.

표 7은 SIB1의 메시지들 중에서 SI-x(또는 후속 시스템 정보) 메시지의 존재 및 주기에 대한 메시지를 나타낸다. 여기에서, SI-x는 하나 또는 이상의 SIB들이 매핑된 메시지들을 의미할 수 있다. 다시 말해, SIB1 이후의 SIB들이 매핑된 메시지들을 의미할 수 있다. 예를 들어, SI-2에는 SIB2 및 SIB3가 매핑될 수 있다. 이 경우, 단말은 SI-2를 수신하여 SIB2 및 SIB3에 대한 정보를 획득할 수 있다.

표 7에서, 'SchedulingInfo'는 후속 시스템 정보 메시지들에 대한 주기와 존재 여부를 나타낸다.

예를 들어, 'si-Periodicity'가 'rf512'으로 설정된 경우, 시스템 정보 메시지의 전송 주기는 5120ms이다.

또한, 'SIB-Type'이 'sibType3, sibType4'로 설정된 경우, 단말은 SIB3 및 SIB4가 기지국으로부터 전송될 것임을 알 수 있다.

따라서, 단말은 수신된 SIB1을 디코딩하여 획득된 'SchedulingInfo'를 이용하여 SI-x 메시지의 존재 및 주기에 대한 정보를 획득할 수 있다.

S1315 단계에서, 단말은 SI-x 메시지를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 여기에서, 단말은 S1310 단계에서 획득된 정보를 이용할 수 있다.

이 경우, 새로운 셀에서 정상적으로 동작하기 위하여, 단말은 SIB1에 정의되어 있는 SI-x 메시지를 모두 수신해야 한다.

S1320 단계에서, 단말은 S1315 단계에서 수신된 SI-x 메시지를 디코딩할 수 있다. 이에 따라, 단말은 새로운 셀에서 정상적으로 동작하기 위해 필요한 시스템 정보를 획득할 수 있다.

새로운 셀로 진입한 단말은 SIB1에 명시된 모든 SI 메시지들을 획득한 경우에 셀 재선택 동작을 완료할 수 있다. 이에 따라, 단말은 새로운 셀의 기지국과 정상적으로 데이터를 송수신할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템 정보를 획득하는 경우의 단말의 전력 소비량을 나타낸다. 도 14는 단지 설명의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 14를 참고하면, 도 13에서 설명한 것과 같이, 단말이 새로운 셀로 진입한 경우 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신하는 경우가 가정된다. 또한, 도 14에 도시된 그래프에서, 수평 방향(또는 x축)은 시간(time)을 나타내고, 수직 방향(또는 y축)은 단말의 소비 전력(power)를 나타낸다.

구간 1402는 서빙 셀의 수신 품질이 높은 구간을 의미할 수 있다. 구간 1402에서, 유휴 상태의 단말은 IDLE DRX 주기에 따라 동작 모드와 슬립 모드로 동작할 수 있다.

예를 들어, 구간 1402에는 두 종류의 모드 구간이 존재한다. 구간 1410은 해당 단말이 기지국으로부터 송신되는 페이징 메시지를 수신하기 위한(또는 동작 모드로 동작하는) 구간이며, 구간 1412는 해당 단말이 슬립 모드로 동작하는 구간을 의미할 수 있다.

수신 품질이 높은 경우, 단말이 페이징 메시지를 수신하기 위해 필요한 시간이 줄어들게 된다. 반면에, 수신 품질이 낮은 경우, 단말의 동작 모드 구간의 길이가 길어질 수 있다.

구간 1404는 서빙 셀의 수신 품질이 낮은 구간을 의미할 수 있다. 따라서, 구간 1404의 동작 구간의 길이가 구간 1402의 경우보다 더 길다.

서빙 셀의 수신 품질이 낮은 경우, 단말은 셀 재선택 절차를 수행하게 된다.

단말이 셀 재선택 절차를 수행하는 경우, 단말은 시스템 정보를 획득하기 위하여 구간 1406에서 전력을 소모하게 된다.

이 때, 도 13에서 설명한 것과 같이 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신하기 위하여, 단말은 큰 전력을 소모해야 한다. 이 경우, 시스템 정보를 수신하기 위하여 단말이 동작 모드를 장시간 유지해야 하기 때문이다.

여기에서, 구간 1406의 길이는 SIB1에서 설정되는 SI-x 메시지의 주기에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, SIB1에서 'si-Periodicity' 값이 'rf8'로 설정되는 경우, 구간 1406의 길이는 80ms일 수 있다. 다른 예를 들어, SIB1에서 'si-Periodicity' 값이 'rf512'로 설정되는 경우, 구간 1406의 길이는 5120ms일 수 있다.

시스템 정보를 모두 획득(또는 단말은 셀 재선택 절차를 완료)한 후, 구간 1408에서 다시 IDLE DRX 주기에 따라 동작 모드와 슬립 모드로 동작할 수 있다.

단말이 새로운 셀에서 정상적으로 동작하기 위해서 새로운 시스템 정보를 획득하고 갱신하는 동작이 요구된다는 점은 앞서 설명되었다.

그러나, 도 14과 같이, 유휴 상태의 단말의 전체 전력 소비 관점에서 볼 때, 새로운 셀의 모든 시스템 정보를 획득하는 전력은 큰 비중을 차지하게 된다.

단말의 셀 재선택은 원거리 이동 중에도 발생하지만, 집 혹은 사무실 내에서의 짧은 거리의 공간을 이동하는 경우에도 빈번하게 발생할 수 있다.

따라서, 일정 공간에서 반복적으로 단말이 이동하는 경우, 단말은 한 번 진입했던 셀의 시스템 정보를 저장장치에 기록하여 보관하고, 새로운 셀로 진입하는 경우에 저장된 셀의 시스템 정보를 이용하는 방식이 고려될 수 있다.

다시 말해, 새로운 셀의 기지국으로부터 모든 시스템 정보를 수신하는 것이 아닌, 단말이 기지국으로부터 일부 시스템 정보만을 수신한 후 미리 저장된 정보를 이용하는 방식이 고려될 수 있다.

이 경우, 단말은 셀의 시스템 정보를 데이터베이스(database, DB) 형식으로 저장할 수 있다.

셀 DB(cell database)의 생성

상기 방식에서, 단말은 진입했던 셀 들의 시스템 정보를 포함하는 셀 DB를 생성할 수 있다.

이 경우, 셀 DB는 단말 내에 저장될 수도 있고, 외부 서버에 저장될 수도 있다. 외부 서버에 셀 DB가 저장되는 경우, 단말은 시스템 정보를 외부 서버로 송수신할 수 있다.

셀 DB는 셀 별로 구분된 시스템 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀 ID 별로 시스템 정보를 구분할 수 있다. 이 경우, 단말은 셀 ID를 이용하여 해당 시스템 정보를 획득할 수 있다.

여기에서, 셀 ID는 CGI(Cell Global Identity)일 수 있다.

단말은 각 셀의 기지국으로부터 수신된 시스템 정보 중에서 SIB2부터 기지국에서 정의된 SI-x까지 모두 셀 DB에 저장할 수 있다. 다시 말해, 단말은 진입했던 셀들로부터 수신된 시스템 정보 중 MIB 및 SIB1을 제외한 나머지 시스템 정보들을 셀 DB에 저장할 수 있다.

이 경우, 단말은 시스템 정보를 획득한 시간에 대한 정보를 시스템 정보와 함께 셀 DB에 저장할 수 있다. 여기에서, 시스템 정보를 획득한 시간은 해당 셀에 대한 셀 DB가 생성된 시간과 동일할 수 있다.

이하, 명세서에서 시스템 정보를 획득한 시간에 대한 정보는 '타임스탬프(Timestamp)' 파라미터로 지칭될 수 있다.

단말은 상기 타임스탬프 값을 이용하여 셀 DB에 저장된 해당 시스템 정보가 유효한 것인지 여부를 판단할 수 있다.

또한, 단말은 이하 표 8에 포함된 일부 정보를 시스템 정보와 함께 셀 DB 함께 저장할 수 있다. 여기에서, 표 8은 SIB1에 포함된 내용들 중 일부를 나타낸다.

표 8을 참고하면, 단말은 SIB1에 포함된 'cellIdentity' 및 'systemInfoValueTag'에 대한 정보를 시스템 정보와 함께 셀 DB에 저장할 수 있다.

여기에서, 'cellIdentity'는 셀 글로벌 ID(Cell Global Identity, CGI)를 의미할 수 있다. 따라서, 셀 DB의 시스템 정보는 상기 CGI 별로 저장될 수 있다.

CGI를 이용하여 셀 DB를 생성하는 경우, 셀 DB는 특정 지역 및/또는 특정 기지국들에 한정되지 않을 수 있어, 물리적 셀 ID(Physical Cell Identity, PCID)를 이용하여 셀 DB를 생성하는 경우보다 셀 DB 관리 측면에서 더 효율적일 수 있다.

예를 들어, PCID를 이용하는 경우에는, 단말은 특정 지역의 셀들에 대해서만 셀 DB를 구축할 수 있다. 이는, PCID에 할당된 비트수가 CGI의 경우보다 더 적기 때문이다. 그 결과, PCID를 이용하는 경우에 단말은 한정된 수의 셀들에 대한 DB(예: 2개의 DB)를 구축할 수 있다. 따라서, 단말이 PCID를 이용하는 경우와 비교할 때, CGI를 이용하여 셀 DB를 구축하는 단말은 셀 별로 구분되는 다수의 DB들(예: 3개 이상의 DB)을 저장할 수 있다.

또한, 'systemInfoValueTag'는 해당 시스템 정보에 설정되는 태그(tag) 값을 의미할 수 있다. 이를 통해, 단말은 해당 셀의 MIB 및 SIB1의 정보가 변경되었음을 판단할 수 있다. 따라서, 단말은 'systemInfoValueTag'에 대한 정보를 이용하여 셀 DB에 저장된 특정 셀의 시스템 정보가 현재의 시스템 정보와 다른지 여부를 판단할 수 있다.

단말이 셀 DB를 이용하여 시스템 정보를 획득하는 실시 예

상술한 바와 같은 셀 DB가 생성된 경우, 단말은 셀 DB를 이용하여 새로운 셀에 대한 시스템 정보를 효율적으로 획득할 수 있다. 이에 대한 단말의 동작 절차가 이하 설명된다.

도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 새로운 셀의 시스템 정보를 획득하기 위한 단말의 동작 절차를 나타낸다. 도 15는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

도 15를 참고하면, 단말이 새로운 셀의 시스템 정보를 획득하기 위하여 셀 DB를 활용하는 경우가 가정된다. 또한, 셀 DB가 단말이 새로운 셀에 진입하기 이전에 생성된 경우가 가정된다.

S1505 단계에서, 단말은 MIB 및 SIB1을 기지국으로부터 수신할 수 있다. 여기에서, 단말은 각각 고정된 주기에 따라 송신되는 MIB 및 SIB1을 수신할 수 있다.

여기에서, S1505 단계에서의 단말의 동작은 도 13에서 설명된 S1305 단계에서와 유사할 수 있다. 다만, 도 15의 경우, 단말은 MIB 및/또는 SIB1이 수신된 시각에 대한 정보를 저장할 수 있다.

상기 단말이 MIB 및 SIB를 수신한 후, S1510 단계에서, 단말은 수신된 MIB 및 SIB1을 디코딩할 수 있다.

이에 따라, 단말은 SIB1에 포함된 CGI, 해당 셀의 MIB 및 SIB1이 변경되었는지 여부에 대한 정보 등을 획득할 수 있다.

여기에서, S1510 단계에서의 단말의 동작은 도 13에서 설명된 S1310 단계에서와 유사할 수 있다.

MIB 및 SIB가 디코딩된 후, S1515 단계에서, 단말은 디코딩된 SIB1에 대응하는 시스템 정보가 셀 DB에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 단말은 SIB1에 포함된 식별자(예: CGI)를 이용하여 해당 시스템 정보가 셀 DB에 저장되어 있는지 결정할 수 있다.

보다 구체적으로, SIB1에 포함된 CGI가 셀 DB에 저장된 CGI들 중 하나와 일치하는지 여부를 결정할 수 있다. 다시 말해, 단말은 수신된 SIB1에 포함된 CGI 정보를 이용하여 기존에 저장된 셀 DB에서 동일한 CGI에 해당하는 DB가 존재하는지 확인할 수 있다. 이 경우, 셀 DB는 CGI 별로 구분된 시스템 정보로 구성되는 것이 가정된다.

디코딩된 SIB1에 대응하는 시스템 정보가 셀 DB에 존재하지 않는 경우, S1520 단계에서, 단말은 SI-x 메시지를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말은 SIB2에 대한 정보가 포함된 SI-2메시지를 수신할 수 있다. 이 경우, 단말은 S1510 단계에서 획득된 SI-x 메시지에 대한 스케줄링 정보를 이용할 수 있다.

이 때, 새로운 셀에서 정상적으로 동작하기 위하여, 단말은 디코딩된 SIB1에 정의되어 있는 SI-x 메시지를 S1510 단계에서 모두 수신해야 한다.

SI-x 메시지가 수신된 후, S1525 단계에서, 단말은 수신된 SI-x 메시지를 디코딩할 수 있다. 이에 따라, 단말은 새로운 셀에서 정상적으로 동작하기 위해 필요한 시스템 정보를 모두 획득할 수 있다.

SI-x 메시지에 대한 디코딩이 완료된 후, S1530 단계에서, 단말은 셀 DB에 S1525 단계에서 디코딩된 SI-x 메시지를 저장할 수 있다. 다시 말해, 단말은 새로운 셀의 기지국으로부터 수신된 시스템 정보를 셀 DB에 저장할 수 있다. 이 경우, 단말은 SIB2부터 기지국에서 정의된 SI-x까지 모두 저장할 수 있다.

여기에서, S1530 단계에서 저장된 시스템 정보는 단말이 이후 상기 셀로 재진입하는 경우에 이용될 수 있다.

단말이 셀 DB에 시스템 정보를 저장하는 경우, 단말은 S1510 단계에서 획득된 셀 식별자에 상기 SI-x 메시지를 매핑하여 셀 DB에 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말은 상기 셀 식별자로 CGI를 이용할 수 있다.

또한, 단말은 S1510 단계에서 획득된 MIB 및 SIB1이 변경되었는지 여부를 판단하기 위한 정보를 SI-x와 함께 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말은 S1510 단계에서 디코딩된 SIB1에 포함된 'systemInfoValueTag' 정보를 시스템 정보와 함께 셀 DB에 저장할 수 있다.

또한, 단말은 시스템 정보를 획득한 시간 즉, 해당 셀에 대한 셀 DB를 생성하는 시간에 대한 정보를 셀 DB에 저장할 수 있다. 다시 말해, 해당 셀 DB가 생성된 시점에 대한 값을 시스템 정보와 함께 저장할 수 있다. 이 때, 단말은 시점을 나타내기 위하여 타임스탬프 변수를 이용할 수 있다.

셀 DB에 SI-x 메시지가 저장된 후, 단말은 새로운 셀에 대한 시스템 정보를 획득하는 절차를 종료할 수 있다.

반면, 해당 SIB1에 대응하는 시스템 정보가 셀 DB에 존재하는 경우, S1535 단계에서, 단말은 해당 셀 DB의 유효 여부를 판단할 수 있다.

여기에서, 단말은 해당 셀 DB에 저장된 MIB 및 SIB1이 변경되었는지 여부를 판단할 수 있는 정보 및 해당 셀 DB의 생성 시간에 대한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 단말은 해당 셀 DB에 저장된 'systemInfoValueTag'와 타임스탬프(timestamp) 값을 이용하여 유효성을 판단할 수 있다.

보다 구체적으로, 단말은 S1510 단계에서 디코딩된 SIB1에 포함된 'systemInfoValueTag'의 값과 해당 셀 DB에 저장된 'systemInfoValueTag'의 값을 비교한다. 두 값이 일치하는 경우, 단말은 해당 셀의 MIB 및 SIB1이 변경되지 않은 것으로 판단할 수 있다.

또한, 단말은 해당 셀 DB에 포함된 타임스탬프가 현재 시간을 기준으로 3시간 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 타임스탬프와 비교되는 특정 시간(여기에서 3시간)은 SIB1에 포함되는 시스템 정보의 유효성에 대한 정보(예: SIB1에 포함된 'si-ValidityTime')에 따라 변경될 수도 있다.

상기 기준에 따라 해당 셀의 MIB 및 SIB1이 변경되지 않고 해당 셀 DB이 유효한 시간 내에 있는 것으로 판단되는 경우, 단말은 해당 셀 DB를 유효한(valid) 정보로 판단할 수 있다.

해당 셀 DB가 유효한(valid) 것으로 판단되는 경우, S1540 단계에서, 단말은 해당 셀 DB를 이용하여 시스템 정보를 획득할 수 있다. 즉, 단말은 MIB 및 SIB1을 제외한 나머지 시스템 정보를 기지국과의 시그널링 절차 없이 획득할 수 있다.

반면, 해당 셀 DB가 유효하지 않은(invalid) 것으로 판단되는 경우, S1545 단계에서, 단말은 해당 셀 DB 항목을 삭제할 수 있다. 다시 말해, 단말은 셀 DB에서 유효하지 않은 정보는 삭제할 수 있다. 즉, 단말은 유효하지 않은 정보에 대해서 자체적으로 파기할 수 있다.

이를 통해, 단말은 셀 DB를 저장함에 있어 불필요한 메모리 사용을 방지할 수 있다.

해당 셀 DB항목이 삭제된 경우, 단말은 SI-x 메시지를 수신하고(S1520 단계), 수신된 SI-x 메시지를 디코딩하고(S1525 단계), 디코딩된 SI-x 메시지를 셀 DB에 저장(S1530 단계)할 수 있다.

상기 과정을 통해 단말은 새로운 셀에 재진입한 경우에 필요한 시스템 정보를 획득하고, 셀 DB를 갱신(update)할 수 있다.

도 15에 대한 설명에서 상술한 바와 같이, 셀 DB에 해당 셀의 정보가 존재하며 해당 셀의 정보가 유효한 경우, 단말은 MIB 및 SIB1만을 기지국으로부터 수신하면 된다. 이 경우, MIB 및 SIB1을 제외한 나머지 시스템 정보를 셀 DB를 이용하여 효율적으로 획득할 수 있다. 셀 DB를 이용하여 시스템 정보를 획득하는 단말의 전력 소비량에 대한 내용은 도 16에서 설명된다.

도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시스템 정보를 획득하는 경우의 단말의 전력 소비량을 나타낸다. 도 16은 단지 설명의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 16의 (a)는 도 14에 도시된 그래프에 대응된다. 즉, 도 16의 (a)는 단말이 새로운 셀의 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신하는 단말의 전력 소비량을 나타낸다.

도 16의 (a)를 참고하면, 구간 1602, 구간 1604, 구간 1606, 및 구간 1608은 각각 도 14의 구간 1402, 구간 1404, 구간 1406, 및 구간 1408에 대응된다.

도 16의 (b)는 도 15를 이용하여 설명된 셀 DB를 이용하여 새로운 셀의 시스템 정보를 획득하는 단말의 전력 소비량을 나타낸다.

도 16의 (b)를 참고하면, 구간 1610, 구간 1612, 및 구간 1616은 각각 도 16의 (a)의 구간 1602, 구간 1604, 및 구간 1608에 대응된다.

즉, 구간 1610은 서빙 셀의 신호에 대한 수신 품질이 높은 구간을 의미하고, 구간 1612는 서빙 셀의 신호에 대한 수신 품질이 낮은 구간을 의미할 수 있다. 또한, 구간 1616은 단말이 모든 시스템 정보를 획득한 후, 다시 IDLE DRX 주기에 따라 동작 모드와 슬립 모드로 동작하는 구간을 의미할 수 있다.

구간 1614는 단말이 새로 진입한 셀의 시스템 정보를 받기 위하여 동작 모드(wake-up mode)로 전환되는 구간을 의미한다. 여기에서, 구간 1614는 MIB 및 SIB1을 기지국으로부터 수신하기 위해 단말이 동작 모드로 설정되는 구간을 의미할 수 있다. MIB 및 SIB1이 각각 고정된 주기로 브로드캐스팅되는 경우에는, 구간 1606의 길이가 특정 길이로 고정될 수 있다.

구간 1606과 구간 1614를 비교할 때, 셀 DB를 이용하여 시스템 정보를 획득하는 경우에 단말이 동작 모드로 설정되는 시간이 더 짧은 것을 알 수 있다. 다시 말해, 셀 DB를 이용하여 시스템 정보를 획득하는 단말은 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신하는 단말보다 더 적은 전력을 소모할 수 있다.

또한, SI-x 주기와 메시지(또는 포함되는 정보)에 따라 구간 1614와 구간 1606의 차(gap)의 길이(이하, '차의 길이'로 지칭)가 달라질 수 있다.

예를 들어, 모든 SI 메시지들이 처음 수신될 때 모두 CRC(Cyclic Redundancy Check) OK로 정상 수신된다고 가정하면, 기지국에서 설정된 SIB1에 포함된 'si-Periodicity'에 따라 상기 차의 길이가 결정될 수 있다.

보다 구체적으로, 'si-Periodicity'의 값이 'rf8'인 경우, 상기 차의 길이는 80ms일 수 있다. 또한, 'si-Periodicity'의 값이 'rf512'인 경우, 상기 차의 길이는 5120ms일 수 있다.

따라서, 상기 예시와 같이 'si-Periodicity'의 값이 'rf512'이고 단말이 셀 DB를 이용하여 시스템 정보를 획득하는 경우, 단말은 시스템 정보 획득(또는 셀 선택/재선택) 동작을 모든 시스템 정보를 기지국으로부터 수신하는 단말보다 5.12초(s) 앞서 완료할 수 있다.

이에 따라, 단말이 모뎀(modem) 자원을 사용하는 시간이 감소되고, 그 결과 단말의 소비 전력량도 크게 감소될 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템 정보를 획득하는 단말의 동작 절차를 나타낸다. 도 17은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

S1705 단계에서, 단말은 기지국으로부터 제1 시스템 정보를 수신할 수 있다. 여기에서, 상기 제1 시스템 정보는 MIB 및/또는 SIB1을 의미할 수 있다.

S1710 단계에서, 단말은 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩할 수 있다.

이 경우, 단말은 디코딩된 제1 시스템 정보를 통해 상기 기지국의 셀 ID, 제1 시스템 정보와 관련된 SI 메시지들이 변경됨을 나타내는 파라미터에 대한 정보를 획득할 수 있다.

S1715 단계에서, 단말은 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, DB에 저장된 제2 시스템 정보를 식별할 수 있다.

이 경우, DB는 상기 앞서 설명된 셀 DB를 의미할 수 있다.

또한, 단말은 제1 시스템 정보를 디코딩하여 획득한 셀 ID를 이용하여 상기 DB에서 특정 시스템 정보 즉, 제2 시스템 정보를 식별할 수 있다. 여기에서, 상기 셀 ID는 CGI를 포함할 수 있다.

또한, DB에서 제2 시스템 정보를 식별되지 않은 경우, 단말은 제1 시스템 정보에 후속되는 SI 메시지들을 기지국으로부터 수신할 수 있다. 이 후, 수신된 SI 메시지들을 디코딩하여 획득되는 정보를 상기 DB에 저장할 수 있다.

단말이 상기 SI 메시지들을 상기 DB에 저장할 때, 단말은 상기 기지국의 셀 ID, SI 메시지가 변경됨을 나타내는 파라미터, 및/또는 SI 메시지가 상기 DB에 저장된 시간을 나타내는 파라미터를 SI 메시지들과 함께 저장할 수 있다.

S1715 단계에서, 단말은 상기 디코딩된 제1 시스템 정보를 이용하여, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한지 여부를 결정할 수 있다.

이 경우, 단말은 상기 제1 시스템 정보를 디코딩하여 획득된 제1 시스템 정보에 대한 태그(tag)를 나타내는 변수를 이용할 수 있다. 여기에서, 제1 시스템 정보에 대한 태그는 후속되는 SI 메시지들이 변경되었음을 나타내는 변수일 수 있다. 예를 들어, 제1 시스템 정보가 SIB1을 포함하는 경우, 제1 시스템 정보에 태한 태그는 SIB1에 포함된 'systemInfoValueTag'를 의미할 수 있다.

또한, 식별된 제2 시스템 정보의 유효성을 판단하기 위하여, 단말은 DB에 저장된 제2 시스템 정보에 대한 생성 시간을 나타내는 변수를 이용할 수 있다.

여기에서, 상기 제2 시스템 정보가 DB에 저장된 시간이 3시간 이내라고 판단되는 경우, 단말은 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효하다고 판단할 수 있다. 다시 말해, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 저장된 후 3시간 이내라고 판단되는 경우, 단말은 상기 제2 시스템 정보를 이용할 수 있다.

이와 달리, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효하지 않다고 판단되는 경우, 단말은 해당 제2 시스템 정보를 삭제할 수 있다.

예를 들어, 수신된 SIB1에 포함된 systemInfoValueTag 값과 DB의 시스템 정보와 함께 저장된 systemInfoValueTag 값이 불일치하는 경우, 단말은 해당 시스템 정보를 삭제할 수 있다.

해당 시스템 정보가 삭제된 경우, 단말은 제1 시스템 정보에 후속되는 SI 메시지들을 기지국으로부터 수신할 수 있다. 이 후, 수신된 SI 메시지들을 디코딩하여 획득되는 정보를 상기 DB에 저장할 수 있다.

S1720 단계에서, 단말은 상기 제2 시스템 정보가 유효하다고 판단되는 경우, 상기 DB를 이용하여 상기 제2 시스템 정보를 획득할 수 있다. 다시 말해, 단말이 상기 DB에 상기 기지국의 셀의 시스템 정보가 저장되어 있고 저장된 시스템 정보가 유효한 것으로 판단하면, 저장된 시스템 정보를 이용할 수 있다. 이 경우, 단말은 제1 시스템 정보에 대한 후속 SI 메시지들을 기지국으로부터 수신할 필요가 없다.

본 발명의 다양한 실시 예들에서, 상기 단말은 RRC 유휴 모드(idle mode)로 동작할 수 있다. 이 경우, 단말은 도 17에서 설명된 절차들을 수행한 후, 단말에 저장된 시스템 정보를 갱신할 수 있다. 이에 따라, 단말은 새로운 셀에서 정상적으로 동작할 수 있다. 다시 말해, 단말은 새로운 셀의 기지국과 제어 정보 및/또는 데이터를 송수신할 수 있다.

시스템 정보를 갱신한 후, 단말은 전력 소모를 줄이기 위해 슬립 모드(sleep mode)로 진입(enter)할 수 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반

도 18은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.

도 18을 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드(1810)와 다수의 단말(UE)(1820)을 포함한다.

네트워크 노드(1810)는 프로세서(processor, 1811), 메모리(memory, 1812) 및 통신 모듈(communication module, 1813)을 포함한다. 프로세서(1811)는 앞서 도 1 내지 도 17에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1811)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1812)는 프로세서(1811)와 연결되어, 프로세서(1811)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1813)은 프로세서(1811)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 특히, 네트워크 노드(1810)가 기지국인 경우, 통신 모듈(1813)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다.

단말(1820)은 프로세서(1821), 메모리(1822) 및 통신 모듈(또는 RF부)(1823)을 포함한다. 프로세서(1821)는 앞서 도 1 내지 도 17에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1821)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1822)는 프로세서(1821)와 연결되어, 프로세서(1821)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1823)는 프로세서(1821)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(1812, 1822)는 프로세서(1811, 1821) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1811, 1821)와 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 노드(1810)(기지국인 경우) 및/또는 단말(1820)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

본 발명의 무선 통신 시스템에서 시스템 정보 획득 방안은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말이 시스템 정보(system information)를 획득하는 방법에 있어서,
기지국으로부터 제1 시스템 정보를 수신하는 과정과,
상기 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩하는 과정과,
상기 제1 시스템 정보에 포함된 셀 식별자(cell identifier)를 이용하여, 데이터베이스(database)에 저장된 하나 이상의 시스템 정보 중 상기 셀 식별자에 대응하는 제2 시스템 정보를 식별하는 과정과,
상기 제1 시스템 정보에 대한 태그(tag) 값 및 상기 제2 시스템 정보가 상기 데이터베이스에 저장된 시점을 나타내는 정보를 이용하여, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한 정보인지 여부를 판단하는 과정과,
상기 제2 시스템 정보가 유효한 정보로 판단된 경우, 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 제2 시스템 정보를 획득하는 과정을 포함하고,
상기 데이터베이스에 저장된 하나 이상의 시스템 정보는, 상기 단말에 의해, 하나 이상의 셀들로부터 수신된 시스템 정보를 포함하는 방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제1 시스템 정보는, 시스템 정보 블록 1(system information block 1, SIB1)을 포함하고,
상기 셀 식별자는, 셀 글로벌 식별자(Cell Global Identifier)를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한 정보인지 여부를 결정하는 과정은,
상기 제1 시스템 정보에 대한 태그 값이 상기 제2 시스템 정보와 함께 저장된 태그 값과 일치하는지 여부를 결정하는 과정과,
상기 제2 시스템 정보가 상기 데이터베이스에 저장된 시점을 나타내는 정보에 기반하여, 상기 정보가 나타내는 시점이 3시간 이내인지 여부를 확인하는 과정을 포함하는 방법.
제 4항에 있어서,
상기 제2 시스템 정보와 함께 저장된 태그 값은, 상기 제2 시스템 정보를 수신하기 위해 이용된 시스템 정보 블록 1에 포함된 태그 값인 방법.
제 1항에 있어서,
상기 데이터베이스에 저장된 하나 이상의 시스템 정보 각각은, 각 시스템 정보와 관련된 태그 값 및 상기 데이터베이스에 저장된 시점을 나타내는 정보와 함께 상기 데이터베이스에 저장되는 방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 데이터베이스에 저장된 상기 하나 이상의 시스템 정보에서 상기 셀 식별자에 대응하는 시스템 정보를 식별하지 못한 경우, 상기 기지국으로부터 상기 제1 시스템 정보의 후속 시스템 정보를 수신하는 과정과,
상기 수신된 후속 시스템 정보를 디코딩하는 과정과,
상기 데이터베이스에 상기 디코딩된 후속 시스템 정보를 저장하는 과정을 더 포함하는 방법.
제 8항에 있어서,
상기 데이터베이스에 상기 디코딩된 후속 시스템 정보를 저장하는 과정은,
상기 디코딩된 후속 시스템 정보와 함께, 상기 셀 식별자, 상기 제1 시스템 정보에 대한 태그(tag) 값, 및 상기 후속 시스템 정보가 상기 데이터베이스에 저장된 시점을 나타내는 정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 과정을 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제2 시스템 정보가 유효한 정보로 판단되지 않은 경우, 상기 데이터베이스에서 상기 식별된 제2 시스템 정보를 삭제하는 과정과,
상기 기지국으로부터 상기 제1 시스템 정보의 후속 시스템 정보를 수신하는 과정과,
상기 수신된 후속 시스템 정보를 디코딩하는 과정과,
상기 데이터베이스에 상기 디코딩된 후속 시스템 정보를 저장하는 과정을 더 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 단말은, 유휴 모드(idle mode)로 동작하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 디코딩된 제1 시스템 정보 및 상기 획득된 제2 시스템 정보를 이용하여 상기 단말에 저장된 시스템 정보를 갱신하는 과정과,
슬립 모드(sleep mode)로 진입하는 과정을 더 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 기지국으로부터 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩하는 과정은,
상기 기지국으로부터 MIB 및 SIB1을 수신하는 과정과,
상기 수신된 MIB 및 SIB1을 디코딩하는 과정을 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 시스템 정보를 획득하는 단말에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 송수신부와,
상기 송수신부와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
기지국으로부터 제1 시스템 정보를 수신하고,
상기 수신된 제1 시스템 정보를 디코딩하고,
상기 제1 시스템 정보에 포함된 셀 식별자(cell identifier)를 이용하여, 데이터베이스(database)에 저장된 하나 이상의 시스템 정보 중 상기 셀 식별자에 대응하는 제2 시스템 정보를 식별하고,
상기 제1 시스템 정보에 대한 태그(tag) 값 및 제2 시스템 정보가 상기 데이터베이스에 저장된 시점을 나타내는 정보를 이용하여, 상기 식별된 제2 시스템 정보가 유효한 정보인지 여부를 판단하고,
상기 제2 시스템 정보가 유효한 정보로 판단된 경우, 상기 데이터베이스를 이용하여 상기 제2 시스템 정보를 획득하도록 제어하고,
상기 데이터베이스에 저장된 하나 이상의 시스템 정보는, 상기 단말에 의해, 하나 이상의 셀들로부터 수신된 시스템 정보를 포함하는 단말.
제 6항에 있어서,
상기 데이터베이스에 저장된 하나 이상의 시스템 정보는, 상기 하나 이상의 셀들 각각에 대한 셀 식별자 별로 저장되는 방법.