KR20040058414A - 다중 무선 액세스 기술체계 이동단말에서 무선 액세스기술체계간 셀 재선택방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 RAT(Radio Access Technology) 이동단말에 있어서 GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) 프로토콜 스택과 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 프로토콜 스택간의 상호 작용에 의해 GSM/GPRS와 UMTS에 대한 RAT간 셀 재선택을 할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명에 따라 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로 셀 재선택을 하기 위해, 이동단말내의 GSM/GPRS 네트워크 계층의 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS Radio Resource)은 셀 재선택 기준을 만족하는 UMTS 셀이 있는 경우, 이동단말내의 GSM/GPRS 물리계층을 일시정지시키고 이동단말내의 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM(GPRS-MM)을 거쳐 이동단말내의 API(Application Protocol Interface)으로 RAT 변경 시작을 통보하며, 이동단말내의 UMTS 네트워크 계층의 URRC(UMTS Radio Resource Control)에게 진입할 UMTS 셀 정보를 보내어 해당 UMTS 셀로 진입을 요구한다. 그러면 URRC는 RR/GRR의 진입 요구에 따른 UMTS 셀 재선택을 시도하고, 셀 재선택의 성공 여부를 RR/GRR에게 알린다. RR/GRR은 URRC로부터 셀 재선택 실패를 통보받으면 MM/GMM을 거쳐 API로 RAT 변경 실패를 통보하며, URRC로부터 셀 재선택 성공을 통보받으면 GSM/GPRS 물리계층을 초기화시킴과 아울러 MM/GMM을 거쳐 API로 RAT 변경 완료를 통보한다.

Description

다중 무선 액세스 기술체계 이동단말에서 무선 액세스 기술체계간 셀 재선택방법{METHOD FOR INTER-RADIO ACCESS TECHNOLOGY CELL RESELECTION IN MULTI-RADIO ACCESS TECHNOLOGY MOBILE}

본 발명은 서로 다른 무선 액세스 기술체계(Radio Access Technology: RAT)를 지원하는 다중 RAT(multi-RAT) 이동단말에 관한 것으로, 특히 RAT간(Inter-RAT)셀(cell) 재선택(reselection)을 하기 위한 방법에 관한 것이다.

GSM(Global System for Mobile communication)은 2세대(2'nd Generation: 2G) 셀룰러 시스템으로 분류되는 디지털 이동전화 시스템으로서, 유럽 및 기타 지역에서 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 GSM을 기반으로 하여 개발된 GPRS(General Packet Radio Services)는 보다 발전된 패킷(packet) 기반의 이동통신 서비스로서, 고속 고품질의 음성 및 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 3세대(3'rd Generation: 3G) 이동통신 시스템, 특히 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)를 향한 진화적인 단계이다.

상기 UMTS는 GSM 통신표준에 기반을 두었으나 광대역(wide band) CDMA(Code Division Multiple Access) 기술을 사용하며, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 서비스를 제공한다. 이러한 UMTS는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP)과 같은 패킷 프로토콜을 사용하는 패킷교환 방식의 접속이란 가상접속이라는 개념을 사용하며, 네트워크 내의 다른 어떠한 종단에라도 항상 접속이 가능하다.

이동 통신기술은 2G(2'nd Generation) 셀룰러 시스템, 특히 GSM/GPRS로부터 3G(3'rd Generation) 이동통신 시스템, 특히 UMTS로 발전할 것이다. 하지만 2G로부터 3G로의 전환은 꽤 오랜 기간동안 수년에 걸쳐 점진적으로 이루어질 것이다. 이에 따라 네트워크 운영자는 양쪽 기술, 즉 GSM/GPRS 및 UMTS 모두에서 작동(work)될 수 있는 이동단말을 사용자에게 제공해야할 필요성을 느끼게 되었다. 이러한 필요성이 GSM/GPRS와 UMTS를 동시 지원하는 듀얼 모드 이동단말(dual mode user equipment or dual mode mobile terminal) 개발의 주된 이유이다. 더욱이 각자의 무선통신 네트워크에서 상이한 RAT(Radio Access Technology)들이 전개되어진 여러 국가들이 있는 세계를 가로질러 이동단말 가입자가 한 장소에서 다른 장소로 이동할 때는, 이러한 네트워크들에서 동작할 수 있는 다중 RAT 이동단말에 대한 필요성을 절감할 것이다. 따라서 3G 기술이 성공하기 위해서는 하나 이상의 무선 기술에서 작동될 수 있는 이동 단말이 필요하다. UMTS가 완전히 구현되기 이전 단계에서, 사용자들은 GSM/GPRS와 UMTS를 동시 지원하는 듀얼 모드 이동단말을 이용함으로써, UMTS를 사용할 수 없는 지역에서도 GSM 900이나 GSM 1800 등과 같이 현재 활용 가능한 기술로 전환되는 다중 서비스를 제공받을 수 있다.

상술한 듀얼 모드 이동단말과 같은 다중 RAT 이동단말이 아이들 모드(idle mode)에서 GSM/GPRS 커버리지(coverage)로부터 UMTS 커버리지로 또는 그 반대로 이동 중이거나 아니면 이동하고 있지 않을 경우, 이동단말은 진입하기에 더 좋은 셀을 탐색하여 셀 재선택을 하는 것이 바람직하다. 이때 셀 재선택 기준을 만족하는 셀이 이동단말에서 현재 액티브인 RAT가 아닌 다른 RAT에 속한 셀인 경우에는 RAT간 셀 재선택이 이루어져야 한다.

또한 상기한 듀얼 모드 이동단말은 GSM/GPRS RAT와 UMTS RAT를 모두 지원하기 위해 GSM/GPRS 프로토콜 스택(protocol stack)과 UMTS 프로토콜 스택을 가져야하는데, RAT간 셀 재선택을 지원하기 위해서는 GSM/GPRS 프로토콜 스택과 UMTS 프로토콜 스택간의 상호 작용(interaction)이 요구되어진다.

따라서 본 발명의 목적은 다중 RAT 이동단말에 있어서 GSM/GPRS 프로토콜 스택과 UMTS 프로토콜 스택간의 상호 작용에 의해 GSM/GPRS와 UMTS에 대한 RAT간 셀 재선택을 할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 RAT 이동단말이 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로의 RAT간 셀 재선택을 할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 다중 RAT 이동단말이 UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로의 RAT간 셀 재선택을 할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

도 1은 GSM/GPRS RAT와 UMTS RAT를 지원하는 듀얼 모드 이동단말이 사용되는 이동통신 시스템 예시도,

도 2는 본 발명이 적용되는 듀얼 모드 이동단말의 구조도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로의 RAT간 셀 재선택 절차도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로의 RAT간 셀 재선택 절차도.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로 셀 재선택을 하기 위한 방법은, 이동단말내의 GSM/GPRS 네트워크 계층의 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS Radio Resource)이 셀 재선택 기준을 만족하는 UMTS 셀이 있는 경우, 이동단말내의 GSM/GPRS 물리계층을 일시정지시키고 이동단말내의 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM(GPRS-MM)을 거쳐 이동단말내의 API(Application Protocol Interface)로 RAT 변경 시작을 통보하며, 이동단말내의 UMTS 네트워크 계층의 URRC(UMTS Radio Resource Control)에게 진입할 UMTS 셀 정보를 보내어 해당 UMTS 셀로 진입을 요구하는 과정과, URRC가 RR/GRR의 진입 요구에 따른 UMTS 셀 재선택을 시도하고, 셀 재선택의 성공 여부를 RR/GRR에게 알리는과정과, RR/GRR이 URRC로부터 셀 재선택 실패를 통보받으면 MM/GMM을 거쳐 API로 RAT 변경 실패를 통보하며, URRC로부터 셀 재선택 성공을 통보받으면 GSM/GPRS 물리계층을 초기화시킴과 아울러 MM/GMM을 거쳐 API로 RAT 변경 완료를 통보하는 과정을 구비함을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로 셀 재선택을 하기 위한 방법은, 이동단말내의 UMTS 네트워크 계층의 URRC가 셀 재선택 기준을 만족하는 GSM/GPRS 셀이 있는 경우, 이동단말내의 UMTS 물리계층을 일시정지시키고 이동단말내의 네트워크 계층의 MM/GMM을 거쳐 이동단말내의 API로 RAT 변경 시작을 통보하며, 이동단말내의 UMTS 네트워크 계층의 GSM/GPRS 네트워크 계층의 RR/GRR에게 진입할 UMTS 셀 정보를 보내어 해당 GSM/GPRS 셀로 진입을 요구하는 과정과, RR/GRR이 URRC의 진입 요구에 따른 GSM/GPRS 셀 재선택을 시도하고, 셀 재선택의 성공 여부를 URRC에게 알리는 과정과, URRC가 RR/GRR로부터 셀 재선택 실패를 통보받으면 MM/GMM을 거쳐 API로 RAT 변경 실패를 통보하며, RR/GRR로부터 셀 재선택 성공을 통보받으면 UMTS 물리계층을 초기화시킴과 아울러 MM/GMM을 거쳐 API로 RAT 변경 완료를 통보하는 과정을 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 다중 RAT 이동단말의 예로서 2G RAT인 GSM/GPRS와 3G RAT인 UMTS를 지원하는 듀얼 모드 이동단말이 사용되는 이동통신 시스템 구성예를 보인 도면으로, 패킷 교환 네트워크에 기반하여 GSM/GPRS RAT와 UMTS RAT를 지원하는 이동통신 시스템을 보인 것이다. 도 1을 참조하면, GSM/GPRS RAT의 기지국 시스템(Base Station Subsystem: BSS)(3)은 MSC(Mobile Switching Center)(2)를 통해 인터넷 등과 같은 패킷 교환 네트워크(1)에 접속하며 GSM/GPRS에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 음성 및 데이터 서비스를 제공한다. 또한 UMTS RAT의 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)(5)은 CN(Core Network)(4)을 통해 패킷 교환 네트워크(1)에 접속하며 UMTS에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 음성 및 데이터 서비스를 제공한다. UE(User Equipment)(6)는 GSM/GPRS와 UMTS를 모두 지원하는 듀얼 모드 이동단말로서, BSS(3)의 서비스 영역에서는 GSM/GPRS에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 호 서비스를 수행하고, UTRAN(5)의 서비스 영역에서는 UMTS에 기반한 통신 프로토콜을 이용하여 호 서비스를 수행한다. 이러한 듀얼 모드 UE(6)는 각각 GSM/GPRS와 UMTS에 기반한 통신 프로토콜에 따른 논리적인 채널과 무선 자원을 제어하는 네트워크 계층과 데이터링크 계층을 가진다. 상기 네트워크 계층과 데이터링크 계층은, OSI(Open Systems Interconnection) 모델에 따른 L3(Layer 3)와 L2(Layer 2)에 각각 해당하며, L4(Layer 4) 이상의 상위계층과 L1(Layer 1)에 해당하는 물리계층(Physical Layer)을 공유할 수 있어야 한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 듀얼 모드 UE(6)의 프로토콜 스택과 계층간 인터페이스를 보인다. 도 2에서, "★"표시된 블록은 UMTS 전용 블록이고, "●"표시된 블록은 GSM/GPRS 전용 블록이며, "★ ●"표시된 블록은 GSM/GPRS 및 UMTS 결합 블록임을 나타낸다. 도 2에서 보는 바와 같이 "★ ●"표시된 GSM/GPRS 및 UMTS 결합블록들로서는, PHY(physical layer)(10), MM(Mobility Management)/GMM(GPRS-MM)(32), CC(Call Control)/SS(Supplementary Services)/ SMS(Short Message Service)/SM(Session Management)(34), API(Application Protocol Interface)(40)가 있다. "★"표시된 UMTS 전용 블록들로서는, MAC(Medium Access Control)(16), RLC(Radio Link Control)(22), BMC(Broadcast Multicast Control)(24), PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(26), URRC(UMTS Radio Resource Control)(28), RABM(Radio Access Bearer Management)(38)이 있으며, "●"표시된 GSM/GPRS 전용 블록들로서는, GSM L2(Layer 2)(12), MAC(Medium Access Control)(14), RR(Radio Resource)/GRR(GPRS Radio Resource)(18), RLC(Radio Link Control)(20), LLC(Logical Link Control)(30), SNDCP(Sub-Network Dependent Convergence Protocol)(36)가 있다. 또한 도 2에서 PHY(10)와 API(40)에 대하여 각각 "PHY(GSM/GPRS/UMTS)"와 "API(GSM/GPRS/UMTS)"로 기재한 것은 GSM/GPRS와 UMTS 결합임을 나타내기 위한 것이고, MAC(14)과 RLC(20)에 대하여는 GPRS 전용임을 나타내기 위해 "RLC(GPRS)", "MAC(GPRS)"으로 기재하였으며, MAC(16)과 RLC(22)에 대하여는 UMTS 전용임을 나타내기 위해 "MAC(UMTS)", "RLC(UMTS)"로 기재하였다. 또한 GSM L2(12)에 대하여는 LAPDm(Link Access Procedures for Data Link Layer for mobile applications)임을 나타내기 위해 "GSM L2(LAPDm)"로 기재하였다

상기한 바와 같은 도 2의 듀얼 모드 UE(6)의 프로토콜 스택에 있어서, PHY(10)는 물리계층인 L1에 해당된다. L1은 패킷 송수신에 관한 책임을 지고 있으며 동기부분와 비동기부분으로 나뉘어진다. 동기부분은 프레임 인터럽트 상태 천이도를 구현하고 직접적으로 모뎀쪽 DSP(Digital Signal Processor)와 상호 작용을 한다. 예를 들어, UE(6)가 인접 셀들의 주파수나 신호레벨을 측정하고자 할 경우, 이 일은 실제적으로 DSP가 하는 일인데, 그렇게 하기 위해서 그 명령이 DSP쪽으로 전달되고 측정의 결과가 상위의 계층으로 전달이 되어야하는데, 동기부분은 그 중간에서 상위에 있는 프로토콜 스택과 하위계층의 모뎀사이에서 메시지 전달을 책임지는 일을 한다. 또한 GSM L2(12), MAC(14), MAC(16)은 데이터링크 계층인 L2에 해당되며 시그널링 데이터 전송을 책임진다. 그리고 RR/GRR(18), RLC(20), RLC(22), BMC(24), PDCP(26), URRC(28), LLC(30), MM/GMM(32), CC/SS/SMS/SM(34), SNDCP(36), RABM(38)은 네트워크계층인 L3에 해당한다. L3중에 RR/GRR(18) 및 URRC(28) 각각은 GSM/GPRS 및 UMTS 각각에서 채널할당, 전력레벨제어, 시간정렬, 핸드오버 명령 전달, 통화 설정, 그 유지 및 해제를 위해 필요한 일들을 담당한다. 그리고 MM/GMM(32)은 직접적으로 무선 액세스 기능과 관련되지 않은 UE(6) 사용자의 데이터를 운영하고 책임을 진다. 그리고 CC/SS/SMS/SM(34)의 CC는 통화, 통화 재설정, 통화 끝내기 등의 일을 관리한다. L3 위에 있는 API(40)는 OSI 모델에 따른 L4 이상의 계층들로 이루어지는 상위계층 어플리케이션 프로그램으로서 RAT와 관련이 없이 UE(6)가 제공하는 부가적인 모든 기능들을 수행한다.

상기한 바와 같은 듀얼 모드 UE(6)에 있어서 GSM/GPRS로부터 UMTS로 또는 그 반대로의 셀 재선택은 자율적으로 또는 네트워크, 즉 BSS(3) 또는 UTRAN(5)의 지시에 의해 이루어질 수 있다. UE(6)는 셀에 진입한 후 서빙(serving) 셀로부터 수신되는 다운링크(downlink) 수신 신호의 레벨과 인접(neighbouring) 셀로부터 수신되는 다운링크 수신 신호의 레벨을 측정하여 모니터링(monitoring)한다. 이러한 측정은 보다 적합한 셀을 찾기 위해 수행된다. 이때 하나 이상의 인접 셀들이 다른 RAT들에 속한 셀일 수 있다. 이러한 측정을 통해 인접 셀이 셀 재선택 기준을 만족한다는 것을 발견하게 되면 UE(6)는 이러한 셀을 재선택하려고 시도한다. 이러한 절차는 아이들 모드에서만 유효하다.

상기한 바와 같이 셀 재선택 기준을 만족하는 인접 셀이 다른 RAT에 속하는 셀일 때, RAT간 셀 재선택은 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로의 RAT간 셀 재선택인 경우일 수도 있고, UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로의 RAT간 셀 재선택인 경우일 수도 있다.

먼저 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로의 RAT간 셀 재선택에 관하여 설명한다. 이러한 경우는 UE(6)가 IMSI(Information Mobile Subscriber Identity) 또는 GPRS를 가지는 UE이거나 둘 다를 가지는 UE에 대해 유효하다. UE(6)는 아이들 모드에서 네트워크, 즉 BSS(3)가 규칙적으로 방송하는 시스템 정보 메시지를 수신한다. 이때 UTRAN(5)에 속하는 인접 셀들의 존재는 시스템 정보 메시지를 통해 알려지게 된다. 인접 셀들중에 어느 하나가 UTRAN 셀이면, UE(6)내의 RR/GRR(18)은 3G, 즉 UMTS 셀 리스트를 준비해서 URRC(28)에게 RAT 간 셀 재선택 조건을 만족하는 측정을 수행하기를 요청한다. 그러면 URRC(28)는 PHY(10)내의 UMTS 물리계층에 요청해서 UMTS 측정을 수행하고 RR/GRR(18)에게 응답한다. 만일 3G, 즉 UMTS 셀이 셀 재선택 조건을 만족함과 아울러 서빙 GSM/GPRS 셀과 6개의 가장 강한 비 서빙(non-serving) GSM/GPRS 셀들 모두보다 좋다고 판명되면, RR/GRR(18)은 URRC(28)에게 그 셀로 진입하라고 요구한다.

만일 진입 요구된 UMTS 셀의 선택을 실패하게 되면, URRC(28)는 RR/GRR(18)에게 셀 선택을 실패했음을 알리게 되고, RR/GRR(18)은 수신된 신호의 세기로 볼 때 다음으로 좋은 셀로의 진입을 시도하게 된다. 이와 달리 진입 요구된 UMTS 셀로 성공적으로 진입할 수 있으면, 즉 RAT간 셀 재선택을 성공하게 되면 URRC(28)는 RR/GRR(18)에게 성공했음을 알리게 된다.

상기한 바와 같은 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로의 RAT간 셀 재선택에 대하여 메시지 절차를 보인 도 3을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서 GSM/GPRS중에서 GSM을 예를 들어 설명하지만, GPRS에 대하여도 마찬가지로 적용된다. 또한 도 3에서 S11과정은 GSM RAT가 액티브인 UE(6)에 있어서 3G 셀, 즉 UMTS 셀 재선택을 시도하는 과정이고, 이러한 S11과정에서 UMTS 셀 재선택을 실패하게 되면 S12과정이 수행되며 UMTS 셀 재선택을 성공하게되면 S13과정이 수행된다.

먼저 S11과정을 살피면, RR/GRR(18)이 아이들 모드(100)이고 URRC(28)이 초기 모드인 상태에서, RR/GRR(18)이 인접 UMTS 셀들에 대한 URRC(28)로부터 측정 보고를 수신하고 셀 재선택 기준을 평가한 결과, (104)단계에서 UMTS 셀에 대한 셀 재선택 조건이 만족되면, RR/GRR(18)는 다음과 같은 단계를 수행하여 URRC(28)에게 그 셀을 선택하기를 요구하게 된다. 이때 RR/GRR(18)은 (106)단계에서 PHY(10)내의 GSM 물리계층인 GSM-PHY(10b)에게 물리계층 릴리즈(physical layer release) 메시지를 보내어 GSM-PHY(10b)를 일시정지(suspend)시킨다. 다음에 RR/GRR(18)은 (108)단계에서 RAT 변경 시작 표시(RAT change start indication) 메시지를 MM/GMM(32)에게 보낸다. MM/GMM(32)은 RAT 변경 시작 표시 메시지를 수신하면 수신한 RAT 변경 시작 표시 메시지를 (110)단계에서 응용프로그램 계층인 API(40)으로 보낸다. 이후 RAT 변경이 완료될 때까지 MM/GMM(32)은 API(40)로부터의 UE 전원 오프 신호를 제외한 다른 계층들로부터의 프리미티브들(primitives)을 버퍼링한다. API(40)는 MM/GMM(32)으로부터 RAT 변경 시작 표시 메시지를 수신하면, MM/GMM(32)으로부터 RAT 변경 실패 표시(RAT change failure indication) 또는 RAT 변경 완료 표시 메시지(RAT change completion indication)의 수신을 대기한다. 상기한 (108)단계 이후, RR/GRR(18)은 (112)단계에서 URRC(28)에게 UMTS 셀에 대한 셀 정보 메시지를 전송한다. 이 셀 정보 메시지에 의해 셀 재선택 기준을 만족하는 UMTS 셀에 대한 셀 정보가 URRC(28)에게 제공된다. URRC(28)는 RR/GRR(18)로부터 셀 정보 메시지를 수신하자마자 (114)단계의 UMTS 셀 재선택, 즉 RAT간 셀 재선택을 시작한다.

만일 상기 (114)단계에서 셀 재선택을 실패하게 되면, URRC(28)는 (116)단계에서 S12과정으로 진행하여 (118)단계에서 RR/GRR(18)에게 연결 실패(connection failure) 메시지를 보내어 RR/GRR(18)에 의해 진입 요구된 UMTS 셀을 선택하는 것을 실패했음을 알린다. 이러한 실패의 원인은 UE(6)가 UMTS 셀에 동기되지 못했기 때문에 발생한다. URRC(28)로부터 연결 실패 메시지를 수신한 후 즉시 RR/GRR(18)은 MM/GMM(32)이 버퍼링된 신호의 처리를 시작할 수 있도록 (120)단계에서 RAT 변경 실패 표시(RAT change failure) 메시지를 MM/GMM(32)에게 보낸다. 그리고 RR/GRR(18)은 (124)단계에서 다음의 베스트(best)한 셀로 진입을 시도하여 셀 재선택을 시작하게 된다. 또한 MM/GMM(32)은 RR/GRR(18)로부터 RAT 변경 실패 메시지를수신하면 이 메시지를 (122)단계에서 API(40)에게 보낸다.

상기한 바와 달리 셀 재선택을 성공하게 되면, 즉, URRC(28)가 SIB(System Information Block) 수신한 후 RRC(Radio Resource Control) 연결을 시작한 후에는 (116)단계에서 S13과정으로 진행하여 아이들 모드(126)에서 셀 재선택이 성공했음을 알리는 릴리즈 요구(release request) 메시지를 (126)단계에서 RR/GRR(18)에게 보낸다. 이에 응답하여 RR/GRR(18)은 (130)단계에서 PHY(10)내의 GSM 물리계층인 GSM-PHY(10b)를 초기화하기 위해 물리계층 리셋(reset physical layer) 메시지를 GSM-PHY(10b)로 보낸다. 그리고 RR/GRR(18)은 (132)단계에서 RAT 변경 완료 표시(RAT change complete indication) 메시지를 MM/GMM(32)으로 보낸다. 그러면 MM/GMM(32)은 현재의 RAT 상황(context)을 UMTS로 변경하고 (134)단계에서 RAT 변경 완료 표시 메시지를 API(40)로 보낸다. 이후부터 MM/GMM(32)은 모든 L3 메시지들을 UMTS 액세스계층들을 통해 보낸다. API(40)는 MM/GMM(32)으로부터 RAT 변경 완료 표시 메시지를 수신한 후 UMTS 스택을 통해 시그널링(signalling) 메시지들을 변경한다. 이후 RR/GRR(18)은 (136)단계에서 널(null) 모드로 된다.

따라서 UE(6)가 GSM/GPRS RAT가 액티브인 경우에 셀 재선택 기준을 만족하는 UMTS 셀이 있는 경우, GSM/GPRS 프로토콜 스택과 UMTS 프로토콜 스택간에 RR/GRR과 URRC 인터페이스에 따른 상호작용에 의해 그 UMTS 셀에 대한 재선택이 이루어질 수 있게 된다.

이제 UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로의 RAT간 셀 재선택에 관하여 설명한다. UE(6)는 UMTS RAT가 액티브 상태인 경우에 연결 모드(connected mode)에서 네트워크, 즉 UTRAN(5)에 의해 규칙적으로 제공되는 시스템 정보 블록을 수신한다. 인접하는 GSM/GPRS 셀들의 존재는 시스템 정보 블록들을 통해 알려지며, 인접 셀들이 존재하면 URRC(28)는 GSM/GPRS 셀 리스트를 준비하여 RR/GRR(18)에게 측정을 수행하기를 요구한다. 그리고 URRC(28)는 RR/GRR(18)의 측정 보고로부터 셀 재선택 기준을 만족하는 셀이 존재하는지를 검사하게 된다.

만일 셀 재선택을 만족하는 셀이 존재하면 URRC(28)는 그 셀로 진입하기 위해 RR/GRR(18)에게 메시지를 보낸다. RR/GRR(18)은 URRC(28)로부터 이 메시지를 수신하는 즉시, 그 특정 셀로 진입할 수 있는지를 확인한다. 만일 RR/GRR(18)이 성공적으로 진입할 수 있는 경우라면 성공 메시지(success message)가 URRC(28)로 보내지며, 그렇지 않는 경우라면 실패 메시지(failure message)가 URRC(28)에 보내지고, 그 후 RR/GRR(18)은 인접 셀 리스트로부터 다음으로 적합한 셀을 찾는다.

GSM/GPRS RAT로의 RAT간 셀 재선택 동안, UE(6)는 GSM과 GPRS 모두를 지원하는 셀로의 진입을 시도하게 된다. RR/GRR(18)이 GSM과 GPRS 모두를 지원하는 셀로의 진입을 실패하는 경우, 연결 실패(connection failure) 메시지를 URRC(28)에게 보낸다. 이러한 메시지를 수신한 즉시, URRC(28)는 다음으로 적합한 셀로의 진입을 시도한다. RR/GRR(18)이 GSM과 GPRS 모두를 지원하는 셀로의 진입에 성공하는 경우, URRC(28)로 릴리즈 요구(release request) 메시지를 보내 특정 셀로 성공적으로 진입했음을 표시하게 된다. 이 시점으로부터 GSM/GPRS RAT가 액티브 상태로 되며 모든 신호 플로우가 GSM/GPRS RAT를 통해 이루어진다.

상기한 바와 같은 UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로의 RAT간 셀 재선택에 대하여 메시지 절차를 보인 도 4를 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서 GSM/GPRS중에서 GSM을 예를 들어 설명하지만, GPRS에 대하여도 마찬가지로 적용된다. 또한 도 4에서 S21과정은 UMTS RAT가 액티브인 UE(6)에 있어서 GSM 셀 재선택을 시도하는 과정이고, 이러한 S21과정에서 GSM 셀 재선택을 실패하게 되면 S22과정이 수행되며 GSM 셀 재선택을 성공하게되면 S23과정이 수행된다.

먼저 S21과정을 살피면, URRC(28)은 (200)단계에서 현재의 UMTS 물리계층, 즉 PHY(10)내의 UMTS-PHY(10a)의 구성(configuration) 파라미터들인 CELL_FACH(Cell_Forward Access Channel), ＼URA_PCH(UTRAN_Paging Channel), CELL_PCH(Paging Channel)를 저장한다. 그리고 (202)단계에서 GSM 셀에 대해 셀 재선택 조건이 만족되면, URRC(28)는 다음과 같은 단계를 수행하여 RR/GRR(18)에게 그 셀을 선택하기를 요구하게 된다. 이때 URRC(28)는 (204)단계에서 PHY(10)내의 UMTS 물리계층인 UMTS-PHY(10a)에게 물리계층 릴리즈(physical layer release) 메시지를 보내어 UMTS-PHY(10a)를 일시정지(suspend)시킨다. 다음에 URRC(28)는 (206)단계에서 MM/GMM(32)에게 RAT 변경 시작 표시 메시지를 보낸다. MM/GMM(32)은 RAT 변경 시작 표시 메시지를 수신하면, (208)단계에서 이 메시지를 API(40)로 보낸다. 그리고 MM/GMM(32)은 RAT 변경이 완료될 때까지 모든 상위계층의 L3 메시지들을 버퍼링한다. API(40)는 MM/GMM(32)으로부터 RAT 변경 시작 표시 메시지를 수신한 후, MM/GMM(32)으로부터 RAT 변경 실패 표시 메시지 또는 RAT 변경 완료 표시 메시지의 수신을 대기한다.

상기한 (206)단계 이후, URRC(28)는 (210)단계에서 RR/GRR(18)에게 GSM 셀에대한 셀 정보 메시지를 전송한다. 이 셀 정보 메시지에 의해 셀 재선택 기준을 만족하는 GSM 셀에 대한 셀 정보가 RR/GRR(18)에게 제공된다. RR/GRR(18)은 URRC(28)로부터 셀 정보 메시지를 수신하자마자 (212)단계의 GSM 셀 재선택, 즉 RAT간 셀 재선택을 시작한다.

만일 상기 (212)단계에서 셀 재선택을 실패하게 되면, RR/GRR(18)은 (214)단계에서 S22과정으로 진행하여 (216)단계에서 연결 실패 메시지를 URRC(28)에게 보내 URRC(28)에 의해 주어진 셀의 재선택을 실패했음을 알린다. URRC(28)는 이러한 연결 실패 메시지를 수신하면 (218)단계에서 RAT 변경 실패 표시 메시지를 MM/GMM(32)에게 보내고, MM/GMM(32)은 (220)단계에서 이 메시지를 API(40)로 보낸다. 그리고 MM/GMM(32)은 URRC(28)로부터 서비스를 계속적으로 획득하게된다. API(40)는 RAT 변경 실패 표시 메시지를 수신한 후 GSM 스택을 통한 모든 버퍼링된 신호들을 전송한다. 그리고 URRC(28)는 상기한 (200)단계에서 저장된 파라미터들을 이용하여 물리계층을 다시 구성하도록 (222)단계에서 물리 채널 복귀(revert to physical channel) 메시지를 PHY(10)내의 UMTS-PHY(10a)에게 보내어 UMTS 물리계층을 구성한다.

상기한 바와 달리 GSM 셀 재선택을 성공하게 되면 RR/GRR(18)은 상기한 (214)단계에서 S23과정으로 진행하여 (224)단계에서 URRC(28)에게 릴리즈 요구 메시지를 전송해서 셀 재선택이 성공했음을 알린다. 그러면 URRC(28)는 (226)단계에서 UMTS-PHY(10a)로 물리계층 리셋 메시지를 보내어 UMTS-PHY(10a)를 초기화한다. 또한 URRC(28)은 (228)단계에서 RAT 변경 완료 표시 메시지를 MM/GMM(32)으로 보낸다. 그러면 MM/GMM(32)은 새로운 RAT 상황을 변경하고서 (230)단계에서 RAT 변경 완료 표시 메시지를 API(40)로 보낸다. 이후 MM/GMM(32)은 모든 L3 메시지들을 GSM 액세스계층들을 통해 보낸다. API(40)는 MM/GMM(32)으로부터 RAT 변경 완료 표시 메시지를 수신한 후 현재 RAT 상황을 GSM으로 변경한다. 이렇게 하는 목적은 RAT가 변경되었음을 사용자에게 표시하고 노멀 모드에서 사용자의 서비스 요청을 처리하기 위해서이다. 이후 RR/GRR(18)은 (232)단계에서 아이들 모드로 되고, URRC(28)는 (234)단계에서 초기 모드로 된다.

따라서 UE(6)가 UMTS RAT가 액티브인 경우에 셀 재선택 기준을 만족하는 GSM 셀이 있는 경우, GSM/GPRS 프로토콜 스택과 UMTS 프로토콜 스택간에 RR/GRR과 URRC 인터페이스에 따른 상호작용에 의해 그 GSM 셀에 대한 재선택이 이루어질 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 GSM/GPRS 프로토콜 스택과 UMTS 프로토콜 스택간에 RR/GRR과 URRC 인터페이스에 따른 상호작용에 의해 항상 RAT간에 더 좋은 셀이 선택되므로 이동단말 사용자가 네트워크와 신뢰성있는 통신을 할 수 있게 된다. 이에따라 네트워크와의 통신이 최상이 되며 서비스를 획득할 가능성이 최대가 되며, 이는 네트워크에서의 전체적인 간섭 레벨을 감소시키게 된다. 또한 RAT간 셀 재선택이 RR/GRR과 URRC 인터페이스에 따라 이루어지므로 GSM/GPRS와 UMTS 각각의 물리계층을 복잡하게 하지 않으면서 RAT간 셀 재선택을 할 수 있게 된다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서는 GSM/GPRS와 UMTS를 지원하는 듀얼 모드 이동단말에서 RAT간 셀 재선택을 하는 예를 들었으나, 다중 RAT 이동단말에서 마찬가지로 유사하게 적용될 수 있다. 또한 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로의 RAT간 셀 재선택과, UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로의 RAT간 셀 재선택을 모두 보였으나, 어느 한가지의 셀 재선택에만 채용될 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다중 RAT 이동단말에 있어서 GSM/GPRS 프로토콜 스택과 UMTS 프로토콜 스택간에 RR/GRR과 URRC 인터페이스에 따른 상호작용에 의해 RAT간에 셀 재선택을 수행하므로써 항상 RAT간에 더 좋은 셀이 선택되므로 이동단말 사용자가 네트워크와 신뢰성있는 통신을 할 수 있게 되는 이점이 있다. 또한 RR/GRR과 URRC 인터페이스에 따라 GSM/GPRS와 UMTS 각각의 물리계층을 복잡하게 하지 않으면서 RAT간 셀 재선택을 할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) RAT(Radio Access Technology)와 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) RAT를 지원하는 다중 RAT 이동단말이 GSM/GPRS RAT로부터 UMTS RAT로 RAT간 셀 재선택을 하기 위한 방법에 있어서,

   상기 이동단말내의 GSM/GPRS 네트워크 계층의 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS Radio Resource)이 셀 재선택 기준을 만족하는 UMTS 셀이 있는 경우, 상기 이동단말내의 GSM/GPRS 물리계층을 일시정지시키고 상기 이동단말내의 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM(GPRS-MM)을 거쳐 상기 이동단말내의 API(Application Protocol Interface)로 RAT 변경 시작을 통보하며, 상기 이동단말내의 UMTS 네트워크 계층의 URRC(UMTS Radio Resource Control)에게 진입할 UMTS 셀 정보를 보내어 해당 UMTS 셀로 진입을 요구하는 과정과,

   상기 URRC가 상기 RR/GRR의 진입 요구에 따른 UMTS 셀 재선택을 시도하고, 셀 재선택의 성공 여부를 상기 RR/GRR에게 알리는 과정과,

   상기 RR/GRR이 상기 URRC로부터 셀 재선택 실패를 통보받으면 상기 MM/GMM을 거쳐 상기 API로 RAT 변경 실패를 통보하며, 상기 URRC로부터 셀 재선택 성공을 통보받으면 상기 GSM/GPRS 물리계층을 초기화시킴과 아울러 상기 MM/GMM을 거쳐 상기 API로 RAT 변경 완료를 통보하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 RAT간 셀 재선택방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 RR/GRR이 상기 URRC로부터 상기 셀 재선택 실패를 통보받으면 다음의 베스트 셀에 대한 재선택을 시도하여 셀 재선택을 시작하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 RAT간 셀 재선택방법.
3. GSM(Global System for Mobile communication)/GPRS(General Packet Radio Service) RAT(Radio Access Technology)와 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) RAT를 지원하는 다중 RAT 이동단말이 UMTS RAT로부터 GSM/GPRS RAT로 RAT간 셀 재선택을 하기 위한 방법에 있어서,

   상기 이동단말내의 UMTS 네트워크 계층의 URRC(UMTS Radio Resource Control)가 셀 재선택 기준을 만족하는 GSM/GPRS 셀이 있는 경우, 상기 이동단말내의 UMTS 물리계층을 일시정지시키고 상기 이동단말내의 네트워크 계층의 MM(Mobility Management)/GMM(GPRS-MM)을 거쳐 상기 이동단말내의 API(Application Protocol Interface)로 RAT 변경 시작을 통보하며, 상기 이동단말내의 UMTS 네트워크 계층의 GSM/GPRS 네트워크 계층의 RR(Radio Resource)/GRR(GPRS Radio Resource)에게 진입할 UMTS 셀 정보를 보내어 해당 GSM/GPRS 셀로 진입을 요구하는 과정과,

   상기 RR/GRR이 상기 URRC의 진입 요구에 따른 GSM/GPRS 셀 재선택을 시도하고, 셀 재선택의 성공 여부를 상기 URRC에게 알리는 과정과,

   상기 URRC가 상기 RR/GRR로부터 셀 재선택 실패를 통보받으면 상기 MM/GMM을 거쳐 상기 API로 RAT 변경 실패를 통보하며, 상기 RR/GRR로부터 셀 재선택 성공을 통보받으면 상기 UMTS 물리계층을 초기화시킴과 아울러 상기 MM/GMM을 거쳐 상기 API로 RAT 변경 완료를 통보하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 RAT간 셀 재선택방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 URRC가 상기 RR/GRR로 상기 셀 재선택을 요구하기 전에 현재의 UMTS 물리계층 구성 파라미터를 저장하며, 상기 RR/GRR로부터 상기 셀 재선택 실패를 통보받으면 상기 저장된 파라미터를 이용하여 UMTS 물리계층 구성을 하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 RAT간 셀 재선택방법.