KR20070080530A

KR20070080530A - 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070080530A
Application number: KR1020060011896A
Authority: KR
Inventors: 배은희; 최성호; 송오석; 배범식; 곽노준; 리에샤우트 게르트 잔 반
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2007-08-10
Also published as: WO2007091837A1; KR100946892B1; US7962138B2; EP1982544A1; EP1982544B1; EP1982544A4; US20070202879A1

Abstract

이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어를 구성하기 위한 방법은, 이동 단말이 소속(Attach)동작 수행 중 또는 라우팅 에어리어 업데이트 과정 수행 중 상기 이동 통신 시스템의 네트워크로부터 셀 그룹 식별자와 메트릭 정보를 수신하는 과정과, 상기 이동 단말이 상기 네트워크로부터 수신받은 메트릭 정보의 범위내에서 움직였는지를 검사하는 과정과, 상기 이동 단말이 이동한 경우 상기 네트워크로부터 수신받은 메트릭 정보와 상기 이동한 셀의 셀 그룹 식별자를 사용하여 현재 이동 단말의 위치를 측정하는 과정과, 상기 측정된 이동 단말의 위치와 상기 메트릭 정보를 비교하는 과정과, 상기 비교결과 상기 이동 단말의 위치가 상기 메트릭 정보보다 크다면, 라우팅 에어리어 업데이트를 수행하는 과정을 포함한다.

3G, 라우팅 에어리어, 메트릭, 셀 그룹, SGSN, RNC

Description

이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING ROUTING AREA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동 단말의 라우팅 에어리어 업데이트 방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동 단말의 라우팅 에어리어 업데이트 방법을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말의 블록 구성도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말에서 라우팅 업데이트를 수행하기 위한 동작 흐름도.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 라우팅 에어리어를 구성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로 특히 3세대 이동 통신 시스템과 3세대 광대역 진화 통신 시스템에서의 라우팅 에어리어 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신 시스템이라 함은, 단말까지 고정적인 유선 네트워크를 연결하여 사용할 수 없는 경우를 위해 개발된 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템의 대표적인 시스템으로는 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 일반 이동 통신 시스템은 물론, 무선 랜, 와이브로(Wibro), 이동 애드 혹(Mobile Ad Hoc)네트워크 등 을 들 수 있다. 이동 통신은 넓은 지역에 걸쳐 가입자가 빠른 속도로 이동하는 중에도 통화가 가능하게 하기 위한 것이다. 이러한 이동 통신 시스템의 대표적인 시스템이 셀룰러 방식의 시스템이다. 셀룰러 시스템이란, 종래 이동 통신 시스템의 서비스 지역의 제한과 가입자 수용용량의 한계를 극복하기 위해 제안된 개념으로 서비스 지역을 여러개의 작은 구역, 즉 셀(Cell)로 나누어서 서로 충분히 멀리 떨어진 두 셀에서 동일한 주파수 대역을 사용함으로써 공간적으로 주파수를 재사용 하는 것을 말한다. 그러한 셀룰러 시스템 중 제일 처음 등장한 기술이 AMPS(Advance Mobile Phone System)과 TACS(Total Access Communication Services)와 같은 아날로그 방식이며, 이를 1세대 이동통신이라 칭한다.

1세대의 이동통신 시스템만으로는 급격히 증가하는 이동통신 서비스 가입자를 수용하기가 어려워졌고, 기술의 발전으로 이전의 음성서비스뿐만 아니라, 다양한 서비스에 대한 요구가 증가하게 되었다. 이러한 요구 등으로 인하여 1세대의 이동통신 보다 진보한 디지털 방식의 2세대 이동통신이 등장하게 되었다. 2세대 이동통신 시스템은 아날로그 시스템에서와는 달리, 아날로그인 음성신호를 디지탈화하여 음성 부호화를 실시한 후, 디지탈 변복조 방식으로 사용하며, 800MHz대의 주파수를 사용한다. 다원접속 방식은 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식과 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식을 사용한다. 이러한 2세대 이동통신 시 스템에서는 음성서비스 및 저속 데이터 서비스를 제공하며, 미국의 IS-95(CDMA 방식), IS-54 (TDMA 방식)과 유럽의 GSM(Global System for Mobile communication) 방식이 있다. 또한, PCS(Personal Communication Services) 시스템은 2.5세대 이동통신 시스템으로 분류되며, 1.8~2GHz 대역의 주파수를 사용한다. 이러한 2세대 이동통신 시스템들은 사용자들에게 음성 서비스를 제공하면서 이동 통신 시스템의 효율을 증가시키기 위한 목적으로 구축되었다. 하지만, 인터넷의 출현 및 사용자들의 고속 데이터 서비스 요구 등은 새로운 무선 플랫폼의 등장을 예고하게 되었으며, 그러한 방식이 IMT-2000(International Mobile Telecommunication - 2000)과 같은 3세대 이동 통신이다. 이러한 통신 기술의 발전에도 불구하고 오늘날 무선 통신 서비스의 급속한 증가 추세에 비추어 현재 사용하고 있는 무선 전파 스펙트럼의 포화현상은 쉽게 예견될 수 있다. 따라서, 주파수 효율에 있어 우수한 특성을 갖는 새로운 무선통신 기술의 개발이 요청된다. 이러한 무선통신의 대표적인 예로 확산대역(Spread Spectrum)방식을 들 수 있다.

확산대역 방식의 통신이란 전송하려는 신호의 주파수 대역폭보다 훨씬 넓은 주파수 대역폭으로 신호를 확산시켜 전송하는 것으로, 신호의 전력밀도가 낮아지므로 신호의 존재 유무를 검출하기 어렵다. 또한 수신기에서는 수신된 신호를 역확산시키는 과정에서 원래의 신호를 만들어 내기 위해서는, 확산할 때에 사용한 부호를 정확히 알고 있어야 하므로 통신의 비밀이 보장되며, 외부의 방해신호는 역확산 과정에서 반대로 확산되므로 통신을 방해하지 않는다.

이러한 3세대 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어(Routing Area)를 구성 하는 방법은 크게 두 가지가 있다.

첫 번째 방법은 현재 3세대 이동 통신 시스템에서 사용하고 있는 운영자(Operator)에 의해서 고정된 크기와 고정된 Id 값을 갖는 라우팅 에어리어를 구성하는 방법이다.

두 번째 방법은 이동 단말이 위치하고 있는 셀(Cell)의 물리적인 위치 값과 라우팅 에어리어의 크기를 결정하는 반지름(Radius)을 이용하여 이동 단말의 소속(Attach)과정이나 라우팅 에어리어 업데이트 과정도중에 유연(Flexible)하게 라우팅 에어리어를 결정하여 라우팅 에어리어를 구성하는 방법이다.

첫 번째 방법인, 현재 3세대 이동 통신 시스템에서 채용되어 사용되고 있는 운영자에 의해 사전에 정의된 고정된 크기를 갖는 라우팅 에어리어의 구성 방법은 이동 단말의 이동성(Mobility) 및 지역적 특성을 고려할 수 없는 문제점이 있다. 만약, 고속도로를 운행중인 차량내에 위치한 이동 단말의 경우에는 일정한 크기를 갖는 여러개의 라우팅 에어리어를 연속적으로 이동해감에 따라서 빈번하게 라우팅 에어리어 업데이트를 수행해야 하는 문제점이 있다. 위와 같은 이동성 특성을 갖는 이동 단말의 경우, 이동 단말의 이동 성향을 고려하여 라우팅 에어리어의 형태를 설정함으로써 불필요하게 발생하는 라우팅 에어리어 업데이트를 위한 시그널링(Signaling) 오버헤드를 줄일 수 있다.

두 번째 방법인 이동 단말이 위치한 셀의 물리적인 위치값(Location Value)과 셀로부터 반지름(Radius)과 같은 형태의 물리적인 거리 값(Distance Value)을 기반으로 이동 단말별로 서로 다른 라우팅 에어리어를 정의하는 방법은 상기에서 설명한 첫 번째 방법에 비해서 좀더 유연하게 라우팅 에어리어를 결정할 수 있는 장점이 있다.

하지만, 이동 단말별로 서로 다른 크기와 서로 다른 셀들로 구성된 라우팅 에어리어가 정의되기 때문에, 유휴(Idle) 상태의 단말에게 페이징 요청(Paging Request)메시지를 전달함에 있어서 문제가 발생한다. 이동 단말별로 각각의 이동 단말의 현재 위치에 기반한 서로 다른 크기의 셀들로 구성된 라우팅 에어리어를 갖고 있기 때문에 이동 단말에게 페이징 요청 메시지를 전송하기 위해서는 네트워크(e.g. SGSN(Serving GPRS Supporting Node))가 이동 단말로부터 반지름(R)의 거리 범위내에 포함된 모든 셀들에 대한 리스트를 각 이동 단말별로 유지하였다가 페이징 요청메시지에 해당 라우팅 에어리어에 포함된 모든 셀 리스트를 포함시키거나, 그렇지 않으면 RAN(e.g RNC(Radio Network Controller))에서 자신이 관리하는 셀들 중에 이동 단말의 라우팅 에어리어에 속하는 셀들의 리스트를 이동 단말별로 유지하였다가 해당 셀들로 페이징 요청 메시지를 브로드캐스트한다.

이렇게 RAN이나 네트워크에서 이동 단말별로, 이동 단말의 반지름(R)별로 셀 리스트를 관리하고 이를 시그널링 메시지를 통해서 전달하는 방법은 네트워크와 RAN의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어를 관리하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 이동 통신 시스템의 이동 단말이 라우팅 에어리어 업데이트를 수행하기 위한 시그널링 오버헤드를 줄이기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어를 구성하기 위한 방법은, 이동 단말이 소속(Attach)동작 수행 중 또는 라우팅 에어리어 업데이트 과정 수행 중 상기 이동 통신 시스템의 네트워크로부터 셀 그룹 식별자와 메트릭 정보를 수신하는 과정과, 상기 이동 단말이 상기 네트워크로부터 수신받은 메트릭 정보의 범위내에서 움직였는지를 검사하는 과정과, 상기 이동 단말이 이동한 경우 상기 네트워크로부터 수신받은 메트릭 정보와 상기 이동한 셀의 셀 그룹 식별자를 사용하여 현재 이동 단말의 위치를 측정하는 과정과, 상기 측정된 이동 단말의 위치와 상기 메트릭 정보를 비교하는 과정과, 상기 비교결과 상기 이동 단말의 위치가 상기 메트릭 정보보다 크다면, 라우팅 에어리어 업데이트를 수행하는 과정을 포함한다.

본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 이동 단말에서 라우팅 에어리어를 구성하기 위한 장치는, 상기 이동 단말이 소속(Attach)동작 수행 중 또는 라우팅 에어리어 업데이트 과정 수행 중 상기 이동 통신 시스템의 네트워크로부터 수신한 셀 그룹 식별자와 메트릭 정보를 저장하는 메모리와, 상기 이동 단말이 새로운 셀 그룹으로 이동한 경우, 상기 새로 이동한 셀 그룹과 상기 메모리에 저장된 셀 그룹간의 메트릭값을 계산하는 메트릭 계산부와, 상기 계산한 메트릭과 상기 메모리에 저장된 라우팅 에어리어 정보를 비교하여 라우팅 에어리어 업데이트 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하겠다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의해야 한다. 하기에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명에서는 셀 그룹(Cell Group)을 기반으로 하여 라우팅 에어리어를 구성하기 위한 3가지 방법을 제안한다.

첫 번째 방법은, 이동 단말의 소속(Attach)과정이나 라우팅 에어리어 업데이트 과정을 통해서 네트워크가 이동 단말이 위치하고 있는 셀 그룹 식별자(Cell Group Identifier)와 이동 단말의 라우팅 에어리어 범위를 결정하기 위한 일차원의 메트릭(Metric) 정보를 전달하는 방안이다.

두 번째 방법은, 이동 단말의 소속 과정이나 라우팅 에어리어 업데이트 과정을 통해서 네트워크에 의해 이동 단말이 위치하고 있는 셀 그룹 식별자와 이동 단말이 위치하고 있는 셀 그룹 식별자와 이동 단말의 라우팅 에어리어 범위를 결정하기 위한 이차원의 메트릭 정보를 이동 단말에게 전달하는 방안이다.

세 번째 방법은, 이동 단말의 소속 과정이나 라우팅 에어리어 업데이트 과정을 통해서 네트워크에 의해서 이동 단말이 위치하고 있는 셀 그룹 식별자와 이동 단말의 라우팅 에어리어 범위에 포함되는 모든 셀 그룹 식별자들을 이동 단말에게 전달하는 방안이다.

상술한 바와 같은 3가지 방법을 설명하기 위해 첨부된 도 1을 통해 제1 실시 예를 첨부된 도 2를 통해 제2 실시 예를 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에서 일차원 혹은 이차원의 메트릭 및 리스트를 통한 라우팅 에어리어 정의 방안을 설명하기 위해 가정하고 있는 기본 개념을 아래에 정의하기로 한다.

■ 셀 그룹(Cell Group) : 일정한 크기의 혹은 다양한(Flexible) 크기를 갖는 셀 그룹은 이동 단말의 라우팅 에어리어 업데이트(Routing Area Update(RAU))를 수행하기 위한 최소 단위이다. 이러한 셀 그룹은 개별 사업자들이 자신들의 사업자 망 전체를 자체적인 정책(Policy)에 따라서 일정한 크기 혹은 다양한 크기와 다양한 방향성(즉, 도 1과 도 2와 같은 수평/수직으로 정 방향성을 가지는 Grid외에도 일정한 기울기를 가지는 다양한 모양의 Grid로도 정의 가능함)을 가지는 격자(Grid)들로 구성된다.

■ 셀 그룹 식별자(Cell Group Identifier) : 상기에서 정의한 각 셀 그룹에 대하여, (X, Y)와 같은 좌표 값 형태의 Cell Group Identifier를 부여한다. 이때의 X, Y 값은 양의 정수 값(Positive Integer)의 형태를 띄거나 음의 정수값(Negative Integer)으로 정의 가능하다.

■ 메트릭(Metric) : 상기에서 정의한 셀 그룹 식별자(X, Y)로부터의 일차원적인 메트릭을 표현하기 위해서는 (X, Y)로부터의 메트릭을 나타내는 양의 정수값(Positive Integer)이 사용된다. 혹은 이차원적인 Metric을 표현하기 위하여 단순 하게는 양의 방향성이나, 음의 방향성만을 나타내는 양의 정수 값(Positive Integer) 혹은 음의 정수 값(Negative Integer)이 사용된다. 혹은 센터(Center)가 되는 셀 그룹 식별자(Cell Group Identifier) (X, Y)로부터의 상, 하, 좌, 우 방향에 대한 모든 Metric을 통해서 범위(Range)(e.g 수직방향으로는 -1부터 +5까지, 수평방향으로는 -2부터 +3까지)로 표현함으로써 좀 더 Flexible한 형태의 라우팅 에어리어(Routing Area) 구성도 가능하다.

■ 라우팅 에어리어(Routing Area) : 본 발명에서는 유휴(IDLE) 상태에 있는 이동 단말의 라우팅 에어리어 업데이트(Routing Area Update) 및 페이징(Paging)을 위한 단위로 사용되는 라우팅 에어리어(Routing Area)를 셀 그룹(Cell Group) 단위로 각 이동 단말 별로 서로 다른 크기 및 형태로 정의한다.

■ 메트릭값(Metric Value) : 단말이 이동한 경우, 단말이 이동한 셀 그룹의셀 그룹 식별자(e.g (X1, Y1))와 단말이 저장하고 있는 셀 그룹 식별자(e.g (X,Y))에 대해서 피타고라스 정리(i.e. 메트릭값^2 = (X-X1)^2 + (Y-Y1)^2)를 적용하면, 셀 그룹 식별자를 이용한 단말의 논리적인 이동 거리에 대한 메트릭값을 얻을 수 있다. 이 메트릭값은 본 발명에서 단말의 메모리에 저장된 라우팅 에어리어 정보와 비교하여 라우팅 에어리어 업데이트 여부를 판단하는 기준값으로 이용된다.

본 발명에서 라우팅 에어리어를 정의하는 실시 예에 대해서는 아래에 첨부된 도면을 중심으로 설명하기로 한다.

본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 도시되지 않은 네트워크는 소속(Attach) 과정이나 라우팅 에어리어 업데이트(RAU) 과정 도중에 일차원 형태의 Metric(R)이나, 이차원 형태의 수평 방향의 Range1과 수직 방향의 Range2를 포함하는 (R1, R2)을 단말에게 전달한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동 단말의 라우팅 에어리어 업데이트 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 RAU 방법은 메트릭 (R)과 셀 그룹 식별자 [X, Y]을 기반으로 라우팅 에어리어를 결정한다.

첨부된 도 1을 참조하면, 이동 단말이 현재 위치해 있는 셀(Cell)의 위치는 참조번호 101 지점 이며, 참조번호 101 지점은 (2,2) 좌표 값을 가지는 셀 그룹(Cell Group)이다. 이동 단말이 참조번호 101지점에서 소속(Attach)하거나 참조번호 101 인 셀이 속한 라우팅 에어리어(Routing Area)로 처음 라우팅 에어리어 업데이트(Routing Area Update)를 수행하는 과정에서 이동 단말은 도시되지 않은 네트워크로부터 Metric(R)과 참조번호 101인 셀이 속해 있는 그룹 식별자인 좌표 값 (2,2)를 할당 받는다.

상술한 두 가지 종류의 정보(Information)들 중에 Metric(R)은 이동 단말의 라우팅 에어리어(Routing Area)의 크기를 결정하는 값이다. 즉, 이동 단말은 상기 도 1의 Metric(R) 범위(110)에 위치하는 모든 좌표 값들 즉, [1,1], [1,2],[1,3], [2,1], [2,2], [2,3], [3,1], [3,2], [3,3]에 해당하는 논리적인 좌표 값에 의해 지시되는 셀 그룹(cell group)들이 포함된 라우팅 에어리어(RA)(102)를 가진다. 그러므로 이동 단말은 [2,2] 좌표 값으로부터 Metric(R)만큼(110)의 범위에 속한 셀 그룹(Cell Group)들 간을 이동하는 경우에는 라우팅 에어리어 업데이트(Routing Area Update)를 수행하지 않는다. 이러한 라우팅 에어리어(Routing Area)는 도시되지 않은 네트워크에서 이동 단말의 이동 (Mobility) 성향이나 기지국의 성능 및 주위 상황들을 고려하여 Metric(R)을 Flexible하게 조정하여 결정함으로써 이동 단말에게 최적의 RA를 지정해줄 수 있다.

이동 단말이 소속(Attach)하는 과정이나 라우팅 에어리어 업데이트(Routing Area Update)를 수행하는 과정 중에 이동 단말은 자신의 이동(Mobility) 상태에 대한 정보를 기지국으로 전달할 수 있다. 이동 단말이 상기 기지국과 같은 네트워크에 전달하는 정보는 현재 이동 단말이 이동(Mobility)상태에 있다거나 혹은 정지 상태에 있다라 것을 알릴 수 있는 On/Off 형태의 단순한 비트 정보이거나, 기지국에서 이동 단말의 이동(Mobility)상태를 측정(Measure)할 수 있게 하는 이동 단말의 이동 속도(Mobility Speed)와 같은 상태 정보이거나, 이동 단말이 스스로 자신의 상태를 측정(Measure)하여 임의로 결정한 선호하는 라우팅 에어리어 크기(Preferred RA size) 등에 대한 정보가 될 수 있다. 이러한 정보들을 바탕으로 기지국에서는 해당 이동 단말에 대한 Routing Area 크기를 결정하여 Metric(R)을 현재 이동 단말이 위치하고 있는 Cell이 속해 있는 Cell Group에 대한 Cell Group Identifier와 함께 이동 단말로 전달한다.

이와 같은 과정을 상기 도 1을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

예를 들어, 도 1에서 이동 단말이 참조번호 101인 셀에 소속(Attach)를 수행하고, 참조번호 101인 셀의 기지국으로부터 참조번호 102와 같은 라우팅 에어리어(Routing Area)를 표현하는 메트릭(R)(Metric(R))는 "2"를 , 셀 그룹 식별자(Cell Group Identifier) [X,Y] 는 [2,2]를 수신했다고 가정하기로 한다.

상기와 같은 가정하여 이동 단말이 상기 도 1의 [3,1] 좌표 값을 가지는 셀 그룹(Cell Group)으로 이동하는 경우, 이동 단말은 [3,1] 좌표 값에 해당하는 셀 그룹(Cell Group)에 속한 기지국들로부터 시스템 정보(System Information)을 통해서 이동 단말의 현재 위치인 [3,1] 좌표 값을 수신한다. 이동 단말은 이전 수속(Attach) 과정(혹은 Routing Area Update 과정) 중에 저장된 참조번호 101지점의 [2,2] 좌표 값과 상기 [3,1] 좌표 값간의 거리 계산을 아래와 같이 수행한다.

■ 셀 그룹 식별자(Cell Group Identifier) [X₁, Y₁] = [2, 2]

■ 이동 단말이 이동한 셀의 셀 그룹 식별자 [X₂, Y₂] = [3, 1]

■ 라우팅 에어리어를 위한 기준 메트릭(Metric) R =2

■ 현재 이동 단말의 위치에 대한 메트릭값(Metric Value) M:

■ 라우팅 에어리어 비교 : R : M = 2 >

즉, 이동 단말은 현재 이동 단말의 라우팅 에어리어 범위인 R(=2)내에서 이동하였으므로, RAU를 수행하지 않는다.

반면, 도 1에서 이동 단말이 [1, 4] 좌표 값을 갖는 셀 그룹으로 이동한 경우에는 [2, 2] 좌표 값과 [1, 4] 좌표 값간의 거리 계산을 아래와 같이 수행한다.

■ 셀 그룹 식별자 [X₁, Y₁] = [2, 2]

■ 이동 단말이 이동한 셀의 셀 그룹 식별자 [X₂, Y₂] = [1, 4]

■ 라우팅 에어리어를 위한 기준 메트릭(Metric) R =2

■ 현재 이동 단말의 위치에 대한 메트릭 값(Metric Value) M:

■ 라우팅 에어리어 비교 : R : M = 2 <

즉, 현재 이동 단말의 위치가 기준 메트릭 R을 벗어났으므로 이동 단말은 현재 이동 단말에 저장되어 있는 라우팅 에어리어(Routing Area)업데이트를 수행해야 함을 알 수 있다. 따라서 [1,4](130)좌표 값이 속한 셀 그룹(Cell Group)으로의 RAU를 수행한다. 하지만, 이동 단말에 대한 라우팅 에어리어(Routing Area)를 상기 도 1의참조번호 103과 같이 가정하는 경우, 이동 단말이 이동한 셀 그룹 식별자(Cell Group Identifier) [1,4](130)에 속하는 셀 그룹(Cell Group)은 이동 단말의 RA를 결정하는 Metric 내에 속하므로, RAU를 수행하지 않을 것이다.

상술한 바와 같이 Metric(R)은 Routing Area의 크기를 결정하는 값으로 만약 이동 단말이 유휴(Idle) 상태에 있거나, 이동 단말의 이동 범위가 넓은 경우에는 상기 메트릭을 크게 설정하여, 이동성이 큰 단말에 대한 RAU overhead를 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동 단말의 라우팅 에어리어 업데이트 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 라우팅 에어리어 업데이트는 레인지(Range) 기반의 Metric(R1, R2)좌표를 기반으로 RA를 결정한다. 도 2에서 이동 단말은 참조번호가 201 셀에 위치하고 있다. 이동 단말은 참조번호가 201인 셀에 처음 소속(Attach)한 상황이거나 참조번호 201인 셀로 이동하여 라우팅 에어리어 업데이트(Routing Area Update : RAU)를 통해서 현재 망에 접속하려고 하는 상태라고 가정한다. 이동 단말은 참조번호가 201인 셀에 소속(Attach) 혹은 RAU 하는 과정을 통해서, 현재 참조번호 201인 셀이 속해 있는 셀 그룹(Cell Group)에 대한 좌표 값과 라우팅 에어리어(Routing Area)를 결정하기 위한 2차원의 Range를 나타내는 Metric을 수신한다. 상기 도 2에서 참조번호 203, 205, 207와 209는 RA의 범위를 나타낸다.

이하에서 본 발명의 제2 실시 예에 따라 상기 참조번호 203, 205, 207와 209를 통해서 RA를 위한 범위를 나타내기 위한 메트릭을 설정하는 방법을 설명한다.

먼저, 참조번호 203의 경우, 양의 값(오른쪽으로)을 가지는 수평 방향 Range R1=5, 수직 방향 Range R2=0으로 (R1, R2) = (5, 0)의 메트릭을 가진다. (표현 방식에 따라서(R1, R2) = (6, 1)로 설정할 수도 있다.) 참조번호 203 같은 형태를 가지는 라우팅 에어리어(Routing Area)는 고속도로와 같이 좁고 긴 형태의 지형적인 특성을 가지는 경우에 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 이후, 이동 단말의 움직임에 따라서 이동 단말이 [2,4](211)값을 가지는 셀 그룹(Cell Group)으로 이동할 경우, 이동 단말은 (R1, R2) = (5, 0) 범위 내, 즉, [2,1], [2,2], [2,3], [2,4], [2,5], [2,6] 좌표 값을 가지는 셀 그룹(Cell Group)들로 구성된 동일한 RA에 위치 하고 있으므로, RAU를 수행하지 않는다. 이 때, 만약 이동 단말이 [2,1] => [3,1] => [2,2] => [3,2] => … 와 같은 움직임을 나타내는 경우, 이러한 이동 단말의 이동(Mobility) 성향에 대한 정보나 특별한 의미의 지시(indication)를 네트워크에 보고(Report)해줌으로써 이동 단말의 RA를 위한 메트릭을 (5,-1)로 조정 가능하다. 이와 같이 Cell Group과 메트릭(R1,R2)를 통한 위한 단말 및 네트워크의 동작을 통해서 평균적으로 최적의 Routing Area를 설정함으로써, 네트워크에서의 단말에 대한 제어 메시지(예, Routing Area Update, Paging 등등)의 양을 최소화할 수 있다.

참조번호 205의 경우, 수평 방향의 메트릭 R1은 -1 ≤ R1 ≤ 1 의 값을 가지며, 수직 방향의 메트릭 R2는 -3 ≤ R2 ≤ 2 의 값을 가져서, (Rx1, Rx2, Ry1, Ry2) = (-1, 1, -3, 2)의 메트릭을 가진다. (표현 방식에 따라서 (Rx1, Rx2, Ry1, Ry2) = (-2, 2, -4, 3)으로 설정할 수 있다.) 참조번호 205와 같은 형태의 RA는 이동 단말이 여러 방향으로 움직임이 많으면서, 특히 수직 방향으로 움직임이 많은 경우에 유용할 것이다.

참조번호 207의 경우, 음의 값을 가지는 수평 방향의 Range를 나타내는 메트릭 R1 = -1, 수직방향의 Range를 나타내는 메트릭 R2 = -1로 (R1, R2) = (-1, -1)을 가진다. (표현 방식에 따라서(R1, R2) = (-2, -2)로 설정할 수 있다.) 참조번호 207과 같은 형태의 RA는 이동 단말의 움직임이 비교적 크지 않으므로, 이동 단말이 유휴(Idle)상태에 있을 경우, 네트워크에서 페이징 요청(Paging Request)메시지를 전달해야 하는 범위가 줄어들어 네트워크 자원의 낭비를 줄일 수 있다.

또한 참조번호 209와 같이 메트릭 (R1, R2)는( R1, R2)으로 해석될 수도 있 다. 즉 참조번호 205와 같이 양의 방향과 음의 방향으로 서로 다른 Range를 나타내는 메트릭을 가지는 것이 아니라, (R1, R2)=(1, 1)의 값을 가지는 좌표 값의 경우, -1 ≤ R1 ≤ 1와 -1 ≤ R2 ≤ 1로 해석되어 RA가 참조번호 209와 같은 형태를 띄는 RA가 형성된다.

상술한 바와 같이 참조번호 203, 205, 207, 209를 통해서 살펴본 바와 같이 네트워크는 이동 단말로부터의 Attach (혹은 Routing Area Update) Request 등의 메시지를 통해서 획득한 현재의 위치정보와 이동 단말의 이동(Mobility) 상태 정보 등을 바탕으로 현재 단말이 위치하고 있는 Cell Group에 대한 식별자(X1, Y1)과 메트릭 (R1, R2)을 이동 단말에게 전달하여 라우팅 에어리어 업데이트(Routing Area Update) 및 페이징(Paging) 등을 위한 라우팅 에어리어(Routing Area) 및페이징 에어리어(Paging Area)를 정의한다.

상기 도 1과 도 2와 같이 셀 그룹 식별자와 메트릭을 이용하여 라우팅 에어리어를 나타내는 방법 외에도, 이동 단말의 Attach과정이나 라우팅 에어리어 업데이트 과정 중에 단말의 라우팅 에어리어(RA)에 속하는 모든 셀 그룹 식별자들을 모두 단말에게 전달하는 방법도 있다. 이는 메트릭에 의해서 얻어지는 장점인 Flexibility를 지원할 수는 없으나, 셀 그룹 단위로 라우팅 에어리어를 나타냄으로써 셀 단위로 라우팅 에어리어를 관리하는 방안에 비해서 단말 및 네트워크에서 라우팅 에어리어를 관리하는 부담이 크게 줄어든다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말(310)의 블록 구성도이다.

RF부(300)는 제어부(302)의 제어하에 음성 데이터, 문자 데이터, 영상 데이 터 및 제어 데이터의 송수신을 담당하며 이를 위해 송신되는 신호를 주파수 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기등을 포함한다.

메트릭값 계산부(304)는 제어부(302)의 제어에 의해 제1 실시 예에서 이동하기전의 좌표 값과 이동한 곳의 좌표 값을 사용하여 이동 단말의 위치에 대한 메트릭 값(Metric Vallue)을 계산한다. 제2 실시 예에서는 제어부(302)의 제어에 의해 이동 단말(310)의 수직 또는 수평 방향으로 즉, 이차원의 메트릭(Metric) 정보를 근거로 이동한 이동 단말의 위치에 대한 메트릭 값(Metric Value)을 계산한다.

제어부(302)는 셀에 소속(Attach)할 때 또는 라우팅 에어리어로 처음 라우팅 에어리어 업데이트를 수행할 때 RF부(300)를 통해 수신된 메트릭(Metric)과 셀 그룹 식별자인 좌표값과 같은 시스템 정보를 메모리(306)에 저장한다.

현재 이동 단말(310)의 이동상태를 측정하여 이동 속도와 같은 상태 정보를 측정하여 상기 RF부(300)를 통해 기지국 및 네트워크로 전송한다. 라우팅 에어리어를 계산하기 위한 제어를 수행한다. 상기 메트릭 계산부(304)의 결과를 근거로 메모리(306)에 저장된 라우팅 에어리어를 업데이트할지 여부를 결정한다. 또한 제어부(302)는 수신한 셀 그룹 식별자와 메모리(306)에 저장된 셀 그룹 식별자를 비교하여 다르다면, 수신한 셀 그룹이 메모리(306)에 저장된 자신의 라우팅 에어리어에 포함되는 셀 그룹인지 여부를 확인한다.

즉, 상기 메트릭 계산부(304)가 측정한 메트릭 값(Metric Value)과 라우팅 에어리어의 크기 비교하여 상기 메트릭 값이 상기 라우팅 에어리어보다 크면, 라우 팅 에어리어 업데이트를 수행한다.

메모리(306)는 상기 제어부(302)의 제어에 의해 메트릭(Metric)과 셀 그룹 식별자 정보 및 상기 거리 계산부(304)에 의해 계산된 메트릭 값(Metric Value)을 저장한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말에서 라우팅 업데이트를 수행하기 위한 동작 흐름도이다.

먼저, 400단계에서 제어부(302)는 네트워크로부터 주기적으로 새로운 시스템 정보(System Informaion)를 수신한다. 상기 시스템 정보에서는 해당 셀에 대한 셀 그룹 식별자와 메트릭(Metric)이 포함되어 있다. 상기 메트릭은 상술한 바와 같이 1차원 또는 2차원의 값이 될 수 있다.

그리고, 402단계에서 제어부(302)는 상기 새로 수신된 시스템 정보의 셀 그룹 식별자와 현재 메모리(306)에 저장되어 있는 셀 그룹 식별자를 비교한다.

상기 402단계의 검사결과 메모리(306)에 저장되어있는 셀 그룹 식별자와 상기 네트워크로부터 수신한 셀 그룹 식별자가 다른 경우, 404단계로 진행하여 상기새로 수신한 셀 그룹과 상기 메모리(306)에 저장된 셀 그룹간의 셀 그룹 식별자를 사용하여 현재 이동 단말의 위치에 대한 메트릭 값(Metric Value)을 측정한다.

그리고, 406단계에서 새로운 셀 그룹이 자신의 라우팅 에어리어(RA)에 포함되는 지를 검사한다. 상기 검사결과 상기 새로운 셀 그룹이 라우팅 에어리어(RA)에 포함되지 않는다면, 408단계로 진행하여 라우팅 에어리어 업데이트(RAU)를 수행한다. 반면, 상기 406단계의 검사결과 상기 새로운 셀 그룹이 자신의 RA에 포함된다 면, 상기 400단계로 진행하여 상기 과정들을 반복한다.

상술한 제1 실시 예 및 제2 실시 예와 같이 본 발명은 이동 통신 시스템에서 Flexible한 크기로 그룹핑된 셀 그룹과 이러한 셀 그룹을 다시 이동 단말의 특성(이동성(Mobility), 파워 소비(Power Consumption), 지형적인 위치(Geographical Status) 등)을 고려하여 정의되는 일차원 혹은 이차원 형태의 메트릭(Metric)을 기반으로 하는 라우팅 에어리어를 정의한다.

본 발명에 따르면, 이동 단말이 라우팅 에어리어 업데이트를 수행하기 위한 시그널링 오버헤드를 줄이고, 네트워크에서 페이징을 위해 셀 리스트를 관리해야하는 오버헤드를 줄 일 수 있다.

Claims

이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어를 구성하기 위한 방법에 있어서,

이동 단말이 소속(Attach)동작 수행 중 또는 라우팅 에어리어 업데이트 과정 수행 중 상기 이동 통신 시스템의 네트워크로부터 셀 그룹 식별자와 메트릭(Metric) 정보를 수신하는 과정과,

상기 이동 단말이 이동한 경우 상기 네트워크로부터 수신받은 메트릭 정보와 상기 이동한 셀의 셀 그룹 식별자를 사용하여 메트릭값(Metric Value)을 측정하는 과정과,

상기 측정된 메트릭 값(Metric Value)과 상기 메트릭 정보를 비교하는 과정과,

상기 비교결과에 따라 라우팅 에어리어 업데이트를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 방법.
제1 항에 있어서,

상기 메트릭 정보는 1차원 정보임을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 방법.
제1 항에 있어서,

상기 메트릭 정보는 2차원 정보임을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 방법.
이동 통신 시스템의 이동 단말에서 라우팅 에어리어를 구성하기 위한 장치에 있어서,

상기 이동 단말이 소속(Attach)동작 수행 중 또는 라우팅 에어리어 업데이트 과정 수행 중 상기 이동 통신 시스템의 네트워크로부터 수신한 셀 그룹 식별자와 메트릭 정보를 저장하는 메모리와,

상기 이동 단말이 새로운 셀 그룹으로 이동한 경우, 상기 새로 이동한 셀 그룹과 상기 메모리에 저장된 셀 그룹간의 거리를 계산하는 메트릭값 계산부와,

상기 이동 단말이 이동할 경우 상기 메트릭값 계산부로 하여금 이동한 거리를 계산하게 제어하고, 상기 계산한 메트릭값과 상기 메모리에 저장된 라우팅 에어리어 정보를 비교하여 상기 메트릭값이 상기 라우팅 에어리어 내라면, 라우팅 에어리어 업데이트 계산을 수행하지 않는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 장치.
제4 항에 있어서,

상기 메트릭 정보는 1차원 정보임을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 장치.
제4 항에 있어서,

상기 메트릭 정보는 2차원 정보임을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 라우팅 에어리어 관리 장치.