KR20090034261A

KR20090034261A - 단말의 이동성 지원 방법 및 이를 지원하는 이동 통신 단말

Info

Publication number: KR20090034261A
Application number: KR1020070117978A
Authority: KR
Inventors: 박기원; 김용호; 이진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2009-04-07
Also published as: WO2009045070A3; US8326301B2; KR101405950B1; US20100216474A1; WO2009045070A2

Abstract

단말의 이동성 지원 방법, 이를 지원하는 이동 통신 단말이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 지원 방법은 이기종 망 셀의 하향링크에 대한 프레임 정보를 포함하는 이웃 셀 정보 및 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함하는 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국으로부터 수신하고, 단말에서 상기 임계치들을 이용하여 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하며, 상기 이기종 망 셀의 품질 측정을 결정한 경우, 상기 단말이 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하고, 측정된 결과를 측정 보고 메시지를 통해 상기 기지국에 전송하는 과정을 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, E-UTRAN 망과 이기종 망 간에 이동 단말의 유연한 이동성 지원함으로써, 사용자가 이기종 망으로 이동을 하더라도 현재 서비스 품질을 유지하면서 단말이 계속하여 서비스를 받을 수 있다.

상호 무선 접속, 셀 품질, 이동성

Description

단말의 이동성 지원 방법 및 이를 지원하는 이동 통신 단말{Method for supporting mobility of mobile terminal, and Mobile terminal thereof}

본 발명은 상호 무선 접속 기술(Inter Radio Access Technology)에 관한 것으로, 특히, 3GPP에서 제공하는 기술인 E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) 망과 이기종 망 사이에 이동 단말의 유연한 이동성 지원에 관한 것이다.

상호 무선 접속 기술은 이동 단말이 자신이 등록되어 있는 망 이외의 이기종 망으로 이동하더라도 현재 사용하고 있는 서비스를 끊김 없이 연속적으로 제공받아 사용자 편의성을 향상시키기 위한 기술이다.

3GPP 네트워크에서는 도 1a 및 도 1b와 같이 시스템 정보(System information)를 전송한다. 시스템 정보는 도 1a에서와 같이 시스템 정보 블록(System Information Block)을 이용하여 전송되거나 도 1b에서와 같이 측정 제어 메시지(Measurement Control Message)를 통해 전송될 수도 있다. 기지국은 이동 단말에 주기적으로 시스템 정보 블록을 전송하여 이동 단말이 현재 자신이 등록되어 있는 셀 및 이웃 셀에 대한 정보, 예를 들어, 무선 베어러 정보(Radio Bearer information) 및 물리 채널 정보(physical channel information)와 셀 품질과 같은 속성 등을 알 수 있도록 하여 현재 셀에서 서비스를 계속해서 받을 수 있도록 하거나 그렇지 않을 경우 좀더 품질이 좋은 셀로 이동 단말이 이동 할 수 있도록 유용한 정보를 제공한다.

3GPP 네트워크의 기술에서는 GSM, GPRS, UMTS 별로 각각 15, 16, 18개의 시스템 정보를 정의하여 사용하고 있다. 아래 표 1은 UMTS 망에서 사용하는 시스템 정보 블록 중 셀 선택(cell selection)과 재선택(reselection)에 사용하는 시스템 정보 블록 타입(type) 4를 예로 도시하였다. 표 1에서 보는 바와 같이 시스템 정보는 개별 파라미터 및 여러 파라미터를 포함하는 정보 요소(Information Element), 예를 들어, 셀 선택 및 재선택 정보가 포함된다.

Information Element/Group name	Need	Type and reference
UTRAN mobility information elements
Cell identity	Mandatory	Cell identity
Cell selection and re-selection info	Mandatory	Cell selection and re-selection info for SIB3/4
Cell Access Restriction	Mandatory	Cell Access Restriction

3GPP 네트워크에서 셀 측정은 다음과 같이 이루어진다. 이동 단말은 주기적으로 현재 셀 혹은 이웃 셀, 예를 들어, 동종망의 이웃 셀(Intra neighbor cell) 또는 상호간 RAT 이웃 셀(Inter RAT neighbor cell)의 품질을 측정하여 측정값을 측정 보고 메시지(Measurement Report Message)에 포함시켜 기지국에 전송한다. 이동 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신한 기지국은 메시지 내의 값을 확인한 후 자신이 관리하는 셀의 품질과 이웃 셀의 품질을 비교하여 이동 단말이 현재 셀에 머무를지 아니면 현재 셀보다 품질이 좋은 이웃 셀로 이동을 할지를 결정한다. 이동 단말이 기지국으로 전송하는 측정 보고 메시지는 기지국에 주기적인 방식 혹은 이벤트 트리거(Event-trigger) 방식으로 전송될 수 있다.

현재 3GPP의 상호간 무선 접속 기술은 동일한 규격내의 이기종 망간의 이동성 지원, 예를 들어, 3GPP에서 정의한 UMTS 망에서 GSM망으로의 이동성 지원을 위한 기술은 개발되어 있다.

그러나, 다른 규격간 이기종 망간의 이동성 지원을 위한 기술, 예를 들어, 3GPP에서 제공하는 기술인 E-UTRAN 망과 IEEE에서 제공하는 기술인 WiMAX(World Interoperability for Microwave Access) 망 간의 유연한 이동성이 지원되지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 E-UTRAN 망과 이기종 망 사이에 이동 단말의 유연한 이동성 지원하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기의 단말의 이동성 지원 방법이 적용된 이동 통신 단말을 제공하는 데 있다.

상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 지원 방법은 이기종 망 셀의 하향링크에 대한 프레임 정보를 포함하는 이웃 셀 정보 및 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함하는 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국으로부터 수신하고, 단말에서 상기 임계치들을 이용하여 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하며, 상기 이기종 망 셀의 품질 측정을 결정한 경우, 상기 단말이 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하고, 측정된 결과에 따라, 셀 재선택을 수행하거나 상기 측정된 결과를 측정 보고 메시지를 통해 상기 기지국에 전송하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 이웃 셀 정보에 포함된 프레임 정보는 상기 이기종 망 셀의 하향링크 프레임 시작 프리엠블을 나타내는 프레임 구간 코드 및 상기 이기종 망 셀의 하향링크 프레임의 프레임 번호를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하는 과정에서 현재 셀의 신호 품질이 상기 이기종 망 셀의 신호 품질을 측정하기 위한 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 상기 이기종 망 셀의 수신 전력을 측정하기 위한 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하기로 결정하는 과정을 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 측정 보고 메시지를 통해 상기 기지국에 전송하는 과정에서 상기 단말이 히스테리시스 파라미터 또는 트리거 시간 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 측정 보고 메시지의 전송 빈도를 조절하는 과정을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 단말에 대해 셀 재선택 또는 핸드 오버 중 어느 하나가 수행될 때, 상기 이웃 셀 정보를 이용하도록 할 수 있다.

또한, 상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 기지국에서 이기종 망 셀의 하향링크에 대한 프레임 정보를 포함하는 이웃 셀 정보 및 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함하는 셀 재선택 정보를 주기적으로 단말에 전송하고, 상기 단말에서 상기 임계치들에 따라 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정한 결과를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하며, 상기 측정된 결과에 따라 상기 단말이 핸드 오버를 수행하게 하는 커맨드를 상기 단말에 전송하는 과정을 포함한다.

바람직하게는, 상기 이웃 셀 정보 및 상기 셀 재선택 정보는 상기 기지국에서 상기 단말에 주기적으로 전송하는 시스템 정보 블록에 정보 요소를 추가하는 방식으로 전송될 수 있다.

바람직하게는, 상기 이웃 셀 정보 및 상기 셀 재선택 정보는 상기 기지국에 서 상기 단말에 주기적으로 전송하는 측정 제어 메시지에 시스템 정보를 추가하는 방식으로 전송될 수 있다.

바람직하게는, 상기 이웃 셀 정보는 상기 이기종 망의 셀 대역폭의 크기를 나타내는 대역폭 정보 및 상기 이기종 망의 물리계층의 특정 프리엠블을 나타내는 프리엠블 인덱스를 더 포함할 수 있다.

상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신 단말은 이기종 망 셀의 하향링크에 대한 프레임 정보를 포함하는 이웃 셀 정보 및 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함하는 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국으로부터 주기적으로 수신하는 시스템 정보 수신부, 상기 임계치들에 따라 상기 이기종 망 셀의 품질 측정을 결정한 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하는 품질 측정부, 및 상기 측정된 결과를 측정 보고 메시지를 통해 상기 기지국에 전송하는 측정 보고부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 품질 측정부는 상기 이동 통신 단말이 액티브 모드인 경우, 상기 단말과 기지국에 미리 등록된 측정 갭에 스케줄링된 구간에 따라 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하도록 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 이동 통신 단말은 상기 E-UTRAN 망과 상기 이기종 망의 신호를 동시에 수신할 수 있는 듀얼 수신기일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, E-UTRAN 망과 이기종 망 간에 이동 단말의 유연한 이동성 지원함으로써, 사용자가 이기종 망으로 이동을 하더라도 현재 서비 스 품질을 유지하면서 단말이 계속하여 서비스를 받을 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 E-UTRAN 망의 기지국(220) 및 단말(210)을 도시한 것이다.

도 2의 이동 통신 단말(210)은 시스템 정보 수신부(211), 품질 측정부(212), 측정 보고부(213), 셀 재선택부(214)를 포함한다.

시스템 정보 수신부(211)는 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국(220)으로부터 수신한다. 여기서, 이웃 셀 정보는 이기종 망 셀의 하향링크에 대한 프레임 정보를 포함하고, 셀 재선택 정보는 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함한다. 또한, 기지국(220)으로부터 단말에 전송되는 이웃 셀 정보는 이기종 망의 셀 대역폭의 크기를 나타내는 대역폭 정보 및 이기종 망의 물리계층의 특정 프리엠블을 나타내는 프리엠블 인덱스를 더 포함할 수 있다.

품질 측정부(212)는 임계치들에 따라 이기종 망 셀의 품질 측정을 결정한 경우, 이기종 망 셀의 신호를 수신하면서 품질을 측정한다. 이때, 이동 통신 단말(210)이 단일 수신기인 경우 품질 측정부(212)는 측정갭에 따라 이기종 망 셀의 품질을 측정하도록 구성될 수 있다. 반면, 이동 통신 단말(210)이 듀얼 수신기인 경우에는 품질 측정부(212)는 단말(210)이 측정한 현재 셀 품질이 셀 선택 정보의 임계치 이하이기만 하면, 이기종 망 셀의 품질을 측정하도록 구성될 수 있다.

측정 보고부(213)는 단말(210)이 액티브 모드인 경우 품질 측정부(212)에서 측정된 결과를 측정 보고 메시지를 통해 주기적으로 또는 이벤트 트리거 방식으로 기지국에 전송한다.

셀 재선택부(214)는 상기 측정 결과에 따라 단말(210)의 셀 재선택 절차를 수행하거나 측정 보고 확인부(222)로부터 수신되는 커맨드 즉, 핸드오버 커맨드 메시지에 따라 핸드 오버를 수행한다. 보다 구체적으로, 셀 재선택부(214)는 단말(210)의 상태가 아이들 상태이면 셀 재선택 절차를 수행하고, 단말(210)의 상태가 액티브 상태이면 핸드 오버 절차를 수행한다.

도 2의 기지국(220)은 시스템 정보 전송부(221), 측정 보고 확인부(222)를 포함한다.

시스템 정보 전송부(221)는 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보를 주기적으로 단말(210)에 전송한다. 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보를 포함하는 시스템 정보는 시스템 정보 블록 또는 측정 제어 메시지를 통해 단말에 전송된다.

측정 보고 확인부(222)는 단말(210)로부터 이기종 망 셀의 품질을 측정한 결과를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신한다. 또한, 측정 보고 확인부(222)는 측정 보고 메시지에 포함된 측정 결과에 따라 단말(210)의 핸드 오버가 필요한 경우, 단말(210)이 핸드 오버를 수행할 것을 지시하는 커맨드 즉, 핸드오버 커맨드 메시지를 단말(210)에 전송한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 지원 방법의 흐름도이 다.

단말이 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국으로부터 수신한다(310 과정). 여기서, 이웃 셀 정보는 이기종 망 셀의 하향링크에 대한 프레임 정보를 포함하고, 셀 재선택 정보는 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함한다.

다음, 단말에서 셀 재선택 정보의 임계치들을 이용하여 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정한다(320 과정). 즉, 단말이 확인한 현재 셀 품질이 셀 선택 정보의 임계치 이하이면, 이기종 망 셀의 품질을 측정하기로 결정하고, 단말이 측정한 현재 셀 품질이 셀 선택 정보의 임계치 초과이면, 단말이 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국으로부터 수신하는 과정(310 과정)을 반복한다.

단말이 이기종 망 셀의 품질 측정을 결정한 경우, 단말이 이기종 망 셀의 신호를 수신하면서 품질을 측정한다(330 과정).

다음, 단말에서 측정된 이웃 셀의 품질 정보에 따라 셀 재선택 또는 품질 측정 보고를 수행할지 결정한다(335 과정). 즉, 단말이 확인한 현재 셀 품질이 단말에서 측정된 이웃 셀의 품질을 초과이면, 단말이 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국으로부터 수신하는 과정(310 과정)을 반복한다. 반면에, 단말이 확인한 현재 셀 품질이 단말에서 측정된 이웃 셀의 품질 이하이면, 셀 재선택 또는 품질 측정 보고를 위한 다음의 과정(350 과정)으로 진행한다.

다음, 단말이 아이들 모드(idle mode)인지 확인하여(350 과정) 단말이 액티브 모드이면, 단말이 측정된 결과를 측정 보고 메시지에 포함시켜 기지국에 전송한 다(355 과정). 기지국은 단말로부터 측정 보고 메시지를 수신하고, 측정 보고 메시지에 포함된 측정 결과에 따라 상기 단말에 대해 핸드 오버를 수행할지 결정한다. 기지국이 핸드 오버를 수행하도록 지시하는 커맨드 즉, 핸드오버 커맨드 메시지를 단말에 전송하면, 단말은 이웃 셀로 핸드 오버를 수행한다(360 과정). 이 과정(360 과정)에서 단말은 기지국으로부터 미리 수신한 이웃 셀 정보를 이용할 수 있다.

반면에, 단말이 아이들 모드이면 이웃 셀 정보를 이용한 셀 재선택을 수행한다(370 과정). 이 과정(370 과정)에서도 단말은 기지국으로부터 미리 수신한 이웃 셀 정보를 이용할 수 있다.

이하에서는, 이기종 망으로서 WiMAX 망을 예로 들어 설명한다.

이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보는 E-UTRAN 망에서 전송되는 시스템 정보 블록 또는 측정 제어 메시지에 정보 요소들의 형태로 추가되어 전송된다.

도 4a는 E-UTRAN 기지국이 이동 단말로 보낸 시스템 정보 블록을 수신한 후 이동 단말이 측정 보고 메시지를 트리거 하는 실시 예이다.

E-UTRAN 기지국(220)은 시스템 정보 블록에 현재 셀의 정보와 이웃 셀의 정보를 포함해 이동 단말(210)에 전송한다(405).

E-UTRAN에서는 기지국이 WiMAX 시스템 정보를 단말에 제공할 수 있다. 이동 단말이 E-UTRAN 망에서 WiMAX 망으로 이동을 하기 위해서는 사전에 E-UTRAN망에서 시스템 정보를 통해 WiMAX 셀의 필요한 정보를 수신해야 한다. 이때 필요한 정보는 아래와 같이 두 종류의 시스템 정보를 통해 수신할 수 있다.

상기 시스템 정보 블록(SIB)은 E-UTRAN 기지국이 이동 단말로 주기적으로 전 송하는 메시지로서 아이들(LTE_IDLE) 상태에 있는 이동 단말이 E-UTRAN 기지국이 관리하는 셀에서 WiMAX 기지국이 관리하는 셀 영역으로 이동할 때 필요한 WiMAX 이웃 셀의 정보를 포함한다. 이웃 셀 정보(Neighbor cell information)로서의 시스템 정보는 아래 표 2와 같이 기지국 식별자(BS ID)나 WiMAX 이웃 셀의 하향 정보를 수신하기 위해 동기를 맞추는 데 필요한 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 시스템 정보 블록이 포함하고 있는 내용은 표 2와 같다.

Name	Description
WiMAX RAT Identifier	This field contains the identifier of WiMAX RAT among the RAT IDs (e.g. GSM, CDMA 20001X, etc).
NAP ID	NAP (Network Access Provider) is a business entity that provides WiMAX radio access infrastructure to one or more WiMAX Network Service Providers (NSPs).
NSP ID	NSP (Network Service Provider) is a business entity that provides IP connectivity and WiMAX services to WIMAX subscribers compliant with the Service Level agreement it establishes with WiMAX subscribers.
BS ID	BS (Base Station) ID is a global unique identifier for a WiMAX base station,
MAC Version	MAC Version specifies the version of IEE 802.16 to which BS or MS.
System Version	This indicates the Mobile WiMAX release as specified by the WiMAX Forum Mobile Air Interface System Profile.
QoS Levels Supported	QoS level which is supported in WiMAX cell (e.g. Real time service or Non-Real time service etc).
DL center carrier frequency of WiMAX neighbouring cells	Identifies the DL center carrier frequency of WiMAX neighboring cells. DL center carrier frequency shall be a multiple of 250 kHz
Bandwidth	Identifies the size of cell bandwidth (the difference between the highest and lowest frequencies available for network signals. It is also used to describe the amount of data that can be transmitted in a fixed amount of time)
FFT size	Indicates the FFT sizes supported by the MS
Preamble index	Identifies the PHY-specific Preamble for the WiMAX neighboring BS
Frame Duration Code	This field indicates the periodicity of the DL frame start preamble.
Frame Number	Indicates the current DL Frame Number and incremented by 1 MOD 2²⁴ each frame.
Other parameter	In addition, other parameter similar to those used in intra-3GPP inter-RAT idle mode mobility can also be sent on the E-UTRAN broadcast channel.

상기 시스템 정보 블록(SIB)은 아이들(LTE_IDLE) 상태에 있는 이동 단말이 E-UTRAN 기지국이 관리하는 셀에서 WiMAX 기지국이 관리하는 셀 영역으로 이동을 할 필요가 있는지에 대한 결정을 내리기 위해 필요한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 E-UTRAN 기지국에서 이동 단말로 주기적으로 전송하는 메시지이다. 상기 시스템 정보 블록이 포함하고 있는 내용은 표 3과 같다.

Name	Description
WiMAX RAT Identifier	This field contains the identifier of WiMAX RAT among the RAT IDs (e.g. GSM, CDMA 20001X, etc).
WiMAX Start Measuring E-UTRAN Signal Quality Threshold	This field contains the threshold of the signal Quality of the current cell to trigger WiMAX measurements
WiMAX Start Measuring E-UTRAN Rx Power Strength Threshold	This field contains the threshold of the Rx Power Strength of the current cell to trigger WiMAX measurements

기지국(220)으로부터 시스템 정보 블록을 수신한 이동 단말(210)은 시스템 정보 블록의 내용 중 현재 셀의 품질을 확인하고 아래 조건을 만족하는지 확인한다(420).

여기서, 조건을 만족하는지 여부를 결정하는 임계치들은 WiMAX 셀에서 측정을 시작하는 E-UTRAN 신호 품질의 임계치(WiMAX Start Measuring E-UTRAN Signal Quality Threshold, 이하 '제1임계치') 및 WiMAX 셀에서 측정을 시작하는 E-UTRAN 수신 전력 세기의 임계치(WiMAX Start Measuring E-UTRAN Rx Power Strength Threshold, 이하 '제2임계치') 등을 사용한다.

즉, 현재 셀에서 측정된 신호 품질(measured Signal Quality of the serving cell)이 제1임계치 보다 작거나 같은 경우, 또는 현재 셀에서 측정된 수신 전력 세기(measured Rx Power Strength of the serving cell)가 제2임계치 보다 작거나 같은 경우, WiMAX 셀의 측정을 시작한다.

이동 단말(210)은 WiMAX 이웃 셀의 정보를 수집한 후 측정 보고 메시지에 포함시켜 E-UTRAN 기지국(220)으로 전송한다(430).

WiMAX 이웃 셀의 정보를 포함하는 시스템 정보를 전달하는 또 다른 방식으로 이동 단말이 측정을 수행할 수 있도록 E-UTRAN 기지국에서 이동 단말로 전송하는 측정 제어 메시지에 WiMAX 이웃 셀 정보를 추가할 수 있다.

도 4b는 E-UTRAN 기지국이 이동 단말로 전송한 측정 제어 메시지를 통해 이동 단말이 측정 보고 메시지를 트리거하는 실시 예이다.

E-UTRAN 기지국(220)은 이동 단말(210)로부터 보고받기를 원하는 정보를 측정 제어 메시지에 포함시켜 이동 단말로 전송한다(410).

이동 단말(210)은 기지국(220)으로부터 수신한 측정 제어 메시지를 확인한 후 WiMAX 이웃 셀의 속성을 측정할지 여부를 결정한다(420). 마찬가지로, WiMAX 이웃 셀의 속성을 측정할지 여부에 대한 결정은 상술한 바와 같이, 제1임계치 및 제2임계치를 이용한다.

이동 단말은 자신이 등록되어 있는 셀을 관리하는 E-UTRAN 기지국이 전송한 신호로부터 신호 품질(Signal Quality)과 수신 전력 세기(Rx Power Strength) 값을 측정한다. 이동 단말이 상기 측정된 값을 E-UTRAN 기지국으로부터 수신한 시스템 정보 블록 내의 임계치 값 즉, 제1임계치 및 제2임계치와 비교하여 WiMAX 이웃 셀의 정보(예를 들어, 신호 품질 및 수신 전력 세기)를 측정할지 아니면 계속해서 현재 셀의 정보만 측정할지를 결정한다.

이동 단말(210)은 측정 제어 메시지의 내용에 따라 WiMAX 이웃 셀의 속성을 측정한 후 측정 보고 메시지에 포함시켜 E-UTRAN 기지국으로 전송한다(430).

만약 현재 E-UTRAN 셀의 품질(예를 들어, 신호 품질, 수신 전력 세기)이 시스템 정보 블록 내의 임계치 값 이하인 경우 이동 단말은 WiMAX 이웃 셀의 정보를 측정하고 기지국에 보고한다. 기지국은 이동 단말로부터 보고된 측정 결과를 확인하여 WiMAX 이웃 셀의 품질이 자신의 셀 품질 보다 좋을 경우 단말이 WiMAX 이웃 셀로 핸드오버를 수행하게 한다.

특히, 본 발명의 일 실시 예에서는 기지국이 대역폭(Bandwidth), 프리엠블 인덱스(Preamble index), 프레임 구간 코드(Frame duration code), 프레임 번호(Frame number), FFT 크기(size) 등의 파라미터를 단말에 제공한다.

이동 단말은 프리엠블 인덱스 정보를 통해 WiMAX 프레임의 프리엠블을 독출하는 과정을 위한 유용한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 이동 단말은 프리엠블을 디코딩한 후, WiMAX 셀의 RSSI(receive signal strength indicator)와 CINR(carrier-to-interference-and-noise ratio) 값을 알 수 있으며, 또한 DL 동기를 맞추기 위해 필요한 도 5c의 DL-MAP 정보를 읽을 수 있다. 예를 들어, 이동 단말이 프리엠블 인덱스를 얻게 되면, 도 5a의 변조 대상인 일련의 코드(series to modulate)와 같은 코드값을 이동 단말이 알 수 있는데, 이동 단말은 상기 코드를 해석하여 셀 식별자(Cell ID)와 세그먼트(Segment) 즉, 섹터(Sector)를 알아낸다. 도 5b에서 프리엠블 인덱스가 0일 경우 이동 단말은 1번 셀의 세그먼트 1에 해당하는 프리엠블만 읽으면 된다. 도 5c는 해당 프리엠블과 하향링크 동기화를 위한 정보인 DL-MAP을 포함하는 WiMAX 프레임 구조의 예를 도시한 것이다. 이에 따라, 단말은 프리엠블을 디코딩 한 후, DL-MAP 정보를 통해 WiMAX 망의 하향 정보를 수신하기 위한 동기화를 용이하게 수행할 수 있다.

단말은 FFT 크기를 통해 하향링크 캐리어 할당(DL Carrier Allocation) 정보를 파악 할 수 있으며, 하향링크 캐리어 할당 정보는 단말이 하향링크 정보의 수신을 용이하게 한다. 그리고 단말은 FFT 크기를 통해 다음과 같은 하향링크 캐리어 할당 정보를 알 수 있다. 즉, 단말은 FFT 크기를 통해 DC 서브 캐리어의 수(Number of DC Subcarriers), 가드 서브 캐리어의 수(Number of Guard Subcarriers), 하나의 심볼 내의 모든 서브 캐리어의 수(Number of all subcarriers within a symbol), 파일럿(pilots), 데이터 서브 캐리어의 수(Number of data Subcarriers), 서브 채널 당 데이터 서브 캐리어의 수(Number of data Subcarriers per subchannel), 서브 채널의 수(Number of Subchannel) 등을 알 수 있다.

도 6은 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보가 시스템 정보 블록(SIB)에 추가되는 경우에 시스템 정보 블록(SIB)의 구조의 예를 도시한 것이다.

E-UTRAN망에서 WiMAX망으로의 셀 선택과 셀 재선택을 위한 시스템 정보 전송은 E-UTRAN에서 사용되는 시스템 정보 블록(SIB)에 정보 요소들을 추가하는 방식을 사용하며 SIB3 메시지를 통해 단말에 전송할 수 있다. 또한, WiMAX 이웃 셀의 정보를 포함하는 시스템 정보 또한 E-UTRAN에서 사용하는 시스템 정보에 정보 요소들을 추가하는 방식을 사용하며 SIB5 메시지를 통해 단말에 전송할 수 있다.

한편, 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보가 측정 제어 메시지에 포함되는 경우, 이동 단말에서 측정 제어 메시지의 파라미터 값에 의해 수집하는 절차가 달라진다. 측정 제어 메시지의 각 파라미터가 나타내는 의미는 표 4와 같다.

Name	Description
Measurement Identity	Identifier to discriminate the measurement report message.
Measurement Command	Indicates the purpose of measurement report message (e.g. Setup, Modify, delete)
Measurement Type	Indicates the measurement type. (e.g. Intra frequency measurement, Inter frequency measurement, Inter RAT Measurement
Report Criteria	Indicates the Event (e.g. Event3a, Event3b, Event3c, Event3d)
Other Information	Cell list, Physical channel information elements, etc

이하에서는 이웃한 이기종 망의 품질 측정 및 측정 결과 보고 과정에 대해 상세히 설명한다.

이동 단말이 E-UTRAN 망에서 WiMAX 망으로 이동하기 위해서는 이동 단말은 WiMAX 셀의 속성(예를 들어, 신호 품질, 수신 전력 세기)을 측정해야 하며, 이러한 측정은 아이들(LTE_IDLE) 상태와 액티브(LTE_ACTIVE) 상태에서 수행 가능하다. 여기서 말하는 아이들(LTE_IDLE) 상태와 액티브(LTE_ACTIVE) 상태는 다음과 같다.

아이들(LTE_IDLE) 상태는 이동 단말과 E-UTRAN 기지국이 서로 통신을 수행하기 위해 최소한의 정보만 가지고 있는 상태를 말한다. 이동 단말과 기지국이 상위 계층의 메시지를 전달하기 위해서는 액티브(LTE_ACTIVE) 상태로 천이해야 한다. 또한 아이들(LTE_IDLE) 상태에서의 이동성 지원은 셀 재선택을 통해 이루어진다.

액티브(LTE_ACTIVE) 상태는 이동 단말과 E-UTRAN 기지국이 서로 통신을 수행하기 위해 필요한 모든 정보를 가지고 있는 상태를 말하며 이동 단말과 기지국이 상위 계층의 메시지를 서로 전달할 수 있는 상태를 말한다. 또한 액티브(LTE_ACTIVE) 상태에서의 이동성 지원은 핸드오버(Handover)를 통해 이루어진다.

E-UTRAN 망에서 아이들(LTE_IDLE) 상태에 있는 이동 단말은 셀 재선택을 수행하기 위해 E-UTRAN 셀 및 WiMAX 셀의 특정 속성을 측정할 수 있으며 일정 시간 동안 수신기(Receiver)를 오프(off) 상태(DRX off duration)로 하여 소모 전력을 줄일 수 있도록 DRX 구간을 스케줄링 할 수 있다. 이동 단말이 WiMAX 이웃 셀의 속성을 측정할지 여부는 제1임계치 또는 제2임계치 중 적어도 하나에 따라 결정된다.

이동 단말이 WiMAX 이웃 셀의 속성을 측정하고 중지하는 규칙의 예는 다음과 같다.

먼저, 현재 셀에서 측정된 신호 품질(measured Signal Quality of the serving cell)이 제1임계치 보다 작거나 같은 경우, 또는 현재 셀에서 측정된 수신 전력 세기(measured Rx Power Strength of the serving cell)가 제2임계치 보다 작거나 같은 경우, WiMAX 셀의 측정을 시작한다.

WiMAX 셀의 측정 중에, 현재 셀에서 측정된 신호 품질이 제1임계치 보다 크고 현재 셀에서 측정된 수신 전력 세기가 제2임계치 보다 큰 경우, WiMAX 셀의 측정을 중지한다.

E-UTRAN 망에 등록되어 있는 이동 단말이 현재 액티브(LTE_ACTIVE) 상태에 있을 경우에도 아이들(LTE_IDLE) 상태에 있는 이동 단말과 마찬가지로 동일한 규칙을 적용하여 WiMAX 셀의 필요한 정보를 측정한다.

액티브(LTE_ACTIVE) 상태에 있는 이동 단말이 WiMAX 셀의 정보를 측정할 때 측정 갭(Measurement Gap)이 필요한데 여기서 말하는 측정 갭은 이동 단말이 현재 기지국과 통신을 하다가 일정 시간 현재(Serving) 기지국 혹은 다른 망의 정보를 측정할 수 있는 구간을 스케줄링한 정보를 말한다. E-UTRAN 망에 등록되어 있는 이동 단말은 상기 측정 갭에 스케줄링된 구간에 따라 WiMAX 셀의 정보를 측정할 수 있다. 또한 이동 단말의 능력(UE Capability)에 따라 액티브(LTE_ACTIVE) 상태에 있는 이동 단말의 측정 방법이 달라질 수 있다. 예를 들어, 이동 단말이 단일 수신기(Single Receiver)인 경우 즉, 동시에 두 망의 시그널을 수신할 수 없을 경우에는 측정 갭 정보가 필요하다. 이동 단말이 듀얼 수신기(Dual Receiver)인 경우 즉, 동시에 두 망의 시그널을 수신할 수 있을 경우에는 측정 갭 정보 없이도 현재 등록되어 있는 망 이외의 이기종 망의 시그널을 수신 혹은 측정할 수 있다.

액티브(LTE_ACTIVE) 상태에 있는 이동 단말은 WiMAX 이웃 셀의 RSSI (Received Signal Strength Indication) 와 CINR (carrier-to-interference-and-noise ratio) 값을 측정한다. 그리고 이동 단말은 기지국으로부터 수신한 시스템 정보와 측정 제어 메시지에 포함된 WiMAX 이웃 셀 리스트를 통해 WiMAX 이웃 셀을 분류할 수 있다. 이동 단말은 측정한 RSSI 나 CINR값을 WiMAX 이웃 셀에 측정 보고 메시지를 통해 전송하는데 특정 임계치 값을 초과할 경우에만 측정 보고를 전송할 수 있다. 또한 측정 보고 메시지의 전송은 이동 단말이 주기적으로 기지국에 전송하는 방식과 특정 이벤트가 발생하였을 경우 리포트 할 수 있는 두 가지 방식을 모두 사용할 수 있다. 다음은 Inter RAT 측정 보고를 트리거 할 수 있는 이벤트를 설명한 내용이다.

즉, 현재 시스템의 추정된 품질이 특정 임계값 이하이고 타겟 시스템의 추정된 품질이 특정 임계값 초과인 경우(Event 3a), 타겟 시스템의 추정된 품질이 특정 임계값 이하인 경우(Event 3b), 타겟 시스템의 추정된 품질이 특정 임계값 초과인 경우(Event 3c), 타겟 시스템에서 최상의 셀(best cell)의 변경(Event 3d)인 경우 등이 있다.

그리고 이동 단말은 히스테리시스 파라미터(hysteresis parameter)와 트리거 시간 파라미터(time-to-trigger parameter) 값을 이용해 측정 보고 메시지의 전송량을 제어할 수 있다.

도 7에서 보는 바와 같이 이웃 셀 1의 시그널 세기가 임계치 값을 초과하더라도 일정 히스테리시스 마진(hysteresis margin)을 넘어설 경우에만 Event 3a 가 트리거 되어 측정 보고 메시지를 전송하도록 함으로써 메시지의 양을 조절할 수 있다.

도 8은 트리거 시간 파라미터 값을 이용해 측정 보고 메시지의 전송을 제어하는 실시 예이다. 도 8에서 보는 바와 같이 이웃 셀 1의 시그널 세기가 임계치 값을 초과할지라도 트리거 시간 파라미터 값의 시간 동안 임계치를 초과하였을 경우에 Event 3a 가 트리거 되어 측정 보고 메시지를 전송하도록 함으로써 메시지의 양을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 이동 단말은 WiMAX 셀로 이동하기 전에 기지국으로부터 이웃 셀 정보 및 셀 재선택 정보를 수신하여 미리 WiMAX 이웃 셀의 정보를 획득함으로써 이동 단말이 E-UTRAN 망에서 WiMAX 망으로 유연하게 이동할 수 있을 뿐만 아니라 이동하는데 소요하는 시간을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

본 발명은 상호 무선 접속 기술(Inter Radio Access Technology)에 관한 것으로, 특히, 3GPP에서 제공하는 기술인 E-UTRAN 망의 접속 알고리즘, 단말 및 기지국 등의 관련 장치 등에 적용될 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 기지국이 단말에 시스템 정보를 전송하는 방식을 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 E-UTRAN 망의 기지국 및 단말을 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 이동성 지원 방법의 흐름도이다.

도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단말이 시스템 정보 블록을 수신한 후 측정 보고 메시지를 트리거 하는 예를 도시한 것이다.

도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단말이 측정 제어 메시지를 수신한 후 측정 보고 메시지를 트리거 하는 예를 도시한 것이다.

도 5a는 프리엠블 인덱스에 따라 변조 대상인 일련의 코드를 확인하는 방법을 도시한 것이다.

도 5b는 프리엠블 인덱스에 따라 해당 프리엠블을 독출하는 방법을 도시한 것이다.

도 5c는 도 5b와 관련하여 WiMAX 프레임 구조의 예를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명에 적용되는 시스템 정보 블록의 구조의 예를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에서 히스테리시스 마진을 고려하여 측정 보고 메시지의 양을 조절하는 방법을 나타내는 그래프이다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에서 트리거 시간 파라미터를 고려하여 측정 보 고 메시지의 양을 조절하는 방법을 나타내는 그래프이다.

Claims

E-UTRAN 망과 이기종 망 사이의 이동성을 지원하는 방법에 있어서,

이기종 망 셀의 하향링크 프레임의 시작 프리엠블을 나타내는 프레임 구간 코드 및 상기 하향링크 프레임의 프레임 번호를 포함하는 이웃 셀 정보 및 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함하는 셀 재선택 정보를 현재 셀의 기지국으로부터 수신하는 단계;

단말에서 상기 임계치들을 이용하여 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하는 단계; 및

상기 이기종 망 셀의 품질 측정을 결정한 경우, 상기 단말이 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하여 상기 측정된 결과에 따라, 셀 재선택을 수행하거나 상기 측정된 결과를 측정 보고 메시지를 통해 상기 기지국에 전송하는 단계

를 포함하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이웃 셀 정보는,

상기 이기종 망의 셀 대역폭의 크기를 나타내는 대역폭 정보, 상기 이기종 망의 물리계층의 특정 프리엠블을 나타내는 프리엠블 인덱스 또는 FFT 크기 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하는 단계는,

현재 셀의 신호 품질이 상기 이기종 망 셀의 신호 품질을 측정하기 위한 신호 품질 임계치 이하이거나 현재 셀의 수신 전력 세기가 상기 이기종 망 셀의 수신 전력을 측정하기 위한 수신 전력 임계치 이하인 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하기로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 측정 보고 메시지를 통해 상기 기지국에 전송하는 단계는,

상기 단말이 히스테리시스 파라미터 또는 트리거 시간 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 측정 보고 메시지의 전송 빈도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 기지국으로부터 핸드오버 커맨드 메시지를 수신하고, 상기 이기종 망 셀로 핸드오버를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 이기종 망 셀은 이웃한 WiMAX 망의 셀인 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
E-UTRAN 망과 이기종 망 사이의 이동성을 지원하는 방법에 있어서,

기지국에서 이기종 망 셀의 하향링크 프레임의 시작 프리엠블을 나타내는 프레임 구간 코드 및 상기 하향링크 프레임의 프레임 번호를 포함하는 이웃 셀 정보 및 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함하는 셀 재선택 정보를 주기적으로 단말에 전송하는 단계;

상기 단말에서 상기 임계치들에 따라 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정한 결과를 포함하는 측정 보고 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 측정된 결과에 따라 상기 단말의 핸드 오버를 지시하는 커맨드를 상기 단말에 전송하는 단계

를 포함하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 이웃 셀 정보 및 상기 셀 재선택 정보는,

상기 기지국에서 상기 단말에 주기적으로 전송하는 시스템 정보 블록에 정보 요소를 추가하는 방식으로 전송되는 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 이웃 셀 정보 및 상기 셀 재선택 정보는,

상기 기지국에서 상기 단말에 주기적으로 전송하는 측정 제어 메시지에 시스템 정보를 추가하는 방식으로 전송되는 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 이웃 셀 정보는,

상기 이기종 망의 셀 대역폭의 크기를 나타내는 대역폭 정보, 상기 이기종 망의 물리계층의 특정 프리엠블을 나타내는 프리엠블 인덱스 또는 FFT 크기 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 이기종 망 셀은 이웃한 WiMAX 망의 셀인 것을 특징으로 하는, 단말의 이동성 지원 방법.
E-UTRAN 망과 이기종 망 사이의 이동성을 지원하는 단말에 있어서,

이기종 망 셀의 하향링크 프레임의 시작 프리엠블을 나타내는 프레임 구간 코드 및 상기 하향링크 프레임의 프레임 번호를 포함하는 이웃 셀 정보 및 상기 이기종 망 셀의 품질 측정 여부를 결정하기 위한 임계치들을 포함하는 셀 재선택 정 보를 현재 셀의 기지국으로부터 주기적으로 수신하는 시스템 정보 수신부;

상기 임계치들에 따라 상기 이기종 망 셀의 품질 측정을 결정한 경우, 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하는 품질 측정부; 및

상기 측정된 결과를 측정 보고 메시지를 통해 상기 기지국에 전송하는 측정 보고부

를 포함하는, 이동 통신 단말.
제 12 항에 있어서,

상기 품질 측정부는,

상기 이동 통신 단말이 액티브 모드인 경우, 상기 단말과 기지국에 미리 등록된 측정 갭에 스케줄링된 구간에 따라 상기 이기종 망 셀의 품질을 측정하는 것을 특징으로 하는, 이동 통신 단말.
제 12 항에 있어서,

상기 이동 통신 단말은 상기 E-UTRAN 망과 상기 이기종 망의 신호를 동시에 수신할 수 있는 듀얼 수신기인 것을 특징으로 하는, 이동 통신 단말.