KR20100030409A

KR20100030409A - 셀 선택 방법 및 ｐｌｍｎ 선택 방법

Info

Publication number: KR20100030409A
Application number: KR1020080089345A
Authority: KR
Inventors: 이성근
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-18

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 셀 선택 방법은 셀 탐색의 대상이 되는 주파수를 선택하는 단계, 상기 주파수 내의 셀들을 찾아서 셀 리스트를 생성하는 단계, 상기 셀 리스트에 포함된 셀들 중 시그널 강도가 가장 높은 제1셀을 선택하는 단계, 상기 제1셀에서 서비스 가능한 사업자의 PLMN을 읽어들이는 단계, 상기 제1셀의 PLMN이 단말에 미리 결정된 사업자의 PLMN인 HPLMN(HOME-PLMN)과 일치하는지 판단하는 단계 및 상기 제1셀의 PLMN과 상기 HPLMN이 일치하는 경우 상기 제1셀에 캠핑하고, 상기 제1셀의 PLMN과 상기 HPLMN이 불일치하는 경우 상기 셀 리스트 중 상기 제1셀을 제외한 셀들 중 가장 시그널 강도가 높은 제2셀의 PLMN을 읽어들이는 단계를 포함한다. 셀 선택 또는 PLMN 선택 과정에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

단말, 사업자, 셀 탐색.

Description

셀 선택 방법 및 ＰＬＭＮ 선택 방법{METHOD OF SELECTING CELL AND METHOD OF SELECTING PLMN}

본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 단말이 셀이나 PLMN을 탐색하고 선택하는 방법에 관련된다.

종래에는 하나의 셀 내에서는 하나의 사업자에 의해 서비스가 제공되었다. 그러나 변화된 무선통신 시스템에서는 다수의 사업자가 셀을 공유하여 서비스를 할 수 있게 되었다. 이러한 무선통신 시스템에는 LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템이 있다. 셀 내에서 서비스를 제공하는 사업자들은 PLMN으로 식별된다.

따라서 하나의 셀(Cell)을 여러 사업자가 공유(share)하는 경우, 하나의 셀안에는 여러 PLMN(Public Land Mobile Network)이 있을 수가 있다. 그리고 하나의 주파수는 여러 사업자에게 동시에 할당되고 주파수 내의 각 셀들은 서로 다른 PLMN 리스트를 가질 수 있다.

단말은 여러 셀들 중 단말의 홈-PLMN(HOME-PLMN, 이하 HPLMN)과 일치하는 PLMN을 가지는 셀에 캠핑한다. 단말이 서비스를 받고자 하는 사업자의 PLMN을 HPLMN이라고 한다. 그리고 단말은 HPLMN과 일치하는 PLMN을 가지는 셀을 찾기 위해, 한 주파수 내에서 가장 시그널의 강도가 강한 셀만을 선택한다.

그런데 단말이 일정 주파수 내에서 시그널의 세기가 가장 강한 셀만을 찾을 경우, 단말이 원하는 셀이나 충분한 시그널 강도를 가져서 사용 가능한 셀이 누락될 수가 있다. 또한 설령 다른 주파수에 시그널이 가장 강한 셀이 HPLMN과 일치하는 PLMN을 포함하고 있더라도 그 셀을 찾기까지 셀 탐색 시간은 길어지게 된다.

상술한 문제점은 현재 위치에서 서비스 가능한 사업자 리스트를 찾을 시에도 나타난다. 종래의 사업자 선택 방식에 따라 사업자 리스트를 만든다면 각 주파수에서 시그널이 가장 강한 셀만을 찾아서 사업자 리스트를 생성한다. 그러나 실제로 서비스 가능한 사업자의 PLMN을 가지고 있는 셀은 반드시 주파수 내에서 가장 시그널이 강한 셀이 아닐 수 있다. 따라서 적절한 시그널 강도를 가지는 셀임에도 단말이 원하는 사업자의 서비스 제공이 가능한 셀을 시그널 강도가 가장 강하지 않다는 이유만으로 누락시키게 되는 문제점이 발생한다.

하나의 Cell이 복수의 PLMN ID를 가질 수 있도록 변경된 새로운 무선통신 시스템에서 단말이 보다 정확하고 빠르게 셀과 PLMN을 선택할 수 있도록 하는 셀 선택 방법 및 PLMN 선택 방법을 제공하고자 한다.

따라서 새로운 방식의 이동통신 시스템에서 단말에게 적절한 셀이나 PLMN을 이전 방식에 비하여 융통성 있게 탐색 및 선택할 수 있게 함으로써 단말의 셀 탐색 절차나 PLMN 탐색 절차가 효율적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 셀 탐색 방법은 셀 탐색의 대상이 되는 주파수를 선택하는 단계, 상기 주파수 내의 셀들을 찾아서 셀 리스트를 생성하는 단계, 상기 셀 리스트에 포함된 셀들 중 시그널 강도가 가장 높은 제1셀을 선택하는 단계, 상기 제1셀에서 서비스 가능한 사업자의 PLMN을 읽어들이는 단계, 상기 제1셀의 PLMN이 단말에 미리 결정된 사업자의 PLMN인 HPLMN(HOME-PLMN)과 일치하는지 판단하는 단계 및 상기 제1셀의 PLMN과 상기 HPLMN이 일치하는 경우 상기 제1셀에 캠핑하고, 상기 제1셀의 PLMN과 상기 HPLMN이 불일치하는 경우 상기 셀 리스트 중 상기 제1셀을 제외한 셀들 중 가장 시그널 강도가 높은 제2셀의 PLMN을 읽어들이는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 일 양태에 따른 PLMN 선택 방법은 무선통신 시스템에서 사용가능한 영역 내의 주파수에 대해 상기 주파수 내의 셀들을 찾아서 셀 리스트를 생 성하는 단계, 상기 셀 리스트에 포함된 셀들 중 시그널 강도가 미리 설정된 값 이상인 모든 셀에 대하여 서비스 가능한 사업자의 PLMN을 읽는 단계, 상기 PLMN을 저장하여 PLMN 리스트를 생성하는 단계, 상기 PLMN 리스트에서 단말이 서비스를 받고자 하는 타깃 PLMN을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 셀 선택 방법이나 PLMN 선택 방법을 이용하여 단말이 셀이나 PLMN을 선택하면, 서비스 가능한 사업자의 PLMN이나 그 사업자가 서비스를 제공하는 셀을 보다 정확하게 찾을 수 있다.

또한 셀 선택이나 PLMN의 선택에 걸리는 시간도 단축할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 셀 선택이나 PLMN의 선택을 위한 프로세스를 불필요하게 반복할 필요가 없다. 따라서 사용자의 대기 시간을 단축시킬 수 있고, 서비스를 끊김없이 제공할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.

단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME, S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다. 빗금친 박스는 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 흰 박스는 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이 동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)와 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링, (2) NAS 시그널링 보안(security), (3) 아이들 모드 UE 도달성(Idle mode UE Reachability), (4) 트랙킹 영역 리스트 관리(Tracking Area list management), (5) 로밍(Roaming), (6) 인증(Authentication).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 이동성 앵커링(mobiltiy anchoring), (2) 합법적 감청(lawful interception).

P-GW(PDN-Gateway)는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 단말 IP(internet protocol) 할당(allocation), (2) 패킷 필터링.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다. 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들이 구현되어, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다.

각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장 한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스들의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 4는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 5는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

제1 계층인 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선 링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층에는 데이터의 전송방법에 따라 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드가 존재한다. AM RLC는 양방향 데이터 전송 서비스를 제공하고, RLC PDU(Protocol Data Unit)의 전송 실패시 재전송을 지원한다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네 트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

도 6은 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널간의 매핑을 나타낸다. 이에관하여는 3GPP TS 36.300 V8.3.0 (2007-12) Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)의 6.1.3.2절을 참조할 수 있다.

도 6을 참조하면, PCCH(Paging Control Channel)는 PCH(Paging Channel)에 매핑되고, BCCH(Broadcast Control Channel)은 BCH(Broadcast Channel) 또는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)에 매핑된다. CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel), MCCH(Multicast Control Channel) 및 MTCH(Multicast Traffic Channel)는 DL-SCH에 매핑된다. MCCH와 MTCH는 MCH(Multicast Channel)에도 매핑된다.

각 논리채널 타입은 어떤 종류의 정보가 전송되는가에 따라 정의된다. 논리채널은 제어채널과 트래픽 채널 2종류가 있다.

제어채널은 제어평면 정보의 전송에 사용된다. BCCH는 시스템 제어 정보를 브로드캐스팅하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보를 전송하는 하향링크 채널로, 네트워크가 단말의 위치를 모를 때 사용한다. CCCH는 단말과 네트워크 간의 제어 정보를 전송하는 채널로, 단말이 네트워크와 RRC 연결이 없을 때 사용한다. MCCH는 MBMS(multimedia broadcast multicast service) 제어정보를 전송하는 데 사용되는 점대다(point-to-multipoint) 하향링크 채널이며, MBMS를 수신하는 단말들에게 사용된다. DCCH는 단말과 네트워크간의 전용 제어정보를 전송하는 점대점 단방향 채널이며, RRC 연결을 갖는 단말에 의해 사용된다.

트래픽 채널은 사용자 평면 정보의 전송에 사용된다. DTCH는 사용자 정보의 전송을 위한 점대점 채널이며, 상향링크과 하향링크 모두에 존재한다. MTCH는 트래픽 데이터의 전송을 위한 점대다 하향링크 채널이며, MBMS를 수신하는 단말에게 사용된다.

전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. BCH는 셀 전 영역에서 브로드캐스트되고 고정된 미리 정의된 전송 포맷을 가진다. DL-SCH는 HARQ(hybrid automatic repeat request)를 지원, 변조, 코딩 및 전송파워의 변화에 의한 동적 링크 적응의 지원, 브로드캐스트의 가능성, 빔포밍의 가능성, 동적/반정적(semi-static) 자원 할당 지원, 단말 파워 절약을 위한 DRX(discontinuous reception) 지원 및 MBMS 전송 지원으로 특징된다. PCH는 단말 파워 절약을 위한 DRX 지원, 셀 전영역에의 브로드캐스트로 특징된다. MCH는 셀 전영역에의 브로드캐스트 및 MBSFN(MBMS Single Frequency Network) 지원으로 특징된다.

도 7은 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널간의 매핑을 나타낸다. 이에 관하여는 3GPP TS 36.300 V8.3.0 (2007-12)의 5.3.1절을 참조할 수 있다.

도 7을 참조하면, BCH는 PBCH(physical broadcast channel)에 매핑되고, MCH는 PMCH(physical multicast channel)에 매핑되고, PCH와 DL-SCH는 PDSCH(physical downlink shared channel)에 매핑된다. PBCH는 BCH 전송 블록을 나르고, PMCH는 MCH를 나르고, PDSCH는 DL-SCH와 PCH를 나른다.

물리계층에서 사용되는 몇몇 하향링크 물리 제어채널들이 있다.

PDCCH(physical downlink control channel)는 단말에서 PCH와 DL-SCH의 자원 할당 및 DL_SCH와 관련된 HARQ 정보에 대해 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 스케줄링 그랜트를 나를 수 있다.

PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다.

이하에서는 단말의 셀 선택 방법 및 PLMN 선택 방법에 대해 설명한다. 일반적으로 무선 통신 시스템에서 단말은 최적의 무선 접속 품질을 위해 셀 선택/재선택 또는 PLMN 선택을 수행한다. 즉, 상기 셀 선택/재선택 또는 PLMN 선택 시, 단말은 선택 가능하거나 또는 적절한(Suitable) 셀을 찾기 위해서 동기화 채널(Synchronization Channel : 이하, SCH라 칭함)을 통해 각 셀들의 동기를 맞춘다.

이후, 단말은 BCCH를 통해 전송되는 시스템 정보(System Information) 를 통해 셀 선택과 셀 재선택 또는 PLMN 선택에 필요한 정보들을 획득하여 타깃 셀을 선택한다. 여기서, 상기 단말은 시스템 정보에서 RACH(Random Access Channel)의 제어 정보, 위치 영역 ID(Location Area Identification), 셀 ID 등을 확인한다.

셀 선택 과정은 다양한 원인에 의해 수행되는데, 예컨대 단말의 전원이 켜지면 단말은 단말이 서비스 가입한 사업자의 셀에 캠핑(Camping)하기 위하여 셀 선택 과정을 수행한다.

도 8은 기존의 셀 선택 방법을 나타낸 흐름도이다.

단말이 셀을 찾는 과정은 다음과 같다.

우선 단말이 서비스를 받고자 하는 사업자의 PLMN은 전술한 바와 같이 홈-PLMN(HOME-PLMN, 이하, HPLMN)이라고 한다. 단말은 현재 통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템에서 사용 가능한 범위 내에서 주파수를 선택한다. 이하에서는 무선통신 시스템은 LTE 시스템을 예로 들어 설명하므로 단말은 E-UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access) 밴드내에서 주파수를 선택한다(S810). 그리고 단말은 선택된 주파수내에서 존재하는 셀을 찾아 스캐닝(scanning)한다. 여기서 셀 스캐닝은 시그널 강도가 좋은 셀을 찾기 위해 셀들의 시그널 강도를 체크하는 것이다.

단말은 셀 스캐닝을 통해 시그널 강도가 가장 좋은 셀(Strongest Cell)을 찾는다(S820). 그런데 그 주파수 범위 내에서 시그널 강도가 가장 좋은 셀이라 선택되었을지라도 그 셀의 시그널 강도는 적정 수준 이하일 수 있다. 따라서 단말은 셀 의 시그널 강도가 적정치 이상인지를 판단할 수 있다(S830). 셀의 시그널 강도가 적정치 이상인 경우, 단말은 그 셀의 PLMN들을 BCH를 통해서 읽는다(S840). 만일 셀의 시그널 강도가 약하다고 판단된 경우에는 다른 주파수 범위 내의 셀들을 스캐닝한다.

그리고 읽혀진 PLMN들 중에 단말이 가입한 사업자의 PLMN, 즉 상술한 HPLMN과 일치하는 PLMN이 있는지 여부를 판단한다(S850). 만약 일치하는 PLMN이 있다면 해당 셀에 캠핑한다(S860). 그리고 단말은 캠핑한 셀에 단말의 현재 위치에 따른 위치등록을 시도한다(S870). 단말이 셀을 선택하여 위치 등록을 시도함으로써 셀 선택 과정은 종료된다.

반면 S850에서 일치하는 PLMN이 없다고 판단되었다면 단말은 다른 주파수에 대해 같은 과정을 반복한다. 즉 다른 주파수의 셀들에 대해 시그널 강도를 확인하고 PLMN 리스트를 만들어 그 중 단말의 HPLMN과 일치하는 PLMN이 있는 셀을 찾고(S810 내지 S850), HPLMN과 일치하는 PLMN이 있는 셀이 발견되면 그 셀에 캠핑하여 위치를 등록한다(S860 내지 S870).

도 9는 종래 기술에 따른 PLMN 선택 방법을 나타낸 흐름도이다.

단말은 현재 위치에서 서비스 가능한 사업자 리스트를 파악하여 자신이 서비스를 받기를 원하는 사업자를 선택할 수 있다. PLMN은 사업자를 나타낸다. 즉 PLMN은 단말에 의해서 또는 사용자의 요청에 의해서 정해진다. 단말이 PLMN을 선택하기 위한 과정은 다음과 같다.

먼저, 단말은 E-UTRA Band 내에서 주파수를 선택하고, 선택된 주파수 내에서 시그널의 강도가 가장 좋은 셀을 찾는다(S910 내지 S920). 그리고 그 셀의 PLMN을 읽어서 저장한다(S930 내지 S940).

같은 과정을 다른 모든 주파수에 대해서도 시그널 강도가 가장 좋은 셀의 PLMN을 읽어서 저장하는 과정을 반복한다(S950). 모든 주파수에 대해서도 상술한 과정을 모두 마쳤다면 단말이 선택 가능한 PLMN로 된 리스트(available PLMN List)가 완성된다. 그러면 단말은 PLMN 리스트에서 서비스를 받고자 하는 사업자의 PLMN을 선택한다(S960).

앞서 도 8과 도 9를 참조하여 설명한 종래 기술에 따른 셀 선택 방법 및 PLMN 선택 방법에서는 주파수 내에서 가장 시그널 강도가 가장 강한 셀만을 고려할 뿐이며, 그 외의 셀들 중에 무선통신이 수행되기에 충분한 시그널 강도를 가진 셀이 있을지라도 시그널 강도가 가장 강한 셀이 아니라면 고려 대상에 포함될 수 없음을 알 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 셀 선택 방법을 나타낸 흐름도이다.

전원이 켜진 단말이 특정 사업자에 의한 서비스 제공이 가능한 셀을 찾기 위해 수행하는 동작들을 도 10을 참조하여 설명하도록 한다. 여기서, 특정 사업자는 단말이 서비스를 받고자 하는 사업자를 말하며, 사업자는 PLMN으로 특정된다. 이러한 특정 사업자의 PLMN은 전술한 바와 같이 HPLMN이라 한다. 그리고 단말이 서비스를 받고자 하는 사업자의 PLMN인 HPLMN은 정해진 상태이다.

그리고 단말은 현재의 무선통신 시스템에서 사용가능한 범위내에서 주파수를 선택한다(S1010). 도 10을 참조하여 설명하는 실시예에서의 무선통신 시스템은 LTE 시스템이므로 단말은 E-UTRA 밴드 내에서 주파수를 선택하게 된다. 그리고 단말은 선택된 주파수 내에 있는 모든 셀들을 찾는다(S1020). 이렇게 같은 주파수 내에서 찾아진 셀들로 셀 리스트를 만든다. 그리고 단말은 셀 리스트 중에서 시그널 강도가 가장 좋은 셀을 선택한다(S1030). 같은 주파수 내 셀 리스트에 포함된 셀들 중 가장 시그널 강도가 좋은 셀을 편의상 제1셀이라 지칭한다.

그 전에 단말은 단말은 선택된 셀의 시그널 강도가 적정치 이상인지를 먼저 판단할 수 있다(S1040). 해당 주파수 내에서는 가장 좋은 시그널 강도를 가지는 셀이라 할지라도 실제 통신을 위해서는 충분한 정도에 미치지 못할 수 있기 때문이다. 이를 판단하기 위해 단말은 기준이 되는 시그널 강도의 값을 미리 결정할 수 있다. 판단 결과, 만약 시그널 강도가 적당하지 않을 경우 해당 주파수를 건너뛰고 다른 주파수에 상응하는 셀의 PLMN을 읽을 수 있다.

단말은 선택한 제1셀의 PLMN을 읽고(S1050), 읽은 PLMN이 단말의 HPLMN과 일치하는지 판단한다(S1060). 양자가 서로 일치하는 경우 단말은 해당 셀에 캠핑(Camping)한 후 위치등록을 시도함으로써(S1080 내지 S1090) 셀 선택 과정을 마친다.

만약 단말이 읽어들인 PLMN과 단말의 HPLMN이 서로 일치하지 않는 경우, 주파수를 바꾸어 다른 주파수의 셀들의 PLMN을 읽는 대신, 해당 주파수 내의 다른 셀을 선택하여 PLMN을 읽는다(S1070). 예컨대 그 주파수 내에서 가장 시그널 강도가 높은 셀은 아닐지라도 그 주파수 내에서 2번째 또는 3번째로 시그널 강도가 좋은 셀에 대하여 PLMN을 읽어들인다. 이러한 셀을 제1셀에 대응하여 제2셀 또는 제3셀 이라 지칭한다.

그리고 단말은 가장 좋은 시그널 강도를 가지지 못하는 제2셀 등에 대하여도 PLMN을 읽고 HPLMN과 비교하는 과정을 반복하는데, 여기서도 제2셀 등의 시그널 강도가 적정치 이상인지를 판단할 수 있다. 즉 단말은 제2셀, 제3셀에 대하여도 위 과정(S1040 내지 S1090)을 동일하게 수행한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLMN 선택 방법을 나타낸 흐름도이다.

단말은 PLMN 선택함에 있어 현재 위치에서 서비스 가능한 사업자들 리스트를 찾기 위해 도 11에 도시된 과정를 수행하며, 단말의 세부적인 동작은 다음과 같다.

단말은 E-UTRA 밴드내에서 주파수를 선택한다(S1110). 그리고 선택된 주파수 내에 있는 모든 Cell을 찾아 셀 리스트를 만든다.

단말은 셀 리스트에서 시그널 강도가 가장 좋은 셀을 선택한다(S1120). 그리고 선택한 셀의 PLMN을 읽기 전에, 단말은 선택한 셀이 적정치의 시그널 강도를 가지는 셀인지를 먼저 판단할 수 있다(S1130). 판단 결과, 선택된 셀의 시그널 강도가 일정치 이상인 경우 그 셀의 PLMN을 읽는다(S1140). 즉 시그널 강도가 일정치 이상인 경우에 한하여 그 셀의 PLMN을 읽고 저장한다. 단말은 읽은 PLMN은 저장하여 PLMN 리스트를 만든다. 여기서

이 경우 만약 시그널 크기가 일정치에 미치지 못하는 경우 단말은 해당 셀을 건너뛰고 다른 셀에 대하여 PLMN을 읽을 수 있다. 또는 해당 주파수를 건너뛰고 주파수 선택을 다시 하여(S1135) 다시 선택된 주파수에서 가장 시그널 강도가 좋은 셀을 선택하여 PLMN을 읽는다. 왜냐하면 이미 해당 주파수에서 가장 시그널 강도가 좋은 셀을 선택하였음에도 그 셀의 시그널 강도가 약하다면, 그 주파수 내의 다른 셀의 시그널 강도를 평가하는 것이 무의미하기 때문이다.

이 경우, 셀의 시그널 강도가 일정치에 미치는지를 판단하기 위한 기준은 미리 정해진다. 시그널 강도를 미리 고려하는 것은 통신을 원활하게 수행하기 위하여 단말에 필요한 정도의 시그널 강도를 보장하기 위함이다.

단말은 읽어들인 PLMN들을 PLMN 리스트에 저장한다(S1150). 단말은 상술한 선택한 주파수에 상응하는 셀 리스트에 있는 모든 셀에 대해 PLMN을 읽고 저장하는 과정을 반복한다(S1160). 반복하는 과정은 셀의 시그널 강도가 높은 순서대로 수행될 수 있다.

또한 E-UTRA 밴드 내의 모든 주파수에 대해서 PLMN을 읽어서 PLMN 리스트에저장할 때까지 상기 과정(S1135 및 S1120 내지 S1160)을 반복한다(S1170). 이로써 단말은 모든 주파수에 대해 셀 리스트에 있는 모든 셀들의 PLMN을 찾게 되며, 완성된 PLMN 리스트에는 단말로의 서비스 제공이 가능한 모든 사업자들의 PLMN이 포함되게 된다.

그러면 단말은 완성된 PLMN 리스트로부터 PLMN을 선택한다(S1180). 즉 도 11에 도시된 PLMN 선택 방법에서 만들어진 PLMN 리스트에는 같은 주파수 내에서 시그널 강도가 가장 높지 않다는 이유로 셀이 누락되지 않으며, 적정치 이상의 시그널 강도를 가지 모든 셀의 PLMN이 PLMN 리스트에 포함된다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면 단말의 PLMN의 선택의 폭을 넓힐 수 있으며, PLMN 선택에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 셀 선택 방법 또는 PLMN 선택 방법이 필요한 상황을 나타낸 도면이다

도 12에 도시된 바에 따르면 단말의 HPLMN의 ID(이하, HPLMN ID)는 2이다.

주파수 1(frequency#1)에는 1번 셀(cell#1)과 2번 셀(cell#2)이 있으며, 주파수 2(frequency#2)에는 3번 셀(cell#3)과 4번 셀(cell#4)이 있다.

1번 셀에서 서비스 제공 가능한 사업자의 PLMN은 PLMN ID 1과 PLMN ID 3인 PLMN 뿐이며, 2번 셀에서 서비스 제공 가능한 사업자의 PLMN은 PLMN ID 1과 PLMN ID 2, PLMN ID 3인 PLMN이다.

또한 3번 셀에서 서비스 제공 가능한 사업자의 PLMN은 PLMN ID 1 뿐이며, 4번 셀에서 서비스 제공 가능한 사업자의 PLMN 역시 PLMN ID 1 인 PLMN 뿐이다.

이 경우 단말의 HOME PLMN ID가 2이므로 PLMN ID 2가 포함되어 있는 2번 셀(cell#2)이 사용자가 가입한 사업자의 서비스를 받을 수 있는 셀이다.

그러나 종래의 셀 선택 방식에 따르면 단말은 2번 셀을 선택 할 수 없다. 우선 단말이 주파수를 주파수 1에서 주파수 2(frequency#1 → frequency#2) 순으로 옮겨가며 셀을 찾는다고 할 때, 주파수 1(frequency#1)에서 가장 강한 시그널 크기를 가진 셀인 1번 셀(cell#1)을 선택해서 PLMN을 읽게 된다. 1번 셀은 PLMN ID 2인 PLMN을 가지고 있지 않다. 따라서 다른 주파수에서 셀 선택을 위한 셀 탐색을 계속적으로 시도하여야 하며, 이는 대기 시간의 연장을 초래한다.

반면 본 발명의 실시예에 따른 셀 선택 방법에 따르면, 단말은 비록 같은 주파수 내에서 가장 시그널 강도가 좋은 셀은 아니나, 두번째로 좋은 시그널 강도를 가지는 2번 셀과 4번 셀도 셀 선택의 대상으로 삼는다. 따라서 2번 셀에는, 단말의 H PLMN ID 와 동일한, PLMN ID가 2인 PLMN을 읽을 수 있다. 단말은 다른 주파수에서 셀 탐색을 계속할 필요 없이, 1번 셀의 PLMN을 읽은 뒤, 바로 2번 셀의 PLMN을 읽어옴으로써 셀 탐색을 마칠 수 있게 된다.

PLMN의 선택 방법의 경우에 있어서도 마찬가지이다.

기존의 방식에 따라 PLMN을 선택하는 경우 단말은 시그널 강도가 가장 높은 셀의 PLMN만을 저장하여 PLMN 리스트를 생성하였다. 그러나 이렇게 생성된 PLMN 리스트에는 단말의 HPLMN과 ID가 일치하는 PLMN을 발견할 수 없다.

단말이 본 발명의 실시예에 따라 PLMN 리스트를 만드는 경우, 주파수 내에서 시그널의 강도가 가장 높지 않은 셀도 PLMN 선택의 대상에 포함시킨다. 즉 2번 셀의 PLMN도 읽어서 저장한다. 따라서 불필요하게 2번 셀을 누락시킴으로써 선택 가능한 PLMN이 있는 셀을 누락시키지 않을 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도.

도 4는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도.

도 5는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도.

도 6은 하향링크 논리채널과 하향링크 전송채널간의 매핑을 나타낸 도면.

도 7은 하향링크 전송채널과 하향링크 물리채널간의 매핑을 나타낸 도면.

도 8은 기존의 셀 선택 방법을 나타낸 흐름도.

도 9는 종래 기술에 따른 PLMN 선택 방법을 나타낸 흐름도.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 셀 선택 방법을 나타낸 흐름도.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PLMN 선택 방법을 나타낸 흐름도.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 셀 선택 방법 또는 PLMN 선택 방법이 필요한 상황을 나타낸 도면.

Claims

셀 탐색의 대상이 되는 주파수를 선택하는 단계;

상기 주파수 내의 셀들을 찾아서 셀 리스트를 생성하는 단계;

상기 셀 리스트에 포함된 셀들 중 시그널 강도가 가장 높은 제1셀을 선택하는 단계;

상기 제1셀에서 서비스 가능한 사업자의 PLMN을 읽어들이는 단계;

상기 제1셀의 PLMN이 단말에 미리 결정된 사업자의 PLMN인 HPLMN(HOME-PLMN)과 일치하는지 판단하는 단계; 및

상기 제1셀의 PLMN과 상기 HPLMN이 일치하는 경우 상기 제1셀에 캠핑하고, 상기 제1셀의 PLMN과 상기 HPLMN이 불일치하는 경우 상기 셀 리스트 중 상기 제1셀을 제외한 셀들 중 가장 시그널 강도가 높은 제2셀의 PLMN을 읽어들이는 단계를 포함하는 셀 선택 방법.
제1항에 있어서,

상기 셀 리스트에 포함된 각각의 셀들에서 서비스 가능한 사업자 및 사업자의 PLMN은 복수인 것을 특징으로 하는 셀 선택 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1셀의 PLMN이 상기 HPLMN과 일치하는 경우,

상기 제1셀에 위치등록하는 단계를 더 포함하는 셀 선택 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2셀의 PLMN이 상기 HPLMN과 일치하는 경우,

상기 제2셀에 캠핑하는 단계를 더 포함하는 셀 선택 방법.
제4항에 있어서,

상기 제2셀에 위치등록하는 단계를 더 포함하는 셀 선택 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2셀의 PLMN이 상기 HPLMN과 일치하지 않는 경우 상기 주파수와 다른 주파수에 대하여 상기 셀 리스트를 작성하고, 상기 셀 리스트 내에서 상기 제1셀을 선택하여 PLMN을 읽고 상기 HPLMN과 비교하는 것을 특징으로 하는 셀 선택 방법.
무선통신 시스템에서 단말이 PLMN을 선택하는 방법에 있어서,

상기 무선통신 시스템에서 사용가능한 영역 내의 주파수에 대해 상기 주파수 내의 셀들을 찾아서 셀 리스트를 생성하는 단계;

상기 셀 리스트에 포함된 셀들 중 시그널 강도가 미리 설정된 값 이상인 모든 셀에 대하여 서비스 가능한 사업자의 PLMN을 읽는 단계;

상기 PLMN을 저장하여 PLMN 리스트를 생성하는 단계;

상기 PLMN 리스트에서 단말이 서비스를 받고자 하는 타깃 PLMN을 선택하는 단계를 포함하는 PLMN 선택 방법.
제1항에 있어서,

상기 셀 리스트에 포함된 각각의 셀들에서 서비스 가능한 사업자 및 사업자의 PLMN은 복수인 것을 특징으로 하는 PLMN 선택 방법.
제7항에 있어서,

상기 PLMN 리스트에 포함된 상기 PLMN들 중, 상기 타깃 PLMN은 단말이 서비스를 받기 위해 미리 결정된 사업자의 PLMN인 HPLMN과 일치하는 PLMN인 것을 특징으로 하는 PLMN 선택 방법.
제7항에 있어서,

상기 타깃 PLMN이 있는 셀인 타깃 셀에 캠핑하는 단계를 더 포함하는 PLMN 선택 방법.
제7항에 있어서,

상기 PLMN 리스트에는 주파수별로 셀들의 상기 시그널 강도가 강한 순서에 따라 읽혀진 상기 PLMN이 저장되는 것을 특징으로 하는 PLMN 선택 방법.