KR20100080287A - 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법 Download PDF

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무선통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 전송과정을 수행하는 방법은 마크로셀(macro-cell) 및 상기 마크로셀의 셀영역에 포함되는 펨토셀(femto-cell) 중 어느 하나로부터 단말의 위치 정보를 획득하는 단계, 상기 펨토셀이 상기 단말로 주요 페이징 메시지를 전송하도록 요청하는 제1 페이징 알림 메시지를 전송하는 단계, 및 상기 제1 페이징 알림 메시지를 전송한 후 상기 제1 페이징 알림 메시지에 대한 응답이 없는 경우, 상기 마크로셀이 상기 단말로 보조 페이징 메시지를 전송하도록 요청하는 제2 페이징 알림 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법{Method of performing paging message transmission process in wireless communication system}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페이징 메시지를 전송하는 방법에 관한 것이다.
통신의 발달과 멀티미디어 기술의 보급과 더불어 다양한 대용량 전송기술이 무선통신 시스템에 적용되고 있다. 무선용량을 증대시키기 위한 방법으로 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 방법이 있지만, 한정된 주파수 자원을 다수의 사용자에게 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 것은 한계가 있다. 한정된 주파수 자원을 보다 효율적으로 활용할 수 있는 방법 중 하나로 셀의 크기를 작게 만드는 방법이 있다. 셀의 크기를 작게 만들면 하나의 기지국이 서비스해야 하는 사용자의 수가 줄어들므로, 기지국은 사용자에게 보다 많은 주파수 자원을 할당할 수 있다. 셀의 크기를 작게 만들면 다수의 사용자에게 보다 좋은 상태의 대용량 서비스를 제공할 수 있다.
최근, 가정이나 사무실에 설치되는 펨토셀(femto-cell) 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 펨토셀은 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동통신 기지국을 의미한다. 펨토셀은 피코셀(pico-cell)과 유사한 의미로 사용되는데, 펨토셀은 피코셀보다 더욱 진화된 기능을 가진 의미로 사용되고 있다. 펨토셀은 가정이나 사무실에 보급되어 있는 IP 네트워크와 연결되며, IP 네트워크를 통하여 이동통신 시스템의 핵심망(core network)에 접속하여 이동통신 서비스를 제공한다. 즉, 펨토셀은 디지털 가입자 회선(digital subscriber line; DSL)을 통하여 이동통신 시스템의 핵심망에 연결된다. 이동통신 시스템의 사용자는 실외에서 기존의 마크로셀(macro-cell)을 통하여 서비스를 제공받고, 실내에서는 펨토셀을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다. 펨토셀은 기존의 마크로셀(macro-cell)의 서비스가 건물 내에서 악화되는 점을 보완하여 이동통신 시스템의 실내 커버리지(coverage)를 개선하고, 정해진 특정 사용자만을 대상으로 서비스를 제공할 수 있으므로 높은 품질의 음성 서비스 및 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 펨토셀은 마크로셀에서 제공되지 않는 새로운 서비스를 제공할 수 있으며, 펨토셀의 보급으로 유무선 융합(Fixed-Mobile Convergence; FMC)이 가속화되고 산업기반 비용이 절감될 수 있다.
단말은 기지국과 일정 시간동안 데이터를 송신하지 않거나 수신하지 않는 경우 전력 절감(power saving)을 위해 아이들 모드(idle mode)로 전환한다. 아이들 모드의 단말은 기지국의 송신신호를 수신하지 않는 상태에서 일정 주기로 깨어나 페이징(paging) 메시지 또는 브로드캐스트(broadcast) 메시지를 수신하여 활성 모드(active mode)로 전환할지 여부를 판단한다. 아이들 모드의 단말은 위치갱신(location update) 과정을 수행하여 무선통신 시스템의 핵심망으로 자신의 위치를 알린다. 단말의 위치갱신 과정은 (1) 타이머 기반 위치갱신(timer based location update), (2) 페이징 그룹 기반 위치갱신(paging group based location update), (3) 전력다운 기반 위치갱신(power down based location update) 등으로 구분된다. 타이머 기반 위치갱신은 단말이 가진 위치갱신 타이머가 만료되면 위치갱신을 수행하는 방식이다. 페이징 그룹 기반 위치 갱신은 단말이 자신의 페이징 그룹이 아닌 다른 페이징 그룹의 영역으로 이동한 경우 위치갱신을 수행하는 방식이다. 전력다운 기반 위치갱신은 단말이 전원을 끄기 전에 위치갱신을 수행하는 방식이다. 핵심망은 단말의 위치갱신에 따라 단말의 정확한 위치를 파악할 수 있으며, 해당 단말에 대한 페이징 메시지를 전송할 수 있다.
펨토셀의 셀영역은 마크로셀의 셀영역과 전부 또는 일부 중첩될 수 있으며, 이를 계층적 셀 구조라 한다. 마크로셀은 셀영역 내의 모든 단말에게 접속을 허용하는 반면, 펨토셀은 인증된 특정 단말에게만 접속을 허용한다. 따라서, 단말은 계층적 셀 구조에서 접속이 허용된 특정 펨토셀 또는 마크로셀을 통하여 페이징 메시지를 수신할 수 있다. 계층적 셀 구조에서 특정 단말에 대한 페이징 메시지는 동일한 페이징 그룹에 포함되는 모든 마크로셀 및 펨토셀을 통하여 전송될 수 있는데, 이는 페이징 메시지에 의한 오버헤드를 유발한다.
계층적 셀 구조에서 단말에 대한 페이징 메시지를 효율적으로 전송할 수 있 는 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 페이징 메시지를 효율적으로 전송할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 무선통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 전송과정을 수행하는 방법은 마크로셀(macro-cell) 및 상기 마크로셀의 셀영역에 포함되는 펨토셀(femto-cell) 중 어느 하나로부터 단말의 위치 정보를 획득하는 단계, 상기 펨토셀이 상기 단말로 주요 페이징 메시지를 전송하도록 요청하는 제1 페이징 알림 메시지를 전송하는 단계, 및 상기 제1 페이징 알림 메시지를 전송한 후 상기 제1 페이징 알림 메시지에 대한 응답이 없는 경우, 상기 마크로셀이 상기 단말로 보조 페이징 메시지를 전송하도록 요청하는 제2 페이징 알림 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법은 펨토셀로부터 전송되는 주요 페이징 메시지 및 상기 펨토셀을 포함하는 마크로셀로부터 전송되는 보조 페이징 메시지의 전송주기를 지시하는 페이징 메시지 전주기 정보를 수신하는 단계, 상기 페이징 메시지의 전송주기 정보에 따라 상기 주요 페이징 메시지 및 상기 보조 페이징 메시지의 전송여부를 모니터링하는 단계를 포함하되, 상기 주요 페이징 메시지 및 상기 보조 페이징 메시지는 일 정한 주기의 페이징 주기에서 서로 다른 시점에 전송된다.
계층적 셀 구조에서 페이징 메시지에 의한 오버헤드를 줄일 수 있고, 신뢰성 있는 통신 서비스가 제공될 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 일반적인 무선통신 시스템은 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS)을 포함한다. 단말은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
하나의 기지국에는 하나 이상의 셀(cell)이 존재할 수 있다.
기지국은 셀 커버리지 또는 배치 방식에 따라 펨토 기지국(femto BS; 20) 및 마크로 기지국(macro BS; 60)으로 구분될 수 있다. 펨토 기지국(20)의 셀은 마크로 기지국(60)의 셀보다 작은 크기를 가진다. 펨토 기지국(20)의 셀의 전부 또는 일부는 마크로 기지국(60)의 셀과 겹칠 수 있다. 이와 같이, 넓은 범위의 셀 내에 작은 범위의 셀이 중복되어 배치되는 구조를 계층적(hierarchy) 셀 구조라 한다.
펨토 기지국(20)은 펨토셀(femto-cell), 홈노드-B(home node-B), CSG(closed subscriber group) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 마크로 기지국(60)은 펨토셀과 구분하여 마크로셀(macro-cell)로 불릴 수 있다.
펨토 기지국(20)은 Iuh 인터페이스를 통하여 펨토 게이트웨이(femto gateway; 30)에 연결된다. Iuh 인터페이스는 IP 네트워크를 통한 펨토 기지국(20)과 펨토 게이트웨이(30) 간의 인터페이스를 의미한다. 펨토 게이트웨이(30)는 적어도 하나의 펨토 기지국(20)을 관리하는 개체(entity)이다. 펨토 게이트웨이(30)는 펨토 기지국(20)이 무선통신 시스템의 핵심망(core network; 90)에 접속할 수 있도록 펨토 기지국(20)의 등록, 인증 및 보안 절차를 수행할 수 있다. 마크로 기지국(60)은 Iub 인터페이스를 통하여 RNC(radio network control; 70)에 연결된다. RNC(70)는 적어도 하나의 마크로 기지국(60)을 관리하는 개체로서, 마크로 기지국(60)을 핵심망(90)에 접속시킨다. 마크로 기지국(60)은 핵심망(90)과 전용선으로 연결되는 반면, 펨토 기지국(20)은 IP 네트워크를 통하여 핵심망(90)에 연결된다.
펨토 기지국(20)에 접속하는 단말을 펨토 단말(femto UE; 10)이라 하고, 마크로 기지국(60)에 접속하는 단말을 마크로 단말(macro UE; 50)이라 한다. 펨토 단말(10)은 마크로 기지국으로의 핸드오버를 통하여 마크로 단말(50)이 될 수 있고, 마크로 단말(50)은 펨토 기지국으로의 핸드오버를 통하여 펨토 단말(10)이 될 수 있다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 전송을 의미하며, 상향 링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국의 일부분일 수 있다.
무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single-Carrier FDMA) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 계층적 셀 구조에서 마크로 셀 및 펨토셀 중 적어도 어느 하나의 프레임 구조일 수 있다.
도 2를 참조하면, 슈퍼프레임(Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임에서 가장 앞서 배치될 수 있으며, 슈퍼프레임 헤더에는 공용 제어 채널(Common Control Channel)이 할당된다. 공용 제어채널은 슈퍼프레임을 구성하는 프레임들에 대한 정보 또는 시스템 정보와 같이 셀 내의 모든 단말들이 공통적으로 활용할 수 있는 제어정보를 전송하기 위하여 사용되는 채널이다. 슈퍼프레임 헤더 내 또는 슈퍼 프레임 헤더에 인접하여 동기신호(synchronization signal)를 전송하기 위한 동기채널이 배치될 수 있다. 동기신호는 셀 ID(identifier)와 같은 셀정보를 나타낼 수 있다.
하나의 프레임은 다수의 서브프레임(Subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 서브프레임은 6 또는 7개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하다. 프레임에는 TDD(Time Division Duplexing) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임은 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 시간영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식에서, 각 서브프레임은 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.
서브프레임은 적어도 하나의 주파수 구획(Frequency Partition)을 포함한다. 주파수 구획은 적어도 하나의 물리적 자원유닛(Physical Resource Unit, PRU)으로 구성된다. 주파수 구획은 국부적(Localized) PRU 및/또는 분산적(Distributed) PRU를 포함할 수 있다. 주파수 구획은 부분적 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse, FFR) 또는 멀티캐스트 및 브로드캐스트 서비스(Multicast and Broadcast Services, MBS)와 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다.
PRU는 복수개의 연속적인 OFDM 심볼과 복수개의 연속적인 부반송파를 포함하는 자원할당을 위한 기본적인 물리적 유닛으로 정의된다. PRU에 포함되는 OFDM 심 볼의 수는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심볼의 갯수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 하나의 서프프레임이 6 OFDM 심볼로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDM 심볼로 정의될 수 있다. 논리적 자원유닛(Logical Resource Unit, LRU)은 분산적(distributed) 자원할당 및 국부적(localized) 자원할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 복수개의 OFDM 심볼과 복수개의 부반송파로 정의되고, PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다.
논리적 분산 자원유닛(Logical Distributed Resource Unit, DRU)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DRU는 하나의 주파수 구획 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. DRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. DRU를 형성하는 최소 단위는 하나의 부반송파이다.
논리적 연속 자원유닛(Logical Contiguous Resource Unit, CRU)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CRU는 국부적 부반송파 그룹을 포함한다. CRU의 크기는 PRU의 크기와 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 그룹(paging group)의 일예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 페이징 그룹은 페이징 컨트롤러(paging controller)가 관리하는 기지국들의 그룹을 의미한다. 페이징 컨트롤러는 단말에 대한 호(call) 또는 데이터 패킷의 전송을 위한 페이징 신호를 관리한다. 페이징 그룹에는 적어도 하나의 마크로셀 또는 적어도 하나의 펨토셀이 포함될 수 있다. 페이징 그룹은 하 나의 페이징 ID(identifier)를 사용한다. 즉, 페이징 그룹에 포함되는 마크로셀 또는 펨토셀은 동일한 페이징 ID를 사용할 수 있다.
펨토셀은 인증된 사용자만이 접속할 수 있는 CSG(closed subscriber group) 및 모든 사용자가 접속할 수 있는 OSG(open subscriber group)로 구분될 수 있다. 단말은 자신이 접속할 수 있는 CSG에 대하여 접속을 시도하고 접속이 허락되지 않는 CSG에 대하여는 접속을 시도하지 않는다.
특정 단말에 대하여 접속이 허락된 CSG가 포함된 마크로셀을 오버레이 마크로셀(overlay macro-cell)이라 하고, 특정 단말에 대하여 접속이 허락된 CSG가 포함되지 않은 마크로셀을 논-오버레이 마크로셀(non-overlay macro-cell)이라 한다. 예를 들어, 단말-A가 다수의 CSG 중에서 CSG-A에 접속할 수 있다면, CSG-A가 포함된 마크로셀-A가 오버레이 마크로셀이 되고, CSG-A가 포함되지 않은 마크로셀-B는 논-오버레이 마크로셀이 된다. 마크로셀-A 및 마크로셀-B는 동일한 페이징 그룹에 포함되므로 동일한 페이징 ID를 사용한다. 또한, 마크로셀-A에 속하는 CSG-A, CSG-B와 마크로셀-B에 속하는 CSG-B, CSG-C, CSG-D도 동일한 페이징 ID를 사용할 수 있다.
일반적으로 페이징 컨트롤러는 특정 단말에 대한 페이징 메시지를 전송하기 위하여 동일한 페이징 ID를 가지는 모든 마크로셀 및/또는 펨토셀에 대하여 페이징 메시지 전송을 요청한다. 따라서, 단말-A에 대한 페이징 메시지를 마크로셀-A, 마크로셀-B 및/또는 CSG-A, CSG-B, CSG-C, CSG-D가 모두 전송할 수 있다. 이는 페이징 메시지에 의한 오버헤드 및 한정된 무선자원의 낭비를 초래한다.
이제, 페이징 메시지에 의한 오버헤드 및 무선자원의 낭비를 줄일 수 있는 방법에 대하여 설명한다. (1) 단말이 논-오버레이 마크로셀로부터 오버레이 마크로셀로 이동하는 경우 및 (2) 오버레이 마크로셀에서 단말의 활성 모드(active mode) 전환 및 아이들 모드(idle mode) 전환의 경우를 예로 들어 설명한다.
<논-오버레이 마크로셀에서 오버레이 마크로셀로의 이동>
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 단말이 논-오버레이 마크로셀로부터 오버레이 마크로셀로 이동하는 경우, 단말은 오버레이 마크로셀로 레인징 요청(ranging request; RNG-REQ) 메시지를 전송한다(S110). 레인징 요청 메시지에는 위치갱신 요청(location update request)이 포함된다. 즉, 단말이 핸드오버하는 타겟 마크로셀(오버레이 마크로셀) 내에 단말이 접속할 수 있는 펨토셀(CSG)이 존재하는 경우 단말은 위치갱신 과정을 수행한다. 레인징 요청 메시지는 레인징 채널(ranging channel) 또는 상향링크 제어채널을 통하여 전송될 수 있다.
오버레이 마크로셀은 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 레인징 응답(ranging response; RNG-RSP) 메시지를 전송한다(S120). 레인징 응답 메시지에는 성공적 위치갱신(successful location update)이 포함될 수 있다. 성공적 위치갱신은 단말의 위치갱신 요청이 성공적으로 수신되어 위치갱신 절차가 수행됨을 의미한다. 레인징 응답 메시지는 브로드캐스트 채널(broadcast channel) 또는 하향링크 제어채널을 통하여 전송될 수 있다. 레인징 응답 메시지에는 페이징 메시지의 전송 주기에 대한 정보가 포함될 수 있다.
표 1은 레인징 응답 메시지에 포함되는 페이징 메시지의 전송주기 정보의 일예를 나타낸다.
Syntax Size
(bit)
Notes
MOB_RNG-RSP_Message_format(){ -
~
Paging Information
{
Paging Cycle
Primary paging offset CSG에서 전송되는 paging message의 오프셋
Secondary paging offset Macro-cell에서 전송되는 paging message의 오프셋
Paging monitoring interval paging message를 모니터링하는 시간
}
~
} // End of MOB_RNG-RSP
페이징 메시지는 단말의 접속이 허락된 펨토셀(CSG)에서 전송되는 주요 페이징 메시지(primary paging message) 및 마크로셀에서 전송되는 보조 페이징 메시지(secondary paging message)로 구분된다. 페이징 메시지의 전송주기 정보에는 페이징 주기(paging cycle), 주요 페이징 오프셋(primary paging offset), 보조 페이징 오프셋(secondary paging offset) 및 페이징 모니터링 주기(paging monitoring interval) 등의 정보가 포함된다. 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지는 일정한 주기로 전송될 수 있으며, 페이징 주기는 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지가 전송되는 주기를 나타낸다. 주요 페이징 오프셋은 페이징 주기에서 주요 페이징 메시지가 전송되는 시점을 지시한다. 보조 페이징 오프셋은 페이징 주기에서 보조 페이징 메시지가 전송되는 시점을 지시한다. 페이징 모니터링 주기는 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지가 전송되는 시점에서 단말이 모니터링하는 시간을 나타낸다. 페이징 메시지의 전송주기 정보의 크기는 제한되지 않는다.
오버레이 마크로셀은 페이징 컨트롤러로 단말의 위치 정보를 전송한다(S130). 페이징 컨트롤러는 단말의 위치 정보를 수신하여 단말이 이동하는 오버레이 마크로셀을 알 수 있다.
단말이 논-오버레이 마크로셀로부터 오버레이 마크로셀로 이동하여 위치갱신 과정을 수행하는 과정에서, 단말에 대한 호(call) 또는 데이터 패킷의 전송이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 페이징 컨트롤러는 먼저 단말이 접속할 수 있는 펨토셀로 제1 페이징 알림(paging announcement) 메시지를 전송한다(S140). 제1 페이징 알림 메시지는 펨토셀의 주요 페이징 메시지의 전송을 요청하는 메시지이다. 단말은 오버레이 마크로셀을 통하여 위치갱신 과정을 수행하여 오버레이 마크로셀에 접속한 상태이고 펨토셀에는 단말이 접속되지 않은 상태이다. 따라서, 펨토셀은 제1 페이징 알림 메시지에 따라 주요 페이징 메시지를 전송하지 않을 수 있고, 제1 페이징 알림 메시지에 대하여 응답하지 않을 수 있다.
제1 페이징 알림 메시지를 전송한 이후, 페이징 컨트롤러는 오버레이 마크로셀로 제2 페이징 알림 메시지를 전송한다(S150). 펨토셀로부터 제1 페이징 알림 메시지에 대한 응답이 없으면, 페이징 컨트롤러는 일정 시간 이후에 제2 페이징 알림 메시지를 전송할 수 있다. 제2 페이징 알림 메시지는 마크로셀의 보조 페이징 메시지의 전송을 요청하는 메시지이다.
오버레이 마크로셀은 제2 페이징 알림 메시지에 대한 응답으로 페이징 수행 메시지를 전송할 수 있다(S155). 페이징 수행 메시지는 기지국이 페이징 알림 메시지에 따라 페이징 메시지의 전송을 수행함을 의미하는 메시지이다.
오버레이 마크로셀은 제2 페이징 알림 메시지를 수신하면 보조 페이징 메시지를 전송한다(S160). 보조 페이징 메시지는 페이징 메시지의 전송주기 정보에서 지정되는 오프셋에 따라 전송된다. 보조 페이징 메시지에는 페이징 그룹 ID가 포함될 수 있다. 보조 페이징 메시지는 브로드캐스트 채널 또는 하향링크 제어채널을 통하여 전송될 수 있다. 페이징 공고(paging advertisement; PAG-ADV) 메시지는 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
보조 페이징 메시지를 수신한 단말은 오버레이 마크로셀과의 통신을 수행한다(S170). 단말은 페이징 메시지의 전송주기 정보에 따라 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송을 모니터링한다. 아이들 모드(idle mode)의 단말은 주요 페이징 메시지의 전송주기 및 보조 페이징 메시지의 전송주기에 맞추어 페이징 메시지의 수신여부를 확인하여 활성모드(active mode)로 전환할 것인지 여부를 결정한다. 단말은 보조 페이징 메시지를 수신하면 활성모드로 전환하여 오버레이 마크로셀과의 통신을 수행한다.
페이징 그룹에 포함된 모든 마크로셀 및/또는 펨토셀로 페이징 메시지가 전송되지 않고, 단말이 이동한 오버레이 마크로셀 및 단말이 접속할 수 있는 펨토셀로 페이징 메시지가 전송되므로 페이징 메시지에 의한 불필요한 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단말이 논-오버레이 마크로셀로부터 오버레이 마크로셀로 이동할 때, 오버레이 마크로셀을 통하여 위치갱신 과정을 수행하지 않고 접속이 허락된 펨토셀을 통하여 위치갱신 과정을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 논-오버레이 마크로셀에서 오버레이 마크로셀 내의 펨토셀로 곧바로 핸드오버할 수 있다. 도 4의 페이징 메시지 전송과정과 비교하여 차이점 위주로 설명한다.
단말은 펨토셀로 위치갱신 요청이 포함된 레인징 요청(RNG-REQ) 메시지를 전송한다(S210). 즉, 단말은 펨토셀을 통하여 위치갱신 과정을 수행한다.
펨토셀은 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로 성공적 위치갱신이 포함된 레인징 응답(ranging response; RNG-RSP) 메시지를 전송한다(S220). 레인징 응답 메시지에는 페이징 메시지의 전송주기에 대한 정보가 포함될 수 있다. 레인징 응답 메시지에 포함되는 페이징 메시지의 전송주기 정보는 표 1과 같다.
펨토셀은 페이징 컨트롤러로 단말의 위치 정보를 전송한다(S230).
이러한 위치갱신 과정에서, 단말에 대한 호 또는 데이터 패킷의 전송이 발생하는 경우, 페이징 컨트롤러는 먼저 펨토셀로 제1 페이징 알림 메시지를 전송한다(S240). 펨토셀은 제1 페이징 알림 메시지에 대한 응답으로 페이징 수행 메시지를 전송할 수 있다(S245). 페이징 컨트롤러는 펨토셀로부터 페이징 수행 메시지를 수신하면 제2 페이징 알림 메시지를 전송하지 않는다.
펨토셀은 제1 페이징 알림 메시지를 수신하면 주요 페이징 메시지를 전송한다(S250). 주요 페이징 메시지는 페이징 메시지의 전송주기 정보에서 지정되는 오프셋에 따라 전송된다. 주요 페이징 메시지에는 페이징 그룹 ID가 포함될 수 있다. 주요 페이징 메시지는 브로드캐스트 채널 또는 하향링크 제어채널을 통하여 전송될 수 있다.
주요 페이징 메시지를 수신한 단말은 펨토셀과의 통신을 수행한다(S260). 단말은 페이징 메시지의 전송주기 정보에 따라 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송을 모니터링한다. 아이들 모드의 단말은 주요 페이징 메시지를 수신하면 활성모드로 전환하여 펨토셀과의 통신을 수행한다.
단말이 논-오버레이 마크로셀로부터 오버레이 마크로셀로 이동할 때, 단말이 접속하 수 있는 펨토셀을 통하여 위치갱신 과정을 수행하면, 마크로셀의 보조 페이징 메시지의 전송없이 펨토셀의 주요 페이징 메시지만이 전송되므로 페이징 메시지에 의한 오버헤드를 더욱 줄일 수 있다.
<오버레이 마크로셀에서 단말의 활성 모드 및 아이들 모드 전환>
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 단말이 오버레이 마크로셀과 일정 시간동안 데이터를 송신하지 않거나 수신하지 않을 때, 단말은 아이들 모드로 전환하기 위하여 오버레이 마크로셀로 등록취소 요청(deregister request; DREG-REQ) 메시지를 전송한다(S310).
오버레이 마크로셀은 페이징 컨트롤러와 단말 및 기지국 정보를 교환한다(S320). 단말 및 기지국 정보는 단말의 위치갱신 정보, 셀 ID, 페이징 그룹 ID 등이 포함된다.
오버레이 마크로셀은 단말로 등록취소 지시(deregister command; DREG-CMD) 메시지를 전송한다(S330). 등록취소 지시 메시지는 등록취소 요청 메시지에 대한 응답이다. 등록취소 지시 메시지가 전송되지 않으면, 단말은 등록취소 요청 타이머(timer)가 만료된 후 등록취소 요청 메시지를 재전송할 수 있다. 등록취소 지시 메시지에는 페이징 메시지의 전송주기에 대한 정보가 포함될 수 있다. 페이징 메시지의 전송주기 정보에는 페이징 주기, 주요 페이징 오프셋, 보조 페이징 오프셋 및 페이징 모니터링 주기 등의 정보가 포함된다.
표 2는 등록취소 지시 메시지에 포함되는 페이징 메시지의 전송주기 정보의 일예를 나타낸다.
Syntax Size
(bit)
Notes
MOB_DREG-CDM_Message_format(){ -
~
Paging Information
{
Paging Cycle
Primary paging offset CSG에서 전송되는 paging message의 오프셋
Secondary paging offset Macro-cell에서 전송되는 paging message의 오프셋
Paging monitoring interval paging message를 모니터링하는 시간
}
~
} // End of MOB_DREG-CDM
등록취소 지시 메시지를 수신한 후, 단말은 아이들 모드(idle mode)로 전환한다(S340).
단말이 오버레이 마크로셀에서 아이들 모드로 전환한 이후, 단말에 대한 호(call) 또는 데이터 패킷의 전송이 발생하면, 페이징 컨트롤러는 오버레이 마크로셀 내의 단말의 접속이 허락된 펨토셀로 제1 페이징 알림 메시지를 전송한다(S350). 단말은 오버레이 마크로셀에서 아이들 모드로 전환한 상태이므로, 펨토셀은 제1 페이징 알림 메시지에 따라 주요 페이징 메시지를 전송하지 않을 수 있다. 펨토셀은 제1 페이징 알림 메시지에 대하여 응답하지 않을 수 있다.
제1 페이징 알림 메시지를 전송한 이후, 페이징 컨트롤러는 오버레이 마크로셀로 제2 페이징 알림 메시지를 전송한다(S360). 펨토셀로부터 제1 페이징 알림 메시지에 대한 응답이 없으면, 페이징 컨트롤러는 일정 시간 이후에 제2 페이징 알림 메시지를 전송할 수 있다.
오버레이 마크로셀은 제2 페이징 알림 메시지에 대한 응답으로 페이징 수행 메시지를 전송할 수 있다(S365). 페이징 수행 메시지는 기지국이 페이징 알림 메시지에 따라 페이징 메시지의 전송을 수행함을 의미하는 메시지이다.
오버레이 마크로셀은 제2 페이징 알림 메시지를 수신하면 보조 페이징 메시지를 전송한다(S370). 보조 페이징 메시지는 페이징 메시지의 전송주기 정보에서 지정되는 오프셋에 따라 전송된다. 보조 페이징 메시지에는 페이징 그룹 ID가 포함될 수 있다. 보조 페이징 메시지는 브로드캐스트 채널 또는 하향링크 제어채널을 통하여 전송될 수 있다.
단말은 페이징 메시지의 전송주기 정보에 따라 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송을 모니터링하여 보조 페이징 메시지가 수신되면 활성모드로 전환한다(S380). 활성모드로 전환한 단말은 오버레이 마크로셀과의 통신을 수행한다(S390).
페이징 그룹에 포함된 모든 마크로셀 및 펨토셀로 페이징 메시지가 전송되지 않고, 단말이 아이들 모드로 전환한 마크로셀 및 단말이 접속할 수 있는 펨토셀로 페이징 메시지가 전송되므로 페이징 메시지에 의한 불필요한 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 단말이 오버레이 마크로셀 내의 펨토셀에서 아이들 모드로 전환하는 경우이다. 도 6의 페이징 메시지 전송과정과 비교하여 차이점 위주로 설명한다.
단말은 펨토셀로 등록취소 요청(deregister request; DREG-REQ) 메시지를 전송한다(S410). 펨토셀은 페이징 컨트롤러와 단말 및 기지국 정보를 교환하고(S420), 단말로 등록취소 지시(deregister command; DREG-CMD) 메시지를 전송한다(S430). 등록취소 지시 메시지에는 페이징 메시지의 전송주기에 대한 정보가 포함될 수 있으며, 등록취소 지시 메시지에 포함되는 페이징 메시지의 전송주기 정보는 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
등록취소 지시 메시지를 수신한 후, 단말은 아이들 모드(idle mode)로 전환한다(S440).
단말이 펨토셀에서 아이들 모드로 전환한 이후, 단말에 대한 호(call) 또는 데이터 패킷의 전송이 발생하면, 페이징 컨트롤러는 오버레이 마크로셀 내의 단말의 접속이 허락된 펨토셀로 제1 페이징 알림 메시지를 전송한다(S450). 펨토셀은 제1 페이징 알림 메시지에 대한 응답으로 페이징 수행 메시지를 전송할 수 있다(S455).
펨토셀은 제1 페이징 알림 메시지를 수신하면 주요 페이징 메시지를 전송한다(S460). 주요 페이징 메시지는 페이징 메시지의 전송주기 정보에서 지정되는 오프셋에 따라 전송된다. 주요 페이징 메시지는 브로드캐스트 채널 또는 하향링크 제어채널을 통하여 전송될 수 있다.
단말은 페이징 메시지의 전송주기 정보에 따라 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송을 모니터링하여 주요 페이징 메시지가 수신되면 활성모드로 전환한다(S470). 활성모드로 전환된 단말은 펨토셀과의 통신을 수행한다(S480).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송주기를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 단말의 접속이 허락된 펨토셀로부터 전송되는 주요 페이징 메시지는 페이징 주기(paging cycle)의 시작점에서 주요 페이징 오프셋만큼의 시점에서 전송될 수 있다. 마크로셀로부터 전송되는 보조 페이징 메시지는 페이징 주기의 시작점에서 보조 페이징 오프셋만큼의 시점에서 전송될 수 있다. 주요 페이징 메시지는 주요 페이징 오프셋에서 페이징 모니터링 주기 동안 전송될 수 있고, 보조 페이징 메시지는 보조 페이징 오프셋에서 페이징 모니터링 주기 동안 전송될 수 있다. 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지가 서로 겹치지 않도록 주요 페이징 오프셋, 보조 페이징 오프셋 및 페이징 모니터링 주기가 정해질 수 있다. 주요 페이징 오프셋 및 보조 페이징 오프셋의 기준은 페이징 주기의 시작점으로 한정되지 않으며, 임의의 시점을 기준으로 주요 페이징 오프셋 및 보조 페이징 오프셋이 정해질 수 있다.
마크로셀과 펨토셀이 동일한 주파수 대역을 사용하거나 서로 다른 주파수 대역을 사용할 수 있다. 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지는 동일한 주파수 대역을 통하여 전송될 수도 있고, 서로 다른 주파수 대역을 통하여 전송될 수도 있다. 마크로셀 및 펨토셀이 사용하는 주파수 대역에 대한 정보는 마크로셀 또는 펨토셀로부터 전송되는 시스템 정보를 통하여 단말에게 제공될 수 있다.
한편, 단말이 접속할 수 있는 펨토셀이 존재하지 않는 논-오버레이 마크로셀에서는 주요 페이징 메시지는 전송되지 않는다. 이때, 표 1 및 표 2의 페이징 메시지의 전송주기 정보에서 주요 페이징 오프셋이 생략될 수 있다. 페이징 메시지의 전송주기 정보에서 주요 페이징 오프셋의 생략은 단말이 속하는 마크로셀이 논-오버레이 마크로셀임을 의미할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송주기를 나타낸다.
도 8과 비교하여, 주요 페이징 메시지는 페이징 주기의 시작점에서 주요 페이징 오프셋만큼의 시점에서 전송되고, 보조 페이징 메시지는 주요 페이징 오프셋만큼의 시점에서 보조 페이징 오프셋만큼의 시점에서 전송될 수 있다. 즉, 보조 페이징 오프셋은 주요 페이징 오프셋을 기준으로 정해질 수 있다. 주요 페이징 오프셋의 기준은 임의의 시점이 될 수 있다.
도 10은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하면, 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)를 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들을 구현하여, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 프로세서(51)는 송수신되는 데이터 및/또는 제어신호를 처리한다.
메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 메모리(52)에는 접속이 허락된 펨토셀의 목록이 저장될 수 있으며, 프로세서(51)는 접속이 허락된 펨토셀의 목록을 이용하여 펨토셀에의 접속 여부를 처리할 수 있다. 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 터치스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)를 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, RRC) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
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 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 그룹(paging group)의 일예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송주기를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주요 페이징 메시지 및 보조 페이징 메시지의 전송주기를 나타낸다.
도 10은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

Claims (9)

  1. 무선통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 전송과정을 수행하는 방법에 있어서,
    마크로셀(macro-cell) 및 상기 마크로셀의 셀영역에 포함되는 펨토셀(femto-cell) 중 어느 하나로부터 단말의 위치 정보를 획득하는 단계;
    상기 펨토셀이 상기 단말로 주요 페이징 메시지를 전송하도록 요청하는 제1 페이징 알림 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 제1 페이징 알림 메시지를 전송한 후 상기 제1 페이징 알림 메시지에 대한 응답이 없는 경우, 상기 마크로셀이 상기 단말로 보조 페이징 메시지를 전송하도록 요청하는 제2 페이징 알림 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 단말의 위치 정보는 상기 단말이 접속할 수 있는 펨토셀이 포함되지 않는 논-오버레이(non-overlay) 마크로셀로부터 상기 단말이 접속할 수 있는 펨토셀이 포함된 오버레이 마크로셀의 셀영역으로 이동하는 경우에 제공되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 단말의 위치 정보는 상기 단말이 전력 소모를 줄이기 위한 아이들 모드(idle mode)로 전환하는 경우에 제공되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 주요 페이징 메시지는 정해진 주요 페이징 오프셋의 시점에서 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 보조 페이징 메시지는 상기 주요 페이징 메시지의 전송 시점과 다른 전송시점을 지시하는 보조 페이징 오프셋의 시점에서 전송되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 주요 페이징 오프셋 및 상기 보조 페이징 오프셋은 상기 마크로셀 및 상기 펨토셀 중 어느 하나로부터 상기 단말로 제공되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법에 있어서,
    펨토셀로부터 전송되는 주요 페이징 메시지 및 상기 펨토셀을 포함하는 마크로셀로부터 전송되는 보조 페이징 메시지의 전송주기를 지시하는 페이징 메시지 전주기 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 페이징 메시지의 전송주기 정보에 따라 상기 주요 페이징 메시지 및 상기 보조 페이징 메시지의 전송여부를 모니터링하는 단계를 포함하되, 상기 주요 페이징 메시지 및 상기 보조 페이징 메시지는 일정한 주기의 페이징 주기에서 서로 다른 시점에 전송되는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 주요 페이징 메시지 및 상기 보조 페이징 메시지 중 어느 하나를 수신하면 상기 펨토셀 또는 상기 마크로셀과의 통신을 위한 활성 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 펨토셀 또는 상기 마크로셀로 위치갱신 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법.
KR1020090034866A 2008-12-31 2009-04-22 무선통신 시스템에서 페이징 메시지 전송과정을 수행하는 방법 KR20100080287A (ko)

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